JPH0827403B2 - 回折格子 - Google Patents
回折格子Info
- Publication number
- JPH0827403B2 JPH0827403B2 JP23215386A JP23215386A JPH0827403B2 JP H0827403 B2 JPH0827403 B2 JP H0827403B2 JP 23215386 A JP23215386 A JP 23215386A JP 23215386 A JP23215386 A JP 23215386A JP H0827403 B2 JPH0827403 B2 JP H0827403B2
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- Japan
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- diffraction grating
- recording
- grating
- pattern
- substrate
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明はホログラフィによって製作された回折格子に
関する。
関する。
（ロ） 従来技術 凹面回折格子を用いる分光器では，凹面回折格子の結
像性に収差が現われるが，このような収差を補正するた
めにホログラフィを用いて凹面回折格子の格子パターン
として特殊なパターンを製作することが実施されてい
る。しかし従来は，格子基板上に格子パターンを形成す
るための記録光に球面波を用いていたので，格子パター
ンは回転双曲線群と格子基板との交線群に限定され，充
分な収差補正ができなかった。特に写真乾燥やアレイ検
出器を用いる分光器では分散方向の収差の補正，結像面
をより平面に近くすること，結像面の中心が概略回折格
子中心方向と垂直であることなど，使用上の必要条件を
満たすための結像特性の補正をはかる必要があるため，
例えば非点収差など，実効効率が低下するにもかかわら
ず，この方面の収差補正は行われていないのが実状であ
る。
像性に収差が現われるが，このような収差を補正するた
めにホログラフィを用いて凹面回折格子の格子パターン
として特殊なパターンを製作することが実施されてい
る。しかし従来は，格子基板上に格子パターンを形成す
るための記録光に球面波を用いていたので，格子パター
ンは回転双曲線群と格子基板との交線群に限定され，充
分な収差補正ができなかった。特に写真乾燥やアレイ検
出器を用いる分光器では分散方向の収差の補正，結像面
をより平面に近くすること，結像面の中心が概略回折格
子中心方向と垂直であることなど，使用上の必要条件を
満たすための結像特性の補正をはかる必要があるため，
例えば非点収差など，実効効率が低下するにもかかわら
ず，この方面の収差補正は行われていないのが実状であ
る。
また，平面回折格子は，従来機械切りで格子溝を作っ
ており，格子パターンは等間隔直線格子であって，この
型の回折格子はそれ自身は収差を持っていないが，コリ
メータ素子とテレメータ素子に凹面鏡を用いる分光器で
は，凹面鏡に球面鏡を用い軸外し状態で使うため，これ
らの凹面鏡によって収差が発生していた。この収差を補
正するためには，平面回折格子の格子パターンを特殊な
ものにして、回折格子にコリメータ鏡及びカメラ鏡によ
って発生する収差を打消すような収差を発生させればよ
いが、この場合にもホログラフィの利用によってそのよ
うな特殊な格子パターンが製作される。しかし，やはり
記録光に球面波を用いていたので収差補正は不充分なも
のであった。
ており，格子パターンは等間隔直線格子であって，この
型の回折格子はそれ自身は収差を持っていないが，コリ
メータ素子とテレメータ素子に凹面鏡を用いる分光器で
は，凹面鏡に球面鏡を用い軸外し状態で使うため，これ
らの凹面鏡によって収差が発生していた。この収差を補
正するためには，平面回折格子の格子パターンを特殊な
ものにして、回折格子にコリメータ鏡及びカメラ鏡によ
って発生する収差を打消すような収差を発生させればよ
いが、この場合にもホログラフィの利用によってそのよ
うな特殊な格子パターンが製作される。しかし，やはり
記録光に球面波を用いていたので収差補正は不充分なも
のであった。
（ハ） 発明が解決しようとする問題点 本発明は，ホログラフィを用いた回折格子の格子パタ
ーンの形成に改善を行って，より完全な収差補正を可能
にしようとするものである。
ーンの形成に改善を行って，より完全な収差補正を可能
にしようとするものである。
（ニ） 問題解決のための手段 本発明の回折格子は，ホログラフィによって回折格子
基板に回折格子パターンを記録するための記録光の光線
方向上で，回折格子の水平，垂直方向の発散光源点から
回折格子基板までの距離を実質的に変えたことを特徴と
する。
基板に回折格子パターンを記録するための記録光の光線
方向上で，回折格子の水平，垂直方向の発散光源点から
回折格子基板までの距離を実質的に変えたことを特徴と
する。
（ホ） 作用 ホログラフィによる回折格子パターンの製作法は，回
折格子基板に互に干渉可能な二光束の光を投影して回折
格子パターンを形成させ，この干渉パターンを基板面に
焼付け記録するもので，上記二光束を記録光，その光源
を記録光源と云う。従来は，上記した二つの記録光とし
て平面波域或は球面波を用いていた。これに対して本発
明では，記録光の光線方向上で回折格子の水平，垂直方
向の発散光源点から回折格子基板までの距離を実質的に
変えるため，水平，垂直方向の焦点が異なる光（アステ
ィグマティック光,astingmatic光）を記録光としたもの
である。これにより干渉パターンを形成する記録条件の
パラメータが増加し，得られる干渉パターンも変化に富
み，干渉パターンの選択の自由度が増すので，記録条件
の選択によって従来に比較し収差補正がより完全にでき
るようになった。
折格子基板に互に干渉可能な二光束の光を投影して回折
格子パターンを形成させ，この干渉パターンを基板面に
焼付け記録するもので，上記二光束を記録光，その光源
を記録光源と云う。従来は，上記した二つの記録光とし
て平面波域或は球面波を用いていた。これに対して本発
明では，記録光の光線方向上で回折格子の水平，垂直方
向の発散光源点から回折格子基板までの距離を実質的に
変えるため，水平，垂直方向の焦点が異なる光（アステ
ィグマティック光,astingmatic光）を記録光としたもの
である。これにより干渉パターンを形成する記録条件の
パラメータが増加し，得られる干渉パターンも変化に富
み，干渉パターンの選択の自由度が増すので，記録条件
の選択によって従来に比較し収差補正がより完全にでき
るようになった。
記録条件のパラメータが増加すると云うのは球面波を
用いる場合，パラメータは点光源の位置のデータだけで
あるが，アスティグマティック光を用いると，水平方向
と垂直方向との点光源の位置が実質的に異なることにな
り，特に垂直方向の結像条件に関係する記録条件のパラ
メータが増加したことになるので，それによって分光器
の光学系全体としての収差，特に非点収差を効果的に補
正できることになるのである。
用いる場合，パラメータは点光源の位置のデータだけで
あるが，アスティグマティック光を用いると，水平方向
と垂直方向との点光源の位置が実質的に異なることにな
り，特に垂直方向の結像条件に関係する記録条件のパラ
メータが増加したことになるので，それによって分光器
の光学系全体としての収差，特に非点収差を効果的に補
正できることになるのである。
（ヘ） 実施例 （球面回折格子基板を用いた場合） 第２図は，従来の球面回折格子の格子パターン記録時
の配置を示す図であって,4はホログラフィック干渉縞を
記録し，回折格子に仕立てる感光剤を塗布した球面回折
格子基板,5,6は球面波を発生するレーザ光源点である。
この場合，光原点5,6を焦点とする回転双曲線群と基板
との交線に縞を生ずる。この場合の具体的な記録条件
は，波長441.6nmのレーザ光を用いる場合， rC＝0.9896,γ＝−4.764゜ rD＝0.9908,δ＝10.101゜ である。
の配置を示す図であって,4はホログラフィック干渉縞を
記録し，回折格子に仕立てる感光剤を塗布した球面回折
格子基板,5,6は球面波を発生するレーザ光源点である。
この場合，光原点5,6を焦点とする回転双曲線群と基板
との交線に縞を生ずる。この場合の具体的な記録条件
は，波長441.6nmのレーザ光を用いる場合， rC＝0.9896,γ＝−4.764゜ rD＝0.9908,δ＝10.101゜ である。
第１図は第２図で示した従来の回折格子と同一の水平
（分散）方向焦線を持ち，非点収差を補正するため，垂
直方向の焦線が水平方向の焦線のほぼ中心で交じわるよ
うな回折格子の格子パターン（第３図参照）を形成する
本発明の回折格子の格子パターン記録時の配置を示した
図である。７は球面回折格子基板,8は曲率半径0.6132の
球面鏡,9は水平方向の曲率半径0.6132,垂直方向の曲率
半径0.5852のトロイダル鏡であり,10,11は球面波を発す
るレーザ光源点である。この場合の具体的な記録条件
は，レーザ波長441.6nmのレーザ光を用いる場合 PC＝1.5819,qC＝0.5923,τＣ＝15.000゜ PD＝1.5831,qD＝0.5923,τＤ＝15,000゜ である。図中 はそれぞれ水平，垂直方向のレーザ光源点10,11の凹面
鏡8,9による焦点であり，これによりアスティグマティ
ッ光による記録，すなわち記録光の光線方向上で回折格
子の水平，垂直方向の光源点から格子基板までの距離を
実質的に変えて格子パターンの記録ができることにな
る。
（分散）方向焦線を持ち，非点収差を補正するため，垂
直方向の焦線が水平方向の焦線のほぼ中心で交じわるよ
うな回折格子の格子パターン（第３図参照）を形成する
本発明の回折格子の格子パターン記録時の配置を示した
図である。７は球面回折格子基板,8は曲率半径0.6132の
球面鏡,9は水平方向の曲率半径0.6132,垂直方向の曲率
半径0.5852のトロイダル鏡であり,10,11は球面波を発す
るレーザ光源点である。この場合の具体的な記録条件
は，レーザ波長441.6nmのレーザ光を用いる場合 PC＝1.5819,qC＝0.5923,τＣ＝15.000゜ PD＝1.5831,qD＝0.5923,τＤ＝15,000゜ である。図中 はそれぞれ水平，垂直方向のレーザ光源点10,11の凹面
鏡8,9による焦点であり，これによりアスティグマティ
ッ光による記録，すなわち記録光の光線方向上で回折格
子の水平，垂直方向の光源点から格子基板までの距離を
実質的に変えて格子パターンの記録ができることにな
る。
上記実施例の回折格子を用いた分光系の一例を第３図
に示す。１が入口スリット,2が本発明による回折格子,3
は写真乾板又はアレイ検出器面であり，波長域350nm〜7
50nmにおいて水平（分散）方向焦線とのずれが最小にな
る位置に設置する。分光系の配置は，第３図において ｒ＝0.9514,α＝19.268゜ ｒ′１＝1.0035,β１＝−7.164゜ ｒ′２＝1.0104,β２＝6.309゜ であり，回折格子２の水平方向の曲率半径は1.000であ
る。
に示す。１が入口スリット,2が本発明による回折格子,3
は写真乾板又はアレイ検出器面であり，波長域350nm〜7
50nmにおいて水平（分散）方向焦線とのずれが最小にな
る位置に設置する。分光系の配置は，第３図において ｒ＝0.9514,α＝19.268゜ ｒ′１＝1.0035,β１＝−7.164゜ ｒ′２＝1.0104,β２＝6.309゜ であり，回折格子２の水平方向の曲率半径は1.000であ
る。
（トロイダル回折格子基板を用いた場合） 第４図は第３図の分光系と同一の分光系に用いられる
本発明の他の実施例の回折格子の格子パターン記録時の
配置を示す図で，第２図で示した従来の回折格子の水平
方向の焦線上に水平方向焦線，垂直方向焦線を持ち（第
３図参照），全波長域にわたって非点収差を補正したも
のである。図において12はトロイダル面回折格子基板,1
3は曲率半径1.000の球面鏡,14,15は波長441.6nmの球面
波を発するレーザ光源点である。具体的な記録条件は PC＝1.9854,qC＝0.9957,τＣ＝5.288゜ rD＝0.9908,γ＝−4.764゜，δ＝10.134゜ である。図中 はそれぞれレーザ光源点14による水平，垂直方向の焦点
であり，これにより，アスティグマティック光による記
録，すなわち記録光の光線方向上で回折格子の水平，垂
直方向の光源点から格子基板までの距離を実質的に変え
て格子パターンの記録ができることになる。
本発明の他の実施例の回折格子の格子パターン記録時の
配置を示す図で，第２図で示した従来の回折格子の水平
方向の焦線上に水平方向焦線，垂直方向焦線を持ち（第
３図参照），全波長域にわたって非点収差を補正したも
のである。図において12はトロイダル面回折格子基板,1
3は曲率半径1.000の球面鏡,14,15は波長441.6nmの球面
波を発するレーザ光源点である。具体的な記録条件は PC＝1.9854,qC＝0.9957,τＣ＝5.288゜ rD＝0.9908,γ＝−4.764゜，δ＝10.134゜ である。図中 はそれぞれレーザ光源点14による水平，垂直方向の焦点
であり，これにより，アスティグマティック光による記
録，すなわち記録光の光線方向上で回折格子の水平，垂
直方向の光源点から格子基板までの距離を実質的に変え
て格子パターンの記録ができることになる。
（平面回折格子基板を用いた場合） 第５図は本発明のさらに他の実施例の回折格子の格子
パターン記録時の配置を示す図である。24は平面回折格
子基板,20,22は記録光源点,21は曲率半径1.0000の球面
鏡,23は水平方向の曲率半径1.0000垂直方向の曲率半径
0.9388のトロイダル鏡である。この場合の具体的な記録
条件はレーザ波長441.6nmのレーザ光を用いる場合， pC＝1.9724,qC＝0.9767,τＣ＝5.121゜ pD＝2.0799,qD＝0.9879,τＤ＝4.956゜ γ＝33.438゜ δ＝1.210゜ である。図中 はそれぞれレーザ光源点20,22の凹面鏡21,23による水
平，垂直方向の焦点であり，これよりアスティグマティ
ック光による記録，すなわち記録光の光線方向上で回折
格子の水平，垂直方向の光源点から格子基板までの距離
を実質的に変えて格子パターンの記録ができることにな
る。
パターン記録時の配置を示す図である。24は平面回折格
子基板,20,22は記録光源点,21は曲率半径1.0000の球面
鏡,23は水平方向の曲率半径1.0000垂直方向の曲率半径
0.9388のトロイダル鏡である。この場合の具体的な記録
条件はレーザ波長441.6nmのレーザ光を用いる場合， pC＝1.9724,qC＝0.9767,τＣ＝5.121゜ pD＝2.0799,qD＝0.9879,τＤ＝4.956゜ γ＝33.438゜ δ＝1.210゜ である。図中 はそれぞれレーザ光源点20,22の凹面鏡21,23による水
平，垂直方向の焦点であり，これよりアスティグマティ
ック光による記録，すなわち記録光の光線方向上で回折
格子の水平，垂直方向の光源点から格子基板までの距離
を実質的に変えて格子パターンの記録ができることにな
る。
第６図は上記実施例の回折格子を用いる分光系の一例
を示す図で,16が入口スリット,17が凹面鏡,18が本発明
による回折格子,19が出口スリットである。回折格子18
は，波長域300〜900nmにおいて，水平（分散）方向焦点
とのずれが最小になる位置に設置する。分光系の配置は
図において，凹面鏡17を曲率半径1.000の球面鏡，回折
格子18を格子定数1/1200mm使用次数−１次の回折格子と
した場合， ｒ＝0.7755,D＝0.6204,r′＝0.7064 θ＝10゜,2K＝20゜ である。
を示す図で,16が入口スリット,17が凹面鏡,18が本発明
による回折格子,19が出口スリットである。回折格子18
は，波長域300〜900nmにおいて，水平（分散）方向焦点
とのずれが最小になる位置に設置する。分光系の配置は
図において，凹面鏡17を曲率半径1.000の球面鏡，回折
格子18を格子定数1/1200mm使用次数−１次の回折格子と
した場合， ｒ＝0.7755,D＝0.6204,r′＝0.7064 θ＝10゜,2K＝20゜ である。
上記実施例では，二つの記録光とアスティグマティッ
ク光を使用しているが，設計上は二つの記録光のうち，
少なくとも一方についてだけアスティグマティック光，
すなわち光源点から格子基板までの距離を変えておけば
充分なことが多い。
ク光を使用しているが，設計上は二つの記録光のうち，
少なくとも一方についてだけアスティグマティック光，
すなわち光源点から格子基板までの距離を変えておけば
充分なことが多い。
（ト） 効果 本発明による回折格子は，従来のホログラフィック回
折格子に比し，記録光にアスティグマティック光を用
い，記録光線方向上で回折格子の水平，垂直方向の光源
点から格子基板までの距離を実質的に変えて格子パター
ンを形成したので，分光器（回折格子）が発生する収差
の補正が従来のホログラフィック回折格子に比し一層良
好になった。特に非点収差の補正に対して著しい効果が
ある。第７図はこの効果を示す図で，凹面回折格子の水
平方向の曲率半径を200mmとし，第３図に示した乾板面
３でのいくつかの波長を持つ単色光を入口スリット１の
中心から入射させた場合の収差による広がりを示したも
のである。
折格子に比し，記録光にアスティグマティック光を用
い，記録光線方向上で回折格子の水平，垂直方向の光源
点から格子基板までの距離を実質的に変えて格子パター
ンを形成したので，分光器（回折格子）が発生する収差
の補正が従来のホログラフィック回折格子に比し一層良
好になった。特に非点収差の補正に対して著しい効果が
ある。第７図はこの効果を示す図で，凹面回折格子の水
平方向の曲率半径を200mmとし，第３図に示した乾板面
３でのいくつかの波長を持つ単色光を入口スリット１の
中心から入射させた場合の収差による広がりを示したも
のである。
回折格子の面積は40×40mm2とした。（ａ）図は従来
の回折格子（第２図）を用いた場合，（ｂ）図は第１図
に示した本発明の実施例の回折格子を用いた場合，
（ｃ）図は第４図に示した本発明の他の実施例の回折格
子を用いた場合である。（ａ）図に比較して，本発明に
よる（ｂ）図および（ｃ）図では垂直方向の収差。すな
わち非点収差が著しく補正されていることが認められ
る。
の回折格子（第２図）を用いた場合，（ｂ）図は第１図
に示した本発明の実施例の回折格子を用いた場合，
（ｃ）図は第４図に示した本発明の他の実施例の回折格
子を用いた場合である。（ａ）図に比較して，本発明に
よる（ｂ）図および（ｃ）図では垂直方向の収差。すな
わち非点収差が著しく補正されていることが認められ
る。
第１図は，本発明による回折格子の格子パターン記録時
の配置を示す平面図，第２図は，従来の回折格子の格子
パターン記録時の配置を示す平面図，第３図は，本発明
の実施例の回折格子を用いた分光器の平面図，第４図
は，本発明よる他の回折格子の格子パターン記録時の配
置を示す平面図，第５図は，本発明によるさらに他の回
折格子の格子パターン記録時の配置を示す平面図，第６
図は第５図実施例の回折格子を用いた分光器の平面図，
第７図は，本発明による回折格子の性能，効果を示すグ
ラフである。 1,16……入口スリット、2,18……回折格子 ３……乾板（検出器）面 4,7,12,24……回折格子基板 5,6,10,11,14,15,20,22……記録光源点 8,23……トロイダル鏡、9,13,21……球面鏡 17……凹面鏡、19……出口スリット
の配置を示す平面図，第２図は，従来の回折格子の格子
パターン記録時の配置を示す平面図，第３図は，本発明
の実施例の回折格子を用いた分光器の平面図，第４図
は，本発明よる他の回折格子の格子パターン記録時の配
置を示す平面図，第５図は，本発明によるさらに他の回
折格子の格子パターン記録時の配置を示す平面図，第６
図は第５図実施例の回折格子を用いた分光器の平面図，
第７図は，本発明による回折格子の性能，効果を示すグ
ラフである。 1,16……入口スリット、2,18……回折格子 ３……乾板（検出器）面 4,7,12,24……回折格子基板 5,6,10,11,14,15,20,22……記録光源点 8,23……トロイダル鏡、9,13,21……球面鏡 17……凹面鏡、19……出口スリット
Claims (1)
- 【請求項１】回折格子基板面に二つの干渉し得る光束を
投影して干渉パターンを形成させ，この干渉パターンを
基板面に記録して製作された格子パターンを有する回折
格子において，二つの干渉光束の主光線方向上で，回折
格子の水平，垂直方向の発散光源点から回折格子基板ま
での距離を実質的に変えたことを特徴とする回折格子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23215386A JPH0827403B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 回折格子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23215386A JPH0827403B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 回折格子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6385503A JPS6385503A (ja) | 1988-04-16 |
| JPH0827403B2 true JPH0827403B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=16934825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23215386A Expired - Lifetime JPH0827403B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 回折格子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827403B2 (ja) |
-
1986
- 1986-09-29 JP JP23215386A patent/JPH0827403B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6385503A (ja) | 1988-04-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| R154 | Certificate of patent or utility model (reissue) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R154 |