JP2001264168A - スペクトル分布測定用分光装置 - Google Patents
スペクトル分布測定用分光装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 焦点距離を長くした大型の分光器と同様の
０．１ｐｍ以下の分解能が可能な小型高性能でエキシマ
レーザ光のスペクトル分布測定に適した分光装置。 【解決手段】 入射スリット３、入射スリット３を通過
した測定光をコリメートするコリメート光学系２、コリ
メート光学系２でコリメートされた光が入射し、波長に
応じて異なる回折角で回折する回折格子１、回折格子１
で回折された光束を集光する結像光学系２、結像光学系
２の焦点面に配置された出射スリット又は光分布検出素
子４を備えたスペクトル分布測定用分光装置において、
少なくともコリメート光学系２と回折格子１の間に、コ
リメート光学系でコリメートされた光の少なくとも回折
格子の分散方向の径を拡大するビーム径拡大光学系５が
配置されている。
０．１ｐｍ以下の分解能が可能な小型高性能でエキシマ
レーザ光のスペクトル分布測定に適した分光装置。 【解決手段】 入射スリット３、入射スリット３を通過
した測定光をコリメートするコリメート光学系２、コリ
メート光学系２でコリメートされた光が入射し、波長に
応じて異なる回折角で回折する回折格子１、回折格子１
で回折された光束を集光する結像光学系２、結像光学系
２の焦点面に配置された出射スリット又は光分布検出素
子４を備えたスペクトル分布測定用分光装置において、
少なくともコリメート光学系２と回折格子１の間に、コ
リメート光学系でコリメートされた光の少なくとも回折
格子の分散方向の径を拡大するビーム径拡大光学系５が
配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトル分布測
定用分光装置に関し、特に、小型高分解能のレーザ光ス
ペクトル分布測定専用の分光装置に関するものである。
定用分光装置に関し、特に、小型高分解能のレーザ光ス
ペクトル分布測定専用の分光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ＡｒＦエキシマレーザ等の半導
体露光用エキシマレーザにおいては、スペクトル幅は半
値全幅で０．６ｐｍ以下、９５％エネルギー積算幅１．
５ｐｍ以下が要求されているため、このようなスペクト
ル波形を測定するためには、分解能０．１ｐｍ以下の分
光器が必要である。
体露光用エキシマレーザにおいては、スペクトル幅は半
値全幅で０．６ｐｍ以下、９５％エネルギー積算幅１．
５ｐｍ以下が要求されているため、このようなスペクト
ル波形を測定するためには、分解能０．１ｐｍ以下の分
光器が必要である。
【０００３】このような狭帯域のエキシマレーザ光を分
光測定する分光器としては、特開平１１−１３２８４８
号において同一回折格子に複数回入射させて分解能を向
上させるマルチパス分光器が提案されている。
光測定する分光器としては、特開平１１−１３２８４８
号において同一回折格子に複数回入射させて分解能を向
上させるマルチパス分光器が提案されている。
【０００４】ところで、従来の市販の回折格子分光器、
例えばＪｏｂｉｎ Ｙｖｏｎ ＴＨＲ１５００では、焦
点距離３ｍにおいて分解能１．０ｐｍと低い。分光器の
分解能をΔλ、回折格子の溝間隔をｄ、回折角をβ、回
折格子の回折次数をｍ、コリメート光学系の焦点距離
（＝結像光学系の焦点距離）をｆ、出射スリット幅をΔ
ｘとすると、分解能Δλは、次のような関係にある（例
えば、「オプトロニクス」（１９８８）Ｎｏ．３，ｐ
ｐ．１２４〜１３０）。
例えばＪｏｂｉｎ Ｙｖｏｎ ＴＨＲ１５００では、焦
点距離３ｍにおいて分解能１．０ｐｍと低い。分光器の
分解能をΔλ、回折格子の溝間隔をｄ、回折角をβ、回
折格子の回折次数をｍ、コリメート光学系の焦点距離
（＝結像光学系の焦点距離）をｆ、出射スリット幅をΔ
ｘとすると、分解能Δλは、次のような関係にある（例
えば、「オプトロニクス」（１９８８）Ｎｏ．３，ｐ
ｐ．１２４〜１３０）。
【０００５】 Δλ＝｛ｄ・ｃｏｓβ／（ｍ・ｆ）｝Δｘ ・・・（１） この関係から、上記の市販の分光器の分解能を０．１ｐ
ｍレベルにするには、焦点距離ｆを１０倍の３０ｍにす
るという大がかりなものになってしまう。上記マルチパ
ス分光器の場合も同様である。
ｍレベルにするには、焦点距離ｆを１０倍の３０ｍにす
るという大がかりなものになってしまう。上記マルチパ
ス分光器の場合も同様である。
【０００６】また、高分解能化として回折格子回折角β
を７０°以上に大きくする方法があるが、従来のホログ
ラフィック回折格子では回折光量が２０％以下と小さ
く、Ｓ／Ｎ比が低下するため、実用上の使用範囲角度は
６０°以下に制限されるという問題もある。
を７０°以上に大きくする方法があるが、従来のホログ
ラフィック回折格子では回折光量が２０％以下と小さ
く、Ｓ／Ｎ比が低下するため、実用上の使用範囲角度は
６０°以下に制限されるという問題もある。
【０００７】本発明は従来技術のこのような問題に鑑み
てなされたものであり、その目的は、簡単な構成の付加
により焦点距離を長くした大型の分光器と同様の０．１
ｐｍ以下の分解能が可能な小型高性能でエキシマレーザ
光のスペクトル分布測定に適した分光装置を提供するこ
とである。
てなされたものであり、その目的は、簡単な構成の付加
により焦点距離を長くした大型の分光器と同様の０．１
ｐｍ以下の分解能が可能な小型高性能でエキシマレーザ
光のスペクトル分布測定に適した分光装置を提供するこ
とである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のスペクトル分布測定用分光装置は、入射スリット、
入射スリットを通過した測定光をコリメートするコリメ
ート光学系、コリメート光学系でコリメートされた光が
入射し、波長に応じて異なる回折角で回折する回折格
子、回折格子で回折された光束を集光する結像光学系、
結像光学系の焦点面に配置された出射スリット又は光分
布検出素子を備えたスペクトル分布測定用分光装置にお
いて、少なくともコリメート光学系と回折格子の間に、
コリメート光学系でコリメートされた光の少なくとも回
折格子の分散方向のビーム径を拡大するビーム径拡大光
学系が配置されていることを特徴とするものである。
明のスペクトル分布測定用分光装置は、入射スリット、
入射スリットを通過した測定光をコリメートするコリメ
ート光学系、コリメート光学系でコリメートされた光が
入射し、波長に応じて異なる回折角で回折する回折格
子、回折格子で回折された光束を集光する結像光学系、
結像光学系の焦点面に配置された出射スリット又は光分
布検出素子を備えたスペクトル分布測定用分光装置にお
いて、少なくともコリメート光学系と回折格子の間に、
コリメート光学系でコリメートされた光の少なくとも回
折格子の分散方向のビーム径を拡大するビーム径拡大光
学系が配置されていることを特徴とするものである。
【０００９】この場合、ビーム径拡大光学系が１個又は
複数個の拡大プリズムからなることが望ましい。
複数個の拡大プリズムからなることが望ましい。
【００１０】また、回折格子が反射型回折格子からな
り、コリメート光学系が結像光学系を兼ねていることが
望ましい。
り、コリメート光学系が結像光学系を兼ねていることが
望ましい。
【００１１】その場合、その回折格子がエシェル格子か
らなることが望ましい。
らなることが望ましい。
【００１２】また、光分布検出素子が、直線状に微小光
検出素子が配置されてなるリニアセンサ、又は、平面状
に微小光検出素子が配置されてなる２次元アレイセンサ
からなることが望ましい。
検出素子が配置されてなるリニアセンサ、又は、平面状
に微小光検出素子が配置されてなる２次元アレイセンサ
からなることが望ましい。
【００１３】本発明においては、少なくともコリメート
光学系と回折格子の間に、コリメート光学系でコリメー
トされた光の少なくとも回折格子の分散方向のビーム径
を拡大するビーム径拡大光学系が配置されているので、
コリメート光学系の焦点距離を伸ばさなくても、ビーム
径拡大光学系のビーム拡大率分コリメート光学系の焦点
距離が伸びたのと同じ効果を奏し、そのビーム拡大率分
分解能を小さくでき、装置形状を大型化せずに従来装置
と略同等の大きさで高分解能分光装置を実現することが
できるようになる。回折格子としてエシェル格子を使用
すると、回折角７０°以上においても光量が４０％以上
あるため、Ｓ／Ｎ比の良い測定が可能になる。
光学系と回折格子の間に、コリメート光学系でコリメー
トされた光の少なくとも回折格子の分散方向のビーム径
を拡大するビーム径拡大光学系が配置されているので、
コリメート光学系の焦点距離を伸ばさなくても、ビーム
径拡大光学系のビーム拡大率分コリメート光学系の焦点
距離が伸びたのと同じ効果を奏し、そのビーム拡大率分
分解能を小さくでき、装置形状を大型化せずに従来装置
と略同等の大きさで高分解能分光装置を実現することが
できるようになる。回折格子としてエシェル格子を使用
すると、回折角７０°以上においても光量が４０％以上
あるため、Ｓ／Ｎ比の良い測定が可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明のスペクトル分布測
定用分光装置を実施例に基づいて説明する。
定用分光装置を実施例に基づいて説明する。
【００１５】図１は、この１実施例のスペクトル分布測
定用分光装置の構成と光路を示す図であり、図中、符号
１は分散光学素子としての反射型回折格子であり、エシ
ェル格子を用いて近リトロー配置とし、そのブレーズド
格子溝は紙面に垂直になるように配置されている。２は
コリメートレンズであり、結像レンズも兼用している。
３は入射スリットであり、４は分光スペクトルを検出し
て電気信号に変換するためのラインセンサである。そし
て、コリメートレンズ（結像レンズ）２と回折格子１の
間の光路には、３個の拡大プリズム５1 〜５3 からなる
拡大プリズム光学系５が配置されており、拡大プリズム
５1 〜５3 各々は、一方の面にコリメートレンズ２から
の平行光を斜入射させ、その面に頂角を挟んで対向して
いる面から垂直射出させ、偏角方向のビーム径を拡大さ
せる作用を持つ偏角プリズムであり、３つの拡大プリズ
ム５1 〜５3 を縦続させることによりコリメートレンズ
２から回折格子１に入射する測定光の紙面内のビーム径
を大きく拡大している。
定用分光装置の構成と光路を示す図であり、図中、符号
１は分散光学素子としての反射型回折格子であり、エシ
ェル格子を用いて近リトロー配置とし、そのブレーズド
格子溝は紙面に垂直になるように配置されている。２は
コリメートレンズであり、結像レンズも兼用している。
３は入射スリットであり、４は分光スペクトルを検出し
て電気信号に変換するためのラインセンサである。そし
て、コリメートレンズ（結像レンズ）２と回折格子１の
間の光路には、３個の拡大プリズム５1 〜５3 からなる
拡大プリズム光学系５が配置されており、拡大プリズム
５1 〜５3 各々は、一方の面にコリメートレンズ２から
の平行光を斜入射させ、その面に頂角を挟んで対向して
いる面から垂直射出させ、偏角方向のビーム径を拡大さ
せる作用を持つ偏角プリズムであり、３つの拡大プリズ
ム５1 〜５3 を縦続させることによりコリメートレンズ
２から回折格子１に入射する測定光の紙面内のビーム径
を大きく拡大している。
【００１６】これらの回折格子１、コリメートレンズ
（結像レンズ）２、入射スリット３、ラインセンサ４、
拡大プリズム光学系５は、図１に示すように、入射スリ
ット３がコリメートレンズ（結像レンズ）２の前側焦点
に一致するように配置され、拡大プリズム光学系５が、
コリメートレンズ２で平行になった測定光の紙面内のビ
ーム径を拡大して略リトロー配置の回折格子１に入射さ
せると共に、回折格子１で回折された所望の高次の回折
光のビーム径を逆に縮小して結像レンズ２に入射させる
ように配置され、結像レンズ２により集光された回折光
（分光された光）の集光位置（コリメートレンズ２の前
側焦点面）にラインセンサ４が配置されるが、入射スリ
ット３とラインセンサ４の干渉を防止するために、結像
レンズ２により集光された回折光を偏向させる偏向ミラ
ー６が結像レンズ２とラインセンサ４の間に介在されて
いる。
（結像レンズ）２、入射スリット３、ラインセンサ４、
拡大プリズム光学系５は、図１に示すように、入射スリ
ット３がコリメートレンズ（結像レンズ）２の前側焦点
に一致するように配置され、拡大プリズム光学系５が、
コリメートレンズ２で平行になった測定光の紙面内のビ
ーム径を拡大して略リトロー配置の回折格子１に入射さ
せると共に、回折格子１で回折された所望の高次の回折
光のビーム径を逆に縮小して結像レンズ２に入射させる
ように配置され、結像レンズ２により集光された回折光
（分光された光）の集光位置（コリメートレンズ２の前
側焦点面）にラインセンサ４が配置されるが、入射スリ
ット３とラインセンサ４の干渉を防止するために、結像
レンズ２により集光された回折光を偏向させる偏向ミラ
ー６が結像レンズ２とラインセンサ４の間に介在されて
いる。
【００１７】このような配置であるので、例えばＡｒＦ
エキシマレーザ装置から発振された測定光は、入射スリ
ット３を通って入射し、コリメートレンズ２でコリメー
トされ、拡大プリズム光学系５により紙面内のビーム径
が拡大されてから近リトロー配置の回折格子１に入射
し、そこで入射方向と略反対の方向に波長に応じて異な
る回折角で回折され再び拡大プリズム光学系５を略逆方
向に通過して紙面内のビーム径が縮小され、結像レンズ
２によりラインセンサ４の検出面上に波長毎に分光して
入射し、測定光のスペクトル分布が検出される。
エキシマレーザ装置から発振された測定光は、入射スリ
ット３を通って入射し、コリメートレンズ２でコリメー
トされ、拡大プリズム光学系５により紙面内のビーム径
が拡大されてから近リトロー配置の回折格子１に入射
し、そこで入射方向と略反対の方向に波長に応じて異な
る回折角で回折され再び拡大プリズム光学系５を略逆方
向に通過して紙面内のビーム径が縮小され、結像レンズ
２によりラインセンサ４の検出面上に波長毎に分光して
入射し、測定光のスペクトル分布が検出される。
【００１８】ここで、拡大プリズム光学系５の作用を説
明する。コリメートレンズ２でコリメートされた光は、
入射スリット３に幅があるため、その幅に応じた微小角
度だけ平行光からずれる。前記の式（１）において、分
解能Δλがコリメートレンズ２の焦点距離ｆに反比例す
るのは、この平行光からずれる微小角度がコリメートレ
ンズ２の焦点距離ｆに反比例するからである。したがっ
て、従来の技術の項で説明したように、コリメートレン
ズ２の焦点距離ｆを大きくして上記の平行光からずれる
微小角度を小さくすることにより分解能Δλを小さくで
きる。
明する。コリメートレンズ２でコリメートされた光は、
入射スリット３に幅があるため、その幅に応じた微小角
度だけ平行光からずれる。前記の式（１）において、分
解能Δλがコリメートレンズ２の焦点距離ｆに反比例す
るのは、この平行光からずれる微小角度がコリメートレ
ンズ２の焦点距離ｆに反比例するからである。したがっ
て、従来の技術の項で説明したように、コリメートレン
ズ２の焦点距離ｆを大きくして上記の平行光からずれる
微小角度を小さくすることにより分解能Δλを小さくで
きる。
【００１９】ところが、図１のように、コリメートレン
ズ２と回折格子１の間に拡大プリズム光学系５のような
ビーム径拡大光学系を挿入すると、コリメートレンズ２
の焦点距離が同じでも、そのビーム径拡大光学系のビー
ム径拡大率をＭとした場合、回折格子１に入射するコリ
メート光の平行光からのずれ角度は１／Ｍに減少する。
すなわち、ビーム径拡大光学系を挿入しない配置で、コ
リメートレンズ２の焦点距離をＭ倍したのと同じ効果が
得られることになる。
ズ２と回折格子１の間に拡大プリズム光学系５のような
ビーム径拡大光学系を挿入すると、コリメートレンズ２
の焦点距離が同じでも、そのビーム径拡大光学系のビー
ム径拡大率をＭとした場合、回折格子１に入射するコリ
メート光の平行光からのずれ角度は１／Ｍに減少する。
すなわち、ビーム径拡大光学系を挿入しない配置で、コ
リメートレンズ２の焦点距離をＭ倍したのと同じ効果が
得られることになる。
【００２０】これが本発明の基本原理であり、そのた
め、０．１ｐｍレベルの高分解能にする場合でも、従来
のようにコリメートレンズ２の焦点距離ｆを１０倍にす
る必要はなく、小型の分光器として構成することができ
る。
め、０．１ｐｍレベルの高分解能にする場合でも、従来
のようにコリメートレンズ２の焦点距離ｆを１０倍にす
る必要はなく、小型の分光器として構成することができ
る。
【００２１】ここで、１つの具体的な数値例を示す。
【００２２】 測定光波長範囲：１９２．９ｎｍ〜１９３．９ｎｍ コリメートレンズ２の焦点距離ｆ＝１ｍ 入射スリット３のスリット幅＝２５μｍ ラインセンサ４の検出素子のピッチ＝２５μｍ 拡大プリズム光学系５ 拡大プリズム５1 〜５3 の材質：フッ化カルシウム 拡大プリズム５1 〜５3 の入射角：７３° 拡大プリズム５1 〜５3 の出射角：０° 拡大プリズム５1 〜５3 の頂角：３９．５° 拡大プリズム５1 〜５3 の個数：３ 全体の拡大倍率Ｍ：１８．３倍 拡大プリズム５1 〜５3 個々の拡大倍率：２．６４倍 回折格子１ 溝数：８２．８本／ｍｍ ブレーズ角：７６° 配置：近リトロー配置（入射角≒回折角）で、入射角≒
ブレーズ角 分解能：拡大プリズム光学系５あり（本発明） 約０．０７ｐｍ 拡大プリズム光学系５なし（従来型） 約１．２０ｐｍ 以上のように、コリメートレンズ２の焦点距離ｆ＝１ｍ
で、フッ化カルシウムからなる３個の拡大プリズム５1
〜５3 からなり、全体のビーム径拡大率Ｍ＝１８．３倍
の拡大プリズム光学系５を用いることにより、測定光波
長範囲：１９２．９ｎｍ〜１９３．９ｎｍで、波長１９
３．４ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光のスペクトル分布
を約０．０７ｐｍの分解能で測定することができる。
ブレーズ角 分解能：拡大プリズム光学系５あり（本発明） 約０．０７ｐｍ 拡大プリズム光学系５なし（従来型） 約１．２０ｐｍ 以上のように、コリメートレンズ２の焦点距離ｆ＝１ｍ
で、フッ化カルシウムからなる３個の拡大プリズム５1
〜５3 からなり、全体のビーム径拡大率Ｍ＝１８．３倍
の拡大プリズム光学系５を用いることにより、測定光波
長範囲：１９２．９ｎｍ〜１９３．９ｎｍで、波長１９
３．４ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光のスペクトル分布
を約０．０７ｐｍの分解能で測定することができる。
【００２３】以上の実施例において、ビーム径拡大光学
系として３個の拡大プリズム５1 〜５3 からなる拡大プ
リズム光学系５を用いたが、拡大プリズム５1 〜５3 等
の個数は３個に限定されず１個でも３個以外の複数個で
もよい。また、拡大プリズム光学系５の代わりに、負レ
ンズ又は正レンズと共焦点で配置した正レンズとからな
る望遠レンズ系を用いてもよいし、回折格子１の溝方向
に垂直な方向にのみビーム径を拡大するように、この方
向にのみパワーを持つ負シリンドリカルレンズ又は正シ
リンドリカルレンズと共焦点で配置した正シリンドリカ
ルレンズとからなるシリンドリカル望遠レンズ系を用て
もよい。ただし、ビーム径拡大光学系を以上のようなレ
ンズ系で構成する場合、２枚のレンズの焦点を相互に合
致させる必要があるため、位置調整がより厳しくなる。
これに対して拡大プリズム光学系５の場合はこのような
位置調整が必要でないメリットがある。なお、１次元方
向のビーム径拡大光学系を用いる場合、そのビームの拡
大方向は、回折格子１の溝方向に垂直な方向に設定され
る。
系として３個の拡大プリズム５1 〜５3 からなる拡大プ
リズム光学系５を用いたが、拡大プリズム５1 〜５3 等
の個数は３個に限定されず１個でも３個以外の複数個で
もよい。また、拡大プリズム光学系５の代わりに、負レ
ンズ又は正レンズと共焦点で配置した正レンズとからな
る望遠レンズ系を用いてもよいし、回折格子１の溝方向
に垂直な方向にのみビーム径を拡大するように、この方
向にのみパワーを持つ負シリンドリカルレンズ又は正シ
リンドリカルレンズと共焦点で配置した正シリンドリカ
ルレンズとからなるシリンドリカル望遠レンズ系を用て
もよい。ただし、ビーム径拡大光学系を以上のようなレ
ンズ系で構成する場合、２枚のレンズの焦点を相互に合
致させる必要があるため、位置調整がより厳しくなる。
これに対して拡大プリズム光学系５の場合はこのような
位置調整が必要でないメリットがある。なお、１次元方
向のビーム径拡大光学系を用いる場合、そのビームの拡
大方向は、回折格子１の溝方向に垂直な方向に設定され
る。
【００２４】また、コリメート光学系と結像光学系を１
つのレンズ２で兼用させたが、別々の光学系で構成して
もよい。その場合には、入射スリット３とコリメート光
学系の間隔はコリメート光学系の焦点距離と一致させ、
出射スリット又は光分布検出素子（ラインセンサ４）と
結像光学系の間隔は結像光学系の焦点距離と一致させる
必要がある。
つのレンズ２で兼用させたが、別々の光学系で構成して
もよい。その場合には、入射スリット３とコリメート光
学系の間隔はコリメート光学系の焦点距離と一致させ、
出射スリット又は光分布検出素子（ラインセンサ４）と
結像光学系の間隔は結像光学系の焦点距離と一致させる
必要がある。
【００２５】また、コリメート光学系、結像光学系それ
ぞれは、兼用させる場合も含めて、屈折レンズでなく、
凹面鏡等の反射光学系で構成することもできる。
ぞれは、兼用させる場合も含めて、屈折レンズでなく、
凹面鏡等の反射光学系で構成することもできる。
【００２６】また、以上の実施例においては、回折格子
１で分散分光されたスペクトルを分散方向に光検出素子
が並んでいるラインセンサ４を用いているが、その代わ
りに、平面状に微小光検出素子が配置されてなる２次元
アレイセンサを用いてもよい。さらには、モノクロメー
タのように、結像レンズ２の後側焦点面に出射スリット
を配置し、その出射スリットを通過した光を光検出器で
検出するようにし、回折格子１あるいはその出射スリッ
トを波長走査するようにしてもよい。
１で分散分光されたスペクトルを分散方向に光検出素子
が並んでいるラインセンサ４を用いているが、その代わ
りに、平面状に微小光検出素子が配置されてなる２次元
アレイセンサを用いてもよい。さらには、モノクロメー
タのように、結像レンズ２の後側焦点面に出射スリット
を配置し、その出射スリットを通過した光を光検出器で
検出するようにし、回折格子１あるいはその出射スリッ
トを波長走査するようにしてもよい。
【００２７】また、ＡｒＦエキシマレーザ光やＦ2 レー
ザ光のスペクトル分布測定用の場合、回折格子１のＨｅ
−Ｎｅレーザ光に対する波面歪みが面内でλ／１０以下
（λ：波長）であることが望ましく、同様に、拡大プリ
ズム５1 〜５3 の透過波面歪みが面内でλ／１０以下で
あることが望ましい。なお、上記の数値例のように、測
定光がＡｒＦエキシマレーザ光やＦ2 レーザ光の場合、
拡大プリズム５1 〜５ 3 の硝材はフッ化カルシウムであ
ることが望ましい。また、その場合に、拡大プリズム５
1 〜５3 の入射面及び出射面には、これらのレーザ光の
波長に対するＡＲコート（反射防止膜）を施すようにす
ることが望ましい。
ザ光のスペクトル分布測定用の場合、回折格子１のＨｅ
−Ｎｅレーザ光に対する波面歪みが面内でλ／１０以下
（λ：波長）であることが望ましく、同様に、拡大プリ
ズム５1 〜５3 の透過波面歪みが面内でλ／１０以下で
あることが望ましい。なお、上記の数値例のように、測
定光がＡｒＦエキシマレーザ光やＦ2 レーザ光の場合、
拡大プリズム５1 〜５ 3 の硝材はフッ化カルシウムであ
ることが望ましい。また、その場合に、拡大プリズム５
1 〜５3 の入射面及び出射面には、これらのレーザ光の
波長に対するＡＲコート（反射防止膜）を施すようにす
ることが望ましい。
【００２８】なお、上記実施例では、拡大プリズム５1
〜５3 の入射角を７３°、出射角を０°としたが、入射
角は７２〜７６°の範囲に、出射角は０°近傍に設定し
てもよい。
〜５3 の入射角を７３°、出射角を０°としたが、入射
角は７２〜７６°の範囲に、出射角は０°近傍に設定し
てもよい。
【００２９】さらに、コリメート光学系の焦点距離ｆと
ビーム径拡大光学系のビーム径拡大率Ｍとに関しては、 １５（ｍ）＜ｆ×Ｍ ・・・（１） の条件を満足することが望ましい。この条件の下限は、
エシェル格子を用いた分光器において、０．６ｐｍの半
値全幅を持つスペクトル形状を持つレーザ光を分析する
のに最低限必要な逆線分散（例えば、「オプトロニク
ス」（１９８８）Ｎｏ．３，ｐｐ．１２４〜１３０参
照）を与える値である。
ビーム径拡大光学系のビーム径拡大率Ｍとに関しては、 １５（ｍ）＜ｆ×Ｍ ・・・（１） の条件を満足することが望ましい。この条件の下限は、
エシェル格子を用いた分光器において、０．６ｐｍの半
値全幅を持つスペクトル形状を持つレーザ光を分析する
のに最低限必要な逆線分散（例えば、「オプトロニク
ス」（１９８８）Ｎｏ．３，ｐｐ．１２４〜１３０参
照）を与える値である。
【００３０】以上、本発明のスペクトル分布測定用分光
装置を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれ
ら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
装置を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれ
ら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００３１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のスペクトル分布測定用分光装置によると、少なくとも
コリメート光学系と回折格子の間に、コリメート光学系
でコリメートされた光の少なくとも回折格子の分散方向
のビーム径を拡大するビーム径拡大光学系が配置されて
いるので、コリメート光学系の焦点距離を伸ばさなくて
も、ビーム径拡大光学系のビーム拡大率分コリメート光
学系の焦点距離が伸びたのと同じ効果を奏し、そのビー
ム拡大率分分解能を小さくでき、装置形状を大型化せず
に従来装置と略同等の大きさで高分解能分光装置を実現
することができるようになる。回折格子としてエシェル
格子を使用すると、回折角７０°以上においても光量が
４０％以上あるため、Ｓ／Ｎ比の良い測定が可能にな
る。
のスペクトル分布測定用分光装置によると、少なくとも
コリメート光学系と回折格子の間に、コリメート光学系
でコリメートされた光の少なくとも回折格子の分散方向
のビーム径を拡大するビーム径拡大光学系が配置されて
いるので、コリメート光学系の焦点距離を伸ばさなくて
も、ビーム径拡大光学系のビーム拡大率分コリメート光
学系の焦点距離が伸びたのと同じ効果を奏し、そのビー
ム拡大率分分解能を小さくでき、装置形状を大型化せず
に従来装置と略同等の大きさで高分解能分光装置を実現
することができるようになる。回折格子としてエシェル
格子を使用すると、回折角７０°以上においても光量が
４０％以上あるため、Ｓ／Ｎ比の良い測定が可能にな
る。
【図１】本発明の１実施例のスペクトル分布測定用分光
装置の構成と光路を示す図である。
装置の構成と光路を示す図である。
１…反射型回折格子（エシェル格子） ２…コリメートレンズ（兼結像レンズ） ３…入射スリット ４…ラインセンサ ５…拡大プリズム光学系 ５1 〜５3 …拡大プリズム ６…偏向ミラー
Claims (5)
- 【請求項１】 入射スリット、入射スリットを通過した
測定光をコリメートするコリメート光学系、コリメート
光学系でコリメートされた光が入射し、波長に応じて異
なる回折角で回折する回折格子、回折格子で回折された
光束を集光する結像光学系、結像光学系の焦点面に配置
された出射スリット又は光分布検出素子を備えたスペク
トル分布測定用分光装置において、 少なくともコリメート光学系と回折格子の間に、コリメ
ート光学系でコリメートされた光の少なくとも回折格子
の分散方向の径を拡大するビーム径拡大光学系が配置さ
れていることを特徴とするスペクトル分布測定用分光装
置。 - 【請求項２】 前記ビーム径拡大光学系が１個又は複数
個の拡大プリズムからなることを特徴とする請求項１記
載のスペクトル分布測定用分光装置。 - 【請求項３】 前記回折格子が反射型回折格子からな
り、前記コリメート光学系が前記結像光学系を兼ねてい
ることを特徴とする請求項１又は２記載のスペクトル分
布測定用分光装置。 - 【請求項４】 前記回折格子がエシェル格子からなるこ
とを特徴とする請求項３記載のスペクトル分布測定用分
光装置。 - 【請求項５】 前記光分布検出素子が、直線状に微小光
検出素子が配置されてなるリニアセンサ、又は、平面状
に微小光検出素子が配置されてなる２次元アレイセンサ
からなることを特徴とする請求項１から４の何れか１項
記載のスペクトル分布測定用分光装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000079643A JP2001264168A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | スペクトル分布測定用分光装置 |
| US09/812,473 US20010052980A1 (en) | 2000-03-22 | 2001-03-19 | Spectroscope for measuring spectral distribution |
| DE10114028A DE10114028A1 (de) | 2000-03-22 | 2001-03-22 | Spektroskop zur Messung einer Spektralverteilung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000079643A JP2001264168A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | スペクトル分布測定用分光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001264168A true JP2001264168A (ja) | 2001-09-26 |
Family
ID=18596866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000079643A Pending JP2001264168A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | スペクトル分布測定用分光装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20010052980A1 (ja) |
| JP (1) | JP2001264168A (ja) |
| DE (1) | DE10114028A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014240805A (ja) * | 2013-06-12 | 2014-12-25 | 住友電気工業株式会社 | 分光デバイス及び波長選択スイッチ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6636654B2 (en) * | 2001-03-30 | 2003-10-21 | Optical Research Associates | Programmable optical switching add/drop multiplexer |
| GB2375188B (en) * | 2001-04-30 | 2004-07-21 | Samsung Electronics Co Ltd | Wearable Display Apparatus with Waveguide Having Diagonally Cut End Face |
| US7203421B2 (en) * | 2001-09-28 | 2007-04-10 | Optical Research Associates | Littrow grating based OADM |
| WO2003107045A2 (en) * | 2002-06-12 | 2003-12-24 | Optical Research Associates | Wavelength selective optical switch |
| AU2003254156A1 (en) * | 2002-07-23 | 2004-02-09 | Optical Research Associates | East-west separable, reconfigurable optical add/drop multiplexer |
| US7456957B2 (en) * | 2005-08-03 | 2008-11-25 | Carl Zeiss Meditec, Inc. | Littrow spectrometer and a spectral domain optical coherence tomography system with a Littrow spectrometer |
| DE102006045624A1 (de) * | 2006-09-27 | 2008-04-03 | Giesecke & Devrient Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur optischen Untersuchung von Wertdokumenten |
| EP2011092B1 (de) * | 2006-04-12 | 2018-02-21 | Giesecke+Devrient Currency Technology GmbH | Vorrichtung und verfahren zur optischen untersuchung von wertdokumenten |
| CN102375233A (zh) * | 2011-10-18 | 2012-03-14 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种折反式光栅棱镜组合色散组件及设计方法 |
| DE102012210954B4 (de) * | 2012-06-27 | 2022-10-20 | Nico Correns | Spektrometeranordnung |
| CN102967367B (zh) * | 2012-12-05 | 2014-09-24 | 钢研纳克检测技术有限公司 | 一种紫外二维全谱高分辨光学系统 |
| CN113237839A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-08-10 | 航天科工深圳（集团）有限公司 | 新型光谱仪光学系统 |
-
2000
- 2000-03-22 JP JP2000079643A patent/JP2001264168A/ja active Pending
-
2001
- 2001-03-19 US US09/812,473 patent/US20010052980A1/en not_active Abandoned
- 2001-03-22 DE DE10114028A patent/DE10114028A1/de not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014240805A (ja) * | 2013-06-12 | 2014-12-25 | 住友電気工業株式会社 | 分光デバイス及び波長選択スイッチ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010052980A1 (en) | 2001-12-20 |
| DE10114028A1 (de) | 2001-10-11 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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