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グレイティング

グリズム Wasatch Photonics

Wasatch Photonics

グリズム 使い方とメリット


グリズムの中身は?

グリズムは、グレーティングとプリズムからなる複合光学素子です。グレーティングとプリズムの違いを巧みに利用し、インライン光学レイアウトを可能にした分散型素子です。プリズムは赤より紫の光を偏向させ、回折格子は紫より赤の光を偏向させる。この2つを組み合わせることで、それぞれの要素による光の偏りを打ち消し合いながら、光を構成要素に分離することができるのです。光は分散されますが、全体のビーム進行方向への影響は最小限に抑えられ、システムの光学系への影響も軽減されます。

ワサッチフォトニクスでは、様々な研究ニーズに対応するため、お客様のVPHグレーティングベースのグリズムを設計・製造してきましたので、以下にご紹介します。お客様の用途に応じて、使用する溝の密度やプリズムを選択・制御し、ご希望の波長に対する分散や出力角度を作り出すことができます。

グリズム 

光学設計者のツールボックスのためのヒント&トリック
#その1)ビーム偏向のない分散を実現する

グリズムは、1つまたは2つのプリズムで、選んだ中心波長の光がまっすぐに通るように設計されることがあります。この特性により、カメラを撮像分光器に変えることができ、天体望遠鏡では高解像度で分光選択性のある画像を得るために広く用いられている。また、一般的な分光器のレイアウトに組み込んで、ビームの回転を回避したり、分光エンコード共焦点顕微鏡(SECM)に利用することもできる。これらの用途では、光軸に対するアライメントを維持しつつ、スペクトル選択やイメージングのためにグレーティングからの分散を実現するために、入力面と出力面の両方にプリズムを用いることが多い。

#2)必要なジオメトリを正確に得ることができる

グリズムは、光学設計者がイメージングシステムにおける分散光学素子の入出力形状をより自由にコントロールすることを可能にします。この幾何学的な活用と、入力から出力まで角度の異なる非リトロウまたは非対称のグレーティングやプリズム構成の製造能力を組み合わせ、ゴーストを回避することが可能です。

#3)グレーティング設計の選択肢を増やす

VPHグレーティングの用途によっては、線周波数や中心波長が高いため、内部全反射(TIR)により、プラノグレーティング素子への光の入射や出射が制限されることがあります。プリズムを追加することで、グレーティングボリュームへの光の出入りを改善することができ、設計の選択肢が広がります。

#4) グレーティングの効率を最適化する

高分散が要求されるVPHグレーティングの用途では、「ガラス内」設計基準を利用することで、非偏光または単一偏光のどちらに対しても効率を最適化することが可能である。

#5)収差の補正

ハイパースペクトル画像設計で観察される「スマイル」を補正するために、回折格子付きプリズムを利用することが可能である。これにより、解像度とスループットを向上させることができる。

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