[发明专利]第一光学系统、分光器及光学装置

说明书

本发明提供第一光学系统、分光器以及光学装置。本发明的第一光学系统(10)具有第一透镜(111)、第二透镜(112)、一对第一反射镜(12、13)、第三透镜(113)及第四透镜(114)，所述第一透镜(111)将光(L0)向衍射光栅(3)引导，所述第二透镜(112)将通过所述第一透镜(111)聚光在第一焦点(f1)的第一衍射光(L1)平行光化，所述一对第一反射镜(12、13)将第一衍射光(L1)向衍射光栅(3)折回，所述第三透镜(113)将第一衍射光(L1)聚光到第二焦点(f2)，所述第四透镜(114)将由第三透镜(113)聚光的第一衍射光(L1)向衍射光栅(3)引导，第一透镜(111)和第四透镜(114)具有彼此大致相同的第一焦距，第二透镜(112)和第三透镜(113)具有彼此大致相同的第二焦距，沿着从第一焦点(f1)到第二焦点(f2)的光路的第一距离由第一规定条件确定。

本申请要求2021年7月29日在日本申请的专利即特愿2021-124790号的优先权，为了参照在此编入该申请的全部公开。

技术领域

本发明涉及第一光学系统、分光器及光学装置。

背景技术

以往，已知有多路径型分光器，其使被测定光多次射入衍射光栅并使其通过狭缝，以在例如波长区域获得高分辨率或锐化的过滤器特性。

例如，在专利文献1中公开了一种提高波长分辨率并且实质长度缩短的二段式分光器。例如，在专利文献2公开了一种多路径型的分光器，该分光器抑制在最终的分光系统之前的分光系统中产生的散射光的一部分沿与最终的分光系统中的衍射光相同的光路前进时产生分光特性上的分辨率及动态范围恶化。

专利文献1：日本特开2000-088647号公报

专利文献2：日本特开2009-175038号公报

在这样的现有技术中，为了在分光器中选择规定波长，将衍射光栅以以旋转轴为中心可旋转的状态安装在驱动装置上。衍射现象沿着在衍射光栅中排列有沿一方向延伸的刻线的排列方向而产生。另一方面，在与该排列方向正交的刻线的延伸方向上，产生与平面镜同样的入射角和出射角彼此相同的通常的反射现象。

此时，如果沿一方向延伸的刻线和旋转轴彼此理想地平行，则即使衍射光栅以旋转轴为中心旋转，刻线的延伸方向上的出射角也是恒定的。然而，如果沿一方向延伸的刻线和旋转轴彼此不平行，则该出射角取决于这些部件形成的角度及衍射光栅的旋转角而变化。其结果为，衍射光由于衍射光栅的规定的旋转角而不能通过配置在之后的光路中的狭缝，或者不能入射到受光元件。

为了尽量避免这样的问题，需要在驱动装置上安装衍射光栅，使得沿一方向延伸的刻线和旋转轴彼此接近理想的平行状态。这样的作业不容易，需要花费很多时间进行。

发明内容

本发明的目的是提供一种将衍射光栅安装到驱动装置上时的作业容易的第一光学系统、分光器以及光学装置。

第一方面的第一光学系统，具有：第一透镜，其将入射的光平行光化，向以旋转轴为中心可旋转的衍射光栅引导；第二透镜，其将由所述衍射光栅衍射的第一衍射光平行光化，所述第一衍射光由所述第一透镜聚光在第一焦点；一对第一反射镜，其将通过了所述第二透镜的所述第一衍射光向所述衍射光栅折回；第三透镜，其将由所述一对第一反射镜折回的所述第一衍射光聚光到第二焦点；第四透镜，其将由所述第三透镜聚光的所述第一衍射光平行光化并向所述衍射光栅引导，所述第一透镜和所述第四透镜具有彼此大致相同的第一焦距，所述第二透镜和所述第三透镜具有彼此大致相同的第二焦距，沿着从所述第一焦点到所述第二焦点的光路的第一距离由第一规定条件确定，所述第一规定条件包括取决于在所述衍射光栅中沿一方向延伸的刻线和所述旋转轴形成的角度的所述第一衍射光的聚光位置的偏差在所述第一焦点与所述第二焦点之间相互翻转的条件。