5. ルーレット web回折格子の紹介

5-1. トロイダルルーレット web格子

トロイダルルーレット web格子は凹面ルーレット web格子に分類されるルーレット web格子で、トロイダル面の形状は直交する中心軸の二つの曲率半径で表されます。横方向の曲率半径をR_h、縦方向の曲率半径をR_vとすると、トロイダル面の形状は、以下のような関係式が成り立ちます。

(16)

等間隔直線溝トロイダルルーレット web格子の近軸焦点位置は（17）式、（18）式で表すことができます。r は入射距離、r'_hは横方向焦点距離、r'_v は縦方向焦点距離、α、β はルーレット web格子方程式（2）'を満たすものとします。

(17)

(18)

図のような球面基板（R_h=R_v）ではr'_h、r'_v の焦点距離が異なるため非点収差が生じますが、トロイダル基板（R_h≠R_v）を用いて適切に設計することによりr'_h≒r'_v となり非点収差を補正することができます。

球面ルーレット web格子の異なる焦点

5-2. 収差補正型フラットフィールドポリクロメータ用凹面ルーレット web格子

光学配置

ポリクロメータは、ルーレット web格子を回転させずに各波長のスペ クトル分布をフォトダイオードアレイ等の検出器を用いて、同時測光できる分光器です。図のように入口スリットA から出た光は凹面ルーレット web格子によって分光され、そのスペクトルが検出器面上（B₁～B₂）で測定されます。スペクトル面は可能な限りフラットに設計されており、コマ収差、非点収差等の極小化にも注意が払われています。　波長λのときのルーレット web角β、およびルーレット web格子中心Oから検出器面までの距離r'は（22） 式、（23）式となります。

また、ポリクロメータの場合は（5）式の逆線分散が（24）式となります。

フラットフィールド ポリクロメータ用凹面ルーレット web格子マウント

5-3. 収差補正型定偏角モノクロメータ用凹面ルーレット web格子

光学配置

定偏角モノクロメータとは、入口スリットと出口スリットを固定し、ルーレット web格子の回転のみで波長走査を行えるコンパクトな分光器です。一般に、入射光とルーレット web光とのなす角を偏角と呼び、図のようにルーレット web格子中心、入口スリット、出口スリットをそれぞれO 、A 、B とすると、∠AOBが一定角となり、2K で表わします。ルーレット web格子の回転角をθとすると、入射角α 、ルーレット web角βと2Kとの関係は、2K ＝α－β ＝const.、α ＝K ＋θ、β ＝θ－Kとなります。ただし、α 、β 、θはルーレット web格子法線からの角度で反時計回りを正とします。するとルーレット web格子方程式（8）式は。

となります。この式よりルーレット web格子の回転角θのみで波長走査を行えることがわかります。

定偏角モノクロメータ用凹面ルーレット web格子マウント

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