グリズムとは

グリズムの構成要素

グリズムは、グレーティング(回折格子)とプリズムで構成され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することにより、インライン光学レイアウトを可能にする分散要素として作用します。
プリズムは赤よりも紫の光を偏向させますが、グレーティングは赤を紫よりも偏向させます。この2つを組み合わせることで、各要素によって引き起こされるビームのずれを相殺しながら、光を波長ごとに分離することができます。
光を分散させつつも、ビームの進行方向全体への影響が最小限に抑えられ、システムの光学系への影響が軽減されます。

Wasatch Photonicsでは、さまざまな研究ニーズに対応するために、顧客のVPHグレーティングベースのグリズムを設計および製造してきました。
これについては、以下で説明します。アプリケーションに基づいて、対象の波長の光に必要な分散と出力角度を得るために、使用する溝密度とプリズムを選択します。

グリズムの光学設計のために

ビーム偏差のない分散を実現する

グリズムは、選択された中心波長の光が真っ直ぐ通過するように、1つまたは2つのプリズムで設計することができます。
この特性により、カメラをイメージングスペクトログラフに変換することができ、天体望遠鏡で広く使用されて、高解像度のスペクトル選択画像を生成します。
また、ビームの回転を避けるために、またはスペクトルエンコードされた共焦点顕微鏡（SECM）のために、典型的な分光計レイアウトに統合することもできます。
これらの使用例では、入力面と出力面の両方にプリズムを使用して、スペクトル選択または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しながら、光軸への位置合わせを維持することがよくあります。

必要な光学配置を正確に取得する

グリズムにより、光学設計者は、イメージングシステム内の分散光学素子の入力および出力ジオメトリをより細かく制御できます。
この幾何学的な活用と、入力ごとに角度が異なる非リトローまたは非対称のグレーティングまたはプリズム構成を製造する能力と組み合わせて、ゴースティングを回避することができます。

格子設計オプションを増やす

VPHグレーティングの一部の用途では、全反射（TIR）が生じるため、アプリケーションに必要な高いライン周波数または中心波長により、プラノグレーティング要素に光を出し入れする能力が制限されます。
プリズムを追加すると、光がグレーティングボリュームに出入りする能力が向上し、設計オプションが広がります。

グレーティング効率を最適化する

高分散を要求するVPH格子のいくつかの用途では、「ガラス内」設計基準を利用して、非偏光または単一偏光のいずれかの効率を最適化することが可能です。

収差を補正する

特定のハイパースペクトルイメージング設計で観察される「スマイル」を補正するために、グレーティング付きのプリズムを利用することができます。これにより、解像度とスループットの両方が向上します。