JPH01196541A - 半導体レーザを用いた分光分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光源として半導体レーザを用い、試料の透過率
や吸光度を測定して分析を行なう分析装置に関するもの
である。

（従来の技術） 光源として半導体レーザを用い、特定の波長における試
料の透過率や吸光度を測定することが行なわれている。

半導体レーザの発振波長は駆動電流値や温度によって変
化する。そのため、半導体レーザを用いた分析装置は、
駆動電流値や温度を一定にし、半導体レーザの発振波長
が変化しないように設計されている。

一方、固定波長による測定では濁りなどの妨害成分の影
響を大きく受けるため、半導体レーザを用いた分析装置
では１発振波長が互いに異なる２個又は３個の半導体レ
ーザが設けられ、三波長演算や三波長演算をして妨害成
分の影響を除去して目的成分だけを精度よく定量するデ
ータ処理が行なわれている。

（発明が解決しようとする問題点） 半導体レーザを用いた分析装置で三波長演算や三波長演
算を行なおうとすれば、発振波長の異なる２個又は３個
の半導体レーザを備えなければならず、それだけ装置コ
ストが高くなる。

また、それぞれの半導体レーザの発振波長を固有の波長
に精度よく固定しなければならないために、高精度に駆
動電流値を安定させることのできる点灯回路が必要にな
り、この点でも装置コストが高いものとなる。

本発明は、光源として１個の半導体レーザを備えた分析
装置において、妨害成分を除去することができ、かつ、
装置コストの低い分光分析装置を提供することを目的と
するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の分光分析装置は、光源として１個の半導体レー
ザを備えるとともに、半導体レーザの駆動電流値を可変
にする電流可変回路を備え、電流可変回路により半導体
レーザの発振波長が変化させられて測定が行なわれる。

（作用） 半導体レーザの駆動電流値を意図的に変化させると発振
波長も変化する。変化させた異なる発振波長における透
過率や吸光度を測定し、それらの測定値から三波長演算
や微分演算を行なうことによって妨害成分の影響を除去
する。

（実施例） 第１図は一実施例を表わす。

１は光源としての半導体レーザであり、その点灯回路２
に電流可変回路として可変抵抗器３を設ける。可変抵抗
器３を操作することによって点灯回路２から半導体レー
ザ１に供給される駆動電流値が変化する。半導体レーザ
ｌには光出力をモニタするためにフォトダイオードが内
蔵されている。

４は測定試料である。５は測定試料４を透過した半導体
レーザ１からの光を検出する光電子増倍管である。

６は微分回路であり、演算増幅器７、コンデンサ８及び
抵抗９を備えている。微分回路６の出力信号は記録計に
供給される。記録計は半導体レーザｌの発振波長に対す
る透過率又は吸光度を記録する。

半導体レーザ１の駆動電流と発振波長の関係の一例を第
２図及び第３図に示す。この例の半導体レーザはＬＴ０
２１ＭＧ（シャープ株式会社の製品）である。

第２図の実線は駆動電流である順電流Ｉｆと半導体レー
ザの光出力Ｐｏの関係を表わしている。

ケース温度Ｔｃによって異なるが、順電流Ｉｆを増加さ
せるに従がって光出力Ｐｏも増加していく。

順電流が６０〜１００ｍＡの範囲（Ｔｃ＝２５℃の場合
）で光出力Ｐｏは直線的に増加している。

第３図はその半導体レーザの光出力Ｐｏと発振波長λＰ
の関係を示している。光出力Ｐｏが大きくなるに従がっ
て発振波長λＰが長波長側に変化していく。

このように、ケース温度Ｔｃを例えば２５℃で一定にし
、駆動電流Ｉｆを６０〜１００　ｍ　Ａの範囲内で変化
させると、駆動電流Ｉｆが光出力ＰＯに対応し、光出力
Ｐｏが発振波長λＰに対応することにより、駆動電流Ｉ
ｆと発振波長λｐをｌ対Ｉに対応させることができる。

そして、第２図に破線で示されるように、光出力Ｐｏは
モニタ用フォトダイオードのモニタ電流Ｉｍとしてモニ
タすることができるので、モニタ用フォトダイオードに
よって半導体レーザの発振波長をモニタすることができ
る。

第１図に戻って説明すると、試料４の測定中に可変抵抗
器３によって半導体レーザｌの駆動電流値を連続的に変
化させることにより、半導体レーザ１の発振波長がずれ
、受光側では目的とする発振波長のデータの他に異なる
発振波長のデータも検出することができるので、連続的
に波長走査された透過率や吸光度のデータを微分法を用
いて処理することができる。

第１図の実施例で、微分回路６を設ける代りに、可変抵
抗器３によって発振波長を変化させて三波長又は三波長
での透過率や吸光度を測定し、三波長演算法や三波長演
算法によるデータ処理を行なってもよい。

第４図は他の実施例を表わす。

本実施例の電流可変回路３ａはコンピュータにより制御
され、半導体レーザ１の電流値を段階的に変えるもので
ある。そして、光電子増倍管５による検出値は、Ａ／Ｄ
変換器１０を通してコンピュータに取り込まれる。

コンピュータは電流可変回路３ａの制御と光電子増倍管
５から取り込んだデータとから微分法や三波長演算法に
よって演算処理を行なう。

コンピュータによる処理の手順は第５図に示されるよう
に行なわれる。

コンピュータには測定する複数の電流値が設定されてい
る。

まず、電流可変回路３ａを特定の定格電流に設定しくス
テップＳ１）、その波長での測定データを取り込む（ス
テップＳ２）。

次に電流可変回路３ａを設定された次の定格電流に変え
て（ステップ＄３）、その波長で測定データを取り込む
（ステップ３４）。

このように、電流可変回路３ａを介して半導体レーザｌ
の駆動電流値を順次変えながら測定データを取り込む操
作を、設定波長が全て終了するまで繰り返す（ステップ
Ｓ５）。

その後、取り込んだ測定データを微分法や三波長演算法
のプログラムに従がって処理する。

（発明の効果） 本発明では光源として１個の半導体レーザを備えるとと
もに、半導体レーザの駆動電流値を可変にする電流可変
回路を備え、電流可変回路により半導体レーザの発振波
長を異ならせて測定を行なうようにしたので、１個の半
導体レーザで微分法や三波長演算法によるデータ処理を
行なうことができ、測定の妨害成分を除去することがで
きる。

本発明では駆動電流値を変化させて半導体レーザの発振
波長を意図的に変えるため、発振波長を固定する場合に
必要とされる波長精度に関係したレーザの種類の選択が
容易になり、また高精度の定電流点灯回路が不要になる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例を示す構成図、第２図は半導体レーザ
の駆動電流（順電流）と光出力の関係の一例を示す図、
第３図は半導体レーザの光出力と発振波長の関係の一例
を示す図、第４図は他の実施例を示す構成図、第５図は
第４図の実施例の動作を示すフローチャート図である。 １・・・・・・半導体レーザ、 ２・・・・・・点灯回路、 ３．３ａ・・・・・・電流可変回路、 ４・・・・・・測定試料、 ５・・・・・・光電子増倍管、 ６・・・・・・微分回路。 特許出願人　株式会社島津製作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体レーザからの光を試料に照射し、試料から
   の透過光または反射光を検出する分析装置において、半
   導体レーザの駆動電流値を可変にする電流可変回路を備
   え、電流可変回路により半導体レーザの発振波長を異な
   らせて測定を行なうことを特徴とする分光分析装置。