JPH01304332A - 近紫外−可視−近赤外フーリエ分光装置 - Google Patents
近紫外−可視−近赤外フーリエ分光装置Info
- Publication number
- JPH01304332A JPH01304332A JP13274988A JP13274988A JPH01304332A JP H01304332 A JPH01304332 A JP H01304332A JP 13274988 A JP13274988 A JP 13274988A JP 13274988 A JP13274988 A JP 13274988A JP H01304332 A JPH01304332 A JP H01304332A
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- Japan
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- visible
- ultraviolet
- light intensity
- prism
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- Pending
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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。
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〕
本発明はフーリエ分光装置に係り、特にスペク１ヘルが
時々刻々変化するような被測定光の分光測光に好適な近
紫外−可視−近赤外フーリエ分光装置に関する。
時々刻々変化するような被測定光の分光測光に好適な近
紫外−可視−近赤外フーリエ分光装置に関する。
従来の装置は、特公昭５２−３４２：１５に記載のよう
に、可視−近赤外のフーリエ分光法については偏光干渉
計の光路差を走査して、１個又は２個の検知器から時系
列的に干渉図形（インターフェロクラム）を得ていた。
に、可視−近赤外のフーリエ分光法については偏光干渉
計の光路差を走査して、１個又は２個の検知器から時系
列的に干渉図形（インターフェロクラム）を得ていた。
ト記従来技術では、マルチチャンネル光検知器（１次元
光ダイオードアレイ）の直耐に光像増強手段（イメージ
・インテンシファイア）を使用することで、微弱光の分
光が可能になったが、イメージインテンシファイアは光
量に依存して寿命があり、しかもその寿命が短い問題が
あった。また高速な測定の面では、−次元ダイオ−１（
アレイのデータの読出し時間で決められるが、−次元ダ
イオートアレイの読出しは］ビットずつ行なうため−次
元タイオードアレイのヒツト数が増すにつれて読出し時
間がかかり、またＡ／Ｄ変換してマイクロコンピュータ
に取込むにはＡ ／ ｏ変換時間も加わり高速な測定か
できなくなるといった点に問題があった。
光ダイオードアレイ）の直耐に光像増強手段（イメージ
・インテンシファイア）を使用することで、微弱光の分
光が可能になったが、イメージインテンシファイアは光
量に依存して寿命があり、しかもその寿命が短い問題が
あった。また高速な測定の面では、−次元ダイオ−１（
アレイのデータの読出し時間で決められるが、−次元ダ
イオートアレイの読出しは］ビットずつ行なうため−次
元タイオードアレイのヒツト数が増すにつれて読出し時
間がかかり、またＡ／Ｄ変換してマイクロコンピュータ
に取込むにはＡ ／ ｏ変換時間も加わり高速な測定か
できなくなるといった点に問題があった。
本発明の目的は、長寿命で、かつ瞬間的な測光か可能な
、高感度近紫外−可視−近赤外の分光手段を提供するこ
とにある。
、高感度近紫外−可視−近赤外の分光手段を提供するこ
とにある。
」＝記の１」的は、マルチチャンネル光検知器前面に光
強度の増倍作用をもつ光強度増倍管を組み込み、また任
意に高速に増倍率を可変（ＯＮｌｏＦＦ）することが可
能な制御機能をイ＼Ｊ加することにより達成される。
強度の増倍作用をもつ光強度増倍管を組み込み、また任
意に高速に増倍率を可変（ＯＮｌｏＦＦ）することが可
能な制御機能をイ＼Ｊ加することにより達成される。
ここで光強度増倍管は、光束を電子に変換する光電面と
、′電子の増幅を行なうマイクロチャンネルプレー１−
と、電子を光に変換する蛍光面により構成する。また光
強度増倍管とマイクロチャンネル光検知器間は光ファイ
バーによって結合し、光の利用効率の改善と、光のにじ
みを防止する。
、′電子の増幅を行なうマイクロチャンネルプレー１−
と、電子を光に変換する蛍光面により構成する。また光
強度増倍管とマイクロチャンネル光検知器間は光ファイ
バーによって結合し、光の利用効率の改善と、光のにじ
みを防止する。
偏光干渉計の出力光は、結像光学系により、光像増強手
段の受光面に一１ユ渉縞を結像し、受光面からは受光量
に応して光電子が跳出す。この光電子は、マイクロチャ
ンネルプレー１−のチャンネルを通過する間に増倍加速
され、光像増強手段の蛍光面をたたき、増強された光像
を出力する。この結果、蛍光面の直後に置かれた一次元
光ダイオー１ヘアレイには、偏光干渉側の出力光に比し
、数百倍から数百倍の明るい光か入射し、高感度が干渉
縞の検出が可能になる。
段の受光面に一１ユ渉縞を結像し、受光面からは受光量
に応して光電子が跳出す。この光電子は、マイクロチャ
ンネルプレー１−のチャンネルを通過する間に増倍加速
され、光像増強手段の蛍光面をたたき、増強された光像
を出力する。この結果、蛍光面の直後に置かれた一次元
光ダイオー１ヘアレイには、偏光干渉側の出力光に比し
、数百倍から数百倍の明るい光か入射し、高感度が干渉
縞の検出が可能になる。
ここでマイクロチャンネルプレーｈに光電子の増倍率を
高速に制御する機能を付加することて、任意の短時間に
のみ一次元ダイオートアレイに出力光髪導くことか可能
になり、極短時間内の瞬間的な分光か可能になる。
高速に制御する機能を付加することて、任意の短時間に
のみ一次元ダイオートアレイに出力光髪導くことか可能
になり、極短時間内の瞬間的な分光か可能になる。
またマイクロチャンネルプレー１−の寿命に対しても、
グー１〜機能により必要な時間のみ動作させるため有効
に使用でき、分光装置としての寿命を伸ばすことかでき
る。
グー１〜機能により必要な時間のみ動作させるため有効
に使用でき、分光装置としての寿命を伸ばすことかでき
る。
本発明のウオーラストンプリズムを用いた偏光干渉光学
系の構成を第１図に示す。
系の構成を第１図に示す。
被測定光ｒＡ］の光は、平行平面波である場合には直接
、あるいはコリメータ２によって平行平面波１３となり
、第１の偏光７−３を経てウオーラスＩ・ンプリズム４
に入射する。ウオーラストンプリズｌａ ４は通常、結
晶軸が互いに直交する２個または３個のくさび形に研磨
した複屈折性のプリズ１１を貼り合わせたもので、プリ
ズムへの入射光を２つの結晶軸方向の偏光成分により２
光束に分離する。該偏光子３の偏光面は該ウオーラスト
ンプリズｌｚ ４の２つの結晶軸の各々に対して４５°
の傾角となるように配置され、該ウオーラストンプリズ
ム４の複屈折作用によって２分割される光束の光量を等
しくする働きをする。ウオーラスＩ・ンプリズム４によ
って２分割された光束１−４及」５は、第２の偏光子５
を透過する。該偏光子５の偏光角は、前記第１の偏光子
３の偏光角に対して、０゜または９０”をなすように配
置され、前記２分割された光束１／１−．１５の各々の
偏波面に対しては４５°または一４５°となるため、こ
れらの光束を再結合する働きを有する。これにより、干
渉縞が該ウオーラストンプリズム４内に局在して形成さ
れる。結像レンズ６は、この干渉縞を適当な倍率で光強
度増倍管７の光電面」二に結像させる。
、あるいはコリメータ２によって平行平面波１３となり
、第１の偏光７−３を経てウオーラスＩ・ンプリズム４
に入射する。ウオーラストンプリズｌａ ４は通常、結
晶軸が互いに直交する２個または３個のくさび形に研磨
した複屈折性のプリズ１１を貼り合わせたもので、プリ
ズムへの入射光を２つの結晶軸方向の偏光成分により２
光束に分離する。該偏光子３の偏光面は該ウオーラスト
ンプリズｌｚ ４の２つの結晶軸の各々に対して４５°
の傾角となるように配置され、該ウオーラストンプリズ
ム４の複屈折作用によって２分割される光束の光量を等
しくする働きをする。ウオーラスＩ・ンプリズム４によ
って２分割された光束１−４及」５は、第２の偏光子５
を透過する。該偏光子５の偏光角は、前記第１の偏光子
３の偏光角に対して、０゜または９０”をなすように配
置され、前記２分割された光束１／１−．１５の各々の
偏波面に対しては４５°または一４５°となるため、こ
れらの光束を再結合する働きを有する。これにより、干
渉縞が該ウオーラストンプリズム４内に局在して形成さ
れる。結像レンズ６は、この干渉縞を適当な倍率で光強
度増倍管７の光電面」二に結像させる。
光強度増倍管７は、光束を電子に変換する光電面と、電
子の増１］を行なうマイクロチャンネルプレートと、電
子を光に変換する蛍光面から構成し、光→電子→光の変
換を行なって光強度を増倍する。
子の増１］を行なうマイクロチャンネルプレートと、電
子を光に変換する蛍光面から構成し、光→電子→光の変
換を行なって光強度を増倍する。
光強度増倍管７には、駆動用の高電圧電源１２から図中
に示す向へに電界が加えられ、電子の流れを制御する。
に示す向へに電界が加えられ、電子の流れを制御する。
前記光電面」―に結像された干渉縞は、該光強度増倍管
７により数１００〜数１００００倍に増［１］されてマ
ルチチャンネル光検知器８（検知部は一次元に配列）に
受光される。
７により数１００〜数１００００倍に増［１］されてマ
ルチチャンネル光検知器８（検知部は一次元に配列）に
受光される。
該干渉縞は、該マルチチャンネル光検知器によって光電
変換され、干渉縞を離散的にサンプリングした干渉波形
（インターフェログラム）信号として得られる。該干渉
波形信号は、増巾器９で増Ｉｔ］された後、Ａ、 ／
Ｄ変換器、＋−０によってディジタル信号化されてマイ
クロコンピュータに取込まれる。
変換され、干渉縞を離散的にサンプリングした干渉波形
（インターフェログラム）信号として得られる。該干渉
波形信号は、増巾器９で増Ｉｔ］された後、Ａ、 ／
Ｄ変換器、＋−０によってディジタル信号化されてマイ
クロコンピュータに取込まれる。
第１図の光学系において、マイクロコンピュータに取込
まれる干渉波形信号は、被測定光をフーリエ変換した信
号になる。即ち、マルチチャンネル光検知器の検知部の
配列方向（第１図紙面に平行な方向）をＸ軸とし、検知
器面上の位置Ｘでの干渉波形の信号値をＩ （ｘ）と
すれば、で表わせる。但しＳ（λ）は被測定光のスペク
Ｉ−ル、λ１．λ２は波長域、Ｋは結像レンズの結像倍
率、０はウオーラス１〜ンプリズムにより２分割される
光束の分離角である。ここで干渉波形信号は、マルチチ
ャンネル検知器のピッチ、］検知器の面積及びチャンネ
ル数で定まる離散値信号で得られる。
まれる干渉波形信号は、被測定光をフーリエ変換した信
号になる。即ち、マルチチャンネル光検知器の検知部の
配列方向（第１図紙面に平行な方向）をＸ軸とし、検知
器面上の位置Ｘでの干渉波形の信号値をＩ （ｘ）と
すれば、で表わせる。但しＳ（λ）は被測定光のスペク
Ｉ−ル、λ１．λ２は波長域、Ｋは結像レンズの結像倍
率、０はウオーラス１〜ンプリズムにより２分割される
光束の分離角である。ここで干渉波形信号は、マルチチ
ャンネル検知器のピッチ、］検知器の面積及びチャンネ
ル数で定まる離散値信号で得られる。
干渉波形信号から被測定光のスペクトルＳ（λ）を得る
ためには、（１）を逆フーリエ変換すれば良により求め
られる。
ためには、（１）を逆フーリエ変換すれば良により求め
られる。
実際には干渉信号が離散値列であることから、（２）式
を離散化した。
を離散化した。
（但しΔＷはＳ］の離散幅の値）
にもとづき、この式を効率的に算出するＦ Ｆ Ｔ（ｆ
ｉｒｓｔ ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）によ
り算出する。例として、ヨウ素タングステンランプを被
測定光とした場合の干渉波形信号を第２図に、またこの
干渉波形から算出されたスペクＩ〜ルを第３図に示す。
ｉｒｓｔ ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）によ
り算出する。例として、ヨウ素タングステンランプを被
測定光とした場合の干渉波形信号を第２図に、またこの
干渉波形から算出されたスペクＩ〜ルを第３図に示す。
次に該光強度増倍管７の作用について述へる。第１図の
該光強度増倍管７は、干渉縞を光電面３１で一度電子に
変換し、マイクロチャンネルプレート３２により光電面
で生した電子数に比例して出力する電子数を数］、 Ｏ
Ｏ〜数］００００倍に増］１］シたのち、蛍光面３３で
再び電子を光に変換する。つまり、入射した光を数１０
０〜数１００００倍に増巾して光として出力する。従っ
て、光強度増倍管を使用しない場合に比して数１００〜
数１．００００倍に感度が向上することになり、従来測
定が不可能であったような微弱光（例えば測定対象物が
微小なもの）の測定が可能になる。
該光強度増倍管７は、干渉縞を光電面３１で一度電子に
変換し、マイクロチャンネルプレート３２により光電面
で生した電子数に比例して出力する電子数を数］、 Ｏ
Ｏ〜数］００００倍に増］１］シたのち、蛍光面３３で
再び電子を光に変換する。つまり、入射した光を数１０
０〜数１００００倍に増巾して光として出力する。従っ
て、光強度増倍管を使用しない場合に比して数１００〜
数１．００００倍に感度が向上することになり、従来測
定が不可能であったような微弱光（例えば測定対象物が
微小なもの）の測定が可能になる。
また該光強度増倍管の増巾率は、第１図に示す４１の電
圧を変化させることによって可変することができ、この
増巾率は数ｍ５オーダて高速に切替ることが可能なため
、被測定光を任意時間でサンプリングすることで、時々
刻々変化するような被測定光に対しても測定が可能であ
る。
圧を変化させることによって可変することができ、この
増巾率は数ｍ５オーダて高速に切替ることが可能なため
、被測定光を任意時間でサンプリングすることで、時々
刻々変化するような被測定光に対しても測定が可能であ
る。
本発明によれば、偏光干渉計を用いたフーリエ分光装器
において、被測定光が微弱である場合にも、高速に測定
することが可能である。また前記グー１〜機能により光
強度増倍管の増［１］率を制御することで、任意時間に
のみ測定光を検知器に導くことができるため、時間的に
制約のある分光測定も行なうことができる効果があり、
またこれにより装置の長寿命化が期待てきる。
において、被測定光が微弱である場合にも、高速に測定
することが可能である。また前記グー１〜機能により光
強度増倍管の増［１］率を制御することで、任意時間に
のみ測定光を検知器に導くことができるため、時間的に
制約のある分光測定も行なうことができる効果があり、
またこれにより装置の長寿命化が期待てきる。
第１図は本発明の基本的な構成図、第２図はヨウ素タン
グステンランプを光源としたときの干渉波形を示す図、
第３図は第２図より算出したスペクＩ〜ルを示す図であ
る。 １・被測定光源、２ ・コリメータ、３・・第１の偏光
子、４−ウオーラス１ヘンプリズ１１．５ 第２の偏光
子、６ ・結像レンズ、７・光強度増倍管、８マルチチ
ヤンネル光検出器、９ 増１１］器、１０・Ａ／Ｄ変換
器、１１ マイクロコンピュータ、］２・高電圧電源、
ｉ４．．１．５・・・２光束、３１・光電面、３２・・
マイクロチャンネルプレーＩ〜、３３ 蛍光面、４１
電圧可変抵抗器（光強度増幅率制御器）。
グステンランプを光源としたときの干渉波形を示す図、
第３図は第２図より算出したスペクＩ〜ルを示す図であ
る。 １・被測定光源、２ ・コリメータ、３・・第１の偏光
子、４−ウオーラス１ヘンプリズ１１．５ 第２の偏光
子、６ ・結像レンズ、７・光強度増倍管、８マルチチ
ヤンネル光検出器、９ 増１１］器、１０・Ａ／Ｄ変換
器、１１ マイクロコンピュータ、］２・高電圧電源、
ｉ４．．１．５・・・２光束、３１・光電面、３２・・
マイクロチャンネルプレーＩ〜、３３ 蛍光面、４１
電圧可変抵抗器（光強度増幅率制御器）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、入射光を結晶軸に沿つて２光束に分離させるプリズ
ムと、該プリズムをはさむ２個の偏光子と、干渉波形を
検知するマルチチャンネル光検知器と、上記三要素から
なる光学系に被測定光束を導くための手段からなる偏光
干渉計分光器において、該マルチチャンネル光検知器の
前面に、光の強度の増幅を目的とする光強度増倍管を設
けたことを特徴とする近紫外−可視−近赤外フーリエ分
光装置。 ２、第１項の構成からなる干渉分光器において、光強度
増倍管の制御部に任意の時間間隔のみ増倍率を上げる（
ＯＮ／ＯＦＦする）ことが可能な高速ゲート機能を設け
たことを特徴とする近紫外−可視−近赤外フーリエ分光
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13274988A JPH01304332A (ja) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | 近紫外−可視−近赤外フーリエ分光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13274988A JPH01304332A (ja) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | 近紫外−可視−近赤外フーリエ分光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01304332A true JPH01304332A (ja) | 1989-12-07 |
Family
ID=15088680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13274988A Pending JPH01304332A (ja) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | 近紫外−可視−近赤外フーリエ分光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01304332A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03200024A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-02 | Hitachi Ltd | 多波長分光光度計 |
| JPH049704A (ja) * | 1990-04-27 | 1992-01-14 | Toray Ind Inc | 光干渉式膜厚測定装置 |
-
1988
- 1988-06-01 JP JP13274988A patent/JPH01304332A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03200024A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-02 | Hitachi Ltd | 多波長分光光度計 |
| JPH049704A (ja) * | 1990-04-27 | 1992-01-14 | Toray Ind Inc | 光干渉式膜厚測定装置 |
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