JPH0219895B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0219895B2 JPH0219895B2 JP1383481A JP1383481A JPH0219895B2 JP H0219895 B2 JPH0219895 B2 JP H0219895B2 JP 1383481 A JP1383481 A JP 1383481A JP 1383481 A JP1383481 A JP 1383481A JP H0219895 B2 JPH0219895 B2 JP H0219895B2
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- Japan
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- interference
- light
- sample
- refractive index
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- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
- G01N21/45—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length using interferometric methods; using Schlieren methods
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は干渉屈折率計に関し、特に干渉光強度
と参照光強度の比と試料の屈折率との間にある一
定の関係を利用して測定を行なう干渉屈折率計に
関する。
と参照光強度の比と試料の屈折率との間にある一
定の関係を利用して測定を行なう干渉屈折率計に
関する。
従来試料の屈折率を求めるためさまざまな方法
が用いられており、中でも精密な測定結果を与え
るという点で、干渉屈折率計が重視されているの
は周知である。こうして干渉屈折率計では、試料
の屈折率に従い光路長が変化するのにともなつて
生じる干渉縞の移動からその屈折率を求めるため
各手段が講じられているが、それぞれ一長一短が
あり、特に最近高速クロマトグラフイーの検出器
として用いられる場合など、高速で高精度な測定
が要求されるケースではいずれも充分な機能を果
しえてないのが現状である。
が用いられており、中でも精密な測定結果を与え
るという点で、干渉屈折率計が重視されているの
は周知である。こうして干渉屈折率計では、試料
の屈折率に従い光路長が変化するのにともなつて
生じる干渉縞の移動からその屈折率を求めるため
各手段が講じられているが、それぞれ一長一短が
あり、特に最近高速クロマトグラフイーの検出器
として用いられる場合など、高速で高精度な測定
が要求されるケースではいずれも充分な機能を果
しえてないのが現状である。
従つて本発明の目的は、上記の点を考慮し全く
新規な方式の干渉屈折率計を提供することにあ
り、特に干渉光強度と参照光だけの強度の比と試
料の屈折率との間にある一定の関係を利用して測
定を行なう干渉屈折率計を提供するものである。
新規な方式の干渉屈折率計を提供することにあ
り、特に干渉光強度と参照光だけの強度の比と試
料の屈折率との間にある一定の関係を利用して測
定を行なう干渉屈折率計を提供するものである。
すなわち本発明による干渉屈折率計は、試料セ
ル側の干渉光束中にその光束を周期的に断続され
得る変調器を設置し、両光束の干渉光強度（II）
と参照光だけの強度（Ic）を交互に取り出し、両
強度の比（II／Ic）が一定値ｋ（０＜ｋ＜４）とな
るように上記両光束中又は参照光束中にだけ配置
した光路補正手段の機械的又は電気的制御を行な
い、該制御量に基づき試料の屈折率を求め指示記
録することを特徴とするものである。
ル側の干渉光束中にその光束を周期的に断続され
得る変調器を設置し、両光束の干渉光強度（II）
と参照光だけの強度（Ic）を交互に取り出し、両
強度の比（II／Ic）が一定値ｋ（０＜ｋ＜４）とな
るように上記両光束中又は参照光束中にだけ配置
した光路補正手段の機械的又は電気的制御を行な
い、該制御量に基づき試料の屈折率を求め指示記
録することを特徴とするものである。
以下本発明の実施例を図面に沿つてさらに詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は本発明による干渉屈折率計の一実施例
を示すブロツク線図で、単色光源１から出た光は
複光束干渉計２に入り、試料光束３と参照光束４
に分れる。複光束干渉計２は、間隔を隔てて平行
に配置された２枚のガラス鏡５，６と、両ガラス
鏡間の各光束中に配置された試料セル７、参照セ
ル８及び補償板９から構成されている。複光束干
渉計２を出た光は再び同一光束となり、検出器１
０へ導かれて電気信号へ変換される。
を示すブロツク線図で、単色光源１から出た光は
複光束干渉計２に入り、試料光束３と参照光束４
に分れる。複光束干渉計２は、間隔を隔てて平行
に配置された２枚のガラス鏡５，６と、両ガラス
鏡間の各光束中に配置された試料セル７、参照セ
ル８及び補償板９から構成されている。複光束干
渉計２を出た光は再び同一光束となり、検出器１
０へ導かれて電気信号へ変換される。
ここで干渉光束の合計強度と参照光の位相の間
には、次の関係がある、 II／Ic＝4cos2 …(1) 但し、＝π／λ｛（ns−nr）ds−Z1daΔθ＋Z2｝、 λ＝波長、ns＝試料の屈折率、nr＝参照試料の屈
折率、ds＝セル厚、da＝補償板厚、Δθ＝補償板
の回転角、Z1，Z2＝定数である。
には、次の関係がある、 II／Ic＝4cos2 …(1) 但し、＝π／λ｛（ns−nr）ds−Z1daΔθ＋Z2｝、 λ＝波長、ns＝試料の屈折率、nr＝参照試料の屈
折率、ds＝セル厚、da＝補償板厚、Δθ＝補償板
の回転角、Z1，Z2＝定数である。
そこで補償板の回転角であるΔθを変えてやり、
干渉光と参照光の比つまりcos2が一定となるよ
うにすると、 (1)式より、 （ns−nr）ds＝Z1daΔθ＋Ｒ（Ｒ：定数） と成るから、この式に基きnrとΔθの関係を求め
ておけばΔθの制御量から試料の屈折率nsが求め
られる。云い換えると、Δθを変えcos2を一定に
するということはII／Ic＝一定値ｋ（０＜cos2＜
１であるから０＜ｋ＜４）を成り立たせることに
等しいから、光束中に置いた補償板の回転角を制
御し、干渉光強度（II）と参照光強度（Ic）の比
が常に一定値ｋとなるようにしたとき、その回転
制御量Δθから試料の屈折率が求められる。
干渉光と参照光の比つまりcos2が一定となるよ
うにすると、 (1)式より、 （ns−nr）ds＝Z1daΔθ＋Ｒ（Ｒ：定数） と成るから、この式に基きnrとΔθの関係を求め
ておけばΔθの制御量から試料の屈折率nsが求め
られる。云い換えると、Δθを変えcos2を一定に
するということはII／Ic＝一定値ｋ（０＜cos2＜
１であるから０＜ｋ＜４）を成り立たせることに
等しいから、光束中に置いた補償板の回転角を制
御し、干渉光強度（II）と参照光強度（Ic）の比
が常に一定値ｋとなるようにしたとき、その回転
制御量Δθから試料の屈折率が求められる。
以上説明した原理に従つてｋ＝１としたとき、
実際に測定を行なう場合の処理について次に説明
する。試料・参照両光束の和である干渉光強度II
と参照光だけの強度Icを別々に取り出すために、
複光束干渉計２内の試料光束３を周期的に断続さ
せ得るチヨツパー、セクター等の変調素子１１が
配置される。こうすれば、試料光束３は一定の周
期で断続されるから、検知器１０には両光束の和
と参照光束が交互に入射する。従つて検知器１０
からは、干渉光強度（II）と参照光強度（Ic）に
比例した電気信号が変調素子による光束の断続周
波数に応じて交互に得られる。この両信号は増巾
器１２で増巾された後、同期整流回路１３に入
り、その出力端からは両者の差信号が取り出され
る。次いで差信号はサーボ増巾器１４に入り、増
巾された後補償板駆動装置１５に加わる。補償板
駆動装置１５は機械的制御を通じ、同整流器１３
からの差信号が常に０となるように補償板９の
回転角Δθを制御する。と同時にこの制御量が駆
動電圧引出し回路１６によつて取り出され、この
制御量から適当な変換回路を経て求められた試料
の屈折率が記録計１７へ表示される。以上の説明
では、補償板９を回転させて制御する方式を用い
たが、補償板の制御方法はこれに限られず、例え
ばくさび形の補償板を光束に対して出し入れする
位置制御によつて行なうこともできる。
実際に測定を行なう場合の処理について次に説明
する。試料・参照両光束の和である干渉光強度II
と参照光だけの強度Icを別々に取り出すために、
複光束干渉計２内の試料光束３を周期的に断続さ
せ得るチヨツパー、セクター等の変調素子１１が
配置される。こうすれば、試料光束３は一定の周
期で断続されるから、検知器１０には両光束の和
と参照光束が交互に入射する。従つて検知器１０
からは、干渉光強度（II）と参照光強度（Ic）に
比例した電気信号が変調素子による光束の断続周
波数に応じて交互に得られる。この両信号は増巾
器１２で増巾された後、同期整流回路１３に入
り、その出力端からは両者の差信号が取り出され
る。次いで差信号はサーボ増巾器１４に入り、増
巾された後補償板駆動装置１５に加わる。補償板
駆動装置１５は機械的制御を通じ、同整流器１３
からの差信号が常に０となるように補償板９の
回転角Δθを制御する。と同時にこの制御量が駆
動電圧引出し回路１６によつて取り出され、この
制御量から適当な変換回路を経て求められた試料
の屈折率が記録計１７へ表示される。以上の説明
では、補償板９を回転させて制御する方式を用い
たが、補償板の制御方法はこれに限られず、例え
ばくさび形の補償板を光束に対して出し入れする
位置制御によつて行なうこともできる。
又、補償板９を機械的に回転させたり、位置制
御する代りに、電気的な制御によつても所望の測
定を行なうこともできる。即ち、電気光学素子
（ポツケルセル）や光弾性素子である光学変調素
子の屈折率を変調して、等価的に光路補正するこ
とにより、補償板の制御と同じ効果を得る。そし
て、光学変調素子への印加電圧を上記した同期整
流回路１３からの差信号で制御してその値が常に
０となるようにする。そしてそのときの印加電
圧に基いて試料の屈折率が求められ記録計１７に
表示される。さらに、補償板は図示のように必ず
しも両干渉束中へ入れる必要はなく、参照光束の
方にだけ入れてもよい。
御する代りに、電気的な制御によつても所望の測
定を行なうこともできる。即ち、電気光学素子
（ポツケルセル）や光弾性素子である光学変調素
子の屈折率を変調して、等価的に光路補正するこ
とにより、補償板の制御と同じ効果を得る。そし
て、光学変調素子への印加電圧を上記した同期整
流回路１３からの差信号で制御してその値が常に
０となるようにする。そしてそのときの印加電
圧に基いて試料の屈折率が求められ記録計１７に
表示される。さらに、補償板は図示のように必ず
しも両干渉束中へ入れる必要はなく、参照光束の
方にだけ入れてもよい。
ところで、(1)式についてもう一度見ると、
cos2の変化は＝45゜つまりcos2＝1/2でII／Ic
＝ｋ＝２のときもつとも直線状に近いため補償板
等を追従させ易く測定上好ましいが、ｋ＝２と選
ぶときは通常試料光束と参照光束には半分づつ光
量が分割されているので、常に干渉光束と参照光
束が等しくなつてしまい、第１図の電気処理系は
そのまま使えないのでこの場合には、同期整流器
１３で整流されたIIとIcの信号を別々にホールド
し、Icを２倍したものとIIの差信号をサーボ増巾
器１４へ送るように処理系を変形すればよい。ま
た１と２以外のｋの値でも、上述の原理から本発
明を実施することが可能である。
cos2の変化は＝45゜つまりcos2＝1/2でII／Ic
＝ｋ＝２のときもつとも直線状に近いため補償板
等を追従させ易く測定上好ましいが、ｋ＝２と選
ぶときは通常試料光束と参照光束には半分づつ光
量が分割されているので、常に干渉光束と参照光
束が等しくなつてしまい、第１図の電気処理系は
そのまま使えないのでこの場合には、同期整流器
１３で整流されたIIとIcの信号を別々にホールド
し、Icを２倍したものとIIの差信号をサーボ増巾
器１４へ送るように処理系を変形すればよい。ま
た１と２以外のｋの値でも、上述の原理から本発
明を実施することが可能である。
以上述べたように本発明によれば、全く新しい
方式に基き簡単な構成で、高速・高精度な干渉屈
折率計を得ることができる。
方式に基き簡単な構成で、高速・高精度な干渉屈
折率計を得ることができる。
図は本発明による干渉屈折率計の一実施例を示
すブロツク線図である。 １……光色光源、２……複光束干渉計、３……
試料光束、４……参照光束、５，６……ガラス
板、７……試料セル、８……標準セル、９……補
償板、１０……検出器、１１……変調素子、１２
……増巾器、１３……同期整流回路、１４……サ
ーボ増巾器、１５……補償板駆動装置、１６……
駆動電圧引出し回路、１７……記録計。
すブロツク線図である。 １……光色光源、２……複光束干渉計、３……
試料光束、４……参照光束、５，６……ガラス
板、７……試料セル、８……標準セル、９……補
償板、１０……検出器、１１……変調素子、１２
……増巾器、１３……同期整流回路、１４……サ
ーボ増巾器、１５……補償板駆動装置、１６……
駆動電圧引出し回路、１７……記録計。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 単色光源からの光束を２光束に分け、両光束
の一方に試料セルを、他方に補償セルを配置し、
さらに両光束の出力を検出する光電検出器と該光
電検出器の出力を電気的に処理して指示記録する
処理記録装置を設け、光路差による干渉を測定し
て試料の屈折率を求める干渉屈折率計において、
試料セル側の干渉光束中にその光束を周期的に断
続させ得る変調器を設置し、両光束の干渉光強度
（II）と参照光だけの強度（Ic）を交互に取り出
し、両強度の比（II／Ic）が一定値ｋ（０＜ｋ＜
４）となるように上記両光束中又は参照光束中に
だけ配置した光路補正手段の機械的又は電気的制
御を行ない、該制御量に基づき試料の屈折率を求
め指示記録することを特徴とする干渉屈折率計。 ２ 上記一定値ｋが１であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の干渉屈折率計。 ３ 上記一定値ｋが２であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の干渉屈折率計。 ４ 上記光路補正手段が補償板又は光学変調素子
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の干渉屈折率計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1383481A JPS57128832A (en) | 1981-02-03 | 1981-02-03 | Interference refractometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1383481A JPS57128832A (en) | 1981-02-03 | 1981-02-03 | Interference refractometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57128832A JPS57128832A (en) | 1982-08-10 |
| JPH0219895B2 true JPH0219895B2 (ja) | 1990-05-07 |
Family
ID=11844296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1383481A Granted JPS57128832A (en) | 1981-02-03 | 1981-02-03 | Interference refractometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57128832A (ja) |
-
1981
- 1981-02-03 JP JP1383481A patent/JPS57128832A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57128832A (en) | 1982-08-10 |
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