JPH0342552A - コヒーレント反ストークスラマン測定装置 - Google Patents
コヒーレント反ストークスラマン測定装置Info
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- JPH0342552A JPH0342552A JP17720789A JP17720789A JPH0342552A JP H0342552 A JPH0342552 A JP H0342552A JP 17720789 A JP17720789 A JP 17720789A JP 17720789 A JP17720789 A JP 17720789A JP H0342552 A JPH0342552 A JP H0342552A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
-
- 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
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/65—Raman scattering
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- G—PHYSICS
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- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
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- G01N30/74—Optical detectors
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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］
本発明はコヒーレント反ストークスラマン測定装置に関
する。更に詳しくは、レーザー光の波長を連続的に変換
可能なチタンサファイアレーザーを励起光源に用いたコ
ヒーレント反ストークスラマン測定装置に関する。
する。更に詳しくは、レーザー光の波長を連続的に変換
可能なチタンサファイアレーザーを励起光源に用いたコ
ヒーレント反ストークスラマン測定装置に関する。
［従来の技術］
コヒーレント反ストークスラマン測定装置は、例えば、
生体物質の構造研究等の生化学的研究への幅広い応用が
期待される測定装置の一種である。
生体物質の構造研究等の生化学的研究への幅広い応用が
期待される測定装置の一種である。
コヒーレント反ストークスラマンの励起光源には、波長
の異なる２台のレーザーが用いられている。例えばＹＡ
Ｇレーザーと波長可変の色素レーザ、または、２台の波
長可変の色素レーザー等である。
の異なる２台のレーザーが用いられている。例えばＹＡ
Ｇレーザーと波長可変の色素レーザ、または、２台の波
長可変の色素レーザー等である。
しかし、ＹＡＧレーザーは波長を連続的に変換して用い
ることができず、また、色素レーザーは可変域が５０〜
１１００ｎの幅であるが、使用経過につれて色素の光劣
化が起こり、レーザー発振出力の変動を起こし更に寿命
が短く保守も°容易でない。
ることができず、また、色素レーザーは可変域が５０〜
１１００ｎの幅であるが、使用経過につれて色素の光劣
化が起こり、レーザー発振出力の変動を起こし更に寿命
が短く保守も°容易でない。
そのため、このようなレーザーを装置に組み込んだラマ
ン測定装置を用いた場合、ラマンスペクトルを安定かつ
容易にａ％１定することが困難であり、またＹＡＧレー
ザーを励起光源に用いた測定装置では、ラマンスペクト
ルを高選択性を持って測定することができないという問
題がある。
ン測定装置を用いた場合、ラマンスペクトルを安定かつ
容易にａ％１定することが困難であり、またＹＡＧレー
ザーを励起光源に用いた測定装置では、ラマンスペクト
ルを高選択性を持って測定することができないという問
題がある。
［問題点を解決するための手段］
本発明者らは、上記した問題のないコヒーレント反スト
ークスラマン測定装置につき鋭意検討した結果、レーザ
ー媒質がチタンを添加（異種元素としてドープ）したサ
ファイアである、いわゆるチタンサファイアレーザーは
、波長可変であり安定に発振動作を続けること、長寿命
であること、および、波長可変幅が３５ｏｎと色素レー
ザーに比較して広いことに着目し、このものを励起レー
ザー光の光源として用いることにより前記問題を解決で
きることを見い出だし本発明を完成した。
ークスラマン測定装置につき鋭意検討した結果、レーザ
ー媒質がチタンを添加（異種元素としてドープ）したサ
ファイアである、いわゆるチタンサファイアレーザーは
、波長可変であり安定に発振動作を続けること、長寿命
であること、および、波長可変幅が３５ｏｎと色素レー
ザーに比較して広いことに着目し、このものを励起レー
ザー光の光源として用いることにより前記問題を解決で
きることを見い出だし本発明を完成した。
即ち本発明の目的は、被測定試料のラマンスペクトルを
選択的に且つ安定した状態で容易に測定が可能なコヒー
レント反ストークスラマン測定装置を提供することであ
る。以下本発明を更に詳述する。
選択的に且つ安定した状態で容易に測定が可能なコヒー
レント反ストークスラマン測定装置を提供することであ
る。以下本発明を更に詳述する。
本発明では、被測定試料に照１１するレーザー光の光源
に、波長がある範囲内で連続的に変えることのできる複
数の波長可変固体レーザーを用いることを特徴とするが
、ここで用いる固体レーザーは、チタンを添加したサフ
ァイアであるチタンサファイアレーザーである。ここで
サファイアへのチタンの添加量は、０．Ｏ１１原子〜０
．５原子％の範囲であることが望ましい。チタン添加量
が０．０１原子％より少ないと増幅度が小さくなりレー
ザー発振が困難となる。また同添加量が０．５原子％よ
り多くなると発光領域に存在する残留吸収が極端に大き
くなりレーザー発振効率が低下する。また、発光寿命が
短くなり、そのためフラッシュランプでのチタンサファ
イアの光ポンピングが困難となり、さらにランプの使用
寿命も短くなる。
に、波長がある範囲内で連続的に変えることのできる複
数の波長可変固体レーザーを用いることを特徴とするが
、ここで用いる固体レーザーは、チタンを添加したサフ
ァイアであるチタンサファイアレーザーである。ここで
サファイアへのチタンの添加量は、０．Ｏ１１原子〜０
．５原子％の範囲であることが望ましい。チタン添加量
が０．０１原子％より少ないと増幅度が小さくなりレー
ザー発振が困難となる。また同添加量が０．５原子％よ
り多くなると発光領域に存在する残留吸収が極端に大き
くなりレーザー発振効率が低下する。また、発光寿命が
短くなり、そのためフラッシュランプでのチタンサファ
イアの光ポンピングが困難となり、さらにランプの使用
寿命も短くなる。
本発明では更に前記したチタンサファイアレーザーと非
線形光学材料を併用することで更に精度の良い測定結果
を得ることのできる装置とすることができる。ここで用
いる非線形光学材料は、光の波長を変換することができ
る例えばβ−硼酸バリウム、ニオブ酸リチウムなどの無
機質結晶、メタニトロアニリンなどの有機質結晶等であ
る。
線形光学材料を併用することで更に精度の良い測定結果
を得ることのできる装置とすることができる。ここで用
いる非線形光学材料は、光の波長を変換することができ
る例えばβ−硼酸バリウム、ニオブ酸リチウムなどの無
機質結晶、メタニトロアニリンなどの有機質結晶等であ
る。
次に本発明の構成を、本発明の一実施態様を例として説
明する。
明する。
図１は本発明の一実施態様であるコヒーレント反ストー
クスラマン測定装置の構成を示す概略図である。図中１
．２はチタンサファイアレーザー発振器、３．４は反射
ミラー ５．６はレンズ、７は試料、８はダイクロイク
ミラ−９はフィルター、ＩＯはモノクロメータ−１１１
は検出器である。
クスラマン測定装置の構成を示す概略図である。図中１
．２はチタンサファイアレーザー発振器、３．４は反射
ミラー ５．６はレンズ、７は試料、８はダイクロイク
ミラ−９はフィルター、ＩＯはモノクロメータ−１１１
は検出器である。
本発明で用いる測定系の配置は、上記した配置に限定さ
れるものではなく、更に上記した非線形光学材料をチタ
ンサファイアレーザー発振器から試料にレーザー光を照
射する間に配置することができる。
れるものではなく、更に上記した非線形光学材料をチタ
ンサファイアレーザー発振器から試料にレーザー光を照
射する間に配置することができる。
本発明で、レーザー媒質であるチタンサファイア結晶を
レーザー発振させるための励起源としては、例えばフラ
ッシュランプ、ＹＡＧレーザーの２倍波、色素レーザー
、アルゴンレーザー、銅蒸気レーザー、発光ダイオード
、半導体レーザーなどがある。また、波長のチューニン
グはプリズム、複屈折フィルター、回折格子、電気光学
結晶、音響光学結晶などを用いて行うことができる。
レーザー発振させるための励起源としては、例えばフラ
ッシュランプ、ＹＡＧレーザーの２倍波、色素レーザー
、アルゴンレーザー、銅蒸気レーザー、発光ダイオード
、半導体レーザーなどがある。また、波長のチューニン
グはプリズム、複屈折フィルター、回折格子、電気光学
結晶、音響光学結晶などを用いて行うことができる。
図２は、フラッシュランプ励起によるレーザー発振器の
一実施態様の構成を示す概略図である。
一実施態様の構成を示す概略図である。
図中１２はチタンサファイアのロッド、 １３．１４は
フラッシュランプ、１５．１６は反射ミラー、１７はプ
リズム、１８はエタロン、１９は楕円形の集光鏡である
。
フラッシュランプ、１５．１６は反射ミラー、１７はプ
リズム、１８はエタロン、１９は楕円形の集光鏡である
。
集光鏡の光反射面は銀の蒸着膜で構成すると、サファイ
アの励起光の反射効率が良く好ましい。
アの励起光の反射効率が良く好ましい。
上記の方法により、波長を約７００〜１０５０ｎ１１の
間で連続的に変換することができる。
間で連続的に変換することができる。
また、非線形光学材料を用い、第二高調波を発生させた
場合、約３５０〜５２５ｎｍの範囲内で波長を変換する
ことができる。
場合、約３５０〜５２５ｎｍの範囲内で波長を変換する
ことができる。
［発明の効果コ
被測定生体物質は強い蛍光を発するものが多く、ラマン
光を測定する場合、蛍光によるラマン光の妨害が生じる
という問題があり、これは６００ｎ１１以下の光で励起
する場合に顕著になる。
光を測定する場合、蛍光によるラマン光の妨害が生じる
という問題があり、これは６００ｎ１１以下の光で励起
する場合に顕著になる。
しかしながら、チタンサファイアレーザーを用いてラマ
ン光を測定することを特徴とする本発明のレーザーラマ
ン測定装置では、７００〜１０５０ｎｏ＋の範囲内の任
意の波長のレーザー光で励起することができるので蛍光
による妨害が避けられ測定感度が向上する。さらにある
波長のレーザー光に対して吸収のある試料を測定する場
合は励起レーザー光の波長を変えることによって吸収を
起こさせず測定が可能であるので試料の熱劣化、損傷を
防ぐことができる。
ン光を測定することを特徴とする本発明のレーザーラマ
ン測定装置では、７００〜１０５０ｎｏ＋の範囲内の任
意の波長のレーザー光で励起することができるので蛍光
による妨害が避けられ測定感度が向上する。さらにある
波長のレーザー光に対して吸収のある試料を測定する場
合は励起レーザー光の波長を変えることによって吸収を
起こさせず測定が可能であるので試料の熱劣化、損傷を
防ぐことができる。
本発明は、チタンサファイアレーザーを用い励起光を連
続的に変換可能であるので、試料に吸収を起こさせず、
また蛍光による妨害を避はラマンスペクトルを選択的に
安定かつ容易に測定することができる。さらに装置は簡
易な構成で保守も簡便である。
続的に変換可能であるので、試料に吸収を起こさせず、
また蛍光による妨害を避はラマンスペクトルを選択的に
安定かつ容易に測定することができる。さらに装置は簡
易な構成で保守も簡便である。
図１は、本発明のコヒーレント反ストークスラマン測定
装置の一実施態様の構成を示す概略図である。図中１，
２はチタンサファイアレーザー発振器、３．４は反射ミ
ラー ５．６はレンズ、７は試料、８はグイクロイクミ
ラ−９はフィルタ、１０はモノクロメータ−１１１は検
出器を夫々示す。 図２は、フラッシュランプ励起によるレーザー発振器の
一実施態様の構成を示す概略図である。 図中１２はチタンサファイアのロッド、１３．１４はフ
ラッシュランプ、 １５． １Ｂは反射ミラー、 １７はプリ ズム、 １８はエタロン、 ｉ９は楕円形の集光鏡夫々示 す。
装置の一実施態様の構成を示す概略図である。図中１，
２はチタンサファイアレーザー発振器、３．４は反射ミ
ラー ５．６はレンズ、７は試料、８はグイクロイクミ
ラ−９はフィルタ、１０はモノクロメータ−１１１は検
出器を夫々示す。 図２は、フラッシュランプ励起によるレーザー発振器の
一実施態様の構成を示す概略図である。 図中１２はチタンサファイアのロッド、１３．１４はフ
ラッシュランプ、 １５． １Ｂは反射ミラー、 １７はプリ ズム、 １８はエタロン、 ｉ９は楕円形の集光鏡夫々示 す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）チタンを添加したサファイアを波長可変固体レーザ
ーとして用いたコヒーレント反ストークスラマン測定装
置 ２）波長可変固体レーザーが、チタンを添加したサファ
イア単結晶と非線形光学材料とを併用したものである特
許請求の範囲第１項記載の測定装置
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17720789A JPH0342552A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | コヒーレント反ストークスラマン測定装置 |
| US07/547,359 US5037200A (en) | 1989-07-11 | 1990-07-03 | Laser-operated detector |
| GB9015163A GB2234852A (en) | 1989-07-11 | 1990-07-10 | Ti-doped sapphire laser-operated detector |
| DE4021955A DE4021955A1 (de) | 1989-07-11 | 1990-07-10 | Laserbetriebene erfassungsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17720789A JPH0342552A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | コヒーレント反ストークスラマン測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0342552A true JPH0342552A (ja) | 1991-02-22 |
Family
ID=16027047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17720789A Pending JPH0342552A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | コヒーレント反ストークスラマン測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0342552A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011180504A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-09-15 | Olympus Corp | レーザ顕微鏡装置 |
-
1989
- 1989-07-11 JP JP17720789A patent/JPH0342552A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011180504A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-09-15 | Olympus Corp | レーザ顕微鏡装置 |
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