JPH045135B2 - - Google Patents
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- JPH045135B2 JPH045135B2 JP22436083A JP22436083A JPH045135B2 JP H045135 B2 JPH045135 B2 JP H045135B2 JP 22436083 A JP22436083 A JP 22436083A JP 22436083 A JP22436083 A JP 22436083A JP H045135 B2 JPH045135 B2 JP H045135B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/447—Polarisation spectrometry
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、固体表面上における薄膜物質の反射
赤外吸収スペクトルを測定するための方法とその
装置に関するものである。
赤外吸収スペクトルを測定するための方法とその
装置に関するものである。
これまで固体表面上に存在する化学種の反射赤
外吸収スペクトルの高感度測定には、専ら偏光反
射赤外吸収スペクトル法が採用されているのが実
状である。一般に高感度反射法と称されているこ
の方法は、入射面（試料表面に立てた法線と光の
進行方向とを含む面）に偏光面が平行とされた赤
外光（平行偏光）を大きな入射角度で試料表面に
照射せしめ、その試料表面からの反射光にもとづ
きその試料表面の赤外スペクトルを高感度にして
得るようにしたものである。試料表面には入射光
と反射光の干渉による定常波が形成され、この定
常波と試料表面の化学種との相互作用による反射
率の変化より試料表面の赤外スペクトルを高感度
にして測定しようというわけである。この方法で
は光を有効に利用し得ることから非平坦金属表面
に適用して有利であり、通常の反射赤外吸収スペ
クトル法に比し50倍以上の感度を有するが、フー
リエ変換赤外分光光度法と組合せる場合には更に
高感度な測定が可能となつている。しかしなが
ら、この方法は迷光や測定雰囲気、特に大気中に
含まれる水蒸気や二酸化炭素などの影響を強く受
け易く極薄膜試料の測定に適用するには困難とな
つている。
外吸収スペクトルの高感度測定には、専ら偏光反
射赤外吸収スペクトル法が採用されているのが実
状である。一般に高感度反射法と称されているこ
の方法は、入射面（試料表面に立てた法線と光の
進行方向とを含む面）に偏光面が平行とされた赤
外光（平行偏光）を大きな入射角度で試料表面に
照射せしめ、その試料表面からの反射光にもとづ
きその試料表面の赤外スペクトルを高感度にして
得るようにしたものである。試料表面には入射光
と反射光の干渉による定常波が形成され、この定
常波と試料表面の化学種との相互作用による反射
率の変化より試料表面の赤外スペクトルを高感度
にして測定しようというわけである。この方法で
は光を有効に利用し得ることから非平坦金属表面
に適用して有利であり、通常の反射赤外吸収スペ
クトル法に比し50倍以上の感度を有するが、フー
リエ変換赤外分光光度法と組合せる場合には更に
高感度な測定が可能となつている。しかしなが
ら、この方法は迷光や測定雰囲気、特に大気中に
含まれる水蒸気や二酸化炭素などの影響を強く受
け易く極薄膜試料の測定に適用するには困難とな
つている。
このため迷光や測定雰囲気の影響を受けること
なくスペクトルを得べく、薄膜物質が存在しない
試料の参照用の赤外吸収スペクトルと薄膜物質が
存在する試料の赤外吸収スペクトルとを時間を異
にして測定したうえその比を求めるといつたシン
グルビーム法や光路が試料側と参照側とに分離さ
れたダブルビーム法が採用されるようになつてい
る。しかしながら、前者の方法による場合はスペ
クトルの測定が時間的にずれたものとなり完全に
同一測定条件下でスペクトル測定を行ない得な
く、また、後者の方法による場合は試料側光路と
参照側光路との長さを完全に一致させることは困
難となつている。これがために極薄膜試料のスペ
クトル測定では雰囲気の影響を完全に除去し得な
いでいるのが実状である。
なくスペクトルを得べく、薄膜物質が存在しない
試料の参照用の赤外吸収スペクトルと薄膜物質が
存在する試料の赤外吸収スペクトルとを時間を異
にして測定したうえその比を求めるといつたシン
グルビーム法や光路が試料側と参照側とに分離さ
れたダブルビーム法が採用されるようになつてい
る。しかしながら、前者の方法による場合はスペ
クトルの測定が時間的にずれたものとなり完全に
同一測定条件下でスペクトル測定を行ない得な
く、また、後者の方法による場合は試料側光路と
参照側光路との長さを完全に一致させることは困
難となつている。これがために極薄膜試料のスペ
クトル測定では雰囲気の影響を完全に除去し得な
いでいるのが実状である。
よつて本発明の目的は、迷光や測定雰囲気の影
響を受けることなく極薄膜試料の赤外吸収スペク
トルを高感度にして測定し得る反射赤外吸収スペ
クトル測定方法とその装置を供するにある。
響を受けることなく極薄膜試料の赤外吸収スペク
トルを高感度にして測定し得る反射赤外吸収スペ
クトル測定方法とその装置を供するにある。
この目的のため本発明は、入射面に平行に偏光
された赤外光を大きな入射角度で試料表面上で反
射させればその表面に存在する化学種によつて赤
外光の吸収が著しく大きくなるが、垂直に偏光さ
れた赤外光（垂直偏光）では赤外光の吸収は大き
くないことに着目し、垂直に偏光された赤外光と
平行に偏光された赤外光とによつて時間ずれ極小
にして交互にスペクトル測定を行ない、測定され
たスペクトルの比より赤外吸収スペクトルを求め
るようにしたものである。また、本発明は、多重
繰り返し測定、積算が可能とされたフーリエ変換
赤外分光光度計に、偏光変調を行なうための直線
偏光手段および偏光変調手段を組合せることによ
つて反射赤外吸収スペクトル測定装置となしたも
のである。
された赤外光を大きな入射角度で試料表面上で反
射させればその表面に存在する化学種によつて赤
外光の吸収が著しく大きくなるが、垂直に偏光さ
れた赤外光（垂直偏光）では赤外光の吸収は大き
くないことに着目し、垂直に偏光された赤外光と
平行に偏光された赤外光とによつて時間ずれ極小
にして交互にスペクトル測定を行ない、測定され
たスペクトルの比より赤外吸収スペクトルを求め
るようにしたものである。また、本発明は、多重
繰り返し測定、積算が可能とされたフーリエ変換
赤外分光光度計に、偏光変調を行なうための直線
偏光手段および偏光変調手段を組合せることによ
つて反射赤外吸収スペクトル測定装置となしたも
のである。
以下、本発明を第１図、第２図により説明す
る。
る。
第１図は本発明による反射赤外吸収スペクトル
測定装置の一例での構成を示したものである。こ
の図において、１は赤外光の光源、２は赤外光を
干渉させるマイケルソンの干渉計、３は直線偏光
子、４は後述するマイクロコンピユータ１２で制
御され偏光方向を水平方向と垂直方向とに交互に
切り換える偏光変調子、５は試料、６は反射赤外
光の検出器である。検出器６からの反射赤外光検
出信号はプリアンプ７によつて増幅かれるが、プ
リアンプ７とロツキングアンプ１０，１１の間に
はサンプリング用のゲート８，９が設けられるよ
うになつている。ゲート８，９は変調子４と同期
して制御されており水平偏光、垂直偏光での測定
結果は各々ロツキングアンプ１０，１１に振り分
けされロツキングアンプ１０，１１で更に増幅さ
れた信号はその後デイジタル変換された形でマイ
クロコンピユータ１２に取り込まれ所定に処理さ
れるものとなつている。マイクロコンピユータで
の処理結果は表示装置１３および記録計１４で記
録表示されるようになつているものである。
測定装置の一例での構成を示したものである。こ
の図において、１は赤外光の光源、２は赤外光を
干渉させるマイケルソンの干渉計、３は直線偏光
子、４は後述するマイクロコンピユータ１２で制
御され偏光方向を水平方向と垂直方向とに交互に
切り換える偏光変調子、５は試料、６は反射赤外
光の検出器である。検出器６からの反射赤外光検
出信号はプリアンプ７によつて増幅かれるが、プ
リアンプ７とロツキングアンプ１０，１１の間に
はサンプリング用のゲート８，９が設けられるよ
うになつている。ゲート８，９は変調子４と同期
して制御されており水平偏光、垂直偏光での測定
結果は各々ロツキングアンプ１０，１１に振り分
けされロツキングアンプ１０，１１で更に増幅さ
れた信号はその後デイジタル変換された形でマイ
クロコンピユータ１２に取り込まれ所定に処理さ
れるものとなつている。マイクロコンピユータで
の処理結果は表示装置１３および記録計１４で記
録表示されるようになつているものである。
さて、以上のようにしてなる反射赤外吸収スペ
クトル測定装置での測定動作あるいは測定方法を
説明すれば、光源１からの赤外光はマイケルソン
の干渉計２によつて干渉された後直線偏光子３に
よつて直線（平面）偏光され、更にマイクロコン
ピユータ１２によつて制御されている偏光変調子
４によつてその偏光面が試料面に対して水平、垂
直の方向に交互に変調されるようになつている。
このようにして干渉、偏光、変調された赤外光は
高角度で試料５に照射されるが、試料５で吸収さ
れずに反射された赤外光は検出器６で検出される
ところとなるものである。検出器６からの反射赤
外光の検出信号はプリアンプ７によつて増幅され
た後ゲート８，９により垂直偏光での測定デー
タ、水平偏光での測定データにわけてロツキング
アンプ１０，１１に送られ更に増幅される。ロツ
キングアンプ１０，１１からの信号はデイジタル
変換されたうえマイクロコンピユータ１２によつ
て処理、フーリエ変換され最終的な処理結果は表
示装置１３および記録計１４によつて記録表示さ
れるところとなるものである。
クトル測定装置での測定動作あるいは測定方法を
説明すれば、光源１からの赤外光はマイケルソン
の干渉計２によつて干渉された後直線偏光子３に
よつて直線（平面）偏光され、更にマイクロコン
ピユータ１２によつて制御されている偏光変調子
４によつてその偏光面が試料面に対して水平、垂
直の方向に交互に変調されるようになつている。
このようにして干渉、偏光、変調された赤外光は
高角度で試料５に照射されるが、試料５で吸収さ
れずに反射された赤外光は検出器６で検出される
ところとなるものである。検出器６からの反射赤
外光の検出信号はプリアンプ７によつて増幅され
た後ゲート８，９により垂直偏光での測定デー
タ、水平偏光での測定データにわけてロツキング
アンプ１０，１１に送られ更に増幅される。ロツ
キングアンプ１０，１１からの信号はデイジタル
変換されたうえマイクロコンピユータ１２によつ
て処理、フーリエ変換され最終的な処理結果は表
示装置１３および記録計１４によつて記録表示さ
れるところとなるものである。
最後に本発明による効果の程を考察すれば、本
実施例による赤外吸収スペクトルの測定結果の一
例として、アルミナAl2O3の赤外吸収スペクトル
を第２図に示す。同図ａは従来の偏光反射法によ
る場合を、また、同図ｂは本実施例装置によつた
場合での赤外吸収スペクトルをそれぞれ示したも
のである。これらより判るようにａでは波数が
2300〜2400cm-1および1500〜1700cm-1の範囲に二
酸化炭素および水蒸気によると思われる顕著なピ
ークが生じているが、ｂではその範囲はフラツト
になつている。本実施例より推して本発明による
場合測定雰囲気の影響は完全に除去され得ること
は明らかである。
実施例による赤外吸収スペクトルの測定結果の一
例として、アルミナAl2O3の赤外吸収スペクトル
を第２図に示す。同図ａは従来の偏光反射法によ
る場合を、また、同図ｂは本実施例装置によつた
場合での赤外吸収スペクトルをそれぞれ示したも
のである。これらより判るようにａでは波数が
2300〜2400cm-1および1500〜1700cm-1の範囲に二
酸化炭素および水蒸気によると思われる顕著なピ
ークが生じているが、ｂではその範囲はフラツト
になつている。本実施例より推して本発明による
場合測定雰囲気の影響は完全に除去され得ること
は明らかである。
以上説明したように本発明は、入射面に対し垂
直に偏光された赤外光と平行に偏光された赤外光
とによつて交互にスペクトル測定を行ない、測定
されたスペクトルの比より赤外吸収スペクトルを
求め、また、そのように求めるべくなしたもので
ある。したがつて、本発明による場合は、迷光や
測定雰囲気の影響を受けることなく極薄膜試料の
赤外吸収スペクトルが高感度にして測定され得る
という効果がある。
直に偏光された赤外光と平行に偏光された赤外光
とによつて交互にスペクトル測定を行ない、測定
されたスペクトルの比より赤外吸収スペクトルを
求め、また、そのように求めるべくなしたもので
ある。したがつて、本発明による場合は、迷光や
測定雰囲気の影響を受けることなく極薄膜試料の
赤外吸収スペクトルが高感度にして測定され得る
という効果がある。
第１図は、本発明による反射赤外吸収スペクト
ル測定装置の一例での構成を示す図、第２図ａ，
ｂは、本発明による効果の程を考察するための赤
外吸収スペクトル測定結果の例を従来方法による
場合と対比して示す図である。 １……赤外光光源、２……マイケルソンの干渉
計、３……直線偏光子、４……偏光変調子、５…
…試料、６……検出器、８，９……ゲート、１
０，１１……ロツキングアンプ、１２……マイク
ロコンピユータ。
ル測定装置の一例での構成を示す図、第２図ａ，
ｂは、本発明による効果の程を考察するための赤
外吸収スペクトル測定結果の例を従来方法による
場合と対比して示す図である。 １……赤外光光源、２……マイケルソンの干渉
計、３……直線偏光子、４……偏光変調子、５…
…試料、６……検出器、８，９……ゲート、１
０，１１……ロツキングアンプ、１２……マイク
ロコンピユータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 固体表面の極薄膜試料の赤外吸収スペクトル
をフーリエ変換方式によつて測定する反射赤外吸
収スペクトル測定方法にして、干渉された赤外光
を直線偏光した後該赤外光の偏光面を偏光変調す
ることによつて、試料表面に入射角大にして入射
面に偏光面がそれぞれ平行、垂直とされた赤外光
を交互に時間ずれ少なくして照射せしめ、偏光面
がそれぞれ平行、垂直とされた赤外光に対する試
料表面からの反射赤外光にもとづき試料表面での
赤外吸収スペクトルを測定することを特徴とする
反射赤外吸収スペクトル測定方法。 ２ 固体表面の極薄膜試料の赤外吸収スペクトル
をフーリエ変換方式によつて測定する反射赤外吸
収スペクトル測定装置にして、赤外光発生手段
と、該発生手段からの赤外光を干渉させる干渉手
段と、該干渉手段からの干渉された赤外光を直線
偏光する直線偏光手段と、該偏光手段からの直線
偏光された赤外光の偏光面を入射面に平行、垂直
に交互に変調したうえ試料表面に照射する偏光変
調手段と、試料表面からの反射赤外光を検出する
反射赤外光検出手段と、該検出手段からの、偏光
面が入射面に平行、垂直にそれぞれ変調された赤
外光に対応する反射赤外光検出信号を所定に処理
することによつて反射赤外吸収スペクトルを求め
る処理手段とからなる構成を特徴とする反射赤外
吸収スペクトル測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58224360A JPS60117119A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 反射赤外吸収スペクトル測定方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58224360A JPS60117119A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 反射赤外吸収スペクトル測定方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60117119A JPS60117119A (ja) | 1985-06-24 |
| JPH045135B2 true JPH045135B2 (ja) | 1992-01-30 |
Family
ID=16812537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58224360A Granted JPS60117119A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 反射赤外吸収スペクトル測定方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60117119A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0171637B1 (ko) * | 1993-09-13 | 1999-03-20 | 사또오 후미오 | 배향막 평가 장치 |
| JP5835101B2 (ja) * | 2012-05-24 | 2015-12-24 | コニカミノルタ株式会社 | フーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光方法ならびにフーリエ変換型分光計用アタッチメント |
| JP2015187587A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-10-29 | 国立大学法人山梨大学 | 偏光変調フーリエ変換赤外分光装置、フーリエ変換赤外分光装置用偏光変調測定ユニット及び偏光変調フーリエ変換赤外分光測定方法 |
-
1983
- 1983-11-30 JP JP58224360A patent/JPS60117119A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60117119A (ja) | 1985-06-24 |
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