JPH0453287B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、極低温用フアイバースコープに係
り、特に、フアイバー束の端面、対物レンズの表
面等への凝結や結露を防止できるようにした極低
温用フアイバースコープに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

液化天然ガス、液化ブロパンガス、液体窒素、
液体ヘリウムなどを扱う極低温施設を建設すると
きには、これらの施設を構築する材料の極低温下
における振舞いを実験によつて確認する必要があ
る。このような実験の中で、極低温に保たれてい
る材料の状態を目で観察することも重要である。
材料を極低温に保持するには、一般的には、前述
した極低温液体中に材料を浸漬する方式が最も簡
単である。このような方式を採用した場合には、
試料を直接肉眼で観察することはできない。そこ
で、フアイバースコープを用いて観察することが
考えられる。

しかしながら、常温用のフアイバースコープを
用いた場合には、フアイバー束の端面、光学窓お
よび対物レンズの表面に凝結や結露が生じ、良好
な観察ができない問題があつた。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、フアイバー束の
端面、対物レンズの表面等への凝結や結露の発生
を防止でき、もつて極低温に保持されている物質
の状態を良好に観察できる極低温用フアイバース
コープを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明によれば、対物レンズを支持する光学鏡
筒に、上記光学鏡筒の内部と外部とを通じさせる
手段を設けた極低温用フアイバースコープが提供
される。さらに詳しく述べると、上述した手段は
光学鏡筒に形成された孔によつて実現されてい
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、対物レンズの位置している空
間が外部に通じている。したがつて、たとえ上記
空間に空気や水蒸気が存在していても、対物レン
ズを極低温液体中に差し込んだ時点で、これら空
気や水蒸気は光学鏡筒内に流れ込んだ極低温液体
によつて全て外部へと押し出される。対物レンズ
の表面に生じる凝結や結露は、通常、対物レンズ
が位置している空間に存在する空気や水蒸気によ
つて起こる。しかし、本発明では上記空間に存在
していた空気や水蒸気が除去されるので上述した
凝結や結露は生じない。したがつて、良好な観察
の実現に寄与することができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る極低温用フ
アイバースコープを用いて極低温に保たれている
試料を観察しているときの模式図である。

すなわち、図中１は内部に極低温液体である液
体ヘリウムＨを収容してなるクライオスタツトを
示し、２はクライオスタツト１内に収容された試
料を示している。

しかして、クライオスタツト１の上壁を通して
本発明に係る極低温用フアイバースコープ１１が
設置されている。この極低温用フアイバースコー
プ１１は大きく別けて、試料２に向けて光を照射
する照明系１２と、試料２の像を伝送する像伝送
系１３とで構成されている。

照明系１２は、光源１４から出た光をフイルタ
ー１５に導き、このフイルター１５で赤外線をカ
ツトし、この赤外線のカツトされた光をライトガ
イド１６の一端に導入している。ライトガイド１
６の他端側は、クライオスタツト１の上壁を通し
て試料２の近傍まで延びており、導入された光を
試料２の上面に向けて照射するように配置されて
いる。一方、像伝送系１３は、具体的には第２図
に示すように構成されている。すなわち、オプテ
イカルフアイバー束１７と、このオプテイカルフ
アイバー束１７を覆う可撓性の被覆管１８とから
なるイメージガイド１９の一端部に光学鏡筒２０
を同軸的に接続している。光学鏡筒２０内には、
たとえば二段構成に対物レンズ２１，２２が配置
されており、これら対物レンズ２１，２２の周縁
部は光学鏡筒２０の内周面に対して極低温下にお
いても機能の低下しない接着剤あるいは機械的手
段等によつて固定されている。

光学鏡筒２０は、単なる筒状に形成されてお
り、その周壁でイメージガイド１９の端面と対物
レンズ２１との間に位置する部分、対物レンズ２
１と対物レンズ２２との間に位置する部分および
対物レンズ２２より図中下方に位置する部分に透
孔２３，２４，２５，２６がそれぞれ周方向に亙
つて複数個ずつ設けられている。また、イメージ
ガイド１９の他端には第１図に示すように接眼レ
ンズ２７が取り付けられている。このように構成
された像伝送系１３は、第１図に示すように光学
鏡筒２０側がクライオスタツト１内に差込まれ、
その対物レンズ２２が試料２の上面に近接するよ
うに配置されている。

上記のように構成された極低温用フアイバース
コープを用いてクライオスタツト１内に収容され
ている試料２を観察するには次のようにする。ま
た、クライオスタツト１内に試料２を配置し、続
いて照明系１２および像伝送系１３を第１図に示
すように配置する。次に、配管２８を真空ポンプ
に接続しクライオスタツト１内を排気する。排気
が終了した時点で、配管２９を通して、まずヘリ
ウムガスを導入し、続いて液体ヘリウウムＨをク
ライオスタツト１内に所定レベルまで導入する。
このように、液体ヘリウムＨがクライオスタツト
１内に導入されると、液体ヘリウムの一部が光学
鏡筒２０の壁に設けられた透孔２３，２４，２
５，２６を介して光学鏡筒２０内に流れ込み最終
的に内部に充満した状態となる。このため、光学
鏡筒２０内に存在している空気や水蒸気は強制的
に光学鏡筒２０外へと押し出される。そして、液
体ヘリウムＨが所定レベルに達した時点で液体ヘ
リウムの供給を停止、続いて配管２８を通してク
ライオスタツト１内をある値まで減圧する。この
減圧によつて対物レンズ２１，２２の表面等に付
着している気泡が除去される。そして、気泡を除
去した後、ヘリウムガスを導入して圧力を１気圧
に戻す。

このような操作が終了した時点で、光源１４を
点灯させ、接眼レンズ２７を通して試料２を観察
することによつて、試料２の極低温下における振
舞いを視認することができる。

この場合、光学鏡筒２０内、つまり対物レンズ
２１，２２の周辺には空気や水蒸気が存在してい
ないので、これらが極低温に冷却されたときに起
り易いオプテイカルフアイバー束１７の端面１７
ａ、対物レンズ２１，２２の表面への凝結や結露
は全く起こらない。したがつて、試料２を良好に
観察することができ、結局、前述した効果が発揮
される。上述した説明から明らかなように、この
極低温用フアイバースコープを実際に使用してい
るときには、オプテイカルフアイバー束１７の端
面と対物レンズ２１との間、対物レンズ２１と対
物レンズ２２との間に液体ヘリウム層が介在して
いることになる。したがつて、各部間に介在する
液体ヘリウム層の屈折率を考慮に入れて各部の寸
法を設定する必要があることは勿論である。

なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はない。たとえば対物レンズの数は実施例の数に
限定されるものではない。その他、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で変形できることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る極低温用フア
イバースコープを実際に設置したときの模式図、
第２図は同極低温用フアイバースコープの要部縦
断面図である。 １……クライオスタツト、２……試料、１２…
…照明系、１３……像伝送系、１４……光源、１
５……フイルター、１６……ライトガイド、１９
……イメージガイド、２０……光学鏡筒、２１，
２２……対物レンズ、２３，２４，２５，２６…
…孔、２７……接眼レンズ、Ｈ……液体ヘリウ
ム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対物レンズを支持する光学鏡筒に、上記光学
   鏡筒の内部と外部とを通じさせる手段を設けてな
   ることを特徴とする極低温用フアイバースコー
   プ。 ２ 前記内部と外部とを通じさせる手段は、前記
   光学鏡筒に形成された孔であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の極低温用フアイバー
   スコープ。