JPH0587562U

JPH0587562U - ラマン分析装置

Info

Publication number: JPH0587562U
Application number: JP3434792U
Authority: JP
Inventors: 壮池田
Original assignee: Jasco Corp
Current assignee: Jasco Corp
Priority date: 1992-04-27
Filing date: 1992-04-27
Publication date: 1993-11-26
Anticipated expiration: 2007-04-27
Also published as: JP2576842Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】試料から蛍光が発生するか否かに関係なくラ
マン測定できること。【構成】連続発振するＹＡＧの出射側にＳＨＧを移動
可能に配置し、ＳＨＧの有無により可視領域と近赤外領
域の２種類のレーザーを出射するレーザー発生装置１の
出射側に、試料２を装着可能な試料室３を配置し、その
試料室の出口側に、分光器４と検出器５からなる第１の
測定系６と、干渉計７と検出器８からなる第２の測定系
９とを備え、さらに試料室の出力側に光路切り替え手段
１０を配置し、試料室から出射される光の光路を切り替
え、第１または第２の測定系のいずれか一方に入射させ
るようにしている。試料室には、その入り口側にレーザ
ーを平行光束にする石英レンズ１１が配置され、また、
出口側には、アクロマティックレンズ１２が配設され、
レーザーの照射にともない試料２から励起されたラマン
散乱光を収束させ各測定系に入射させるようになってい
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ラマン分析装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のラマン分析装置は、試料にレーザーを照射させてその試料を励起させ、それにより生じた散乱光を集光光学系を介して分光器に入射させ、そこにおいてスペクトルに分解し、そのスペクトルを分光器の出射口に設けた検出器で検出、計測するようになっている。そして、上記レーザーとしては、連続発振の気体レーザー（一般的にはＡｒ⁺レーザー）が用いられており、発振波長としては、４８８．０ｎｍと、５１４．５ｎｍがよく使用されている。

【０００３】係る構成のラマン分析装置は、専ら可視領域での測定に用いられ、高感度で極低波数測定が可能という特徴を有し、一般に分散タイプのラマン分析装置と称されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記した従来の分散タイプのラマン分析装置では、蛍光のでる試料では測定が困難となる。そこで照射するレーザーの種類を替えて近赤外領域での測定を行い、発生する散乱光を干渉計を通して検出器に送り、そこにおいてフーリエ変換（ＦＴ）を行うことにより、蛍光の影響を抑え、係る試料でも測定可能としたものがあり、ＦＴタイプのラマン分析装置と称されている。しかし、このＦＴタイプのラマン分析装置は、低感度であるため、測定不可となったり、またＦＴを行うことも相俟って測定に非常に時間がかかってしまうという問題を有する。このように、上記した各ラマン分析装置は、いずれも一長一短があり、測定対象にある一定の制限がある。さらに、例えば分散タイプのラマン分析装置を用いて測定を行ったところ蛍光が発生して測定不可となった場合には、その試料を取り外してＦＴタイプのラマン分析装置に設置しなおして、再度測定を行うことになり、その試料の付け替え作業が煩雑となるばかりでなく、試料に対するレーザーの照射位置の同一性を保つことができなくなる。

【０００５】本考案は、上記した背景に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、試料から蛍光が発生するか否かに関係なく測定することのできるラマン分析装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記した目的を達成するために、本考案に係るラマン分析装置では、試料を設置可能な試料室と、その試料室に波長の異なる複数種のレーザーを入射させることのできるレーザー発生装置と、前記レーザーを受けた前記試料から励起される散乱光を集光する手段と、その集光する手段の後段に配置された、分光器と検出器とからなる第１の測定系、並びに干渉計と検出器とからなる第２の測定系と、前記散乱光を前記第１または第２の測定系に供給するための光路切り替え手段とを備えた。

【０００７】

【作用】

まず、高感度の測定ができる第１の測定系用のレーザーをレーザー発生装置から出射させ、試料室内に設置した試料に照射させる。すると、試料から散乱光が発生するが、その散乱光は、集光系にて収束された後第１の測定系に送られ、分散タイプの測定が行われる。この時、試料から蛍光が発生すると第１の測定系では測定が困難であるため、第２の測定系用のレーザーをレーザー発生装置から出射させるとともに、光路切り替え手段を動作させて試料から発生する散乱光を第２の測定系に送り、フーリエ変換を行い測定する。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案に係るラマン分析装置について添付図面を参照にして詳述する。図１は、本考案に係るラマン分析装置の第１実施例を示している。同図に示すように、所定のレーザーを出射するレーザー発生装置１の出射側に、試料２を装着可能な試料室３を配置し、その試料室３の出口側に、分光器４と検出器５からなる第１の測定系６と、干渉計７と検出器８からなる第２の測定系９とを備え、さらに試料室３の出力側に光路切り替え手段１０を配置し、試料室３から出射される光の光路を切り替え、上記第１の測定系６または第２の測定系９のいずれか一方に入射するようにしている。そして、上記干渉計７は、分光器４に比較して非常に小さいため、分散タイプのラマン分析装置単独の装置にくらべ、さほど大型化しない。

【０００９】また、試料室３は、その入り口側には、照射光学系，より具体的には石英レンズ１１が配置され、試料室３内に入射してきたレーザーを平行光束にして試料２の所定位置に照射できるようになっている。また、試料室３の出口側には、ラマン光集光光学系であるアクロマティックレンズ１２が配設され、レーザーの照射にともない試料２から励起されたラマン散乱光を収束させ各測定系６，９に入射させるようになっている。なお、アクロマティックレンズ１２とは、屈折率の異なる材料よりなる正負２種類のレンズを近接あるいは接着させることにより、色収差をなくしたレンズである。そして、本例では、二つの領域の測定が行えるように、近赤外領域から可視領域にわたる広い波長範囲で色収差が内容に設計・作成されたものを用いる必要がある。

【００１０】また、上記したレーザー発生装置１は、本例では１つの光源（発振源）に基づいて可視領域と近赤外領域の２種類のレーザーを出射することのできる装置を用いており、具体的には、図２に示すように、連続発振するＹＡＧ（１０６４ｎｍ）１ａの出射側にＳＨＧ（第２高調波発生器）１ｂを移動可能に配置している。これにより、ＹＡＧ１ａを振動させ出射したＹＡＧレーザーの光路上にＳＨＧを配置すると、最終的にレーザー発生装置１から出射されるレーザーの波長は半分の５３０ｎｍとなって可視領域測定用となり（同図（Ａ））、また、ＳＨＧ１ｂを図示省略の駆動手段を用いて移動させて上記光路から外すと、ＹＡＧ本来の１０６４ｎｍという近赤外領域測定用のレーザーが出射されることになる（同図（Ｂ））。

【００１１】なお、図示省略するが、例えばＡｒ⁺レーザーを基調としてそのレーザーをそのまま出力することにより可視領域での測定を行うようにし、そのＡｒ⁺レーザーにＴｉサファイアレーザーで励起することにより、近赤外領域の波長のレーザーを出射させるようにしてもよい。そして、上記ＳＨＧ並びにそれを移動させる手段やＴｉサファイアレーザーが波長変換手段を構成することになる。

【００１２】さらに、光路切り替え手段１０としては、例えば平面鏡を用い、その平面鏡を移動可能に配置することにより構成することができる。なお、第１の測定系６を構成する分光器４並びに検出器５は、従来の分散タイプのラマン分析装置に用いられたものと基本的に同様のものを用いることができ、分光器４としては、例えば焦点距離５７５ｍｍのトリプル分光器が用いられ、また、検出器５としては例えば、光電子増幅管（ＰＭ）やマルチチャンネル検出器（ＭＣＤ）が用いられる。一方、第２の測定系９を構成する干渉計７並びに検出器８は、従来のＦＴタイプのラマン分析装置に用いられたものと基本的に同様のものを用いることができ、例えば、干渉計７としては例えばマイケルソン干渉計を用いることができ、また、検出器８としては、例えばＩｎＧａＡｓ（冷却タイプ）を用いることができる。

【００１３】そして、両検出器５，８の出力がコントローラ２０を介してパソコン２１に入力され、所定の処理をされた後、その測定（分析）結果が、ＣＲＴ２２或いはＸ −Ｙプロッタ２３に出力されるようになっている。

【００１４】次ぎに、上記した実施例の作用について説明すると、まず、試料２を試料室３内の所定位置にセットした後、高感度の可視領域での測定を行う。すなわち、レーザー発生装置１から、ＳＨＧ１ｂを通して５３０ｎｍの可視領域のレーザーを出射し、それを試料室３の石英レンズ１１を通過させて平行光束として試料２に照射させる。そして、試料２から発生する散乱光をアクロマティックレンズ１２を介して集光させて、第１の測定系６である分光器４に入射させ、検出器５で分散タイプの測定を行う。

【００１５】一方上記測定を行ったところ、仮に試料２から蛍光が発生したとすると、その検出器６で測定することができない。したがって、係る場合には、図示省略するスイッチを切り替え、レーザー発生装置１からは、ＳＨＧ１ｂを移動させて近赤外領域のレーザーを出射させ、また光路切り替え手段１０を切り替えて、試料室３から出射する光を第２の測定系９の干渉計７に入射させ、検出器８にてＦＴタイプの測定を行う。

【００１６】このように１台の分析装置でもってワンタッチ切り替えという簡単な操作で、蛍光のでない試料に対して第１の測定系６を用いて高精度の測定を行え、また、蛍光のでる試料に対しても第２の測定系９を用いて確実に測定を行える。しかも、上記の切り替えを行う際に、試料２は、試料室３内に設置したまま移動しないため、切り替え後の試料２への照射位置は、切り替え前のそれと同じ、すなわち、両レーザーを同一位置に照射することができる。

【００１７】また、本例では、上記切り替えを、試料から蛍光が発生して第１の測定系６では測定できないと人間が判断した時に手動により行うようにしたが、第１の測定系６の出力或いは、試料２から発生している蛍光の強度等を測定することにより、自動的に切り替えるようにしてもよい。

【００１８】なお、本考案は、上記した実施例に限られるものではなく、例えば図３に示すように、試料２から励起された散乱光を収束するための集光光学系を、可視領域用のカメラ交換レンズ１２ａ、近赤外領域用のアクロマティックレンズ１２ｂに分離配置し、上記光光路切り替え手段１０′をその集光光学系と試料２との間に配置するようにしてもよい。そして、この場合には、アクロマティックレンズ１２ｂは、近赤外領域の比較的狭い波長範囲で色収差がないように設計・作成すればよいため、上記した実施例のものに比し、製造が容易となる。

【００１９】さらにまた、図示省略するが、レーザー発生装置としては、例えばＡｒ⁺レーザーやＨｅ−Ｎｅレーザーのような可視領域用のレーザーと、ＹＡＧレーザーやＫｒ⁺レーザーのような近赤外領域用のレーザーとを併設し、必要に応じて一方のレーザーを出力するようにしてもよい。

【００２０】

【考案の効果】

以上のように、本考案に係るラマン分析装置では、１台の装置でもって適宜切り替え操作を行うことにより、可視領域のレーザーを用いて高精度の分散タイプのラマン分析を行うことができ、また、蛍光のでる試料に対しては出射するレーザーを近赤外領域のものにして、ＦＴタイプのラマン分析を行うことができる。その結果蛍光の有無に関係なくラマン分析を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るラマン分析装置の好適な一実施例
を示すブロック図である。

【図２】レーザー発生装置の一例を示す図である。

【図３】本考案に係る他の例を示す図である。

【符号の説明】

１レーザー発生装置２試料３試料室４分光器５検出器６第１の測定系７干渉計８検出器９第２の測定系１０光路切り替え手段

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】試料を設置可能な試料室と、その試料室に波長の異なる複数種のレーザーを入射させ
ることのできるレーザー発生装置と、前記レーザーを受けた前記試料から励起される散乱光を
集光する手段と、その集光する手段の後段に配置された、分光器と検出器
とからなる第１の測定系、並びに干渉計と検出器とから
なる第２の測定系と、前記散乱光を前記第１または第２の測定系に供給するた
めの光路切り替え手段とを備えたラマン分析装置。
【請求項２】前記レーザー発生装置が、単一の発振源
と、波長変換手段とを備えたことを特徴とする請求項１
に記載のラマン分析装置。
【請求項３】前記集光する手段が、アクロマティック
レンズ等の可視領域から近赤外領域の光を集光すること
のできるレンズからなることを特徴とする請求項１また
は２に記載のラマン分析装置。