JPH06105189B2 - 分光光度計 - Google Patents
分光光度計Info
- Publication number
- JPH06105189B2 JPH06105189B2 JP19029385A JP19029385A JPH06105189B2 JP H06105189 B2 JPH06105189 B2 JP H06105189B2 JP 19029385 A JP19029385 A JP 19029385A JP 19029385 A JP19029385 A JP 19029385A JP H06105189 B2 JPH06105189 B2 JP H06105189B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- light
- optical axis
- entrance slit
- vibrating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
- G01J3/44—Raman spectrometry; Scattering spectrometry ; Fluorescence spectrometry
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、光源からの光を集光する集光レンズとこの
レンズを透過した光を分光器に入射させる入射スリット
とを有する分光光度計、例えばラマン散乱光を利用する
ラマン分光光度計に関するものである。
レンズを透過した光を分光器に入射させる入射スリット
とを有する分光光度計、例えばラマン散乱光を利用する
ラマン分光光度計に関するものである。
従来の技術 周知のように、ラマン分光光度計は、光源としてレーザ
ー光を用いるので、周波数領域の異なる種々の励起過程
を生じさせることができ、さらに水溶液のスペクトル測
定や微少試料のスペクトルの測定なども可能であり、き
わめて広い応用分野に利用されている。
ー光を用いるので、周波数領域の異なる種々の励起過程
を生じさせることができ、さらに水溶液のスペクトル測
定や微少試料のスペクトルの測定なども可能であり、き
わめて広い応用分野に利用されている。
このラマン分光光度計では、ラマン散乱光を集光レンズ
で集光し、この光を入射スリットを通して分光器に入射
させ、スペクトル分析を行なっている。
で集光し、この光を入射スリットを通して分光器に入射
させ、スペクトル分析を行なっている。
ところで、ラマン散乱光は微弱であるので、集光レンズ
で集光し、入射スリットに結像させることにより、散乱
光を効率よく分光器に入射させている。このような集光
レンズの結像を入射スリットに正確に合わせるために、
従来は集光レンズを光軸に垂直な方向に沿って移動さ
せ、目視により散乱光が入射スリットに入射されるよう
に調整し、さらに集光レンズを光軸方向に沿って移動さ
せ、散乱光の焦点が入射スリットに位置するように調整
する。この調整はある程度までは目視で行ない、その後
は分光器の記録ペンの動きなどを見ながら、フーコーの
方法により、散乱光が最も効率よく分光器に入射される
位置を探している。
で集光し、入射スリットに結像させることにより、散乱
光を効率よく分光器に入射させている。このような集光
レンズの結像を入射スリットに正確に合わせるために、
従来は集光レンズを光軸に垂直な方向に沿って移動さ
せ、目視により散乱光が入射スリットに入射されるよう
に調整し、さらに集光レンズを光軸方向に沿って移動さ
せ、散乱光の焦点が入射スリットに位置するように調整
する。この調整はある程度までは目視で行ない、その後
は分光器の記録ペンの動きなどを見ながら、フーコーの
方法により、散乱光が最も効率よく分光器に入射される
位置を探している。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来のこの調整方法では、簡便に行なう
ことができず、熟練を必要としている。このため、ラマ
ン分光光度計で分析を行なう際には、その調整に常に熟
練者を必要とし、しかも熟練者によっても調整を短時間
で行なうことができず、作業効率が悪いという問題点が
ある。
ことができず、熟練を必要としている。このため、ラマ
ン分光光度計で分析を行なう際には、その調整に常に熟
練者を必要とし、しかも熟練者によっても調整を短時間
で行なうことができず、作業効率が悪いという問題点が
ある。
このような問題点はラマン分光光度計のみならず、光源
からの光を集光して入射スリットを介して分光器に入射
させる分光光度計一般にも同様に存在する。
からの光を集光して入射スリットを介して分光器に入射
させる分光光度計一般にも同様に存在する。
この発明は上記問題点を解決することを基本的な目的と
し、光源からの光を効率よく入射スリットに入射させる
ことのできる分光光度計を提供するものである。
し、光源からの光を効率よく入射スリットに入射させる
ことのできる分光光度計を提供するものである。
問題点を解決するための手段 すなわち、この発明は、光源からの光を集光する集光レ
ンズと、このレンズを透過した光を分光器に入射させる
入射スリットとを有する分光光度計において、 前記集光レンズは、光軸および光軸と垂直な方向に沿っ
て移動可能とされており、この集光レンズと入射スリッ
トとの間の光路上に、光軸および光軸と垂直な方向に沿
い一定の周期で振動可能な振動レンズが配設されてお
り、前記分光器内部に入射スリットからの射出光を受光
して、その光度に対応する信号を出力する光センサーが
配設されており、この光センサーからの出力信号に含ま
れる、振動レンズの振動周波数と同一周波数の成分を減
少させるように集光レンズを移動させる集光レンズ位置
合わせ手段を有することを特徴とする。
ンズと、このレンズを透過した光を分光器に入射させる
入射スリットとを有する分光光度計において、 前記集光レンズは、光軸および光軸と垂直な方向に沿っ
て移動可能とされており、この集光レンズと入射スリッ
トとの間の光路上に、光軸および光軸と垂直な方向に沿
い一定の周期で振動可能な振動レンズが配設されてお
り、前記分光器内部に入射スリットからの射出光を受光
して、その光度に対応する信号を出力する光センサーが
配設されており、この光センサーからの出力信号に含ま
れる、振動レンズの振動周波数と同一周波数の成分を減
少させるように集光レンズを移動させる集光レンズ位置
合わせ手段を有することを特徴とする。
作用 すなわちこの作用によれば、振動レンズを振動させなが
ら集光レンズで集光された光を入射スリットに入射し、
分光器内部に配設された光センサーでその光度を感知
し、この光度に対応する出力信号を集光レンズ位置合わ
せ手段に入力させる。この光センサーで感知される光度
は、フーコーの条件に従い、第２図（Ｂ）に示すように
入射光の焦点が入射スリットに位置するときに最大とな
り、この位置からずれるに従い、その光度は指数的に減
少する。前記振動レンズは第２図（Ａ）に一例を示すよ
うに光軸方向もしくはこれと垂直な方向に振動されるの
で、光の焦点位置も同様に振動し、前記第２図（Ｂ）の
波形に従い波形状となる。ここで集光レンズが適正位
置、すなわち入射スリットに光を最も効率よく入射させ
る位置にあるときには、フーコーの条件に従い、振動レ
ンズは第２図（Ｂ）においてC1位置にあり、振動レンズ
a1の位置とb1位置間の振動に際しては、第２図（c1）に
示すように、光度は振動の中央位置、すなわちC1位置で
最大となり、両端のa1位置およびb1位置では最小となる
正弦波状に変化しており、振動レンズの振動の１波長の
間に光度の変化は２波長進んでおり、光度の変化には振
動レンズの振動周波数と同一周波数の成分は全く含まれ
ておらず、振動レンズの振動周波数の２倍の周波数とな
る。
ら集光レンズで集光された光を入射スリットに入射し、
分光器内部に配設された光センサーでその光度を感知
し、この光度に対応する出力信号を集光レンズ位置合わ
せ手段に入力させる。この光センサーで感知される光度
は、フーコーの条件に従い、第２図（Ｂ）に示すように
入射光の焦点が入射スリットに位置するときに最大とな
り、この位置からずれるに従い、その光度は指数的に減
少する。前記振動レンズは第２図（Ａ）に一例を示すよ
うに光軸方向もしくはこれと垂直な方向に振動されるの
で、光の焦点位置も同様に振動し、前記第２図（Ｂ）の
波形に従い波形状となる。ここで集光レンズが適正位
置、すなわち入射スリットに光を最も効率よく入射させ
る位置にあるときには、フーコーの条件に従い、振動レ
ンズは第２図（Ｂ）においてC1位置にあり、振動レンズ
a1の位置とb1位置間の振動に際しては、第２図（c1）に
示すように、光度は振動の中央位置、すなわちC1位置で
最大となり、両端のa1位置およびb1位置では最小となる
正弦波状に変化しており、振動レンズの振動の１波長の
間に光度の変化は２波長進んでおり、光度の変化には振
動レンズの振動周波数と同一周波数の成分は全く含まれ
ておらず、振動レンズの振動周波数の２倍の周波数とな
る。
第２図（c2）および（c3）は、集光レンズが最適位置に
ないときに振動レンズを光軸に沿ってa2位置とb2位置も
しくはa3位置とb3位置との間を移動する振動をさせた場
合の光度の変化を示すグラフであり、（c2）図では振動
レンズはc2位置におかれ、振動レンズの振動、すなわち
振動レンズのa2位置とb2位置との間の移動により、光の
焦点が入射スリットに位置するときが含まれる場合であ
り、光度の変化は振動レンズの振動周波数と同一周波数
および倍周波数の合成波からなっている。（c3）図では
振動レンズはc3位置におかれ、振動レンズのa3位置とb3
位置との間を移動する振動によっても焦点が入射スリッ
トに位置されない場合であり、光度の変化は振動レンズ
の振動周波数と同一周波数からなっているとともに、そ
の変化における最大光度は（c1）、（c2）図の場合の最
大光度よりも低くなっている。
ないときに振動レンズを光軸に沿ってa2位置とb2位置も
しくはa3位置とb3位置との間を移動する振動をさせた場
合の光度の変化を示すグラフであり、（c2）図では振動
レンズはc2位置におかれ、振動レンズの振動、すなわち
振動レンズのa2位置とb2位置との間の移動により、光の
焦点が入射スリットに位置するときが含まれる場合であ
り、光度の変化は振動レンズの振動周波数と同一周波数
および倍周波数の合成波からなっている。（c3）図では
振動レンズはc3位置におかれ、振動レンズのa3位置とb3
位置との間を移動する振動によっても焦点が入射スリッ
トに位置されない場合であり、光度の変化は振動レンズ
の振動周波数と同一周波数からなっているとともに、そ
の変化における最大光度は（c1）、（c2）図の場合の最
大光度よりも低くなっている。
また第２図（Ｂ）において集光レンズが適性位置より左
側にあれば（c3）図の位相は180゜ずれ集光レンズのず
れている方向も知ることができる。
側にあれば（c3）図の位相は180゜ずれ集光レンズのず
れている方向も知ることができる。
前述のように、集光レンズが最適位置にないときには、
振動レンズの振動による光度の変化は、振動レンズの振
動周波数と同一周波数の成分も含んでいるので、集光レ
ンズ位置合わせ手段により、光度の変化にこの成分が含
まれないように集光レンズを光軸方向に移動させて、光
軸方向の位置合わせを行なう。
振動レンズの振動による光度の変化は、振動レンズの振
動周波数と同一周波数の成分も含んでいるので、集光レ
ンズ位置合わせ手段により、光度の変化にこの成分が含
まれないように集光レンズを光軸方向に移動させて、光
軸方向の位置合わせを行なう。
なお光軸と垂直な方向の最適位置も、振動レンズを光軸
と垂直な方向に振動させ、前述の様に集光レンズを光軸
と垂直な方向に移動させて、集光レンズの位置合わせを
行なう。
と垂直な方向に振動させ、前述の様に集光レンズを光軸
と垂直な方向に移動させて、集光レンズの位置合わせを
行なう。
実施例 以下に、この発明の一実施例を添付図面に基づき説明す
る。
る。
第１図はラマン分光光度計１の概略図である。２は光源
用のレーザー光を受光してラマン散乱光を射出するラマ
ン用セルであり、このラマン散乱光の光路上には集光レ
ンズ３が配設されており、次いで光軸方向および光軸と
垂直な方向に摺動可能な振動レンズ４が配設されてお
り、さらに入射スリット５、次いで分光器６が配置され
ている。分光器６の内部の光路上には光度を感知する光
センサー７が配設されており、この光センサーの出力信
号はfHz成分を選択的に増幅するfHzアンプ８に加えられ
ており、このfHzアンプ８の出力信号は位相同期検波器
９に加えられている。この同期検波器９には振動レンズ
を振動させるためにfHzの信号を発生する発振器10の出
力信号が加えられており、同期検波器９の出力信号は集
光レンズ３を移動させるためのサーボモーダ11に加えら
れている。
用のレーザー光を受光してラマン散乱光を射出するラマ
ン用セルであり、このラマン散乱光の光路上には集光レ
ンズ３が配設されており、次いで光軸方向および光軸と
垂直な方向に摺動可能な振動レンズ４が配設されてお
り、さらに入射スリット５、次いで分光器６が配置され
ている。分光器６の内部の光路上には光度を感知する光
センサー７が配設されており、この光センサーの出力信
号はfHz成分を選択的に増幅するfHzアンプ８に加えられ
ており、このfHzアンプ８の出力信号は位相同期検波器
９に加えられている。この同期検波器９には振動レンズ
を振動させるためにfHzの信号を発生する発振器10の出
力信号が加えられており、同期検波器９の出力信号は集
光レンズ３を移動させるためのサーボモーダ11に加えら
れている。
次に、この実施例の作用につき説明する。
光源用のレーザ光はラマン用セル２に入射され、このラ
マン用セル２からラマン散乱光が射出され、集光レンズ
３により集光され、振動レンズ４を通過して入射スリッ
ト５に入射される。入射スリット５に入射された光はさ
らに分光器６に入射されて、この分光器６内に配置され
た光センサー７によりその光度が感知される。
マン用セル２からラマン散乱光が射出され、集光レンズ
３により集光され、振動レンズ４を通過して入射スリッ
ト５に入射される。入射スリット５に入射された光はさ
らに分光器６に入射されて、この分光器６内に配置され
た光センサー７によりその光度が感知される。
集光レンズ３が最適位置にない状態で、振動レンズを光
軸方向もしくはこれに垂直な方向に沿って振動させる
と、前述のように、光度変化、すなわち光センサー７の
出力信号には振動レンズ４の振動周波数と同一周波数で
あるfHzの成分波が含まれており、この出力信号はfHzア
ンプ８でfHz成分のみが選択的に増幅されて、発振器10
のfHz信号とともに位相同期検波器９に加えられて検波
される。この検波器の出力信号はサボモータ11に加えら
れ、集光レンズ３をfHz成分が減少するように光軸方向
に沿い移動させ、遂にはfHz成分が０となるようにす
る。光軸方向と垂直な方向についても同様に行なう。こ
のようにしてfHz成分を０とすれば、光センサー７から
の出力信号は2fHz成分のみとなり、ラマン散乱光の焦点
は入射スリットに位置し、分光器に最も効率よくラマン
散乱光が入射される。なお、集光レンズの初期位置が第
２図（c3）の波形を描く位置にある場合には、その最大
光度は集光レンズの移動に伴い増減するので、移動によ
りこの最大光度が増加しない位置、つまり第２図（c2）
の波形を描く位置まで移動させる過程を含ませるように
してもよい。
軸方向もしくはこれに垂直な方向に沿って振動させる
と、前述のように、光度変化、すなわち光センサー７の
出力信号には振動レンズ４の振動周波数と同一周波数で
あるfHzの成分波が含まれており、この出力信号はfHzア
ンプ８でfHz成分のみが選択的に増幅されて、発振器10
のfHz信号とともに位相同期検波器９に加えられて検波
される。この検波器の出力信号はサボモータ11に加えら
れ、集光レンズ３をfHz成分が減少するように光軸方向
に沿い移動させ、遂にはfHz成分が０となるようにす
る。光軸方向と垂直な方向についても同様に行なう。こ
のようにしてfHz成分を０とすれば、光センサー７から
の出力信号は2fHz成分のみとなり、ラマン散乱光の焦点
は入射スリットに位置し、分光器に最も効率よくラマン
散乱光が入射される。なお、集光レンズの初期位置が第
２図（c3）の波形を描く位置にある場合には、その最大
光度は集光レンズの移動に伴い増減するので、移動によ
りこの最大光度が増加しない位置、つまり第２図（c2）
の波形を描く位置まで移動させる過程を含ませるように
してもよい。
またこの実施例ではfHzアンプ８と位相同期検波器９と
サーボモータ11とにより集光レンズ位置合わせ手段を構
成したので、自動的に集光レンズの位置合わせを行なう
ことができ、作業効率をきわめて向上させることができ
る。
サーボモータ11とにより集光レンズ位置合わせ手段を構
成したので、自動的に集光レンズの位置合わせを行なう
ことができ、作業効率をきわめて向上させることができ
る。
なお、集光レンズ位置合わせ手段は、fHzアンプ８の出
力信号を視覚化し、これを目視しながらこの信号を減少
させて、遂には０となるように集光レンズを移動させる
ように構成するものであってもよい。
力信号を視覚化し、これを目視しながらこの信号を減少
させて、遂には０となるように集光レンズを移動させる
ように構成するものであってもよい。
また、この実施例は、ラマン分光光度計に応用した場合
につき説明したが、この発明はこれに限定されるもので
はなく、光源用の光を集光して、入射スリットに入射さ
せて分光器に光を導く、一般の分光光度計にも応用する
ことができる。
につき説明したが、この発明はこれに限定されるもので
はなく、光源用の光を集光して、入射スリットに入射さ
せて分光器に光を導く、一般の分光光度計にも応用する
ことができる。
発明の効果 以上説明したように、この発明によれば、集光レンズと
入射スリットとの間の光路上に振動レンズを配設し、フ
ーコーの条件に従い、分光器の内部に配設した光センサ
ーで光度を測定して、振動レンズの振動による光度の変
化に含まれる、振動レンズの振動周波数と同一周波数の
成分が減少されるように集光レンズを移動させて位置合
わせをさせるものとしたので、入射スリットに最も効率
よく光を入射させる作業を簡便かつ正確に行なうことが
でき、またこれによって作業効率も向上させることがで
きる。さらにこの発明によれば、集光レンズの位置合わ
せは容易に自動化することができ、この自動化により一
層作業効率を向上させることができる。
入射スリットとの間の光路上に振動レンズを配設し、フ
ーコーの条件に従い、分光器の内部に配設した光センサ
ーで光度を測定して、振動レンズの振動による光度の変
化に含まれる、振動レンズの振動周波数と同一周波数の
成分が減少されるように集光レンズを移動させて位置合
わせをさせるものとしたので、入射スリットに最も効率
よく光を入射させる作業を簡便かつ正確に行なうことが
でき、またこれによって作業効率も向上させることがで
きる。さらにこの発明によれば、集光レンズの位置合わ
せは容易に自動化することができ、この自動化により一
層作業効率を向上させることができる。
第１図はこの発明の一実施例の概略図、第２図（Ａ）は
振動レンズの振動状態の一例を示す概略図、（Ｂ）は集
光レンズ位置と分光器に入射される光の光度との関係を
示すグラフ、（c1）〜（c3）は集光レンズの各位置にお
ける振動レンズの振動による光度変化を示すグラフであ
る。 １……ラマン分光光度計、３……集光レンズ、４……振
動レンズ、５……入射スリット、６……分光器、７……
光センサー。
振動レンズの振動状態の一例を示す概略図、（Ｂ）は集
光レンズ位置と分光器に入射される光の光度との関係を
示すグラフ、（c1）〜（c3）は集光レンズの各位置にお
ける振動レンズの振動による光度変化を示すグラフであ
る。 １……ラマン分光光度計、３……集光レンズ、４……振
動レンズ、５……入射スリット、６……分光器、７……
光センサー。
Claims (1)
- 【請求項１】光源からの光を集光するレンズと、このレ
ンズを透過した光を分光器に入射させる入射スリットと
を有する分光光度計において、 前記集光レンズは、光軸および光軸と垂直な方向に沿っ
て移動可能とされており、この集光レンズと入射スリッ
トとの間の光路上に、光軸および光軸と垂直な方向に沿
い、一定の周期で振動可能な振動レンズが配設されてお
り、前記分光器内部に、入射スリットからの射出光を受
光してその光度に対応する信号を出力する光センサーが
配設されており、この光センサーからの出力信号に含ま
れる、振動レンズの振動周波数と同一周波数の成分を減
少させるように、集光レンズを移動させる集光レンズ位
置合わせ手段を有することを特徴とする分光光度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19029385A JPH06105189B2 (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | 分光光度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19029385A JPH06105189B2 (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | 分光光度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6249224A JPS6249224A (ja) | 1987-03-03 |
| JPH06105189B2 true JPH06105189B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=16255758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19029385A Expired - Lifetime JPH06105189B2 (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | 分光光度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06105189B2 (ja) |
-
1985
- 1985-08-29 JP JP19029385A patent/JPH06105189B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6249224A (ja) | 1987-03-03 |
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