JPH06167390A - 分光測定方法 - Google Patents

分光測定方法

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JPH06167390A
JPH06167390A JP4317646A JP31764692A JPH06167390A JP H06167390 A JPH06167390 A JP H06167390A JP 4317646 A JP4317646 A JP 4317646A JP 31764692 A JP31764692 A JP 31764692A JP H06167390 A JPH06167390 A JP H06167390A
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JP
Japan
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wavelength
order diffracted
diffracted light
spectral
range
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JP4317646A
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English (en)
Inventor
Kazuaki Okubo
和明 大久保
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】回折格子分光測定器において、高次回折光の混
入を除去した高精度かつ効率的な分光測定を実現する。 【構成】波長λ1 からλ2 のみの範囲に分光エネルギー
を持つ、分光分布の値の付いた標準光源を使って、波長
2λ1 から2λ2 または3λ1 の範囲で検出される標準
光源の波長λ1 からλ2 の分光エネルギーの2次回折光
を測定し、波長λ 1 からλ2 の分光エネルギーの2次回
折光の波長2λ1 から2λ2 または3λ1の範囲での混
入率を求め、分光分布を測定しようとする光源に対する
分光出力を求め、その出力から先に求めた2次回折光の
波長2λ1 から2λ2 または3λ1の範囲での混入率を
使って、2次回折光成分を解析的に除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光の分光分析に使用す
る分光測定器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】回折格子を使用した分光測定器では、測
定しようとする波長の光に、その波長の1/2の波長の
二次回折光や、1/nの波長のn次回折光が混入する。
したがって、これら高次回折光を除去して測定を行う必
要がある。回折格子への光の入出射角を機械的に変化さ
せ単一の受光器で測定を行う機械走査形の分光測定器で
は、特定の測定波長範囲に対してある波長以下の光を遮
断するシャープカットフィルタを光路に挿入し高次回折
光を除去した分光測定を行う。一方、回折格子の分光分
散方向に沿って受光素子アレイを配置し、電気的な波長
走査を行い同時に複数の波長の分光測定を行うマルチチ
ャンネル分光測定装置では、受光素子アレイに部分的に
シャープカットフィルタを装着するなどして、高次回折
光を除去している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記のような機
械走査形の分光測定器では、シャープカットフィルタを
挿入するため、フィルタ挿入時には、波長走査を停止し
なければならず、このため測定時間が長くなり、測定効
率が悪くなる。また、マルチチャンネル分光測定装置で
は、受光素子に部分的に装着するシャープカットフィル
タ端部での散乱などによる迷光の発生や波長純度の低下
を生ずる。また、フィルタ端部が位置する波長で、測定
したスペクトルデータが不連続となるため、その波長に
かかる、測定波長帯域特性がひずみ、たとえばスペクト
ル分布既知の標準光源で分光測定器の分光応答度を校正
する場合、誤差の原因となるといった問題があった。
【0004】また、機械走査形の分光測定器の場合と同
様に、シャープカットフィルタを光路に挿入し高次回折
光を除去する方法では、一つのスペクトルの測定に対し
て、複数回の測定が必要となり、スペクトルの時間的変
化を測定する目的に多く使用されるマルチチャンネル分
光測定器としては、測定効率の悪いものとなる。
【0005】本発明は上記問題を解決するもので、回折
格子分光測定器において、高次回折光の混入を除去した
高精度かつ効率的な分光測定を実現する分光測定方法を
提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の分光測定方法は、波長λ1 からλ2 のみ
の範囲に分光エネルギーを持つ、分光分布の値の付いた
標準光源を使って、波長2λ1 から3λ1 の範囲で検出
される前記の標準光源の波長λ1 からλ2 の分光エネル
ギーの2次回折光を測定し、波長λ1 からλ2 の分光エ
ネルギーの2次回折光の波長2λ1 から3λ1 の範囲で
の混入率を求め、分光分布を測定しようとする光源に対
する分光出力を求め、前記データ処理系によって、その
出力から先に求めた2次回折光の波長2λ1 から3λ1
の範囲での混入率を使って、2次回折光成分を解析的に
除去するものである。
【0007】
【作用】上記の構成により、標準光源によって求めた、
分光測定器の分光応答度補正係数および各測定波長での
迷光混入率から、高次回折光除去フィルタなどの差替え
なしに、測定スペクトルから解析的に高次回折光スペク
トルを除去でき、高精度の分光測定が実現できる。
【0008】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の一実施例の分光測定の手順を示す
図である。ここで、分光測定器は通常のものと同様に入
射スリット、コリメータ光学系、回折格子、結像光学
系、出射スリットからなる回折格子分光器と光検出器と
測定データ処理系からなったものを用いる。
【0009】図1において、波長λ1 からλ2 の範囲の
みに分光エネルギーを有し、既知の分光分布を持つ標準
光源を使って測定する(ステップ1)。まず標準光源の
波長λ1 からλ2 の分光エネルギーの一次回折光Es
(λ)を測定し(ステップ2)、次に波長2λ1 から2
λ2 の範囲で検出される標準光源の波長λ1 からλ2
分光エネルギーの二次回折光SEs(2λ)を測定し
(ステップ3)、波長λ1からλ2 の分光エネルギーの
二次回折光の波長2λ1 から2λ2 の範囲での混入率S
R(λ)=SEs(λ)/E(λ/2)を求める(ステ
ップ4)。次に、分光分布を測定しようとする試料光源
Tに対する分光出力を求め、データ処理系によって、そ
の出力から光に求めた二次回折光の波長2λ1 から2λ
2 の範囲での混入率を使って、二次回折光成分を解析的
に除去し、二次回折光の混入しない分光出力Et(λ)
−SR(λ)・Et(λ/2)を得る(ステップ5)。
このようにして、高精度かつ効率的な分光測定を実現で
きる。
【0010】ここで、上記で説明した二次回折光の除去
は三次以上の高次回折光が混入しないことが必要であ
る。したがって、二次光混入率を求めるための一次回折
光の測定波長域をλ1 からλ2 とすれば、二次回折光が
除去できる範囲は3λ1 以下の波長域である。すなわち
2λ2 <3λ1 である。
【0011】次に図2を用いて具体的な分光測定の手順
を説明する。ここで、同様に入射スリット、コリメータ
光学系、回折格子、結像光学系、出射スリットからなる
ツェルニターナ形回折格子分光器と光検出器からなる分
光測定器を使用する。この回折格子は、ブレーズ波長2
50nm、刻線密度1200本/mmのもので、波長2
00nmから600nmまでの分光測定を行うものとす
る。
【0012】まず、波長200nmから600nmまで
の分光測定において、どのような二次回折光が含まれる
かを調べるために、最初に、分光分布Pd(λ)が既知
の分光放射照度標準重水素ランプを用いて標準光線の分
光測定を行う(ステップ11)。このときの分光測定器
の波長200nmから300nmまでの一次回折光出力
Ed(λ)を測定し(ステップ12)、この波長域の分
光測定器の分光応答度Rd(λ)を(1)式で求める
(ステップ13)。
【0013】 Rd(λ)=Pd(λ)/Ed(λ) …(1) このとき、波長400nmから600nmの範囲で、分
光分布Pd(λ)に対する二次回折光出力SEd(λ)
が分光測定器の出力から測定される(ステップ14)。
この測定値から二次回折光の波長400nmから600
nmの範囲での分光測定器出力への混入率SR(λ)は
(2)式で得られる(ステップ15)。
【0014】 SR(λ)=SEd(λ)/Ed(λ/2) …(2) 次に、分光分布PL (λ)が既知の分光放射照明度標準
電球と、波長300nm以下をカットし、分光透過率が
既知のシャープカットフィルタを組み合せて用い、波長
300nm以下のエネルギーをカットした標準電球の分
光測定を行う(ステップ16)。このときの分光測定器
の波長300nmから600nmまでの一次回折光出力
L (λ)を測定し(ステップ17)、この波長域の分
光測定器の分光応答度RL (λ)を(3)式で求める
(ステップ18)。
【0015】 RL (λ)=PL (λ)/EL (λ) …(3) 最後に、この分光測定器を使って、試料光源Tを測定す
る(ステップ19)。このときの測定値をEt(λ)と
すると(ステップ20)、試料光源Tの分光分布Pt
(λ)は次のようにして求められる。まず波長200n
mから300nmまでの試料光源Tの分光分布Pt
(λ)は、波長200nmから300nmまでのときの
測定値Et(λ)と(1)式で求められた分光応答度R
d(λ)とから(4)式のようになる。
【0016】 Pt(λ)=Pd(λ)/Et(λ) …(4) 次に、波長300nmから600nmまでの試料光源T
の分光分布Pt(λ)は、波長300nmから600n
mまでの測定値Et(λ)と(3)式で求めた分光応答
度PL (λ)と(2)式で求めた波長200nmから3
00nmまでの分布エネルギーの二次回折光を混入率S
R(λ)を考慮に入れて、(5)式のようになる。
【0017】 Pt(λ)=RL (λ)(Et(λ)−SR(λ) ・Et(λ/2)) …(5) 上記の(4)式の200nmから300nmまでのPt
(λ)と、(5)式の300nmから600nmまでの
Pt(λ)とから、200nmから600nmまでの全
体のPt(λ)を求めることができる(ステップ2
1)。
【0018】本実施例は、大気中で測定するため、波長
200nm以下の放射は大気を透過できない。このた
め、波長400nm以下の波長帯域での分光測定器の出
力には二次回折光は混入しない。また、波長600nm
以下の測定値には、同様にして、三次以上の高次回折光
は混入しない。したがって、図1で説明した、2λ2
3λ1 の条件を満足している。
【0019】なお、さらに測定波長範囲が広く高次の回
折光が混入する場合、標準光源に分光透過率既知の帯域
フィルタをくみあわせ、それぞれの次数の回折光に対し
て、分光測定器の出力への混入率をもとめることによ
り、試料光源の分光測定を高次回折光除去のフィルタの
脱着なしに、連続波長走査により行なうことができる。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、標準光源
によって求めた、分光測定器の分光応答度補正係数およ
び各測定波長での迷光混入率から、高次回折光除去フィ
ルタなどの差替えなしに、測定スペクトルから解析的に
高次回折光スペクトルを除去した高精度の分光測定を実
現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の分光測定方法における二次
回折光除去方法の手順を説明する図
【図2】本発明の一実施例の分光測定方法における具体
的な二次回折除去方法の手順を説明する図
【符号の説明】
2 一次回折光出力を測定するステップ 3 二次回折光出力を測定するステップ 4 測定出力への二次回折光混入率を求めるステップ 5 試料光源の分光測定器出力からの二次回折光除去の
ステップ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波長λ1 からλ2 のみの範囲に分光エネ
    ルギーを持つ、分光分布の値の付いた標準光源を使っ
    て、波長2λ1 から3λ1 の範囲で検出される前記の標
    準光源の波長λ1 からλ2 の分光エネルギーの2次回折
    光を測定し、波長λ1 からλ2 の分光エネルギーの2次
    回折光の波長2λ1 から3λ1 の範囲での混入率を求
    め、分光分布を測定しようとする光源に対する分光出力
    を求め、その出力から先に求めた2次回折光の波長2λ
    1 から3λ1 の範囲での混入率を使って、2次回折光成
    分を解析的に除去する分光測定方法。
  2. 【請求項2】 標準光源と、複数の分光透過率既知の帯
    域透過フィルタを組合せ、前記帯域透過フィルタの透過
    波長帯域内の波長λ1 からλ2 の範囲にわたって透過す
    る前記標準光源の分光エネルギーのN次回折光を、波長
    Nλ1 からNλ2 の範囲で測定し、波長λ1 からλ2
    分光エネルギーのN次回折光の波長Nλ1 からNλ2
    範囲での混入率を求め、分光分布を測定しようとする光
    源に対する分光出力を求め、その出力から先に求めたN
    次回折光の波長Nλ1 からNλ 2 の範囲での混入率を使
    って、N次回折光成分を解析的に除去する分光測定方
    法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2475368A (en) * 2009-11-09 2011-05-18 Agilent Technologies Inc Compensation of high spectral orders in diffraction grating-based optical spectrometers
JP2018031712A (ja) * 2016-08-26 2018-03-01 株式会社島津製作所 分光光度計における検出信号値の補正方法及び検出信号値の補正機能を備えた分光光度計
JP2018084482A (ja) * 2016-11-24 2018-05-31 横河電機株式会社 光スペクトル測定装置
US11002604B2 (en) 2019-02-04 2021-05-11 Shimadzu Corporation Correction method of detection signal value in spectrophotometer and spectrophotometer having correction function of detection signal value

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