JPH0658318B2 - Light scattering particle detector - Google Patents
Light scattering particle detectorInfo
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- JPH0658318B2 JPH0658318B2 JP63203563A JP20356388A JPH0658318B2 JP H0658318 B2 JPH0658318 B2 JP H0658318B2 JP 63203563 A JP63203563 A JP 63203563A JP 20356388 A JP20356388 A JP 20356388A JP H0658318 B2 JPH0658318 B2 JP H0658318B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光散乱式粒子検出器に関し、とりわけ、光
源の小型化、長寿命化を図った光散乱式粒子検出器に関
するものである。The present invention relates to a light-scattering particle detector, and more particularly to a light-scattering particle detector in which a light source is downsized and has a long life.
従来０．１μｍ付近の大きさの粒子を検出しようとする
光散乱式粒子検出器にあっては、その光源として、主
に、Ｈｅ−Ｎｅガスレーザのようなガスレーザが用いら
れ、特に散乱光の強度を上げることを意図して、共振器
内部の光ビームをそのまま照射光としうる、外部ミラー
方式がとられていた。In the conventional light scattering type particle detector for detecting particles having a size of around 0.1 μm, a gas laser such as a He—Ne gas laser is mainly used as a light source thereof, and the intensity of scattered light is particularly high. For the purpose of increasing the height, an external mirror system was adopted in which the light beam inside the resonator can be used as the irradiation light as it is.
第２図はこうした従来の光散乱式粒子検出器の要部の一
例を示しており、図中（３０）は放電管を用いた光源部
であり、（３１）は放電管内の端部に設けられた反射鏡
である。（６）は放電管の軸延長上で外部に設けられた
外部鏡であり、反射鏡（３１）と共に共振器を構成す
る。（７）は測定すべき微粒子を含む気体あるいは液体
である流体試料が吹き出すインレットノズルであり、こ
のインレットノズル（７）より吹き出した流体試料
（８）はレーザ光Ｌと交差してアウトレットノズル
（９）より吸入され、しかる後、微粒子計より排出され
る。このときレーザ光線と交差する照射領域（１０）を
微粒子が通過する際にこの微粒子は散乱光を発するので
この散乱光をレンズ系（１１）で集光して光電変換素子
（１２）へと導き、この光電変換素子（１２）の出力に
電気的処理が施され最終的に微粒子の粒径分布・個数等
の測定結果が得られることとなる。FIG. 2 shows an example of an essential part of such a conventional light scattering type particle detector. In the figure, (30) is a light source section using a discharge tube, and (31) is provided at an end portion inside the discharge tube. It is a reflected mirror. Reference numeral (6) is an external mirror provided outside on the axial extension of the discharge tube, and constitutes a resonator together with the reflecting mirror (31). (7) is an inlet nozzle from which a fluid sample, which is a gas or a liquid containing fine particles to be measured, blows out. The fluid sample (8) blown out from this inlet nozzle (7) intersects with the laser beam L and exit nozzle (9). ), And then discharged from the particle counter. At this time, when the fine particles pass through the irradiation area (10) intersecting with the laser beam, the fine particles emit scattered light. Therefore, the scattered light is condensed by the lens system (11) and guided to the photoelectric conversion element (12). Then, the output of this photoelectric conversion element (12) is electrically processed, and finally the measurement results of the particle size distribution, the number, etc. of the fine particles are obtained.
以上のような従来の光散乱式粒子検出器では、光源にガ
スレーザを用いていたことから以下のような問題点があ
った。The conventional light scattering type particle detector as described above has the following problems because the gas laser is used as the light source.
（イ）ガスを封入している放電部はガラスからなってい
るため機械的ショックに弱い。(A) Since the discharge part enclosing the gas is made of glass, it is susceptible to mechanical shock.
（ロ）高電圧で放電させ、その上電流制御をする必要が
あるため、電源部が複雑で大形となる。(B) Since it is necessary to discharge at a high voltage and further control the current, the power supply unit is complicated and large.
（ハ）ガスが電極に吸着されるため、ガスレーザの寿命
は１〜２万時間が限度である。(C) Since the gas is adsorbed on the electrodes, the life of the gas laser is limited to 10,000 to 20,000 hours.
この発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、機械的ショックに強く、電源部が簡単、かつ、小形
な構造でなり、耐用寿命が長い光源を備えた光散乱式粒
子検出器を提供しようとするものである。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is a light scattering type particle detector having a light source having a long mechanical life, which is resistant to mechanical shock, has a simple power supply unit, and has a small structure. Is to provide.
この発明に係る光散乱式粒子検出器は、その光源部とし
て半導体レーザ励起形固体レーザを使用するもので、ロ
ッド状のレーザ媒質の一方の端面に半導体レーザの励起
波長に対する反射防止膜および所望のレーザ発振波長に
対する高反射膜をそれぞれ蒸着により形成されており、
レーザ媒質の他方の端面には発振波長に対する反射防止
膜が蒸着により形成されている。そうしてレーザ媒質の
上記の一方の端面を半導体レーザで照射し、他方の端面
から少し離れた位置に発振波長で高反射率を有する外部
鏡が配置されている。The light-scattering particle detector according to the present invention uses a semiconductor laser-excited solid-state laser as a light source unit thereof. Highly reflective films for the laser oscillation wavelength are formed by vapor deposition,
An antireflection film for the oscillation wavelength is formed on the other end surface of the laser medium by vapor deposition. Then, the one end face of the laser medium is irradiated with the semiconductor laser, and an external mirror having a high reflectance at the oscillation wavelength is arranged at a position slightly away from the other end face.
この発明においては、レーザ媒質の一方の端面と外部鏡
との間でレーザ発振が起こる。このとき、発振器内部で
の光強度は、励起源である半導体レーザの出力よりも１
桁以上強く、従来のガスレーザに比して充分な光強度と
なる。In the present invention, laser oscillation occurs between one end face of the laser medium and the external mirror. At this time, the light intensity inside the oscillator is less than the output of the semiconductor laser that is the excitation source by 1
It is more than an order of magnitude stronger and has a sufficient light intensity as compared with conventional gas lasers.
第１図はこの発明に係る光散乱式粒子検出器の要部の一
実施例を示しており、光源を形成する半導体励起形固体
レーザは、半導体レーザ（１）、集光レンズ（２）、ロ
ッド状のレーザ媒質であるＹＡＧロッド（３）および凹
面ミラー（６）が順次に一直線に沿って配列されてい
る。FIG. 1 shows an embodiment of an essential part of a light scattering type particle detector according to the present invention. A semiconductor excitation type solid-state laser forming a light source is a semiconductor laser (1), a condenser lens (2), A YAG rod (3) which is a rod-shaped laser medium and a concave mirror (6) are sequentially arranged along a straight line.
なお、ＹＡＧとはイットリウム・アルミニウム・ガーネ
ット（Ｙ３Ａｌ５Ｏ12）である。It should be noted that YAG is yttrium aluminum garnet (Y 3 Al 5 O 12 ).
前記ＹＡＧロッド（３）の一方の端面（４）には、半導
体レーザ（１）の励振波長（ＹＡＧのポンピング波長）
を通す反射防止膜およびＹＡＧの発振波長を反射する特
性の高反射膜がコーティングにより形成されている。Ｙ
ＡＧロッド（３）の他方の端面（５）には、ＹＡＧの発
振波長に対する反射防止膜がコーティングにより形成さ
れている。また、凹面ミラーでなる外部鏡（６）はその
凹面には上記発振波長を反射する高反射膜がコーティン
グにより形成され高反射率を有する。The excitation wavelength (YAG pumping wavelength) of the semiconductor laser (1) is provided on one end face (4) of the YAG rod (3).
An antireflection film that allows light to pass therethrough and a highly reflective film having a characteristic of reflecting the oscillation wavelength of YAG are formed by coating. Y
On the other end surface (5) of the AG rod (3), an antireflection film for the oscillation wavelength of YAG is formed by coating. Further, the external mirror (6) which is a concave mirror has a high reflectance because a highly reflective film for reflecting the oscillation wavelength is formed on the concave surface by coating.
以上の構成により、半導体レーザ（１）から出た光は集
光レンズ（２）により、集められ、ＹＡＧロッド（３）
の一方の端面（４）が照射される。そうすると一方の端
面（４）と外部鏡（６）との間でレーザ共振が生じる。
このときの光の強度は、端面（４）の前記高反射膜及び
外部鏡（６）の反射率が完全に１００％でないために外
部に出てゆく光、およびＹＡＧロッド（３）内部での回
折による損失はあるものの、大部分の光エネルギーは失
われることなく端面（４）と外部鏡（６）間を往復す
る。そうして、端面（４）からは常に光エネルギーが注
入されており、単位時間での前記の損失と注入される光
エネルギーが等しくなったところで平衡状態となる。こ
のときの光強度は、励起源である半導体レーザ（１）の
出力よりも１０倍以上大きい値となる。この値は従来の
ガスレーザのものに充分に匹敵する。With the above configuration, the light emitted from the semiconductor laser (1) is collected by the condenser lens (2), and the YAG rod (3) is collected.
One end face (4) is illuminated. Then, laser resonance occurs between the one end face (4) and the external mirror (6).
The intensity of the light at this time is as follows. Most of the light energy reciprocates between the end face (4) and the external mirror (6) without being lost, although there is a loss due to diffraction. Then, the light energy is constantly injected from the end face (4), and when the above-mentioned loss per unit time and the injected light energy become equal, an equilibrium state is reached. The light intensity at this time is 10 times or more higher than the output of the semiconductor laser (1) which is the excitation source. This value is well comparable to that of conventional gas lasers.
かような共振によるレーザ光Ｌ中を、インレットノズル
を通して導入された粒子を含む気体あるいは液体でなる
流体試料を通過させる。すなわち、（７）は測定すべき
粒子を含む流体試料（８）が吹き出すインレットノズル
であり、このインレットノズル（７）より吹き出した流
体試料（８）はレーザ光Ｌと交差した後、アウトレット
ノズル（９）より吸入され、しかる後粒子検出器より排
出される。このときレーザ光Ｌと交差する照射領域（１
０）を粒子が通過する際にこの粒子は散乱光を発するの
でこの散乱光をレンズ系（１１）で集光して光電変換素
子（１２）へと導き、この光電変換素子（１２）の出力
に電気的処理が施され最終的に粒子の粒径分布・個数等
の測定結果が得られることとなる。The laser light L due to such resonance is passed through a fluid sample made of gas or liquid containing particles introduced through the inlet nozzle. That is, (7) is an inlet nozzle from which a fluid sample (8) containing particles to be measured blows out, and the fluid sample (8) blown out from this inlet nozzle (7) intersects with the laser beam L and then reaches the outlet nozzle ( 9) Inhaled and then discharged from the particle detector. At this time, the irradiation area (1
This particle emits scattered light when passing through 0), so this scattered light is condensed by the lens system (11) and guided to the photoelectric conversion element (12), and the output of this photoelectric conversion element (12). Electrical treatment is then applied to the particles, and finally the measurement results of the particle size distribution and number of particles are obtained.
なお、前記レーザ媒質の材質としては、実施例に挙げた
ＹＡＧ以外にも、ガドリウム．ガリウム・ガーネット
（ＧＧＧ：Ｇｄ３Ｇａ５Ｏ12）、ガドリウム・スカンジ
ウム・ガリウム・ガーネット（ＧＳＧＧ：Ｇｄ３Ｓｃ２
Ｇａ２Ｏ12）、イットリウム・オルソバナデート（ＹＶ
Ｏ４）、イットリウム・アルミニウム・オキサイド（Ｙ
ＡＰ：ＹＡｌＯ３）、イットリウム・スカンジウム・ガ
リウム・ガーネット（ＹＳＧＧ：Ｙ３Ｓｃ２Ｇａ
２Ｏ12）、リチウム・イットリウム・フルオライド（Ｙ
ＬＦ：ＬｉＹＦ４）、イットリウム・ガリウム・ガーネ
ット（ＹＧＧ：Ｙ３Ｇａ５Ｏ12）等の材質を用いてロッ
ドを形成し使用してもよい。As the material of the laser medium, in addition to YAG mentioned in the examples, gadolinium. Gallium garnet (GGG: Gd 3 Ga 5 O 12 ), gadolinium scandium gallium garnet (GSGG: Gd 3 Sc 2).
Ga 2 O 12 ), yttrium orthovanadate (YV
O 4 ), yttrium aluminum oxide (Y
AP: YAlO 3), yttrium-scandium-gallium-garnet (YSGG: Y 3 Sc 2 Ga
2 O 12 ), lithium yttrium fluoride (Y
The rod may be formed by using a material such as LF: LiYF 4 ) or yttrium-gallium-garnet (YGG: Y 3 Ga 5 O 12 ).
この発明は、以上の説明から明らかなように、半導体レ
ーザ、レーザ媒質、外部鏡からなる外部鏡型の固体レー
ザを光源としているため、光源部が、機械的に強く、軽
量、長寿命、低消費電力で、かつ、充分な強度の光ビー
ムが得られる効果がある。As is apparent from the above description, the present invention uses the external mirror type solid-state laser including the semiconductor laser, the laser medium, and the external mirror as the light source. Therefore, the light source section is mechanically strong, lightweight, long-life, and low in length. There is an effect that a light beam with sufficient power consumption can be obtained.
第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
は従来例を示す概略構成図。 （１）……半導体レーザ、（３）……レーザ媒質、 （６）……凹面ミラー、（８）……流体試料、 （１２）……受光手段。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a conventional example. (1) ... Semiconductor laser, (3) ... laser medium, (6) ... concave mirror, (8) ... fluid sample, (12) ... light receiving means.
Claims (1)
と、 ロツド形状を有し、かつ上記励起用レーザ光によつて照
射される第１の端面に上記励起用レーザ光の励振波長に
対する反射防止膜及び発振レーザ光の発振波長に対する
高反射膜が付着され、かつ上記第１の端面と対向する第
２の端面に上記発振波長に対する反射防止膜が付着され
たレーザ媒質と、 上記レーザ媒質の上記第２の端面の外方位置において当
該第２の端面と対向するように配置され、上記発振波長
に対して高反射率を有する外部鏡と、 上記レーザ媒質の上記第２の端面及び上記外部鏡間に設
けられ、上記第２の端面及び上記外部鏡間を通る上記発
振レーザ光と交差するように流体試料を流す流路系と、 上記流体試料が上記発振レーザ光と交差する領域に生ず
る検出領域を通過する上記流体試料中に含まれる粒子が
上記発振レーザ光に照射されて発生する散乱光を検出す
る受光手段と を具え、上記レーザ媒質の上記第１の端面を通つて上記
半導体レーザの励起用レーザ光を当該レーザ媒質に注入
すると共に、上記励起用レーザ光に基づいて上記レーザ
媒質の上記第１の端面及び上記外部鏡間に上記発振レー
ザ光を形成すると共に、上記レーザ媒質の上記第１の端
面及び上記外部鏡間位置から検出すべき上記粒子からの
散乱光を引き出すことにより当該粒子を検出することを
特徴とする光散乱式粒子検出器。1. A semiconductor laser for emitting a pumping laser beam, and a first end face having a rod shape and irradiated by the pumping laser beam for preventing reflection on the excitation wavelength of the pumping laser beam. A laser medium having a film and a highly reflective film for the oscillation wavelength of the oscillated laser light attached thereto, and an antireflection film for the oscillation wavelength attached to the second end face opposite to the first end face; An external mirror having a high reflectance with respect to the oscillation wavelength, the external mirror being arranged so as to face the second end surface at an outer position of the second end surface; and the second end surface of the laser medium and the external mirror. A flow path system which is provided between the second end face and the external mirror and allows a fluid sample to flow so as to intersect with the oscillated laser beam, and detection which occurs in a region where the fluid sample intersects the oscillated laser beam. Area A light receiving means for detecting scattered light generated when particles contained in the fluid sample passing therethrough are irradiated with the oscillating laser light, and for exciting the semiconductor laser through the first end face of the laser medium. The laser light is injected into the laser medium, the oscillating laser light is formed between the first end face of the laser medium and the external mirror based on the laser light for excitation, and the first laser beam of the laser medium is generated. A particle detector for detecting light scattering, characterized in that the particle is detected by extracting scattered light from the particle to be detected from the end face of the lens and the position between the external mirrors.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63203563A JPH0658318B2 (en) | 1988-08-16 | 1988-08-16 | Light scattering particle detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63203563A JPH0658318B2 (en) | 1988-08-16 | 1988-08-16 | Light scattering particle detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0252237A JPH0252237A (en) | 1990-02-21 |
| JPH0658318B2 true JPH0658318B2 (en) | 1994-08-03 |
Family
ID=16476206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63203563A Expired - Fee Related JPH0658318B2 (en) | 1988-08-16 | 1988-08-16 | Light scattering particle detector |
Country Status (1)
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Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
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| US5642193A (en) * | 1996-03-08 | 1997-06-24 | Met One, Inc. | Particle counter employing a solid-state laser with an intracavity view volume |
| US20020028434A1 (en) | 2000-09-06 | 2002-03-07 | Guava Technologies, Inc. | Particle or cell analyzer and method |
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Family Cites Families (2)
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| JPS5610585B2 (en) * | 1974-01-25 | 1981-03-09 | ||
| JPS5525331U (en) * | 1978-08-02 | 1980-02-19 |
-
1988
- 1988-08-16 JP JP63203563A patent/JPH0658318B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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| JPH0252237A (en) | 1990-02-21 |
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