JPH08210982A - 誘導プラズマ光源からの選択可能な放射を持つスペクトロメータ - Google Patents
誘導プラズマ光源からの選択可能な放射を持つスペクトロメータInfo
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- JPH08210982A JPH08210982A JP7271017A JP27101795A JPH08210982A JP H08210982 A JPH08210982 A JP H08210982A JP 7271017 A JP7271017 A JP 7271017A JP 27101795 A JP27101795 A JP 27101795A JP H08210982 A JPH08210982 A JP H08210982A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/66—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence
- G01N21/68—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence using high frequency electric fields
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＩＣＰからの放射（半径）方向の、または軸
方向の放射のいずれかを選択する能力を持つ、改善され
た原子放出スペクトロメータを提供する。 【構成】 第１ミラーは、そこからの軸方向放射を受け
るために発生器の長さ方向軸線上に存在する。第２ミラ
ーは、長さ方向軸から横に設けられた第３ミラーに向か
う、長さ方向軸にそこから平行に放射（半径）方向放射
を反射させるよう、発生器から横に設けられている。第
３ミラーは、第１ミラーに放射（半径）方向放射を反射
させるよう、それとの干渉をすることなく軸方向放射に
接近して位置決めされた第４ミラーに放射を向ける。第
１ミラーは、軸方向放射を検出器装置内に反射するため
の第１方向に、または放射（半径）方向放射を検出器装
置内に反射させるための第２方向に回転させられる。
方向の放射のいずれかを選択する能力を持つ、改善され
た原子放出スペクトロメータを提供する。 【構成】 第１ミラーは、そこからの軸方向放射を受け
るために発生器の長さ方向軸線上に存在する。第２ミラ
ーは、長さ方向軸から横に設けられた第３ミラーに向か
う、長さ方向軸にそこから平行に放射（半径）方向放射
を反射させるよう、発生器から横に設けられている。第
３ミラーは、第１ミラーに放射（半径）方向放射を反射
させるよう、それとの干渉をすることなく軸方向放射に
接近して位置決めされた第４ミラーに放射を向ける。第
１ミラーは、軸方向放射を検出器装置内に反射するため
の第１方向に、または放射（半径）方向放射を検出器装
置内に反射させるための第２方向に回転させられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘導結合された光
放射のプラズマ源を持つ原子放射スペクトロメータに、
そして特定化すれば検出される放射が、プラズマ源から
軸方向的にまたは放射（半径）方向に放出された放射か
ら選択可能なスペクトロメータに関する。
放射のプラズマ源を持つ原子放射スペクトロメータに、
そして特定化すれば検出される放射が、プラズマ源から
軸方向的にまたは放射（半径）方向に放出された放射か
ら選択可能なスペクトロメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】無機内に無機分析のためのスペクトロメ
ータの共通的な型式は、光放射の誘導結合されたプラズ
マ（ＩＣＰ）源を持つ原子放出スペクトロメータであ
る。誘導プラズマ発生器は、プラズマ内のガスを励起す
るために、高い周波数における高パワーを与えるための
電気的誘導コイルを用いる。霧状にされたサンプル材料
がプラズマ内に注入され、ここにおいてこれは原子に分
離され、これがプラズマ内で励起されてサンプル内の原
子素子を特徴付けるスペクトル線を含む放射を放出す
る。そのような誘導プラズマ装置の１つの例は、（モリ
スロ他による）米国特許第４，７６６，２８７号におい
て開示されている。
ータの共通的な型式は、光放射の誘導結合されたプラズ
マ（ＩＣＰ）源を持つ原子放出スペクトロメータであ
る。誘導プラズマ発生器は、プラズマ内のガスを励起す
るために、高い周波数における高パワーを与えるための
電気的誘導コイルを用いる。霧状にされたサンプル材料
がプラズマ内に注入され、ここにおいてこれは原子に分
離され、これがプラズマ内で励起されてサンプル内の原
子素子を特徴付けるスペクトル線を含む放射を放出す
る。そのような誘導プラズマ装置の１つの例は、（モリ
スロ他による）米国特許第４，７６６，２８７号におい
て開示されている。
【０００３】ＩＣＰからの光放射は、標準的にはモノク
ロメータまたはポリクロメータを組み入れている検出器
装置内に入れられる。モノクロメータは、選択された放
射の波長を、（スミス他による）米国特許第４，３２
６，８０２号に説明されているように、検出器に渡す。
ポリクロメータは放射を、検出される１つの帯域または
多くの波長に散乱させる。精密ポリクロメータの１つの
例は、（バーナードによる）米国特許第４，８２０，０
４８号に説明されているような、スペクトル線の２次元
表示を発生させる十字格子を持つ階段格子装置である。
スペクトル線は、相当する線の強度に比例する信号を発
生する２次元半導体電荷伝送装置から形成される検出器
上に焦点合わせされる。コンピュータは信号情報を処理
し、背景に関する補正を行い校正を加え、そしてサンプ
ル内の原子粒子の濃度の形式で結果を表示する。
ロメータまたはポリクロメータを組み入れている検出器
装置内に入れられる。モノクロメータは、選択された放
射の波長を、（スミス他による）米国特許第４，３２
６，８０２号に説明されているように、検出器に渡す。
ポリクロメータは放射を、検出される１つの帯域または
多くの波長に散乱させる。精密ポリクロメータの１つの
例は、（バーナードによる）米国特許第４，８２０，０
４８号に説明されているような、スペクトル線の２次元
表示を発生させる十字格子を持つ階段格子装置である。
スペクトル線は、相当する線の強度に比例する信号を発
生する２次元半導体電荷伝送装置から形成される検出器
上に焦点合わせされる。コンピュータは信号情報を処理
し、背景に関する補正を行い校正を加え、そしてサンプ
ル内の原子粒子の濃度の形式で結果を表示する。
【０００４】標準的には、ＩＣＰはスペクトロメータに
取り付けられ、その結果ＩＣＰから放射（半径）方向に
放出される放射が前に指摘した米国特許第４，３２６，
８０２号において描かれているように検出器装置内に向
けられる。ここにおいて開示された実施例においては、
ミラーが放射（半径）方向の放射を受け取り、そのミラ
ーおよび組み合わせられているレンズコンポーネントは
原子放出の場所を最適化するために長さ方向的に調節可
能な位置を有している。
取り付けられ、その結果ＩＣＰから放射（半径）方向に
放出される放射が前に指摘した米国特許第４，３２６，
８０２号において描かれているように検出器装置内に向
けられる。ここにおいて開示された実施例においては、
ミラーが放射（半径）方向の放射を受け取り、そのミラ
ーおよび組み合わせられているレンズコンポーネントは
原子放出の場所を最適化するために長さ方向的に調節可
能な位置を有している。
【０００５】ＩＣＰはまた、長さ方向的に取り付けられ
ており、その結果ＩＣＰの中心軸に沿った放射を検出器
装置に向ける。軸的放射は、プラズマプルームにおける
より長い長さ方向パスに沿ってより多くのセルフ吸収を
持ち、そしてプラズマにおける外辺ゾーンからの軸的放
射において化学干渉が存在し、これによって、サンプル
材料が最大に原子化されないため、分析の正確さのため
には放射（半径）方向放出が好都合である。しかし、軸
的放射は、低い放出レベルに関するより大きな感度を提
供するより長い放出パスを持っている。こうして、ＩＣ
Ｐに関する長さ方向的な取り付けは、試験されるサンプ
ル内に低レベルの原子素子がある時にはしばしば望まし
いものである。より高い正確さか、またはより高い感度
かのいずれかを選択するために、柔軟性が求められてい
る所では、ＩＣＰの取り付けを変更する必要があり、こ
れは一般的には、繰り返し性能を基にした場合には実際
的な処理とは言えず、また、２つのスペクトロメータを
使用することは、価格を押し上げる。
ており、その結果ＩＣＰの中心軸に沿った放射を検出器
装置に向ける。軸的放射は、プラズマプルームにおける
より長い長さ方向パスに沿ってより多くのセルフ吸収を
持ち、そしてプラズマにおける外辺ゾーンからの軸的放
射において化学干渉が存在し、これによって、サンプル
材料が最大に原子化されないため、分析の正確さのため
には放射（半径）方向放出が好都合である。しかし、軸
的放射は、低い放出レベルに関するより大きな感度を提
供するより長い放出パスを持っている。こうして、ＩＣ
Ｐに関する長さ方向的な取り付けは、試験されるサンプ
ル内に低レベルの原子素子がある時にはしばしば望まし
いものである。より高い正確さか、またはより高い感度
かのいずれかを選択するために、柔軟性が求められてい
る所では、ＩＣＰの取り付けを変更する必要があり、こ
れは一般的には、繰り返し性能を基にした場合には実際
的な処理とは言えず、また、２つのスペクトロメータを
使用することは、価格を押し上げる。
【０００６】光学的なスイッチングのために種々の装置
が用いられている。例えば、前に指摘した米国特許第
４，３２６，８０２号は、ＩＣＰからの放射（半径）方
向の放射と光の校正源との間に選択的に回転することに
よって位置決めすることができるミラーの使用を開示し
ている。（ステファンスキー他による）米国特許第４，
６２２，４６８号は、ハロゲンランプ光源を持つ蛍光検
出装置におけるビームスプリッタおよびシャッタの使用
を説明している。（ワグナによる）米国特許第４，２６
１，６８３号において開示されているように、中低のミ
ラーが中心軸に平行なオフセット軸方向に回転可能な形
で設けられている。他の光学的スイッチは、（クルティ
スによる）米国特許第５，００５，９３４号に開示され
ているような回転ペリスコープおよびポロ反射器を含ん
でいる。
が用いられている。例えば、前に指摘した米国特許第
４，３２６，８０２号は、ＩＣＰからの放射（半径）方
向の放射と光の校正源との間に選択的に回転することに
よって位置決めすることができるミラーの使用を開示し
ている。（ステファンスキー他による）米国特許第４，
６２２，４６８号は、ハロゲンランプ光源を持つ蛍光検
出装置におけるビームスプリッタおよびシャッタの使用
を説明している。（ワグナによる）米国特許第４，２６
１，６８３号において開示されているように、中低のミ
ラーが中心軸に平行なオフセット軸方向に回転可能な形
で設けられている。他の光学的スイッチは、（クルティ
スによる）米国特許第５，００５，９３４号に開示され
ているような回転ペリスコープおよびポロ反射器を含ん
でいる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以前の基準の
いずれもが、ＩＣＰからの放射（半径）方向の、または
軸方向の放射のいずれを選択すべきかを教えていない。
このため、本発明の目的は、ＩＣＰからの放射（半径）
方向の、または軸方向の放射のいずれかを選択する能力
を持つ、改善された原子放出スペクトロメータを提供す
ることである。別の目的は、最大の正確さと最大の感度
との間の選択を有する改善されたＩＣＰ原子放出スペク
トロメータを提供することである。さらに別の目的は、
選択を行う際の速度および便利さを持つようなスペクト
ロメータを提供することである。
いずれもが、ＩＣＰからの放射（半径）方向の、または
軸方向の放射のいずれを選択すべきかを教えていない。
このため、本発明の目的は、ＩＣＰからの放射（半径）
方向の、または軸方向の放射のいずれかを選択する能力
を持つ、改善された原子放出スペクトロメータを提供す
ることである。別の目的は、最大の正確さと最大の感度
との間の選択を有する改善されたＩＣＰ原子放出スペク
トロメータを提供することである。さらに別の目的は、
選択を行う際の速度および便利さを持つようなスペクト
ロメータを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前に説明された、そして
他の目的は、光放射を発生させるための誘導結合された
プラズマ発生器と、スペクトル波長に関する放射を検出
するための検出器装置と、そしてプラズマ発生器から放
出された放射を検出器装置に送り込むためにプラズマ発
生器および検出器装置と共動するように配置された光学
装置とを含む原子放出スペクトロメータにおいて少なく
とも部分的には達成される。発生器からの放射は、発生
器の長さ方向軸に沿って放出される軸方向放射、および
全体的に長さ方向軸に垂直にプラズマ発生器から放出さ
れる放射（半径）方向放射とを含んでいる。光学装置
は、検出器装置に、軸方向放射または放射（半径）方向
放射のいずれかを選択的に通過させるための光学選択装
置を含んでいる。
他の目的は、光放射を発生させるための誘導結合された
プラズマ発生器と、スペクトル波長に関する放射を検出
するための検出器装置と、そしてプラズマ発生器から放
出された放射を検出器装置に送り込むためにプラズマ発
生器および検出器装置と共動するように配置された光学
装置とを含む原子放出スペクトロメータにおいて少なく
とも部分的には達成される。発生器からの放射は、発生
器の長さ方向軸に沿って放出される軸方向放射、および
全体的に長さ方向軸に垂直にプラズマ発生器から放出さ
れる放射（半径）方向放射とを含んでいる。光学装置
は、検出器装置に、軸方向放射または放射（半径）方向
放射のいずれかを選択的に通過させるための光学選択装
置を含んでいる。
【０００９】
【発明の実施の形態】望ましい実施例においては、軸方
向放射または放射（半径）方向放射が前もって、線形パ
スラインを持つ１次放射として、そして他は２次放射と
して選択される。選択装置は、１次放射を受け取ること
ができるよう、パスライン上においてプラズマ発生器か
ら離された回転可能な第１反射器を含んでいる。選択装
置はさらに、２次放射を受けるために配置された、そし
てそれを一次放射のそれとは異なる別の角度において第
１反射器に向かわせる反射装置を含んでいる。第１反射
器は、第１方向に、または第２方向に回転され、第１方
向は一次放射を検出器装置に反射させ、そして第２方向
は、２次放射を検出器装置に反射させる。第１反射器が
長さ方向軸上でプラズマ発生器から離されており、これ
によって軸上放射が１次放射として前もって決められて
おり、そして放射（半径）方向放射が２次放射として前
もって決められていることが、より好都合である。
向放射または放射（半径）方向放射が前もって、線形パ
スラインを持つ１次放射として、そして他は２次放射と
して選択される。選択装置は、１次放射を受け取ること
ができるよう、パスライン上においてプラズマ発生器か
ら離された回転可能な第１反射器を含んでいる。選択装
置はさらに、２次放射を受けるために配置された、そし
てそれを一次放射のそれとは異なる別の角度において第
１反射器に向かわせる反射装置を含んでいる。第１反射
器は、第１方向に、または第２方向に回転され、第１方
向は一次放射を検出器装置に反射させ、そして第２方向
は、２次放射を検出器装置に反射させる。第１反射器が
長さ方向軸上でプラズマ発生器から離されており、これ
によって軸上放射が１次放射として前もって決められて
おり、そして放射（半径）方向放射が２次放射として前
もって決められていることが、より好都合である。
【００１０】より明確な実施例においては、反射装置が
放射（半径）方向放射のための一連の反射器を含んでい
る。第２反射器は、パスラインから横方向に配置されて
おり、その結果、プラズマ発生器からの２次的放射を第
１反射器に向かうパスラインに全体的に平行な方向に向
ける。第３反射器が、パスラインから横方向に配置され
ており、その結果第２反射器からの放射を、プラズマ発
生器と第１反射器との間のパスラインに近い中心点に向
けて反射させる。第４反射器は１次放射に接近して、実
質的にそれとの干渉することのない、中心点に設けら
れ、それによって第３反射器からの２次放射を第１反射
器に反射させる。
放射（半径）方向放射のための一連の反射器を含んでい
る。第２反射器は、パスラインから横方向に配置されて
おり、その結果、プラズマ発生器からの２次的放射を第
１反射器に向かうパスラインに全体的に平行な方向に向
ける。第３反射器が、パスラインから横方向に配置され
ており、その結果第２反射器からの放射を、プラズマ発
生器と第１反射器との間のパスラインに近い中心点に向
けて反射させる。第４反射器は１次放射に接近して、実
質的にそれとの干渉することのない、中心点に設けら
れ、それによって第３反射器からの２次放射を第１反射
器に反射させる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明を利用するための一般的な原子
放出スペクトロメータ１０を概略的に描いている。その
ような計器の一例は、パーキンエルマー社によって市販
されているＯｐｔｉｍａTM３０００スペクトロメータで
ある。その計器の３つの主要なコンポーネントは、光放
射を発生させる誘導結合されたプラズマ発生器１２、ス
ペクトル波長に関する放射を検出するための検出器装置
１４、およびプラズマ発生器から検出器装置へのパス１
９に沿って放射１８を通過させ、そして焦点合わせする
よう構成された中間的に設けられた光学装置１６であ
る。
放出スペクトロメータ１０を概略的に描いている。その
ような計器の一例は、パーキンエルマー社によって市販
されているＯｐｔｉｍａTM３０００スペクトロメータで
ある。その計器の３つの主要なコンポーネントは、光放
射を発生させる誘導結合されたプラズマ発生器１２、ス
ペクトル波長に関する放射を検出するための検出器装置
１４、およびプラズマ発生器から検出器装置へのパス１
９に沿って放射１８を通過させ、そして焦点合わせする
よう構成された中間的に設けられた光学装置１６であ
る。
【００１２】誘導プラズマ発生器（ＩＣＰ）１２は、水
晶管２３の末端内またはわずかにそれを越える領域にお
いてガスをプラズマ２２に励起するための誘導コイル２
０を用いる、一般的な、または他の望ましい型式のもの
である。発生器は、プラズマ内に霧状にされたサンプル
材料２６を注入するためのインジェクタ２４を含んでい
る。分離されて原子となった材料は、プラズマ内で励起
され、サンプル内の原子素子のスペクトル線特性を含む
放射を放出する。そのようなＩＣＰ発生器および関連す
る高周波電源の一例は、本明細中に基準として取り込ま
れている、前に出１説明された米国特許第４，７６６，
２８７号において開示されている。本発明の目的から、
サンプルインジェクタは後者特許において開示されたよ
うに調節することもでき、または固定することもでき
る。パワー発生器の型式は、ここでは重要ではなく、そ
して例えば、その周波数がＩＣＰコイルを含むＬＣ回路
のそれと整合するようなフローティング発信器を持つ一
般的な回路であることができる。ＩＣＰは一般的に、ス
パイラルコイル２０を除いて軸対称となっている。放射
は、発生器の長さ方向軸３０に沿って軸的な２８、およ
び長さ方向軸に全体的に垂直な方向のスパンにおいて放
射的な、管２３における開口２９を通して検出される放
射（半径）方向コンポーネント１８とを含んで全ての方
向に、プラズマ領域から放出されている。検出されるべ
き光放射は、全体的には赤外線、可視光線および紫外線
の範囲内にある。
晶管２３の末端内またはわずかにそれを越える領域にお
いてガスをプラズマ２２に励起するための誘導コイル２
０を用いる、一般的な、または他の望ましい型式のもの
である。発生器は、プラズマ内に霧状にされたサンプル
材料２６を注入するためのインジェクタ２４を含んでい
る。分離されて原子となった材料は、プラズマ内で励起
され、サンプル内の原子素子のスペクトル線特性を含む
放射を放出する。そのようなＩＣＰ発生器および関連す
る高周波電源の一例は、本明細中に基準として取り込ま
れている、前に出１説明された米国特許第４，７６６，
２８７号において開示されている。本発明の目的から、
サンプルインジェクタは後者特許において開示されたよ
うに調節することもでき、または固定することもでき
る。パワー発生器の型式は、ここでは重要ではなく、そ
して例えば、その周波数がＩＣＰコイルを含むＬＣ回路
のそれと整合するようなフローティング発信器を持つ一
般的な回路であることができる。ＩＣＰは一般的に、ス
パイラルコイル２０を除いて軸対称となっている。放射
は、発生器の長さ方向軸３０に沿って軸的な２８、およ
び長さ方向軸に全体的に垂直な方向のスパンにおいて放
射的な、管２３における開口２９を通して検出される放
射（半径）方向コンポーネント１８とを含んで全ての方
向に、プラズマ領域から放出されている。検出されるべ
き光放射は、全体的には赤外線、可視光線および紫外線
の範囲内にある。
【００１３】検出器装置１４は、標準的にモノクロメー
タまたはポリクロメータを組み込むスペクトロメータの
目的で用いられる、どのような一般的なまたは他の望ま
しい型式のものであっても良い検出器装置３１を含んで
おり、これらの詳細は本発明には重大なものではない。
適切な例は、実質的に、本発明において基準として組み
込まれている、前に説明された米国特許第４，８２０，
０４８号において説明されているような、スペクトル線
の２次元表示を発生させるための十字格子（および／ま
たは１つまたはそれ以上のプリズム）を持つ（図２にお
いて単に概略的に示されている階段格子装置３３を持つ
前に説明されたＯｐｔｉｍａ３０００の精密ポリクロメ
ータである。検出器装置は、相当する線の強度に比例す
る信号を発生する、２次元半導体「ＣＣＤ」検出器３７
または類似品を含んでいる。コンピュータ３２は、信号
情報を処理し、背景に関する補正を行い、そして校正を
行い、サンプル内の原子素子の濃度としてモニタ３４お
よび／またはプリンタ上に結果を表示する。前に説明さ
れた特許においてそれらが説明されているため、光学散
乱素子および検出器は、ここでは詳細には示されていな
い。（ここにおいて、および特許請求の範囲において用
いられているように、術語「検出器装置」は、波長フィ
ルタまたは散乱のためのコンポーネントと、フィルタさ
れ、または散乱された放射の１つまたはそれ以上の検出
器と、組み合わせられたトレインにおいて反射し、そし
て焦点合わせするための光学素子と、そして処理しそし
て結果を表示するための装置とのグループを包含してい
る。） 上に説明されたように、中間的に設けられた光学装置１
６は、プラズマ２２からの放射を検出器装置３１に向け
る。（例えば前に説明されたパーキンエルマーＯｐｔｉ
ｍａ３０００のような、）一般的なスペクトロメータに
おいては、プラズマから検出された放射は（図１に示さ
れているような）直角に方向付けされたＩＣＰ発生器か
らパスライン１９に沿った放射（半径）方向放射１８か
または（図１には示されていない）軸的に整列された発
生器からの軸方向放射２８のいずれかである。いずれの
場合でも、ミラー３６は約４５゜に向けられており、放
射を受ける。ミラーは、これもまた４５゜において放射
３９を中低ミラー３８に反射し、これはミラー３６と共
に、プラズマ源内の前もって決められた放出ポイント４
２のイメージとしての放射を、検出器装置への入り口に
設けられた（本実施例における図面に垂直なスリットで
ある）開口４０に焦点合わせする。ミラー３６は、平坦
であっても良いがしかし、中低であることが望ましく、
水平およびおよび垂直面（図面は水平）からの焦点合わ
せを等化とするような中低環状面であることが最も望ま
しい。しかも、中低ミラー３８もまた、同じ理由によっ
て中低環状面であるべきである。「放出ポイント」４２
は、実際には、軸方向および放射（半径）方向パス内に
放射するプラズマ内の放出領域の有限な長さにおける中
心点である。
タまたはポリクロメータを組み込むスペクトロメータの
目的で用いられる、どのような一般的なまたは他の望ま
しい型式のものであっても良い検出器装置３１を含んで
おり、これらの詳細は本発明には重大なものではない。
適切な例は、実質的に、本発明において基準として組み
込まれている、前に説明された米国特許第４，８２０，
０４８号において説明されているような、スペクトル線
の２次元表示を発生させるための十字格子（および／ま
たは１つまたはそれ以上のプリズム）を持つ（図２にお
いて単に概略的に示されている階段格子装置３３を持つ
前に説明されたＯｐｔｉｍａ３０００の精密ポリクロメ
ータである。検出器装置は、相当する線の強度に比例す
る信号を発生する、２次元半導体「ＣＣＤ」検出器３７
または類似品を含んでいる。コンピュータ３２は、信号
情報を処理し、背景に関する補正を行い、そして校正を
行い、サンプル内の原子素子の濃度としてモニタ３４お
よび／またはプリンタ上に結果を表示する。前に説明さ
れた特許においてそれらが説明されているため、光学散
乱素子および検出器は、ここでは詳細には示されていな
い。（ここにおいて、および特許請求の範囲において用
いられているように、術語「検出器装置」は、波長フィ
ルタまたは散乱のためのコンポーネントと、フィルタさ
れ、または散乱された放射の１つまたはそれ以上の検出
器と、組み合わせられたトレインにおいて反射し、そし
て焦点合わせするための光学素子と、そして処理しそし
て結果を表示するための装置とのグループを包含してい
る。） 上に説明されたように、中間的に設けられた光学装置１
６は、プラズマ２２からの放射を検出器装置３１に向け
る。（例えば前に説明されたパーキンエルマーＯｐｔｉ
ｍａ３０００のような、）一般的なスペクトロメータに
おいては、プラズマから検出された放射は（図１に示さ
れているような）直角に方向付けされたＩＣＰ発生器か
らパスライン１９に沿った放射（半径）方向放射１８か
または（図１には示されていない）軸的に整列された発
生器からの軸方向放射２８のいずれかである。いずれの
場合でも、ミラー３６は約４５゜に向けられており、放
射を受ける。ミラーは、これもまた４５゜において放射
３９を中低ミラー３８に反射し、これはミラー３６と共
に、プラズマ源内の前もって決められた放出ポイント４
２のイメージとしての放射を、検出器装置への入り口に
設けられた（本実施例における図面に垂直なスリットで
ある）開口４０に焦点合わせする。ミラー３６は、平坦
であっても良いがしかし、中低であることが望ましく、
水平およびおよび垂直面（図面は水平）からの焦点合わ
せを等化とするような中低環状面であることが最も望ま
しい。しかも、中低ミラー３８もまた、同じ理由によっ
て中低環状面であるべきである。「放出ポイント」４２
は、実際には、軸方向および放射（半径）方向パス内に
放射するプラズマ内の放出領域の有限な長さにおける中
心点である。
【００１４】精密さのために、ミラー３６はミラーの実
効平面において、またはその付近において心棒４６に関
してわずかにミラーを回転させるためのスッテパモータ
４４と結合され、プラズマからの放射のポイントをスリ
ット上に焦点合わせするよう整列または選択することが
できるようにされる。（示されていない）第２モータ
が、さらに別の整列のために直交軸上のミラーを回転さ
せるために設けられる。それらのモータは、自動的に、
または操作者入力のいずれかによって信号を理想化する
ために、スペクトロメータのコンピュータ３２によって
制御されることが好都合である。この実施例において
は、第１ミラー３６の方向は整列に関するわずかな補正
をもって公称的に４５゜であるがしかし、プラズマ発生
器１２および中低ミラー３８の場所に関して依存する別
の角度にされることもできる。別の変形においては、第
１ミラーはスリットにおいて焦点合わせするために、よ
り多くの中低とされ、ミラー３８は平坦であることもで
きる。あるいは、中低ミラー３６、３８は、光学パス内
の１つまたはそれ以上のレンズによって置換される。
（示されていない）他の曲がっているミラーは必要また
は希望によって使用することができる。
効平面において、またはその付近において心棒４６に関
してわずかにミラーを回転させるためのスッテパモータ
４４と結合され、プラズマからの放射のポイントをスリ
ット上に焦点合わせするよう整列または選択することが
できるようにされる。（示されていない）第２モータ
が、さらに別の整列のために直交軸上のミラーを回転さ
せるために設けられる。それらのモータは、自動的に、
または操作者入力のいずれかによって信号を理想化する
ために、スペクトロメータのコンピュータ３２によって
制御されることが好都合である。この実施例において
は、第１ミラー３６の方向は整列に関するわずかな補正
をもって公称的に４５゜であるがしかし、プラズマ発生
器１２および中低ミラー３８の場所に関して依存する別
の角度にされることもできる。別の変形においては、第
１ミラーはスリットにおいて焦点合わせするために、よ
り多くの中低とされ、ミラー３８は平坦であることもで
きる。あるいは、中低ミラー３６、３８は、光学パス内
の１つまたはそれ以上のレンズによって置換される。
（示されていない）他の曲がっているミラーは必要また
は希望によって使用することができる。
【００１５】（図２の）本発明によれば、光学装置４８
はプラズマ発生器１２と検出器装置１４との間に設けら
れて、発生器から検出器装置３１へ、長さ方向軸３０上
の軸方向放射２８か、または放射（半径）方向パス１９
に沿った放射（半径）方向放射１８、のビームのいずれ
かを選択的に方向付ける。（例えばミラー３６、３８の
ような）同じ光学素子が用いられるのが好都合であると
しても、この装置４８は図１の中間光学装置１６を置換
する。（コンポーネントおよび外形が図１におけると同
じことが望ましい場合には、同じ参照番号がここでも用
いられている。
はプラズマ発生器１２と検出器装置１４との間に設けら
れて、発生器から検出器装置３１へ、長さ方向軸３０上
の軸方向放射２８か、または放射（半径）方向パス１９
に沿った放射（半径）方向放射１８、のビームのいずれ
かを選択的に方向付ける。（例えばミラー３６、３８の
ような）同じ光学素子が用いられるのが好都合であると
しても、この装置４８は図１の中間光学装置１６を置換
する。（コンポーネントおよび外形が図１におけると同
じことが望ましい場合には、同じ参照番号がここでも用
いられている。
【００１６】）軸方向放射２８は直接的にプラズマ２２
から第１ミラー３６に向けられ、ミラー３６はこの放射
をミラー３８に、そしてその結果スリットに反射させ
る。好都合なことに、ミラー３６は（図１の）一般的な
計器におけると同じであり、そしてスリットに放射を入
力するよう整列されるためにステッパモータ４４と結び
ついている。しかし、ノブまたはレバーによるミラーの
手動回転は変更されている。
から第１ミラー３６に向けられ、ミラー３６はこの放射
をミラー３８に、そしてその結果スリットに反射させ
る。好都合なことに、ミラー３６は（図１の）一般的な
計器におけると同じであり、そしてスリットに放射を入
力するよう整列されるためにステッパモータ４４と結び
ついている。しかし、ノブまたはレバーによるミラーの
手動回転は変更されている。
【００１７】光学装置４８の望ましい実施例において
は、第２ミラー５０がプラズマ発生器１２から横に、４
５゜における方向であることが望ましい、設けられてお
り、その結果開口２９を通った放射（半径）方向放射１
８を、長さ方向軸３０に平行な（または少なくとも全体
的に平行な）、そして全体的には、反対側に識別される
ように、第１ミラー３６の方向に、パス５２に向けて反
射させる。第３ミラー５４が長さ方向軸から横に設けら
れており、これもまた４５゜であって、そして第２ミラ
ーと同様軸から同じ距離であり、そして放射方向である
ことが望ましく、その結果第２ミラーからの放射を、プ
ラズマ発生器と第１ミラーとの間の長さ方向軸３０に近
い（しかし一致はしていない）中心点５８に向かう、中
心線６４上のパス５６に反射させる。（ここにおける実
施例は、放射を反射させるのに平坦なミラーを使用して
いるが、しかしミラーに実質的に等価な内部反射面を持
つ直角プリズムのようなプリズムも反射器として使用さ
れる。） 第４ミラー６０は軸方向放射２８に接近して設けられ、
第３ミラー５４からのパス５６上の放射（半径）方向放
射を第１ミラー３６に向かうパス６２内に反射する。中
心点５８は、ミラー６０上にあるように規定され、そし
て第４ミラーの前および後ろの放射（半径）方向放射の
交差中心線６４、６６によって決められる。第４ミラー
は、直接的に第１ミラー３６に達する軸方向放射との実
質的なミラー干渉がないように、可能な限り軸方向放射
２８の開口ビームに接近すべきである。このことを達成
するために、ミラー６０は開口軸ビーム２８の外側にあ
るか、または少なくとも約１０％よりも多く切り取られ
ることがないようにすべきである。以下に説明される角
度を最小とするため、第４ミラーもまた、これによって
著しく加熱されることのないよう、実際的な妥当な形で
プラズマ発生器１２に接近させるべきである。
は、第２ミラー５０がプラズマ発生器１２から横に、４
５゜における方向であることが望ましい、設けられてお
り、その結果開口２９を通った放射（半径）方向放射１
８を、長さ方向軸３０に平行な（または少なくとも全体
的に平行な）、そして全体的には、反対側に識別される
ように、第１ミラー３６の方向に、パス５２に向けて反
射させる。第３ミラー５４が長さ方向軸から横に設けら
れており、これもまた４５゜であって、そして第２ミラ
ーと同様軸から同じ距離であり、そして放射方向である
ことが望ましく、その結果第２ミラーからの放射を、プ
ラズマ発生器と第１ミラーとの間の長さ方向軸３０に近
い（しかし一致はしていない）中心点５８に向かう、中
心線６４上のパス５６に反射させる。（ここにおける実
施例は、放射を反射させるのに平坦なミラーを使用して
いるが、しかしミラーに実質的に等価な内部反射面を持
つ直角プリズムのようなプリズムも反射器として使用さ
れる。） 第４ミラー６０は軸方向放射２８に接近して設けられ、
第３ミラー５４からのパス５６上の放射（半径）方向放
射を第１ミラー３６に向かうパス６２内に反射する。中
心点５８は、ミラー６０上にあるように規定され、そし
て第４ミラーの前および後ろの放射（半径）方向放射の
交差中心線６４、６６によって決められる。第４ミラー
は、直接的に第１ミラー３６に達する軸方向放射との実
質的なミラー干渉がないように、可能な限り軸方向放射
２８の開口ビームに接近すべきである。このことを達成
するために、ミラー６０は開口軸ビーム２８の外側にあ
るか、または少なくとも約１０％よりも多く切り取られ
ることがないようにすべきである。以下に説明される角
度を最小とするため、第４ミラーもまた、これによって
著しく加熱されることのないよう、実際的な妥当な形で
プラズマ発生器１２に接近させるべきである。
【００１８】角度線６６は、ポイント５８から軸３０と
第１ミラー３６との交差の軸ポイント６８によって規定
され、そしてこの線はミラー６０の干渉のないような最
小角度Ａとされるべきである。もし第４ミラーが、軸３
０に垂直な線６４上の第３ミラー５４からの放射を受け
るならば、第４ミラーは軸に対してほとんど４５゜とな
るが、しかし、軸からのオフセットに関して補正される
実際的な角度にされる。最も好ましいのは、第３ミラー
からの放射が第４ミラーに達するために長さ方向軸３０
を横断し、そしてスリットへの放射の軸方向および放射
（半径）方向パスの全ての光学軸が、（図面の平面であ
る）共通平面に存在することである。しかしながら、本
発明のより広い特色においては、これらパスはこれから
いくらか偏っており、４５゜のミラー方向は限界的では
ない。しかも、他の中間屈折ミラーも必要によって使用
することができ、例えば放射が前に説明したミラーの１
つから、そのような別のミラーを通して次に渡されるこ
ともあり得る。
第１ミラー３６との交差の軸ポイント６８によって規定
され、そしてこの線はミラー６０の干渉のないような最
小角度Ａとされるべきである。もし第４ミラーが、軸３
０に垂直な線６４上の第３ミラー５４からの放射を受け
るならば、第４ミラーは軸に対してほとんど４５゜とな
るが、しかし、軸からのオフセットに関して補正される
実際的な角度にされる。最も好ましいのは、第３ミラー
からの放射が第４ミラーに達するために長さ方向軸３０
を横断し、そしてスリットへの放射の軸方向および放射
（半径）方向パスの全ての光学軸が、（図面の平面であ
る）共通平面に存在することである。しかしながら、本
発明のより広い特色においては、これらパスはこれから
いくらか偏っており、４５゜のミラー方向は限界的では
ない。しかも、他の中間屈折ミラーも必要によって使用
することができ、例えば放射が前に説明したミラーの１
つから、そのような別のミラーを通して次に渡されるこ
ともあり得る。
【００１９】二重の選択を達成するために、第１ミラー
は、例えば必要によって操作者入力によってコンピュー
タ３２の制御の基で、２つの方向のいずれかにモータ４
４によってその軸４６上で回転させられる。（示されて
いるようなミラーの位置である）第１方向においては、
ミラーはプラズマ２２からの軸方向放射３０を検出器装
置１４内に反射し、そして（破線で示される）第２の方
向７０においては、第４ミラー６０からのその中心線６
６上の放射（半径）方向放射が検出器装置内に反射され
る。第１ミラーに関する同じ取り付けおよび制御が、
（図１の）二重選択なしの整列装置をすでに持っている
スペクトロメータに関しても都合良く利用でき、そして
選択に関する２つの方向付けは整列に関して微細に調整
される。
は、例えば必要によって操作者入力によってコンピュー
タ３２の制御の基で、２つの方向のいずれかにモータ４
４によってその軸４６上で回転させられる。（示されて
いるようなミラーの位置である）第１方向においては、
ミラーはプラズマ２２からの軸方向放射３０を検出器装
置１４内に反射し、そして（破線で示される）第２の方
向７０においては、第４ミラー６０からのその中心線６
６上の放射（半径）方向放射が検出器装置内に反射され
る。第１ミラーに関する同じ取り付けおよび制御が、
（図１の）二重選択なしの整列装置をすでに持っている
スペクトロメータに関しても都合良く利用でき、そして
選択に関する２つの方向付けは整列に関して微細に調整
される。
【００２０】軸３０からの第４ミラーの角度Ａは、可能
な限り実質的に小さくされるべきであり、約１゜と１０
゜との間であることが求められており、そして約２゜と
５゜との間が望ましく、それによって光学パス差異およ
び光学異常を最小とし、そして第１ミラーを整列させる
ために設けられるものとして、小さなモータ駆動範囲を
利用することができる。例えば第４ミラーの中心点への
線に関する３．３゜の角度は、実際的であり、そして単
に１．６５゜のミラー切り替え角度Ｂ（角度Ａの半分）
に関して提供される。このことは既に、プラズマ発生器
と第１ミラーとの間の３０ｃｍの間隔をもって、発生器
と第４ミラーとの間の８ｃｍ、および第４ミラーにおけ
る１ｃｍの軸方向放射ビーム幅とによって達成される。
な限り実質的に小さくされるべきであり、約１゜と１０
゜との間であることが求められており、そして約２゜と
５゜との間が望ましく、それによって光学パス差異およ
び光学異常を最小とし、そして第１ミラーを整列させる
ために設けられるものとして、小さなモータ駆動範囲を
利用することができる。例えば第４ミラーの中心点への
線に関する３．３゜の角度は、実際的であり、そして単
に１．６５゜のミラー切り替え角度Ｂ（角度Ａの半分）
に関して提供される。このことは既に、プラズマ発生器
と第１ミラーとの間の３０ｃｍの間隔をもって、発生器
と第４ミラーとの間の８ｃｍ、および第４ミラーにおけ
る１ｃｍの軸方向放射ビーム幅とによって達成される。
【００２１】他の寸法の例は、中低第１ミラー３６と中
低ミラー３８との間が３８ｃｍであり、そしてミラー３
８と開口４０との間の距離（そのような距離は中心線の
距離）が１０ｃｍである。第２および第３ミラー５０、
５４は、都合良く長さ方向軸から８ｃｍの位置に設けら
れ、プラズマ発生器管２３は２ｃｍの直径を持ってい
る。前に説明された場所寸法に関しては、放出ポイント
４２を開口４０に焦点合わせするために垂直面および水
平面（水平は図面の平面）におけるそれぞれの中低の環
状面半径は、ミラー３６に関して３５．２３ｃｍおよび
５６．８８ｃｍ、およびミラー３８に関して１８．１４
ｃｍおよび３９．００ｃｍである。
低ミラー３８との間が３８ｃｍであり、そしてミラー３
８と開口４０との間の距離（そのような距離は中心線の
距離）が１０ｃｍである。第２および第３ミラー５０、
５４は、都合良く長さ方向軸から８ｃｍの位置に設けら
れ、プラズマ発生器管２３は２ｃｍの直径を持ってい
る。前に説明された場所寸法に関しては、放出ポイント
４２を開口４０に焦点合わせするために垂直面および水
平面（水平は図面の平面）におけるそれぞれの中低の環
状面半径は、ミラー３６に関して３５．２３ｃｍおよび
５６．８８ｃｍ、およびミラー３８に関して１８．１４
ｃｍおよび３９．００ｃｍである。
【００２２】軸方向放射は、プラズマ内の前もって決め
られた放出ポイント４２からの軸に沿って入り側開口
（スリット）４０に伸びる第１光学パス長を持ってい
る。放射（半径）方向放射は、同じポイント４２から中
間ミラーを通して開口までの第２パス長を持っており、
この第２パス長は第１よりも長い。ミラー３６、３８
（または代わりのレンズ）は、軸方向放射または放射
（半径）方向放射のいずれかをスリットに焦点合わせす
るための共通装置を校正している。軸方向および放射
（半径）方向放射の光学パス長の間の差異は、放出ポイ
ントおよび開口が軸方向放射および放射（半径）方向放
射の両方に関して共益焦点となるよう、検出器装置３１
の入り側スリット４０上にいずれかのパスによってプラ
ズマ内のポイント４２の焦点合わせが提供されるよう、
補償されるべきである。このことは、わずかな中低の第
４ミラーを用いることによって達成されることが望まし
い。このミラーは、球面的に中低であるが、しかし、必
要とされる焦点パス長を与えるためにセットされた垂直
面における焦点長によって、２倍の平方根として計算さ
れる水平面（図面の）においてより長い焦点長を持つ環
状面をより正確に持っている。前に説明された場所寸法
に関しては、中低第４ミラー６０に関する曲面の環状半
径は１５２．９ｍｍおよび４１９．７ｍｍである。他の
中高ミラーの１つを作るか、または第２トレインに中高
レンズを挿入するかのような、補償のための他の装置も
また用いられる。その代わりに、プラズマ２２と第１ミ
ラーとの間に中低レンズを使用すると、軸方向放射焦点
長は短くなる。
られた放出ポイント４２からの軸に沿って入り側開口
（スリット）４０に伸びる第１光学パス長を持ってい
る。放射（半径）方向放射は、同じポイント４２から中
間ミラーを通して開口までの第２パス長を持っており、
この第２パス長は第１よりも長い。ミラー３６、３８
（または代わりのレンズ）は、軸方向放射または放射
（半径）方向放射のいずれかをスリットに焦点合わせす
るための共通装置を校正している。軸方向および放射
（半径）方向放射の光学パス長の間の差異は、放出ポイ
ントおよび開口が軸方向放射および放射（半径）方向放
射の両方に関して共益焦点となるよう、検出器装置３１
の入り側スリット４０上にいずれかのパスによってプラ
ズマ内のポイント４２の焦点合わせが提供されるよう、
補償されるべきである。このことは、わずかな中低の第
４ミラーを用いることによって達成されることが望まし
い。このミラーは、球面的に中低であるが、しかし、必
要とされる焦点パス長を与えるためにセットされた垂直
面における焦点長によって、２倍の平方根として計算さ
れる水平面（図面の）においてより長い焦点長を持つ環
状面をより正確に持っている。前に説明された場所寸法
に関しては、中低第４ミラー６０に関する曲面の環状半
径は１５２．９ｍｍおよび４１９．７ｍｍである。他の
中高ミラーの１つを作るか、または第２トレインに中高
レンズを挿入するかのような、補償のための他の装置も
また用いられる。その代わりに、プラズマ２２と第１ミ
ラーとの間に中低レンズを使用すると、軸方向放射焦点
長は短くなる。
【００２３】第１または第２方向を選択するための装置
を持つのに加えて、第１ミラーは軸４６上でその第１方
向を微細に調整するための回転よりもさらに大きく回転
することが望ましく、そのようにして軸方向放射を開口
４０に整列させ、その結果選択された放出ポイントが軸
３０上（または選択的に近似）に設けられるようにす
る。これは、（図１の）一般的な計器に関するのと同じ
調節の型式である。同様に、第２方向もまた、放射（半
径）方向放射に関する放射の放出ポイントの軸に沿っ
て、範囲７４から位置を選択するために微細な調節を可
能とすることが必要であり、この選択されたポイントは
サンプル材料が理想的に原子化され、そして励起されて
いる場所である。これらの調節は、検出器信号を最大と
させるフィードバックを持つプログラムまたは操作者入
力のいずれかによって、コンピュータ３２の制御の基で
行われることが望ましいモータ４４によって実行され
る。しかし、マイクロメータノブまたは類似のものによ
る手動調節にも変更できる。
を持つのに加えて、第１ミラーは軸４６上でその第１方
向を微細に調整するための回転よりもさらに大きく回転
することが望ましく、そのようにして軸方向放射を開口
４０に整列させ、その結果選択された放出ポイントが軸
３０上（または選択的に近似）に設けられるようにす
る。これは、（図１の）一般的な計器に関するのと同じ
調節の型式である。同様に、第２方向もまた、放射（半
径）方向放射に関する放射の放出ポイントの軸に沿っ
て、範囲７４から位置を選択するために微細な調節を可
能とすることが必要であり、この選択されたポイントは
サンプル材料が理想的に原子化され、そして励起されて
いる場所である。これらの調節は、検出器信号を最大と
させるフィードバックを持つプログラムまたは操作者入
力のいずれかによって、コンピュータ３２の制御の基で
行われることが望ましいモータ４４によって実行され
る。しかし、マイクロメータノブまたは類似のものによ
る手動調節にも変更できる。
【００２４】ミラーハウジング７６には、放射（半径）
方向放射の余分なパス長内において酸素による放射のい
かなる吸収も最小にするために、窒素または他の不活性
ガスを含むようにされるため、放射用の入り口場所にお
いて、溶解された水晶または同様なものによる窓８０が
設けられている。出口開口８１においてハウジングは、
検出器装置３１に導き、そしてそれを形成する（ミラー
３６、３８を含む）他の全ての光学コンポーネントを含
む１つのハウジング（または複数のハウジング）８２に
ハーメチックシール８３によって接続される。これらの
ハウジングは、窒素またはアルゴンのようなガス、しか
し放射の吸収を避けるために酸素ではない、で満たされ
る。ガスのための小さな通気出口が、入り口開口８０に
設けられる。プラズマガスからハウジングへの熱は、プ
ラズマコイル２０の末端から約２−３ｃｍの、軸３０に
垂直な窒素ガスの十字ファンを備えることにより、（示
されていない、図面の平面の上に設けられる）都合良く
設けられる平坦なノズルによってブロックされる。
方向放射の余分なパス長内において酸素による放射のい
かなる吸収も最小にするために、窒素または他の不活性
ガスを含むようにされるため、放射用の入り口場所にお
いて、溶解された水晶または同様なものによる窓８０が
設けられている。出口開口８１においてハウジングは、
検出器装置３１に導き、そしてそれを形成する（ミラー
３６、３８を含む）他の全ての光学コンポーネントを含
む１つのハウジング（または複数のハウジング）８２に
ハーメチックシール８３によって接続される。これらの
ハウジングは、窒素またはアルゴンのようなガス、しか
し放射の吸収を避けるために酸素ではない、で満たされ
る。ガスのための小さな通気出口が、入り口開口８０に
設けられる。プラズマガスからハウジングへの熱は、プ
ラズマコイル２０の末端から約２−３ｃｍの、軸３０に
垂直な窒素ガスの十字ファンを備えることにより、（示
されていない、図面の平面の上に設けられる）都合良く
設けられる平坦なノズルによってブロックされる。
【００２５】図２を基にして説明された装置が中間光学
装置として望ましい実施例を表現するものであるとはい
っても、検出器装置への軸方向放射または放射（半径）
方向放射のいずれかを選択的に通過させるために、他の
装置も備えることができる。例えば、図２に示された全
てのミラーに関して、第１ミラー３６は固定（または整
列のためだけに可動）され、そして第４ミラー６０が軸
方向放射のパスの中および外（この場合角度Ａはゼロ）
にミラーを移動させる台上に設けられることもできる。
別の実施例としては、第３および第４ミラーが除去さ
れ、そして第２ミラーが軸に関して大きな角度になると
はいえ、放射（半径）方向放射を直接的に第１ミラーに
反射するような角度にされる。さらに別の変更において
は、第３および第４ミラーが除去され、そして第２ミラ
ーが長さ方向軸に平行に放射（半径）方向放射を反射す
るよう４５゜に保たれ、そして第１ミラーが放射パス間
を選択するように光学スイッチによって置換される。し
かし、これらの、または他の変更実施例のいずれにおい
ても、プラズマ発生器は固定されたままであり、そして
光学装置はモードを選択するために用いられる。
装置として望ましい実施例を表現するものであるとはい
っても、検出器装置への軸方向放射または放射（半径）
方向放射のいずれかを選択的に通過させるために、他の
装置も備えることができる。例えば、図２に示された全
てのミラーに関して、第１ミラー３６は固定（または整
列のためだけに可動）され、そして第４ミラー６０が軸
方向放射のパスの中および外（この場合角度Ａはゼロ）
にミラーを移動させる台上に設けられることもできる。
別の実施例としては、第３および第４ミラーが除去さ
れ、そして第２ミラーが軸に関して大きな角度になると
はいえ、放射（半径）方向放射を直接的に第１ミラーに
反射するような角度にされる。さらに別の変更において
は、第３および第４ミラーが除去され、そして第２ミラ
ーが長さ方向軸に平行に放射（半径）方向放射を反射す
るよう４５゜に保たれ、そして第１ミラーが放射パス間
を選択するように光学スイッチによって置換される。し
かし、これらの、または他の変更実施例のいずれにおい
ても、プラズマ発生器は固定されたままであり、そして
光学装置はモードを選択するために用いられる。
【００２６】（図３の）さらに別の変更された装置は、
第１ミラーへの軸方向の、および放射（半径）方向の放
射のパスを反転させている。そのような特色は、図２に
おいて示されているそれから、ＩＣＰ１２が９０゜回転
させられており、その結果第１ミラー３６は、放射（半
径）方向パスライン１９上で直接的に放射（半径）方向
放射１８を受け取り、そして軸方向放射２８は反射器装
置を通して第１ミラーへの角度を通過する。望ましい実
施例においては、軸方向放射は再び第２ミラー５０、第
３ミラー５４および第４ミラー６０で形成される。ミラ
ー５０、５４は、放射パスラインから等距離にあること
が望ましく、また第４ミラー６０は放射（半径）方向状
放射のちょうど外側にあるように放射パスライン１９か
らオフセットされていることが望ましい。図３の装置の
他のコンポーネントおよび機能は図２におけると同様で
あり、そしてその結果同じ参照番号が付されている。
第１ミラーへの軸方向の、および放射（半径）方向の放
射のパスを反転させている。そのような特色は、図２に
おいて示されているそれから、ＩＣＰ１２が９０゜回転
させられており、その結果第１ミラー３６は、放射（半
径）方向パスライン１９上で直接的に放射（半径）方向
放射１８を受け取り、そして軸方向放射２８は反射器装
置を通して第１ミラーへの角度を通過する。望ましい実
施例においては、軸方向放射は再び第２ミラー５０、第
３ミラー５４および第４ミラー６０で形成される。ミラ
ー５０、５４は、放射パスラインから等距離にあること
が望ましく、また第４ミラー６０は放射（半径）方向状
放射のちょうど外側にあるように放射パスライン１９か
らオフセットされていることが望ましい。図３の装置の
他のコンポーネントおよび機能は図２におけると同様で
あり、そしてその結果同じ参照番号が付されている。
【００２７】こうしてより一般的に言えば、軸方向放射
および放射（半径）方向放射のいずれか一方が線形パス
ライン上で１次的放射として前もって決められ、このパ
スラインは長さ方向軸または放射（半径）方向パスであ
る。次に（放射（半径）方向のまたは軸方向の）他は、
２次的放射として前もって決められる。第１ミラーは、
パスラインに沿った１次的放射を直接的に受け取る。反
射器装置は可能な限り低い角度であることが望ましいパ
スラインへの角度において第１ミラーに２次的放射を向
ける。図２の特色においては、軸方向放射２８は、１次
的であり、そして放射（半径）方向放射１８は２次的で
ある。図３の特色においては、放射（半径）方向放射１
８が１次的であり、そして軸方向放射２８が２次的であ
る。いずれの特色に関しても、望ましい実施例において
は、第２ミラー５０および第３ミラー５４はパスライン
から等距離にあり、そして第４ミラー６０はわずかな角
度だけパスラインからオフセットされている。
および放射（半径）方向放射のいずれか一方が線形パス
ライン上で１次的放射として前もって決められ、このパ
スラインは長さ方向軸または放射（半径）方向パスであ
る。次に（放射（半径）方向のまたは軸方向の）他は、
２次的放射として前もって決められる。第１ミラーは、
パスラインに沿った１次的放射を直接的に受け取る。反
射器装置は可能な限り低い角度であることが望ましいパ
スラインへの角度において第１ミラーに２次的放射を向
ける。図２の特色においては、軸方向放射２８は、１次
的であり、そして放射（半径）方向放射１８は２次的で
ある。図３の特色においては、放射（半径）方向放射１
８が１次的であり、そして軸方向放射２８が２次的であ
る。いずれの特色に関しても、望ましい実施例において
は、第２ミラー５０および第３ミラー５４はパスライン
から等距離にあり、そして第４ミラー６０はわずかな角
度だけパスラインからオフセットされている。
【００２８】本発明が特定の実施例を参照しながら上で
詳細に説明されたとしても、本発明の精神および特許請
求の範囲に含まれる種々の変更と変化が当業技術者にと
っては明らかとなるであろう。このため、本発明は特許
請求の範囲およびそれらの等価概念によってのみ制限さ
れることを意図している。
詳細に説明されたとしても、本発明の精神および特許請
求の範囲に含まれる種々の変更と変化が当業技術者にと
っては明らかとなるであろう。このため、本発明は特許
請求の範囲およびそれらの等価概念によってのみ制限さ
れることを意図している。
【００２９】
【発明の効果】ＩＣＰからの放射（半径）方向の、また
は軸方向の放射のいずれかを選択する能力を持つ、改善
された原子放出スペクトロメータを提供できる。
は軸方向の放射のいずれかを選択する能力を持つ、改善
された原子放出スペクトロメータを提供できる。
【図１】誘導結合されたプラズマ発生器の部分的な長さ
方向断面図、および光放射を検出するための装置および
発生器から装置へ放射を通過させるための光学装置の概
略図を含む、一般的な原子放出スペクトロメータの図。
方向断面図、および光放射を検出するための装置および
発生器から装置へ放射を通過させるための光学装置の概
略図を含む、一般的な原子放出スペクトロメータの図。
【図２】誘導結合されたプラズマ発生器の部分的な長さ
方向断面図および、光放射を検出するための装置および
検出器から装置へ放射を通過させるための光学装置の概
略図を含む、本発明による原子放出スペクトロメータの
図。
方向断面図および、光放射を検出するための装置および
検出器から装置へ放射を通過させるための光学装置の概
略図を含む、本発明による原子放出スペクトロメータの
図。
【図３】プラズマ発生器に関して異なる方向を持つ、図
２のそれと類似の、原子放出スペクトロメータの別の実
施例の図。
２のそれと類似の、原子放出スペクトロメータの別の実
施例の図。
１０ 原子放出スペクトロメータ １２ プラズマ発生器 １４ 検出器装置 １６ 光学装置 １８ 放射（半径）方向コンポーネント １９ パスライン ２０ スパイラルコイル ２２ プラズマ ２３ 管 ２４ インジェクタ ２６ サンプル材料 ２８ 軸方向放射 ２９ 開口 ３０ 長さ方向軸 ３１ 検出器装置 ３２ コンピュータ ３３ 階段格子装置 ３４ モニタ ３６ ミラー ３７ 検出器 ３８ 中低ミラー ３９ 放射 ４０ 開口 ４２ 放出ポイント ４４ ステッパモータ ４６ 心棒 ４８ 光学装置 ５０ 第２ミラー ５２ パス ５４ 第３ミラー ５６ パス ５８ 中心点 ６０ 第４ミラー ６２ パス ６４ 交差中心線 ６６ 交差中心線 ６８ 軸ポイント ７０ 第２の方向 ７４ 範囲 ７６ ミラーハウジング ８０ 窓 ８１ 出口開口 ８２ ハウジング ８３ ハーメチックシール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル ダブリュ ハックス アメリカ合衆国 コネチカット モンロー フリント リッジ ロード 30
Claims (12)
- 【請求項１】 光放射を発生させるための、そして長さ
方向軸を持つ、誘導性結合されたプラズマ発生器と、ス
ペクトル波長に関連して放射を検出するための検出器装
置と、そして検出器装置にプラズマ発生器から放出され
た放射を向けさせるようプラズマ発生器および検出器装
置と共動するように配置された光学装置とを含む、原子
放射スペクトロメータにおいて、 放射が長さ方向軸に沿ってプラズマ発生器から放出され
た軸方向放射と、長さ方向軸に全体的に垂直にプラズマ
発生器から放出された放射（半径）方向放射とを含み、
そして光学装置が、検出器装置に軸方向放射または放射
（半径）方向放射のいずれかを選択的に向けさせるため
の、光学選択装置を含むことを特徴とする、原子放射ス
ペクトロメータ。 - 【請求項２】 軸方向放射と放射（半径）方向放射の一
方が線形パスラインを持つ１次的放射として前もって選
択され、そして他２次的放射として前もって選択され、
そして選択装置は、１次的放射を直接的に受け取るよ
う、パスライン上でプラズマ発生器から空間的に隔てら
れた回転可能な第１反射器と、２次的放射を受け取るよ
う、そしてそれを１次的放射のそれとは異なる角度にお
いて、第１反射器に向けさせるために設けられた反射器
装置と、そして第１方向に、または第２方向に第１反射
器を回転させるための回転装置、第１方向は１次的放射
を検出器装置内に反射し、そして第２方向は２次的放射
を検出器装置内に反射させる、とを含むような、請求項
第１項記載のスペクトロメータ。 - 【請求項３】 反射器装置が、実質的に１次的放射と干
渉しないよう、角度が実質的に可能な限り小さくされる
ような、請求項第２項記載のスペクトロメータ。 - 【請求項４】 反射器装置が、第１反射器に向かうパス
ラインに全体的に平行な方向で、プラズマ発生器からの
第２放射を反射させるためパスラインから横に設けられ
た、第２反射器と、プラズマ発生器と第１反射器との間
のパスラインに近い中心点に向けて、第２反射器からの
放射を反射させるようパスラインから横に設けられた第
３反射器と、そして第１反射器への第３反射器からの２
次的放射を反射させるため、それと実質的に干渉するこ
となく１次的放射に隣接した中心点に設けられた第４反
射器とを含むような、請求項第３項記載のスペクトロメ
ータ。 - 【請求項５】 第２反射器および第３反射器が、それぞ
れ平坦であり、そしてパスラインに対して４５゜の角度
で向けられているような、請求項第４項記載のスペクト
ロメータ。 - 【請求項６】 第１反射器が、長さ方向軸上のプラズマ
発生器から空間的に隔てられており、これによって軸方
向放射が１次的放射として前もって決められており、そ
して放射（半径）方向放射が２次的放射として前もって
決められているような、請求項第４項記載のスペクトロ
メータ。 - 【請求項７】 検出器装置が、第１反射器からの放射を
受け取る入り側開口を持ち、１次的放射のための第光学
パス長が、開口へのプラズマ発生器による放射の選択さ
れた放出ポイントから規定され、２次的放射のための第
２光学パス長が、開口への前もって決められた放出ポイ
ントから規定され、当該の第２パス長は第１パス長より
も長く、光学装置は、放出ポイントからの選択装置によ
って向けられた一次的放射を開口に焦点合わせするため
の、そして放出ポイントからの選択装置によって向けら
れた２次的放射を開口に焦点合わせするための、共通焦
点合わせ装置を含み、そして光学装置がさらに、第１パ
ス長よりも長い第２パス長に関する補償のために焦点合
わせするよう設けられ、放出ポイントおよび開口が軸方
向放射および放射（半径）方向放射に関する共役焦点と
なるような、補償装置を含むような、請求項第４項記載
のスペクトロメータ。 - 【請求項８】 補償装置が、中高である第４反射器を含
むような、請求項第７項記載のスペクトロメータ。 - 【請求項９】 共通焦点合わせ装置が中低凹（面）であ
る第１反射器を含み、そしてさらに、第１ミラーと開口
との間に工学的に設けられたさらに別の中低（凹面）反
射器または中高ミラー（凸面鏡）を含むような、請求項
第７項記載のスペクトロメータ。 - 【請求項１０】 パスラインが軸方向ポイントにおいて
第１反射器と交差し、中心点が、第４ミラーによって反
射された２次的放射への第４反射器中心上にあり、そし
てパスラインおよびラインが軸方向ポイントと中心点と
の間に、約１゜および１０゜の間の角度に対して存在す
るような、請求項第４項記載のスペクトロメータ。 - 【請求項１１】 上記の角度は約２゜と５゜との間にあ
るような、請求項第１０項記載のスペクトロメータ - 【請求項１２】 検出器装置が、第１反射器からの放射
を受ける入り側開口を持ち、そして回転装置が、第１ミ
ラーが軸方向放射を開口内に反射させるような、方向を
持っているときに、軸方向放射を開口内に整列させるよ
う第１ミラーを調節するための第１装置と、第１ミラー
が放射（半径）方向放射を開口内に反射するための方向
を持っている時に、放射（半径）方向放射に関する放射
の放出ポイントの軸に沿って位置を選択するよう第１ミ
ラーを調節するための第２装置と、を含むような、請求
項第４項記載のスペクトロメータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/325735 | 1994-10-19 | ||
| US08/325,735 US5483337A (en) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | Spectrometer with selectable radiation from induction plasma light source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08210982A true JPH08210982A (ja) | 1996-08-20 |
| JP3725218B2 JP3725218B2 (ja) | 2005-12-07 |
Family
ID=23269207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27101795A Expired - Lifetime JP3725218B2 (ja) | 1994-10-19 | 1995-10-19 | 誘導プラズマ光源からの選択可能な放射を持つスペクトロメータ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5483337A (ja) |
| EP (1) | EP0708324B1 (ja) |
| JP (1) | JP3725218B2 (ja) |
| AU (1) | AU710068B2 (ja) |
| DE (1) | DE69532268T2 (ja) |
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| JP2021521459A (ja) * | 2018-05-07 | 2021-08-26 | ペルキネルマー ヘルス サイエンシーズ， インコーポレイテッド | 分光計及びそれらを含む機器 |
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