JPH0972848A - ラマン分光装置 - Google Patents
ラマン分光装置Info
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- JPH0972848A JPH0972848A JP25198795A JP25198795A JPH0972848A JP H0972848 A JPH0972848 A JP H0972848A JP 25198795 A JP25198795 A JP 25198795A JP 25198795 A JP25198795 A JP 25198795A JP H0972848 A JPH0972848 A JP H0972848A
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アパーチャーの位置を試料上で確認すること
のできるラマン分光装置を提供する。 【解決手段】 試料表面からの散乱光を集光する集光手
段７２と、前記集光手段７２により集光された散乱光か
ら迷光を除去するアパーチャー５２と、該アパーチャー
５２を介した散乱光を分光し、ラマン光を採取する分光
手段１８と、集光手段７２とは反対面から前記アパーチ
ャー５２を照射するアパーチャー照射用光源７６と、試
料３４の測定部位近傍を照明する試料照射用光源７４
と、前記集光手段７２とアパーチャー５２の間の光路上
に配置されたモニタ用半透鏡８２と、前記アパーチャー
照射用光源７６および試料照射用光源７４からの光が試
料３４に反射され、さらに前記モニタ用半透鏡８２に反
射された光をモニタするモニタ手段４６と、を備えたこ
とを特徴とするラマン分光装置。
のできるラマン分光装置を提供する。 【解決手段】 試料表面からの散乱光を集光する集光手
段７２と、前記集光手段７２により集光された散乱光か
ら迷光を除去するアパーチャー５２と、該アパーチャー
５２を介した散乱光を分光し、ラマン光を採取する分光
手段１８と、集光手段７２とは反対面から前記アパーチ
ャー５２を照射するアパーチャー照射用光源７６と、試
料３４の測定部位近傍を照明する試料照射用光源７４
と、前記集光手段７２とアパーチャー５２の間の光路上
に配置されたモニタ用半透鏡８２と、前記アパーチャー
照射用光源７６および試料照射用光源７４からの光が試
料３４に反射され、さらに前記モニタ用半透鏡８２に反
射された光をモニタするモニタ手段４６と、を備えたこ
とを特徴とするラマン分光装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はラマン分光装置、特
にその試料観察機構の改良に関する。
にその試料観察機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】物質に特定の波長の光を照射すると、そ
の照射光は散乱され、その一部は照射光の波長とは異な
る光（ラマン光）となる。このラマン光は試料を構成す
る分子の振動や回転に基づいてある決まった波数に現
れ、その分子に特有であるため物質の同定が可能であ
り、またラマン強度は照射光の強度、分子数（濃度）に
比例するため試料中の特定成分の定量も可能である。こ
のため、従来より各種のラマン分光光度計が開発されて
おり（特開平３−２７２４４０，特開平４−９９９２９
など）、各種測定、分析に用いられている。
の照射光は散乱され、その一部は照射光の波長とは異な
る光（ラマン光）となる。このラマン光は試料を構成す
る分子の振動や回転に基づいてある決まった波数に現
れ、その分子に特有であるため物質の同定が可能であ
り、またラマン強度は照射光の強度、分子数（濃度）に
比例するため試料中の特定成分の定量も可能である。こ
のため、従来より各種のラマン分光光度計が開発されて
おり（特開平３−２７２４４０，特開平４−９９９２９
など）、各種測定、分析に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
一般的なラマン分光装置では、空間分解設定アパーチャ
ーの試料面における共役位置を確認する手段がなかった
ため、試料の測定領域を設定する際には、テレビモニタ
上で励起レーザーのスポットからの相対位置として測定
者の経験により設定していた。また、測定領域を肉眼に
より確認することは、強力な励起レーザーの散乱光など
により不可能であった。本発明は前記従来技術の課題に
鑑みなされたものであり、その目的はアパーチャーの位
置を試料上で確認することのできるラマン分光装置を提
供することにある。
一般的なラマン分光装置では、空間分解設定アパーチャ
ーの試料面における共役位置を確認する手段がなかった
ため、試料の測定領域を設定する際には、テレビモニタ
上で励起レーザーのスポットからの相対位置として測定
者の経験により設定していた。また、測定領域を肉眼に
より確認することは、強力な励起レーザーの散乱光など
により不可能であった。本発明は前記従来技術の課題に
鑑みなされたものであり、その目的はアパーチャーの位
置を試料上で確認することのできるラマン分光装置を提
供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明にかかるラマン分光装置は、試料表面からの散
乱光を集光する集光手段と、前記集光手段により集光さ
れた散乱光から迷光を除去するスリットを有するアパー
チャーと、該アパーチャーを介した散乱光を分光し、ラ
マン光を採取する分光手段と、集光手段とは反対面から
前記アパーチャーを照射するアパーチャー照射用光源
と、前記試料の測定部位近傍を照明する試料照射用光源
と、前記集光手段とアパーチャーの間の光路上に配置さ
れたモニタ用半透鏡と、前記アパーチャー照射用光源お
よび試料照射用光源からの光が試料に反射され、さらに
前記モニタ用半透鏡に反射された光をモニタするモニタ
手段と、を備えたことを特徴とする。
に本発明にかかるラマン分光装置は、試料表面からの散
乱光を集光する集光手段と、前記集光手段により集光さ
れた散乱光から迷光を除去するスリットを有するアパー
チャーと、該アパーチャーを介した散乱光を分光し、ラ
マン光を採取する分光手段と、集光手段とは反対面から
前記アパーチャーを照射するアパーチャー照射用光源
と、前記試料の測定部位近傍を照明する試料照射用光源
と、前記集光手段とアパーチャーの間の光路上に配置さ
れたモニタ用半透鏡と、前記アパーチャー照射用光源お
よび試料照射用光源からの光が試料に反射され、さらに
前記モニタ用半透鏡に反射された光をモニタするモニタ
手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００５】なお、本発明にかかる装置において、試料
観察モードおよびラマン光測定モードの選択を可能とす
る操作手段と、前記試料観察モードが選択された場合
に、アパーチャー照射用光源および試料照射用光源を点
灯し、試料照射用光源により照射された試料面およびア
パーチャー照射用光源により形成されたアパーチャー像
のモニタ手段によるモニタを可能とし、また、前記ラマ
ン光測定モードが選択された場合に、アパーチャー照射
用光源および試料用光源を消灯し、かつ分光手段に散乱
光を導入する制御手段と、を備えることが好適である。
観察モードおよびラマン光測定モードの選択を可能とす
る操作手段と、前記試料観察モードが選択された場合
に、アパーチャー照射用光源および試料照射用光源を点
灯し、試料照射用光源により照射された試料面およびア
パーチャー照射用光源により形成されたアパーチャー像
のモニタ手段によるモニタを可能とし、また、前記ラマ
ン光測定モードが選択された場合に、アパーチャー照射
用光源および試料用光源を消灯し、かつ分光手段に散乱
光を導入する制御手段と、を備えることが好適である。
【０００６】また、本発明にかかる装置において、アパ
ーチャーと分光手段の間に配置され得る可動反射鏡を備
え、制御手段は、試料観察モードにおいて該可動反射鏡
をアパーチャーと分光手段の間に配置しアパーチャー照
射用光源からの光をアパーチャーに導光し、ラマン光測
定モードにおいて前記可動反射鏡をアパーチャーと分光
手段の間から退避させ、アパーチャーを介して得られる
散乱光を分光手段に導光することが好適である。
ーチャーと分光手段の間に配置され得る可動反射鏡を備
え、制御手段は、試料観察モードにおいて該可動反射鏡
をアパーチャーと分光手段の間に配置しアパーチャー照
射用光源からの光をアパーチャーに導光し、ラマン光測
定モードにおいて前記可動反射鏡をアパーチャーと分光
手段の間から退避させ、アパーチャーを介して得られる
散乱光を分光手段に導光することが好適である。
【０００７】
【発明の実施形態】本発明にかかるラマン分光装置は前
述したように構成されているので、アパーチャー照射用
光源からの照射光がアパーチャーのスリットを介して試
料上に照射される。同時に、試料上には試料照射用光源
からの照明光が照射されている。そして、試料上に形成
された像は、モニタ用半透鏡により取り出されてモニタ
手段によりモニタ可能となる。
述したように構成されているので、アパーチャー照射用
光源からの照射光がアパーチャーのスリットを介して試
料上に照射される。同時に、試料上には試料照射用光源
からの照明光が照射されている。そして、試料上に形成
された像は、モニタ用半透鏡により取り出されてモニタ
手段によりモニタ可能となる。
【０００８】以下、図面に基づき本発明の実施態様につ
いてより詳細に説明する。図１は本発明の一実施態様に
かかるラマン分光装置の概略構成が示されている。同図
に示すラマン分光装置１０は、レーザー部１２と、試料
部１４と、ラマン光導入光学系部１６と、分光器部１８
と、ＣＣＤ検出部２０と、制御部２２と、操作部２３を
備える。そして、レーザー部１２から出射されたレーザ
ー光は、減光器（シャッター付）２４により所望強度の
レーザー光に調整され、前置分光器２６により派生光が
除去された後、１／２波長板２８を介して試料室部１４
に送られる。
いてより詳細に説明する。図１は本発明の一実施態様に
かかるラマン分光装置の概略構成が示されている。同図
に示すラマン分光装置１０は、レーザー部１２と、試料
部１４と、ラマン光導入光学系部１６と、分光器部１８
と、ＣＣＤ検出部２０と、制御部２２と、操作部２３を
備える。そして、レーザー部１２から出射されたレーザ
ー光は、減光器（シャッター付）２４により所望強度の
レーザー光に調整され、前置分光器２６により派生光が
除去された後、１／２波長板２８を介して試料室部１４
に送られる。
【０００９】本実施例において試料室部１４は、大型ク
ライオスタット及びテレビカメラが設置されたマクロ試
料室３０と、一般試料室３２より構成される。一般試料
室３２は試料３４を載置するステージ３６と、試料３４
上の比較的広範囲な部位を観察対象とするマクロ集光系
３８、比較的狭範囲な部位を観察対象とするミクロ集光
系４０から構成され両者のいずれかが選択される集光系
と、試料照射用光源４２、シャッター付減光器４４、テ
レビカメラ４６及びオートフォーカス機構４８より構成
されるモニタ５０と、空間分解能用アパーチャー５２と
を含む。また、ラマン光導入光学系部１６は、レーリー
光除去用スーパーノッチフィルタ５４と、偏光測定用偏
光子／解消板５６とを含む。
ライオスタット及びテレビカメラが設置されたマクロ試
料室３０と、一般試料室３２より構成される。一般試料
室３２は試料３４を載置するステージ３６と、試料３４
上の比較的広範囲な部位を観察対象とするマクロ集光系
３８、比較的狭範囲な部位を観察対象とするミクロ集光
系４０から構成され両者のいずれかが選択される集光系
と、試料照射用光源４２、シャッター付減光器４４、テ
レビカメラ４６及びオートフォーカス機構４８より構成
されるモニタ５０と、空間分解能用アパーチャー５２と
を含む。また、ラマン光導入光学系部１６は、レーリー
光除去用スーパーノッチフィルタ５４と、偏光測定用偏
光子／解消板５６とを含む。
【００１０】また、分光器部１８は、差分散型ダブル分
光器とシングル分光器を接続したトリプル分光器入射口
５８と、１つの分光器を介するシングル分光器入射口６
０を備え、ラマン光強度などに応じて必要な分光器を選
択し、ラマン光とレイリー散乱光とを適切且つ効率的に
分光する。そして、分光器部１８で分光されたラマン光
はＣＣＤ検出部２０で検出されることとなる。なお、１
／２波長板からサンプルステージ３６上の試料３４に導
光されるレーザー光は、反射鏡６２に反射された場合に
は直角散乱光の測定に、反射鏡６４に反射された場合に
は疑似後方散乱光の測定に、さらに反射鏡６６に反射さ
れた場合には後方散乱光の測定に用いられるように、そ
れぞれ所定角度で試料３４上に照射される。
光器とシングル分光器を接続したトリプル分光器入射口
５８と、１つの分光器を介するシングル分光器入射口６
０を備え、ラマン光強度などに応じて必要な分光器を選
択し、ラマン光とレイリー散乱光とを適切且つ効率的に
分光する。そして、分光器部１８で分光されたラマン光
はＣＣＤ検出部２０で検出されることとなる。なお、１
／２波長板からサンプルステージ３６上の試料３４に導
光されるレーザー光は、反射鏡６２に反射された場合に
は直角散乱光の測定に、反射鏡６４に反射された場合に
は疑似後方散乱光の測定に、さらに反射鏡６６に反射さ
れた場合には後方散乱光の測定に用いられるように、そ
れぞれ所定角度で試料３４上に照射される。
【００１１】次に、図２ないし図４により本発明にかか
るラマン分光装置１０の試料モニタ機構及びラマン測定
機構の詳細を説明する。図２には本発明にかかるラマン
分光装置１０により試料表面を観察しつつ、空間分解設
定アパーチャーの試料面における共役位置の確認方法に
ついて説明する。なお、同図中、図１に対応する部材に
は同一符号を付し、説明を省略する。まず、操作者は操
作部２３の操作により試料観察モードを選択する。図２
に示す装置においては、散乱光をレーザー部１２からの
励起レーザー光は減光器２４及び反射鏡７０、集光レン
ズ７２を介して試料３４上に照射されている。そして、
本実施態様にかかるラマン分光装置１０は、試料３４の
比較的広い範囲の照明を行う試料照射用光源７４と、ア
パーチャー５２のスリット周辺を照射するアパーチャー
照射用光源７６を備える。
るラマン分光装置１０の試料モニタ機構及びラマン測定
機構の詳細を説明する。図２には本発明にかかるラマン
分光装置１０により試料表面を観察しつつ、空間分解設
定アパーチャーの試料面における共役位置の確認方法に
ついて説明する。なお、同図中、図１に対応する部材に
は同一符号を付し、説明を省略する。まず、操作者は操
作部２３の操作により試料観察モードを選択する。図２
に示す装置においては、散乱光をレーザー部１２からの
励起レーザー光は減光器２４及び反射鏡７０、集光レン
ズ７２を介して試料３４上に照射されている。そして、
本実施態様にかかるラマン分光装置１０は、試料３４の
比較的広い範囲の照明を行う試料照射用光源７４と、ア
パーチャー５２のスリット周辺を照射するアパーチャー
照射用光源７６を備える。
【００１２】前記試料照射用光源７４から出射した照明
光は、結像レンズ７８により平行光となり、半透鏡８０
及び半透鏡８２、集光レンズ７２を介して試料３４の比
較的広い範囲を照明している。一方、アパーチャー照射
用光源７６を出射した照射光は、結像レンズ８４を介
し、さらに可動反射鏡８６により反射されて図中下方に
進行しアパーチャー５２に結像する。該照射光の内、ア
パーチャー５２のスリットに位置した照射光がそのまま
下方に進行し、結像レンズ８８、半透鏡８２、集光レン
ズ７２を介して試料３４上に照射され、該試料３４上に
はアパーチャー５２のスリット像が写し出されることと
なる。
光は、結像レンズ７８により平行光となり、半透鏡８０
及び半透鏡８２、集光レンズ７２を介して試料３４の比
較的広い範囲を照明している。一方、アパーチャー照射
用光源７６を出射した照射光は、結像レンズ８４を介
し、さらに可動反射鏡８６により反射されて図中下方に
進行しアパーチャー５２に結像する。該照射光の内、ア
パーチャー５２のスリットに位置した照射光がそのまま
下方に進行し、結像レンズ８８、半透鏡８２、集光レン
ズ７２を介して試料３４上に照射され、該試料３４上に
はアパーチャー５２のスリット像が写し出されることと
なる。
【００１３】そして、アパーチャー投影像とアパーチャ
ー自身を結ぶ光軸は、アパーチャー投影像と分光器部の
入射スリットの中心を結ぶ軸と一致させる。また励起レ
ーザーのスポットの中心と、このアパーチャー投影像の
中心は、光学調整により一致させる。以上のようにし
て、試料３４上には図３に示すような像が形成されるこ
ととなる。すなわち、試料３４上にやや広範囲に試料照
明用光源７４の照射範囲９０が形成され、その内側にス
リット像９２が、さらに内側にレーザースポット９４が
写し出される。この状態は、集光レンズ７２、半透鏡８
２，８０、結像レンズ９６を介してテレビカメラ４６に
より撮影され、図示を省略したモニタ上で目視観察が可
能となる。
ー自身を結ぶ光軸は、アパーチャー投影像と分光器部の
入射スリットの中心を結ぶ軸と一致させる。また励起レ
ーザーのスポットの中心と、このアパーチャー投影像の
中心は、光学調整により一致させる。以上のようにし
て、試料３４上には図３に示すような像が形成されるこ
ととなる。すなわち、試料３４上にやや広範囲に試料照
明用光源７４の照射範囲９０が形成され、その内側にス
リット像９２が、さらに内側にレーザースポット９４が
写し出される。この状態は、集光レンズ７２、半透鏡８
２，８０、結像レンズ９６を介してテレビカメラ４６に
より撮影され、図示を省略したモニタ上で目視観察が可
能となる。
【００１４】そして、操作者により所望の試料面上のど
の部分の光が分光器部１８に取り込まれるかを確認し、
操作部２３から指示を与えてステージ３６を移動制御
し、試料の位置決めなどを行う。測定部位の確認が終了
したらば、次に操作部２３を介してラマン光測定モード
を選択する。そうすると、図４に示すように制御部２２
は光源７４，７６の消灯を行うと共に、反射鏡移動手段
９８により前記可動反射鏡８６を図中左方向に移動さ
る。この結果、試料３４に励起レーザー光を照射して生
じる散乱光は、集光レンズ７２により集光され、さらに
結像レンズ８８により結像されてアパーチャー５２を通
過し、そのまま図中上方に進行してラマン光導入光学系
部１６を介して分光器部１８に導光される。
の部分の光が分光器部１８に取り込まれるかを確認し、
操作部２３から指示を与えてステージ３６を移動制御
し、試料の位置決めなどを行う。測定部位の確認が終了
したらば、次に操作部２３を介してラマン光測定モード
を選択する。そうすると、図４に示すように制御部２２
は光源７４，７６の消灯を行うと共に、反射鏡移動手段
９８により前記可動反射鏡８６を図中左方向に移動さ
る。この結果、試料３４に励起レーザー光を照射して生
じる散乱光は、集光レンズ７２により集光され、さらに
結像レンズ８８により結像されてアパーチャー５２を通
過し、そのまま図中上方に進行してラマン光導入光学系
部１６を介して分光器部１８に導光される。
【００１５】分光器部１８ではレーリー光とラマン光の
分離が行われ、ラマン光がＣＣＤ検出部２０により検出
される。以上のように本発明にかかるラマン分光装置に
よれば、試料像観察モードでアパーチャー像と試料の観
察像、及びレーザービームとが同時観察できるため、一
目で空間分解能が解る。また、制御部２２にビデオキャ
プチャーを内蔵しておくことにより、コンピュータのＣ
ＲＴ上にこの画像を写し出し、そのラマンスペクトルと
共に表示、印刷出力、あるいは画像デジタルデータとし
て外部記憶装置へのダウンロードなどが可能である。
分離が行われ、ラマン光がＣＣＤ検出部２０により検出
される。以上のように本発明にかかるラマン分光装置に
よれば、試料像観察モードでアパーチャー像と試料の観
察像、及びレーザービームとが同時観察できるため、一
目で空間分解能が解る。また、制御部２２にビデオキャ
プチャーを内蔵しておくことにより、コンピュータのＣ
ＲＴ上にこの画像を写し出し、そのラマンスペクトルと
共に表示、印刷出力、あるいは画像デジタルデータとし
て外部記憶装置へのダウンロードなどが可能である。
【００１６】なお、前記図２の状態において、レーザー
部１２を停止することにより、空間分解設定アパーチャ
ー５２の試料面上の相当部位を、直接肉眼で観察するこ
とも可能である。また、空間分解設定アパーチャーは丸
穴、細隙の何れでもよい。さらに、ラマン光測定モード
では例えば半透鏡８２などを光路上から退避させ、ラマ
ン光の減衰を避けることも好適である。
部１２を停止することにより、空間分解設定アパーチャ
ー５２の試料面上の相当部位を、直接肉眼で観察するこ
とも可能である。また、空間分解設定アパーチャーは丸
穴、細隙の何れでもよい。さらに、ラマン光測定モード
では例えば半透鏡８２などを光路上から退避させ、ラマ
ン光の減衰を避けることも好適である。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明にかかるラマ
ン分光装置によれば、空間分解設定アパーチャーの位置
を試料上に投影する機能を備えたので、アパーチャー像
と試料の像を同時に観察することができる。
ン分光装置によれば、空間分解設定アパーチャーの位置
を試料上に投影する機能を備えたので、アパーチャー像
と試料の像を同時に観察することができる。
【図１】本発明の一実施態様にかかるラマン分光装置の
全体構成の説明図である。
全体構成の説明図である。
【図２】図１に示した装置でアパーチャー設定確認を行
っている状態の詳細説明図である。
っている状態の詳細説明図である。
【図３】図２に示した状態での試料面モニタ状態の説明
図である。
図である。
【図４】図１に示した装置でラマン光の測定を行ってい
る状態の詳細説明図である。
る状態の詳細説明図である。
１２ レーザ光源 １８ 分光器部（分光手段） ４６ テレビカメラ（モニタ手段） ５２ アパーチャー ７０ モニタ用半透鏡 ７２ 集光レンズ（集光手段） ７４ 試料照射用光源 ７６ アパーチャー照射用光源
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年９月６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【図１】
【図２】
【図４】
Claims (3)
- 【請求項１】 試料上にレーザー光を照射し、試料上で
散乱された光から、照射レーザ光とは異なる波長の散乱
光を採取し、試料の特性分析を行うラマン分光装置にお
いて、 試料表面からの散乱光を集光する集光手段と、 前記集光手段により集光された散乱光から迷光を除去す
るスリットを有するアパーチャーと、 該アパーチャーを介した散乱光を分光し、ラマン光を採
取する分光手段と、 集光手段とは反対面から前記アパーチャーを照射するア
パーチャー照射用光源と、 前記試料の測定部位近傍を照明する試料照射用光源と、 前記集光手段とアパーチャーの間の光路上に配置された
モニタ用半透鏡と、 前記アパーチャー照射用光源および試料照射用光源から
の光が試料に反射され、さらに前記モニタ用半透鏡に反
射された光をモニタするモニタ手段と、を備えたことを
特徴とするラマン分光装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の装置において、さらに試
料観察モードおよびラマン光測定モードの選択を可能と
する操作手段と、 前記試料観察モードが選択された場合に、アパーチャー
照射用光源および試料照射用光源を点灯し、試料照射用
光源により照射された試料面およびアパーチャー照射用
光源により形成されたアパーチャー像のモニタ手段によ
るモニタを可能とし、また、前記ラマン光測定モードが
選択された場合に、アパーチャー照射用光源および試料
用光源を消灯し、かつ分光手段に散乱光を導入する制御
手段と、を備えたことを特徴とするラマン分光装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の装置において、 アパーチャーと分光手段の間に配置され得る可動反射鏡
を備え、 制御手段は、試料観察モードにおいて該可動反射鏡をア
パーチャーと分光手段の間に配置しアパーチャー照射用
光源からの光をアパーチャーに導光し、ラマン光測定モ
ードにおいて前記可動反射鏡をアパーチャーと分光手段
の間から退避させ、アパーチャーを介して得られる散乱
光を分光手段に導光することを特徴とするラマン分光装
置。
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| JP25198795A JP3667397B2 (ja) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | ラマン分光装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-09-04 JP JP25198795A patent/JP3667397B2/ja not_active Expired - Fee Related
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