JPH10307103A - 同位体分子分析装置 - Google Patents
同位体分子分析装置Info
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- JPH10307103A JPH10307103A JP11774597A JP11774597A JPH10307103A JP H10307103 A JPH10307103 A JP H10307103A JP 11774597 A JP11774597 A JP 11774597A JP 11774597 A JP11774597 A JP 11774597A JP H10307103 A JPH10307103 A JP H10307103A
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- light beam
- cell
- transmitted
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多量な自然分子中に存在する微量な同位体分
子の吸収スペクトルを精度よく計測する。 【解決手段】 光源２１−１の光からモノクロメータ２
１−２により単色光を取り出す。その光をビームスプリ
ッタ２３−１により偏光面が直交する二つの直線偏光の
光束に分ける。その一方をリファレンスセル２６−１を
透過させ、他方を試料セル２６−２を透過させる。セル
を透過した２本の光束を偏光プリズムを用いて重ね合わ
せ、この光束から、重ね合わせた２本の光束の各偏光面
に４５度の角度をなす偏光面の光を偏光板２７により取
り出してその強度を計測する。 【効果】 光の干渉を利用する事により二つのセルの吸
収の差分を精度よく測定出来る。
子の吸収スペクトルを精度よく計測する。 【解決手段】 光源２１−１の光からモノクロメータ２
１−２により単色光を取り出す。その光をビームスプリ
ッタ２３−１により偏光面が直交する二つの直線偏光の
光束に分ける。その一方をリファレンスセル２６−１を
透過させ、他方を試料セル２６−２を透過させる。セル
を透過した２本の光束を偏光プリズムを用いて重ね合わ
せ、この光束から、重ね合わせた２本の光束の各偏光面
に４５度の角度をなす偏光面の光を偏光板２７により取
り出してその強度を計測する。 【効果】 光の干渉を利用する事により二つのセルの吸
収の差分を精度よく測定出来る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は分光光度計に関わ
り、特に高感度検出技術に関する。
り、特に高感度検出技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高感度の分光光度計として、図１
に示すように構成されたダブルビーム分光光度計が広く
用いられている。このような分光光度計の具体的な例と
してはアプライド オプティックス 第３３巻３３号７
７０７ページ（１９９４）（AppliedOptics、vol33、No
33、p7707(1994) ) に装置構成が記載されているが、こ
こでは分かり易さの点から図１を用いて説明する。
に示すように構成されたダブルビーム分光光度計が広く
用いられている。このような分光光度計の具体的な例と
してはアプライド オプティックス 第３３巻３３号７
７０７ページ（１９９４）（AppliedOptics、vol33、No
33、p7707(1994) ) に装置構成が記載されているが、こ
こでは分かり易さの点から図１を用いて説明する。
【０００３】図１の装置では光源からの光束を二つに分
割し、一方の光路中に分析試料の入ったセルを入れ、他
方の光路中には標準試料の入ったセルを置く。そして、
各セルを透過した光の強度を光検出器で測定すると図2
のようなスペクトルになる。そして、試料セルのスペク
トルと標準試料セルのスペクトルを測定しこの二つのス
ペクトル測定値の差から分析試料による吸収スペクトル
を算出する。
割し、一方の光路中に分析試料の入ったセルを入れ、他
方の光路中には標準試料の入ったセルを置く。そして、
各セルを透過した光の強度を光検出器で測定すると図2
のようなスペクトルになる。そして、試料セルのスペク
トルと標準試料セルのスペクトルを測定しこの二つのス
ペクトル測定値の差から分析試料による吸収スペクトル
を算出する。
【０００４】図１において11は光源、12はモノクロメー
タ、13は光束分割器、14は試料セル、15はリファレンス
セル、16は光検出器で試料セル14を透過した光束の光強
度を計測用である。17はリファレンスセル15を透過した
光の計測用である。18は光検出器16と17の出力信号を取
り込み処理するためのデータ処理装置である。19は各種
データの記憶装置、20は表示装置、２１はデータバスラ
インである。
タ、13は光束分割器、14は試料セル、15はリファレンス
セル、16は光検出器で試料セル14を透過した光束の光強
度を計測用である。17はリファレンスセル15を透過した
光の計測用である。18は光検出器16と17の出力信号を取
り込み処理するためのデータ処理装置である。19は各種
データの記憶装置、20は表示装置、２１はデータバスラ
インである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図１に示した従来の分
光分析装置では、分析試料濃度が低く試料による光吸収
が少ない場合には信号のSNが悪くなり高精度の測定が出
来なくなる欠点がある。この原因は各セルの透過光を光
検出器で電気信号に変換するときに発生するショットノ
イズにある。このノイズの自乗平均値は入射光強度に比
例しており、そして、ランダムに発生する。そのため、
このノイズは光検出器の出力電気信号の差分処理などで
除去することが出来ない。したがって、分析試料による
吸収が少なく、吸収に対応した電気信号の大きさが小さ
くなるとこのショットノイズが妨害となり精度良く測定
する事が出来なくなる。
光分析装置では、分析試料濃度が低く試料による光吸収
が少ない場合には信号のSNが悪くなり高精度の測定が出
来なくなる欠点がある。この原因は各セルの透過光を光
検出器で電気信号に変換するときに発生するショットノ
イズにある。このノイズの自乗平均値は入射光強度に比
例しており、そして、ランダムに発生する。そのため、
このノイズは光検出器の出力電気信号の差分処理などで
除去することが出来ない。したがって、分析試料による
吸収が少なく、吸収に対応した電気信号の大きさが小さ
くなるとこのショットノイズが妨害となり精度良く測定
する事が出来なくなる。
【０００６】このような問題は特に試料が同位体分子な
どのように濃度の低い場合には深刻である。同位体分子
は分子を構成する幾つかの原子が同位体に置換された分
子であり、アイソトポマとも呼ばれることもある。一般
に、 自然分子に較べ同位体分子の量は極めて少なく、
主に自然分子からなる試料中の同位体分子を測定する場
合は、自然分子による大きな吸収と同位体分子による微
弱な吸収の両方を測定することが必要になる。
どのように濃度の低い場合には深刻である。同位体分子
は分子を構成する幾つかの原子が同位体に置換された分
子であり、アイソトポマとも呼ばれることもある。一般
に、 自然分子に較べ同位体分子の量は極めて少なく、
主に自然分子からなる試料中の同位体分子を測定する場
合は、自然分子による大きな吸収と同位体分子による微
弱な吸収の両方を測定することが必要になる。
【０００７】原子の同位体には質量数の異なるいくつか
の同位体があるので、同位体分子も一種類の分子にたい
し、置換された原子の種類や、同位体の質量数により異
なった複数の同位体分子が存在する。また、同位体に置
換された原子の分子内の位置が異なることによっても別
の同位体分子となる。
の同位体があるので、同位体分子も一種類の分子にたい
し、置換された原子の種類や、同位体の質量数により異
なった複数の同位体分子が存在する。また、同位体に置
換された原子の分子内の位置が異なることによっても別
の同位体分子となる。
【０００８】このような同位体分子を測定するための方
法としては質量数を利用する方法と光吸収スペクトルを
利用する方法がある。
法としては質量数を利用する方法と光吸収スペクトルを
利用する方法がある。
【０００９】質量数を利用する方法は、質量分析計を用
いて同位体分子の質量数とその濃度を測定する方法であ
る。しかし、質量分析計のデータからは同位体分子内の
どの位置にある原子が置換されているのかを知ることが
出来ない。
いて同位体分子の質量数とその濃度を測定する方法であ
る。しかし、質量分析計のデータからは同位体分子内の
どの位置にある原子が置換されているのかを知ることが
出来ない。
【００１０】一方、光吸収スペクトルを利用する方法で
は同位体分子の吸収スペクトルから吸収波長と吸収の大
きさ、自然分子の吸収スペクトルとの差などの情報が得
られる。これらのデータに基づいて同位体分子の量や置
換された原子の同位体分子内の位置を分析することが可
能となる。しかし、このような分析を可能にするために
は低濃度試料のスペクトルを高精度に測定することが必
要になる。
は同位体分子の吸収スペクトルから吸収波長と吸収の大
きさ、自然分子の吸収スペクトルとの差などの情報が得
られる。これらのデータに基づいて同位体分子の量や置
換された原子の同位体分子内の位置を分析することが可
能となる。しかし、このような分析を可能にするために
は低濃度試料のスペクトルを高精度に測定することが必
要になる。
【００１１】本発明の目的は、同位体分子のような低濃
度試料の吸収スペクトルを測定し、さらには、そのスペ
クトルを用いて分子内の同位体に置換された原子位置の
解析を可能にするための分光分析装置を提供する亊であ
る。
度試料の吸収スペクトルを測定し、さらには、そのスペ
クトルを用いて分子内の同位体に置換された原子位置の
解析を可能にするための分光分析装置を提供する亊であ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】従来の測定方法では光検
出器によって発生されるショットノイズが大きいことが
低濃度試料の測定を妨げていた。この光検出器のノイズ
は光検出器に入射する光強度が大きいほど多くなる。
出器によって発生されるショットノイズが大きいことが
低濃度試料の測定を妨げていた。この光検出器のノイズ
は光検出器に入射する光強度が大きいほど多くなる。
【００１３】この問題を解決するために、本発明では、
リファレンスセルを透過した光と試料セルを透過した光
を干渉させて、試料の光吸収に比例した強度の光成分を
合成し、その合成光の強度を測定する光検出方式を採用
する。すなわち、試料による吸収が少なくなるに従い光
検出器に入射する光の強度も小さくなるため、光検出器
から発生するショットノイズが減少し、同位体分子試料
など低濃度資料の高感度測定が可能になる。
リファレンスセルを透過した光と試料セルを透過した光
を干渉させて、試料の光吸収に比例した強度の光成分を
合成し、その合成光の強度を測定する光検出方式を採用
する。すなわち、試料による吸収が少なくなるに従い光
検出器に入射する光の強度も小さくなるため、光検出器
から発生するショットノイズが減少し、同位体分子試料
など低濃度資料の高感度測定が可能になる。
【００１４】
実施例１ 図３に本発明の実施例の一つを示す。はじめに装置の構
成と基本的な働きについて述べる。２１−１は光源、２
１−２は光源からの光を単色光に分光するためのモノク
ロメータである。２２−１はモノクロメータで選択され
た単色光の強度を変調するための変調器である。２２−
２は光変調器の変調周波数を与える発振器である。光変
調器で変調した光をビームスプリッタ２３−１で分割
し、その一方を偏光板２３−２を通して偏光プリズム２
３−３に入射させる。偏光プリズムに入射した光は偏光
面が互いに直交する２光束に分割される。この偏光プリ
ズムは光学結晶を用いたものであっても、あるいは、誘
電体多層薄膜を利用した物であっても良い。
成と基本的な働きについて述べる。２１−１は光源、２
１−２は光源からの光を単色光に分光するためのモノク
ロメータである。２２−１はモノクロメータで選択され
た単色光の強度を変調するための変調器である。２２−
２は光変調器の変調周波数を与える発振器である。光変
調器で変調した光をビームスプリッタ２３−１で分割
し、その一方を偏光板２３−２を通して偏光プリズム２
３−３に入射させる。偏光プリズムに入射した光は偏光
面が互いに直交する２光束に分割される。この偏光プリ
ズムは光学結晶を用いたものであっても、あるいは、誘
電体多層薄膜を利用した物であっても良い。
【００１５】偏光プリズム２３−３により分割された光
の一方はリファレンスガスセル２６−１に入射させる。
他方の光束は試料ガスセル２６−２に入射させる。２６
−１と２６−２のガスセルに入射させた光はガスセルを
複数回透過するようにガスセルの両側に配置した鏡２４
−１と２４−２、２４−３と２４−４の間を往復させ
る。ガスセル２６−１と２６−２を透過した光はその後
偏光プリズム２３−４で重ね合わせて干渉させる。偏光
プリズム２３−４で重ね合わせた光をさらに偏光板２７
により特定の偏光面の光成分を取り出し、その偏光面の
光強度を光検出器２８−１で検出する。
の一方はリファレンスガスセル２６−１に入射させる。
他方の光束は試料ガスセル２６−２に入射させる。２６
−１と２６−２のガスセルに入射させた光はガスセルを
複数回透過するようにガスセルの両側に配置した鏡２４
−１と２４−２、２４−３と２４−４の間を往復させ
る。ガスセル２６−１と２６−２を透過した光はその後
偏光プリズム２３−４で重ね合わせて干渉させる。偏光
プリズム２３−４で重ね合わせた光をさらに偏光板２７
により特定の偏光面の光成分を取り出し、その偏光面の
光強度を光検出器２８−１で検出する。
【００１６】ビームスプリッタ２３−１で分割された光
のうち、残りの光は別のリファレンスガスセル２６−３
を透過させる。リファレンスガスセル２６−３の透過光
強度を光検出器２８−２により検出する。
のうち、残りの光は別のリファレンスガスセル２６−３
を透過させる。リファレンスガスセル２６−３の透過光
強度を光検出器２８−２により検出する。
【００１７】光検出器２８−１と２８−２の出力はロッ
クインアンプ２８−３と２８−４により、光変調器２２
−１で変調した変調周波数成分の出力値を計測する。ロ
ックインアンプの出力はAD変換器２８−５と２８−６に
よりディジタル化したのち、データバスライン２９を通
してデータ処理装置３０−１に送る。同時にモノクロメ
ータからデータバスライン２９を通して入射光の波長値
もデータ処理装置３０−１に送る。そして、モノクロメ
ータの波長を走査して各波長のデータを計測する。計測
したデータ及びデータ処理装置３０−１で処理したデー
タは記憶装置に保存される。また、処理結果は表示装置
に表示される。
クインアンプ２８−３と２８−４により、光変調器２２
−１で変調した変調周波数成分の出力値を計測する。ロ
ックインアンプの出力はAD変換器２８−５と２８−６に
よりディジタル化したのち、データバスライン２９を通
してデータ処理装置３０−１に送る。同時にモノクロメ
ータからデータバスライン２９を通して入射光の波長値
もデータ処理装置３０−１に送る。そして、モノクロメ
ータの波長を走査して各波長のデータを計測する。計測
したデータ及びデータ処理装置３０−１で処理したデー
タは記憶装置に保存される。また、処理結果は表示装置
に表示される。
【００１８】次にこの発明においてどのようにしてノイ
ズ低減が実現されるのかについて説明する。 本発明の
リファレンスセルと試料セルを含んだ光学系の構成は図
４に示すようになる。偏光プリズム２３ー３へ入射した
光は偏光プリズムによって互いに偏光面が直交した二つ
の直線偏光成分に二分される。偏光プリズム２３ー３へ
入射する光強度をI。とすると、偏光板２３−２と偏光
プリズム２３−３の光軸調整によって、二分される光成
分の強度を等しく（I。／２）にすることが出来る。二
分された光成分をP 成分とS成分とするとその偏光面と
強度の関係は図５に示すようになる。図５において、矢
印の方向は偏光面の偏光方向を表し、矢印の大きさはそ
の方向に偏光した光の振幅を表している。
ズ低減が実現されるのかについて説明する。 本発明の
リファレンスセルと試料セルを含んだ光学系の構成は図
４に示すようになる。偏光プリズム２３ー３へ入射した
光は偏光プリズムによって互いに偏光面が直交した二つ
の直線偏光成分に二分される。偏光プリズム２３ー３へ
入射する光強度をI。とすると、偏光板２３−２と偏光
プリズム２３−３の光軸調整によって、二分される光成
分の強度を等しく（I。／２）にすることが出来る。二
分された光成分をP 成分とS成分とするとその偏光面と
強度の関係は図５に示すようになる。図５において、矢
印の方向は偏光面の偏光方向を表し、矢印の大きさはそ
の方向に偏光した光の振幅を表している。
【００１９】リファレンスセルを透過したP 成分光と、
試料セルを透過したS成分光を偏光プリズム２３ー４で
重ね合わせた後、この重ね合わせた光から偏光板２７に
よって入射光の偏光面に直交する偏光成分を取り出す。
この光成分を検出光成分とすると第５図ではこの検出光
成分は偏光面方向が入射光I。の偏光面方向と９０度の
光成分になる。
試料セルを透過したS成分光を偏光プリズム２３ー４で
重ね合わせた後、この重ね合わせた光から偏光板２７に
よって入射光の偏光面に直交する偏光成分を取り出す。
この光成分を検出光成分とすると第５図ではこの検出光
成分は偏光面方向が入射光I。の偏光面方向と９０度の
光成分になる。
【００２０】リファレンスセルと試料セルに同じ物質が
封入してあった場合にはファレンスセルの透過光と試料
セルの透過光は同じ光強度になる。そのため、図５にお
いてP成分とS成分の大きさは等しくなり、そのため、各
セルの透過光による検出光成分は大きさが等しく方向が
逆になるため、互いに打ち消しあって検出光成分の強度
はゼロになる。
封入してあった場合にはファレンスセルの透過光と試料
セルの透過光は同じ光強度になる。そのため、図５にお
いてP成分とS成分の大きさは等しくなり、そのため、各
セルの透過光による検出光成分は大きさが等しく方向が
逆になるため、互いに打ち消しあって検出光成分の強度
はゼロになる。
【００２１】試料セルに標準物質の他に試料物質が入っ
ている時は試料セルの透過光強度はリファレンスセル透
過光強度に比べ試料物質によって吸収される分だけより
大きく減衰する。そのため、両者に差が生じ、 その差
によって検出光に対応した偏光成分が生じる。この偏光
成分の強度は試料吸収が少ない場合は小さな値となるた
め、光検出器によって発生するショットノイズも減少す
る。 その結果、 同位体分子のように低濃度の試料で
吸収が少なくても信号のSNが劣化することなく試料の吸
収スペクトルを測定する事が出来る。この方法で測定し
た吸収スペクトルは例えば図６のようになる。
ている時は試料セルの透過光強度はリファレンスセル透
過光強度に比べ試料物質によって吸収される分だけより
大きく減衰する。そのため、両者に差が生じ、 その差
によって検出光に対応した偏光成分が生じる。この偏光
成分の強度は試料吸収が少ない場合は小さな値となるた
め、光検出器によって発生するショットノイズも減少す
る。 その結果、 同位体分子のように低濃度の試料で
吸収が少なくても信号のSNが劣化することなく試料の吸
収スペクトルを測定する事が出来る。この方法で測定し
た吸収スペクトルは例えば図６のようになる。
【００２２】実施例２ 本実施例による装置の構成を図７に示す。本実施例の装
置構成は大部分が実施例１と同じであるが、異なる点は
リファレンスセルによる吸収スペクトルの測定方法であ
る。実施例１ではリファレンスセル２６−３の透過光を
測定していたが本実施例では偏光プリズム２３−４の透
過光を利用する。
置構成は大部分が実施例１と同じであるが、異なる点は
リファレンスセルによる吸収スペクトルの測定方法であ
る。実施例１ではリファレンスセル２６−３の透過光を
測定していたが本実施例では偏光プリズム２３−４の透
過光を利用する。
【００２３】偏光プリズムではリファレンスセル２６−
１を透過した光と試料セル２６−２を透過した光を重ね
合わせるが、この偏光プリズムで重ねあわせた光は偏光
プリズムから２方向へ透過する。そのうち、一方は偏光
プリズム２３−３へ入射した直線偏光の偏光面に対し直
交し、他方の偏光面は平行になる。偏光面が入射光の偏
光面に平行な光はリファレンスセル２６−１の透過光と
試料セル２６ー２の透過光の和になる。そのため、その
透過光の和の減衰はリファレンスセル２６−１と試料セ
ル２６ー２による吸収を表す。リファレンスセル２６−
１と試料セル２６ー２の中の物質は自然分子がほとんど
で、同位体分子種の量は微量であるため透過光の和の減
衰は自然分子による吸収となる。
１を透過した光と試料セル２６−２を透過した光を重ね
合わせるが、この偏光プリズムで重ねあわせた光は偏光
プリズムから２方向へ透過する。そのうち、一方は偏光
プリズム２３−３へ入射した直線偏光の偏光面に対し直
交し、他方の偏光面は平行になる。偏光面が入射光の偏
光面に平行な光はリファレンスセル２６−１の透過光と
試料セル２６ー２の透過光の和になる。そのため、その
透過光の和の減衰はリファレンスセル２６−１と試料セ
ル２６ー２による吸収を表す。リファレンスセル２６−
１と試料セル２６ー２の中の物質は自然分子がほとんど
で、同位体分子種の量は微量であるため透過光の和の減
衰は自然分子による吸収となる。
【００２４】光検出器２８ー１で検出する光を偏光面が
入射光に直交する光とすると、光検出器２８ー７によっ
て検出する光は偏光面が入射光に平行する光となりその
強度の減衰は自然分子による吸収を表す。従って、光検
出器２８ー７の出力を実施例１の光検出器２８ー２の出
力の代わりに用いることで実施例１と同様に同位体分子
の測定を行う事が出来る。
入射光に直交する光とすると、光検出器２８ー７によっ
て検出する光は偏光面が入射光に平行する光となりその
強度の減衰は自然分子による吸収を表す。従って、光検
出器２８ー７の出力を実施例１の光検出器２８ー２の出
力の代わりに用いることで実施例１と同様に同位体分子
の測定を行う事が出来る。
【００２５】実施例３ 図８に実施例３の装置構成を示す。この装置は実施例１
の装置の光源部分を波長走査型半導体レーザに置き換え
た構成となっている。図８において８１−１は可変波長
半導体レーザ、８１−２は電源、８１−３は半導体レー
ザの発振波長を制御するための温度制御素子、８１−４
は温度制御素子の制御装置である。８１−５はレーザ光
を変調するための発振器、８１−６は半導体レーザの出
力光を平行光に変換するためのコリメータである。
の装置の光源部分を波長走査型半導体レーザに置き換え
た構成となっている。図８において８１−１は可変波長
半導体レーザ、８１−２は電源、８１−３は半導体レー
ザの発振波長を制御するための温度制御素子、８１−４
は温度制御素子の制御装置である。８１−５はレーザ光
を変調するための発振器、８１−６は半導体レーザの出
力光を平行光に変換するためのコリメータである。
【００２６】半導体レーザ８１−１は電源８１−２から
電流を供給する事でレーザ発振し、さらに、変調用の発
信器８１−５によってレーザ光強度が変調される。さら
に、温度制御装置８１−４によって温度制御素子を制御
し半導体レーザの温度を変化させる。この温度制御によ
りレーザ発振波長を走査する。レーザ発振波長を決める
半導体レーザの温度の値はデータバスラインを通してデ
ータ処理装置や記憶装置に送られる。半導体レーザ８１
−１の発振レーザ光はコリメータ８１−６により平行光
束に変換された後ビームスプリッタ２３−１へ送られ
る。その後の作用は実施例１と同じである。
電流を供給する事でレーザ発振し、さらに、変調用の発
信器８１−５によってレーザ光強度が変調される。さら
に、温度制御装置８１−４によって温度制御素子を制御
し半導体レーザの温度を変化させる。この温度制御によ
りレーザ発振波長を走査する。レーザ発振波長を決める
半導体レーザの温度の値はデータバスラインを通してデ
ータ処理装置や記憶装置に送られる。半導体レーザ８１
−１の発振レーザ光はコリメータ８１−６により平行光
束に変換された後ビームスプリッタ２３−１へ送られ
る。その後の作用は実施例１と同じである。
【００２７】ここではレーザ光源として半導体レーザを
用いたが、波長走査可能な他の種類のレーザ装置であっ
ても良い。
用いたが、波長走査可能な他の種類のレーザ装置であっ
ても良い。
【００２８】実施例４ 図９に実施例４の装置構成を示す。この装置は実施例３
の装置においてセル２６−１と２６−２を透過する光の
光路長を２倍になるように構成を変更したものである。
図９において９１−１と９１−２は反射鏡、２８−８は
光検出器である。
の装置においてセル２６−１と２６−２を透過する光の
光路長を２倍になるように構成を変更したものである。
図９において９１−１と９１−２は反射鏡、２８−８は
光検出器である。
【００２９】半導体レーザから偏光プリズム２３−３に
入射した光は偏光プリズム２３−３により偏光面が互い
に直交した２本の光束に分岐される。分岐された光はそ
れぞれセル２６−１と２６−２に入射し、セルの両端に
配置した反射鏡の間を多重反射した後各セルを透過す
る。セルを透過した光を反射鏡９１−１と９１−２によ
り逆方向に反射させる。反射した光はセル内の透過光路
を逆方向に進んで偏光プリズム２３−３に戻り、この偏
光プリズムにより重ね合わさる。重なり合って干渉した
光のうち、半導体レーザから偏光プリズム２３−３に入
射した光の偏光面に平行な偏光面成分は偏光板２３−２
の方向に透過し、直交する偏光面成分は光検出器２８−
８の方向に透過する。
入射した光は偏光プリズム２３−３により偏光面が互い
に直交した２本の光束に分岐される。分岐された光はそ
れぞれセル２６−１と２６−２に入射し、セルの両端に
配置した反射鏡の間を多重反射した後各セルを透過す
る。セルを透過した光を反射鏡９１−１と９１−２によ
り逆方向に反射させる。反射した光はセル内の透過光路
を逆方向に進んで偏光プリズム２３−３に戻り、この偏
光プリズムにより重ね合わさる。重なり合って干渉した
光のうち、半導体レーザから偏光プリズム２３−３に入
射した光の偏光面に平行な偏光面成分は偏光板２３−２
の方向に透過し、直交する偏光面成分は光検出器２８−
８の方向に透過する。
【００３０】セル２６−１と２６−２による透過光の吸
収が等しい場合には偏光プリズム２３−３へ戻る光の強
度は等しくなり干渉した光の偏光面は半導体レーザから
偏光プリズム２３−３に入射した光の偏光面に平行とな
るためすべてが半導体レーザ方向へ進み、光検出器２８
−８の方向へ進む光成分はゼロとなる。
収が等しい場合には偏光プリズム２３−３へ戻る光の強
度は等しくなり干渉した光の偏光面は半導体レーザから
偏光プリズム２３−３に入射した光の偏光面に平行とな
るためすべてが半導体レーザ方向へ進み、光検出器２８
−８の方向へ進む光成分はゼロとなる。
【００３１】各セルによる吸収が異なり光プリズム２３
−３に戻る光の強度に差がある場合は、その差分に比例
した光が光検出器２８−８の方向に透過する。その透過
光強度を光検出器２８−８により測定する事により試料
セルに含まれる微量な同位体分子を計測する。その際の
作用は実施例１と同じである。
−３に戻る光の強度に差がある場合は、その差分に比例
した光が光検出器２８−８の方向に透過する。その透過
光強度を光検出器２８−８により測定する事により試料
セルに含まれる微量な同位体分子を計測する。その際の
作用は実施例１と同じである。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
微量な同位体分子の計測を精度よく行うことが出来る。
そのため、従来技術に比べ分子にかんするより詳細なデ
ータを得ることが可能になり、分子の生成原因の推定や
拡散などによる分子移動の追跡等が可能になる。
微量な同位体分子の計測を精度よく行うことが出来る。
そのため、従来技術に比べ分子にかんするより詳細なデ
ータを得ることが可能になり、分子の生成原因の推定や
拡散などによる分子移動の追跡等が可能になる。
【図１】従来技術による分光測定装置示す図。
【図２】従来技術によって測定した吸収スペクトルを示
す図。
す図。
【図３】本発明の第１の実施例の装置構成図。
【図４】本発明の光吸収検出部の構成図。
【図５】本発明による光検出部の動作機構説明図。
【図６】本発明による装置で測定したときのスペクトル
模数図。
模数図。
【図７】本発明の第２の実施例による装置構成図。
【図８】本発明の第３の実施例による装置構成図。
【図９】本発明の第４の実施例による装置構成図。
１１…光源、１２…モノクロメータ、１３…光束分割
器、１４…試料セル、１５…リファレンスセル、１６…
光検出器、１７…光検出器、１８…データ処理装置、１
９…記憶装置、２０…表示装置、２１…データバスライ
ン ２１−１… 光源、 ２１−２…モノクロメータ、
２２−１…光変調器、２３−１…ビームスプリッタ、
２３−２…偏光板、 ２３−３〜４…偏光プリズム、
２４−１〜４…反射鏡、２５−１〜３…反射鏡、２５−
４〜５…光路長調整板、２６−１…標準試料セル、２６
−２…分析試料セル、２６−３…標準試料セル、２７…
偏光板、２８−１〜２…光検出器、２８−３〜４…ロッ
クインアンプ、２８−５〜６…AD変換器、２８−７〜８
…光検出器、２９…データバスライン、３０−１…デー
タ処理装置、３０−２…表示装置、３０−３…記憶装
置、８１−１…半導体レーザ、８１−２…電源、８１−
３…温度制御素子、８１−４…温度制御装置、８１−５
…変調用発信器、８１−６…コリメータ、９１−１〜２
…反射鏡。
器、１４…試料セル、１５…リファレンスセル、１６…
光検出器、１７…光検出器、１８…データ処理装置、１
９…記憶装置、２０…表示装置、２１…データバスライ
ン ２１−１… 光源、 ２１−２…モノクロメータ、
２２−１…光変調器、２３−１…ビームスプリッタ、
２３−２…偏光板、 ２３−３〜４…偏光プリズム、
２４−１〜４…反射鏡、２５−１〜３…反射鏡、２５−
４〜５…光路長調整板、２６−１…標準試料セル、２６
−２…分析試料セル、２６−３…標準試料セル、２７…
偏光板、２８−１〜２…光検出器、２８−３〜４…ロッ
クインアンプ、２８−５〜６…AD変換器、２８−７〜８
…光検出器、２９…データバスライン、３０−１…デー
タ処理装置、３０−２…表示装置、３０−３…記憶装
置、８１−１…半導体レーザ、８１−２…電源、８１−
３…温度制御素子、８１−４…温度制御装置、８１−５
…変調用発信器、８１−６…コリメータ、９１−１〜２
…反射鏡。
Claims (10)
- 【請求項１】光源装置からの光を直線偏光からなる光束
１と偏光面が該光束１の偏光面に直交する光束２に分岐
し、該光束１をセル１を透過させ、該光束２をセル２を
透過させた後、該光束１と該光束２を光学要素１を用い
て重ね合わせて光束３とし、該光束３から該光束１と該
光束２の偏光面にたいし４５度の角度をなす偏光面の直
線偏光を透過させる偏光光学要素１を備えた光検出部を
含むことを特徴する同位体分子分析装置。 - 【請求項２】光源装置からの光を直線偏光からなる光束
１と偏光面が該光束１の偏光面に直交する光束２に分岐
し、該光束１をセル１を透過させ、該光束２をセル２を
透過させた後、該光束１と該光束２を偏光光学要素２を
用いて重ね合わせて光束３とし、該偏光光学要素２を該
光束３の偏光面が該光束１と該光束２の偏光面にたいし
４５度の角度をなすように設置した事を特徴とする同位
体分子分析装置。 - 【請求項３】前記光源装置として発光要素と分光装置か
らなる特徴とする請求項１又は２記載の同位体分子分析
装置。 - 【請求項４】前記光源装置としてレーザを用いることを
特徴とする請求項１又は２記載の同位体分子分析装置。 - 【請求項５】前記光源装置として半導体レーザを用いる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の同位体分子分析
装置。 - 【請求項６】前記半導体レーザが波長可変である事を特
徴とする請求項５記載の同位体分子分析装置。 - 【請求項７】前記偏光光学要素２と該偏光光学要素３に
多層薄膜を用いた偏光プリズムを使用した請求項２記載
の同位体分子分析装置。 - 【請求項８】前記偏光光学要素に結晶からなる偏光プリ
ズムを使用したことを特徴とする請求項１記載の同位体
分子分析装置。 - 【請求項９】前記セル１と前記セル２に入射した光束を
複数回セル内を往復させた後該セルを射出させるセルを
用いたことを特徴とする請求項１記載の同位体分子分析
装置。 - 【請求項１０】光源装置からの光を直線偏光からなる光
束１と偏光面が該光束１の偏光面に直交する光束２に分
岐し、該光束１をセル１を透過させ、該光束２をセル２
を透過させた後、該光束１と該光束２を光学要素を用い
て重ね合わせて光束３とし、該光束３から該光束１と該
光束２の偏光面にたいし４５度の角度をなす偏光面の直
線偏光を検出して該セル１と該セル２の光吸収の差を計
測する事を特徴とする同位体分子計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11774597A JPH10307103A (ja) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | 同位体分子分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11774597A JPH10307103A (ja) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | 同位体分子分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10307103A true JPH10307103A (ja) | 1998-11-17 |
Family
ID=14719268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11774597A Pending JPH10307103A (ja) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | 同位体分子分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10307103A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008145104A (ja) * | 2006-12-06 | 2008-06-26 | Yokogawa Electric Corp | 波長特性測定装置 |
| CN119757262A (zh) * | 2024-12-03 | 2025-04-04 | 安徽养和医疗器械设备有限公司 | 一种光学检测系统及方法 |
-
1997
- 1997-05-08 JP JP11774597A patent/JPH10307103A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008145104A (ja) * | 2006-12-06 | 2008-06-26 | Yokogawa Electric Corp | 波長特性測定装置 |
| CN119757262A (zh) * | 2024-12-03 | 2025-04-04 | 安徽养和医疗器械设备有限公司 | 一种光学检测系统及方法 |
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