JPS5849807B2 - 分光光度計 - Google Patents

分光光度計

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JPS5849807B2
JPS5849807B2 JP52094734A JP9473477A JPS5849807B2 JP S5849807 B2 JPS5849807 B2 JP S5849807B2 JP 52094734 A JP52094734 A JP 52094734A JP 9473477 A JP9473477 A JP 9473477A JP S5849807 B2 JPS5849807 B2 JP S5849807B2
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JP
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light
interference filter
wedge
optical fiber
photodiodes
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セオドール・アール・オウエン
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International Business Machines Corp
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G01J3/2803—Investigating the spectrum using photoelectric array detector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J3/26—Generating the spectrum; Monochromators using multiple reflection, e.g. Fabry-Perot interferometer, variable interference filters

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は分光光度計に関し、更に具体的には光を異なっ
た波長に分けてその名々の波長における光の量を検出測
定する装置に関する。
全ての分光光度計は、光源と、その光源からの光を異っ
た波長へ分ける手段と、各々の波長における光量を感知
測定する手段とを含む。
例えば米国特許第３８８５８７９号に示される如く、光
を異なった波長に分ける手段は、米国の国防総省によっ
て作威され且つ１９６２年１０月５日に発行された’
Ｍｉｌｉｔａｒｙ ＳｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎＨ
ａｎｄｂｏｏｋ ，Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｓｉｇｎ （
略称ＭＩＬ−ＨＤＢＫ− １ ４１ ）“の第２０−８
０頁及び第２０−８１頁に記述されている如き周知のウ
エッジ・ファブリーペｏ − （ ｗｅｄｇｅ Ｆａｂ
ｒｙ−Ｐｅｒｏｔ）型干渉フィルタ、即ちスペクトル・
ウエッジ干渉フィルタを使用する。
このフィルタは、光学繊維束に対して移動することがで
きる。
フィルタは、光源と光学繊維束との間に置かれ、フィル
タが横方向へ移動するにつれ、異なった波長の光を通す
ようになっている。
本発明の実施例によれば、光学繊維束はスペクトル・ウ
エッジ干渉フィルタの１つの側面へ接着され、他の側面
にはリニア・アレイ式ホトダイオードが接着されている
。
試料を通過した光、又は試料から反射した光は、光学繊
維束によってフィルタの第ｌ側面へ搬送される。
フィルタの各々の部分は、この光の異なった波長を、第
２側面にあるホトダイオードのアレイへ通過させる。
ホトダイオードの各々は、その上に照射した光の量に比
例する出力信号を発生する。
これらホトダイオードの出力を測定することによって、
各々の波長における光量を決定することができる。
本発明の利点として、光を種々の波長に分割する手段は
、移動部品を含まない。
装置が１度組立てられてしまうと、各々の構戒部品は、
他の構成部品に対して「ずれ」を生じる（ ｏｕｔ ｏ
ｆ ｒｅ−ｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ）ことはなく、
各々のホトダイオードは、常に光における特定の既知の
波長に反応する。
これによって、本発明は携帯用分光光度計としての利用
に理想的であることが分る。
伺故ならば、それを動かしてもその正確性に影響を及ぼ
さないからである。
本発明の他の利点は、ホトダイオードの光感知能力を妨
害するような「ほこり」又は「よごれ」の可能性がない
ことである。
更に、光を異なる波長へ分ける本発明の装置は、従来の
典型的な手段に比してコストがかからずサイズも小さい
。
更に本発明の装置は機械的動作を含まないので、広範囲
の波長スペクトルにわたって測定を行なうことができる
。
第１図に示される如く、本発明において、試料からの光
は光学繊維束１によって搬送される。
光学繊維束１の出力端は、接着材の薄い層５によって前
述の如き周知のスペクトル・ウエッジ（ｓｐｅｃｔｒａ
ｌ ｗｅｄｇｅ ） ３へ接着される。
繊維束１内の各繊維は、ウエッジ３の上部表面にわたっ
て分散される。
ウエッジの他の表面では、ホトダイオードのリニア・ア
レイ７が、接着材層９によってウエッジ３へ接着される
。
本発明の実施例において、リニア・アレイ７は５１２個
のホトダイオードを含み、それらの中心部分は約２．５
４Ｘ１０ −３［（１ミル）だけ離れている。
本発明の多くの応用例においては、実際には５１２個の
ホトダイオードを必要としないであろう。
例えば単色分析の場合、４００〜７００ナノメータの１
６個の間隔をカバーする１６個のダイオードで十分であ
ろう。
大部分の応用例においては、１２８個の間隔をカバーす
る１２８個のダイオードで十分であろう。
しかし最大限の柔軟性及び精度を保つために、５１２個
のダイオードが望ましい。
このようなホトダイオード・リニア・アレイは、レチコ
ン・コーポレーションから購入することができる。
リニア・アレイ中のホトダイオードの各々はスイッチ１
１へ接続される。
スイッチ１１は、ホトダイオード出力を測定する手段（
図示されず）へ接続される。
第２図の断面図に示される如く、光学繊維束１の出力端
において、繊維１５はウエッジ３の上部表面にわたって
均一に配分されている。
本発明の実施例において、ウエッジ３によって通された
光のスペクトルは、約４００ナノメータから７００ナノ
メータにわたっており、これらは全て可視領域にある。
配分された光学繊維１５に対応して、多数のホトダイオ
ード１７がリニア・アレイ７として配列されている。
ホトダイオード１７の各々は、ウエッジ３の小部分を介
しで伝導される光を受取り、線１９上に信号を発生する
。
線１９の全てはスイッチ１１（第１図）へ接続される。
このスイッチ１１は、線１９の任意の１本に存在する信
号を選択して測定手段へ転送するように使用されてよい
。
本発明の装置が組立てられた後、それを最初に使用する
前に校正をしなければならない。
校正は、既知波長の単色光を光学繊維束１へ導入し、校
正波長の各々に対するホトダイオードの応答を測定する
ことによって簡単に達成される。
当業者は、一連のそのような測定によって、適当な校正
チャートを作るのに必要なデータを得ることができる点
及び各々のダイオードが応答する波長を決定することが
できる点に容易に気付くであろう。
本発明は密閉されたユニットとして組立てるのが望まし
いので、この校正は不定期的に行なわれることになろう
。
校正は定期的に再検査されるべきである。
何故ならば、それは構成部品（特にウエッジ３）の老化
現象によって影響を受ける場合があるからである。
最初の校正を行なう利点の１つは、光学繊維及びダイオ
ード・リニア・アレイをウエッジへ接着する接着材層５
及び９として任意の合理的透明性を有する接着材を使用
できることにある。
もし接着材層５及び９がそれらを通る光に影響を与える
とすれば、その影響は最初の校正によって自動的に訂正
されよう。
本発明に従う分光光度計は、通常は不定期的になされる
前述の波長校正に加えて、従来型の光度計で広く行なわ
れているようにして、既知の基準に対する校正を頻繁に
行なう必要がある。
伝導密度測定のために装置を校正する場合、基準として
蒸留水が使用されてよい。
反射密度測定のために装置を校正する場合、基準物質と
して酸化マグネシウム又は硫化バリウムが使用されてよ
い。
ここで説明した実施例は単光路分光光度計であるが、当
業者は、本発明を複光路分光光度計に応用できることに
気付くであろう。
複光路分光光度計においては、２組の配分された繊維束
が使用されよう。
１組の繊維束は基準物質からの光を搬送し、他の１組は
試料からの光を搬送する。
これら２組の繊維束は１組のダイオード群の上部に配分
される。
この場合、２組のダイオード群を使用することもできる
。
製造が容易である観点からは、本発明を単光路分光光度
計として実施するのが望ましいであろう。
前述の実施例においては、各々の光学繊維は、ウエッジ
の１つの表面にわたって均一に配分された。
このような配分は、光スペクトルの短い波長端において
は、長い波長端におけるよりも、相対的に低いダイオー
ド出力を生じることが、当業者に認識されるであろう。
もし全てのスペクトルにわたって均一な（フラットな）
ダイオード応答が望まれるならば、ウエッジ表面におけ
る繊維群の分配は、短い波長端においては長い波長端に
おけるよりも高い繊維密度となるように分配することが
できる。
光学繊維の具体的密度分配は、使用される光源の性質に
依存することが当業者に認識されよう。
前述した実施例において、光学繊維束１及び光学繊維１
５は、光をウエッジ３へ搬送する機能を有する。
光はウエッジ３を通ってリニア・アレイ７の個々のホト
ダイオード１７へ達する。
しかし他の既知の方法によって、光を試料からウエッジ
へ導くことができる。
例えば、ウエッジの上部表面をドームへ固定し、ドーム
に試料を保持させ、試料から反射した光又は試料を通過
した光がｌっの窓（ ｗｉｎｄｏｗ ） を通るよう
にし、ウエッジがこの窓を覆うようにすることができる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は光を異なった波長へ分け波長の各々を検出する
本発明の手段を示し、第２図は第１図の線２−２に沿っ
て切断した場合の断面図である。 １・・・・・・光学繊維束、３・・・・・・スペクトル
ウエッジ、５・・・・・・接着材層、７・・・・・・ホ
トダイオード・リニア・アレイ、９・・・・・・接着材
層、１１・・・・・・スイッチ、１５・・・・・・光学
繊維、１７・・・・・・ホトダイオード、１９・・・・
・・線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 下記構成要素（イ）乃至（ニ）を備えて戒る、広帯
    域にわたる光ビームのスペクトルを分析する分光光度計
    。 （イ）少くとも分析すべき光のスペクトルをカバーする
    ウエッジ・ファブリーペロー型の線形可変干渉フィルタ
    。 （口）上記光ビームを上記干渉フィルタの一方の表面へ
    入射させる光学繊維束から或る伝導手段。 上記光学繊維束に含まれる複数の光学繊維の各出力端部
    は上記干渉フィルタの一方の表面において短い波長端か
    ら長い波長端の方向へその繊維密度が次第に減少するよ
    うに分散配置され且つ該一方の表面にそれぞれ接着され
    ている。 （ハ）上記干渉フィルタを透過した光を受取るように該
    干渉フィルタの他方の表面へそれぞれ接着されたホトダ
    イオードの線形アレイ。 上記ホトダイオードの各々は受取られた光の強度に比例
    した電気信号をそれぞれ発生するように動作する。 （ニ）上記ホトダイオードを上記電気信号を測定するた
    めの装置に選択的に接続する手段。
JP52094734A 1976-09-23 1977-08-09 分光光度計 Expired JPS5849807B2 (ja)

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JPS5339784A JPS5339784A (en) 1978-04-11
JPS5849807B2 true JPS5849807B2 (ja) 1983-11-07

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DE (1) DE2739585C2 (ja)
FR (1) FR2365792A1 (ja)
GB (1) GB1542347A (ja)
IT (1) IT1114128B (ja)

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