JPS631221Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はフーリエ干渉分光光度計に関する。フ
ーリエ干渉分光光度計は通常マイケルソン型の干
渉計を用い、移動鏡を移動させながら干渉フリン
ジの変化を移動鏡の移動距離の関数として記録
し、この記録をフーリエ変換してもとの光の分光
スペクトルのデータを得る装置である。干渉計は
一般に２光束の光路差を可変にするため移動鏡を
有する。移動鏡は移動の際、鏡の横ぶれ、傾きの
変化等を伴わさぬため鏡の摺動機構は測定波長の
数分の一程度の機械的精度を要求される。フーリ
エ干渉分光光度計の場合、移動鏡は10mm／秒程度
の高速で移動させるので移動鏡の摺動機構に通常
の蟻溝方式を用いることは困難であり、例えば空
気軸受のような装置が用いられる。しかしこのよ
うな装置で移動鏡を高速に動かす場合に上述した
機械的精度を得るのはかなり困難で、従来この型
の分光光度計は主に赤外用として商品化されてお
おり、可視域用の装置を得ようとすると要求精度
の点から大へん高価な装置となるものである。

本考案は移動鏡の移動機構に格別な高精度、或
は特殊な機構を要求されないフーリエ干渉分光光
度計を提供しようとするものである。

本考案は移動鏡をコーナーキユーブ鏡とし弾性
ダイヤフラムに支承させて電磁的に駆動すること
により移動鏡の可動的支持に摩擦力が全く作用せ
ず、また機構的な隙間がないようにすると共に、
コーナーキユーブが傾いても反射光の方向が変わ
ず、光路長も変わらない性質を利用して、構造的
精度の要求を著しく緩和するようにしたフーリエ
干渉分光光度計を提供するものである。以下実施
例によつて本考案を説明する。

第１図は本考案の一実施例装置を示す。１は半
透明鏡、２は固定鏡で３が移動鏡である。４は光
源で光は図矢印のように進行して左方へ出射す
る。固定鏡２、移動鏡３は共にコーナーキユーブ
鏡である。移動鏡３は管５の先端に固定してあ
り、管５は同心円状の波をつけた２枚の弾性ダイ
ヤフラム６，６′の中心に保持されており、両ダ
イヤフラムの周縁は固定してある。管５の外側面
にはコイル７が巻装してあり、このコイルには電
流が流せるようになつている。８は円注マグネツ
トで、管５はこのマグネツトの外側に被嵌され軸
方向に自由に動けるようになつている。９は筒状
のヨークで管５の外周を囲み後端でマグネツト８
と連結されている。この構造でコイル７に電流を
流すことにより移動鏡３を左右に動かすことがで
きる。その移動量は干渉計にレーザー光束を入射
させ、出射光側でレーザー光の波長の光の干渉に
よる明暗変化の波数を計数することによつて測定
される。分光分析に用いる波長域と異なる波長の
光を出すレーザー光と分光分析用の光源の光とを
重ねて干渉計に入射させ、出射光側でフイルター
でレーザー光と分光分析用の波長域の光とを分け
別々に測光して同時記録を採れば、レーザー光の
測光値の変化波形が移動鏡の移動距離目盛とな
る。

コーナーキユーブ鏡は傾きが変つても入射光と
出射光とのなす角が変らず180゜である。またコー
ナーキユーブ鏡は第２図に示す所により横ずれｄ
によつて光路長が変らない。この図はコーナーキ
ユーブを一つの稜線を含みその稜線に対向する面
に垂直な平面での断面を示し、同図から明らかな
ようにａ＝a′，ｂ＝b′であり、ｃは横ずれｄに等
しく、かつc′＝ｄであるからｃ＝c′となり、Ｓ点
を起点としＷ面に至る光路長ａ＋ｂ＋ｃ＋ｌ＝
c′＋a′＋b′＋ｌで不変である。更にコーナーキユ
ーブ鏡が傾いたときも光路長は変らない。第３図
は第２図と同様の断面図で、コーナーキユーブが
０点を中心に回転した場合を示し、０点に入射す
る光線のS0間の往復光路長を基準にこの光線よ
りｅだけ側方にずれた光線のＳ点における垂直面
Ｗとコーナーキユーブ間の往復光路長を考える
と、角α′＝α，角β′＝βであるからａ＝ｂ＝ｃま
たε＝ε′なので、この光路長はS0間の往復光路長
と等しい。S0の長さはコーナーキユーブの傾き
に関係なく固定しているから、コーナーキユーブ
の傾きによつて光路長は変らない。

実際のコーナーキユーブの変位は０点を中心と
せず、第４図に示すようにＣ点を中心とする半径
Ｒの腕に固定された回動と見なすことができる。
この場合コーナーキユーブはRsinθだけの横ずれ
とθの傾きと共にδだけの後退があり、この後退
による光路長の変化は2δである。この2δが1/8波
長であるようにするには、Ｓは波長を0.5μとして
約0.03μ以下とする必要がある。δは、 δ＝Ｒ（１−cosθ） ……(1) でθが小さい場合、 cosθ＝１−１／２θ² とおくことができるから(1)式は、 δ＝Ｒ／２θ² ……(2) となる。Ｃ点は第１図の実施例で大体２枚のダイ
ヤフラムの中間辺にあるとみてよく、コーナーキ
ユーブ３の頂点０から１cm後方であるとすると(2)
式から許容される傾き角θは、 0.03＝10⁴／２・θ²（μ） θ＝0.00245ラジアン≒0.147゜ であり、充分大きな角度であり、従つてコーナー
キユーブの揺動による傾きの光路差への影響は充
分な精度で無視できる。

この計算例は不利な設計仕様を仮定した場合の
もので、上記Ｃ点はコーナーキユーブと円筒５と
コイル７の一体構造の重心で、これをコーナーキ
ユーブの頂点付近に位置させることは設計上容易
で、２枚のダイヤフラムの中間点をコーナーキユ
ーブの頂点付近とすることも容易であり、コーナ
ーキユーブの揺動をほヾ頂点を中心とする傾動に
限定することができ、コーナーキユーブの性質と
してこの傾動の影響は全く現れないから、きわめ
て容易に高精度の移動鏡移動機構が実現できるの
である。

コーナーキユーブとして一面が30mm×30mm、３
面で重量約100ｇ（構造体も含めて）、ダイヤフラ
ムは燐青銅板で厚さ0.125mm直径200mm、これを第
１図のような構成で、移動方向を垂直とし、コイ
ル７の電磁力によりコーナーキユーブを押上げた
位置に保持し、電流を減少させることで、コーナ
ーキユーブ等の自重によりコーナーキユーブを下
方に移動させるようにして約10mmの移動距離を得
ることができる。なおダイヤフラムを２枚用いる
のはコーナーキユーブの揺動を制御するためであ
るから、必要事項ではなく、特に垂直方向に移動
させるときは一枚でも充分である。

本考案フーリエ干渉分光光度計は上述したよう
な構成で移動鏡の移動に伴う横ぶれ、傾き等が大
幅に許容できるので、移動機構が移動鏡をダイヤ
フラムで支承したようなきわめて簡単な構造で光
学的には充分高精度の移動を行わせることができ
るのである。このようにして本考案によれば、赤
外域のフーリエ干渉分光光度計はもとより、より
高精度が要求される可視、紫外域に対しても安価
にフーリエ干渉分光光度計を提供することができ
るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例装置の平面図、第２
図はコーナーキユーブ鏡の横方向移動に伴う光路
長変化を説明する図、第３図はコーナーキユーブ
鏡の傾きに伴う光路長変化を説明する図、第４図
はコーナーキユーブの傾きがコーナーキユーブの
後方を中心として起る場合のコーナーキユーブの
後退を示す図である。 １……半透明鏡、２……固定鏡、３……移動
鏡、４……光源、５……管、６，６′……ダイヤ
フラム、７……コイル、８……マグネツト、９…
…ヨーク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 少くとも移動鏡をコーナーキユーブ鏡とし、周
   縁を固定したダイヤフラムの中央に保持させ、上
   記ダイヤフラムと同心にかつ同ダイヤフラムに垂
   直な円筒コイルを同ダイヤフラムに取付け、この
   コイルを同コイルと同心の放射状磁界内に配置し
   て電流を通じ得るようにしたフーリエ干渉分光光
   度計。