JPS6388430A - 絶対反射率測定装置 - Google Patents

絶対反射率測定装置

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JPS6388430A
JPS6388430A JP61234062A JP23406286A JPS6388430A JP S6388430 A JPS6388430 A JP S6388430A JP 61234062 A JP61234062 A JP 61234062A JP 23406286 A JP23406286 A JP 23406286A JP S6388430 A JPS6388430 A JP S6388430A
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JP
Japan
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sample
light
integrating sphere
goniometer
reflectance
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JP61234062A
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English (en)
Inventor
Yoshio Tsunasawa
綱沢 義夫
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は鏡とか研出した金属面或はガラス表面等の絶対
反射率を任意の入射角で測定することができる装Rに関
する。
口、従来の技術 反射率の測定方法には、参照ミラーを用いて反射率の参
照ミラーに対する比率を測定する相対反射率測定と、参
照ミラーを用いず、入射光に対する反射光の減光率を直
接測定する絶対反射率測定とがある。一般に相対反射率
の測定は容易であるが、絶対反射率の測定は困難である
。従来細材反射率の測定方法としては以下に述べるv−
W法及びV−N法が知られている。
v−W法を第6図に示す。図でA、Bは固定鏡、Cは移
動鏡で、まずCを口実線位置に置き、光路a、b、c、
dに沿って光束を通し、出射光強度Io(λ)を測定す
る。これが100%光のデータである。次に図の鎖線S
の位置に試料面を位置させ、移動鏡Cを試料面に関して
実線のCと対称の位置C゛に移し、光路a * b −
e r dに沿って光束を通し、出射光強度■(λ)を
測定する。この場合光は試料面Sで2回反射しているの
で、試料面の反射率をR(λ)とすると、■(λ)=R
(λ)lO(λ)である。従って絶対反射率R(λ)は R(λ)= 1(λ) / I o (λ)で求められ
る。
N−W法を第7図に示す。A、Bは装置を構成している
平面鏡で、Kは積分球、Pは測光素子である。第7図a
は100%光1o(λ)測定の場合を示し、第7図すは
試料面反射光■(λ)測定の場合を示す。I(λ)測定
の場合、鏡Aを第7図aから同すのように回し、Bを第
7図aから同すに示す位置に移動させ、図すのように試
料Sを置く。この方法の場合、試料面での反射は一回だ
けであるから、■(λ)=R(λ)IO(λ)であり、 R(λ)=I (λ)/Io (λ) で求められる。この方法において積分球が用いられるの
は100%光測定時に比し試料側定時光の反射回数が一
回増えていめため、出射光束における光強度分布パター
ンが反対向きになり、出射光を直接測光素子で受光する
と、受光面の感度むらによる誤差が現れるので、感度む
らの影響を除くため必要となる。
上述したv−W法は直接には反射率の2乗が測定され、
反射率を求めるには開平操作が必要であるが、N−W法
では直接反射率が求められる。しかし何れの方法でも、
試料面への入射角を連続的に変えて反射率を測定するこ
とができず、平面試料についてしか測定ができない。
ハ1発明が解決しようとする問題点 本発明は簡単な機構で連続的に入射角を変えて直接即ち
開平操作等必要とせず絶対反射率を測定することができ
、かつ試料面が多少曲面になっていても支障なく絶対反
射率の測定ができるようにしようとするものである。
二1問題点解決のための手段 ゴニオメータの回転部の中心に試料面を位置させ、回転
腕の先端部に積分球を設置し、試料への入射光束の一部
を分割してモニタ測光系に導くようにし、試料面からの
反射光を上記積分球に入射させ、積分球出射光を測光し
て反射率測定を行うようにした。
ホ0作用 絶対反射率測定で開平操作なしに反射率を直接測定でき
るようにしようとすると、試料面における反射は一回だ
けとしなければならない。相対反射率測定の場合、試料
位置に参照ミラーが置かれるので、基準反射光測定と試
料反射光測定とで反射回数は変わらないが、上述したよ
うに絶対反射率測定では100%光測定時に比し試料反
射光測定時反射回数が一回増すので、測光部入射光束の
断面の反転が起こるため積分球が必要となる。積分球を
用いる場合、試料への入射光をモニタするには入射光を
2光束に分割し、セクターミラーを用いてモニタ光と試
料測定光とを交互に積分球に入射させるのが普通である
が、このような文型式で試料面への光入射角を連続的に
可変にしようとしても、その場合試料と積分球を共通回
転中心に対して回転させねばならないから、モニタ光を
積分球に導くことができず、従って測定光とモニタ光を
交互に積分球に入射させる文型方式で入射角連続可変の
絶対反射率測定はできない。本発明では、モニタ光は積
分球に入れず、別のモニタ測光系に入射させるようにし
たので、ゴニオメータ方式で試料面反射光の測定及び1
00%光の測定を行うことができ、連続可変入射角の絶
対反射率測定が可能となった。
へ、実施例 第1図に本発明の一実施例を示す。図で1はゴニオメー
タの中心回転台、2はゴニオメータの回転腕で両者は回
転台1が角度θだけ回転する間に回転腕が20だけ回転
するように相互に連続されており、回転台1上に試料S
が置かれる。回転腕2の先端部に積分球にと、積分球に
の光出射窓がら出射する光を受光するように光電子増倍
管3が取付けられている。積分球にの光入射窓は回転台
1の中心に向かう方向に穿たれており、試料Sからの反
射光が入射するようになっている。4は光源、5は光源
4の光を分光し、単一波長の光束をゴニオメータ中心に
向けて出射する。分光器5からゴニオメータに向かう光
路の途中にビームスプリッタ6が挿入されており、分光
器出射光の一部をモニタ測光系へ分割している。モニタ
測光系は減光器7と光電子増倍管8とよりなっている。
光電子増倍管8の出力は誤差アンプ9に入力されて基準
信号と比較される。誤差アンプ9の出力は負高圧発生回
路10に印加されて負高圧に変換され、発生した負高圧
電圧が光電子増倍管8のダイノードに印加されて、こ\
にダイノードフィードバック回路が構成され、光電子増
倍管8の出力が常に基準信号と一致するようになってい
る。そして負高圧発生回路10の出力電圧は光電子増倍
管3のダイノードにも印加されている。
上述の装置で絶対反射率の測定は次の順序で行われる。
試料を置かない状態で積分球Kをゴニオメータ上の18
0°の位置に置き、分光器5の出射光が直接積分球Kに
入射するようにし、光電子増倍管3の出力をデータ処理
装置に取込む。この過程でデータ処理回路11に取込ま
れたデータは100%光の測光値のデータでこれをTo
(λ)とする。次に回転台1に試料S上にセットする。
試料Sは試料面が回転台10回転中心線上に位置し、回
転台1がゴニオメータ上で90°の角位置にあるとき試
料面が分光器出射光と平行となるようにセットされる。
12は上記のようにセットすめための治具である。試料
Sを上記のように回転台1上にセットし、回転台を所望
の角位置θに回す。回転腕2は回転台と連続されている
から2θの位置をとる。このようにして分光器5.の出
射光を試料面で反射させて積分球Kに入射させ、このと
きの光電子増倍管3の出力をデータ処理装置11に取込
む。この過程でデータ処理装置に取込まれたデータは試
料Sの表面の反射光の測光データでこれをI(λ)とす
る。最後にデータ処理装置11において、 R(λ)/Io (λ) の演算を行ってR(λ)を求めると、これが試料S表面
の絶対分光反射率である。
第2図は本発明の他の一実施例を示す。上側の各部と対
応する部分には同じ符号を付けである。
(以下の実施例も同じ)。この実施例はモニタ測光系に
おいて、第1図の実施例の減光器7.光電子増倍管8の
所を積分球に1と光電子増倍管8で置換えたもので、反
射光測光系とモニタ測光系の波長特性が前記実施例より
良く一致し、反射率の測定精度が向上する。
第3図は本発明の第3の実施例で、第1図の実施例にお
けるモニタ測光系の光電子増倍管8をシリコンホトセル
13に変えたものである。この“場合ダイノードフィー
ドバック方式は用いられないので、シリコンホトセル1
3の出力に反比例するゲインが反射測光系の光電子増倍
管3で得られるように、シリコンホトセル13の出力を
光電子増倍管3のダイノード印加電圧に変換する。この
変換は光電子増倍管の印加電圧−ゲイン特性が対数曲線
で近似できるので、シリコンホトセル13の出力iを対
数変換回路14でKlog(1/i)に変換して負高圧
発生回路lOに入力することによって行われる。
第4図は本発明の第4の実施例で、近赤外の反射率測定
を行うため、反射光測光系もモニタ測光系も共に測光素
子3’、8’としてPbSを用い、モニタ測光系のPb
S8 ’の出力をAGC回路15に入力してPbS8 
’の出力が一定となるようにAGCをかけ、その同じA
GC信号を反射光測光系のPbS3 ’の出力を増幅す
る可変利得アンプ16に印加する。この可変利得アンプ
16はAGC回路15を構成する可変利得アンプと同じ
特性のものが用いられる。この実施例で17は光源4と
分光器5との間に挿入された光チョッパで、測光回路で
扱う信号を交流化すると共に光遮断時の出力信号によっ
て暗電流の補償を行うようにするためのものである。
なお上記チョッパ17は前記第1〜第3の各実施例にお
いても用いてよいものであり、また各実施例でビームス
プリッタ6を半透明鏡の代わりにセクターミラーにして
光束分割とチ日ツビングを兼ねさせるようにしてもよい
第5図は上記何れの実施例についても適用可能な構造上
の変形実施例で、桔分球Kを測光素子3と一体的に回転
腕2上で、回転中心からの距離Rが変えられるように移
動可能としたものである。
試料面が平面でなくても、試料面での反射光が全部養分
球に入射できれば反射率は測定できるが、試料面が曲面
の場合、反射光束は拡がるので、積分球の光入射窓から
はみ出す場合がある。このような場合でも、積分球を回
転中心に近ずけることによって全反射光を積分球内に入
射させることができ、正確な反射率測定が可能となる。
ト、効果 本発明絶対反射率測定装置は上述したような構成で、反
射測光系の積分球には単一光束だけが入射する構成なの
で、反射測光系を自由に回すことが可能となり、任意の
入射角における絶対反射率の測定ができる。また第7図
に示した従来例では積分球を用いているが、試料面が平
面でない場合、装置を構成している鏡Bへの入射光束の
状態が100%光測光時と試料反射光測光時とで異るた
め、曲面試料の反射率の精密な測定はできないが、本発
明では試料面反射光が直接積分球に入射する構造なので
、曲面試料であっても、反射光が全部積分球に入射でき
る限り、反射率測定が可能である。更にモニタ測光系が
設けられているので、光学的には単光束型の装置である
が、電源の変動等に対して安定であり、波長走査を行う
場合でも信号の変動が単光束型よりも一桁低く押さえら
れて、データ処理においてA/D変換が容易になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例の斜視図、第2図は第2
の実施例の要部平面図、第3図は第3実施例の要部平面
図、第4図は第4実施例の要部平面図、第5図は第5実
施例の表部平面図、第6図は従来装置の4例の平面図、
第7図は従来装置の他の位置例の平面図である。 1・・・ゴニオメータの回転台、2・・・ゴニオメータ
の回転腕、3・・・光電子増倍管、4・・・光源、5・
・・分光器、6・・・ビームスプリッタ、8・・・モニ
タ用光電子増倍管、9・・・誤差アンプ、10・・・負
高圧発生回路、11・・・データ処理装置、K・・・積
分球、S・・・試料。 代理人  弁理士 縣  浩 介 第2図 第3図 1115図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 試料を載置する回転台と、この回転台と共通の回転中心
    によって回転しうる回転腕と、この回転腕に保持され上
    記回転台の回転中心線に向けて光入射窓を開口させた積
    分球及びこの積分球の出射光を受光する測光素子と、上
    記回転台の回転中心線に向けて一定方向から光束を入射
    させる手段と、上記光束を分割してモニタ測光系に導く
    手段とよりなる絶対反射率測定装置。
JP61234062A 1986-09-30 1986-09-30 絶対反射率測定装置 Pending JPS6388430A (ja)

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JP61234062A JPS6388430A (ja) 1986-09-30 1986-09-30 絶対反射率測定装置

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JPS6388430A true JPS6388430A (ja) 1988-04-19

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02167445A (ja) * 1988-12-21 1990-06-27 Toshiba Seiki Kk 反射光量測定方法および装置
JP2006138793A (ja) * 2004-11-15 2006-06-01 Jasco Corp 角度可変測定装置
WO2012157190A1 (ja) * 2011-05-13 2012-11-22 コニカミノルタオプティクス株式会社 反射特性測定装置用光学系および反射特性測定装置

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JP5672376B2 (ja) * 2011-05-13 2015-02-18 コニカミノルタ株式会社 反射特性測定装置用光学系および反射特性測定装置

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