JP2006275621A - Analyzer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、分析対象物にレーザ光を照射して発生するプラズマからの蛍光を集光し、この蛍光から分析対象物中に含まれる元素を定量する分析装置に関する。 The present invention relates to an analyzer for condensing fluorescence from plasma generated by irradiating an analysis target with laser light and quantifying elements contained in the analysis target from the fluorescence.
従来、分析対象物中に含まれる各種元素を定量する分析技術としては、蛍光X線分析やICP(Inductively Coupled Plasma)誘導プラズマ発光分析が知られているとともに、レーザ光を用いた技術としてレーザ光ブレイクダウン(Laser Induced Breakdown:LIB)分光分析手段が知られている。このレーザ光ブレイクダウン分光分析手段は、パルスレーザ光としてのLIB用レーザ光を分析対象物表面に集光照射して、この分析対象物から球状に広がって発生したプラズマからの蛍光の一部分を蛍光集光レンズにて集光して、この集光した蛍光を蛍光測定装置でスペクトル分光分析するものであり、簡便で多種の元素分析が瞬時にできるものである(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、従来の分析装置では、パルスレーザ光の照射にて発生するプラズマ中の蛍光が球状に広がってしまい、この蛍光の一部分のみを蛍光集光レンズで集光して蛍光測定装置で分光分析するに過ぎないから、より大きな強度のパルスレーザ光が必要であるとともに、測定する蛍光が微弱なため測定精度や測定感度が小さいという問題を有している。 However, in the conventional analyzer, the fluorescence in the plasma generated by the irradiation of the pulsed laser beam spreads in a spherical shape, and only a part of this fluorescence is collected by the fluorescence condenser lens and spectrally analyzed by the fluorescence measuring device. Therefore, there is a problem that a pulse laser beam having a larger intensity is required and measurement accuracy and measurement sensitivity are low because the fluorescence to be measured is weak.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、レーザ光の強度を上げることなく測定精度および測定感度を向上できる分析装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide an analyzer that can improve measurement accuracy and measurement sensitivity without increasing the intensity of laser light.
本発明の分析装置は、分析対象物にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、このレーザ光照射手段によるレーザ光の照射にて発生するプラズマからの蛍光を集光する蛍光集光手段と、この蛍光集光手段にて集光した蛍光の波長および強度から元素を定量する分析手段とを具備し、前記蛍光集光手段は、前記レーザ光照射手段によるレーザ光の照射にて発生する蛍光を反射させて集光する放物面状の放物面鏡を備えたものである。 The analysis apparatus of the present invention includes a laser light irradiation means for irradiating an analysis target with laser light, a fluorescence condensing means for condensing fluorescence from plasma generated by laser light irradiation by the laser light irradiation means, Analyzing means for quantifying the element from the wavelength and intensity of the fluorescence collected by the fluorescence collecting means, and the fluorescence collecting means emits the fluorescence generated by the laser light irradiation by the laser light irradiation means. A parabolic parabolic mirror that reflects and collects light is provided.
そして、レーザ光照射手段によるレーザ光の分析対象物への照射にて発生するプラズマからの蛍光を、蛍光集光手段の放物面状の放物面鏡にて反射させて集光してから、この蛍光集光手段にて集光した蛍光の波長および強度から分析手段にて元素を定量する。 Then, after the fluorescence from the plasma generated by the irradiation of the laser beam to the analysis object by the laser beam irradiation means is reflected by the parabolic parabolic mirror of the fluorescence focusing means, the light is collected. Then, the element is quantified by the analyzing means from the wavelength and intensity of the fluorescence condensed by the fluorescence condensing means.
本発明によれば、レーザ光照射手段によるレーザ光の分析対象物への照射にて発生するプラズマからの蛍光を、より広い範囲で放物面鏡にて反射させて集光できるから、この蛍光をより効率良く集光できる。したがって、レーザ光照射手段から照射されるレーザ光の強度を上げることなく、分析手段による定量の測定精度および測定感度を向上できる。 According to the present invention, the fluorescence from the plasma generated by the irradiation of the laser beam to the analysis object by the laser beam irradiation means can be reflected and collected by the parabolic mirror in a wider range. Can be collected more efficiently. Therefore, it is possible to improve the measurement accuracy and measurement sensitivity of the quantitative measurement by the analysis means without increasing the intensity of the laser light emitted from the laser light irradiation means.
以下、本発明の分析装置の第1の実施の形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, a first embodiment of an analyzer according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、1は分析装置で、この分析装置1はレーザ光を用いた技術であるレーザ光ブレイクダウン(Laser Induced Breakdown:LIB)分光分析手段手法を利用した蛍光元素分析装置である。すなわち、この分析装置1は、レーザ光としてのLIB用レーザ光であるパルスレーザ光Lを分析対象物としての環境物質である試料Aの表面に集光照射して、この試料Aの表面の照射領域がプラズマ化して発生する蛍光Fを集光して、この蛍光Fから試料A中に含まれている特定の元素をスペクトル分光分析にて定量して元素分析するものである。
As shown in FIG. 1,
具体的に、この分析装置1は、試料Aへのパルスレーザ光Lの集光照射にてこの試料Aのパルスレーザ光Lの照射領域をプラズマ化させる。そして、この分析装置1は、パルスレーザ光Lの照射に起因したプラズマPの発生にて、このプラズマPがパルスレーザ光Lの照射終了とともに再結合し始めさせて、数μ秒から数十μ秒程度の間に試料Aの照射領域を構成する元素の原子が励起状態となるから、この励起状態の原子が下準位に遷移するときに、原子数に比例した蛍光Fを発生させて、この蛍光Fのスペクトルおよび発光強度を測定して試料A中の元素種類および各元素の濃度を特定する。ここで、このパルスレーザ光Lの試料Aの表面への照射にて生成される蛍光は、この試料Aの表面から球状に広がるように放射状に拡散される。
Specifically, the
具体的に、この分光装置1は、パルスレーザ光Lを発振して試料Aの表面に照射するレーザ光照射手段2を備えている。このレーザ光照射手段2は、例えばパルスエネルギが50mJ程度、波長が1064nmでパルス幅が5ns程度のYAG(Yttrium・Aluminium・Garnet:イットリウム・アルミニウム・ガーネット)レーザ光であって出力がパルス的に10MW程度のパルスレーザ光Lを発振させるレーザ発振装置3を有している。このレーザ発振装置3は、分析対象の試料Aを原子化およびプラズマ化させるパルスレーザ光Lを発振させる。
Specifically, the
そして、このレーザ発振装置3から発振されたパルスレーザ光Lの伝送経路である光路上には、分光手段としての矩形平板状のスクレーパミラー4が取り付けられている。このスクレーパミラー4は、パルスレーザ光Lの光路に対して、例えば45゜の角度で傾斜して設置されている。さらに、このスクレーパミラー4の中央部には、パルスレーザ光Lの光路に沿って貫通した孔であるレーザ通過孔5が設けられている。このレーザ通過孔5は、スクレーパミラー4の両側面に対して45゜の角度で傾斜した方向に直線状に貫通している。
A rectangular flat plate scraper mirror 4 as a spectroscopic means is attached on the optical path which is a transmission path of the pulsed laser light L oscillated from the
すなわち、このスクレーパミラー4は、このスクレーパミラー4のレーザ通過孔5を介してパルスレーザ光Lがスクレーパミラー4を通過するように設置されている。そして、このスクレーパミラー4のパルスレーザ光Lに対向する側とは反対側の一側面である下側面には、可視光および紫外光を反射する蛍光反射面6が設けられている。この蛍光反射面6は、パルスレーザ光Lの試料Aへの照射によって発生するプラズマP中の蛍光Fを反射する反射面である。
That is, the scraper mirror 4 is installed so that the pulsed laser light L passes through the scraper mirror 4 through the
さらに、このスクレーパミラー4のレーザ通過孔5を通過したパルスレーザ光Lの光路上には、集光手段としての集光レンズ7が設置されている。この集光レンズ7は、この集光レンズ7へと照射したパルスレーザ光Lを集光させる。そして、この集光レンズ7にて集光されたパルスレーザ光Lの光路上には、レーザ伝送手段としての断面円形細長棒状のレーザ伝送光ファイバ11が設置されている。このレーザ伝送光ファイバ11は、このレーザ伝送光ファイバ11の長手方向の一端部である始端部としての上端部12が集光レンズ7にて集光されたパルスレーザ光Lの集光点Bに位置するように設置されている。すなわち、このレーザ伝送光ファイバ11は、集光レンズ7にて集光された後のパルスレーザ光Lが導光されるように設置されている。
Furthermore, a condensing lens 7 as a condensing means is installed on the optical path of the pulsed laser light L that has passed through the
そして、このレーザ伝送光ファイバ11の長手方向の他端部である終端部としての下端部13は、試料Aの表面近傍に位置している。すなわち、このレーザ伝送光ファイバ11の下端部13は、試料Aの表面に対して離間対向して設けられている。さらに、このレーザ伝送光ファイバ11の下端部13には、この下端部13から出光されたパルスレーザ光Lを試料Aに照射させる照射手段としての照射ヘッド14が取り付けられている。この照射ヘッド14は、集光手段としての集光レンズ群15を備えている。この集光レンズ群15は、レーザ伝送光ファイバ11の下端部13から出射されたパルスレーザ光Lを集光させて、この集光したパルスレーザ光Lを試料Aの表面に照射させる。さらに、この集光レンズ群15は、この集光レンズ群15にて集光したパルスレーザ光Lの集光点Cが試料Aの表面に位置するように設置されている。ここで、この集光レンズ群15は、第1の集光レンズ16および第2の集光レンズ17を備えている。そして、これら第1の集光レンズ16および第2の集光レンズ17のそれぞれは、レーザ集光レンズであって、上側面および下側面のそれぞれが円弧面状に突出した凸レンズである。
The
一方、分光装置1は、照射ヘッド14の集光レンズ群15にて集光されたパルスレーザ光Lの試料Aの表面への照射にて、この試料Aを気化させて発生したプラズマP中の試料Aの含有元素から放出される蛍光Fを集光する蛍光集光手段21を備えている。この蛍光集光手段21は、照射ヘッド14の集光レンズ群15にて集光されたパルスレーザ光Lに対向した位置に設置された放物面鏡22を備えている。この放物面鏡22は、照射ヘッド14の集光レンズ群15にて集光されたパルスレーザ光Lが照射される試料Aの表面上に設置されている。
On the other hand, the
そして、この放物面鏡22の内側面には、中央部から放物面状に上方に向けて同心円状に拡径した放物面である反射面23が設けられている。この反射面23は、この反射面23の下側に位置する中央部を試料Aの表面上に設置させた状態で、この反射面23の中心線が試料Aの表面の法線と一致するように設置されている。さらに、この反射面23は、この反射面23の中心線が集光レンズ群15にて集光されたパルスレーザ光Lの光路と一致するように設置されている。
The inner surface of the
また、この反射面23の中心部である下側中央部には、この反射面23の中心線に沿って同心状に貫通した穴部としてのレーザ通過穴24が設けられている。このレーザ通過穴24は、集光レンズ群15にて集光されたパルスレーザ光Lが放物面鏡22の反射面23にて反射されずに通過して試料Aの表面へと照射させる。すなわち、放物面鏡22は、この放物面鏡22のレーザ通過穴24が、集光レンズ群15にて集光されたパルスレーザ光Lの光路上に位置するように設置されている。
Further, a laser passing hole 24 as a hole portion concentrically penetrating along the center line of the reflecting
したがって、この放物面鏡22は、この放物面鏡22のレーザ通過穴24を介した試料Aの表面へのパルスレーザ光Lの照射にて発生したプラズマPからの球状に放射される蛍光Fを、この放物面鏡22の反射面23にて反射させて、この反射面23の中心線に沿った上側に向けて効果的に集光させる。すなわち、この放物面鏡22は、この放物面鏡22の反射面23にて反射した蛍光Fを、パルスレーザ光Lの光路に一致した光路に集光させるとともに、このパルスレーザ光Lの照射方向に対向する側である、このパルスレーザ光Lの照射方向の反対側に向けて集光させる。ここで、この蛍光Fは、可視光から紫外光までに亘った(200nm以上500nm以下の波長の)色収差を有している。
Therefore, the
さらに、スクレーパミラー4の蛍光反射面6に対向した位置には、集光手段としての蛍光集光レンズ25が取り付けられている。この蛍光集光レンズ25は、蛍光集光手段21の一部であって、パルスレーザ光Lの光路に直交して設置されている。具体的に、この蛍光集光レンズ25は、パルスレーザ光Lの試料Aへの照射にて発生したプラズマPからの蛍光Fであって、放物面鏡22の反射面23にて反射されて集光されてから再び集光レンズ群15にて集光されてレーザ伝送光ファイバ11の下端部13から上端部12へと伝送された後に集光レンズ7にて平行状に拡散されて平行ビームEにされてからスクレーパミラー4の蛍光反射面6にて反射された蛍光Fが入射して、この蛍光Fを集光させる。
Further, a fluorescent
そして、この蛍光集光レンズ25にて集光された蛍光Fの光路上には、分析手段としての蛍光分光測定手段である蛍光分光測定装置31が設置されている。この蛍光分光測定装置31は、蛍光Fをスペクトル分光分析して、この蛍光Fの波長および強度から試料A中に含まれる元素含有量を定量して元素分析する蛍光計である。そして、この蛍光分光測定装置31は、パルスレーザ光Lの照射にて試料Aから生成された蛍光Fのスペクトルおよび発光強度を測定する蛍光測定装置としての分光器32を備えている。この分光器32は、蛍光集光レンズ25による蛍光Fの集光点Gに設置されている。そして、この分光器32には、この分光器32にて測定した蛍光Fを電気信号に変換する蛍光検出器33が接続されている。すなわち、この蛍光検出器33は、分光器32にて測定した蛍光に応じた電気信号を出力する。また、この蛍光検出器33には、この蛍光検出器33から出力された電気信号を収録するデータ収録装置34が接続されている。
Then, on the optical path of the fluorescence F condensed by the
次に、上記第1の実施の形態の分析装置の動作について説明する。 Next, the operation of the analyzer according to the first embodiment will be described.
まず、レーザ発振装置3からパルスレーザ光Lを発振させる。
First, the pulse laser beam L is oscillated from the
この後、このパルスレーザ光Lは、スクレーパミラー4のレーザ通過孔5を通過した後に集光レンズ7にて集光される。
Thereafter, the pulse laser beam L is condensed by the condenser lens 7 after passing through the
さらに、この集光レンズ7にて集光されたパルスレーザ光Lは、レーザ伝送光ファイバ11の上端部12へと導入された後に、このレーザ伝送光ファイバ11内を通過して、このレーザ伝送光ファイバ11の下端部13から導出される。
Further, the pulsed laser light L condensed by the condenser lens 7 is introduced into the
そして、このレーザ伝送光ファイバ11の下端部13から導出したパルスレーザ光Lは、集光レンズ群15にて集光された後に、放物面鏡22のレーザ通過穴24を通過して、試料Aの表面の一部である照射領域へと照射される。
Then, the pulse laser beam L derived from the
このとき、このパルスレーザ光Lによる試料Aの照射領域への集光照射によって、この試料Aの照射領域がプラズマ化する。 At this time, the irradiation area of the sample A is converted into plasma by the focused irradiation of the irradiation area of the sample A with the pulsed laser light L.
そして、このパルスレーザ光Lの照射に起因して試料Aの照射領域からプラズマPが発生する。 Then, plasma P is generated from the irradiation region of the sample A due to the irradiation of the pulsed laser light L.
この後、レーザ発振装置3からのパルスレーザ光Lの照射を停止させる。
Thereafter, the irradiation of the pulse laser beam L from the
このとき、このパルスレーザ光Lの照射停止とともに試料Aの照射領域から発生するプラズマPが再結合し始めて、数μ秒から数十μ秒程度の間に試料Aの照射領域を構成する元素の原子が励起状態となる。 At this time, the plasma P generated from the irradiation region of the sample A begins to recombine with the stop of the irradiation of the pulsed laser beam L, and the elements constituting the irradiation region of the sample A within several microseconds to several tens of microseconds. Atom is excited.
そして、この励起状態の原子が下準位に遷移するときに、原子数に比例した蛍光Fが放射状に発生して球状に放射される。 When the excited state atoms transition to the lower level, fluorescence F proportional to the number of atoms is generated radially and emitted spherically.
この後、この蛍光Fは、放物面鏡22の反射面23にて反射されて平行な平行ビーム状に集光される。
Thereafter, the fluorescence F is reflected by the reflecting
そして、この放物面鏡22の反射面23にて集光された蛍光Fは、集光レンズ群15にて集光された後に、レーザ伝送光ファイバ11の下端部へと導入された後に、このレーザ伝送光ファイバ11内を通過して、このレーザ伝送光ファイバ11の上端部12から導出される。
Then, after the fluorescence F collected by the reflecting
さらに、このレーザ伝送光ファイバ11の上端部12から導出された蛍光Fは、集光レンズ7にて平行状に拡散されて平行ビーム状にされた後に、スクレーパミラー4の蛍光反射面6にて直角に反射される。
Further, the fluorescence F derived from the
そして、このスクレーパミラー4の蛍光反射面6にて反射された蛍光Fは、蛍光集光レンズ25にて集光された後に、分光器32へと導入されて、この分光器32にて蛍光Fがスペクトル分光分析されて、この蛍光Fのスペクトルおよび発光強度のそれぞれが測定される。
The fluorescent light F reflected by the fluorescent reflecting surface 6 of the scraper mirror 4 is collected by the
この後、この分光器32にて測定された試料Aの含有元素の蛍光のスペクトルおよび発光強度の測定情報が蛍光検出器33へと送られて、これらスペクトルおよび発光強度のそれぞれの測定情報が蛍光検出器33にて電気信号に変換される。
Thereafter, the measurement information of the fluorescence and emission intensity of the element A contained in the sample A measured by the
そして、この蛍光検出器33にて変換された電気信号は、データ収録装置34へと出力されて、このデータ収録装置34に収録される。
The electrical signal converted by the
この後、このデータ収録装置34に収録された電気信号に基づいて、試料Aの照射領域に含まれている含有元素の種類およびそれぞれの元素の濃度が同定および定量されて特定される。
Thereafter, based on the electrical signal recorded in the
上述したように、上記第1の実施の形態によれば、レーザ発振装置3から発振されるパルスレーザ光Lの強度を上げた場合には、このレーザ発振装置3を大型にしなければならないとともに、このレーザ発振装置3でのレーザ発振によるコストが上昇してしまう。さらに、高出力のパルスレーザ光Lを試料Aの照射領域に照射させた場合には、この試料Aの照射領域の汚れや損傷が大きくなってしまう。
As described above, according to the first embodiment, when the intensity of the pulsed laser light L oscillated from the
そこで、レーザ発振装置3にて発振されたパルスレーザ光Lを放物面鏡22の中央部に開口させたレーザ通過穴24を通過させて試料Aの照射領域に照射させて発生したプラズマPからの蛍光Fを、放物面鏡22の内側面に設けた放射面状の反射面23にて上方に向けて平行ビーム状に反射させて集束させる構成とした。この結果、レーザ発振装置3によるパルスレーザ光Lの試料Aの照射領域への照射にて発生するプラズマPからの蛍光Fを、より広い範囲で放物面鏡22の反射面23にて効率良く反射させて集光できるから、このパルスレーザ光Lの照射にて発生した蛍光Fをより効率良く集光できる。
Therefore, from the plasma P generated by irradiating the irradiation region of the sample A with the laser beam L oscillated by the
したがって、微弱な蛍光Fであっても高確率で集光できるため、様々な形態の試料Aに対してもレーザ発振装置3から発振させて試料Aの照射領域に照射されるパルスレーザ光Lの出力を高くすることなく、このパルスレーザ光Lの照射にて発生する蛍光Fのスペクトルおよび発光強度を蛍光分光測定装置31にて測定できる。
Therefore, since even the weak fluorescence F can be condensed with high probability, the pulsed laser light L emitted from the
よって、レーザ発振装置3から発振されるパルスレーザ光Lの強度を上げることなく、微小元素の分析を高精度にできるから、蛍光分光測定装置31にて測定したスペクトルおよび発光強度それぞれの測定精度および測定感度を向上できる。すなわち、レーザ発振装置3から発振されるパルスレーザ光Lの出力が少なくても、このパルスレーザ光Lの試料Aへの照射にて生成される蛍光Fを効率良く集光できるので、試料A中の含有元素を少ないパルスレーザ光Lで有効に検出できる。
Therefore, since the analysis of the microelements can be performed with high accuracy without increasing the intensity of the pulsed laser light L oscillated from the
また、レーザ発振装置3から発振されるパルスレーザ光Lの強度を上げる必要がなくなるので、このレーザ発振装置3を小型化できるとともに、このレーザ発振装置3からのレーザ発振のためのコストを削減できる。さらに、このレーザ発振装置3から発振させるパルスレーザ光Lの強度を上げる必要がないので、このパルスレーザ光Lを照射させた際の試料Aの照射領域の汚れや損傷を減少できる。
Further, since it is not necessary to increase the intensity of the pulsed laser beam L oscillated from the
なお、上記第1の実施の形態では、試料Aの表面の照射領域に対して垂直にパルスレーザ光Lを照射したが、図2に示す第2の実施の形態のように、試料Aの表面に対して傾斜した方向からパルスレーザ光Lを照射することもできる。そして、分析装置1のレーザ発振装置3は、このレーザ発振装置3から発振されるパルスレーザ光Lが、試料Aの表面の法線に対して、例えば45゜の角度で傾斜した方向から照射されるように設置されている。さらに、レーザ伝送光ファイバ11もまた、試料Aの表面の法線に対して、例えば45゜の角度で傾斜した状態で設置されている。また、このレーザ伝送光ファイバ11の下端部13から導出したパルスレーザ光Lの光路上には、照射ヘッド14の集光レンズ群15が例えば45゜の角度で傾斜した状態で設置されている。
In the first embodiment, the pulse laser beam L is irradiated perpendicularly to the irradiation area on the surface of the sample A. However, as in the second embodiment shown in FIG. It is also possible to irradiate the pulsed laser beam L from a direction inclined with respect to the direction. Then, the
そして、この集光レンズ群15にて集光されたパルスレーザ光Lが照射される試料Aの照射領域上には、放物面鏡22が設置されている。この放物面鏡22の内側面には、中央部から放物面状に上方に向けて同心円状に拡径した放物面を中心線に沿って二等分した形状の半放物面状の反射面23が設けられている。そして、この放物面鏡22は、この放物面鏡22の反射面23の中心線を試料Aの表面に一致させた状態であるとともに、この反射面23の開口方向をパルスレーザ光Lが照射される側に向けて設置されている。
A
さらに、この放物面鏡22は、集光レンズ群15にて集光されたパルスレーザ光Lが照射しない位置に設置されている。言い換えると、この放物面鏡22は、集光レンズ群15にて集光されたパルスレーザ光Lを遮蔽しない位置に設置されている。具体的に、この放物面鏡22は、この放物面鏡22の反射面23の外側縁が、集光レンズ群15にて集光されたパルスレーザ光Lの光路上に入り込まないように設置されている。
Further, the
また、この放物面鏡22の反射面23にて反射されて平行ビーム状に集光された蛍光Fが入射する位置には、この平行ビーム状の蛍光Fを集光させる蛍光集光レンズ41が設置されている。この蛍光集光レンズ41は、試料Aの表面の法線に対して若干傾斜した状態に設置されている。さらに、この蛍光集光レンズ41にて集光された蛍光Fの光路上には、蛍光伝送手段としての断面円形細長棒状の蛍光伝送光ファイバ42が設置されている。この蛍光伝送光ファイバ42は、光透過率が高く、この蛍光伝送光ファイバ42の長手方向の一端部43が蛍光集光レンズ41にて集光された蛍光Fの集光点Hに位置するように設置されている。
In addition, a
そして、この蛍光伝送光ファイバ42の長手方向の他端部44に対向した位置には、この他端部44から導光された蛍光Fを集光させる蛍光集光レンズ25が設置されている。したがって、これら蛍光集光レンズ41、蛍光伝送光ファイバ42および蛍光集光レンズ25にて蛍光集光手段21が構成されている。そして、この蛍光集光手段21は、放物面鏡22の反射面23にて反射して集光した蛍光Fを試料Aの表面に対して略平行な方向に集光させる。さらに、この蛍光集光レンズ25にて集光された蛍光Fの光路上に分光器32が設置されており、この分光器32に蛍光検出器33が接続され、この蛍光検出器33にデータ収録装置34が接続されている。
A
この結果、レーザ発振装置3にて発振されたパルスレーザ光Lを試料Aの照射領域に対して傾斜して照射させて発生した蛍光Fを、放物面鏡22の反射面23にて略水平に平行ビーム状に反射させて集束させるので、上記第1の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
As a result, the fluorescence F generated by irradiating the pulse laser beam L oscillated by the
ここで、例えば金属元素の多くは、代表的な発光ラインが400nm以下の、いわゆる紫外域であることが知られている。このため、パルスレーザ光Lを伝送するレーザ伝送光ファイバ11では、光透過率が極端に低いため、このレーザ伝送光ファイバ11にて蛍光Fを導光させた場合には、多くの金属元素の測定が困難となってしまう。
Here, for example, most of the metal elements are known to have a typical emission line in a so-called ultraviolet region having a wavelength of 400 nm or less. For this reason, in the laser transmission
そこで、パルスレーザ光L伝送用のレーザ伝送光ファイバ11と、蛍光F伝送用の蛍光伝送光ファイバ42とを別個に構成するとともに、この蛍光Fを集光させる蛍光集光レンズ41を集光レンズ群15と別個に配置した。この結果、この蛍光伝送光ファイバ42によって紫外域の蛍光Fを効率良く伝送できるので、紫外域が代表的な発光ラインの多くの金属元素を容易かつ確実に測定できる。
Therefore, the laser transmission
なお、図3に示す第3の実施の形態のように、蛍光伝送光ファイバ42の他端部44から導光される蛍光Fを蛍光集光レンズ41にて集光せずに、この蛍光伝送光ファイバ42の他端部44を蛍光分光測定装置31の分光器32に直接接続することもできる。この結果、これら蛍光伝送光ファイバ42の他端部44と分光器32との間に蛍光集光レンズ41を設置する必要がなくなるので、蛍光分光測定装置31の構成を簡略化できるから、分析装置1をより小型化できる。
In addition, as in the third embodiment shown in FIG. 3, the fluorescence F guided from the
さらに、上記各実施の形態では、試料Aにパルスレーザ光Lを照射した照射領域から発生する蛍光Fを蛍光分光測定装置31にて試料A中に含まれている元素を定量する構成としたが、この試料Aに含まれている元素に応じて蛍光分光測定装置31の計測対象波長を可視光波領域や紫外光波領域とすることも容易にできるとともに、この蛍光分光測定装置31にて効率良い含有元素の定量が可能となる。
Further, in each of the above embodiments, the fluorescence F generated from the irradiation region where the sample A is irradiated with the pulse laser beam L is configured to quantify the elements contained in the sample A by the
また、この蛍光分光測定装置31として分光器32を用いたが、試料Aに含まれている元素中の特定元素のみの計測で足りる場合には、この分光器32の代わりに図示しない干渉フィルタを設置した光電子増倍管を用いても、この試料A中の特定元素の計測が可能である。さらに、レーザ伝送光ファイバ11あるいは蛍光伝送光ファイバ42として一本の光ファイバを用いたが、これらレーザ伝送光ファイバ11あるいは蛍光伝送光ファイバ42として複数の光ファイバを用いても良い。
In addition, although the
そして、レーザ光照射手段2のレーザ発振装置3から発振させるレーザ光を連続出力にするとレーザ光の出力が無駄になるので、このレーザ発振装置3から発振させるレーザ光を、パルスを用いたパルス状のパルスレーザ光Lとすると、出力の無駄を少なくできるからより効果的である。
Then, if the laser beam oscillated from the
1 分析装置
2 レーザ光照射手段
21 蛍光集光手段
22 放物面鏡
24 穴部としてのレーザ通過穴
31 分析手段としての蛍光分光測定装置
A 分析対象物としての試料
F 蛍光
L レーザ光としてのパルスレーザ光
P プラズマ
DESCRIPTION OF
21 Fluorescent light collecting means
22 Parabolic mirror
24 Laser passage hole as hole
31 Fluorescence spectrometer as analytical means A Sample as analysis object F Fluorescence L Pulsed laser beam as laser beam P Plasma
Claims (3)
このレーザ光照射手段によるレーザ光の照射にて発生するプラズマからの蛍光を集光する蛍光集光手段と、
この蛍光集光手段にて集光した蛍光の波長および強度から元素を定量する分析手段とを具備し、
前記蛍光集光手段は、前記レーザ光照射手段によるレーザ光の照射にて発生する蛍光を反射させて集光する放物面状の放物面鏡を備えた
ことを特徴とした分析装置。 Laser light irradiation means for irradiating the analysis object with laser light;
Fluorescence condensing means for condensing fluorescence from plasma generated by laser light irradiation by the laser light irradiating means,
And an analyzing means for quantifying the element from the wavelength and intensity of the fluorescence collected by the fluorescence collecting means,
The analysis apparatus characterized in that the fluorescence condensing means includes a parabolic parabolic mirror that reflects and condenses the fluorescence generated by the laser light irradiation by the laser light irradiation means.
前記蛍光集光手段は、前記放物面鏡にて集光した蛍光を分析対象物の表面に対して略平行な方向に集光する
ことを特徴とした請求項1記載の分析装置。 The parabolic mirror of the fluorescence condensing means is installed at a position where the laser light emitted from the laser light irradiating means is not shielded,
The analyzer according to claim 1, wherein the fluorescence condensing unit condenses the fluorescence condensed by the parabolic mirror in a direction substantially parallel to the surface of the analysis object.
ことを特徴とした請求項1記載の分析装置。 The parabolic mirror of the fluorescence condensing means has a hole provided in the central portion of the parabolic mirror, and the laser light from the laser light irradiation means passes through the hole and irradiates the analysis object. The analyzer according to claim 1, wherein the fluorescence generated by the laser light irradiation is collected toward the side irradiated with the laser light.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005092162A JP2006275621A (en) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | Analyzer |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012032240A (en) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Shimadzu Corp | Diffuse reflection measuring equipment |
JP2016085991A (en) * | 2009-12-28 | 2016-05-19 | シャープ株式会社 | Luminaire |
-
2005
- 2005-03-28 JP JP2005092162A patent/JP2006275621A/en not_active Withdrawn
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