JPH09229883A - Dark field type photothermal transduction spectrometer - Google Patents

Dark field type photothermal transduction spectrometer

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JPH09229883A
JPH09229883A JP3223796A JP3223796A JPH09229883A JP H09229883 A JPH09229883 A JP H09229883A JP 3223796 A JP3223796 A JP 3223796A JP 3223796 A JP3223796 A JP 3223796A JP H09229883 A JPH09229883 A JP H09229883A
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JP
Japan
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light
pump light
measured
lens
pump
Prior art date
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Pending
Application number
JP3223796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsuyoshi Makino
強 牧野
Shigetoshi Okazaki
茂俊 岡崎
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BUNSHI BIO PHOTONICS KENKYUSHO
Bunshi Biophotonics Kenkyusho KK
Original Assignee
BUNSHI BIO PHOTONICS KENKYUSHO
Bunshi Biophotonics Kenkyusho KK
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Filing date
Publication date
Application filed by BUNSHI BIO PHOTONICS KENKYUSHO, Bunshi Biophotonics Kenkyusho KK filed Critical BUNSHI BIO PHOTONICS KENKYUSHO
Priority to JP3223796A priority Critical patent/JPH09229883A/en
Publication of JPH09229883A publication Critical patent/JPH09229883A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dark field photothermal transduction spectrometer in a simple constitution with high sensitivity and a good S/N ratio. SOLUTION: A pump beam A output from a pump beam source 50 is condensed and cast on an object 70 to be measured. A heat lens is formed in the vicinity of a position where the object 70 is illuminated. A probe light B output from a probe light source 60 is also projected to the position where the heat lens is formed. The probe light B is diverged and output with an angle corresponding to focal length and diameter of the heat lens. A luminous flux in the vicinity of an optical axis of the probe light B diverged by the heat lens is shut at a shielding area 82a of a shielding plate 82. However, a luminous flux separated a predetermined distance or more from the optical axis is not shut by the shielding plate 82 and detected by a photodetector 86. Since the luminous flux corresponds to a concentration of the object 70 to be measured at the position of the heat lens, the concentration of the object 70 can be detected based on an output signal of the photodetector 86.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光が被測定物に照
射されて発生した熱が周辺の媒体に拡散することにより
生成された温度分布変化に伴って被測定物の屈折率が変
化する現象すなわち光熱レンズ効果を利用した暗視野型
光熱変換分光分析技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention changes the refractive index of an object to be measured in accordance with a change in temperature distribution generated by the heat generated by irradiating the object to be measured with light and diffusing to the surrounding medium. The present invention relates to a dark-field type photothermal conversion spectroscopic analysis technique utilizing a phenomenon, that is, a photothermal lens effect.

【0002】[0002]

【従来の技術】被測定物に光が照射されると、その照射
された位置近傍の温度が上昇し、これに伴って屈折率が
変化する。その屈折率変化は、被測定物の温度分布に応
じたものであり、その温度分布は、被測定物の光吸収係
数、照射光の光束径と強度、溶媒の熱伝導率、溶媒の屈
折率変化、被測定物の濃度などに依存する。そして、こ
の屈折率分布がレンズとして作用する。これを熱レンズ
と呼ぶ。一般に、多くの物質では、温度が上昇すれば屈
折率は小さくなるので、熱レンズは凹レンズである。こ
のような光熱レンズ効果を利用して被測定物の分光分析
が行われている。
2. Description of the Related Art When an object to be measured is irradiated with light, the temperature in the vicinity of the irradiated position rises and the refractive index changes accordingly. The change in the refractive index depends on the temperature distribution of the measured object, and the temperature distribution includes the light absorption coefficient of the measured object, the luminous flux diameter and intensity of the irradiation light, the thermal conductivity of the solvent, the refractive index of the solvent. It depends on the change and the concentration of the measured object. Then, this refractive index distribution acts as a lens. This is called a thermal lens. In general, for many substances, the refractive index becomes smaller as the temperature rises, so the thermal lens is a concave lens. Spectroscopic analysis of the object to be measured is performed by utilizing such a photothermal lens effect.

【0003】従来、この光熱レンズ効果を利用した分光
分析装置は、以下のような構成であった。図4は、従来
の分光分析装置の構成図である。
Conventionally, a spectroscopic analyzer utilizing the photothermal lens effect has the following configuration. FIG. 4 is a block diagram of a conventional spectroscopic analyzer.

【0004】この装置では、ポンプ用光源10から出力
されたポンプ光Aは、光チョッパ30で透過/遮断の変
調を受けた後、ダイクロイックミラー14で反射され、
レンズ32に入射して被測定物34に集光照射される。
被測定物34にポンプ光Aが照射されると、温度上昇に
伴う屈折率変化が生じ熱レンズが形成される。
In this apparatus, the pump light A output from the pump light source 10 is modulated by the optical chopper 30 for transmission / blocking, and then reflected by the dichroic mirror 14.
The light enters the lens 32 and is condensed and irradiated to the DUT 34.
When the object to be measured 34 is irradiated with the pump light A, the refractive index changes due to the temperature rise and a thermal lens is formed.

【0005】一方、プローブ用光源20から出力された
プローブ光Bは、反射鏡24で反射され、ダイクロイッ
クミラー14を透過してポンプ光Aと同一光軸上に出力
され、レンズ32に入射して、被測定物34に集光照射
される。
On the other hand, the probe light B output from the probe light source 20 is reflected by the reflecting mirror 24, transmitted through the dichroic mirror 14, output on the same optical axis as the pump light A, and enters the lens 32. The object to be measured 34 is focused and irradiated.

【0006】被測定物34を透過したプローブ光Bは、
ピンホール35により光束を制限され、レンズ36で集
光され、反射鏡38で反射され、ポンプ光吸収フィルタ
40を透過し、光検出器42で検出される。ポンプ光A
も、レンズ36で集光されてポンプ光吸収フィルタ40
まで到達するが、ポンプ光吸収フィルタ40で吸収され
るので、光検出器42で検出されることはない。
The probe light B transmitted through the object to be measured 34 is
The light flux is limited by the pinhole 35, condensed by the lens 36, reflected by the reflecting mirror 38, transmitted through the pump light absorption filter 40, and detected by the photodetector 42. Pump light A
Is also condensed by the lens 36 and pumped by the pump light absorption filter 40.
However, since the light is absorbed by the pump light absorption filter 40, it is not detected by the photodetector 42.

【0007】レンズ36で集光され光検出器42で検出
されるプローブ光Bの光量は、被測定物34に形成され
た熱レンズの光学特性に依存し、また、この熱レンズの
光学特性は、被測定物34の濃度に依存する。したがっ
て、ロックインアンプ44を用いて、光検出器42で検
出されたプローブ光Bの光量を、光チョッパ30の変調
周期で同期検出することにより、被測定物34の濃度を
知ることができる。
The amount of the probe light B condensed by the lens 36 and detected by the photodetector 42 depends on the optical characteristics of the thermal lens formed on the object 34 to be measured. , Depends on the concentration of the DUT 34. Therefore, by using the lock-in amplifier 44 to synchronously detect the light amount of the probe light B detected by the photodetector 42 at the modulation cycle of the optical chopper 30, the concentration of the DUT 34 can be known.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では以下のような問題点がある。レンズ36で集光
される光束のうちのプローブ光Bは、被測定物34に形
成された熱レンズの光軸付近を通過するものである。そ
れ故、被測定物34に熱レンズが形成されている時(ポ
ンプ光Aが照射されている時あるいはその直後)の光検
出器42に到達するプローブ光Bの光量と、熱レンズが
形成されていない時(ポンプ光Aの照射が終了して一定
時間経過後)の光検出器42に到達するプローブ光Bの
光量との差は小さい。
However, the above conventional example has the following problems. The probe light B of the light beam condensed by the lens 36 passes near the optical axis of the thermal lens formed on the DUT 34. Therefore, when the thermal lens is formed on the DUT 34 (when the pump light A is being irradiated or immediately thereafter), the light amount of the probe light B reaching the photodetector 42 and the thermal lens are formed. The difference from the light amount of the probe light B that reaches the photodetector 42 when the pump light A is not irradiated (after a certain time has elapsed after the irradiation of the pump light A is completed) is small.

【0009】したがって、このプローブ光Bの光量変化
のうちの光チョッパ30の変調周期に同期した成分の振
幅を検出するために高価なロックインアンプ44を用い
なければならない。
Therefore, an expensive lock-in amplifier 44 must be used to detect the amplitude of the component of the change in the light quantity of the probe light B which is synchronized with the modulation cycle of the optical chopper 30.

【0010】また、レンズ36で集光された光束のうち
ポンプ光Aを遮断するためにポンプ光吸収フィルタ40
が設けられているが、ポンプ光Aは、このポンプ光吸収
フィルタ40によって完全に遮断されることはなく、僅
かではあるが一部が透過して光検出器42に到達する。
Further, in order to block the pump light A of the light flux condensed by the lens 36, a pump light absorption filter 40 is provided.
However, the pump light A is not completely blocked by the pump light absorption filter 40, but a part of the pump light A passes through to reach the photodetector 42 although it is slight.

【0011】また、光検出器42に到達する光束の光量
のうち、光チョッパ30の変調周期に同期して変化する
光量は非常に小さい。それ故、光検出器42で受光され
てロックインアンプ44に入力される信号は、比較的大
きなバイアス信号に埋もれた小振幅の周期的な信号であ
るので、ロックインアンプ44による同期検出のS/N
比が悪いという問題点がある。
Of the light quantity of the light flux reaching the photodetector 42, the light quantity that changes in synchronization with the modulation cycle of the optical chopper 30 is very small. Therefore, the signal received by the photodetector 42 and input to the lock-in amplifier 44 is a small-amplitude periodic signal buried in a relatively large bias signal. / N
There is a problem that the ratio is poor.

【0012】さらに、被測定物34の濃度すなわち形成
される熱レンズの光学特性が大きく異なる場合であって
も、その熱レンズの光軸付近を通過してレンズ36に集
光されて光検出器42に到達するプローブ光Aの光量の
差は小さい。それ故、測定感度が悪いという問題点もあ
る。
Further, even when the density of the object to be measured 34, that is, the optical characteristics of the formed thermal lens greatly differ, the light passes through the vicinity of the optical axis of the thermal lens and is focused on the lens 36 to detect the photodetector. The difference in the amount of probe light A reaching 42 is small. Therefore, there is also a problem that the measurement sensitivity is poor.

【0013】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、高感度でS/N比が良い簡易な構成か
らなる暗視野型光熱変換分光分析装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a dark-field photothermal conversion spectroscopic analyzer having a simple structure with high sensitivity and good S / N ratio. To do.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明に係る暗視野型光
熱変換分光分析装置は、ポンプ光が照射されて被測定物
に形成される熱レンズにプローブ光を入射させ、熱レン
ズから出力されるプローブ光に基づいて、被測定物の分
光分析を行う暗視野型光熱変換分光分析装置であって、
(1) ポンプ光を出力するポンプ用光源部と、(2) プロー
ブ光を出力するプローブ用光源部と、(3) ポンプ光とプ
ローブ光とを入力し、ポンプ光を被測定物の所定位置に
集光照射して熱レンズを形成するとともに、プローブ光
を所定位置に照射する照射光学系と、(4) 所定位置に熱
レンズが形成されていないときに被測定物から出力され
るポンプ光とプローブ光とを遮蔽する遮蔽手段を備え、
被測定物の所定位置から出力されるポンプ光とプローブ
光とを入力し、遮蔽手段によって遮蔽された光束以外の
光束を出力する受光光学系と、(5) 受光光学系から出力
された光束を検出する光検出器と、を備えることを特徴
とする。
A dark-field type photothermal conversion spectroscopic analysis apparatus according to the present invention makes probe light incident on a thermal lens formed on an object to be measured upon irradiation with pump light, and outputs the probe light. A dark-field photothermal conversion spectroscopic analyzer that performs spectroscopic analysis of an object to be measured based on probe light
(1) Pump light source unit that outputs pump light, (2) Probe light source unit that outputs probe light, (3) Pump light and probe light are input, and pump light is input to a predetermined position of the DUT. An irradiation optical system that irradiates the probe with focused light to form a thermal lens and irradiates the probe light at a predetermined position, and (4) Pump light output from the DUT when the thermal lens is not formed at the predetermined position. And a shielding means for shielding the probe light,
A light receiving optical system that inputs the pump light and the probe light output from the predetermined position of the DUT and outputs a light beam other than the light beam blocked by the shielding means, and (5) the light beam output from the light receiving optical system. And a photodetector for detecting.

【0015】この暗視野型光熱変換分光分析装置は以下
のように作用する。ポンプ用光源部から出力されたポン
プ光が照射光学系によって被測定物の所定位置に集光照
射され、その所定位置近傍に温度分布が生じ、この温度
分布に応じて屈折率分布が生じて熱レンズが形成され
る。プローブ用光源部から出力されたプローブ光も、熱
レンズが形成される所定位置に照射光学系によって照射
される。このプローブ光は、熱レンズの焦点距離とレン
ズ径に応じた拡がり角で発散され出力される。そして、
熱レンズで発散されたプローブ光は、受光光学系によっ
て、光軸付近の光束が遮蔽手段で遮蔽されるが、光軸か
ら一定距離以上離れた光束が遮蔽手段で遮蔽されること
なく光検出器に到達する。この光検出器で検出された光
束の光量は、被測定物に形成された熱レンズに応じたも
のであり、また、この熱レンズの光学特性は被測定物の
濃度に応じたものであるので、光検出器からの出力信号
に基づいて、被測定物の濃度が検出される。
This dark-field type photothermal conversion spectroscopic analyzer operates as follows. The pump light output from the pump light source unit is focused and irradiated by the irradiation optical system at a predetermined position of the object to be measured, and a temperature distribution is generated in the vicinity of the predetermined position. A lens is formed. The probe light output from the probe light source unit is also applied by the irradiation optical system to a predetermined position where the thermal lens is formed. This probe light is diverged and output at a divergence angle according to the focal length of the thermal lens and the lens diameter. And
In the probe light diverged by the thermal lens, a light beam near the optical axis is blocked by the blocking means by the light receiving optical system, but a light beam separated by a certain distance or more from the optical axis is not blocked by the blocking means and is a photodetector. To reach. The amount of light flux detected by the photodetector depends on the thermal lens formed on the object to be measured, and the optical characteristics of the thermal lens depend on the density of the object to be measured. The concentration of the object to be measured is detected based on the output signal from the photodetector.

【0016】ポンプ用光源部は、ポンプ光をパルス状に
変調して出力するポンプ光変調手段を備えることとして
もよく、この場合には、レンズ径の小さい熱レンズが形
成されるので、高い位置分解能が得られる。
The pump light source unit may be provided with pump light modulating means for modulating the pump light in a pulsed form and outputting it. In this case, since a thermal lens having a small lens diameter is formed, a high position is provided. Resolution is obtained.

【0017】照射光学系は、ポンプ光の光束径を調整
し、所定位置に熱レンズが形成されていないときに被測
定物から出力されるポンプ光の全光束を遮蔽手段に入射
させる光束径調整手段を備えることとしてもよい。この
場合、被測定物に熱レンズが形成されていないときに
は、ポンプ光の全光束は遮蔽手段に遮蔽されて光検出器
で検出されることはないので、高いS/N比が得られ
る。
The irradiation optical system adjusts the luminous flux diameter of the pump light and adjusts the luminous flux diameter so that the entire luminous flux of the pump light output from the object to be measured is incident on the shielding means when the thermal lens is not formed at a predetermined position. Means may be provided. In this case, when the thermal lens is not formed on the object to be measured, the entire luminous flux of the pump light is blocked by the blocking means and is not detected by the photodetector, so that a high S / N ratio can be obtained.

【0018】照射光学系は、(a) ポンプ光およびプロー
ブ光を同一光軸上に合波する合波手段と、(b) 合波手段
とプローブ用光源部との間に設けられ、プローブ光を第
1の位置に集光する第1のレンズと、(c) 合波手段と被
測定物との間に設けられ、ポンプ光を所定位置に集光照
射するとともに、第1の位置に集光されたプローブ光を
平行光束として所定位置に照射する第2のレンズと、を
備えることとしてもよい。または、(a) ポンプ光および
プローブ光を同一光軸上に合波する合波手段と、(b) 合
波手段とポンプ用光源部との間に設けられ、ポンプ光を
被測定物に集光する集光レンズと、を備えることとして
もよい。何れの場合も、被測定物はポンプ光が集光照射
されて熱レンズが形成され、その熱レンズが形成される
領域にプローブ光が照射される。
The irradiation optical system is provided between (a) a combining means for combining the pump light and the probe light on the same optical axis, and (b) between the combining means and the probe light source section. Is provided between the first lens for condensing the light at the first position, and (c) the combining means and the object to be measured, so that the pump light is condensed and irradiated at a predetermined position, and at the same time, it is condensed at the first position. A second lens that irradiates a predetermined position with the emitted probe light as a parallel light flux may be provided. Alternatively, it is provided between (a) a combining means for combining the pump light and the probe light on the same optical axis, and (b) between the combining means and the pump light source section, and collects the pump light on the DUT. A condensing lens that emits light may be provided. In either case, the object to be measured is irradiated with condensed pump light to form a thermal lens, and the region where the thermal lens is formed is irradiated with the probe light.

【0019】被測定物に入射するポンプ光の光軸と垂直
な方向に被測定物を相対的に走査する被測定物走査手段
を更に備える場合には、被測定物の2次元濃度分布が測
定される。
When the object scanning means for scanning the object relatively in the direction perpendicular to the optical axis of the pump light incident on the object is further provided, the two-dimensional concentration distribution of the object is measured. To be done.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。図1は、本実施形態に係る暗視野型光熱変換分
光分析装置の構成図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. FIG. 1 is a configuration diagram of a dark-field photothermal conversion spectroscopic analyzer according to this embodiment.

【0021】ポンプ用光源50は、ポンプ光Aを平行光
束として出力するものであり、例えばArレーザ光源が
用いられ、その出力は例えば100mW程度である。光
チョッパ(ポンプ光変調手段)52は、このポンプ用光
源50から出力されたポンプ光Aを入力して、例えば変
調周期1kHzの透過/遮断の変調を行う。なお、ポン
プ用光源50がパルス発振するものであれば、光チョッ
パ52は不要である。
The pump light source 50 outputs the pump light A as a parallel light flux, and an Ar laser light source is used, for example, and its output is about 100 mW. The optical chopper (pump light modulator) 52 receives the pump light A output from the pump light source 50, and performs transmission / blocking modulation at a modulation cycle of 1 kHz, for example. If the pump light source 50 oscillates in pulses, the optical chopper 52 is unnecessary.

【0022】光チョッパ52で変調されて出力されたポ
ンプ光Aは、ダイクロイックミラー(合波手段)54を
透過し、ピンホール板(光束径調整手段)56に到達す
る。このピンホール板56には開口部56aが設けられ
ており、ピンホール板56に到達したポンプ光Aのう
ち、この開口部56aに照射された光束部分のみを通過
させる。
The pump light A modulated and output by the optical chopper 52 passes through a dichroic mirror (combining means) 54 and reaches a pinhole plate (beam diameter adjusting means) 56. The pinhole plate 56 is provided with an opening 56a, and of the pump light A that has reached the pinhole plate 56, only the light beam portion irradiated on the opening 56a is passed.

【0023】開口部56aを通過したポンプ光Aは、レ
ンズ58に到達する。このレンズ58は、その焦点位置
に置かれた被測定物70にポンプ光Aを集光照射する。
この被測定物70は、透明なセル容器中に入れられ、あ
るいは、透明なスライドガラス上に滴下されたものであ
る。または、被測定物70が一定の形状を有するもので
あれば、そのまま置かれてもよい。
The pump light A that has passed through the opening 56a reaches the lens 58. The lens 58 condenses and irradiates the object 70 to be measured placed at the focal position with the pump light A.
The DUT 70 is put in a transparent cell container or dropped on a transparent slide glass. Alternatively, if the DUT 70 has a fixed shape, it may be left as it is.

【0024】このように、被測定物70にポンプ光Aが
集光照射されると、その集光照射された位置を中心とし
て熱レンズが形成される。図2は、被測定物70に形成
される熱レンズの説明図である。被測定物70は、ポン
プ光Aが集光照射されると、その照射された位置の温度
が上昇する。しかし、温度上昇する領域はポンプ光Aが
集光照射された位置だけでなく、その熱が周囲に拡散す
るので、その周囲の領域も温度上昇する。その温度プロ
ファイルは、ポンプ光Aが集光照射された位置に近いほ
ど温度が高い。そして、被測定物70は、その温度分布
に応じて屈折率分布が生じる。一般には、温度が高いほ
ど屈折率が小さいので、ポンプ光Aが集光照射された位
置に近いほど屈折率が小さくなる。すなわち、ポンプ光
Aが集光照射された位置を中心として熱レンズ72が形
成されることになる。
As described above, when the object 70 is condensed and irradiated with the pump light A, a thermal lens is formed around the position where the condensed light is irradiated. FIG. 2 is an explanatory diagram of a thermal lens formed on the DUT 70. When the pump light A is focused and irradiated, the object to be measured 70 rises in temperature at the irradiated position. However, in the region where the temperature rises, not only the position where the pump light A is condensed and irradiated, but also the heat diffuses to the surroundings, so the temperature of the surrounding region also rises. As for the temperature profile, the temperature is higher as it is closer to the position where the pump light A is condensed and irradiated. Then, the DUT 70 has a refractive index distribution according to the temperature distribution. In general, the higher the temperature is, the smaller the refractive index is. Therefore, the closer the position is to the position where the pump light A is focused and irradiated, the smaller the refractive index is. That is, the thermal lens 72 is formed around the position where the pump light A is condensed and emitted.

【0025】このようにして形成される熱レンズ72の
焦点距離およびレンズ径は、ポンプ光Aの強度、ポンプ
光Aが照射される位置におけるポンプ光Aの光吸収係数
と熱拡散係数、および、ポンプ光Aが照射された時刻か
らの経過時間に依存する。すなわち、ポンプ光Aの強度
が大きいほど、ポンプ光Aが照射される位置におけるポ
ンプ光Aの光吸収係数が大きいほど、また、熱拡散係数
が小さいほど、温度勾配すなわち屈折率勾配が大きくな
るので、焦点距離が短くなる。しかし、ポンプ光Aの照
射時刻から時間が経過するとともに、熱が拡散して温度
勾配が小さくなるので、焦点距離は次第に長くなり、ま
た、レンズ径は大きくなる。
The focal length and the lens diameter of the thermal lens 72 thus formed are the intensity of the pump light A, the light absorption coefficient and the heat diffusion coefficient of the pump light A at the position where the pump light A is irradiated, and It depends on the elapsed time from the time when the pump light A is irradiated. That is, the higher the intensity of the pump light A, the larger the light absorption coefficient of the pump light A at the position where the pump light A is irradiated, and the smaller the thermal diffusion coefficient, the larger the temperature gradient, that is, the refractive index gradient. , The focal length becomes shorter. However, as time elapses from the irradiation time of the pump light A, heat diffuses and the temperature gradient decreases, so that the focal length gradually increases and the lens diameter increases.

【0026】ポンプ光Aは、このように被測定物70に
形成された熱レンズ72の中心近傍を透過することにな
るので、殆ど入射方向そのままの方向に出射する。すな
わち、熱レンズ72からのポンプ光Aの出射方向は、熱
レンズ72の焦点距離に殆ど依存することがなく、ま
た、熱レンズ72の形成の有無に殆ど関係がない。ただ
し、ポンプ光Aは、熱レンズ72の中心に集光照射され
るといえども有限の光束径を有するので、熱レンズ72
によって僅かに拡がって出射される。
Since the pump light A is transmitted near the center of the thermal lens 72 formed on the object 70 to be measured, it is emitted almost in the same direction as the incident direction. That is, the emission direction of the pump light A from the thermal lens 72 hardly depends on the focal length of the thermal lens 72, and has little relation to the presence or absence of the thermal lens 72. However, since the pump light A has a finite light flux diameter even though it is condensed and irradiated to the center of the thermal lens 72, the thermal lens 72
The light is slightly spread and emitted.

【0027】被測定物70を透過したポンプ光Aは、レ
ンズ80で集光されて、遮蔽板(遮蔽手段)82の遮蔽
領域82aに到達する。この遮蔽板82は、中央に例え
ば金属材料やセラミック材料などの光束を全く透過させ
ない材料からなる遮蔽領域82aと、その周囲に例えば
ガラス材料などの光束を透過させる材料からなる透過領
域82bとからなるものである。ポンプ光Aは、遮蔽板
82の遮蔽領域82aで遮蔽され、これより更に先に進
むことはなく、光検出器86に到達することはない。な
お、僅かに熱レンズ72によって拡がって出射されたポ
ンプ光Aの一部は、遮蔽板82の透過領域82bを透過
するが、ポンプ光吸収フィルタ84により吸収されるの
で、やはり、光検出器86に到達することはない。
The pump light A transmitted through the object 70 to be measured is condensed by the lens 80 and reaches the shielding area 82a of the shielding plate (shielding means) 82. The shield plate 82 is composed of a shield region 82a made of a material such as a metal material or a ceramic material that does not transmit any light flux at the center, and a transmissive region 82b made of a material such as a glass material that allows the light flux to pass therethrough. It is a thing. The pump light A is shielded by the shield area 82a of the shield plate 82, does not proceed further than this, and does not reach the photodetector 86. It should be noted that a part of the pump light A slightly expanded by the thermal lens 72 and emitted is transmitted through the transmission region 82b of the shield plate 82, but is absorbed by the pump light absorption filter 84. Never reach.

【0028】一方、プローブ用光源60は、プローブ光
Bを平行光束として出力するものであり、例えばHe−
Neレーザ光源が用いられ、その出力は例えば5mW程
度である。このプローブ用光源60から出力されたプロ
ーブ光Bは、レンズ62を経て、ダイクロイックミラー
54で反射され所定位置に集光される。このダイクロイ
ックミラー54は、前述したようにポンプ光Aを透過さ
せ、かつ、プローブ光Bを反射させ、そして、両者を同
一光軸上に出力するものである。
On the other hand, the probe light source 60 outputs the probe light B as a parallel light beam, for example, He-
A Ne laser light source is used, and its output is, for example, about 5 mW. The probe light B output from the probe light source 60 passes through the lens 62, is reflected by the dichroic mirror 54, and is condensed at a predetermined position. As described above, the dichroic mirror 54 transmits the pump light A, reflects the probe light B, and outputs the both on the same optical axis.

【0029】このプローブ光Bは、ピンホール板56の
開口部56aを通過し、レンズ58に到達する。このレ
ンズ58とレンズ62とは、両者の焦点距離の和に等し
い光路長を隔てられて配置されている。したがって、プ
ローブ光Bは、レンズ58から平行光束として出力され
る。そして、平行光束とされたプローブ光Bは、図2に
示すように、ポンプ光Aが集光照射されて被測定物70
に形成される熱レンズ72の領域に入力される。なお、
プローブ光Bは、熱レンズ72のレンズ径よりも大きな
光束径の平行光束に形成され、熱レンズ72が形成され
る領域の全体に照射されると、光軸を調整する上で好適
である。
The probe light B passes through the opening 56a of the pinhole plate 56 and reaches the lens 58. The lens 58 and the lens 62 are arranged with an optical path length equal to the sum of their focal lengths. Therefore, the probe light B is output from the lens 58 as a parallel light flux. Then, as shown in FIG. 2, the probe light B formed into a parallel light beam is condensed and irradiated with the pump light A, and the object to be measured 70 is irradiated.
Is input to the area of the thermal lens 72 formed in. In addition,
When the probe light B is formed into a parallel light flux having a light flux diameter larger than the lens diameter of the thermal lens 72 and is applied to the entire area where the thermal lens 72 is formed, it is suitable for adjusting the optical axis.

【0030】このようにプローブ光Bが被測定物70に
照射されると、被測定物70にポンプ光Aが集光照射さ
れて熱レンズ72が形成されている時と、そうでない時
とでは、被測定物70から出力されるプローブ光Bの拡
がり角は異なる。すなわち、被測定物70にポンプ光A
が集光照射されてから一定時間経過した以後すなわち熱
レンズ72が形成されていない時には、被測定物70か
ら出力されたプローブ光B1は、平行光束のままであ
る。そして、レンズ80は、このプローブ光B1を入力
して遮蔽板82に照射する。この遮蔽板82の遮蔽領域
82aは、プローブ光B1の照射領域より広く形成され
ている。したがって、熱レンズ72が形成されていない
ときには、プローブ光B1は、光検出器86で検出され
ることはない。
When the object 70 to be measured is irradiated with the probe light B in this manner, the object 70 to be measured is condensed and irradiated with the pump light A to form the thermal lens 72, and when the thermal lens 72 is not formed. The divergence angle of the probe light B output from the DUT 70 is different. That is, the pump light A is applied to the DUT 70.
After a lapse of a certain time from the point where the light is focused and emitted, that is, when the thermal lens 72 is not formed, the probe light B1 output from the DUT 70 remains a parallel light flux. Then, the lens 80 inputs the probe light B1 and irradiates the shielding plate 82. The shielding area 82a of the shielding plate 82 is formed wider than the irradiation area of the probe light B1. Therefore, when the thermal lens 72 is not formed, the probe light B1 is not detected by the photodetector 86.

【0031】しかし、被測定物70にポンプ光Aが集光
照射されて熱レンズ72が形成されている時には、被測
定物70から出力されたプローブ光B2は、熱レンズ7
2の焦点距離に応じた拡がり角で発散されて出力され
る。したがって、この場合、プローブ光B2は、遮蔽板
82の遮蔽領域82aで一部が遮蔽されるものの、残部
が透過領域82bを透過し、さらにポンプ光吸収フィル
タ84をも透過し、光検出器86で検出される。
However, when the pump light A is focused on the object to be measured 70 and the thermal lens 72 is formed, the probe light B2 output from the object to be measured 70 is the thermal lens 7.
The divergence angle diverges according to the focal length of 2 and is output. Therefore, in this case, although the probe light B2 is partially shielded by the shield region 82a of the shield plate 82, the remaining portion thereof transmits the transmission region 82b, further transmits the pump light absorption filter 84, and the photodetector 86. Detected in.

【0032】ここで、光検出器86で検出されるプロー
ブ光B2の光量は、被測定物70に形成された熱レンズ
72の焦点距離すなわち被測定物70の濃度に依存する
ものであるので、光検出器86が受光した光量に基づい
て、被測定物70の濃度を測定することができる。
Here, the quantity of the probe light B2 detected by the photodetector 86 depends on the focal length of the thermal lens 72 formed on the object 70 to be measured, that is, the density of the object 70 to be measured. Based on the amount of light received by the photodetector 86, the concentration of the DUT 70 can be measured.

【0033】次に、本実施形態に係る暗視野型光熱変換
分光分析装置の作用について説明する。図3は、本実施
形態に係る暗視野型光熱変換分光分析装置におけるポン
プ光およびプローブ光それぞれについての光量変化図で
ある。
Next, the operation of the dark-field type photothermal conversion spectroscopic analyzer according to this embodiment will be described. FIG. 3 is a light quantity change diagram for each of the pump light and the probe light in the dark-field photothermal conversion spectroscopic analysis device according to the present embodiment.

【0034】ポンプ用光源50から出力され光チョッパ
52で変調を受けて出力されたポンプ光Aの強度の時間
変化は、図3(a)に示すようにパルス状になる。この
パルス状とされたポンプ光Aは、ダイクロイックミラー
54を透過し、ピンホール板56の開口部を通過して所
定の光束径とされ、レンズ58によって被測定物70に
集光照射される。
The temporal change in the intensity of the pump light A output from the pump light source 50 and modulated by the optical chopper 52 and output is pulse-shaped as shown in FIG. 3 (a). The pulsed pump light A passes through the dichroic mirror 54, passes through the opening of the pinhole plate 56 to have a predetermined light beam diameter, and is focused and irradiated on the object 70 to be measured by the lens 58.

【0035】そして、ポンプ光Aが被測定物40に照射
されている間は、被測定物70で熱レンズ72が成長
し、次第に或る熱平衡状態に近づく。この間、熱レンズ
72に入射したポンプ光Aは、僅かではあるが、熱レン
ズ72の成長に従って次第に拡がって出射される。しか
し、ポンプ光Aの照射が終わると、熱レンズ72は次第
に解消されていくので、熱レンズ72から出力されるプ
ローブ光Aの拡がり角は次第に小さくなる。
While the object 40 to be measured is irradiated with the pump light A, the thermal lens 72 grows on the object 70 to be measured, and gradually approaches a certain thermal equilibrium state. During this time, the pump light A that has entered the thermal lens 72 is gradually expanded as the thermal lens 72 grows, but is emitted. However, when the irradiation of the pump light A is finished, the thermal lens 72 is gradually eliminated, so that the divergence angle of the probe light A output from the thermal lens 72 gradually decreases.

【0036】したがって、遮蔽板82の透過領域82b
に入射して透過するポンプ光Aの強度は、ポンプ光Aの
照射開始時刻から時間の経過に伴って次第に増加し、ポ
ンプ光Aの照射終了時刻から時間の経過に伴って次第に
減少していく。図3(b)は、この遮蔽板82を透過し
たポンプ光Aの強度の時間変化を示したものである。し
かし、遮蔽板82を透過するポンプ光Aは、前述したと
おり熱レンズ72の中心近傍を通過したものであるので
強度が弱い上に、ポンプ光吸収フィルタ84で吸収され
るので、光検出器86に到達することはない。
Therefore, the transparent region 82b of the shielding plate 82
The intensity of the pump light A that is incident on and transmitted to the laser light gradually increases with time from the irradiation start time of the pump light A, and gradually decreases with time from the irradiation end time of the pump light A. . FIG. 3B shows the change over time in the intensity of the pump light A transmitted through the shield plate 82. However, the pump light A passing through the shield plate 82 has a weak intensity because it has passed through the vicinity of the center of the thermal lens 72 as described above, and is absorbed by the pump light absorption filter 84. Never reach.

【0037】一方、プローブ用光源60から出力された
プローブ光Bは、レンズ62で一度集光され、ダイクロ
イックミラー54で反射され、レンズ58で平行光束と
されて、被測定物70の熱レンズ72が形成される領域
に照射される。プローブ光Bも、ポンプ光Aと同様に、
熱レンズ72の成長と解消に伴って、熱レンズ72から
出力されるときの拡がり角が変化し、遮蔽板82の透過
領域82bを透過するプローブ光Bの光量は変化する。
On the other hand, the probe light B output from the probe light source 60 is once condensed by the lens 62, reflected by the dichroic mirror 54, made into a parallel light flux by the lens 58, and then the thermal lens 72 of the object 70 to be measured. Is irradiated to the area where the is formed. Like the pump light A, the probe light B also
As the thermal lens 72 grows and disappears, the divergence angle when it is output from the thermal lens 72 changes, and the light amount of the probe light B transmitted through the transmission region 82b of the shield plate 82 changes.

【0038】すなわち、遮蔽板82の透過領域82bに
入射して透過するプローブ光Bの強度は、ポンプ光Aの
照射開始時刻から時間の経過に伴って次第に増加し、ポ
ンプ光Aの照射終了時刻から時間の経過に伴って次第に
減少していく。図3(c)は、この遮蔽板82を透過し
たプローブ光Bの強度の時間変化を示したものである。
この遮蔽板82を透過したプローブ光Bは、ポンプ光吸
収フィルタ84を透過して、光検出器86で検出され
る。
That is, the intensity of the probe light B which is incident on and transmitted through the transmission region 82b of the shield plate 82 gradually increases with the passage of time from the irradiation start time of the pump light A, and the irradiation end time of the pump light A. It gradually decreases from time to time. FIG. 3C shows the time change of the intensity of the probe light B transmitted through the shield plate 82.
The probe light B transmitted through the shield plate 82 is transmitted through the pump light absorption filter 84 and detected by the photodetector 86.

【0039】したがって、光検出器86からの出力信号
を例えばオシロスコープ(図示せず)で観察すれば、図
3(c)に示すような波形が得られ、その波形の振幅か
ら被測定物70の濃度を測定することができる。あるい
は、光検出器86からの出力信号を平滑化回路(図示せ
ず)によって平滑化し、その平滑化された信号のレベル
から被測定物70の濃度を測定することができる。
Therefore, when the output signal from the photodetector 86 is observed with, for example, an oscilloscope (not shown), a waveform as shown in FIG. 3C is obtained, and the amplitude of the waveform shows the measured object 70. The concentration can be measured. Alternatively, the output signal from the photodetector 86 can be smoothed by a smoothing circuit (not shown), and the concentration of the DUT 70 can be measured from the level of the smoothed signal.

【0040】このように、光検出器86によって検出さ
れる光量変化の周期は、パルス状のポンプ光Aが被測定
物70に照射されて形成される熱レンズ72の成長と解
消の周期、すなわち、光チョッパ52によるポンプ光A
の変調周期と同一である。また、光検出器86によって
検出される光量の振幅は、被測定物70に照射されるポ
ンプ光Aの強度、熱レンズ72が形成される領域に照射
されるプローブ光Bの強度、および、ポンプ光Aが照射
される被測定物70の位置における光吸収係数と熱拡散
係数とに依存する。ここで、ポンプ用光源50およびプ
ローブ用光源60それぞれの出力強度を一定とすれば、
光検出器86で検出される光量は、ポンプ光Aが照射さ
れる被測定物70の位置における光吸収係数と熱拡散係
数、すなわち、被測定物70の濃度に依存する。
As described above, the cycle of the light amount change detected by the photodetector 86 is the cycle of growth and elimination of the thermal lens 72 formed by irradiating the object 70 with the pulsed pump light A, that is, the cycle. , Pump light A by the optical chopper 52
Is the same as the modulation period of. Further, the amplitude of the light amount detected by the photodetector 86 is determined by the intensity of the pump light A that irradiates the DUT 70, the intensity of the probe light B that irradiates the area where the thermal lens 72 is formed, and the pump. It depends on the light absorption coefficient and the thermal diffusion coefficient at the position of the DUT 70 irradiated with the light A. Here, if the output intensity of each of the pump light source 50 and the probe light source 60 is constant,
The amount of light detected by the photodetector 86 depends on the light absorption coefficient and the thermal diffusion coefficient at the position of the DUT 70 irradiated with the pump light A, that is, the concentration of the DUT 70.

【0041】また、ポンプ光Aの光軸に対して垂直な方
向に被測定物70を相対的に2次元走査する被測定物走
査手段(図示せず)を設けることにより、被測定物70
の2次元濃度分布を得ることができる。
Further, by providing an object scanning means (not shown) for relatively two-dimensionally scanning the object 70 in a direction perpendicular to the optical axis of the pump light A, the object 70 to be measured is provided.
It is possible to obtain a two-dimensional concentration distribution of

【0042】なお、被測定物70の位置分解能は、ポン
プ光Aが被測定物70に集光照射されて形成される熱レ
ンズ72の径の程度である。したがって、被測定物70
がポンプ光Aの光軸方向に関して薄いほど、また、レン
ズ58の収差が小さく被測定物70に照射されるポンプ
光Aが回折限界まで絞られるほど、ポンプ光Aが照射さ
れる領域の面積が小さいので、位置分解能に優れた測定
が可能となる。さらに、被測定物70に集光照射される
ポンプ光Aのパルス幅が短く、また、強度が大きいほ
ど、熱拡散による熱レンズ径の拡大が小さいので、この
場合も測定の位置分解能が優れる。
The position resolution of the object to be measured 70 is the degree of the diameter of the thermal lens 72 formed by condensing and irradiating the object to be measured 70 with the pump light A. Therefore, the DUT 70
Is smaller in the optical axis direction of the pump light A, and the aberration of the lens 58 is smaller and the pump light A with which the DUT 70 is irradiated is narrowed to the diffraction limit, the area of the region irradiated with the pump light A becomes smaller. Since it is small, it is possible to perform measurement with excellent position resolution. Furthermore, the shorter the pulse width of the pump light A focused and irradiated onto the object 70 to be measured, and the larger the intensity thereof, the smaller the expansion of the thermal lens diameter due to thermal diffusion, and thus the positional resolution of the measurement is excellent.

【0043】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。例えば、光チョッパ
52は必ずしも必要ではない。上述の実施形態において
は、光チョッパ52を用いてポンプ光Aをパルス状に被
測定物70に照射したので、被測定物70は熱平衡状態
に達することがなく、したがって、径の小さい熱レンズ
72を形成することができ、位置分解能の高い測定が可
能である。しかし、光チョッパ52を用いることなくポ
ンプ光Aを連続光として被測定物70に照射して、被測
定物70が熱平衡に達した状態であっても、ポンプ光A
照射位置近傍には熱レンズが形成される。そして、その
熱レンズの焦点距離とレンズ径は、熱レンズが形成され
た領域における被測定物70の濃度に応じたものであ
る。したがって、同様に、プローブ光Bをこの熱レンズ
に入射させ、熱レンズで発散されたプローブ光Bの光量
を検出することにより、被測定物70の濃度を測定する
ことができる。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified. For example, the optical chopper 52 is not always necessary. In the above-described embodiment, the pump light A is applied to the object to be measured 70 in pulses by using the optical chopper 52. Therefore, the object to be measured 70 does not reach a thermal equilibrium state, and therefore the thermal lens 72 having a small diameter is used. Can be formed, and measurement with high position resolution is possible. However, the pump light A is emitted as continuous light to the DUT 70 without using the optical chopper 52, and the pump light A is reached even when the DUT 70 reaches thermal equilibrium.
A thermal lens is formed near the irradiation position. The focal length and the lens diameter of the thermal lens correspond to the density of the DUT 70 in the area where the thermal lens is formed. Therefore, similarly, the concentration of the DUT 70 can be measured by making the probe light B enter the thermal lens and detecting the light amount of the probe light B diverged by the thermal lens.

【0044】また、ポンプ光吸収フィルタ84も必ずし
も必要ではない。なぜなら、被測定物70に形成された
熱レンズ72によってポンプ光Aも発散されるが、その
発散の程度、すなわち、熱レンズ72に入射したポンプ
光Aのうち発散された光束の光量も、被測定物70の濃
度に応じたものであるからである。
Further, the pump light absorption filter 84 is not always necessary. Because the pump light A is also diverged by the thermal lens 72 formed on the DUT 70, the degree of divergence, that is, the amount of the diverged light flux of the pump light A incident on the thermal lens 72 is also affected. This is because it depends on the concentration of the measurement object 70.

【0045】また、レンズ62および58を設ける替わ
りに、ポンプ用光源50とダイクロイックミラー54と
の間にレンズを設けて、このレンズによってポンプ光A
を被測定物70に集光照射してもよい。この場合も同様
に、ポンプ光Aは被測定物70上に集光照射され、プロ
ーブ光Bは平行光束として被測定物70に形成された熱
レンズ72に入射し、以降は同様の作用が得られる。
Instead of providing the lenses 62 and 58, a lens is provided between the pump light source 50 and the dichroic mirror 54, and the pump light A is provided by this lens.
The object 70 to be measured may be focused and irradiated. Also in this case, similarly, the pump light A is focused and irradiated on the object 70 to be measured, and the probe light B is incident on the thermal lens 72 formed on the object 70 to be measured as a parallel light flux. To be

【0046】また、被測定物70に入射するポンプ光A
とプローブ光Bとは必ずしも同一光軸でなくてもよい。
要は、ポンプ光Aが集光照射されて被測定物70に形成
された熱レンズ72にプローブ光Bを入射させ、熱レン
ズ72によって発散されたプローブ光Bの光量を測定す
ることである。
Further, the pump light A incident on the object 70 to be measured.
The probe light B and the probe light B do not necessarily have to have the same optical axis.
The point is that the probe light B is incident on the thermal lens 72 formed on the object to be measured 70 by condensing and irradiating the pump light A, and the light amount of the probe light B diverged by the thermal lens 72 is measured.

【0047】また、遮蔽板の形状や配置は、図1に示す
ものに限られるものではなく、例えば、光軸に対して傾
斜して配置してもよく、この傾斜配置した遮蔽板の遮蔽
領域に入射した光をビームダンパに導いてもよい。
Further, the shape and arrangement of the shielding plate are not limited to those shown in FIG. 1, and for example, they may be arranged inclined with respect to the optical axis. The light incident on may be guided to the beam damper.

【0048】また、被測定物が、温度が高いほど屈折率
が大きくなる場合には、ポンプ光照射によって形成され
る熱レンズは凸レンズとなるが、この場合であっても、
本発明は適用可能である。すなわち、例えば、熱レンズ
で一度集光された後にその集光点から発散するプローブ
光を、上述の本実施形態と同様の光学系で検出すればよ
い。
When the object to be measured has a higher refractive index as the temperature rises, the thermal lens formed by irradiation with the pump light is a convex lens, but even in this case,
The present invention is applicable. That is, for example, the probe light that is once condensed by the thermal lens and then diverges from the condensing point may be detected by the same optical system as in the above-described embodiment.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり本発明によ
れば、ポンプ用光源から出力されたポンプ光が被測定物
の所定位置に集光照射され、その所定位置近傍に温度分
布が生じ、この温度分布に応じて屈折率分布が生じて熱
レンズが形成される。プローブ用光源から出力されたプ
ローブ光も、熱レンズが形成される所定位置に照射され
る。このプローブ光は、熱レンズの焦点距離とレンズ径
に応じた拡がり角で発散され出力される。そして、熱レ
ンズで発散されたプローブ光のうち、光軸付近の光束は
遮蔽手段で遮蔽されるが、光軸から一定距離以上離れた
光束は遮蔽手段で遮蔽されることなく光検出器で検出さ
れる。この光検出器で検出された光束の光量は、被測定
物に形成された熱レンズに応じたものであり、また、こ
の熱レンズの光学特性は被測定物の濃度に応じたもので
あるので、光検出器からの出力信号に基づいて、被測定
物の濃度が検出される。
As described above in detail, according to the present invention, the pump light output from the pump light source is focused and irradiated on a predetermined position of the object to be measured, and a temperature distribution is generated in the vicinity of the predetermined position. A refractive index distribution is generated according to this temperature distribution to form a thermal lens. The probe light output from the probe light source is also applied to a predetermined position where the thermal lens is formed. This probe light is diverged and output at a divergence angle according to the focal length of the thermal lens and the lens diameter. Then, of the probe light diverged by the thermal lens, the light flux near the optical axis is blocked by the blocking means, but the light flux distant from the optical axis by a certain distance or more is detected by the photodetector without being blocked by the blocking means. To be done. The amount of light flux detected by this photodetector depends on the thermal lens formed on the object to be measured, and the optical characteristics of this thermal lens depend on the density of the object to be measured. The concentration of the object to be measured is detected based on the output signal from the photodetector.

【0050】このような構成として、光検出器は、ポン
プ光およびプローブ光の光軸近傍の光束を検出すること
なく、プローブ光が熱レンズで発散された光束のみを検
出するので、ロックインアンプを用いることなく、簡便
な装置構成で感度とS/N比の高い測定が可能となる。
With such a configuration, the photodetector detects only the light flux of the pump light and the probe light near the optical axis, and detects only the light flux of the probe light diverged by the thermal lens. It is possible to perform measurement with high sensitivity and S / N ratio with a simple device configuration without using.

【0051】また、ポンプ光がパルス状に被測定物に集
光照射されると、レンズ径の小さい熱レンズが形成され
るので、位置分解能の高い測定が可能となる。
When the pump light is focused and irradiated on the object to be measured in a pulsed manner, a thermal lens having a small lens diameter is formed, so that measurement with high position resolution is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る暗視野型光熱変換分光分析装置の
構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a dark-field photothermal conversion spectroscopic analyzer according to the present invention.

【図2】本発明に係る暗視野型光熱変換分光分析装置に
おいて被測定物に形成される凹レンズの説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a concave lens formed on an object to be measured in the dark-field photothermal conversion spectroscopic analyzer according to the present invention.

【図3】本発明に係る暗視野型光熱変換分光分析装置に
おけるポンプ光およびプローブ光それぞれについての光
量変化図である。
FIG. 3 is a light quantity change diagram for each of pump light and probe light in the dark-field photothermal conversion spectroscopic analyzer according to the present invention.

【図4】従来の光熱変換分光分析装置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional photothermal conversion spectrometer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

50…ポンプ用光源、52…光チョッパ、54…ダイク
ロイックミラー、56…ピンホール板、56a…開口
部、58…レンズ、60…プローブ光源、62…レン
ズ、70…被測定物、72…熱レンズ、80…レンズ、
82…遮蔽板、82a…遮蔽領域、82b…透過領域、
84…ポンプ光吸収フィルタ、86…光検出器、A…ポ
ンプ光、B,B1,B2…プローブ光。
50 ... Pump light source, 52 ... Optical chopper, 54 ... Dichroic mirror, 56 ... Pinhole plate, 56a ... Opening part, 58 ... Lens, 60 ... Probe light source, 62 ... Lens, 70 ... Object to be measured, 72 ... Thermal lens , 80 ... lens,
82 ... Shielding plate, 82a ... Shielding region, 82b ... Transmissive region,
84 ... Pump light absorption filter, 86 ... Photodetector, A ... Pump light, B, B1, B2 ... Probe light.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポンプ光が照射されて被測定物に形成さ
れる熱レンズにプローブ光を入射させ、前記熱レンズか
ら出力される前記プローブ光に基づいて、前記被測定物
の分光分析を行う暗視野型光熱変換分光分析装置であっ
て、 前記ポンプ光を出力するポンプ用光源部と、 前記プローブ光を出力するプローブ用光源部と、 前記ポンプ光と前記プローブ光とを入力し、前記ポンプ
光を前記被測定物の所定位置に集光照射して前記熱レン
ズを形成するとともに、前記プローブ光を前記所定位置
に照射する照射光学系と、 前記所定位置に前記熱レンズが形成されていないときに
前記被測定物から出力される前記ポンプ光と前記プロー
ブ光とを遮蔽する遮蔽手段を備え、前記被測定物の前記
所定位置から出力される前記ポンプ光と前記プローブ光
とを入力し、前記遮蔽手段によって遮蔽された光束以外
の光束を出力する受光光学系と、 前記受光光学系から出力された光束を検出する光検出器
と、 を備えることを特徴とする暗視野型光熱変換分光分析装
置。
1. A probe light is incident on a thermal lens formed on an object to be measured by being irradiated with pump light, and spectral analysis of the object to be measured is performed based on the probe light output from the thermal lens. A dark-field photothermal conversion spectroscopic analysis device, wherein a pump light source unit that outputs the pump light, a probe light source unit that outputs the probe light, the pump light and the probe light are input, and the pump An irradiation optical system that irradiates light at a predetermined position on the object to be measured to form the thermal lens, and irradiates the probe light at the predetermined position, and the thermal lens is not formed at the predetermined position. When the pump light and the probe light that are output from the object to be measured are provided with a shielding unit that shields the pump light and the probe light that are output from the predetermined position of the object to be measured, A dark-field type photothermometer comprising: a light receiving optical system that inputs and outputs a light beam other than the light beam blocked by the shielding unit; and a photodetector that detects the light beam output from the light receiving optical system. Conversion spectroscopic analyzer.
【請求項2】 前記ポンプ用光源部は、前記ポンプ光を
パルス状に変調して出力するポンプ光変調手段を備え
る、ことを特徴とする請求項1記載の暗視野型光熱変換
分光分析装置。
2. The dark-field photothermal conversion spectroscopic analyzer according to claim 1, wherein the pump light source unit includes a pump light modulator that modulates and outputs the pump light in a pulse shape.
【請求項3】 前記照射光学系は、前記ポンプ光の光束
径を調整し、前記所定位置に前記熱レンズが形成されて
いないときに前記被測定物から出力される前記ポンプ光
の全光束を前記遮蔽手段に入射させる光束径調整手段を
備える、ことを特徴とする請求項1記載の暗視野型光熱
変換分光分析装置。
3. The irradiation optical system adjusts the luminous flux diameter of the pump light to determine the total luminous flux of the pump light output from the DUT when the thermal lens is not formed at the predetermined position. The dark field type photothermal conversion spectroscopic analysis apparatus according to claim 1, further comprising: a light beam diameter adjusting unit that enters the shielding unit.
【請求項4】 前記照射光学系は、 前記ポンプ光および前記プローブ光を同一光軸上に合波
する合波手段と、 前記合波手段と前記プローブ用光源部との間に設けら
れ、前記プローブ光を第1の位置に集光する第1のレン
ズと、 前記合波手段と前記被測定物との間に設けられ、前記ポ
ンプ光を前記所定位置に集光照射するとともに、前記第
1の位置に集光された前記プローブ光を平行光束として
前記所定位置に照射する第2のレンズと、 を備えることを特徴とする請求項1記載の暗視野型光熱
変換分光分析装置。
4. The irradiation optical system is provided between a combining means for combining the pump light and the probe light on the same optical axis, and between the combining means and the probe light source section. A first lens that focuses probe light on a first position, and a pump lens that is provided between the combining unit and the object to be measured to focus and irradiate the pump light on the predetermined position, and The second-field photothermal conversion spectroscopic analysis apparatus according to claim 1, further comprising: a second lens that irradiates the predetermined position with the probe light condensed at the position as a parallel light beam.
【請求項5】 前記照射光学系は、 前記ポンプ光および前記プローブ光を同一光軸上に合波
する合波手段と、 前記合波手段と前記ポンプ用光源部との間に設けられ、
前記ポンプ光を前記被測定物に集光する集光レンズと、 を備えることを特徴とする請求項1記載の暗視野型光熱
変換分光分析装置。
5. The irradiation optical system is provided between a combining means for combining the pump light and the probe light on the same optical axis, and between the combining means and the pump light source section,
The dark-field type photothermal conversion spectroscopic analyzer according to claim 1, further comprising: a condenser lens that condenses the pump light on the object to be measured.
【請求項6】 前記被測定物に入射する前記ポンプ光の
光軸と垂直な方向に前記被測定物を相対的に走査する被
測定物走査手段を更に備えることを特徴とする請求項1
記載の暗視野型光熱変換分光分析装置。
6. An object scanning unit for relatively scanning the object to be measured in a direction perpendicular to an optical axis of the pump light incident on the object to be measured.
The dark-field photothermal conversion spectroscopic analyzer described.
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