CN114729895A - 激光分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供激光分析装置，其包括：激光分析部(1)，向试样(W)照射激光；罩(3)，以使激光不向外部射出的方式覆盖所述激光分析部(1)的周围，并且在至少一部分具有缝隙(S)；拉链(4)，设置成能够对所述缝隙(S)进行开闭；以及联锁机构(5)，具备设置于所述拉链(4)的销(51)以及检测所述拉链(4)完全关闭的状态的检测器(52)，在所述检测器(52)检测到所述拉链(4)处于完全关闭的状态下，向所述激光分析部(1)内导入规定强度以上的激光。

Description

激光分析装置

技术领域

本发明涉及对试样照射激光的激光分析装置。

背景技术

例如，在拉曼光谱分析等各种分析中对试样照射激光，检测其散射光、透过光、反射光，由此进行试样的分析。

但是，如果具有高能量密度的激光入射到激光分析装置的操作者的眼睛，则存在导致视力降低或失明的可能性。因此，例如在日本工业标准中对于射出激光的产品设有多个安全等级。其中，为了满足安全等级1(本质上安全)的基准，为了预防人体被包括杂散激光的激光照射，例如必须具备保护壳体。另外，在为了对保护壳体内的设备进行操作而设置有保护壳体的门的情况下，需要设置联锁机构，使得仅在检测到门被关闭了的情况下射出规定强度以上的激光(参照非专利文献1)。

具体地说，如专利文献1所示，以往的激光分析装置具备在内部收容激光的光路整体的由树脂、金属板形成的箱型的保护壳体。该保护壳体具备：主体部；门，设置成相对于主体部能够开闭；以及门检测器，构成联锁机构的所述门检测器设置在主体部的开口处以使仅在门关闭了的状态下与门接触。

但是，如果对上述这种构成的保护壳体的门进行开闭，则存在发生冲击、内部的光学系统发生偏移，从而出现分析误差等的可能性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2009-188128号

非专利文献

非专利文献1：日本工业标准，JIS C6802

发明内容

本发明是鉴于上述这样的问题而做出的，本发明提供对于用于防止人体被激光照射的保护机构能够以对激光光学系统不产生较大冲击的方式可开闭的激光分析装置。

即，本发明的激光分析装置的特征在于，包括：激光分析部，向试样照射激光；罩，以使激光不向外部射出的方式覆盖所述激光分析部的周围，并且在至少一部分具有缝隙；拉链，设置成能够对所述缝隙进行开闭；以及联锁机构，具备检测器，所述检测器检测所述拉链完全关闭的状态，在所述检测器检测到所述拉链处于完全关闭的状态下，向所述激光分析部内导入规定强度以上的激光。

如果是这样的激光分析装置，则由于通过使所述拉链的拉头移动能够将覆盖所述激光分析部的所述罩的所述缝隙完全关闭，所以在完全关闭时不易发生冲击。因此，即使构成为能够将所述罩开闭，也能够防止所述激光分析部内及与其连接的激光光学系统发生偏移，从而能够防止试样的分析结果产生误差。

另外，仅通过使所述拉链的拉头移动到完全关闭位置，就能够使所述拉链的拉链齿(zipper teeth)全部咬合，能够简单地无间隙地关闭所述缝隙。此外，由于检测所述拉链完全关闭的状态，所以限于在所述罩没有开口、没有从所述激光分析部向外部射出激光的可能性的情况下解除联锁。此外，例如能够通过目视而简单地确认仅进行关闭所述拉链的动作就能够从拉链齿的一端到另一端连续关闭的情况。

例如，为了即使在所述缝隙的开闭时等所述罩本身与所述激光分析部直接接触也不会产生冲击，所述罩可以由具有柔性的材料形成。另外，由于所述罩具有柔性，所以在打开所述拉链的情况下，能够加大所述缝隙的开口面积，能够卷起罩本身，操作者能够容易对所述激光分析部进行操作。

例如，在通过拉链的拉头或设置于拉头的销(key)与所述检测器接触来检测所述拉链完全关闭的情况下，为了即使对于与所述检测器的接触导致的微小的振动也难以对所述激光分析部造成影响，可以采用下述方式：所述激光分析部放置在平台上，所述检测器作为与所述激光分析部分开的单独部件放置在所述平台上。由于所述检测器未设置在所述激光分析部，所以该激光分析部在将所述拉链完全关闭并解除联锁时不易受到力。另外，由于所述激光分析部放置在平台上，所以即使在光学系统由多个分割的零件构成的情况下，也不易产生配置的偏移，能够减少作为光学系统的偏移。

例如，为了容易通过将罩卷起而形成用于对所述激光分析部进行操作的较大的开口，可以采用下述方式：所述罩在多个部位具有沿上下方向延伸的所述缝隙，相对于各缝隙分别设置所述拉链。

作为适合本发明的所述激光分析部的具体的构成例子，可以举出如下的方式：所述激光分析部具备至少一个从对试样照射激光的点连通到外部的开口。

存在有在使用激光的分析等中在将试样设置到规定的位置后想要用遮蔽物包围试样的周围以使周围的空气流或光不对分析造成影响的情况。但是，如果如以往那样，遮蔽物是由金属板等形成的具有门的壳体，则存在如下的可能性：由于关闭门时产生的振动，光学系统等测定系统产生偏移，由于该振动，试样本身受到影响，分析产生误差。为了解决这样的问题，可以使用如下的激光分析装置，其特征在于，包括：激光分析部，向试样照射激光；以及罩，在所述激光分析部的附近以使激光不向外部射出的方式覆盖所述激光分析部的周围，并且具有柔性并在至少一部分具有缝隙。

如果是这样的激光分析装置，则仅通过关闭位于激光分析部的附近的具有柔性的罩，就能够使光或空气流不会从外部入射到激光分析部内，能够使激光不会泄漏到外部。此外，由于仅关闭具有柔性的罩，所以根本就不易发生对分析引起问题的振动。由于这些原因，无需大规模设置用于振动对策的机构，从而通过紧凑的装置构成能够实现容易使用的激光分析装置。

作为本发明的激光分析装置的合适的实施方式之一，可以举出如下的方式：所述激光分析部还包括探针，所述探针以与所述试样接触或接近的方式设置。

这样，按照本发明的激光分析装置，由于针对所述罩的缝隙设置有所述拉链，所以通过使拉头移动到完全关闭位置，就能够完全地封闭所述罩的间隙而不会对激光光学系统产生较大的冲击。因此，能够满足各种安全基准，并且能够比以往减小由于冲击造成的激光光学系统的偏差而发生的分析误差。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的激光分析装置的示意图。

图2是表示同实施方式的激光分析部的结构的断面示意图。

图3是表示同实施方式的取下了罩的状态的激光分析装置的示意图。

图4是表示同实施方式的将罩的一部分卷起的状态的激光分析装置的示意图。

图5是表示同实施方式的将罩的另外一部分卷起的状态的激光分析装置的示意图。

图6是表示本发明的另外的实施方式的激光分析装置的示意图。

图7是表示另外的实施方式的激光分析部的详细的示意图。

附图标记说明

100···激光分析装置

1···激光分析部

12···探针

2···光学系统收容部

3···罩

31···带状遮蔽部

32···前面遮蔽部

33···侧面遮蔽部

34···固定端部

35···螺丝

4···拉链

41···拉头

5···联锁机构

51···销

52···检测器

具体实施方式

边参照图1至图5边对本发明的一个实施方式进行说明。

本实施方式的激光分析装置100是能够将AFM(原子力显微镜)测定以及拉曼光谱测定同时高速测绘的纳米成像光谱装置。

该激光分析装置100构成为收容在未图示的手套箱内，操作者从手套箱的外侧对各部分进行操作。

具体地说，如图1所示，该激光分析装置100包括：激光分析部1，对试样W照射激光，检测其散射光、反射光等；光学系统收容部2，以密闭的状态在内部收容激光光学系统，所述激光光学系统将激光导向激光分析部1或者将由激光分析部1检测到的光导向外部；以及罩3，覆盖激光分析部1的周围，以遮蔽具有从激光分析部1的开口11向外部射出的可能性的激光。

对各部分进行详述。

如图1以及图2所示，激光分析部1呈大致圆筒形状，在内部对试样W照射激光，并检测由此产生的散射光、反射光等二次光。该激光分析部1具备用于将试样W配置到激光照射位置等的开口11。该开口11存在成为杂散光的激光从内部到达外部的可能性。在本实施方式中，激光分析部1构成为图1中的背面侧被光学系统收容部2的壳体覆盖，该部分使成为杂散光的激光不会向外部射出。

如图1以及图3所示，在本实施方式中罩3将在激光分析部1中未被光学系统收容部2覆盖的部分的周围覆盖。具体地说，罩3通过以上下方法悬挂具有多个长方形部分的黑色遮蔽布而构成。该黑色遮蔽部由于是布，所以具有柔性，能够变形为自由的形状。

在本实施方式中，罩3包括：带状遮蔽部31，覆盖背面侧的一部分；前面遮蔽部32，覆盖激光分析装置100的前面侧；侧面遮蔽部33，覆盖激光分析装置100的侧面侧；以及固定端部34，是前述各个遮蔽部的基端部分共通的部分，固定在从光学系统收容部2的壳体沿水平方向突出的凸缘E。

带状遮蔽部31与前面遮蔽部32以大致正交的方式配置并形成角部。另外，前面遮蔽部32与侧面遮蔽部33也以大致正交的方式配置并形成角部。在各角部形成有在上下方向上延伸的缝隙S，在各缝隙S设置有沿上下方向延伸的拉链4。另外，固定端部34通过螺丝35固定在凸缘E上，固定成如果不使用工具则无法从凸缘E取下。这样，通过将罩3固定，例如能够满足JIS的激光装置的安全等级1的必要条件之一。

通过使拉链4的拉头41向下侧移动，拉链4的拉链齿咬合，能够没有间隙地关闭缝隙S。在本实施方式中，如图1所示，通过使各拉链4的拉头41移动到下端，能够没有间隙地完全关闭所有缝隙S，从而能够实现成为杂散光的激光等不从激光分析部1向外部射出的密闭状态。

另外，通过使拉链4的拉头41向上侧移动，打开拉链4，由此能够解除带状遮蔽部31、前面遮蔽部32、侧面遮蔽部33的连接状态。如图4所示，通过打开设置在前面遮蔽部32与侧面遮蔽部33之间的缝隙S的拉链4，仅卷起侧面遮蔽部33，从而能够仅打开激光分析部1的侧面侧。如图5所示，通过打开分别设置在各缝隙S的各拉链4，仅卷起前面遮蔽部32，从而能够仅打开激光分析部1的前面侧。另外，虽然未图示，但是能够卷起全部的遮蔽部，从而使激光分析部1的整体向外部露出。这样，能够打开罩3的一部分或大致整体，进行激光分析部1的操作，或进行试样W的更换。

此外，如图1所示，本实施方式的激光分析装置100中构成有利用了各拉链4的拉头41的联锁机构5。该联锁机构5仅在各拉链4完全地关闭从而激光分析部1的周围被黑色遮蔽布密闭了的情况下使规定强度以上的激光导入激光分析部1内。反过来说，在只要一个拉链4未完全关闭的情况下，联锁机构5不会使规定强度以上的激光导入激光分析部1内。联锁机构5在只要一个拉链4未完全关闭的情况下，例如使激光光源本身关闭，在光学系统收容部2内的激光的光轴上配置遮蔽板并使激光不导入激光分析部1内，或者在光学系统收容部2内的激光的光轴上配置ND滤光片(减光滤光片)，向激光分析部1内导入比规定强度小的激光。

具体地说，联锁机构5具备：销51，设置在拉链4的拉头41；检测器52，检测拉链4完全关闭的状态，设置于在拉链4完全关闭的状态下销能够接触的位置；以及未图示的判断器，根据检测器52的输出，切换激光向激光分析部1内的导入的联锁状态。

销例如安装在拉头41的拉手上，能够插入设置在检测器52的销孔中。

检测器52构成为：仅在拉链4的拉头41移动到下端并且将拉链4完全关闭的状态下，销51嵌入到销孔的最深部。此外，如图1以及图3所示，在本实施方式中，检测器52相对于放置有激光分析部1以及光学系统收容部2的平台6以与它们分开的方式设置。因此，能够使由操作者将拉链4完全关闭并将销插入销孔时产生的力和振动几乎不会对激光分析部1以及光学系统收容部2产生作用。

这样，按照本实施方式的激光分析装置100，通过对设置在罩3上的拉链4进行开闭，能够切换将激光分析部1用黑色遮蔽布完全覆盖了周围的状态与将激光分析部1的至少一部分打开的状态。另外，由于通过将拉链4完全关闭来关闭罩3的缝隙S，所以例如能够防止在用纽扣等关闭的情况那样因布的褶皱而产生间隙从而使成为杂散光的激光从罩3向外部射出的情况本身。即，即使不像以往那样用由树脂、金属板形成的硬壳体完全地收容激光分析部1，也能够通过由具有柔性的布形成的罩3实现安全等级1所要求的激光的遮蔽状态。

此外，构成为为了解除联锁将拉链4整体完全关闭并将销插入检测器52，因此不会像以往那样地发生在为了检测门的开闭而使门与检测部接触的情况下发生的较大的冲击。另外，罩3即使碰撞激光分析部1，也由于由布形成，所以不容易有较大的力作用于激光分析部1。因此，不会向配置在罩3的内部的激光分析部1及与其连接的光学系统收容部2传导较大的冲击和力，能够防止光学系统由于冲击而偏移。其结果，能够防止像以往那样由于联锁的解除而发生分析误差。

另外，通过打开设置于罩3的缝隙S的拉链4，能够打开罩3的至少一部分，操作者能够对激光分析进行操作。此时，如图4以及图5所示，由于能够卷起罩3的一部分，所以能够针对罩3较大地形成操作者用于对激光分析部1进行操作的开口11。因此，操作者即使隔着手套箱也能够容易对激光分析部1进行操作。

对其它实施方式进行说明。

如图6所示，本发明的激光分析装置100也可以省略联锁机构，并且将具有柔性的罩3设置在激光分析部1的附近。在此，附近例如可以说是离开在使用者进入到激光分析部1与罩3之间的状态下难以进行分析的程度的规定距离的状态。

如图7所示，激光分析部1设置有构成用于进行拉曼光谱分析的光学系统RL的一部分的光学设备，并且具备与试样W接近或接触地设置的探针12。

光学系统RL包括激光光源R1、半透半反镜R2、物镜R3、聚光透镜R4以及光检测器R5，仅物镜R3设置在激光分析部1内，从激光光源R1射出并被半透半反镜R2反射后的激光被物镜R3聚光并向放置在载物台上的试样W照射。为了防止该激光在试样W散射等而从激光分析部1的开口11向外部漏出，关闭罩3。另外，物镜R3以外的光学设备收容在光学系统收容部2内。

设置在载物台上的探针12例如用于检测与试样W之间的原子力，根据该值测绘试样W的表面形状等。也可以在激光分析部1内进一步设置用于光学性地检测探针12的位移的另外的光学系统的一部分。

如果是这样构成的激光分析装置100，则在打开了设置于罩3的缝隙S的拉链4的状态下，通过激光分析部1的开口11将试样W配置在与探针12接近或接触的位置后，仅通过关闭罩3，就能够使来自外部的光、空气流不会对探针12施加影响。另外，在关闭罩3时几乎不产生振动，能够抑制激光分析部1摇晃等造成的分析误差。另外，由于根据国家不同激光的安全基准也不同，所以即使没有联锁机构，当在激光分析部1仅使用强度低的激光的情况下，能够进行作为激光分析装置100的销售及使用。

本发明的激光分析装置不限于AFM-拉曼。例如，激光分析装置也可以是仅进行拉曼光谱分析的装置、进行激光诱导荧光分析的装置、进行使用激光的针对试样的透过光的吸光分析等的装置。如果是具备对试样照射激光的激光分析部的激光分析装置，则可以应用本发明。另外，激光分析装置例如也可以是另外具备探针以外的测定系统的装置。例如可以是具备显微镜、其它测定系统的装置。

对于罩，可以使用具有柔性的材料，除了布以外也可以使用具有柔性的树脂等。另外，对于构成罩的材料，无需一定具有柔性。即，在所述实施方式中，各遮蔽部也可以由硬质的树脂板、金属板形成，以对各遮蔽部间的缝隙进行开闭的方式设置有拉链。另外，对于拉链(线拉链)，也不限于在所述实施方式中示出的拉链，例如也可以是通过使拉头移动而能够使凸条连续地嵌入凹槽类型的拉链。

构成联锁机构的检测器的安装位置不限于平台上，也可以是其它位置。例如可以相对于激光分析部的一部分安装检测器，也可以相对于光学系统收容部的壳体安装检测器。总之，只要是仅在拉链完全关闭且罩完全关闭的状态下设置在拉链的拉头的销能够与检测器接触的构成即可。

另外，对于检测器检测销的方式，不限于如所述实施方式那样地插入销的方式。也可以简单地以根据与销接触来检测拉链的完全关闭状态的方式构成检测器。此外，对于销，可以安装于拉链的拉头，也可以将拉头本身作为销。

另外，对于拉链的完全关闭状态的检测方式，不限于销与检测器直接接触的方式。即，可以构成为检测器间接地检测销或以非接触的方式接触销。例如可以使销与检测器之间存在介在体，根据销与介在体接触来由检测器检测拉链的完全关闭状态。

另外，也可以在拉链的拉头设置光源，通过由检测器检测从光源射出的光来检测完全关闭状态。例如，可以将光源射出的光的强度设定为仅在拉链处于完全关闭状态的情况下能够由检测器检测出来的强度。或者，也可以将检测器判断完全关闭状态的阈值以仅检测完全关闭状态的方式进行设定。另外，从光源射出的光可以使用激光、红外光等各种各样的光。

此外，可以采用如下的方式：在拉链的拉头不设置光源，例如在平台等上设置光源以及检测器，使完全关闭状态的拉链的拉头配置在光源的光轴上，根据有无向检测器入射的光来检测完全关闭状态。

对于设置在罩的缝隙，不限于设置在角部的缝隙。例如对于罩的各遮蔽部，可以在中央等形成缝隙，并设置拉链，在打开拉链的情况下在遮蔽部能够形成孔。另外，对于罩的固定端，也不限于固定在设置于激光分析部或光学系统收容部的凸缘。例如也可以另外设置从平台固定罩的支承构件，通过罩将激光分析部从全部的方向包围。

激光分析装置的特征在于，包括：激光分析部，向试样照射激光；罩，以使激光不向外部射出的方式覆盖所述激光分析部的周围，并且具有柔性并在至少一部分具有缝隙；开闭机构，设置成能够对所述缝隙进行开闭；以及联锁机构，具备检测器，所述检测器检测所述开闭机构完全关闭的状态，在所述检测器检测到所述开闭机构完全关闭的状态下，向所述激光分析部内导入规定强度以上的激光。作为开闭机构的具体例子，不限于拉链，例如可以举出粘扣带、磁体、纽扣等。

此外，只要不违反本发明的主旨，可以进行各种各样的实施方式的变形、将各实施方式的一部分彼此组合。

工业实用性

按照本发明能够提供对于用于防止人体被激光照射的保护机构能够以对激光光学系统不产生较大冲击的方式可开闭的激光分析装置。

Claims (7)

1.一种激光分析装置，其特征在于，

包括：

激光分析部，向试样照射激光；

罩，以使激光不向外部射出的方式覆盖所述激光分析部的周围，并且在至少一部分具有缝隙；

拉链，设置成能够对所述缝隙进行开闭；以及

联锁机构，具备检测器，所述检测器检测所述拉链完全关闭的状态，

在所述检测器检测到所述拉链处于完全关闭的状态下，向所述激光分析部内导入规定强度以上的激光。

2.根据权利要求1所述的激光分析装置，其特征在于，

所述罩由具有柔性的材料形成。

3.根据权利要求1或2所述的激光分析装置，其特征在于，

所述激光分析部放置在平台上，所述检测器作为与所述激光分析部分开的单独部件放置在所述平台上。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的激光分析装置，其特征在于，

所述罩在多个部位具有沿上下方向延伸的所述缝隙，

相对于各缝隙分别设置所述拉链。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的激光分析装置，其特征在于，

所述激光分析部具备至少一个从对试样照射激光的点连通到外部的开口。

6.一种激光分析装置，其特征在于，

包括：

激光分析部，向试样照射激光；以及

罩，在所述激光分析部的附近以使激光不向外部射出的方式覆盖所述激光分析部的周围，并且具有柔性并在至少一部分具有缝隙。

7.根据权利要求6所述的激光分析装置，其特征在于，

所述激光分析部还包括探针，所述探针以与所述试样接触或接近的方式设置。

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