CN116868043A - 光测量装置 - Google Patents

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CN116868043A CN202280012000.6A CN202280012000A CN116868043A CN 116868043 A CN116868043 A CN 116868043A CN 202280012000 A CN202280012000 A CN 202280012000A CN 116868043 A CN116868043 A CN 116868043A
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中村崇市郎
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Abstract

提供一种在不同的散射角度或不同的波长下能够简便地测定散射强度的光测量装置。具有低相干干涉仪的光测量装置具有：检测部，其具有第1检测单元及第2检测单元中的至少一个，该第1检测单元使将入射光入射到包含粒子的分散液而得到的散射光中的至少一部分与参考光发生干涉，并检测每个波长的干涉光强度，该第2检测单元使将入射光入射到包含粒子的分散液而得到的散射光中的至少一部分与参考光发生干涉，并检测每个散射角度的干涉光强度；以及转换部，其从由第1检测单元检测出的每个波长的干涉光强度的数据中取出多个分散液的特定的深度且特定的波长的散射强度，或者从由第2检测单元检测出的每个散射角度的干涉光强度的数据中取出多个分散液的特定的深度且特定的散射角度的散射强度，并将取出的散射强度的数据转换为分散液的特定的深度处的散射光的时间波动数据。

Description

光测量装置
技术领域
本发明涉及一种在不同的散射角度或不同的波长下测定包含粒子的分散液的散射强度的光测量装置。
背景技术
有一种动态光散射测定法，其通过使用自相关函数或功率谱检测出使光照射到悬浊液等介质而从介质中的散射体散射的散射光强度的时间变动来调查散射体的动态特性。动态光散射测定法在粒径测定等各种测定中被广泛使用。
例如，在专利文献1中记载有一种光散射检测装置，其用于检测液态或气态试样中的微粒，该光散射检测装置具备：透明的试样池，保持试样；第1光源构件，射出具有第1波长或第1波长范围的静态光散射测定用的光；第2光源构件，射出具有与第1波长或第1波长范围不同的第2波长或第2波长范围的动态光散射测定用的光；第1检测构件，由多个检测器构成，该检测器配置成以试样池为中心环绕，为了检测出根据静态光散射测定用的光的照射从试样池向周围以不同的散射角散射的光而能够选择性地检测出第1波长或第1波长范围；第2检测构件，由一个或多个检测器构成，该检测器配置成以试样池为中心环绕，为了检测出根据动态光散射测定用的光的照射从试样池向周围以不同的散射角散射的光而能够选择性地检测出第2波长或第2波长范围；以及运算处理构件，在由第1光源构件照射的静态光散射测定用的光和由第2光源构件照射的动态光散射测定用的光同时照射到试样池时并行接收由第1检测构件检测出的检测信号和由第2检测构件检测出的检测信号，并根据前者执行基于静态光散射法的运算，并且根据后者执行基于动态光散射法的运算。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-39539号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
在专利文献1中，准备波长或波长范围不同的第1光源构件和第2光源构件这两个光源构件，将来自这些光源构件的出射光同轴或非同轴地同时照射到试样池。为了同轴地照射两个光束，例如还需要具备将由第1光源构件照射的照射光和由第2光源构件照射的照射光沿着同一光路导入到试样池中的光合并构件。在专利文献1中，需要多个光源和多个检测器，装置结构会大型化。从该观点而言，对于测定波长数的增加或散射角度的分辨率提高是不利的。此外，为了检测从试样中的同一个部位产生的散射光，需要与检测器和光源的数量相当的调整光轴的劳力。并且，在多重散射的悬浊液中，由于会检测出因粒子而多次散射的信号，因此无法进行测定。在专利文献1中，难以在不同的散射角度或不同的波长下简便地测定包含粒子的分散液或悬浊液的散射强度。
本发明的目的在于提供一种在不同的散射角度或不同的波长下能够简便地测定散射强度的光测量装置。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述的目的，本发明的一方式提供一种光测量装置，其具有低相干干涉仪，该光测量装置具有：检测部，其具有第1检测单元及第2检测单元中的至少一个，该第1检测单元使将入射光入射到包含粒子的分散液而得到的散射光中的至少一部分与参考光发生干涉，并检测每个波长的干涉光强度，该第2检测单元使将入射光入射到包含粒子的分散液而得到的散射光中的至少一部分与参考光发生干涉，并检测每个散射角度的干涉光强度；以及转换部，其从由第1检测单元检测出的每个波长的干涉光强度的数据中取出多个分散液的特定的深度且特定的波长的散射强度的数据，或者从由第2检测单元检测出的每个散射角度的干涉光强度的数据中取出多个分散液的特定的深度且特定的散射角度的散射强度的数据，并将取出的散射强度的数据转换为分散液的特定的深度处的散射光的时间波动数据。
优选具有运算部，该运算部使用由转换部获取的时间波动数据计算出粒子的粒径。
优选具有运算部，该运算部通过将由转换部获取的时间波动数据和对由转换部获取的时间波动数据进行时间平均所得的时间平均数据针对规定了粒径与散射强度的关系的理论公式进行拟合而得到分散液中所包含的每一种粒子的粒度分布。
优选具有存储部，该存储部存储根据已知的粒子的复折射率、粒径及形状求出的、与已知的粒子的散射光强度相关的散射角度依赖数据及与散射光强度相关的波长依赖数据中的至少一个，并且具有运算部，该运算部通过将从由转换部获取的时间波动数据得到的散射角度依赖数据或从由转换部获取的时间波动数据得到的散射光的波长依赖数据针对存储部所存储的与已知的粒子的散射光强度相关的散射角度依赖数据或与散射光强度相关的波长依赖数据进行拟合而得到分散液中所包含的每一种粒子的粒度分布。
优选具有存储部，该存储部存储由已知的粒子的复折射率、粒径及形状求出的、与已知的粒子的散射光强度相关的散射角度依赖数据及与散射光强度相关的波长依赖数据中的至少一个，并且具有运算部，该运算部使用存储部所存储的与已知的粒子的散射光强度相关的散射角度依赖数据或与散射光强度相关的波长依赖数据来实施分散液中的粒子的粒子种类及分散液中的粒子的状态中的至少一个的判定。
第1检测单元优选具有如下的光检测器，该光检测器对与参考光发生了干涉的散射光进行波长分解并按每个波长检测出波长分解后的散射光。
第2检测单元优选具有按每个散射角度检测出与参考光发生了干涉的散射光的光检测器。
优选具有控制入射光的偏振状态的偏振控制部，第1检测单元或第2检测单元测定散射光的偏振成分的光强度作为散射强度。
优选具有控制入射光的中心波长及波长范围的光谱调整部。
例如，散射光的时间波动数据为功率谱或自相关函数。
发明效果
根据本发明，可提供一种在不同的散射角度或不同的波长下能够简便地测定散射强度的光测量装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的光测量装置的第1例的示意图。
图2是表示通过本发明的实施方式的光测量方法的第1例得到的功率谱的一例的图表。
图3是表示通过本发明的实施方式的光测量方法的第1例得到的自相关函数的一例的图表。
图4是表示在本发明的实施方式的光测量方法的第1例中得到的干涉光谱的一例的图表。
图5是表示在本发明的实施方式的光测量方法的第1例中得到的分散液的深度方向的散射分布的一例的图表。
图6是表示在本发明的实施方式的光测量方法的第1例中得到的关注深度区域的电场的时间响应的一例的图表。
图7是表示在本发明的实施方式的光测量方法的第1例中得到的功率谱的一例的图表。
图8是表示在本发明的实施方式的光测量方法的第1例中得到的时间相关函数的一例的图表。
图9是表示散射强度的波长依赖性的图表。
图10是表示静态光散射强度的波长依赖性的图表。
图11是表示用于说明本发明的实施方式的光测量方法的第2例的光学装置的示意图。
图12是表示在本发明的实施方式的光测量方法的第2例中得到的光强度的一例的图表。
图13是表示在本发明的实施方式的光测量方法的第2例中得到的散射强度相对于散射角的分布的一例的图表。
图14是表示在本发明的实施方式的光测量方法的第2例中得到的关注角度区域的电场的时间响应的一例的图表。
图15是表示在本发明的实施方式的光测量方法的第2例中得到的功率谱的一例的图表。
图16是表示在本发明的实施方式的光测量方法的第2例中得到的自相关函数的一例的图表。
图17是表示与散射角度175°下的自相关函数通过拟合而得到的粒径的结果的图表。
图18是表示与散射角度173°下的自相关函数通过拟合而得到的粒径的结果的图表。
图19是表示与散射角度172.5°下的自相关函数通过拟合而得到的粒径的结果的图表。
图20是表示本发明的实施方式的光测量方法的流程图。
图21是粒子A的直方图。
图22是粒子B的直方图。
图23是表示干涉光强度与散射角的关系的图表。
图24是单一粒子的直方图。
图25是粒子凝聚而成的凝聚体的直方图。
图26是表示粒子的每个形状的散射强度与散射角的关系的图表。
图27是表示球状粒子的示意性立体图。
图28是表示圆板状粒子的示意性立体图。
图29是表示本发明的实施方式的光测量装置的第2例的示意图。
图30是表示本发明的实施方式的光测量装置的第2例的掩模的第1例的示意图。
图31是表示本发明的实施方式的光测量装置的第2例的掩模的第2例的示意图。
图32是表示本发明的实施方式的光测量装置的第2例的掩模的第3例的示意图。
图33是表示本发明的实施方式的光测量装置的第3例的示意图。
具体实施方式
以下，根据附图所示的优选实施方式对本发明的光测量装置进行详细说明。
另外，以下说明的图为用于说明本发明的例示性的图，本发明并不限定于以下所示的图。
另外，以下表示数值范围的“～”包含记载于两侧的数值。例如，ε为数值εα～数值εβ是指ε的范围为包含数值εα和数值εβ的范围，若用数学记号表示，则为εα≤ε≤εβ。
“用具体的数值表示的角度”及“平行”等角度只要没有特别记载，则包含对应的技术领域中一般允许的误差范围。
(光测量装置的第1例)
图1是表示本发明的实施方式的光测量装置的第1例的示意图。
图1所示的光测量装置10具有低相干干涉仪12、具备第1检测单元14a及第2检测单元14b的检测部14、转换部15、运算部16及存储部17。光测量装置10具有试样池18。
低相干干涉仪12为光源使用了射出低相干光的光源的光干涉仪。
低相干干涉仪12例如具有光源部20和4个光束分离器21a、21b、21c、21d。4个光束分离器21a、21b、21c、21d分别具有将入射的光分割成两个或者使入射的两个光合波的透射反射面21e。透射反射面21e为以45°角度倾斜的斜面。
并且，4个光束分离器21a、21b、21c、21d均为立方体状的立方体型的光束分离器。另外，光束分离器的形态并不限定于立方体型，也可以为平板状的板型。
并且，低相干干涉仪12并不限定于图1所示的结构。
4个光束分离器21a、21b、21c、21d配置于四边形的各顶点的位置。配置于对角线上的光束分离器21a和光束分离器21d的透射反射面21e平行。并且，配置于对角线上的光束分离器21b和光束分离器21c的透射反射面21e平行。4个光束分离器21a、21b、21c、21d的透射反射面21e和相邻的光束分离器21a、21b、21c、21d的透射反射面21e的方向不同，且不平行，具体而言，反向平行。
光束分离器21a和光束分离器21c并排配置，在光束分离器21c的与光束分离器21a相反的一侧配置有反射体22。在光束分离器21c与反射体22之间从光束分离器21c侧起配置有色散补偿调整部23a和物镜23b。
反射体22反射入射光，反射体22的反射面22a为参考面。反射体22只要能够反射入射光，则不受特别限定，例如可以使用反射镜或玻璃板。
色散补偿调整部23a补偿由试样池18引起的群速度色散。
当试样池18如后述那样由光学玻璃构成时，色散补偿调整部23a补偿由构成试样池18的光学玻璃的厚度引起的群速度色散。设为将与构成试样池18的光学玻璃相同程度的厚度的玻璃板配置于光束分离器21c与物镜23b之间的结构来补偿所通过的光的群速度色散。即，色散补偿调整部23a调整由参考光Lr的波长的差异引起的光路长度差，使参考光Lr与散射光Ld的每个波长的光路长度对齐。
物镜23b将入射到反射体22中的光聚光在反射体22的反射面22a。
光束分离器21a和光束分离器21b并排配置，在光束分离器21a与光束分离器21b之间配置有ND(Neutral Density：中性密度)滤光片24a。在光束分离器21a与光束分离器21c之间配置有ND滤光片24b。
ND滤光片24a、24b为了保持由反射体22的反射面22a反射的参考光Lr与来自试样池18的散射光Ld的光强度的均衡而调整光量。ND滤光片24a、24b能够适当利用公知的滤光片。
在光束分离器21b的与光束分离器21a相反的一侧配置有试样池18。在光束分离器21b与试样池18之间配置有将入射光Ls聚光在试样池18中的物镜25。
光束分离器21c和光束分离器21d并排配置，在光束分离器21d的与光束分离器21c相反的一侧配置有第1检测单元14a。在光束分离器21d与第1检测单元14a之间配置有偏振调整部26。
偏振调整部26控制从光束分离器21d射出并入射到第1检测单元14a中的散射光的偏振状态。偏振调整部26例如由偏振元件构成，为了调整圆偏振光、直线偏振光或椭圆偏振光等从试样池18的分散液Lq散射的散射光Ld的偏振状态，可以适当使用偏振元件。更具体而言，例如，偏振调整部26由起偏器构成。可以改变多次起偏器的透射轴的方向而进行测定。
光束分离器21b和光束分离器21d并排配置，在光束分离器21d的与光束分离器21b相反的一侧配置有第2检测单元14b。
第1检测单元14a具有反射镜30和从反射镜30反射的反射光入射的衍射光栅32。衍射光栅32为对包含散射光的入射光进行波长分解而分为每个波长的光的光学元件。通过衍射光栅32，能够得到每个波长的散射光。
此外，具有散射光通过衍射光栅32根据波长衍射所得的衍射光入射的光检测器33。按每个波长检测出由光检测器33进行波长分解后的散射光。光检测器33中例如可以使用光电转换元件配置于直线上的线阵相机。另外，光检测器33也可以为代替线阵相机而将光电倍增管配置于直线上的光检测器。
第1检测单元14a的光检测器33接收由衍射光栅32衍射的包含散射光的衍射光，但衍射角按每个波长而不同，从而规定作为光检测器34的线阵相机的受光位置。因此，在第1检测单元14a中，根据作为光检测器33的线阵相机的受光位置来确定波长。如此，第1检测单元14a对散射光进行波长分解并按每个波长检测出波长分解后的散射光。由此，在不同的波长下能够简便地测定散射光的散射强度。
另外，为了得到每个波长的光而使用了衍射光栅32，但只要能够得到每个波长的光，则并不限定于衍射光栅32。例如，也能够事先准备多个截断波长范围不同的带通滤光片，通过更换带通滤光片来得到每个波长的散射光。并且，也能够使用棱镜来代替衍射光栅32。
第2检测单元14b具有光检测器34。光检测器34按每个散射角度检测出散射光。光检测器34中例如可以使用光电转换元件配置于直线上的线阵相机。在第2检测单元14b中，根据作为光检测器34的线阵相机的受光位置来确定散射角度。由此，在不同的散射角度下能够简便地测定散射光的散射强度。光检测器34对于散射光与参考光发生了干涉的干涉光也检测出每个散射角度的干涉光强度。
另外，光检测器34也可以为高速相机来代替线阵相机。
并且，用于光检测器33、34的光电转换元件例如为光电二极管。
试样池18例如为由光学玻璃或光学塑料构成的直方体或圆柱的容器。在试样池18中容纳作为测定对象的包含粒子的分散液Lq。入射光Ls照射到分散液Lq中。
虽未图示，但试样池18也可以配置于液浸浴内。液浸浴用于去除试样池18与周围环境的折射率差，能够适当利用公知的液浸浴。并且，通过使试样池18与珀尔帖元件所接触的金属接触，还能够调整试样池18的温度。
光源部20配置于光束分离器21a的与光束分离器21b相反的一侧。光源部20向试样池18照射入射光Ls，使向光束分离器21a出射的光入射。
光源部20射出低相干光作为入射光Ls。低相干光与单色的激光束不同，是具有带宽的光。光源部20例如可以使用氙气灯、超辐射发光二极管(SLD)、LED(light emittingdiode：发光二极管)或超连续谱(SC)光源。
在光源部20与光束分离器21a之间从光源部20侧起设置有光谱调整部27和偏振控制部28。
光谱调整部27根据由光源部20入射的入射光Ls的光谱切断不需要的波长区域。例如，当在第1检测单元14a的光检测器33和第2检测单元14b的光检测器34中无法检测出超连续谱光源中的近红外光区域时，光谱调整部27例如使用切断近红外光区域的滤光片。
并且，在第2检测单元14b中按每个散射角度测定散射强度时，以限定波长范围为目的，光谱调整部27例如可以使用带通滤光片。
另外，当使用多个波长的光测定分散液Lq的散射光时，还可以考虑准备出射波长不同的多个光源作为光源部20。然而，通过使用带通滤光片作为光谱调整部27，能够切断波长区域，因此能够简化光源部20的结构，从而能够简化装置结构。
偏振控制部28控制入射光的偏振状态，调整入射光的偏振。偏振控制部28例如由偏振元件构成，可以适当使用与圆偏振光、直线偏振光或椭圆偏振光等照射到试样池18的偏振光相对应的偏振元件。在确定粒子的形状时，入射光使用偏振光。更具体而言，偏振控制部28由起偏器与λ/4板的组合构成。由此，能够使无偏振的入射光Ls成为圆偏振光。
另外，当在光测量装置10中直接利用从光源部20射出的光的偏振光时，不一定需要偏振调整部26及偏振控制部28。
在具有第1检测单元14a及第2检测单元14b的光测量装置10中，在不同的散射角度或不同的波长下能够简便地测定散射强度。
并且，在光测量装置10中，当利用散射角度及波长中的任一个时，在检测部14中只要有第1检测单元14a及第2检测单元14b中的任一个即可。
从光源部20出射的光在光束分离器21a的透射反射面21e上被分割并透射透射反射面21e入射到光束分离器21b中，并且透射光束分离器21b的透射反射面21e而作为入射光Ls照射到试样池18中。入射光Ls在试样池18的分散液Lq中散射而产生的散射光Ld在光束分离器21b的透射反射面21e上反射到光束分离器21d。
从光源部20出射的光中在光束分离器21d的透射反射面21e上反射的散射光Ld入射到第1检测单元14a中。
在光束分离器21a的透射反射面21e上被分割并入射到光束分离器21c中的光透射透射反射面21e入射到反射体22中，并在反射体22的反射面22a上反射。该反射光就是参考光Lr。参考光Lr在光束分离器21c的透射反射面21e上反射并入射到光束分离器21d中。透射光束分离器21d的透射反射面21e后的参考光Lr入射到第1检测单元14a中。如此，散射光Ld和参考光Lr入射到第1检测单元14a中而发生干涉。另外，只要散射光Ld中的至少一部分与参考光Lr发生干涉即可，优选调整光路长度而仅使在分散液Lq的特定的深度处产生的散射光Ld与参考光Lr发生干涉。
在第1检测单元14a中，通过衍射光栅32按每个波长规定有光检测器33的受光位置，能够按每个波长检测出干涉光，从而可得到每个波长的干涉光强度的数据。由此，在转换部15中，能够从散射光的干涉光谱得到分散液Lq的特定的深度且特定的波长的散射强度的数据。另外，深度可以理解为是指散射光通过分散液Lq的光路长度。
并且，散射光Ld透射光束分离器21d的透射反射面21e入射到第2检测单元14b中。
参考光Lr中在光束分离器21d的透射反射面21e上反射的参考光Lr入射到第2检测单元14b中。如此，散射光Ld和参考光Lr入射到第2检测单元14b中而发生干涉。另外，只要散射光Ld中的至少一部分与参考光Lr干涉即可，优选调整光路长度而仅使在分散液Lq的特定的深度处产生的散射光与参考光Lr发生干涉。
根据分散液Lq的散射角θb，散射光Ld的光束分离器21b的透射反射面21e上的反射位置不同，光检测器34中的受光位置也不同。因此，在第2检测单元14b中，按每个散射角度规定有光检测器34的受光位置，能够按每个散射角度检测出参考光与散射光的干涉光，从而可得到每个散射角度的干涉光强度的数据。由此，在转换部15中，关于与和参考光相同的光路长度相当的分散液Lq的特定深度的散射光，能够从每个散射角度的干涉光强度的数据得到特定散射角度的散射强度的数据。另外，图1的散射角θb(°)为以散射角180°的背向散射光为基准的角度。将前向散射的角度设为0°的、一般的散射角θ(°)的标记具有θ(°)＝180°-θb(°)的关系。
在转换部15连接有运算部16，存储部17连接于转换部15和运算部16。
转换部15从由第1检测单元14a检测出的干涉光强度的数据中取出多个与特定波长的散射光的散射强度或电场成正比的值、或从由第2检测单元14b检测出的干涉光强度的数据中取出多个与特定散射角度的光的散射强度或电场成正比的值。然后，转换部15将所取出的散射强度的数据转换为分散液Lq的特定的深度处的散射光的时间波动数据。
转换部15连接于第1检测单元14a的光检测器33及第2检测单元14b的光检测器34。转换部15获取第1检测单元14a的光检测器33所检测出的在特定波长下的光强度的数据，并取出多个特定的波长的散射强度的数据。然后，将所取出的散射强度的数据转换为分散液Lq的特定的深度处的散射光的时间波动数据。
并且，转换部15仅使第2检测单元14b的光检测器34所检测出的通过反射体22的位置控制在分散液Lq的特定的深度处产生的散射光发生干涉，且获取特定的散射角度下的干涉光的强度的数据，并取出多个特定的散射角度的散射强度。由此，将所取出的散射强度的数据转换为分散液Lq的特定的深度处的散射光的时间波动数据。另外，时间波动数据是指功率谱或自相关函数。
上述的分散液Lq的散射光包含在分散液Lq的各种深度处散射的光的成分，散射次数不同，强度也不同。为了准确地测定粒子的粒径等，需使用分散液Lq的特定的深度处的散射光进行分析。通过设定分散液Lq的特定的深度，能够得到散射光中的例如光仅散射一次的单散射光。
另外，关于在转换部15中将所取出的散射强度的数据转换为分散液Lq的特定的深度处的散射光的时间波动数据的分析，在后面进行说明。
转换部15通过在转换部15中执行存储于ROM(Read Only Memory：只读存储器)等中的程序(计算机软件)，如上述那样取出多个散射强度，并实施将所取出的散射强度的数据转换为分散液Lq的特定的深度处的散射光的时间波动数据。转换部15可以由通过如上述那样执行程序而各部位发挥作用的计算机构成，也可以为各部位由专用电路构成的专用装置，也可以由服务器构成以便在云上执行。
运算部16使用由转换部15获取的时间波动数据计算出粒子的粒径。
并且，运算部16通过将由转换部15获取的时间波动数据和对由转换部15获取的时间波动数据进行时间平均所得的时间平均数据针对规定了粒径与散射强度的关系的理论公式进行拟合而得到分散液中所包含的每一种粒子的粒度分布。运算部16中的粒子的粒径的计算中能够适当利用用于动态光散射法的各种计算方法。并且，关于得到分散液中所包含的每一种粒子的粒度分布的情况，在后面进行说明。
存储部17存储根据已知的粒子的复折射率、粒径及形状求出的、与已知的粒子的散射光强度相关的散射角度依赖数据及与散射光强度相关的波长依赖数据中的至少一个。
通过在存储部17中事先存储与已知的粒子有关的散射光强度的散射角度依赖数据及散射光强度的波长依赖数据中的至少一个，在求出粒子的粒径分布时或拟合时能够进行参考。因此，对于各种粒子，优选事先存储与已知的粒子有关的散射光强度的散射角度依赖数据及散射光强度的波长依赖数据中的至少一个，并事先构建模型库。
并且，存储部17存储由转换部15得到的各种数据。
另外，存储部17只要能够存储上述的与已知的粒子有关的散射光强度的散射角度依赖数据及散射光强度的波长依赖数据及由转换部15得到的各种数据即可，并不受特别限定，例如能够使用硬盘或SSD(Solid State Drive：固态驱动器)的各种存储介质。
并且，运算部16使用由存储部17存储的与已知的粒子有关的散射光强度的散射角度依赖数据及散射光强度的波长依赖数据中的至少一个来实施用于得到每一种粒子的粒度分布的拟合。
运算部16还能够读出存储部17所存储的由转换部15得到的各种数据并实施拟合。并且，还能够通过将存储于模型库中的粒子的散射特性相对于从实测的波动数据得到的粒径分布值及实测的散射光的波长依赖或强度依赖进行比较来判定粒子的凝聚状态或粒子种类。
另外，粒子的散射特性例如为与已知的粒子有关的散射光强度的散射角度依赖数据及散射光强度的波长依赖数据。这些粒子的散射特性可以为使用标准粒子等已知的粒子得到的实测值，或可以为利用Mie散射理论公式等规定了粒径与散射强度的关系的理论公式得到的计算值。并且，粒子的散射特性也可以为基于模拟的计算值。基于模拟的计算值例如使用FDTD法(Finite-difference time-domain method：有限差分时域法)或DDA(Discrete dipole approximation：离散偶极子近似)法得到。上述的粒子的散射特性例如作为模型库存储于存储部17中。
运算部16通过在运算部16中执行存储于ROM等中的程序(计算机软件)来实施得到上述的粒子的粒径的计算及分散液中所包含的每一种粒子的粒度分布。运算部16可以由通过如上述那样执行程序而各部位发挥作用的计算机构成，也可以为各部位由专用电路构成的专用装置，也可以由服务器构成以便在云上执行。
在光测量装置10中，可以截断参考光Lr，以免与散射光发生干涉。在该情况下，通过截断参考光Lr，能够实施通常的动态光散射测定。作为截断参考光Lr的方法，例如有如下方法：在光束分离器21a与光束分离器21c之间设置能够进退的遮光板，防止从光束分离器21a分割的光到达反射体22。
并且，也可以在光束分离器21c与光束分离器21d之间设置能够进退的遮光板以遮挡到达光束分离器21d的参考光Lr来截断参考光Lr。
另外，若能够遮挡光，则并不限定于能够进退的遮光板，例如能够使用利用液晶快门的光学快门。
通过以上的结构，光测量装置10还能够用作通常的零差检测的动态光散射装置。
图2是表示通过本发明的实施方式的光测量方法的第1例得到的功率谱的一例的图表，图3是表示通过本发明的实施方式的光测量方法的第1例得到的自相关函数的一例的图表。
例如，使用上述的图1所示的光测量装置10对包含直径为1μm、浓度为1质量％的聚苯乙烯粒子的分散液检测每个波长的干涉光强度。代表性地提取由第1检测单元14a得到的干涉光的光谱中中心波长620nm、640nm及660nm的这3个波长的干涉强度光谱。另外，相对于中心波长620nm、640nm及660nm，波长的宽度分别为±9nm。
接着，通过转换部15从由第1检测单元14a检测出的干涉光强度中获取与特定的深度的各波长的散射光的电场成正比的信号成分的数据。将各波长的散射强度的数据作为分散液Lq的特定的深度处的散射光的时间波动数据转换为功率谱。由此，得到图2所示的功率谱。此外，通过转换部15对图2所示的功率谱进行傅里叶逆变换，如图3所示，按每个波长得到自相关函数。图3的纵轴的数值为常用对数。
接着，在运算部16中，例如对图3所示的各波长的自相关函数的取常用对数(log10)的函数分别求出斜率Γg。使用斜率Γg求出各波长下的扩散系数D。扩散系数D由D＝Γg/q2表示。另外，q为散射矢量。
在此，扩散系数D和粒径d由斯托克斯-爱因斯坦公式表示为d＝kBT/(3πηD)。另外，kB为玻尔兹曼常数，T为绝对温度，η为分散液的溶剂的粘度。另外，根据自相关函数的斜率计算出粒子分布的方法并不限于本方法，已知有CONTIN法、直方图法、累积量展开等，能够利用这些方法。
接着，在运算部16中使用各波长的扩散系数D求出各波长下的聚苯乙烯粒子的流体力学粒子尺寸。该流体力学粒子尺寸为上述的粒径d。其结果，在中心波长620nm处得到0.9μm，在中心波长640nm处得到1.1μm，在中心波长660nm处得到1.2μm。分别得到的粒径的平均值为1.06μm。如此，当使用多个波长时，能够对粒径为1μm、浓度为1质量％的聚苯乙烯粒子测定粒径。
＜光测量方法的第1例＞
光测量方法的第1例在光测量装置10中利用多个波长。
例如，使用超连续谱光源对包含粒子的分散液进行测定。通过测定，在第1检测单元14a的光检测器33中检测出各波长的光。入射到光检测器33中的各波长的光包含散射光与参考光的干涉光，例如由图4所示的干涉光谱表示。另外，图4中，纵轴为光强度，横轴为波数。
图4所示的干涉光谱的强度Ik由下述式表示。在下述式中，ES为散射光的电场，ES *为ES的复共轭量，ER为参考光的电场，ER *为ER的复共轭量。
Ik＝|ER+ES|2＝|ER|2+|ES|2+ERES *+ESER *
接着，对于图4所示的干涉光谱，例如取出中心波长为620nm的波长区域35a。另外，波长区域35a的宽度相对于中心波长620nm为±9nm。由此，从每个波长的散射强度的数据中取出特定的波长区域的散射强度。在取出特定的波长区域的散射强度之后，针对波长区域，对干涉光谱的强度Ik实施傅里叶逆变换F-1。由此，例如得到中心波长620nm处的分散液Lq的深度方向的散射分布F-1(IK)。将分散液Lq的深度方向的散射分布的一例示于图5中。另外，图5中，纵轴为F-1(IK)，横轴为距成为基准的光路长度的位置的距离。该基准光路长度位置与参考光的光路长度相同，例如，当将在试样池与分散液的界面处产生的反射光的光路长度与基准光路长度位置的光路长度设为相同时，横轴成为距界面的深度。
上述的傅里叶逆变换由下述式表示。
F-1(IK)＝|rr|2E0 2δ(z)+rrE0 2ρ(s/2)+E0 2Γρ(s/2)
另外，rr为反射体22相对于电场的反射率，E0为照射到试样的光的电场，δ(z)为德尔塔函数，ρ为从距分散液的界面起深度s/2的位置的散射电场的漫反射率，Γρ为散射电场的漫反射率相对于深度依赖的自相关函数。
在图5所示的分散液的深度方向的分布中，例如取出单散射区域作为位置关注深度区域35b。单散射区域即光仅散射了一次的区域在光测量装置10中根据光路长度来确定，在光测量装置10中，优选预先确定单散射区域的光路长度。另外，上述的关注深度区域35b与分散液Lq的特定的深度对应。
在第1检测单元14a中得到关注深度区域35b的电场的时间响应。对由线检测器(Line detector)得到的信号的时间序列数据全部都进行相同的处理，得到与关注深度区域35b中的散射电场E0ρ(s/2)成正比的信号量的时间依赖性。将其示于图6中。另外，图6中，纵轴为电场，横轴为时间。
对图6所示的散射电场的时间依赖性进行傅里叶变换而实施平方。由此，得到散射光的强度的频率响应即图7所示的功率谱。另外，图7中，纵轴为强度，横轴为频率。图7所示的功率谱IES由下述式表示。另外，下述式的ΓES为电场的时间相关函数(＝自相关函数)。
[数式1]
接着，对图7所示的功率谱IES实施傅里叶逆变换。由此，得到散射电场的自相关函数。将其示于图8中。另外，图8中，纵轴为自相关函数，横轴为延迟时间。上述的傅里叶逆变换由下述式表示。
F-1(IES)＝ΓES(τ)＝GES (1)(τ)
以上述方式，从取出的干涉光强度的数据得到功率谱或自相关函数作为分散液Lq的特定的深度处的散射光的时间波动数据。由转换部15实施由第1检测单元14a检测出的每个波长的散射强度的数据向分散液Lq的特定的深度的功率谱或自相关函数的转换。
接着，在运算部16中，使用由转换部15获取的时间波动数据即功率谱或自相关函数计算出粒子的粒径。使用自相关函数的粒子的粒径的计算方法如上述的图3所示。
另外，散射电场的时间平均的波长依赖能够通过如下得到：在提取图4所示的波长区域35a之后，计算出图5所示的关注深度区域35b的信号的时间平均，在参考光的光谱中将其除以与上述的波长区域35a相同的波长区域的强度信号。若将其进一步进行平方，则得到以光源光谱标准化的散射光强度。以上述方式，例如能够得到中心波长为620nm的波长区域中的单散射的静态光散射的信息。
例如，对于中心波长为640nm的波长区域，例如对于中心波长为660nm的波长区域，也能够通过从图4所示的干涉光谱中取出中心波长为640nm的波长区域及中心波长为660nm的波长区域来得到各波长下的单散射的静态光散射的信息。另外，波长区域的宽度例如相对于中心波长640、660nm为±9nm。
在此，图9是表示散射强度的波长依赖性的图表，图10是表示静态光散射强度的波长依赖的图表。图9是通过理论计算得到的图表，图10是通过实测得到的图表。
图9所示的分布36表示由直径为50nm的聚苯乙烯粒子构成的流体力学直径为1000nm的桥接凝聚体的散射强度。桥接凝聚体的平均粒子间距离为聚苯乙烯的粒径以上。分布37表示直径为1000nm的聚苯乙烯粒子的单一粒子的散射强度。图9中，纵轴为散射强度，横轴为波长。例如，图9的单一粒子及桥接凝聚的数据作为模型库存储于存储部17(参考图1)中。
另外，桥接凝聚体例如由预定大小的粒子和存在于粒子彼此之间的高分子构成。作为高分子，为具有使粒子彼此凝聚的官能团(例如，极性基团)的高分子的情况居多。
如图9所示，在由分布36表示的桥接凝聚体中，随着波长的增加而其散射强度下降。另一方面，在由分布37表示的直径为1000nm的单一粒子中，随着波长的增加而其散射强度增加。
图10表示对直径为1000nm、浓度为1质量％的聚苯乙烯粒子的单一粒子进行测定而得到的静态光散射强度。如图10所示的静态光散射强度的波长依赖性那样，聚苯乙烯粒子的单一粒子随着波长的增加而其散射强度增加。
在动态光散射法(DLS)中，如上述的散射光的时间波动数据的分析事例所示，仅可知粒子的流体力学尺寸为1000nm。因此，即使可知粒子的粒径为1000nm，也无法判定是上述的桥接凝聚体及单一粒子中的哪一个。如图9所示的分布37所示，根据单一粒子随着波长的增加而其散射强度增加，能够判定在图10的实验中得到的信号是直径为1000nm的聚苯乙烯粒子的单一粒子。另外，单一粒子的判定由运算部16实施。
以上，通过以后述的顺序(参考图20)将动态光散射与静态光散射的波长依赖组合而与模型库的数据进行比较，不仅能够判定流体力学粒子尺寸，还能够判定分散液中的粒子的状态及分散液中的粒子的种类。分散液中的粒子的状态例如为凝聚状态。分散液中的粒子的种类及分散液中的粒子的状态由运算部16判定。另外，在运算部16中，只要能够实施分散液中的粒子的种类及分散液中的粒子的状态中至少一个的判定即可。
＜光测量方法的第2例＞
光测量方法的第2例利用多个散射角度。例如，使用超连续谱光源对包含粒子的分散液进行测定。
图11是表示用于说明本发明的实施方式的光测量方法的第2例的光学装置的示意图。图11所示的光学装置38是为了说明利用多个散射角度的测定而在图1所示的光测量装置10中简化了结构的装置。另外，在图11中，对与图1所示的光测量装置10相同的结构物标注相同符号并省略其详细的说明。
在图11所示的光学装置38中，例如隔着立方体状的立方体型的光束分离器39而配置有光检测器34和反射体22。在光束分离器39与反射体22之间配置有物镜23b。光束分离器39的面39a为与反射体22和光检测器34排列的方向正交的方向的面。与光束分离器39的面39a对置地设置有容纳有分散液Lq的试样池18。在光束分离器39的面39a与分散液Lq之间配置有物镜25。光束分离器39具有将入射光分割为两个或者使入射的两个光合波的透射反射面39e。并且，光束分离器39为立方体状的立方体型的光束分离器，但光束分离器的形态并不限定于立方体型，也可以为平板状的板型。
如上所述，光检测器34为光电转换元件配置于直线上的线阵相机(Line camera)。在光检测器34中，将线阵相机的位置坐标设为x时，坐标xc是散射角θb以背向散射光或试样池的正反射光的角度为基准设为0°时的坐标即散射角θ为180°时的坐标。线阵相机的位置坐标x由x＝f·sinθb+xc表示。另外，f为物镜25的焦距。因此，在后述的图12及图13中包含从各深度的散射光的信息。通过调整反射体22的位置，能够改变使参考光与分散液Lq的深度方向上的散射光发生干涉的位置。由此，以使参考光的光路长度成为来自分散液的单散射光的光路长度的方式对齐，由此设为单散射光发生了干涉的信号。
入射光Ls入射到与光束分离器39的面39a对置的面39b。入射光Ls透射透射反射面39e，经过物镜25照射到分散液Lq，从而产生散射角θ的散射光Ld。散射光Ld入射到光束分离器39的透射反射面39e，被透射反射面39e反射，散射光Ld入射到光检测器34中。
另一方面，入射光Ls在光束分离器39的透射反射面39e上被分割并入射到反射体22中。在反射体22的反射面22a上反射的参考光Lr透射透射反射面39e入射到光检测器34中。如此，散射光Ld和参考光Lr入射到光检测器34中，产生干涉。由此，得到图12所示的干涉光的强度。另外，图12中，纵轴为光强度，横轴为线阵相机的位置坐标。图12所示的干涉光的强度由以下的式表示。
I干涉(x,t)＝IR+IS+2Re{ERES *(x,z干涉)}(t)
在此，在I干涉(x,t)的式中，x表示线阵相机的位置坐标，t表示时间，IR表示参考光的强度，Is表示散射光的强度，Re{ERES *}表示取实部的函数，ER表示参考光的电场，Es表示散射光的电场，z表示分散液中的光轴方向的干涉位置即分散液的深度方向的干涉位置。
并且，无干涉时的光强度由I无干涉(x,t)＝IR+IS表示。无干涉的光谱例如通过在图1所示的色散补偿调整部23a的位置配置用于延长参考光的光路长度的厚玻璃板并变更光路长度来得到。作为更简单的近似，I无干涉(x,t)可以通过取I干涉(x,t)的时间平均＜I干涉(x,t)＞t来得到。
如图13所示，使用上述的x＝f·sinθb+xc，将图12所示的光强度转换为相对于散射角θ的光强度。另外，图13表示散射强度相对于散射角的分布。图13的纵轴为光强度，表示散射强度，横轴为散射角。
图13的光强度由I干涉(θ,t)＝IR+IS+2Re{ERES *}表示。并且，无干涉时的光强度由I无干涉(θ,t)＝IR+IS表示。
接着，在图13中，例如设定关注角度区域40和关注角度区域42。由此，取出多个包含特定的散射角度的散射光电场的信息的干涉光强度I干涉(θ,t)。
在第2检测单元14b中得到关注角度区域40、42的电场的时间响应。由此，对于关注角度区域40，得到图14所示的表示散射电场的时间依赖性的分布41。对于关注角度区域42，也得到图14所示的表示散射电场的时间依赖性的分布43。
图14是取出关注区域中的散射角的成分并将其作为时间序列的变化而进行了图表化的图，表示散射角θ的成分的时间区域的波动。另外，图14的纵轴为电场，横轴为时间。
接着，对图14所示的表示电场的时间依赖性的分布41、43实施傅里叶变换的平方。由此，得到强度的频率响应即图15所示的功率谱。在图15中，仅对一个关注角度区域40示出功率谱，但对于关注角度区域42，也能够与关注角度区域40同样地得到功率谱。
另外，图15中，纵轴为强度，横轴为频率。在图15的纵轴上表示的值为从下述P干涉(θ,t)减去下述P无干涉(θ,t)后的值。在下述式中，F*表示复共轭。
P干涉(θ,t)＝F{I干涉}F*{I干涉}
P无干涉(θ,t)＝F{I无干涉}F*{I无干涉}
接着，对图15所示的功率谱实施傅里叶逆变换。由此，如图16所示，得到散射角θ下的散射电场Es的自相关函数。另外，图16中，纵轴为自相关函数，横轴为延迟时间。
图15所示的功率谱或图16所示的自相关函数为上述的时间波动数据。通过使用图15所示的功率谱或图16所示的自相关函数根据动态光散射法的原理进行拟合，能够得到粒子的流体力学尺寸。
在此，参考光的空间强度分布IR(x)由IR(x)＝|ER|2表示。
并且，Re{ERES *}(θ)＝(I干涉-I无干涉)/2。
使用将参考光的空间强度分布IR(x)方便地改写为与线检测器的坐标对应的θ的函数的IR(θ)对其进行标准化且取时间平均，由此得到静态的光散射电场的散射角依赖Is(θ)。
Is(θ)＝＜|Re{ERES *}(θ)|2＞time average/2IR
在上述的光测量装置10中，对使用中心波长650nm的入射光对包含粒径1000nm、浓度1质量％的聚苯乙烯粒子的分散液进行测量所得的结果进行说明。分散液的溶剂设为水。另外，将测定深度设为距分散液的表面即气液界面起50μm的位置。将分散液的深度设为50μm。例如，通过使用带通滤光片，将入射光的中心波长设为650nm且将波长宽度相对于中心波长设为±33nm。
使用所得到的多个散射角度中的散射角度175°、散射角度173°、散射角度172.5°的散射光的成分测定了粒子的粒径。另外，上述的散射强度表示中心角度，散射角度的全宽为0.5°。另外，散射角度的全宽为0.5°是指角度中心值±0.25°。例如，若散射角度为175°，则散射角度为175°±0.25°。
在光测量装置10中，对于将上述的中心波长650nm的入射光照射到分散液Lq而产生的散射光，在第2检测单元14b中由光检测器34检测各散射角度下的光而得到干涉光强度的数据。
在转换部15中，从散射强度的数据中得到特定的散射角度、上述的175°、173°及172.5°的散射强度的数据。接着，如上所述，将取出的散射强度的数据作为分散液的深度50μm处的散射光的时间波动数据而转换为自相关函数。其结果，得到了图17～图19的标绘图(plot)所示的自相关函数。图17表示散射角度为175°的自相关函数，图18表示散射角度为173°的自相关函数，图19表示散射角度为172.5°的自相关函数。
在运算部16中，通过拟合计算出了粒径，其结果，得到了图17～图19所示的结果。在粒径的计算中，如上述的图3所示，求出自相关函数的斜率Γg，并使用斜率Γg求出散射角度下的扩散系数D。利用表示扩散系数D与粒径d的关系的斯托克斯-爱因斯坦公式，由扩散系数D计算出粒径d。
当图17所示的散射角度为175°时，中心粒径为1.03μm。当图18所示的散射角度为173°时，中心粒径为1.04μm。当图19所示的散射角度为172.5°时，中心粒径为1.01μm。分别得到的粒径的平均值为1.027μm。如此，即使使用多个散射角度，也能够对粒径为1μm的聚苯乙烯粒子以充分的精度测定粒径。
接着，对如下情况进行说明：在运算部16中，将由转换部15获取的时间波动数据和对由转换部15获取的时间波动数据进行时间平均所得的时间平均数据针对规定了粒径与散射强度的关系的理论公式进行拟合。通过上述的拟合，得到分散液中所包含的每一种粒子的粒度分布。以上的实施例为在分散液中粒子种类为一种的情况，但通过以下的计算式，同样也能够应用于分散液中所包含的粒子种类为两种以上时的定量或粒子种类的判定。以下示出其方法。拟合中除了能够使用规定了粒径与散射强度的关系的理论公式以外，还能够使用已知的粒子的散射特性。
在此，图20是表示本发明的实施方式的光测量方法的流程图。
如图20所示，例如，光测量方法具有测定工序(步骤S10)、得到实验数据的工序(步骤S12)、得到预先计算值的工序(步骤S14)及最优化的工序(步骤S16)。通过最优化的工序(步骤S16)，得到分析结果即多种粒子的每一种粒子的粒度分布(步骤S18)。
测定工序(步骤S10)例如测定干涉光强度的时间波动及干涉光强度的时间平均值的散射角度依赖或波长依赖。
得到实验数据的工序(步骤S12)根据测定工序(步骤S10)的测定值例如得到干涉光强度相对于时间波动的时间相关性。并且，得到干涉光强度的时间平均值的散射角度依赖或干涉光强度的时间平均值的波长依赖。
在得到预先计算值的工序(步骤S14)中，利用作为模型库存储于存储部17中的例如上述的图9的单一粒子及桥接凝聚的数据得到粒子的散射特性。
另外，如上所述，已知的粒子的散射特性也可以为使用标准粒子的实测值。也可以将通过理论公式或模拟得到的计算值用作粒子的散射特性。如上所述，粒子的散射特性例如为与已知的粒子有关的散射光强度的散射角度依赖数据及散射光强度的波长依赖数据。
将步骤S14中所得到的粒子的散射特性例如用于分散液中的粒子或分散液中的粒子种类的确定。例如，通过将步骤S10中所得到的测定值例如从实测的波动数据得到的粒径分布值及实测的散射光的波长依赖数据或散射光的强度依赖数据与步骤S14的粒子的散射特性进行比较来判定分散液中的粒子的粒子种类及分散液中的粒子的状态。从由转换部15获取的散射光的时间波动数据中得到实测的散射光的波长依赖数据及散射光的强度依赖数据。
在最优化的工序(步骤S16)中，例如将一阶自相关函数及散射强度的理论公式与步骤S12中所得到的干涉光强度的时间波动的时间相关性及干涉光强度的时间平均值进行拟合。在步骤S16中，对针对所有粒径的粒子数设定初始值之后，以使评价值最小的方式进行更新而得到最终的粒子数。
以下，对拟合更具体地进行详细说明。
(拟合的第1例)
对在分散液中有粒子A和粒子B这两种粒子的情况进行说明。
另外，将粒子A和粒子B的粒子种类、各粒径下的粒子的复折射率的波长依赖性已知作为前提。在该情况下，存在根据已知的粒子的复折射率、粒径及形状求出的散射光强度的波长依赖数据，其作为模型库存储于存储部17(参考图1)中。
一阶自相关函数g(1)(τ)由g(1)(τ)＝exp(-Dq2τ)表示。
当在分散液中有粒子A和粒子B这两种粒子时，一阶自相关函数由下述式(1)表示。并且，散射强度由下述式(2)表示。下述式(1)、(2)为理论公式，式(1)及(2)的Itotal均为计算值。并且，Id A及Id B为理论值，能够使用上述的步骤S14中所得到的预先计算值。
另外，在下述式(1)、(2)中，g(1)表示一阶自相关函数。Itotal表示总散射强度。d表示粒径。d的下标0～M表示图21、图22所示的直方图的区段的序数。N表示粒子数。N的下标0～M表示图21、图22所示的直方图的区段的序数。另外，直方图的区段是指直方图的数据区间，在直方图中用条表示。
并且，D表示扩散系数。扩散系数D的下标d表示依赖于粒径d。q表示散射矢量。τ表示一阶自相关函数的时滞。θ表示散射角。I表示散射强度。散射强度I的下标d表示依赖于粒径d。
在下述式(1)及(2)中，上标A和B表示散射强度波长依赖性与粒子A、粒子B对应。
[数式2]
在上述的式(1)中，下述项与粒子A对应，且与图21所示的粒子A的直方图对应。在下述项中，exp(-Dq2τ)为一阶自相关函数，除此以外的Nd AId A/Itotal部分表示属于粒径d的区段的所有粒子A的散射强度相对于总反射强度的比例。即为粒子A的权重。另外，式(1)的Itotal为根据粒径决定的理论值。作为理论值，能够使用Mie散射理论公式。
[数式3]
在上述的式(1)中，下述项与粒子B对应，且与图22所示的粒子B的直方图对应。在下述项中，exp(-Dq2τ)为一阶自相关函数，除此以外的Nd BId B/Itotal的部分表示属于粒径d的区段的所有粒子B的散射强度相对于总反射强度的比例。即为粒子B的权重。
[数式4]
[数式5]
在上述的式(2)中，Nd AId A与粒子A的散射强度对应，Nd BId B与粒子B的散射强度对应。
以下，对求出多种粒子的每一种粒子的粒度分布的拟合进行说明。在拟合中，将粒子数作为变量，最终求出每个粒径的粒子数。
按每个波长实测了一阶自相关函数g(1)(τ)，有多个一阶自相关函数g(1)(τ)。作为实测的函数，例如为上述的图3所示的多个波长的自相关函数。
在拟合中，对于每个波长的一阶自相关函数，分别在式(1)中将粒子数作为变量而设定初始粒子数。求出基于所设定的初始粒子数的式(1)的一阶自相关函数的计算值。每个波长的一阶自相关函数相当于根据使用理论公式的散射特性导出的时间波动数据。
按每个波长分别求出实测的一阶自相关函数的值与式(1)的一阶自相关函数的计算值之差。另外，将该实测的一阶自相关函数的值与式(1)的一阶自相关函数的计算值之差称为一阶自相关函数之差。按每个波长得到一阶自相关函数之差。
例如，如图9及图10所示，按每个波长实测了总散射强度Itotal。另外，根据上述的图9及图10的说明，还能够判定粒子为单一粒子，而不是凝聚体。
在式(2)中，将粒子数作为变量而设定粒子数。求出基于所设定的初始粒子数的式(2)的总散射强度Itotal的值。
如图9及图10所示，按每个波长求出实测的总散射强度Itotal的值与式(2)的总散射强度Itotal的计算值之差。另外，将任意波长下的实测的总散射强度Itotal的值与式(2)的总散射强度Itotal的计算值之差称为波长下的总散射强度Itotal之差。对于总散射强度Itotal，得到波长下的总散射强度Itotal之差。式(2)的总散射强度Itotal的计算值相当于对所导出的时间波动数据进行时间平均所得的时间平均数据。
在拟合中，为了求出最终的粒子数，使用上述的按每个波长得到的一阶自相关函数之差和波长下的总散射强度之差。例如，使用对于所有的波长将按每个波长得到的一阶自相关函数之差的平方的值和波长下的总散射强度之差的平方的值相加而得到的评价值。将评价值变得最小的粒子数作为最终的粒子数。
因此，在拟合中，以评价值变得最小的方式在式(1)、(2)中重复更新粒子数而得到最终的粒子数。这相当于上述的步骤S16。
对针对所有粒径的粒子数设定初始值之后，以使评价值变得最小的方式进行更新。实施按粒子的每个粒径得到上述的最终的粒子数，例如能够得到图21所示的粒子A的直方图和图22所示的粒子B的直方图。即，通过对所有的d＝d0～dM求出Nd A、Nd B，能够得到粒径分布。这相当于上述的步骤S18。粒径分布是指粒子个数相对于粒径的分布，例如单位以％表示。
以上的工序为求出多种粒子的每一种粒子的粒度分布的工序。另外，用于拟合的评价值并不限定于上述。
另外，利用如图9及图10所示的散射强度相对于波长的差异，能够判定分散液中的粒子的种类。因此，通过预先确定粒子的种类与相对于波长的散射强度的关系，还能够求出粒子的种类和粒子的粒度分布。优选将粒子的种类与相对于波长的干涉光强度的关系事先存储于存储部17中。在运算部16中，从存储部17中读出粒子的种类与相对于波长的干涉光强度的关系，还能够求出粒子的种类和粒子的粒度分布。
如上所述，将两个理论公式即式(1)、(2)与实测的一阶自相关函数及实测的总散射强度Itotal进行拟合而求出最终的粒子数。然而，拟合的最优化方法并不限定于上述，例如拟合中能够使用贝叶斯最优化。
另外，如上述那样求出粒子数时，使用了一阶自相关函数，但并不限定于此，也能够使用功率谱来代替一阶自相关函数。
并且，如上所述，通过将散射强度的自相关函数或功率谱和每个波长的散射强度针对理论公式进行拟合，如粒子A和粒子B那样能够按每一种粒子得到各自的粒子数和粒径分布。并且，当在分散液中包含杂质成分时，能够得到杂质成分和每一种粒子的粒径分布，因此能够分离杂质成分的影响。另外，在拟合中除了理论公式以外，还能够使用根据已知的粒子的散射特性导出的时间波动数据和对所导出的时间波动数据进行时间平均所得的时间平均数据。
另外，关于波长，对两个例子进行了说明，但波长并不限定于两个，只要为多个，则波长也可以为3个或4个。
(拟合的第2例)
对在分散液中有单一粒子和凝聚体这两种粒子的情况进行说明。
另外，将单一粒子和凝聚体的种类、各粒径下的粒子的复折射率的散射强度依赖性已知作为前提。在该情况下，存在根据已知的粒子的复折射率、粒径及形状求出的散射光强度的散射角度依赖数据，其作为模型库存储于存储部17中。预先对单一粒子和凝聚体计算干涉光强度的散射角度依赖。该计算相当于上述的步骤S14。
并且，例如，如图23所示，对于分散液，关于散射强度与散射角的关系得到干涉光强度的时间平均值的散射角度依赖的实测值(参考步骤S10)。得到该散射强度与散射角的关系相当于上述的步骤S12。表示该散射强度与散射角的关系的数据相当于从由转换部获取的时间波动数据得到的散射角度依赖数据。另外，还能够得到表示散射强度与波长的关系的数据，这相当于从由转换部获取的时间波动数据得到的波长依赖数据。
当在分散液中有两种粒子时，一阶自相关函数由下述式(3)表示。并且，散射强度由下述式(4)表示。下述式(3)、(4)为理论公式，式(3)及(4)的Itotal均为计算值。并且，Id single及Id floc为理论值，能够使用上述的步骤S14中所得到的预先计算值。
下述式(3)与式(1)基本相同，下述式(4)与式(2)基本相同。
在下述式(3)、(4)中，散射强度I的上标single表示单一粒子的散射强度，上标floc表示桥接凝聚的凝聚体。
[数式6]
在上述的式(3)中，下述项与单一粒子对应，且与图24所示的单一粒子的直方图对应。在下述项中，exp(-Dq2τ)为一阶自相关函数，除此以外的Nd singleId single/Itotal部分表示由属于粒径d的区段的所有单一粒子引起的散射强度相对于总散射强度的比例。表示单一粒子在所有粒子中的比例。即为单一粒子的权重。另外，式(3)的Itotal为根据粒径决定的理论值。
[数式7]
在上述的式(3)中，下述项对应于粒子桥接凝聚而成的凝聚体，且对应于图25所示的凝聚体的直方图。在下述项中，exp(-Dq2τ)为一阶自相关函数，除此以外的Nd flocId floc/Itotal部分表示由属于粒径d的区段的所有凝聚体引起的散射强度相对于总散射强度的比例。即为凝聚体的权重。
[数式8]
[数式9]
在上述的式(4)中，Nd singleId single与属于粒径d的区段的单一粒子的散射强度对应，Nd flocId floc与属于粒径d的区段的粒子桥接凝聚而成的凝聚体的散射强度对应。
以下，对求出多种粒子的每一种粒子的粒度分布的拟合进行说明。在拟合中，将每个粒径的粒子数作为变量而最终求出每个粒径的粒子数。
按每个散射角度实测了一阶自相关函数g(1)(τ)，有多个一阶自相关函数g(1)(τ)。
在拟合中，对于每个散射角度的一阶自相关函数，分别在式(3)中将粒子数作为变量而设定初始粒子数。求出基于所设定的初始粒子数的式(3)的一阶自相关函数的计算值。每个散射角度的一阶自相关函数相当于根据使用理论公式的散射特性导出的时间波动数据。
按每个散射角度分别求出实测的一阶自相关函数的值与式(3)的一阶自相关函数的计算值之差。另外，将该实测的一阶自相关函数的值与式(3)的一阶自相关函数的计算值之差称为一阶自相关函数之差。按每个散射角度得到一阶自相关函数之差。
如图23所示，按每个散射角度实测了总散射强度Itotal。在式(4)中，求出基于所设定的初始粒子数的式(4)的总散射强度Itotal的值。
求出如图23所示的按每个散射角度实测的总散射强度Itotal的值与式(4)的总散射强度Itotal的计算值之差。另外，将任意的散射角度下的实测的总散射强度Itotal的值与式(4)的总散射强度Itotal的计算值之差称为散射角度下的总散射强度Itotal之差。对于总散射强度Itotal，得到散射角度下的总散射强度Itotal之差。式(4)的总散射强度Itotal的计算值相当于对所导出的时间波动数据进行时间平均所得的时间平均数据。
在拟合中，为了求出最终的粒子数，使用上述的按每个散射角度得到的一阶自相关函数之差和散射角度下的总散射强度之差。例如，使用对于所有的散射角度将按每个散射角度得到的一阶自相关函数之差的平方的值和散射角度下的总散射强度之差的平方的值相加而得到的评价值。将评价值变得最小的粒子数作为最终的粒子数。
因此，在拟合中，以评价值变得最小的方式在式(3)、(4)中重复更新粒子数而得到最终的粒子数。这相当于上述的步骤S16。
对针对所有粒径的粒子数设定初始值之后，以使评价值变得最小的方式进行更新。例如，能够得到图24所示的单一粒子的直方图和图25所示的粒子凝聚而成的凝聚体的直方图。即，通过对所有的d＝d0～dM求出Nd single、Nd floc，能够得到粒径分布。这相当于上述的步骤S18。
以上的工序为求出多种粒子的每一种粒子的粒度分布的工序。另外，用于拟合的评价值并不限定于上述。
如上所述，将两个理论公式即式(3)、(4)与实测的一阶自相关函数及实测的总散射强度Itotal进行拟合而求出最终的粒子数。然而，拟合的最优化方法并不限定于上述，例如拟合中能够使用贝叶斯最优化。
另外，如上述那样求出粒子数时，使用了一阶自相关函数，但并不限定于此，也能够使用功率谱来代替一阶自相关函数。
并且，如上所述，通过将散射强度的自相关函数或功率谱和每个散射角度的散射强度针对理论公式进行拟合，能够得到单一粒子和凝聚体各自的粒子数和粒径分布。并且，当在分散液中包含杂质成分时，能够得到杂质成分和每一种粒子的粒径分布，因此能够分离杂质成分的影响。另外，在拟合中除了理论公式以外，还能够使用根据已知的粒子的散射特性导出的时间波动数据和对所导出的时间波动数据进行时间平均所得的时间平均数据。
＜光测量方法的第3例＞
光测量方法的第3例利用偏振光。在光测量装置10中，可以测定将特定的偏振光的入射光照射到分散液而得到的分散液的散射光的偏振成分的光强度作为散射强度。
例如，向试样池18的分散液Lq照射圆偏振光的激光束作为入射光并测定分散液Lq的散射光的偏振成分。对于散射光的偏振成分的光强度，例如测定垂直直线偏振光的光强度与水平直线偏振光的光强度之差作为散射强度。在该情况下，若如上述的动态光散射测定方法的第1例那样变更散射角度而进行测定，则能够得到图26所示的表示散射强度与散射角的关系的图表。
另外，垂直直线偏振光是指使散射面呈水平时的直线偏振光的方向为垂直。水平直线偏振光是指使散射面呈水平时的直线偏振光的方向为水平。
图26是表示粒子的每个形状的散射强度与散射角的关系的图表。图26示出图27所示的球状粒子和图28所示的圆板状粒子中的散射强度与散射角的关系。如图26所示，球状粒子的散射强度的分布52与圆板状粒子的散射强度的分布53不同。
如此，根据粒子的形状，散射强度相对于散射角度的变化不同。即，按多种粒子的每一种粒子，例如变更散射角度而得到的散射强度的分布分别不同。根据散射强度的分布的差异，入射光使用发生了偏振的激光束来测定散射光的偏振成分，由此能够判定粒子的形状的差异。
另外，在光测量方法的第3例中，入射光使用发生了偏振的激光束来测定散射光的偏振成分，能够与上述的光测量方法的第1例同样地计算出粒子的粒径。并且，在包含多种粒子的分散液中，能够求出多种粒子的每一种粒子的粒度分布。
并且，当已判定出分散液中的粒子的种类时，能够求出分散液中的各个粒子的粒度分布。
如上所述，使偏振光作为入射光入射到分散液中，检测出散射光的偏振成分的光强度作为散射强度，且将其与上述的散射角度及波长中的至少一个组合，由此对形状不同的粒子也能够求出多种粒子的每一种粒子的粒度分布。并且，当在分散液中包含杂质成分时，能够分离杂质成分的影响并求出多种粒子的每一种粒子的粒度分布。在拟合中除了理论公式以外，还能够使用根据已知的粒子的散射特性导出的时间波动数据和对所导出的时间波动数据进行时间平均所得的时间平均数据。
另外，使用偏振光并利用如图26所示的散射强度相对于散射角的差异，还能够由运算部16判定分散液中的粒子的种类例如形状。还能够求出所判定出的粒子的粒度分布。因此，优选事先获取表示偏振光与粒子的形状的关系的数据作为与粒子的形状有关的信息，并事先将其存储于存储部17中。
在如上述那样使用了偏振光的情况下，例如使用多个波长时，能够使用上述的式(1)、(2)。
并且，在如上述那样使用了偏振光的情况下，例如使用多个散射角度时，能够使用上述的式(3)、(4)。
另外，可以组合上述的光测量方法的第1例和光测量方法的第2例。即，使用上述的多个波长和多个散射角度，也能够求出多种粒子的每一种粒子的粒度分布。在该情况下，当在分散液中包含杂质成分时，也能够得到杂质成分和每一种粒子的粒径分布，因此能够分离杂质成分的影响。
另外，在多种粒子中，多种是指凝聚结构、粒子的材质及粒子的形状等。多种粒子是指上述的单一粒子、粒子凝聚而成的凝聚体、球状粒子、圆板状粒子等。
(光测量装置的第2例)
图29是表示本发明的实施方式的光测量装置的第2例的示意图。图30～图32是表示本发明的实施方式的光测量装置的第2例的掩模的第1例～第3例的示意图。
另外，在图29～图32中，对与图1所示的光测量装置10相同的结构物标注相同符号并省略其详细的说明。
与图1所示的光测量装置10相比，图29所示的光测量装置10a的光束分离器等光学元件的配置位置不同。并且，光测量装置10a与图1所示的光测量装置10的检测部14的结构不同，具备检测出每个散射角度的背向散射光的散射强度的检测单元14c和检测出每个散射角度的前向散射光的散射强度的检测单元14d。
光测量装置10a具有光束分离器60、光束分离器62及光束分离器63。光束分离器60、光束分离器62及光束分离器63均为立方体状的立方体型的光束分离器，具有将入射光分割为两个或者使入射的两个光合波的透射反射面60e、62e、63e。透射反射面60e、62e、63e的角度为45°。
光束分离器63大于光束分离器60及光束分离器62。
光束分离器60、光束分离器62及光束分离器63并排配置。光束分离器60的面60b与光束分离器62的面62a对置配置，光束分离器62的面62b与光束分离器63的面63a对置配置。
光束分离器60的透射反射面60e与光束分离器62的透射反射面60e的方向不同，反向平行。光束分离器63的透射反射面63e与光束分离器60的透射反射面60e的方向不同，且不平行，具体而言，反向平行。
在光束分离器60的与光束分离器62相反的一侧，与光束分离器60的面60a对置地配置有光源部20。在光束分离器60与光源部20之间配置有光谱调整部27。
在光束分离器63的与光束分离器62相反的一侧，与光束分离器63的面63b对置地配置有试样池18。在光束分离器63与试样池18之间配置有物镜65a。
在试样池18的与光束分离器63相反的一侧配置有光束分离器64。光束分离器64的透射反射面64e的方向与光束分离器63的透射反射面63e的方向相同，且平行。在试样池18与光束分离器64之间配置有物镜65b。
在由光束分离器60分割的光的光轴C1上配置有反射镜61。在由反射镜61反射的光的光轴C2上配置有光束扩展器66。光束扩展器66使入射光以比入射时的直径更大的准直光出射。
与光束扩展器66相邻地，以面67a朝向光束扩展器66的方式配置有光束分离器67。光束分离器67具有使入射的两个光合波的透射反射面67e。
光束分离器67的透射反射面67e的方向与光束分离器60的透射反射面60e的方向相同，且平行。
与光束分离器67的出射面67b相邻地设置有掩模68。
在掩模68的与光束分离器67相反的一侧隔着掩模68而配置有物镜69。
配置有具有由物镜69聚集的光入射的光纤70的第1光检测器71。第1光检测器71检测试样池18的散射光中的背向散射光，并检测每个散射角度的背向散射光与参考光的干涉光的强度。
在由光束分离器62分割的光的光轴C3上配置有反射镜72。在由反射镜72反射的光的光轴C4上配置有光束扩展器73。光束扩展器73使入射光以比入射时的直径更大的准直光出射。
与光束扩展器73相邻地，以面74a朝向光束扩展器73的方式配置有光束分离器74。光束分离器74具有使入射的两个光合波的透射反射面74e。
光束分离器74的透射反射面74e的方向与光束分离器60的透射反射面60e的方向相同，且平行。
在此，光束分离器64、光束分离器67及光束分离器74均为立方体状的立方体型的光束分离器，具有将入射光分割为两个或者使入射的两个光合波的透射反射面64e、67e、74e。透射反射面64e、67e、74e的角度为45°。
与光束分离器74的出射面74b相邻地设置有掩模68。
在掩模68的与光束分离器74相反的一侧隔着掩模68而配置有物镜69。
配置有具有由物镜69聚集的光入射的光纤75的第2光检测器76。第2光检测器76检测试样池18的散射光中的前向散射光，并检测每个散射角度的前向散射光与参考光的干涉光的强度。
掩模68使从光束分离器67、74的出射面67b、74b出射的光中的从特定的位置出射的光透射。其为使特定的散射角度的光透射的部件。掩模68具有与散射角度相对应的开口部。例如，在图30及图31所示的掩模68中，设置有环状的开口部68a、68b。在图32所示的掩模68中，在中央部分设置有圆形的开口部68c。图32所示的掩模68使散射角度为0°或180°的光透射。
并且，掩模68是能够切换的，能够使用图30～图32所示的掩模68中的任一个。通过掩模68，仅有散射光中的特定的散射角成分通过并被第1光检测器71检测，从而按每个散射角得到分光光谱。由此，按每个散射角度检测出与参考光发生了干涉的散射光的信号。
并且，也可以设置设置有多个掩模68的掩模切换部(未图示)，将配置于光束分离器67、74与物镜69之间的掩模68通过掩模切换部切换为与散射角度相对应的掩模68。
光束扩展器66、73只要能够使入射光以比入射时的直径更大的准直光出射，则其结构并不受特别限定，能够适当利用公知的光束扩展器。并且，设置光束扩展器66、73的位置也并不限定于图示的位置，也可以配置于光源部20的紧后方。
在光测量装置10a中，从光源部20朝向试样池18出射的光在光束分离器60的透射反射面60e上被分割为两个。被分割的其中一个光经过光束分离器62及光束分离器63，并且由物镜65a聚集并作为入射光Ls入射到试样池18中。在试样池18中，产生前向散射光和背向散射光作为散射光。
背向散射光通过物镜65a并经过光束分离器63的面63b，并且被透射反射面63e反射，并入射到光束分离器67中。此外，特定的散射角度的光在光束分离器67的透射反射面67e上被反射而通过掩模68，由物镜69聚集并入射到光纤70中。
根据分散液的散射角，背向散射光的光束分离器63的透射反射面63e及光束分离器67的透射反射面67e上的反射位置不同。
另一方面，在光束分离器60的透射反射面60e上被分割为两个的其中另一个光为参考光，其被反射镜61反射，通过光束扩展器66成为直径大的准直光并出射到光束分离器67中，并且通过光束分离器67的透射反射面67e。由光束分离器60分割的其中另一个光通过掩模68的开口部68a(参考图30)，由物镜69聚集并入射到光纤70中。
以该方式，背向散射光和在光束分离器60的透射反射面60e上被分割为两个的其中另一个光即参考光入射到光束分离器67中，并发生干涉，并且经过光纤70由第1光检测器71检测出。由此，得到背向散射光的特定的散射角度的干涉光的散射强度的数据。通过改变掩模68，得到背向散射光的各种散射角度的干涉光的强度的数据，对于背向散射光，能够取出多个特定的散射角度的干涉光的强度的数据。如此，能够以不同的散射角度简便地测定背向散射光的散射强度。
由掩模68、物镜69、光纤70及第1光检测器71构成检测单元14c。
并且，前向散射光通过物镜65b并经过光束分离器64的面64a，并且被透射反射面64e反射，并入射到光束分离器74中。此外，特定的散射强度的光在光束分离器74的透射反射面74e上被反射而通过掩模68，由物镜69聚集并入射到光纤75中。
根据分散液的散射角，前向散射光的光束分离器64的透射反射面64e及光束分离器74的透射反射面74e上的反射位置不同。
另一方面，在光束分离器62的透射反射面62e上被分割的光为参考光，其被反射镜72反射，通过光束扩展器73成为直径大的准直光并出射到光束分离器74中，并且通过光束分离器74的透射反射面74e。由光束分离器62分割的光通过掩模68的开口部68a(参考图30)，并且由物镜69聚集并入射到光纤75中。
以该方式，前向散射光和在光束分离器62的透射反射面60e上被分割的光即参考光入射到光束分离器74中，并发生干涉，并且经过光纤75由第2光检测器76检测出。由此，得到前向散射光的特定的散射角度的干涉光的强度的数据。通过改变掩模68，得到前向散射光的各种散射角度的干涉光的强度的数据，对于前向散射光，能够取出多个特定的散射角度的干涉光的强度的数据。如此，能够以不同的散射角度简便地测定前向散射光的散射强度。
由掩模68、物镜69、光纤75及第2光检测器76构成检测单元14d。
另外，上述的光束分离器60、62、63、64、67、74均为立方体状的立方体型的光束分离器，但光束分离器的形态并不限定于立方体型，也可以为平板状的板型。
第1光检测器71及第2光检测器76只要能够检测出光，则并不受特别限定，例如可以使用光电转换元件或光电倍增管。光电转换元件例如为光电二极管。第1光检测器71及第2光检测器76可以为单像素的光电检测器，也可以为分光检测仪(分光计)。当第1光检测器71及第2光检测器76为分光检测仪时，得到干涉光谱。
使用上述的前向散射光的每个散射角度的散射强度的数据或背向散射光的每个散射角度的散射强度的数据，能够如上述那样得到分散液中所包含的粒子的粒径，还能够得到分散液中所包含的每一种粒子的粒度分布。
在光测量装置10a中，也可以截断参考光，以免与散射光发生干涉。在该情况下，通过截断参考光，能够实施通常的动态光散射测定。作为截断参考光的方法，例如有在光轴C1上或光轴C2上设置能够进退的遮光板来防止参考光到达光束扩展器66的方法。
并且，例如有在光轴C3上或光轴C4上设置能够进退的遮光板来防止参考光到达光束扩展器73的方法。
另外，若能够遮挡光，则并不限定于能够进退的遮光板，例如能够使用利用液晶快门的光学快门。
通过以上的结构，光测量装置10a还能够用作通常的零差检测的动态光散射装置。
(光测量装置的第3例)
图33是表示本发明的实施方式的光测量装置的第3例的示意图。
另外，在图33中，对与图1所示的光测量装置10相同的结构物标注相同符号并省略其详细的说明。
图33所示的光测量装置10b与图1所示的光测量装置10的不同点在于，使从光源部20出射的光在光纤80内传输。并且，具有多个光检测器85～88。在多个光检测器85～88中，分别检测不同的散射光角度的光。另外，光检测器85～88只要能够检测光，则不受特别限定，例如可以使用光电转换元件或光电倍增管。光电转换元件例如为光电二极管。此外，光检测器85～88也可以为分光检测仪(分光计)。
光测量装置10b具有出射光从光源部20入射的光耦合器81。
光耦合器81例如将出射光分支为1:99强度比的光。在被分支的光中，将强度比大的光设为入射光Ls，将强度比小的光设为参考光Lr。
从光耦合器81延伸的传输强度比大的光即入射光Ls的光纤80连接于束状光纤82。束状光纤82是将多个光纤(未图示)捆扎而成的。
与束状光纤82的端面82b对置地配置有试样池18。在束状光纤82的端面82b与试样池18之间配置有物镜83。
在试样池18内的分散液Lq中散射的散射光Ld入射到束状光纤82中。散射光Ld按每个散射角θ入射到束状光纤82的多个光纤(未图示)中的不同位置的光纤中而传输。因此，能够使束状光纤82的光纤的位置与散射角度建立对应关系。由此，按束状光纤82的每个光纤得到不同的散射角度的散射光Ld。
并且，束状光纤82的各光纤在端面82a分别连接于光纤80a。
在传输由光耦合器81分支的光中强度比小的光即参考光Lr的光纤80上连接有光耦合器84。光耦合器84根据光检测器85、86、87、88的数量对参考光Lr进行分支。
并且，在连接光耦合器84和各光检测器85、86、87、88的光纤80b上使用光耦合器89连接有与束状光纤82的各光纤连接的光纤80a。
光耦合器81、84、89只要能够使入射光分支为特定的比率或者使入射光合波，则其结构并不受特别限定，能够适当利用公知的光耦合器。
从光源部20出射的入射光Ls经过光纤80、光耦合器81及束状光纤82并通过物镜83照射到试样池18的分散液Lq。在试样池18内的分散液Lq中散射的散射光Ld入射到束状光纤82中。散射光Ld按每个散射角度入射到不同的光纤中，在光纤80a中传输，经过光耦合器89传输到光纤80b中。
另一方面，参考光Lr在光纤80b中传输。由此，参考光Lr和散射光Ld传输到各光检测器85、86、87、88中并发生干涉。在各光检测器85、86、87、88中得到每个散射角度的干涉光的散射强度的数据，从而能够取出多个特定的散射角度的散射强度的数据。如此，能够以不同的散射角度简便地测定散射强度。在此，若在光检测器85、86、87、88中使用分光计，则得到干涉光的光谱。
使用散射光的每个散射角度的散射强度的数据，能够如上述那样得到分散液中所包含的粒子的粒径，还能够得到分散液中所包含的每一种粒子的粒度分布。
在光测量装置10b中，也可以使参考光Lr在衰减器(attenuator)中衰减，以免与散射光Ld发生干涉。在该情况下，通过截断参考光Lr，能够实施通常的动态光散射测定。作为截断参考光Lr的方法，例如有在连接光耦合器81和光耦合器84的光纤80上设置衰减器，利用衰减器防止参考光Lr到达光耦合器84的方法。
另外，只要能够遮挡光或使其充分衰减，则并不限定于衰减器。
并且，也可以将光耦合器81设为分支比可变的光耦合器，使得光不会出射到连接光耦合器81和光耦合器84的光纤80中。
通过以上的结构，光测量装置10b还能够用作通常的零差检测的动态光散射装置。
本发明基本上如以上那样构成。以上，对本发明的光测量装置进行了详细说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内当然可以进行各种改良或变更。
符号说明
10、10a、10b-光测量装置，12-低相干干涉仪，14-检测部，14a-第1检测单元，14b-第2检测单元，14c、14d-检测单元，15-转换部，16-运算部，17-存储部，18-试样池，20-光源部，21a、21b、21c、21d、39-光束分离器，21e、39e、60e、62e、63e、64e、67e、74e-透射反射面，22-反射体，22a-反射面，23a-色散补偿调整部，23b、25-物镜，24a、24b-ND滤光片，26-偏振调整部，27-光谱调整部，28-偏振控制部，33、34-光检测器，30、61、72-反射镜，32-衍射光栅，35a-波长区域，35b-关注深度区域，36、37-分布，38-光学装置，39a、39b-面，40、42-关注角度区域，41、43-分布，60、62、63、64、67、74-光束分离器，63b、64a-面，65a、65b、69、83-物镜，66、73-光束扩展器，67b-出射面，68-掩模，68a、68b、68c-开口部，70、75、80、80a、80b-光纤，71-第1光检测器，74b-出射面，76-第2光检测器，81、84、89-光耦合器，82-束状光纤，82a、82b-端面，85、86、87、88-光检测器，C1、C2、C3、C4-光轴，Lr-参考光，Ld-散射光，Lq-分散液，Ls-入射光，θb-散射角。

Claims (10)

1.一种光测量装置，其具有低相干干涉仪，所述光测量装置具有：
检测部，其具有第1检测单元及第2检测单元中的至少一个，所述第1检测单元使将入射光入射到包含粒子的分散液而得到的散射光中的至少一部分与参考光发生干涉，并检测每个波长的干涉光强度，所述第2检测单元使将所述入射光入射到包含所述粒子的所述分散液而得到的所述散射光中的至少一部分与所述参考光发生干涉，并检测每个散射角度的干涉光强度；以及
转换部，其从由所述第1检测单元检测出的所述每个波长的所述干涉光强度的数据中取出多个所述分散液的特定的深度且特定的波长的散射强度的数据，或者从由所述第2检测单元检测出的所述每个散射角度的所述干涉光强度的数据中取出多个所述分散液的特定的深度且特定的散射角度的散射强度的数据，并将取出的所述散射强度的数据转换为所述分散液的所述特定的深度处的散射光的时间波动数据。
2.根据权利要求1所述的光测量装置，其中，
所述光测量装置具有运算部，所述运算部使用由所述转换部获取的所述时间波动数据计算出所述粒子的粒径。
3.根据权利要求1所述的光测量装置，其中，
所述光测量装置具有运算部，所述运算部通过将由所述转换部获取的时间波动数据和对由所述转换部获取的时间波动数据进行时间平均所得的时间平均数据针对规定了粒径与散射强度的关系的理论公式进行拟合而得到所述分散液中所包含的每一种粒子的粒度分布。
4.根据权利要求2所述的光测量装置，其中，
所述光测量装置具有存储部，所述存储部存储根据已知的粒子的复折射率、粒径及形状求出的、与所述已知的粒子的散射光强度相关的散射角度依赖数据及与散射光强度相关的波长依赖数据中的至少一个，
所述光测量装置具有运算部，所述运算部通过将从由所述转换部获取的时间波动数据得到的散射角度依赖数据或从由所述转换部获取的时间波动数据得到的散射光的所述波长依赖数据针对所述存储部所存储的与所述已知的粒子的散射光强度相关的散射角度依赖数据或与所述散射光强度相关的波长依赖数据进行拟合而得到所述分散液中所包含的每一种粒子的粒度分布。
5.根据权利要求2所述的光测量装置，其中，
所述光测量装置具有存储部，所述存储部存储根据已知的粒子的复折射率、粒径及形状求出的、与所述已知的粒子的散射光强度相关的散射角度依赖数据及与散射光强度相关的波长依赖数据中的至少一个，
所述光测量装置具有运算部，所述运算部使用所述存储部所存储的与所述已知的粒子的散射光强度相关的散射角度依赖数据或与所述散射光强度相关的波长依赖数据来实施所述分散液中的所述粒子的粒子种类及所述分散液中的所述粒子的状态中的至少一个的判定。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光测量装置，其中，
所述第1检测单元具有如下的光检测器，该光检测器对与所述参考光发生了干涉的散射光进行波长分解并按每个波长检测出波长分解后的所述散射光。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光测量装置，其中，
所述第2检测单元具有按每个散射角度检测出与所述参考光发生了干涉的散射光的光检测器。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光测量装置，其中，
所述光测量装置具有控制所述入射光的偏振状态的偏振控制部，
所述第1检测单元或所述第2检测单元测定所述散射光的偏振成分的光强度作为所述散射强度。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光测量装置，其中，
所述光测量装置具有控制所述入射光的中心波长及波长范围的光谱调整部。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的光测量装置，其中，
所述散射光的时间波动数据为功率谱或自相关函数。
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