JP2000009533A - 分光器 - Google Patents
分光器Info
- Publication number
- JP2000009533A JP2000009533A JP10174185A JP17418598A JP2000009533A JP 2000009533 A JP2000009533 A JP 2000009533A JP 10174185 A JP10174185 A JP 10174185A JP 17418598 A JP17418598 A JP 17418598A JP 2000009533 A JP2000009533 A JP 2000009533A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- spectroscope
- diffraction grating
- photodetector
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光の波長分解能を低下させることなく、高次
回折光まで含む広い波長域の測定光に対して測定するこ
とができる分光器を提供する。 【解決手段】 回折格子５に入射される測定対象光２を
一次回折光やその整数倍の高次回折光を選択し透過させ
るフィルタＦ１、Ｆ２を有する光フィルタを設けた分光
器で、これらフィルタＦ１、Ｆ２を適宜切り換えて回折
格子５への入射光を変えることにより測定光２に対し、
その全波長域での測定ができるようにしたものである。
回折光まで含む広い波長域の測定光に対して測定するこ
とができる分光器を提供する。 【解決手段】 回折格子５に入射される測定対象光２を
一次回折光やその整数倍の高次回折光を選択し透過させ
るフィルタＦ１、Ｆ２を有する光フィルタを設けた分光
器で、これらフィルタＦ１、Ｆ２を適宜切り換えて回折
格子５への入射光を変えることにより測定光２に対し、
その全波長域での測定ができるようにしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被測定物からの光
（測定対象の光）を回折格子（グレーティング）によっ
て分散（分光）し、この回折光をホトトランジスタ等マ
ルチチャンネル形の光検出器にて検出し測定する分光器
に関するものである。
（測定対象の光）を回折格子（グレーティング）によっ
て分散（分光）し、この回折光をホトトランジスタ等マ
ルチチャンネル形の光検出器にて検出し測定する分光器
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりこの種分光器においては、回折
格子の分解能が重要な事項となっている。すなわち、回
折格子はその特性から、ある波長の光が入射すると、回
折次数の値によりいろいろな角度に回折（分散）する
が、この回折次数は整数のため、回折角は飛び飛びの値
をとる。したがって広い波長範囲の光が回折格子に入射
すると、ある波長の光の検出位置に異なる次数の波長の
光が重なり合う現象が起きる。この重なりが発生すると
どの波長の光を測定しているのかが不明になり、測定精
度が悪くなる。したがって、通常回折格子はその一次回
折光ないし、二次回折光など特定の波長域の回折光を利
用してスペクトルの測定を行っている。そのために被測
定光からの光については、たとえば４００ｎｍから８０
０ｎｍの波長域のように回折次数が重ならない範囲の光
を測定するようにしている。
格子の分解能が重要な事項となっている。すなわち、回
折格子はその特性から、ある波長の光が入射すると、回
折次数の値によりいろいろな角度に回折（分散）する
が、この回折次数は整数のため、回折角は飛び飛びの値
をとる。したがって広い波長範囲の光が回折格子に入射
すると、ある波長の光の検出位置に異なる次数の波長の
光が重なり合う現象が起きる。この重なりが発生すると
どの波長の光を測定しているのかが不明になり、測定精
度が悪くなる。したがって、通常回折格子はその一次回
折光ないし、二次回折光など特定の波長域の回折光を利
用してスペクトルの測定を行っている。そのために被測
定光からの光については、たとえば４００ｎｍから８０
０ｎｍの波長域のように回折次数が重ならない範囲の光
を測定するようにしている。
【０００３】しかしながら、他方で被測定物からの光
は、その全波長域の光を測定することにより、測定対象
の物性をより正確に測定できるものである。そのため
に、従来ではつぎのような方法によって測定を行ってい
る。 （１）回折格子への入射光に対し、その面全域に光が入
射するよう回折格子を回転させる方法。 （２）回折格子から分散する光の回折角を小さくして光
検出器には広い波長範囲の光が入射するようにする方
法。 （３）光検出器を長大なものとする方法。
は、その全波長域の光を測定することにより、測定対象
の物性をより正確に測定できるものである。そのため
に、従来ではつぎのような方法によって測定を行ってい
る。 （１）回折格子への入射光に対し、その面全域に光が入
射するよう回折格子を回転させる方法。 （２）回折格子から分散する光の回折角を小さくして光
検出器には広い波長範囲の光が入射するようにする方
法。 （３）光検出器を長大なものとする方法。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
による回折格子の利用には種々の問題を有している。ま
ず、（１）の方法は、回折格子を精度良く回転させる機
構が必要で複雑となるのみならず、回折格子の回転量を
正確に行わないと良好な波長選定ができにくい。しかも
繰り返し回転させるので精度が低下する等の問題を有し
ている。つぎに（２）の方式の場合は、分解能が著しく
低下し、測定精度上、大きな問題がある。また、（３）
の方式による場合は、検出器の両端部域が光の焦点から
大きくはずれ、波長分解能が低下するという問題があ
る。しかも、検出器の価格が高額となり経済的にも問題
がある。本発明はこのような課題を解決する分光器を提
供しようとするものである。
による回折格子の利用には種々の問題を有している。ま
ず、（１）の方法は、回折格子を精度良く回転させる機
構が必要で複雑となるのみならず、回折格子の回転量を
正確に行わないと良好な波長選定ができにくい。しかも
繰り返し回転させるので精度が低下する等の問題を有し
ている。つぎに（２）の方式の場合は、分解能が著しく
低下し、測定精度上、大きな問題がある。また、（３）
の方式による場合は、検出器の両端部域が光の焦点から
大きくはずれ、波長分解能が低下するという問題があ
る。しかも、検出器の価格が高額となり経済的にも問題
がある。本発明はこのような課題を解決する分光器を提
供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、光検出器に入射されるまでの光路に一次回
折光やその整数倍の高次回折光を選択し透過させる光フ
ィルタを設けたものである。したがって、一次回折用光
フィルタ、二次回折用光フィルタ、三次回折用光フィル
タ…を適宜切り換え使用することにより、それぞれの波
長域の光で別々ではあるが同時的に測定ができ、全波長
域の光による測定が可能となる。さらに本発明は上記光
フィルタとともに光を遮断する遮光器を併設したもの
で、測定対象光を遮光したとき、受光のない状態での光
検出器からの出力状況からバックグラウンドを知ること
ができ、その補正をすることが可能となる。
するために、光検出器に入射されるまでの光路に一次回
折光やその整数倍の高次回折光を選択し透過させる光フ
ィルタを設けたものである。したがって、一次回折用光
フィルタ、二次回折用光フィルタ、三次回折用光フィル
タ…を適宜切り換え使用することにより、それぞれの波
長域の光で別々ではあるが同時的に測定ができ、全波長
域の光による測定が可能となる。さらに本発明は上記光
フィルタとともに光を遮断する遮光器を併設したもの
で、測定対象光を遮光したとき、受光のない状態での光
検出器からの出力状況からバックグラウンドを知ること
ができ、その補正をすることが可能となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明が提供する分光器の
構成を概略的に示す図で、１は分光器全体を収容するハ
ウジングを示し、２は測定対象の光である。この測定対
象の光２は、たとえばプラズマ光である。このプラズマ
光２は、図示していないがプラズマＣＶＤ装置における
反応室で発生するプラズマから発光する光で、この光を
ハウジング１に導入するのである。この測定対象光２
は、その光軸ＳＬ上に配置された集光レンズ３を経て集
光され、スリット４を介して分光器側へと入射される。
すなわち、この測定対象の光２は光軸Ｓ上に配置された
回折格子５の凹面部に入射され分散されるのである。分
散された回折光は集光されてマルチチャンネル形の光検
出器（たとえばホトトランジスタ）６に入力され、検出
される。この光検出器６は通常の大きさ（長さ）のホト
トランジスタで、特定波長域の光を受光できる大きさを
有している。
構成を概略的に示す図で、１は分光器全体を収容するハ
ウジングを示し、２は測定対象の光である。この測定対
象の光２は、たとえばプラズマ光である。このプラズマ
光２は、図示していないがプラズマＣＶＤ装置における
反応室で発生するプラズマから発光する光で、この光を
ハウジング１に導入するのである。この測定対象光２
は、その光軸ＳＬ上に配置された集光レンズ３を経て集
光され、スリット４を介して分光器側へと入射される。
すなわち、この測定対象の光２は光軸Ｓ上に配置された
回折格子５の凹面部に入射され分散されるのである。分
散された回折光は集光されてマルチチャンネル形の光検
出器（たとえばホトトランジスタ）６に入力され、検出
される。この光検出器６は通常の大きさ（長さ）のホト
トランジスタで、特定波長域の光を受光できる大きさを
有している。
【０００７】以上の構成は従来とかわるものではない
が、本発明は以上の構成において、回折格子５に入射さ
れる光を回折格子５の前段位置にて、特定波長域の光を
選択し透過させる光フィルタ７を設置した点に特徴を有
している。この光フィルタ７は、後述からも明らかなよ
うに回折格子５によって回折された光が一次回折光、あ
るいはその整数倍の高次回折光を分散するようにし、か
つそのいずれかの回折光に選択できるフィルタで、図２
に示すように円盤状をなしている。そして、その中心に
は歯車８が固定された回転軸ＳＴが貫通している。光フ
ィルタ７はこの回転軸ＳＴに固定され歯車８と一体的に
なっている。歯車８はパルスモータ１０の出力軸に固設
された歯車９に噛み合っている。したがって、パルスモ
ータ１０の回転出力が歯車系８、９を介して光フィルタ
７に伝達され、光フィルタ７が回転するように構成され
ている。
が、本発明は以上の構成において、回折格子５に入射さ
れる光を回折格子５の前段位置にて、特定波長域の光を
選択し透過させる光フィルタ７を設置した点に特徴を有
している。この光フィルタ７は、後述からも明らかなよ
うに回折格子５によって回折された光が一次回折光、あ
るいはその整数倍の高次回折光を分散するようにし、か
つそのいずれかの回折光に選択できるフィルタで、図２
に示すように円盤状をなしている。そして、その中心に
は歯車８が固定された回転軸ＳＴが貫通している。光フ
ィルタ７はこの回転軸ＳＴに固定され歯車８と一体的に
なっている。歯車８はパルスモータ１０の出力軸に固設
された歯車９に噛み合っている。したがって、パルスモ
ータ１０の回転出力が歯車系８、９を介して光フィルタ
７に伝達され、光フィルタ７が回転するように構成され
ている。
【０００８】さて、光フィルタ７の構成は図２に示され
ているが、上述からも明らかなとおり、特定波長の回折
光が得られ、かつその選択ができるよう特定波長光を透
過するフィルタＦ１、Ｆ２が半円状で併設されている。
たとえば、フィルタＦ１は波長４００〜８００ｎｍの回
折光が得られる波長域の光２を透過するフィルタであ
り、フィルタＦ２はその２倍の８００〜１６００ｎｍの
波長域の光２を透過するフィルタである。したがって、
たとえばパルスモータ１０を駆動してフィルタＦ１が光
軸ＳＬ上に位置するよう設定すると、このフィルタＦ１
を透過して回折格子５に入射し分光された回折光（二次
回折光）は、波長域４００〜８００ｎｍの光であり、光
検出器６に入力されて測定される。つぎに更にパルスモ
ータ１０を駆動してフィルタＦ２を光軸ＳＬ上に位置す
るよう設定すると、回折格子５からの回折光（一次回折
光）は８００〜１６００ｎｍの波長域の光となり、この
範囲の光による測定が可能となる。ホトトランジスタ６
からの出力（スペクトルのアナログデータ）は、Ａ／Ｄ
変換器１１に入力され、デジタルデータに変換されてデ
ータ処理機（パソコン）１２にてデータ処理される。そ
して、その結果はディスプレイ１５にて表示される。な
お、このデータ処理機１２は、パルスモータ１０の駆動
信号（パルス）を発信させるパルス発信器１４を作動さ
せる信号を出力する。このパルスモータ１０の駆動量、
すなわちフィルタＦ１とＦ２のいずれを選択するかの信
号の入力は、キーボード１３にて行われる。光フィルタ
７は図２に示すように２分割形であるが、整数倍の高次
（３次、４次…ｎ次）回折光を得るためには、これらの
光を透過し選択する多数分割形のフィルタとすることも
本発明は包含するものである。
ているが、上述からも明らかなとおり、特定波長の回折
光が得られ、かつその選択ができるよう特定波長光を透
過するフィルタＦ１、Ｆ２が半円状で併設されている。
たとえば、フィルタＦ１は波長４００〜８００ｎｍの回
折光が得られる波長域の光２を透過するフィルタであ
り、フィルタＦ２はその２倍の８００〜１６００ｎｍの
波長域の光２を透過するフィルタである。したがって、
たとえばパルスモータ１０を駆動してフィルタＦ１が光
軸ＳＬ上に位置するよう設定すると、このフィルタＦ１
を透過して回折格子５に入射し分光された回折光（二次
回折光）は、波長域４００〜８００ｎｍの光であり、光
検出器６に入力されて測定される。つぎに更にパルスモ
ータ１０を駆動してフィルタＦ２を光軸ＳＬ上に位置す
るよう設定すると、回折格子５からの回折光（一次回折
光）は８００〜１６００ｎｍの波長域の光となり、この
範囲の光による測定が可能となる。ホトトランジスタ６
からの出力（スペクトルのアナログデータ）は、Ａ／Ｄ
変換器１１に入力され、デジタルデータに変換されてデ
ータ処理機（パソコン）１２にてデータ処理される。そ
して、その結果はディスプレイ１５にて表示される。な
お、このデータ処理機１２は、パルスモータ１０の駆動
信号（パルス）を発信させるパルス発信器１４を作動さ
せる信号を出力する。このパルスモータ１０の駆動量、
すなわちフィルタＦ１とＦ２のいずれを選択するかの信
号の入力は、キーボード１３にて行われる。光フィルタ
７は図２に示すように２分割形であるが、整数倍の高次
（３次、４次…ｎ次）回折光を得るためには、これらの
光を透過し選択する多数分割形のフィルタとすることも
本発明は包含するものである。
【０００９】本発明の特徴は、以上説明したとおりであ
るが、光フィルタ７は図２に限定されるものではない。
すなわち、光フィルタ７に新たな機能を付加することが
できる。具体的には図３に示すとおり、光フィルタ７の
分割域内の１区画に遮光器Ｋを設置することができる。
このような変形実施例においては、この遮光器Ｋを光軸
ＳＬ上に位置させると、光２が遮断される。この場合、
回折格子５には光２が入射されないから光検出器６から
は本来なら出力は零となる。この場合、遮光しても光検
出器６から出力があるとノイズ等によるものであり、あ
るいは温度やＡ／Ｄ変換器等の環境条件や装置の電気的
なノイズ等バックグラウンドによるものであることが判
明する。したがって、これらの出力の補正を行うことが
できる。本発明が提供する分光器は、前述したとおりＣ
ＶＤ装置のプラズマ光の測定等に使用できるが、このよ
うな使用のみに限定されるものではなく、たとえば分光
光度計の検出器としても使用できる。
るが、光フィルタ７は図２に限定されるものではない。
すなわち、光フィルタ７に新たな機能を付加することが
できる。具体的には図３に示すとおり、光フィルタ７の
分割域内の１区画に遮光器Ｋを設置することができる。
このような変形実施例においては、この遮光器Ｋを光軸
ＳＬ上に位置させると、光２が遮断される。この場合、
回折格子５には光２が入射されないから光検出器６から
は本来なら出力は零となる。この場合、遮光しても光検
出器６から出力があるとノイズ等によるものであり、あ
るいは温度やＡ／Ｄ変換器等の環境条件や装置の電気的
なノイズ等バックグラウンドによるものであることが判
明する。したがって、これらの出力の補正を行うことが
できる。本発明が提供する分光器は、前述したとおりＣ
ＶＤ装置のプラズマ光の測定等に使用できるが、このよ
うな使用のみに限定されるものではなく、たとえば分光
光度計の検出器としても使用できる。
【００１０】さらに図示例では分光器を単体として構成
するハウジング（ケース）１を示したが、このハウジン
グ１内の構成要素は図示例に限定されるものではない。
たとえば、Ａ／Ｄ変換器１１やパルス発信器１４を構成
要素として内設させることもできるし、逆に測定対象の
光２をハウジング１内に内設し被測定物の発光部（室）
も組み込んだ一体型とすることも可能である。また、マ
ルチチャンネル形光検出器としては、ホトトランジスタ
に限定されるものではない。
するハウジング（ケース）１を示したが、このハウジン
グ１内の構成要素は図示例に限定されるものではない。
たとえば、Ａ／Ｄ変換器１１やパルス発信器１４を構成
要素として内設させることもできるし、逆に測定対象の
光２をハウジング１内に内設し被測定物の発光部（室）
も組み込んだ一体型とすることも可能である。また、マ
ルチチャンネル形光検出器としては、ホトトランジスタ
に限定されるものではない。
【００１１】
【発明の効果】本発明は以上詳述した構成よりなるもの
であり、光の波長の分解能を低下させることなく測定波
長範囲を数倍以上に広げることができる。しかも、光検
出器を長大形化する必要もなく、安価で経済的な分光器
を提供することができる。
であり、光の波長の分解能を低下させることなく測定波
長範囲を数倍以上に広げることができる。しかも、光検
出器を長大形化する必要もなく、安価で経済的な分光器
を提供することができる。
【図１】本発明による分光器の構成を示す図である。
【図２】本発明による光フィルタの構成を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明の変形実施例を示す図である。
１……ハウジング ２……測定対象の光 ３……レンズ ４……スリット ５……回折格子 ６……光検出器 ７……光フィルタ ８、９……歯車 １０……パルスモータ １１……Ａ／Ｄ変換器 １２……データ処理機（パソコン） １３……キーボード １４……パルス発信器 １５……ディスプレイ Ｆ１、Ｆ２……フィルタ Ｋ……遮光器 ＳＬ……光軸 ＳＴ……歯車軸
Claims (2)
- 【請求項１】 測定対象の光を回折格子によって分散
し、この分散された光をマルチチャンネル形の光検出器
によって検出する分光器であって、前記光検出器に入射
されるまでの光路に一次回折光やその整数倍の高次回折
光を選択し透過させる光フィルタを設けたことを特徴と
する分光器。 - 【請求項２】 測定対象の光を回折格子によって分散
し、この分散された光をマルチチャンネル形の光検出器
によって検出する分光器であって、前記光検出器に入射
されるまでの光路に一次回折光やその整数倍の高次回折
光を選択し透過させる光フィルタと、遮光する遮光器と
を併設したことを特徴とする分光器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10174185A JP2000009533A (ja) | 1998-06-22 | 1998-06-22 | 分光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10174185A JP2000009533A (ja) | 1998-06-22 | 1998-06-22 | 分光器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000009533A true JP2000009533A (ja) | 2000-01-14 |
Family
ID=15974214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10174185A Pending JP2000009533A (ja) | 1998-06-22 | 1998-06-22 | 分光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000009533A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003004982A1 (fr) * | 2001-07-05 | 2003-01-16 | Hamamatsu Photonics K.K. | Dispositif spectroscopique |
| JP2003121361A (ja) * | 2001-10-11 | 2003-04-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ光を用いた微量成分測定方法及びその装置 |
| JP2013242260A (ja) * | 2012-05-22 | 2013-12-05 | Olympus Corp | 蛍光検出装置および蛍光検出方法 |
| JP2014016247A (ja) * | 2012-07-09 | 2014-01-30 | Shimadzu Corp | 波長可変単色光光源 |
| JP2016166797A (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | 日置電機株式会社 | 光量測定装置 |
-
1998
- 1998-06-22 JP JP10174185A patent/JP2000009533A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003004982A1 (fr) * | 2001-07-05 | 2003-01-16 | Hamamatsu Photonics K.K. | Dispositif spectroscopique |
| EP1413860A1 (en) * | 2001-07-05 | 2004-04-28 | Hamamatsu Photonics K. K. | Spectroscopic device |
| US7038775B2 (en) | 2001-07-05 | 2006-05-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | Spectroscopic device |
| EP1413860A4 (en) * | 2001-07-05 | 2009-02-25 | Hamamatsu Photonics Kk | SPECTROSCOPIC DEVICE |
| JP2003121361A (ja) * | 2001-10-11 | 2003-04-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ光を用いた微量成分測定方法及びその装置 |
| JP2013242260A (ja) * | 2012-05-22 | 2013-12-05 | Olympus Corp | 蛍光検出装置および蛍光検出方法 |
| JP2014016247A (ja) * | 2012-07-09 | 2014-01-30 | Shimadzu Corp | 波長可変単色光光源 |
| JP2016166797A (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | 日置電機株式会社 | 光量測定装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000283841A (ja) | 光スペクトル分析装置における波長校正方法およびその装置 | |
| US5606419A (en) | Spectroscopic measuring device having filter consisting of interference filter, one or two fixed-mirror etalons and a single movable -mirror etalon | |
| JP7052681B2 (ja) | 分光器 | |
| JP2000009533A (ja) | 分光器 | |
| US5914777A (en) | Apparatus for and method of measuring a distribution of luminous intensity of light source | |
| US4950077A (en) | Photoelectric measuring apparatus for use in automatic analyzer | |
| US20070258091A1 (en) | Calibrated spectroscopy instrument and method | |
| JP2001208607A (ja) | 波長測定装置の分光器の波長校正方法と波長測定方法及びその装置 | |
| WO2004059269A1 (en) | Variable exposure rotary spectrometer | |
| JPH08261825A (ja) | 分光計における迷光の測定及び補償方法 | |
| JP6038445B2 (ja) | 自動分析装置 | |
| JP2009257808A (ja) | 赤外線ガス分析計 | |
| US9551612B2 (en) | Tandem dispersive range monochromator | |
| US8717557B2 (en) | Spectrophotometer and method for determining performance thereof | |
| EP0091535A2 (en) | Spectrophotometer with wavelength calibration | |
| RU2029288C1 (ru) | Газоанализатор | |
| JPH06167390A (ja) | 分光測定方法 | |
| JP2914122B2 (ja) | 多重分光器及びその分光器を用いた測定方法 | |
| EP3913339A1 (en) | Spectrophotometer | |
| JPS6318686B2 (ja) | ||
| SU402751A1 (ru) | Полихроматор | |
| KR100406029B1 (ko) | 고속 주사형 다채널 다중광 분광광도계 | |
| CA1184652A (en) | Optical analyser with a grating-monochromator for the near infrared range | |
| JPS6319788Y2 (ja) | ||
| JPH06241900A (ja) | 分光分析装置 |