JP2001183294A - 赤外分光装置 - Google Patents
赤外分光装置Info
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- JP2001183294A JP2001183294A JP36992199A JP36992199A JP2001183294A JP 2001183294 A JP2001183294 A JP 2001183294A JP 36992199 A JP36992199 A JP 36992199A JP 36992199 A JP36992199 A JP 36992199A JP 2001183294 A JP2001183294 A JP 2001183294A
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- Japan
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- infrared
- mirror
- optical
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Abstract
(57)【要約】
【課題】紫外光を測定試料に照射しながら赤外線吸収ス
ペクトルの測定を行なう赤外分光装置において、測定機
構が単純で、赤外光と紫外光の照射光同士のビーム径の
不一致や照射位置の位置ずれが起こらず、しかも、紫外
線照射窓のない付属品を使用して測定試料に紫外光を照
射することが可能な赤外分光装置を提供する。 【解決手段】赤外以外の波長の光を赤外光の光軸と同軸
の光軸で試料室に導入するための導入光学系を設けた。
この導入光学系は、試料室の前段の光路に所定の角度で
挿入された、赤外光は透過し、赤外以外の光は反射する
光学フィルターを含む。
ペクトルの測定を行なう赤外分光装置において、測定機
構が単純で、赤外光と紫外光の照射光同士のビーム径の
不一致や照射位置の位置ずれが起こらず、しかも、紫外
線照射窓のない付属品を使用して測定試料に紫外光を照
射することが可能な赤外分光装置を提供する。 【解決手段】赤外以外の波長の光を赤外光の光軸と同軸
の光軸で試料室に導入するための導入光学系を設けた。
この導入光学系は、試料室の前段の光路に所定の角度で
挿入された、赤外光は透過し、赤外以外の光は反射する
光学フィルターを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、赤外分光装置に関
し、特に、試料に赤外以外の波長の光を照射しながら赤
外光の分光測定を行なうことのできる赤外分光装置に関
する。
し、特に、試料に赤外以外の波長の光を照射しながら赤
外光の分光測定を行なうことのできる赤外分光装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】赤外領域に現れる物質固有の吸収スペク
トルを測定することは、その物質の化学構造を解明する
上で極めて重要である。赤外線吸収スペクトルを測定す
るための赤外分光装置には、プリズムによって赤外光を
波長ごとに分離し、これにスリットを併用してモノクロ
メータを構成する分散型赤外分光装置と、赤外光を２個
またはそれ以上の光束に分割し、相互間に適当な光路差
を与えたのち再び重ね合わせ、その際に生じる干渉波を
用いて測定を行なう干渉型赤外分光装置とがある。
トルを測定することは、その物質の化学構造を解明する
上で極めて重要である。赤外線吸収スペクトルを測定す
るための赤外分光装置には、プリズムによって赤外光を
波長ごとに分離し、これにスリットを併用してモノクロ
メータを構成する分散型赤外分光装置と、赤外光を２個
またはそれ以上の光束に分割し、相互間に適当な光路差
を与えたのち再び重ね合わせ、その際に生じる干渉波を
用いて測定を行なう干渉型赤外分光装置とがある。
【０００３】図１は、マイケルソン干渉計を用いた干渉
型赤外分光装置の構成を示したものである。図中１は、
高輝度セラミックヒータでできた赤外光の光源である。
光源１から放出された赤外光は、スリット２を通って放
物面鏡３で直角方向に反射され、平行光となって半透鏡
４に入射する。半透鏡４に入射した平行光は２つの光束
に分けられ、ひとつの光束は半透鏡４で反射されてコー
ナー・キューブ・ミラー５に入射したあと、コーナー・
キューブ・ミラー５により反射されて半透鏡４に戻る。
また、もうひとつの光束は、半透鏡４及び半透鏡６を透
過してコーナー・キューブ・ミラー７に入射したあと、
コーナー・キューブ・ミラー７により反射されて、半透
鏡６を透過して半透鏡４に戻る。
型赤外分光装置の構成を示したものである。図中１は、
高輝度セラミックヒータでできた赤外光の光源である。
光源１から放出された赤外光は、スリット２を通って放
物面鏡３で直角方向に反射され、平行光となって半透鏡
４に入射する。半透鏡４に入射した平行光は２つの光束
に分けられ、ひとつの光束は半透鏡４で反射されてコー
ナー・キューブ・ミラー５に入射したあと、コーナー・
キューブ・ミラー５により反射されて半透鏡４に戻る。
また、もうひとつの光束は、半透鏡４及び半透鏡６を透
過してコーナー・キューブ・ミラー７に入射したあと、
コーナー・キューブ・ミラー７により反射されて、半透
鏡６を透過して半透鏡４に戻る。
【０００４】このとき、コーナー・キューブ・ミラー５
及び７はそれぞれ可動鏡なので、反射した光には、可動
しているミラーによって光路差が与えられる。この光路
差によって干渉波が形成される。
及び７はそれぞれ可動鏡なので、反射した光には、可動
しているミラーによって光路差が与えられる。この光路
差によって干渉波が形成される。
【０００５】コーナー・キューブ・ミラー５により反射
された光束は、半透鏡４を透過し、コーナー・キューブ
・ミラー７により反射された光束は、半透鏡４で反射さ
れ、２つの光束は干渉波となって、放物面鏡８に入射す
る。放物面鏡８に入射した干渉波は、試料室９内で焦点
を結ぶように反射・集光された後、放物面鏡１０で再び
反射・集光されて、検知器１１上に焦点を結び、インタ
ーフェログラムとして検出される。測定試料は、試料室
１０の干渉波の焦点付近に置かれ、透過法または反射法
により、赤外線吸収スペクトルの測定が行なわれる。
された光束は、半透鏡４を透過し、コーナー・キューブ
・ミラー７により反射された光束は、半透鏡４で反射さ
れ、２つの光束は干渉波となって、放物面鏡８に入射す
る。放物面鏡８に入射した干渉波は、試料室９内で焦点
を結ぶように反射・集光された後、放物面鏡１０で再び
反射・集光されて、検知器１１上に焦点を結び、インタ
ーフェログラムとして検出される。測定試料は、試料室
１０の干渉波の焦点付近に置かれ、透過法または反射法
により、赤外線吸収スペクトルの測定が行なわれる。
【０００６】尚、半透鏡４と放物面鏡８の間には、干渉
波の光路を切り換えるための切換鏡１２が挿入できるよ
うに構成されており、必要に応じて、切換鏡１２を挿入
して、干渉波を外部光ポートに導くことができるように
なっている。この外部光ポートには、図示しない顕微赤
外ユニットや長光路ガスセルなどの付属品を取り付ける
ことができ、さまざまな応用測定を行なわせることが可
能である。
波の光路を切り換えるための切換鏡１２が挿入できるよ
うに構成されており、必要に応じて、切換鏡１２を挿入
して、干渉波を外部光ポートに導くことができるように
なっている。この外部光ポートには、図示しない顕微赤
外ユニットや長光路ガスセルなどの付属品を取り付ける
ことができ、さまざまな応用測定を行なわせることが可
能である。
【０００７】また、放物面鏡１０を取り外して、代わり
に放物面鏡１３及び平面鏡１４を設置すれば、干渉波を
別の外部光ポートに平行光として取り出すこともでき
る。この外部光ポートでは、干渉波に焦点を結ばせるた
めの図示しない放物面鏡と、図示しない別の検知器とを
セットして、干渉波のインターフェログラムを測定する
ことができるようになっている。
に放物面鏡１３及び平面鏡１４を設置すれば、干渉波を
別の外部光ポートに平行光として取り出すこともでき
る。この外部光ポートでは、干渉波に焦点を結ばせるた
めの図示しない放物面鏡と、図示しない別の検知器とを
セットして、干渉波のインターフェログラムを測定する
ことができるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような構成におい
て、従来の赤外分光装置の問題点は、例えば、試料に紫
外光を照射しながら、試料の変化を赤外線吸収スペクト
ルの変化として追跡したい場合に、赤外分光装置に赤外
光以外の波長の光を導入しようとすると、赤外分光装置
側の制約により、入射する赤外光とは入射角度を変えて
導入せざるを得なかったことである。
て、従来の赤外分光装置の問題点は、例えば、試料に紫
外光を照射しながら、試料の変化を赤外線吸収スペクト
ルの変化として追跡したい場合に、赤外分光装置に赤外
光以外の波長の光を導入しようとすると、赤外分光装置
側の制約により、入射する赤外光とは入射角度を変えて
導入せざるを得なかったことである。
【０００９】例えば、図２は、透過測定及び反射測定に
おいて、赤外光と紫外光を同時に試料に照射する方法を
模式的に表わしたものである。図２の（ａ）から明らか
なように、透過測定の場合は、赤外光（ＩＲ光）を試料
に垂直に照射するとすれば、紫外光（ＵＶ光）は赤外光
の光軸から所定の角度だけずらして、斜め方向から照射
しなければならなかった。また、図２の（ｂ）から明ら
かなように、反射測定の場合は、赤外光（ＩＲ光）を斜
め方向から試料に照射するとすれば、紫外光（ＵＶ光）
は別の角度、例えば垂直方向から照射しなければならな
かった。
おいて、赤外光と紫外光を同時に試料に照射する方法を
模式的に表わしたものである。図２の（ａ）から明らか
なように、透過測定の場合は、赤外光（ＩＲ光）を試料
に垂直に照射するとすれば、紫外光（ＵＶ光）は赤外光
の光軸から所定の角度だけずらして、斜め方向から照射
しなければならなかった。また、図２の（ｂ）から明ら
かなように、反射測定の場合は、赤外光（ＩＲ光）を斜
め方向から試料に照射するとすれば、紫外光（ＵＶ光）
は別の角度、例えば垂直方向から照射しなければならな
かった。
【００１０】これらの例から判るように、従来の赤外分
光装置では、赤外光と紫外光が別々の光路になるため、
光路が２つになって測定機構が複雑になるという問題が
あった。また、別々の光路を通って異なる光が試料に照
射されるため、試料に当たる光のビーム径が一致しな
い、あるいは照射位置が互いにずれる、などという問題
があった。また、試料回りにセットされる付属品の種類
によっては、紫外光照射用の窓が設けられていない付属
品があって、紫外光の照射自体を行ない得ない場合があ
るという問題があった。
光装置では、赤外光と紫外光が別々の光路になるため、
光路が２つになって測定機構が複雑になるという問題が
あった。また、別々の光路を通って異なる光が試料に照
射されるため、試料に当たる光のビーム径が一致しな
い、あるいは照射位置が互いにずれる、などという問題
があった。また、試料回りにセットされる付属品の種類
によっては、紫外光照射用の窓が設けられていない付属
品があって、紫外光の照射自体を行ない得ない場合があ
るという問題があった。
【００１１】本発明の目的は、上述した点に鑑み、紫外
光を測定試料に照射しながら赤外線吸収スペクトルの測
定を行なう赤外分光装置において、測定機構が単純で、
赤外光と紫外光の照射光同士のビーム径の不一致や照射
位置の位置ずれが起こらず、しかも、紫外線照射窓のな
い付属品を使用して測定試料に紫外光を照射することが
可能な赤外分光装置を提供することにある。
光を測定試料に照射しながら赤外線吸収スペクトルの測
定を行なう赤外分光装置において、測定機構が単純で、
赤外光と紫外光の照射光同士のビーム径の不一致や照射
位置の位置ずれが起こらず、しかも、紫外線照射窓のな
い付属品を使用して測定試料に紫外光を照射することが
可能な赤外分光装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明にかかる赤外分光装置は、赤外以外の波長の
光を赤外光の光軸と同軸の光軸で試料室に導入するため
の導入光学系を設けたことを特徴としている。
め、本発明にかかる赤外分光装置は、赤外以外の波長の
光を赤外光の光軸と同軸の光軸で試料室に導入するため
の導入光学系を設けたことを特徴としている。
【００１３】また、前記導入光学系は、試料室の前段の
光路に所定の角度で挿入された、赤外光は透過し、赤外
以外の光は反射する光学フィルターを含むことを特徴と
している。
光路に所定の角度で挿入された、赤外光は透過し、赤外
以外の光は反射する光学フィルターを含むことを特徴と
している。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。図３は、本発明にかかる赤外分
光装置の一実施例を示す図である。図中１は、高輝度セ
ラミックヒータでできた赤外光の光源である。光源１か
ら放出された赤外光は、スリット２を通って放物面鏡３
で直角方向に反射され、平行光となって半透鏡４に入射
する。半透鏡４に入射した平行光は２つの光束に分けら
れ、ひとつの光束は反透鏡４で反射されてコーナー・キ
ューブ・ミラー５に入射したあと、コーナー・キューブ
・ミラー５により反射されて半透鏡４に戻る。また、も
うひとつの光束は、半透鏡４及び半透鏡６を透過してコ
ーナー・キューブ・ミラー７に入射したあと、コーナー
・キューブ・ミラー７により反射されて、半透鏡６を透
過して半透鏡４に戻る。
実施の形態を説明する。図３は、本発明にかかる赤外分
光装置の一実施例を示す図である。図中１は、高輝度セ
ラミックヒータでできた赤外光の光源である。光源１か
ら放出された赤外光は、スリット２を通って放物面鏡３
で直角方向に反射され、平行光となって半透鏡４に入射
する。半透鏡４に入射した平行光は２つの光束に分けら
れ、ひとつの光束は反透鏡４で反射されてコーナー・キ
ューブ・ミラー５に入射したあと、コーナー・キューブ
・ミラー５により反射されて半透鏡４に戻る。また、も
うひとつの光束は、半透鏡４及び半透鏡６を透過してコ
ーナー・キューブ・ミラー７に入射したあと、コーナー
・キューブ・ミラー７により反射されて、半透鏡６を透
過して半透鏡４に戻る。
【００１５】このとき、コーナー・キューブ・ミラー５
及び７はそれぞれ可動鏡なので、反射した光には、可動
しているミラーによって光路差が与えられる。この光路
差によって干渉波が形成される。
及び７はそれぞれ可動鏡なので、反射した光には、可動
しているミラーによって光路差が与えられる。この光路
差によって干渉波が形成される。
【００１６】コーナー・キューブ・ミラー５により反射
された光束は、半透鏡４を透過し、コーナー・キューブ
・ミラー７により反射された光束は、半透鏡４で反射さ
れ、２つの光束は干渉波となって、放物面鏡８に入射す
る。放物面鏡８に入射した干渉波は、試料室９内で焦点
を結ぶように反射・集光された後、放物面鏡１０で再び
反射・集光されて、検知器１１上に焦点を結び、インタ
ーフェログラムとして検出される。測定試料は、試料室
１０の干渉波の焦点付近に置かれ、透過法または反射法
により、赤外線吸収スペクトルの測定が行なわれる。
された光束は、半透鏡４を透過し、コーナー・キューブ
・ミラー７により反射された光束は、半透鏡４で反射さ
れ、２つの光束は干渉波となって、放物面鏡８に入射す
る。放物面鏡８に入射した干渉波は、試料室９内で焦点
を結ぶように反射・集光された後、放物面鏡１０で再び
反射・集光されて、検知器１１上に焦点を結び、インタ
ーフェログラムとして検出される。測定試料は、試料室
１０の干渉波の焦点付近に置かれ、透過法または反射法
により、赤外線吸収スペクトルの測定が行なわれる。
【００１７】また、従来、干渉波の光路を切り換えるた
めの切換鏡が挿入されていた場所には、赤外光は透過
し、赤外以外の光（例えば、紫外光）は反射する光学フ
ィルター１５が、従来の切換鏡とは９０゜向きを変えて
挿入されている。この光学フィルター１５には、例え
ば、ゲルマニウムやシリコンを蒸着したミラーが使用さ
れる。これにより、従来、干渉波を外部光ポートに導く
ために設けられていた光路は、赤外分光装置の外部から
赤外以外の光（例えば、紫外光）を赤外分光装置内部に
導入するための光路として逆利用することが可能にな
る。また、光学フィルター１５の前段には、バンドパス
フィルター１６が設けられ、外部光ポートから導入され
る紫外光の波長を揃える役割を果たしている。
めの切換鏡が挿入されていた場所には、赤外光は透過
し、赤外以外の光（例えば、紫外光）は反射する光学フ
ィルター１５が、従来の切換鏡とは９０゜向きを変えて
挿入されている。この光学フィルター１５には、例え
ば、ゲルマニウムやシリコンを蒸着したミラーが使用さ
れる。これにより、従来、干渉波を外部光ポートに導く
ために設けられていた光路は、赤外分光装置の外部から
赤外以外の光（例えば、紫外光）を赤外分光装置内部に
導入するための光路として逆利用することが可能にな
る。また、光学フィルター１５の前段には、バンドパス
フィルター１６が設けられ、外部光ポートから導入され
る紫外光の波長を揃える役割を果たしている。
【００１８】その結果、赤外分光装置の外部から導入さ
れた赤外以外の平行光（例えば、紫外線の平行光）は、
光学フィルター１５で放物面鏡８に向けて反射され、光
学フィルター１５を透過した赤外干渉光の光軸と同軸の
光軸で放物面鏡８に入射する。放物面鏡８に入射した赤
外以外の光（例えば、紫外光）は、試料室９内で焦点を
結ぶように反射・集光され、測定試料に照射される。本
発明では、このように、赤外干渉光と同じ光路を用いて
赤外以外の光（例えば、紫外光）を測定試料に照射する
ようにしたので、測定機構が単純で、赤外光と赤外以外
の光（例えば、紫外光）の照射光同士のビーム径の不一
致や照射位置の位置ずれが起こらず、しかも、紫外線照
射窓のない付属品を使用して測定試料に紫外光を照射す
ることが可能である。
れた赤外以外の平行光（例えば、紫外線の平行光）は、
光学フィルター１５で放物面鏡８に向けて反射され、光
学フィルター１５を透過した赤外干渉光の光軸と同軸の
光軸で放物面鏡８に入射する。放物面鏡８に入射した赤
外以外の光（例えば、紫外光）は、試料室９内で焦点を
結ぶように反射・集光され、測定試料に照射される。本
発明では、このように、赤外干渉光と同じ光路を用いて
赤外以外の光（例えば、紫外光）を測定試料に照射する
ようにしたので、測定機構が単純で、赤外光と赤外以外
の光（例えば、紫外光）の照射光同士のビーム径の不一
致や照射位置の位置ずれが起こらず、しかも、紫外線照
射窓のない付属品を使用して測定試料に紫外光を照射す
ることが可能である。
【００１９】また、測定試料の後段であって、かつ放物
面鏡１０の前段には、赤外光は透過し、赤外以外の光
（例えば、紫外光）は透過しない光学フィルター１７が
設けられている。これにより、赤外以外の光（例えば、
紫外光）はここですべてカットされ、測定試料を経由し
た赤外干渉光のみが検知器１１に入射することができ
る。その結果、赤外以外の光（例えば、紫外光）による
検知器１１への悪影響を防ぐことができる。
面鏡１０の前段には、赤外光は透過し、赤外以外の光
（例えば、紫外光）は透過しない光学フィルター１７が
設けられている。これにより、赤外以外の光（例えば、
紫外光）はここですべてカットされ、測定試料を経由し
た赤外干渉光のみが検知器１１に入射することができ
る。その結果、赤外以外の光（例えば、紫外光）による
検知器１１への悪影響を防ぐことができる。
【００２０】尚、放物面鏡１０を取り外して、代わりに
放物面鏡１３及び平面鏡１４を設置すれば、干渉波を別
の外部光ポートに平行光として取り出すことができる点
は、従来の赤外分光装置の場合と同じである。
放物面鏡１３及び平面鏡１４を設置すれば、干渉波を別
の外部光ポートに平行光として取り出すことができる点
は、従来の赤外分光装置の場合と同じである。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明の赤外分光装
置によれば、赤外光の光軸と同軸の光軸で紫外光を導入
するための導入光学系を設けたので、赤外光と紫外光を
同時に測定試料に照射するに際し、測定機構が単純で、
赤外光と紫外光の照射光同士のビーム径の不一致や照射
位置の位置ずれが起こらず、しかも、紫外線照射窓のな
い付属品を使用して測定試料に紫外光を照射することが
可能になった。
置によれば、赤外光の光軸と同軸の光軸で紫外光を導入
するための導入光学系を設けたので、赤外光と紫外光を
同時に測定試料に照射するに際し、測定機構が単純で、
赤外光と紫外光の照射光同士のビーム径の不一致や照射
位置の位置ずれが起こらず、しかも、紫外線照射窓のな
い付属品を使用して測定試料に紫外光を照射することが
可能になった。
【図１】従来の赤外分光装置を示す図である。
【図２】赤外光と紫外光を同時に試料に照射する従来の
方法を示す図である。
方法を示す図である。
【図３】本発明にかかる赤外分光装置の一実施例を示す
図である。
図である。
１・・・光源、２・・・スリット、３・・・放物面鏡、４・・・半透
鏡、５・・・コーナー・キューブ・ミラー、６・・・半透鏡、
７・・・コーナー・キューブ・ミラー、８・・・放物面鏡、９
・・・試料室、１０・・・放物面鏡、１１・・・検知器、１２・・・
切換鏡、１３・・・放物面鏡、１４・・・平面鏡、１５・・・光
学フィルター、１６・・・バンドパスフィルター、１７・・・
光学フィルター。
鏡、５・・・コーナー・キューブ・ミラー、６・・・半透鏡、
７・・・コーナー・キューブ・ミラー、８・・・放物面鏡、９
・・・試料室、１０・・・放物面鏡、１１・・・検知器、１２・・・
切換鏡、１３・・・放物面鏡、１４・・・平面鏡、１５・・・光
学フィルター、１６・・・バンドパスフィルター、１７・・・
光学フィルター。
Claims (2)
- 【請求項１】赤外以外の波長の光を赤外光の光軸と同軸
の光軸で試料室に導入するための導入光学系を設けたこ
とを特徴とする赤外分光装置。 - 【請求項２】前記導入光学系は、試料室の前段の光路に
所定の角度で挿入された、赤外光は透過し、赤外以外の
光は反射する光学フィルターを含むことを特徴とする請
求項１記載の赤外分光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36992199A JP2001183294A (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 赤外分光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36992199A JP2001183294A (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 赤外分光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001183294A true JP2001183294A (ja) | 2001-07-06 |
Family
ID=18495642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36992199A Withdrawn JP2001183294A (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 赤外分光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001183294A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7924423B2 (en) | 2008-08-11 | 2011-04-12 | Ut-Battelle, Llc | Reverse photoacoustic standoff spectroscopy |
| US7961313B2 (en) | 2008-08-11 | 2011-06-14 | Ut-Battelle, Llc | Photoacoustic point spectroscopy |
| US8080796B1 (en) | 2010-06-30 | 2011-12-20 | Ut-Battelle, Llc | Standoff spectroscopy using a conditioned target |
| US8194246B2 (en) | 2008-08-11 | 2012-06-05 | UT-Battellle, LLC | Photoacoustic microcantilevers |
| JP2012225802A (ja) * | 2011-04-20 | 2012-11-15 | Bruker Optics Kk | 赤外透過スペクトル測定装置 |
| US8448261B2 (en) | 2010-03-17 | 2013-05-21 | University Of Tennessee Research Foundation | Mode synthesizing atomic force microscopy and mode-synthesizing sensing |
-
1999
- 1999-12-27 JP JP36992199A patent/JP2001183294A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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