JP2003098076A - Infrared absorption spectrum measuring method and device - Google Patents

Infrared absorption spectrum measuring method and device

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JP2003098076A
JP2003098076A JP2001295610A JP2001295610A JP2003098076A JP 2003098076 A JP2003098076 A JP 2003098076A JP 2001295610 A JP2001295610 A JP 2001295610A JP 2001295610 A JP2001295610 A JP 2001295610A JP 2003098076 A JP2003098076 A JP 2003098076A
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JP
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piezo actuator
measured
infrared absorption
absorption spectrum
prism
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JP2001295610A
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Japanese (ja)
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Yuji Nishikawa
雄司 西川
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the infrared absorption spectrum measuring method and device capable of being applied to the measurement of the infrared absorption spectrum for infrared spectro-rheology of a measured material. SOLUTION: In this infrared absorption spectrum measuring method, an opening part is formed on an approximately central part of a block fixed to a base through a supporting frame, a prism for measuring the attenuated total reflection is fixed to an upper face of the opening part by a fixing means such as a clamp, a tip side of a piezo-actuator (hereinafter referred to as P), is inserted into the opening part to be abutted on a rear face of the measured material, the positioning of the P is performed by a micrometer connected to a rear end of the P, the distortion generated on the P is detected by a distortion gauge mounted on a side face of the P for controlling and correcting the driving of the P, the infrared ray is entered to the measured material through the prism, the pressure is periodically applied from a back side of the measured material by the driving of the P, and a modulation signal by the infrared absorption corresponding to the change of the pressure is taken out.

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、赤外吸収スペクト
ル測定方法及び装置に関し、製造品又はその材料乃至半
加工品(本明細書において、被測定材料と略称する)の
赤外スペクトロ・レオロジー(Spectro−rhe
ology)のための、減衰全反射法(ATR法)によ
る赤外吸収スペクトルの測定、或いは、被測定材料の表
面に付着している転写性のない超微量物質の成分を同定
するのための、超微細島状金属膜を用いた表面増強赤外
線吸収―減衰全反射法(ATR法)による赤外吸収スペ
クトルの測定などに利用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared absorption spectrum measuring method and apparatus, and relates to an infrared spectro-rheology of a manufactured product or its material or a semi-processed product (abbreviated as a material to be measured in this specification) ( Spectro-rhe
for measuring the infrared absorption spectrum by the attenuated total reflection method (ATR method) for the purpose of identifying the components of non-transferable ultratrace substances adhering to the surface of the material to be measured. It is used for measuring the infrared absorption spectrum by the surface-enhanced infrared absorption-attenuated total reflection method (ATR method) using an ultrafine island-shaped metal film.

【0002】[0002]

【従来の技術】被測定材料の表面にナノメートルオーダ
ーの極薄層状態で付着している超微量物質を同定するた
めの赤外吸収スペクトル測定方法として、一般的に知ら
れている透過法の外に、ATR法(減衰全反射法:At
tenuated TotalReflenction
Method)がある。
2. Description of the Related Art A generally known transmission method is used as an infrared absorption spectrum measurement method for identifying an ultratrace substance adhering to the surface of a material to be measured in an ultrathin layer on the order of nanometers. In addition, the ATR method (attenuated total reflection method: At
tented TotalReflenction
Method).

【0003】屈折率の大きい透明第1媒質(ATRプリ
ズム)から屈折率の小さい透明第2媒質(被測定材料)
に光が入射するとき、入射角が或る角度以上になると全
部反射となる現象(ATR)が生じるが、全反射でも第
2媒質中に光が全く入射しないというのではなく、第1
媒質を通過した光は、第2媒質との境界面に沿って進
み、且つその振幅が境界面からの距離に比例して指数関
数的に急激に減少するエバネッセント場が存在し、この
エバネッセント場に物質があると、その物質により特有
の光吸収を受け、赤外吸収スペクトルが得られる。AT
R法はこの原理を応用したものである。
From a transparent first medium (ATR prism) having a large refractive index to a transparent second medium (material to be measured) having a small refractive index
When light is incident on the second medium, a phenomenon of total reflection (ATR) occurs when the incident angle exceeds a certain angle, but even if total reflection does not mean that no light is incident on the second medium,
The light that has passed through the medium travels along the interface with the second medium, and there is an evanescent field in which the amplitude exponentially decreases in proportion to the distance from the interface, and this evanescent field exists. If there is a substance, the substance absorbs light peculiarly, and an infrared absorption spectrum is obtained. AT
The R method is an application of this principle.

【0004】頭記した赤外スペクトロ・レオロジーは、
被測定材料に対して張力・圧力・剪断応力など機械的応
力を周期的に印加させながら赤外光を投射して、被測定
材料による赤外吸収スペクトルを分析し、被測定材料の
流動性・粘弾性・動的機械特性などの物性と材料内部の
分子立体構造・分子間相互作用・結晶性の変化などの分
子構造との相関に関する情報を得る手法であるが、この
赤外スペクトロ・レオロジーのための赤外吸収スペクト
ル測定をフーリエ変換赤外分光装置(FTIR)により
行う(透過法−FTIR法)が、例えば、R.A.Pa
lmer,etal.Appln..Spectros
c.45,12(1991)などに記載されているよう
に、既に実用化されている。この方法は、基本的に透過
法であるため、被測定材料が単層膜構造である場合にだ
け適用できる。
The above-mentioned infrared spectro-rheology is
Infrared light is projected while cyclically applying mechanical stress such as tension, pressure, and shear stress to the measured material, and the infrared absorption spectrum of the measured material is analyzed to determine the fluidity of the measured material. It is a method to obtain information on the correlation between physical properties such as viscoelasticity and dynamic mechanical properties and molecular structure such as molecular three-dimensional structure, intermolecular interaction, and change in crystallinity inside the material. For measuring the infrared absorption spectrum by using a Fourier transform infrared spectroscopic device (FTIR) (transmission method-FTIR method), for example, R.I. A. Pa
lmer, et al. Appln. . Spectros
c. 45, 12 (1991), etc., it has already been put to practical use. Since this method is basically a transmission method, it can be applied only when the material to be measured has a single-layer film structure.

【0005】透過法或いはATR法に限らず、多層膜構
造の被測定材料のスペクトル測定に利用できるように改
良した測定方法及び装置が米国特許第6,178,82
2号明細書に記載されている(Fig.1は透過法、F
ig.2はATR法の実施例を示している)。
Not only the transmission method or the ATR method, but also a measuring method and apparatus improved so as to be used for spectrum measurement of a material to be measured having a multilayer film structure is disclosed in US Pat. No. 6,178,82.
No. 2 specification (Fig. 1 is a transmission method, F is
ig. 2 shows an example of the ATR method).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】一般的なATR法で
は、その分析深さが0.2μm〜1.2μmであるた
め、被測定材料或いは付着物質の厚みが0.1μm以上
であることが必要であり、しかも波長に依存して分析深
さが変化するので、被測定材料或いは付着物の最上面部
分のみの情報を単独で取り出すことは非常に困難であっ
た。
In the general ATR method, since the analysis depth is 0.2 μm to 1.2 μm, it is necessary that the thickness of the material to be measured or the attached substance is 0.1 μm or more. In addition, since the analysis depth changes depending on the wavelength, it is very difficult to independently obtain information only on the uppermost surface portion of the material to be measured or the deposit.

【0007】上記した上記米国特許のFIG.2Aに示
されている装置は、被測定材料に対して引っ張り方向に
力を加える方式であるが、Fig.2Bに示されている
装置は、被測定材料に対する厚み方向への応力付加・緩
和に伴うスペクトル変化をフーリエ変換赤外分光装置
(FTIR)により測定するものであり、ATR−FT
IR法でのスペクトル測定を可能にするものであるが、
基本的には、透過法によるスペクトル測定系をそのまま
ATR法による装置に適用しただけであるので、幾つか
の問題点がある。
The above-mentioned US Pat. The apparatus shown in FIG. 2A is a system in which a force is applied to a material to be measured in a tensile direction, but FIG. The device shown in 2B is a device for measuring a spectral change due to stress application / relaxation in the thickness direction of a material to be measured by a Fourier transform infrared spectroscopic device (FTIR).
Although it enables spectrum measurement by the IR method,
Basically, the spectrum measurement system by the transmission method is simply applied as it is to the apparatus by the ATR method, so that there are some problems.

【0008】例えば、上記米国特許のFIG.2Bには
プリズムをアダプタの先端に固定する具体的な構成が示
されていないが、プリズムを固定し圧力を受け止める側
の固定が十分でないと、圧力を印加した際に発生した応
力が反対側に逃げる可能性が高い。ATR法を適用する
場合において、被測定材料(フィルムの場合、通常の厚
みは数十μm)を厚み方向に圧力変化させるには、非常
に大きな力が必要である。この力は、透過法において数
μmの薄膜を長さ方向に引っ張るよりも大きな力であ
る。従って、圧力を受け止める側は、透過法による場合
以上に、強固に固定する必要があるが、これらの技術的
要請に関しては十分な開示がない。
For example, FIG. 2B does not show a specific structure for fixing the prism to the tip of the adapter, but if the prism is fixed and the side that receives the pressure is not fixed enough, the stress generated when pressure is applied to the opposite side. There is a high possibility of running away. When the ATR method is applied, a very large force is required to change the pressure of the material to be measured (in the case of a film, the normal thickness is several tens of μm) in the thickness direction. This force is larger than pulling a thin film of several μm in the length direction in the transmission method. Therefore, the side that receives the pressure needs to be fixed more firmly than in the case of the permeation method, but there is no sufficient disclosure regarding these technical requirements.

【0009】更に、上記米国特許では、応力変化を発生
・伝達する機構として、FIG.1に示されているよう
に、ピエゾアクチュエータから、プッシュロッド・レバ
ー・ヒンジ・アダプターなど多数の部品を組み合わせた
複雑なトランジューサを介して、圧力変化を伝達及び/
又は増幅して印加する手法が採用されているので、個々
のパーツの熱膨張特性・ヒステリシス特性などの物性を
完全に管理把握し、特性を一致させなるなどの工夫が不
可欠となっている。また圧力発生・伝達機構が長い工程
であるため、設置環境からの振動ノイズなど様々な歪み
が混入する可能性も高くなる。更に、環境温度・湿度の
影響も受け易くなっている。このような影響は、変位量
が比較的大きな透過法(通常では50〜70μm)では
問題となることは比較的少ないが、ATR法では、発生
させる最適な変位量が非常に小さい(測定する材料の厚
みとその材料の弾性率によって異なるが、その振幅は
0.05μm〜5μm程度が最適であり、この変位量は
透過法において通常実施されている張力変位の1/10
以下である)ので、このように介在させるトランジュー
サの工程が長いと、その長い工程で生じる誤差要因が増
幅されて不都合であり、従って、このような長いトラン
ジューサは排除することが望ましい。然しながら、トラ
ンジューサを排除することで、応力の発生源であるピエ
ゾアクチュエータで生じるヒステリシスや非直線性歪を
取り除くためのセンサ(変位センサなど)を設置するス
ペースを確保できなくなるという別な問題点が新たに生
じる。
Further, in the above-mentioned US patent, FIG. As shown in Fig. 1, pressure change is transmitted and / or transmitted from a piezo actuator through a complex transducer that combines many parts such as push rod, lever, hinge and adapter.
Or, since the method of amplifying and applying is adopted, it is indispensable to completely manage and grasp the physical properties such as thermal expansion characteristics and hysteresis characteristics of individual parts and make the characteristics consistent. Further, since the pressure generation / transmission mechanism is a long process, there is a high possibility that various distortions such as vibration noise from the installation environment will be mixed. Furthermore, it is also susceptible to environmental temperature and humidity. Such an effect is relatively unlikely to occur in the transmission method (usually 50 to 70 μm) having a relatively large displacement amount, but in the ATR method, the optimum displacement amount to be generated is very small (the material to be measured is Although it depends on the thickness and the elastic modulus of the material, the optimum amplitude is about 0.05 μm to 5 μm, and this displacement amount is 1/10 of the tension displacement normally performed in the transmission method.
Therefore, it is inconvenient if the length of the step of the transducer to be interposed is long and the error factor generated in the long step is amplified. Therefore, it is desirable to eliminate such a long transducer. However, eliminating the transducer makes it impossible to secure a space for installing a sensor (displacement sensor, etc.) to remove the hysteresis or nonlinear distortion generated in the piezo actuator that is the source of stress. Newly occurs.

【0010】上記から明らかなように、本発明の基本的
な課題は、従来法では測定が困難であった被測定材料の
赤外スペクトロ・レオロジーのための赤外吸収スペクト
ルの測定、或いは、被測定材料の表面に付着している付
着性のない超微量物質の同定のための赤外吸収スペクト
ルの測定などに適用される赤外吸収スペクトル測定方法
及び装置を明らかにすることであり、具体的な課題は、
被測定材料を密着させたATRプリズムの背面からピエ
ゾアクチュエータを用いて被測定材料に周期的な圧力を
印加させて、被測定材料への応力印加・緩和に伴うスペ
クトル変化をフーリエ変換赤外分光装置(FTIR)に
て測定する方法及び装置を明らかにすることにあり、更
に具体的な課題は、被測定材料に圧力及び/又は剪断応
力を印加させる改良された方法・装置を明らかにするこ
とにあり、更に、ピエゾアクチュエータで発生するヒス
テリシスなどの非直線性歪を補正する改良された方法・
装置を明らかにすることにある。
As is apparent from the above, the basic problem of the present invention is to measure the infrared absorption spectrum for the infrared spectro-rheology of the material to be measured, which was difficult to measure by the conventional method, or to measure the infrared absorption spectrum. It is to clarify the infrared absorption spectrum measurement method and device applied to the measurement of the infrared absorption spectrum for the identification of the non-adhesive ultra-trace substance adhering to the surface of the measurement material. The challenges are
Fourier transform infrared spectroscopic device to measure the spectrum change accompanying stress application / relaxation to the measured material by applying periodic pressure to the measured material from the back of the ATR prism with which the measured material is in close contact with the piezo actuator. (FTIR) measurement method and device, and more concrete problem is to clarify improved method and device for applying pressure and / or shear stress to the material to be measured. Yes, an improved method for correcting non-linear distortion such as hysteresis that occurs in piezo actuators.
To clarify the device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、下
記構成によって達成される。1.基台に対して支持フレ
ームを介して固定したブロックの略中央部に開口部を設
け、該開口部の上面に、クランプなどの固定手段によ
り、減衰全反射測定用プリズムを固定すると共に、前記
開口部にピエゾアクチュエータの先端側を挿入して、被
測定材料の裏面に当接させ、更に、該ピエゾアクチュエ
ータの後端に接続したマイクロメータにより該ピエゾア
クチュエータの位置決めを行うと共に、該ピエゾアクチ
ュエータの側面に配設した歪ゲージにより該ピエゾアク
チュエータに発生する歪を検出して該ピエゾアクチュエ
ータの駆動を制御・補正し、前記プリズムを通して前記
被測定材料に対し赤外光を入射させ、前記ピエゾアクチ
ュエータの駆動により、前記被測定材料の背面側から周
期的に圧力を印加し、圧力変化に応答した赤外吸収によ
る変調信号を取り出すことを特徴とする赤外吸収スペク
トル測定方法。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution. 1. An opening is provided at a substantially central portion of the block fixed to the base via a support frame, and the attenuated total reflection measurement prism is fixed to the upper surface of the opening by a fixing means such as a clamp and the opening is formed. The tip side of the piezo actuator is inserted into the portion, abuts against the back surface of the material to be measured, and further, the piezo actuator is positioned by the micrometer connected to the rear end of the piezo actuator, and the side surface of the piezo actuator The strain gauge generated in the piezoelectric actuator to detect the strain generated in the piezo actuator to control / correct the drive of the piezo actuator, and to make infrared light incident on the material to be measured through the prism to drive the piezo actuator. By applying pressure periodically from the back side of the material to be measured, the infrared absorption in response to pressure changes Infrared absorption spectrum measurement method, characterized by taking out a modulated signal that.

【0012】2.ピエゾアクチュエータの先端と被測定
材料との間に金属ブロックを配設して、該ピエゾアクチ
ュエータによって与えられる圧力が被測定材料に伝達さ
れることを特徴とする前記1に記載の赤外吸収スペクト
ル測定方法。
2. The infrared absorption spectrum measurement according to the above 1, wherein a metal block is provided between the tip of the piezo actuator and the material to be measured, and the pressure applied by the piezo actuator is transmitted to the material to be measured. Method.

【0013】3.基台に対して支持フレームを介して固
定したブロックの略中央部に開口部を設け、該開口部の
上面に、クランプなどの固定手段により、減衰全反射測
定用プリズムを固定すると共に、前記開口部にピエゾア
クチュエータの先端側を挿入して被測定材料の裏面に当
接させ、更に、該ピエゾアクチュエータの後端にはマイ
クロメータを接続して該ピエゾアクチュエータの位置決
め手段とすると共に、該ピエゾアクチュエータの側面に
は歪ゲージを配設して該ピエゾアクチュエータに発生す
る歪を検出して該ピエゾアクチュエータの駆動を制御・
補正する手段を配設し、前記プリズムを通して前記被測
定材料に対し赤外光を入射させるに際し、前記被測定材
料の背面側から周期的に圧力を印加し、圧力変化に応答
した赤外吸収による変調信号を取り出す構成であること
を特徴とする赤外吸収スペクトル測定装置。
3. An opening is provided at a substantially central portion of the block fixed to the base via a support frame, and the attenuated total reflection measurement prism is fixed to the upper surface of the opening by a fixing means such as a clamp and the opening is formed. The tip side of the piezo actuator is inserted into the portion and brought into contact with the back surface of the material to be measured, and further, a micrometer is connected to the rear end of the piezo actuator to serve as a positioning means for the piezo actuator and the piezo actuator. A strain gauge is provided on the side of the piezo actuator to detect the strain generated in the piezo actuator and control the drive of the piezo actuator.
When the infrared light is incident on the material to be measured through the prism by arranging a correcting means, pressure is periodically applied from the back side of the material to be measured, and infrared absorption in response to pressure change is performed. An infrared absorption spectrum measuring apparatus having a structure for extracting a modulated signal.

【0014】4.ピエゾアクチュエータの先端と被測定
材料との間に金属ブロックを配設して、該ピエゾアクチ
ュエータによって与えられる圧力が被測定材料に伝達さ
れる構成であることを特徴とする前記3に記載の赤外吸
収スペクトル測定装置。
4. 4. The infrared ray as described in 3 above, wherein a metal block is arranged between the tip of the piezo actuator and the material to be measured, and the pressure applied by the piezo actuator is transmitted to the material to be measured. Absorption spectrum measuring device.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1に従って装置の構成例を説明
する。この装置は、被測定材料の赤外スペクトロ・レオ
ロジーを行うもので、被測定材料への応力印加・緩和に
伴うスペクトル変化をフーリエ変換赤外分光装置(FT
IR)にて測定するものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A configuration example of an apparatus will be described with reference to FIG. This device performs infrared spectroscopy and rheology of the material to be measured, and the Fourier transform infrared spectroscopic device (FT) is used to measure the spectrum change associated with stress application / relaxation to the material to be measured.
It is measured by IR).

【0016】図1において符号100で示されるATR
装置としては、市販製品(例えば、ニコレー社製Mag
na860などの単反射ATR測定装置)を改造して利
用できるが、具体的構成は、図2及び図3に従って後述
する。
An ATR designated by reference numeral 100 in FIG.
As a device, a commercially available product (for example, Mag by Nicolet Co., Ltd.
A single reflection ATR measuring device such as na860) can be modified and used, but a specific configuration will be described later with reference to FIGS. 2 and 3.

【0017】上記したATR装置100は、固定台10
1に載置した状態で据え付けが行われるが、外部振動を
遮断するために、設置床面と固定台101との間或いは
固定台101とATR装置100との間に、防振ゴム・
スポンジなどを介在させたフローティング構造とするの
が好ましい。
The ATR device 100 described above includes a fixed base 10
1 is installed in a state where it is mounted on the No. 1, but in order to block external vibration, a vibration proof rubber is installed between the installation floor surface and the fixed base 101 or between the fixed base 101 and the ATR device 100.
A floating structure with a sponge interposed is preferable.

【0018】赤外スペクトルを測定すべき被測定材料1
02は、蒲鉾状のATRプリズム103の平面側に配置
される。赤外光は、ミラー104で反射され、ATRプ
リズム103に対して所定の角度で入射され、被測定材
料102により吸収を受けた赤外光がミラー105・1
06の径路を通して検出器107に案内される。
Material 1 to be measured whose infrared spectrum is to be measured
02 is disposed on the plane side of the semi-cylindrical ATR prism 103. The infrared light is reflected by the mirror 104, is incident on the ATR prism 103 at a predetermined angle, and the infrared light absorbed by the measured material 102 is reflected by the mirror 105.1.
It is guided to the detector 107 through a path of 06.

【0019】後述するように、被測定材料102には、
その下方からATRプリズム103の方向に付勢するピ
エゾアクチュエータ110が連続されている。
As will be described later, the material to be measured 102 contains:
A piezo actuator 110 that urges toward the ATR prism 103 is connected from below.

【0020】ピエゾアクチュエータ110の作動は、正
弦波発振装置112から発振される0.1Hz〜100
0Hz、好ましくは10Hz〜100Hzの制御信号に
より作動するピエゾコントローラ111により制御され
る。検出器107で検出された情報は、ロックイン増幅
器113を経て被測定材料102の表面スペクトルとし
て演算装置116に入力される。また検出器107で検
出された情報は、ローパスフィルタ114を経て参照ス
ペクトルとして演算装置116に入力される。尚、正弦
波発振装置112から発振される制御信号の情報は、ロ
ックイン増幅器113に参考信号として入力される。
The operation of the piezo actuator 110 is such that the sine wave oscillator 112 oscillates from 0.1 Hz to 100 Hz.
It is controlled by a piezo controller 111 which operates with a control signal of 0 Hz, preferably 10 Hz to 100 Hz. The information detected by the detector 107 is input to the arithmetic unit 116 as a surface spectrum of the measured material 102 via the lock-in amplifier 113. The information detected by the detector 107 is input to the arithmetic unit 116 as a reference spectrum through the low pass filter 114. The information on the control signal oscillated from the sine wave oscillator 112 is input to the lock-in amplifier 113 as a reference signal.

【0021】次に、図2に従って、本発明に係るATR
装置100の具体例を説明する。ATRプリズム10
は、基台20に立設された支持フレーム21に固定され
ているブロック22の上に、クランプ23によって固定
される。
Next, the ATR according to the present invention will be described with reference to FIG.
A specific example of the device 100 will be described. ATR prism 10
Is fixed by a clamp 23 on a block 22 fixed to a support frame 21 provided upright on the base 20.

【0022】ATRプリズム10の材料は、赤外光領域
(波長2μmから15μm)で透明で、且つ比較的屈折
率の高い材料(通常は屈折率>2.0)であるKRS−
5・ZnSe・ダイヤモンド・Ge・Siなどが利用で
きるが、なかでも屈折率の高いGeやSiなどが好まし
く利用できる。形状としては、台形・菱形・半球・蒲鉾
状・短針状など様々な形状であってよい。また、利用で
きる入射角は、使用するATRプリズムの屈折率により
変動するが、例えば材料としてGeを用いた場合、20
°〜80°の範囲で利用できる。然し、通常のATRモ
ードによる下層吸収の影響を最小限とする必要があるこ
とから、好ましくは屈折率の高いGe又はSiを用い、
入射角を55°〜85°に設定する条件がよい。
The material of the ATR prism 10 is KRS- which is transparent in the infrared light region (wavelength 2 μm to 15 μm) and has a relatively high refractive index (usually refractive index> 2.0).
Although 5 · ZnSe / diamond / Ge / Si can be used, Ge or Si having a high refractive index can be preferably used. The shape may be various shapes such as a trapezoid, a rhombus, a hemisphere, a kamaboko shape, and a short needle shape. Further, the incident angle that can be used varies depending on the refractive index of the ATR prism to be used.
Available in the range of ° -80 °. However, since it is necessary to minimize the influence of the lower layer absorption due to the normal ATR mode, it is preferable to use Ge or Si having a high refractive index,
It is preferable to set the incident angle to 55 ° to 85 °.

【0023】尚、被測定材料の表面に付着する転写性の
ない超微量物質同定のための赤外吸収スペクトル測定で
は、ATRプリズム10の下面に(超微細)島状金属膜
を配置する。(超島状金属膜については、特願2001
−221303号の明細書に記載されているものを利用
することができる。
In the infrared absorption spectrum measurement for identifying the ultratrace substance having no transferability and adhering to the surface of the material to be measured, a (ultrafine) island-shaped metal film is arranged on the lower surface of the ATR prism 10. (For the super island metal film, Japanese Patent Application No. 2001
What was described in the specification of No. 221303 can be utilized.

【0024】被測定材料30は、金属製ブロック31の
上面に載置されて用意され、ATRプリズム10の下面
に当接するよう配設される。被測定材料30は、金属製
ブロック31の背面側に配置されるピエゾアクチュエー
タ40により圧力変動を受けるが、初期設定に際して
は、被測定材料30とATRプリズム10の下面との当
接(圧力)状態は、ピエゾアクチュエータ40の配置位
置により変動するので、マイクロメータ50より微調整
が行われる。
The material 30 to be measured is prepared by being placed on the upper surface of the metal block 31 and arranged so as to come into contact with the lower surface of the ATR prism 10. The material 30 to be measured is subjected to pressure fluctuation by the piezo actuator 40 arranged on the back side of the metal block 31, but at the time of initial setting, the material 30 to be measured and the lower surface of the ATR prism 10 are in contact (pressure) with each other. Changes depending on the position where the piezo actuator 40 is arranged, and therefore is finely adjusted by the micrometer 50.

【0025】マイクロメータ50による当接状態(圧
力)の調整では、例えば、ピッチ250μmのマイクロ
メーターヘッドでは、ヘッドに直接設置されている穴直
径2mmの六角ボルトにトルクドライバを用いて2×1
−2N・mのトルクを加えると、約10Nの力が加わ
る計算となる。この状態を軽密着状態と設定し、ここに
更にピエゾアクチュエータ40の作動させた圧力(10
N〜50N程度)を印加した状態を強密着状態と設定す
る。尚、自身で生じるヒステリシスを補正するため、歪
ゲージ41を配設して、ピエゾ素子の変位を検出して、
変位量に応じた補正を行う。この補正方法としては後述
する方法の外に公知の方法が適宜利用できる。
In the adjustment of the contact state (pressure) by the micrometer 50, for example, in the case of a micrometer head having a pitch of 250 μm, a torque driver is used for a hexagonal bolt having a hole diameter of 2 mm, which is directly installed in the head, and 2 × 1.
When a torque of 0 −2 N · m is applied, it is calculated that a force of about 10 N is applied. This state is set as the light contact state, and the pressure (10
The state of applying N.about.50 N) is set as the strong adhesion state. In order to correct the hysteresis generated by itself, a strain gauge 41 is provided to detect the displacement of the piezo element,
Correct according to the amount of displacement. As this correction method, a known method can be appropriately used in addition to the method described below.

【0026】ピエゾアクチュエータ40のピエゾ素子へ
の変調信号の印加には、正弦波発振装置が利用できる。
利用する変調周波数は、赤外スペクトロレオロジー測定
の目的では、0.1Hz〜1000Hz、好ましくは1
0Hz〜100Hzであり、島状超微細金属膜を用いた
表面増強赤外吸収による測定では、1000Hz〜10
0kHz、好ましくは5000Hz〜10kHzであ
る。
A sine wave oscillator can be used to apply the modulation signal to the piezo element of the piezo actuator 40.
The modulation frequency used is 0.1 Hz to 1000 Hz, preferably 1 for the purpose of infrared spectrorheological measurement.
0 Hz to 100 Hz, and 1000 Hz to 10 Hz in the measurement by surface-enhanced infrared absorption using an island-shaped ultrafine metal film.
It is 0 kHz, preferably 5000 Hz to 10 kHz.

【0027】また、印加する変調信号の周波数は、1波
長のみでなく、2個以上の周波数を同時に印加する方法
であってもよい。この場合、周波数の数に応じて感度が
向上する効果が得られる。
The frequency of the modulation signal to be applied is not limited to one wavelength, and a method of simultaneously applying two or more frequencies may be used. In this case, the effect of improving the sensitivity according to the number of frequencies can be obtained.

【0028】変調された信号を復調する方法としては、
ロックイン増幅器がある。FTIR等に内蔵されたデジ
タル・シグナル・プロセッシング(DSP)を利用して
もよい。また、独自に設計された復調装置を利用しても
よい。
As a method of demodulating a modulated signal,
There is a lock-in amplifier. Digital signal processing (DSP) built into FTIR or the like may be used. Alternatively, a demodulator designed uniquely may be used.

【0029】この実施例で利用できる金属ブロック31
としては、硬度が高く、ピエゾアクチュエータ40によ
る応力により容易に変形しない材質のものを利用するの
が好ましく、具体的には次のような材質の金属材が利用
される。
Metal block 31 that can be used in this embodiment
As the material, it is preferable to use a material having a high hardness and not easily deformed by the stress of the piezo actuator 40. Specifically, a metal material having the following material is used.

【0030】縦弾性係数が150Gpa以上の炭素鋼、
ステンレス鋼(SUS304、410、316、30
1、など)、クロムステンレス鋼、ニッケル鋼などであ
る。耐腐食性の観点からはステンレス鋼(SUS30
4、316)の利用がよい。なお金属ブロックの試料が
当たる面は、試料に圧力が均一にい伝わるように鏡面加
工を施すことが望ましい。
Carbon steel having a longitudinal elastic modulus of 150 Gpa or more,
Stainless steel (SUS304, 410, 316, 30
1, etc.), chrome stainless steel, nickel steel, etc. From the viewpoint of corrosion resistance, stainless steel (SUS30
4, 316) is preferable. It is desirable that the surface of the metal block on which the sample contacts be mirror-finished so that the pressure is evenly transmitted to the sample.

【0031】図3に示すATR装置100の他の実施例
は、金属ブロック31が存在しない点で図2に示した実
施例と異なる。即ち、この実施例では、ピエゾアクチュ
エータ40の先端が直接に被測定材料30に当接するこ
とになる。
Another embodiment of the ATR device 100 shown in FIG. 3 differs from the embodiment shown in FIG. 2 in that the metal block 31 is not present. That is, in this embodiment, the tip of the piezo actuator 40 directly contacts the measured material 30.

【0032】図2と図3に示す実施例の作用効果の差、
即ち、金属ブロック31を介在させる理由は、次の通り
である。
Differences in operational effects between the embodiments shown in FIGS. 2 and 3,
That is, the reason for interposing the metal block 31 is as follows.

【0033】金属ブロックを利用する目的は、ピエゾア
クチュエータ素子の中には、応力発生面(試料に当たる
面)が平滑でなく凹凸したものがある。このようなもの
では試料に圧力が均一にい伝わらない可能性があるた
め、金属ブロック31を介する必要がある。応力発生面
が平滑なピエゾアクチュエータ素子を利用できれば、金
属ブロックは不要である。
The purpose of utilizing the metal block is that some of the piezo actuator elements have a stress generating surface (a surface that contacts the sample) that is not smooth but is uneven. With such a structure, the pressure may not be uniformly transmitted to the sample, and therefore it is necessary to interpose the metal block 31. If a piezoelectric actuator element having a smooth stress generating surface can be used, the metal block is not necessary.

【0034】歪ゲージ41による荷重モニターと、ピエ
ゾ素子自身で生じるヒステリシスの補正を行う制御回路
の例を図4に示す。
FIG. 4 shows an example of a load monitor by the strain gauge 41 and a control circuit for correcting the hysteresis generated in the piezo element itself.

【0035】前記のように、本発明の具体的な課題は、
被測定材料を密着させたATRプリズムの背面からピエ
ゾアクチュエータを用いて被測定材料に周期的な圧力を
印加させて、被測定材料への応力印加・緩和に伴うスペ
クトル変化をフーリエ変換赤外分光装置(FTIR)に
て測定する方法及び装置を明らかにすることである。
As mentioned above, the specific problems of the present invention are as follows.
Fourier transform infrared spectroscopic device to measure the spectrum change accompanying stress application / relaxation to the measured material by applying periodic pressure to the measured material from the back of the ATR prism with which the measured material is in close contact with the piezo actuator. The purpose is to clarify the method and apparatus for measurement by (FTIR).

【0036】以上、本発明を概説したが、本発明の上記
具体的課題は、被測定材料を密着させたATRプリズム
の背面からピエゾアクチュエータを用いて被測定材料に
周期的な圧力を印加させて、被測定材料への応力印加・
緩和に伴うスペクトル変化をフーリエ変換赤外分光装置
(FTIR)にて測定する方法及び装置を明らかにする
こと、更に具体的には、応力を受け止めるプリズム側の
固定を強固にし、トランジューサの利用を必要最小限に
止め、直接ピエゾアクチュエータで、又は硬度の高い小
型の金属ブロック1個を介するのみで、圧力及び/又は
剪断応力を印加させる方法を明らかにすることであっ
た。次に、上記した課題がどのような構成で解決される
のか、更に具体的に説明する。
The present invention has been outlined above, but the specific problem of the present invention is to apply a periodic pressure to the material to be measured from the back surface of the ATR prism to which the material to be measured is adhered by using a piezo actuator. , Stress applied to the material to be measured
To clarify the method and device for measuring the spectrum change accompanying relaxation with a Fourier transform infrared spectroscope (FTIR), and more specifically, to strengthen the fixation of the prism side that receives stress and to use a transducer. It was to reveal a method of applying pressure and / or shear stress with the minimum necessary, directly with a piezo actuator, or only through a small hard metal block. Next, a more specific description will be given of how the above-mentioned problems are solved.

【0037】ピエゾアクチュエータ40から応力が加え
られる際に、ATRプリズム10が位置ずれなどを起こ
すことがないよう、ATRプリズム10は、ブロック2
2に対して強固に固定される必要がある。図1及び図2
には、クランプ23によってATRプリズム10を固定
する態様を示すが、その具体的構成は次の通りである。
In order to prevent the ATR prism 10 from being displaced when a stress is applied from the piezo actuator 40, the ATR prism 10 has a block 2
It needs to be firmly fixed to 2. 1 and 2
Shows a mode in which the ATR prism 10 is fixed by the clamp 23. The specific configuration is as follows.

【0038】クランプ23には、ガイド脚を、またブロ
ック22にはそれに対応するガイド穴を設けプリズムお
よびクランプがずれずに正確に固定できるようにする。
またクランプ23の固定は2個以上の固定用スクリュー
で強固に固定する。ブロック22にはプリズムをブロッ
ク22の中央部分(またはプリスムの中央部に圧力が加
わるよう)に正確に取り付けるためのガイド溝を設け
る。ブロック22はフレーム21を介して基台20につ
ながるブロック22およびフレーム21には金属ブロッ
ク31、ピエゾアクチュエータ40、マイクロメータ5
0を挿入するための穴が設けられており、基台20側よ
り金属ブロック31、ピエゾアクチュエータ40、マイ
クロメータ50部品を装着する。なお、プリズム10を
ブロック22に固定する前に、被測定材料30を金属ブ
ロック31の上に載せて供給する。ピエゾアクチュエー
タ40の側面には歪ゲージが接着されている。島状金属
膜を利用する場合は、ATRプリズム10にあらかじめ
島状金属膜を成膜させたものを利用する。
The clamp 23 is provided with a guide leg, and the block 22 is provided with a corresponding guide hole so that the prism and the clamp can be accurately fixed without displacement.
Further, the clamp 23 is firmly fixed with two or more fixing screws. The block 22 is provided with a guide groove for accurately mounting the prism in the central portion of the block 22 (or so that pressure is applied to the central portion of the prism). The block 22 is connected to the base 20 via the frame 21, and the block 21 and the frame 21 include a metal block 31, a piezo actuator 40, and a micrometer 5.
A hole for inserting 0 is provided, and the metal block 31, the piezo actuator 40, and the micrometer 50 parts are mounted from the base 20 side. Before fixing the prism 10 to the block 22, the material 30 to be measured is placed on the metal block 31 and supplied. A strain gauge is bonded to the side surface of the piezo actuator 40. When the island-shaped metal film is used, the ATR prism 10 on which the island-shaped metal film is formed in advance is used.

【0039】これらの固定装置に利用する部材は、強度
の高い縦弾性係数が150Gpa以上の炭素鋼、ステン
レス鋼(SUS304、410、316、301、な
ど)、クロムステンレス鋼、ニッケル鋼などが好まし
い。耐腐食性の観点からはステンレス鋼(SUS30
4、316)の利用がよい。
The members used in these fixing devices are preferably high-strength carbon steel having a longitudinal elastic modulus of 150 Gpa or more, stainless steel (SUS304, 410, 316, 301, etc.), chrome stainless steel, nickel steel and the like. From the viewpoint of corrosion resistance, stainless steel (SUS30
4, 316) is preferable.

【0040】上記したクランプ23によるATRプリズ
ム10の固定方法に代えて又はこれに加えて公知公用の
構成が採用可能である。
In place of or in addition to the method of fixing the ATR prism 10 by the clamp 23 described above, a publicly known and publicly known structure can be adopted.

【0041】「トランジューサの利用を必要最小限に止
め」とは、次のような意義である。即ち、頭記した米国
特許第6,178,822号明細書に記載されている装
置では、ピエゾ素子の伸長変形によって発生する応力
が、先ずプッシュロッドの伸長を介して、ヒンジにより
固定されているレバーの一端側に、次いで該レバーの他
端側に接続されているプッシュロッドに伝えられ、更に
該プッシュロッドの先端に接続されているサンプルホル
ダーを介して被測定材料の背面側に伝えられ、ピエゾ素
子の伸長変形が止まり原形に復帰すると、前記レバーの
他端側に接続されているプッシュロッドに取り付けられ
ているスプリングの力により前記レバーが原位置に復帰
し、被測定材料への圧力の印加が解除される構成となっ
ている。このため、頭記したように、トランジューサを
構成する個々のパーツの熱膨張特性・ヒステリシス特性
などの物性を完全に管理把握し、特性を一致させなるな
どの工夫が不可欠となっており、また圧力発生・伝達機
構が長い工程であるため、設置環境からの振動ノイズな
ど様々な歪みが混入する可能性も高く、更に、環境温度
・湿度の影響も受け易くなっており、ATR法を適用す
る上で好ましくない影響を受け易い。
"To stop the use of the transducer to a necessary minimum" has the following meaning. That is, in the device described in the above-mentioned US Pat. No. 6,178,822, the stress generated by the extension deformation of the piezo element is first fixed by the hinge through the extension of the push rod. To one end side of the lever, then transmitted to the push rod connected to the other end side of the lever, and further transmitted to the back side of the material to be measured through a sample holder connected to the tip of the push rod, When the extension deformation of the piezo element stops and returns to the original shape, the lever returns to the original position by the force of the spring attached to the push rod connected to the other end side of the lever, and the pressure on the measured material is The configuration is such that the application is canceled. For this reason, as mentioned above, it is indispensable to completely manage and grasp the physical properties such as thermal expansion characteristics and hysteresis characteristics of the individual parts that make up the transducer, and to match the characteristics. Since the pressure generation / transmission mechanism is a long process, there is a high possibility that various distortions such as vibration noise from the installation environment will be mixed, and it is also susceptible to environmental temperature / humidity, and the ATR method is applied. It is susceptible to unfavorable effects.

【0042】本発明では、上記米国特許明細書に示され
ているような複雑な応力伝達機構(トランジューサ)を
採用せず、ピエゾアクチュエータ40の一端側が直接に
被測定材料30に当接する構成を採用している。また、
上記したように、他の態様では、ピエゾアクチュエータ
40の先端側と、被測定材料30との間に金属ブロック
31を介在させる構成を採用している。
In the present invention, a complicated stress transmission mechanism (transducer) as shown in the above-mentioned US patent is not used, but one end side of the piezo actuator 40 directly abuts on the material 30 to be measured. It is adopted. Also,
As described above, in another aspect, the configuration in which the metal block 31 is interposed between the tip end side of the piezo actuator 40 and the measured material 30 is adopted.

【0043】更に、本発明の他の具体的課題は、ピエゾ
アクチュエータで発生するヒステリシスなどの非直線性
歪の補正を、ピエゾアクチュエータの側面に歪ゲージを
貼り付けて、歪の発生を監視・補正することで、高精度
に応力を印加させる方法を明らかにすることであった。
次に、この課題がどのような構成で解決されるのか、更
に具体的に説明する。
Still another object of the present invention is to correct nonlinear distortion such as hysteresis generated in a piezo actuator by attaching a strain gauge to the side surface of the piezo actuator and monitoring / correcting the occurrence of the distortion. It was to clarify the method of applying the stress with high accuracy.
Next, a more specific description will be given of how the problem is solved.

【0044】ピエゾアクチュエータの側面に歪ゲージを
接着し、ここで発生した歪の大きさを検出する。歪ゲー
ジは、発生した歪の大きさに応じてていこう値が直線的
に変化する素子であり、これをホイートストンブリッジ
回路に導き抵抗値が変化を電圧変化に変換する。得られ
た電圧を動歪測定器などの増幅器により所定の電圧まで
増幅し、補正のための信号を取り出す。この電圧は発生
したひずむ量に比例して変化するので、入力発振信号と
の差成分はピエゾアクチュエータで生じたヒステリシス
および非直線性歪の信号を含むことになる。そこで差動
増幅器でこの電圧変化と元の発振信号との差を取り出
し、これを加算増幅器でもとの発振信号に換算し、ピエ
ゾアクチュエータを駆動するピエゾコントローラに戻す
ことで、ピエゾアクチュエータで生じたヒステリシスお
よび非直線性歪を補正することができる。
A strain gauge is attached to the side surface of the piezo actuator, and the magnitude of the strain generated here is detected. The strain gauge is an element whose value changes linearly according to the magnitude of the generated strain, and introduces this into a Wheatstone bridge circuit to convert the change in resistance into a voltage change. The obtained voltage is amplified to a predetermined voltage by an amplifier such as a dynamic strain measuring device, and a signal for correction is taken out. Since this voltage changes in proportion to the generated distortion amount, the difference component from the input oscillation signal includes the hysteresis signal and the nonlinear distortion signal generated in the piezo actuator. Therefore, the difference between this voltage change and the original oscillation signal is taken out by the differential amplifier, converted into the original oscillation signal by the addition amplifier, and returned to the piezo controller that drives the piezo actuator. And non-linear distortion can be corrected.

【0045】図5に従って、本発明の方法(装置)に係
る赤外スペクトロレオロジーによるATRスペクトルの
例を説明する。この例は、ポリエチレンテレフタレート
フィルムを被測定材料としたものである。
With reference to FIG. 5, an example of an ATR spectrum by infrared spectrorheology according to the method (apparatus) of the present invention will be described. In this example, a polyethylene terephthalate film is used as the material to be measured.

【0046】図5から下記のことが明らかである。この
ように圧力変化にともなうスペクトルの周期的な強度変
化を明瞭に観測することができた。従来技術では、この
周期的な強度変化を安定して検出できず、また変動量が
弱くノイズに埋もれて不明瞭であったが、本発明による
方法により明瞭に信号を捕らえることができた。
The following is clear from FIG. Thus, it was possible to clearly observe the periodic intensity change of the spectrum due to the pressure change. In the prior art, this periodic intensity change could not be detected stably, and the fluctuation amount was weak and buried in noise, which was unclear, but the method according to the present invention could clearly capture the signal.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、従来法では測定不可能
であった被測定材料であっても、赤外スペクトロ・レオ
ロジーのための減衰全反射法(ATR法)による赤外吸
収スペクトルの測定を安定的且つ確実的に行うことがで
き、特に、応力を受け止めるプリズム側の固定を強固に
し、トランジューサの利用を必要最小限に止め、直接ピ
エゾアクチュエータで、又は硬度の高い小型の金属ブロ
ック1個を介するのみで、圧力及び/又は剪断応力を印
加させることができ、更に、ピエゾアクチュエータで発
生するヒステリシスなどの非直線性歪の補正は、ピエゾ
アクチュエータ及び/又は金属ブロックの側面に歪ゲー
ジを貼り付けて、歪の発生を監視・補正する方法を取り
入れ、高精度に応力を印加させることが可能となり、頭
記した課題が解決される。
According to the present invention, even for the material to be measured which could not be measured by the conventional method, the infrared absorption spectrum of the attenuated total reflection method (ATR method) for infrared spectro-rheology can be measured. Measurement can be performed stably and surely. Especially, the prism side that receives stress is firmly fixed, the use of the transducer is minimized, and the piezoelectric actuator is used directly or a small metal block with high hardness. It is possible to apply pressure and / or shear stress only through one, and correction of non-linear strain such as hysteresis generated in the piezo actuator can be performed by a strain gauge on the side surface of the piezo actuator and / or the metal block. Incorporating a method of pasting and monitoring and correcting the occurrence of strain makes it possible to apply stress with high accuracy, solving the problems mentioned above. It is.

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

【図1】本発明に係る装置を示す概略図FIG. 1 is a schematic diagram showing an apparatus according to the present invention.

【図2】本発明に係るATR装置の1実施例を示す概略
断面図
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an embodiment of an ATR device according to the present invention.

【図3】本発明に係るATR装置の他の実施例を示す概
略断面図
FIG. 3 is a schematic sectional view showing another embodiment of the ATR device according to the present invention.

【図4】本発明に係るヒステリシス補正機構を示すダイ
アグラム
FIG. 4 is a diagram showing a hysteresis correction mechanism according to the present invention.

【図5】赤外スペクトロレオロジーによるATRスペク
トルを示すグラフ
FIG. 5 is a graph showing an ATR spectrum by infrared spectroscopy rheology.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10−ATRプリズム 20−基台 21−支持フレーム 22−ブロック 23−クランプ 30−被測定材料 31−金属製ブロック 40−ピエゾアクチュエータ 41−歪ゲージ 50−マイクロメータ 100−ATR装置 101−固定台 102−被測定材料 103−ATRプリズム 104−ミラー 105−ミラー 106−ミラー 107−検出器 110−ピエゾアクチュエータ 111−ピエゾコントローラ 112−正弦波発生装置 113−ロックイン増幅器 114−ローパスフィルタ 116−演算装置 10-ATR prism 20-base 21-Supporting frame 22-block 23-Clamp 30-Material to be measured 31-Metal block 40-piezo actuator 41-Strain gauge 50-micrometer 100-ATR device 101-fixed stand 102-Material to be measured 103-ATR prism 104-mirror 105-mirror 106-mirror 107-detector 110-piezo actuator 111-piezo controller 112-Sine Wave Generator 113-Lock-in amplifier 114-low pass filter 116-arithmetic unit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基台に対して支持フレームを介して固定し
たブロックの略中央部に開口部を設け、該開口部の上面
に、クランプなどの固定手段により、減衰全反射測定用
プリズムを固定すると共に、前記開口部にピエゾアクチ
ュエータの先端側を挿入して、被測定材料の裏面に当接
させ、更に、該ピエゾアクチュエータの後端に接続した
マイクロメータにより該ピエゾアクチュエータの位置決
めを行うと共に、該ピエゾアクチュエータの側面に配設
した歪ゲージにより該ピエゾアクチュエータに発生する
歪を検出して該ピエゾアクチュエータの駆動を制御・補
正し、前記プリズムを通して前記被測定材料に対し赤外
光を入射させ、前記ピエゾアクチュエータの駆動によ
り、前記被測定材料の背面側から周期的に圧力を印加
し、圧力変化に応答した赤外吸収による変調信号を取り
出すことを特徴とする赤外吸収スペクトル測定方法。
1. An opening is provided at a substantially central portion of a block fixed to a base via a support frame, and an attenuating total reflection measuring prism is fixed to an upper surface of the opening by a fixing means such as a clamp. At the same time, the tip side of the piezo actuator is inserted into the opening, abutting against the back surface of the material to be measured, and further positioning of the piezo actuator by a micrometer connected to the rear end of the piezo actuator, Strain gauges arranged on the side surface of the piezo actuator detect the strain generated in the piezo actuator to control and correct the driving of the piezo actuator, and to make infrared light incident on the measured material through the prism, By driving the piezo actuator, pressure is periodically applied from the back side of the material to be measured, and it responds to the pressure change. Infrared absorption spectrum measurement method, characterized by taking out a modulated signal by infrared absorption.
【請求項2】ピエゾアクチュエータの先端と被測定材料
との間に金属ブロックを配設して、該ピエゾアクチュエ
ータによって与えられる圧力が被測定材料に伝達される
ことを特徴とする請求項1に記載の赤外吸収スペクトル
測定方法。
2. The metal block is arranged between the tip of the piezo actuator and the material to be measured, and the pressure applied by the piezo actuator is transmitted to the material to be measured. Method for measuring infrared absorption spectrum of.
【請求項3】基台に対して支持フレームを介して固定し
たブロックの略中央部に開口部を設け、該開口部の上面
に、クランプなどの固定手段により、減衰全反射測定用
プリズムを固定すると共に、前記開口部にピエゾアクチ
ュエータの先端側を挿入して被測定材料の裏面に当接さ
せ、更に、該ピエゾアクチュエータの後端にはマイクロ
メータを接続して該ピエゾアクチュエータの位置決め手
段とすると共に、該ピエゾアクチュエータの側面には歪
ゲージを配設して該ピエゾアクチュエータに発生する歪
を検出して該ピエゾアクチュエータの駆動を制御・補正
する手段を配設し、前記プリズムを通して前記被測定材
料に対し赤外光を入射させるに際し、前記被測定材料の
背面側から周期的に圧力を印加し、圧力変化に応答した
赤外吸収による変調信号を取り出す構成であることを特
徴とする赤外吸収スペクトル測定装置。
3. An opening is provided at a substantially central portion of a block fixed to a base via a support frame, and an attenuating total reflection measurement prism is fixed to an upper surface of the opening by a fixing means such as a clamp. At the same time, the front end side of the piezo actuator is inserted into the opening and brought into contact with the back surface of the material to be measured, and further, a micrometer is connected to the rear end of the piezo actuator to serve as positioning means for the piezo actuator. At the same time, a strain gauge is provided on the side surface of the piezo actuator to detect a strain generated in the piezo actuator to control and correct the driving of the piezo actuator, and the material to be measured is passed through the prism. On the other hand, when infrared light is made to enter, pressure is periodically applied from the back side of the material to be measured, and the infrared absorption changes in response to the pressure change. Infrared absorption spectrum measuring apparatus which is a configuration for taking out the signal.
【請求項4】ピエゾアクチュエータの先端と被測定材料
との間に金属ブロックを配設して、該ピエゾアクチュエ
ータによって与えられる圧力が被測定材料に伝達される
構成であることを特徴とする請求項3に記載の赤外吸収
スペクトル測定装置。
4. A structure in which a metal block is arranged between the tip of the piezo actuator and the material to be measured, and the pressure applied by the piezo actuator is transmitted to the material to be measured. 3. The infrared absorption spectrum measuring device described in 3.
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Cited By (5)

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