JP2003130826A - 光熱変換分光分析方法及びマイクロ化学システム - Google Patents
光熱変換分光分析方法及びマイクロ化学システムInfo
- Publication number
- JP2003130826A JP2003130826A JP2001323350A JP2001323350A JP2003130826A JP 2003130826 A JP2003130826 A JP 2003130826A JP 2001323350 A JP2001323350 A JP 2001323350A JP 2001323350 A JP2001323350 A JP 2001323350A JP 2003130826 A JP2003130826 A JP 2003130826A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- lens
- excitation light
- detection light
- optical fiber
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 title claims description 22
- 239000000126 substance Substances 0.000 title abstract description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 114
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 114
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 74
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 40
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 36
- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims description 16
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 9
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 23
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 102100033040 Carbonic anhydrase 12 Human genes 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 101000867855 Homo sapiens Carbonic anhydrase 12 Proteins 0.000 description 1
- 101000777301 Homo sapiens Uteroglobin Proteins 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100031083 Uteroglobin Human genes 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005407 aluminoborosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 238000006193 diazotization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000011896 sensitive detection Methods 0.000 description 1
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 thallium ions Chemical class 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/171—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with calorimetric detection, e.g. with thermal lens detection
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ユーザの作業効率を向上できるとともに測定
感度の高い小型のマイクロ化学システムを提供する。 【解決手段】 マイクロ化学システムは、先端に屈折率
分布型ロッドレンズ１０２を内蔵する光ファイバー１０
を備える。励起光及び検出光が２波長合波素子によって
合波された後に光ファイバー１０１内をシングルモード
で屈折率分布型ロッドレンズ１０２まで伝搬される。２
波長合波素子は、互いに端面で接続された屈折率分布型
ロッドレンズ５０１、５０２と、接続された端面同士の
間に形成された誘電体多層膜フィルター５０３によって
構成されている。
感度の高い小型のマイクロ化学システムを提供する。 【解決手段】 マイクロ化学システムは、先端に屈折率
分布型ロッドレンズ１０２を内蔵する光ファイバー１０
を備える。励起光及び検出光が２波長合波素子によって
合波された後に光ファイバー１０１内をシングルモード
で屈折率分布型ロッドレンズ１０２まで伝搬される。２
波長合波素子は、互いに端面で接続された屈折率分布型
ロッドレンズ５０１、５０２と、接続された端面同士の
間に形成された誘電体多層膜フィルター５０３によって
構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光熱変換分光分析
方法及びマイクロ化学システムに関する。
方法及びマイクロ化学システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、化学反応の高速性や微少量で
の反応、オンサイト分析等の観点から、化学反応を微小
空間で行うための集積化技術が注目されており、精力的
に研究が世界的に進められている。
の反応、オンサイト分析等の観点から、化学反応を微小
空間で行うための集積化技術が注目されており、精力的
に研究が世界的に進められている。
【０００３】このような集積化技術の１つとして、所謂
マイクロ化学システムがある。このマイクロ化学システ
ムは、小さなガラス基板等に形成した微細な流路の中で
液中試料の混合、反応、分離、抽出、検出等を行うもの
である。このマイクロ化学システムで行われる反応の例
としては、ジアゾ化反応、ニトロ化反応、抗原抗体反応
などがある。また、抽出や分離の例としては、溶媒抽
出、電気泳動分離、カラム分離などがある。マイクロ化
学システムは、分離だけを目的としたような単一の機能
のみで用いられても良く、また複合的に用いられても良
い。
マイクロ化学システムがある。このマイクロ化学システ
ムは、小さなガラス基板等に形成した微細な流路の中で
液中試料の混合、反応、分離、抽出、検出等を行うもの
である。このマイクロ化学システムで行われる反応の例
としては、ジアゾ化反応、ニトロ化反応、抗原抗体反応
などがある。また、抽出や分離の例としては、溶媒抽
出、電気泳動分離、カラム分離などがある。マイクロ化
学システムは、分離だけを目的としたような単一の機能
のみで用いられても良く、また複合的に用いられても良
い。
【０００４】上記の機能のうち、分離のみを目的とした
ものとしては、極微量のタンパクや核酸等を分析する電
気泳動装置が提案されている（例えば、特開平８−１７
８８９７号公報）。この電気泳動装置は互いに接合され
た２枚のガラス基板からなる流路付き板状部材を備えて
いる。この部材は板状であるので、横断面が円形又は角
形のガラスキャピラリーチューブに比べて破損しにく
く、取り扱いが容易である。
ものとしては、極微量のタンパクや核酸等を分析する電
気泳動装置が提案されている（例えば、特開平８−１７
８８９７号公報）。この電気泳動装置は互いに接合され
た２枚のガラス基板からなる流路付き板状部材を備えて
いる。この部材は板状であるので、横断面が円形又は角
形のガラスキャピラリーチューブに比べて破損しにく
く、取り扱いが容易である。
【０００５】このようなマイクロ化学システムにおいて
は試料の量が微量であるので、高感度な検出方法が必須
である。このような方法として、微細な流路内の液中試
料が光を吸収することによって発生する熱レンズ効果を
利用した光熱変換吸収分析法が確立されている。この光
熱変換分光分析法は、試料に集光照射された光を試料中
の溶質が吸収して熱エネルギーを放出し、この熱エネル
ギーによって溶媒が局所的に温度上昇することによって
屈折率が変化し、もって熱レンズが形成される光熱変換
効果を利用するものである。この光熱変換分光分析法に
よってマイクロ化学システムの実用化の道が開かれてい
る。
は試料の量が微量であるので、高感度な検出方法が必須
である。このような方法として、微細な流路内の液中試
料が光を吸収することによって発生する熱レンズ効果を
利用した光熱変換吸収分析法が確立されている。この光
熱変換分光分析法は、試料に集光照射された光を試料中
の溶質が吸収して熱エネルギーを放出し、この熱エネル
ギーによって溶媒が局所的に温度上昇することによって
屈折率が変化し、もって熱レンズが形成される光熱変換
効果を利用するものである。この光熱変換分光分析法に
よってマイクロ化学システムの実用化の道が開かれてい
る。
【０００６】図３は、熱レンズの原理を説明する説明図
である。
である。
【０００７】図３において、顕微鏡の対物レンズを介し
て励起光を極微小な溶液中の試料に集光照射すると光熱
変換効果が誘起される。多くの物質では温度上昇に伴い
屈折率が小さくなるので、励起光が集光照射された試料
は、温度上昇の大きい集光中心に近づくほど屈折率が小
さくなる。すなわち、集光中心から離れるほど屈折率は
相対的に大きい。これは、集光中心から離れるほど熱拡
散によって温度上昇が小さくなるからである。この屈折
率の分布は、光学的には、凹レンズと同じ効果を齎すの
で、この効果は熱レンズ効果と呼ばれている。この熱レ
ンズ効果の大きさ、即ち凹レンズの度数は試料の光吸収
度に比例する。なお、屈折率が温度に比例して大きくな
る場合は、屈折率の変化は逆になるので凸レンズと同じ
熱レンズ効果が生じる。
て励起光を極微小な溶液中の試料に集光照射すると光熱
変換効果が誘起される。多くの物質では温度上昇に伴い
屈折率が小さくなるので、励起光が集光照射された試料
は、温度上昇の大きい集光中心に近づくほど屈折率が小
さくなる。すなわち、集光中心から離れるほど屈折率は
相対的に大きい。これは、集光中心から離れるほど熱拡
散によって温度上昇が小さくなるからである。この屈折
率の分布は、光学的には、凹レンズと同じ効果を齎すの
で、この効果は熱レンズ効果と呼ばれている。この熱レ
ンズ効果の大きさ、即ち凹レンズの度数は試料の光吸収
度に比例する。なお、屈折率が温度に比例して大きくな
る場合は、屈折率の変化は逆になるので凸レンズと同じ
熱レンズ効果が生じる。
【０００８】このように、光熱変換分光分析法は、試料
を含む液体（試料溶液）における熱の拡散に起因する試
料溶液の屈折率の変化を観察するものであるので、極微
小試料の濃度を検出するのに適している。
を含む液体（試料溶液）における熱の拡散に起因する試
料溶液の屈折率の変化を観察するものであるので、極微
小試料の濃度を検出するのに適している。
【０００９】上記光熱変換分光分析法を実行する光熱変
換分光分析装置の一例が特開平１０−２３２２１０号公
報に開示されている。
換分光分析装置の一例が特開平１０−２３２２１０号公
報に開示されている。
【００１０】従来の光熱変換分光分析装置においては、
流路付き板状部材が顕微鏡の対物レンズの下方に配置さ
れており、励起光源から出力された所定波長の励起光が
顕微鏡に入射する。この励起光は顕微鏡の対物レンズに
より流路付き板状部材の流路内の試料溶液に集光照射さ
れる。集光照射された励起光の焦点位置は溶液試料中に
在り、この焦点位置を中心として熱レンズが形成され
る。
流路付き板状部材が顕微鏡の対物レンズの下方に配置さ
れており、励起光源から出力された所定波長の励起光が
顕微鏡に入射する。この励起光は顕微鏡の対物レンズに
より流路付き板状部材の流路内の試料溶液に集光照射さ
れる。集光照射された励起光の焦点位置は溶液試料中に
在り、この焦点位置を中心として熱レンズが形成され
る。
【００１１】一方、検出光源からは、波長が励起光と異
なる検出光が出力されて顕微鏡に入射する。顕微鏡内を
通って出射される検出光は、励起光により試料溶液中に
形成された熱レンズに集光照射され、試料溶液を透過し
て発散（熱レンズが凹レンズの効果を有する場合）又は
集光（熱レンズが凸レンズの効果を有する場合）する。
この試料溶液から発散又は集光して出射された光は信号
光となる。この信号光は、集光レンズとフィルタ双又は
フィルタのみを経た後に検出器によって検出される。こ
の検出された信号光の強度は、試料溶液において形成さ
れた熱レンズに応じたものになる。なお、検出光は励起
光と同じ波長のものでもよく、また、励起光が検出光を
兼ねることもできる。
なる検出光が出力されて顕微鏡に入射する。顕微鏡内を
通って出射される検出光は、励起光により試料溶液中に
形成された熱レンズに集光照射され、試料溶液を透過し
て発散（熱レンズが凹レンズの効果を有する場合）又は
集光（熱レンズが凸レンズの効果を有する場合）する。
この試料溶液から発散又は集光して出射された光は信号
光となる。この信号光は、集光レンズとフィルタ双又は
フィルタのみを経た後に検出器によって検出される。こ
の検出された信号光の強度は、試料溶液において形成さ
れた熱レンズに応じたものになる。なお、検出光は励起
光と同じ波長のものでもよく、また、励起光が検出光を
兼ねることもできる。
【００１２】このように、上記光熱変換分光分析装置に
おいては、熱レンズは励起光の焦点位置に形成され、且
つ形成された熱レンズの屈折率変化は、励起光と同じ波
長又は異なる波長の検出光により検出される。
おいては、熱レンズは励起光の焦点位置に形成され、且
つ形成された熱レンズの屈折率変化は、励起光と同じ波
長又は異なる波長の検出光により検出される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光熱変
換分光分析装置は、光源や、測定部や検出部（光電変換
部）の光学系等が複雑にシステムアップされていている
ので大型であり、可搬性に欠けている。このため、光熱
変換分光分析装置を使用する場所や操作が限定されると
いう問題がある。
換分光分析装置は、光源や、測定部や検出部（光電変換
部）の光学系等が複雑にシステムアップされていている
ので大型であり、可搬性に欠けている。このため、光熱
変換分光分析装置を使用する場所や操作が限定されると
いう問題がある。
【００１４】また、光熱変換分光分析装置は励起光及び
検出光を空間光として試料まで導いているので、光源、
ミラー、レンズ等の光学系の各部品が測定中に動いてし
まうことを防止しなければならず、このためにそれらを
固定するための堅固な定盤が必要である。さらに、温度
等の環境の変化によって励起光および検出光の光軸がず
れた場合に、そのずれを調整するための治具が必要であ
る。これらも、光熱変換分光分析装置を大型にし、可搬
性の欠けたものにする原因となっている。
検出光を空間光として試料まで導いているので、光源、
ミラー、レンズ等の光学系の各部品が測定中に動いてし
まうことを防止しなければならず、このためにそれらを
固定するための堅固な定盤が必要である。さらに、温度
等の環境の変化によって励起光および検出光の光軸がず
れた場合に、そのずれを調整するための治具が必要であ
る。これらも、光熱変換分光分析装置を大型にし、可搬
性の欠けたものにする原因となっている。
【００１５】また、光熱変換分光分析方法を用いるマイ
クロ化学システムにおいては、多くの場合に励起光の焦
点位置が検出光の焦点位置と異なっていることが必要と
なる。図４は、励起光の光軸方向（Ｚ方向）に関する熱
レンズの形成位置と検出光の焦点位置の説明図であり、
（ａ）は、対物レンズに色収差が有る場合を示し、
（ｂ）は、対物レンズに色収差がない場合を示す。
クロ化学システムにおいては、多くの場合に励起光の焦
点位置が検出光の焦点位置と異なっていることが必要と
なる。図４は、励起光の光軸方向（Ｚ方向）に関する熱
レンズの形成位置と検出光の焦点位置の説明図であり、
（ａ）は、対物レンズに色収差が有る場合を示し、
（ｂ）は、対物レンズに色収差がない場合を示す。
【００１６】対物レンズ１３０に色収差が有る場合は、
（ａ）に示すように、励起光の焦点位置１３２に熱レン
ズ１３１が形成されると共に、この焦点位置１３２から
ΔＬだけずれた位置に検出光の焦点位置１３３が形成さ
れるので、熱レンズ１３１の屈折率の変化を検出光の焦
点距離の変化として検出することができる。一方、対物
レンズ１３０に色収差がない場合は、（ｂ）に示すよう
に、検出光の焦点位置１３３は、励起光の焦点位置１３
２に、即ち熱レンズ１３１の位置に、ほぼ一致する。こ
のため、検出光には熱レンズ１３１による偏向が生じな
いので、熱レンズ１３１の屈折率の変化は検出できな
い。
（ａ）に示すように、励起光の焦点位置１３２に熱レン
ズ１３１が形成されると共に、この焦点位置１３２から
ΔＬだけずれた位置に検出光の焦点位置１３３が形成さ
れるので、熱レンズ１３１の屈折率の変化を検出光の焦
点距離の変化として検出することができる。一方、対物
レンズ１３０に色収差がない場合は、（ｂ）に示すよう
に、検出光の焦点位置１３３は、励起光の焦点位置１３
２に、即ち熱レンズ１３１の位置に、ほぼ一致する。こ
のため、検出光には熱レンズ１３１による偏向が生じな
いので、熱レンズ１３１の屈折率の変化は検出できな
い。
【００１７】しかしながら、顕微鏡の対物レンズは、通
常、色収差がないように製造されているので、上記の理
由により、検出光の焦点位置１３３は熱レンズ１３１の
位置とほぼ一致する（（ｂ））。したがって、熱レンズ
１３１の屈折率の変化は検出できない。このため、測定
の度に、熱レンズ１３１が形成される試料の位置を、図
５（ａ）又は（ｂ）に示すように、検出光の焦点位置１
３３からずらしたり、図６に示すように、図示しないレ
ンズを用いて検出光を若干に発散又は集光させて対物レ
ンズ１３０に入射させることによって検出光の焦点位置
１３３を熱レンズ１３１からずらしたりしなければなら
ず、ユーザの作業効率が悪いという問題がある。
常、色収差がないように製造されているので、上記の理
由により、検出光の焦点位置１３３は熱レンズ１３１の
位置とほぼ一致する（（ｂ））。したがって、熱レンズ
１３１の屈折率の変化は検出できない。このため、測定
の度に、熱レンズ１３１が形成される試料の位置を、図
５（ａ）又は（ｂ）に示すように、検出光の焦点位置１
３３からずらしたり、図６に示すように、図示しないレ
ンズを用いて検出光を若干に発散又は集光させて対物レ
ンズ１３０に入射させることによって検出光の焦点位置
１３３を熱レンズ１３１からずらしたりしなければなら
ず、ユーザの作業効率が悪いという問題がある。
【００１８】本発明の目的は、ユーザの作業効率を向上
できるとともに測定感度の高い小型のマイクロ化学シス
テムを提供することにある。
できるとともに測定感度の高い小型のマイクロ化学シス
テムを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の光熱変換分光分析方法は、励起光及
び検出光を照射レンズによって試料に照射して、前記励
起光の照射を受けた試料によって生成される熱レンズを
透過した前記検出光を検出する光熱変換分光分析方法に
おいて、波長の異なる２種類の光を合波する２波長合波
素子まで前記励起光及び検出光を別個のファイバーによ
って伝搬し、前記２波長合波素子によって前記励起光及
び検出光を合波した後に光ファイバー内をシングルモー
ドで前記照射レンズまで伝搬することを特徴とする。
に、請求項１記載の光熱変換分光分析方法は、励起光及
び検出光を照射レンズによって試料に照射して、前記励
起光の照射を受けた試料によって生成される熱レンズを
透過した前記検出光を検出する光熱変換分光分析方法に
おいて、波長の異なる２種類の光を合波する２波長合波
素子まで前記励起光及び検出光を別個のファイバーによ
って伝搬し、前記２波長合波素子によって前記励起光及
び検出光を合波した後に光ファイバー内をシングルモー
ドで前記照射レンズまで伝搬することを特徴とする。
【００２０】請求項１記載の光熱変換分光分析方法によ
れば、励起光と検出光とを２波長合波素子によって合波
した後に、光ファイバー内をシングルモードで照射レン
ズまで伝搬するので、励起光と検出光とは常に同軸とな
る。また、励起光及び検出光は空間光として導かれる行
程が皆無であるので、温度等の環境の変化による光軸の
ずれがない。このため、励起光と検出光との光軸を調整
する必要がなく、ユーザの作業効率を向上できる。
れば、励起光と検出光とを２波長合波素子によって合波
した後に、光ファイバー内をシングルモードで照射レン
ズまで伝搬するので、励起光と検出光とは常に同軸とな
る。また、励起光及び検出光は空間光として導かれる行
程が皆無であるので、温度等の環境の変化による光軸の
ずれがない。このため、励起光と検出光との光軸を調整
する必要がなく、ユーザの作業効率を向上できる。
【００２１】請求項２記載の光熱変換分光分析方法は、
請求項１記載の方法において、前記２波長合波素子は、
２つの屈折率分布型ロッドレンズの間に挟んで形成され
た誘電体多層膜フィルターによって前記励起光及び検出
光の何れか一方を反射し、他方を透過して合波すること
を特徴とする。
請求項１記載の方法において、前記２波長合波素子は、
２つの屈折率分布型ロッドレンズの間に挟んで形成され
た誘電体多層膜フィルターによって前記励起光及び検出
光の何れか一方を反射し、他方を透過して合波すること
を特徴とする。
【００２２】請求項２記載の光熱変換分光分析方法によ
れば、２波長合波素子は、２つの屈折率分布型ロッドレ
ンズの間に挟んで形成された誘電体多層膜フィルターに
よって励起光及び検出光の何れか一方を反射し、他方を
透過して合波するので、２波長合波素子における損失が
小さく、長時間の使用に対して安定である。このため、
測定の感度および安定性を向上することができる。
れば、２波長合波素子は、２つの屈折率分布型ロッドレ
ンズの間に挟んで形成された誘電体多層膜フィルターに
よって励起光及び検出光の何れか一方を反射し、他方を
透過して合波するので、２波長合波素子における損失が
小さく、長時間の使用に対して安定である。このため、
測定の感度および安定性を向上することができる。
【００２３】上記目的を達成するために、請求項３記載
のマイクロ化学システムは、励起光を出力する励起光光
源と、検出光を出力する検出光光源と、前記励起光及び
前記検出光を合わせて導く誘導光学系と、該誘導光学系
によって導かれた前記励起光及び前記検出光を試料に照
射する照射レンズと、前記励起光の照射を受けた試料に
よって生成される熱レンズを透過した前記検出光を検出
する検出手段とを備えるマイクロ化学システムにおい
て、前記誘導光学系に配設され、前記励起光及び検出光
を前記照射レンズまで別個に導く光ファイバーと、前記
光ファイバー内を伝搬してきた前記励起光及び検出光を
合波する２波長合波素子と、合波された前記励起光及び
検出光を伝搬する光ファイバーとを備えることを特徴と
する。
のマイクロ化学システムは、励起光を出力する励起光光
源と、検出光を出力する検出光光源と、前記励起光及び
前記検出光を合わせて導く誘導光学系と、該誘導光学系
によって導かれた前記励起光及び前記検出光を試料に照
射する照射レンズと、前記励起光の照射を受けた試料に
よって生成される熱レンズを透過した前記検出光を検出
する検出手段とを備えるマイクロ化学システムにおい
て、前記誘導光学系に配設され、前記励起光及び検出光
を前記照射レンズまで別個に導く光ファイバーと、前記
光ファイバー内を伝搬してきた前記励起光及び検出光を
合波する２波長合波素子と、合波された前記励起光及び
検出光を伝搬する光ファイバーとを備えることを特徴と
する。
【００２４】請求項３記載のマイクロ化学システムによ
れば、励起光と検出光とを２波長合波素子によって合波
した後に、光ファイバー内を照射レンズまで伝搬するの
で、励起光と検出光とは常に同軸となる。また、励起光
及び検出光は空間光として導かれる行程が皆無であるの
で、温度等の環境の変化による光軸のずれがない。この
ため、励起光と検出光との光軸を調整する必要がなく、
ユーザの作業効率を向上できる。また、光軸調整用の治
具等が不用であるのでマイクロ化学システムを小型化で
きる。
れば、励起光と検出光とを２波長合波素子によって合波
した後に、光ファイバー内を照射レンズまで伝搬するの
で、励起光と検出光とは常に同軸となる。また、励起光
及び検出光は空間光として導かれる行程が皆無であるの
で、温度等の環境の変化による光軸のずれがない。この
ため、励起光と検出光との光軸を調整する必要がなく、
ユーザの作業効率を向上できる。また、光軸調整用の治
具等が不用であるのでマイクロ化学システムを小型化で
きる。
【００２５】請求項４記載のマイクロ化学システムは、
請求項３記載のマイクロ化学システムにおいて、前記２
波長合波素子は、光の波長によって光を反射し又は透過
させる多層膜を有するものであることを特徴とする。
請求項３記載のマイクロ化学システムにおいて、前記２
波長合波素子は、光の波長によって光を反射し又は透過
させる多層膜を有するものであることを特徴とする。
【００２６】請求項４記載のマイクロ化学システムによ
れば、光の波長によって光を反射し又は透過させる２波
長合波素子を使用して合波するので、損失が小さく、ま
た、構成が簡単で小型化が容易であるので、マイクロ化
学システムをより小型化することができる。
れば、光の波長によって光を反射し又は透過させる２波
長合波素子を使用して合波するので、損失が小さく、ま
た、構成が簡単で小型化が容易であるので、マイクロ化
学システムをより小型化することができる。
【００２７】請求項５記載のマイクロ化学システムは、
請求項４記載のマイクロ化学システムにおいて、前記２
波長合波素子は、接続された２つ屈折率分布型ロッドレ
ンズの間に前記励起光及び前記検出光の何れか一方を反
射し、他方を透過する誘電体多層膜フィルターが形成さ
れたものであることを特徴とする。
請求項４記載のマイクロ化学システムにおいて、前記２
波長合波素子は、接続された２つ屈折率分布型ロッドレ
ンズの間に前記励起光及び前記検出光の何れか一方を反
射し、他方を透過する誘電体多層膜フィルターが形成さ
れたものであることを特徴とする。
【００２８】請求項５記載のマイクロ化学システムによ
れば、接続された２つ屈折率分布型ロッドレンズの間に
前記励起光及び前記検出光の何れか一方を反射し、他方
を透過する誘電体多層膜フィルターが形成されたもので
あるので、極めて小型となるので、マイクロ化学システ
ムをさらに小型化できる。また、２波長合波素子におけ
る損失が小さく、長時間の使用に対して安定であるの
で、測定の感度及び安定性を向上することができる。
れば、接続された２つ屈折率分布型ロッドレンズの間に
前記励起光及び前記検出光の何れか一方を反射し、他方
を透過する誘電体多層膜フィルターが形成されたもので
あるので、極めて小型となるので、マイクロ化学システ
ムをさらに小型化できる。また、２波長合波素子におけ
る損失が小さく、長時間の使用に対して安定であるの
で、測定の感度及び安定性を向上することができる。
【００２９】請求項６記載のマイクロ化学システムは、
請求項５記載のマイクロ化学システムにおいて、前記誘
電体多層膜フィルターは前記屈折率分布型ロッドレンズ
の表面に形成されたことを特徴とする。
請求項５記載のマイクロ化学システムにおいて、前記誘
電体多層膜フィルターは前記屈折率分布型ロッドレンズ
の表面に形成されたことを特徴とする。
【００３０】請求項６記載のマイクロ化学システムによ
れば、誘電体多層膜フィルターが屈折率分布型ロッドレ
ンズの表面に形成されているので、屈折率分布型ロッド
レンズ及びこれとは別個の誘電体多層膜フィルター双方
の面を合わせて組み立てる必要がなくなり、容易に製造
できる。また、屈折率分布型ロッドレンズと誘電体多層
膜フィルターとを組合せる治具が不用となり、もってマ
イクロ化学システムを一層に小型化できる。さらに、反
射に関与する面が少なくなることから損失がより小さく
なり、測定の感度及び安定性をより向上することができ
る。
れば、誘電体多層膜フィルターが屈折率分布型ロッドレ
ンズの表面に形成されているので、屈折率分布型ロッド
レンズ及びこれとは別個の誘電体多層膜フィルター双方
の面を合わせて組み立てる必要がなくなり、容易に製造
できる。また、屈折率分布型ロッドレンズと誘電体多層
膜フィルターとを組合せる治具が不用となり、もってマ
イクロ化学システムを一層に小型化できる。さらに、反
射に関与する面が少なくなることから損失がより小さく
なり、測定の感度及び安定性をより向上することができ
る。
【００３１】請求項７記載のマイクロ化学システムは、
請求項３乃至６のいずれか１項に記載のマイクロ化学シ
ステムにおいて、前記光ファイバーは、前記励起光及び
前記検出光をシングルモードで伝搬するものであること
を特徴とする。
請求項３乃至６のいずれか１項に記載のマイクロ化学シ
ステムにおいて、前記光ファイバーは、前記励起光及び
前記検出光をシングルモードで伝搬するものであること
を特徴とする。
【００３２】請求項７記載のマイクロ化学システムによ
れば、光ファイバーは励起光及び検出光双方をシングル
モードで伝搬するものであるので、励起光によって生成
される熱レンズが収差の小さなレンズとなり、もってよ
り正確な測定ができる。
れば、光ファイバーは励起光及び検出光双方をシングル
モードで伝搬するものであるので、励起光によって生成
される熱レンズが収差の小さなレンズとなり、もってよ
り正確な測定ができる。
【００３３】請求項８記載のマイクロ化学システムは、
請求項３乃至７のいずれか１項に記載のマイクロ化学シ
ステムにおいて、前記照射レンズは、前記励起光及び検
出光が出射する前記光ファイバーの端部に固定されたこ
とを特徴とする。
請求項３乃至７のいずれか１項に記載のマイクロ化学シ
ステムにおいて、前記照射レンズは、前記励起光及び検
出光が出射する前記光ファイバーの端部に固定されたこ
とを特徴とする。
【００３４】請求項８記載のマイクロ化学システムによ
れば、照射レンズは、励起光及び検出光が出射する光フ
ァイバーの端部に固定されているので、励起光、検出
光、及び照射レンズの全ての光軸が固定される。したが
つて、光軸の調整が不要であり、ユーザの作業効率がよ
り向上する。また、光軸調整用の治具等が不要であるの
でマイクロ化学システムをより一層に小型化できる。
れば、照射レンズは、励起光及び検出光が出射する光フ
ァイバーの端部に固定されているので、励起光、検出
光、及び照射レンズの全ての光軸が固定される。したが
つて、光軸の調整が不要であり、ユーザの作業効率がよ
り向上する。また、光軸調整用の治具等が不要であるの
でマイクロ化学システムをより一層に小型化できる。
【００３５】請求項９記載のマイクロ化学システムは、
請求項３乃至８のいずれか１項に記載のマイクロ化学シ
ステムにおいて、前記検出光は前記励起光の周波数とは
異なる周波数を有し、前記照射レンズは、色収差を有す
るレンズであることを特徴とする。
請求項３乃至８のいずれか１項に記載のマイクロ化学シ
ステムにおいて、前記検出光は前記励起光の周波数とは
異なる周波数を有し、前記照射レンズは、色収差を有す
るレンズであることを特徴とする。
【００３６】請求項９記載のマイクロ化学システムによ
れば、検出光は励起光の周波数とは異なる周波数を有
し、照射レンズは色収差を有するレンズであるので、励
起光と検出光の焦点位置を外部の光学系を使用せずにず
らすことができる。これによって、マイクロ化学システ
ムをさらに一層に小型化できる。
れば、検出光は励起光の周波数とは異なる周波数を有
し、照射レンズは色収差を有するレンズであるので、励
起光と検出光の焦点位置を外部の光学系を使用せずにず
らすことができる。これによって、マイクロ化学システ
ムをさらに一層に小型化できる。
【００３７】請求項１０記載のマイクロ化学システム
は、請求項３乃至９のいずれか１項に記載のマイクロ化
学システムにおいて、前記照射レンズは屈折率分布型レ
ンズであることを特徴とする。
は、請求項３乃至９のいずれか１項に記載のマイクロ化
学システムにおいて、前記照射レンズは屈折率分布型レ
ンズであることを特徴とする。
【００３８】請求項１０記載のマイクロ化学システムに
よれば、照射レンズは屈折率分布型レンズであるので、
照射レンズを小型にできる。これによって、マイクロ化
学システムをより一層に小型化できる。
よれば、照射レンズは屈折率分布型レンズであるので、
照射レンズを小型にできる。これによって、マイクロ化
学システムをより一層に小型化できる。
【００３９】請求項１１記載のマイクロ化学システム
は、請求項１０記載のマイクロ化学システムにおいて、
前記屈折率分布型レンズは円柱状のロッドレンズである
ことを特徴とする。
は、請求項１０記載のマイクロ化学システムにおいて、
前記屈折率分布型レンズは円柱状のロッドレンズである
ことを特徴とする。
【００４０】請求項１１記載のマイクロ化学システムに
よれば、屈折率分布型レンズが円柱状のロッドレンズで
あるので、容易に保持できるとともに光ファイバーの光
軸とロッドレンズの光軸とを容易に合わせることができ
る。
よれば、屈折率分布型レンズが円柱状のロッドレンズで
あるので、容易に保持できるとともに光ファイバーの光
軸とロッドレンズの光軸とを容易に合わせることができ
る。
【００４１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態に係るマイクロ化学システムを詳細に説明
する。
の実施の形態に係るマイクロ化学システムを詳細に説明
する。
【００４２】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る
マイクロ化学システムの概略構成を示す概略図である。
マイクロ化学システムの概略構成を示す概略図である。
【００４３】図１において、マイクロ化学システムはレ
ンズを内蔵する光ファイバー１０（以下レンズ付き光フ
ァイバー１０）を備えている。光ファイバー１０は後端
側（図面上では上側）に、励起光及び検出光をシングル
モードで伝搬する光ファイバー１０１が挿入されてお
り、この光ファイバー１０１の挿入端は屈折率分布型ロ
ッドレンズ１０２の一端に接続されている。光ファイバ
ー１０１の外径を屈折率分布型ロッドレンズ１０２の外
径と同一にするために、屈折率分布型ロッドレンズ１０
２の外径と同一の外径を有するフエルール１０３が光フ
ァイバー１０１を囲むように設けられている。光ファイ
バー１０１はフエルール１０３によって固定されてお
り、屈折率分布型ロッドレンズ１０２とフエルール１０
３とはチューブ１０４内に固定されている。ここで、光
ファイバー１０１と屈折率分布型ロンドレンズ１０２と
は密着していてもよいし、隙間が有っても良い。このレ
ンズ付き光ファイバー１０は出射光が後述する流路付き
板状部材２０に垂直に入射する位置に治具３０によって
固定されている。
ンズを内蔵する光ファイバー１０（以下レンズ付き光フ
ァイバー１０）を備えている。光ファイバー１０は後端
側（図面上では上側）に、励起光及び検出光をシングル
モードで伝搬する光ファイバー１０１が挿入されてお
り、この光ファイバー１０１の挿入端は屈折率分布型ロ
ッドレンズ１０２の一端に接続されている。光ファイバ
ー１０１の外径を屈折率分布型ロッドレンズ１０２の外
径と同一にするために、屈折率分布型ロッドレンズ１０
２の外径と同一の外径を有するフエルール１０３が光フ
ァイバー１０１を囲むように設けられている。光ファイ
バー１０１はフエルール１０３によって固定されてお
り、屈折率分布型ロッドレンズ１０２とフエルール１０
３とはチューブ１０４内に固定されている。ここで、光
ファイバー１０１と屈折率分布型ロンドレンズ１０２と
は密着していてもよいし、隙間が有っても良い。このレ
ンズ付き光ファイバー１０は出射光が後述する流路付き
板状部材２０に垂直に入射する位置に治具３０によって
固定されている。
【００４４】屈折率分布型ロッドレンズ１０２は円柱状
の透明なレンズであり、長手方向に延びる中心線位置か
ら半径方向に屈折率が連続的に変化するものである。こ
のようなロッドレンズは、中心線位置の屈折率をｎ0、
２乗分布定数をｇとして、中心線位置から半径方向にｒ
の距離にある位置の屈折率ｎ（ｒ）が近似的にｒの２次
方程式 ｎ（ｒ）＝ｎ0｛１−（ｇ2／２）・ｒ2｝ で表される集束性光伝送体として知られている。
の透明なレンズであり、長手方向に延びる中心線位置か
ら半径方向に屈折率が連続的に変化するものである。こ
のようなロッドレンズは、中心線位置の屈折率をｎ0、
２乗分布定数をｇとして、中心線位置から半径方向にｒ
の距離にある位置の屈折率ｎ（ｒ）が近似的にｒの２次
方程式 ｎ（ｒ）＝ｎ0｛１−（ｇ2／２）・ｒ2｝ で表される集束性光伝送体として知られている。
【００４５】屈折率分布型ロンドレンズ１０２は、その
全長ｚ0を０＜ｚ0＜π／２ｇの範囲内で選択する場合、
両端面が平坦でありながら通常の凸レンズと同じ結像性
を有し、平行入射光線によって出射端より ｓ0＝ｃｏｔ（ｇｚ0）／ｎ0ｇ の位置に焦点が作られる。
全長ｚ0を０＜ｚ0＜π／２ｇの範囲内で選択する場合、
両端面が平坦でありながら通常の凸レンズと同じ結像性
を有し、平行入射光線によって出射端より ｓ0＝ｃｏｔ（ｇｚ0）／ｎ0ｇ の位置に焦点が作られる。
【００４６】このような屈折率分布型ロッドレンズ１０
２は、例えば以下のような方法で製造される。
２は、例えば以下のような方法で製造される。
【００４７】即ち、モル百分率でＳｉＯ2：５７〜６３
％、Ｂ2Ｏ3：１７〜２３％、Ｎａ2Ｏ：５〜１７％、Ｔ
ｌ2Ｏ：３〜１５％を主成分とするガラスロッドを形成
した後、このガラスロッドを硝酸カリウム塩等のイオン
交換媒体中で処理し、ガラス中のタリウムイオン及びナ
トリウムイオンとイオン交換媒体中のカリウムイオンと
をイオン交換して、ガラスロッド内に中心から周辺に向
けて連続的に低減する屈折率分布を与える。
％、Ｂ2Ｏ3：１７〜２３％、Ｎａ2Ｏ：５〜１７％、Ｔ
ｌ2Ｏ：３〜１５％を主成分とするガラスロッドを形成
した後、このガラスロッドを硝酸カリウム塩等のイオン
交換媒体中で処理し、ガラス中のタリウムイオン及びナ
トリウムイオンとイオン交換媒体中のカリウムイオンと
をイオン交換して、ガラスロッド内に中心から周辺に向
けて連続的に低減する屈折率分布を与える。
【００４８】屈折率分布型ロッドレンズ１０２の底面が
平面であるので、光ファイバー端面を容易に取り付ける
ことができるとともに、屈折率分布型ロッドレンズ１０
２の光軸と光ファイバー１０１の光軸とを容易に一致さ
せることができる。また、屈折率分布型ロッドレンズ１
０２は円柱形であるのでレンズ付き光ファイバー１０も
容易に円柱形にできる。これによって、治具３０よるレ
ンズ付き光ファイバー１０の保持が極めて容易である。
平面であるので、光ファイバー端面を容易に取り付ける
ことができるとともに、屈折率分布型ロッドレンズ１０
２の光軸と光ファイバー１０１の光軸とを容易に一致さ
せることができる。また、屈折率分布型ロッドレンズ１
０２は円柱形であるのでレンズ付き光ファイバー１０も
容易に円柱形にできる。これによって、治具３０よるレ
ンズ付き光ファイバー１０の保持が極めて容易である。
【００４９】光ファイバー１０１をシングルモードとし
たのは、光熱変換分光分析方法を利用して試料中の微量
な溶質を検出する場合、励起光をできるだけ小さく絞
り、光熱変換に利用されるエネルギーを高くするととと
もに、励起光によって生成する熱レンズが収差の少ない
レンズになることが望ましいからである。
たのは、光熱変換分光分析方法を利用して試料中の微量
な溶質を検出する場合、励起光をできるだけ小さく絞
り、光熱変換に利用されるエネルギーを高くするととと
もに、励起光によって生成する熱レンズが収差の少ない
レンズになることが望ましいからである。
【００５０】この点、シングルモードの光ファイバー１
０１から出射される光は常にガウス分布になるので、励
起光の焦点が小さくなる。また、励起光によって生成さ
れた熱レンズが小さい場合、この熱レンズを透過する検
出光の光量をできる限り多くするためには、検出光もで
きる限り小さく絞ることが望ましい。この点からも、光
ファイバーは励起光及び検出光をシングルモードで伝搬
するものであることが好ましい。
０１から出射される光は常にガウス分布になるので、励
起光の焦点が小さくなる。また、励起光によって生成さ
れた熱レンズが小さい場合、この熱レンズを透過する検
出光の光量をできる限り多くするためには、検出光もで
きる限り小さく絞ることが望ましい。この点からも、光
ファイバーは励起光及び検出光をシングルモードで伝搬
するものであることが好ましい。
【００５１】なお、光ファイバー１０１は励起光及び検
出光を透過させるものであればどのようなものでも使用
できるが、マルチモード光ファイバーを使用した場合
は、出射光がガウス分布にならない上に、光ファイバー
１０１の曲がり具合等の種々の条件によって出射パター
ンが変化するので、必ずしも安定な出射光が得られな
い。このため、微量な溶質の測定が困難になるとともに
測定値が安定しない場合がある。したがって、上述のよ
うに光ファイバー１０１はシングルモードのものが好ま
しい。
出光を透過させるものであればどのようなものでも使用
できるが、マルチモード光ファイバーを使用した場合
は、出射光がガウス分布にならない上に、光ファイバー
１０１の曲がり具合等の種々の条件によって出射パター
ンが変化するので、必ずしも安定な出射光が得られな
い。このため、微量な溶質の測定が困難になるとともに
測定値が安定しない場合がある。したがって、上述のよ
うに光ファイバー１０１はシングルモードのものが好ま
しい。
【００５２】光ファイバー１０１の挿入端とは反対側の
端部近傍には、試料を励起するための励起光を出射する
励起光用光源１０５、試料を分析等するために情報を検
出するための検出光を出射する検出光用光源１０６、励
起光を変調する変調器１０７、光ファイバー１０１に入
射させる励起光と検出光とを合波するための２波長合波
素子１０８が配設されている。
端部近傍には、試料を励起するための励起光を出射する
励起光用光源１０５、試料を分析等するために情報を検
出するための検出光を出射する検出光用光源１０６、励
起光を変調する変調器１０７、光ファイバー１０１に入
射させる励起光と検出光とを合波するための２波長合波
素子１０８が配設されている。
【００５３】２波長合波素子１０８は２つの屈折率分布
型ロッドレンズ５０１，５０２を有している。励起光用
光源１０５は光ファイバー５０５によって屈折率分布型
ロッドレンズ５０１の一端面（以下、入射側端面５０
４）に接続されている。光ファイバー５０５は入射側端
面５０４の中心からずれた位置に接続されている。この
入射側端面５０４には上記した光ファイバー１０１の挿
入端とは反対側の端部が接続されている。一方、検出光
用光源１０６は光ファイバー５０８により、もう一方の
屈折率分布型ロッドレンズ５０２の一端面に接続されて
いる。光ファイバー５０８はこの一端面の中心からずれ
た位置に接続されている。
型ロッドレンズ５０１，５０２を有している。励起光用
光源１０５は光ファイバー５０５によって屈折率分布型
ロッドレンズ５０１の一端面（以下、入射側端面５０
４）に接続されている。光ファイバー５０５は入射側端
面５０４の中心からずれた位置に接続されている。この
入射側端面５０４には上記した光ファイバー１０１の挿
入端とは反対側の端部が接続されている。一方、検出光
用光源１０６は光ファイバー５０８により、もう一方の
屈折率分布型ロッドレンズ５０２の一端面に接続されて
いる。光ファイバー５０８はこの一端面の中心からずれ
た位置に接続されている。
【００５４】屈折率分布型ロッドレンズ５０１は、全長
が異軸入射光ビームの蛇行周期の約１／４であり、入射
側端面５０４とは異なる端面には誘電体多層膜から成る
干渉フィルター膜５０３がスパッター等の成膜方法によ
って形成されている。この干渉フィルター膜５０３は光
ファイバー５０５を伝搬して入射した励起光を反射する
一方、光ファイバー５０８を伝搬してきた検出光を透過
させる特性を有している。干渉フィルター膜５０３が形
成された端面には屈折率分布型ロッドレンズ５０１とほ
ぼ同じ全長の屈折率分布型ロッドレンズ５０２が接着に
よって固定されている。
が異軸入射光ビームの蛇行周期の約１／４であり、入射
側端面５０４とは異なる端面には誘電体多層膜から成る
干渉フィルター膜５０３がスパッター等の成膜方法によ
って形成されている。この干渉フィルター膜５０３は光
ファイバー５０５を伝搬して入射した励起光を反射する
一方、光ファイバー５０８を伝搬してきた検出光を透過
させる特性を有している。干渉フィルター膜５０３が形
成された端面には屈折率分布型ロッドレンズ５０１とほ
ぼ同じ全長の屈折率分布型ロッドレンズ５０２が接着に
よって固定されている。
【００５５】このような２波長合波素子１０８では、励
起光用光源１０５から光ファイバー５０５内を伝搬した
励起光の出射光ビームが入射側端面５０４から屈折率分
布型ロッドレンズ５０１内に入射する。出射光ビームは
屈折率分布型ロッドレンズ５０１内を蛇行しながらビー
ム径が拡大する光ビーム５０６となり、干渉フィルター
膜５０３に入射する。光ビーム５０６は干渉フィルター
５０３で反射された後に光ビーム５０７となって光ファ
イバー１０１に入射する。
起光用光源１０５から光ファイバー５０５内を伝搬した
励起光の出射光ビームが入射側端面５０４から屈折率分
布型ロッドレンズ５０１内に入射する。出射光ビームは
屈折率分布型ロッドレンズ５０１内を蛇行しながらビー
ム径が拡大する光ビーム５０６となり、干渉フィルター
膜５０３に入射する。光ビーム５０６は干渉フィルター
５０３で反射された後に光ビーム５０７となって光ファ
イバー１０１に入射する。
【００５６】一方、光ファイバー５０８内を伝搬した検
出光の出射光ビームが屈折率分布型ロッドレンズ５０２
内に入射すると、蛇行しながらビーム径が拡大する光ビ
ーム５０９となり、干渉フィルター膜５０３に入射す
る。光ビーム５０９は干渉フイルター５０３を透過した
後に光ビーム５０７となって光ファイバー１０１に入射
する。
出光の出射光ビームが屈折率分布型ロッドレンズ５０２
内に入射すると、蛇行しながらビーム径が拡大する光ビ
ーム５０９となり、干渉フィルター膜５０３に入射す
る。光ビーム５０９は干渉フイルター５０３を透過した
後に光ビーム５０７となって光ファイバー１０１に入射
する。
【００５７】以上のように、２波長合波素子１０８は２
つの屈折率分布型ロッドレンズ５０１，５０２の間に誘
電体多層膜の干渉フィルター膜５０３を挟む構成である
ので、構成要素が少なく、また、全ての構成部品を固定
できることから、２波長合波素子１０８における損失が
小さく、長時間の使用に対して安定しているので、測定
の感度および安定性を向上することができる。また、屈
折率分布型ロッドレンズ５０１，５０２が極めて小型で
ある上に、その端面間に誘電体多層膜フィルターを挟み
こんでいるので２波長合波素子が極めて小型となるの
で、マイクロ化学システムを小型化できる。
つの屈折率分布型ロッドレンズ５０１，５０２の間に誘
電体多層膜の干渉フィルター膜５０３を挟む構成である
ので、構成要素が少なく、また、全ての構成部品を固定
できることから、２波長合波素子１０８における損失が
小さく、長時間の使用に対して安定しているので、測定
の感度および安定性を向上することができる。また、屈
折率分布型ロッドレンズ５０１，５０２が極めて小型で
ある上に、その端面間に誘電体多層膜フィルターを挟み
こんでいるので２波長合波素子が極めて小型となるの
で、マイクロ化学システムを小型化できる。
【００５８】このようにして合波されて光ファイバー１
０１を伝搬してレンズ付き光ファイバー１０に入射し、
屈折率分布型ロッドレンズ１０２から出射する出射光は
流路付き板状部材２０に垂直に入射する。流路付き板状
部材２０は検出するための試料を流す流路２０４を有し
ており、３層に重ねて接着されたガラス基板２０１、２
０２、２０３から成る。ガラス基板２０２には混合、攪
拌、合成、分離、抽出、検出等の際に試料を流す上記の
流路２０４が形成されている。
０１を伝搬してレンズ付き光ファイバー１０に入射し、
屈折率分布型ロッドレンズ１０２から出射する出射光は
流路付き板状部材２０に垂直に入射する。流路付き板状
部材２０は検出するための試料を流す流路２０４を有し
ており、３層に重ねて接着されたガラス基板２０１、２
０２、２０３から成る。ガラス基板２０２には混合、攪
拌、合成、分離、抽出、検出等の際に試料を流す上記の
流路２０４が形成されている。
【００５９】この流路付き板状部材２０の材料は耐久
性、耐薬品性の面からガラスが望ましく、さらに、細胞
等の生体試料、例えばＤＮＡ解析用としての用途を考慮
すると、耐酸性、耐アルカリ性の高いガラス、具体的に
は、硼珪酸ガラス、ソーダライムガラス、アルミノ硼珪
酸ガラス、石英ガラス等が好ましい。しかし、用途を限
定することによってプラスチック等の有機物を用いるこ
とができる。
性、耐薬品性の面からガラスが望ましく、さらに、細胞
等の生体試料、例えばＤＮＡ解析用としての用途を考慮
すると、耐酸性、耐アルカリ性の高いガラス、具体的に
は、硼珪酸ガラス、ソーダライムガラス、アルミノ硼珪
酸ガラス、石英ガラス等が好ましい。しかし、用途を限
定することによってプラスチック等の有機物を用いるこ
とができる。
【００６０】ガラス基板２０１、２０２、２０３同士を
接着させる接着剤には、例えば、紫外線硬化型、熱硬化
型、２液硬化型のアクリル系、エポキシ系の有機接着
剤、及び無機接着剤等がある。また、熱融着によってガ
ラス基板２０１〜２０３同士を融着させてもよい。
接着させる接着剤には、例えば、紫外線硬化型、熱硬化
型、２液硬化型のアクリル系、エポキシ系の有機接着
剤、及び無機接着剤等がある。また、熱融着によってガ
ラス基板２０１〜２０３同士を融着させてもよい。
【００６１】流路付き板状部材２０を間に入れてレンズ
付き光ファイバー１０に対向する位置には、検出光を検
出するための光電変換器４０１、励起光と検出光とを分
離して検出光のみを選択的に透過させる波長フィルタ４
０３が配設されている。検出光の一部のみを選択的に透
過させるためにピンホールが形成された部材のそのピン
ホールが検出光の光路上で且つ光電変換器４０１よりも
上流の位置に位置するように配置してもよい。光電変換
器４０１より得られた信号は、励起光を変調するために
用いられた変調器１０７と同期させるためにロックイン
アンプ４０４に送られ、その後コンピューター４０５で
解析される。
付き光ファイバー１０に対向する位置には、検出光を検
出するための光電変換器４０１、励起光と検出光とを分
離して検出光のみを選択的に透過させる波長フィルタ４
０３が配設されている。検出光の一部のみを選択的に透
過させるためにピンホールが形成された部材のそのピン
ホールが検出光の光路上で且つ光電変換器４０１よりも
上流の位置に位置するように配置してもよい。光電変換
器４０１より得られた信号は、励起光を変調するために
用いられた変調器１０７と同期させるためにロックイン
アンプ４０４に送られ、その後コンピューター４０５で
解析される。
【００６２】本発明の第１の実施の形態に係るマイクロ
化学システムによれば、励起光及び検出光を合波するた
めの２波長合波素子１０８が極めて小型の２つの屈折率
分布型ロッドレンズ５０１，５０２から構成されている
ので、マイクロ化学システムを小型化できる。また、屈
折率分布型ロッドレンズ１０２は、励起光及び検出光を
伝搬する光ファイバー１０１の先端に取り付けられてい
るので、測定毎に励起光と検出光との光軸及び屈折率分
布型ロッドレンズ１０２の光軸を調整する必要が無い上
に、光軸を合わせるために治具及び堅固な定盤が不用で
あり、もって、ユーザの作業効率が向上すると共にマイ
クロ化学システムを小型化できる。
化学システムによれば、励起光及び検出光を合波するた
めの２波長合波素子１０８が極めて小型の２つの屈折率
分布型ロッドレンズ５０１，５０２から構成されている
ので、マイクロ化学システムを小型化できる。また、屈
折率分布型ロッドレンズ１０２は、励起光及び検出光を
伝搬する光ファイバー１０１の先端に取り付けられてい
るので、測定毎に励起光と検出光との光軸及び屈折率分
布型ロッドレンズ１０２の光軸を調整する必要が無い上
に、光軸を合わせるために治具及び堅固な定盤が不用で
あり、もって、ユーザの作業効率が向上すると共にマイ
クロ化学システムを小型化できる。
【００６３】屈折率分布型ロッドレンズ１０２の励起光
の焦点位置は、流路付き板状部材２０の流路２０４の中
に位置する必要がある。屈折率分布型ロッドレンズ１０
２は流路付き板状部材２０に接触している必要はない
が、接触させる場合は流路付き板状部材２０の上部ガラ
ス板２０１の厚みで屈折率分布型ロッドレンズ１０２の
焦点距離を調整できる。上部ガラス板２０１の厚みが足
りない場合は、屈折率分布型ロッドレンズ１０２と上部
ガラス板２０１との間に焦点距離を調整するためのスペ
ーサーを入れてもよい。このように励起光の焦点位置を
流路付き板状部材２０の流路２０４の中に固定しておく
場合は焦点距離の調整も不要になるので、マイクロ化学
システムをさらに小型化できる。
の焦点位置は、流路付き板状部材２０の流路２０４の中
に位置する必要がある。屈折率分布型ロッドレンズ１０
２は流路付き板状部材２０に接触している必要はない
が、接触させる場合は流路付き板状部材２０の上部ガラ
ス板２０１の厚みで屈折率分布型ロッドレンズ１０２の
焦点距離を調整できる。上部ガラス板２０１の厚みが足
りない場合は、屈折率分布型ロッドレンズ１０２と上部
ガラス板２０１との間に焦点距離を調整するためのスペ
ーサーを入れてもよい。このように励起光の焦点位置を
流路付き板状部材２０の流路２０４の中に固定しておく
場合は焦点距離の調整も不要になるので、マイクロ化学
システムをさらに小型化できる。
【００６４】屈折率分布型ロッドレンズ１０２は、励起
光の焦点位置に対して検出光の焦点位置がわずかにΔＬ
だけずれるように設定される（図５（ａ））。
光の焦点位置に対して検出光の焦点位置がわずかにΔＬ
だけずれるように設定される（図５（ａ））。
【００６５】Ｉｃは、共焦点長（ｎｍ）として、Ｉｃ＝
π・（ｄ／２）2／λ1で計算される。ここで、ｄはｄ＝
１．２２×λ1／ＮＡで計算されるニアリーディスクで
あり、λ1は励起光の波長（ｎｍ）であり、ＮＡは、屈
折率分布型ロッドレンズ１０２の開口数である。光ファ
イバーを用いる場合は、光ファイバーの出射光の開口数
が小さいため、大きな開口数を有するロンドレンズを用
いたときの共焦点長の計算には光ファイバーの開口数を
用いる必要がある。
π・（ｄ／２）2／λ1で計算される。ここで、ｄはｄ＝
１．２２×λ1／ＮＡで計算されるニアリーディスクで
あり、λ1は励起光の波長（ｎｍ）であり、ＮＡは、屈
折率分布型ロッドレンズ１０２の開口数である。光ファ
イバーを用いる場合は、光ファイバーの出射光の開口数
が小さいため、大きな開口数を有するロンドレンズを用
いたときの共焦点長の計算には光ファイバーの開口数を
用いる必要がある。
【００６６】上記ΔＬ値は、測定する試料の厚みによっ
て変化する。共焦点長より薄い試料を測定する場合は、
上記ΔＬ値は、ΔＬ＝√３・Ｉｃであることが最も好ま
しい。
て変化する。共焦点長より薄い試料を測定する場合は、
上記ΔＬ値は、ΔＬ＝√３・Ｉｃであることが最も好ま
しい。
【００６７】このΔＬの値は、検出光の焦点位置と励起
光の焦点位置の差を表しているので、検出光の焦点距離
が励起光の焦点距離よりも長い場合であっても、短い場
合であっても同じ結果になる。
光の焦点位置の差を表しているので、検出光の焦点距離
が励起光の焦点距離よりも長い場合であっても、短い場
合であっても同じ結果になる。
【００６８】光ファイバーの先端を球形等に加工してレ
ンズとすれば、光ファイバーの先端にレンズを取り付け
なくても励起光および検出光を絞ることが可能である
が、この場合、色収差がほとんどないために励起光と検
出光の焦点位置がほぼ同じとなる。このため、熱レンズ
の信号がほとんど検出されないという問題がある。ま
た、光ファイバー先端の加工によるレンズは他の収差が
大きいので、励起光及び検出光の焦点が大きいという問
題もある。したがって、本実施の形態では光ファイバー
１０１の先端に屈折率分布型ロッドレンズ１０２が取り
付けられている。
ンズとすれば、光ファイバーの先端にレンズを取り付け
なくても励起光および検出光を絞ることが可能である
が、この場合、色収差がほとんどないために励起光と検
出光の焦点位置がほぼ同じとなる。このため、熱レンズ
の信号がほとんど検出されないという問題がある。ま
た、光ファイバー先端の加工によるレンズは他の収差が
大きいので、励起光及び検出光の焦点が大きいという問
題もある。したがって、本実施の形態では光ファイバー
１０１の先端に屈折率分布型ロッドレンズ１０２が取り
付けられている。
【００６９】図２は、本発明の第２の実施の形態に係る
マイクロ化学システムの概略構成を示す概略図である。
マイクロ化学システムの概略構成を示す概略図である。
【００７０】図２において、第２の実施の形態に係るマ
イクロ化学システムは、第１の実施の形態に係るマイク
ロ化学システムと同じ構成部材には同一の符合を付して
説明を省略する。第２の実施の形態は、第１の実施の形
態とは異なり、誘電体多層膜の干渉フィルター膜を屈折
率分布型ロッドレンズ端面に形成させていない点、光フ
ァイバーを伝搬してきた励起光及び検出光をコリメータ
１１０によって一旦コリメートして、誘電体多層膜フィ
ルター１１１で合波している点が異なる。
イクロ化学システムは、第１の実施の形態に係るマイク
ロ化学システムと同じ構成部材には同一の符合を付して
説明を省略する。第２の実施の形態は、第１の実施の形
態とは異なり、誘電体多層膜の干渉フィルター膜を屈折
率分布型ロッドレンズ端面に形成させていない点、光フ
ァイバーを伝搬してきた励起光及び検出光をコリメータ
１１０によって一旦コリメートして、誘電体多層膜フィ
ルター１１１で合波している点が異なる。
【００７１】本実施の形態では、光ファイバー１０１を
伝搬してきた励起光及び検出光を一旦コリメートして、
誘電体多層膜フィルター１１１で合波しているため、第
１の実施の形態のマイクロ化学システムに比して若干に
２波長合波素子が大きくなるが、一旦コリメートしてい
る光を合波するため光軸合わせが容易となり、より低損
失の２波長合波素子を容易に作製できる。
伝搬してきた励起光及び検出光を一旦コリメートして、
誘電体多層膜フィルター１１１で合波しているため、第
１の実施の形態のマイクロ化学システムに比して若干に
２波長合波素子が大きくなるが、一旦コリメートしてい
る光を合波するため光軸合わせが容易となり、より低損
失の２波長合波素子を容易に作製できる。
【００７２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１記
載の光熱変換分光分析方法によれば、励起光と検出光と
を２波長合波素子によって合波した後に、光ファイバー
内をシングルモードで照射レンズまで伝搬するので、励
起光と検出光とは常に同軸となる。また、励起光及び検
出光は空間光として導かれる行程が皆無であるので、温
度等の環境の変化による光軸のずれがない。このため、
励起光と検出光との光軸を調整する必要がなく、ユーザ
の作業効率を向上できる。
載の光熱変換分光分析方法によれば、励起光と検出光と
を２波長合波素子によって合波した後に、光ファイバー
内をシングルモードで照射レンズまで伝搬するので、励
起光と検出光とは常に同軸となる。また、励起光及び検
出光は空間光として導かれる行程が皆無であるので、温
度等の環境の変化による光軸のずれがない。このため、
励起光と検出光との光軸を調整する必要がなく、ユーザ
の作業効率を向上できる。
【００７３】請求項２記載の光熱変換分光分析方法によ
れば、２波長合波素子は、２つの屈折率分布型ロッドレ
ンズの間に挟んで形成された誘電体多層膜フィルターに
よって励起光及び検出光の何れか一方を反射し、他方を
透過して合波するので、２波長合波素子における損失が
小さく、長時間の使用に対して安定である。このため、
測定の感度および安定性を向上することができる。
れば、２波長合波素子は、２つの屈折率分布型ロッドレ
ンズの間に挟んで形成された誘電体多層膜フィルターに
よって励起光及び検出光の何れか一方を反射し、他方を
透過して合波するので、２波長合波素子における損失が
小さく、長時間の使用に対して安定である。このため、
測定の感度および安定性を向上することができる。
【００７４】請求項３記載のマイクロ化学システムによ
れば、励起光と検出光とを２波長合波素子によって合波
した後に、光ファイバー内を照射レンズまで伝搬するの
で、励起光と検出光とは常に同軸となる。また、励起光
及び検出光は空間光として導かれる行程が皆無であるの
で、温度等の環境の変化による光軸のずれがない。この
ため、励起光と検出光との光軸を調整する必要がなく、
ユーザの作業効率を向上できる。また、光軸調整用の治
具等が不用であるのでマイクロ化学システムを小型化で
きる。
れば、励起光と検出光とを２波長合波素子によって合波
した後に、光ファイバー内を照射レンズまで伝搬するの
で、励起光と検出光とは常に同軸となる。また、励起光
及び検出光は空間光として導かれる行程が皆無であるの
で、温度等の環境の変化による光軸のずれがない。この
ため、励起光と検出光との光軸を調整する必要がなく、
ユーザの作業効率を向上できる。また、光軸調整用の治
具等が不用であるのでマイクロ化学システムを小型化で
きる。
【００７５】請求項４記載のマイクロ化学システムによ
れば、光の波長によって光を反射し又は透過させる２波
長合波素子を使用して合波するので、損失が小さく、ま
た、構成が簡単で小型化が容易であるので、マイクロ化
学システムをより小型化することができる。
れば、光の波長によって光を反射し又は透過させる２波
長合波素子を使用して合波するので、損失が小さく、ま
た、構成が簡単で小型化が容易であるので、マイクロ化
学システムをより小型化することができる。
【００７６】請求項５記載のマイクロ化学システムによ
れば、接続された２つ屈折率分布型ロッドレンズの間に
前記励起光及び前記検出光の何れか一方を反射し、他方
を透過する誘電体多層膜フィルターが形成されたもので
あるので、極めて小型となるので、マイクロ化学システ
ムをさらに小型化できる。また、２波長合波素子におけ
る損失が小さく、長時間の使用に対して安定であるの
で、測定の感度及び安定性を向上することができる。
れば、接続された２つ屈折率分布型ロッドレンズの間に
前記励起光及び前記検出光の何れか一方を反射し、他方
を透過する誘電体多層膜フィルターが形成されたもので
あるので、極めて小型となるので、マイクロ化学システ
ムをさらに小型化できる。また、２波長合波素子におけ
る損失が小さく、長時間の使用に対して安定であるの
で、測定の感度及び安定性を向上することができる。
【００７７】請求項６記載のマイクロ化学システムによ
れば、誘電体多層膜フィルターが屈折率分布型ロッドレ
ンズの表面に形成されているので、屈折率分布型ロッド
レンズ及びこれとは別個の誘電体多層膜フィルター双方
の面を合わせて組み立てる必要がなくなり、容易に製造
できる。また、屈折率分布型ロッドレンズと誘電体多層
膜フィルターとを組合せる治具が不用となり、もってマ
イクロ化学システムを一層に小型化できる。さらに、反
射に関与する面が少なくなることから損失がより小さく
なり、測定の感度及び安定性をより向上することができ
る。
れば、誘電体多層膜フィルターが屈折率分布型ロッドレ
ンズの表面に形成されているので、屈折率分布型ロッド
レンズ及びこれとは別個の誘電体多層膜フィルター双方
の面を合わせて組み立てる必要がなくなり、容易に製造
できる。また、屈折率分布型ロッドレンズと誘電体多層
膜フィルターとを組合せる治具が不用となり、もってマ
イクロ化学システムを一層に小型化できる。さらに、反
射に関与する面が少なくなることから損失がより小さく
なり、測定の感度及び安定性をより向上することができ
る。
【００７８】請求項７記載のマイクロ化学システムによ
れば、光ファイバーは励起光及び検出光双方をシングル
モードで伝搬するものであるので、励起光によって生成
される熱レンズが収差の小さなレンズとなり、もってよ
り正確な測定ができる。
れば、光ファイバーは励起光及び検出光双方をシングル
モードで伝搬するものであるので、励起光によって生成
される熱レンズが収差の小さなレンズとなり、もってよ
り正確な測定ができる。
【００７９】請求項８記載のマイクロ化学システムによ
れば、照射レンズは、励起光及び検出光が出射する光フ
ァイバーの端部に固定されているので、励起光、検出
光、及び照射レンズの全ての光軸が固定される。したが
つて、光軸の調整が不要であり、ユーザの作業効率がよ
り向上する。また、光軸調整用の治具等が不要であるの
でマイクロ化学システムをより一層に小型化できる。
れば、照射レンズは、励起光及び検出光が出射する光フ
ァイバーの端部に固定されているので、励起光、検出
光、及び照射レンズの全ての光軸が固定される。したが
つて、光軸の調整が不要であり、ユーザの作業効率がよ
り向上する。また、光軸調整用の治具等が不要であるの
でマイクロ化学システムをより一層に小型化できる。
【００８０】請求項９記載のマイクロ化学システムによ
れば、検出光は励起光の周波数とは異なる周波数を有
し、照射レンズは色収差を有するレンズであるので、励
起光と検出光の焦点位置を外部の光学系を使用せずにず
らすことができる。これによって、マイクロ化学システ
ムをさらに一層に小型化できる。
れば、検出光は励起光の周波数とは異なる周波数を有
し、照射レンズは色収差を有するレンズであるので、励
起光と検出光の焦点位置を外部の光学系を使用せずにず
らすことができる。これによって、マイクロ化学システ
ムをさらに一層に小型化できる。
【００８１】請求項１０記載のマイクロ化学システムに
よれば、照射レンズは屈折率分布型レンズであるので、
照射レンズを小型にできる。これによって、マイクロ化
学システムをより一層に小型化できる。
よれば、照射レンズは屈折率分布型レンズであるので、
照射レンズを小型にできる。これによって、マイクロ化
学システムをより一層に小型化できる。
【００８２】請求項１１記載のマイクロ化学システムに
よれば、屈折率分布型レンズが円柱状のロッドレンズで
あるので、容易に保持できるとともに光ファイバーの光
軸とロッドレンズの光軸とを容易に合わせることができ
る。
よれば、屈折率分布型レンズが円柱状のロッドレンズで
あるので、容易に保持できるとともに光ファイバーの光
軸とロッドレンズの光軸とを容易に合わせることができ
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るマイクロ化学
システムの概略構成を示す概略図である。
システムの概略構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るマイクロ化学
システムの概略構成を示す概略図である。
システムの概略構成を示す概略図である。
【図３】熱レンズの原理説明する説明図である。
【図４】励起光の光軸方向（Ｚ方向）に関する熱レンズ
の形成位置と検出光の焦点位置の説明図であり、（ａ）
は、対物レンズに色収差が有る場合を示し、（ｂ）は、
対物レンズに色収差がない場合を示す。
の形成位置と検出光の焦点位置の説明図であり、（ａ）
は、対物レンズに色収差が有る場合を示し、（ｂ）は、
対物レンズに色収差がない場合を示す。
【図５】励起光の光軸（Ｚ軸方向）に関する熱レンズの
形成位置と検出光の焦点位置の説明図であり、（ａ）
は、熱レンズが検出光の焦点位置よりも対物レンズ寄り
に形成される場合、（ｂ）は、熱レンズが検出光の焦点
位置よりも対物レンズから遠い位置に形成される場合を
示す。
形成位置と検出光の焦点位置の説明図であり、（ａ）
は、熱レンズが検出光の焦点位置よりも対物レンズ寄り
に形成される場合、（ｂ）は、熱レンズが検出光の焦点
位置よりも対物レンズから遠い位置に形成される場合を
示す。
【図６】従来の光熱変換分析装置における熱レンズの屈
折率の変化を検出する方法の説明図であり、光路の途中
に凹レンズを入れて検出光を発散光とし、励起光の焦点
距離位置よりも遠方に焦点位置が位置するようにした場
合を示す
折率の変化を検出する方法の説明図であり、光路の途中
に凹レンズを入れて検出光を発散光とし、励起光の焦点
距離位置よりも遠方に焦点位置が位置するようにした場
合を示す
１０ 光ファイバー
２０ 流路付き板状部材
３０ 治具
１０１ 光ファイバー
１０２ 屈折率分布型ロッドレンズ
１０５ 励起光用光源
１０６ 検出光用光源
１０７ 励起光変調器
１０８ ２波長合波素子
１１０ コリメータ
１１１ 誘電体多層膜フィルター
１３１ 熱レンズ
２０１、２０２、 ２０３ ガラス基板
２０４ 流路
５０１，５０２ 屈折率分布型ロッドレンズ
５０３ 誘電体多層膜フィルター
５０５、５０８ 光ファイバー
５０６、５０７、５０９ 光ビーム
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G040 AA02 AB07 BA24 CA02 CA12
CA23 CB02 EA06 EB02 GA05
GA07
2G059 AA05 BB04 BB12 CC16 DD12
EE01 EE04 EE12 EE15 FF03
GG06 JJ02 JJ11 JJ17 KK01
LL01 NN06
Claims (11)
- 【請求項１】 励起光及び検出光を照射レンズによって
試料に照射して、前記励起光の照射を受けた試料によっ
て生成される熱レンズを透過した前記検出光を検出する
光熱変換分光分析方法において、 波長の異なる２種類の光を合波する２波長合波素子まで
前記励起光及び検出光を別個のファイバーによって伝搬
し、前記２波長合波素子によって前記励起光及び検出光
を合波した後に光ファイバー内をシングルモードで前記
照射レンズまで伝搬することを特徴とする光熱変換分光
分析法。 - 【請求項２】 前記２波長合波素子は、２つの屈折率分
布型ロッドレンズの間に挟んで形成された誘電体多層膜
フィルターによって前記励起光及び検出光の何れか一方
を反射し、他方を透過して合波することを特徴とする請
求項１記載の光熱変換分光分析方法。 - 【請求項３】 励起光を出力する励起光光源と、検出光
を出力する検出光光源と、前記励起光及び前記検出光を
合わせて導く誘導光学系と、該誘導光学系によって導か
れた前記励起光及び前記検出光を試料に照射する照射レ
ンズと、前記励起光の照射を受けた試料によって生成さ
れる熱レンズを透過した前記検出光を検出する検出手段
とを備えるマイクロ化学システムにおいて、 前記誘導光学系に配設され、前記励起光及び検出光を前
記照射レンズまで別個に導く光ファイバーと、 前記光ファイバー内を伝搬してきた前記励起光及び検出
光を合波する２波長合波素子と、 合波された前記励起光及び検出光を伝搬する光ファイバ
ーとを備えることを特徴とするマイクロ化学システム。 - 【請求項４】 前記２波長合波素子は、光の波長によっ
て光を反射し又は透過させる多層膜を有するものである
ことを特徴とする請求項３記載のマイクロ化学システ
ム。 - 【請求項５】 前記２波長合波素子は、接続された２つ
屈折率分布型ロッドレンズの間に前記励起光及び前記検
出光の何れか一方を反射し、他方を透過する誘電体多層
膜フィルターが形成されたものであることを特徴とする
請求項４記載のマイクロ化学システム。 - 【請求項６】 前記誘電体多層膜フィルターは前記屈折
率分布型ロッドレンズの表面に形成されたことを特徴と
する請求項５記載のマイクロ化学システム。 - 【請求項７】 前記光ファイバーは、前記励起光及び検
出光をシングルモードで伝搬するものであることを特徴
とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載のマイクロ
化学システム。 - 【請求項８】 前記照射レンズは、前記励起光及び検出
光が出射する前記光ファイバーの端部に固定されたこと
を特徴とする請求項３乃至７のいずれか１項に記載のマ
イクロ化学システム。 - 【請求項９】 前記検出光は前記励起光の周波数とは異
なる周波数を有し、前記照射レンズは色収差を有するも
のであることを特徴とする請求項３乃至８のいずれか１
項に記載のマイクロ化学システム。 - 【請求項１０】 前記照射レンズは屈折率分布型レンズ
であることを特徴とする請求項３乃至９のいずれか１項
に記載のマイクロ化学システム。 - 【請求項１１】 前記屈折率分布型レンズは円柱状のロ
ッドレンズであることを特徴とする請求項１０記載のマ
イクロ化学システム。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001323350A JP3848125B2 (ja) | 2001-10-22 | 2001-10-22 | 光熱変換分光分析方法及びマイクロ化学システム |
| PCT/JP2002/009464 WO2003036279A1 (fr) | 2001-10-22 | 2002-09-13 | Systeme micro-chimique et procede spectroscopique de conversion photothermique |
| CN02820937.0A CN1575414A (zh) | 2001-10-22 | 2002-09-13 | 一种微化学系统和光热转换光谱分析方法 |
| US10/830,284 US7339677B2 (en) | 2001-10-22 | 2004-04-21 | Microchemical system, and photothermal conversion spectroscopic analysis method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001323350A JP3848125B2 (ja) | 2001-10-22 | 2001-10-22 | 光熱変換分光分析方法及びマイクロ化学システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003130826A true JP2003130826A (ja) | 2003-05-08 |
| JP3848125B2 JP3848125B2 (ja) | 2006-11-22 |
Family
ID=19140251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001323350A Expired - Fee Related JP3848125B2 (ja) | 2001-10-22 | 2001-10-22 | 光熱変換分光分析方法及びマイクロ化学システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7339677B2 (ja) |
| JP (1) | JP3848125B2 (ja) |
| CN (1) | CN1575414A (ja) |
| WO (1) | WO2003036279A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006115079A1 (ja) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | 熱レンズ分光分析システム及び熱レンズ信号補正方法 |
| JP2009210323A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 多チャンネル熱レンズ分光分析システム及び多チャンネル熱レンズ分光分析方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001055706A1 (fr) * | 2000-01-28 | 2001-08-02 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Analyseur spectroscopique a transduction photothermique |
| JP3824224B2 (ja) * | 2002-09-27 | 2006-09-20 | 日本板硝子株式会社 | マイクロ化学システム |
| US20040175297A1 (en) * | 2003-03-04 | 2004-09-09 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Microchemical system |
| JP6358735B2 (ja) * | 2014-02-26 | 2018-07-18 | オリンパス株式会社 | 光音響顕微鏡装置 |
| WO2016210132A1 (en) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | Lightlab Imaging, Inc. | Gradient index lens assembly-based imaging apparatus, systems and methods |
| CN105510234A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-04-20 | 合肥知常光电科技有限公司 | 一种基于光纤传感的激光激发热波信号检测装置 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2038A (en) * | 1841-04-10 | Machine for cutting staves | ||
| US257575A (en) * | 1882-05-09 | Sheet-delivery apparatus for printing-presses | ||
| GB8621426D0 (en) | 1986-09-05 | 1986-10-15 | Health Lab Service Board | Particle analysis |
| US4938593A (en) | 1987-01-30 | 1990-07-03 | The Regents Of The University Of Michigan | Photothermal densitometer for reading electrophoresis gels |
| DE4231214C2 (de) | 1992-09-18 | 1994-12-08 | Kernforschungsz Karlsruhe | Photothermischer Sensor |
| JP2790067B2 (ja) | 1994-12-27 | 1998-08-27 | 株式会社島津製作所 | 電気泳動装置 |
| JP3124465B2 (ja) * | 1995-01-13 | 2001-01-15 | 株式会社精工技研 | 光カプラ |
| JPH10232210A (ja) | 1997-02-19 | 1998-09-02 | Bunshi Bio Photonics Kenkyusho:Kk | 光熱変換分光分析装置 |
| EP1011007B1 (en) | 1997-08-08 | 2005-07-06 | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology | Optical control method and apparatus |
| WO1999064846A1 (en) * | 1998-06-12 | 1999-12-16 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Analyzer |
| JP2000002677A (ja) * | 1998-06-15 | 2000-01-07 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 分析装置 |
| JP2000356746A (ja) | 1999-06-15 | 2000-12-26 | Kanagawa Acad Of Sci & Technol | 暗視野熱レンズ顕微鏡分析方法とその装置 |
| JP4086173B2 (ja) * | 1999-08-25 | 2008-05-14 | 学校法人大阪産業大学 | 光熱レンズ型試料分析装置 |
| WO2001055706A1 (fr) | 2000-01-28 | 2001-08-02 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Analyseur spectroscopique a transduction photothermique |
| JP2002365252A (ja) * | 2001-06-12 | 2002-12-18 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | マイクロ化学システム |
| JP2003021704A (ja) * | 2001-07-10 | 2003-01-24 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 一組の屈折率分布型ロッドレンズ及び該レンズを備えたマイクロ化学システム |
| JP2003042982A (ja) | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光熱変換分光分析方法及びその方法を実行するマイクロ化学システム |
| JP3824224B2 (ja) * | 2002-09-27 | 2006-09-20 | 日本板硝子株式会社 | マイクロ化学システム |
-
2001
- 2001-10-22 JP JP2001323350A patent/JP3848125B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-09-13 WO PCT/JP2002/009464 patent/WO2003036279A1/ja active Application Filing
- 2002-09-13 CN CN02820937.0A patent/CN1575414A/zh active Pending
-
2004
- 2004-04-21 US US10/830,284 patent/US7339677B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006115079A1 (ja) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | 熱レンズ分光分析システム及び熱レンズ信号補正方法 |
| JP2009210323A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 多チャンネル熱レンズ分光分析システム及び多チャンネル熱レンズ分光分析方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20040196466A1 (en) | 2004-10-07 |
| US7339677B2 (en) | 2008-03-04 |
| WO2003036279A1 (fr) | 2003-05-01 |
| CN1575414A (zh) | 2005-02-02 |
| JP3848125B2 (ja) | 2006-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2003021704A (ja) | 一組の屈折率分布型ロッドレンズ及び該レンズを備えたマイクロ化学システム | |
| JP2003279471A (ja) | マイクロ化学システム用チップ及びマイクロ化学システム | |
| US6930778B2 (en) | Microchemical system | |
| JP3969699B2 (ja) | マイクロ化学システム用チップ部材、及び該チップ部材を用いたマイクロ化学システム | |
| JP3824224B2 (ja) | マイクロ化学システム | |
| JP3848125B2 (ja) | 光熱変換分光分析方法及びマイクロ化学システム | |
| US7057729B2 (en) | Photothermal conversion spectroscopic analysis method, and photothermal conversion spectroscopic analysis apparatus for carrying out the method | |
| JP2004020262A (ja) | 光熱変換分光分析方法及びその装置 | |
| US7092099B2 (en) | Microchemical system and photothermal conversion spectroscopic analysis method implemented by the system | |
| US20050259259A1 (en) | Photothermal conversion spectroscopic analysis method and microchemical system for implementing the method | |
| US20040071597A1 (en) | Chip member for micro chemical system, and micro chemical system using the chip member | |
| JP2004101470A (ja) | マイクロ化学システム及びマイクロ化学システム用光源ユニット、並びに光熱変換分光分析法 | |
| JP2003194751A (ja) | マイクロ化学システム | |
| JP2004309270A (ja) | マイクロ化学システム | |
| JP2006125920A (ja) | 光ファイバ型センサヘッド及びそれを用いた測定装置 | |
| JP2003130825A (ja) | 光熱変換分光分析方法及びマイクロ化学システム | |
| JP2003270179A (ja) | マイクロ化学システム | |
| JP2002365251A (ja) | マイクロ化学システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040608 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20060427 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060627 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060727 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060822 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060824 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100901 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110901 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120901 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |