JP2003270043A - Spectroscopic method and apparatus therefor - Google Patents

Spectroscopic method and apparatus therefor

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JP2003270043A
JP2003270043A JP2002070196A JP2002070196A JP2003270043A JP 2003270043 A JP2003270043 A JP 2003270043A JP 2002070196 A JP2002070196 A JP 2002070196A JP 2002070196 A JP2002070196 A JP 2002070196A JP 2003270043 A JP2003270043 A JP 2003270043A
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light
spectroscopic
laser
detector
measurement
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JP2002070196A
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Japanese (ja)
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Yasunobu Kai
康伸 甲斐
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly accurate, compact, and lightweight spectroscopic apparatus and its a spectroscopic method. <P>SOLUTION: A pumping light obtained by spectrally separating laser light emitted from a laser light source 2, and probe lights L4 and L5 outputted by a pare-wavelength converting device 7 while wavelength-converting laser light L3 emitted from a laser oscillator 2, are used as measuring light. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、測定対象の物質を
特定するための分光方法と分光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spectroscopic method and spectroscopic device for specifying a substance to be measured.

【0002】[0002]

【従来の技術】物質の特定に用いる手段は、質量分析、
液体クロマトグラフィあるいは分光(光計測)などが一
般的に用いられている。
2. Description of the Related Art The means used for identifying substances are mass spectrometry,
Liquid chromatography or spectroscopy (optical measurement) is generally used.

【0003】また、野外において、未知な物質の特定を
したいときには、質量分析や液体クロマトグラフィのよ
うな被計測物質を回収する必要のある手段は、計測の度
に被計測物質が接触する箇所の洗浄あるいは交換が必要
であり、特に毒物である可能性がある場合には適当では
ない。安全性の観点からも非接触の計測が望ましい。
Further, when it is desired to identify an unknown substance in the field, means for recovering the substance to be measured, such as mass spectrometry or liquid chromatography, is to wash the portion where the substance to be measured comes into contact with each measurement. Alternatively, it is necessary to replace it, and it is not suitable especially when it may be a poison. From the viewpoint of safety, non-contact measurement is desirable.

【0004】それらに適合した光計測は非接触な計測手
段であり、一般には、光電子倍増管を用いた紫外・可視
吸収の分光光度計や、あるいは、熱方検出器を用いた赤外
吸収スぺクトルの測定が有効である。また、光散乱スぺ
クトル(ラマン散乱光)を用いたラマンスペクトル測定
装置も用いられている。
Optical measurement adapted to them is a non-contact measuring means, and is generally a UV / visible absorption spectrophotometer using a photomultiplier or an infrared absorption scan using a thermo-detector. Vector measurement is effective. A Raman spectrum measuring device using a light scattering spectrum (Raman scattered light) is also used.

【0005】ラマンスぺクトル測定装置は、レーザ光を
分子や電子材料に照射し、この照射により発生したラマ
ン散乱光を集光系で集光し、集光したラマン散乱光を検
出器(分光器)でスぺクトルを検出することで、その性
質を同定する測定装置として知られている。
A Raman spectrum measuring apparatus irradiates a laser beam onto a molecule or an electronic material, collects Raman scattered light generated by this irradiation with a focusing system, and collects the collected Raman scattered light with a detector (spectrometer). ) Is known as a measuring device for identifying the properties of the spectrum.

【0006】通常、振動準位励起を引き起こす赤外線領
域の吸収断面積は、電子励起の場合と異なり3桁以上小
さい。そのため、励起される分子の濃度をラマンスぺク
トルが計測できるまでに高めるためには、高強度の光パ
ルスが必要になる。例えば、光源に炭酸ガスレーザを用
いる場合、炭酸ガスレーザの高強度性を利用するととも
に、このパルス炭酸ガスレーザを用いて分子の振動準位
を励起し(この励起を行うレーザ光を振動準位励起光と
する)、パルスルビーレーザの第2高調波を励起光(ラ
マン計測光)として、SFおよびCFI分子のラマ
ンスぺクトルを観察している。また、この測定により、
分子の振動励起にともなう過渡的な情報を得ている。
Usually, the absorption cross section in the infrared region that causes vibrational level excitation is smaller than that of electronic excitation by three digits or more. Therefore, in order to increase the concentration of excited molecules before the Raman spectrum can be measured, a high-intensity light pulse is required. For example, when a carbon dioxide gas laser is used as the light source, the high intensity of the carbon dioxide gas laser is utilized, and the vibrational level of the molecule is excited by using this pulsed carbon dioxide gas laser (laser light for this excitation is referred to as vibrational level excitation light). Yes, the Raman spectrum of SF 6 and CF 3 I molecules is observed by using the second harmonic of the pulsed ruby laser as excitation light (Raman measurement light). Also, by this measurement,
We obtain transient information associated with vibrational excitation of molecules.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図7に測定原理の説明
図を示すように、吸収スぺクトルの測定では、被測定物
質に連続スぺクトル構造をもつ光を入射し、それによっ
て元々のスぺクトル形状と透過してきたスぺクトル形状
の差から吸収された波長、つまり被測定物質の持つエネ
ルギー準位を知ることができ、被測定物質の特定ができ
る。通常、連続スぺクトル光の光源には、被測定物質の
特定に必要な測定領域は700cm−l〜3500cm
−lと広域にわたるので、レーザは使えず、ランプを用
いなければならない。
As shown in FIG. 7, which illustrates the principle of measurement, in the measurement of absorption spectrum, light having a continuous spectrum structure is incident on the substance to be measured, which causes From the difference between the spectrum shape and the transmitted spectrum shape, the absorbed wavelength, that is, the energy level of the substance to be measured can be known, and the substance to be measured can be specified. Usually, the successive scan Bae spectrum light source, measurement area required for a particular substance to be measured is 700cm -l ~3500cm
Since it covers a wide area of -l , a laser cannot be used, and a lamp must be used.

【0008】また、図8に測定原理の説明図を示すよう
に、光散乱スぺクトルの測定では、被測定物質に単色光
を入射し、そこから散乱されてくる光のスぺクトル形状
から、元々の波長からのシフト量で、つまり被測定物質
の持つエネルギー準位を知ることができ、それにより被
測定物質の特定ができる。
Further, as shown in the explanatory view of the measurement principle in FIG. 8, in the measurement of the light scattering spectrum, the monochromatic light is made incident on the substance to be measured, and the spectrum shape of the light scattered from there The amount of shift from the original wavelength, that is, the energy level of the substance to be measured can be known, and thus the substance to be measured can be specified.

【0009】しかしながら、それらの測定方法はいずれ
も非接触な測定であるが、いずれもスぺクトルを測定す
るものであるので、光を波長分解してその分解した波長
の強度を測定する機器(いわゆる、分光器)を利用する
ことが不可欠になっている。分光器(例えば、テラヘル
ツ分光器)を持つ装置であることは、分光装置全体のシ
ステムを大きく、重くし、構成が複雑で、かつ精密であ
ることが要求される。
However, all of these measuring methods are non-contact measurement, but since all of them measure a spectrum, a device for wavelength-resolving light and measuring the intensity of the decomposed wavelength ( The use of so-called spectroscopes has become essential. An apparatus having a spectroscope (for example, a terahertz spectroscope) is required to make the entire spectroscopic system large, heavy, complicated in structure, and precise.

【0010】本発明はこれらの事情にもとづいてなされ
たもので、高精度で小型軽量な分光装置とその方法を提
供することを目的としている。
The present invention has been made in view of these circumstances, and an object thereof is to provide a highly accurate, compact and lightweight spectroscopic device and a method thereof.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明による手
段によれば、測定対象に測定光を照射して該測定対象か
らのラマン散乱光を検出器で受光して該測定対象の物質
を特定する分光方法において、前記測定光は、レーザ光
源からの出射したレーザ光を分光したポンプ光と、前記
レーザ発振器から出射したレーザ光を波長変換装置によ
り出力させたプローブ光とであることを特徴とする分光
方法である。
According to the means of the present invention, the measuring object is irradiated with the measuring light, and the Raman scattered light from the measuring object is received by the detector to detect the substance to be measured. In the spectroscopic method for specifying, the measurement light is pump light obtained by dispersing laser light emitted from a laser light source, and probe light obtained by outputting laser light emitted from the laser oscillator by a wavelength conversion device. Is a spectroscopic method.

【0012】また請求項2の発明による手段によれば、
前記検出器で検出されたラマン散乱光は、予め記憶され
ているデータと照合して前記測定対象が特定されること
を特徴とする分光方法である。
According to the second aspect of the present invention,
The Raman scattered light detected by the detector is collated with prestored data to specify the measurement target, which is a spectroscopic method.

【0013】また請求項3の発明による手段によれば、
レーザ発振器と、このレーザ発振器から出力されるレー
ザ光の光軸上の前方に設けられた分光手段と、この分光
手段により分光された一方の光軸の前方に設けられた波
長変換装置と、この波長変換装置の出力側の光軸と前記
分光手段により分光された他方の光軸との前方に設けら
れた集光手段と、この集光手段により集光された測定光
が測定対象を照射することにより該測定対象から発生し
たラマン散乱光を検出する検出器とを有することを特徴
とする分光装置である。
According to the third aspect of the invention,
A laser oscillator, a spectroscopic unit provided on the front side of the optical axis of the laser beam output from the laser oscillator, a wavelength conversion device provided on the front side of one optical axis split by the spectroscopic unit, Condensing means provided in front of the optical axis on the output side of the wavelength conversion device and the other optical axis separated by the spectroscopic means, and the measurement light condensed by this condensing means irradiates the measurement target. A spectroscope having a detector for detecting Raman scattered light generated from the measurement target.

【0014】また請求項4の発明による手段によれば、
前記波長変換装置は温度制御器を接続していることを特
徴とする分光装置である。
According to the means of the invention of claim 4,
The wavelength conversion device is a spectroscopic device having a temperature controller connected thereto.

【0015】また請求項5の発明による手段によれば、
前記検出器は、前記測定対象からのラマン散乱光を透過
光又は反射光として受光することを特徴とする分光装置
である。
According to the means of the invention of claim 5,
The detector is a spectroscopic device characterized by receiving Raman scattered light from the measurement target as transmitted light or reflected light.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明の第1の実施の形態に係る
分光装置の構成図である。分光装置1は、光源であるY
AGレーザ発振器2が出射するレーザ光L1の光軸上の
前方に、順次、アイソレータ3、波長板4およびダイク
ロイックミラー5が配置されている。
FIG. 1 is a block diagram of a spectroscopic device according to a first embodiment of the present invention. The spectroscopic device 1 is a light source Y
An isolator 3, a wave plate 4 and a dichroic mirror 5 are sequentially arranged in front of the optical axis of the laser beam L1 emitted by the AG laser oscillator 2.

【0018】レーザ発振器2は、QスイッチNd:YA
Gレーザで、このレーザ光源は、例えば、波長が1064
nmの基本波(繰り返し周期10Hz、パルス幅7ns
程度)を発生させている。このレーザ発振器2から出射
したレーザ光L1は波長板4で回転調節され、ダイクロ
イックミラー5で直進光L2と反射光L3に分離され
る。直進光L2の光軸上の前方には、集光レンズ6を介
して波長変換装置7が配置されており、波長変換装置7
に入射した直進光L3は、変換光L4と変換光L5とに
波長変換される。
The laser oscillator 2 has a Q switch Nd: YA
In the case of a G laser, this laser light source has, for example, a wavelength of 1064
nm fundamental wave (repetition period 10 Hz, pulse width 7 ns
Is generated. The laser light L1 emitted from the laser oscillator 2 is rotationally adjusted by the wave plate 4, and is separated by the dichroic mirror 5 into the straight light L2 and the reflected light L3. A wavelength conversion device 7 is arranged in front of the optical axis of the straight traveling light L2 via a condenser lens 6, and the wavelength conversion device 7 is provided.
The rectilinear light L3 incident on the light is wavelength-converted into the converted light L4 and the converted light L5.

【0019】波長変換装置7は光パラメトリック発振器
で、2つのミラー8a、8bと、周期分極反転結晶9と
を備え、周期分極反転結晶9を保持した図示しない温度
調節可能な結晶ホルダー(不図示)を制御する温度制御
器11が接続されている。温度制御器11はペルチ効果
を用いたものや加熱恒温炉を用いることができ、コンピ
ュータ10により制御されている。なお、周期分極反転
結晶9として、Periodcally−Poled−
LiNbO(PPLN)結晶を用いている。
The wavelength conversion device 7 is an optical parametric oscillator, and comprises two mirrors 8a and 8b and a periodically poled crystal 9, and a temperature-adjustable crystal holder (not shown) holding the periodically poled crystal 9 is held. A temperature controller 11 for controlling the temperature is connected. The temperature controller 11 may be one using the Peltier effect or a heating constant temperature oven, and is controlled by the computer 10. As the periodically poled crystal 9, a Periodically-Poled-
LiNbO 3 (PPLN) crystal is used.

【0020】この波長変換装置7から出射された変換光
L4と変換光L5は同光軸で、ミラー8a、8bで折り
返され、反射ミラー12a、12bを介してレンズ13
で測定対象14に集光される。なお、変換光L4と変換
光L5の波長は温度制御器11の指示により設定された
周期分極反転結晶9の温度により同調される。
The converted light L4 and the converted light L5 emitted from the wavelength conversion device 7 have the same optical axis and are reflected by the mirrors 8a and 8b, and the lens 13 via the reflection mirrors 12a and 12b.
Is focused on the measurement target 14. The wavelengths of the converted light L4 and the converted light L5 are tuned according to the temperature of the periodically poled crystal 9 set by the instruction of the temperature controller 11.

【0021】図2は、変換光の波長の結晶温度同調を示
すグラフで、周期分極反転結晶9の結晶温度と変換光L
4およびL5の波長との関係を示している。
FIG. 2 is a graph showing the crystal temperature tuning of the wavelength of the converted light. The crystal temperature of the periodically poled crystal 9 and the converted light L are shown in FIG.
4 shows the relationship with wavelengths of 4 and L5.

【0022】また、図3は、結晶温度と変換光(L4と
L5)の差エネルギーの対応を示しているグラフであ
る。これらのグラフは物質よりそれぞれ測定されており
データベースとしてコンピュータ10に収納されてい
る。
FIG. 3 is a graph showing the correspondence between the crystal temperature and the difference energy between the converted lights (L4 and L5). These graphs are measured from substances and are stored in the computer 10 as a database.

【0023】ダイクロイックミラー5で反射した反射光
L3はミラー16で折り返され、波長板17を通過し
て、レンズ13に入射して測定対象14に集光される。
なお、ミラー12a、12b、16は、レーザ光L3の
光軸と変換光L4の光軸と、変換光L5の光軸が平行に
なるように調整されている。なお、波長板17はレーザ
光L3の偏光を45±1度回転する。
The reflected light L3 reflected by the dichroic mirror 5 is reflected by the mirror 16, passes through the wave plate 17, enters the lens 13, and is condensed on the measurement object 14.
The mirrors 12a, 12b, 16 are adjusted such that the optical axis of the laser light L3, the optical axis of the converted light L4, and the optical axis of the converted light L5 are parallel to each other. The wave plate 17 rotates the polarization of the laser light L3 by 45 ± 1 degrees.

【0024】したがって、測定対象14には集光レンズ
13を介して、レーザ光(ポンプ光)L4と波長変換装
置9から出力された変換光(プローブ光)L4、L5が
集光され、その結果、ラマン散乱光を発生する。
Therefore, the laser light (pump light) L4 and the converted light (probe light) L4 and L5 output from the wavelength conversion device 9 are condensed on the object to be measured 14 via the condensing lens 13, and as a result, , Raman scattered light is generated.

【0025】測定対象14を透過した方向に発生してラ
マン散乱光を受光する位置には検出装置21が配置され
ている。この検出装置21は、偏光子22と、レンズ2
3とおよび検出器24が配列され、検出器24の出力側
に接続されたロックイン増幅器25と、このロックイン
増幅器25二接続されたチョッパ26とを具備してい
る。
A detector 21 is arranged at a position where the Raman scattered light generated in the direction of passing through the object 14 to be measured is received. The detection device 21 includes a polarizer 22 and a lens 2
3 and the detector 24 are arranged, and the lock-in amplifier 25 is connected to the output side of the detector 24 and the chopper 26 is connected to the lock-in amplifier 25.

【0026】それにより、図4に説明図を示すように、
測定対象14を透過したラマン散乱光は、偏光子22に
より位相変調を受けて、入射した光の偏光に直行した偏
光成分のみが通過する。通過した光はレンズ23を透過
して信号光L6として検出器24に受光される。検出器
24に受光された光は、電気信号に変えて、ロックイン
増幅器25に電気信号を送る。このロックイン増幅器2
5は、チョッパ26の回転周期を参照して、検出器24
から送られてきた電気信号を増幅する。
As a result, as shown in the explanatory view of FIG.
The Raman scattered light that has passed through the measurement target 14 undergoes phase modulation by the polarizer 22, and only the polarization component orthogonal to the polarization of the incident light passes through. The passed light passes through the lens 23 and is received by the detector 24 as the signal light L6. The light received by the detector 24 is converted into an electric signal and is sent to the lock-in amplifier 25. This lock-in amplifier 2
5 refers to the rotation cycle of the chopper 26 to detect the detector 24
Amplifies the electric signal sent from.

【0027】これらの構成による分光装置1は、全体が
コンピュータ10によって統合制御されている。図5に
示したように、それらの制御により測定対象14を測定
する場合、まず、レーザ光を照射しない状態では、測定
対象14は第1振動準位にあるとする。この測定対象1
4に波長変換装置7からの第3の波長を有する変換光L
4が照射されることによりこの測定対象14は第2振動
準位に励起される。そして、この第2振動準位に励起さ
れた測定対象14に変換光L5を照射することにより、
測定対象14は第3振動準位に励起され、この測定対象
14が第3振動準位から第1振動準位に遷移する際にラ
マン散乱光(アンチストーク光)が放出される。検出装
置21では主としてこのアンチストーク光を検出する。
The entire spectroscopic device 1 having these configurations is integrally controlled by the computer 10. As shown in FIG. 5, when the measurement target 14 is measured by these controls, first, it is assumed that the measurement target 14 is in the first vibration level in the state where the laser light is not irradiated. This measurement target 1
To the converted light L having the third wavelength from the wavelength conversion device 7.
By irradiating with 4, the measurement object 14 is excited to the second vibration level. Then, by irradiating the measurement object 14 excited to the second vibration level with the converted light L5,
The measurement target 14 is excited to the third vibration level, and Raman scattered light (anti-Stokes light) is emitted when the measurement target 14 transits from the third vibration level to the first vibration level. The detection device 21 mainly detects this anti-Stokes light.

【0028】つまり、それらは周期分極反転結晶9の温
度調整することにより、測定対象14の特定のエネルギ
ー準位Eのみを励起して、エネルギー準位の有無を変換
光L4、L5の位相変調強度で計測することによる分光
方法である。
That is, by adjusting the temperature of the periodically poled crystal 9, they excite only a specific energy level E of the measurement object 14 and the presence or absence of the energy level is converted into the phase modulation intensity of the converted lights L4 and L5. It is a spectroscopic method by measuring with.

【0029】コンピュータ10では、温度制御器11の
温度設定値と温度掃引速度と、温度と波長変換装置7か
ら出射される変換光L4と変換光L5の差エネルギーと
の変換をおこない、検出装置21から送られてくる電気
信号を対応させて測定対象14のスぺクトル形状を決定
する。それをコンピュータ10の内部に格納されている
データべースにある既知物質のスぺクトル形状と比較
し、測定対象14の特定をおこなっている。
The computer 10 converts the temperature set value and the temperature sweep speed of the temperature controller 11 and the temperature and the difference energy between the converted light L4 and the converted light L5 emitted from the wavelength conversion device 7, and the detection device 21. The spectrum shape of the measuring object 14 is determined by correlating the electric signals sent from the. The measurement target 14 is specified by comparing it with the spectrum shape of the known substance in the database stored in the computer 10.

【0030】例えば、結晶温度を250Kから550K
に掃引することで、図2に示したように、変換光L4
(グラフ中破線より上)の波長と変換光L5(グラフ中
破線より下)の波長とを調節することができる。それに
より、図3にグラフを示したように、測定対象14の内
部に存在する3500cm−lまでの広いエネルギー領
域を掃引できる。
For example, the crystal temperature is 250K to 550K.
By sweeping to the converted light L4, as shown in FIG.
The wavelength (above the broken line in the graph) and the wavelength of the converted light L5 (below the broken line in the graph) can be adjusted. Thereby, as shown the graph in FIG. 3, it can sweep a wide energy range of up to 3500 cm -l present inside the measurement object 14.

【0031】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。上述の第1の実施の形態では測定対象14か
らのラマン散乱光は、測定対象14からの透過光を測定
したが、この場合は、測定対象14が固体状態のように光
を透過しない場合が対象であり、そのため、測定対象1
4からの反射光を測定することにより物質を特定してい
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, the Raman scattered light from the measurement target 14 is the transmitted light from the measurement target 14, but in this case, the measurement target 14 may not transmit light as in the solid state. Object and therefore measurement target 1
The substance is specified by measuring the reflected light from No. 4.

【0032】図6は、本発明の第1の実施の形態に係る
分光装置の構成図である。なお、図1と同一機能部分に
は、同一符号を付してそれらの説明を省略する。
FIG. 6 is a block diagram of the spectroscopic device according to the first embodiment of the present invention. It should be noted that the same functional parts as those in FIG.

【0033】この分光装置1aでは、測定対象14を反
射した光を受光する位置には検出装置21aが配置され
ている。この検出装置21aは、その構成として、偏光
子22aと、レンズ23aと、検出器24aと、ロック
イン増幅器25およびチョッパ26aを具備している。
それにより、検出器24aは、測定対象14から反射さ
れ偏光子22aとレンズ23aを透過してきた信号光L
7を受光し、電気信号に変えて、ロックイン増幅器25
に電気信号を送る。このロックイン増幅器25は、チョ
ッパ26の回転周期を参照して、検出器24から送られ
てきた電気信号を増幅する。
In this spectroscopic device 1a, a detection device 21a is arranged at a position for receiving the light reflected by the measuring object 14. The detector 21a includes a polarizer 22a, a lens 23a, a detector 24a, a lock-in amplifier 25, and a chopper 26a as its components.
As a result, the detector 24a causes the signal light L reflected from the measurement target 14 and transmitted through the polarizer 22a and the lens 23a.
7 is received, converted into an electric signal, and the lock-in amplifier 25
Send an electrical signal to. The lock-in amplifier 25 amplifies the electric signal sent from the detector 24 with reference to the rotation cycle of the chopper 26.

【0034】それらの構成による分光装置1aは、全体
がコンピュータ10で統合制御されており、それにした
がって、測定対象14を測定する場合、まず、レーザ光
を照射しない状態では、図5に示したように、測定対象
14は第1振動準位にあるとする。この測定対象14に
波長変換装置7からの第3の波長を有する変換光L4が
照射されることによりこの測定対象14は第2振動準位
に励起される。そして、この第2振動準位に励起された
測定対象14に変換光L5を照射することにより、測定
対象14は第3振動準位に励起され、この測定対象14
が第3振動準位から第1振動準位に遷移する際にラマン
散乱光(アンチストーク光)が放出され、検出装置21
では主としてこのアンチストーク光を検出する。
The spectroscopic device 1a having such a configuration is wholly controlled by the computer 10, and accordingly, when measuring the measuring object 14, first, in a state where no laser light is irradiated, as shown in FIG. Further, it is assumed that the measurement target 14 is in the first vibration level. The measurement object 14 is excited to the second vibration level by irradiating the measurement object 14 with the converted light L4 having the third wavelength from the wavelength conversion device 7. Then, by irradiating the measurement object 14 excited to the second vibration level with the converted light L5, the measurement object 14 is excited to the third vibration level, and the measurement object 14 is excited.
Raman scattered light (anti-Stokes light) is emitted when the transition from the third vibration level to the first vibration level occurs, and the detection device 21
Then, this anti-Stoke light is mainly detected.

【0035】コンピュータ10では、温度制御器11の
温度設定値と温度掃引速度と、温度と波長変換装置7か
ら出射される変換光L4とL5の差エネルギーとの変換
をし、検出装置21aから送られてくる電気信号を対応
させて測定対象1444のスぺクトル形状を決定し、コ
ンピュータ10の内部に格納されているデータべースに
ある既知物質のスぺクトル形状と比較し、測定対象14
の特定をおこなっている。それにより、反射型でも透過
型と同じ効果を得ることができる。
The computer 10 converts the temperature set value and temperature sweep speed of the temperature controller 11 and the temperature and the energy difference between the converted lights L4 and L5 emitted from the wavelength converter 7, and sends them from the detector 21a. The spectrum shape of the measurement object 1444 is determined in correspondence with the received electric signals, and compared with the spectrum shape of the known substance in the database stored inside the computer 10, and the measurement object 14 is measured.
Is being identified. Thereby, the same effect as the transmissive type can be obtained even in the reflective type.

【0036】以上に述べたように、上述の各実施の形態
の分光方法では、分光を分光器を用いずに、波長変換装
置の温度制御を用いているので、小型軽量で精密な分光
装置を実現できる。
As described above, in the spectroscopic method of each of the above-mentioned embodiments, the temperature control of the wavelength conversion device is used for the spectroscopic analysis without using the spectroscope. realizable.

【0037】なお、上述の実施の形態では、測定対象に
ついて特に限定していないで説明した。それは、本発明
の分光方法や分光装置が、原則として測定物質の相状に
限らず適用することが可能であるためである。
In the above embodiment, the measurement target is not particularly limited. This is because, in principle, the spectroscopic method and spectroscopic device of the present invention can be applied not only to the state of the substance to be measured.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、物質の特定を行うため
の高精度の分光方法と、小型化した分光装置が実現でき
る。
According to the present invention, a highly accurate spectroscopic method for identifying a substance and a miniaturized spectroscopic device can be realized.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る分光装置の構
成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a spectroscopic device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】変換光の波長の結晶温度同調を示すグラフ。FIG. 2 is a graph showing crystal temperature tuning of the wavelength of converted light.

【図3】結晶温度と変換光の差エネルギーの対応を示す
グラフ。
FIG. 3 is a graph showing a correspondence between a crystal temperature and a difference energy of converted light.

【図4】検出装置の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a detection device.

【図5】特定のエネルギー準位の励起の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of excitation of a specific energy level.

【図6】本発明の第2の実施の形態に係る分光装置の構
成図。
FIG. 6 is a configuration diagram of a spectroscopic device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】従来の測定原理の説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional measurement principle.

【図8】従来の測定原理の説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional measurement principle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…分光装置、2…レーザ発振器、7…波長変換装置、
11…温度制御器、14…測定対象、21…検出装置
1 ... Spectroscopic device, 2 ... Laser oscillator, 7 ... Wavelength conversion device,
11 ... Temperature controller, 14 ... Measurement object, 21 ... Detection device

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測定対象に測定光を照射して該測定対象
からのラマン散乱光を検出器で受光して該測定対象の物
質を特定する分光方法において、前記測定光は、レーザ
光源からの出射したレーザ光を分光したポンプ光と、前
記レーザ発振器から出射したレーザ光を波長変換装置に
より出力させたプローブ光とであることを特徴とする分
光方法。
1. A spectroscopic method for irradiating a measuring object with measuring light and receiving Raman scattered light from the measuring object with a detector to specify a substance to be measured, wherein the measuring light is from a laser light source. A spectroscopic method comprising pump light obtained by dispersing emitted laser light and probe light produced by outputting the laser light emitted from the laser oscillator by a wavelength conversion device.
【請求項2】 前記検出器で検出されたラマン散乱光
は、予め記憶されているデータと照合して前記測定対象
が特定されることを特徴とする請求項1記載の分光方
法。
2. The spectroscopic method according to claim 1, wherein the Raman scattered light detected by the detector is collated with prestored data to identify the measurement target.
【請求項3】 レーザ発振器と、このレーザ発振器から
出力されるレーザ光の光軸上の前方に設けられた分光手
段と、この分光手段により分光された一方の光軸の前方
に設けられた波長変換装置と、この波長変換装置の出力
側の光軸と前記分光手段により分光された他方の光軸と
の前方に設けられた集光手段と、この集光手段により集
光された測定光が測定対象を照射することにより該測定
対象から発生したラマン散乱光を検出する検出器とを有
することを特徴とする分光装置。
3. A laser oscillator, a spectroscopic means provided in front of the optical axis of laser light output from the laser oscillator, and a wavelength provided in front of one optical axis split by the spectroscopic means. A converter, a condensing unit provided in front of the optical axis on the output side of the wavelength converter and the other optical axis separated by the spectroscopic unit, and the measurement light collected by the condensing unit A spectroscope having a detector for detecting Raman scattered light generated from the measurement target by irradiating the measurement target.
【請求項4】 前記波長変換装置は温度制御器を接続し
ていることを特徴とする請求項3記載の分光装置。
4. The spectroscopic apparatus according to claim 3, wherein the wavelength converter is connected to a temperature controller.
【請求項5】 前記検出器は、前記測定対象からのラマ
ン散乱光を透過光又は反射光として受光することを特徴
とする請求項3記載の分光装置。
5. The spectroscopic apparatus according to claim 3, wherein the detector receives Raman scattered light from the measurement target as transmitted light or reflected light.
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