JP2003329578A - Device for measuring by utilizing total reflection light - Google Patents

Device for measuring by utilizing total reflection light

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JP2003329578A
JP2003329578A JP2002136589A JP2002136589A JP2003329578A JP 2003329578 A JP2003329578 A JP 2003329578A JP 2002136589 A JP2002136589 A JP 2002136589A JP 2002136589 A JP2002136589 A JP 2002136589A JP 2003329578 A JP2003329578 A JP 2003329578A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the degradation of the measurement accuracy of a total reflection attenuation angle by entering stray light to a light receiving means in a device for measuring by utilizing total reflection light. <P>SOLUTION: A light beam from mutually different light sources from among a light sources 7, 8, and 9 is entered into dielectric blocks 52 individually corresponding to mutually adjacent light receiving means 30, from a means 10 for generating an light beam with a plurality of the light sources 7, 8, and 9 fewer than the dielectric blocks 52 parallelly arranged. The light beam is entered into each of the dielectric blocks 52 with an incident optical system 20 at an incident angle obtained total reflection conditions at an interface between the blocks 52 and a thin film layer 14, and then the strength distribution of the light beam, which are totally reflected at each of the interfaces, individually received with a plurality of the light receiving means 30. <P>COPYRIGHT: (C)2004,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、全反射光を利用し
た測定装置に関し、詳しくは、測定用の光ビームを全反
射させる複数の測定ユニットを備えた全反射光を利用し
た測定装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring apparatus using total reflected light, and more particularly to a measuring apparatus using total reflected light provided with a plurality of measuring units for totally reflecting a measuring light beam. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属中においては、自由電子が集団的に
振動してプラズマ波と呼ばれる粗密波が生じる。そし
て、金属表面に生じるこの粗密波を量子化したものは表
面プラズモンと呼ばれている。
2. Description of the Related Art In metals, free electrons collectively vibrate to generate compression waves called plasma waves. The quantized compression wave generated on the metal surface is called surface plasmon.

【0003】従来より、この表面プラズモンが光波によ
って励起される現象を利用して、被測定物質の特性を分
析する表面プラズモン測定装置が種々提案されている。
そして、それらの中で特に良く知られているものとし
て、 Kretschmann配置と称される系を用いるものが挙げ
られる(例えば特開平6−167443号参照)。
Conventionally, various surface plasmon measuring devices have been proposed which analyze the characteristics of a substance to be measured by utilizing the phenomenon that the surface plasmon is excited by a light wave.
Among them, one that is particularly well known is one that uses a system called Kretschmann arrangement (see, for example, JP-A-6-167443).

【0004】上記の系を用いる表面プラズモン測定装置
は基本的に、例えばプリズム状に形成された誘電体ブロ
ックと、この誘電体ブロックの一面に形成されて液体試
料などの被測定物質に接触させられる金属膜等からなる
薄膜層と、光ビームを発生させる光源と、上記光ビーム
を誘電体ブロックに対して、この誘電体ブロックと薄膜
層との界面で全反射条件が得られるように種々の角度で
入射させる入射光学系と、上記界面で全反射した光ビー
ムの強度を測定して表面プラズモン共鳴の状態、つまり
全反射減衰の状態を検出する受光手段とを備えてなるも
のである。
The surface plasmon measuring device using the above system is basically a dielectric block formed in a prism shape, for example, and is contacted with a substance to be measured such as a liquid sample formed on one surface of the dielectric block. A thin film layer made of a metal film or the like, a light source for generating a light beam, and various angles so that total reflection conditions can be obtained at the interface between the dielectric block and the thin film layer with respect to the light beam with respect to the dielectric block. And an optical system for measuring the intensity of the light beam totally reflected at the interface to detect the state of surface plasmon resonance, that is, the attenuated state of total reflection.

【0005】なお上述のように種々の入射角を得るため
には、比較的細い光ビームを入射角を変化させて上記界
面に入射させてもよいし、あるいは光ビームに種々の角
度で入射する成分が含まれるように、比較的太い光ビー
ムを上記界面に収束光状態であるいは発散光状態で入射
させてもよい。前者の場合は、入射した光ビームの入射
角の変化に従って、反射角が変化する光ビームを、上記
反射角の変化に同期して移動する小さな光検出器によっ
て検出したり、反射角の変化方向に沿って延びるエリア
センサによって検出することができる。一方後者の場合
は、種々の反射角で反射した各光ビームを全て受光でき
る方向に延びるエリアセンサによって検出することがで
きる。
In order to obtain various incident angles as described above, a relatively thin light beam may be incident on the interface by changing the incident angle, or may be incident on the light beam at various angles. A relatively thick light beam may be incident on the interface in a convergent light state or a divergent light state so as to include the component. In the former case, the light beam whose reflection angle changes according to the change of the incident angle of the incident light beam is detected by a small photodetector that moves in synchronization with the change of the reflection angle, or the direction of change of the reflection angle. It can be detected by an area sensor extending along. On the other hand, in the latter case, each light beam reflected at various reflection angles can be detected by an area sensor extending in a direction in which all the light beams can be received.

【0006】上記構成の表面プラズモン測定装置におい
て、光ビームを金属膜に対して全反射角以上の特定入射
角で入射させると、この金属膜に接している被測定物質
中に電界分布をもつエバネッセント波が生じ、このエバ
ネッセント波によって金属膜と被測定物質との界面に表
面プラズモンが励起される。エバネッセント光の波数ベ
クトルが表面プラズモンの波数と等しくて波数整合が成
立しているとき、両者は共鳴状態となり、光のエネルギ
ーが表面プラズモンに移行するので、誘電体ブロックと
金属膜との界面で全反射した光の強度が鋭く低下する。
この光強度の低下は、一般に上記受光手段により暗線と
して検出される。なお上記の共鳴は、入射ビームがp偏
光のときにだけ生じる。したがって、光ビームがp偏光
で入射するように予め設定しておく必要がある。
In the surface plasmon measuring device having the above structure, when a light beam is incident on the metal film at a specific incident angle of a total reflection angle or more, an evanescent light having an electric field distribution in the substance to be measured in contact with the metal film. A wave is generated, and the surface plasmon is excited at the interface between the metal film and the substance to be measured by this evanescent wave. When the wave vector of the evanescent light is equal to the wave number of the surface plasmon and the wave number matching is established, both are in a resonance state and the energy of the light is transferred to the surface plasmon, so that at the interface between the dielectric block and the metal film. The intensity of the reflected light sharply decreases.
This decrease in light intensity is generally detected as a dark line by the light receiving means. Note that the above resonance occurs only when the incident beam is p-polarized. Therefore, it is necessary to set in advance that the light beam is incident as p-polarized light.

【0007】この全反射減衰(ATR)が生じる入射
角、すなわち全反射減衰角θspより表面プラズモンの波
数が解ると被測定物質の誘電率が求められる。すなわち
表面プラズモンの波数をKsp、表面プラズモンの角周波
数をω、cを真空中の光速、ε m とεs をそれぞれ金
属、被測定物質の誘電率とすると、以下の関係がある。
Incident where this attenuated total internal reflection (ATR) occurs
Angle, that is, the wave of surface plasmon from the total reflection attenuation angle θsp
When the number is known, the dielectric constant of the substance to be measured can be obtained. Ie
Ksp is the wave number of the surface plasmon, and the angular frequency of the surface plasmon
Ω, c is the speed of light in a vacuum, ε m And εs Each gold
Assuming that the genus and the dielectric constant of the substance to be measured have the following relationships.

【0008】[0008]

【数1】 すなわち、上記反射光強度が低下する入射角である全反
射減衰角θspを知ることにより、被測定物質の誘電率ε
s 、つまりは屈折率に関連する特性を求めることができ
る。
[Equation 1] That is, by knowing the total reflection attenuation angle θsp, which is the incident angle at which the reflected light intensity decreases, the dielectric constant ε of the measured substance
It is possible to obtain a characteristic related to s , that is, the refractive index.

【0009】また、全反射減衰(ATR)を利用する類
似の測定装置として、例えば「分光研究」第47巻 第
1号(1998)の第21〜23頁および第26〜27
頁に記載がある漏洩モード測定装置も知られている。こ
の漏洩モード測定装置は基本的に、例えばプリズム状に
形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの一
面に形成されたクラッド層と、このクラッド層の上に形
成されて、試料液に接触させられる光導波層と、光ビー
ムを発生させる光源と、上記光ビームを上記誘電体ブロ
ックに対して、この誘電体ブロックとクラッド層との界
面で全反射条件が得られるように種々の角度で入射させ
る光学系と、上記界面で全反射した光ビームの強度を測
定して導波モードの励起状態、つまり全反射減衰状態を
検出する受光手段とを備えてなるものである。
Further, as a similar measuring apparatus utilizing the attenuated total reflection (ATR), for example, "Spectroscopic Research" Vol. 47, No. 1 (1998), pages 21 to 23 and 26 to 27.
Leakage mode measuring devices described on the page are also known. This leak mode measuring device is basically a dielectric block formed, for example, in a prism shape, a clad layer formed on one surface of the dielectric block, and a clad layer formed on the clad layer for contact with a sample solution. An optical waveguide layer, a light source for generating a light beam, and the light beam with respect to the dielectric block at various angles so that total reflection conditions can be obtained at the interface between the dielectric block and the cladding layer. It comprises an optical system to be incident and a light receiving means for measuring the intensity of the light beam totally reflected at the interface to detect the excited state of the guided mode, that is, the attenuated state of total reflection.

【0010】上記構成の漏洩モード測定装置において、
光ビームを誘電体ブロックを通してクラッド層に対して
全反射角以上の入射角で入射させると、このクラッド層
を透過した後に光導波層においては、ある特定の波数を
有する特定入射角の光のみが導波モードで伝搬するよう
になる。こうして導波モードが励起されると、入射光の
ほとんどが光導波層に取り込まれるので、上記界面で全
反射する光の強度が鋭く低下する全反射減衰が生じる。
そして導波光の波数は光導波層の上の被測定物質の屈折
率に依存するので、全反射減衰が生じる上記特定入射角
を知ることによって、被測定物質の屈折率や、それに関
連する被測定物質の特性を分析することができる。
In the leaky mode measuring device having the above structure,
When a light beam is incident on the cladding layer through the dielectric block at an angle of incidence equal to or more than the total reflection angle, only light with a specific incident angle having a specific wave number is transmitted in the optical waveguide layer after passing through the cladding layer. It propagates in the guided mode. When the guided mode is excited in this manner, most of the incident light is taken into the optical waveguide layer, so that the total reflection attenuation occurs in which the intensity of the light totally reflected at the interface sharply decreases.
Since the wave number of the guided light depends on the refractive index of the substance to be measured on the optical waveguide layer, the refractive index of the substance to be measured and the related measured substance to be measured can be obtained by knowing the specific incident angle at which attenuation of total reflection occurs. The properties of the substance can be analyzed.

【0011】なお、表面プラズモン共鳴測定装置もしく
は漏洩モード測定装置等の全反射を利用した測定装置と
しては、光を界面に全反射条件が得られる入射角で入射
させ、その光によるエバネッセント波の発生により、界
面で全反射した光の状態の変化を測定することにより被
測定物質の特性分析等を行うに際して、前述の全反射減
衰を生じる特定入射角の測定をする装置のほか、複数の
波長の光ビームを界面に入射させ、角波長毎の全反射減
衰の程度を検出する装置、あるいは、光ビームを界面に
入射させるとともに、この光ビームの一部を、界面入射
前に分割し、この分割した光ビームを界面で反射した光
ビームと干渉させて、この干渉の状態を測定する装置等
種々のタイプがある。
As a measuring apparatus using total reflection such as a surface plasmon resonance measuring apparatus or a leaky mode measuring apparatus, light is made incident on an interface at an incident angle at which total reflection conditions are obtained, and an evanescent wave is generated by the light. When measuring the characteristics of the substance to be measured by measuring the change in the state of the light totally reflected at the interface, the device for measuring the specific incident angle that causes the above-mentioned attenuation of total reflection is used. A device that makes a light beam enter the interface and detects the degree of attenuation of total internal reflection for each angular wavelength, or makes the light beam enter the interface and divides a part of this light beam before it enters the interface. There are various types such as a device that interferes the generated light beam with the light beam reflected at the interface and measures the state of this interference.

【0012】さらに、多数の試料を同時に測定すること
ができるように、光ビームを、並設された複数の誘電体
ブロックと各誘電体ブロック上に形成された薄膜層との
界面に入射させ、各界面で全反射された各光ビームを、
並設された複数の受光手段で個別に受光して上記界面で
全反射した光の状態を検出する測定装置も知られてい
る。
Further, in order to measure a large number of samples at the same time, a light beam is made incident on the interface between a plurality of dielectric blocks arranged in parallel and a thin film layer formed on each dielectric block, Each light beam totally reflected at each interface,
There is also known a measuring device that individually receives light by a plurality of light receiving means arranged in parallel and detects the state of light totally reflected at the interface.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記複数の
誘電体ブロックを備えた測定装置には、限られたスペー
ス内でより多くの試料の測定を行なえるようにしたいと
いう要請があり、各誘電体ブロックを並設する間隔を狭
くして密度高く誘電体ブロックが並ぶように改良すると
ともに、各受光手段を並設する間隔を狭くして受光手段
を密度高く並べ、一定のスペースにより多くの試料を配
置して測定する検討が行なわれている。
By the way, there is a demand for a measuring device having a plurality of dielectric blocks to measure a larger number of samples in a limited space. The space between the body blocks is narrowed to improve the density of the dielectric blocks, and the space between the light receiving means is narrowed to arrange the light receiving means in a high density to increase the number of samples in a certain space. Are being studied for placement and measurement.

【0014】しかしながら、各受光手段が並設される間
隔が狭まるにしたがって、特定の受光手段と互いに隣合
う受光手段へ入射する光路を通る光ビームから分岐され
た迷光成分の、この特定の受光手段への入射光量が多く
なり、全反射減衰角を測定する際に、この迷光が上記特
定の受光手段に入射する光ビームと共に、この特定の受
光手段で受光され、全反射減衰による全反射光強度の鋭
い低下を表すプロファイルが変動して全反射減衰角の測
定精度が低下するという問題がある。
However, as the distance between the light receiving means arranged in parallel decreases, the specific light receiving means of the stray light component branched from the light beam passing through the optical path incident on the light receiving means adjacent to the specific light receiving means. The stray light is received by the specific light receiving means together with the light beam incident on the specific light receiving means when measuring the total reflection attenuation angle, and the total reflection light intensity due to the total reflection attenuation is increased. However, there is a problem that the profile representing the sharp decrease of the total reflection angle fluctuates and the measurement accuracy of the total reflection attenuation angle decreases.

【0015】また、上記迷光成分が特定の受光手段に入
射する光ビームと干渉してこの特定の受光手段の受光面
に干渉縞が生じ、全反射減衰角を測定する際に、この干
渉縞による光強度の強弱と上記全反射減衰による光強度
の減衰とが重なり合い、全反射減衰による全反射光強度
の鋭い低下を表すプロファイルが変動して全反射減衰角
の測定精度が低下するという問題もある。
Further, the stray light component interferes with the light beam incident on the specific light receiving means to generate interference fringes on the light receiving surface of the specific light receiving means, and the interference fringes are caused by the interference fringes when measuring the total reflection attenuation angle. There is also a problem that the intensity of the light intensity and the attenuation of the light intensity due to the attenuation of the total reflection are overlapped with each other, and the profile showing the sharp decrease in the intensity of the total reflection light due to the attenuation of the total reflection fluctuates, and the measurement accuracy of the attenuated total reflection angle decreases. .

【0016】より具体的には、96個の誘電体ブロック
を並設して測定を行なった場合に混入する迷光の光量
は、同じ幅に384個の誘電体ブロックを4倍密度高く
並設して測定を行なった場合に混入する迷光の光量の約
1/5になることが実験で確認されている。
More specifically, the quantity of stray light mixed in when 96 dielectric blocks are arranged in parallel and measured is 384 dielectric blocks arranged in the same width four times higher in density. It has been confirmed by experiments that the amount of stray light mixed in is about 1/5 when measured by the above method.

【0017】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、受光手段への迷光の入射による全反射減衰角の
測定精度の低下を抑制することができる全反射光を利用
した測定装置を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a measuring apparatus using total reflection light capable of suppressing deterioration in measurement accuracy of the total reflection attenuation angle due to incidence of stray light on the light receiving means. It is intended to be provided.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明の全反射光を利用
した測定装置は、光ビームを発生する光ビーム発生手段
と、光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電
体ブロックの上面に形成された薄膜層、およびこの薄膜
層の表面上に試料を保持する試料保持機構を備えてなる
複数の測定ユニットと、光ビームを、各測定ユニットの
誘電体ブロックに対して、各誘電体ブロックと薄膜層と
の界面で全反射条件が得られる入射角で入射させる入射
光学系と、各界面で全反射した光ビームを個別に受光
し、各光ビームの強度を測定する複数の受光手段を並設
してなる光検出手段とを備えてなる全反射光を利用した
測定装置であって、光ビーム発生手段が、誘電体ブロッ
クの数より少ない複数の光源を備え、入射光学系が、互
いに隣合う受光手段にそれぞれ対応する誘電体ブロック
に対して、複数の光源のうち互いに異なる光源からの光
ビームを入射させたり、互いに隣合う受光手段に対し
て、それぞれ異なるタイミングで光ビームを入射させる
光ビーム入射手段を備えていることを特徴とするもので
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION A measuring apparatus using total reflection light according to the present invention comprises a light beam generating means for generating a light beam, a dielectric block transparent to the light beam, and an upper surface of the dielectric block. A plurality of measurement units each having a thin film layer formed on the surface of the thin film layer and a sample holding mechanism for holding a sample on the surface of the thin film layer; An incident optical system that makes an incident angle at which the total reflection condition is obtained at the interface between the block and the thin film layer, and a plurality of light receiving means that individually receives the light beams totally reflected at each interface and measures the intensity of each light beam. Is a measuring device using the total reflection light provided with a light detecting means arranged in parallel, the light beam generating means, a plurality of light sources less than the number of dielectric blocks, the incident optical system, Light receiving means next to each other Light beam incidence means for making light beams from different light sources of a plurality of light sources incident on the corresponding dielectric blocks, or for making light beams incident on adjacent light receiving means at different timings, respectively. It is characterized by having.

【0019】前記光ビーム発生手段を、互いに隣合う受
光手段に対して入射されるそれぞれの光ビームを発生さ
せる第1の光源と第2の光源とを有するものとし、前記
光ビーム入射手段を、第1の光源と第2の光源とを互い
に異なるタイミングで点灯させるものとすることができ
る。
The light beam generating means has a first light source and a second light source for generating respective light beams incident on the light receiving means adjacent to each other, and the light beam incident means is The first light source and the second light source may be turned on at different timings.

【0020】前記光ビーム入射手段は、各光受光手段に
向かう光ビームの光路を個別に遮断あるいは偏向してこ
の光ビームを光路から外す光制限手段と、互いに隣合う
前記受光手段に対してそれぞれ異なるタイミングで光ビ
ームを入射させるようにこの光制限手段を制御する制御
手段とを備えたものとすることができる。
The light beam incident means individually cuts off or deflects the optical paths of the light beams directed to the respective light receiving means to remove the light beams from the optical path, and the light receiving means adjacent to each other. It may be provided with a control means for controlling the light limiting means so that the light beams are made incident at different timings.

【0021】上記測定装置は、上記薄膜層を金属膜から
なるものとし、前述の表面プラズモン共鳴による効果を
利用して測定を行なうように構成されたものとしてもよ
い。
The measuring apparatus may be configured such that the thin film layer is made of a metal film and the measurement is performed by utilizing the effect of the surface plasmon resonance described above.

【0022】また、上記測定装置は、上記薄膜層を、誘
電体ブロックの前記上面に形成されたクラッド層とこの
クラッド層上に形成された光導波層からなるものとし、
この光導波層における導波モードの励起による効果を利
用して測定を行なうように構成されたものとしてもよ
い。
In the measuring device, the thin film layer is composed of a clad layer formed on the upper surface of the dielectric block and an optical waveguide layer formed on the clad layer.
The measurement may be performed by utilizing the effect of excitation of the waveguide mode in the optical waveguide layer.

【0023】またさらに、本発明による測定装置におい
ては、受光手段により前記界面で全反射した光ビームの
強度を測定して試料の分析を行う種々の方式があり、例
えば、光ビームを前記界面で全反射条件が得られる種々
の入射角で入射させ、各入射角に対応した位置毎に前記
界面で全反射した光ビームの強度を測定して、全反射減
衰により発生した暗線の位置(角度)を検出することに
より試料分析を行ってもよいし、D.V.Noort,K.johanse
n,C.-F.Mandenius, Porous Gold in Surface Plasmon R
esonance Measurement, EUROSENSORS XIII, 1999, pp.5
85-588 に記載されているように、複数の波長の光ビー
ムを前記界面で全反射条件が得られる入射角で入射さ
せ、各波長毎に前記界面で全反射した光ビームの強度を
測定して、各波長毎の全反射減衰の程度を検出すること
により試料分析を行ってもよい。
Furthermore, in the measuring device according to the present invention, there are various methods for analyzing the sample by measuring the intensity of the light beam totally reflected at the interface by the light receiving means. The position of the dark line (angle) generated by the attenuation of total reflection is measured by making the light beam incident at various incident angles that obtain the conditions for total reflection, measuring the intensity of the light beam totally reflected at the interface at each position corresponding to each incident angle. Sample analysis may be carried out by detection of DVnoort, K.johanse
n, C.-F.Mandenius, Porous Gold in Surface Plasmon R
esonance Measurement, EUROSENSORS XIII, 1999, pp.5
As described in 85-588, light beams of multiple wavelengths are incident on the interface at an angle of incidence at which total reflection conditions are obtained, and the intensity of the light beam totally reflected at the interface is measured for each wavelength. Then, the sample analysis may be performed by detecting the degree of total reflection attenuation for each wavelength.

【0024】また、P.I.Nikitin,A.N.Grigorenko,A.A.B
eloglazov,M.V.Valeiko,A.I.Savchuk,O.A.Savchuk, Sur
face Plasmon Resonance Interferometry for Micro-Ar
rayBiosensing, EUROSENSORS XIII, 1999, pp.235-238
に記載されているように、光ビームを前記界面で全反射
条件が得られる入射角で入射させるとともに、この光ビ
ームの一部を、この光ビームが前記界面に入射する前に
分割し、この分割した光ビームを、前記界面で全反射し
た光ビームと干渉させて、その干渉後の光ビームの強度
を測定することにより試料分析を行ってもよい。
Also, PINikitin, ANGrigorenko, AAB
eloglazov, MVValeiko, AISavchuk, OASavchuk, Sur
face Plasmon Resonance Interferometry for Micro-Ar
rayBiosensing, EUROSENSORS XIII, 1999, pp.235-238
The light beam is incident at an angle of incidence such that total internal reflection conditions are obtained at the interface, and a portion of the light beam is split before the light beam enters the interface; The sample analysis may be performed by causing the divided light beam to interfere with the light beam totally reflected at the interface and measuring the intensity of the light beam after the interference.

【0025】また、誘電体ブロックは、前記光ビームが
入射および射出される面と、前記薄膜層が形成される面
とを全て有する1つのブロックとして形成されたもので
あってもよいし、前記光ビームが入射および射出される
面を有する部分と、前記薄膜層が形成される面を有する
部分の2つが、屈折率マッチング手段を介して接合され
てなるものであってもよい。
Further, the dielectric block may be formed as one block having all the surface on which the light beam is incident and emitted and the surface on which the thin film layer is formed, or Two parts, a part having a surface on which the light beam enters and exits and a part having a surface on which the thin film layer is formed, may be joined via a refractive index matching means.

【0026】複数の測定ユニットは、1個ずつ個別に形
成されたものであってもよいし、1次元もしくは二次元
に配列され一体的に形成されていてもよい。また、測定
ユニットが、薄膜層の表面上に試料を連続的に供給する
と共に、この供給された試料を連続的に排出する試料給
排手段を備えていてもよい。
The plurality of measuring units may be individually formed one by one, or may be one-dimensionally or two-dimensionally arranged and integrally formed. Further, the measurement unit may be provided with a sample supplying / discharging means for continuously supplying the sample onto the surface of the thin film layer and continuously discharging the supplied sample.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明の全反射光を利用した測定装置に
よれば、光ビーム発生手段を、誘電体ブロックの数より
少ない複数の光源を備えたものとし、入射光学系を、互
いに隣合う受光手段にそれぞれ対応する誘電体ブロック
に対して、複数の光源のうち互いに異なる光源からの光
ビームを入射させて、特定の受光手段と隣合う受光手段
に入射する光ビームの光路から外れた迷光成分とこの特
定の受光手段に入射する光ビームとの干渉性を低下さ
せ、干渉縞の発生を抑制したり、あるいは、複数の受光
手段のうち互いに隣合う受光手段に対して、それぞれ異
なるタイミングで光ビームを入射させる光ビーム入射手
段を備えるようにして、特定の受光手段と隣合う受光手
段に入射する光ビームの光路から外れた迷光成分のこの
特定の受光手段への入射光量を低減するようにしたの
で、受光手段への迷光成分の入射による全反射減衰角の
測定精度の低下を抑制することができる。
According to the measuring apparatus using the totally reflected light of the present invention, the light beam generating means is provided with a plurality of light sources smaller than the number of dielectric blocks, and the incident optical systems are adjacent to each other. Stray light deviated from the optical path of the light beam incident on the light receiving means adjacent to the specific light receiving means by making light beams from different light sources of the plurality of light sources incident on the dielectric blocks respectively corresponding to the light receiving means. The coherence between the component and the light beam incident on this particular light receiving means is reduced to suppress the generation of interference fringes, or the light receiving means adjacent to each other among the plurality of light receiving means are provided at different timings. By providing the light beam incidence means for injecting the light beam, the stray light component deviated from the optical path of the light beam incident on the light receiving means adjacent to the particular light receiving means to the particular light receiving means Since so as to reduce Shako amount, it is possible to suppress a decrease in measurement accuracy of the ATR angle due to the incidence of the stray light component of the light receiving means.

【0028】また、光ビーム発生手段を、互いに隣合う
受光手段に対して入射されるそれぞれの光ビームを発生
させる第1の光源と第2の光源とを有するものとし、光
ビーム入射手段を、第1の光源と第2の光源とを互いに
異なるタイミングで点灯させるものとしたり、あるい
は、光ビーム入射手段を、各光受光手段に向かう光ビー
ムの光路を個別に遮断あるいは偏向してこの光ビームを
光路から外す光制限手段と、互いに隣合う前記受光手段
に対してそれぞれ異なるタイミングで光ビームを入射さ
せるようにこの光制限手段を制御する制御手段とを備え
るようにすれば、特定の受光手段と隣合う受光手段に入
射する光ビームの光路から外れてこの特定の受光手段へ
入射する迷光成分のこの特定の受光手段への入射光量を
より確実に低減することができる。
Further, the light beam generating means has a first light source and a second light source for generating respective light beams incident on the light receiving means adjacent to each other, and the light beam incident means is The first light source and the second light source may be turned on at different timings, or the light beam incident means may be provided by individually blocking or deflecting the optical path of the light beam toward each light receiving means. A light receiving means for removing the light from the optical path, and a control means for controlling the light limiting means so that the light beams are made to enter the light receiving means adjacent to each other at different timings. And more reliably reduce the amount of stray light component incident on the specific light receiving means which is deviated from the optical path of the light beam incident on the adjacent light receiving means to the specific light receiving means. Door can be.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態の全反
射光の状態を測定する表面プラズモン測定装置の概略構
成を示す側面図であり、図2は上記表面プラズモン測定
装置の平面図、図3は測定プレートの斜視図、図4は測
定プレートの断面図、図5は入射角と受光手段で受光し
た光ビームの反射光強度との関係を示す図、図6は干渉
縞による濃淡と全反射減衰による暗線とが重なった光強
度パターンを示す図、図7は受光手段上に干渉縞による
濃淡が生じたときの反射光強度プロファイルを示す図、
図8は迷光成分によって全体的に強度が高い方向にシフ
トされた反射光強度プロファイルを示す図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of a surface plasmon measuring device for measuring the state of totally reflected light according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the surface plasmon measuring device, and FIG. 3 is a measurement plate. FIG. 4 is a perspective view, FIG. 4 is a cross-sectional view of the measurement plate, FIG. 5 is a view showing the relationship between the incident angle and the reflected light intensity of the light beam received by the light receiving means, and FIG. 6 is a dark line due to the interference fringes and total reflection attenuation. FIG. 7 is a diagram showing a light intensity pattern in which overlapping portions are overlapped with each other, and FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a reflected light intensity profile that is shifted in the direction in which the intensity is high due to the stray light component.

【0030】本発明の実施の形態の表面プラズモン測定
装置は、光ビームを発生する光ビーム発生手段10、光
ビームに対して透明な誘電体ブロック52、この誘電体
ブロック52の上面に形成された薄膜層14、およびこ
の薄膜層14の表面上に試料を保持する試料保持機構5
3を備えてなる複数の測定ユニット55(55a〜55
e)が並べられて形成された測定プレート50(図2の
II−II断面を示す図4参照)と、光ビームを、各測定ユ
ニット55(55a〜55e)の誘電体ブロック52
(52a〜52e)に対して、誘電体ブロック52と薄
膜層14との界面54で全反射条件が得られる入射角で
入射させる入射光学系20と、各界面54(54a〜5
4e)で全反射した光ビームを、個別に受光して各光ビ
ームの強度を測定する複数の受光手段30(30a〜3
0e)を並設してなる光検出手段35とを備え、光ビー
ム発生手段10が、誘電体ブロック52の数より少ない
複数の光源であるレーザ光源9、レーザ光源8およびレ
ーザ光源7を備え、入射光学系20が、互いに隣合う受
光手段30にそれぞれ対応する誘電体ブロック52(5
2a〜52e)に対して、レーザ光源9、レーザ光源8
およびレーザ光源7のうち互いに異なる光源からの光ビ
ームを入射させる。すなわち、受光手段30a、受光手
段30c、受光手段30eにそれぞれ対応する誘電体ブ
ロック52a、誘電体ブロック52c、誘電体ブロック
52eに対して第1の光源であるレーザ光源9およびレ
ーザ光源7からの光ビームを入射させ、受光手段30
b、受光手段30dにそれぞれ対応する誘電体ブロック
52b、誘電体ブロック52dに対して第2の光源であ
るレーザ光源8からの光ビームを入射させる。
The surface plasmon measuring apparatus according to the embodiment of the present invention is formed by a light beam generating means 10 for generating a light beam, a dielectric block 52 transparent to the light beam, and an upper surface of the dielectric block 52. Thin film layer 14, and sample holding mechanism 5 for holding a sample on the surface of this thin film layer 14.
A plurality of measuring units 55 (55a to 55)
e) a measurement plate 50 formed by arranging (e in FIG. 2).
(See FIG. 4 showing the II-II cross section) and the light beam to the dielectric block 52 of each measurement unit 55 (55a to 55e).
With respect to (52a to 52e), the incident optical system 20 is made to enter at an incident angle at which the total reflection condition is obtained at the interface 54 between the dielectric block 52 and the thin film layer 14, and the respective interfaces 54 (54a to 5e).
4e) a plurality of light receiving means 30 (30a-3) for individually receiving the light beams totally reflected and measuring the intensity of each light beam.
0e) are arranged in parallel, and the light beam generating means 10 includes a laser light source 9, a laser light source 8 and a laser light source 7, which are a plurality of light sources smaller than the number of dielectric blocks 52. The incident optical system 20 has dielectric blocks 52 (5) corresponding to the light receiving means 30 adjacent to each other.
2a to 52e), laser light source 9 and laser light source 8
Light beams from different light sources of the laser light source 7 are made incident. That is, the light from the laser light source 9 and the laser light source 7 which are the first light source for the dielectric block 52a, the dielectric block 52c, and the dielectric block 52e respectively corresponding to the light receiving means 30a, the light receiving means 30c, and the light receiving means 30e. Beam is made incident, and light receiving means 30
b, the light beam from the laser light source 8 as the second light source is made incident on the dielectric block 52b and the dielectric block 52d corresponding to the light receiving means 30d.

【0031】各測定ユニット55は、試料保持機構53
で形成された複数のウェル(液溜め)51(51a〜5
1e)に測定対象となる試料15を溜めて保持する。測
定ユニット55は例えば透明樹脂等からなり、ウェル5
1は円錐台形状である。このウェル51の底面が誘電体
ブロック52の上面となり、この誘電体ブロック52の
上面に金属膜12およびセンシング物質13がこの順に
積層されて薄膜層14が形成されている。そして、この
誘電体ブロック52と上記金属膜12との界面54に測
定用の光ビームLが入射されるようになっている。な
お、ここでは、測定ユニット55を構成する誘電体ブロ
ック52と試料保持機構53とが一体化されて形成され
ている。
Each measuring unit 55 includes a sample holding mechanism 53.
A plurality of wells (liquid reservoirs) 51 (51a to 5a) formed by
The sample 15 to be measured is stored and held in 1e). The measurement unit 55 is made of, for example, a transparent resin, and the well 5
1 is a truncated cone shape. The bottom surface of the well 51 serves as the top surface of the dielectric block 52, and the metal film 12 and the sensing substance 13 are laminated in this order on the top surface of the dielectric block 52 to form the thin film layer 14. Then, the measuring light beam L is made to enter the interface 54 between the dielectric block 52 and the metal film 12. Note that, here, the dielectric block 52 and the sample holding mechanism 53 that form the measurement unit 55 are integrally formed.

【0032】また、測定プレート50は、複数の測定ユ
ニット55(55a〜55e)が線状に並べられて(図
中矢印Y軸方向に並べられて)一体化されたものであ
り、この測定プレート50が上記Y軸方向と直交する方
向(図中矢印X軸方向)に複数並べられた状態で支持台
(図示は省略)上に載置されこれらの測定プレートが逐
次移送されて測定に供される。なお、図中に示すX軸と
Y軸とは水平面に平行な軸であり、Z軸は上記水平面に
直交する鉛直方向の軸を示すものである。
Further, the measuring plate 50 is formed by linearly arranging a plurality of measuring units 55 (55a to 55e) (arranged in the direction of the arrow Y axis in the figure) and integrating them. A plurality of 50 are arranged in a direction orthogonal to the Y-axis direction (the X-axis direction of the arrow in the figure) and placed on a support (not shown), and these measurement plates are sequentially transferred and used for measurement. It The X axis and the Y axis shown in the figure are axes parallel to the horizontal plane, and the Z axis is a vertical axis orthogonal to the horizontal plane.

【0033】入射光学系20は、光ビーム発生手段10
のレーザ光源9から細径の平行光として射出された光ビ
ームLを分岐するハーフミラー21aおよび分岐された
光ビームLを反射させるミラー21c、光ビーム発生手
段10のレーザ光源8から細径の平行光として射出され
た光ビームLを分岐するハーフミラー22dおよび分岐
された光ビームLを反射させるミラー22b、上記分岐
された光ビームLおよびレーザ光源7から細径の平行光
として射出された光ビームLの光束の径を図1の紙面と
平行なX−Z平面でのみ拡大するシリンドリカルビーム
エキスパンダ24、シリンドリカルビームエキスパンダ
24によって1方向にのみ(X−Z平面でのみ)径が拡
大された光ビームを、X−Z平面でのみ集光するシリン
ドリカルレンズ26とを備え、光源10から出射された
光ビームLを各測定ユニット55の界面54に並列的に
入射させる。すなわち、レーザ光源9から射出されハー
フミラー21aを透過した光ビームは誘電体ブロック5
2aに入射し、レーザ光源9から射出されハーフミラー
21aで分岐されミラー21cで反射された光ビームは
誘電体ブロック52cに入射し、レーザ光源8から射出
されハーフミラー22dを透過した光ビームは誘電体ブ
ロック52dに入射し、レーザ光源8から射出されハー
フミラー22dで分岐されミラー22bで反射された光
ビームは誘電体ブロック52bに入射し、レーザ光源7
から射出された光ビームは誘電体ブロック52eに入射
する。このとき、各光ビームLは、それぞれの界面54
に対して、種々の入射角成分を持った状態で入射するこ
とになる。上記各界面54で反射された光ビームは再び
X−Z平面でのみ発散され1方向に径が拡大されつつ誘
電体ブロック52から射出される。
The incident optical system 20 comprises the light beam generating means 10
, A half mirror 21a for branching the light beam L emitted from the laser light source 9 as parallel light having a small diameter, a mirror 21c for reflecting the branched light beam L, and a parallel light having a small diameter from the laser light source 8 of the light beam generating means 10. A half mirror 22d for branching the light beam L emitted as light, a mirror 22b for reflecting the branched light beam L, the branched light beam L and a light beam emitted as parallel light of a small diameter from the laser light source 7. The diameter of the light flux of L is expanded only in the XZ plane parallel to the paper surface of FIG. 1 by the cylindrical beam expander 24 and the cylindrical beam expander 24 so that the diameter is expanded in only one direction (only in the XZ plane). The light beam L emitted from the light source 10 is measured by a cylindrical lens 26 that condenses the light beam only in the XZ plane. Parallel is incident on the interface 54 of the unit 55. That is, the light beam emitted from the laser light source 9 and transmitted through the half mirror 21 a is the dielectric block 5.
The light beam that enters the laser beam source 2a, is emitted from the laser light source 9, is branched by the half mirror 21a, and is reflected by the mirror 21c is incident on the dielectric block 52c, and the light beam that is emitted from the laser light source 8 and transmitted through the half mirror 22d is dielectric. The light beam that is incident on the body block 52d, is emitted from the laser light source 8, is branched by the half mirror 22d, and is reflected by the mirror 22b is incident on the dielectric block 52b.
The light beam emitted from is incident on the dielectric block 52e. At this time, each light beam L has its own interface 54.
On the other hand, the light is incident with various incident angle components. The light beam reflected by each of the interfaces 54 again diverges only in the XZ plane and is emitted from the dielectric block 52 while the diameter thereof is expanded in one direction.

【0034】なお、界面54に対して種々の角度で入射
する入射角θは、全反射角以上の角度とされる。そのた
め、界面54で全反射した光ビームには、種々の反射角
で全反射された成分が含まれることになる。なお、上記
入射光学系20は、光ビームを界面54上にデフォーカ
ス状態で入射させるように構成してもよい。そのように
すれば、界面54上のより広い領域において光ビームL
が全反射されるので、全反射減衰の状態の検出誤差が平
均化されて全反射解消角の測定精度を高めることができ
る。
The incident angle θ that is incident on the interface 54 at various angles is set to be an angle equal to or larger than the total reflection angle. Therefore, the light beam totally reflected at the interface 54 contains components totally reflected at various reflection angles. The incident optical system 20 may be configured so that the light beam is incident on the interface 54 in a defocused state. By doing so, the light beam L is spread over a wider area on the interface 54.
Is totally reflected, the detection error in the attenuated total reflection state is averaged, and the measurement accuracy of the total reflection elimination angle can be improved.

【0035】なお、各レーザ光源9、8、7は、直線偏
光である各レーザ光源から射出された光ビームがp偏光
状態で界面54に入射するように配設されている。その
他、光ビームを界面54に対してp偏光で入射させるに
は波長板で光ビームの偏光の向きを制御するようにして
もよい。
The laser light sources 9, 8 and 7 are arranged so that the light beams emitted from the laser light sources, which are linearly polarized light, enter the interface 54 in the p-polarized state. In addition, in order to make the light beam incident on the interface 54 as p-polarized light, the polarization direction of the light beam may be controlled by a wave plate.

【0036】受光手段30a〜30eの各々は、多数の
フォトダイオードが線状に並べられたラインセンサーか
ら構成されており、フォトダイオードの並び方向は、光
ビームが界面54で反射され誘電体ブロック52から射
出されてX−Z平面内の1方向に径が拡大される方向で
ある。
Each of the light receiving means 30a to 30e is composed of a line sensor in which a large number of photodiodes are arranged in a line. In the arrangement direction of the photodiodes, the light beam is reflected at the interface 54 and the dielectric block 52 is arranged. Is a direction in which the diameter is expanded in one direction in the XZ plane.

【0037】以下、上記構成の表面プラズモン測定装置
による試料分析について説明する。
The sample analysis by the surface plasmon measuring device having the above structure will be described below.

【0038】光ビーム発生手段10の各レーザ光源から
射出された光ビームLは、入射光学系20を通して、誘
電体ブロック52と金属膜12との界面54上に収束さ
れた状態で入射する。界面54で全反射された光ビーム
Lは、誘電体ブロック52から射出され受光手段30a
〜30eによって受光される。各受光手段30a〜30
eそれぞれには、多数のフォトダイオードが上記光ビー
ムLの発散方向に線状に並んで形成されているので、上
記界面54において種々の反射角で全反射された光ビー
ムの各角度における成分が、線状に並ぶそれぞれ異なる
フォトダイオードで受光されることになる。これによ
り、各受光手段30a〜30eそれぞれから、各フォト
ダイオードによって検出された上記光ビームの強度分布
を示す信号が出力される。
The light beam L emitted from each laser light source of the light beam generating means 10 is incident on the interface 54 between the dielectric block 52 and the metal film 12 in a converged state through the incident optical system 20. The light beam L totally reflected at the interface 54 is emitted from the dielectric block 52 and received by the light receiving means 30a.
Received by ~ 30e. Each light receiving means 30a-30
Since a large number of photodiodes are formed linearly in each of the e directions in the divergence direction of the light beam L, the components at each angle of the light beam totally reflected at various reflection angles at the interface 54 are obtained. , Are received by different photodiodes arranged in a line. As a result, a signal indicating the intensity distribution of the light beam detected by each photodiode is output from each of the light receiving means 30a to 30e.

【0039】界面54に特定入射角θSPで入射した上
記光ビームの成分は、金属膜12と液体試料15との界
面54に表面プラズモンを励起させるので、この角度で
入射した光については反射光強度が鋭く低下する。つま
り上記特定入射角θSPが全反射解消角であり、この角
度θSPにおいて反射光強度は極小値を示す。この反射
光強度が低下する領域は、発散する反射光ビーム中の暗
線として観察される。ウェル51の底面の金属膜12に
接している物質の誘電率つまりは屈折率が変化すると、
それに応じて反射光強度が極小値を示す角度が変動して
全反射光の状態の変化が検出される。
The component of the light beam incident on the interface 54 at the specific incident angle θ SP excites the surface plasmon at the interface 54 between the metal film 12 and the liquid sample 15. Therefore, the light incident at this angle is reflected light. The strength sharply decreases. That is, the specific incident angle θ SP is a total reflection elimination angle, and the reflected light intensity shows a minimum value at this angle θ SP . The area where the reflected light intensity decreases is observed as a dark line in the divergent reflected light beam. If the permittivity of the substance in contact with the metal film 12 on the bottom surface of the well 51, that is, the refractive index changes,
In response to this, the angle at which the reflected light intensity exhibits a minimum value changes, and a change in the state of the totally reflected light is detected.

【0040】光ビームLの界面54への入射角θと各受
光手段で受光した光ビームの反射光強度Iとの関係は、
図5に示すように、特定入射角θSPのみに極小値を有
する反射光強度プロファイルFを示す。試料液を滴下
後、光ビームの反射光強度プロファイルをモニタし、暗
線の変化を観察することにより、上記のようにして全反
射光の状態を観察することができる。
The relationship between the incident angle θ of the light beam L on the interface 54 and the reflected light intensity I of the light beam received by each light receiving means is as follows:
As shown in FIG. 5, a reflected light intensity profile F having a minimum value only at a specific incident angle θ SP is shown. After dropping the sample liquid, the reflected light intensity profile of the light beam is monitored and the change in the dark line is observed, whereby the state of the total reflected light can be observed as described above.

【0041】ここで、特定の受光手段に入射する光ビー
ムと、この特定の受光手段に隣合う受光手段へ入射する
光路から外れた迷光成分とによる、この特定の受光手段
の受光面上での干渉縞の発生を抑制する作用について説
明する。
Here, the light beam incident on the specific light receiving means and the stray light component deviating from the optical path incident on the light receiving means adjacent to the specific light receiving means are on the light receiving surface of the specific light receiving means. The effect of suppressing the generation of interference fringes will be described.

【0042】特定の受光手段を受光手段30bとし、こ
の受光手段30bと隣合う受光手段である受光手段30
aおよび受光手段30cに入射する光路から外れて迷光
として受光手段30bに入射する迷光成分EaおよびE
cとして、この迷光成分EaおよびEcと、所定の光路
を通して受光手段30bに入射する光ビームLbとが受
光手段30bの受光面上で干渉して干渉縞が発生したと
すると、図6に示すように受光手段30bの受光面上に
は干渉縞による濃淡81と全反射減衰による暗線82と
が重なった光強度パターン83が生じ、受光手段30b
に基づいて作成された光ビームの界面54への入射角θ
と受光手段30bで受光した光ビームの反射光強度Iと
の関係は、図7に示すように、全反射減衰により光強度
が低下した反射光強度プロファイルF1に干渉縞による
光強度の強弱パターンのプロファイルが重畳された反射
光強度プロファイルF2で示され、特定入射角θSP
特定が難しくなり全反射減衰角の測定精度が低下するお
それがある。なお、光強度パターン83に重なり合う位
置に上記多数のフォトダイオードが線状に並べられたラ
インセンサーが位置する。
The specific light receiving means is the light receiving means 30b, and the light receiving means 30 which is a light receiving means adjacent to the light receiving means 30b.
a and stray light components Ea and E which are incident on the light receiving means 30b as stray light, which are deviated from the optical paths entering the light receiving means 30c.
It is assumed that the stray light components Ea and Ec and the light beam Lb incident on the light receiving means 30b through a predetermined optical path interfere with each other on the light receiving surface of the light receiving means 30b to generate an interference fringe, as shown in FIG. On the light receiving surface of the light receiving means 30b, a light intensity pattern 83 in which the light and shade 81 due to the interference fringes and the dark line 82 due to the attenuated total reflection overlap is generated, and the light receiving means 30b
Angle θ of incidence of the light beam on the interface 54 based on
As shown in FIG. 7, the relationship between the reflected light intensity I of the light beam received by the light receiving means 30b and the reflected light intensity profile F1 in which the light intensity is reduced by the attenuated total reflection shows the intensity pattern of the light intensity due to the interference fringes. The reflected light intensity profile F2 on which the profile is superimposed indicates that the specific incident angle θ SP is difficult to specify, and the measurement accuracy of the total reflection attenuation angle may be reduced. A line sensor in which the above-mentioned many photodiodes are linearly arranged is located at a position overlapping the light intensity pattern 83.

【0043】しかしながら、本実施の形態においては、
光ビームLbと迷光成分Eaおよび光ビームLbと迷光
成分Ecとは異なるレーザ光源から発せられた干渉性が
極めて低い光なので、干渉縞は殆ど発生することなく、
迷光成分EaおよびEcが光ビームLbとともに受光手
段30bで受光されても、図8に示すように、全反射減
衰により光強度が鋭く低下した光ビームLbの反射光強
度プロファイルF1が、迷光成分EaおよびEcによっ
て全体的に強度が高い方向にシフトされる影響だけを受
けた反射光強度プロファイルF3として測定され、反射
光強度プロファイルが殆ど変形しないので、全反射減衰
角の測定精度の低下を抑制することができる。
However, in the present embodiment,
Since the light beam Lb and the stray light component Ea and the light beam Lb and the stray light component Ec are light emitted from different laser light sources with extremely low coherence, almost no interference fringes occur.
Even if the stray light components Ea and Ec are received by the light receiving means 30b together with the light beam Lb, as shown in FIG. 8, the reflected light intensity profile F1 of the light beam Lb whose light intensity sharply decreases due to the total reflection attenuation is the stray light component Ea. And Ec are measured as the reflected light intensity profile F3 that is only affected by the shift of the intensity toward the higher direction, and the reflected light intensity profile is hardly deformed, so that the decrease in the measurement accuracy of the total reflection attenuation angle is suppressed. be able to.

【0044】なお、上記実施の形態においては、測定プ
レート50は測定ユニット55(55a〜55e)が並
べられて形成されたものとしたが、必ずしも各測定ユニ
ット、すなわち各誘電体ブロックはY軸方向に正確に規
則的に並べる必要はなく、各誘電体ブロックが並ぶY軸
方向のピッチ、Z方向位置、およびX方向位置等がずれ
て配置されていても上記全反射減衰角の測定精度の低下
を抑制する効果を得ることができる。
In the above embodiment, the measuring plate 50 is formed by arranging the measuring units 55 (55a to 55e) side by side. However, each measuring unit, that is, each dielectric block is not necessarily formed in the Y-axis direction. It is not necessary to arrange the dielectric blocks accurately and regularly, and even if the pitches in the Y-axis direction, the Z-direction position, the X-direction position, and the like in which the dielectric blocks are arranged are deviated, the measurement accuracy of the total reflection attenuation angle decreases. The effect of suppressing can be obtained.

【0045】また、互いに隣合う受光手段に対して、そ
れぞれ異なるタイミングで光ビームを入射させる光ビー
ム入射手段を備えるようにしてもよい。具体的には、図
9に示すように、光ビーム入射手段の第1の光源となる
レーザ光源9およびレーザ光源7と、光ビーム入射手段
の第2の光源となるレーザ光源8とを互いに異なるタイ
ミングで点灯させる光ビーム入射制御部60をさらに備
えるようにしてもよい。すなわち、光ビーム入射制御部
60によって第1の光源が点灯され、受光手段30a、
受光手段30cおよび受光手段30eに光ビームLa、
LcおよびLeが入射されるときには、第2の光源が点
灯されることなく受光手段30bおよび受光手段30d
に光ビームLbおよびLdが入射されないように制御さ
れる。したがって、例えば、受光手段30cに光ビーム
Lcが入射するときに、この受光手段30cと隣合う受
光手段30bおよび受光手段30dに入射する光路から
外れて迷光として受光手段30cに入射する迷光成分E
bおよびEdが生じることがないので、光ビームLcの
界面54への入射角θと受光手段30cで受光した光ビ
ームの反射光強度Iとの関係を表す反射光強度プロファ
イルが上記のように全体的に強度が高い方向にシフトす
る影響も取り除かれて、反射光強度プロファイルが殆ど
変形することなく、全反射減衰角の測定精度の低下をさ
らに抑制する効果を得ることができる。なお、光ビーム
入射制御部60によって第2の光源が点灯され、受光手
段30bおよび受光手段30dに光ビームLbおよびL
dが入射されるときには、第1の光源が点灯されること
なく受光手段30a、受光手段30cおよび受光手段3
0eに光ビームLa、LcおよびLeが入射されないよ
うに制御される。
Further, it is possible to provide a light beam incidence means for making the light beams incident on the light receiving means adjacent to each other at different timings. Specifically, as shown in FIG. 9, the laser light source 9 and the laser light source 7 which are the first light sources of the light beam incidence means and the laser light source 8 which is the second light source of the light beam incidence means are different from each other. The light beam incidence control unit 60 that turns on at a timing may be further included. That is, the first light source is turned on by the light beam incidence control unit 60, and the light receiving means 30a,
The light beam La, and the light receiving means 30c and the light receiving means 30e,
When Lc and Le are incident, the light receiving means 30b and the light receiving means 30d are turned on without turning on the second light source.
The light beams Lb and Ld are controlled so that they do not enter. Therefore, for example, when the light beam Lc is incident on the light receiving means 30c, the stray light component E which enters the light receiving means 30c as stray light is deviated from the optical paths entering the light receiving means 30b and the light receiving means 30d adjacent to the light receiving means 30c.
Since b and Ed are not generated, the reflected light intensity profile representing the relationship between the incident angle θ of the light beam Lc on the interface 54 and the reflected light intensity I of the light beam received by the light receiving means 30c is as described above. The effect of shifting in the direction of higher intensity is also eliminated, and the reflected light intensity profile is hardly deformed, and the effect of further suppressing the decrease in measurement accuracy of the attenuated total reflection angle can be obtained. The second light source is turned on by the light beam incidence controller 60, and the light beams Lb and L are transmitted to the light receiving means 30b and the light receiving means 30d.
When d is incident, the light receiving means 30a, the light receiving means 30c, and the light receiving means 3 are turned on without turning on the first light source.
The light beams La, Lc, and Le are controlled so as not to enter 0e.

【0046】また、上記光ビーム入射制御部の替わりに
互いに隣合う受光手段に対して、それぞれ異なるタイミ
ングで光ビームを入射させる光ビーム入射手段として、
図10に示すように、各光受光手段30に向かう各光ビ
ームの光路を個別に遮断あるいは偏向してこの光ビーム
を各光路から外すシャッタや音響光学素子等からなる光
制限手段70と、互いに隣合う受光手段に対してそれぞ
れ異なるタイミングで光ビームを入射させるように光制
限手段70を制御する制御手段75とを備えるようにし
てもよい。このようにすれば、制御手段75で光制限手
段70を制御して、互いに隣合う受光手段に対して、そ
れぞれ異なるタイミングで光ビームを入射させて測定を
行なうことができる。これにより、特定の受光手段と互
いに隣合う受光手段へ入射する光路を通る光ビームから
分岐された迷光成分が、この特定の受光手段に入射する
ことなく全反射光の状態の測定を行なうことができ、上
記と同様に、各受光手段で受光された光ビームに基づい
て作成された入射角θと光ビームの反射光強度Iとの関
係を表す反射光強度プロファイルが殆ど変形しないの
で、全反射減衰角の測定精度の低下を抑制することがで
きる。
Further, instead of the light beam incidence control section, as light beam incidence means for injecting light beams into adjacent light receiving means at different timings,
As shown in FIG. 10, the optical path of each light beam directed to each light receiving means 30 is individually blocked or deflected to remove the light beam from each optical path, and the light limiting means 70 composed of a shutter, an acousto-optic element, or the like, and A control means 75 for controlling the light limiting means 70 so that the light beams are made to enter adjacent light receiving means at different timings may be provided. With this configuration, the control unit 75 controls the light limiting unit 70 so that the light beams are incident on the light receiving units adjacent to each other at different timings to perform the measurement. As a result, the stray light component branched from the light beam passing through the optical path entering the light receiving means adjacent to the specific light receiving means can measure the state of the total reflection light without entering the specific light receiving means. In the same manner as above, since the reflected light intensity profile showing the relationship between the incident angle θ created based on the light beam received by each light receiving means and the reflected light intensity I of the light beam is hardly deformed, total reflection is performed. It is possible to suppress a decrease in the measurement accuracy of the attenuation angle.

【0047】なお、上述の表面プラズモン測定装置にお
いて、測定ユニットの一部の構成を変更することにより
漏洩モードセンサーとすることができる。以下、本発明
の測定装置を漏洩モードセンサーとした場合の実施形態
について説明する。
In the above surface plasmon measuring device, a leak mode sensor can be obtained by changing a part of the structure of the measuring unit. Hereinafter, an embodiment in which the leaky mode sensor is used as the measuring device of the present invention will be described.

【0048】図11は、漏洩モードセンサー用の測定プ
レート59に用いられる測定ユニット56(56a〜5
6e)の一例を示す図である。なおこの図11におい
て、表面プラズモン測定装置用の測定プレートを示す図
4中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それ
らについての説明は特に必要の無い限り省略する。
FIG. 11 shows a measuring unit 56 (56a to 5a) used for the measuring plate 59 for the leak mode sensor.
It is a figure which shows an example of 6e). In FIG. 11, elements that are the same as the elements in FIG. 4 showing the measurement plate for the surface plasmon measurement device are given the same numbers, and explanations thereof will be omitted unless necessary.

【0049】測定プレート59の各測定ユニット56
(56a〜56e)は、薄膜層19として、誘電体ブロ
ック52上にクラッド層17と光導波層18とがこの順
に形成されている。それ以外の構成は上述の表面プラズ
モン測定装置と同一である。
Each measuring unit 56 of the measuring plate 59
In (56a to 56e), as the thin film layer 19, the cladding layer 17 and the optical waveguide layer 18 are formed in this order on the dielectric block 52. The other structure is the same as that of the surface plasmon measuring device described above.

【0050】上記各測定ユニット56の誘電体ブロック
57(57a〜57e)は、例えば合成樹脂やBK7等
の光学ガラスを用いて形成することができる。一方クラ
ッド層17は、この誘電体ブロック57よりも低屈折率
の誘電体や、金等の金属を用いて薄膜状に形成されてい
る。また光導波層18は、クラッド層17よりも高屈折
率の誘電体、例えばPMMAを用いてこれも薄膜状に形
成されている。クラッド層17の膜厚は、例えば金薄膜
から形成する場合で36.5nm、光導波層18の膜厚
は、例えばPMMAから形成する場合で700nm程度
とされる。
The dielectric block 57 (57a to 57e) of each measuring unit 56 can be formed using, for example, synthetic resin or optical glass such as BK7. On the other hand, the clad layer 17 is formed in a thin film shape using a dielectric material having a lower refractive index than the dielectric block 57 or a metal such as gold. The optical waveguide layer 18 is also formed in a thin film shape by using a dielectric material having a higher refractive index than the cladding layer 17, for example, PMMA. The clad layer 17 has a film thickness of, for example, 36.5 nm when formed from a gold thin film, and the optical waveguide layer 18 has a film thickness of approximately 700 nm when formed from PMMA, for example.

【0051】上記構成の漏洩モードセンサーにおいて、
光ビーム発生手段10から射出された光ビームを誘電体
ブロック57を通して各誘電体ブロック57とクラッド
層17との各界面58(58a〜58e)に対して全反
射角以上の入射角で入射させると、光ビームの多くの成
分が界面58で全反射するが、クラッド層17を透過し
て光導波層18に特定入射角で入射した特定波数の光
は、この光導波層18を導波モードで伝搬されるように
なる。こうして導波モードが励起されると、特定入射角
で入射した入射光のほとんどが光導波層18に取り込ま
れるので、上記界面58に特定入射角で入射し、全反射
された光の強度が鋭く低下する全反射減衰が生じる。光
導波層18における導波光の波数は、この光導波層18
上の液体試料15の屈折率に依存するので、全反射減衰
が生じる上記特定入射角である全反射解消角の変動を知
ることによって、特定物質の有無を得ることができる。
In the leaky mode sensor having the above structure,
When the light beam emitted from the light beam generation means 10 is made to enter the interfaces 58 (58a to 58e) between the dielectric blocks 57 and the cladding layer 17 through the dielectric blocks 57 at an incident angle of not less than the total reflection angle. Although many components of the light beam are totally reflected at the interface 58, the light of a specific wave number that has passed through the cladding layer 17 and is incident on the optical waveguide layer 18 at a specific incident angle is guided by the optical waveguide layer 18 in the waveguide mode. It will be propagated. When the guided mode is excited in this way, most of the incident light that has entered at the specific incident angle is taken into the optical waveguide layer 18, so that the intensity of the light that is incident on the interface 58 at the specific incident angle and totally reflected is sharp. Decreasing total internal reflection attenuation occurs. The wave number of the guided light in the optical waveguide layer 18 is
Since it depends on the refractive index of the liquid sample 15 above, the presence or absence of the specific substance can be obtained by knowing the variation in the total reflection elimination angle, which is the specific incident angle at which the total reflection attenuation occurs.

【0052】なお、上述の各実施形態の測定装置は、光
源からの光ビームを界面に対して種々の角度で入射さ
せ、この界面からの反射光を測定し暗線となる入射角度
の変化から全反射減衰の状態を測定して被検体とセンシ
ング物質との結合状態を得るものであるが、光ビームの
入射角度を界面で全反射条件を満たす所定の角度とし、
種々の波長を有する光ビームを入射させる、もしくは入
射させる光ビームの波長を変化させ、界面からの反射光
を測定し、各波長毎の全反射減衰の状態により被検体と
センシング物質との結合状態を得るようにしてもよい。
The measuring apparatus of each of the above-mentioned embodiments makes the light beam from the light source incident on the interface at various angles, measures the reflected light from this interface, and changes the incident angle to form a dark line. Although the state of reflection attenuation is measured to obtain the binding state between the analyte and the sensing substance, the incident angle of the light beam is set to a predetermined angle that satisfies the condition of total reflection at the interface,
Incident light beams with various wavelengths are changed, or the wavelengths of incident light beams are changed, the reflected light from the interface is measured, and the binding state between the analyte and the sensing substance is determined by the attenuated total reflection for each wavelength. May be obtained.

【0053】なお、上記表面プラズモン測定装置を、全
反射光の状態を光の位相を利用して測定する表面プラズ
モン測定装置とすることもできる。
The surface plasmon measuring device may be a surface plasmon measuring device for measuring the state of totally reflected light by using the phase of light.

【0054】すなわち、図12に示すように、測定ユニ
ット340a〜340eの集合体である測定用プレート
350の誘電体ブロック342a〜342eの光ビーム
入射面U側に、光ビーム発生手段である光源334と入
射光学系320とを配設し、誘電体ブロック342a〜
342eの光ビーム射出面V側に受光手段であるCCD
360a〜360eを配設する。また、光源334から
CCD360a〜360eに至る光ビームの光路中の入
射光学系320には、コリメータレンズ350、光ビー
ム分岐光学系359、後述する干渉光学系、集光レンズ
355a〜355eおよびアパーチャー356a〜35
6eを配設する。
That is, as shown in FIG. 12, the light source 334, which is a light beam generating means, is disposed on the light beam incident surface U side of the dielectric blocks 342a to 342e of the measurement plate 350, which is an assembly of the measurement units 340a to 340e. And the incident optical system 320 are arranged, and the dielectric blocks 342a to
CCD as a light receiving means on the light beam emission surface V side of 342e
360a-360e are arranged. The incident optical system 320 in the optical path of the light beam from the light source 334 to the CCDs 360a to 360e includes a collimator lens 350, a light beam branching optical system 359, an interference optical system described later, condenser lenses 355a to 355e, and an aperture 356a to. 35
6e is provided.

【0055】上記干渉光学系は、偏光フィルタ351a
〜351e、ビームスプリッタ352a〜352e、ビ
ームスプリッタ353a〜353eおよびミラー354
a〜354eにより構成されている。
The interference optical system includes a polarization filter 351a.
-351e, beam splitters 352a-352e, beam splitters 353a-353e, and mirror 354.
a to 354e.

【0056】さらに、CCD360a〜360eは信号
処理部361に接続されており、信号処理部361は表
示部362に接続されている。
Further, the CCDs 360a to 360e are connected to the signal processing unit 361, and the signal processing unit 361 is connected to the display unit 362.

【0057】以下、上記表面プラズモン測定装置におけ
る試料の測定について説明する。なおここでは、測定用
プレート350の測定ユニット340a〜340eのう
ち、CCD360aに整合する状態とされた測定ユニッ
ト340aを例に取って説明を行なうが、その他の測定
ユニットにおいても測定は同様になされる。
The measurement of the sample by the surface plasmon measuring device will be described below. Here, of the measurement units 340a to 340e of the measurement plate 350, the measurement unit 340a that is in a state of being aligned with the CCD 360a will be described as an example, but the measurement is similarly performed in other measurement units. .

【0058】光源334が点灯されてこの光源334か
ら光ビーム330が発散光の状態で出射される。この光
ビーム330は、コリメータレンズ350により平行光
とされ、光ビーム分岐光学系359によって各測定ユニ
ット340a〜340eに向かう光路に分岐された後、
偏光フィルタ351aに入射する。偏光フィルタ351
aを透過して界面141aに対してp偏光で入射するよ
うにされた光ビーム330は、ビームスプリッタ352
aにより一部がレファレンス光ビーム330Rとして分
割され、ビームスプリッタ352aを透過した残りの光
ビーム330Sは界面141aに入射する。この界面1
41aで全反射した光ビーム330S、およびミラー3
54aで反射したレファレンス光ビーム330Rはビー
ムスプリッタ353aに入射して合成される。合成され
た光ビーム330Gは集光レンズ355aにより集光さ
れ、アパーチャー356aを通過してCCD360aに
よって検出される。このとき、CCD360aで検出さ
れる光ビーム330Gは、光ビーム330Sとレファレ
ンス光ビーム330Rとの干渉の状態に応じて干渉縞を
発生させる。
The light source 334 is turned on, and the light beam 330 is emitted from the light source 334 in a divergent state. The light beam 330 is collimated by the collimator lens 350 and is branched by the light beam branching optical system 359 into the optical path toward the measurement units 340a to 340e.
It is incident on the polarization filter 351a. Polarization filter 351
The light beam 330 transmitted through a and made incident on the interface 141a as p-polarized light is transmitted by the beam splitter 352.
A part of the light beam is split as a reference light beam 330R by a, and the remaining light beam 330S transmitted through the beam splitter 352a is incident on the interface 141a. This interface 1
The light beam 330S totally reflected by 41a and the mirror 3
The reference light beam 330R reflected by 54a enters the beam splitter 353a and is combined. The combined light beam 330G is condensed by the condenser lens 355a, passes through the aperture 356a, and is detected by the CCD 360a. At this time, the light beam 330G detected by the CCD 360a generates interference fringes according to the state of interference between the light beam 330S and the reference light beam 330R.

【0059】試料15中で、特定物質とセンシング物質
との結合状態に応じてセンシング物質の屈折率が変化す
ると、界面で全反射した光ビームとリファレンス光ビー
ムとの干渉状態が変化するため、干渉縞の変化に応じて
結合を有無を検出することができる。
In the sample 15, when the refractive index of the sensing substance changes according to the binding state between the specific substance and the sensing substance, the interference state between the light beam totally reflected at the interface and the reference light beam changes, so that the interference occurs. The presence or absence of coupling can be detected according to the change in stripes.

【0060】信号処理部361は、以上の原理に基づい
て上記反応の有無を検出し、その結果が表示部362に
表示される。
The signal processing section 361 detects the presence or absence of the above reaction based on the above principle, and the result is displayed on the display section 362.

【0061】このように構成された表面プラズモン測定
装置に対しても、上記全反射減衰角の測定精度の低下を
抑制する手法を適用することができる。すなわち、光ビ
ーム発生手段を、誘電体ブロックの数より少ない複数の
光源を備えたものとし、入射光学系を、互いに隣合う受
光手段にそれぞれ対応する誘電体ブロックに対して、複
数の光源のうち互いに異なる光源からの光ビームを入射
させて、特定の受光手段へ入射する光ビームと、この特
定の受光手段に隣合う受光手段へ入射する光ビームの光
路から外れた迷光成分との干渉による干渉縞の発生を抑
制したり、あるいは、複数の受光手段のうち互いに隣合
う受光手段に対して、それぞれ異なるタイミングで光ビ
ームを入射させる光ビーム入射手段を備えるようにし
て、全反射減衰角の測定精度の低下を抑制することがで
きる。
The surface plasmon measuring device having such a structure can also be applied with the technique for suppressing the decrease in the measurement accuracy of the attenuated total reflection angle. That is, the light beam generating means is provided with a plurality of light sources smaller than the number of dielectric blocks, and the incident optical system is provided with a plurality of light sources for the dielectric blocks corresponding to the light receiving means adjacent to each other. Interference due to interference of light beams from different light sources and incident on a specific light receiving means with stray light components deviating from the optical path of the light beams incident on the light receiving means adjacent to the specific light receiving means. Measurement of the attenuated total reflection angle by suppressing the occurrence of stripes, or by providing a light beam incidence means for injecting a light beam into adjacent light receiving means of a plurality of light receiving means at different timings. It is possible to suppress a decrease in accuracy.

【0062】なお、上記光の位相を利用して全反射光の
状態を測定する表面プラズモン測定装置の構成を上記と
同様に漏洩モードセンサーに利用することができること
は言うまでもない。
Needless to say, the structure of the surface plasmon measuring device for measuring the state of the totally reflected light using the phase of the light can be used for the leaky mode sensor as in the above.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の表面プラズモン測
定装置の概略構成を示す側面図
FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of a surface plasmon measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】表面プラズモン測定装置を示す平面図FIG. 2 is a plan view showing a surface plasmon measuring device.

【図3】測定プレートの斜視図FIG. 3 is a perspective view of a measurement plate

【図4】測定プレートのII−II断面を示す図FIG. 4 is a view showing a II-II cross section of the measurement plate.

【図5】入射角θと受光手段で受光した光ビームの反射
光強度Iとの関係を示す図
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an incident angle θ and a reflected light intensity I of a light beam received by a light receiving means.

【図6】干渉縞による濃淡と全反射減衰の暗線とが重な
った光強度パターンを示す図
FIG. 6 is a diagram showing a light intensity pattern in which light and shade due to interference fringes and a dark line of attenuated total reflection overlap.

【図7】受光手段上に干渉縞による濃淡が生じたときの
反射光強度プロファイルを示す図
FIG. 7 is a diagram showing a reflected light intensity profile when light and shade due to interference fringes occur on the light receiving means.

【図8】迷光成分によって全体的に強度が高い方向にシ
フトされた反射光強度プロファイルを示す図
FIG. 8 is a diagram showing a reflected light intensity profile that is shifted in a direction in which the intensity is high due to a stray light component.

【図9】互いに隣合う受光手段に対してそれぞれ異なる
タイミングで光ビームを入射させる光ビーム入射手段を
備えた表面プラズモン測定装置を示す図
FIG. 9 is a diagram showing a surface plasmon measuring device provided with light beam incidence means for making light beams incident on adjacent light receiving means at different timings.

【図10】光制限手段とこの光制限手段を制御する制御
手段とを備えた表面プラズモン測定装置を示す図
FIG. 10 is a view showing a surface plasmon measuring device provided with a light limiting means and a control means for controlling the light limiting means.

【図11】漏洩モードセンサー用の測定プレートに用い
られる測定ユニットを示す図
FIG. 11 is a diagram showing a measurement unit used for a measurement plate for a leak mode sensor.

【図12】光の位相により全反射光の状態を測定する表
面プラズモン測定装置を示す図
FIG. 12 is a diagram showing a surface plasmon measuring device for measuring the state of totally reflected light by the phase of light.

【符号の説明】 10 光ビーム発生手段 14 薄膜層 20 入射光学系 30 受光手段 50 測定プレート 52 誘電体ブロック 53 試料保持機構 54 界面 55 測定ユニット[Explanation of symbols] 10 Light beam generating means 14 Thin film layer 20 Incident optical system 30 light receiving means 50 measuring plate 52 Dielectric block 53 Sample holding mechanism 54 Interface 55 Measuring unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G059 AA02 DD13 EE02 EE09 GG01 GG03 GG07 GG10 JJ02 JJ11 JJ19 JJ22 KK04 LL04 MM01 PP04    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 2G059 AA02 DD13 EE02 EE09 GG01                       GG03 GG07 GG10 JJ02 JJ11                       JJ19 JJ22 KK04 LL04 MM01                       PP04

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ビームを発生する光ビーム発生手段
と、 前記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電
体ブロックの上面に形成された薄膜層、およびこの薄膜
層の表面上に試料を保持する試料保持機構を備えてなる
複数の測定ユニットと、 前記光ビームを、前記各測定ユニットの誘電体ブロック
に対して、該誘電体ブロックと前記薄膜層との界面で全
反射条件が得られる入射角で入射させる入射光学系と、
前記各界面で全反射した光ビームを個別に受光し、該光
ビームの強度を測定する複数の受光手段を並設してなる
光検出手段とを備えてなる全反射光を利用した測定装置
であって、 前記光ビーム発生手段が、前記誘電体ブロックの数より
少ない複数の光源を備え、前記入射光学系が、互いに隣
合う前記受光手段にそれぞれ対応する誘電体ブロックに
対して、前記複数の光源のうち互いに異なる光源からの
光ビームを入射させるものであることを特徴とする全反
射光を利用した測定装置。
1. A light beam generating means for generating a light beam, a dielectric block transparent to the light beam, a thin film layer formed on the upper surface of the dielectric block, and a sample on the surface of the thin film layer. A plurality of measurement units each having a sample holding mechanism for holding the light beam, and the light beam, with respect to the dielectric block of each measurement unit, a total reflection condition is obtained at an interface between the dielectric block and the thin film layer. An incident optical system that makes the incident angle of incidence
A measuring device utilizing total reflection light, comprising: a light detecting means for individually receiving a light beam totally reflected at each of the interfaces, and for arranging a plurality of light receiving means for measuring the intensity of the light beam. Wherein the light beam generating means includes a plurality of light sources smaller than the number of the dielectric blocks, and the incident optical system includes a plurality of light sources for the dielectric blocks respectively corresponding to the light receiving means adjacent to each other. A measuring device using total reflection light, characterized in that light beams from different light sources of the light sources are made incident.
【請求項2】 光ビームを発生する光ビーム発生手段
と、 前記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電
体ブロックの上面に形成された薄膜層、およびこの薄膜
層の表面上に試料を保持する試料保持機構を備えてなる
複数の測定ユニットと、 前記光ビームを、前記測定ユニットの各誘電体ブロック
に対して、該誘電体ブロックと前記薄膜層との界面で全
反射条件が得られる入射角で入射させる入射光学系と、 前記各界面で全反射した光ビームをそれぞれ個別に受光
し、各光ビームの強度を測定する複数の受光手段を並設
してなる光検出手段とを備えてなる全反射光を利用した
測定装置であって、 互いに隣合う前記受光手段に対して、それぞれ異なるタ
イミングで前記光ビームを入射させる光ビーム入射手段
を備えていることを特徴とする全反射光を利用した測定
装置。
2. A light beam generating means for generating a light beam, a dielectric block transparent to the light beam, a thin film layer formed on the upper surface of the dielectric block, and a sample on the surface of the thin film layer. A plurality of measurement units each having a sample holding mechanism for holding the light beam, and the light beam, for each dielectric block of the measurement unit, a total reflection condition is obtained at an interface between the dielectric block and the thin film layer. An incident optical system for making incident light at an incident angle that is set, and a light detecting means that is provided with a plurality of light receiving means that respectively receive the light beams totally reflected at the respective interfaces and measure the intensity of each light beam. A measuring apparatus using the total reflected light, comprising light beam incidence means for making the light beams enter the adjacent light receiving means at different timings. Measuring apparatus utilizing total reflection light.
【請求項3】 前記光ビーム発生手段が、互いに隣合う
前記受光手段に対して入射されるそれぞれの光ビームを
発生させる第1の光源と第2の光源とを有し、前記光ビ
ーム入射手段が、前記第1の光源と第2の光源とを互い
に異なるタイミングで点灯させるものであることを特徴
とする請求項2記載の全反射光を利用した測定装置。
3. The light beam generating means includes a first light source and a second light source for generating respective light beams incident on the light receiving means adjacent to each other, and the light beam incident means. 3. The measuring apparatus using total reflection light according to claim 2, wherein the first light source and the second light source are turned on at different timings.
【請求項4】 前記光ビーム入射手段が、各光受光手段
に向かう光ビームの光路を個別に遮断あるいは偏向して
この光ビームを前記光路から外す光制限手段と、互いに
隣合う前記受光手段に対してそれぞれ異なるタイミング
で光ビームを入射させるように前記光制限手段を制御す
る制御手段とを備えていることを特徴とする請求項2記
載の全反射光を利用した測定装置。
4. The light beam incident means separates the light paths of the light beams directed to the respective light receiving means from each other by blocking or deflecting the light paths to separate the light beams from the light path, and the light receiving means adjacent to each other. The measuring device using the total reflection light according to claim 2, further comprising: a control unit that controls the light limiting unit so that the light beams are incident at different timings.
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