JP2004333407A

JP2004333407A - 発光分析装置用分光器

Info

Publication number: JP2004333407A
Application number: JP2003132549A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Hirano; 智之平野
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】出口スリットの歯面で反射した分散光が他の出口スリットに入射することを防止し、迷光を防いで検出誤差を低減する。
【解決手段】発光分析装置用分光器１は、発光源からの照射光１１を通過させる入口スリット３と、分散手段（反射回折格子４）と、分散光１４を通過させる複数の出口スリット５とをローランド２円の円周上に配置する発光分析装置において、出口スリット５の歯面６の法線２５が分散手段（反射回折格子４）側を向かないようにするものであり、出口スリット５の歯面６の法線２５が分散手段（反射回折格子４）のその出口スリットに対する分散方向からずれるように設置する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光分析装置用分光器に関し、特に、パッシェン・ルンゲ・マウンティングの分光器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光分析では、試料中の元素を充分なスペクトル発光レベルまで励起し、発光した照射を分散して分光分析を行う。発光分析装置として、パッシェン・ルンゲタイプが知られており、誘導プラズマ等の発光源からの照射線を通過させる入口スリットと、照射線を分散する分散手段と、分散光を通過させる出口スリットとを備え、これらをローランド円上に設けている。このような分光器として、例えば特許文献１が知られている。
【０００３】
図６はパッシェン・ルンゲタイプの分光器の一構成例を説明するための概略図である。図６は発光分析装置の一部を示し、ローランド円２上に配置される入口スリット３と反射回折格子４と複数の出口スリット５により分光器が構成される。誘導結合プラズマ光源等の発光源８から照射された照射光１１は光学系９を通って入口スリット３に入射する。入口スリット３を通過した入射光１３は、ローランド円２上の反射回折格子４等の分散手段で分光され、分光波長に応じた角度で分散される。反射回折格子４で分散された分散光１４は、同じくローランド円２上に配置された出口スリット５を通して検出器１０で検出される。各検出器１０は、分光波長の光強度を検出し、図示しない信号処理手段によってスペクトル分析等を行う。
【０００４】
各出口スリット５は、入射光側にスリット状の開口部７を持つ歯面６を備える。歯面６は、その法線が分散光の入射方向と一致させて配置している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３１７４７１号（段落番号００１７）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図７，８は、出口スリットを説明するための図である。図７に示しように、出口スリット５は、歯面６の法線と分散光の入射方向とが一致するように配置して、歯面６の面を反射回折格子４側に向け、開口部７を通過した分散光のみを検出器１０に入射させ、開口部７以外の分散光は歯面６により入射側に向かって反射させる。
【０００７】
パッシェン・ルンゲタイプの分光器において、分散手段の法線に対して対称の位置に複数の出口スリットを配置する構成が知られている。このような出口スリットの配置構成では、出口スリットの歯面で反射した分散光が、対称な位置にある出口スリットに入射して迷光となり、検出誤差を引き起こすという問題がある。
【０００８】
図９は、出口スリットの歯面による反射を説明するための図である。図９（ａ）において、入口スリット３を通過した入射光１３は反射回折格子４で分散される。出口スリット５ａに向かった分散光１４の内、歯面６ａで反射された反射光１６は反射回折格子４に向う。この反射光１６は、反射回折格子４によって反射回折格子４の法線２４に対して対称の位置にある出口スリット５ｂに向かって反射される。これにより、出口スリット５ｂには、反射回折格子４で分散された分散光に加えて、出口スリット５ａで反射された異なる波長の分散光が到達することになり、検出誤差が生じることになる。
【０００９】
また、反射回折格子の法線に対して対称の位置にある出口スリット５ｂについても、図９（ｂ）に示しように、歯面６ａで反射された反射光１６は反射回折格子４に向い、されに反射回折格子４で反射されて法線２４に対して対称の位置にある出口スリット５ａに向かう。これにより、出口スリット５ａには、反射回折格子４で分散された分散光に加えて、出口スリット５ｂで反射された異なる波長の分散光が到達することになり、検出誤差が生じることになる。
【００１０】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、出口スリットの歯面で反射した分散光が他の出口スリットに入射することを防止し、迷光を防いで検出誤差を低減することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の発光分析装置用分光器は、発光源からの照射光を通過させる入口スリットと、分散手段と、分散光を通過させる複数の出口スリットとをローランド円の円周上に配置する発光分析装置において、出口スリットの歯面の法線が分散手段側を向かないようにするものであり、出口スリットの歯面の法線が分散手段のその出口スリットに対する分散方向からずれるように設置する。これにより、出口スリットの歯面で反射した分散光は分散手段に向かないため、分散手段で反射されることはなく、他の出口スリットでの迷光の入射を防止することができる。
【００１２】
本発明の出口スリットは、歯面の法線を分散方向からずらす設置を複数の態様で行うことができる。
【００１３】
第１の態様は、ローランド円が形成する面内において、歯面の法線を分散手段の出口スリットに対する分散方向に対して所定角度を有するように設定する。この態様によれば、出口スリットの歯面で反射した分散光は、ローランド円が形成する面内において分散手段と異なる方向に反射するため、反射した分散光が再び分散手段に戻ることはない。そのため、ローランド円上に設置される出口スリット間において、反射した分散光による迷光を受光することを防ぐことができる。
【００１４】
第２の態様は、歯面の法線をローランド円が形成する面に対して所定角度を有するように設定する。この態様によれば、出口スリットの歯面で反射した分散光は、ローランド円が形成する面内にないため、反射した分散光が再び分散手段に戻ることはない。そのため、第１の態様と同様に、ローランド円上に設置される出口スリット間において、反射した分散光による迷光を受光することを防ぐことができる。
【００１５】
また、分散手段は反射回折格子とすることができる。また、出口スリットはローランド円上において分散手段の法線に対して対称の角度位置に配置する構成とすることができる。これによれば、反射回折格子等の分散手段の法線に対して対称な位置にある出口スリット間において、反射した分散光による迷光を受光することを防ぐことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の発光分析装置用分光器を説明するための概略図である。図１において、発光分析装置用分光器１は、前記図６と同様に発光分析装置の一部を示し、パッシェン・ルンゲタイプの分光器の一構成例を示している。なお、光源、光学系、及び検出器は図示していない。
【００１８】
図１において、発光分析装置用分光器１は、入口スリット３と反射回折格子４と複数の出口スリット５をローランド円２上に備える。誘導結合プラズマ光源等の発光源（図示していない）から照射された照射光１１は、光学系（図示していない）を通って入口スリット３に入射し、入口スリット３を通過した入射光１３は、ローランド円２上の反射回折格子４等の分散手段で分光され、分光波長に応じた角度で分散される。反射回折格子４で分散された分散光１４は、同じくローランド円２上に配置された出口スリット５を通して検出器（図示していない）で検出される。各検出器は、分光波長の光強度を検出し、図示しない信号処理手段によってスペクトル分析等を行う。
【００１９】
図１では、複数の出口スリット５の内、反射回折格子４の法線２４に対して対称な位置に配置される２つの出口スリット５ａ，５ｂを示し、他の出口スリットは省略している。
【００２０】
本発明の発光分析装置用分光器１が備える出口スリット５は、その歯面６によって反射される反射光が反射回折格子４に向かわないようにその角度を設定する。図１，２，３は、出口スリットの歯面の角度の第１の態様を示している。
【００２１】
第１の態様は、ローランド円２が形成する面内において、歯面６の法線２５を反射回折格子４の出口スリット５に対する分散方向（分散光１４の進行方向）に対して所定角度（図中の角度α）を有するように設定する。例えば、出口スリット５ａでは、ローランド円２が形成する面上において、出口スリット５ａの歯面６ａの法線２５ａと、反射回折格子４の出口スリット５ａに対する分散方向（分散光１４ａの進行方向）がなす線が角度αを形成するように、歯面６ａを設定する。この歯面６ａの設定により、歯面６ａで反射された反射光１６ａは反射回折格子４の方向には向かわず、したがって、反射回折格子４の法線２４と対称な位置にある出口スリット５ｂに入射することはない。
【００２２】
なお、出口スリット５ａに入射した入射光１４ａの内で、入口スリット５ａの開口部７ａを通過した通過光１５ａは図示しない検出器で検出される。
【００２３】
また、反射回折格子４の法線２４に対して対称な位置に設けられた出口スリット５ｂについても同様であり、ローランド円２が形成する面上において、出口スリット５ｂの歯面６ｂの法線２５ｂと、反射回折格子４の出口スリット５ｂに対する分散方向（分散光１４ｂの進行方向）がなす線が角度αを形成するように、歯面６ａを設定する。この歯面６ｂの設定により、歯面６ｂで反射された反射光１６ａは反射回折格子４の方向には向かわず、したがって、反射回折格子４の法線２４と対称な位置にある出口スリット５ａに入射することはない。なお、出口スリット５ｂに入射した入射光１４ｂの内で、入口スリット５ｂの開口部７ｂを通過した通過光１５ｂは図示しない検出器で検出される。
【００２４】
なお、図１では、ローランド円２が形成する面において、歯面６の法線２５と分散方向とが成す角度を同一角度αとしているが、この角度は反射光が反射回折格子４に向かわない限り、各出口スリットにおいてそれぞれ異なる角度に設定してもよい。また、各角度の大きさは、後述するように、スリットの傾斜による通過光の検出器に対する焦点位置のずれが許容範囲内であれば任意に設定することができる。
【００２５】
図２は第１の態様を概略斜視図で示している。なお、図中の破線は歯面の法線が反射回折格子に向かう場合の出口スリットを比較のために示している。
【００２６】
出口スリット５はローランド円２上に配置され、その歯面６の法線２５は、反射回折格子から分散光１４の入射方向に対して異なる方向に設定される。出口スリット５に入射した入射光１４の一部は、出口スリット５に形成された開口部７を通過し、その通過光１５は図示しない検出器で検出される。一方、出口スリット５の歯面６に入射した入射光１４はその歯面６で反射され、その反射光１６はローランド円２が形成する面内において反射回折格子４と異なる方向に進み、反射回折格子４には入射しない。
【００２７】
図３は、第１の態様において、スリットの傾斜による通過光の検出器に対する焦点位置のずれを説明するための図である。第１の態様では、図３（ｂ）に示すように、出口スリット５の開口部７の長軸（長さＬ２の方向）を軸として傾斜させることで歯面の角度設定を行っている。出口スリット５は、歯面６が入射光１４に対して傾斜しているため、入射光１４の焦点位置にｈ１のずれが生じる。このずれｈ１は、開口部７の短軸方向の長さＬ１に依存し、傾斜角度が一定であれば長さＬ１が長い程ずれｈ１は大きくなる。したがって、出口スリットの開口部の長さＬ１に対して、焦点位置のずれが許容量以下となるような傾斜角度の最大角度が定まり、出口スリットの歯面の傾斜角度はこの最大角度以下に設定される。
【００２８】
この第１の態様によれば、出口スリットの歯面で反射した分散光は、ローランド円が形成する面内において分散手段と異なる方向に反射するため、反射した分散光が再び分散手段に戻ることはない。そのため、ローランド円上に設置される出口スリット間において、反射した分散光による迷光を受光することを防ぐことができる。
【００２９】
次に、第２の態様について説明する。第２の態様は、歯面の法線をローランド円が形成する面に対して所定角度を有するように設定する。
【００３０】
出口スリット５は、例えば、出口スリット５の歯面６の法線２５が、ローランド円２が形成する面と直交する面上において、ローランド円２が形成する面に対して所定の角度（例えば、角度α）を形成するように歯面６ａを設定する。この歯面６ａの設定により、歯面６で反射された反射光１６は反射回折格子４の方向には向かわず、したがって、反射回折格子４の法線と対称な位置にある出口スリット５ｂに入射することはない。
【００３１】
なお、法線２５は、ローランド円２が形成する面と直交する面上に限らずおいてローランド円２が形成する面と所定の角度関係の面上とし、この面上において、ローランド円２が形成する面に対して所定角度を形成するように歯面６ａを設定してもよい。
【００３２】
図４は第２の態様を概略斜視図で示している。なお、図中の破線は歯面の法線が反射回折格子に向かう場合の出口スリットを比較のために示している。
【００３３】
出口スリット５はローランド円２上に配置され、その歯面６の法線２５は、ローランド円２が形成する面と異なる面上に設定される。出口スリット５に入射した入射光１４の一部は、出口スリット５に形成された開口部７を通過し、その通過光１５は図示しない検出器で検出される。一方、出口スリット５の歯面６に入射した入射光１４はその歯面６で反射され、その反射光１６はローランド円２が形成する面と異なる面上を進み、反射回折格子４には入射しない。
【００３４】
図５は、第２の態様において、スリットの傾斜による通過光の検出器に対する焦点位置のずれを説明するための図である。第２の態様では、図５（ｂ）に示すように、例えば、出口スリット５の開口部７の短軸（長さＬ１の方向）を軸として傾斜させることで歯面の角度設定を行うことができる。出口スリット５は、歯面６が入射光１４に対して傾斜しているため、入射光１４の焦点位置にｈ２のずれが生じる。このずれｈ２は、開口部７の長軸方向の長さＬ２に依存し、傾斜角度が一定であれば長さＬ２が長い程ずれｈ２は大きくなる。したがって、出口スリットの開口部の長さＬ２に対して、焦点位置のずれが許容量以下となるような傾斜角度の最大角度が定まり、出口スリットの歯面の傾斜角度はこの最大角度以下に設定される。
【００３５】
傾斜角度について第１の態様と第２の態様とを比較すると、第２の態様は、出口スリットの開口部の長軸の長さＬ２が長いため、焦点位置のずれを許容量以下とする角度幅は、第１の態様と比較して小さくなる。
【００３６】
第２の態様によれば、出口スリットの歯面で反射した分散光は、ローランド円が形成する面内にないため、反射した分散光が再び分散手段に戻ることはない。そのため、第１の態様と同様に、ローランド円上に設置される出口スリット間において、反射した分散光による迷光を受光することを防ぐことができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、出口スリットの歯面で反射した分散光が他の出口スリットに入射することを防止し、迷光を防いで検出誤差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光分析装置用分光器を説明するための概略図である。
【図２】本発明の第１の態様を説明するための概略斜視図である。
【図３】本発明の第１の態様において、スリットの傾斜による通過光の検出器に対する焦点位置のずれを説明するための図である。
【図４】本発明の第２の態様を説明するための概略斜視図である。
【図５】本発明の第２の態様において、スリットの傾斜による通過光の検出器に対する焦点位置のずれを説明するための図である。
【図６】パッシェン・ルンゲタイプの分光器の一構成例を説明するための概略図である。
【図７】出口スリットを説明するための概略図である。
【図８】出口スリットを説明するための概略斜視図である。
【図９】出口スリットの歯面による反射を説明するための図である。
【符号の説明】
１…発光分析装置用分光器、２…ローランド円、３…入口スリット、４…反射回折格子、５，５ａ，５ｂ…出口スリット、６，６ａ，６ｂ…歯面、７…開口部、８…発光源、９…光学系、１０…検出器、１１…照射光、１２…、１３…入射光、１４，１４ａ，１４ｂ…分散光、１５，１５ａ，１５ｂ…通過光、１６、１６ａ，１６ｂ…反射光、２４，２５，２５ａ，２５ｂ…法線。

Claims

発光源からの照射光を通過させる入口スリットと、分散手段と、分散光を通過させる複数の出口スリットとをローランド円の円周上に配置する発光分析装置において、
前記出口スリットの歯面を、当該歯面の法線が前記分散手段の当該出口スリットに対する分散方向からずれるように設置することを特徴とする、発光分析装置用分光器。
前記歯面の法線は、ローランド円が形成する面内において前記分散手段の当該出口スリットに対する分散方向に対して所定角度を有することを特徴とする、請求項１に記載の発光分析装置用分光器。
前記歯面の法線は、ローランド円が形成する面に対して所定角度を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の発光分析装置用分光器。
前記分散手段は反射回折格子であり、
前記出口スリットは、ローランド円上において前記分散手段の法線に対して対称の角度位置に配置することを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載の発光分析装置用分光器。