JP2004333407A - 発光分析装置用分光器 - Google Patents
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Abstract
【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
【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 (4)
- 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。
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