JP2013242280A - 分光測定器 - Google Patents

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Abstract

【課題】分光測定器の迷光を減少させる。
【解決手段】分光測定器の迷光除去フィルタに誘電体多層膜フィルタを用い、分光された光の光軸に対し、前記誘電体多層膜フィルタの角度を傾け設置することで前記誘電体多層膜フィルタからの不要光の反射光が、分光測定器の構成部品で散乱されて迷光源にならないようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、分光測定の技術に関するものである。
分光測定器は光源の光を被測定物に照射し、透過光、反射光、散乱光、励起光等を回折格子に入射し、回折された光を波長ごとに検出して被測定物の分光データを取得する装置である。
上記分光測定器は、産業の各分野で盛んに使用されている。例えば、吸光度等を利用した試料の組成分析に分光測定器が多く使用されている。
図３は、一般的な分光測定器の構成の一例を模式的に示した図である。分光測定器は、光を取り入れるスリット４と、スリット４を通過した測定光１１が入射するスペクトル分散素子としての回折格子（グレーティング）１と、回折格子１でスペクトルに分光された分光光１２に混入する不要な迷光を除去する光学フィルタ２とそれを通過した検出光１３が入射する検出器３から構成されている。
光学フィルタ２は光学フィルタ２の表面の中心における法線と、検出光１３の光軸が一致するように設置される。検出器３にはフォトダイオードアレイ、ＣＣＤやＭＯＳ型センサが用いられ各々の位置における強度を検出することで、測定光の分光放射照度の分布を測定することができる（参考文献１参照）。
特開２０００−５５７３３号公報
分光測定器を用いた測定では、二次光や不要な成分など本来入射してはいけない波長の光すなわち迷光の存在が測定データの信頼性を低下させる問題がある。前記迷光により、測定する波長以外の光が検出器３に到達し、それが測定データに含まれて誤差となる。
これらの迷光を除去するために検出器３の前面に上記のとおり光学フィルタが設置される。この光学フィルタには従来、吸収型の色ガラスフィルタが使用されていたが、特性が低く、更に環境負荷の高い物質を含んでいるため、近年、誘電体多層膜による光学フィルタへの置き換えが進んでいる。
しかしながら、誘電体多層膜フィルタは反射型のフィルタであるために、必要となる波長の光は透過するが、不要な波長成分はすべて反射する特性を示す。誘電体多層膜フィルタ２２の中心点Ａの法線と分光光１２の光軸が一致するように設置されており、図２に示すように、回折格子１で分光された分光光１２が誘電体多層膜フィルタ２２で反射し、この反射光１４は光軸方向を中心に反射されて回折格子１方向に向かう。例えば回折格子１の散乱点Ｂ、Ｃ、Ｄ点に戻り、そこで散乱され迷光１５となり再び検出器側に戻ることになる。
上記のとおり分光測定器内に設置される誘電体多層膜フィルタ２２は不要な波長成分を反射し、反射した光は回折格子１や筐体（図示せず）で散乱し迷光源となる。
本発明は、上記課題を解決するもので、以下の構成を採用する。
本発明は測定物からの光を入射するスリットとスリットからの光をスペクトル部分に分光する回折格子と、分光した光を検出する検出器を備え、前記検出器前面に迷光をカットする誘電体多層膜フィルタを設置した分光測定器において、前記誘電体多層膜フィルタの設置角度を分光された光の光軸に対し傾けて設置し、誘電体多層膜フィルタからの反射光に基づく迷光を減少させることを特徴とする。
誘電体多層膜フィルタの設置角度を光軸と傾けることで、前記誘電体多層膜フィルタから反射する不要な光成分を光軸とは異なる回折格子や他の部品のない方向に向けることができ、回折格子や筐体で散乱された光が再び検出器方向に戻る量を減少させて分光測定精度の高い分光測定器が提供できる。
本発明の実施例を説明する図である。 従来の例の動作を説明する図である。 従来の例を説明する図である。
本発明を実施する形態について図面を参照しながら説明する。
図１に本発明の一実施形態を示す。図１に示すように測定物５から発した測定光１１は分光測定器のスリット４を通過して球面やトロイダル形状の回折格子１に入射される。
回折格子１でスペクトルに分光された分光光１２は誘電体多層膜フィルタ２２に入射され、誘電体多層膜フィルタ２２を通過した必要波長光である検出光１３が検出器３に入射し検出される。
一方、前記誘電体多層膜フィルタ２２に入射された光の内不要な光は、誘電体多層膜フィルタ２２で反射される。
前記不要光の反射方向は、前記誘電体多層膜フィルタ２２の設置が誘電体多層膜フィルタ２２の表面の中心点からの法線と分光光１２の光軸とが一致した場合には、再び回折格子１方向に戻り散乱される。
しかしながら本発明では、誘電体多層膜フィルタ２２は回折格子１で分光された分光光１２の光軸に対して、光学部品の設置されているＸ、Ｙ軸の設置平面を避けてＺ軸方向に傾けて設置される。この発明では前記誘電体多層膜フィルタ２２を傾けて使用した時の性能低下は問題とならない範囲としてある。
この結果、誘電体多層膜フィルタ２２からの反射光１４の散乱方向角は誘電体多層膜フィルタ２２の多層膜の傾き回転角の２倍になり、散乱方向の中心は入射光軸とずれてＺ軸方向に向くので、反射光１４は光学部品や筐体（図示せず）に当り再び迷光として検出器３方向に戻る量は極めて少なくなる。この結果測定精度が向上する。
本発明は上記実施例に示す分光測定器の光学部品の種類、数、配置にかかわらない。また、誘電体多層膜フィルタの表面の法線を光軸に対して傾ける方向はＺ軸方向に限定されない。
１ 回折格子
２ 光学フィルタ
３ 検出器
４ スリット
５ 測定物
１１ 測定光
１２ 分光光
１３ 検出光
１４ 反射光
１５ 迷光
２２ 誘電体多層膜フィルタ
Ａ 誘電体多層膜フィルタ中心点
Ｂ 散乱点
Ｃ 散乱点
Ｄ 散乱点

Claims (1)

  1. 測定物からの光を入射するスリットとスリットからの光をスペクトル部分に分光する回折格子と分光した光を検出する検出器を備え、前記検出器前面に迷光をカットする誘電体多層膜フィルタを設置した分光測定器において、前記誘電体多層膜フィルタの設置角度を分光された光の光軸に対して傾けて設置し、前記誘電体多層膜フィルタからの反射光に基づく迷光を減少させることを特徴とする分光測定器。
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