JP2020034501A - 分光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1及び図2を参照して、第1実施形態に係る光圧分光装置1を説明する。図1は、第1実施形態に係る光圧分光装置1を模式的に示す図である。図1に示されるように、光圧分光装置1は、テーパファイバ11(光ファイバ)と、レーザー12(第1の光源モジュール),13(第2の光源モジュール)と、対物レンズ14(位置検出部,受光部)と、CCDカメラ15(位置検出部,受光部)と、PC16(制御部)と、を備える。なお、図1においては、光圧分光装置1の一部の構成のみを示しており、光学モジュールの詳細な構成については、図2に示している。
上記(1),(2)式において、Fscaは散乱によりナノ粒子に作用する力(散乱力)を、Fabsは吸収によりナノ粒子に作用する力(吸収力)を、cは光速を、n2は周辺媒質の屈折率を、Iは照射レーザー強度を、σscaは散乱断面積を、σabsは吸収断面積を、それぞれ示している。また、σscaは以下の(3)式により示される。
上記(3)式において、k0は真空中の波数(=2π/λ:波長)を、rはナノ粒子の半径を、n1はナノ粒子の屈折率を、それぞれ示している。
以下、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態の説明では、第1実施形態と異なる点を主に説明し、重複する説明を省略する。
Claims (4)
- 光の入射部分である第1の入力部及び第2の入力部と、該第1及び第2の入力部間において他の領域よりも小径に形成されたくびれ部と、を有する光ファイバと、
前記第1の入力部に対して、ナノ粒子がエバネッセント場において共鳴する波長の光である共鳴光を出力する第1の光源モジュールと、
前記第2の入力部に対して、ナノ粒子がエバネッセント場において共鳴しない波長の光である非共鳴光を出力する第2の光源モジュールと、
ナノ粒子分散溶液に浸漬した前記光ファイバに対するナノ粒子の位置を検出する位置検出部と、
前記第1の光源モジュール及び前記第2の光源モジュールの光出力を制御し、前記ナノ粒子の吸収スペクトルを導出する制御部と、を備え、
前記第2の光源モジュールは、前記第1の光源モジュールから出力されて前記第1の入力部に入射する前記共鳴光に対向して前記第2の入力部に入射するように、前記非共鳴光を出力し、
前記制御部は、
前記共鳴光の強度を一定とすると共に波長が変化するように前記第1の光源モジュールを制御することにより、前記ナノ粒子における光吸収に応じた光圧を変化させて粒子運動を誘起し、
前記粒子運動を誘起した後における、前記位置検出部によって検出された前記ナノ粒子の位置を考慮して、前記ナノ粒子の吸収スペクトルを導出する、分光装置。 - 前記制御部は、
前記共鳴光の波長を変化させて前記粒子運動を誘起した後において、前記位置検出部によって検出された前記ナノ粒子の位置に基づき、前記ナノ粒子の運動が停止するように、前記第2の光源モジュールから出力される前記非共鳴光の強度を調整することを、前記共鳴光の波長を変えながら繰り返し行い、
前記共鳴光の波長の変化に応じた前記非共鳴光の強度の変化に基づいて、前記ナノ粒子における光の吸収力を導出し、前記共鳴光の各波長と、対応する前記吸収力とに基づき、前記ナノ粒子の吸収スペクトルを導出する、請求項1記載の分光装置。 - 前記制御部は、
前記粒子運動を誘起した後における、前記位置検出部によって検出された前記ナノ粒子の位置に基づき、前記粒子運動に係る前記ナノ粒子の速度を導出することを、前記共鳴光の波長を変えながら繰り返し行い、
前記ナノ粒子の速度及び前記ナノ粒子分散溶液の粘度に基づき、前記ナノ粒子における光の吸収力を導出し、前記共鳴光の各波長と、対応する前記吸収力とに基づき、前記ナノ粒子の吸収スペクトルを導出する、請求項1記載の分光装置。 - 前記位置検出部は、
前記ナノ粒子に対してプローブ光を出力する第3の光源モジュールと、
前記プローブ光が照射された前記ナノ粒子からの散乱光を捕集し前記ナノ粒子の位置を画像で検出する受光部と、を有する、請求項1〜3のいずれか一項記載の分光装置。
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2018
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