JP3316065B2 - pressure sensor - Google Patents

pressure sensor

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JP3316065B2
JP3316065B2 JP31209593A JP31209593A JP3316065B2 JP 3316065 B2 JP3316065 B2 JP 3316065B2 JP 31209593 A JP31209593 A JP 31209593A JP 31209593 A JP31209593 A JP 31209593A JP 3316065 B2 JP3316065 B2 JP 3316065B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光学材料を用いた圧力
センサーに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure sensor using an optical material.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、高圧発生・測定装置として、ダイ
アモンドアンビルを用いた装置が、その取扱の簡便さか
ら、広く利用されている。この装置は、試料中のルビー
結晶の持つ光学特性が圧力によって変化することを利用
して圧力を測定するものであり、粉末状のルビー微結晶
を試料と混合し、レーザー光を試料に照射してルビー結
晶が放出する蛍光を測定する。ここで、試料に加わる圧
力が増加すると、圧力感知部材としてのルビー結晶のエ
ネルギー準位に変化が生じて蛍光線の波長が長波長側に
変化する。この変化量は加えられた圧力にほぼ線形的に
依存することが知られているため、波長変化を測定する
ことによって圧力検出が可能となる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a device using a diamond anvil has been widely used as a high-pressure generating / measuring device because of its easy handling. This device measures pressure by using the fact that the optical properties of ruby crystals in a sample change with pressure, mixes powdered ruby microcrystals with the sample, and irradiates the sample with laser light. And measure the fluorescence emitted by the ruby crystal. Here, when the pressure applied to the sample increases, the energy level of the ruby crystal as the pressure sensing member changes, and the wavelength of the fluorescent light changes to the longer wavelength side. Since it is known that the amount of change depends almost linearly on the applied pressure, pressure can be detected by measuring the change in wavelength.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、ルビー結晶
は可視ないし近赤外領域に強い吸収帯を有するため、試
料の赤外特性の測定と同時に圧力検出を行う場合には、
その影響を避けることができない。又、ルビーの粉末状
結晶を試料へ混入させて用いるが、結晶が試料の物性に
与える影響の評価は一般には難しく、試料とルビー結晶
との相互作用による物性の変化を見積ることは事実上不
可能である。このような問題は、試料の物性と圧力との
関係を精密に調べることに対する大きな障害となる。
However, since ruby crystals have a strong absorption band in the visible or near-infrared region, when pressure is detected simultaneously with measurement of the infrared characteristics of the sample,
The effects cannot be avoided. In addition, ruby powdery crystals are used by mixing them into the sample, but it is generally difficult to evaluate the effect of the crystals on the physical properties of the sample, and it is virtually impossible to estimate the change in physical properties due to the interaction between the sample and the ruby crystal. It is possible. Such a problem becomes a major obstacle to precisely examining the relationship between the physical properties of the sample and the pressure.

【0004】従って、可視ないし近赤外領域に強い吸収
帯を持たず、且つ、試料への混合の必要のない圧力感知
部材を備え、試料の光学特性の測定等に対し悪影響を及
ぼすことのない圧力測定装置が求められている。
Accordingly, a pressure sensing member which does not have a strong absorption band in the visible or near-infrared region and does not need to be mixed with the sample is provided, and does not adversely affect the measurement of the optical characteristics of the sample. There is a need for a pressure measuring device.

【0005】本発明は、この様な課題を解決するために
なされたもので、高圧下での試料の光学応答の精密な測
定を可能にするような圧力センサーを提供することを目
的とするものである。
The present invention has been made to solve such problems, and has as its object to provide a pressure sensor capable of precisely measuring the optical response of a sample under high pressure. It is.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、線状
有機分子を並列させた薄膜のような、ある互いに垂直な
2方向の有効質量に差がある、つまり方向性のある薄膜
を光学材料として用いることによって、圧力変化に従っ
た光学情報を検出可能であることを見いだし、本発明の
圧力センサーを発明するに至った。
In order to achieve the above object, the present inventors have conducted intensive studies and have found that two perpendicular directions, such as a thin film in which linear organic molecules are arranged in parallel. Have a difference in effective mass, that is, by using a directional thin film as an optical material, it has been found that optical information according to a pressure change can be detected, and the pressure sensor of the present invention has been invented.

【0007】すなわち、本発明の圧力センサーは、膜方
向に沿ったある互いに垂直な2方向における有効質量比
が0.5以下となる薄膜状光学材料からなる圧力感知部
材と、該光学材料の光吸収帯を含む波長領域に受光感度
を有する受光装置と、該光学材料の光吸収帯を含む波長
領域に発光特性を有する発光装置とを備え、該光学材料
に加わる圧力に起因する上記有効質量比変化を該光学材
料の光吸収帯の波長変化によって検出することを特徴と
する。
That is, a pressure sensor according to the present invention comprises a pressure sensing member made of a thin film optical material having an effective mass ratio of 0.5 or less in two directions perpendicular to each other along the film direction; A light receiving device having a light receiving sensitivity in a wavelength region including an absorption band, and a light emitting device having a light emitting characteristic in a wavelength region including the light absorption band of the optical material, wherein the effective mass ratio caused by a pressure applied to the optical material The change is detected by a change in the wavelength of the light absorption band of the optical material.

【0008】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0009】鎖状高分子が並列した有機高分子薄膜等の
ような、方向性を有する分子が多数規則正しく並んだ材
料では、分子の鎖に沿った方向(鎖方向)とそれに垂直
な方向(鎖間方向)とで、通常サイクロトロン共鳴を利
用して測定される電子の有効質量が異なる。このような
材料に対し、分子鎖方向と垂直な鎖間方向に圧力が加わ
ると、この圧力によって分子鎖間相互作用と分子鎖内相
互作用の比が変化し、これは、例えば、鎖方向の電子の
有効質量/鎖間方向の有効質量の比の減少として捕らえ
ることができる。一方、鎖方向/鎖間方向の有効質量比
と励起子の最低エネルギー準位との関係は、図1に示さ
れるような関係にあり、有効質量比の減少によってエネ
ルギー準位にずれが生じ、このずれに伴い材料の光吸収
スペクトルのピークがシフトする。ここで具体的に、上
記有効質量比が0.3のポリ(1,4-ジ(パラトルエンス
ルフォネートメチル)-1, 3-ブタジイン薄膜のエネルギ
ー準位と光吸収スペクトルとの関係を図2に示し、この
ような薄膜状光学材料に圧力が加わったときの光吸収ス
ペクトルのピークの変位を図3に示す。図に示されるよ
うに、材料に圧力が加わるとその有効質量比が減少して
エネルギー準位にずれが生じ、光吸収スペクトルのピー
クが波数ω1から波数ω2へシフトする現象となって現
れるので、光吸収スペクトルのピークのシフト幅Δωが
検出されれば、有効質量比を介して材料に加わった圧力
を割り出すことが可能となることがわかる。
In a material in which a large number of molecules having directionality are regularly arranged, such as an organic polymer thin film in which chain polymers are arranged in parallel, the direction along the chain of the molecule (chain direction) and the direction perpendicular to the chain (chain direction) And the effective mass of electrons, which is usually measured using cyclotron resonance. When pressure is applied to such a material in the inter-chain direction perpendicular to the molecular chain direction, the pressure changes the ratio of the inter-molecular interaction to the intra-molecular interaction. It can be captured as a decrease in the ratio of the effective mass of electrons / effective mass in the interchain direction. On the other hand, the relationship between the effective mass ratio in the chain direction / interchain direction and the lowest energy level of the exciton is as shown in FIG. 1, and the energy level shifts due to the decrease in the effective mass ratio, With this shift, the peak of the light absorption spectrum of the material shifts. Here, specifically, the relationship between the energy level and the light absorption spectrum of a poly (1,4-di (paratoluenesulfonatemethyl) -1,3-butadiyne thin film having the effective mass ratio of 0.3 is shown. The peak displacement of the light absorption spectrum when pressure is applied to such a thin film optical material is shown in Fig. 3. Fig. 3 shows that the effective mass ratio decreases when pressure is applied to the material as shown in the figure. As a result, the energy level shifts, and the peak of the light absorption spectrum shifts from the wave number ω1 to the wave number ω2. Therefore, if the shift width Δω of the peak of the light absorption spectrum is detected, the effective mass ratio is reduced. It can be seen that it is possible to determine the pressure applied to the material via

【0010】又、分子方向性のある材料の上記有効質量
比と最低エネルギー準位とは、図1のように、有効質量
比が0.5前後でエネルギー準位が最大値となる関係に
あり、有効質量比が約0.5以下の範囲内では、エネル
ギー準位は材料に加えられる圧力に対して単調に変化す
る。従って、この範囲では有効質量比とエネルギー準位
とが1対1で対応し、しかも変化量が大きいので、2次
元方向の有効質量比が0.5以下の範囲で変化し得るよ
うな光学材料を圧力感知部材としてを用い、圧力感知部
材の光吸収スペクトルを測定することによって圧力を検
出することができる。つまり、本発明の圧力センサー
は、有効質量比が約0.5以下の範囲内で変化し得る光
学材料を圧力感知部材とし、圧力感知部材の光吸収スペ
クトルを測定するものである。尚、本発明の圧力センサ
ーにおいては、上述したような分子鎖方向と垂直な鎖間
方向のみに圧力が加わる場合に限らず、分子鎖方向と所
定の角度を有する方向や全方向に当方的に圧力が加わる
場合についても、同様に上記有効質量比が圧力の大きさ
に応じて減少するので、圧力を検出することが可能であ
る。
Further, as shown in FIG. 1, the effective mass ratio and the lowest energy level of a material having molecular orientation have a relation that the energy level becomes the maximum value when the effective mass ratio is around 0.5. Within an effective mass ratio of about 0.5 or less, the energy level changes monotonically with the pressure applied to the material. Accordingly, in this range, the effective mass ratio and the energy level correspond one-to-one, and the amount of change is large. Therefore, the optical material which can change the effective mass ratio in the two-dimensional direction within the range of 0.5 or less. Is used as a pressure sensing member, and the pressure can be detected by measuring the light absorption spectrum of the pressure sensing member. In other words, the pressure sensor of the present invention measures an optical absorption spectrum of the pressure sensing member using an optical material whose effective mass ratio can change within a range of about 0.5 or less as a pressure sensing member. In the pressure sensor of the present invention, the pressure is not limited to the case where the pressure is applied only in the inter-chain direction perpendicular to the molecular chain direction as described above. Even when pressure is applied, the effective mass ratio similarly decreases in accordance with the magnitude of the pressure, so that the pressure can be detected.

【0011】上述のような有効質量比を有する薄膜状光
学材料としては、例えば、分子方向性の揃った有機分子
薄膜が挙げられる。有機分子薄膜材料の有効質量比及び
エネルギー準位は、材質、製造方法などによって変更可
能であり、使用可能な材料としては、ポリエチレン、ポ
リジアセチレン、線状ポリエステル、線状ポリアミド等
の線状高分子、ポリ(1,4-ジ(パラトルエンスルフォネ
ートメチル)-1, 3-ブタジイン)[以下、PTSポリジ
アセチレンと称する]等の置換ポリジアセチレンが挙げ
られるが、上述から明らかなように線状高分子に限定さ
れるものではなく、有効質量比が上述の好ましい範囲と
なるような、分子の方向性が揃えられたものであれば、
枝鎖のある分子であってもよい。従って、材料が厳格に
規定されるものではなく、又、薄膜の作成時において分
子配向が十分に揃っておらず有効質量比が好ましい範囲
にない場合であっても、延伸等の物理的処理を施すこと
によって、分子配列の規則性を向上させて好適な有効質
量比を有するようにすることができる。この例として
は、例えば、ポリシラン樹脂を延伸処理して分子配向に
方向性をもたせた薄膜等が挙げられる。
As the thin film optical material having the above-mentioned effective mass ratio, for example, there is an organic molecular thin film having uniform molecular directions. The effective mass ratio and energy level of the organic molecular thin film material can be changed depending on the material, manufacturing method, and the like, and usable materials include linear polymers such as polyethylene, polydiacetylene, linear polyester, and linear polyamide. And substituted polydiacetylenes such as poly (1,4-di (p-toluenesulfonatemethyl) -1,3-butadiyne) [hereinafter referred to as PTS polydiacetylene]. It is not limited to polymers, as long as the effective mass ratio is within the above-mentioned preferred range, and the orientation of the molecules is aligned,
It may be a branched molecule. Therefore, the material is not strictly defined and, even when the molecular orientation is not sufficiently aligned at the time of forming the thin film and the effective mass ratio is not in the preferable range, physical treatment such as stretching is performed. By applying, it is possible to improve the regularity of the molecular arrangement and to have a suitable effective mass ratio. As an example of this, for example, a thin film in which a polysilane resin is subjected to a stretching treatment so as to have directionality in molecular orientation may be mentioned.

【0012】このとき、有機分子薄膜の光吸収スペクト
ルは図2のように急峻なものが得られることが多いの
で、薄膜の光応答特性を調べることによってピークのシ
フト幅及びエネルギー準位のずれは容易に測定すること
ができる。なお有機分子薄膜において、圧力と有効質量
比の関係は詳細には解っておらず、種々の要素によって
複雑に変化するが、光吸収スペクトルにおけるピークの
シフト幅Δωは、圧力に対して、エネルギー換算でおお
よそ0.1eV/GPa程度となる。従って、これらの
関係から、本発明の圧力センサーにおいては容易に圧力
を導き出すことができる。又、試料の吸収帯と離れた領
域に吸収ピークがあるような薄膜状光学材料を適宜選択
することにより、圧力感知部材と試料との吸収スペクト
ルの干渉を避けることができので、圧力の計測と試料の
スペクトルの同時且つ独立した計測が可能になる。
At this time, since the light absorption spectrum of the organic molecular thin film can often be steep as shown in FIG. 2, the shift width of the peak and the shift of the energy level can be determined by examining the optical response characteristics of the thin film. It can be easily measured. In the organic molecular thin film, the relationship between the pressure and the effective mass ratio is not known in detail, and varies in a complicated manner depending on various factors. However, the shift width Δω of the peak in the light absorption spectrum is expressed in terms of energy with respect to the pressure. Is about 0.1 eV / GPa. Therefore, pressure can be easily derived from these relationships in the pressure sensor of the present invention. In addition, by appropriately selecting a thin-film optical material having an absorption peak in a region away from the absorption band of the sample, interference of the absorption spectrum between the pressure sensing member and the sample can be avoided. Simultaneous and independent measurement of the spectrum of the sample becomes possible.

【0013】以下、本発明に係る圧力センサーの実施例
を詳細に説明する。
Hereinafter, embodiments of the pressure sensor according to the present invention will be described in detail.

【0014】[0014]

【実施例】図4は、本発明の圧力センサーの第1実施例
を示す模式図である。この例では、圧力感知部材として
分子方向性が揃っているPTSポリジアセチレン薄膜が
用いられている。
FIG. 4 is a schematic view showing a first embodiment of the pressure sensor according to the present invention. In this example, a PTS polydiacetylene thin film having a uniform molecular direction is used as the pressure sensing member.

【0015】すなわち、圧力センサー1は、対向する1
対のダイアモンドアンビル11、13を備え、アンビル
11にPTSポリジアセチレンからなる圧力感知部材と
しての薄膜板15が接着固定されている。薄膜板15は
アンビル11、13の軸方向と垂直に設置される。更
に、アンビル11、13の軸方向外側に単色光を照射す
る発光装置17及び受光装置19が対向するように設置
され、発光装置17から照射される単色光は薄膜板15
と垂直に、アンビル11、薄膜板15及びアンビル13
を透過し、透過光の強度が受光装置19によって測定さ
れる。
That is, the pressure sensor 1
A pair of diamond anvils 11 and 13 are provided, and a thin film plate 15 as a pressure sensing member made of PTS polydiacetylene is bonded and fixed to the anvil 11. The thin film plate 15 is installed perpendicular to the axial direction of the anvils 11 and 13. Further, a light emitting device 17 and a light receiving device 19 for irradiating monochromatic light to the axial direction outside of the anvils 11 and 13 are installed so as to face each other.
Perpendicularly to the anvil 11, the thin film plate 15, and the anvil 13
, And the intensity of the transmitted light is measured by the light receiving device 19.

【0016】ここで、圧力センサー1周囲の雰囲気大気
圧は薄膜板15に作用し、圧力に応じて、有効質量比が
減少して励起子の最低エネルギー準位の変化を生じ、受
光装置19によって測定される透過光の光吸収スペクト
ルにおいて検出される。具体的には、PTSポリジアセ
チレンの励起子準位に共鳴する光は約600nmであるの
で、これよりわずかに短波長の領域の光吸収によって圧
力検出がなされる。
Here, the atmospheric pressure around the pressure sensor 1 acts on the thin film plate 15, the effective mass ratio decreases in accordance with the pressure, and the lowest energy level of the excitons changes. It is detected in the light absorption spectrum of the transmitted light measured. Specifically, since the light that resonates with the exciton level of PTS polydiacetylene is about 600 nm, the pressure is detected by light absorption in a slightly shorter wavelength region.

【0017】又、アンビル11とアンビル13との間に
は光学測定を行う試料21が配置され、発光装置17か
ら照射される光の波長を順次変化させる。試料17と薄
膜板15は同じ雰囲気下にあり、発光装置17から照射
する光を薄膜板15及び試料21を透過させて受光装置
19で検出することにより、雰囲気圧力及び試料のIR
等の光学特性に関する情報を含んだ光吸収スペクトルが
得られ、従って、圧力情報と試料の光学特性の情報とを
同時に得ることができる。又、薄膜板15はアンビル1
1に固定されているので、従来装置のように測定試料と
圧力感知部材が混合されることはない。
A sample 21 for optical measurement is arranged between the anvil 11 and the anvil 13, and sequentially changes the wavelength of light emitted from the light emitting device 17. The sample 17 and the thin film plate 15 are under the same atmosphere, and the light irradiated from the light emitting device 17 is transmitted through the thin film plate 15 and the sample 21 and detected by the light receiving device 19, whereby the atmospheric pressure and the IR of the sample are measured.
Thus, a light absorption spectrum including information on optical characteristics such as the above can be obtained, and therefore, pressure information and information on the optical characteristics of the sample can be obtained simultaneously. The thin film plate 15 is an anvil 1
Since it is fixed to 1, the measurement sample and the pressure sensing member are not mixed as in the conventional apparatus.

【0018】図6は、本発明の圧力センサーの第2実施
例を示す模式図である。この実施例においては、圧力セ
ンサー3は、試料の光学特性を測定する測定室Cに一体
的に取り付けられる。
FIG. 6 is a schematic view showing a second embodiment of the pressure sensor of the present invention. In this embodiment, the pressure sensor 3 is integrally attached to a measurement chamber C for measuring optical characteristics of a sample.

【0019】ここでは感圧板31が鉛直方向に配置さ
れ、圧力センサー3の壁部33に対して水平方向に移動
可能に設けられている。感圧板31は、測定室Cの圧力
により図中左方向へ押圧されて、感圧板31と一体の水
平アーム35も共に左へ移動する。水平アーム35に対
してピン37を軸として回転可能に設けられたアーム3
9が下方に延び、アーム39の左側部は支点41により
支持される。アーム39下部の右側には、PTSポリジ
アセチレンからなる感知部材としての薄膜板43が水平
に配置され、右端が固定され、薄膜板43の左端はアー
ム39の下端右側部と当接する。さらに、薄膜板43の
上下に発光装置45及び受光装置47が対向するように
配置され、発光装置45から照射される光は薄膜板43
を透過して受光装置47によって検出される。又、支点
41の位置は、鉛直方向に変更可能に設計され、水平ア
ーム35の移動によって薄膜板43に加わる力の調節が
可能なように構成されている。
Here, the pressure-sensitive plate 31 is disposed in the vertical direction, and is provided so as to be movable in the horizontal direction with respect to the wall 33 of the pressure sensor 3. The pressure-sensitive plate 31 is pressed to the left in the drawing by the pressure of the measurement chamber C, and the horizontal arm 35 integrated with the pressure-sensitive plate 31 also moves to the left. An arm 3 rotatably provided around a pin 37 with respect to a horizontal arm 35
9 extends downward, and the left side of the arm 39 is supported by a fulcrum 41. A thin plate 43 as a sensing member made of PTS polydiacetylene is horizontally arranged on the right side of the lower portion of the arm 39, the right end is fixed, and the left end of the thin plate 43 is in contact with the lower right side of the lower end of the arm 39. Further, the light emitting device 45 and the light receiving device 47 are arranged above and below the thin film plate 43 so as to face each other.
And is detected by the light receiving device 47. The position of the fulcrum 41 is designed to be changeable in the vertical direction, and is configured so that the force applied to the thin film plate 43 by the movement of the horizontal arm 35 can be adjusted.

【0020】上記構成において、測定室Cの圧力によっ
て左方向へ押圧される感圧板31の動きに伴って水平ア
ーム35が左に移動する。これによりアーム39の上端
は左側へ押圧されるが、支点41によって支持されてい
るのでアーム39の下端は右側へ移動し薄膜板43を水
平方向に押圧する。この圧力によって薄膜板43の有効
質量比が変化し、薄膜板43を透過して受光装置47に
よって受光される光の吸収スペクトルが変化する。又、
測定室Cの圧力が大きく変動した場合においても、支点
41の位置を変えることによって薄膜板43に加えられ
る力を一定レベルに規制することができるので、発光装
置45及び受光装置47において取り扱われる光の波長
領域を幅広くとらずに、例えば、単色光の範囲内だけ
で、広範囲の圧力を検知することができる。
In the above configuration, the horizontal arm 35 moves to the left with the movement of the pressure-sensitive plate 31 pressed leftward by the pressure of the measuring chamber C. As a result, the upper end of the arm 39 is pressed leftward, but is supported by the fulcrum 41, so that the lower end of the arm 39 moves rightward and presses the thin film plate 43 in the horizontal direction. Due to this pressure, the effective mass ratio of the thin film plate 43 changes, and the absorption spectrum of light transmitted through the thin film plate 43 and received by the light receiving device 47 changes. or,
Even when the pressure in the measurement chamber C greatly fluctuates, the force applied to the thin film plate 43 can be regulated to a certain level by changing the position of the fulcrum 41, so that the light handled by the light emitting device 45 and the light receiving device 47 can be regulated. For example, a wide range of pressure can be detected only within the range of monochromatic light without widening the wavelength range of.

【0021】従って、上記第2実施例においては、発光
装置45及び受光装置47は圧力検出のみに必要な波長
範囲の光に対応できれば良いので簡略化することがで
き、センサー全体の小型化に適する。
Therefore, in the second embodiment, the light emitting device 45 and the light receiving device 47 need only be able to cope with light in the wavelength range necessary only for pressure detection, so that the light emitting device 45 and the light receiving device 47 can be simplified. .

【0022】なお、上記第1及び第2実施例において
は、薄膜板の透過光を検出して圧力を算出しているが、
本発明はこれに限られるものではなく、透過光に代えて
反射光の強度を測定しても良い。又、前述したように薄
膜板はPTSポリジアセチレン以外の材料も用いること
ができ、適宜その材料の共鳴波長に応じて発光及び受光
装置の適応波長が設定される。
In the first and second embodiments, the pressure is calculated by detecting the light transmitted through the thin film plate.
The present invention is not limited to this, and the intensity of reflected light may be measured instead of transmitted light. Further, as described above, a material other than PTS polydiacetylene can be used for the thin film plate, and an appropriate wavelength of the light emitting and receiving device is appropriately set according to the resonance wavelength of the material.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧力セン
サーによれば、試料の光学特性の高圧下での測定等に悪
影響を及ぼすことなく、高い精度での測定が可能とな
り、その工業的価値は極めて大である。
As described above, according to the pressure sensor of the present invention, it is possible to perform measurement with high accuracy without adversely affecting the measurement of the optical characteristics of the sample under high pressure, etc. The value is extremely large.

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

【図1】薄膜状光学材料の2次元方向における有効質量
比と励起子の最低エネルギー準位との関係を示すグラフ
である。
FIG. 1 is a graph showing a relationship between an effective mass ratio in a two-dimensional direction of a thin film optical material and a lowest energy level of an exciton.

【図2】薄膜状光学材料の励起子のエネルギー準位と光
吸収スペクトルとの関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an energy level of an exciton of a thin film optical material and a light absorption spectrum.

【図3】図2の光吸収スペクトルのピークの薄膜状光学
材料に加えられた圧力による変位を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a displacement of a peak of a light absorption spectrum of FIG. 2 due to a pressure applied to a thin film optical material.

【図4】本発明の圧力センサーの第1実施例の概略構造
を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a schematic structure of a first embodiment of the pressure sensor of the present invention.

【図5】本発明の圧力センサーの第2実施例の概略構造
を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a schematic structure of a pressure sensor according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、3 圧力センサー 11、13 アンビル 15 薄膜板 17 発光装置 19 受光装置 21 試料 43 薄膜板 45 発光装置 47 受光装置 1, 3 Pressure sensor 11, 13 Anvil 15 Thin film plate 17 Light emitting device 19 Light receiving device 21 Sample 43 Thin film plate 45 Light emitting device 47 Light receiving device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01L 11/02 G01N 21/27 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01L 11/02 G01N 21/27 JICST file (JOIS)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 鎖状分子が配向した薄膜状光学材料から
なる圧力感知部材と、該光学材料の光吸収帯を含む波長
領域に受光感度を有する受光装置と、該光学材料の光吸
収帯を含む波長領域に発光特性を有する発光装置とを備
え、該光学材料に加わる圧力を、該圧力に起因する該光
学材料の該鎖状分子の鎖方向及び該鎖方向に垂直な鎖間
方向における電子の有効質量比変化によって生じる
光学材料の光吸収帯の波長変化として前記受光装置で
検出することを特徴とする圧力センサー。
A pressure sensing member comprising a thin film optical material in which chain molecules are oriented ; a light receiving device having a light receiving sensitivity in a wavelength region including a light absorption band of the optical material; light of a light emitting device having a light-emitting characteristics in a wavelength region, the pressure applied to the optical material, due to the pressure containing
Chain direction of the chain molecule of the chemical material and between the chains perpendicular to the chain direction
A pressure sensor, wherein the pressure is detected by the light receiving device as a change in a wavelength of a light absorption band of the optical material caused by a change in an effective mass ratio of electrons in a direction .
【請求項2】 前記薄膜状光学材料は、検出する圧力に2. The method according to claim 1, wherein the thin film-shaped optical material is subjected to a pressure to be detected.
よって変化する該有効質量比が0.5以下の範囲にあるTherefore, the effective mass ratio that changes is in the range of 0.5 or less.
有機高分子薄膜である請求項1記載の圧力センサー。The pressure sensor according to claim 1, wherein the pressure sensor is an organic polymer thin film.
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