JP3322539B2 - レーザー波長設定装置 - Google Patents
レーザー波長設定装置Info
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- JP3322539B2 JP3322539B2 JP27661395A JP27661395A JP3322539B2 JP 3322539 B2 JP3322539 B2 JP 3322539B2 JP 27661395 A JP27661395 A JP 27661395A JP 27661395 A JP27661395 A JP 27661395A JP 3322539 B2 JP3322539 B2 JP 3322539B2
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- Japan
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- laser
- wavelength
- fluorescence
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- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２次元化学種濃度
計測，温度計測等に適用されるレーザー励起蛍光法計測
装置におけるレーザー波長設定装置に関する。
計測，温度計測等に適用されるレーザー励起蛍光法計測
装置におけるレーザー波長設定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、２次元化学種濃度計測，温度計測
等に用いられる一般的なレーザー励起蛍光法計測装置と
しては、図３模式図に示すようなものがあり、この装置
では、計測分子が有している吸収線と同一な周波数を持
つレーザー光で測定場を照射する必要があるため、励起
用パルスレーザー１で色素レーザー等の波長可変レーザ
ー２を発振させ、計測分子の電子エネルギー差に対応し
た波長のレーザー光３を出力させる。レーザー光３はビ
ームエキスパンダー４にてシート状にされた後、測定場
５に照射される。励起された計測分子より生じる蛍光は
レンズ６で集光され、ＣＣＤカメラ７で計測される。Ｃ
ＣＤカメラ７は同期ライン８により励起用パルスレーザ
ー１の発振と同期して作動し、その出力信号はコンピュ
ーター９に転送され、濃度，温度が解析される。このと
き、計測分子の電子エネルギー差に対応した波長を設定
するため、レーザー光３の一部をビームスプリッター１
３で分岐し、レンズ１４を用いてレーザー光３を高分解
能分光器１５のスリット上に集光する。レーザー光３は
分光された後、ラインセンサー１６で計測され、コンピ
ューター９で波長の絶対値が計算される。その計算結果
を用いて計測分子の電子エネルギー差に対応した波長を
設定している。
等に用いられる一般的なレーザー励起蛍光法計測装置と
しては、図３模式図に示すようなものがあり、この装置
では、計測分子が有している吸収線と同一な周波数を持
つレーザー光で測定場を照射する必要があるため、励起
用パルスレーザー１で色素レーザー等の波長可変レーザ
ー２を発振させ、計測分子の電子エネルギー差に対応し
た波長のレーザー光３を出力させる。レーザー光３はビ
ームエキスパンダー４にてシート状にされた後、測定場
５に照射される。励起された計測分子より生じる蛍光は
レンズ６で集光され、ＣＣＤカメラ７で計測される。Ｃ
ＣＤカメラ７は同期ライン８により励起用パルスレーザ
ー１の発振と同期して作動し、その出力信号はコンピュ
ーター９に転送され、濃度，温度が解析される。このと
き、計測分子の電子エネルギー差に対応した波長を設定
するため、レーザー光３の一部をビームスプリッター１
３で分岐し、レンズ１４を用いてレーザー光３を高分解
能分光器１５のスリット上に集光する。レーザー光３は
分光された後、ラインセンサー１６で計測され、コンピ
ューター９で波長の絶対値が計算される。その計算結果
を用いて計測分子の電子エネルギー差に対応した波長を
設定している。
【０００３】しかしてレーザー励起蛍光法計測装置にお
いて、計測分子の電子エネルギー差に対応した波長にレ
ーザー光の波長を精度0.001 ｎｍで一致させる必要があ
るが、高分解能分光器１５で波長の絶対値を決定するた
めには、絶対値の校正が必要であるほか、光学系のずれ
等により誤差が発生しやすい傾向があり、精度に問題が
ある。また一般に高分解能分光器１５は装置が大きく
（５００×３００ｍｍ程度）、装置のコンパクト化が困
難であり、また装置も高価となる。
いて、計測分子の電子エネルギー差に対応した波長にレ
ーザー光の波長を精度0.001 ｎｍで一致させる必要があ
るが、高分解能分光器１５で波長の絶対値を決定するた
めには、絶対値の校正が必要であるほか、光学系のずれ
等により誤差が発生しやすい傾向があり、精度に問題が
ある。また一般に高分解能分光器１５は装置が大きく
（５００×３００ｍｍ程度）、装置のコンパクト化が困
難であり、また装置も高価となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて提案されたもので、レーザー励起蛍光法計
測装置におけるレーザー光の波長を精度よく設定するこ
とができるとともに、装置をコンパクトかつ安価にする
ことができるレーザー波長設定装置を提供することを目
的とする。
事情に鑑みて提案されたもので、レーザー励起蛍光法計
測装置におけるレーザー光の波長を精度よく設定するこ
とができるとともに、装置をコンパクトかつ安価にする
ことができるレーザー波長設定装置を提供することを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、レ
ーザー励起蛍光法計測装置における測定場前のレーザー
光路上に設けられ燃焼により計測分子を発生する手段
と、上記計測分子の蛍光スペクトルを測定する手段と、
蛍光スペクトルの測定結果と理論値を基にレーザー光波
長を制御する制御装置とを具えたことと、レーザー励起
蛍光法計測装置における測定場前のレーザー光路上に設
けられ計測分子が封入された容器と、同容器中計測分子
の蛍光スペクトルを測定する手段と、蛍光スペクトルの
測定結果と理論値を基にレーザー光波長を制御する制御
装置とを具えたこととを、それぞれ特徴とする。
ーザー励起蛍光法計測装置における測定場前のレーザー
光路上に設けられ燃焼により計測分子を発生する手段
と、上記計測分子の蛍光スペクトルを測定する手段と、
蛍光スペクトルの測定結果と理論値を基にレーザー光波
長を制御する制御装置とを具えたことと、レーザー励起
蛍光法計測装置における測定場前のレーザー光路上に設
けられ計測分子が封入された容器と、同容器中計測分子
の蛍光スペクトルを測定する手段と、蛍光スペクトルの
測定結果と理論値を基にレーザー光波長を制御する制御
装置とを具えたこととを、それぞれ特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面について
説明すると、図１は本レーザー波長設定装置を備えたレ
ーザー励起蛍光法計測装置の模式図、図２はＯＨ分子の
蛍光スペクトル図である。図１において、符号１〜９は
図３と同一部材を示し、波長可変レーザー２とビームエ
キスパンダー４との間のレーザー光路上に燃焼により計
測分子が発生するガス燃焼バーナー又は計測分子が封入
されたセル１０（以下バーナー又はセル１０という）が
設置されている。そしてこのバーナー又はセル１０に対
向して励起された分子から発生する蛍光を集光するレン
ズ１１が置かれるとともに、その先に光検知器１２が配
設されており、その出力端がコンピューター９に接続さ
れている。
説明すると、図１は本レーザー波長設定装置を備えたレ
ーザー励起蛍光法計測装置の模式図、図２はＯＨ分子の
蛍光スペクトル図である。図１において、符号１〜９は
図３と同一部材を示し、波長可変レーザー２とビームエ
キスパンダー４との間のレーザー光路上に燃焼により計
測分子が発生するガス燃焼バーナー又は計測分子が封入
されたセル１０（以下バーナー又はセル１０という）が
設置されている。そしてこのバーナー又はセル１０に対
向して励起された分子から発生する蛍光を集光するレン
ズ１１が置かれるとともに、その先に光検知器１２が配
設されており、その出力端がコンピューター９に接続さ
れている。
【０００７】このような装置において、励起用パルスレ
ーザー１で波長可変レーザー２を発振させると、波長可
変レーザー２の先にあるバーナー又はセル１０が分子の
吸収線の近傍でレーザー光３の波長をスキャンし、励起
されて分子から発生される蛍光をレンズ１１で集光し、
光検知器１２により検知する。その信号をコンピュータ
ー９で処理することにより、図２（ａ）に示す蛍光スペ
クトルが計測される。図２（ａ）は化学種ＯＨの実測に
よるパターンで、一般にレーザー装置に付属されている
波長カウンターでは波長の絶対精度が0.1 ｎｍ程度であ
るため、波長カウンターと絶対波長にずれが生じてい
る。コンピューター９には、図２（ｂ）に示す計測分子
の理論吸収線波長がデータとして蓄えられており、設定
すべき波長はａ′であることがあらかじめ計算されてい
る。そこで測定した蛍光スペクトルは、計測分子の理論
吸収線波長のスペクトル分布とコンピューター９上で比
較され、蛍光のピーク値ａが理論蛍光スペクトルのａ′
に対応していることを認識させ、目的の波長が蛍光強度
のピーク値ａの波長であることがコンピューター９上で
認識されて決定される。決定された波長を基に、図２
（ａ）の基準値からの波長ａの波長幅Ａを、図２（ｂ）
の基準値からの波長ａ′の波長幅Ｂに一致させるべく、
波長可変レーザー２のグレーティング角度を変化させ、
計測分子に最適な励起波長にレーザー光３の波長をコン
ピューター９より自動で一致させる。
ーザー１で波長可変レーザー２を発振させると、波長可
変レーザー２の先にあるバーナー又はセル１０が分子の
吸収線の近傍でレーザー光３の波長をスキャンし、励起
されて分子から発生される蛍光をレンズ１１で集光し、
光検知器１２により検知する。その信号をコンピュータ
ー９で処理することにより、図２（ａ）に示す蛍光スペ
クトルが計測される。図２（ａ）は化学種ＯＨの実測に
よるパターンで、一般にレーザー装置に付属されている
波長カウンターでは波長の絶対精度が0.1 ｎｍ程度であ
るため、波長カウンターと絶対波長にずれが生じてい
る。コンピューター９には、図２（ｂ）に示す計測分子
の理論吸収線波長がデータとして蓄えられており、設定
すべき波長はａ′であることがあらかじめ計算されてい
る。そこで測定した蛍光スペクトルは、計測分子の理論
吸収線波長のスペクトル分布とコンピューター９上で比
較され、蛍光のピーク値ａが理論蛍光スペクトルのａ′
に対応していることを認識させ、目的の波長が蛍光強度
のピーク値ａの波長であることがコンピューター９上で
認識されて決定される。決定された波長を基に、図２
（ａ）の基準値からの波長ａの波長幅Ａを、図２（ｂ）
の基準値からの波長ａ′の波長幅Ｂに一致させるべく、
波長可変レーザー２のグレーティング角度を変化させ、
計測分子に最適な励起波長にレーザー光３の波長をコン
ピューター９より自動で一致させる。
【０００８】計測分子の最適励起波長に一致されたレー
ザー光３はビームエキスパンダー４にてシート状にされ
た後、測定場５に照射される。測定場５より生じる蛍光
はレンズ１６で集光され、ＣＣＤカメラ７で計測され
る。計測結果はコンピューター９に転送され、濃度，温
度が解析される。
ザー光３はビームエキスパンダー４にてシート状にされ
た後、測定場５に照射される。測定場５より生じる蛍光
はレンズ１６で集光され、ＣＣＤカメラ７で計測され
る。計測結果はコンピューター９に転送され、濃度，温
度が解析される。
【０００９】かくしてレーザー励起蛍光法計測装置にお
けるレーザー光３の絶対波長を精度よく求めることがで
きるが、レーザー励起蛍光法計測装置は、ボイラー，ガ
スタービン，ＣＶＤ等の燃焼，プラズマ等の反応場中の
濃度，温度解析に利用されるので、本レーザー波長設定
装置のバーナー又はセル１０は計測対象化学種に対応し
て、バーナーかセルかが次のように選択される。 化学種 選択されるバーナー，セル ＮＯ バーナー又はセル ＯＨ バーナー Ｏ2 バーナー ＣＨ バーナー なおバーナーを用いる場合には、プロパン，メタン等を
燃焼させることにより上記分子を発生させることが可能
である。またＮＯ等常温で安定な分子においては、その
分子を封入できるセルを用いることが可能である。
けるレーザー光３の絶対波長を精度よく求めることがで
きるが、レーザー励起蛍光法計測装置は、ボイラー，ガ
スタービン，ＣＶＤ等の燃焼，プラズマ等の反応場中の
濃度，温度解析に利用されるので、本レーザー波長設定
装置のバーナー又はセル１０は計測対象化学種に対応し
て、バーナーかセルかが次のように選択される。 化学種 選択されるバーナー，セル ＮＯ バーナー又はセル ＯＨ バーナー Ｏ2 バーナー ＣＨ バーナー なおバーナーを用いる場合には、プロパン，メタン等を
燃焼させることにより上記分子を発生させることが可能
である。またＮＯ等常温で安定な分子においては、その
分子を封入できるセルを用いることが可能である。
【００１０】
【発明の効果】要するに本発明によれば、レーザー励起
蛍光法計測装置における測定場前のレーザー光路上に設
けられ燃焼により計測分子を発生する手段と、上記計測
分子の蛍光スペクトルを測定する手段と、蛍光スペクト
ルの測定結果と理論値を基にレーザー光波長を制御する
制御装置とを具えたことと、レーザー励起蛍光法計測装
置における測定場前のレーザー光路上に設けられ計測分
子が封入された容器と、同容器中計測分子の蛍光スペク
トルを測定する手段と、蛍光スペクトルの測定結果と理
論値を基にレーザー光波長を制御する制御装置とを具え
たこととにより、それぞれレーザー励起蛍光法計測装置
におけるレーザー光の波長を精度よく設定することがで
きるとともに、装置をコンパクトかつ安価にすることが
できるレーザー波長設定装置を得るから、本発明は産業
上極めて有益なものである。
蛍光法計測装置における測定場前のレーザー光路上に設
けられ燃焼により計測分子を発生する手段と、上記計測
分子の蛍光スペクトルを測定する手段と、蛍光スペクト
ルの測定結果と理論値を基にレーザー光波長を制御する
制御装置とを具えたことと、レーザー励起蛍光法計測装
置における測定場前のレーザー光路上に設けられ計測分
子が封入された容器と、同容器中計測分子の蛍光スペク
トルを測定する手段と、蛍光スペクトルの測定結果と理
論値を基にレーザー光波長を制御する制御装置とを具え
たこととにより、それぞれレーザー励起蛍光法計測装置
におけるレーザー光の波長を精度よく設定することがで
きるとともに、装置をコンパクトかつ安価にすることが
できるレーザー波長設定装置を得るから、本発明は産業
上極めて有益なものである。
【図１】本発明レーザー波長設定装置を備えたレーザー
励起蛍光法計測装置の実施形態の模式図である。
励起蛍光法計測装置の実施形態の模式図である。
【図２】ＯＨ分子の蛍光スペクトル図である。
【図３】従来のレーザー励起蛍光法計測装置の模式図で
ある。
ある。
１ 励起用パルスレーザー ２ 波長可変レーザー ３ レーザー光 ４ ビームエキスパンダー ５ 測定場 ６ レンズ ７ ＣＣＤカメラ ８ 同期ライン ９ コンピューター 10 バーナー又はセル 11 レンズ 12 光検知器
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01J 3/00 - 3/52 G01N 21/62 - 21/74 H01S 3/00 H01S 3/10 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザー励起蛍光法計測装置における測
定場前のレーザー光路上に設けられ燃焼により計測分子
を発生する手段と、上記計測分子の蛍光スペクトルを測
定する手段と、蛍光スペクトルの測定結果と理論値を基
にレーザー光波長を制御する制御装置とを具えたことを
特徴とするレーザー波長設定装置。 - 【請求項２】 レーザー励起蛍光法計測装置における測
定場前のレーザー光路上に設けられ計測分子が封入され
た容器と、同容器中計測分子の蛍光スペクトルを測定す
る手段と、蛍光スペクトルの測定結果と理論値を基にレ
ーザー光波長を制御する制御装置とを具えたことを特徴
とするレーザー波長設定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27661395A JP3322539B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | レーザー波長設定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27661395A JP3322539B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | レーザー波長設定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0996564A JPH0996564A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3322539B2 true JP3322539B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=17571890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27661395A Expired - Lifetime JP3322539B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | レーザー波長設定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3322539B2 (ja) |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP27661395A patent/JP3322539B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0996564A (ja) | 1997-04-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020529 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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