JP4397808B2 - ラマン分光装置 - Google Patents
ラマン分光装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4397808B2 JP4397808B2 JP2004516875A JP2004516875A JP4397808B2 JP 4397808 B2 JP4397808 B2 JP 4397808B2 JP 2004516875 A JP2004516875 A JP 2004516875A JP 2004516875 A JP2004516875 A JP 2004516875A JP 4397808 B2 JP4397808 B2 JP 4397808B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- excitation
- raman
- energy
- slot
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 title claims description 36
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 52
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 28
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 20
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000000695 excitation spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/04—Slit arrangements slit adjustment
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
- G01J3/021—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using plane or convex mirrors, parallel phase plates, or particular reflectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/44—Raman spectrometry; Scattering spectrometry ; Fluorescence spectrometry
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Description
本発明はラマン分光装置に係るものである。
多くのラマン分光組立体が知られている。一般に、これらの組立体はマクロメーターの、もしくはマイクロメーターの大きさの試料２を顕微鏡下で照らすレーザー１を含んでいる（図１参照）。こうして試料により拡散されたラマン光をホログラフイック・フイルタ３により濾波し、分光計４により分散させ、そして多チャンネル検出器５により分析する。多チャンネル検出器５からの信号は処理ユニット６、例えばコンピューターにより処理される。
この特許の目的はラマン分光計に市販の光電子光学デバイスを適用して自動化装置を提供することである。
新しい「固体」レーザーは非常に競争力のある価格で十分な照明力を出すことができる。ガスレーザーでは、有用なレーザー光線８の周りの不純光線７は例えば、干渉フイルターにより簡単に濾波することができる。「固体」レーザーの欠点として中心光線９の近くに連続バックグラウンド１０もしくは過大なスペクトル幅を持つ励起光がある（図２参照）。また、これらのレーザーはモードを変化したり、または、温度に対して励起周波数が非常に僅かだが変わる。
それ故、この周波数を簡単な装置で精確に制御することが必要とされる。
当然のこととして分光計とレーザーとを組合せて光線の幅、バックグラウンド、そして励起周波数を制御しようとするが、このやり方では付加的な光学系１１，１２と独立の修正デバイス１３（これでラマン分光計を較正しなければならない）を必要とする（図３）。その結果設備は複雑となる。
本発明の目的は設計と作動モードとにおいて簡単で、非常に迅速且つ経済的に作動し、同じ分光系を使って濾波し、検出し、それにより有利なこととして、レーザー励起波長を修正するときラマンスペクトルのずれを自動的に修正できるラマン分光装置を提供することである。
この目的を達成するため、
励起源、
この励起源からの励起ビームを試料に向ける光学励起手段、
入口分散スロットを含み、試料が分散したエネルギーを収集する手段、
スペクトル分散システム、
ラマンエネルギーの選択手段、
検出器、そして
回収され、選択されたラマンエネルギーを検出器へ向ける光学的検出手段
を備えるラマン分光装置を本発明では
前記の光学励起手段は前記のスペクトル分散システムにより励起ビームを分散させ、そして
前記の光学励起手段は励起入口スロットと前記の入口分散スロットにより構成された励起出口スロットとを含んでいて、励起波長を選択するようにしている。
励起源、
この励起源からの励起ビームを試料に向ける光学励起手段、
入口分散スロットを含み、試料が分散したエネルギーを収集する手段、
スペクトル分散システム、
ラマンエネルギーの選択手段、
検出器、そして
回収され、選択されたラマンエネルギーを検出器へ向ける光学的検出手段
を備えるラマン分光装置を本発明では
前記の光学励起手段は前記のスペクトル分散システムにより励起ビームを分散させ、そして
前記の光学励起手段は励起入口スロットと前記の入口分散スロットにより構成された励起出口スロットとを含んでいて、励起波長を選択するようにしている。
異なる本発明の実施例では、以下の特徴を単独で、または技術的に可能な組合せとして備えている。
励起の入口スロットはスペクトル分散システムの焦点面にある。
ラマンエネルギーの選択手段は励起波長を停止するホログラフイック・フイルタを含んでいる。
ラマンエネルギーの選択手段は作動式マイクロミラー反射システムを含んでいる。
励起ビームの一部をサンプルする手段を励起出口と試料との間に配置し、スペクトル分散システムの回転により最大エネルギーの励起波長を制御できるようにする。
励起の入口スロットはスペクトル分散システムの焦点面にある。
ラマンエネルギーの選択手段は励起波長を停止するホログラフイック・フイルタを含んでいる。
ラマンエネルギーの選択手段は作動式マイクロミラー反射システムを含んでいる。
励起ビームの一部をサンプルする手段を励起出口と試料との間に配置し、スペクトル分散システムの回転により最大エネルギーの励起波長を制御できるようにする。
本発明のラマン分光装置は励起源１４、例えば励起ビーム１５を放出する固体レーザーを含んでいる。光学励起手段１６は励起ビーム１５をスペクトル分散システムもしくは分散器２０により被分析試料１７に向ける。試料１７により拡散され、励起ビーム１５との相互作用により生じたエネルギーを入口分散スロット１９を含む収集手段１８により回収する。スロット１９を通った後、その回収されたエネルギーは全体として格子であるスペクトル分散システム２０に送られる。光学検出手段は、回収されたラマンエネルギーを検出器２２へ送る。ラマン分光装置は、検出器２２の前に配置されているのが好ましいラマンエネルギー選択手段２３をも含んでいる。
本発明によれば光学励起手段はスペクトル分散システム２０により励起ビーム１５を分散させ、光学励起手段は反射器１６、入口スロット２４、そして入口分散スロット１９が構成している出口スロットを含んでいて、励起波長を選択している。
励起入口スロット２４はスペクトル分散システム２０の焦点面にある。
本発明を以下の実施例により説明する。
試料１７が拡散したラマンエネルギーを回収する収集手段１８はマクロな試料に対しては広く開いたレンズを、マイクロ試料に対しては顕微鏡レンズを含んでいる。このエネルギーは入口スロット１９に集められ、そしてスペクトル分散システム２０により例えばホログラフイック格子により分散させられる。平面鏡２５を含む光学検出手段にスペクトルが形成され、それは球面鏡２６により拾われ、そしてラマンエネルギーを選択する手段に再びスペクトルが形成される。この選択手段は例えば計算機制御のマイクロミラー２７を含んでいる。
これらのマイクロミラー２７は検出器２２へ選択されたスペクトルエネルギーを送ることができ、その検出器２２は一般にホトマルチプライヤーもしくはアバランシェ・ダイオードである。
ラマンエネルギーの選択手段はレーザー光線を阻止するホログラフイック・フイルター２８を含んでいる。このフイルター２８は検出器２２と焦点面との間で、好ましくは検出器２２の前に置かれていて、試料１７が分散したレーザー光線を阻止し、そして分光計の内側でレーザー１４が拡散したレーザーエネルギーも阻止する。
レーザー１４が放出するビーム１５は平面鏡２５に非常に近接しているスロット２４により分光計に送りこまれ、平面鏡２５はスペクトルを送る（図５ａ）。スロット２４は内側を黒くした非常に薄い（数十マイクロメーターの）金属ブレード２９に開けてあり、金属ブレード２９の尾根３０に幅は数百分の一ミリで、高さは数ミリである（図５ｂ）。この金属部品にスロット２４を開け、スロット２４がラマンスペクトルの焦点面に精確に位置するように平面鏡２５の斜面３１に接着する。
ビーム１５は分光計内に入り、そして入口分散スロット１９を通って出てくる。この入口分散スロット１９のスペクトル分解能はそれが発生するラマンスペクトルと同じである。レーザーに存在することのある不純バックグラウンドは差し引かれ、そしてスペクトル幅はスロットの分解能まで小さくされる。
光の反転路の所為でビーム１５は分析されるラーマン光を発生する点において試料１７に触れる。
本発明の装置は励起ビームの一部をサンプルする手段を備えている。これらの手段は入口分散スロット１９と試料１７との間に置かれている。それらにより励起波長を制御してそれがそれの最大エネルギーのところにあるようにする。励起波長のこの制御はスペクトル分散システム２０の微小回転により行われる。一つの実施例ではこれらのサンプリング手段はモーター３２を含んでおり、このモーターがブレード３３に作用し、レーザー光の一部分を光ファイバーに送る。この光ファイバー３４は測定を行う検出器２２へそのサンプルしたエネルギーを運ぶ。
レーザー光の中心を見つけるため、分散システム２０の後ろの圧電素子３５により僅かに移動させられるようにしている。この圧電素子は分散システム２０に作用して、レーザー１４が最大強度にあるようにする。このシステムは同じ分散システムの使用により励起波長を修正し、そしてラマンエネルギーを分散させ、ラマンスペクトルの移動を自動的に修正できるようにしているが、そのために分光装置を付加的に調整をすることはないので有利である。
各ミラーのエネルギーを送ってスペクトルを点毎に分析できる。同じ期間にマイクロミラー２７と検出器２２とで光電気デバイスを構成して単一チャンネルスペクトルを得ている。
入手できる既成の表があれば、ボディについての特性周波数表を参照できる。例えば、特性スペクトル領域を選択することによりアルコールの存在を見出すのであれば、同じ化学的性質の２つのアルコールを区別する。固体又は液体の特性周波数を本装置はメモリーに記憶させ、そしてユーザーが与えた指示があるので、利用しようとする周波数を選択し、ボディの存在確率を与え、その確率は明確且つ精確な特定まで（スペクトル成分をますます見ていくことにより）時間につれて増大する。
１ レーザー
２ 試料
３ ホログラフイック・フイルタ
４ 分光計
５ 多チャンネル検出器
６ 処理ユニット
７ 不純光線
８ レーザー光線
９ 中心光線
１０ 連続バックグラウンド
１１ 光学系
１２ 光学系
１４ 励起源
１５ 励起ビーム
１６ 光学励起手段
１７ 試料
１８ エネルギー収集手段
１９ 入口分散スロット
２０ 分散システム
２２ 検出器
２３ ラマンエネルギーの選択手段
２４ 入口スロット
２５ 平面鏡
２６ 球面鏡
２７ マイクロミラー
２８ フイルター
２９ 金属ブレード
３０ 尾根
３１ 斜面
３２ モーター
３３ ブレード
３４ 光ケーブル
３５ 圧電素子
２ 試料
３ ホログラフイック・フイルタ
４ 分光計
５ 多チャンネル検出器
６ 処理ユニット
７ 不純光線
８ レーザー光線
９ 中心光線
１０ 連続バックグラウンド
１１ 光学系
１２ 光学系
１４ 励起源
１５ 励起ビーム
１６ 光学励起手段
１７ 試料
１８ エネルギー収集手段
１９ 入口分散スロット
２０ 分散システム
２２ 検出器
２３ ラマンエネルギーの選択手段
２４ 入口スロット
２５ 平面鏡
２６ 球面鏡
２７ マイクロミラー
２８ フイルター
２９ 金属ブレード
３０ 尾根
３１ 斜面
３２ モーター
３３ ブレード
３４ 光ケーブル
３５ 圧電素子
Claims (4)
- 励起源１４、この励起源からの励起ビーム１５を試料１７に向ける光学励起手段１６、入口分散スロット１９を含んで、試料１７が分散したエネルギーを収集する手段１８、スペクトル分散システム２０、ラマンエネルギーの選択手段２３、検出器２２、そして回収され、選択されたラマンエネルギーを検出器２２へ向ける光学検出手段を備えるラマン分光装置において、前記の光学励起手段１６は前記のスペクトル分散システム２０により励起ビーム１５を分散させ、前記の光学励起手段１６は励起入口スロット２４と前記の入口分散スロット１９により構成される励起出口スロットとを含み、励起波長を選択するラマン分光装置において、 励起ビームの一部をサンプルする手段を励起出口と試料１７との間に配置し、スペクトル分散システム２０の微小回転により最大エネルギーの励起波長を制御できるようにしたことを特徴とするラマン分光装置。
- 励起の入口スロット１９はスペクトル分散システム２０の焦点面にある請求項１に記載のラマン分光装置。
- ラマンエネルギーの選択手段２３は励起波長を停止するホログラフイック・フイルタを含んでいる請求項１もしくは２に記載のラマン分光装置。
- ラマンエネルギーの選択手段２３は作動式マイクロミラー反射システム２７を含んでいる請求項１ないし３のいずれかに記載のラマン分光装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0208156A FR2841647B1 (fr) | 2002-06-28 | 2002-06-28 | Appareil de spectrometrie raman |
| PCT/FR2003/001982 WO2004003496A1 (fr) | 2002-06-28 | 2003-06-26 | Appareil de spectrometrie raman |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005531762A JP2005531762A (ja) | 2005-10-20 |
| JP4397808B2 true JP4397808B2 (ja) | 2010-01-13 |
Family
ID=29725014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004516875A Expired - Fee Related JP4397808B2 (ja) | 2002-06-28 | 2003-06-26 | ラマン分光装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7362430B2 (ja) |
| EP (1) | EP1520158B1 (ja) |
| JP (1) | JP4397808B2 (ja) |
| AU (1) | AU2003258828A1 (ja) |
| DE (1) | DE60324927D1 (ja) |
| FR (1) | FR2841647B1 (ja) |
| WO (1) | WO2004003496A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090040516A1 (en) * | 2007-08-10 | 2009-02-12 | Honeywell International Inc. | Spectroscopic system |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2681941B1 (fr) * | 1991-10-01 | 1994-07-29 | Dilor | Dispositif de spectrometrie dispersive a filtrage de bande spectrale. |
| FR2726365B1 (fr) * | 1994-10-28 | 1996-12-13 | Dilor | Dispositif d'analyse spectrale a filtrages complementaires combines, en particulier de spectrometrie raman |
| US6128078A (en) * | 1999-04-09 | 2000-10-03 | Three Lc, Inc. | Radiation filter, spectrometer and imager using a micro-mirror array |
-
2002
- 2002-06-28 FR FR0208156A patent/FR2841647B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-06-26 DE DE60324927T patent/DE60324927D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-26 AU AU2003258828A patent/AU2003258828A1/en not_active Abandoned
- 2003-06-26 WO PCT/FR2003/001982 patent/WO2004003496A1/fr active Application Filing
- 2003-06-26 US US10/519,529 patent/US7362430B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-06-26 JP JP2004516875A patent/JP4397808B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-06-26 EP EP03761649A patent/EP1520158B1/fr not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1520158B1 (fr) | 2008-11-26 |
| EP1520158A1 (fr) | 2005-04-06 |
| AU2003258828A1 (en) | 2004-01-19 |
| US20050248757A1 (en) | 2005-11-10 |
| US7362430B2 (en) | 2008-04-22 |
| FR2841647A1 (fr) | 2004-01-02 |
| JP2005531762A (ja) | 2005-10-20 |
| WO2004003496A1 (fr) | 2004-01-08 |
| DE60324927D1 (de) | 2009-01-08 |
| FR2841647B1 (fr) | 2005-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11079333B2 (en) | Analyzer sample detection method and system | |
| TWI546533B (zh) | 即時空間與時間光譜量測系統及其量測模組 | |
| US20160091366A1 (en) | Auto-focus raman spectrometer system | |
| EP0056239A1 (en) | Method of measuring Raman spectra and laser Raman spectrophotometry system | |
| JPH10300671A (ja) | 微粒子計測装置 | |
| JP6255022B2 (ja) | 光学素子の配置を有する装置 | |
| US6067156A (en) | Wavelength calibration and tracking methods and apparatus | |
| US9891104B2 (en) | Spectroscopic detector | |
| WO2016082804A1 (zh) | 一种用于获取喇曼散射光谱的装置及方法 | |
| US4691110A (en) | Laser spectral fluorometer | |
| JP2006194812A (ja) | 分光蛍光光度計 | |
| US7154602B2 (en) | Method for measuring fluorescence correlations in the presence of slow signal fluctuations | |
| JP2012207935A (ja) | ラマン分光装置およびそれを用いた識別装置 | |
| JP4397808B2 (ja) | ラマン分光装置 | |
| JP2002005835A (ja) | ラマン分光測定装置及びそれを用いた生体試料分析方法 | |
| JP2002236223A (ja) | ファイバープローブ光検出器 | |
| JP2006300808A (ja) | ラマン分光測定装置 | |
| CN104076024A (zh) | Icp发光分光分析装置 | |
| JP7356498B2 (ja) | プラズマスペクトル分析を介してサンプルの材料組成を分析するための装置 | |
| JP2006300671A (ja) | 分光検出装置 | |
| JPH10142156A (ja) | 発光分光分析装置 | |
| JP2000206047A (ja) | スペクトル測定装置 | |
| JPH0526728A (ja) | ラマン分光用分光器 | |
| JPH0610297Y2 (ja) | 発光分光分析装置 | |
| US5438407A (en) | Spectrometer and apparatus including the spectrometer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060606 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20090331 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090602 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090901 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091006 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091021 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121030 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121030 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131030 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |