JP5148387B2 - 分光測定装置、分光測定方法、及び分光測定プログラム - Google Patents
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Description
I=I0e−μL
となる。一方、積分球20を用いた分光測定装置1Aでは、図5(b)に示すように、積分球本体200の内壁での光の多重反射によって励起光、あるいは試料Sからの発光が多重的に試料容器400を通過する。この場合、試料容器400の体積Vの全体が光の減衰に寄与するため、強度の減衰は
I=I0e−μV
となり、試料容器400での吸収による光の減衰の影響が大きくなる。
γ(λ)=IS(λ)/IR(λ)
と求められる。また、試料容器400による光の吸収率をβ(λ)とすると、
γ(λ)=1−β(λ)
が成り立つ。試料容器による光の吸収が考慮された波長スペクトルの各波長での補正値を示す補正データX(λ)は、上記の透過率γ(λ)または吸収率β(λ)に基づき、
X(λ)=1/γ(λ)=1/(1−β(λ))
によって算出することができる。
によって励起光スペクトルIex R(λ)、蛍光スペクトルIem R(λ)に補正される。同様に、第2サンプル測定の波長スペクトルI0 S(λ)、IF S(λ)は、それぞれ
によって励起光スペクトルIex S(λ)、蛍光スペクトルIem S(λ)に補正される。なお、装置補正が不要な場合には、上記式においてcS(λ)=1となる。
によって、試料容器による光の吸収の影響を除いた励起光スペクトルIex Rc(λ)、蛍光スペクトルIem Rc(λ)に補正される。
によって、試料容器による光の吸収の影響を除いた励起光スペクトルIex Sc(λ)、蛍光スペクトルIem Sc(λ)に補正される。
によって求めることができる。このような量子収率Φfの解析において、特に試料容器での光の透過率γ(λ)の波長依存性が大きいと、解析結果の誤差が大きくなる。これに対して、上記した補正データX(λ)によって試料容器の吸収特性、吸収帯、あるいは試料容器の汚染等による透過率の波長依存性を打ち消して、透過率が一定になるように補正を行うことにより、量子収率の解析精度が向上される。
によって求められる。ここで、I0(λ)は光子数単位での照射光強度(photons s−1nm−1)を示し、F(λ)は蛍光強度(photons s−1nm−1)を示し、α(λ)は試料Sによる光の吸収率を示している。
また、蛍光波長領域での見かけ上の波長スペクトルIF R(λ)、IF S(λ)は、それぞれ以下のようになる。
ここで、R(λ)は波長λでの積分球の透過率を示し、C(λ)は測定系の分光感度を示し、β(λ)は試料容器の光学セルによる光の吸収率を示している。また、C(λ)は、分光器、光検出器、光ファイバ等の測定系の全ての要素の影響を含むものである。また、装置補正に用いられる装置係数cS(λ)は、R(λ)、C(λ)から
によって求められる。
となる。以上により、蛍光量子収率Φfは下記の式
によって求められる。
50…データ解析装置、51…分光データ入力部、52…試料情報解析部、53…補正データ取得部、54…補正データ算出部、55…補正データ記憶部、56…解析データ出力部、61…入力装置、62…表示装置、63…外部装置。
Claims (14)
- 測定対象の試料が内部に配置され、前記試料に照射される励起光を入射するための入射開口部、及び前記試料からの被測定光を出射するための出射開口部を有する積分球と、
前記入射開口部を介して前記積分球の内部へと供給される照射光として、前記励起光、及び所定の波長範囲での光成分を含む白色光を供給する照射光供給手段と、
前記積分球の内部において前記試料を所定位置に保持する試料容器と、
前記積分球の前記出射開口部から出射された前記被測定光を分光して、その波長スペクトルを取得する分光手段と、
前記分光手段によって取得された前記波長スペクトルに対してデータ解析を行うデータ解析手段とを備え、
前記データ解析手段は、
前記試料容器による前記励起光または前記被測定光の少なくとも一方の吸収を考慮して前記波長スペクトルを補正するための補正データを取得する補正データ取得手段と、
前記波長スペクトルを前記補正データによって補正するとともに、補正された波長スペクトルを解析することで、前記試料についての情報を取得する試料情報解析手段と、
前記積分球の内部に前記試料無し、前記試料容器無しの状態で前記白色光を供給して測定を行う第1リファレンス測定の測定結果、及び前記積分球の内部に前記試料無し、前記試料容器有りの状態で前記白色光を供給して測定を行う第1サンプル測定の測定結果に基づいて、前記補正データを算出する補正データ算出手段と
を有することを特徴とする分光測定装置。 - 前記データ解析手段は、あらかじめ算出された前記補正データを記憶しておく補正データ記憶手段を有することを特徴とする請求項1記載の分光測定装置。
- 前記試料情報解析手段は、前記積分球の内部に前記試料無し、前記試料容器有りの状態で前記励起光を供給して測定を行う第2リファレンス測定の測定結果、及び前記積分球の内部に前記試料有り、前記試料容器有りの状態で前記励起光を供給して測定を行う第2サンプル測定の測定結果に基づいて、前記試料についての情報を取得することを特徴とする請求項1または2記載の分光測定装置。
- 前記試料容器は、前記積分球の中心に配置されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の分光測定装置。
- 前記試料容器は、前記励起光及び前記被測定光を透過する材質によって形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の分光測定装置。
- 測定対象の試料が内部に配置され、前記試料に照射される励起光を入射するための入射開口部、及び前記試料からの被測定光を出射するための出射開口部を有する積分球と、
前記入射開口部を介して前記積分球の内部へと供給される照射光として、前記励起光、及び所定の波長範囲での光成分を含む白色光を供給する照射光供給手段と、
前記積分球の内部において前記試料を所定位置に保持する試料容器と、
前記積分球の前記出射開口部から出射された前記被測定光を分光して、その波長スペクトルを取得する分光手段とを備える分光測定装置を用い、前記分光手段によって取得された前記波長スペクトルに対してデータ解析を行う分光測定方法であって、
前記試料容器による前記励起光または前記被測定光の少なくとも一方の吸収を考慮して前記波長スペクトルを補正するための補正データを取得する補正データ取得ステップと、
前記波長スペクトルを前記補正データによって補正するとともに、補正された波長スペクトルを解析することで、前記試料についての情報を取得する試料情報解析ステップと、
前記積分球の内部に前記試料無し、前記試料容器無しの状態で前記白色光を供給して測定を行う第1リファレンス測定ステップと、
前記積分球の内部に前記試料無し、前記試料容器有りの状態で前記白色光を供給して測定を行う第1サンプル測定ステップと、
前記第1リファレンス測定ステップ及び前記第1サンプル測定ステップの測定結果に基づいて、前記補正データを算出する補正データ算出ステップと
を備えることを特徴とする分光測定方法。 - 前記積分球の内部に前記試料無し、前記試料容器有りの状態で前記励起光を供給して測定を行う第2リファレンス測定ステップと、
前記積分球の内部に前記試料有り、前記試料容器有りの状態で前記励起光を供給して測定を行う第2サンプル測定ステップとを備え、
前記試料情報解析ステップは、前記第2リファレンス測定ステップ及び前記第2サンプル測定ステップの測定結果に基づいて、前記試料についての情報を取得することを特徴とする請求項6記載の分光測定方法。 - 前記試料容器は、前記積分球の中心に配置されることを特徴とする請求項6または7記載の分光測定方法。
- 前記試料容器は、前記励起光及び前記被測定光を透過する材質によって形成されていることを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項記載の分光測定方法。
- 前記試料容器に保持される前記試料は、溶液状の試料であることを特徴とする請求項6〜9のいずれか一項記載の分光測定方法。
- 測定対象の試料が内部に配置され、前記試料に照射される励起光を入射するための入射開口部、及び前記試料からの被測定光を出射するための出射開口部を有する積分球と、
前記入射開口部を介して前記積分球の内部へと供給される照射光として、前記励起光、及び所定の波長範囲での光成分を含む白色光を供給する照射光供給手段と、
前記積分球の内部において前記試料を所定位置に保持する試料容器と、
前記積分球の前記出射開口部から出射された前記被測定光を分光して、その分光データを取得する分光手段とを備える分光測定装置を用い、前記分光手段によって取得された前記分光データに対してデータ解析を行う分光測定方法であって、
前記積分球の内部に前記試料無し、前記試料容器無しの状態で前記白色光を供給して測定を行う第1リファレンス測定ステップと、
前記積分球の内部に前記試料無し、前記試料容器有りの状態で前記白色光を供給して測定を行う第1サンプル測定ステップと、
前記第1リファレンス測定ステップ及び前記第1サンプル測定ステップの測定結果に基づいて、前記試料容器による光の吸収を考慮して前記分光データを補正するための補正データを算出する補正データ算出ステップと、
前記分光データを前記補正データによって補正するとともに、補正された分光データを解析することで、前記試料についての情報を取得する試料情報解析ステップと
を備えることを特徴とする分光測定方法。 - 前記積分球の内部に前記試料無し、前記試料容器有りの状態で前記励起光を供給して測定を行う第2リファレンス測定ステップと、
前記積分球の内部に前記試料有り、前記試料容器有りの状態で前記励起光を供給して測定を行う第2サンプル測定ステップとを備え、
前記試料情報解析ステップは、前記第2リファレンス測定ステップ及び前記第2サンプル測定ステップの測定結果に基づいて、前記試料についての情報を取得することを特徴とする請求項11記載の分光測定方法。 - 測定対象の試料が内部に配置され、前記試料に照射される励起光を入射するための入射開口部、及び前記試料からの被測定光を出射するための出射開口部を有する積分球と、
前記入射開口部を介して前記積分球の内部へと供給される照射光として、前記励起光、及び所定の波長範囲での光成分を含む白色光を供給する照射光供給手段と、
前記積分球の内部において前記試料を所定位置に保持する試料容器と、
前記積分球の前記出射開口部から出射された前記被測定光を分光して、その波長スペクトルを取得する分光手段とを備える分光測定装置に適用され、前記分光手段によって取得された前記波長スペクトルに対するデータ解析をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記試料容器による前記励起光または前記被測定光の少なくとも一方の吸収を考慮して前記波長スペクトルを補正するための補正データを取得する補正データ取得処理と、
前記波長スペクトルを前記補正データによって補正するとともに、補正された波長スペクトルを解析することで、前記試料についての情報を取得する試料情報解析処理と、
前記積分球の内部に前記試料無し、前記試料容器無しの状態で前記白色光を供給して測定を行う第1リファレンス測定の測定結果、及び前記積分球の内部に前記試料無し、前記試料容器有りの状態で前記白色光を供給して測定を行う第1サンプル測定の測定結果に基づいて、前記補正データを算出する補正データ算出処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする分光測定プログラム。 - 前記試料情報解析処理は、前記積分球の内部に前記試料無し、前記試料容器有りの状態で前記励起光を供給して測定を行う第2リファレンス測定の測定結果、及び前記積分球の内部に前記試料有り、前記試料容器有りの状態で前記励起光を供給して測定を行う第2サンプル測定の測定結果に基づいて、前記試料についての情報を取得することを特徴とする請求項13記載の分光測定プログラム。
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