JP5188858B2 - 光分析装置 - Google Patents
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Description
本実施形態に係る光分析装置100は、例えば、サンプルガス中に含まれる水蒸気(H2O)濃度を検出するための赤外線ガス分析装置であり、図1に模式的に示すような構成を有している。
次に、このような構成における本装置100の動作について説明する。
まず、情報処理装置100による制御動作及び初期設定について説明する。
半導体レーザ1から射出された光は、第1光ファイバ91に導入され、その一定比率分が第3光ファイバ93を介してファイバグレーティング4に導入される。そしてファイバグレーティング4で、H2Oガスの吸収帯波長の光のみが反射され、第4光ファイバ94を介して参照用光検出手段5に導入される。
半導体レーザ1からの光はファイバ型分析部2を通過して測定用光検出手段3に照射されることから、ファイバ型分析部2にガスを導くと、測定用光検出手段から出力される測定信号は、半導体レーザ1から出力されてガスによって吸収された後の光の強さを表すものとなる。
このような構成によれば、光源たる半導体レーザ1から光検出手段までの光路が全て光ファイバで構成されるので、各光学部材(半導体レーザ1、ファイバ型分析部2、グレーティング4等)の位置決めが不要となり、架台や固定具を省略できるうえ、ガスセルなどの分析対象物を収容するセルが不要となることから、コンパクト化、低コスト化を大きく促進できる。
本発明は前記実施形態に限られない(なお、以下の説明又は図中、前記実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする)。
1・・・レーザ光源(半導体レーザ)
2・・・ファイバ型分析部
21・・・有底溝21
3・・・測定用光検出手段
4・・・波長選択素子(ファイバグレーティング)
5・・・参照用光検出手段
6・・・アイソレータ
7・・・レーザ光源用温度調整機構
8・・・波長選択素子用温度調整機構
91、92、93、94・・・光ファイバ
4’・・・参照用セル
Claims (7)
- レーザ光源から射出されて分析対象物を通った光の強度に基づいて当該分析対象物の濃度又は密度を測定する光分析装置であって、
内部に導入された光を屈折させながら伝搬させるとともにその光の伝搬軌道上に分析対象物を導入することができるように構成されたファイバ型分析部と、選択波長が前記分析対象物の吸収波長帯域に設定された波長選択素子と、前記ファイバ型分析部で選択された光の強度を検出する測定用光検出手段と、前記波長選択素子から導出された光の強度を検出する参照用光検出手段と、を設けておき、
前記レーザ光源とファイバ型分析部との間、前記ファイバ型分析部と測定用光検出手段との間、前記レーザ光源と波長選択素子との間及び前記波長選択素子と参照用光検出手段との間をそれぞれ光ファイバによって接続するようにしてあり、
レーザ光源とファイバ型分析部とを接続する光ファイバから一部の光を分岐させて前記波長選択素子及び前記参照光検出手段に導くように構成されており、
前記レーザ光源を一定温度に保つレーザ光源用温度調整機構と、
前記レーザ光源用温度調整機構とは独立して温度調整できるものであり、前記波長選択素子を一定温度に保つ波長選択素子用温度調整機構とをさらに備え、
該参照用光検出手段の参照信号に基づいて、前記レーザ光源の出力波長が分析対象物における測定波長帯域に合致するように前記レーザ光源用温度調整機構により前記レーザ光源の温度が調整され、
前記レーザ光源用温度調整機構により前記レーザ光源の温度が調整された状態で、前記参照用光検出手段の参照信号の値が目標値となるように前記レーザ光源への供給電流を制御することを特徴とする光分析装置。 - 前記レーザ光源が近赤外領域の光を射出する半導体レーザである請求項1記載の光分析装置。
- 前記波長選択素子の反射光を前記参照用光検出器に導くように構成しているものであって、前記反射光がレーザ光源に戻ることを抑制するアイソレータを光ファイバに介装している請求項1乃至2いずれか記載の光分析装置。
- レーザ光源とファイバ型分析部とを接続する光ファイバから別の光ファイバを分岐させて波長選択素子に接続するとともに、前記別の光ファイバから、さらに別の光ファイバを分岐させて参照用光選択素子に接続している請求項3記載の光分析装置。
- 前記ファイバ型分析部が、光ファイバの側周面に分析対象物を導入することが可能な有底溝又は有底穴を設け、その有底溝又有底穴が、光ファイバにおける光伝搬領域の一部に達するように構成したものである請求項1乃至4いずれか記載の光分析装置。
- 前記ファイバ型分析部を湾曲させている請求項5記載の光分析装置。
- 波長の異なる複数のレーザ光源及びそれぞれに対応する複数の波長選択素子を具備している請求項1乃至6いずれか記載の光分析装置。
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