JP5366536B2 - ラマン散乱光測定装置 - Google Patents
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Description
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る本発明の入射光学系を示す構成図であり、図2は、実施の形態1に係る本発明のラマン散乱光測定装置の構造を示す概略図である。本発明の入射光学系は、試料Sを載置される透光部材11と、放物面鏡12と、ミラー13とを備えている。透光部材11は、透光性の材料からなり、球中心を通る切断面で球体を切断した半球体の形状に形成してある。即ち、透光部材11は、前述の切断面である平面状の試料面111と、半球面をなす曲面112とを有し、試料面111は、半球面の球中心を含み、球中心を円の中心とする円形となっている。透光部材11の材料としては、屈折率の大きいものが良く、ガラス、石英、ZrO2 、ダイヤモンド、ZnSe、KRS−5、Si、Ge等が挙げられる。KRS−5は、ヨウ化タリウム及び臭化タリウムの混晶である。
実施の形態1に係るラマン散乱光測定装置は、試料Sを透過したラマン散乱光Rを測定する構成となっているので、試料Sは透明である必要がある。実施の形態2においては、試料Sが不透明な物質であってもラマン散乱光Rを測定することができるラマン散乱光測定装置を示す。
図5は、実施の形態3に係る本発明の入射光学系を示す構成図である。半球状に形成された透光部材16は、試料面161を回転放物面122の回転対称軸123に対して垂直にし、試料面161の中心(半球面の球中心)を回転放物面122の焦点125に一致させ、更に、試料面161が焦点125に対して頂点124に対向する向きとは逆向きになるように配置されている。入射光学系のその他の構成は実施の形態1と同様である。このように配置した結果においても、図5に示すように、透光部材16の回転対称軸は回転放物面122の回転対称軸123に一致し、透光部材16の曲面162は、放物面鏡12の反射面121に対向している。透光部材16は、三次元的には、図5に示す断面図を図5中の回転対称軸123を中心にして回転させた形状となっている。また入射光学系を備えるラマン散乱光測定装置のその他の構成は、実施の形態1と同様である。
図6は、実施の形態4に係る本発明の入射光学系を示す構成図である。本実施の形態に係る入射光学系は、透光部材17を備えてなる。透光部材17は、底面に対する側面の傾きが複数段階に亘って変化する円錐台の形状に形成されている。透光部材17の側面の傾きは、軸方向に底面から離れるに従って、試料面171に対する傾きが順次非連続的に小さくなるようになっている。透光部材17は、円錐台の底面を試料面171とし、頂面174が試料面171に平行な形状となっている。図6には、側面の傾きが2段階で変化している透光部材17の例を示しており、透光部材17は、試料面171に対する傾きが異なる第1側面172及び第2側面173を有する。
図7は、実施の形態5に係る本発明の入射光学系を示す構成図である。本実施の形態に係る入射光学系は、透光部材18を備えてなる。透光部材18は、円錐台の形状に形成されており、円錐台の底面を試料面181とし、頂面183が試料面181に平行な形状となっている。透光部材18は、試料面181を回転放物面122の回転対称軸123に対して垂直にし、透光部材18の回転対称軸を回転放物面122の回転対称軸123に一致させ、更に試料面181を回転放物面122の頂点124に対向させて配置されている。透光部材18は、三次元的には、図7に示す断面図を図7中の回転対称軸123を中心にして回転させた形状となっている。
111、151、161、171、181 試料面
112、152、162 曲面
12 放物面鏡
121 反射面
122 回転放物面
123 回転対称軸
124 頂点
125 焦点
13 ミラー(入射手段)
14 移動機構
21 レーザ光源
25 分光器
26 光検出器
3 コンピュータ
L レーザ光
R ラマン散乱光
S 試料
Claims (2)
- 任意の試料が接触される平面状の試料面を有する透光部材を備え、前記試料面で全反射が行われるように前記試料面へ光を入射し、試料からのラマン散乱光を測定するラマン散乱光測定装置において、
単色の光束を発生させる発生手段と、
凹面状の反射面が回転放物面の一部分をなしており、前記回転放物面の頂点に対応する部分が欠損した形状に形成してある放物面鏡と、
前記発生手段が発生させた光束を、前記回転放物面の回転対称軸に平行に、前記放物面鏡の反射面へ入射する入射手段とを備え、
前記透光部材は、前記試料面上の一点を球中心とする半球面の一部又は全部をなす曲面を有する形状になしており、
前記透光部材及び前記放物面鏡は、前記透光部材の曲面が前記放物面鏡の反射面に対向し、前記試料面が前記回転放物面の頂点に対向し、前記球中心が前記回転放物面の焦点に位置しており、前記反射面で反射した前記光束が、前記透光部材内へ入射され、前記試料面で内部全反射するように配置してあり、
前記試料面で前記光束が全反射することにより発生したエバネッセント光が試料に作用することによって発生したラマン散乱光を検出する検出手段を更に備え、
該検出手段は、発生したラマン散乱光の内、前記試料面から前記透光部材内へ進入し、前記透光部材内を通過して前記試料面とは反対側へ出射したラマン散乱光を検出する位置に配置してあり、
前記入射手段は、前記放物面鏡の反射面へ入射する光束の光軸を、前記回転放物面の回転対称軸に平行な状態を保ちながら、前記回転対称軸に接離する方向に移動させる手段を有すること
を特徴とするラマン散乱光測定装置。 - 前記透光部材は、前記試料面に平行な切頭面を有しており、
前記検出手段は、前記切頭面から出射したラマン散乱光を検出する位置に配置してあること
を特徴とする請求項1に記載のラマン散乱光測定装置。
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