JP5371295B2 - 電磁波の分析装置 - Google Patents
電磁波の分析装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5371295B2 JP5371295B2 JP2008168013A JP2008168013A JP5371295B2 JP 5371295 B2 JP5371295 B2 JP 5371295B2 JP 2008168013 A JP2008168013 A JP 2008168013A JP 2008168013 A JP2008168013 A JP 2008168013A JP 5371295 B2 JP5371295 B2 JP 5371295B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detection element
- electromagnetic wave
- wavelength
- detection
- element array
- 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
- 0 *CCC(CC1)CCC1C(*)=C Chemical compound *CCC(CC1)CCC1C(*)=C 0.000 description 2
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
検体からの電磁波を空間的に異なる波長成分に分散するための波長分散部と、
前記波長分散部が空間的に異なる波長成分に分散した電磁波を検出するための検出素子を複数備えた検出素子アレイと、
前記検出素子が検出した電磁波の強度信号からスペクトルを算出するスペクトル算出部と、を有し、
前記検出素子は、前記検体からの電磁波の検出する波長領域を選択するためのフィルタ部と電磁波検出部とを備え、
前記フィルタ部は、誘電率実部が負の負誘電率媒体とそれとは異なる第2の媒体から構成されており、
前記負誘電率媒体と前記第2の媒体は、検出する電磁波の波長以下の距離で配置してあって、前記フィルタ部と前記電磁波検出部との間の距離は、前記検出する電磁波の波長以下であり、
前記波長分散部が空間的に異なる波長成分に分散した電磁波が前記検出素子に入射する角度を、前記検出素子ごとに電磁波を検出する感度が略最大となる角度にする様に、前記波長分散部と前記検出素子アレイとを配置することを特徴とする。
電磁波を発生させるための発生部と、
前記発生部が発生させた電磁波を空間的に異なる波長成分に分散するための回折格子と、
前記回折格子が空間的に異なる波長成分に分散した電磁波を検出するための検出素子を複数備えた検出素子アレイと、
前記検出素子が検出した電磁波の強度信号からスペクトルを算出するスペクトル算出部と、を有し、
前記検出素子は、前記検体からの電磁波の検出する波長領域を選択するためのフィルタ部と電磁波検出部とを備え、前記フィルタ部は、誘電率実部が負の負誘電率媒体とそれとは異なる第2の媒体から構成されており、前記負誘電率媒体と前記第2の媒体は、検出する電磁波の波長以下の距離で配置してあって、前記フィルタ部と前記電磁波検出部との間の距離は、前記検出する電磁波の波長以下であり、
前記回折格子が空間的に異なる波長成分に分散した電磁波が前記検出素子に入射する角度を、前記検出素子ごとに電磁波を検出する感度が略最大となる角度にする様に、前記回折格子と前記検出素子アレイとを配置することを特徴とする。
電磁波の発生部について説明する。電磁波101は種々の波長を含むことができる。電磁波は、単光源などの電磁波を発生させるための発生部から発生させてもよいし、複数の光源から発生した電磁波を合成したものを用いてもよい。電磁波101の光源としては、量子カスケードレーザ、共鳴トンネルダイオードやガンダイオードに高調波発生手段を取り付けたものなどを用いることができる。大型になれば、後進行波管や非線形結晶素子を用いたパラメトリック発生器などを用いてもよい。また、フェムト秒レーザを光伝導素子に照射して発生させる方法でもよい。電磁波101はパルスでも連続波でもよい。また、時間的に波長が変化する様にしてもよい。この場合、回折格子104には異なる波長の光が順に到達するので、電磁波101は検出素子アレイ105上で空間的に走査されることになる。
検出素子201としては、図2に示す様に、例えば、検体103からの電磁波の検出波長領域を選択するためのフィルタ部と電磁波検出部とを備える検出素子を使用することができる。ここで、例えば、フィルタ部は、誘電率実部が負の負誘電率媒体251とそれとは異なる第2の媒体250から構成されている。また、負誘電率媒体251と第2の媒体250は検出する電磁波の波長以下の距離で配置してある。更に、フィルタ部250、251と電磁波検出部252との間の距離は検出する電磁波の波長以下となっている。本検出素子では、負誘電率媒体251と電磁波検出部252の界面において入射光が表面プラズモンに変化する。表面プラズモンは界面に局在しているので、電界強度が大きい。電磁波検出部252はこの電界強度が大きい領域に配置されているので、本検出素子は高感度な検出が可能となる。尚、図2において、253は、検出素子アレイ105の基板である。
ここで、回折格子104と検出素子アレイ105との配置などの構成に関する設計例について説明する。既に述べた様に検出素子アレイ105の各素子は夫々異なる波長に最大感度を有しているので、その最大感度に略一致した波長の電磁波が夫々の検出素子に入射するような設計を行なう。
(実施例1:凹面回折格子)
実施例1は、波長分散部である波長分散素子の波長分散特性に合わせて、検出素子アレイ内の複数の検出素子を配置することを特徴とする分析装置に関する。図5に本実施例による検出素子アレイの例を示す。分析装置の他の部分は上記実施形態に準じる。
実施例2は、検体からの電磁波の入射角や入射位置が変化しても、それを補償することのできる機構を備えることを特徴とする分析装置に関する。図6に本実施例による分析装置の例を示す。
実施例3は、検体の線状領域から得られる電磁波から、線状領域内の複数の位置におけるスペクトルを算出することを特徴とする分析装置に関するものである。図7に本実施例による分析装置の例を示す。
実施例4は、波長分散部から出射する電磁波をファイバで受光し、検出素子アレイまで伝送することを特徴とする分析装置に関するものである。図9に本実施例による分析装置の例を示す。
実施例5は、検出素子アレイと回折格子をユニット化し、分解能の変更などの目的に応じて複数のユニットが切り替え可能であることを特徴とする分析装置に関するものである。この構成において、検出素子アレイ105と回折格子104は一つの筐体に固定されてユニットとなっており、相対的な位置関係が変わらない様にされている。このようなユニットは複数備えられており、検体側光学系102からの光路上で切り替え可能になっている。複数のユニットは、例えば、分解能が夫々異なっている。分解能を異ならせるために、例えば、回折格子104の格子ピッチや回折格子104から検出素子アレイ105までの距離を調整する。このような複数のユニットを備える構成により、分解能重視もしくはスペクトル取得速度重視といった目的に夫々対応することが可能となる。この様に、本実施例では、少なくとも波長分散部と検出素子アレイがユニット化され、ユニットが交換可能になっている。
102 検体側光学系
103 検体
104 波長分散部(回折格子)
105 検出素子アレイ
106 スペクトル算出部
201 検出素子
202 波長200μmに対応する一次回折光
203 波長300μmに対応する一次回折光
250 第2の媒体(フィルタ部)
251 負誘電率媒体(フィルタ部)
252 電磁波検出部
601 反射光用検出器
602 傾き制御機構
603 傾き制御部
801 線状の検出領域
802 検出素子アレイ部
Claims (10)
- 検体を分析するための装置であって、
検体からの電磁波を空間的に異なる波長成分に分散するための波長分散部と、
前記波長分散部が空間的に異なる波長成分に分散した電磁波を検出するための検出素子を複数備えた検出素子アレイと、
前記検出素子が検出した電磁波の強度信号からスペクトルを算出するスペクトル算出部と、を有し、
前記検出素子は、前記検体からの電磁波の検出する波長領域を選択するためのフィルタ部と電磁波検出部とを備え、
前記フィルタ部は、誘電率実部が負の負誘電率媒体とそれとは異なる第2の媒体から構成されており、
前記負誘電率媒体と前記第2の媒体は、検出する電磁波の波長以下の距離で配置してあって、前記フィルタ部と前記電磁波検出部との間の距離は、前記検出する電磁波の波長以下であり、
前記波長分散部が空間的に異なる波長成分に分散した電磁波が前記検出素子に入射する角度を、前記検出素子ごとに電磁波を検出する感度が略最大となる角度にする様に、前記波長分散部と前記検出素子アレイとを配置することを特徴とする分析装置。 - 前記検出素子アレイは、電磁波を検出する感度が、前記波長分散部が空間的に分散した前記波長成分ごとに略最大となる構成であることを特徴とする請求項1に記載の分析装置。
- 前記検体に前記電磁波を照射する手段を有することを特徴とする請求項1または2に記載の分析装置。
- 前記電磁波は30GHz以上30THz以下の周波数領域の少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の分析装置。
- 前記検出素子アレイは、前記波長分散部の波長分散特性に合わせて、複数の前記検出素子をローランド円上に配置していることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の分析装置。
- 前記検出素子への前記電磁波の入射角または入射位置の変化を補償する手段を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の分析装置。
- 前記検出素子アレイは、前記検体の線状領域からの前記電磁波を受光し、
前記スペクトル算出部は、前記線状領域内の複数の位置におけるスペクトルを算出することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の分析装置。 - ファイバアレイを備え、
前記波長分散部によって異なる波長成分に空間的に分散された前記電磁波を前記ファイバアレイで受光して前記検出素子アレイまで伝送し、
前記ファイバアレイから出射する前記電磁波を、夫々の波長に対して最大感度を示す様に構成された前記検出素子に最大感度を示す様に入射させることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の分析装置。 - 少なくとも前記波長分散部と前記検出素子アレイがユニット化され、前記ユニットが交換可能であることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の分析装置。
- 検体を分析するための装置であって、
電磁波を発生させるための発生部と、
前記発生部が発生させた電磁波を空間的に異なる波長成分に分散するための回折格子と、
前記回折格子が空間的に異なる波長成分に分散した電磁波を検出するための検出素子を複数備えた検出素子アレイと、
前記検出素子が検出した電磁波の強度信号からスペクトルを算出するスペクトル算出部と、を有し、
前記検出素子は、前記検体からの電磁波の検出する波長領域を選択するためのフィルタ部と電磁波検出部とを備え、前記フィルタ部は、誘電率実部が負の負誘電率媒体とそれとは異なる第2の媒体から構成されており、前記負誘電率媒体と前記第2の媒体は、検出する電磁波の波長以下の距離で配置してあって、前記フィルタ部と前記電磁波検出部との間の距離は、前記検出する電磁波の波長以下であり、
前記回折格子が空間的に異なる波長成分に分散した電磁波が前記検出素子に入射する角度を、前記検出素子ごとに電磁波を検出する感度が略最大となる角度にする様に、前記回折格子と前記検出素子アレイとを配置することを特徴とする分析装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008168013A JP5371295B2 (ja) | 2007-08-31 | 2008-06-27 | 電磁波の分析装置 |
US12/196,224 US7869036B2 (en) | 2007-08-31 | 2008-08-21 | Analysis apparatus for analyzing a specimen by obtaining electromagnetic spectrum information |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007224941 | 2007-08-31 | ||
JP2007224941 | 2007-08-31 | ||
JP2008168013A JP5371295B2 (ja) | 2007-08-31 | 2008-06-27 | 電磁波の分析装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009075073A JP2009075073A (ja) | 2009-04-09 |
JP2009075073A5 JP2009075073A5 (ja) | 2011-02-17 |
JP5371295B2 true JP5371295B2 (ja) | 2013-12-18 |
Family
ID=40610164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008168013A Expired - Fee Related JP5371295B2 (ja) | 2007-08-31 | 2008-06-27 | 電磁波の分析装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5371295B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101230377B1 (ko) | 2008-12-31 | 2013-02-06 | 에어로플렉스 리미티드 | 데이터 감소 방법과 데이터 감소 장치 |
JP6391155B2 (ja) * | 2014-09-22 | 2018-09-19 | 国立大学法人東北大学 | 絶対角測定装置及び絶対角測定方法 |
JP5901721B2 (ja) * | 2014-10-01 | 2016-04-13 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガス分析装置 |
CN110087541B (zh) | 2016-12-26 | 2022-03-04 | 三菱电机株式会社 | 生物体物质测定装置 |
JP6425861B1 (ja) | 2018-02-02 | 2018-11-21 | 三菱電機株式会社 | 生体物質測定装置 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56137227A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-27 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Crystal spectroscope |
JPS57111422A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-10 | Shimadzu Corp | Spectrum measuring device |
JPS6199824A (ja) * | 1984-10-22 | 1986-05-17 | Japan Atom Energy Res Inst | 分光器 |
JPH02116723A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-01 | Shimadzu Corp | 分光光度計の自動調整機構 |
JPH0626930A (ja) * | 1992-03-24 | 1994-02-04 | Nec Corp | 分光スペクトル測定器 |
JPH06273322A (ja) * | 1993-03-17 | 1994-09-30 | Hitachi Ltd | カメラ、分光システムおよびこれらを用いた燃焼評価装置 |
US7177515B2 (en) * | 2002-03-20 | 2007-02-13 | The Regents Of The University Of Colorado | Surface plasmon devices |
DE10130862A1 (de) * | 2001-06-28 | 2003-01-23 | Conducta Endress & Hauser | Prozeßmessstelle |
AU2003225230A1 (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-11 | Euro-Celtique, S.A. | Spectroscopic analyzer for blender |
JP2004085359A (ja) * | 2002-08-27 | 2004-03-18 | Tochigi Nikon Corp | テラヘルツパルス光計測装置 |
JP2004219376A (ja) * | 2003-01-17 | 2004-08-05 | Kubota Corp | 果菜類の品質評価装置 |
JP2005121574A (ja) * | 2003-10-20 | 2005-05-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 近赤外分光装置 |
WO2005096088A1 (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Japan Science And Technology Agency | 光変換装置 |
JP2006258641A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Nec Corp | 光学計測方法 |
JP2007139632A (ja) * | 2005-11-21 | 2007-06-07 | Olympus Corp | 反射率測定機及び反射率測定方法。 |
-
2008
- 2008-06-27 JP JP2008168013A patent/JP5371295B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009075073A (ja) | 2009-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7869036B2 (en) | Analysis apparatus for analyzing a specimen by obtaining electromagnetic spectrum information | |
De Cumis et al. | Widely-tunable mid-infrared fiber-coupled quartz-enhanced photoacoustic sensor for environmental monitoring | |
US8373856B2 (en) | Optical beam spectrometer with movable lens | |
EP3001179B1 (en) | Mid-infrared scanning imaging system | |
US20130240706A1 (en) | Transmitting Light with Lateral Variation | |
US9121755B2 (en) | Emission and transmission optical spectrometer | |
KR20100063112A (ko) | 운동하는 표본물질을 측정하는 분광기와 방법 | |
JP5371295B2 (ja) | 電磁波の分析装置 | |
KR20110015666A (ko) | 라만 및 광루미네선스 분광 시스템 | |
US10048196B2 (en) | Cavity enhanced spectroscopy using off-axis paths | |
CN105699315A (zh) | 太赫兹波测量装置、测量方法以及测量仪器 | |
WO2012014727A1 (ja) | 遠赤外撮像装置およびそれを用いた撮像方法 | |
US20210381965A1 (en) | Far-Infrared Light Source and Far-Infrared Spectrometer | |
JP6294696B2 (ja) | 遠赤外撮像装置、および遠赤外撮像方法 | |
US20130188192A1 (en) | Spectrometric Instrument | |
Phal et al. | Design considerations for discrete frequency infrared microscopy systems | |
CN108037111A (zh) | 手持式libs光学系统 | |
JP2004117298A (ja) | 全反射減衰を利用した測定方法および測定装置 | |
WO2019147975A1 (en) | Micro wideband spectroscopic analysis device | |
WO2020094429A1 (en) | Multicolor optical resonator for imaging methods | |
WO2019202761A1 (ja) | 分光器、撮像装置、走査装置、及び位置測定装置 | |
JP7486178B2 (ja) | 分光分析装置 | |
KR20160029620A (ko) | 곡면 회절격자 기반 분광 장치 | |
JP2006300808A (ja) | ラマン分光測定装置 | |
Pundt et al. | Multibeam long-path differential optical absorption spectroscopy instrument: a device for simultaneous measurements along multiple light paths |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101217 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120613 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120613 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120730 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121225 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130215 |
|
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: 20130820 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130917 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |