JP5705261B2 - 広幅分光計 - Google Patents
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Description
図1を参照すると、バルクサイズ分布が要求される場合、代表数(通常、多数)の粒子を光の静的ビームに通過させ、固定したサイズおよび位置の多数の光検出器上に散乱された光を検出するようにすることが好都合である。この照射ビームは、最も大きい粒子よりも直径が少なくとも10倍大きいことが好ましい。
より大きい粒子の測定には、焦点を合わせたビームに近い小さな角度の検出が要求される。これは、このビームに最も近い光検出器のサイズを減少させるか、あるいはレンズからの検出器面の距離を増大させるため、より弱い焦点合わせレンズを使用することが求められるように思われる。図3を参照すると、小さな角度のみを測定する必要があるような精巧化された機器では、同様の有効焦点距離を確保しつつ、物理的距離を短縮するため、テレフォトレンズ配置が使用されている。
図4を参照すると、小さな角度と同時に、大きい角度を測定する場合の問題が、ベックマンクールターにより開発された2つの集合レンズシステムの組合せにより克服されている。光軸上のフーリェの一側が切りつめられ、この側のより大きい角度の隠蔽されない検出を可能にし、同時に、中間角度が光軸の反対側にて検出されるようになっている。或る最小検出器空間について言うと、この機構はより長い通路長さを有するものとなる。なぜならば、有効焦点距離が軸方向レンズと検出器面との間の距離となり、セルと軸長との間に付加的距離が存在し、より大きい角度の検出を可能にするからである。
図5を参照すると、所謂リバースフーリェを使用して通路長さを減少させることが出来、この場合、焦点合わせレンズはサンプルの前に位置している。このシステムの有効焦点距離はサンプルと検出器面との間の距離となる。これは小さい前方角度から大きい前方角度までの連続的測定を可能にする。これらがレンズの焦点面に置かれる限り、検出器上にそれ以上のレンズを配置する必要はない。大きい前方角度の検出については、光集積面積を増加させるために個々の検出器の前方にレンズを配置すればよく、大きい検出器を使用する必要はない。これらの通路に適当に設計したレンズおよび開口を設けることにより、焦点面よりもサンプルにより近くにこれら検出器を配置させることが可能になる。焦点合わせレンズを測定容積から後方に適当距離セットすることにより後方散乱も測定することができる。
12 ビームエクスパンダー
14 視準レンズなどからの平行単色光
16 粒子フィールド
18 1μm粒子についての−11度
20 フーリェ変換レンズ
22 レンズの焦点面中の検出器
24 分割された光検出器配列
30 レーザー源
32 視準レンズ
34 サンプル
36 セルの窓
38 焦点合わせレンズ
40 伸縮レンズ
42 高角度散乱(小さい粒子)
44 低角度散乱(大きい粒子)
46 平面検出器配列
50 レーザー
52 後方散乱光検出器
70(図6) 平面ミラー
70(図7) 青色通過二色性ミラー
72 焦点合わせレンズシステム
74 フローセル
76 発散レンズ
78 光検出器配列
80 光軸
90 ダイオード源赤色レーザー
92 後方散乱光検出器
94 後方散乱光検出器
96 フローセル
98 焦点面検出器、低角度
100 散乱光検出器
102 低開口数ビーム
104 高開口数ビーム
106 焦点面検出器、高角度
108 切り詰められた傾斜凸面ミラー
110 低角度散乱光
120 紫色二色性ミラー
122 赤色二色性ミラー
130 紫色二色性ミラー
132 赤色二色性ミラー
140 青色サンプルミラー
142 二色性ミラー
144 抗反射性コーティング(青色)
146 抗反射性コーティング(赤色)
150 青又は紫色LED
152 レーザー(赤色)
154 光収集レンズ
156 検出器
164 光収集レンズ
166 検出器
170 青色サンプルミラー
172 赤色通過二色性ミラー
174 光収集レンズ
176 赤色サンプルミラー
178 光収集レンズ
184 サンプルセル
186 抗反射性コーティング
188 抗反射性コーティング
190 焦点面検出器
192 主焦点合わせレンズ
194 青色伝達モニター
196 二色性(青色光を反射する)
Claims (7)
- 第1の波長と第1のビーム出力を有する第1の空間的コヒーレント光源(152)と;
前記第1の波長とは異なる第2の波長と第2のビーム出力を有する第2の光源(150)と;
前記第1のビーム出力および前記第2のビーム出力に応答し、該第1のビーム出力からの第1の出力ビームの少なくとも一部および該第2のビーム出力からの第2の出力ビームの少なくとも一部を同じ光軸に沿って向けさせるよう配置された第1の光学的結合手段(172)と;
前記同じ光軸に沿って配置され、該同じ光軸に沿って向けさせられた前記第1の出力ビームまたは前記第2の出力ビームを受理するサンプルセル(184)と;
前記光軸に沿って配置され、前記サンプルセル内のサンプルと、前記第1の出力ビームとの間での相互作用からもたらされる前記サンプルセル(184)からの散乱光を受理するための第1の検出器(190)と;
前記光軸の外側に配置され、前記サンプルと、前記第2の出力ビームとの間での相互作用からもたらされるサンプルセル(184)からの散乱光を受理するための第2の検出器(194)と;
前記サンプルセル(184)と前記第1の検出器(190)の間に配置され、前記光軸に沿った前記第1の波長の光を前記第1の検出器(190)に方向づけ、前記第2の波長の光を前記第2の検出器(194)に再度方向づける第2の光学的結合手段(196)と;
を具備してなることを特徴とする粒子特性検出機器。
- 前記光学的結合手段が二色性ミラーである請求項1記載の機器。
- 前記光学的結合手段がこれらビームの完全なオーバーラップを可能にするよう配置された請求項1記載の機器。
- 前記第2の光源が空間的コヒーレント光源である請求項1記載の機器。
- 第1の波長を有する第1の空間的コヒーレント光ビームを照射させること;
第2の波長を有する第2の光ビームを照射させること;
第1の光学的結合手段(172)をもって、前記第1および第2の光ビームの少なくとも一方を同じ光軸に沿って照射させるよう方向づけること;
前記第1及び第2の方向づけられた光ビームを光軸中の複数の粒子を含むサンプルセル(184)内のサンプルと相互作用させ散乱光を生成させること;
第2の光学的結合手段(196)をもって、前記サンプルセル(184)から前記光軸に沿って配置された第1の検出器(190)に前記第1の波長の散乱光を方向づけ、また、前記サンプルセル(184)から前記光軸の外側の第2の検出器(194)に前記第2の波長の散乱光を方向づけること;
第1の光ビームからの散乱光を前記第1の検出器(190)をもって検出すること;
第2の光ビームからの散乱光を前記第2の検出器(194)をもって検出すること;
を具備してなることを特徴とする粒子特性検出方法。
- 第2の光ビームを照射させる工程が空間的コヒーレント光を照射させるものである請求項5記載の方法。
- 第1の光ビームを照射させる工程および第1の光ビームからの散乱光を検出する工程が、第2の光ビームを照射させる工程の前に行われるものである請求項5記載の方法。
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