JP6013102B2 - Circular dichroism measuring method and circular dichroic measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、円二色性計測方法及び円二色性計測装置に関する。 The present invention relates to a circular dichroism measuring method and a circular dichroism measuring apparatus.
円二色性(CD:Circular Dichroism)は、分子の光学活性(キラリティ)によって起こる現象であり、左右の円偏光に対する吸光度の違いとして定義される。この円二色性のスペクトル情報は、分子の高次構造を反映していることから、特に生理活性物質の高次構造の解析等によく適用される。この円二色性は、左右の円偏光をそれぞれ試料に照射し、透過光の強度差から吸光度の差を求める方法が一般的に用いられる。 Circular dichroism (CD) is a phenomenon caused by optical activity (chirality) of a molecule, and is defined as a difference in absorbance with respect to left and right circularly polarized light. Since this circular dichroism spectral information reflects the higher order structure of the molecule, it is often applied particularly to analysis of higher order structures of physiologically active substances. For this circular dichroism, a method is generally used in which a sample is irradiated with left and right circularly polarized light, and the difference in absorbance is obtained from the difference in intensity of transmitted light.
円二色性の計測は、試料が円二色性以外の光学活性、すなわち直線偏光に対する二色性や複屈折を持っていない場合にのみ成立し、試料が円二色性以外の光学活性を有している場合、この特性が円二色性とカップリングするために円二色性計測の際のアーチファクトになることが知られている。そして、このアーチファクトの影響のために、固体、膜、液晶等の巨視的な異方性を有する試料の円二色性の計測においては、変調法は適さないとされていた(例えば、非特許文献1参照)。このため、アーチファクトを除去するための種々の検討が行われている。例えば、特許文献1では、試料を45°回転させ、検光子を外して計測し、さらに試料を裏返して計測した後で、これらの二つの信号の平均を取る、等の工程が示されている。 Circular dichroism is measured only when the sample has an optical activity other than circular dichroism, i.e., has no dichroism or birefringence with respect to linearly polarized light, and the sample has optical activity other than circular dichroism. If so, this characteristic is known to be an artifact in circular dichroism measurement due to coupling with circular dichroism. Due to the influence of this artifact, the modulation method has not been suitable for the measurement of circular dichroism of samples having macroscopic anisotropy such as solids, films, and liquid crystals (for example, non-patented). Reference 1). For this reason, various studies for removing artifacts have been performed. For example, Patent Document 1 shows a process in which a sample is rotated by 45 °, an analyzer is removed, measurement is performed, and the sample is turned upside down, and then the average of these two signals is taken. .
しかしながら、特許文献1記載の計測装置によれば光学系が複雑であり、且つ、測定方法が煩雑であるため、円二色性を迅速且つ簡便に計測できるとはいえない。 However, according to the measurement apparatus described in Patent Document 1, since the optical system is complicated and the measurement method is complicated, it cannot be said that circular dichroism can be measured quickly and easily.
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、試料の円二色性をより正確且つ簡便に計測することが可能な円二色性計測方法及び円二色性計測装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a circular dichroism measuring method and a circular dichroism measuring apparatus capable of measuring the circular dichroism of a sample more accurately and simply. And
発明者らは、鋭意研究の結果、試料の複屈折などの偏光特性を数値化したミュラー行列における行列要素S02とS20とをそれぞれ測定し、この結果に基づいて円二色性を算出することにより、より正確且つ簡便な円二色性の計測を行うことが可能であることを見出した。 As a result of diligent research, the inventors measured the matrix elements S02 and S20 in the Mueller matrix in which the polarization characteristics such as the birefringence of the sample were quantified, and calculated circular dichroism based on the results. It has been found that more accurate and simple circular dichroism can be measured.
すなわち、本発明に係る円二色性計測方法は、測定対象の試料に係るミュラー行列を下記の数式(A)としたときに、行列要素S02を計測するS02計測ステップと、下記の数式(A)における行列要素S20を計測するS20計測ステップと、前記S02計測ステップにおいて得られた行列要素S02と前記S20計測ステップにおいて得られた行列要素S20とから円二色性を算出する算出ステップと、を備えることを特徴とする。
そして、上記の円二色性計測方法において、前記S02計測ステップは、特定の波長の光を出射する第1光源と、前記第1光源から出射された光を入射し、第1の方向の直線偏光である第1直線偏光と、当該第1の方向に対して直交する第2の方向の直線偏光である第2直線偏光とを取り出すことが可能な第1偏光板と、前記第1の偏光板において取り出された前記第1直線偏光または前記第2直線偏光を入射し、前記第1光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第1波長板と、前記第1波長板から出射されて、試料により透過された透過光を電気信号に変換して検出する第1光検出手段と、を備える第1計測装置において、前記第1偏光板により第1直線偏光を取り出して前記試料を透過する光の強度の計測を行う第1ステップと、前記第1偏光板により第2直線偏光を取り出して前記試料を透過する光の強度の計測を行う第2ステップと、を有し、前記S20計測ステップは、前記第1光源と同じ波長の光を出射する第2光源と、前記第2光源から出射されて、前記試料により透過された透過光を入射し、当該透過光のうち、前記第1直線偏光または前記第2直線偏光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第2波長板と、前記第2波長板から出射された光を入射して、前記第1の方向の直線偏光と前記第2の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第2偏光板と、前記第2偏光板から出射された電気信号に変換して検出する第2光検出手段と、を備える第2計測装置において、前記第2偏光板により第1直線偏光を取り出して試料を透過する光の測定を行う第3のステップと、前記第2偏光板により第2直線偏光を取り出して試料を透過する光の測定を行う第4のステップと、を有することを特徴とする。 And in said circular dichroism measuring method, said S02 measurement step injects the 1st light source which radiate | emits the light of a specific wavelength, the light radiate | emitted from the said 1st light source, and is a straight line of a 1st direction. A first polarizing plate capable of extracting first linearly polarized light that is polarized light and second linearly polarized light that is linearly polarized light in a second direction orthogonal to the first direction; and the first polarized light When the first linearly polarized light or the second linearly polarized light extracted from the plate is incident and the wavelength of the light from the first light source is λ, it has a vibration surface different from the vibration surface of the incident light and is orthogonal to each other. A first wave plate that emits with a phase difference of ¼λ between the two polarization components, and a first wave that is transmitted from the first wave plate and transmitted by the sample is converted into an electrical signal and detected. A first measuring device comprising: a light detecting means; A first step of taking out the first linearly polarized light by the polarizing plate and measuring the intensity of light transmitted through the sample; and measuring the intensity of the light taken out of the second linearly polarized light by the first polarizing plate and passing through the sample And the S20 measurement step includes: a second light source that emits light having the same wavelength as the first light source; and a transmission that is emitted from the second light source and transmitted by the sample. Light is incident, and out of the transmitted light, the phase difference between two polarization components having a vibration plane different from the vibration plane of the first linear polarization or the second linear polarization and orthogonal to each other is output as 1 / 4λ. And a second polarizing plate capable of taking out the linearly polarized light in the first direction and the linearly polarized light in the second direction by entering the light emitted from the second wavelength plate And the electric signal emitted from the second polarizing plate. A second step of measuring the light transmitted through the sample by taking out the first linearly polarized light by the second polarizing plate in a second measuring device comprising: A fourth step of taking out the second linearly polarized light by the second polarizing plate and measuring the light transmitted through the sample.
また、本発明に係る円二色性計測装置は、測定対象の試料に係るミュラー行列を下記の数式(B)としたときに、行列要素S02を計測するS02計測手段と、下記の数式(B)における行列要素S20を計測するS20計測手段と、前記S02計測手段において得られた行列要素S02と前記S20計測手段において得られた行列要素S20とから円二色性を算出する算出手段と、を有することを特徴とする。
また、上記の円二色性計測装置において、前記S02手段として機能する第1計測装置は、特定の波長の光を出射する第1光源と、前記第1光源から出射された光を入射し、第1の方向の直線偏光である第1直線偏光と、当該第1の方向に対して直交する第2の方向の直線偏光である第2直線偏光とを取り出すことが可能な第1偏光板と、前記第1の偏光板において取り出された前記第1直線偏光または前記第2直線偏光を入射し、前記第1光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第1波長板と、前記第1波長板から出射されて、試料により透過された透過光を電気信号に変換して検出する第1光検出手段と、を備え、前記S20計測手段として機能する第2計測装置は、前記第1光源と同じ波長の光を出射する第2光源と、前記第2光源から出射されて、前記試料により透過された透過光を入射し、当該透過光のうち、前記第1直線偏光または前記第2直線偏光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第2波長板と、前記第2波長板から出射された光を入射して、前記第1の方向の直線偏光と前記第2の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第2偏光板と、前記第2偏光板から出射された電気信号に変換して検出する第2光検出手段と、を備えることを特徴とする。 In the circular dichroism measuring device, the first measuring device functioning as the S02 means receives a first light source that emits light of a specific wavelength, and light emitted from the first light source, A first polarizing plate capable of extracting first linearly polarized light that is linearly polarized light in a first direction and second linearly polarized light that is linearly polarized light in a second direction orthogonal to the first direction; When the first linearly polarized light or the second linearly polarized light extracted from the first polarizing plate is incident and the wavelength of the light from the first light source is λ, the vibration is different from the vibration surface of the incident light. A first wave plate that emits a phase difference between two orthogonally polarized light components having a plane of ¼λ, and the transmitted light that is emitted from the first wave plate and transmitted by the sample is converted into an electrical signal. And first light detection means for detecting, and measuring the S20 The second measuring device functioning as a means receives a second light source that emits light having the same wavelength as the first light source, and transmitted light that is emitted from the second light source and transmitted by the sample, and transmits the transmitted light. A second wave plate that emits a phase difference between two polarization components orthogonal to each other and having a vibration plane different from that of the first linear polarization or the second linear polarization of light; A second polarizing plate capable of taking out light emitted from the second wave plate and taking out linearly polarized light in the first direction and linearly polarized light in the second direction; and the second polarizing plate And a second light detecting means for detecting by converting into an electric signal emitted from.
発明者らの研究によれば、ミュラー行列の行列要素S02と行列要素S20とをそれぞれ求めた後、これに基づいて円二色性を算出することで、従来の円二色性の測定結果には含まれていたアーチファクト成分が除去されることが分かった。したがって、上記の円二色性計測方法及び円二色性計測装置に基づき、第1の計測装置を用いて行列要素S02を測定し、第2の計測装置を用いて行列要素S20を測定し、これらの結果を用いて円二色性を算出する構成とすることで、より正確な円二色性の測定を行うことができる。また、従来は、より正確な円二色性を計測するために、円二色性以外の光学活性を有しない状態である溶液状態での測定を行ってきたが、上記の計測方法によれば、溶液状態以外の状態、例えば、固相、ゲル、液晶、膜状の試料の円二色性であっても、アーチファクト成分の除去が適切に行われるため、溶液状態ではない試料の円二色性の計測にも適用することが可能となる。 According to the research by the inventors, after obtaining the matrix element S02 and the matrix element S20 of the Mueller matrix, and calculating the circular dichroism based on the matrix element S02 and the matrix element S20, the conventional circular dichroism measurement result is obtained. Was found to remove the included artifact components. Therefore, based on the above circular dichroism measurement method and circular dichroism measurement device, the matrix element S02 is measured using the first measurement device, the matrix element S20 is measured using the second measurement device, and By adopting a configuration in which circular dichroism is calculated using these results, more accurate circular dichroism can be measured. In addition, conventionally, in order to measure more accurate circular dichroism, measurement has been performed in a solution state that is a state having no optical activity other than circular dichroism. In other states than the solution state, for example, the circular dichroism of the solid sample, gel, liquid crystal, and film sample, the artifact component is properly removed, so the circular dichroism of the sample that is not in the solution state. It can be applied to sex measurement.
ここで、前記第1計測装置は、前記第1偏光板、前記第1波長板及び前記試料が載置されるターンテーブルを備え、前記ターンテーブルを回転させたときに、回転前の前記第1光源からの光の光路と重なる位置に、前記第1偏光板、前記第1波長板及び前記試料が載置され、前記第2計測装置は、前記第1計測装置における前記ターンテーブルを回転させることで構成されることを特徴とする態様とすることができる。 Here, the first measurement apparatus includes a turntable on which the first polarizing plate, the first wave plate, and the sample are placed, and the first measurement device before the rotation is rotated when the turntable is rotated. The first polarizing plate, the first wave plate, and the sample are placed at a position that overlaps an optical path of light from a light source, and the second measurement device rotates the turntable in the first measurement device. It can be set as the aspect characterized by comprising.
上記の円二色性計測装置では、アーチファクト成分が除去されたより正確な円二色性の測定が可能となる。また、円二色性装置の場合は、ターンテーブルを回転させることで、光学部品及び試料の配置を変更するため、より簡便に計測ができる。また、手動で配置を変更する場合と比較して、各部品や試料の位置や向きを光学軸に沿って正確に配置をすることが可能となるため、より精度よく円二色性を測定することができる。 In the above circular dichroism measuring device, more accurate circular dichroism measurement from which artifact components are removed can be performed. In the case of a circular dichroism device, the arrangement of the optical component and the sample is changed by rotating the turntable, so that measurement can be performed more easily. In addition, compared to the case where the arrangement is changed manually, the position and orientation of each part and sample can be accurately arranged along the optical axis, so circular dichroism can be measured more accurately. be able to.
また、前記第1計測装置は、前記第1光源及び前記光検出器が載置されるターンテーブルを備え、前記ターンテーブルにおいて、前記第1光源と前記光検出器との間には隔壁が設けられ、前記第1光源からの光の光路と、前記第1光検出手段に入射する光の光路とは、前記ターンテーブルを回転させたときに互いに重なる位置に設けられ、前記第2計測装置は、前記第1計測装置における前記ターンテーブルを回転させることで構成される態様とすることができる。 The first measuring device includes a turntable on which the first light source and the photodetector are placed, and a partition is provided between the first light source and the photodetector in the turntable. The optical path of the light from the first light source and the optical path of the light incident on the first light detection means are provided at positions that overlap each other when the turntable is rotated, and the second measuring device is The embodiment can be configured by rotating the turntable in the first measuring device.
上記の円二色性計測装置では、アーチファクト成分が除去されたより正確な円二色性の測定が可能となる。また、円二色性装置の場合は、ターンテーブルを回転させることで、光学部品及び試料の配置を変更するため、より簡便に計測ができる。また、手動で配置を変更する場合と比較して、各部品や試料の位置や向きを光学軸に沿って正確に配置をすることが可能となるため、より精度よく円二色性を測定することができる。また、試料を移動することなく一連の計測を行うことができるため、壊れやすい、倒れやすい等の力学的に不安定な試料についても計測を行うことができる。 In the above circular dichroism measuring device, more accurate circular dichroism measurement from which artifact components are removed can be performed. In the case of a circular dichroism device, the arrangement of the optical component and the sample is changed by rotating the turntable, so that measurement can be performed more easily. In addition, compared to the case where the arrangement is changed manually, the position and orientation of each part and sample can be accurately arranged along the optical axis, so circular dichroism can be measured more accurately. be able to. In addition, since a series of measurements can be performed without moving the sample, it is also possible to measure a sample that is mechanically unstable, such as fragile or easily collapsed.
また、前記第1波長板または前記第2波長板に代えて、前記第1光源からの光の波長をλとしたとき、当該入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差に対して周期的に変調を加えて、当該位相差変調後の光を出射する光位相変調手段を用いた態様としてもよい。位相変調手段を用いる場合、偏光板の方向等を変更することなく、行列要素S02または行列要素S20の計測を行うことができるため、より簡便に測定を実施することができる。 Further, in place of the first wave plate or the second wave plate, when the wavelength of light from the first light source is λ, two vibration surfaces different from the vibration surface of the incident light are orthogonal to each other. It is also possible to use an optical phase modulation unit that periodically modulates the phase difference between the polarization components and emits the light after the phase difference modulation. When the phase modulation means is used, the measurement of the matrix element S02 or the matrix element S20 can be performed without changing the direction of the polarizing plate, etc., so that the measurement can be performed more easily.
また、前記第1光源または前記第2光源は、複数の波長の光から特定の波長の光を分光して出射する分光手段を含んで構成される態様であってもよい。分光手段を含んで構成されている場合、光源からの光の波長の切り替えを容易に行うことができるため、種々の条件における円二色性の測定をより簡便に行うことができる。 Further, the first light source or the second light source may be configured to include a spectroscopic unit that splits and emits light having a specific wavelength from light having a plurality of wavelengths. When configured to include a spectroscopic means, the wavelength of light from the light source can be easily switched, so that circular dichroism measurement under various conditions can be performed more easily.
また、本発明に係る円二色性計測方法の他の態様として、前記S02計測ステップは、特定の波長の光を出射する第1光源と、前記第1光源から出射された光を入射し、第1の方向の直線偏光である第1直線偏光と、当該第1の方向に対して直交する第2の方向の直線偏光である第2直線偏光とを取り出すことが可能な第1偏光板と、前記第1の偏光板において取り出された前記第1直線偏光または前記第2直線偏光を入射し、前記第1光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第1波長板と、前記第1波長板から出射されて、試料により透過された透過光を電気信号に変換して検出する第1光検出手段と、を備える第1計測装置において、前記第1偏光板により第1直線偏光を取り出して試料を透過する光の強度の計測を行う第1ステップと、前記第1偏光板により第2直線偏光を取り出して試料を透過する光の強度の計測を行う第2ステップと、を有し、前記S20計測ステップは、前記第1光源と同じ波長であって、前記第1の方向の直線偏光と前記第2方向の直線偏光とを出射可能な第3光源と、前記第3光源から出射されて、前記試料により透過された透過光を入射し、当該透過光のうち、前記第1直線偏光または前記第2直線偏光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第3波長板と、前記第3波長板から出射された光を入射して、前記第1の方向の直線偏光と前記第2の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第3偏光板と、前記第3偏光板から出射された電気信号に変換して検出する第2光検出手段と、を備える第3計測装置において、前記第3光源から前記第1の方向の直線偏光を出射して、前記第3偏光板より前記第1の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第3のステップと、前記第3光源から前記第2の方向の直線偏光を出射して、前記第3偏光板より前記第1の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第4のステップと、前記第3光源から前記第1の方向の直線偏光を出射して、前記第3偏光板より前記第2の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第5のステップと、前記第3光源から前記第2の方向の直線偏光を出射して、前記第3偏光板より前記第2の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第6のステップと、を有する態様とすることが挙げられる。 As another aspect of the circular dichroism measuring method according to the present invention, the S02 measuring step includes a first light source that emits light of a specific wavelength, and light emitted from the first light source, A first polarizing plate capable of extracting first linearly polarized light that is linearly polarized light in a first direction and second linearly polarized light that is linearly polarized light in a second direction orthogonal to the first direction; When the first linearly polarized light or the second linearly polarized light extracted from the first polarizing plate is incident and the wavelength of the light from the first light source is λ, the vibration is different from the vibration surface of the incident light. A first wave plate that emits a phase difference between two orthogonally polarized light components having a plane of ¼λ, and the transmitted light that is emitted from the first wave plate and transmitted by the sample is converted into an electrical signal. And a first light detecting means for detecting the first measuring device. The first step of taking out the first linearly polarized light by the first polarizing plate and measuring the intensity of the light passing through the sample, and taking out the second linearly polarized light by the first polarizing plate and passing through the sample A second step of measuring intensity, wherein the S20 measuring step emits linearly polarized light in the first direction and linearly polarized light in the second direction, which has the same wavelength as the first light source. A possible third light source, and a transmitted light that is emitted from the third light source and transmitted by the sample is incident, and of the transmitted light, the vibration surface of the first linearly polarized light or the second linearly polarized light is A third wavelength plate that emits a phase difference between two polarization components that have different vibration planes and are orthogonal to each other, and the light emitted from the third wavelength plate is incident, and the first direction And linearly polarized light in the second direction are extracted. In a third measuring apparatus, comprising: a third polarizing plate capable of being converted into an electric signal emitted from the third polarizing plate; A third step of measuring linearly polarized light in the first direction from the third polarizing plate, measuring light transmitted through the sample, and from the third light source, A fourth step of emitting linearly polarized light in a second direction, extracting linearly polarized light in the first direction from the third polarizing plate, and measuring light transmitted through the sample; and the third light source A fifth step of measuring linearly polarized light in the first direction from the third polarizing plate, taking out the linearly polarized light in the second direction from the third polarizing plate, and measuring light transmitted through the sample; The third polarized light is emitted from the three light sources in the second direction. A sixth step of taking out linearly polarized light in the second direction from the plate and measuring light transmitted through the sample.
さらに、前記第1計測装置に代えて、前記第1光源と同じ波長であって、前記第1の方向の直線偏光と前記第2方向の直線偏光とを出射可能な第4光源と、前記第4光源からの直線偏光を入射し、前記第4光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第4波長板と、前記第4波長板から出射されて試料により透過された透過光のうち前記第1の方向の直線偏光と前記第2の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第4偏光板と、前記第4偏光板から出射された光を電気信号に変換して検出する第4光検出手段と、を含む第4計測装置を備え、前記S02計測ステップは、前記第4光源から前記第1の方向の直線偏光を出射して、前記第4偏光板より前記第1の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第11のステップと、前記第4光源から前記第2の方向の直線偏光を出射して、前記第4偏光板より前記第1の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第12のステップと、前記第4光源から前記第1の方向の直線偏光を出射して、前記第4偏光板より前記第2の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第13のステップと、前記第4光源から前記第2の方向の直線偏光を出射して、前記第4偏光板より前記第2の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第14のステップと、を有する態様とすることもできる。 Further, instead of the first measuring device, a fourth light source having the same wavelength as the first light source and capable of emitting linearly polarized light in the first direction and linearly polarized light in the second direction, When linearly polarized light from four light sources is incident and the wavelength of light from the fourth light source is λ, the phase difference between two polarization components that have a vibration plane different from that of the incident light and are orthogonal to each other is obtained. A fourth wavelength plate that emits as ¼λ, and linearly polarized light in the first direction and linearly polarized light in the second direction are extracted from the transmitted light that is emitted from the fourth wavelength plate and transmitted by the sample. And a fourth measuring device including a fourth polarizing plate capable of detecting the light output from the fourth polarizing plate by converting the light emitted from the fourth polarizing plate into an electrical signal, and the S02 measuring step includes: The linearly polarized light in the first direction is emitted from the fourth light source, and the fourth light source An eleventh step of taking out linearly polarized light in the first direction from the polarizing plate and measuring light transmitted through the sample; and emitting linearly polarized light in the second direction from the fourth light source; Taking out the linearly polarized light in the first direction from the fourth polarizing plate and measuring the light transmitted through the sample; and emitting the linearly polarized light in the first direction from the fourth light source. Taking out the linearly polarized light in the second direction from the fourth polarizing plate and measuring the light transmitted through the sample; and emitting the linearly polarized light in the second direction from the fourth light source. And a fourteenth step of taking out linearly polarized light in the second direction from the fourth polarizing plate and measuring light transmitted through the sample.
また、本発明に係る円二色性計測装置の他の態様として、上記の円二色性計測装置であって、前記S02計測手段を構成する第1計測装置は、特定の波長の光を出射する第1光源と、前記第1光源から出射された光を入射し、第1の方向の直線偏光である第1直線偏光と、当該第1の方向に対して直交する第2の方向の直線偏光である第2直線偏光とを取り出すことが可能な第1偏光板と、前記第1の偏光板において取り出された前記第1直線偏光または前記第2直線偏光を入射し、前記第1光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第1波長板と、前記第1波長板から出射されて、試料により透過された透過光を電気信号に変換して検出する第1光検出手段と、を備え、前記S20計測手段を構成する第3計測装置は、前記第1光源と同じ波長であって、前記第1の方向の直線偏光と前記第2方向の直線偏光とを出射可能な第3光源と、前記第3光源から出射されて、前記試料により透過された透過光を入射し、当該透過光のうち、前記第1直線偏光または前記第2直線偏光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第3波長板と、前記第3波長板から出射された光を入射して、前記第1の方向の直線偏光と前記第2の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第3偏光板と、前記第3偏光板から出射された電気信号に変換して検出する第3光検出手段と、を備える態様とすることが挙げられる。 Further, as another aspect of the circular dichroism measuring device according to the present invention, the first measuring device constituting the S02 measuring means emits light of a specific wavelength. The first light source, the light emitted from the first light source, the first linearly polarized light that is linearly polarized light in the first direction, and the straight line in the second direction orthogonal to the first direction. A first polarizing plate capable of taking out the second linearly polarized light, which is polarized light, and the first linearly polarized light or the second linearly polarized light taken out from the first polarizing plate is incident on the first polarizing plate. A first wavelength plate that emits a phase difference between two polarization components orthogonal to each other and having a vibration plane different from the vibration plane of incident light, where λ is the wavelength of the light of the first light; The transmitted light emitted from the wave plate and transmitted by the sample is converted into an electrical signal and detected. A third measuring device comprising the first light detecting means that emits light and having the same wavelength as that of the first light source, wherein the S20 measuring means comprises the linearly polarized light in the first direction and the second direction. A third light source capable of emitting linearly polarized light, and transmitted light which is emitted from the third light source and transmitted by the sample, and the first linearly polarized light or the second linearly polarized light among the transmitted light is incident. A third wavelength plate that emits a phase difference between two polarization components having a vibration plane different from the vibration plane of ¼λ, and light emitted from the third wavelength plate is incident; A third polarizing plate capable of extracting linearly polarized light in the first direction and linearly polarized light in the second direction; and third light detected by converting into an electric signal emitted from the third polarizing plate And a detection means.
さらに、前記第1計測装置に代えて、前記第1光源と同じ波長であって、前記第1の方向の直線偏光と前記第2方向の直線偏光とを出射可能な第4光源と、前記第4光源からの直線偏光を入射し、前記第4光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第4波長板と、前記第4波長板から出射されて試料により透過された透過光のうち前記第1の方向の直線偏光と前記第2の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第4偏光板と、前記第4偏光板から出射された光を電気信号に変換して検出する第4光検出手段と、を含む第4計測装置を備える態様とすることもできる。 Further, instead of the first measuring device, a fourth light source having the same wavelength as the first light source and capable of emitting linearly polarized light in the first direction and linearly polarized light in the second direction, When linearly polarized light from four light sources is incident and the wavelength of light from the fourth light source is λ, the phase difference between two polarization components that have a vibration plane different from that of the incident light and are orthogonal to each other is obtained. A fourth wavelength plate that emits as ¼λ, and linearly polarized light in the first direction and linearly polarized light in the second direction are extracted from the transmitted light that is emitted from the fourth wavelength plate and transmitted by the sample. It is also possible to adopt an aspect including a fourth measuring device including a fourth polarizing plate capable of being converted and a fourth light detecting unit that converts the light emitted from the fourth polarizing plate into an electric signal and detects the electric signal. .
発明者らの研究によれば、ミュラー行列の行列要素S02と行列要素S20とをそれぞれ求める際に、直線偏光を用いて、これを利用して上記のように円二色性を算出することで、アーチファクト成分の除去がより効果的に行われ、より正確に測定することが可能となる。直線偏光は、行列要素S02とS20との双方の算出に用いられることで、アーチファクト成分の除去がより効果的に行われ、さらに正確な円二色性の計測が可能となる。 According to the research by the inventors, when obtaining the matrix element S02 and the matrix element S20 of the Mueller matrix, the circular dichroism is calculated as described above by using linearly polarized light. Thus, the artifact component is removed more effectively and the measurement can be performed more accurately. The linearly polarized light is used for calculating both the matrix elements S02 and S20, so that the artifact component can be more effectively removed, and more accurate circular dichroism can be measured.
本発明によれば、試料の円二色性をより正確且つ簡便に計測することが可能な円二色性計測方法及び円二色性計測装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the circular dichroism measuring method and the circular dichroism measuring apparatus which can measure the circular dichroism of a sample more correctly and simply are provided.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
(第1実施形態)
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(First embodiment)
図1(A),(B)は、本発明の第1実施形態に係る円二色性計測装置の構成を説明する概略構成図である。図1(A)に示す円二色性計測装置1A(第1計測装置/S02計測手段)は、光源10、単色フィルタ20、偏光板30、1/4λ波長板40、光検出器50が光源10からの光学軸に沿ってこの順に配置され、1/4λ波長板40と光検出器50との間の光路上に試料100が配置されているものである。
1A and 1B are schematic configuration diagrams illustrating the configuration of a circular dichroism measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention. The circular
光源10は、試料に対して照射するための光を出射する。この光源10から出射される光は非偏光であり、例えば、波長280nmの光を出射する重水素ランプ等が光源10として用いられる。
The
光源10から出射された光は単色フィルタ20を通過して、偏光板30に入射する。単色フィルタ20は、円二色性の測定には不要な波長成分やノイズ成分等の除去のために設けられている。本実施形態の円二色性計測装置1Aでは、波長280nmの光を通過させる単色フィルタ20が用いられる。偏光板30では、光源10から出射された光のうち直線偏光が取り出される。偏光板30としては、例えば、グランテーラープリズムが用いられる。
The light emitted from the
ここで、円二色性計測装置1Aにおいて、光源10からの光の光学軸をZ軸とし、Z軸に対して垂直であり互いに直交する2つの軸を、それぞれX軸及びY軸とする。偏光板30は、ここでは、X軸に対して0°方向の直線偏光を取り出すものとする。
Here, in the circular
1/4λ波長板40は、Z軸周りにX軸に対して45°回転させた状態で配置される。偏光板30を通過した直線偏光が1/4λ波長板40を通過することにより、直線偏光の振動面に対して直交する振動面をもつ偏光成分について、直線偏光の振動面と同じ振動面をもつ偏光成分に対して位相差を1/4λ(π/2)とされる。この結果、1/4λ波長板40を通過した光は右円偏光または左円偏光に変換されて出射される。
The quarter-
光検出器50は、1/4λ波長板40から出射されて、試料100を透過した透過光を電気信号に変換する機能を有する。円二色性の測定では、光検出器50により検出された電気信号を利用して、右円偏光による信号と左円偏光による信号との差分を求め、その演算結果をたとえば円二色性イメージとして出力する等により、測定結果を得ることができる。
The
また、図1(B)に示す円二色性計測装置1B(第2計測装置/S20計測手段)は、光源10、単色フィルタ20、1/4λ波長板40、偏光板30、光検出器50が光源10からの光学軸に沿ってこの順に配置され、単色フィルタ20と1/4λ波長板40との間の光路上に試料100が配置されているものである。すなわち、図1(A)に示す円二色性計測装置1Aと比較して、偏光板30と1/4λ波長板40とが光学軸に沿った配置順が逆転している点と、試料100が1/4λ波長板40の前段に配置される点が相違する。
In addition, the circular
この円二色性計測装置1Bでは、光源10から出射された光が単色フィルタ20を通過した後、試料100に照射される。このうち試料を透過した光が、1/4λ波長板40を通過して円偏光に変換されたのち、偏光板30を通過した光が光検出器50によって電気信号に変換される。
In this circular dichroism measuring apparatus 1 </ b> B, the light emitted from the
本実施形態に係る円二色性計測では、上記の円二色性計測装置1A,1Bを用いて円二色性の測定を行うことにより、試料の円二色性をより正確且つ簡便に計測することが可能となる。この点について、以下説明をする。
In the circular dichroism measurement according to the present embodiment, the circular dichroism is measured more accurately and easily by measuring the circular dichroism using the circular
まず、円二色性の測定において発生するアーチファクトについて説明する。上記の特許文献1によれば、光学活性をもつ試料のミュラー行列は、以下の数式(1)により表される。
上記の数式(1)において、CDは円二色性、CBは円偏光複屈折、LDは直線偏光二色性、LBは直線偏光複屈折、θは試料のX軸に対する回転角をそれぞれ示している。あまた、数式(1)において各特性を示す単語に「’」を付している場合は、試料を45°傾けた場合について記載したものである。以下では、上記の数式(1)を数式(2)のように省略して記載する。なお、数式(1)において記載されている行列の係数e−Aeについては、以下の検討には影響を与えない係数であるため、省略する。
この数式(2)で記載される試料に対して左円偏光もしくは右円偏光を照射すると、試料を透過した透過光のストークスベクトルは、ミュラー行列S(θ)と、円偏光のストークスベクトルとの積により求めることができる。その結果は、左円偏光の場合は数式(3)、右円偏光の場合は数式(4)のように記載される。
ここで、光強度は、ストークスベクトルの第1項で表現されるため、左円偏光に対する透過光強度は、数式(3)に基づきS00−S02とわかり、右円偏光に対する透過光強度は、数式(4)に基づきS00+S02とわかる。円二色性は、左円偏光の透過光強度と右円偏光の透過光強度との差であるため、数式(5)で示すように求められる。
数式(5)では、左円偏光の透過光強度と右円偏光の透過光強度との差を求めた結果には、CD(円二色性)の成分だけではなく、LD(直線偏光二色性)とLB(直線偏光複屈折)に由来する成分が含まれることが示されている。LDとLBとの積がCDと比較して無視できる程度に小さい場合は、直線偏光成分が含まれない純粋な円二色性に係る情報を得ることができる。しかしながら、LDとLBとの積がCDと比較して無視できない程度の大きさである場合には、純粋な円二色性の測定ができているとは言えず、アーチファクトの影響を受けるという問題がある。 In the formula (5), the difference between the transmitted light intensity of the left circularly polarized light and the transmitted light intensity of the right circularly polarized light is not only the CD (circular dichroism) component but also the LD (linearly polarized dichroic). And components derived from LB (linearly polarized birefringence). When the product of LD and LB is small enough to be ignored as compared with CD, information on pure circular dichroism that does not include a linearly polarized light component can be obtained. However, when the product of LD and LB is a size that cannot be ignored compared to CD, it cannot be said that pure circular dichroism has been measured and is affected by artifacts. There is.
ところで、特許文献1において光学活性をもつ試料のミュラー行列として上記の数式(1)が示されているが、非特許文献2では、ミュラー行列の記載が数式(6)に示すものとなっていて、特許文献1における数式(1)と符号や記号等が一部相違している。
例えば、行列要素S02について、特許文献1では「CD+1/2(LB’LD−LBLD’)」となっているが、非特許文献2では「CD+1/2(LB’LD+LBLD’)」となっている。このように、基本となるミュラー行列が正確ではないとすると、その先の議論が難しくなる。このため、発明者は、非特許文献2,3に記載のミュラー行列の導出方法に基づいて、ミュラー行列を新たに求めた。 For example, the matrix element S02 is “CD + 1/2 (LB′LD−LBLD ′)” in Patent Document 1, but is “CD + 1/2 (LB′LD + LBLD ′)” in Non-Patent Document 2. . Thus, if the basic Mueller matrix is not accurate, further discussion will be difficult. For this reason, the inventor newly obtained a Mueller matrix based on the Mueller matrix derivation method described in Non-Patent Documents 2 and 3.
非特許文献3によれば、ミュラー行列の一般式は以下の数式(7),(8)で示される。
そして、上記の数式を展開すると、数式(9),(10)が得られる。
さらに、上記の数式(9),(10)を、非特許文献2に従って2次の項まで展開すると、以下の数式(11)が得られる。
数式(11)に含まれるパラメータのうち、CDとCBとは、LDおよびLBと比較して10−3から10−5程度小さな値になるので、CDとCBの2乗の項は無視できると考え、数式(11)を簡略化した結果、数式(12)が得られる。
ここで、試料の回転角をθとすると、試料の回転を考慮したミュラー行列は以下の数式(13)で表すことができる。
数式(13)におけるRは回転のための行列であり、以下の数式(14)と表される。また、R−1は、Rの逆行列であり、数式(15)と表される。
以上の結果、ミュラー行列の行列要素S02は数式(16)になり、S20は数式(17)となる。
ここで、本実施形態に係る円二色性計測装置1Aを用いて、偏光軸がX軸方向になるように偏光板30を配置した場合、試料からの透過光のストークスベクトルは、以下の数式(18)の計算により導かれる。
この場合に、円二色性計測装置1Aの光検出器50において検出される光の強度は、数式(18)の第1項、すなわち数式(19)となる。
次に、偏光軸がY軸方向になるように偏光板30を配置した場合、試料からの透過光のストークスベクトルは、以下の数式(20)の計算により導かれる。
この場合に、円二色性計測装置1Aの光検出器50において検出される光の強度は、数式(20)の第1項、すなわち数式(21)となる。
ここで、数式(21)から数式(19)を減算すると、数式(22)で示すように行列要素S02のみとなるので、上記の計算結果、S02が求められる。
すなわち、円二色性計測装置1Aを用いて、偏光板30を通過した第1の振動面を有する直線偏光を、第1の振動面に対して45°の角度をなす1/4λ波長板40に対して入射させることで得られる円偏光を試料に対して照射させることで得られる第1の測定結果と、偏光板30の配置を90°回転することにより当該1/4λ波長板40に対して第1の振動面と直交する第2の振動面を有する直線偏光を入射させることで得られる円偏光を試料に対して照射させることで得られる第2の測定結果とによって、ミュラー行列の行列要素S02を求めることができる。
That is, by using the circular
次に、偏光板30、1/4λ波長板40および試料100の配置が変更された円二色性計測装置1Bを用いた測定を行う場合を想定して、円二色性装置1Aと同様の計算を行う。まず偏光軸がX軸方向になるように偏光板30を配置した場合、試料からの透過光のストークスベクトルは、以下の数式(23)の計算により導かれる。
この場合に、円二色性計測装置1Bの光検出器50において検出される光の強度は、数式(23)の第1項、すなわち数式(24)となる。
次に、偏光軸がY軸方向になるように偏光板30を配置した場合、試料からの透過光のストークスベクトルは、以下の数式(25)の計算により導かれる。
この場合に、円二色性計測装置1Aの光検出器50において検出される光の強度は、数式(25)の第1項、すなわち数式(26)となる。
ここで、数式(25)から数式(26)を減算すると、数式(27)で示すように行列要素S20のみとなるので、上記の計算結果、S20が求められる。
すなわち、円二色性計測装置1Bを用いて、光源10から出射され、試料100を透過した透過光を1/4λ波長板40に対して入射させ、1/4λ波長板40から出射された光を1/4λ波長板40に対して45°の角度をなす偏光板30を通過させることで、第1の振動面を有する光を通過させ、これを光検出器50により検出することで得られる第3の測定結果と、偏光板30の配置を90°回転することにより、第1の振動面と直交する第2の振動面を有する光を光検出器50により検出することで得られる第4の測定結果とによって、ミュラー行列の行列要素S20を求めることができる。
That is, the light emitted from the
ところで、数式(16)と(17)とに示されるように、行列要素のS02とS20とは、直線偏光由来の項、すなわちアーチファクト成分の符号が逆転しているので、S02とS20とを足し合わせることで、数式(28)に示すようにアーチファクト成分を打ち消すことができ、結果として、純粋な円二色性の測定結果を得ることができる。
このように、本実施形態に係る円二色性計測装置及びこの円二色性測定方法によれば、ミュラー行列の行列要素S02と行列要素S20とをそれぞれ求めた後、これに基づいて円二色性を算出される。このため、従来の円二色性の測定結果には含まれていたアーチファクト成分が除去されるため、より正確な円二色性の測定を行うことができる。また、従来は、より正確な円二色性を計測するために、円二色性以外の光学活性を有しない状態である溶液状態での測定を行ってきたが、上記の計測方法によれば、溶液状態以外の状態、例えば、固相、ゲル、液晶、膜状の試料の円二色性であっても、アーチファクト成分の除去が適切に行われるため、溶液状態ではない試料の円二色性の計測にも適用することが可能となる。 As described above, according to the circular dichroism measuring apparatus and the circular dichroism measuring method according to the present embodiment, after obtaining the matrix element S02 and the matrix element S20 of the Mueller matrix, respectively, The chromaticity is calculated. For this reason, since the artifact component contained in the conventional circular dichroism measurement result is removed, more accurate circular dichroism measurement can be performed. In addition, conventionally, in order to measure more accurate circular dichroism, measurement has been performed in a solution state that is a state having no optical activity other than circular dichroism. In other states than the solution state, for example, the circular dichroism of the solid sample, gel, liquid crystal, and film sample, the artifact component is properly removed, so the circular dichroism of the sample that is not in the solution state. It can be applied to sex measurement.
なお、上記では、偏光板30を90°回転させた場合について記載したが、波長板40を90°回転させた場合でも同様の効果が得られる。
Although the case where the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る円二色性計測装置の構成について説明する。図2及び図3は、本発明の第2実施形態に係る円二色性計測装置の構成を説明する概略構成図である。第2実施形態に係る円二色性計測装置が第1実施形態に係る円二色性計測装置と相違する点は、偏光板30、1/4λ波長板40、及び試料100がターンテーブル60上に配置され、ターンテーブル60の回転によりこれらが回転可能となっている点である。
(Second Embodiment)
Next, the configuration of the circular dichroism measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. 2 and 3 are schematic configuration diagrams illustrating the configuration of the circular dichroism measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. The circular dichroism measuring device according to the second embodiment is different from the circular dichroism measuring device according to the first embodiment in that the
図2に示す円二色性計測装置2Aは、図1(A)の円二色性計測装置1Aに対応する構成となっていて、光源10、単色フィルタ20、偏光板30、1/4λ波長板40、光検出器50が光源10からの光学軸に沿ってこの順に配置され、1/4λ波長板40と光検出器50との間の光路上に試料100が配置されている。第1実施形態と同様に、光源10からの光の光学軸をZ軸とし、Z軸に対して垂直であり互いに直交する2つの軸を、それぞれX軸及びY軸とすると、偏光板30、1/4λ波長板40及び試料100がターンテーブル60上に配置され、このターンテーブル60はX軸周りに回転可能となっている。また、偏光板30及び1/4λ波長板40は、光学軸周りに回転可能となっていて、ターンテーブル60と同様にX軸周りに回転可能となっている。
A circular
図3に示す円二色性計測装置2Bは、図1(B)の円二色性計測装置1Bに対応する構成であり、且つ円二色性計測装置2Aのターンテーブル60を180°回転させたものである。この構成では、光源10、単色フィルタ20、1/4λ波長板40、偏光板30、光検出器50が光源10からの光学軸に沿ってこの順に配置され、単色フィルタ20と1/4λ波長板40との間の光路上に試料100が配置されている。
The circular
上記の円二色性計測装置2A,2Bを用いて測定を行う方法について説明する。まず、図2に示す円二色性計測装置2Aにおいて、1/4λ波長板40をZ軸周りにX軸に対して45°回転した状態で配置すると共に偏光板30の偏光軸をX軸方向とする。そして、この状態で、数式(19)に示す1/2(S00−S02)に相当する光の強度を取得する。次に、偏光板30を回転することで偏光軸をY軸方向とし、数式(21)に示す1/2(S00+S02)に相当する光の強度を取得する。そして、これらの結果より、試料のミュラー行列の行列要素S02を得ることができる。
A method for performing measurement using the circular
次に、ターンテーブル60を180°回転させることで、図3に示す円二色性計測装置2Bの配置とする。また、さらに1/4λ波長板40についても光学軸周りに90°回転させることで、1/4λ波長板40の配置を図1(B)の円二色性計測装置1Bと同様にする。そして、1/4λ波長板40をZ軸周りにX軸に対して45°回転した状態で配置すると共に偏光板30の偏光軸をX軸方向とする。そして、この状態で、数式(24)に示す1/2(S00+S20)に相当する光の強度を取得する。次に、偏光板30を回転することで偏光軸をY軸方向とし、数式(26)に示す1/2(S00−S20)に相当する光の強度を取得する。そして、これらの結果より、試料のミュラー行列の行列要素S20を得ることができる。
Next, the
最後に、上記の計算の結果得られたミュラー行列の行列要素S02及びS20を加算することで、数式(28)で示すように正確な円二色性信号を得ることができる。 Finally, by adding the matrix elements S02 and S20 of the Mueller matrix obtained as a result of the above calculation, an accurate circular dichroism signal can be obtained as shown in Expression (28).
以上のように、第2実施形態に係る円二色性計測装置によれば、第1実施形態と同様に、アーチファクト成分が除去されたより正確な円二色性の測定が可能となる。また、第1実施形態と比較すると、第2実施形態に係る円二色性装置の場合は、ターンテーブル60を回転させることで、光学部品及び試料の配置を変更するため、より簡便に計測ができる。また、手動で配置を変更する場合と比較して、各部品や試料の位置や向きを光学軸に沿って正確に配置をすることが可能となるため、より精度よく円二色性を測定することができる。
As described above, according to the circular dichroism measuring apparatus according to the second embodiment, as in the first embodiment, more accurate circular dichroism measurement from which artifact components are removed can be performed. Further, in comparison with the first embodiment, in the case of the circular dichroism device according to the second embodiment, the arrangement of the optical components and the sample is changed by rotating the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る円二色性計測装置の構成について説明する。図4及び図5は、本発明の第3実施形態に係る円二色性計測装置の構成を説明する概略構成図である。第3実施形態に係る円二色性計測装置が第2実施形態に係る円二色性計測装置と相違する点は、ターンテーブル60上に配置されているものが、光源10、単色フィルタ20及び光検出器50であって、ターンテーブル60の回転によりこれらが回転可能となっている点である。また、光学系の最上流となる光源10と最下流となる光検出器50とがターンテーブル60上に配置されるため、ミラー81〜84により光の進行方向を変える構成となっている。
(Third embodiment)
Next, the configuration of the circular dichroism measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described. 4 and 5 are schematic configuration diagrams illustrating the configuration of the circular dichroism measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention. The circular dichroism measuring device according to the third embodiment is different from the circular dichroism measuring device according to the second embodiment in that the
図4に示す円二色性計測装置3Aは、図1(A)の円二色性計測装置1Aに対応する構成である。円二色性計測装置3Aでは、光源10、単色フィルタ20、偏光板30、1/4λ波長板40、光検出器50が光源10からの光学軸に沿ってこの順に配置されていて、1/4λ波長板40と光検出器50との間の光路上に試料100が配置されている。また、光路上にミラー81〜84が配置される。
A circular
偏光板30、1/4λ波長板40及び試料100が載置される軸をZ軸とし、Z軸に対して垂直であり互いに直交する2つの軸を、それぞれX軸及びY軸とすると、光源10、単色フィルタ20及び光検出器50がターンテーブル60上に配置され、このターンテーブル60はX軸周りに回転可能となっている。また、ターンテーブル60上において、光源10及び単色フィルタ20側と光検出器50側とは隔壁70により区切られている。偏光板30及び1/4λ波長板40は、光学軸周りに回転可能となっていて、ターンテーブル60と同様にX軸周りに回転可能となっている。
When the axis on which the
図5に示す円二色性計測装置2Bは、図1(B)の円二色性計測装置1Bに対応する構成であり、且つ円二色性計測装置3Aのターンテーブル60を180°回転させたものである。この構成では、光源10、単色フィルタ20、1/4λ波長板40、偏光板30、光検出器50が光源10からの光学軸に沿ってこの順に配置され、単色フィルタ20と1/4λ波長板40との間の光路上に試料100が配置されている。
A circular
上記の円二色性計測装置3A,3Bを用いて測定を行う方法について説明する。まず、図4に示す円二色性計測装置3Aにおいて、1/4λ波長板40をZ軸周りにX軸に対して45°回転した状態で配置すると共に偏光板30の偏光軸をX軸方向とする。この構成で光源10から光を出射すると、光源10からの光は、単色フィルタ20を経てZ軸の−方向へ進んだ後、ミラー81での反射によりその進路がY軸の−方向へ変更され、さらに、ミラー82での反射によりZ軸方向へ変更される。その後、偏光板30、1/4λ波長板40、試料100を通過した光は、ミラー83を経てY軸方向へ進み、さらにミラー84によりZ軸の−方向へ進み、光検出器50へ入射する。この状態では、数式(19)に示す1/2(S00−S02)に相当する光の強度を取得することができる。次に、偏光板30を回転することで偏光軸をY軸方向とし、数式(21)に示す1/2(S00+S02)に相当する光の強度を取得する。そして、これらの結果より、試料のミュラー行列の行列要素S02を得ることができる。
A method for performing measurement using the circular
次に、ターンテーブル60を180°回転させることで、図5に示す円二色性計測装置3Bの配置とする。また、さらに1/4λ波長板40についても光学軸周りに90°回転させることで、1/4λ波長板40の配置を図1(B)の円二色性計測装置1Bと同様にする。そして、1/4λ波長板40をZ軸周りにX軸に対して45°回転した状態で配置すると共に偏光板30の偏光軸をX軸方向とする。この状態で光源10から出射した光は、単色フィルタ20を経てZ軸方向へ進んだ後、ミラー84での反射によりその進路がY軸方向へ変更され、さらに、ミラー82での反射によりZ軸の−方向へ変更される。その後、試料100、1/4λ波長板40、偏光板30を通過した光が、ミラー82を経てY軸の−方向へ進み、さらにミラー81によりZ軸方向へ進み、光検出器50へ入射する。そして、この状態で、数式(24)に示す1/2(S00+S20)に相当する光の強度を取得する。次に、偏光板30を回転することで偏光軸をY軸方向とし、数式(26)に示す1/2(S00−S20)に相当する光の強度を取得する。そして、これらの結果より、試料のミュラー行列の行列要素S20を得ることができる。
Next, the
最後に、上記の計算の結果得られたミュラー行列の行列要素S02及びS20を加算することで、数式(28)で示すように正確な円二色性信号を得ることができる。 Finally, by adding the matrix elements S02 and S20 of the Mueller matrix obtained as a result of the above calculation, an accurate circular dichroism signal can be obtained as shown in Expression (28).
以上のように、第3実施形態に係る円二色性計測装置によれば、第1実施形態と同様に、アーチファクト成分が除去されたより正確な円二色性の測定が可能となる。また、第1実施形態と比較すると、第3実施形態に係る円二色性装置の場合は、ターンテーブル60を回転させることで、光学部品及び試料の配置を変更するため、より簡便に計測ができる。また、手動で配置を変更する場合と比較して、各部品や試料の位置や向きを光学軸に沿って正確に配置をすることが可能となるため、より精度よく円二色性を測定することができる。また、試料100を移動することなく計測が行えるため、壊れやすい、倒れやすい等の力学的に不安定な試料についても計測を行うことができる。
As described above, according to the circular dichroism measuring apparatus according to the third embodiment, as in the first embodiment, more accurate circular dichroism measurement from which artifact components are removed can be performed. Further, in comparison with the first embodiment, in the case of the circular dichroism device according to the third embodiment, the arrangement of the optical components and the sample is changed by rotating the
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態に係る円二色性計測装置の構成について説明する。図6は、本発明の第4実施形態に係る円二色性計測装置の構成を説明する概略構成図である。第4実施形態に係る円二色性計測装置が第3実施形態に係る円二色性計測装置と相違する点は、単色フィルタ20に代えて分光器21が用いられている点、1/4λ波長板40に代えて円偏光変調器11が用いられている点である。また、本実施形態の円二色性計測装置では、円偏光変調器45及び光検出器50からの光信号を受信するロックインアンプ91及び記録計92が接続されている。
(Fourth embodiment)
Next, the configuration of the circular dichroism measuring apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating the configuration of a circular dichroism measuring apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The circular dichroism measuring apparatus according to the fourth embodiment is different from the circular dichroism measuring apparatus according to the third embodiment in that a
図6に示す円二色性計測装置4は、図1(A)の円二色性計測装置1Aに対応する構成である。円二色性計測装置4では、光源10、分光器21、偏光板30、円偏光変調器45、光検出器50が光源10からの光学軸に沿ってこの順に配置されていて、円偏光変調器45と光検出器50との間の光路上に試料100が配置されている。また、光路上にミラー81〜84が配置される。分光器21は、光源10からの光を入射し、特定の波長の光のみを出力させる。円偏光変調器45は、光源10からの光を入力し、右円偏光または左円偏光に周期的に変換する機能を有する。円偏光変調器45は、光源10から入射する光に含まれる直線偏光について、互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差が周期的に変化するように変調されることで、右円偏光又は左円偏光に交互に変換されて出射される。円偏光変調器45の具体的な素子としては、例えば光弾性変調器(PEM)を用いることができる。また、円偏光変調器45における変調の周期を示す変調信号が、ロックインアンプ91へ送信される構成となっている。同時に、光検出器50において受光した光の信号についてもロックインアンプ91へ送信される構成となっている。また、ロックインアンプ91には記録計92が接続されている。記録計92は、ロックインアンプ91において取得された情報を格納する機能を有し、例えば、AD変換器とコンピュータを用いて実現することもできる。
The circular dichroism measuring device 4 shown in FIG. 6 has a configuration corresponding to the circular
また、円二色性計測装置4では、偏光板30、円偏光変調器45及び試料100が載置される軸をZ軸とし、Z軸に対して垂直であり互いに直交する2つの軸を、それぞれX軸及びY軸とすると、光源10、分光器21及び光検出器50がターンテーブル60上に配置され、このターンテーブル60はX軸周りに回転可能となっている。また、ターンテーブル60上において、光源10及び単色フィルタ20側と光検出器50側とは隔壁70により区切られている。偏光板30及び1/4λ波長板40は、光学軸周りに回転可能となっていて、ターンテーブル60と同様にX軸周りに回転可能となっている。なお、図6では、図5の円二色性計測装置3Bに対応する構成が示されているが、ターンテーブル60を回転させることで、図4の円二色性計測装置3Aの構成とすることもできる。
Further, in the circular dichroism measuring device 4, an axis on which the
上記の円二色性計測装置4Aを用いて測定を行う方法について説明する。まず、ターンテーブル60を180°回転させて、円二色性計測装置3Aに対応する構成とし、円偏光変調器45を動作させて、右円偏光と左円偏光とを周期的に交互に出射させる構成とすることで、光検出器50において、数式(19)に示す1/2(S00−S02)に相当する光の強度と、数式(21)に示す1/2(S00+S02)に相当する光の強度とを交互に取得する。これらの結果は、ロックインアンプ91において、円偏光変調器45からの変調信号と組み合わせることで、どの時点の光の強度がどの値に対応するか、すなわち、1/2(S00−S02)なのか1/2(S00+S02)なのかを把握することができる。記録計92では、1/2(S00−S02)に相当する光の強度と、1/2(S00+S02)に相当する光の強度とを区別して格納する。これらの結果より、試料のミュラー行列の行列要素S02を得ることができる。
A method for performing measurement using the circular dichroism measuring device 4A will be described. First, the
次に、ターンテーブル60を180°回転させることで、図5に示す円二色性計測装置3Bに対応する構成とする。そして、円偏光変調器45を動作させて、右円偏光と左円偏光とを周期的に交互に出射させる構成とすることで、数式(24)に示す1/2(S00+S20)に相当する光の強度と、数式(26)に示す1/2(S00−S20)に相当する光の強度とを交互に取得する。これらの結果は、ロックインアンプ91において、円偏光変調器45からの変調信号と組み合わせることで、どの時点の光の強度がどの値に対応するか、すなわち、1/2(S00+S20)なのか1/2(S00−S20)なのかを把握することができる。記録計92では、1/2(S00+S20)に相当する光の強度と、1/2(S00−S20)に相当する光の強度とを区別して格納する。これらの結果より、試料のミュラー行列の行列要素S02を得ることができる。
Next, the
最後に、上記の計算の結果得られたミュラー行列の行列要素S02及びS20を加算することで、数式(28)で示すように正確な円二色性信号を得ることができる。 Finally, by adding the matrix elements S02 and S20 of the Mueller matrix obtained as a result of the above calculation, an accurate circular dichroism signal can be obtained as shown in Expression (28).
以上のように、第4実施形態に係る円二色性計測装置によれば、第1実施形態と同様に、アーチファクト成分が除去されたより正確な円二色性の測定が可能となる。また、第1実施形態と比較すると、第4実施形態に係る円二色性装置の場合は、ターンテーブル60を回転させることで、光学部品及び試料の配置を変更するため、より簡便に計測ができる。また、手動で配置を変更する場合と比較して、各部品や試料の位置や向きを光学軸に沿って正確に配置をすることが可能となるため、より精度よく円二色性を測定することができる。また、試料100を移動することなく計測が行えるため、壊れやすい、倒れやすい等の力学的に不安定な試料についても計測を行うことができる。さらに、第4実施形態に係る円二色性計測装置では、単色フィルタや波長板を交換することなく、分光器及び円偏光変調器の設定を変えるだけで様々な波長の円二色性の信号を得ることができるため、円二色性スペクトルを容易に取得することが可能となる。
As described above, according to the circular dichroism measurement device according to the fourth embodiment, as in the first embodiment, more accurate circular dichroism measurement from which artifact components are removed can be performed. Further, in comparison with the first embodiment, in the case of the circular dichroism device according to the fourth embodiment, the arrangement of the optical components and the sample is changed by rotating the
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態に係る円二色性計測装置の構成について説明する。本実施形態以降は、第1〜第4実施形態を改良したものであり、試料の円二色性をより正確に計測することが可能な構成である。
(Fifth embodiment)
Next, the configuration of a circular dichroism measuring apparatus according to the fifth embodiment of the present invention will be described. In the following embodiments, the first to fourth embodiments are improved, and the configuration can measure the circular dichroism of the sample more accurately.
図7は、第5実施形態に係る円二色性計測装置の構成を示す図である。図7に示す円二色性計測装置5(第3測定装置/S20計測手段)は、直線偏光光源15、単色フィルタ20、1/4λ波長板40、偏光板30、光検出器50が光源10からの光学軸に沿ってこの順に配置され、単色フィルタ20と1/4λ波長板40との間の光路上に試料100が配置されているものである。第1実施形態に係る円二色性計測装置と比較すると、光源10に代えて直線偏光光源15が用いられている点が最も大きな相違点である。また、試料100、1/4λ波長板40及び偏光板30の配置も第1実施形態の円二色性計測装置とは相違する。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a circular dichroism measuring apparatus according to the fifth embodiment. In the circular dichroism measuring device 5 (third measuring device / S20 measuring means) shown in FIG. 7, the linearly polarized
以下、円二色性計測装置5を用いて、数式(16)に示すS02及び数式(17)に示す行列要素S20を計測する方法を示す。ここで、以降の数式の簡略化のために、光源及び光学素子のミュラー行列を以下数式(29)〜(34)のように略記する。 Hereinafter, a method for measuring the matrix element S20 shown in S02 and the mathematical expression (17) shown in the mathematical expression (16) using the circular dichroism measuring device 5 will be described. Here, for simplification of the following mathematical expressions, the Mueller matrices of the light source and the optical element are abbreviated as the following mathematical expressions (29) to (34).
ここで、図1に示す第1実施形態に係る構成を用いて、数式(23)〜(26)に従って行列要素S20を求める場合は、無偏光光を試料に対して照射することになるが、完全な無偏光光でないと上記数式は成立しない。すなわち、S20以外の様々な行列要素が混入することになる。 Here, when obtaining the matrix element S20 according to the equations (23) to (26) using the configuration according to the first embodiment shown in FIG. 1, the sample is irradiated with non-polarized light. The above formula does not hold unless the light is completely non-polarized light. That is, various matrix elements other than S20 are mixed.
実際に測定に用いられる光源では、レンズや分光器などの様々な光学素子を透過させる必要があるため、これらの光学素子や光学配置の影響を受けてわずかに偏光成分が生じる。したがって、完全な無偏光性を保証することは現実的には極めて難しい。このため、実際の計測においては、無偏光光源内のわずかな偏光成分により、新たなアーチファクトが生じるという問題があった。 Since a light source actually used for measurement needs to transmit various optical elements such as a lens and a spectroscope, a slight polarization component is generated under the influence of these optical elements and optical arrangement. Therefore, in reality, it is extremely difficult to guarantee complete non-polarization. For this reason, in actual measurement, there has been a problem that a new artifact is generated due to a slight polarization component in the non-polarized light source.
そこで、図7に示す円二色性計測装置5では、行列要素S20の測定に際して、直線偏光光源15を用いることで、上記の問題を解決した。具体的には、図7に示す円二色性計測装置5では、直線偏光光源15からの直線偏光光は単色フィルタ20を経て試料100に照射される。そして試料100を透過した光は、1/4λ波長板40及び偏光板30を通って、光検出器50で電気信号に変換される。なお光の光軸をZ軸とし、Z軸に垂直で横方向の軸をY軸、同じくZ軸に垂直で縦方向の軸をX軸と定義したときに、波長板30は、Z軸周りにX軸に対して45°回転させて設置する。
Therefore, the circular dichroism measuring apparatus 5 shown in FIG. 7 solves the above problem by using the linearly polarized
直線偏光光源15及び偏光板30の偏光軸をX軸方向となるようにセットすると、試料からの透過光のストークス行列は、数式(35)で示される行列計算で求められる。
この場合、光検出器50で検出される光強度K00は、数式(35)の第1項、すなわち数式(36)となる。
次に、直線偏光光源15の偏光軸を90°回転してY軸方向にセットし、偏光板30の偏光軸をX軸方向のまま保持すると、試料からの透過光のストークス行列は、数式(37)で示される行列計算で求められる。
この場合、光検出器50で検出される光強度K10は、数式(37)の第1項、すなわち数式(38)となる。
次に直線偏光光源15の偏光軸を90°回転してX軸方向にセットし、偏光板30の偏光軸も90°回転してY軸方向にセットすると、試料からの透過光のストークス行列は、数式(39)で示される行列計算で求められる。
この場合、光検出器50で検出される光強度K01は、数式(39)の第1項、すなわち数式(40)となる。
次に直線偏光光源15の偏光軸を90°回転してY軸方向にセットし、偏光板30の偏光軸をY軸方向のままにすると、試料からの透過光のストークス行列は、数式(40)で示される行列計算で求められる。
この場合、光検出器50で検出される光強度K11は、数式(41)の第1項、すなわち数式(42)となる。
このようにして得られた4つの光強度、K00,K10,K01,K11を使い、数式(43)に示す演算を行うことで、行列要素S20を求めることができる。
このようにして求められた行列要素S20と、数式(22)によって求められたS02と、を数式(28)に従って足し合わせることで、CD以外のアーチファクト成分が打ち消され、純粋なCD信号のみが得られることになる。 By adding the matrix element S20 obtained in this way and S02 obtained by the equation (22) according to the equation (28), artifact components other than the CD are canceled, and only a pure CD signal is obtained. Will be.
第5実施形態の円二色性測定装置によれば、無偏光光を使うことなくアーチファクト成分を打ち消すことができるため、完全な無偏光光源は必要なく、また無偏光光源にわずかに含まれる偏光成分による新たなアーチファクトも発生しないため、理想的なアーチファクトの打消しが可能となる。 According to the circular dichroism measuring apparatus of the fifth embodiment, since an artifact component can be canceled without using non-polarized light, a complete non-polarized light source is not necessary, and polarized light slightly contained in the non-polarized light source. Since new artifacts due to components do not occur, ideal artifact cancellation is possible.
(第6実施形態)
第6実施形態に係る円二色性測定装置について、図8を用いて説明する。図8(A)と図8(B)とでは、円二色性測定装置に含まれる各光学部品及び試料の配置が異なる。
(Sixth embodiment)
A circular dichroism measuring apparatus according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8A and FIG. 8B differ in the arrangement of each optical component and sample included in the circular dichroism measuring apparatus.
図8に示す円二色性測定装置においては、第5実施形態において用いられた直線偏光光源15に代えて、一般的な無偏光の光源10と第1の偏光板32とを組み合わせて、直線偏光光源15と同じ働きをさせる点が第5実施形態の構成と相違する。なお、光源10については、第1の偏光板32で直線偏光のみが取り出されるため、完全に無偏光光源である必要は無く、ある程度の偏光特性を持っていてもかまわない。
In the circular dichroism measuring apparatus shown in FIG. 8, instead of the linearly polarized
まず図8(A)の円二色性測定装置6Aにおいて、光源10からの光は、第1の偏光板32により直線偏光光に変換された後に、試料100に照射される。そして、試料100を透過した光は、1/4λ波長板40、第2の偏光板34を通して、光検出器50に検出される。
First, in the circular
上記の構成において、第1の偏光板32をX軸方向に、1/4λ波長板40をX軸に対して45度、第2の偏光板34をX軸方向にセットすると、透過光のストークス行列は、数式(44)で示される行列計算で求められる。
この場合、光検出器50で検出される光強度K00は、数式(44)の第1項、すなわち数式(45)となる。
次に、第1の偏光板32をY軸方向に、1/4λ波長板40をX軸に対して45度、第2の偏光板34をX軸方向にセットすると、透過光のストークス行列は、数式(46)で示される行列計算で求められる。
この場合、光検出器50で検出される光強度K00は、数式(46)の第1項、すなわち数式(47)となる。
次に、第1の偏光板32をX軸方向に、1/4λ波長板40をX軸に対して45度、第2の偏光板34をY軸方向にセットすると、透過光のストークス行列は、数式(48)で示される行列計算で求められる。
この場合、光検出器50で検出される光強度K01は、数式(48)の第1項、すなわち数式(49)となる。
次に、第1の偏光板32をY軸方向に、1/4λ波長板40をX軸に対して45度、第2の偏光板34をY軸方向にセットすると、透過光のストークス行列は、数式(50)で示される行列計算で求められる。
この場合、光検出器50で検出される光強度K11は、数式(50)の第1項、すなわち数式(51)となる。
上記の測定により得られた4つの光強度K00、K10,K01,K11を使い、数式(52)に示す演算を行うことで、行列要素S20が求められる。
なお、行列要素S02の計測については、図1(A)に示す第1実施形態での円二色性測定装置の構成を用いて計測を行っても良いが、代わりに図8(A)の円二色性測定装置6Aで用いられた光学部品の配置を変更し、図8(B)で示されるように、第1の偏光板32、第2の偏光板34、1/4λ波長板40、試料100の順で光源10からの光が照射されるような光学配置とし、第1の偏光板32と第2の偏光板34とを一緒に回転させてS02を計測することも可能である。この構成の場合、光源10から光検出器50に至る光学素子がS02計測とS20計測との間で同じになるため、光学素子の数による透過率の違いをキャンセルすることができ、より正確な計測が可能となる。
As for the measurement of the matrix element S02, the measurement may be performed using the configuration of the circular dichroism measurement apparatus in the first embodiment shown in FIG. 1A, but instead, the measurement of FIG. By changing the arrangement of the optical components used in the circular
このようにして求められた行列要素S20及びS02を、数式(28)に従って足し合わせることで、CD以外のアーチファクト成分が打ち消され、純粋なCD信号のみが得られることになる。 By adding the matrix elements S20 and S02 obtained in this way according to Equation (28), artifact components other than CD are canceled out, and only a pure CD signal is obtained.
なお、本実施形態のように偏光板を回転させて偏光方向を変更する場合、光源10と第1の偏光板32とを一緒にZ軸方向に沿って回転するようにすれば、光源10の偏光特性に依らず同一光量の光となるため、より精度の高い行列要素S20の計測が行える。同様に、後段の第2の偏光板34と光検出器50とを一緒に回転するようにすれば、光検出器50の偏光特性に依らず同一感度で光を検出できるため、より精度の高い行列要素S20の計測が行える。
When the polarization direction is changed by rotating the polarizing plate as in this embodiment, if the
このように、第6実施形態に係る円二色性測定装置によれば、第5実施形態の円二色性装置を用いることによる効果に加えて、無偏光光源や直線偏光光源といった特別な光源を光源10として準備する必要がなく、偏光特性が保証されていないような一般的な光源を利用することができる。
As described above, according to the circular dichroism measuring device according to the sixth embodiment, in addition to the effect obtained by using the circular dichroism device of the fifth embodiment, a special light source such as a non-polarized light source or a linearly polarized light source is used. Can be used as a
(第7実施形態)
次に、第7実施形態に係る円二色性測定装置について、図9を用いて説明する。第7実施形態に係る円二色性測定装置(第4測定装置/S02計測手段)は、第6実施形態に係る円二色性測定装置と比較して、用いられる光学部品は同じであるが、その配置が相違する。
(Seventh embodiment)
Next, a circular dichroism measuring apparatus according to a seventh embodiment will be described with reference to FIG. The circular dichroism measuring device (fourth measuring device / S02 measuring means) according to the seventh embodiment is the same in optical components used as compared with the circular dichroism measuring device according to the sixth embodiment. The arrangement is different.
図9に示す円二色性測定装置7では、光源10からの光は、第1の偏光板32により直線偏光光に変換され、1/4λ波長板40を通過した後、試料100に照射される。そして、試料100を透過した光は、第2の偏光板34を通して、光検出器50に検出される。
In the circular dichroism measuring device 7 shown in FIG. 9, the light from the
まず、第1の偏光板32をX軸方向に、1/4λ波長板40をX軸に対して45度、第2の偏光板34をX軸方向にセットすると、透過光のストークス行列は、数式(53)で示される行列計算で求められる。
この場合、光検出器50で検出される光強度N00は、数式(53)の第1項、すなわち数式(54)となる。
次に、第1の偏光板32をY軸方向に、1/4λ波長板40をX軸に対して45度、第2の偏光板34をX軸方向にセットすると、透過光のストークス行列は、数式(55)で示される行列計算で求められる。
この場合、光検出器50で検出される光強度N10は、数式(55)の第1項、すなわち(56)となる。
次に、第1の偏光板32をX軸方向に、1/4λ波長板40をX軸に対して45度、第2の偏光板34をY軸方向にセットすると、透過光のストークス行列は、数式(57)で示される行列計算で求められる。
この場合、光検出器50で検出される光強度N01は、数式(57)の第1項、すなわち数式(58)となる。
次に、第1の偏光板32をY軸方向に、1/4λ波長板40をX軸に対して45度、第2の偏光板34をY軸方向にセットすると、透過光のストークス行列は、数式(59)で示される行列計算で求められる。
この場合、光検出器50で検出される光強度N11は、数式(59)の第1項、すなわち数式(60)となる。
このようにして得られた4つの光強度N00,N10,N01,N11を使い、数式(61)に示す演算を行うことで、行列要素S02が求められる。
このようにして求められた行列要素S02と、図8(A)に示した第6実施形態に係る円二色性測定装置6A及び数式(44)〜(52)にしたがって求められた行列要素S20と、を、数式(28)に従って足し合わせることで、CD以外のアーチファクト成分が打ち消され、純粋なCD信号のみが得られることになる。
The matrix element S02 obtained in this way, and the matrix element S20 obtained according to the circular
第7実施形態に係る円二色性測定装置によれば、行列要素S02及びS20の計測に際して、第1の偏光板32及び第2の偏光板34の配置を変更する必要がないため、自動回転ステージなどの導入が容易となる。
According to the circular dichroism measuring apparatus according to the seventh embodiment, it is not necessary to change the arrangement of the first
(第8実施形態)
次に、第8実施形態に係る円二色性測定装置について、図10を用いて説明する。図10に示す第8実施形態に係る円二色性測定装置8では、第7実施形態に係る円二色性測定装置と比較して、1/4λ波長板が2つ(第1の1/4λ波長板42、第2の1/4λ波長板44)用いられる点が相違する。
(Eighth embodiment)
Next, a circular dichroism measuring apparatus according to the eighth embodiment will be described with reference to FIG. Compared with the circular
図10において、光源10からの光は、第1の偏光板32により直線偏光光に変換され、第1の1/4λ波長板42を通った後、試料100に照射される。そして、試料100を透過した光は、第2の1/4λ波長板44と第2の偏光板34とを通して光検出器50に検出される。
In FIG. 10, the light from the
本実施形態においては、波長板の角度を偏光軸もしくは偏光軸と直角にセットすることで、波長板を引き抜いたのと同じ効果を得るところが、第5〜第7実施形態と異なっている。すなわち、行列要素S20の計測の場合、図10の第1の1/4λ波長板42の角度を第1の偏光板32と同一もしくは直角にセットすることで、第1の1/4λ波長板42の波長板としての作用は無くなる。したがって、その場合は、図8(A)に示す第6実施形態に係る円二色性測定装置6Aと等価な光学配置と考えることができる。したがって、第6実施形態において説明した数式(44)〜(52)にしたがって行列要素S20を算出することができる。
This embodiment is different from the fifth to seventh embodiments in that the same effect as that obtained by pulling out the wave plate is obtained by setting the angle of the wave plate at a polarization axis or perpendicular to the polarization axis. That is, in the case of the measurement of the matrix element S20, the first quarter-
また、行列要素S02の計測の場合は、第2の1/4λ波長板44の角度を、第2の偏光板34と同一もしくは、互いに直交する角度にセットすることで、第2の1/4λ波長板44の波長板としての作用は無くなるため、第7実施形態に記載の円二色性測定装置7と等価な光学配置と考えることができる。したがって、数式(53)〜(61)を用いて行列要素S02を計測することができる。
In the case of the measurement of the matrix element S02, the second 1 /
上記の方法により求められた行列要素S02及びS20を数式(28)に従って足し合わせることで、CD以外のアーチファクト成分が打ち消され、純粋なCD信号のみが得られることになる。 By adding the matrix elements S02 and S20 obtained by the above method according to the equation (28), artifact components other than the CD are canceled, and only a pure CD signal is obtained.
言い換えると、本実施形態について光学素子の設定角度は以下の表1にまとめることができる。 In other words, the set angles of the optical elements for this embodiment can be summarized in Table 1 below.
上記の表1における8つの値を用いて、下記の数式(62)に示す演算を行うことで、CD以外のアーチファクト成分が打ち消され、純粋なCD信号のみが得られることになる。
以上のように、第8実施形態に係る円二色性測定装置依れば、行列要素S02及び行列要素S20の計測において、光学素子を入れ換える必要が無くなるため、よりシンプルで精度の高い光学設計が可能となる。 As described above, according to the circular dichroism measuring apparatus according to the eighth embodiment, it is not necessary to replace optical elements in the measurement of the matrix element S02 and the matrix element S20, so that a simpler and more accurate optical design can be achieved. It becomes possible.
(第9実施形態)
次に、本発明の第9実施形態について説明する。光学部品の配置は第8実施形態に係る円二色性測定装置8と同様だが、試料を回転可能とする点が第8実施形態と相違する。
(Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described. The arrangement of the optical components is the same as that of the circular
ここで、表1に示す4つの光学部品の他に、試料の回転角を追加し、光強度N00〜N11及び光強度K00〜K11の計測において波長板を回転させない(共通の値とする)設定を考えると、表2に示す通りとなる。 Here, in addition to the four optical components shown in Table 1, the rotation angle of the sample is added, and the wavelength plate is not rotated (set to a common value) in the measurement of the light intensities N00 to N11 and the light intensities K00 to K11. Is as shown in Table 2.
さらに、表2に示すK00〜K11の測定において、光学系全体を45度回転させると、次の表3が得られる。 Further, in the measurement of K00 to K11 shown in Table 2, when the entire optical system is rotated by 45 degrees, the following Table 3 is obtained.
ここで、表3の角度設定に沿って、第1の偏光板32、第1の1/4λ波長板42、試料100、第2の1/4λ波長板44、及び第2の偏光板34の配置を調整することで測定されたN00〜N11及びK00〜K11を用いて上記の数式(62)で示される演算を行うことで、CD以外のアーチファクト成分が打ち消され、純粋なCD信号のみが得られることになる。
Here, along the angle setting of Table 3, the first
すなわち、表3によれば、N00〜N11及びK00〜K11をそれぞれ測定する際に、試料を回転させると第1の1/4λ波長板42及び第2の1/4λ波長板44を回転させる必要がないということである。したがって、第8実施形態の測定方法によれば、第1の偏光板32、第1の1/4λ波長板42、第2の1/4λ波長板44、及び第2の偏光板34の4つの光学部品を回転させる必要があったのに対して、本実施形態の測定方法では第1の偏光板32、試料100、第2の偏光板34の2つの光学部品及び試料ですむことから、回転ステージの数を減らすことができる。したがって、より簡便に測定をすることができる。
That is, according to Table 3, when measuring N00 to N11 and K00 to K11, respectively, it is necessary to rotate the first 1 /
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、
種々の変更を行うことができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment,
Various changes can be made.
例えば、上記第1〜第4実施形態の一部の構成を適宜組み合わせた構成としてもよい。また、第1実施形態では、円二色性計測装置1A,1Bについては、同一の装置を用いて光学部品の配置を入れ替えて構成する態様であってもよい。
For example, it is good also as a structure which combined the one part structure of the said 1st-4th embodiment suitably. In the first embodiment, the circular
1,2A,2B,3A,3B,4…円二色性計測装置、10…光源、20…単色フィルタ、30…偏光板、40…1/4λ波長板、50…光検出器、100…試料。
1, 2A, 2B, 3A, 3B, 4 ... circular dichroism measuring device, 10 ... light source, 20 ... monochromatic filter, 30 ... polarizing plate, 40 ... 1 / 4λ wavelength plate, 50 ... photodetector, 100 ... sample .
Claims (10)
下記の数式(1)における行列要素S20を計測するS20計測ステップと、
前記S02計測ステップにおいて得られた行列要素S02と、前記S20計測ステップにおいて得られた行列要素S20とから円二色性を算出する算出ステップと、
を備える円二色性計測方法であって、
特定の波長の光を出射する第1光源と、前記第1光源から出射された光を入射し、第1の方向の直線偏光である第1直線偏光と、当該第1の方向に対して直交する第2の方向の直線偏光である第2直線偏光とを取り出すことが可能な第1偏光板と、前記第1偏光板において取り出された前記第1直線偏光または前記第2直線偏光を入射し、前記第1光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第1波長板と、前記第1波長板から出射されて、試料により透過された透過光を電気信号に変換して検出する第1光検出手段と、を備える第1計測装置において、
前記第1偏光板により第1直線偏光を取り出して前記試料を透過する光の強度の計測を行う第1ステップと、
前記第1偏光板により第2直線偏光を取り出して前記試料を透過する光の強度の計測を行う第2ステップと、
を有し、
前記S20計測ステップは、
前記第1光源と同じ波長の光を出射する第2光源と、前記第2光源から出射されて、前記試料により透過された透過光を入射し、当該透過光のうち、前記第1直線偏光または前記第2直線偏光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第2波長板と、前記第2波長板から出射された光を入射して、前記第1の方向の直線偏光と前記第2の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第2偏光板と、前記第2偏光板から出射された電気信号に変換して検出する第2光検出手段と、を備える第2計測装置において、
前記第2偏光板により第1直線偏光を取り出して前記試料を透過する光の測定を行う第3のステップと、
前記第2偏光板により第2直線偏光を取り出して前記試料を透過する光の測定を行う第4のステップと、
を有することを特徴とする円二色性計測方法。 S02 measurement step for measuring the matrix element S02 when the Mueller matrix related to the sample to be measured is represented by the following formula (1):
S20 measurement step of measuring the matrix element S20 in the following mathematical formula (1);
A calculation step of calculating circular dichroism from the matrix element S02 obtained in the S02 measurement step and the matrix element S20 obtained in the S20 measurement step;
A circular dichroism measuring method comprising:
A first light source that emits light of a specific wavelength, light that is emitted from the first light source is incident, and the first linearly polarized light that is linearly polarized light in the first direction is orthogonal to the first direction. a first polarizing plate that can be second retrieving a linearly polarized light is linearly polarized in the second direction, the first the first linearly polarized light taken out in the polarizing plate or the second linearly polarized light incident to When the wavelength of light from the first light source is λ, the first wavelength is emitted with a phase difference between two polarization components having a vibration plane different from the vibration plane of incident light and orthogonal to each other as ¼λ. In a first measurement device comprising: a plate; and first light detection means for detecting by converting the transmitted light emitted from the first wave plate and transmitted by the sample into an electrical signal,
A first step of taking out the first linearly polarized light by the first polarizing plate and measuring the intensity of light transmitted through the sample;
A second step of taking out the second linearly polarized light by the first polarizing plate and measuring the intensity of light transmitted through the sample;
Have
The S20 measurement step includes
A second light source that emits light having the same wavelength as that of the first light source, and transmitted light that is emitted from the second light source and transmitted by the sample. A second wavelength plate that emits a phase difference between two polarization components orthogonal to each other having a vibration plane different from that of the second linearly polarized light, and light emitted from the second wavelength plate Is converted into an electric signal emitted from the second polarizing plate, a second polarizing plate capable of taking out the linearly polarized light in the first direction and the linearly polarized light in the second direction. A second measuring device comprising: a second light detecting means for detecting;
A third step of taking out the first linearly polarized light by the second polarizing plate and measuring the light transmitted through the sample;
A fourth step of taking out the second linearly polarized light by the second polarizing plate and measuring the light transmitted through the sample;
A circular dichroism measuring method characterized by comprising:
下記の数式(1)における行列要素S20を計測するS20計測ステップと、
前記S02計測ステップにおいて得られた行列要素S02と、前記S20計測ステップにおいて得られた行列要素S20とから円二色性を算出する算出ステップと、
を備える円二色性計測方法であって、
特定の波長の光を出射する第1光源と、前記第1光源から出射された光を入射し、第1の方向の直線偏光である第1直線偏光と、当該第1の方向に対して直交する第2の方向の直線偏光である第2直線偏光とを取り出すことが可能な第1偏光板と、前記第1偏光板において取り出された前記第1直線偏光または前記第2直線偏光を入射し、前記第1光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第1波長板と、前記第1波長板から出射されて、試料により透過された透過光を電気信号に変換して検出する第1光検出手段と、を備える第1計測装置において、
前記第1偏光板により第1直線偏光を取り出して試料を透過する光の強度の計測を行う第1ステップと、
前記第1偏光板により第2直線偏光を取り出して試料を透過する光の強度の計測を行う第2ステップと、
を有し、
前記S20計測ステップは、
前記第1光源と同じ波長であって、前記第1の方向の直線偏光と前記第2の方向の直線偏光とを出射可能な第3光源と、前記第3光源から出射されて、前記試料により透過された透過光を入射し、当該透過光のうち、前記第1直線偏光または前記第2直線偏光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第3波長板と、前記第3波長板から出射された光を入射して、前記第1の方向の直線偏光と前記第2の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第3偏光板と、前記第3偏光板から出射された電気信号に変換して検出する第2光検出手段と、を備える第3計測装置において、
前記第3光源から前記第1の方向の直線偏光を出射して、前記第3偏光板より前記第1の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第3のステップと、
前記第3光源から前記第2の方向の直線偏光を出射して、前記第3偏光板より前記第1の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第4のステップと、
前記第3光源から前記第1の方向の直線偏光を出射して、前記第3偏光板より前記第2の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第5のステップと、
前記第3光源から前記第2の方向の直線偏光を出射して、前記第3偏光板より前記第2の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第6のステップと、
を有することを特徴とする円二色性計測方法。 S02 measurement step for measuring the matrix element S02 when the Mueller matrix related to the sample to be measured is represented by the following formula (1):
S20 measurement step of measuring the matrix element S20 in the following mathematical formula (1);
A calculation step of calculating circular dichroism from the matrix element S02 obtained in the S02 measurement step and the matrix element S20 obtained in the S20 measurement step;
A circular dichroism measuring method comprising:
A first light source that emits light of a specific wavelength, light that is emitted from the first light source is incident, and the first linearly polarized light that is linearly polarized light in the first direction is orthogonal to the first direction. a first polarizing plate that can be second retrieving a linearly polarized light is linearly polarized in the second direction, the first the first linearly polarized light taken out in the polarizing plate or the second linearly polarized light incident to When the wavelength of light from the first light source is λ, the first wavelength is emitted with a phase difference between two polarization components having a vibration plane different from the vibration plane of incident light and orthogonal to each other as ¼λ. In a first measurement device comprising: a plate; and first light detection means for detecting by converting the transmitted light emitted from the first wave plate and transmitted by the sample into an electrical signal,
A first step of taking out the first linearly polarized light by the first polarizing plate and measuring the intensity of light transmitted through the sample;
A second step of taking out the second linearly polarized light by the first polarizing plate and measuring the intensity of light passing through the sample;
Have
The S20 measurement step includes
Be the same wavelength as the first light source, and the first direction of the third light source capable of emitting linearly polarized light and the said linear polarized light in the second direction, it is emitted from the third light source, by the sample The transmitted transmitted light is incident, and the phase difference between two polarized light components having a vibration plane different from the vibration plane of the first linearly polarized light or the second linearly polarized light in the transmitted light is perpendicular to each other. The third wavelength plate that emits as / 4λ and the light emitted from the third wavelength plate can be incident to extract the linearly polarized light in the first direction and the linearly polarized light in the second direction. In a third measuring apparatus comprising: a third polarizing plate; and second light detection means that converts and detects an electric signal emitted from the third polarizing plate,
A third step of measuring light transmitted through the sample by emitting linearly polarized light in the first direction from the third light source, extracting linearly polarized light in the first direction from the third polarizing plate, and When,
A fourth step of measuring the light transmitted through the sample by emitting the linearly polarized light in the second direction from the third light source, extracting the linearly polarized light in the first direction from the third polarizing plate; When,
Fifth step of emitting linearly polarized light in the first direction from the third light source, taking out linearly polarized light in the second direction from the third polarizing plate, and measuring light transmitted through the sample When,
A sixth step of measuring the light transmitted through the sample by emitting the linearly polarized light in the second direction from the third light source, extracting the linearly polarized light in the second direction from the third polarizing plate, and When,
A circular dichroism measuring method characterized by comprising:
前記第1光源と同じ波長であって、前記第1の方向の直線偏光と前記第2の方向の直線偏光とを出射可能な第4光源と、前記第4光源からの直線偏光を入射し、前記第4光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第4波長板と、前記第4波長板から出射されて試料により透過された透過光のうち前記第1の方向の直線偏光と前記第2の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第4偏光板と、前記第4偏光板から出射された光を電気信号に変換して検出する第4光検出手段と、を含む第4計測装置を備え、
前記S02計測ステップは、
前記第4光源から前記第1の方向の直線偏光を出射して、前記第4偏光板より前記第1の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第11のステップと、
前記第4光源から前記第2の方向の直線偏光を出射して、前記第4偏光板より前記第1の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第12のステップと、
前記第4光源から前記第1の方向の直線偏光を出射して、前記第4偏光板より前記第2の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第13のステップと、
前記第4光源から前記第2の方向の直線偏光を出射して、前記第4偏光板より前記第2の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第14のステップと、
を有することを特徴とする請求項2記載の円二色性計測方法。 Instead of the first measuring device,
Be the same wavelength as the first light source is incident and a fourth light source capable of emitting a linearly polarized light from the fourth light source and said first direction of linearly polarized light and the linearly polarized light in the second direction, A fourth wavelength plate that emits a phase difference between two polarization components having a vibration plane different from the vibration plane of incident light and orthogonal to each other when the wavelength of light from the fourth light source is λ. And a fourth polarizing plate capable of taking out linearly polarized light in the first direction and linearly polarized light in the second direction out of the transmitted light emitted from the fourth wavelength plate and transmitted by the sample, A fourth measuring device including a fourth light detecting means for detecting the light emitted from the fourth polarizing plate by converting it into an electrical signal,
The S02 measuring step includes
An eleventh step of measuring the light transmitted through the sample by emitting linearly polarized light in the first direction from the fourth light source and extracting linearly polarized light in the first direction from the fourth polarizing plate. When,
A twelfth step of emitting linearly polarized light in the second direction from the fourth light source, extracting linearly polarized light in the first direction from the fourth polarizing plate, and measuring light transmitted through the sample When,
Thirteenth step of emitting linearly polarized light in the first direction from the fourth light source, extracting linearly polarized light in the second direction from the fourth polarizing plate, and measuring light transmitted through the sample When,
A fourteenth step of emitting linearly polarized light in the second direction from the fourth light source, extracting linearly polarized light in the second direction from the fourth polarizing plate, and measuring light transmitted through the sample; When,
The circular dichroism measuring method according to claim 2, wherein:
下記の数式(2)における行列要素S20を計測するS20計測手段と、
前記S02計測手段において得られた行列要素S02と、前記S20計測手段において得られた行列要素S20とから円二色性を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする円二色性計測装置であって、
特定の波長の光を出射する第1光源と、
前記第1光源から出射された光を入射し、第1の方向の直線偏光である第1直線偏光と、当該第1の方向に対して直交する第2の方向の直線偏光である第2直線偏光とを取り出すことが可能な第1偏光板と、
前記第1偏光板において取り出された前記第1直線偏光または前記第2直線偏光を入射し、前記第1光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第1波長板と、
前記第1波長板から出射されて、試料により透過された透過光を電気信号に変換して検出する第1光検出手段と、
を備え、
前記S20計測手段を構成する第2計測装置は、
前記第1光源と同じ波長の光を出射する第2光源と、
前記第2光源から出射されて、前記試料により透過された透過光を入射し、当該透過光のうち、前記第1直線偏光または前記第2直線偏光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第2波長板と、
前記第2波長板から出射された光を入射して、前記第1の方向の直線偏光と前記第2の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第2偏光板と、
前記第2偏光板から出射された電気信号に変換して検出する第2光検出手段と、
を備えることを特徴とする円二色性計測装置。 S02 measuring means for measuring the matrix element S02 when the Mueller matrix related to the sample to be measured is represented by the following mathematical formula (2):
S20 measuring means for measuring the matrix element S20 in the following mathematical formula (2);
Calculating means for calculating circular dichroism from the matrix element S02 obtained by the S02 measuring means and the matrix element S20 obtained by the S20 measuring means;
A circular dichroism measuring device characterized by comprising:
A first light source that emits light of a specific wavelength;
The light emitted from the first light source is incident, the first linearly polarized light that is linearly polarized light in the first direction, and the second straight line that is linearly polarized light in the second direction orthogonal to the first direction. A first polarizing plate capable of extracting polarized light;
Enters the first the first linearly polarized light taken out in the polarizing plate or the second linearly polarized light, when the wavelength of the light from the first light source and lambda, the different vibration plane with the plane of vibration of the incident light A first wave plate that emits the phase difference between two polarization components that are orthogonal to each other as ¼λ;
First light detection means for detecting the light transmitted from the first wave plate and transmitted by the sample by converting it into an electrical signal;
With
The second measuring device constituting the S20 measuring means is
A second light source that emits light of the same wavelength as the first light source;
The transmitted light emitted from the second light source and transmitted by the sample is incident, and the transmitted light has a vibration surface different from the vibration surface of the first linearly polarized light or the second linearly polarized light and is orthogonal to each other. A second wave plate that emits with a phase difference of 1 / 4λ between the two polarization components to be
A second polarizing plate capable of receiving light emitted from the second wave plate and taking out linearly polarized light in the first direction and linearly polarized light in the second direction;
Second light detecting means for detecting by converting into an electric signal emitted from the second polarizing plate;
A circular dichroism measuring device comprising:
前記第1偏光板、前記第1波長板及び前記試料が載置されるターンテーブルを備え、
前記ターンテーブルを回転させたときに、回転前の前記第1光源からの光の光路と重なる位置に、前記第1偏光板、前記第1波長板及び前記試料が載置され、
前記第2計測装置は、
前記第1計測装置における前記ターンテーブルを回転させることで構成されることを特徴とする請求項4記載の円二色性計測装置。 The first measuring device includes:
A turntable on which the first polarizing plate, the first wave plate and the sample are placed;
When the turntable is rotated, the first polarizing plate, the first wavelength plate, and the sample are placed at a position that overlaps the optical path of the light from the first light source before the rotation,
The second measuring device is
The circular dichroism measuring device according to claim 4 , wherein the circular dichroism measuring device is configured by rotating the turntable in the first measuring device.
前記第1光源及び前記第1光検出手段が載置されるターンテーブルを備え、
前記ターンテーブルにおいて、前記第1光源と前記第1光検出手段との間には隔壁が設けられ、
前記第1光源からの光の光路と、前記第1光検出手段に入射する光の光路とは、前記ターンテーブルを回転させたときに互いに重なる位置に設けられ、
前記第2計測装置は、
前記第1計測装置における前記ターンテーブルを回転させることで構成されることを特徴とする請求項4記載の円二色性計測装置。 The first measuring device includes:
A turntable on which the first light source and the first light detection means are mounted;
In the turntable, a partition is provided between the first light source and the first light detection means ,
The optical path of light from the first light source and the optical path of light incident on the first light detection means are provided at positions that overlap each other when the turntable is rotated,
The second measuring device is
The circular dichroism measuring device according to claim 4 , wherein the circular dichroism measuring device is configured by rotating the turntable in the first measuring device.
下記の数式(2)における行列要素S20を計測するS20計測手段と、
前記S02計測手段において得られた行列要素S02と、前記S20計測手段において得られた行列要素S20とから円二色性を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする円二色性計測装置であって、
特定の波長の光を出射する第1光源と、
前記第1光源から出射された光を入射し、第1の方向の直線偏光である第1直線偏光と、当該第1の方向に対して直交する第2の方向の直線偏光である第2直線偏光とを取り出すことが可能な第1偏光板と、
前記第1偏光板において取り出された前記第1直線偏光または前記第2直線偏光を入射し、前記第1光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第1波長板と、
前記第1波長板から出射されて、試料により透過された透過光を電気信号に変換して検出する第1光検出手段と、
を備え、
前記S20計測手段を構成する第3計測装置は、
前記第1光源と同じ波長であって、前記第1の方向の直線偏光と前記第2の方向の直線偏光とを出射可能な第3光源と、
前記第3光源から出射されて、前記試料により透過された透過光を入射し、当該透過光のうち、前記第1直線偏光または前記第2直線偏光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第3波長板と、
前記第3波長板から出射された光を入射して、前記第1の方向の直線偏光と前記第2の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第3偏光板と、
前記第3偏光板から出射された電気信号に変換して検出する第3光検出手段と、
を備えることを特徴とする円二色性計測装置。 S02 measuring means for measuring the matrix element S02 when the Mueller matrix related to the sample to be measured is represented by the following mathematical formula (2):
S20 measuring means for measuring the matrix element S20 in the following mathematical formula (2);
Calculating means for calculating circular dichroism from the matrix element S02 obtained by the S02 measuring means and the matrix element S20 obtained by the S20 measuring means;
A circular dichroism measuring device characterized by comprising:
A first light source that emits light of a specific wavelength;
The light emitted from the first light source is incident, the first linearly polarized light that is linearly polarized light in the first direction, and the second straight line that is linearly polarized light in the second direction orthogonal to the first direction. A first polarizing plate capable of extracting polarized light;
Enters the first the first linearly polarized light taken out in the polarizing plate or the second linearly polarized light, when the wavelength of the light from the first light source and lambda, the different vibration plane with the plane of vibration of the incident light A first wave plate that emits the phase difference between two polarization components that are orthogonal to each other as ¼λ;
First light detection means for detecting the light transmitted from the first wave plate and transmitted by the sample by converting it into an electrical signal;
With
The third measuring device constituting the S20 measuring means is
Be the same wavelength as the first light source, said first direction the linear polarization in the second direction of the third light source capable of emitting a linearly polarized light,
The transmitted light emitted from the third light source and transmitted by the sample is incident, and the transmitted light has a vibration surface different from the vibration surface of the first linearly polarized light or the second linearly polarized light and is orthogonal to each other. A third wave plate that emits with a phase difference of 1 / 4λ between the two polarization components to be
A third polarizing plate capable of receiving light emitted from the third wavelength plate and taking out linearly polarized light in the first direction and linearly polarized light in the second direction;
Third light detection means for detecting by converting into an electric signal emitted from the third polarizing plate;
A circular dichroism measuring device comprising:
前記第1光源と同じ波長であって、前記第1の方向の直線偏光と前記第2の方向の直線偏光とを出射可能な第4光源と、前記第4光源からの直線偏光を入射し、前記第4光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する2つの偏光成分の間の位相差を1/4λとして出射する第4波長板と、前記第4波長板から出射されて試料により透過された透過光のうち前記第1の方向の直線偏光と前記第2の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第4偏光板と、前記第4偏光板から出射された光を電気信号に変換して検出する第4光検出手段と、を含む第4計測装置を備えることを特徴とする請求項9記載の円二色性計測装置。 Instead of the first measuring device,
Be the same wavelength as the first light source is incident and a fourth light source capable of emitting a linearly polarized light from the fourth light source and said first direction of linearly polarized light and the linearly polarized light in the second direction, A fourth wavelength plate that emits a phase difference between two polarization components having a vibration plane different from the vibration plane of incident light and orthogonal to each other when the wavelength of light from the fourth light source is λ. And a fourth polarizing plate capable of taking out linearly polarized light in the first direction and linearly polarized light in the second direction out of the transmitted light emitted from the fourth wavelength plate and transmitted by the sample, The circular dichroism measurement device according to claim 9 , further comprising: a fourth measurement device including: a fourth light detection unit configured to convert the light emitted from the fourth polarizing plate into an electric signal and detect the electric signal. .
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