JP6113730B2 - 放出及び透過光学分光計 - Google Patents

Description

本発明は、光学科学計測装置の分野に関する。更に詳しくは、本発明は、試料の化学組成を識別するために装置のハウジング内においてエミッション又は発光（例えば、ラマン及び蛍光）及び透過分光法を実行するように構成された光学計測器に関する。

ラマンなどの放出及び赤外線（ＩｎｆｒａＲｅｄ：ＩＲ）透過分光法は、適切に構成された場合に所与の試料の完全な振動スペクトルを計測する能力を有する相補的な技法である。現在、透過及び発光分光法は、標準的な光学計測器において実行することが可能であって、この場合に、例えば、フーリエ変換赤外線（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ＩｎｆｒａＲｅｄ：ＦＴ−ＩＲ）部分は、主に透過計測器としてセットアップされており、（例えば、ＦＴラマンを含む）発光分光法部分は、試料コンパートメント領域内における空間制限に起因し、多くの場合に、計測器のハウジングの外部において１つ又は複数のアクセサリユニットとして構成された光源又は試料を有するように構成されている。しかしながら、この結果もたらされるこのような１つ又は複数のアクセサリは、非常に嵩張る可能性があり、且つ、単一のサンプルの透過及び放出スペクトルを計測するために、サンプリングコンパートメント間におけるユーザーによる試料の移動を必要とする可能性がある。

計測器のハウジングの外部において結合されたアクセサリによって試料コンパートメントの空間制限を克服するシステムに関する背景情報については、Ｇａｓｔ他に対して１９９６年３月１２日付けで発行された「ＦＯＵＲＩＥＲ ＳＰＥＣＴＲＯＭＥＴＥＲ ＷＩＴＨ ＥＸＣＨＡＮＧＥＡＢＬＥ ＥＮＴＲＡＮＣＥ ＡＮＤ ＥＸＩＴ ＰＯＲＴＳ ＡＬＬＯＷＩＮＧ ＦＯＲ ＢＯＴＨ ＩＮＴＥＲＮＡＬ ＡＮＤ ＥＸＴＥＲＮＡＬ ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ ＰＯＲＴＳ」という名称の米国特許第５，４９９，０９５号明細書において記述され、且つ、特許請求されており、これは、「但し、これらの標準的な試料調製手段を用いて計測のために調製することができない複数の物質が存在している。これらに含まれるのは、気体試料であり、これらの試料は、冷却又は加熱を要し、或いは、その寸法が試料領域には大き過ぎる。この種の試料を分光計測するためには、試料をその内部に又は上部に配置することが可能であり、且つ、これにより、計測ビームを試料上に導入することができる適切なアクセサリを利用する必要がある。このようなアクセサリは、空間制限に起因して分光計オプティクスの試料領域内に収容することができないため、分光計ハウジングの外部に位置決めする必要があり、その結果、計測ビームが分光計オプティクスの外部において導波されることになる」という記述を含んでいる。

運動可能なコンポーネントを使用しているが試料位置が固定されている組合せ型の赤外線／ラマン顕微鏡システムに関する背景情報については、Ｓｏｓｔｅｋ他に対して１９９８年１１月２４日付けで発行された「ＯＰＴＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＩＮＦＲＡＲＥＤ ＡＮＤ ＲＡＭＥＮ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＯＦ ＳＡＭＰＬＥＳ」という名称の米国特許第５，８４１，１３９号明細書において記述され、且つ、特許請求されており、これは、「本発明は、分析のための試料のセットアップの後の試料の移動を伴うことなしに、同一の試料に対して顕微鏡赤外線分析及び顕微鏡ラマン分光法を同一の顕微鏡上において実行する能力を提供する」という記述を含んでいる。

従って、ハウジングの領域内において相対的に小型のアクセサリを受け入れるように構成された単一の試料コンパートメントによって提供される透過及び放出（例えば、ラマン及び蛍光）分光法の両方を提供することができる改善された光学分光計に対するニーズが存在している。本発明は、このようなニーズを対象としたものである。

本発明は、透過及び発光分光法において使用される光学計測器を対象としており、この光学計測器は、分光計ハウジングであって、前記分光計ハウジングの壁の内部に配設された単一の試料コンパートメントを有する分光計ハウジングと、単一の試料コンパートメントに結合されたアクセサリであって、第１試料プラットフォーム位置に結合された試料からエミッション（放出又は発光）を生成するように構成された励起源を更に有するアクセサリと、赤外線（ＩＲ）透過操作のために構成されるように、第１試料プラットフォーム位置からオフセットされた第２試料プラットフォーム位置と、赤外線（ＩＲ）の放射源と、赤外線（ＩＲ）の放射源から受け取った放出又は光のいずれかを変調するように、設計された光路に沿って適合された干渉計と、設計された光路に沿って受け取った放出を放出検出器に導波するように、又は赤外線（ＩＲ）の光源を設計された光路に沿って導波するように、構成された第１光学要素と、第２プラットフォーム位置に結合された試料を透過した導波された赤外線（ＩＲ）光を受け取るように構成されており、且つ、透過した赤外線（ＩＲ）光を１つ又は複数の赤外線（ＩＲ）検出器に導波するように更に適合されている第２光学要素と、を含む。

本発明の態様による分光計の斜視図を示す。 図１に示されている透過光学構成の更に一般化された図を示す。 図１に示されている放出光学構成の更に一般化された図を示す。 図１に示されているラマンアクセサリ放出光学構成の更に詳細な図を示す。

本明細書における本発明の説明においては、そうではないことが黙示的又は明示的に理解されるか又は主張されていない限り、単数形で出現する用語は、その複数形をも包含しており、且つ、複数形において出現する用語は、その単数形をも包含していることを理解されたい。更には、本明細書に記述されている任意の所与のコンポーネント又は実施形態の場合には、そのコンポーネントについて列挙されている可能な候補又は代替肢のすべては、そうではないことが黙示的又は明示的に理解されるか又は主張されていない限り、一般に、個別に又は相互の組合せにおいて、使用してもよいことを理解されたい。更には、本明細書に示されている図面は、必ずしも描画の縮尺が正確ではなく、要素のいくつかは、本発明の明瞭性のためにのみ、描かれている場合があることを理解されたい。又、対応する又は類似する要素を示すべく、参照符号が様々な図面において反復されている場合もある。更には、そのような候補又は代替肢の任意のリストは、そうではないことが黙示的又は明示的に理解されるか又は主張されていない限り、限定を目的としたものではなく、例示を目的としたものに過ぎないことを理解されたい。更には、そうではないと示されていない限り、本明細書及び請求項において使用されている成分、構成要素、反応条件、又はこれらに類似したものの量を表す数値は、「約」という用語によって修飾されているものと理解する必要がある。

従って、そうではないと示されていない限り、本明細書及び添付の請求項に記述されている数値パラメータは、本明細書において提示されている主題による獲得が求められている望ましい特性に応じて変化しうる近似値である。請求の範囲に対する均等論の適用を制限する試みとしてではないが、最低限、それぞれの数値パラメータは、少なくとも、報告されている有効桁数に鑑み、且つ、通常の丸め法を適用することにより、解釈する必要がある。本明細書に提示されている主題の広範な範囲を表す数値範囲及びパラメータは近似値ではあるが、具体的な例において記述されている数値は、可能な限り正確に報告されている。但し、あらゆる数値は、本質的に、その個々の試験計測において見出される標準偏差の結果として必然的にもたらされる特定の誤差を含んでいる。

図１は、例示用の分光計の光学構成の有益な平面図を示しており、この構成は、少なくとも０．１２５ｃｍ^-1のスペクトル分解能により、遠ＩＲにおける１５０〜４００ｃｍ^-1の、中ＩＲにおける４００−４０００ｃｍ^-1の、且つ、近ＩＲにおける４０００〜１００００ｃｍ^-1の、赤外線スペクトル範囲において計測するように、且つ、ラマンアクセサリを用いて、約０．８ｃｍ^-1を上回るスペクトル分解能により、約５０〜４０００ｃｍ^-1のスペクトル範囲のラマン信号を計測するように、構成することができる。但し、図１は、参照符号１０によって総合的に表記されているように、光学コンポーネント及び経路の詳細を示すものではなく、本発明の原理による１つ又は複数の構成の有益な態様を概略的に示していることに留意されたい。

従って、分光計１０は、一般に、分光計１０のハウジング１内に、限定を伴うことなしに、ミケルソン干渉計１２（破線ボックス内の下線の参照符号によって表記されている）などの変調器と、試料コンパートメント１６（こちらも破線ボックス内の下線の参照符号によって表記されている）と、放出検出器２０（好ましくは、例えば、液体窒素冷却型ＮＸＲ Ｇｅｎｉｅゲルマニウム検出器などのラマン検出器）とメインベンチ照射源１８（例えば、赤外線源（ＩＲ））の間に配設された第１光学方向性手段１７と、１つ又は複数のメインベンチ放出検出器２４及び２４’の間に配設された第２光学方向性手段２３を含む。

図１には示されていないが、この構成には、操作者の入力に応じて分光計の動作を制御するためのコンピュータ（図示せず）を含む、様々な個別のコンポーネント、多数のワイヤ配線、及びいくつかの集積回路（ＩＣ）を含む、電源、信号処理回路、制御回路などの従来の分光計電子回路を収容する１つ又は複数の印刷回路基板が含まれていることを理解されたい。又、図１には、更なる有益な技法を実現するための外部光学構成も示されてはおらず、これには、限定を伴うことなしに、近赤外（Ｎｅａｒ ＩｎｆｒａＲｅｄ：ＮＩＲ）及びガスクロマトグラフ（Ｇａｓ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ：ＧＣ）結合型アクセサリ（図示せず）が含まれる。

但し、図１に明示的に示されているこのような１つのアクセサリ構成は、上流のコンポーネント（例えば、供給源１８及び変調器１２）からの変調済みの放射を受け取るようにその内部において構成されている減衰全内部反射（Ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ：ＡＴＲ）アクセサリ５２である。従って、変調済みのエネルギーは、構成された対物レンズ（図示せず）により、通常はＡＴＲ組立体５２からなるゲルマニウム半球体（図示せず）の底部との接触状態にある試料プレーンに位置した試料に対して合焦される。ゲルマニウム半球体と試料の間の境界面から反射した光線（この文脈においては図示せず）は、例えば、フリッパミラー４１によってリダイレクトする（向きを変える）ことが可能であり、且つ、検出器プレーン（図示せず）に対して結像させることが可能であり、これは、試料の撮像に対応している。従って、Ｇｅの屈折率（ｎ＝４）が赤外線顕微鏡の公称倍率を上回る付加的倍率を提供することから、ＧｅのＡＴＲ技法により、２．５×２．５マイクロメートルの試料エリアなどのエリアからスペクトルを収集する能力を有する本明細書の一実施形態が実現される。重要な留意点として、ハウジング１内に配設されたフリッパミラー構成４１により、例えば、先程簡潔に説明したＡＴＲ、ＧＣ、又はＮＩＲの例示用の実施形態などにおける必要に応じたビームの入出力が実現されている。

又、図１には示されていないが説明を要するものとして、変調器１２の構成されたビームスプリッタを通じて且つこれから基準レーザービームを導波するためにレーザー電源によってエネルギー供給されているレーザー（例えば、ヘリウムネオンレーザー）が挙げられる。具体的には、基準レーザービームは、図１に示されているように、ミラー３２、３３の間におけるゼロ交差を、即ち、ゼロ経路差（Ｚｅｒｏ Ｐａｔｈ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ：ＺＰＤ）を、判定するための正弦波の供給の際における位置クロックとして動作している。基準レーザービームによって供給される基準正弦波は、調査対象の１つ又は複数の試料のインターフェログラムを生成するための信号検出及び処理回路をトリガするために使用される。基準レーザービームの位相の正確な判定により、後述するように、任意の望ましい検出器位置におけるビーム波形の正確なサンプリングのための運動可能なコンポーネントの位置の正確な判定が実現される。

図１の説明に戻れば、変調器１２は、高品質のインターフェログラムデータを生成するために、望ましくは安定した速度によって位相リターンミラー３２及び３３のいずれか又は両方などの走査部品を運動させるように構成された所与のサーボ制御システム（図示せず）を有する走査型ミケルソンＦＴＩＲ干渉計として構成することができる。最良の性能を所望する際には、速度の誤差は、動的速度制御サーボシステムにより、限定を伴うことなしに、人々の動き、大声の会話、及び雑音生成装置などの外部振動について補正するための当業者には既知の技法を使用することにより、極小化される。

本出願の有益な透過態様の説明において、メインベンチ照射源１８が、詳細に後述する赤外線源（ＩＲ、ＮＩＲ））として構成されている際には、結果的に得られる放射は、第１光学方向性手段１７（こちらも、詳細に後述される）を介してシステムアパーチャ３６を通じて収束ビーム（図示せず）として導波され、且つ、コリメーティングミラー３８によって受け取られる。ＩＲ源自体は、限定を伴うことなしに、当業者には既知である連続した帯域の光学放射を放出するように加熱されると共に供給源のハウジングに結合されたワイヤ、金属、又はセラミック要素などの当技術分野において利用されている任意のカスタマイズされた又は従来型の既知の供給源のうちから選択されたランプ又は加熱された赤外線源（参照符号１８によって総合的に示されているもの）であってもよい。ミラー３８（例えば、コリメーティングミラー）によって反射されたＩＲビームは、変調器１２のビームスプリッタ（弁別可能ではない）に向かって導波される。

この後に、変調器１２のビームスプリッタを通過すると共にこれによって反射されたＩＲビームの各部分は、ビームスプリッタにおいて再度合成され、且つ、コリメートされたビームとしてフラットミラー４０まで導波される。ミラー４０は、ＩＲビームをプラットフォーム（図示せず）上に構成されている検査対象の試料４６まで導波する。このＩＲ検査ビームは、多くの場合に、ミラー５０（例えば、パラボラ形ミラー）によって実現された収束ビームである。試料は、試料チャンバ内に、即ち、コンパートメント１６内に、配設され、且つ、試料プラットフォーム（図示せず）により、定位置において維持されている。試料４６を通過した後に、発散する例示用のＩＲビームは、第２光学方向性手段２３（例えば、後程詳述するパラボラ形ミラー）上に入射し、この第２光学方向性手段２３が、波長感度に応じて、このＩＲビームを、望ましい回路（図示せず）に更に結合されると共にこれと統合されている１つ又は複数のＩＲ検出器２４及び２４’上に導波し、且つ、合焦する。具体的には、検出器２４及び２４’は、紫外線（Ｕｌｔｒａ−Ｖｉｏｌｅｔ：ＵＶ）から可視光を通じて最大で遠赤外線（ＩＲ）までの範囲をとることができる本発明の特定の波長／撮像などの用途のために使用可能な任意の検出器を有することができることに留意されたい。例示用の検出器は、限定を伴うことなしに、フォトダイオード、ＣＣＤ、液体窒素冷却型ＣＣＤカメラ、二次元アレイ検出器、アバランシェＣＣＤ光検出器、及び／若しくは光電倍増管、並びに／又は、点ごとの走査の能力を有するフォトダイオードを含む。又、本明細書に記述されている検出器は、いずれも、検出された信号に対する分光計１０の感度を増大させるように設計された望ましい信号処理回路に対して直接的に結合されていることにも留意されたい。更には、本明細書に記述されている供給源から生成される任意の熱は、迅速且つ効果的な放散のために分光計の基部（例えば、アルミニウム基部）内に導かれて伝導によって除去される。

図２は、本発明のこの態様の理解を促進するように、読者に対して異なる教示内容を提供するべく、この場合には参照符号２００によって総合的に表記されている透過光学構成の更に一般化された図面を示している。従って、この分光計の透過態様は、一般的に、（いずれもが分光計のハウジング１内に位置した状態において）、ミケルソン干渉計１２（破線ボックス内の下線の参照符号によって表記されている）と、試料コンパートメント１６（こちらも、この場合にも、破線ボックス内の下線の参照符号によって表記されている）と、放出検出器２０（好ましくは、ラマン検出器）とメインベンチ照射源１８（例えば、近赤外源（ＮＩＲ））の間に配設された第１光学方向性手段１７と、１つ又は複数のメインベンチ放出検出器２４及び２４’の間に配設された第２光学方向性手段２３を含む。

照射ＩＲ源１８は、第１光学方向性手段１７を介してシステムアパーチャ３６を通じて収束ビームとして導波され、且つ、コリメーティングミラー３８によって受け取られる。ミラー３８（例えば、コリメーティングミラー）によって反射されたＩＲビームは、変調器１２のビームスプリッタ３０に向かって導波される。

この後に、変調器１２のビームスプリッタを通過すると共にこれによって反射されたＩＲビームの各部分は、ビームスプリッタ３０において再度合成され、且つ、コリメートされたビームとしてフラットミラー４０まで導波される。ミラー４０は、プラットフォーム（図示せず）上に構成された検査対象の試料４６によって最終的に受けとられるように、ＩＲビームをビーム経路Ａに沿って導波する。このＩＲ検査ビームは、多くの場合に、ミラー５０（例えば、パラボラ形ミラー）によって実現された収束ビーム４８である。試料は、試料チャンバ内に、即ち、コンパートメント１６内に、配設され、且つ、試料プラットフォーム（図示せず）により、定位置において維持されている。試料４６を通過した後に、発散する例示用のＩＲビームは、第２光学方向性手段２３（例えば、パラボラ形の反射表面などの湾曲した表面７を有している）上に入射し、この第２光学方向性手段２３は、軸を中心として回転することが可能であり、且つ、従って、用途ごとの設計波長感度に応じて、受け取ったＩＲビームを１つ又は複数のＩＲ検出器２４及び２４’上に導波し、且つ、合焦することができる。

供給源からエネルギーを導波する際に、又は検出器を交互に変化させるべく、図２は、回転する（湾曲した二重矢印線によって表記された）モノリシックなギアを有する反射器装置として、第１及び第２光学方向性手段１７、２３を示している。但し、本発明の範囲を逸脱することなしに、フリップミラーなどのその他の方向性装置を利用することもできることに留意されたい。但し、図２に示されているモノリシックなギアを有する反射器の光学設計は、所与のビーム経路に沿って供給源からエネルギーを容易に導波するための、又は受け取ったエネルギーを１つ又は複数の既定の検出器に向かって導波するための、その適用性に起因し、非常に望ましい。このようなモノリシックなギアを有する反射器１７、２３は、多くの場合に、所与の円形の断面エリアを有するシャフト４と、コンピュータが結合された制御手段に結合された際に正確且つ望ましい回転を提供するべく第１ギアと噛合するように一体的に構成されたギア歯（図示せず）を有する環状成形部分２とを含む。このようなメカニズム構成によれば、本明細書において記述されると共に利用されているこのような回転自在の装置は、回転を開始することが可能であり、回転方向を変更することが可能であり、且つ、望ましい回転速度で運動することができる。又、反射器１７、２３は、任意の望ましいミラー化設計を有する焦点のペアＦ₁及びＦ₂（図示せず）を包含可能な設計により、即ち、例えば、パラボラ形、楕円形、又はその他の表面の曲がり７を示す所定程度の偏心度を有する設計により、表面の曲がり７を有するように実施されている。

機械的な支持を提供するべく、図２に示されているように、ギアを有する反射器１７及び２３から一体的に構成されたシャフト４には、ピン２５によって回転自在に支持されるように、中空部分（具体的には表記されていない）が設けられている。又、シャフト４は、シャフト４の回転と、取付フランジ組立体（図示せず）との関係におけるセンタリングと、を実現する軸受組立体（図示されていない）によって更に支持されている。

図３を参照すれば、本発明の放出光学態様を簡単に示すべく、この場合には、参照符号３００によって総合的に表記されているこの種の一般的な光学構成が提供されており、これは、図１に示されている構成全体の試料コンパートメント１６領域内に装着されるアクセサリを含む。従って、図３は、このようなアクセサリを使用した本発明の放出光学構成部分の実用的な態様に関する相対的に簡単な理解を読者に対して提供するものである。従って、この例示を目的とした例においては、試料コンパートメント１６内に位置決めされている試料４６が光源５６によって直接的に照射されており、この光源５６は、多くの場合に、例えば、試料４６の蛍光放出又はラマン散乱放出特性を実現するための構成された強力な光源（例えば、１０６４ｎｍにおいて動作するレーザーなどのレーザー）である。例示用の有益なレーザー源（ファイバ結合されたもの及びオープンビームの両方）は、約６３０ｎｍから最大で約２４００ｎｍの範囲の波長を供給することができるものである。

従って、試料によって放出される光は、ミラー５０によって収集され、且つ、当業者には既知のように、必要に応じて、変調器１２によって望ましい方式で変調されるように、ビーム経路Ｂ（こちらも、方向矢印によって表記されている）に沿って導波される。具体的には、放出ビームの各部分は、変調器１２のビームスプリッタ３０を通じて導波されると共にこれによって反射され、且つ、コリメートされたビームとしてミラー３８まで導波されるように、ビームスプリッタ３０において再度合成される。その後に、ミラー３８が受け取ったこの変調済みの光は、システムアパーチャ２５を通じて導波され、且つ、この受け取った光の検査のために適切な放出検出器２０（例えば、ラマン検出器）まで導波されるように、第１光学方向性手段１７（例えば、上述のものに類似したギアを有する反射器１７）によって収集される。

図４は、この場合には参照符号４００によって総合的に表記されている放出（例えば、ラマン）アクセサリの実施形態の更に具体的な図であり、これは、図３において概略的に示されていたものであり、且つ、図１に示されている試料コンパートメント領域１６内において、且つ、ハウジング１の壁の領域内において、実装することができる。この更に詳細な図においては、強力な光源４１７（即ち、レーザー）は、例えば、ＴＥＭ００空間モードにおいて少なくとも約５００ｍｗの光学パワーで１０６４ｎｍにおいて動作する周波数安定化ダイオードレーザーであってもよい。不透明なパドルに接続された電気的に制御されるソレノイドなどの安全シャッタ（図示せず）が、エネルギー供給された際に、開放することが可能であり、且つ、適宜、閉鎖することができる。このようなシャッタは、シャッタのペアとして動作する際に、アクセサリ４００用の安全なインターロックシステムを形成する。帯域通過フィルタ４１５が、しばしば、増幅誘導放出（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ：ＡＳＥ）及びその他のスペクトルアーチファクトをレーザー４１７から除去するために、利用されている。更には、可変デンシティフィルタ４１４は、ＩＲ透過構成のために使用される試料プラットフォームからオフセットされた試料プラットフォーム上に取り付けられた試料４６に対してレーザーパワー（矢印を有する相対的に細い破線によって示されている）を調節するべく、例えば、ステッパモーター（図示せず）によって駆動されるスライド上において運動するように構成されている（二重方向矢印線によって示されている）。この後に、試料４６におけるレーザー４１７のエネルギーのデフォーカスを実現することにより、簡単に燃焼する試料の場合にパワー密度を低減すると共に不均質な試料に跨るなんらかの空間的平均化を提供するように、例えば、フリッパメカニズム（図示せず）により、デフォーカスレンズ４１３をレーザー４１７のビームライン中に挿入することができる。この後に、レーザー４１７からのエネルギーは、反射器４１２（例えば、ダイクロイック）によって受け取られ、この反射器４１２は、レーザー光を反射する能力を有するが、カメラ４１８によって受け取られるように可視光を透過する能力をも有する。更に示されているのは、レーザー４１７のエネルギーを試料４６における焦点にまで導くように構成されたレーザー／ビデオレンズ４１１であるが、これは、ビデオカメラ（矢印を有する相対的に太い破線によって示されている）を同一の試料４６のプレーンにおいて合焦する能力をも有する。ビデオカメラ４１８によって検査／アライメントされるように、試料４６を照射するべく、ＬＥＤ４１９（例えば、白色光ＬＥＤ）などの光源が配置されている。光（即ち、放出）収集モードにおいては、中央にアパーチャ４０９’を有する軸外しパラボラ形ミラーなどのミラー４０９が蛍光／ラマン散乱光を収集する。ミラー４０９は、ミラー４０７によって受け取られるように、収集された放出を収束させる。この後に、このような放出は、例えば、エッジフィルタなどのレイリーフィルタ４０５及び４０６を通じて導波され、且つ、図１において上述したように、試料コンパートメント内に位置したラマンアクセサリの外部へのこのような放出の導波を可能にするために、折り畳みミラー４０４まで導かれる。ミラー５０（例えば、軸外しの楕円形ミラー）は、図１、図２、及び図３にも示されているメインベンチオプティクスの一部であり、これは、結果的に得られる放出をコリメートされたビーム（Ｂとして表記されているもの）として変調器１２に向って導波する。

最後に、図１に示されているシステム１０及び特定のコンポーネントと、本明細書に開示されているその他の実施形態と、は、コンピュータ又はプロセッサ（図示せず）によって動作する能力を有しており、このコンピュータ又はプロセッサは、当業者には既知のように、専用のデジタルコンピュータ又はデジタル信号プロセッサであってもよいことに留意されたい。又、コンピュータ（図示せず）は、多くの場合に、表示画面やプリンタなどの１つ又は複数のその他の出力装置に対して且つ／又はキーボードやインターネット接続などの１つ又は複数のその他の入力装置に対して電子的に結合されている。

従って、結合されたコンピュータ又はプロセッサは、例えば、モノリシックなギアを有する反射器１７及び２３及び変調器１２上において構成された可動ミラーなどの可動部品、センサ、光学要素（例えば、その他の反射器）の制御を調整することが可能であり、且つ／又は、図１の例示用のシステムに内蔵可能な供給源などの電源を投入することができる。又、機械可読媒体（例えば、コンピュータ可読媒体）上において提供されると共に保存されている命令を実行することもできる。本発明の態様によるコンピュータ可読媒体は、当業者によって既知であると共に理解される媒体を意味しており、機械及び／コンピュータによって読取可能な（即ち、走査／検知可能な）且つ機械／コンピュータのハードウェア及び／又はソフトウェアによって解釈可能な形態で提供された符号化された情報を有する。具体的には、コンピュータ可読媒体は、しばしば、限定を伴うことなしに、ローカルハードディスクドライブ、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ装置、並びに、当業者に既知であると共に当業者によって理解される任意のリモートメモリストレージ装置などのローカル又はリモートメモリストレージ装置でさえも含むことができる。

本明細書において様々な実施形態との関連において記述した特徴は、本発明の精神及び範囲を逸脱することなしに、任意の組合せにおいて混合及び整合させてもよいことを理解されたい。選択された様々な実施形態について詳細に図示及び記述されているが、これらは、例示を目的としており、且つ、本発明の精神及び範囲を逸脱することなしに、様々な置換形態及び変更形態が可能であることを理解されたい。

Claims (16)

1. 透過及び発光分光法において使用される光学計測器であって、
   分光計ハウジングであって、前記分光計ハウジングの壁の内部に配設された単一の試料コンパートメントを有する分光計ハウジングと、
   前記単一の試料コンパートメントに結合されたアクセサリであって、放出試料プラットフォームに結合された試料から放出を生成するように構成された励起源を更に有するアクセサリと、
   赤外線（ＩＲ）透過操作のために構成されるように、前記放出試料プラットフォームからオフセットされた透過試料プラットフォームと、
   赤外線（ＩＲ）の放射源と、
   前記放出又は前記赤外線（ＩＲ）の放射源から受け取った光のいずれかを変調するように、設計された光路に沿って適合された干渉計と、
   前記設計された光路に沿って受け取った前記放出を放出検出器まで導波するように、又は前記赤外線（ＩＲ）の放射源の光を前記設計された光路に沿って導波するように、構成された第１光学要素と、
   前記透過プラットフォームに結合された試料を透過する導波された赤外線（ＩＲ）光を受け取るように構成されており、且つ、透過した前記赤外線（ＩＲ）光を１つ又は複数の赤外線（ＩＲ）検出器まで導波するように更に適合されている第２光学要素と、
   を有する光学計測器。
2. 前記アクセサリと共に構成された前記励起源は、約６３０ｎｍから最大で約２４００ｎｍまでの放出波長を供給するように構成された供給源を有する請求項１に記載の光学計測器。
3. 前記アクセサリと共に構成された前記励起源は、約１０６４ｎｍの放出波長を供給するように構成されたダイオードレーザーを有する請求項２に記載の光学計測器。
4. 放出試料プラットフォームに結合された前記試料において前記励起源から受け取った光の相互作用によって誘導される前記放出は、蛍光及びラマン光のうちから選択された少なくとも１つの誘導放出を有する請求項１に記載の光学計測器。
5. 前記アクセサリは、前記励起源から結果的にもたらされるパワーを調節するためのニュートラルデンシティフィルタを更に有する請求項１に記載の光学計測器。
6. 前記アクセサリは、前記放出試料プラットフォームに結合された前記試料におけるパワー密度を低減するように、前記励起源と共に構成されたデフォーカスレンズを更に有する請求項１に記載の光学計測器。
7. 前記アクセサリは、増幅された誘導放出及びスペクトルアーチファクトを除去するための望ましい帯域通過フィルタを更に有する請求項１に記載の光学計測器。
8. 前記アクセサリは、前記望ましい光路に沿って導かれる放出を可能にするため、前記放出試料プラットフォームに結合された前記試料の検査又は前記放出試料プラットフォームに結合された前記試料のアライメントを可能にするように構成された白色光照射源を更に有する請求項１に記載の光学計測器。
9. 前記アクセサリは、既定の折り畳みオプティクスによって望ましいフィルタリング済みの放出を前記アクセサリの外部へ且つ前記設計された光路に沿うように導くことを可能にするための１つ又は複数のエッジフィルタを更に有する請求項１に記載の光学計測器。
10. 前記１つ又は複数の赤外線（ＩＲ）検出器は、フォトダイオード、ＣＣＤ、液体窒素冷却型ＣＣＤカメラ、二次元アレイ検出器、アバランシェＣＣＤ光検出器、光電倍増管、及び点ごとに走査する能力を有するフォトダイオードのうちから選択された少なくとも１つの検出器を有する請求項１に記載の光学計測器。
11. 前記放出検出器は、ラマン検出器を有する請求項１に記載の光学計測器。
12. 前記ラマン検出器は、ゲルマニウム検出器を有する請求項１１に記載の光学計測器。
13. 前記第１光学要素及び前記第２光学要素は、ギアを有する反射器を更に有する請求項１に記載の光学計測器。
14. 前記ギアを有する反射器は、楕円形表面、パラボラ形表面、ドーナツ形表面、及び平坦な表面のうちから選択された少なくとも１つの表面を有する光反射表面を更に有する請求項１３に記載の光学計測器。
15. 前記光学計測器は、少なくとも約０．１２５ｃｍ^-1のスペクトル分解能により、遠赤外線（ＩＲ）における１５０ｃｍ^-1〜約４００ｃｍ^-1の、中赤外線（ＩＲ）における約４００ｃｍ^-1〜約４０００ｃｍ^-1の、且つ、近赤外線における約４０００ｃｍ^-1〜約１００００ｃｍ^-1の、赤外線スペクトル範囲内において計測するように構成されている請求項１に記載の光学計測器。
16. 前記アクセサリを用いて、前記光学計測器は、少なくとも約０．８ｃｍ^-1のスペクトル分解能により、約５０ｃｍ^-1〜約４０００ｃｍ^-1の範囲のラマン信号を計測するように構成されている請求項１に記載の光学計測器。

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