JP6279399B2 - 光計測装置及び光計測方法 - Google Patents

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Description

本発明は、光計測装置及び光計測方法に関する。
従来、測定対象となる試料に励起光を照射し、計測光を検出する光計測装置が知られている。この種の技術として、例えば特許文献１には、内部量子効率（発光量子収率）を求める際、積分球内における分光反射率標準による反射率測定値と試料による反射率測定値とから、試料の吸収率を求める絶対蛍光量子効率測定装置が記載されている。
また、例えば特許文献２には、試料透過後の励起光が積分空間内に反射するような状態で試料に吸収される励起光を測定し、試料を透過後の励起光が積分空間内に反射しないような状態で試料から発生する光を測定する量子効率測定装置が記載されている。特許文献２に記載された量子効率測定装置では、このような２段階の計測処理を行なうことで、再励起（二次励起）による測定誤差を低減させる。また、非特許文献１〜３には、試料に内包される（覆われる）ように励起光を所定のビーム断面で照射し、励起光の入射位置における試料の面積（以下、単に「試料の面積」ともいう）が所定のビーム断面（ビーム径）よりも大きいことを前提にして、内部量子効率や外部量子効率（＝内部量子効率×吸収率）を算出することが記載されている。
特開平９−２９２２８１号公報 特開２００３−２１５０４１号公報
「Measurement of absolute photoluminescencequantum efficiencies in conjugated polymers Chemical Physics Letters Volume 241」、Issues 1−2、14 July1995、Pages 89−96、N.C. Greenham、I.D.W. Samuel、G.R. Hayes、R.T. Phillips、Y.A.R.R. Kessener、S.C. Moratti, A.B. Holmes,R.H. Friend 「An improved experimental determinationof external photoluminescence quantum efficiency Advanced Materials」、Vol. 9、Issue 3、March1997、Pages 230−232、John C. de Mello、H. Felix Wittmann、Richard H. Friend 「積分球を用いた絶対蛍光量子効率測定法の理論的検討」、第71回応用物理学会学術講演会（２０１０年９月１２日）、14p-NK-6、市野善朗（2010.9.12）14p-NK-6
ところで、上記従来技術では、前述のように、吸収率や内部量子効率、外部量子効率等の光特性を算出するため、積分器内の試料に励起光を所定のビーム断面で照射し、積分器から出射された計測光を検出することが図られている。なお、吸収率は、反射率と表裏の関係を有するパラメータであって、「１−反射率」と同義である。
しかし、試料の面積と励起光における所定のビーム断面の面積との大小関係（所定のビーム断面が試料に覆われるか、又は試料を覆うか）によっては、算出する光特性が真値に対して異なって見積もられるおそれがある。光特性のうち吸収率や外部量子効率は、例えば下式（ｉ）に示すように、所定のビーム断面と試料との面積比に関する面積比補正値を用い、精度よく求め得ることが見出されるが、積分器内における励起光のビーム断面の面積を計測するのは困難となる場合がある。
Ｈ＝（Ｓ２／Ｓ１）×Ｈ´ …（ｉ）
Ｈ：補正後の光特性，Ｈ´：補正前の光特性、
Ｓ１：試料の面積、Ｓ２：励起光における所定のビーム断面の面積
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、励起光のビーム断面の面積を直接計測しなくとも、光特性を精度よく求めることが可能な光計測装置及び光計測方法を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明に係る光計測装置は、試料に励起光を照射し、計測光を検出する光計測装置であって、試料が配置される積分器と、励起光を積分器内へ入射させ、励起光を所定のビーム断面で試料に照射させる光学系と、積分器から出射された計測光を検出し、１又は複数の波長における試料の強度データを出力する光検出器と、補正データが記憶された記憶部と、光検出器から出力された試料の強度データ及び記憶部に記憶された補正データに基づいて、試料の光特性を算出する光特性算出部と、を備え、補正データは、積分器に配置された第１光吸収部材に対して励起光を所定のビーム断面で照射した際に積分器から出射された第１計測光の検出値である第１補正用強度データと、積分器に配置された第２光吸収部材に対して励起光を所定のビーム断面で照射した際に積分器から出射された第２計測光の検出値である第２補正用強度データと、に基づいて算出された補正値であり、励起光の所定のビーム断面は、第１光吸収部材に覆われると共に、第２光吸収部材を覆う。
また、本発明に係る光計測装置は、試料に励起光を照射し、計測光を検出する光計測装置であって、試料が配置される積分器と、励起光を積分器内へ入射させ、励起光を所定のビーム断面で試料に照射させる光学系と、積分器から出射された計測光を検出し、１又は複数の波長における試料の強度データを出力する光検出器と、補正データが記憶された記憶部と、光検出器から出力された試料の強度データ及び記憶部に記憶された補正データに基づいて、試料の光特性を算出する光特性算出部と、を備え、補正データは、積分器に配置された第１光吸収部材に対して励起光を所定のビーム断面で照射した際に積分器から出射された第１計測光の検出値である第１補正用強度データと、積分器に配置された第２光吸収部材に対して励起光を所定のビーム断面で照射した際に積分器から出射された第２計測光の検出値である第２補正用強度データと、に基づいて算出された補正値であり、励起光の所定のビーム断面の面積は、第１光吸収部材の面積より小さく、第２光吸収部材の面積より大きい。
本発明に係る光計測方法は、試料に励起光を照射し、計測光を検出する光計測方法であって、積分器に配置された第１光吸収部材に対して励起光を所定のビーム断面で照射し、積分器から出射した第１計測光を検出することにより、第１補正用強度データを取得する工程と、積分器に配置された第２光吸収部材に対して励起光を所定のビーム断面で照射し、積分器から出射した第２計測光を検出することにより、第２補正用強度データを取得する工程と、積分器に配置された試料に対して励起光を所定のビーム断面で照射し、積分器から出射した計測光を検出することにより、１又は複数の波長における試料の強度データを取得する工程と、第１補正用強度データ及び第２補正用強度データに基づいて、補正データを算出する工程と、試料の強度データ及び補正データに基づいて、試料の光特性を算出する工程と、を含み、励起光の所定のビーム断面は、第１光吸収部材に覆われると共に、第２光吸収部材を覆う。
また、本発明に係る光計測方法は、試料に励起光を照射し、計測光を検出する光計測方法であって、積分器に配置された第１光吸収部材に対して励起光を所定のビーム断面で照射し、積分器から出射した第１計測光を検出することにより、第１補正用強度データを取得する工程と、積分器に配置された第２光吸収部材に対して励起光を所定のビーム断面で照射し、積分器から出射した第２計測光を検出することにより、第２補正用強度データを取得する工程と、積分器に配置された試料に対して励起光を所定のビーム断面で照射し、積分器から出射した計測光を検出することにより、１又は複数の波長における試料の強度データを取得する工程と、第１補正用強度データ及び第２補正用強度データに基づいて、補正データを算出する工程と、試料の強度データ及び補正データに基づいて、試料の光特性を算出する工程と、を含み、励起光の所定のビーム断面の面積は、第１光吸収部材の面積よりも小さく、第２光吸収部材の面積よりも大きい。
この光計測装置及び光計測方法において、補正データは、第１光吸収部材に覆われる所定のビーム断面で励起光を第1光吸収部材に照射することにより検出された第１補正用強度データと、第２光吸収部材を覆う所定のビーム断面で励起光を第２光吸収部材に照射することにより検出された第２補正用強度データと、に基づき算出されている。このような補正データは、上記面積比補正値に対応する補正値に対応することが見出されることから、当該補正データを用いて試料の強度データから試料の光特性を算出することで、励起光のビーム断面の面積を実際に直接計測しなくとも、光特性を精度よく求めることが可能となる。
本発明に係る光計測装置において、補正データは、第１補正用強度データに基づいて算出された第１吸収率と、第２補正用強度データに基づいて算出された第２吸収率と、の比から算出された補正値であってもよい。本発明に係る光計測方法において、補正データを算出する工程では、第１補正用強度データに基づいて算出された第１吸収率と、第２補正用強度データに基づいて算出された第２吸収率と、の比によって補正データを算出することができる。
本発明に係る光計測装置において、補正データは、第１補正用強度データに基づいて算出された第１反射率と、第２補正用強度データに基づいて算出された第２反射率と、の比から算出された補正値であってもよい。本発明に係る光計測方法において、補正データを算出する工程では、第１補正用強度データに基づいて算出された第１反射率と、第２補正用強度データに基づいて算出された第２反射率と、の比によって補正データを算出することができる。
本発明に係る光計測装置及び光計測方法において、補正データは、複数の波長における補正値であってもよい。この場合、例えば、複数の波長における試料の強度データから光特性を算出する場合に補正データを適応させることができる。
本発明に係る光計測装置及び光計測方法において、上記作用効果を奏する具体的構成としては、第１光吸収部材及び第２光吸収部材は、同じ吸収率の材料で形成されていてもよい。
本発明に係る光計測装置において、励起光の入射位置における試料の面積は、励起光の入射位置における第２光吸収部材の面積と等しく、励起光の所定のビーム断面は、試料を覆い、光特性算出部は、試料の強度データ及び補正データに基づいて、試料の吸収率又は反射率を光特性として算出してもよい。本発明に係る光計測方法において、励起光の入射位置における試料の面積は、励起光の入射位置における第２光吸収部材の面積と等しく、励起光の所定のビーム断面は、試料を覆い、試料の光特性を算出する工程では、試料の強度データ及び補正データに基づいて、試料の吸収率又は反射率を光特性として算出してもよい。
励起光における所定のビーム断面が試料を覆う場合、算出する吸収率又は反射率は真値に対して異なって見積もられる傾向があるところ、本発明によれば、当該補正データを用いて試料の強度データから試料の吸収率又は反射率を算出することで、励起光のビーム断面の面積を直接計測しなくとも、吸収率又は反射率を精度よく求めることが可能となる。
本発明に係る光計測装置において、励起光の入射位置における試料の面積は、励起光の入射位置における第１光吸収部材の面積と等しく、励起光の所定のビーム断面は、試料に覆われ、光特性算出部は、試料の強度データ及び補正データに基づいて、試料の内部量子効率を光特性として算出してもよい。本発明に係る光計測方法において、励起光の入射位置における試料の面積は、励起光の入射位置における第１光吸収部材の面積と等しく、励起光の所定のビーム断面は、試料に覆われ、試料の光特性を算出する工程では、試料の強度データ及び補正データに基づいて、試料の内部量子効率を光特性として算出してもよい。
励起光における所定のビーム断面が試料に覆われる場合、算出する内部量子効率は真値に対して異なって見積もられる傾向があるところ、本発明によれば、当該補正データを用いて試料の強度データから試料の内部量子効率を算出することで、励起光のビーム断面の面積を直接計測しなくとも、内部量子効率を精度よく求めることが可能となる。
本発明に係る光計測装置において、第１光吸収部材に覆われる所定のビーム断面は、励起光の入射位置において第１光吸収部材の面積よりも小さい面積を有し、第２光吸収部材を覆う所定のビーム断面は、励起光の入射位置において第２光吸収部材の面積よりも大きい面積を有する場合がある。本発明に係る光計測方法において、第１光吸収部材に覆われる所定のビーム断面は、励起光の入射位置において第１光吸収部材の面積よりも小さい面積を有し、第２光吸収部材を覆う所定のビーム断面は、励起光の入射位置において第２光吸収部材の面積よりも大きい面積を有する場合がある。
本発明によれば、励起光のビーム断面の面積を直接計測しなくとも、光特性を精度よく求めることが可能な光計測装置及び光計測方法を提供することができる。
一実施形態に係る光計測装置の構成を示す図である。 図１の光計測装置における暗箱の内部及びその周辺部分の拡大図である。 図１の光計測装置の要部を示す図である。 図１の光計測装置における試料ホルダを示す図である。 図１の光計測装置における試料容器を示す図である。 図１の光計測装置における第１補正部材を示す図である。 図１の光計測装置における第２補正部材を示す図である。 図１の光計測装置により実施される光計測方法を示すフローチャートである。
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
図１は、一実施形態に係る光計測装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る光計測装置１００は、測定対象となるサンプルとしての試料について、フォトルミネッセンス法（ＰＬ法）によって蛍光特性等の光特性を計測又は評価するものである。試料は、例えば、有機ＥＬ（Electroluminescence）材料や、白色ＬＥＤ（Light EmittingDiode）用やＦＰＤ（Flat Panel Display）用等の発光材料等の蛍光試料であり、例えば粉末状、液体状（溶液状）、固体状又は薄膜状のものを用いることができる。
光特性としては、吸収率、内部量子効率（発光量子収率）及び外部量子効率が挙げられる。吸収率は、吸収されるフォトン数に関するパラメータである。内部量子効率は、吸収する光のフォトン数に対する、発光により放出される光のフォトン数の割合に関するパラメータである。外部量子効率は、放出されるフォトン数に関するパラメータであり、吸収率と内部量子効率との積である。また、吸収率は、反射されるフォトン数に関するパラメータである反射率と表裏の関係を有するものであり、「１−反射率」と同義である。
光計測装置１００は、本体１Ａ、データ解析装置５０、入力装置９１及び表示装置９２を備えている。なお、図１中では、一部が断面化された平面図で本体１Ａを示している。また、図１中では、便宜上、後述の積分球１４の断面を端面として示している（図２及び図３において同様）。
図２は図１の光計測装置における暗箱の内部及びその周辺部分の拡大図であり、図３は図１の光計測装置の要部を示す図である。図３中の本体１Ａは、図２のIII−III線に沿った断面図を示している。図１〜図３に示すように、本体１Ａは、試料１に所定波長の励起光Ｌ１を照射し、当該照射に応じて生じた計測光Ｌ２を検出する。この本体１Ａは、暗箱５を備えている。
暗箱５は、金属からなる直方体状の箱体であって、外部からの光の侵入を遮断する。暗箱５の内面５ａには、励起光Ｌ１及び計測光Ｌ２を吸収する材料による塗装等が施されている。暗箱５の一方の側壁には、光発生部６の励起光Ｌ１を出射する光出射部７が接続されている。光発生部６は、例えばキセノンランプや分光器等により構成された励起光源であって、励起光Ｌ１を発生させる。励起光Ｌ１は、光出射部７に設けられたレンズ８によってコリメートされて、暗箱５内に入射する。
暗箱５の後壁には、分光検出器（光検出器）９の光入射部１１が接続されている。計測光Ｌ２は、光入射部１１に設けられた絞り部材１２であるアパーチャの開口部１２ａで絞られて、スリット１３を介して分光検出器９内に入射する。分光検出器９は、計測光Ｌ２を波長成分に分解し検出し、複数の波長における試料１の強度データとして、計測光Ｌ２の波長スペクトルデータをデータ解析装置５０へ出力する。
また、分光検出器９は、後述するように、計測光を検出することにより、第１及び第２補正用強度データ並びに第１及び第２リファレンス強度データをデータ解析装置５０へ出力する。分光検出器９としては、例えば分光器やＣＣＤセンサ（又はＣＭＯＳセンサ）等により構成されたマルチチャンネル検出器が用いられている。なお、複数の波長における強度データは、例えば、横軸を波長とし縦軸を強度とするデータ（分光データ）として表すことができる。
暗箱５内には、積分球（積分器）１４が配置されている。積分球１４は、その内面１４ａに硫酸バリウム等の高拡散反射剤の塗布が施されるか、若しくはＰＴＦＥやスペクトラロン（登録商標）等の反射率が１に近い高反射物質で形成されている。積分球１４には、励起光Ｌ１を入射させる光入射開口部１５、及び計測光Ｌ２を出射させる光出射開口部１６が形成されている。暗箱５、光発生部６及び分光検出器９は、金属からなる筐体１０内に収容されている。なお、光発生部６の光出射部７から出射させられる励起光Ｌ１の光軸と、分光検出器９の光入射部１１に入射させられる計測光Ｌ２の光軸とは、水平面内において略直交している。
本体１Ａにおいて、積分球１４の下部及び積分球１４が固定されたステージ３１には、これらを連通する開口３７が形成されている。開口３７には、ステージ３１の下側から着脱自在に取り付けられた試料ホルダ２４が配設されている。つまり、試料ホルダ２４は、積分球１４に対して着脱自在に取り付けられている。試料ホルダ２４は、試料１を収容する試料容器４０を積分球１４に少なくとも配置させる。
本体１Ａは、励起光Ｌ１の光路を切り替える光路切替手段としてハンドル６２を備え、このハンドル６２によってステージ６３が移動され、レンズ６１とコリメータレンズ６４との間で切り替えられる。間接励起時（試料１に励起光Ｌ１が直接照射されない状態時）、励起光Ｌ１は、暗箱５内でレンズ６１により集光され、光入射開口部１５を介して積分球１４内に入射する（図２参照）。直接励起時（試料１に励起光Ｌ１が直接照射される状態時）、励起光Ｌ１は、暗箱５内でコリメータレンズ６４によって集光され、ミラー６５，６６で順次反射されて積分球１４内に入射する（図３参照）。
積分球１４の光入射開口部１５には、アパーチャ６７が設けられている。アパーチャ６７の開口部の少なくとも一部には、切欠き６７ａが形成されている。切欠き６７ａの形状は、試料容器４０、第１補正部材７０及び第２補正部材８０に照射される励起光Ｌ１が、所定のビーム断面（ビーム径）となるように形成されている。コリメータレンズ６４、ミラー６５，６６及びアパーチャ６７は、試料１に励起光Ｌ１を照射させる光学系を構成する。この光学系では、暗箱５に入射した励起光Ｌ１は、コリメータレンズ６４で平行化され、ミラー６５、６６で順次反射され、アパーチャ６７を通過して積分球１４に入射される。これにより、励起光Ｌ１が所定のビーム断面Ｄで試料ホルダ２４の試料容器４０に照射される（図５参照）。励起光Ｌ１における所定のビーム断面Ｄは、例えば４．８ｍｍ×１２ｍｍとされている。
積分球１４の光出射開口部１６には、絞り部材１７が設けられている。これにより、計測光Ｌ２は、絞り部材１７のアパーチャである開口１７ａで絞られて、積分球１４外に出射する。積分球１４内において光出射開口部１６と対向する位置には、バッフル８４が配置されている。バッフル８４は、積分球１４の内面１４ａに立設された支持柱８５によって支持されている。積分球１４の内面１４ａには、バッフル８６が一体的に形成されている。バッフル８４．８６は、計測光Ｌ２が分光検出器９の光入射部１１に直接入射するのを防止する。
図４（ａ）は図１の光計測装置における試料ホルダを示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のIVｂ−IVｂ線に沿う端面図である。図４に示すように、試料ホルダ２４は、試料１を収容する後述の試料容器４０を、照射対象物として積分球１４に配置させる。また、試料ホルダ２４は、後述するように、試料容器４０に代えて、第１光吸収部材Ａを収容可能な第１補正部材７０、及び、第２光吸収部材Ｂを収容可能な第２補正部材８０を、照射対象物として積分球１４に配置させる。試料ホルダ２４は、照射対象物を載置するための台座２４１を有している。
台座２４１は、積分球１４の内面１４ａと同様に高反射物質で形成され、例えば白色を呈している。台座２４１は、試料ホルダ２４において積分球１４の積分空間に露出する部分である。台座２４１は、上方から見て円形状外形で形成され、その上部の外周部には、保持部２４２が突設されている。保持部２４２には、切欠きが設けられており、切欠きに照射対象物を載置することで、保持部２４２は照射対象物を保持する。
図５（ａ）は試料容器を示す平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線に沿う断面図である。図５に示すように、試料容器４０は、試料１を配置するためのものであり、矩形板状の試料用基板４１を有している。試料用基板４１には、試料１を収容する凹部としての試料用収容部４２が設けられている。試料容器４０は、当該試料容器４０による光の吸収を抑制する等のために、例えば石英や合成石英等の透明（光透過性）材料で形成されている。なお、試料容器４０は、完全に透明されていなくともよい。また、試料用基板４１は、円形板状など他の形状でもよい。
試料用収容部４２は、上方から見て、長尺形状を有している。試料用収容部４２は、照射される励起光Ｌ１の所定のビーム断面Ｄに試料１が内包されるように（つまり、覆われるように）当該試料１を収容する。換言すると、試料用収容部４２は、所定のビーム断面Ｄに試料１が含まれる（包み込まれる）ように当該試料１を収容する。すなわち、試料用収容部４２の位置における励起光Ｌ１の所定のビーム断面Ｄは、試料１の試料用収容部４２から露出する部分を内包する。従って、励起光Ｌ１が試料容器４０を照射する範囲は、試料用基板４１上における試料１の配置範囲（露出範囲）を含む。なお、試料用収容部４２は、上方から見て、円形形状等の他の形状を有していてもよい。
試料１への励起光Ｌ１の入射位置において、所定のビーム断面Ｄの面積Ｓ２は、試料１の面積（試料容器４０において試料用収容部４２から露出する試料１の面積）Ｓ１よりも大きい。換言すると、励起光Ｌ１の照射方向から見て、所定のビーム断面Ｄの面積Ｓ２は試料１の面積Ｓ１よりも大きい。例えば、上記のように所定のビーム断面Ｄが４．８ｍｍ×１２ｍｍとされているところ、試料１の面積Ｓ１に係る領域は４ｍｍ×１０ｍｍとされている。
図６（ａ）は第１光吸収部材が収容されていない状態の第１補正部材を示す平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のVIｂ−VIｂ線に沿う断面図であり、図６（ｃ）は第１光吸収部材が収容された状態の第１補正部材を示す平面図であり、図６（ｄ）は図６（ｃ）のVIｄ−VIｄ線に沿う断面図である。
図６に示すように、第１補正部材７０は、第１光吸収部材Ａを配置するためのものであり、試料用基板４１と同じ矩形板状の第１補正用基板７１を有している。第１補正部材７０は、試料容器４０と同様に、例えば石英や合成石英等の透明材料で形成されている。第１補正用基板７１には、第１光吸収部材Ａを収容する凹部としての第１補正用収容部７２が設けられている。第１光吸収部材Ａは、高い吸収率をもつ非発光性の固体材料で形成されている。第１光吸収部材Ａとしては、例えばポリアセタール樹脂（アセタール樹脂）やポリウレタン樹脂等が挙げられる。ここでは、第１光吸収部材Ａは、第１補正用収容部７２内の全域に第１補正用収容部７２が完全に閉塞されるように充填されている。
第１補正用収容部７２は、上方から見て、長尺形状を有している。第１補正用収容部７２の形状が長軸を有するため、開口面積を広くすることができる。第１補正用収容部７２は、照射される励起光Ｌ１の所定のビーム断面Ｄを第１光吸収部材Ａが内包するように（つまり、覆うように）当該第１光吸収部材Ａを収容する。換言すると、第１補正用収容部７２は、所定のビーム断面Ｄを第１光吸収部材Ａが含む（包み込む）ように当該第１光吸収部材Ａを収容する。すなわち、第１補正部材７０の位置における励起光Ｌ１の所定のビーム断面Ｄは、第１光吸収部材Ａの第１補正用収容部７２から露出する部分に内包される。従って、励起光Ｌ１が第１補正部材７０を照射する範囲は、第１補正用基板７１上における第１光吸収部材Ａの配置範囲（露出範囲）に含まれる。なお、第１補正用収容部７２は、上方から見て、円形形状等の他の形状を有してもよい。
第１光吸収部材Ａへの励起光Ｌ１の入射位置において、所定のビーム断面Ｄの面積Ｓ２は、第１光吸収部材Ａの面積（第１補正部材７０において第１補正用収容部７２から露出する第１光吸収部材Ａの面積）ＳＡよりも小さい。換言すると、励起光Ｌ１の照射方向から見て、所定のビーム断面Ｄの面積Ｓ２は第１光吸収部材Ａの面積ＳＡよりも小さい。例えば、上記のように所定のビーム断面Ｄが４．８ｍｍ×１２ｍｍとされているところ、第１光吸収部材Ａの面積ＳＡに係る領域は８ｍｍ×２０ｍｍとされている。
図７（ａ）は第２光吸収部材が収容されていない状態の第２補正部材を示す平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のVIIｂ−VIIｂ線に沿う断面図であり、図７（ｃ）は第２光吸収部材が収容された状態の第２補正部材を示す平面図であり、図７（ｄ）は図７（ｃ）のVIIｄ−VIIｄ線に沿う断面図である。
図７に示すように、第２補正部材８０は、第２光吸収部材Ｂを配置するためのものである。この第２補正部材８０は、試料１に代えて第２光吸収部材Ｂが収容される以外は試料容器４０（図５参照）と同じ構成を有している。つまり、第２補正部材８０は、試料容器４０と同じ矩形板状の第２補正用基板８１を有し、例えば石英や合成石英等の透明材料で形成されている。第２補正部材８０には、第２光吸収部材Ｂを収容する凹部として、試料用収容部４２と同形状の第２補正用収容部８２が設けられている。第２光吸収部材Ｂは、高い吸収率をもつ非発光性の固体材料で形成されている。第２光吸収部材Ｂは、第１光吸収部材Ａと同じ吸収率の材料で形成されていてもよい。ここでは、第２光吸収部材Ｂは、第２補正用収容部８２内の全域に第２補正用収容部８２が完全に閉塞されるように充填されている。
第２補正用収容部８２は、励起光Ｌ１が照射される方向から見て、照射される励起光Ｌ１の所定のビーム断面Ｄに第２光吸収部材Ｂが内包されるように（つまり、覆われるように）当該第２光吸収部材Ｂを収容する。換言すると、第２補正用収容部８２は、所定のビーム断面Ｄに第２光吸収部材Ｂが含まれる（包み込まれる）ように当該第２光吸収部材Ｂを収容する。すなわち、第２補正部材８０の位置における励起光Ｌ１の所定のビーム断面Ｄは、第２光吸収部材Ｂの第２補正用収容部８２から露出する部分を内包する。従って、励起光Ｌ１が第２補正部材８０を照射する範囲は、第２補正用基板８１上における第２光吸収部材Ｂの配置範囲（露出範囲）を含む。なお、第２補正用収容部８２は、上方から見て、円形形状等の他の形状を有してもよい。
第２光吸収部材Ｂへの励起光Ｌ１の入射位置において、第２光吸収部材Ｂの面積（第２補正部材８０の第２補正用収容部８２から露出する第２光吸収部材Ｂの面積）ＳＢは、試料用収容部４２及び第２補正用収容部８２が同形状であることから、試料１の面積Ｓ１と略同一とされている。所定のビーム断面Ｄの面積Ｓ２は、第２光吸収部材Ｂの面積ＳＢよりも大きい。換言すると、励起光Ｌ１の照射方向から見て、所定のビーム断面Ｄの面積Ｓ２は第２光吸収部材Ｂの面積ＳＢよりも大きい。例えば、上記のように所定のビーム断面Ｄが４．８ｍｍ×１２ｍｍとされているところ、第２光吸収部材Ｂの面積ＳＢに係る領域は４ｍｍ×１０ｍｍとされている。
図１及び図３に戻り、データ解析装置５０は、分光検出器９から出力される強度データに対して必要なデータ解析を行い、試料１に関する情報を取得する。データ解析装置５０は、複数の波長における各種の強度データを分光検出器９から取得する強度データ取得部５１と、強度データ取得部５１で取得された強度データに基づいて補正データを算出する補正データ算出部５２と、補正データ算出部５２で算出された補正データを少なくとも記憶する記憶部５３と、強度データ取得部５１で取得された強度データ及び記憶部５３に記憶された補正データに基づいて試料１の光特性（分光特性）を算出する光特性算出部５４と、を有している。データ解析装置５０の処理の詳細については、後述する。
入力装置９１は、データ解析等についての指示の入力又は解析条件の入力等に用いられ、データ解析装置５０に接続されている。表示装置９２は、得られたデータ解析結果の表示等に用いられ、データ解析装置５０に接続されている。
次に、上記光計測装置１００により実施される光計測方法について、図８のフローチャートを参照しつつ説明する。
［第１リファレンス強度データの取得（Ｓ１）］
まず、第１補正部材７０の第１補正用基板７１のみ、つまり、第１光吸収部材Ａが保持されていない第１補正部材７０ｘ（図６参照）を試料ホルダ２４に載置し、当該試料ホルダ２４を積分球１４に取り付ける。この状態において、光発生部６で発生させた励起光Ｌ１を積分球１４内に入射させ、第１補正部材７０ｘに所定のビーム断面Ｄで励起光Ｌ１を照射する。
そして、分光検出器９により、積分球１４から出射される計測光を検出し、複数の波長におけるリファレンスの強度データである第１リファレンス強度データを、データ解析装置５０へ出力する。データ解析装置５０においては、強度データ取得部５１により第１リファレンス強度データを取得し、当該第１リファレンス強度データを記憶部５３に記憶する。
［第１補正用強度データの取得（Ｓ２）］
続いて、第１光吸収部材Ａが収容され保持された第１補正部材７０ｙ（図６参照）を試料ホルダ２４に載置し、当該試料ホルダ２４を積分球１４に取り付ける。この状態において、光発生部６で発生させた励起光Ｌ１を積分球１４内に入射させ、第１補正部材７０ｙに所定のビーム断面Ｄで励起光Ｌ１を照射する。このとき、第１光吸収部材Ａには、第１光吸収部材Ａが所定のビーム断面Ｄを内包するように励起光Ｌ１が照射される。
そして、分光検出器９により、積分球１４から出射される計測光（第１計測光）を検出し、複数の波長における第１光吸収部材Ａの強度データである第１補正用強度データを、データ解析装置５０へ出力する。データ解析装置５０においては、強度データ取得部５１により第１補正用強度データを取得し、当該第１補正用強度データを記憶部５３に記憶する。
［第２リファレンス強度データの取得（Ｓ３）］
続いて、第２補正部材８０の第２補正用基板８１のみ、つまり、第２光吸収部材Ｂが保持されていない第２補正部材８０ｘ（図７参照）を試料ホルダ２４に載置し、当該試料ホルダ２４を積分球１４に取り付ける。この状態において、光発生部６で発生させた励起光Ｌ１を積分球１４内に入射させ、第２補正部材８０ｘに所定のビーム断面Ｄで励起光Ｌ１を照射する。
そして、分光検出器９により、積分球１４から出射される計測光を検出し、複数の波長におけるリファレンスの強度データである第２リファレンス強度データを、データ解析装置５０へ出力する。データ解析装置５０においては、強度データ取得部５１により第２リファレンス強度データを取得し、当該第２リファレンス強度データを記憶部５３に記憶する。
［第２補正用強度データの取得（Ｓ４）］
続いて、第２光吸収部材Ｂが収容され保持された第２補正部材８０ｙ（図７参照）を試料ホルダ２４に載置し、当該試料ホルダ２４を積分球１４に取り付ける。この状態において、光発生部６で発生させた励起光Ｌ１を積分球１４内に入射させ、第２補正部材８０ｙに所定のビーム断面Ｄで励起光Ｌ１を照射する。このとき、第２光吸収部材Ｂには、第２光吸収部材Ｂが所定のビーム断面Ｄに内包されるように励起光Ｌ１が照射される。
そして、分光検出器９により、積分球１４から出射される計測光（第２計測光）を検出し、複数の波長における第２光吸収部材Ｂの強度データである第２補正用強度データを、データ解析装置５０へ出力する。データ解析装置５０においては、強度データ取得部５１により第２補正用強度データを取得し、当該第２補正用強度データを記憶部５３に記憶する。
［補正データの算出（Ｓ５）］
続いて、補正データ算出部５２により、補正データを算出する。具体的には、上記ステップＳ１で取得した第１リファレンス強度データと、上記ステップＳ２で取得した第１補正用強度データとに基づいて、第１吸収率を算出する。第１吸収率は、第１リファレンス強度データに対する第１補正用強度データの相対値であって、ここでは、下式（ii）に基づいて算出される。
Ａｒ＝１−Ｌｂ／Ｌａ …（ii）
Ａｒ：第１吸収率，Ｌａ：第１リファレンス強度データ，Ｌｂ：第１補正用強度データ
また、上記ステップＳ３で取得した第２リファレンス強度データと、上記ステップＳ４で取得した第２補正用強度データとに基づいて、第２吸収率を算出する。第２吸収率は、第２リファレンス強度データに対する第２補正用強度データの相対値であって、ここでは、下式（iii）に基づいて算出される。
Ａｒ’＝１−Ｌｂ’／Ｌａ’ …（iii）
Ａｒ’：第２吸収率，Ｌａ’：第２リファレンス強度データ，
Ｌｂ’：第２補正用強度データ
そして、第１吸収率Ａｒと第２吸収率Ａｒ’とに基づいて、これらの比である補正データαを算出する。補正データαは、複数の波長における補正値であって、例えば、後述の下式（７）に従って算出される。第１吸収率Ａｒ、第２吸収率Ａｒ’及び補正データαについては、波長毎の値として算出され、記憶部５３に記憶される。
［試料の強度データの取得（Ｓ６）］
続いて、試料１が収容され保持された試料容器４０（図５参照）を試料ホルダ２４に載置し、当該試料ホルダ２４を積分球１４に取り付ける。この状態において、光発生部６で発生させた励起光Ｌ１を積分球１４内に入射させ、試料容器４０に所定のビーム断面Ｄで励起光Ｌ１を照射する。このとき、試料１には、試料１が所定のビーム断面Ｄに内包されるように励起光Ｌ１が照射される。
そして、分光検出器９により、積分球１４から出射される計測光Ｌ２を検出し、複数の波長における試料１の強度データをデータ解析装置５０へ出力する。データ解析装置５０においては、強度データ取得部５１により試料１の強度データを取得し、当該強度データを記憶部５３に記憶する。
［試料の光特性の算出（Ｓ７）］
最後に、上記ステップＳ３で取得した第２リファレンス強度データと、上記ステップＳ６で取得した試料１の強度データと、上記ステップＳ５で算出した補正データαとに基づいて、光特性算出部５４により試料１の吸収率を算出する。例えば、光特性算出部５４においては、下式（iv）に従って、試料１の真の吸収率Ｑを算出する。なお、試料用基板４１と第２補正用基板８１とが同じであることから、ここでの試料容器４０のリファレンス強度データとして、第２リファレンス強度データが用いられている。
Ｑ＝（１−Ｌｂ’／Ｌｃ）×α …（iv）
Ｌｃ：試料１の強度データ
また、上記ステップＳ３で取得した第２リファレンス強度データと、上記ステップＳ６で取得した試料１の強度データとに基づいて、光特性算出部５４により試料１の内部量子効率（発光量子収率）を算出する。当該内部量子効率の算出は、公知の算出方法を用いることができる。そして、光特性算出部５４において、算出された内部量子効率及び吸収率の積によって外部量子効率を算出する。
ところで、励起光Ｌ１のビーム断面Ｄ及び試料１の面積比に関する面積比補正値を用いることにより、光特性を精度よく求め得ることが見出されるが、積分球１４内におけるビーム断面Ｄの面積Ｓ２を計測するのは容易ではない。また、例えば複数の波長における強度データを検出する場合、光学素子の特性に波長依存性があるところ、ビーム断面Ｄの大きさが波長によって異なることから、波長毎の面積比補正値を算出するために波長毎のビーム断面Ｄの面積Ｓ２を計測する必要があり、現実的ではない。
この点、本実施形態では、第１光吸収部材Ａに内包される所定のビーム断面Ｄで励起光Ｌ１を第１光吸収部材Ａに照射することにより得られた第１補正用強度データと、第２光吸収部材Ｂを内包する所定のビーム断面Ｄで励起光Ｌ１を第２光吸収部材Ｂに照射することにより得られた第２補正用強度データと、に基づいて、補正データαが算出されて記憶部５３に記憶される。そして、当該補正データαを用いて光特性が算出される。これにより、以下に詳説するように、補正データαは上記面積比補正値に対応することが見出されることから、励起光Ｌ１のビーム断面Ｄの面積Ｓ２を実際に直接計測しなくとも、光特性を精度よく求めることが可能となる。
すなわち、一般的に、既存の反射率及び吸収率測定では、励起光Ｌ１の所定のビーム断面Ｄにおける面積Ｓ２に対して被照射物の面積Ｓ１が大きく、所定のビーム断面Ｄが被照射物に覆われるという条件を前提としている。この場合、相対反射率Ｒａ’に関する下式（１）と、相対吸収率である第１吸収率Ａｒ（Ａｒ＝１−相対反射率Ｒａ’）とに関する下式（２）が得られる。なお、下記において、リファレンスの絶対反射率Ｒｒ及び被照射物の絶対反射率Ｒａは、物質固有の観測可能な物理量である。また、被照射物の面積Ｓ１以外は、波長の関数となっている（以下、同じ）。
Ｒａ’＝Ｒａ／Ｒｒ …（１）
Ａｒ＝１−Ｒａ／Ｒｒ …（２）
一方、所定のビーム断面Ｄの面積Ｓ２よりも被照射物の面積Ｓ１が小さく、所定のビーム断面Ｄが被照射物を内包する条件下においては、絶対反射率Ｒｒ，Ｒａを用いて、下式（３）に示す面積加重平均反射率が定義される。また、所定のビーム断面Ｄが被照射物を内包する当該条件下においては、上式（１），（２）と同様に、相対反射率Ｒｇｗ’に関する下式（４）と、相対吸収率である第２吸収率Ａｒ’（Ａｒ’＝１−相対反射率Ｒｇｗ’）に関する下式（５）とが得られる。
Ｒｗｇ＝（Ｓ１／Ｓ２）×Ｒａ＋（（Ｓ２−Ｓ１）／Ｓ２）×Ｒｒ …（３）
Ｒｗｇ’＝Ｒｗｇ／Ｒｒ …（４）
Ａｒ’＝１−Ｒｗｇ／Ｒｒ …（５）
上式（３）は変形されて下式（３Ａ）が得られる。これに、上式（２），（５）を用いて整理すると、下式（６）が導出される。その結果、最終的に面積補正値Ｓ２／Ｓ１に関する下式（７）が導出される。これにより、第１及び第２吸収率Ａｒ，Ａｒ’から面積比補正値Ｓ２／Ｓ１が求められ、ひいては、補正データαが面積比補正値Ｓ２／Ｓ１に対応することとなる。
Ｒｗｇ／Ｒｒ＝（Ｓ１／Ｓ２）×Ｒａ／Ｒｒ＋（Ｓ２−Ｓ１）／Ｓ２
Ｒｗｇ／Ｒｒ＝（Ｓ１／Ｓ２）×Ｒａ／Ｒｒ＋１−Ｓ１／Ｓ２
１−Ｒｗｇ／Ｒｒ＝（Ｓ１／Ｓ２）×（１−Ｒａ／Ｒｒ） …（３Ａ）
Ａｒ’＝（Ｓ１／Ｓ２）×Ａｒ Ａｒ＝（Ｓ２／Ｓ１）×Ａｒ’ …（６）
Ｓ２／Ｓ１＝Ａｒ／Ａｒ’＝α …（７）
また、本実施形態では、補正データαが複数の波長における補正値とされている。これにより、複数の波長における試料１の強度データから光特性を算出する本実施形態に補正データαを好適に適応させることができる。
また、励起光Ｌ１における所定のビーム断面Ｄが試料１を覆う場合（上記ステップＳ６参照）、一般的には、算出される吸収率は真値に対して異なって見積もられる傾向がある。これに対し、本実施形態では、補正データαを用いることで、励起光Ｌ１のビーム断面Ｄの面積Ｓ２を直接計測しなくとも、試料１の強度データから試料１の吸収率Ｑを精度よく算出可能となり、より正確な外部量子効率を計測可能となる。
ちなみに、本実施形態では、内部量子効率及び吸収率の双方を計測することができることから、これらを別の装置を用いてそれぞれ計測する必要がない。よって、内部量子効率及び吸収率を計測する場合において、装置コストや煩雑さを抑制することができ、且つ計測に要される試料１の量を低減できる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。
上記実施形態では、積分器として積分球１４を用いたが、その内部の光を空間的に積分する手段（光学コンポーネント）であればよく、例えば特開２００９−１０３６５４号公報に開示された積分半球を用いてもよい。また、上記実施形態では、複数の波長における強度データ（分光データ）を取得し、補正データαを複数の波長における補正値として算出したが、１つの波長における強度データを取得し、補正データを１つの波長における補正値として算出してもよい。
上記実施形態では、試料１の強度データ及び補正データαに基づいて、試料１の内部量子効率を算出してもよい。具体的には、試料容器４０を第１補正部材７０と同じ構成とし、所定のビーム断面Ｄが試料１に内包されるように試料１の面積Ｓ１を第１光吸収部材Ａの面積ＳＡと等しくする。そして、上記ステップＳ１で取得した第１リファレンス強度データと、上記ステップＳ６で取得した試料１の強度データと、上記ステップＳ５で算出した補正データαとに基づいて、光特性算出部５４により試料１の内部量子効率を算出してもよい。
これにより、励起光Ｌ１における所定のビーム断面Ｄが試料１に覆われる場合、多重散乱により自己吸収の効果が高くなり、算出する内部量子効率は真値に対して異なって見積もられる傾向があるところ、当該補正データαを用いて試料１の内部量子効率を算出する（内部量子効率を補正データαで補正する）ことから、励起光Ｌ１のビーム断面Ｄの面積Ｓ２を直接計測しなくとも、内部量子効率を精度よく求めることが可能となる。
上記実施形態において、第１及び第２光吸収部材Ａ，Ｂは、第１及び第２補正部材７０，８０の各基材（第１及び第２補正用基板７１，８１）とは異なる材料で、且つ少しでも光を吸収する材料であればよい。第２及び第２光吸収部材Ａ，Ｂは、発光しない材料であれば特に限定されるものではないが、吸収率が高い材料を用いることにより、適切な補正データαを算出し易くできる。
上記実施形態では、試料１の強度データ及び補正データαに基づいて吸収率を算出したが、吸収率は反射率と表裏の関係を有するパラメータであって「１−反射率」と同義であることから、試料１の強度データ及び補正データαに基づいて反射率を算出してもよい。同様に、補正データは、第１補正用強度データに基づいて算出された第１反射率と、第２補正用強度データに基づいて算出された第２反射率と、の比から算出された補正値であってもよい。
上記実施形態では、第１及び第２補正部材７０，８０に設けられた第１及び第２補正用収容部７２，８２に第１及び第２光吸収部材Ａ，Ｂをそれぞれ収容したが、第１及び第２補正用収容部７２，８２を設けずに、第１及び第２補正用基板７１，８１上に第１及び第２光吸収部材Ａ，Ｂをそれぞれ載置してもよい。上記において「同じ」及び「等しい」の語は、例えば「略同じ」及び「略等しい」ものをそれぞれ含むものであって、「実質的に同じ」及び「実質的に等しい」ことをそれぞれ意味する。
上記実施形態において、第１及び第２補正用基板７１，７２の形状が互いに略同じ場合（例えば、第１及び第２補正用収容部７２，８２の開口面積、容積又は深さの少なくとも何れかが互いに略等しい場合）、上記ステップＳ３を実施せず、上記ステップＳ１で取得した第１リファレンス強度データを、第２リファレンス強度データとして用いてもよい。
上記実施形態では、上記ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６をこの順で実施したが、これらのステップの実施はどの順で行ってもよく順不同である。また、上記ステップＳ５は、上記ステップＳ１〜Ｓ４の後で上記ステップＳ７の前に実施すれば、例えば上記Ｓ６の実施と並行して実施してもよい。さらに、上記ステップＳ１〜Ｓ５は、必ずしも試料１の光特性の計測毎に実施する必要はない。例えば、光計測装置１００の工場出荷時に上記ステップＳ１〜Ｓ５を実施して補正データαを取得し、記憶部５３に予め記憶しておいてもよい。また例えば、一定期間の経過後の校正時に、上記ステップＳ１〜Ｓ５を実施してもよい。
上記実施形態においては、試料１の面積Ｓ１よりも所定のビーム断面Ｄの面積Ｓ２を大きくし、所定のビーム断面Ｄが試料１を内包するように（覆うように）構成すればよい。また、第１光吸収部材Ａの面積ＳＡよりも所定のビーム断面Ｄの面積Ｓ２を小さくし、所定のビーム断面Ｄが試料１に内包されるように（覆われるように）構成すればよい。さらにまた、第２光吸収部材Ｂの面積ＳＢよりも所定のビーム断面Ｄの面積Ｓ２を大きくし、所定のビーム断面Ｄが試料１を内包するように構成すればよい。かかる構成は、例えば励起光Ｌ１の光学系、及び、収容部４２，７２，８２の開口形状の少なくとも何れかを調整することにより実現できる。
１…試料、９…分光検出器（光検出器）、１４…積分球（積分器）、５３…記憶部、５４…光特性算出部、６４…コリメータレンズ（光学系）、６５，６６…ミラー（光学系）、６７…アパーチャ（光学系）、１００…光計測装置、Ａ…第１光吸収部材、Ｂ…第２光吸収部材、Ｄ…所定のビーム断面、Ｌ１…励起光、Ｌ２…計測光。

Claims (18)

  1. 試料に励起光を照射し、計測光を検出する光計測装置であって、
    前記試料が配置される積分器と、
    前記励起光を前記積分器内へ入射させ、前記励起光を所定のビーム断面で前記試料に照射させる光学系と、
    前記積分器から出射された計測光を検出し、１又は複数の波長における前記試料の強度データを出力する光検出器と、
    補正データが記憶された記憶部と、
    前記光検出器から出力された前記試料の強度データ及び前記記憶部に記憶された前記補正データに基づいて、前記試料の光特性を算出する光特性算出部と、を備え、
    前記補正データは、
    前記積分器に配置された第１光吸収部材に対して前記励起光を前記所定のビーム断面で照射した際に前記積分器から出射された第１計測光の検出値である第１補正用強度データと、前記積分器に配置された第２光吸収部材に対して前記励起光を前記所定のビーム断面で照射した際に前記積分器から出射された第２計測光の検出値である第２補正用強度データと、に基づいて算出された補正値であり、
    前記励起光の前記所定のビーム断面は、
    前記第１光吸収部材に覆われると共に、前記第２光吸収部材を覆う、光計測装置。
  2. 前記補正データは、前記第１補正用強度データに基づいて算出された第１吸収率と、前記第２補正用強度データに基づいて算出された第２吸収率と、の比から算出された補正値である、請求項１に記載の光計測装置。
  3. 前記補正データは、前記第１補正用強度データに基づいて算出された第１反射率と、前記第２補正用強度データに基づいて算出された第２反射率と、の比から算出された補正値である、請求項１に記載の光計測装置。
  4. 前記補正データは、複数の波長における補正値である、請求項１〜３の何れか一項に記載の光計測装置。
  5. 前記第１光吸収部材及び前記第２光吸収部材は、同じ吸収率の材料で形成されている、請求項１〜４の何れか一項に記載の光計測装置。
  6. 前記励起光の入射位置における前記試料の面積は、前記励起光の入射位置における前記第２光吸収部材の面積と等しく、
    前記励起光の前記所定のビーム断面は、前記試料を覆い、
    前記光特性算出部は、前記試料の強度データ及び前記補正データに基づいて、前記試料の吸収率又は反射率を前記光特性として算出する、請求項１〜５の何れか一項に記載の光計測装置。
  7. 前記励起光の入射位置における前記試料の面積は、前記励起光の入射位置における前記第１光吸収部材の面積と等しく、
    前記励起光の前記所定のビーム断面は、前記試料に覆われ、
    前記光特性算出部は、前記試料の強度データ及び前記補正データに基づいて、前記試料の内部量子効率を前記光特性として算出する、請求項１〜５の何れか一項に記載の光計測装置。
  8. 前記第１光吸収部材に覆われる前記所定のビーム断面は、前記励起光の入射位置において前記第１光吸収部材の面積よりも小さい面積を有し、
    前記第２光吸収部材を覆う前記所定のビーム断面は、前記励起光の入射位置において前記第２光吸収部材の面積よりも大きい面積を有する、請求項１〜７の何れか一項に記載の光計測装置。
  9. 試料に励起光を照射し、計測光を検出する光計測方法であって、
    積分器に配置された第１光吸収部材に対して励起光を所定のビーム断面で照射し、前記積分器から出射した第１計測光を検出することにより、第１補正用強度データを取得する工程と、
    前記積分器に配置された第２光吸収部材に対して前記励起光を前記所定のビーム断面で照射し、前記積分器から出射した第２計測光を検出することにより、第２補正用強度データを取得する工程と、
    前記積分器に配置された前記試料に対して前記励起光を前記所定のビーム断面で照射し、前記積分器から出射した計測光を検出することにより、１又は複数の波長における前記試料の強度データを取得する工程と、
    前記第１補正用強度データ及び前記第２補正用強度データに基づいて、補正データを算出する工程と、
    前記試料の強度データ及び前記補正データに基づいて、前記試料の光特性を算出する工程と、を含み、
    前記励起光の前記所定のビーム断面は、
    前記第１光吸収部材に覆われると共に、前記第２光吸収部材を覆う、光計測方法。
  10. 前記補正データを算出する工程では、前記第１補正用強度データに基づいて算出された第１吸収率と、前記第２補正用強度データに基づいて算出された第２吸収率と、の比から前記補正データを算出する、請求項９に記載の光計測方法。
  11. 前記補正データを算出する工程では、前記第１補正用強度データに基づいて算出された第１反射率と、前記第２補正用強度データに基づいて算出された第２反射率と、の比から前記補正データを算出する、請求項９に記載の光計測方法。
  12. 前記補正データは、複数の波長における補正値である、請求項９〜１１の何れか一項に記載の光計測方法。
  13. 前記第１光吸収部材及び前記第２光吸収部材は、同じ吸収率の材料で形成されている、請求項９〜１２の何れか一項に記載の光計測方法。
  14. 前記励起光の入射位置における前記試料の面積は、前記励起光の入射位置における前記第２光吸収部材の面積と等しく、
    前記励起光の前記所定のビーム断面は、前記試料を覆い、
    前記試料の前記光特性を算出する工程では、前記試料の強度データ及び前記補正データに基づいて、前記試料の吸収率又は反射率を前記光特性として算出する、請求項９〜１３の何れか一項に記載の光計測方法。
  15. 前記励起光の入射位置における前記試料の面積は、前記励起光の入射位置における前記第１光吸収部材の面積と等しく、
    前記励起光の前記所定のビーム断面は、前記試料に覆われ、
    前記試料の前記光特性を算出する工程では、前記試料の強度データ及び前記補正データに基づいて、前記試料の内部量子効率を前記光特性として算出する、請求項９〜１３の何れか一項に記載の光計測方法。
  16. 前記第１光吸収部材に覆われる前記所定のビーム断面は、前記励起光の入射位置において前記第１光吸収部材の面積よりも小さい面積を有し、
    前記第２光吸収部材を覆う前記所定のビーム断面は、前記励起光の入射位置において前記第２光吸収部材の面積よりも大きい面積を有する、請求項９〜１５の何れか一項に記載の光計測方法。
  17. 試料に励起光を照射し、計測光を検出する光計測装置であって、
    前記試料が配置される積分器と、
    前記励起光を前記積分器内へ入射させ、前記励起光を所定のビーム断面で前記試料に照射させる光学系と、
    前記積分器から出射された計測光を検出し、１又は複数の波長における前記試料の強度データを出力する光検出器と、
    補正データが記憶された記憶部と、
    前記光検出器から出力された前記試料の強度データ及び前記記憶部に記憶された前記補正データに基づいて、前記試料の光特性を算出する光特性算出部と、を備え、
    前記補正データは、
    前記積分器に配置された第１光吸収部材に対して前記励起光を前記所定のビーム断面で照射した際に前記積分器から出射された第１計測光の検出値である第１補正用強度データと、前記積分器に配置された第２光吸収部材に対して前記励起光を前記所定のビーム断面で照射した際に前記積分器から出射された第２計測光の検出値である第２補正用強度データと、に基づいて算出された補正値であり、
    前記励起光の前記所定のビーム断面の面積は、
    前記第１光吸収部材の面積より小さく、前記第２光吸収部材の面積より大きい、光計測装置。
  18. 試料に励起光を照射し、計測光を検出する光計測方法であって、
    積分器に配置された第１光吸収部材に対して励起光を所定のビーム断面で照射し、前記積分器から出射した第１計測光を検出することにより、第１補正用強度データを取得する工程と、
    前記積分器に配置された第２光吸収部材に対して前記励起光を前記所定のビーム断面で照射し、前記積分器から出射した第２計測光を検出することにより、第２補正用強度データを取得する工程と、
    前記積分器に配置された前記試料に対して前記励起光を前記所定のビーム断面で照射し、前記積分器から出射した計測光を検出することにより、１又は複数の波長における前記試料の強度データを取得する工程と、
    前記第１補正用強度データ及び前記第２補正用強度データに基づいて、補正データを算出する工程と、
    前記試料の強度データ及び前記補正データに基づいて、前記試料の光特性を算出する工程と、を含み、
    前記励起光の前記所定のビーム断面の面積は、
    前記第１光吸収部材の面積よりも小さく、前記第２光吸収部材の面積よりも大きい、光計測方法。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6227067B1 (ja) * 2016-07-25 2017-11-08 浜松ホトニクス株式会社 光計測装置
JP6227068B1 (ja) * 2016-07-27 2017-11-08 浜松ホトニクス株式会社 試料容器保持部材、光計測装置及び試料容器配置方法
CN109673168B (zh) * 2016-08-02 2022-06-17 纽波特公司 多结型探测器装置和使用方法
DE102017200356A1 (de) * 2017-01-11 2018-07-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Analyse eines Messbereichs und Miniaturspektrometer
JP6760494B2 (ja) * 2017-04-28 2020-09-23 株式会社島津製作所 分光蛍光光度計、分光測定方法、及び分光蛍光光度計用制御ソフトウェア
JP6943618B2 (ja) * 2017-05-17 2021-10-06 浜松ホトニクス株式会社 分光測定装置及び分光測定方法
KR102366788B1 (ko) 2017-05-23 2022-02-23 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 배향 특성 측정 방법, 배향 특성 측정 프로그램, 및 배향 특성 측정 장치
EP3633351B1 (en) * 2017-05-23 2023-03-29 Hamamatsu Photonics K.K. Orientation characteristic measurement method, orientation characteristic measurement program, and orientation characteristic measurement device
KR102082801B1 (ko) * 2018-02-07 2020-02-28 (주)유니버셜스탠다드테크놀러지 양자 수율과 발광 수명 동시 측정장치
CN109164773B (zh) * 2018-09-29 2020-03-27 厦门大学 一种基于LabVIEW的多功能光学测试系统及方法
CN117814752A (zh) * 2018-11-27 2024-04-05 晶元光电股份有限公司 光学感测模块
KR102256845B1 (ko) * 2019-09-26 2021-05-27 한국광기술원 적분구를 이용한 형광 측정 장치 및 방법
CN110954508B (zh) * 2019-12-17 2022-06-10 中国计量科学研究院 积分球开口处反射比测量方法和漫反射比的绝对测量方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4583860A (en) * 1983-11-30 1986-04-22 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Optical multiple sample vacuum integrating sphere
JPS6276433A (ja) 1985-09-30 1987-04-08 Shimadzu Corp 分光光度計における積分球測定装置
JP3287775B2 (ja) 1996-02-29 2002-06-04 松下電器産業株式会社 蛍光体の量子効率測定方法および測定装置
JP2001059812A (ja) 1999-08-23 2001-03-06 Hamamatsu Photonics Kk 微弱光測定装置
JP3682528B2 (ja) 2002-01-24 2005-08-10 独立行政法人産業技術総合研究所 固体試料の絶対蛍光量子効率測定方法及び装置
JP3773499B2 (ja) 2003-04-08 2006-05-10 住友重機械アドバンストマシナリー株式会社 発光素子の外部量子効率測定方法及び装置
JP2005140546A (ja) 2003-11-04 2005-06-02 Keiichiro Ogawa 低温拡散反射測定装置及びそれに用いる試料ホルダ、低温拡散反射スペクトル測定方法
JP4400448B2 (ja) * 2004-12-22 2010-01-20 コニカミノルタセンシング株式会社 分光輝度計の校正方法、及び校正システムの動作プログラム
WO2009050536A1 (en) * 2007-10-15 2009-04-23 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Integrating sphere for the optical analysis of luminescent materials
JP5225829B2 (ja) 2008-12-24 2013-07-03 浜松ホトニクス株式会社 分光測定装置
CN101932926B (zh) 2009-01-20 2013-07-24 大塚电子株式会社 量子效率测量装置以及量子效率测量方法
JP5640257B2 (ja) 2010-03-18 2014-12-17 大塚電子株式会社 量子効率測定方法および量子効率測定装置
JP5491368B2 (ja) * 2010-11-29 2014-05-14 浜松ホトニクス株式会社 量子収率測定装置及び量子収率測定方法
JP5944843B2 (ja) 2013-02-04 2016-07-05 浜松ホトニクス株式会社 分光測定装置及び分光測定方法
CN103344621B (zh) 2013-07-03 2015-12-02 重庆大学 一种荧光量子效率测量装置及其测量方法

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