JP6611936B2 - 広帯域フィルタを用いた分光光度測定方法および装置 - Google Patents

広帯域フィルタを用いた分光光度測定方法および装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6611936B2
JP6611936B2 JP2018522706A JP2018522706A JP6611936B2 JP 6611936 B2 JP6611936 B2 JP 6611936B2 JP 2018522706 A JP2018522706 A JP 2018522706A JP 2018522706 A JP2018522706 A JP 2018522706A JP 6611936 B2 JP6611936 B2 JP 6611936B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
broadband
broadband filter
filter
incident
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018522706A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018535414A (ja
Inventor
ミン チン、スン
スン ヤン、イル
ミ ペ、ユン
オーク パク、ソン
シク キム、ユー
チョン チョウイ、ドゥ
ヒョプ ハン、ムー
Original Assignee
アイアイエスエム インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アイアイエスエム インコーポレイテッド filed Critical アイアイエスエム インコーポレイテッド
Publication of JP2018535414A publication Critical patent/JP2018535414A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6611936B2 publication Critical patent/JP6611936B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/2803Investigating the spectrum using photoelectric array detector
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/0205Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/0205Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/0208Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using focussing or collimating elements, e.g. lenses or mirrors; performing aberration correction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/0205Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/0218Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using optical fibers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/0289Field-of-view determination; Aiming or pointing of a spectrometer; Adjusting alignment; Encoding angular position; Size of measurement area; Position tracking
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12Generating the spectrum; Monochromators
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J3/26Generating the spectrum; Monochromators using multiple reflection, e.g. Fabry-Perot interferometer, variable interference filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/28Interference filters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J2003/1204Grating and filter
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J2003/1213Filters in general, e.g. dichroic, band
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J2003/1213Filters in general, e.g. dichroic, band
    • G01J2003/1221Mounting; Adjustment
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J2003/1226Interference filters
    • G01J2003/1243Pivoting IF or other position variation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J3/18Generating the spectrum; Monochromators using diffraction elements, e.g. grating
    • G01J2003/1866Monochromator for three or more wavelengths

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Description

本発明は、広帯域フィルタを用いる分光光度測定装置に関し、より詳細には、波長選択が可能な広帯域フィルタを特殊に配置して光を分光し、それにより分光光度スペクトルを導き出す装置に関する。
広い波長領域を含む光を分光して単色光を抽出するための装置としては、分光素子として回折格子またはプリズムを用いる単色化装置(モノクロメーター)が知られている。回折格子を用いた従来の単色化装置は、選択された波長を有する光源を提供するための用途および検出器としてターゲットから検出されるべき光を選択的に検出するための用途として用いられてきた。光源を提供するための用途での単色化装置は、たとえば、分光光度計)内において、様々の帯域を含む光源から分析の対象となる光源の波長を選択するのに用いられる。韓国公開特許第2008−0015759号においては、特定の波長範囲と分解能を有するように、光を分離するための回折格子を有するモノクロメーターシステムを開示している。
回折格子を用いる通常の単色化装置100について、図1に示している。図1の単色化装置100は、回折格子110、光を制限的に通過させるためのスリット120、光の経路を調整するための平面または曲面のミラー130,140,150を含む。具体的に、広い波長帯域を有する光が単色化装置に提供されると、曲面ミラー130により当該光の進行経路が変更されて、当該光は回折格子110に入射される。回折格子110は、入射された光の波長を分離し、スリット120は、スリットの位置または幅などを調節して、分離された波長帯域の中の所望する波長帯域を選択的に通過させる。スリット120を通過した光は、曲面または平面のミラー140,150を経て、特定の波長を有する光が単色化装置から出力される。
しかし、回折格子を用いた従来の単色化装置は、入射された光が回折格子によって散乱され、または一つ以上のミラーに反射もしくは透過される過程で、当該装置に入射された光について、装置から出力される特定の波長の光の効率が相当に減少するという問題があった。
このような問題を解決するために、韓国登録特許第1,524,556号においては、広帯域フィルタを用いて光の波長を選択できる単色化装置について開示している。上記特許においては、回折格子を用いずに、通過させる光の波長帯域を異にする一つ以上の広帯域フィルタを直列的に配置して単色化装置を具現しており、それにより、回折格子を用いた従来の単色化装置と比較して、入射した光について単色化装置から出力される効率を相当に増加させることができることを開示している。
しかし、上記単色化装置においては、広帯域フィルタの回転角度を変更するために別途の電動機のような回転装置を必要とし、また、一組の広帯域フィルタのみを含むため、同時に複数の波長の光を出力することができないという問題がある。
本発明は、上述した回折格子を用いた単色化装置および広帯域フィルタの回転角度を変更する単色化装置の問題点を解決するためのものである。本発明の一目的は、回折格子または回転装置を用いることなく、通過させる光の波長帯域を異にする広帯域フィルタからなる広帯域フィルタの組を1つ以上配置して、複数の所望する中心波長および波長幅の光を同時に検出することを可能にする技術を提供することである。
ただし、本発明の解決しようとする課題は、これに限定されるものではなく、本発明の思想および領域から逸脱しない範囲において、多様に拡張され得るものである。
本発明の一目的を達成するために、本発明の実施形態による入射する光から特定の波長帯域の光を分析するための分光光度装置は、入射した光を拡散させる受光部、第1の広帯域フィルタの組および上記第1の広帯域フィルタの組を通過した光を検出する検出器を含み、第1の広帯域フィルタの組は、光の入射方向に対して第1の角度を有するように配置され、入射する光に第1の波長帯域を通過させる第1の広帯域フィルタ、光の入射方向に対して第1の角度とは異なる第2の角度を有するように配置されて、第1の広帯域フィルタを通過した光に第2の波長帯域を通過させる第2の広帯域フィルタおよび第2の広帯域フィルタを通過した光の経路を第1の広帯域フィルタを通過した光の経路と等しくなるように調整する第1の経路補償手段を含み、第1の広帯域フィルタ、第2の広帯域フィルタおよび第1の経路補償手段は、光の入射方向に対して直列的に配置されてもよい。
一実施形態によれば、本発明の分光光度装置は、第2の広帯域フィルタの組をさらに含み、上記第2の広帯域フィルタの組は、光の入射方向に対して第3の角度を有するように配置されて、入射する光に第3の波長帯域を通過させる第3の広帯域フィルタ、光の入射方向に対し第3の角度とは異なる第4の角度を有するように配置されて、第3の広帯域フィルタを通過した光に第4の波長帯域を通過させる第4の広帯域フィルタおよび第の広帯域フィルタを通過した光の経路を第の広帯域フィルタを通過した光の経路と等しくなるように調整する第2の経路補償手段を含み、第3の広帯域フィルタ、第4の広帯域フィルタおよび第2の経路補償手段は、光の入射方向に対し直列的に配置され、第1の広帯域フィルタの組と第2の広帯域フィルタの組は、側面から見たときに、光の入射方向に対し垂直な方向に一直線に配置されてもよい。

一実施形態によれば、本発明の分光光度装置は、側面から見たときに、光の入射方向に対し垂直な方向に第1の広帯域フィルタの組および第2の広帯域フィルタの組と一直線に配置されているN個の広帯域フィルタの組をさらに含み、1≦N≦28であってもよい。
一実施形態によると、受光部は、第1の受光部および第2の受光部を含み、第1のフィルタの組には第1の受光部から光が入射され、第2のフィルタの組は第2の受光部から光が入射されるようにしてもよい。
一実施形態によると、第1の広帯域フィルタの組と検出器との間に、干渉を防止するための少なくとも一つ以上のレンズをさらに含み、上記少なくとも一つのレンズは、シリンドリカルレンズ、凸レンズまたはこれらの任意の組み合わせのうち少なくとも一つを含むものであってもよい。
一実施形態によると、検出器は、イメージセンサであってもよい。
本発明の実施形態による入射する光から特定の波長帯域の光を分析するための分光光度装置は、回折格子を用いた単色化装置を含む分光光度装置と比較して、入射した光に対する単色化装置から出力される光の効率を相当に増加させることができ、スキャン方式のイメージング以外に多様なイメージング方法に柔軟に活用され得る。
また、本発明の実施例による分光光度装置は、互いに異なる波長を出力する複数個の広帯域フィルタの組を、側面から見たときに、光の入射方向に対し垂直な方向に一直線に配置することを通じ、必要とする特定の波長を有する複数の光を同時に検出することができる。
併せて、本発明の実施形態による分光光度装置は、入射した光を拡散させる受光部を含むことを通じ、広帯域フィルタの回転のための別途の回転装置を必要としなくなるため、比較的高価な光学システムの設備費用を削減させることができるとともに、装置の小型化が可能であるという利点がある。
ただし、本発明の効果は、これらに限定されるものではなく、本発明の思想および領域から逸脱しない範囲で、多様に拡張され得るものである。
図1は、回折格子を有する従来の単色化装置を示したものである。 図2の(a)〜(d)は、広帯域フィルタの回転角度に応じ透過された波長帯域の例示的な結果を示したものである。 図3aは、本発明の一実施形態による分光光度装置を示したものである。 図3bは、図3aの分光光度装置における光源の大きさおよび形状の変化を示したものである。 図4は、本発明の分光光度装置に含まれる補償器の原理を示したものである。 図5aは、本発明の一実施形態による分光光度装置を示したものである。 図5bは、図5aの分光光度装置における光源の大きさおよび形状の変化を示したものである。 図6aは、本発明の一実施形態による特定の波長を選択する過程を示したものである。 図6bは、本発明の一実施形態による、2つの広帯域フィルタを用いて特定の波長を選択する原理を示したものである。
本文に開示されている本発明の実施形態について、特定の構造的ないし機能的説明は、本発明の実施形態を説明するための目的で単に例示されたものであって、本発明の実施形態は、多様な形態で実施されてよく、本文に説明されている実施形態に限定されるものと解釈されてはならない。
本発明は、多様な変更を加えることができ、多様な形態を有することができるところ、特定の実施形態を図面に例示し、本文に詳細に説明することとする。しかし、これは、本発明を特定の開示形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるあらゆる変更、均等物ないし代替物を含むものと理解されなければならない。
本出願において使用した用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に異なって意味するものでない限り、複数の表現を含む。本出願において、“含む”または“有する”などの用語は、説示された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や、数字、ステップ、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないものと理解されなければならない。
異なって定義されない限り、技術的または科学的な用語を含め、ここで使用されるすべての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同一の意味である。辞典に定義されているような、一般的に使用される用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味であるものと解釈されなければならず、本出願において明白に定義しない限り、理想的または過度に典型的な意味に解釈されない。
以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施形態をより詳細に説明する。図面上の同一の構成要素については同一の参照符号を使用し、同一の構成要素について重複した説明は省略する。
図2の(a)〜(d)は、図2の広帯域フィルタの回転角度に応じ通過した波長帯域の例示的な結果を示す。具体的に、図2(a)においては、光の入射方向に対する広帯域フィルタの角度を90°に配置して光を通過させる場合を図示しており、通過された光の例示的な結果について図2(b)に図示されている。図2(b)を参照すると、光の入射方向に対する広帯域フィルタの角度を90°に配置して光を通過させた場合に、628nmの中心波長を有し、かつ、一定の幅の帯域幅を有する光のみが通過されることが分かる。また、図2(c)は、光の入射方向に対する広帯域フィルタの角度を30°に配置して光を通過させた場合を示し、図2(d)に示されるように、562nmの中心波長を有し、かつ、一定の幅の帯域幅を有する光のみが通過されることが分かる。このように、本発明に用いられる広帯域フィルタは、光の入射方向に対する広帯域フィルタの角度に応じて中心波長が異なる帯域通過フィルタであってよい。また、光の入射方向に対する角度に応じて中心波長および帯域幅がいずれも異なる帯域通過フィルタが用いられてもよい。
図3aは、本発明の一実施形態による分光光度装置を示す。本実施形態の分光光度装置は、入射した光を分配する受光部300を含む。光源から入射した光は、受光部300を通過するときに拡散され、拡散された光は、後述する第1の広帯域フィルタの組へ入射する。本発明の分光光度装置における受光部300として、たとえば、光ファイバー、ロッド、凹レンズなどが用いられてもよく、この他にも、入射した光を拡散させることができる物質が受光部として用いられてもよい。受光部を通過した光は、拡散されて広帯域フィルタの組へ入射されるので、本発明の分光光度装置においては、広帯域フィルタの回転角度を変更させるための別途の回転装置などを必要としない。
本実施形態の分光光度装置は、光の入射方向に対し第1の角度θを有する第1の広帯域フィルタ310と、光の入射方向に対し第2の角度θを有する第2の広帯域フィルタ320、および補償器330からなる第1の広帯域フィルタの組を含む。また、本実施形態の分光光度装置は、第1の広帯域フィルタの組を通過した光を検出する検出器350を含む。入射光Lは、第1の広帯域フィルタ310を通過しつつ、第1の角度θによる所定の帯域幅の波長のみを有する光L1となる。この光L1は、光の入射方向に対し第2の角度θを有する第2の広帯域フィルタ320を通過することにより、第1の広帯域フィルタおよび第2の広帯域フィルタの通過帯域のうち共通した波長帯域のみをその波長として有する光L2となる。
一方、図4は、本発明の分光光度装置に含まれる補償器の原理を示す。光が広帯域フィルタを通過する際、光の経路は、フィルタの厚み、個数、入射角度などにより、変わる。たとえば、第1の広帯域フィルタおよび第2の広帯域フィルタを通過したL1およびL2は、図4に示されているように、入射光Lに比べ経路差が発生する。このように、広帯域フィルタの厚み、個数、角度などが異なる度に光の経路が異なれば、多様な波長範囲を選択するために、広帯域フィルタの様々な組み合わせを活用するにあたり大きな制約ともなり得る。したがって、本発明の分光光度装置は、補償器330を含み、第1の広帯域フィルタおよび第2の広帯域フィルタを通過することにより発生した光の経路の変化が、広帯域フィルタを通過する前の光の経路のそれと同一になるように、光の経路を補正する。これにより、補償器330を通過した光L3は、第1の広帯域フィルタおよび第2の広帯域フィルタにおいて共通に通過した波長帯域のみを有すると同時に、広帯域フィルタを通過していない入射光Lと同じ光の経路を有することができる。
一実施形態として、補償器330と検出器350との間に、干渉を防止するための少なくとも一つ以上のレンズが配置されてもよい。1つの広帯域フィルタの組を含む図3aの分光光度装置においては、凸レンズ340が用いられてもよい。図3bは、進行段階ごとの光源の大きさおよび形状の変化を示す。補償器330を通過した後に放射する光L3は、凸レンズ340を通過するときに屈折して収斂する。屈折した光L4が収斂する位置に検出器350を配置して、より容易に光を検出することができる。
図5aは、本発明の他の実施形態による分光光度装置を示す。本実施形態の分光光度装置は、図3aの分光光度装置に加えて、光の入射方向に対し第3の角度θを有する第3の広帯域フィルタ412と、光の入射方向に対し第4の角度θを有する第4の広帯域フィルタ422、および第2の補償器432からなる第2の広帯域フィルタの組をさらに含む。第1の広帯域フィルタの組と上記第2の広帯域フィルタの組は、側面から見たときに、光の入射方向に対し垂直な方向に一直線に配置される。入射光Lは、それぞれ第1の広帯域フィルタの組と第2の広帯域フィルタの組へ入射し、第1の広帯域フィルタ411および第2の広帯域フィルタ421による波長を有する光と、第3の広帯域フィルタ412および第4の広帯域フィルタ422による波長を有する光に分離されて、検出器460により検出される。
一実施形態として、補償器431,432と検出器460との間に、干渉を防止するための少なくとも一つ以上のレンズが配置されてもよい。2つの広帯域フィルタの組を含んでいる図5aの分光光度装置においては、シリンドリカルレンズ440および凸レンズ450が用いられてもよい。図5bは、進行段階ごとの光源の大きさおよび形状の変化を示す。補償器431,432を通過した後に放射するそれぞれの光L3は、シリンドリカルレンズ440を通過するときに楕円形状を帯びるようになり、また、凸レンズ450を通過した後に収斂する。凸レンズ450を通過した光L4が収斂する位置に検出器460を配置して、より容易に光を検出することができる。
また、本発明の分光光度装置は、第1の広帯域フィルタの組および第2の広帯域フィルタの組に加えて、側面から見たときに、光の入射方向に対し垂直な方向に一直線に配置されるN(1≦N≦28)個の広帯域フィルタの組をさらに含んでもよい。光の入射方向に対し互いに異なる角度を有する複数個の広帯域フィルタの組を配置することにより、それぞれ異なる波長を有する広帯域フィルタの組の数だけ分離された光を同時に検出することもできる。
一実施形態として、本発明の分光光度装置は、光源を分配する複数個の光ファイバーを含んでもよい。たとえば、図5aに示された分光光度装置において、第1の広帯域フィルタの組へ光が入射されるようにする第1の光ファイバーと、第2の広帯域フィルタの組へ光が入射されるようにする第2の光ファイバーを含んでもよい。光ファイバーの個数は、これに限定されず、光ファイバーは、光源を分配する広帯域フィルタの組の個数だけ含まれてもよい。
本発明の分光光度装置においては、異なるタイプの検出器が使用されてもよい。たとえば、イメージセンサ、PMT(photomultiplier tube)、CCD(Charge Coupled Device)アレイ検出器、CMOS検出器、およびフォトダイオードアレイ検出器といった検出器が使用されてよく、これに限定されない。
図6aは、本発明の一実施形態による特定の波長を選択する過程を示す。単色化装置に、広い帯域の波長を有する光Lが提供される。第1の広帯域フィルタは、光の入射方向に対し角度θを有するように配置されたとき、中心波長λc1および帯域幅dを有する第1の帯域通過フィルタとして動作する。光L1は、光Lが角度θを有する第1の広帯域フィルタを通過した結果であり、中心波長λc1および帯域幅dを有する。第2の広帯域フィルタは、光の入射方向に対し角度θを有するように配置されたとき、中心波長λc2および帯域幅dを有する第2の帯域通過フィルタとして動作する。光L1の波長のうち第2帯域通過フィルタに該当する部分のみが通過して光L2となる。これと関連して、図6bにおいては、中心波長λc1および帯域幅dを有する広帯域フィルタと、中心波長λc2および帯域幅dを有する広帯域フィルタに光を通過させて、特定の波長を選択する原理を示す。このような原理により、光L2は、結果的に中心波長λおよび帯域幅dを有し、ここで、λおよびdは、それぞれ次の式1および式2により導き出される。
Figure 0006611936

Figure 0006611936
本発明の分光光度装置は、上記のような原理に基づき、光の入射方向に対する広帯域フィルタの角度を調整することにより、また、通過する波長帯域の中心波長および帯域幅を変更することにより、所望の波長を自由に選択することができる。さらに、複数個の広帯域フィルタの組を使用して、同時に複数個の波長の光を検出することができる。
上記においては、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正および変更させることができることを理解するであろう。

Claims (5)

  1. 入射する光から特定の波長帯域の光を分析するための分光光度装置であって、
    上記分光光度装置は、
    一端から入射した光を他端で拡散させる受光部であって、入射した光を拡散させ得る光ファイバー、ロッドおよび凹レンズのいずれか一つから構成される、上記受光部;
    第1の広帯域フィルタの組;
    第2の広帯域フィルタの組;および
    上記第1の広帯域フィルタの組を通過した光を検出する検出器を含み、
    上記第1の広帯域フィルタの組は、
    光の入射方向に対し第1の角度を有するように配置され、上記入射する光に第1の波長帯域を通過させる第1の広帯域フィルタ;
    光の入射方向に対し上記第1の角度とは異なる第2の角度を有するように配置され、上記第1の広帯域フィルタを通過した光に第2の波長帯域を通過させる第2の広帯域フィルタ;および
    上記第2の広帯域フィルタを通過した光の経路を、上記第1の広帯域フィルタを通過した光の経路と等しくなるように調整する第1の経路補償手段を含み、
    上記第1の広帯域フィルタ、上記第2の広帯域フィルタ、および上記第1の経路補償手
    段は、光の入射方向に対し直列的に配置され
    上記第2の広帯域フィルタの組は、
    光の入射方向に対し第3の角度を有するように配置され、上記入射する光に第3の波長帯域を通過させる第3の広帯域フィルタ;
    光の入射方向に対し上記第3の角度とは異なる第4の角度を有するように配置され、上記第3の広帯域フィルタを通過した光に第4の波長帯域を通過させる第4の広帯域フィルタ;および
    上記第4の広帯域フィルタを通過した光の経路を、上記第3の広帯域フィルタを通過した光の経路と等しくなるように調整する第2の経路補償手段を含み、
    上記第3の広帯域フィルタ、上記第4の広帯域フィルタ、および上記第2の経路補償手段は、光の入射方向に対し直列的に配置され、
    上記第1の広帯域フィルタの組と上記第2の広帯域フィルタの組は、側面から見たときに、光の入射方向に対し垂直な方向に一直線に配置されることを特徴とする、分光光度装置。
  2. 側面から見たときに、光の入射方向に対し垂直な方向に上記第1の広帯域フィルタの組および上記第2の広帯域フィルタの組と一直線に配置されるN個の広帯域フィルタの組と、をさらに含み、
    1≦N≦28である、請求項に記載の分光光度装置。
  3. 上記受光部は、第1の受光部および第2の受光部を含み、
    上記第1の広帯域フィルタの組には、上記第1の受光部から光が入射され、
    上記第2の広帯域フィルタの組には、上記第2の受光部から光が入射されることを特徴とする、請求項に記載の分光光度装置。
  4. 上記第1の広帯域フィルタの組と上記検出器との間に、干渉を防止するための少なくとも一つ以上のレンズをさらに含み、
    上記少なくとも一つのレンズは、
    シリンドリカルレンズ;
    凸レンズ;または
    これらの任意の組み合わせ
    のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項1に記載の分光光度装置。
  5. 上記検出器は、イメージセンサであることを特徴とする、請求項1または2に記載の分光光度装置。
JP2018522706A 2016-01-20 2016-12-01 広帯域フィルタを用いた分光光度測定方法および装置 Active JP6611936B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0007150 2016-01-20
KR1020160007150A KR101803250B1 (ko) 2016-01-20 2016-01-20 광대역 필터를 이용한 분광 광도 측정 기술 및 장치
PCT/KR2016/014032 WO2017126801A1 (en) 2016-01-20 2016-12-01 Technique and apparatus for spectrophotometry using broadband filters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018535414A JP2018535414A (ja) 2018-11-29
JP6611936B2 true JP6611936B2 (ja) 2019-11-27

Family

ID=59362579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018522706A Active JP6611936B2 (ja) 2016-01-20 2016-12-01 広帯域フィルタを用いた分光光度測定方法および装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10514298B2 (ja)
EP (1) EP3356774A4 (ja)
JP (1) JP6611936B2 (ja)
KR (1) KR101803250B1 (ja)
WO (1) WO2017126801A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102498122B1 (ko) 2017-11-21 2023-02-09 삼성전자주식회사 분광 장치와, 분광 방법, 및 생체신호 측정장치
KR102663185B1 (ko) * 2018-08-07 2024-05-03 삼성전자주식회사 광학 방출 분광 시스템 및 그 보정 방법, 반도체 소자 제조 방법

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4896965A (en) 1988-09-14 1990-01-30 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Real-time alkali monitoring system
GB8830039D0 (en) 1988-12-22 1989-02-15 Renishaw Plc Raman microscope
JPH06273232A (ja) * 1993-03-18 1994-09-30 Minolta Camera Co Ltd 測色計の受光光学系
US5790250A (en) * 1996-11-04 1998-08-04 Ail Systems, Inc. Apparatus and method for real-time spectral alignment for open-path fourier transform infrared spectrometers
JPH10300915A (ja) 1997-04-23 1998-11-13 Fujikura Ltd バンドパスフィルタ装置
US6636651B2 (en) * 2001-06-08 2003-10-21 Koncent Communication, Inc. Four-port bidirectional optical circulator
US7397561B2 (en) 2005-11-07 2008-07-08 Wafermasters, Incorporated Spectroscopy system
US8437582B2 (en) * 2005-12-22 2013-05-07 Palo Alto Research Center Incorporated Transmitting light with lateral variation
JP2008216479A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Tohoku Univ 波長可変フィルタ分光装置
KR101054017B1 (ko) * 2008-09-16 2011-08-03 양병관 분광기의 보정방법
RU2436038C1 (ru) * 2010-07-02 2011-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "ВИНТЕЛ" Статический фурье-спектрометр
US8049886B1 (en) * 2010-10-14 2011-11-01 Alcon Lensx, Inc. Spectrometer with adjustable-deflector-controlled alignment for optical coherence tomography
WO2012131812A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 分光器
JP5725165B2 (ja) * 2011-04-05 2015-05-27 コニカミノルタ株式会社 フーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光方法
JP2014530668A (ja) 2011-09-15 2014-11-20 ザ トラスティーズ オブ コロンビア ユニヴァーシティ イン ザ シティ オブ ニューヨーク 組織励起を用いた蛍光検体の測定
ITMI20122226A1 (it) * 2012-12-21 2014-06-22 St Microelectronics Srl Realizzazione di dispositivi elettronici in un wafer in materiale semiconduttore con trincee aventi direzioni diverse
US9677990B2 (en) * 2014-04-30 2017-06-13 Particles Plus, Inc. Particle counter with advanced features
KR101524556B1 (ko) * 2013-04-25 2015-05-29 한국화학연구원 광대역 필터를 이용하여 빛의 파장을 선택할 수 있는 단색화 장치
US20170138789A1 (en) * 2015-11-16 2017-05-18 Analog Devices, Inc. Waveguide-based integrated spectrometer

Also Published As

Publication number Publication date
US10514298B2 (en) 2019-12-24
US20190056268A1 (en) 2019-02-21
WO2017126801A1 (en) 2017-07-27
JP2018535414A (ja) 2018-11-29
KR20170087321A (ko) 2017-07-28
EP3356774A4 (en) 2019-07-03
EP3356774A1 (en) 2018-08-08
KR101803250B1 (ko) 2017-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6386614B2 (ja) フルフレームのプログラム可能なハイパースペクトルイメージャ
EP3186603B1 (en) Spectroscopy apparatus
US20150369665A1 (en) Multi backend ultra-broadband dispersive spectrometer
US20130077176A1 (en) Spectral Image Sensor Device
US10718666B2 (en) Spectrometer arrangement, method for producing a two-dimensional spectrum by means of such a spectrometer arrangement
KR102287914B1 (ko) 분광기 및 이미징 장치
JP6611936B2 (ja) 広帯域フィルタを用いた分光光度測定方法および装置
WO2017150062A1 (ja) 分光測定装置
US8917390B2 (en) Spectrograph with anamorphic beam expansion
KR20150116999A (ko) 다채널 여기 광원 스위칭용 마이크로 라만 및 형광 분광분석장치
EP2502038A1 (fr) Spectrometre optique a reseau de diffraction concave
US20180202862A1 (en) Multi-resolution optical spectrometer
CN107111146B (zh) 混合图像-光瞳光学重定格式器
JP2017219550A (ja) 広帯域フィルタを用いて光の波長を選択することができる単色化装置
CN106289525A (zh) 一种宽光谱高分辨率的光谱仪
JP2022110028A (ja) 再帰反射性表面を有する分光計及び関連する器具
JP7033968B2 (ja) 分光装置、ハイパースペクトル測定システム、及び、分光方法
KR20160143969A (ko) 평면거울 및 렌즈를 이용한 성능개선 분광기
WO2024171516A1 (ja) 分光器、分光計測システム及び分光検出方法
CN110657889A (zh) 使用窄带光学滤波器的高分辨率单光电二极管光谱仪
US7480048B1 (en) Monochromator employing single grating volume holograms and method of use
EP3594642A1 (en) Imaging spectograph utilizing the zero order of the diffraction grating
WO2015121244A1 (en) Spectrometer and detector arrangement for use therewith
JPWO2022168467A5 (ja)
JP2000258248A (ja) 発光分光分析装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180511

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180511

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190517

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190529

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190822

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191002

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191029

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6611936

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250