JP6730373B2 - 光多重反射容器 - Google Patents
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Description
そのため、小型かつ低コスト、さらにミラー周辺部に冷却機構の設置が不要となるレーザー光の反射回数を増やす技術が望まれていた。
以下、本実施の形態に係る光多重反射容器1の各構成について説明する。
また、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示されている場合があるが、各構成要素の寸法や比率などが実際と同じであるとは限らない。
そして、凹面ミラー7には、凹面ミラー5及び7との間で多重反射させるレーザー光Lを導入させる入射穴11が設けられている。
なお、凹面ミラー5及び7は、ガラス製若しくは銅やアルミ等の金属製でよく、材質は問わない。
凸レンズ9は、その中心軸(光軸)C2が凹面ミラー5及び7の中心軸C1に対して傾斜するように配設される。ここで、傾斜するように配設とは、凸レンズ9の中心軸C2と凹面ミラー5及び7の中心軸C1との鋭角のなす角度(以下、「傾斜角度」という場合あり。)が0°又は90°以外の角度となるように配設されている状態のことをいう。そのため、凸レンズ9は、傾斜角度が調整可能なレンズホルダー等によって保持されることが好ましい。
なお、臨界角は、次式で算出される。n1は凸レンズ9の屈折率、n2は試料ガスの屈折率で、θcが臨界角である。
そして、凸レンズ9の大きさについては、図2に示すような凸レンズ9が配設されていない通常のヘリオットセル型の光多重反射容器13において凹面ミラー5及び7の間で多重反射するレーザー光Lのビーム束Bの径よりも大きいものとする。
実験は、図3に示す光多重反射容器21を用いて行った。
光多重反射容器21は、容器3の内部に、凹面ミラー5及び7と、凸レンズ9とが配設されている。
実施例1において、中心軸C1と中心軸C2との鋭角のなす角度を18.0°とした以外は、実施例1と同様にして光多重反射容器を得た。
実施例1において、中心軸C1と中心軸C2との鋭角のなす角度を41.0°とした以外は、実施例1と同様にして光多重反射容器を得た。
実施例1において、凸レンズ9を配置しなかった以外は、実施例1と同様にして光多重反射容器を得た。
(比較例2)
実施例1において、中心軸C1と中心軸C2との鋭角のなす角度を0°とした以外は、実施例1と同様にして光多重反射容器を得た。このとき凹面ミラー表面にはレンズ表面でのレーザー反射光(迷光)が映り込んでいる。
実施例1において、中心軸C1と中心軸C2との鋭角のなす角度を50.0°とした以外は、実施例1と同様にした。
凸レンズ9の中心軸C2が凹面ミラー5及び7の中心軸C1に対して凸レンズ9を臨界角以下に傾斜させるとスポットの個数が増加した。そして、実施例1〜実施例3においては、図4〜図6に示すように、凹面ミラー5及び7での多重反射を維持しながらスポットパターンがリサージュ状に変化した。
凸レンズ9が配置されていない比較例1の光多重反射容器においては、図7に示すように、スポットパターンは同心円状であり、スポットの個数は15個であった。
3 容器
5、7 凹面ミラー
5a、7a 反射面
9 凸レンズ
11 入射穴
13 光多重反射容器
21 光多重反射容器
23 ミラーホルダー
25 ミラー調整機構
27 レンズホルダー
29 入射窓
31 ガス導入口
33 ガス導出口
35 レーザー光源
B ビーム束
C1 中心軸(凹面ミラー)
C2 中心軸(凸レンズ)
L レーザー光
S スポット
Claims (2)
- 試料ガスの供給を受ける容器と、該容器の内部に収容されて対向して配設された一対の凹面ミラーと、を有し、前記容器内にレーザー光を入射し、該レーザー光を前記凹面ミラー間で多重反射させる光多重反射容器であって、
前記一対の凹面ミラー間で多重反射する前記レーザー光の光路上に少なくとも1個の凸レンズをその中心軸が前記凹面ミラーの中心軸に対して傾斜するように配設し、
前記凸レンズの中心軸と前記凹面ミラーの中心軸との鋭角のなす角度が臨界角以下であることを特徴とする光多重反射容器。 - 前記なす角度が、15°以上臨界角以下であることを特徴とする請求項1記載の光多重反射容器。
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