JP7014192B2 - フーリエ分光分析装置 - Google Patents
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Description
また、本発明のフーリエ分光分析装置は、前記合波光学系が、前記干渉計と前記試料との間に設けられ、前記干渉計で得られる前記インターフェログラムに対して前記第2光源から射出される光を合波する。
或いは、本発明のフーリエ分光分析装置は、前記合波光学系が、前記第1光源と前記干渉計との間に設けられ、前記第1光源から射出される光に対して前記第2光源から射出される光を合波する。
また、本発明のフーリエ分光分析装置は、前記受光部が、前記第1波長帯域及び前記第2波長帯域を含む第3波長帯域の波長成分を受光可能な第1検出器(31)と、前記第3波長帯域の波長成分を受光可能な第2検出器(32)と、前記試料を介した光を、前記第1検出器に入射する前記第1波長帯域の波長成分と、前記第2検出器に入射する前記第2波長帯域の波長成分とに分岐する分岐部(33、34)と、を備える。
また、本発明のフーリエ分光分析装置は、前記分岐部が、前記第1波長帯域の波長成分を反射又は透過させ、前記第2波長帯域の波長成分を透過又は反射させるダイクロイックミラー(33)を備える。
或いは、本発明のフーリエ分光分析装置は、前記分岐部が、前記試料を介した光を、前記第1検出器に向かう第1光と前記第2検出器に向かう第2光とに分岐するハーフミラー(34)と、前記第1光に含まれる波長成分から前記第1波長帯域の波長成分を抽出して前記第1検出器に入射させる第1フィルタ(35)と、前記第2光に含まれる波長成分から前記第2波長帯域の波長成分を抽出して前記第2検出器に入射させる第2フィルタ(36)と、を備える。
また、本発明のフーリエ分光分析装置は、前記受光部が、前記第2波長帯域の波長成分よりも前記第1波長帯域の波長成分に対する検出感度が相対的に高い第1検出器(31)と、前記第1波長帯域の波長成分よりも前記第2波長帯域の波長成分に対する検出感度が相対的に高い第2検出器(32)と、を備える。
ここで、本発明のフーリエ分光分析装置は、前記第1検出器及び前記第2検出器が、前記試料を介した光の光路上に順に配置されている。
〈フーリエ分光分析装置の要部構成〉
図1は、本発明の第1実施形態によるフーリエ分光分析装置の要部構成を示すブロック図である。図1に示す通り、本実施形態によるフーリエ分光分析装置1は、光源10(第1光源)、干渉計20、受光部30、及び信号処理装置40を備えており、複数の波長成分が含まれる光L1を試料SPに照射し、試料SPを介した光L2を受光し、得られた受光信号S1,S2に対してフーリエ変換処理を行って試料SPを介した光L2のスペクトル(例えば、波数スペクトル)を求めることで、試料SPの分析を行う。
図2は、本発明の第1実施形態によるフーリエ分光分析装置が備える受光部の第1例を示すブロック図である。図2(a)に示す通り、本例の受光部30は、検出器31,32に加えて、ダイクロイックミラー33(分岐部)を備える。尚、本例においては、検出器31,32は何れも、第1波長帯域及び第2波長帯域を含む波長帯域(第3波長帯域)の波長成分を受光可能なものであるとする。
図3は、本発明の第1実施形態によるフーリエ分光分析装置が備える受光部の第2例を示すブロック図である。図3(a)に示す通り、本例の受光部30は、検出器31,32に加えて、ハーフミラー34(分岐部)とフィルタ35(分岐部、第1フィルタ)及びフィルタ36(分岐部、第2フィルタ)とを備える。尚、本例においては、上述の第1例と同様に、検出器31,32は何れも、第1波長帯域及び第2波長帯域を含む波長帯域(第3波長帯域)の波長成分を受光可能なものであるとする。
図4は、本発明の第1実施形態によるフーリエ分光分析装置が備える受光部の第3例を示すブロック図である。図4(a)に示す通り、本例の受光部30は、試料SPを介した光L2の光路上に順に配置された検出器31,32を備える。尚、本例においては、図4(b)に示す通り、検出器31は、第2波長帯域WB2の波長成分よりも第1波長帯域WB1の波長成分に対する検出感度が相対的に高く、検出器32は、第1波長帯域WB1の波長成分よりも第2波長帯域WB2の波長成分に対する検出感度が相対的に高いものであるとする。
図5は、本発明の第1実施形態によるフーリエ分光分析装置が備える信号処理装置の第1例を示すブロック図である。図5に示す通り、本例の信号処理装置40は、受光信号S1,S2を入力とする雑音除去部41と、雑音除去部41の出力信号を入力とするフーリエ変換部42とを備える。
図6は、本発明の第1実施形態によるフーリエ分光分析装置が備える信号処理装置の第2例を示すブロック図である。図6に示す通り、本例の信号処理装置40は、受光信号S1,S2を入力とするフーリエ変換部43と、フーリエ変換部43の出力信号を入力とする雑音除去部44とを備える。
次に、上記構成におけるフーリエ分光分析装置の動作について説明する。以下では、理解を容易にするために、フーリエ分光分析装置1に設けられる信号処理装置40が図6に示すものであるとする。尚、フーリエ分光分析装置1に設けられる信号処理装置40が図5に示すものである場合には、信号処理装置40で行われる処理が異なるが、図6に示すものと同様の結果(スペクトル)を得ることができる。
図9は、本発明の第2実施形態によるフーリエ分光分析装置の要部構成を示すブロック図である。図9に示す通り、本実施形態によるフーリエ分光分析装置2は、図1に示すフーリエ分光分析装置1に光源50(第2光源)及び合波光学系60を追加した構成である。このような構成のフーリエ分光分析装置2は、第2波長帯域で不足する光量を補って(つまり、第2波長帯域の波長成分を補って)、分析精度の向上を図るものである。
図10は、本発明の第3実施形態によるフーリエ分光分析装置の要部構成を示すブロック図である。図10に示す通り、本実施形態によるフーリエ分光分析装置3は、図9に示すフーリエ分光分析装置2と同様に、図1に示すフーリエ分光分析装置1に光源50及び合波光学系60を追加した構成である。本実施形態のフーリエ分光分析装置3も、図9に示すフーリエ分光分析装置2と同様に、第2波長帯域で不足する光量を補って、分析精度の向上を図るものである。
10 光源
20 干渉計
30 受光部
31,32 検出器
33 ダイクロイックミラー
34 ハーフミラー
35,36 フィルタ
40 信号処理装置
50 光源
60 合波光学系
L1 インターフェログラム
L2 光
L10 光
S1,S2 受光信号
SP 試料
WB1 第1波長帯域
WB2 第2波長帯域
Claims (8)
- 異なる周波数で強度変調された波長成分が重なった干渉光であるインターフェログラムを分析対象である試料に照射し、試料を介した光を受光して得られる受光信号に対してフーリエ変換処理を行って、前記試料を介した光のスペクトルを求めるフーリエ分光分析装置において、
前記スペクトルを求める波長帯域である第1波長帯域の波長成分と、前記第1波長帯域とは異なる第2波長帯域の波長成分とを含む光を射出する第1光源と、
前記第2波長帯域の波長成分を含む光を射出する第2光源と、
前記第1光源から射出される光から前記インターフェログラムを得る干渉計と、
前記第1光源から射出される光と前記干渉計で得られる前記インターフェログラムとの少なくとも一方に対して前記第2光源から射出される光を合波する合波光学系と、
前記試料を介した光に含まれる波長成分のうち、前記第1波長帯域の波長成分を受光して得られる第1受光信号と、前記第2波長帯域の波長成分を受光して得られる第2受光信号とを出力する受光部と、
前記第1受光信号及び前記第2受光信号を用いて、前記第1波長帯域の波長成分に重畳されている前記試料の光学特性の時間的変化に起因する雑音を除去した前記第1波長帯域の波長成分のスペクトルを求める処理を行う信号処理装置と、
を備えるフーリエ分光分析装置。 - 前記合波光学系は、前記干渉計と前記試料との間に設けられ、前記干渉計で得られる前記インターフェログラムに対して前記第2光源から射出される光を合波する、請求項1記載のフーリエ分光分析装置。
- 前記合波光学系は、前記第1光源と前記干渉計との間に設けられ、前記第1光源から射出される光に対して前記第2光源から射出される光を合波する、請求項1記載のフーリエ分光分析装置。
- 前記受光部は、前記第1波長帯域及び前記第2波長帯域を含む第3波長帯域の波長成分を受光可能な第1検出器と、
前記第3波長帯域の波長成分を受光可能な第2検出器と、
前記試料を介した光を、前記第1検出器に入射する前記第1波長帯域の波長成分と、前記第2検出器に入射する前記第2波長帯域の波長成分とに分岐する分岐部と、
を備える請求項1から請求項3の何れか一項に記載のフーリエ分光分析装置。 - 前記分岐部は、前記第1波長帯域の波長成分を反射又は透過させ、前記第2波長帯域の波長成分を透過又は反射させるダイクロイックミラーを備える、請求項4記載のフーリエ分光分析装置。
- 前記分岐部は、前記試料を介した光を、前記第1検出器に向かう第1光と前記第2検出器に向かう第2光とに分岐するハーフミラーと、
前記第1光に含まれる波長成分から前記第1波長帯域の波長成分を抽出して前記第1検出器に入射させる第1フィルタと、
前記第2光に含まれる波長成分から前記第2波長帯域の波長成分を抽出して前記第2検出器に入射させる第2フィルタと、
を備える請求項4記載のフーリエ分光分析装置。 - 前記受光部は、前記第2波長帯域の波長成分よりも前記第1波長帯域の波長成分に対する検出感度が相対的に高い第1検出器と、
前記第1波長帯域の波長成分よりも前記第2波長帯域の波長成分に対する検出感度が相対的に高い第2検出器と、
を備える請求項1から請求項3の何れか一項に記載のフーリエ分光分析装置。 - 前記第1検出器及び前記第2検出器は、前記試料を介した光の光路上に順に配置されている、請求項7記載のフーリエ分光分析装置。
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