JP7195540B2 - 分光測定装置、および、分光測定プログラム - Google Patents
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Description
図1は、例示的な発光・散乱スペクトルを示す図である。
図2は、積分球法を実施する分光測定装置を示す模式図である。
(1)積分球210の底面に標準拡散白色板(図示せず)を設置して、光源220からの励起光の標準拡散白板に照射することにより、積分球210内で均一化された励起光のスペクトルを分光手段230で測定する。
(2)積分球210の底面に被測定蛍光体240を設置して、励起光を被測定蛍光体240に照射することにより、励起光の一部は反射され、励起光の一部は蛍光体に吸収されて波長変換される。
(3)反射された励起光(散乱光)と波長変換された蛍光との混合光が積分球210内で均一化されたスペクトルを分光手段230で測定する。
(4)フォトン数の測定値を用いて、式(1b)で内部量子効率を計算する。
前記データ解析手段は、前記被験物質の求めるべき光学特性として、外部量子効率、吸収率、反射率および内部量子効率からなる群から少なくとも1つ選択し、かつ、前記標準物質の値付けされた前記光学特性のうち使用する光学特性を選択する、選択手段と、前記標準物質の前記波長スペクトルおよび前記被験物質の前記波長スペクトルのそれぞれからフォトン数を算出するフォトン数算出手段であって、前記標準物質および前記被験物質の散乱フォトン数、および/または、前記標準物質および前記被験物質の発光フォトン数を算出する、フォトン数算出手段と、前記選択された前記標準物質の値付けされた光学特性、および、前記算出された発光フォトン数および/または散乱フォトン数を用いて、前記被験物質の前記選択された光学特性を算出する光学特性算出手段とをさらに備えてもよい。
前記選択手段は、前記被験物質の求めるべき光学特性として外部量子効率(ηext-sam)を選択し、かつ、前記標準物質の値付けされた光学特性として外部量子効率(ηext-ref)、または、吸収率(Aref)または反射率(Rref)と内部量子効率(ηint-ref)との組み合わせを選択し、前記フォトン数算出手段は、前記標準試料の前記波長スペクトルから前記標準試料の発光フォトン数(Nref-em)を算出し、前記被験物質の前記波長スペクトルから前記被験物質の発光フォトン数(Nsam-em)を算出し、前記光学特性算出手段は、前記標準物質の値付けされた光学特性が外部量子効率である場合には式(1)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が吸収率と内部量子効率との組み合わせの場合には式(2)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が反射率と内部量子効率との組み合わせの場合には式(3)を実行し、前記被験物質の外部量子効率(ηext-sam)を算出してもよい。
ηext-sam=ηext-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(1)
ηext-sam=Aref×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(2)
ηext-sam=(1-Rref)×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(3)
前記選択手段は、前記被験物質の求めるべき光学特性として吸収率(Asam)を選択し、かつ、前記標準物質の値付けされた光学特性として反射率(Rsam)または吸収率(Aref)を選択し、前記フォトン数算出手段は、前記標準物質の前記波長スペクトルから前記標準物質の散乱フォトン数(Nref-scatt)を算出し、前記被験物質の前記波長スペクトルから前記被験物質の散乱フォトン数(Nsam-scatt)を算出し、前記光学特性算出手段は、前記標準物質の値付けされた光学特性が反射率である場合には式(4)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が吸収率である場合には式(5)を実行し、前記被験物質の反射率(Rsam)を算出し、前記被験物質の反射率を用いて式(6)を実行し、前記被験物質の吸収率(Asam)を算出してもよい。
Rsam=Rref×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(4)
Rsam=(1-Aref)×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(5)
Asam=1-Rsam・・・(6)
前記選択手段は、前記被験物質の求めるべき光学特性として内部量子効率(ηint-sam)を選択し、かつ、標準物質の値付けされた光学特性として外部量子効率(ηext-ref)と吸収率(Aref)または反射率(Rref)との組み合わせ、または、吸収率(Aref)または反射率(Rref)と内部量子効率(ηint-ref)との組み合わせを選択し、前記フォトン数算出手段は、前記標準物質の前記波長スペクトルから前記標準物質の発光フォトン数(Nref-em)および散乱フォトン数(Nref-scatt)を算出し、前記被験物質の前記波長スペクトルから前記被験物質の発光フォトン数(Nsam-em)および散乱フォトン数(Nsam-scatt)を算出し、前記光学特性算出手段は、前記標準物質の値付けされた光学特性が外部量子効率である場合には式(1)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が吸収率と内部量子効率との組み合わせの場合には式(2)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が反射率と内部量子効率との組み合わせの場合には式(3)を実行し、前記被験物質の外部量子効率(ηext-sam)を算出し、前記標準物質の値付けされた光学特性が反射率である場合には式(4)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が吸収率である場合には式(5)を実行し、前記被験物質の反射率(Rsam)を算出し、前記被験物質の反射率を用いて式(6)を実行し、前記被験物質の吸収率(Asam)を算出し、被験物質の吸収率(Asam)を用いて式(7)を実行し、前記被験物質の内部量子効率(ηint-sam)を算出してもよい。
ηext-sam=ηext-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(1)
ηext-sam=Aref×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(2)
ηext-sam=(1-Rref)×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(3)
Rsam=Rref×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(4)
Rsam=(1-Aref)×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(5)
Asam=1-Rsam・・・(6)
ηint-sam=ηext-sam/Asam・・・(7)
前記光源は、水銀ランプ、重水素ランプ、キセノンランプおよびハロゲンランプからなる群から1つ選択されたランプと、前記選択されたランプからの光を分光する分光器とを備えてもよい。
前記分光手段は、前記励起光の反射波長および前記試料が波長変換した波長を含む波長域の波長スペクトルを取得してもよい。
前記試料は、粉末状の蛍光体であってもよい。
前記標準物質は、βサイアロン緑色蛍光体、αサイアロン橙色蛍光体およびCASN赤色蛍光体からなる群から選択されてもよい。
積分球をさらに備え、前記積分球内に前記試料が配置されてもよい。
本発明による分光測定プログラムは、試料に励起光を照射する光源と、前記励起光によって照射された前記試料が発する光の波長スペクトルを取得する分光手段とを備える分光測定装置に適用され、前記試料として光学特性が値付けされている標準物質を前記光源からの励起光で励起させた際に、前記分光手段で取得した前記励起光に起因する前記標準物質からの光の波長スペクトルと、前記試料として被験物質を前記光源からの励起光で励起させた際に、前記分光手段で取得した前記励起光に起因する前記被験物質からの被測定光の波長スペクトルとを用いて、前記被験物質の計測値のデータ解析処理をコンピュータに実行させ、これにより上記課題を解決する。
前記データ解析処理として、前記被験物質の求めるべき光学特性として、外部量子効率、吸収率、反射率および内部量子効率からなる群から少なくとも1つ選択し、かつ、前記標準物質の値付けされた前記光学特性のうち使用する光学特性を選択する、選択処理と、前記標準物質の前記波長スペクトルおよび前記被験物質の前記波長スペクトルのそれぞれからフォトン数を算出するフォトン数算出手段であって、前記標準物質および前記被験物質の散乱フォトン数、および/または、前記標準物質および前記被験物質の発光フォトン数を算出する、フォトン数算出処理と、前記選択された前記標準物質の値付けされた光学特性、および、前記算出された発光フォトン数および/または散乱フォトン数を用いて、前記被験物質の前記選択された光学特性を算出する光学特性算出処理とをコンピュータに実行させてもよい。
前記選択処理は、前記被験物質の求めるべき光学特性として外部量子効率(ηext-sam)を選択し、かつ、前記標準物質の値付けされた光学特性として外部量子効率(ηext-ref)、または、吸収率(Aref)または反射率(Rref)と内部量子効率(ηint-ref)との組み合わせを選択し、前記フォトン数算出処理は、前記標準試料の前記波長スペクトルから前記標準試料の発光フォトン数(Nref-em)を算出し、前記被験物質の前記波長スペクトルから前記被験物質の発光フォトン数(Nsam-em)を算出し、前記光学特性算出処理は、前記標準物質の値付けされた光学特性が外部量子効率である場合には式(1)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が吸収率と内部量子効率との組み合わせの場合には式(2)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が反射率と内部量子効率との組み合わせの場合には式(3)を実行し、前記被験物質の外部量子効率(ηext-sam)を算出してもよい。
ηext-sam=ηext-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(1)
ηext-sam=Aref×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(2)
ηext-sam=(1-Rref)×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(3)
前記選択処理は、前記被験物質の求めるべき光学特性として吸収率(Asam)を選択し、かつ、前記標準物質の値付けされた光学特性として反射率(Rsam)または吸収率(Aref)を選択し、前記フォトン数算出処理は、前記標準物質の前記波長スペクトルから前記標準物質の散乱フォトン数(Nref-scatt)を算出し、前記被験物質の前記波長スペクトルから前記被験物質の散乱フォトン数(Nsam-scatt)を算出し、前記光学特性算出処理は、前記標準物質の値付けされた光学特性が反射率である場合には式(4)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が吸収率である場合には式(5)を実行し、前記被験物質の反射率(Rsam)を算出し、前記被験物質の反射率を用いて式(6)を実行し、前記被験物質の吸収率(Asam)を算出してもよい。
Rsam=Rref×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(4)
Rsam=(1-Aref)×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(5)
Asam=1-Rsam・・・(6)
前記選択処理は、前記被験物質の求めるべき光学特性として内部量子効率(ηint-sam)を選択し、かつ、標準物質の値付けされた光学特性として外部量子効率(ηext-ref)と吸収率(Aref)または反射率(Rref)との組み合わせ、または、吸収率(Aref)または反射率(Rref)と内部量子効率(ηint-ref)との組み合わせを選択し、前記フォトン数算出処理は、前記標準物質の前記波長スペクトルから前記標準物質の発光フォトン数(Nref-em)および散乱フォトン数(Nref-scatt)を算出し、前記被験物質の前記波長スペクトルから前記被験物質の発光フォトン数(Nsam-em)および散乱フォトン数(Nsam-scatt)を算出し、前記光学特性算出処理は、前記標準物質の値付けされた光学特性が外部量子効率である場合には式(1)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が吸収率と内部量子効率との組み合わせの場合には式(2)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が反射率と内部量子効率との組み合わせの場合には式(3)を実行し、前記被験物質の外部量子効率(ηext-sam)を算出し、前記標準物質の値付けされた光学特性が反射率である場合には式(4)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が吸収率である場合には式(5)を実行し、前記被験物質の反射率(Rsam)を算出し、前記被験物質の反射率を用いて式(6)を実行し、前記被験物質の吸収率(Asam)を算出し、被験物質の吸収率(Asam)を用いて式(7)を実行し、前記被験物質の内部量子効率(ηint-sam)を算出してもよい。
ηext-sam=ηext-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(1)
ηext-sam=Aref×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(2)
ηext-sam=(1-Rref)×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(3)
Rsam=Rref×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(4)
Rsam=(1-Aref)×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(5)
Asam=1-Rsam・・・(6)
ηint-sam=ηext-sam/Asam・・・(7)
(実施の形態1)
実施の形態1では、本発明の分光測定方法を説明する。
ステップS320:対象とする被験物質を、ステップS310で用いた光源からの励起光で励起させ、ステップS310で用いた分光手段を用いて、励起光に起因する被験物質からの被測定光の波長スペクトルを取得する。
ステップS330:ステップS310で得られた標準物質の波長スペクトルと、ステップS320で得られた被験物質の波長スペクトルを用いて、被験物質の計測値をデータ解析する。本願明細書において「被験物質の計測値のデータ解析」とは、上述の被験物質の波長スペクトルを用いて、被験物質の外部量子効率、内部量子効率、吸収率等の光学特性を算出することを意図する。
まず、標準物質とは、外部量子効率、内部量子効率、吸収率および反射率からなる群から少なくとも1つ選択される光学特性が値付けされていればよい。このような光学特性の値付けは、例えば、非特許文献2に示す装置によって行われる。
Ni=Wi×λi/(h×c)
ここで、hはプランク定数であり、cは光速である。波長全体のフォトン数Nは、i全体(1番目からz番目)を合計すればよく、次式で表される。
N=ΣWi×λi/(h×c)
(被験物質の外部量子効率)
図5は、被験物質の外部量子効率を算出するフローチャートである。
ここでも、被験物質の外部量子効率の算出は、ステップS330の具体的なフローであり、ステップS320に続いて行われる。
ηext-sam=ηext-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(1)
ηext-sam=Aref×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(2)
ηext-sam=(1-Rref)×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(3)
図6は、被験物質の吸収率を算出するフローチャートである。
ここでも、被験物質の吸収率の算出は、ステップS330の具体的なフローであり、ステップS320に続いて行われる。
Rsam=Rref×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(4)
Rsam=(1-Aref)×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(5)
Asam=1-Rsam・・・(6)
図7は、被験物質の内部量子効率を算出するフローチャートである。
ここでも、被験物質の内部量子効率の算出は、ステップS330の具体的なフローであり、ステップS320に続いて行われる。
ηext-sam=ηext-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(1)
ηext-sam=Aref×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(2)
ηext-sam=(1-Rref)×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(3)
Rsam=Rref×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(4)
Rsam=(1-Aref)×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(5)
Asam=1-Rsam・・・(6)
ηint-sam=ηext-sam/Asam・・・(7)
実施の形態2では、実施の形態1で説明した分光測定方法を実施する分光測定装置を説明する。
Ni=Wi×λi/(h×c)
ここで、hはプランク定数であり、cは光速である。波長全体のフォトン数Nは、i全体(1番目からz番目)を合計すればよく、次式で表される。
N=ΣWi×λi/(h×c)
選択部910が、被験物質の求めるべき光学特性として外部量子効率(ηext-sam)を選択し、かつ、標準物質の値付けされた光学特性として外部量子効率(ηext-ref)、または、吸収率(Aref)または反射率(Rref)と内部量子効率(ηint-ref)との組み合わせを選択する。
ηext-sam=ηext-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(1)
ηext-sam=Aref×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(2)
ηext-sam=(1-Rref)×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(3)
選択部910は、被験物質の求めるべき光学特性として吸収率(Asam)を選択し、かつ、標準物質の値付けされた光学特性として反射率(Rsam)または吸収率(Aref)を選択する。
Rsam=Rref×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(4)
Rsam=(1-Aref)×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(5)
Asam=1-Rsam・・・(6)
選択部910は、被験物質の求めるべき光学特性として内部量子効率(ηint-sam)を選択し、かつ、標準物質の値付けされた光学特性として外部量子効率(ηext-ref)と吸収率(Aref)または反射率(Rref)との組み合わせ、または、吸収率(Aref)または反射率(Rref)と内部量子効率(ηint-ref)との組み合わせを選択する。
ηext-sam=ηext-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(1)
ηext-sam=Aref×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(2)
ηext-sam=(1-Rref)×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(3)
Rsam=Rref×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(4)
Rsam=(1-Aref)×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(5)
Asam=1-Rsam・・・(6)
ηint-sam=ηext-sam/Asam・・・(7)
まず、標準蛍光体(標準物質)の値付けを行った。図10に示す光学系を用いて3つの粉体状蛍光体試料の発光スペクトルを測定する。
試料A=βサイアロン緑色蛍光体
試料B=αサイアロン橙色蛍光体
試料C=CASN赤色蛍光体
実施例1では、被験物質として試料Aを用い、標準物質として試料Bおよび試料Cを用い、本発明の方法を用いて、被験物質(ここでは、試料A)の外部量子効率、吸収率および内部量子効率を算出した。
図12は、試料Bの散乱および発光スペクトルを示す図である。
図13は、試料Cの散乱および発光スペクトルを示す図である。
W=N・h・c/λ
hはプランク定数であり、cは光速であり、λは波長である。散乱フォトン数の算出では、λを385nm~425nmに設定し、発光スペクトルの算出では、λを480nm~800nmに設定した。このようにして得られた試料A~試料Cの散乱フォトン数および発光フォトン数を表2に示す。
被験物質である試料Aの求めるべき光学特性として外部量子効率(ηext-sam)を選択し、標準物質である試料Bおよび試料Cの値付けされた光学特性として外部量子効率(ηext-ref)を選択した(図5のステップS510)。先に算出した試料A~試料Cの発光フォトン数(Nsam-em/Nref-em)(図5のステップS520)および表1で示す試料Bおよび試料Cの外部量子効率をそれぞれ式(1)に適用し、試料Aの外部量子効率を算出した(図5のステップS530)。
ηext-sam=ηext-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(1)
被験物質である試料Aの求めるべき光学特性として吸収率(Asam)を選択し、標準物質である試料Bおよび試料Cの値付けされた光学特性として反射率(Rref)を選択した(図6のステップS610)。先に算出した試料A~試料Cの散乱フォトン数(Nsam-scatt/Nref-scatt)(図6のステップS620)および表1で示す試料Bおよび試料Cの吸収率をそれぞれ式(5)に適用し、試料Aの反射率(Rref)を算出した。次いで、試料Aの反射率を式(6)に適用し、試料Aの吸収率を算出した(図6のステップS630)。
Rsam=(1-Aref)×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(5)
Asam=1-Rsam・・・(6)
被験物質である試料Aの求めるべき光学特性として内部量子効率(ηint-sam)を選択し、標準物質である試料Bおよび試料Cの値付けされた光学特性として外部量子効率(ηext-ref)と吸収率(Aref)との組み合わせを選択した(図7のステップS710)。先に算出した試料A~試料Cの散乱フォトン数(Nsam-scatt/Nref-scatt)および発光フォトン数(Nsam-em/Nref-em)(図7のステップS720)と表1で示す試料Bおよび試料Cの外部量子効率および吸収率とを用いて、式(1)、式(5)および式(6)から試料Aの外部量子効率(ηext-sam)および吸収率(Asam)を算出した。次いで、試料Aの外部量子効率および吸収率を式(7)に適用し、試料Aの内部量子効率を算出した(図7のステップS730)。
Rsam=(1-Aref)×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(5)
Asam=1-Rsam・・・(6)
ηint-sam=ηext-sam/Asam・・・(7)
[比較例1]
比較例1では、被験物質として試料Aを用い、従来の方法(式(1a)~(1c))を用いて、試料Aの外部量子効率、吸収率および内部量子効率を算出した。図8に示す分光測定装置を用い、測定条件は実施例1と同様であった。ただし、データ解析装置870を使用せず、従来の方法を用いた。ここでも、励起光の散乱強度は標準白色試料の拡散反射率で除された値を使用した。
実施例2では、被験物質として試料Bを用い、標準物質として試料Aおよび試料Cを用い、本発明の方法を用いて、被験物質(ここでは、試料B)の外部量子効率、吸収率および内部量子効率を算出した。被験物質が試料Bとなり、標準物質が試料Aおよび試料Cとなった以外は、実施例1と同様の手順で試料Bの外部量子効率、吸収率および内部量子効率を算出した。算出した結果を表4および図15に示す。
比較例2では、被験物質として試料Bを用い、従来の方法(式(1a)~(1c))を用いて、比較例1と同様にして、試料Bの外部量子効率、吸収率および内部量子効率を算出した。得られた試料Bの外部量子効率、吸収率および内部量子効率の値を表4および図15に示す。
実施例3では、被験物質として試料Cを用い、標準物質として試料Aおよび試料Bを用い、本発明の方法を用いて、被験物質(ここでは、試料C)の外部量子効率、吸収率および内部量子効率を算出した。被験物質が試料Cとなり、標準物質が試料Aおよび試料Bとなった以外は、実施例1と同様の手順で試料Bの外部量子効率、吸収率および内部量子効率を算出した。算出した結果を表5および図16に示す。
比較例3では、被験物質として試料Cを用い、従来の方法(式(1a)~(1c))を用いて、比較例1と同様にして、試料Cの外部量子効率、吸収率および内部量子効率を算出した。得られた試料Cの外部量子効率、吸収率および内部量子効率の値を表5および図16に示す。
表3~表5には、実施例および比較例による結果に加えて、表1に示した試料A~試料Cの値付けされた絶対値(絶対測定値)も併せて示す。
図15は、実施例2による標準物質として試料Aおよび試料Cをそれぞれ用いて求めた試料Bの光学特性と比較例2による試料Bの光学特性との比較を示す図である。
図16は、実施例3による標準物質として試料Aおよび試料Bをそれぞれ用いて求めた試料Cの光学特性と比較例3による試料Cの光学特性との比較を示す図である。
810 試料
820 励起光
830 光源
840、850 光
860 分光装置
870 データ解析装置
910 選択部
920 フォトン数算出部
930 光学特性算出部
940 データ入力部
950 データ出力部
960 表示装置
Claims (13)
- 試料に励起光を照射する光源と、
前記励起光の照射によって前記試料が発する光の波長スペクトルを取得する分光手段と、
前記波長スペクトルに対してデータ解析を行うデータ解析手段と
を備えた分光測定装置であって、
前記データ解析手段は、前記試料として光学特性が値付けされている標準物質を前記光源からの励起光で励起させた際に、前記分光手段で取得した前記励起光に起因する前記標準物質からの光の波長スペクトルと、前記試料として被験物質を前記光源からの励起光で励起させた際に、前記分光手段で取得した前記励起光に起因する前記被験物質からの被測定光の波長スペクトルとを用いて、前記被験物質の計測値をデータ解析し、
前記データ解析手段は、
前記被験物質の求めるべき光学特性として、外部量子効率、吸収率、反射率および内部量子効率からなる群から少なくとも1つ選択し、かつ、前記標準物質の値付けされた前記光学特性のうち使用する光学特性を選択する、選択手段と、
前記標準物質の前記波長スペクトルおよび前記被験物質の前記波長スペクトルのそれぞれからフォトン数を算出するフォトン数算出手段であって、前記標準物質および前記被験物質の散乱フォトン数、および/または、前記標準物質および前記被験物質の発光フォトン数を算出する、フォトン数算出手段と、
前記選択された前記標準物質の値付けされた光学特性、および、前記算出された発光フォトン数および/または散乱フォトン数を用いて、前記被験物質の前記選択された光学特性を算出する光学特性算出手段と
をさらに備える、分光測定装置。 - 前記選択手段は、前記被験物質の求めるべき光学特性として外部量子効率(ηext-sam)を選択し、かつ、前記標準物質の値付けされた光学特性として外部量子効率(ηext-ref)、または、吸収率(Aref)または反射率(Rref)と内部量子効率(ηint-ref)との組み合わせを選択し、
前記フォトン数算出手段は、
前記標準物質の前記波長スペクトルから前記標準物質の発光フォトン数(Nref-em)を算出し、
前記被験物質の前記波長スペクトルから前記被験物質の発光フォトン数(Nsam-em)を算出し、
前記光学特性算出手段は、前記標準物質の値付けされた光学特性が外部量子効率である場合には式(1)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が吸収率と内部量子効率との組み合わせの場合には式(2)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が反射率と内部量子効率との組み合わせの場合には式(3)を実行し、前記被験物質の外部量子効率(ηext-sam)を算出する、請求項1に記載の分光測定装置。
ηext-sam=ηext-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(1)
ηext-sam=Aref×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(2)
ηext-sam=(1-Rref)×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(3) - 前記選択手段は、前記被験物質の求めるべき光学特性として吸収率(Asam)を選択し、かつ、前記標準物質の値付けされた光学特性として反射率(Rsam)または吸収率(Aref)を選択し、
前記フォトン数算出手段は、
前記標準物質の前記波長スペクトルから前記標準物質の散乱フォトン数(Nref-scatt)を算出し、
前記被験物質の前記波長スペクトルから前記被験物質の散乱フォトン数(Nsam-scatt)を算出し、
前記光学特性算出手段は、
前記標準物質の値付けされた光学特性が反射率である場合には式(4)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が吸収率である場合には式(5)を実行し、前記被験物質の反射率(Rsam)を算出し、
前記被験物質の反射率を用いて式(6)を実行し、前記被験物質の吸収率(Asam)を算出する、請求項1に記載の分光測定装置。
Rsam=Rref×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(4)
Rsam=(1-Aref)×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(5)
Asam=1-Rsam・・・(6) - 前記選択手段は、前記被験物質の求めるべき光学特性として内部量子効率(ηint-sam)を選択し、かつ、標準物質の値付けされた光学特性として外部量子効率(ηext-ref)と吸収率(Aref)または反射率(Rref)との組み合わせ、または、吸収率(Aref)または反射率(Rref)と内部量子効率(ηint-ref)との組み合わせを選択し、
前記フォトン数算出手段は、
前記標準物質の前記波長スペクトルから前記標準物質の発光フォトン数(Nref-em)および散乱フォトン数(Nref-scatt)を算出し、
前記被験物質の前記波長スペクトルから前記被験物質の発光フォトン数(Nsam-em)および散乱フォトン数(Nsam-scatt)を算出し、
前記光学特性算出手段は、
前記標準物質の値付けされた光学特性が外部量子効率である場合には式(1)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が吸収率と内部量子効率との組み合わせの場合には式(2)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が反射率と内部量子効率との組み合わせの場合には式(3)を実行し、前記被験物質の外部量子効率(ηext-sam)を算出し、
前記標準物質の値付けされた光学特性が反射率である場合には式(4)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が吸収率である場合には式(5)を実行し、前記被験物質の反射率(Rsam)を算出し、
前記被験物質の反射率を用いて式(6)を実行し、前記被験物質の吸収率(Asam)を算出し、
被験物質の吸収率(Asam)を用いて式(7)を実行し、前記被験物質の内部量子効率(ηint-sam)を算出する、請求項1に記載の分光測定装置。
ηext-sam=ηext-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(1)
ηext-sam=Aref×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(2)
ηext-sam=(1-Rref)×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(3)
Rsam=Rref×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(4)
Rsam=(1-Aref)×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(5)
Asam=1-Rsam・・・(6)
ηint-sam=ηext-sam/Asam・・・(7) - 前記光源は、水銀ランプ、重水素ランプ、キセノンランプおよびハロゲンランプからなる群から1つ選択されたランプと、前記選択されたランプからの光を分光する分光器とを備える、請求項1~4のいずれかに記載の分光測定装置。
- 前記分光手段は、前記励起光の反射波長および前記試料が波長変換した波長を含む波長域の波長スペクトルを取得する、請求項1~5のいずれかに記載の分光測定装置。
- 前記試料は、粉末状の蛍光体である、請求項1~6のいずれかに記載の分光測定装置。
- 前記標準物質は、βサイアロン緑色蛍光体、αサイアロン橙色蛍光体およびCASN赤色蛍光体からなる群から選択される、請求項1~7のいずれかに記載の分光測定装置。
- 積分球をさらに備え、前記積分球内に前記試料が配置される、請求項1~8のいずれかに記載の分光測定装置。
- 試料に励起光を照射する光源と、前記励起光の照射によって前記試料が発する光の波長スペクトルを取得する分光手段とを備える分光測定装置に適用され、
前記試料として光学特性が値付けされている標準物質を前記光源からの励起光で励起させた際に、前記分光手段で取得した前記励起光に起因する前記標準物質からの光の波長スペクトルと、前記試料として被験物質を前記光源からの励起光で励起させた際に、前記分光手段で取得した前記励起光に起因する前記被験物質からの被測定光の波長スペクトルとを用いて、前記被験物質の計測値のデータ解析処理をコンピュータに実行させるための分光測定プログラムであって、
前記データ解析処理として、
前記被験物質の求めるべき光学特性として、外部量子効率、吸収率、反射率および内部量子効率からなる群から少なくとも1つ選択し、かつ、前記標準物質の値付けされた前記光学特性のうち使用する光学特性を選択する、選択処理と、
前記標準物質の前記波長スペクトルおよび前記被験物質の前記波長スペクトルのそれぞれからフォトン数を算出するフォトン数算出手段であって、前記標準物質および前記被験物質の散乱フォトン数、および/または、前記標準物質および前記被験物質の発光フォトン数を算出する、フォトン数算出処理と、
前記選択された前記標準物質の値付けされた光学特性、および、前記算出された発光フォトン数および/または散乱フォトン数を用いて、前記被験物質の前記選択された光学特性を算出する光学特性算出処理と
をコンピュータに実行させる、分光測定プログラム。 - 前記選択処理は、前記被験物質の求めるべき光学特性として外部量子効率(ηext-sam)を選択し、かつ、前記標準物質の値付けされた光学特性として外部量子効率(ηext-ref)、または、吸収率(Aref)または反射率(Rref)と内部量子効率(ηint-ref)との組み合わせを選択し、
前記フォトン数算出処理は、
前記標準物質の前記波長スペクトルから前記標準物質の発光フォトン数(Nref-em)を算出し、
前記被験物質の前記波長スペクトルから前記被験物質の発光フォトン数(Nsam-em)を算出し、
前記光学特性算出処理は、前記標準物質の値付けされた光学特性が外部量子効率である場合には式(1)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が吸収率と内部量子効率との組み合わせの場合には式(2)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が反射率と内部量子効率との組み合わせの場合には式(3)を実行し、前記被験物質の外部量子効率(ηext-sam)を算出する、請求項10に記載の分光測定プログラム。
ηext-sam=ηext-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(1)
ηext-sam=Aref×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(2)
ηext-sam=(1-Rref)×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(3) - 前記選択処理は、前記被験物質の求めるべき光学特性として吸収率(Asam)を選択し、かつ、前記標準物質の値付けされた光学特性として反射率(Rsam)または吸収率(Aref)を選択し、
前記フォトン数算出処理は、
前記標準物質の前記波長スペクトルから前記標準物質の散乱フォトン数(Nref-scatt)を算出し、
前記被験物質の前記波長スペクトルから前記被験物質の散乱フォトン数(Nsam-scatt)を算出し、
前記光学特性算出処理は、
前記標準物質の値付けされた光学特性が反射率である場合には式(4)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が吸収率である場合には式(5)を実行し、前記被験物質の反射率(Rsam)を算出し、
前記被験物質の反射率を用いて式(6)を実行し、前記被験物質の吸収率(Asam)を算出する、請求項10に記載の分光測定プログラム。
Rsam=Rref×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(4)
Rsam=(1-Aref)×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(5)
Asam=1-Rsam・・・(6) - 前記選択処理は、前記被験物質の求めるべき光学特性として内部量子効率(ηint-sam)を選択し、かつ、標準物質の値付けされた光学特性として外部量子効率(ηext-ref)と吸収率(Aref)または反射率(Rref)との組み合わせ、または、吸収率(Aref)または反射率(Rref)と内部量子効率(ηint-ref)との組み合わせを選択し、
前記フォトン数算出処理は、
前記標準物質の前記波長スペクトルから前記標準物質の発光フォトン数(Nref-em)および散乱フォトン数(Nref-scatt)を算出し、
前記被験物質の前記波長スペクトルから前記被験物質の発光フォトン数(Nsam-em)および散乱フォトン数(Nsam-scatt)を算出し、
前記光学特性算出処理は、
前記標準物質の値付けされた光学特性が外部量子効率である場合には式(1)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が吸収率と内部量子効率との組み合わせの場合には式(2)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が反射率と内部量子効率との組み合わせの場合には式(3)を実行し、前記被験物質の外部量子効率(ηext-sam)を算出し、
前記標準物質の値付けされた光学特性が反射率である場合には式(4)を、前記標準物質の値付けされた光学特性が吸収率である場合には式(5)を実行し、前記被験物質の反射率(Rsam)を算出し、
前記被験物質の反射率を用いて式(6)を実行し、前記被験物質の吸収率(Asam)を算出し、
被験物質の吸収率(Asam)を用いて式(7)を実行し、前記被験物質の内部量子効率(ηint-sam)を算出する、請求項10に記載の分光測定プログラム。
ηext-sam=ηext-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(1)
ηext-sam=Aref×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(2)
ηext-sam=(1-Rref)×ηint-ref×(Nsam-em/Nref-em)・・・(3)
Rsam=Rref×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(4)
Rsam=(1-Aref)×(Nsam-scatt/Nref-scatt)・・・(5)
Asam=1-Rsam・・・(6)
ηint-sam=ηext-sam/Asam・・・(7)
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