JPH029290B2 - - Google Patents
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- JPH029290B2 JPH029290B2 JP56046195A JP4619581A JPH029290B2 JP H029290 B2 JPH029290 B2 JP H029290B2 JP 56046195 A JP56046195 A JP 56046195A JP 4619581 A JP4619581 A JP 4619581A JP H029290 B2 JPH029290 B2 JP H029290B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光の断続的照射に際して発生する音の
強度を波長の関数として測定する光音響スペクト
ルの測定装置に係り、特に各波長での音の強度を
並列的に測定する光音響スペクトルの測定装置に
関するものである。
強度を波長の関数として測定する光音響スペクト
ルの測定装置に係り、特に各波長での音の強度を
並列的に測定する光音響スペクトルの測定装置に
関するものである。
一般に物質に光を照射すると、照射した光エネ
ルギーの一部は物質により吸収され、この吸収さ
れた光エネルギーの一部は熱エネルギーに変換さ
れる。この変換された熱エネルギーは物質の周囲
の雰囲気ガス又は液体の圧力を増大させることに
なるからこの圧力の変化を検出することによつて
物質の性質を分析することが可能となる。一定の
周波数で照射する光を断続的にしや断すると、圧
力変化は同一周波数でくり返されこれは音波とし
て伝ぱんされる。音波は通常圧力信号を電流信号
又は電圧信号に変換するマイクロホン、PZT素
子などを用いてその強度が測定されるが、この光
→熱→圧力→電気信号の変換を行い物質の検出、
定量を行う、手段を従来光音響検出器あるいは光
音響分析器と呼び特開昭55−37908、特開昭55−
37909、特開昭55−37910、特開昭55−37911、特
開昭55−37912、特開昭55−48637、特開昭55−
50142、特開昭55−48638、特開昭55−48639、特
開昭55−48641などにその例を見ることが出来る。
ルギーの一部は物質により吸収され、この吸収さ
れた光エネルギーの一部は熱エネルギーに変換さ
れる。この変換された熱エネルギーは物質の周囲
の雰囲気ガス又は液体の圧力を増大させることに
なるからこの圧力の変化を検出することによつて
物質の性質を分析することが可能となる。一定の
周波数で照射する光を断続的にしや断すると、圧
力変化は同一周波数でくり返されこれは音波とし
て伝ぱんされる。音波は通常圧力信号を電流信号
又は電圧信号に変換するマイクロホン、PZT素
子などを用いてその強度が測定されるが、この光
→熱→圧力→電気信号の変換を行い物質の検出、
定量を行う、手段を従来光音響検出器あるいは光
音響分析器と呼び特開昭55−37908、特開昭55−
37909、特開昭55−37910、特開昭55−37911、特
開昭55−37912、特開昭55−48637、特開昭55−
50142、特開昭55−48638、特開昭55−48639、特
開昭55−48641などにその例を見ることが出来る。
またこの現象そのものの発見はＡ、Ｇ、Bellに
よつて発見され数々の実用的な応用も報告されて
いる。−（Ortics Nows Vol6，No1PP8−16
（1980）） これらの光音響効果の応用のうち、特に照射す
る光として分光された単色光を用い種々の波長の
光に対する音波強度を測定し、音の信号強度を波
長の関数として、表現したのが光音響スペクトル
であり、既に光源と波長走査型分光器と、前述光
音響検出器を組み合わせた装置が光音響スペクト
ル測定装置として生化学分野などでは有効に利用
されている。しかしながら前記の光→熱→圧力→
電気信号の変換効率は本質的に極めて悪く実用上
差しつかえのないだけのＳ／Ｎを得るには、従来
の波長走査による方法においては1KWのキセノ
ンランプに代表されるような大出力光源が必要と
なつていた。また測定には長時間を要し、生体の
時間的変化の監視などの目的には用いることが出
来なかつた。
よつて発見され数々の実用的な応用も報告されて
いる。−（Ortics Nows Vol6，No1PP8−16
（1980）） これらの光音響効果の応用のうち、特に照射す
る光として分光された単色光を用い種々の波長の
光に対する音波強度を測定し、音の信号強度を波
長の関数として、表現したのが光音響スペクトル
であり、既に光源と波長走査型分光器と、前述光
音響検出器を組み合わせた装置が光音響スペクト
ル測定装置として生化学分野などでは有効に利用
されている。しかしながら前記の光→熱→圧力→
電気信号の変換効率は本質的に極めて悪く実用上
差しつかえのないだけのＳ／Ｎを得るには、従来
の波長走査による方法においては1KWのキセノ
ンランプに代表されるような大出力光源が必要と
なつていた。また測定には長時間を要し、生体の
時間的変化の監視などの目的には用いることが出
来なかつた。
このＳ／Ｎ比の悪さに起因する測定上の不都合
を解消する為、フーリエ変換型の赤外線分光器で
用いられるような相互に干渉させた光を用い、干
渉での光路差を走査してインターフエログラムに
対応するデータを得、これにフーリエ変換を施す
事によつて光音響スペクトルを得る方法が
Chemical Physics Letters、Vol68，Wo2，
3PP455〜456に報告されており、フーリエ変換型
光音響スペクトロスコピーと命名されているが、
この方法においてもインターフエログラムを走査
する必要があり、測定に長時間を要するという難
点は未だ十分には克服されていない。
を解消する為、フーリエ変換型の赤外線分光器で
用いられるような相互に干渉させた光を用い、干
渉での光路差を走査してインターフエログラムに
対応するデータを得、これにフーリエ変換を施す
事によつて光音響スペクトルを得る方法が
Chemical Physics Letters、Vol68，Wo2，
3PP455〜456に報告されており、フーリエ変換型
光音響スペクトロスコピーと命名されているが、
この方法においてもインターフエログラムを走査
する必要があり、測定に長時間を要するという難
点は未だ十分には克服されていない。
特に生体試料のような場合には光エネルギーを
照射すると生体の組織が変化したりしてしまう
為、瞬間的測定が必要とされている。
照射すると生体の組織が変化したりしてしまう
為、瞬間的測定が必要とされている。
そこで本発明の目的は波長走査やインターフエ
ログラム走査を用いることなく極めて短時間のう
ちに測定を行う事のできる光音響スペクトル測定
装置を提供することにある。
ログラム走査を用いることなく極めて短時間のう
ちに測定を行う事のできる光音響スペクトル測定
装置を提供することにある。
本発明は連続スペクトル光または複数色の線ス
ペクトル光を発する光源と、前記光源から発する
光を波長に応じて曲面または平面上の各々異なる
領域に結像させる分光光学系と、前記結像した曲
面又は平面上の各領域ごとに異なる周波数で各波
長の光を断続的に繰り返ししや断する手段と、前
記手段により分散された光を集光して各波長の光
を合成した光を試料セルに照射する光学系と、前
記光学系から照射された光の液体試料中における
光音響効果によつて生じる圧力変化を電気信号に
変換する試料セルと、前記電気信号をＡ／Ｄ変換
した後周波数スペクトルを求める事により光音響
スペクトルを得る演算系とを具備した光音響スペ
クトル測定装置である。
ペクトル光を発する光源と、前記光源から発する
光を波長に応じて曲面または平面上の各々異なる
領域に結像させる分光光学系と、前記結像した曲
面又は平面上の各領域ごとに異なる周波数で各波
長の光を断続的に繰り返ししや断する手段と、前
記手段により分散された光を集光して各波長の光
を合成した光を試料セルに照射する光学系と、前
記光学系から照射された光の液体試料中における
光音響効果によつて生じる圧力変化を電気信号に
変換する試料セルと、前記電気信号をＡ／Ｄ変換
した後周波数スペクトルを求める事により光音響
スペクトルを得る演算系とを具備した光音響スペ
クトル測定装置である。
つまり本発明はその波長に応じて異なる周波数
で断続される準単色光を合成した光を液体試料に
照射し、この液体試料における発生音波の各々の
周波数成分の強度を求めることによつて試料の光
音響スペクトルを測定出来るようにした事を特徴
としている。従つてインターフエログラムをフー
リエ変換する前述の方法とは本質的に異るもので
ある。
で断続される準単色光を合成した光を液体試料に
照射し、この液体試料における発生音波の各々の
周波数成分の強度を求めることによつて試料の光
音響スペクトルを測定出来るようにした事を特徴
としている。従つてインターフエログラムをフー
リエ変換する前述の方法とは本質的に異るもので
ある。
なお本発明において、各波長の光を領域ごとに
異なる周波数で断続的に繰り返してしや断する手
段としては、モータ等により回転する円板を同心
円によつて形成される帯状領域に分割し、この帯
状領域を円周方向に等間隔に分割して光の透過部
およびしや断部を設けた円板状チヨツパー等を用
いる事ができる。
異なる周波数で断続的に繰り返してしや断する手
段としては、モータ等により回転する円板を同心
円によつて形成される帯状領域に分割し、この帯
状領域を円周方向に等間隔に分割して光の透過部
およびしや断部を設けた円板状チヨツパー等を用
いる事ができる。
また、試料セルからの電気信号をＡ／Ｄ変換し
た後、周波数スペクトルを求める事により光音響
スペクトルを得る演算系としては、前記電気信号
を逐次Ａ／Ｄ変換を行つた後デジタルメモリーに
記録し、この内容を読み出してフーリエ変換を行
つて周波数スペクトルを求めるもの、あるいはフ
ーリエ変換を行う代りに各々異なる周波数の信号
成分のみの強度を測定出来る同調回路を複数個用
いこれらの並列的測定に周波数スペクトルを用い
るものを使用する事ができる。まず光音響スペク
トルについて説明する。入射光線の光の強度を波
長の関数としてIo（λ）、試料を透過した後のそれ
をＩ（λ）、試料中の吸光物質の吸光係数をε
（λ）、吸光物質濃度をｃ、試料の長さをｌとする
とベールの法則 Ｉ（λ）＝Io（λ）・exp（−ε（λ）・ｃ・ｌ）
……(1) すなわち logIo（λ）／Ｉ（λ）＝ε（λ）・ｃ・ｌ ……(2) が成り立つており、logIo（λ）／Ｉ（λ）はすな
わち吸収スペクトル曲線である。
た後、周波数スペクトルを求める事により光音響
スペクトルを得る演算系としては、前記電気信号
を逐次Ａ／Ｄ変換を行つた後デジタルメモリーに
記録し、この内容を読み出してフーリエ変換を行
つて周波数スペクトルを求めるもの、あるいはフ
ーリエ変換を行う代りに各々異なる周波数の信号
成分のみの強度を測定出来る同調回路を複数個用
いこれらの並列的測定に周波数スペクトルを用い
るものを使用する事ができる。まず光音響スペク
トルについて説明する。入射光線の光の強度を波
長の関数としてIo（λ）、試料を透過した後のそれ
をＩ（λ）、試料中の吸光物質の吸光係数をε
（λ）、吸光物質濃度をｃ、試料の長さをｌとする
とベールの法則 Ｉ（λ）＝Io（λ）・exp（−ε（λ）・ｃ・ｌ）
……(1) すなわち logIo（λ）／Ｉ（λ）＝ε（λ）・ｃ・ｌ ……(2) が成り立つており、logIo（λ）／Ｉ（λ）はすな
わち吸収スペクトル曲線である。
ここで実際に吸収される光の量は(1)式より
Io（λ）−Ｉ（λ）＝Io（λ）
・（１−exp（−ε（λ）・ｃ・ｌ））…(3)
であり、これはε（λ）・ｃ・ｌが十分小さい時に
は(4)式が成り立つ。
は(4)式が成り立つ。
Io（λ）−Ｉ（λ）＝Io（λ）・ε（λ）・ｃ・ｌ……
(4) 今入射する光をチヨツパー等を用いて断続つま
り変調すると変調周波数をとすれば Io（λ）−Ｉ（λ）＝exp（2π・・ｉ・ｔ） ・Io（λ）・ε（λ）・ｃ・ｌ ……(5) （i2＝−１，ｔは時間） 圧力は発生熱量に比例し、発生熱量は吸収され
た光量に比例するので圧力を時間と波長の関数と
見てＰ（λ，ｔ）とすると Ｐ（λ，ｔ）∝exp（2πit） ・Io（λ）・ε（λ）・ｃ・ｌ ……(6) 今、マイクロホン等のトランスジユーサーを用
いて圧力信号Ｐ（λ，ｔ）が電気信号Vo（λ，ｔ）
に比例するように変換を行つた後周波数の信号
のみを検出するロツクインアンプで増幅すると、
出力Ｖ（λ）は Ｖ（λ）∝Io（λ）・ε（λ）・ｃ・ｌ ……(7) となり同時に、Io（λ）を光電子増倍管で測定し
てこの値でＶ（λ）を除するとＶ（λ）／Io（λ）
∝ε（λ）・ｃ・ｌとなつて吸収スペクトルと同じ
形のものが得られる。これが光音響スペクトルで
あり従来は単色光を用い逐次波長を走査てこれを
測定していた。
(4) 今入射する光をチヨツパー等を用いて断続つま
り変調すると変調周波数をとすれば Io（λ）−Ｉ（λ）＝exp（2π・・ｉ・ｔ） ・Io（λ）・ε（λ）・ｃ・ｌ ……(5) （i2＝−１，ｔは時間） 圧力は発生熱量に比例し、発生熱量は吸収され
た光量に比例するので圧力を時間と波長の関数と
見てＰ（λ，ｔ）とすると Ｐ（λ，ｔ）∝exp（2πit） ・Io（λ）・ε（λ）・ｃ・ｌ ……(6) 今、マイクロホン等のトランスジユーサーを用
いて圧力信号Ｐ（λ，ｔ）が電気信号Vo（λ，ｔ）
に比例するように変換を行つた後周波数の信号
のみを検出するロツクインアンプで増幅すると、
出力Ｖ（λ）は Ｖ（λ）∝Io（λ）・ε（λ）・ｃ・ｌ ……(7) となり同時に、Io（λ）を光電子増倍管で測定し
てこの値でＶ（λ）を除するとＶ（λ）／Io（λ）
∝ε（λ）・ｃ・ｌとなつて吸収スペクトルと同じ
形のものが得られる。これが光音響スペクトルで
あり従来は単色光を用い逐次波長を走査てこれを
測定していた。
これに対して本発明の場合には入射光の変調周
波数が波長に応じて異る合成を用いる。すなわち
(5)式のに代えて波長の関数（λ）を用いると
各波長について Io（λ）−Ｉ（λ）＝exp（2π・（λ）・ｉ・ｔ）
・Io（λ）・ε（λ）・ｃ・ｌ……(7) Vo（λ，ｔ）∝exp（2π・（λ）・ｉ・ｔ）・Io（
λ）・ε（λ）・ｃ・ｌ……(8) であるが実際表われる信号は、Vo（λ，ｔ）dt
でありこれをVo（ｔ）と書くと Vo（ｔ）∝∫exp（2π・（λ）・ｉ・ｔ）・Io（λ
）・ε（λ）・ｃ・ldλ……(9) ここで（λ）＝ａ・λ＋ｂとすると Vo（ｔ）∝ｃ・ｌ・exp（2π・ｉ・ｂ・ｔ）∫∞ -∞e
xp（2π・ａ・λi・ｔ）・Io（λ）・ε（λ）dλ……(
10) またIo（λ）・ε（λ）の逆フーリエ変換をＦ
（ｔ）とするとＦ（ｔ）のフーリエ変換はIo（λ）・
ε（λ）であり Ｆ（ｔ）＝１／√２・∫∞ -∞Io（λ）ε（λ）ei
〓tdλ……〓 Io（λ）ε（λ）＝１／√２・∫∞ -∞Ｆ（ｔ）e-i
〓tdt……(12) 従つて Vo（ｔ）∝exp（2π・ｉ・bt）・Ｆ（ｔ）・ｃ・ｌ
……(13) フーリエ変換を（13）の両辺に対して行うと １／√２・∫∞ -∞Vo（ｔ）e-i〓tdt∝Io（λ＋ｂ
）・ε（λ＋ｂ）・ｃ・ｌ……(14) ∫∞ -∞Vo（ｔ）e-i〓tdt／｛Io（λ＋ｂ）・√２・
｝∝ε（λ＋ｂ）・ｃ・ｌ……(15) となつてVo（ｔ）およびIo（λ）を測定しVo（ｔ）
に対してフーリエ変換を行つて得られるスペクト
ルの各波長の値を各波長の光源強度で除すること
によつて光音響スペクトルを得ることが出来る。
波数が波長に応じて異る合成を用いる。すなわち
(5)式のに代えて波長の関数（λ）を用いると
各波長について Io（λ）−Ｉ（λ）＝exp（2π・（λ）・ｉ・ｔ）
・Io（λ）・ε（λ）・ｃ・ｌ……(7) Vo（λ，ｔ）∝exp（2π・（λ）・ｉ・ｔ）・Io（
λ）・ε（λ）・ｃ・ｌ……(8) であるが実際表われる信号は、Vo（λ，ｔ）dt
でありこれをVo（ｔ）と書くと Vo（ｔ）∝∫exp（2π・（λ）・ｉ・ｔ）・Io（λ
）・ε（λ）・ｃ・ldλ……(9) ここで（λ）＝ａ・λ＋ｂとすると Vo（ｔ）∝ｃ・ｌ・exp（2π・ｉ・ｂ・ｔ）∫∞ -∞e
xp（2π・ａ・λi・ｔ）・Io（λ）・ε（λ）dλ……(
10) またIo（λ）・ε（λ）の逆フーリエ変換をＦ
（ｔ）とするとＦ（ｔ）のフーリエ変換はIo（λ）・
ε（λ）であり Ｆ（ｔ）＝１／√２・∫∞ -∞Io（λ）ε（λ）ei
〓tdλ……〓 Io（λ）ε（λ）＝１／√２・∫∞ -∞Ｆ（ｔ）e-i
〓tdt……(12) 従つて Vo（ｔ）∝exp（2π・ｉ・bt）・Ｆ（ｔ）・ｃ・ｌ
……(13) フーリエ変換を（13）の両辺に対して行うと １／√２・∫∞ -∞Vo（ｔ）e-i〓tdt∝Io（λ＋ｂ
）・ε（λ＋ｂ）・ｃ・ｌ……(14) ∫∞ -∞Vo（ｔ）e-i〓tdt／｛Io（λ＋ｂ）・√２・
｝∝ε（λ＋ｂ）・ｃ・ｌ……(15) となつてVo（ｔ）およびIo（λ）を測定しVo（ｔ）
に対してフーリエ変換を行つて得られるスペクト
ルの各波長の値を各波長の光源強度で除すること
によつて光音響スペクトルを得ることが出来る。
ここで現実の測定の場合にはVo（ｔ）をいくつ
かの時間領域に区切つてサンプリングする為、上
述のフーリエ変換は、有限フーリエ変換として行
う。また、波長について低い分解能での光音響ス
ペクトルを求めようとする場合には同様に入射光
の変調周波数が波長に応じて異る合成光を用い得
られる電気信号Vo（ｔ）に対して特定周波数1，
2，3…oの信号強度のみを測定するロツクイン
アンプの如き回路をｎ個用意して各周波数成分の
強度を測定することによつて、1，2…oに対応
する波長λ1，λ2…λoでの光音響シグナル強度を並
列的に測定することも可能である。この場合には
(9)式においてIo（λ1）・ε（λ1），Io（λ2）・ε（
λ2），
…Io（λo）・ε（λo）に比例する出力が各回路より
得られる。
かの時間領域に区切つてサンプリングする為、上
述のフーリエ変換は、有限フーリエ変換として行
う。また、波長について低い分解能での光音響ス
ペクトルを求めようとする場合には同様に入射光
の変調周波数が波長に応じて異る合成光を用い得
られる電気信号Vo（ｔ）に対して特定周波数1，
2，3…oの信号強度のみを測定するロツクイン
アンプの如き回路をｎ個用意して各周波数成分の
強度を測定することによつて、1，2…oに対応
する波長λ1，λ2…λoでの光音響シグナル強度を並
列的に測定することも可能である。この場合には
(9)式においてIo（λ1）・ε（λ1），Io（λ2）・ε（
λ2），
…Io（λo）・ε（λo）に比例する出力が各回路より
得られる。
以下に本発明を用いた１つの実施例について図
面を用いて説明する。第１図は本発明による光音
響スペクトルの測定装置の一実施例をブロツク線
図で示したものである。光源としてのキセノン放
電管２は交流又は直流電源１によつて点灯され、
キセノン放電管２よりの光はレンズ３によつて集
光されてスリツト４の開口部に入射する。５は凹
面鏡、６は回折格子、７は凹面鏡を示し、前記
4567により分光光学系が構成されている。なおス
リツト４より入射した光は凹面鏡５によつて平行
化されさらに回折格子６によつて回折さされた後
凹面鏡７によつて集光されて空間の仮想曲面又は
平面上に波長に応じて各々異なる領域にスペクト
ル像を形成する。この仮想平面上に円板状チヨツ
パー８を配置し、これをモーター１０によつて回
転させることによつて光を断続的にしや断するが
この際後述の方法で、波長に応じ異る断続周波数
となるようにする。さらに円板状チヨツパー８よ
りの出射光を集光用凹面鏡９によつてスリツト１
１の開口部に集光入射させ、スリツト１１の後方
に配置した液体試料の満された試料セル１２に照
射する。試料セル１２にはPZT等からなる圧力
−電気変換器１３が１体化されておりこの出力と
しての電気信号はアンプ１４によつて増幅された
後ADC１５によつてデジタル化されコンピユー
ター１６のメモリーに収録される。このデーター
を測定終了後読み出してフーリエ変換を行いあら
かじめ測定した光源のスペクトルデータを用いて
演算処理を行い光音響スペクトルをプロツター１
７に出力する。ここで波長に応じて断続周波数を
異るようにするのには次のようにして行う。第１
図のようなタイプの分光光学系としての分光写真
器では、円板状チヨツパー８の位置と同位置に存
在する結像面上に波長が増加又は減少する方向に
各波長の光が並らぶ。なお第２図は各波長の光を
領域ごとに異なる周波数で断続的に繰り返ししや
断する手段としての円板状チヨツパーを示すもの
でありその構成は第２図に部分拡大図を示す如
く、円板を同心円によつて形成される帯状領域に
分割し帯状領域を円周方向に等間隔に分割して光
の透過部２２及びしや断部２３を作る。この際帯
状領域のしや断部の個数が例えば領域Ａでは502
個領域Ｂでは501個、領域Ｃでは500個というよう
に等ピツチで半径方向に減少又は増加するように
し、かつ帯の幅がすべて等しくしや断部の幅ａが
スペクトル像２１の幅ｂより長くなるようにす
る。
面を用いて説明する。第１図は本発明による光音
響スペクトルの測定装置の一実施例をブロツク線
図で示したものである。光源としてのキセノン放
電管２は交流又は直流電源１によつて点灯され、
キセノン放電管２よりの光はレンズ３によつて集
光されてスリツト４の開口部に入射する。５は凹
面鏡、６は回折格子、７は凹面鏡を示し、前記
4567により分光光学系が構成されている。なおス
リツト４より入射した光は凹面鏡５によつて平行
化されさらに回折格子６によつて回折さされた後
凹面鏡７によつて集光されて空間の仮想曲面又は
平面上に波長に応じて各々異なる領域にスペクト
ル像を形成する。この仮想平面上に円板状チヨツ
パー８を配置し、これをモーター１０によつて回
転させることによつて光を断続的にしや断するが
この際後述の方法で、波長に応じ異る断続周波数
となるようにする。さらに円板状チヨツパー８よ
りの出射光を集光用凹面鏡９によつてスリツト１
１の開口部に集光入射させ、スリツト１１の後方
に配置した液体試料の満された試料セル１２に照
射する。試料セル１２にはPZT等からなる圧力
−電気変換器１３が１体化されておりこの出力と
しての電気信号はアンプ１４によつて増幅された
後ADC１５によつてデジタル化されコンピユー
ター１６のメモリーに収録される。このデーター
を測定終了後読み出してフーリエ変換を行いあら
かじめ測定した光源のスペクトルデータを用いて
演算処理を行い光音響スペクトルをプロツター１
７に出力する。ここで波長に応じて断続周波数を
異るようにするのには次のようにして行う。第１
図のようなタイプの分光光学系としての分光写真
器では、円板状チヨツパー８の位置と同位置に存
在する結像面上に波長が増加又は減少する方向に
各波長の光が並らぶ。なお第２図は各波長の光を
領域ごとに異なる周波数で断続的に繰り返ししや
断する手段としての円板状チヨツパーを示すもの
でありその構成は第２図に部分拡大図を示す如
く、円板を同心円によつて形成される帯状領域に
分割し帯状領域を円周方向に等間隔に分割して光
の透過部２２及びしや断部２３を作る。この際帯
状領域のしや断部の個数が例えば領域Ａでは502
個領域Ｂでは501個、領域Ｃでは500個というよう
に等ピツチで半径方向に減少又は増加するように
し、かつ帯の幅がすべて等しくしや断部の幅ａが
スペクトル像２１の幅ｂより長くなるようにす
る。
なお分光光学系として第１図のような回折格子
分光器を用いた場合には結像面上のスペクトル像
はその分散方向の長さｘと波長λが比例関係を有
する為この場合チヨツパーの領域Ａの部分によつ
てλ1〜λ1＋△λの光が502×Ｚヘルツ領域Ｂの部
分によつてλ＋△λ〜λ1＋２・△λの光が501×
Ｚヘルツ、領域Ｃの部分によつてλ1＋２・△λ〜
λ1＋３・△λの光が500×Ｚヘルツで断続される。
ここでＺはチヨツパー円板の回転周波数である。
分光器を用いた場合には結像面上のスペクトル像
はその分散方向の長さｘと波長λが比例関係を有
する為この場合チヨツパーの領域Ａの部分によつ
てλ1〜λ1＋△λの光が502×Ｚヘルツ領域Ｂの部
分によつてλ＋△λ〜λ1＋２・△λの光が501×
Ｚヘルツ、領域Ｃの部分によつてλ1＋２・△λ〜
λ1＋３・△λの光が500×Ｚヘルツで断続される。
ここでＺはチヨツパー円板の回転周波数である。
尚、このようなチヨツパーは、ガラス等の透明
基板上に写真的手法を用い黒色物質を印刷あるい
は塗布することによつて容易に作成出来る。
基板上に写真的手法を用い黒色物質を印刷あるい
は塗布することによつて容易に作成出来る。
以上の如く本発明の光音響スペクトルの測定装
置を用いれば従来法に比較して、極めて短時間の
うちに測定が可能となり生体試料の如き試料自体
が不安定な物質についても高精度高速の測定が出
来る。
置を用いれば従来法に比較して、極めて短時間の
うちに測定が可能となり生体試料の如き試料自体
が不安定な物質についても高精度高速の測定が出
来る。
第１図は本発明を用いた光音響スペクトルの測
定装置の一実施例を示すブロツク線図、第２図は
第１図中８のチヨツパーを側面方向から見た場合
の一部分の拡大図。 １……ランプ電源、２……キセノン放電ラン
プ、３……集光用レンズ、４……分光写真器入射
スリツト、５……凹面鏡、６……回折格子、７…
…凹面鏡、８……チヨツパー、９……凹面鏡、１
０……チヨツパー回転用モーター、１１……スリ
ツト、１２……試料セル、１３……PZT、１４
……増幅器、１５……AD変換器、１６……マイ
クロコンピユーター、１７……プロツター。
定装置の一実施例を示すブロツク線図、第２図は
第１図中８のチヨツパーを側面方向から見た場合
の一部分の拡大図。 １……ランプ電源、２……キセノン放電ラン
プ、３……集光用レンズ、４……分光写真器入射
スリツト、５……凹面鏡、６……回折格子、７…
…凹面鏡、８……チヨツパー、９……凹面鏡、１
０……チヨツパー回転用モーター、１１……スリ
ツト、１２……試料セル、１３……PZT、１４
……増幅器、１５……AD変換器、１６……マイ
クロコンピユーター、１７……プロツター。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 連続スペクトル光または複数色の線スペクト
ル光を発する光源と、前記光源から発する光を波
長に応じて曲面または平面上の各々異なる領域に
結像させる分光光学系と、前記結像した曲面又は
平面上の各領域ごとに異なる周波数で各波長の光
を断続的に繰り返ししや断する手段と、前記手段
により分散された光を集光して各波長の光を合成
した光を試料セルに照射する光学系と、前記光学
系から照射された光の液体試料中における光音響
効果によつて生じる圧力変化を電気信号に変換す
る試料セルと、前記電気信号をＡ／Ｄ変換した後
周波数スペクトルを求める事により、光音響スペ
クトルを得る演算系とを具備した事を特徴とする
光音響スペクトル測定装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において各波長の光を
領域ごとに異なる周波数で断続的に繰り返ししや
断する手段として、円板を同心円によつて形成さ
れる帯状領域に分割し、この帯状領域を円周方向
に等間隔に分割して光の透過部およびしや断部を
形成した円板状チヨツパー及び、この円板状チヨ
ツパーの回転用モータを用いた事を特徴とする光
音響スペクトル測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56046195A JPS57161517A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Optoacoustic spectrum measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56046195A JPS57161517A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Optoacoustic spectrum measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57161517A JPS57161517A (en) | 1982-10-05 |
| JPH029290B2 true JPH029290B2 (ja) | 1990-03-01 |
Family
ID=12740280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56046195A Granted JPS57161517A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Optoacoustic spectrum measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57161517A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0455981U (ja) * | 1990-09-19 | 1992-05-13 | ||
| WO2022049717A1 (ja) | 2020-09-04 | 2022-03-10 | 三菱パワー株式会社 | コバルト基合金製造物およびその製造方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS638551A (ja) * | 1986-06-28 | 1988-01-14 | Japan Spectroscopic Co | 顕微光音響赤外分光分析法及び装置 |
| WO2012057760A1 (en) * | 2010-10-28 | 2012-05-03 | Empire Technology Development Llc | Photoacoustic sensor |
| CN103983544B (zh) * | 2014-05-28 | 2015-12-30 | 南京大学 | 多通道气溶胶散射吸收测量仪 |
| US11266315B2 (en) | 2015-12-04 | 2022-03-08 | The Research Foundation For The State University Of New York | Devices and methods for photoacoustic tomography |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5548641A (en) * | 1978-10-03 | 1980-04-07 | Fuji Electric Co Ltd | Photoacoustic analyzer |
-
1981
- 1981-03-31 JP JP56046195A patent/JPS57161517A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5548641A (en) * | 1978-10-03 | 1980-04-07 | Fuji Electric Co Ltd | Photoacoustic analyzer |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0455981U (ja) * | 1990-09-19 | 1992-05-13 | ||
| WO2022049717A1 (ja) | 2020-09-04 | 2022-03-10 | 三菱パワー株式会社 | コバルト基合金製造物およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57161517A (en) | 1982-10-05 |
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