JPH03146833A - 多波長分光器 - Google Patents
多波長分光器Info
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- JPH03146833A JPH03146833A JP28301889A JP28301889A JPH03146833A JP H03146833 A JPH03146833 A JP H03146833A JP 28301889 A JP28301889 A JP 28301889A JP 28301889 A JP28301889 A JP 28301889A JP H03146833 A JPH03146833 A JP H03146833A
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- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 5
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- 238000002835 absorbance Methods 0.000 abstract description 2
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- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
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Landscapes
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はマルチチャンネル検知器を使用し、多波長を同
時に測光する回折格子を用いた分光器の光学系の構成に
関する。
時に測光する回折格子を用いた分光器の光学系の構成に
関する。
従来の装置は、特開昭60−100631号に記載のよ
うに、広い波長域のスペクトルを同時に測定するために
、高次の回折光を除去する吸収フィルターを複数個マル
チチャンネル検知器の前面に配置するが、吸収フィルタ
ーの接合面での光の散乱による悪影響を少なくするため
に、フィルターの接合面をくさび状に研磨して結合する
ものであった。
うに、広い波長域のスペクトルを同時に測定するために
、高次の回折光を除去する吸収フィルターを複数個マル
チチャンネル検知器の前面に配置するが、吸収フィルタ
ーの接合面での光の散乱による悪影響を少なくするため
に、フィルターの接合面をくさび状に研磨して結合する
ものであった。
また別の方式として上記の光知例のように1回折格子で
生ずる±1次光を2個のマルチチャンネル検知器で検出
する構成となっていた。各々のマルチチャンネル検知器
は異なった波長域を検出するように配置し、各検知器前
面には各々の測定波長域に対応する高次回折光除去のた
めの吸収フィルターを配置して、広い波長域のスペクト
ルを同時に測定するようになっていた。
生ずる±1次光を2個のマルチチャンネル検知器で検出
する構成となっていた。各々のマルチチャンネル検知器
は異なった波長域を検出するように配置し、各検知器前
面には各々の測定波長域に対応する高次回折光除去のた
めの吸収フィルターを配置して、広い波長域のスペクト
ルを同時に測定するようになっていた。
回折格子の分散式は、mλ= d (sin a +s
inβ)、(m:次数、λ:波長、d:回折格子の格子
定数。
inβ)、(m:次数、λ:波長、d:回折格子の格子
定数。
α:入射角、β:回折角)で表わされる。ここで、入射
角αは一定であるため、回折角が00であるλ0 波長λ0の1次光は、波長□の2次光、波長λ0 □の3次光、・・・等の高次回折光と重畳する。
角αは一定であるため、回折角が00であるλ0 波長λ0の1次光は、波長□の2次光、波長λ0 □の3次光、・・・等の高次回折光と重畳する。
このために、回折格子を用いた分光器の場合、高次回折
光の影響を受けずに一度に測定することのできる1次光
の波長域は、下限が波長λ1の場合、2λlに制限され
てしまう問題がある。
光の影響を受けずに一度に測定することのできる1次光
の波長域は、下限が波長λ1の場合、2λlに制限され
てしまう問題がある。
特開昭60−100631号の従来技術では、高次回折
光を除去する吸収フィルターをくさび状にして接合する
ものの、接合面での光の散乱の影響が取り去れず、迷光
、フィルター切替ショックとなってデータを劣化する問
題があった。
光を除去する吸収フィルターをくさび状にして接合する
ものの、接合面での光の散乱の影響が取り去れず、迷光
、フィルター切替ショックとなってデータを劣化する問
題があった。
また上記公知例の従来技術では、±1次光の光強度が極
端に異なれば、各々で測定に要する時間が異なる不都合
を生じるため、±1次光の光強度はほぼ等しいことが望
ましいが、±1次光で異なる波長域の測定を行なうため
、片方で有効は光は他方では無効な光として捨てており
、光の効率が低下して暗い光学系となる問題があった。
端に異なれば、各々で測定に要する時間が異なる不都合
を生じるため、±1次光の光強度はほぼ等しいことが望
ましいが、±1次光で異なる波長域の測定を行なうため
、片方で有効は光は他方では無効な光として捨てており
、光の効率が低下して暗い光学系となる問題があった。
また、±1次光の光量を等しく、かつ効率良く分散させ
るためには2等辺三角形状の溝をもつ回折格子の製作が
必要であるが、通常用いられる凹面格子ではこの形状を
もつものを製作するのは困難であり、効率が低下せざる
得ない問題があった。
るためには2等辺三角形状の溝をもつ回折格子の製作が
必要であるが、通常用いられる凹面格子ではこの形状を
もつものを製作するのは困難であり、効率が低下せざる
得ない問題があった。
本発明の目的は、これらの不具合を生ずることなく、広
い波長域のスペクトルを効率良く測定することが可能な
多波長分光器を提供することにある。
い波長域のスペクトルを効率良く測定することが可能な
多波長分光器を提供することにある。
」1記目的は、特定の波長域の光を透過(または反射)
し、その波長域以外の光を反射(または透過)する特性
をもつミラーまたはフィルター、例えばダイクロイック
ミラー或いは熱線反射可視透過フィルター等を1個また
は複数個使用して入射光を、2倍の波長を含まない幾つ
かの波長域をも一 つ光束に分割し、この分割した各々の光を各光束に対し
て最適にブレーズされた回折格子とマルチチャンネル光
検知器からなる多波長分光器で分光することにより、達
成される。
し、その波長域以外の光を反射(または透過)する特性
をもつミラーまたはフィルター、例えばダイクロイック
ミラー或いは熱線反射可視透過フィルター等を1個また
は複数個使用して入射光を、2倍の波長を含まない幾つ
かの波長域をも一 つ光束に分割し、この分割した各々の光を各光束に対し
て最適にブレーズされた回折格子とマルチチャンネル光
検知器からなる多波長分光器で分光することにより、達
成される。
第1図に本発明の原理図を示す。
被測定光源上の発散光は入射光2となりミラー3に入射
する。ミラー3は特定の波長域の光を透過し、それ以外
の波長域の光は反射する特性をもつ。ここで、第2図に
示すように、例えば波長λ0〜2λ0間の光を100%
透過し、この波長域以外の光を100%反射するものと
する。このためミラー3により、波長λ0〜2λ0間の
光は透過されて光束4により、入射スリット5に入射す
る。
する。ミラー3は特定の波長域の光を透過し、それ以外
の波長域の光は反射する特性をもつ。ここで、第2図に
示すように、例えば波長λ0〜2λ0間の光を100%
透過し、この波長域以外の光を100%反射するものと
する。このためミラー3により、波長λ0〜2λ0間の
光は透過されて光束4により、入射スリット5に入射す
る。
また波長λ0〜2λ0以外の光は反射して光束6になり
、フィルター7に入射する。該フィルター7は波長2λ
0以上の光を100%透過し、波長λ0以下の光を完全
に吸収する特性とする。該光束6は該フィルター7によ
り波長λ0以下の光が吸収され、波長2λ0以上の光束
8となって入射スリット9に入射する。
、フィルター7に入射する。該フィルター7は波長2λ
0以上の光を100%透過し、波長λ0以下の光を完全
に吸収する特性とする。該光束6は該フィルター7によ
り波長λ0以下の光が吸収され、波長2λ0以上の光束
8となって入射スリット9に入射する。
該光束4,8は、各々該入射スリット5.9に入射した
のち1回折格子10,1↓で分散され、マルチチャンネ
ル検出器12.13でスペクトルとして検出される。該
回折格子10、該マルチチャンネル検出器↓2による分
光器では波長λ0〜2λ0のスペクトルを検出し、該回
折格子10はこの波長域λ0〜2λ0で最も回折効率が
高くなるようにブレーズする。また該回折格子]1、マ
ルチチャンネル検出器13による分光器では波長2λ0
〜4λ0のスペクトルを検出し、該回折格子11はこの
波長域で最も回折効率が高くなるようにブレーズする。
のち1回折格子10,1↓で分散され、マルチチャンネ
ル検出器12.13でスペクトルとして検出される。該
回折格子10、該マルチチャンネル検出器↓2による分
光器では波長λ0〜2λ0のスペクトルを検出し、該回
折格子10はこの波長域λ0〜2λ0で最も回折効率が
高くなるようにブレーズする。また該回折格子]1、マ
ルチチャンネル検出器13による分光器では波長2λ0
〜4λ0のスペクトルを検出し、該回折格子11はこの
波長域で最も回折効率が高くなるようにブレーズする。
駆動回路1.4.15は該マルチチャンネル検出器12
.13を制御する。該回折格子10.11で分散された
光(スペクトル)は該マルチチャンネル検出器12.i
、3で光電変換され、アンプ16.17で増幅されたの
ち、データ処理部18でデータの処理をされる。
.13を制御する。該回折格子10.11で分散された
光(スペクトル)は該マルチチャンネル検出器12.i
、3で光電変換され、アンプ16.17で増幅されたの
ち、データ処理部18でデータの処理をされる。
これによって、該入射光束2の波長域λO−/1λ0を
同時に、効率良く測光することができる。
同時に、効率良く測光することができる。
第1図ではミラーを1枚使用したが、複数個使用して入
射光束を更に細分割すれば、更に広い範囲のスペクトル
を測定することができる。
射光束を更に細分割すれば、更に広い範囲のスペクトル
を測定することができる。
また第1図では入射光束をミラーで分割したのちに各分
光器の入射スリットに入射しているが、先に入射スリッ
トがあり、入射スリットを通過した後の光束をミラーで
分割し、回折格子に導いても同等である。
光器の入射スリットに入射しているが、先に入射スリッ
トがあり、入射スリットを通過した後の光束をミラーで
分割し、回折格子に導いても同等である。
また第1図では連続する波長域を測定する場合について
説明したが、複数個の分光器で分光する波長域は連続し
ていなくても、または−都電なり合っていても同様であ
る。但しこの場合は該ミラー3及びフィルター7は第1
図で説明した特性とは異なる。
説明したが、複数個の分光器で分光する波長域は連続し
ていなくても、または−都電なり合っていても同様であ
る。但しこの場合は該ミラー3及びフィルター7は第1
図で説明した特性とは異なる。
第3図に本発明の光学系を用いた、多波長分光器の実施
例を示す。
例を示す。
光源20の光束21は、被測定サンプルを封入したセル
22を通過したのち、本発明の光学系30に入射する該
光学系30を用いるミラー3は第2図のように理想的な
特性は得にくいため、該ミラー3の透過側にも測定波長
域に応じたフィルター19を入れる。該光学系30の直
前にはシャッタ23があり、モータ24により全開また
は全開に駆動される。制御回路25は光源20.モータ
24.マルチチャンネル検出器12.13を制御する。
22を通過したのち、本発明の光学系30に入射する該
光学系30を用いるミラー3は第2図のように理想的な
特性は得にくいため、該ミラー3の透過側にも測定波長
域に応じたフィルター19を入れる。該光学系30の直
前にはシャッタ23があり、モータ24により全開また
は全開に駆動される。制御回路25は光源20.モータ
24.マルチチャンネル検出器12.13を制御する。
マルチチャンネル検出器12.13で検知されたスペク
トルの信号は、アンプ16.17で増幅されたのちにデ
ータ処理部18に取込まれる。
トルの信号は、アンプ16.17で増幅されたのちにデ
ータ処理部18に取込まれる。
ここで該マルチチャンネル検出器12.13には暗電流
があるため、測定の直前に該シャッタ23を閉じて入射
光束を遮り、該マルチヤンネル検出器12.13の暗電
流を測定しておく。
があるため、測定の直前に該シャッタ23を閉じて入射
光束を遮り、該マルチヤンネル検出器12.13の暗電
流を測定しておく。
本光学系はシングルビーム分光器であり、該セル22を
取り除いてレファレンスの測定を行なったのち、サンプ
ルを封入した該セル23を光路に入れ、測定を行なう。
取り除いてレファレンスの測定を行なったのち、サンプ
ルを封入した該セル23を光路に入れ、測定を行なう。
レファレンス及びサンプルのデータには暗電流が重畳し
ているため、予め測定した暗電流のデータを差引き、正
しいレファレンス及びサンプルのデータから、透過、吸
光度等のスペクトルデータを得る。
ているため、予め測定した暗電流のデータを差引き、正
しいレファレンス及びサンプルのデータから、透過、吸
光度等のスペクトルデータを得る。
第4図に光ファイバを用いた実施例を示す。
7字形の光ファイバ40により、光源20の光を被測定
試料41に導き、該被測定試料41から生じた被測定光
42(反射光、蛍光等)を再び該光ファイバ40を通じ
て本発明の光学系30に導く。また光ファイバ43によ
り、被測定試料42の発光等を測定することが可能であ
る。
試料41に導き、該被測定試料41から生じた被測定光
42(反射光、蛍光等)を再び該光ファイバ40を通じ
て本発明の光学系30に導く。また光ファイバ43によ
り、被測定試料42の発光等を測定することが可能であ
る。
第5図は本発明の光学系を顕微鏡と組合わせた顕微分光
光度計の実施例である。反射測定の場合、光源51の光
はハーフミラ−52で反射されたのち、対物レンズ53
で試料54の表面上に集光される。該試料54の反射光
または蛍光は再び該対物レンズ53に取込まれ、該ハー
フミラ−52を通じて、顕微鏡50の鏡筒部から出射す
る。透過測定の場合、光源55の光はミラー56に90
’に反射されたのち、コンデンサレンズ57で試料54
を照射する。該試料54の透過光は該対物レンズ53に
取込まれ、該ハーフミラ−52を通じて顕微鏡50の鏡
筒部から出射する。本発明の光学系は該顕微鏡50の鏡
筒部上に配置され、上記反射光、蛍光及び透過光の分光
を行なう。本光学系は入射スリット58後の光束をミラ
ー3(またはフィルター)を用いて分割して測定するタ
イプであり、該入射スリット58は分光器への入射スリ
ットの役割と同時に、該入射スリット58を。
光度計の実施例である。反射測定の場合、光源51の光
はハーフミラ−52で反射されたのち、対物レンズ53
で試料54の表面上に集光される。該試料54の反射光
または蛍光は再び該対物レンズ53に取込まれ、該ハー
フミラ−52を通じて、顕微鏡50の鏡筒部から出射す
る。透過測定の場合、光源55の光はミラー56に90
’に反射されたのち、コンデンサレンズ57で試料54
を照射する。該試料54の透過光は該対物レンズ53に
取込まれ、該ハーフミラ−52を通じて顕微鏡50の鏡
筒部から出射する。本発明の光学系は該顕微鏡50の鏡
筒部上に配置され、上記反射光、蛍光及び透過光の分光
を行なう。本光学系は入射スリット58後の光束をミラ
ー3(またはフィルター)を用いて分割して測定するタ
イプであり、該入射スリット58は分光器への入射スリ
ットの役割と同時に、該入射スリット58を。
該試料54の実像面上に置いて測定領域を絞る役割を兼
ねている。
ねている。
これにより、該試料54の微小領域の反射、透過光、蛍
光のスペクトルを多波長同時に、効率良く測定すること
が可能である。
光のスペクトルを多波長同時に、効率良く測定すること
が可能である。
本発明によれば、回折格子の高次の回折光の影響のため
に制限される波長域よりも広い波長域のスペクトルを同
時に、しかも効率良く測定することができる。光学系の
効率が良く、明るい光学系であるために、より高速な測
定が可能になり、短時間のうちに激しく変化する発光現
象等にも測定が可能となる効果もある。
に制限される波長域よりも広い波長域のスペクトルを同
時に、しかも効率良く測定することができる。光学系の
効率が良く、明るい光学系であるために、より高速な測
定が可能になり、短時間のうちに激しく変化する発光現
象等にも測定が可能となる効果もある。
第1図は本発明の光学系の原理図、第2図は第1図内で
使用しているミラーの特性図、第3図は本発明の光学系
を用いた多波長分光器の実施例を示す図、第4図は光フ
ァイバを用いた多波長分光器の実施例を示す図、第5図
は顕微鏡と組合わせた多波長分光器の実施例を示す図で
ある。 1・・・被測定光源、3・・ミラー、7,19・・・フ
ィルター、5,9.58・・入射スリット、10.11
・回折格子、12.13・・・マルチチャンネル検出器
、14.15・・駆動回路、]、6.17・・・アンプ
、1
使用しているミラーの特性図、第3図は本発明の光学系
を用いた多波長分光器の実施例を示す図、第4図は光フ
ァイバを用いた多波長分光器の実施例を示す図、第5図
は顕微鏡と組合わせた多波長分光器の実施例を示す図で
ある。 1・・・被測定光源、3・・ミラー、7,19・・・フ
ィルター、5,9.58・・入射スリット、10.11
・回折格子、12.13・・・マルチチャンネル検出器
、14.15・・駆動回路、]、6.17・・・アンプ
、1
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、回折格子と入射スリットとマルチチャンネル検知器
からなる分光器において、特定の波長域の光を透過(ま
たは反射)し、その波長域以外の光を反射(または透過
)する特性をもつミラー(またはフィルター)を1個ま
たは複数個用いて入射光束を波長域の異なる多数の光束
に分割し、その分割した光束の各々に対して1個ずつ前
記分光器を配置し、個々の前記分光器の相異なる波長域
のスペクトルを測定することを特徴とする多波長分光器
。 2、請求項1記載の多波長分光器において、回折格子の
ブレーズ波長を、各々の測定波長領域に応じて最適化し
たことを特徴とする多波長分光器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28301889A JPH03146833A (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 多波長分光器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28301889A JPH03146833A (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 多波長分光器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03146833A true JPH03146833A (ja) | 1991-06-21 |
Family
ID=17660162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28301889A Pending JPH03146833A (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 多波長分光器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03146833A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001060336A (ja) * | 1998-10-28 | 2001-03-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学ヘッド |
WO2002007227A1 (fr) * | 2000-07-18 | 2002-01-24 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Dispositif recepteur de lumiere et photodetecteur comprenant ce dispositif |
JP2004523764A (ja) * | 2001-03-27 | 2004-08-05 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | 高いスペクトル解像度を有している集積型分光器および特に高速通信と高速測定とのための集積型分光器ならびにその製造方法 |
DE19543729B4 (de) * | 1995-11-23 | 2008-08-21 | Berthold Gmbh & Co. Kg | Spektrometer |
WO2010084957A1 (ja) * | 2009-01-22 | 2010-07-29 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 分光放射計 |
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JP2014066732A (ja) * | 2009-03-30 | 2014-04-17 | Ricoh Co Ltd | 分光特性取得装置 |
JP2015087185A (ja) * | 2013-10-29 | 2015-05-07 | 株式会社東芝 | 自動分析装置 |
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-
1989
- 1989-11-01 JP JP28301889A patent/JPH03146833A/ja active Pending
Cited By (13)
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