JPH0342553A - 顕微ラマン測定装置 - Google Patents
顕微ラマン測定装置Info
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- JPH0342553A JPH0342553A JP17720889A JP17720889A JPH0342553A JP H0342553 A JPH0342553 A JP H0342553A JP 17720889 A JP17720889 A JP 17720889A JP 17720889 A JP17720889 A JP 17720889A JP H0342553 A JPH0342553 A JP H0342553A
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Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (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］
本発明は顕微ラマン測定装置に関する。更に詳しくは、
レーザー光の波長を連続的に変換可能なチタンサファイ
アレーザーを励起光源に用いた顕微ラマン測定装置に関
するものである。
レーザー光の波長を連続的に変換可能なチタンサファイ
アレーザーを励起光源に用いた顕微ラマン測定装置に関
するものである。
［従来の技術］
顕微ラマン測定装置は、例えばセラミックス中の微小欠
陥、異物、結晶形の解析、半導体薄膜の結晶性、ストレ
スの評価６、面方位、組成、キャリアー密度の解析、生
体組織中に含まれる異物や蓄積物の分析研究等への幅広
い応用が期待される測定装置の一種である。
陥、異物、結晶形の解析、半導体薄膜の結晶性、ストレ
スの評価６、面方位、組成、キャリアー密度の解析、生
体組織中に含まれる異物や蓄積物の分析研究等への幅広
い応用が期待される測定装置の一種である。
顕微ラマンの励起光源には、種々のレーザーが用いられ
ている。例えばガスレーザーとしてはＡｒ。
ている。例えばガスレーザーとしてはＡｒ。
Ｋｒ％Ｈｅ−Ｎｅレーザー、固体レーザーとしてはＹＡ
Ｇ 。
Ｇ 。
半導体レーザー、液体レーザーとしては色素レーザー等
々である。
々である。
上記、Ａ「、Ｋ「、Ｈｅ−Ｎｅ５ＹＡＧ等のレーザーは
波長を連続的に変換して用いることができない。
波長を連続的に変換して用いることができない。
また、半導体レーザーでは数ｎ−程度の範囲でしか変換
できず出力も低い。色素レーザーは可変域が５０〜ｂ の光劣化が起こり、レーザー発振出力の変動を起こし更
に寿命が短く保守も容易でない。
できず出力も低い。色素レーザーは可変域が５０〜ｂ の光劣化が起こり、レーザー発振出力の変動を起こし更
に寿命が短く保守も容易でない。
そのため、このようなレーザーを装置に組み込んだラマ
ン測定装置を用いた場合、被測定試料の３次元領域から
のラマンスペクトルを常時安定かつ容易に測定すること
が困難であり、また共鳴ラマンスペクトルを選択的に測
定することができないという問題がある。
ン測定装置を用いた場合、被測定試料の３次元領域から
のラマンスペクトルを常時安定かつ容易に測定すること
が困難であり、また共鳴ラマンスペクトルを選択的に測
定することができないという問題がある。
また、レーザー光に対してこれを吸収する測定試料につ
いては、レーザー光による試料の加熱、更に熱劣化の問
題が生ずる。
いては、レーザー光による試料の加熱、更に熱劣化の問
題が生ずる。
［問題点を解決するための手段］
本発明者らは、上記した問題のない顕微ラマン測定装置
につき鋭意検討した結果、励起レーザー光の光源に波長
可変固体レーザーとして、レーザー媒質がチタンを添加
（異種元素としてドープ）したサファイアである、いわ
ゆるチタンサファイアレーザーを用いることにより、前
記問題点を解決できることを見い出だし本発明を完成し
た。
につき鋭意検討した結果、励起レーザー光の光源に波長
可変固体レーザーとして、レーザー媒質がチタンを添加
（異種元素としてドープ）したサファイアである、いわ
ゆるチタンサファイアレーザーを用いることにより、前
記問題点を解決できることを見い出だし本発明を完成し
た。
即ち本発明の目的は、被測定試料の３次元領域からのラ
マンスペクトル、あるいは共鳴ラマンスペクトルを選択
的に且つ安定した状態で容易に測定が可能な顕微ラマン
測定装置を提供することである。以下本発明を更に詳述
する。
マンスペクトル、あるいは共鳴ラマンスペクトルを選択
的に且つ安定した状態で容易に測定が可能な顕微ラマン
測定装置を提供することである。以下本発明を更に詳述
する。
本発明では、被測定試料に照射するレーザー光の光源に
、波長がある広い範囲内で連続的に変換可能な波長可変
固体レーザーを用いることを特徴とするが、ここで用い
る固体レーザーは、チタンを添加したサファイアである
チタンサファイアレーザーである。ここでサファイアへ
のチタンの添加量は、０．０１原子％〜０．５原子％の
範囲であることが望ましい。チタン添加量が０．Ｏ１１
原子より少ないと増幅度が小さくなりレーザー発振が困
難となる。また同添加量が０．５原子％より多くなると
発光領域に存在する残留吸収が極端に大きくなり、レー
ザー発振効率が低下する。また、発光寿命が短くなり、
そのためフラッシュランプでのチタンサファイアの光ポ
ンピングが困難となり、さらにランプの使用寿命も短く
なる。
、波長がある広い範囲内で連続的に変換可能な波長可変
固体レーザーを用いることを特徴とするが、ここで用い
る固体レーザーは、チタンを添加したサファイアである
チタンサファイアレーザーである。ここでサファイアへ
のチタンの添加量は、０．０１原子％〜０．５原子％の
範囲であることが望ましい。チタン添加量が０．Ｏ１１
原子より少ないと増幅度が小さくなりレーザー発振が困
難となる。また同添加量が０．５原子％より多くなると
発光領域に存在する残留吸収が極端に大きくなり、レー
ザー発振効率が低下する。また、発光寿命が短くなり、
そのためフラッシュランプでのチタンサファイアの光ポ
ンピングが困難となり、さらにランプの使用寿命も短く
なる。
本発明では更に、前記したチタンサファイアレーザーと
非線形光学材料を併用することで更に精度の良い測定結
果を得ることのできる装置とすることができる。
非線形光学材料を併用することで更に精度の良い測定結
果を得ることのできる装置とすることができる。
ここで用いる非線形光学材料は、光の波長を変換するこ
とができる物質、例えばβ−硼酸バリウム、ニオブ酸リ
チウムなどの無機質結晶、メタニトロアニリンなどの有
機質結晶等である。
とができる物質、例えばβ−硼酸バリウム、ニオブ酸リ
チウムなどの無機質結晶、メタニトロアニリンなどの有
機質結晶等である。
次に本発明の構成を、本発明の一実施態様を例として説
明する。
明する。
図１は本発明の一実施態様である顕微ラマン測定装置の
構成を示す概略図である。図中１はチタンサファイアレ
ーザー発振器、２はアパーチャー３は偏光回転子、４は
ビームスプリッタ−５は対物レンズ、６は試料、７はＸ
−Ｙステージ、８はレンズ、９はプリズム、１０は偏光
子、１１は偏光解消板、１２はレンズ、１３は分光器、
１４は検出器である。
構成を示す概略図である。図中１はチタンサファイアレ
ーザー発振器、２はアパーチャー３は偏光回転子、４は
ビームスプリッタ−５は対物レンズ、６は試料、７はＸ
−Ｙステージ、８はレンズ、９はプリズム、１０は偏光
子、１１は偏光解消板、１２はレンズ、１３は分光器、
１４は検出器である。
本発明で用いる測定系では、上記した配置に限定される
ものではなく、更に非線形光学材料をチタンサファイア
レーザー発振器から試料にレーザー光を照射する間に配
置することができる。本発明で、レーザー媒質であるチ
タンサファイア結晶をレーザー発振させるための励起源
としては、例えばフラッシュランプ、ＹＡＧレーザーの
２倍波、色素レーザー、アルゴンレーザー、銅蒸気レー
ザ、発光ダイオード、半導体レーザーなどがある。
ものではなく、更に非線形光学材料をチタンサファイア
レーザー発振器から試料にレーザー光を照射する間に配
置することができる。本発明で、レーザー媒質であるチ
タンサファイア結晶をレーザー発振させるための励起源
としては、例えばフラッシュランプ、ＹＡＧレーザーの
２倍波、色素レーザー、アルゴンレーザー、銅蒸気レー
ザ、発光ダイオード、半導体レーザーなどがある。
また、波長のチューニングはプリズム、複屈折フィルタ
ー、回折格子、電気光学結晶、音響光学結晶などを用い
て行うことができる。
ー、回折格子、電気光学結晶、音響光学結晶などを用い
て行うことができる。
図２は、フラッシュランプ励起によるレーザー発振器の
一実施態様の構成を示す。
一実施態様の構成を示す。
図中１５はチタンサファイアのロッド、１６．１７はフ
ラッシュランプ、１８．１９は反射ミラー、２０はプリ
ズム、２１はエタロン、２２は楕円形の集光鏡である。
ラッシュランプ、１８．１９は反射ミラー、２０はプリ
ズム、２１はエタロン、２２は楕円形の集光鏡である。
集光鏡の光反射面は銀の蒸着膜で構成すると、サファイ
アの励起光の反射効率が良く好ましい。
アの励起光の反射効率が良く好ましい。
上記の方法により、レーザーの波長を約７００〜１１０
５０ｎの間で連続的に変換することができる。
５０ｎの間で連続的に変換することができる。
また、非線形光学材料を用い、第二高調波を発生させた
場合、約３５０〜５２５ｎｉの範囲内で波長を変換する
ことができる。
場合、約３５０〜５２５ｎｉの範囲内で波長を変換する
ことができる。
［発明の効果］
被測定試料としての生体物質は強い蛍光を発するものが
多く、ラマン光を測定する場合、蛍光によるラマン光の
妨害が生じるという問題があり、これは６００ｎｍ以下
の光で励起する場合に顕著になる。しかしながら、チタ
ンサファイアレーザーを用いてラマン光を測定すること
を特徴とする特許明のレーザーラマンＡｐ１定装置では
、７００〜１０５０ｎｆｆｉの範囲内の任意の波長のレ
ーザー光で励起することができるので蛍光による妨害が
避けられ測定感度が向上する。さらに、ある波長のレー
ザー光に対して吸収のある試料を測定する場合は励起レ
ーザー光の波長を変えることによって吸収を起こさせず
試料の熱劣化、損傷を防ぐことができる。
多く、ラマン光を測定する場合、蛍光によるラマン光の
妨害が生じるという問題があり、これは６００ｎｍ以下
の光で励起する場合に顕著になる。しかしながら、チタ
ンサファイアレーザーを用いてラマン光を測定すること
を特徴とする特許明のレーザーラマンＡｐ１定装置では
、７００〜１０５０ｎｆｆｉの範囲内の任意の波長のレ
ーザー光で励起することができるので蛍光による妨害が
避けられ測定感度が向上する。さらに、ある波長のレー
ザー光に対して吸収のある試料を測定する場合は励起レ
ーザー光の波長を変えることによって吸収を起こさせず
試料の熱劣化、損傷を防ぐことができる。
本発明は、チタンサファイアレーザーを用い励起光を連
続的に変換可能であるので、被測定試料の３次元領域か
らのラマンスペクトル、あるいは共鳴ラマンスペクトル
を選択的高時間分解能モ、また安定かつ容易に測定する
ことができる。さらに装置は簡易な構成で保守も簡便で
ある。
続的に変換可能であるので、被測定試料の３次元領域か
らのラマンスペクトル、あるいは共鳴ラマンスペクトル
を選択的高時間分解能モ、また安定かつ容易に測定する
ことができる。さらに装置は簡易な構成で保守も簡便で
ある。
図１は、本発明の顕微ラマン測定装置の一実施態様の構
成図である。図中１はチタンサファイアレーザー発振器
、２はアパーチャー ３は偏光回転子、４はビームスプ
リッタ−５は対物レンズ、６は試料、７はＸ−Ｙステー
ジ、８はレンズ、９はプリズム、１０は偏光子、ｌｌは
偏光解消板、１２はレンズ、１３は分光器、１４は検出
器を夫々示す。 図２は、フラッシュランプ励起によるレーザー発振器の
一実施態様の構成図である。図中１５はチタンサファイ
アのロッド、Ｌ６．１７はフラッシュランプ、１８．１
９は反射ミラー、２０はプリズム、２１はエタロン、２
２は楕円形の集光鏡を夫々示す。
成図である。図中１はチタンサファイアレーザー発振器
、２はアパーチャー ３は偏光回転子、４はビームスプ
リッタ−５は対物レンズ、６は試料、７はＸ−Ｙステー
ジ、８はレンズ、９はプリズム、１０は偏光子、ｌｌは
偏光解消板、１２はレンズ、１３は分光器、１４は検出
器を夫々示す。 図２は、フラッシュランプ励起によるレーザー発振器の
一実施態様の構成図である。図中１５はチタンサファイ
アのロッド、Ｌ６．１７はフラッシュランプ、１８．１
９は反射ミラー、２０はプリズム、２１はエタロン、２
２は楕円形の集光鏡を夫々示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）チタンを添加したサファイアを波長可変固体レーザ
ーとして用いた顕微ラマン測定装置 ２）波長可変固体レーザーが、チタンを添加したサファ
イア単結晶と非線形光学材料とを併用したものである特
許請求の範囲第１項記載の測定装置
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17720889A JPH0342553A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 顕微ラマン測定装置 |
| US07/547,359 US5037200A (en) | 1989-07-11 | 1990-07-03 | Laser-operated detector |
| DE4021955A DE4021955A1 (de) | 1989-07-11 | 1990-07-10 | Laserbetriebene erfassungsvorrichtung |
| GB9015163A GB2234852A (en) | 1989-07-11 | 1990-07-10 | Ti-doped sapphire laser-operated detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17720889A JPH0342553A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 顕微ラマン測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0342553A true JPH0342553A (ja) | 1991-02-22 |
Family
ID=16027063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17720889A Pending JPH0342553A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 顕微ラマン測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0342553A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6798507B2 (en) | 2001-07-03 | 2004-09-28 | President And Fellows Of Harvard College | System and method for polarization coherent anti-stokes Raman scattering microscopy |
| US6809814B2 (en) | 2000-07-13 | 2004-10-26 | President And Fellows Of Harvard College | System and method for epi-detected coherent anti-stokes raman scattering microscopy |
| CN101907766A (zh) * | 2010-07-09 | 2010-12-08 | 浙江大学 | 基于切向偏振的超分辨荧光显微方法及装置 |
-
1989
- 1989-07-11 JP JP17720889A patent/JPH0342553A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6809814B2 (en) | 2000-07-13 | 2004-10-26 | President And Fellows Of Harvard College | System and method for epi-detected coherent anti-stokes raman scattering microscopy |
| US6798507B2 (en) | 2001-07-03 | 2004-09-28 | President And Fellows Of Harvard College | System and method for polarization coherent anti-stokes Raman scattering microscopy |
| CN101907766A (zh) * | 2010-07-09 | 2010-12-08 | 浙江大学 | 基于切向偏振的超分辨荧光显微方法及装置 |
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