JPH0357942A - 干渉計形検出装置 - Google Patents
干渉計形検出装置Info
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- JPH0357942A JPH0357942A JP2189615A JP18961590A JPH0357942A JP H0357942 A JPH0357942 A JP H0357942A JP 2189615 A JP2189615 A JP 2189615A JP 18961590 A JP18961590 A JP 18961590A JP H0357942 A JPH0357942 A JP H0357942A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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-
- G—PHYSICS
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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
本発明は請求の範囲ｌの上位概念による物質の検出のた
めの干渉計形装置に関する。
めの干渉計形装置に関する。
先行出願、西独特許出願第Ｐ３８１２３３４．７号では
その種干渉計形装置が公知である。
その種干渉計形装置が公知である。
構造化された、殊に周期的又は準周期的吸収スペクトル
を有する物質の検出のため電気的に整合調整可能な干渉
フィルタが使用される。この干渉フィルタは電気光学材
料から戊る板から或り、この板の端面ば部分透光的に鏡
面化（反射境界特性付け）されている。上記板の厚さは
次のように選定される、即ち、生ぜしめられる干渉線の
間隔が、測定すべき物質の吸収線の間隔に相応するよう
に選定される。別の変形例によれば当該厚さは次のよう
に選定される、すなわち、当該ビームバンド（帯域）幅
が、被検物質の２つの線の間隔に比して小さいビームの
線が分離取出されるように上記厚さは選定される。
を有する物質の検出のため電気的に整合調整可能な干渉
フィルタが使用される。この干渉フィルタは電気光学材
料から戊る板から或り、この板の端面ば部分透光的に鏡
面化（反射境界特性付け）されている。上記板の厚さは
次のように選定される、即ち、生ぜしめられる干渉線の
間隔が、測定すべき物質の吸収線の間隔に相応するよう
に選定される。別の変形例によれば当該厚さは次のよう
に選定される、すなわち、当該ビームバンド（帯域）幅
が、被検物質の２つの線の間隔に比して小さいビームの
線が分離取出されるように上記厚さは選定される。
更に板厚の相応の選定によってビームの線ヲ次のように
取出分離し得る、すなわち、被検物質の吸収バンドの側
縁と重なるように取出し得る。上記の干渉計形装置は次
のように変形され得る、即ち、当該板の代わりに、複屈
折する液晶で満たされたセルが用いられ、このセルの窓
が内面にて、部分透過的に鏡面化（反射境界特性付与）
されているように、変形され得る。但し上記の干渉計形
装置はすべての物質に同じように適するというわけでは
ない。例えば４．６μｍの波長のもとで一酸化炭素Ｇｏ
の選択的検出を考察すると次のような問題が起こる。二
オプ酸化リチウム（ ｌｉｌｈｉｌｍｎｉｏｂａｔ）一
板に相応する厚さでは所要の最適電圧を著しく下回る制
御電圧のもとで既にもう電気的破壊が生じる。従って最
適の測定感度は得られない。他方で液晶変形例を選択す
る場合、共振条件を充足するために、当該テクノロジー
にてもやは制御できないセル厚が生じる。従ってＣ〇一
測定には両変形例とも不適切である。吸収線の同等の間
隔を有する他の物質についても類似の問題点が起こるお
それがある。
取出分離し得る、すなわち、被検物質の吸収バンドの側
縁と重なるように取出し得る。上記の干渉計形装置は次
のように変形され得る、即ち、当該板の代わりに、複屈
折する液晶で満たされたセルが用いられ、このセルの窓
が内面にて、部分透過的に鏡面化（反射境界特性付与）
されているように、変形され得る。但し上記の干渉計形
装置はすべての物質に同じように適するというわけでは
ない。例えば４．６μｍの波長のもとで一酸化炭素Ｇｏ
の選択的検出を考察すると次のような問題が起こる。二
オプ酸化リチウム（ ｌｉｌｈｉｌｍｎｉｏｂａｔ）一
板に相応する厚さでは所要の最適電圧を著しく下回る制
御電圧のもとで既にもう電気的破壊が生じる。従って最
適の測定感度は得られない。他方で液晶変形例を選択す
る場合、共振条件を充足するために、当該テクノロジー
にてもやは制御できないセル厚が生じる。従ってＣ〇一
測定には両変形例とも不適切である。吸収線の同等の間
隔を有する他の物質についても類似の問題点が起こるお
それがある。
発明の目的
本発明の目的ないし課題とするところは、請求範囲ｌの
上位概念による干渉計形装置であって、上述の欠点をも
はや有しないものを提供することになる。
上位概念による干渉計形装置であって、上述の欠点をも
はや有しないものを提供することになる。
発明の構成
上記の課題は請求範囲の特徴事項の構成要件により解決
される。
される。
干渉計形素子としては熱光学的に整合調整可能なフィル
タが用いられこのフィルタは熱光学的に活性の板から成
る。このために適する材料とはその屈折率および／又は
厚さが温度と共に変わるものである。このことは多かれ
少なかれすべての材料物質について該当する。例えば有
利には高い熱光学的係数を有するシリコン板が使用され
得る。この熱光学的板はファブリペロー素子が形成され
るように加工処理される。使用される材料の屈折率に応
じて端而にて所定の反射度が生じ、この反射度はファブ
リペロー素子の半値幅に対して規定的である。比較的小
さな半値幅が所要の場合にはこのことは当該端面の付加
的鏡面化（反射境界特性付与）によって行わせることが
できる。スペクトルの種類、ないし測定の目標、例えば
高い感度、高い選別性、測定役割への簡単な適応性に応
じて種々異なる実施形態が生じる。高い感度が必要な場
合、吸収スペクトルの比較的大きな部分を捕捉検出する
実施例が選定さるべきである。このことは特に次のよう
な際有利である、すなわち、準周期的な線スペクトルが
生じる際、例えば４．６μ肩の波長のもとでＣ〇一分子
検出の場合有利である。この場台熱光学的板の厚さは次
のように選定されている、すなわち、生ぜしめられた干
渉パターンが、検出さるべき分子の特性光学的距離差に
相応するように選定されている。
タが用いられこのフィルタは熱光学的に活性の板から成
る。このために適する材料とはその屈折率および／又は
厚さが温度と共に変わるものである。このことは多かれ
少なかれすべての材料物質について該当する。例えば有
利には高い熱光学的係数を有するシリコン板が使用され
得る。この熱光学的板はファブリペロー素子が形成され
るように加工処理される。使用される材料の屈折率に応
じて端而にて所定の反射度が生じ、この反射度はファブ
リペロー素子の半値幅に対して規定的である。比較的小
さな半値幅が所要の場合にはこのことは当該端面の付加
的鏡面化（反射境界特性付与）によって行わせることが
できる。スペクトルの種類、ないし測定の目標、例えば
高い感度、高い選別性、測定役割への簡単な適応性に応
じて種々異なる実施形態が生じる。高い感度が必要な場
合、吸収スペクトルの比較的大きな部分を捕捉検出する
実施例が選定さるべきである。このことは特に次のよう
な際有利である、すなわち、準周期的な線スペクトルが
生じる際、例えば４．６μ肩の波長のもとでＣ〇一分子
検出の場合有利である。この場台熱光学的板の厚さは次
のように選定されている、すなわち、生ぜしめられた干
渉パターンが、検出さるべき分子の特性光学的距離差に
相応するように選定されている。
つまり、熱光学的７アブリベロー素子の個々の干渉次数
間の間隔が丁度被検物質の周期的吸収線の間隔に相応す
る。先ず、出発点として仮定してあるのは第ｔｂ図に示
すようなフィルタの干渉パターンが、第１ａ図に示すよ
うな物質の周期的吸収線と精確に一致せしめられるとい
うことである。ところで当該装Ｉｔｔａ構は次のような
測定７エーズにおかれる、即ち、所期の最大可能吸収度
の点ですぐれている測定７エーズにおかれる。温度の変
化によって簡単に干渉パターンは次のようにシアトされ
得る、すなわち干渉パターンと吸収線が丁度“空隙”の
ところに位置するようにシフトされる（第２図）。この
状態（基準７エーズ）では所期の物質の吸収度が零に等
しいか、又は最小である。温度の周期的変調によって測
定、基準フェーズ間の絶えざる交番、切替が、上述の問
題が起こることなく行われ得る。熱光学的変調によって
は電気光学的変調により検出され得ない物質も検出され
得る。
間の間隔が丁度被検物質の周期的吸収線の間隔に相応す
る。先ず、出発点として仮定してあるのは第ｔｂ図に示
すようなフィルタの干渉パターンが、第１ａ図に示すよ
うな物質の周期的吸収線と精確に一致せしめられるとい
うことである。ところで当該装Ｉｔｔａ構は次のような
測定７エーズにおかれる、即ち、所期の最大可能吸収度
の点ですぐれている測定７エーズにおかれる。温度の変
化によって簡単に干渉パターンは次のようにシアトされ
得る、すなわち干渉パターンと吸収線が丁度“空隙”の
ところに位置するようにシフトされる（第２図）。この
状態（基準７エーズ）では所期の物質の吸収度が零に等
しいか、又は最小である。温度の周期的変調によって測
定、基準フェーズ間の絶えざる交番、切替が、上述の問
題が起こることなく行われ得る。熱光学的変調によって
は電気光学的変調により検出され得ない物質も検出され
得る。
高い選択性が特に次のようにすることにより得られる、
すむわち、干渉計により唯一つの線が生ぜしめられ、こ
こにおいて、それの帯域幅が、周期的又は準周期的吸収
スペクトラムにおける２つの線間の間隔に比して小であ
るようにすることにより得られる。被検物質の吸収線に
亙っての中心波長のたんなるシフトによって有効信号が
次のような際いつも得られる即ち、吸収区間にて測定成
分が存在している際は常に得られる。重なり合う相関面
は上述の変形例の場合におけるよりわずかであるので、
比較的大きなノイズが予期される。当該利点は波長の選
択性にある。この波長は障害成分との重なり合いの起こ
らない領域にセッティングされ得る。
すむわち、干渉計により唯一つの線が生ぜしめられ、こ
こにおいて、それの帯域幅が、周期的又は準周期的吸収
スペクトラムにおける２つの線間の間隔に比して小であ
るようにすることにより得られる。被検物質の吸収線に
亙っての中心波長のたんなるシフトによって有効信号が
次のような際いつも得られる即ち、吸収区間にて測定成
分が存在している際は常に得られる。重なり合う相関面
は上述の変形例の場合におけるよりわずかであるので、
比較的大きなノイズが予期される。当該利点は波長の選
択性にある。この波長は障害成分との重なり合いの起こ
らない領域にセッティングされ得る。
ここで記載されている方法を有利に適用する第３の手法
は次のようにすれば行われる、即ちスペクトルが周期的
でなく、少なくとも構造化されているようにするのであ
る。測定成分の比較的大きな吸収度変化の領域にての波
長の選択により当該測定成分の存在する際同様に有効信
号が生ぜしめられる。上記領域にて障害成分の吸収度が
小であるか又は当該波長に互ってたんにわずかしか変化
しないように波長が選定される場合、そのようにして、
所望の選択性が生ぜしめられ得る。異なった物質の検査
にはたんに異なった厚さの相応の板を使用しさえすれば
よい。
は次のようにすれば行われる、即ちスペクトルが周期的
でなく、少なくとも構造化されているようにするのであ
る。測定成分の比較的大きな吸収度変化の領域にての波
長の選択により当該測定成分の存在する際同様に有効信
号が生ぜしめられる。上記領域にて障害成分の吸収度が
小であるか又は当該波長に互ってたんにわずかしか変化
しないように波長が選定される場合、そのようにして、
所望の選択性が生ぜしめられ得る。異なった物質の検査
にはたんに異なった厚さの相応の板を使用しさえすれば
よい。
次に、第３図を用いて本発明の実施例を説明する。ビー
ム源Ｌから到来する広帯域光は光学フィルタＦにより先
ず重要部分に制限される。
ム源Ｌから到来する広帯域光は光学フィルタＦにより先
ず重要部分に制限される。
ビーム路中ではそれに続いて被検物質を有するキュベッ
トＲ及び熱光学的に整合調整可能な板Ｐが配置されてお
り、この板は両端面にて部分透光性のミラーＳを有する
。上記板の材料としては特に、大きな熱光学的係数、す
なわち屈折率と厚さの積の温度依存性の大きな変化を呈
する材料が用いられる。その材料例としてはシリコン、
又はセレン化亜鉛がある。端面には温度変調のため、電
子回路Ｍにより制御されるペルチェ素子が設けられてい
る。電気熱（ないし熱光学的）板の後方には対物レンズ
Ｏが設けられている。絞りＢによって干渉計形評価領域
が、４ 光学軸の近くにおける中央領域に制限され得る。絞りを
通過するビームが、検出器Ｄにより検出され、電気信号
に変換される。
トＲ及び熱光学的に整合調整可能な板Ｐが配置されてお
り、この板は両端面にて部分透光性のミラーＳを有する
。上記板の材料としては特に、大きな熱光学的係数、す
なわち屈折率と厚さの積の温度依存性の大きな変化を呈
する材料が用いられる。その材料例としてはシリコン、
又はセレン化亜鉛がある。端面には温度変調のため、電
子回路Ｍにより制御されるペルチェ素子が設けられてい
る。電気熱（ないし熱光学的）板の後方には対物レンズ
Ｏが設けられている。絞りＢによって干渉計形評価領域
が、４ 光学軸の近くにおける中央領域に制限され得る。絞りを
通過するビームが、検出器Ｄにより検出され、電気信号
に変換される。
発明の効果
本発明により、請求の範囲の上位概念による干渉計形装
置であって、前述の従米技術の欠点を有しないものを実
現できる。
置であって、前述の従米技術の欠点を有しないものを実
現できる。
第１ａ図は物質の周期的吸収線の特性を波長との関係で
示す特性図、第１ｂ図は測定フエーズにおいてフィルタ
の干渉パターンないし透過率の特性を示す特性図、第２
図は基準フエーズにおいてシフトにより干渉パターンと
吸収線が空隙のところに位置する状態を示す特性図、第
３図は本発明の実施例の構成図である。 Ｆ・・・光学フィルタ、Ｌ・・・光源、Ｒ・・・キュベ
ット、Ｐ・・・板、Ｓ・・・ミラー
示す特性図、第１ｂ図は測定フエーズにおいてフィルタ
の干渉パターンないし透過率の特性を示す特性図、第２
図は基準フエーズにおいてシフトにより干渉パターンと
吸収線が空隙のところに位置する状態を示す特性図、第
３図は本発明の実施例の構成図である。 Ｆ・・・光学フィルタ、Ｌ・・・光源、Ｒ・・・キュベ
ット、Ｐ・・・板、Ｓ・・・ミラー
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、構造化された周期的又は準周期的吸収スペクトルに
より物質の検出を行う干渉計形検出装置であって、ビー
ム源を有し、該ビーム源のビーム路中に、被検物質と、
干渉フィルタと検出器とが設けられており、前記干渉フ
ィルタの厚さにより、干渉線の間隔が定められるように
構成されているものにおいて、上記干渉フィルタは熱光
学的に整合可能なフィルタとして構成されており、該フ
ィルタは熱光学的に活性の材料製の板（Ｐ）から成り該
板の端面が部分透光的に反射境界特性を有し得（Ｓ）、
上記フィルタ（Ｅ）の通過特性のシフトが上記フィルタ
の温度変化を用いて生ぜしめられ、その際当該温度差は
上記シフトの尺度であるように構成されており、上記板
の厚さが次のように選定されているすなわち、生ぜしめ
られた干渉線の間隔が測定さるべき物質の吸収線の間隔
に相応するように選定されていることを特徴とする干渉
計形検出装置。 ２、上記の熱光学的活性材料がシリコンである請求項１
記載の装置。 ３、１つの混合物質の複数の成分の検出のため複数の熱
光学的に整合調整可能なフィルタが、相前後してビーム
路中に挿入接続されている請求項１又は２記載の装置。 ４、構造化された周期的、準周期的又は非周期的吸収ス
ペクトルにより物質の検出を行う干渉計形検出装置であ
って、ビーム源を有し、該ビーム源のビーム路中に、被
検物質と、干渉フィルタと検出器とが設けられており、
前記干渉フィルタの厚さにより、干渉線の間隔が定めら
れるように構成されているものにおいて、上記干渉フィ
ルタは熱光学的に整合可能なフィルタとして構成されて
おり、該フィルタは熱光学的に活性の材料製の板（Ｐ）
から成り該板の端面が部分透光的に反射境界特性を有し
得（Ｓ）、上記フィルタ（Ｅ）の通過特性のシフトが上
記フィルタの温度変化を用いて生ぜしめられ、その際当
該温度差は上記シフトの尺度であるように構成されてお
り、上記板の厚さが次のように選定されているすなわち
当該ビーム帯域幅が被検物質の２つの線の間隔に比して
小さいビームの線が分離取出されるように選定されてい
ることを特徴とする干渉計形検出装置。 ５、上記の熱光学的活性材料がシリコンである請求項４
記載の装置。 ６、１つの混合物質の複数の成分の検出のため複数の熱
光学的に整合調整可能なフィルタが、相前後してビーム
路中に挿入接続されている請求項４又は５記載の装置。 ７、構造化された周期的、準周期的又は非周期的吸収ス
ペクトルにより物質の検出を行う干渉計形検出装置であ
って、ビーム源を有し、該ビーム源のビーム路中に、被
検物質と、干渉フィルタと検出器とが設けられており、
前記干渉フィルタの厚さにより、干渉線の間隔が定めら
れるように構成されているものにおいて、上記干渉フィ
ルタは熱光学的に整合可能なフィルタとして構成されて
おり、該フィルタは熱光学的に活性の材料製の板（Ｐ）
から成り該板の端面が部分透光的に反射境界特性を有し
得、上記フィルタ（Ｅ）の通過特性のシフトが上記フィ
ルタの温度変化を用いて生ぜしめられ、その際当該温度
差は上記シフトの尺度であるように構成されており、上
記板の厚さが次のように選定されているすなわち当該ビ
ーム線が被検物質の吸収バンドのエッジ（側縁）と重な
るようにビームの分離取出されるように選定されている
ことを特徴とする干渉計形検出装置。 ８、上記の熱光学的活性材料がシリコンである請求項７
記載の装置。 ９、１つの混合物質の複数の成分の検出のため複数の熱
光学的に整合調整可能なフィルタが、相前後してビーム
路中に挿入接続されている請求項７又は８記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3923831A DE3923831A1 (de) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | Interferometrische einrichtung |
| DE3923831.8 | 1989-07-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0357942A true JPH0357942A (ja) | 1991-03-13 |
Family
ID=6385340
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2189615A Pending JPH0357942A (ja) | 1989-07-19 | 1990-07-19 | 干渉計形検出装置 |
| JP015311U Pending JPH0736049U (ja) | 1989-07-19 | 1994-12-12 | 干渉計形検出装置 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP015311U Pending JPH0736049U (ja) | 1989-07-19 | 1994-12-12 | 干渉計形検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5059026A (ja) |
| EP (1) | EP0409765A3 (ja) |
| JP (2) | JPH0357942A (ja) |
| DE (1) | DE3923831A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04364442A (ja) * | 1991-06-12 | 1992-12-16 | Japan Radio Co Ltd | 炭素同位体分析装置 |
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