JPH04118652U - 光熱レンズ分析装置 - Google Patents
光熱レンズ分析装置Info
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- JPH04118652U JPH04118652U JP2301691U JP2301691U JPH04118652U JP H04118652 U JPH04118652 U JP H04118652U JP 2301691 U JP2301691 U JP 2301691U JP 2301691 U JP2301691 U JP 2301691U JP H04118652 U JPH04118652 U JP H04118652U
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型化が可能で高感度測定ができる光熱レン
ズ分析装置を実現する。 【構成】 光吸収に伴なう熱的現象を利用して吸収の小
さい物質を分析する光熱レンズ分光装置において、レ−
ザ光源およびその駆動回路と、前記レ−ザ光源の出射光
を集光するレンズと、集光されたレ−ザ光が照射される
試料およびこの試料を保持するセルと、前記試料を透過
したレ−ザ光を受光して焦点誤差信号を出力する焦点誤
差検出光学系と、この焦点誤差信号が入力する信号処理
回路と、この信号処理回路の出力信号が入力されデ−タ
処理並びに前記レ−ザ光源駆動回路の制御を行う計算機
とを備え、光熱レンズ効果による前記試料出射光の焦点
位置の変化を前記焦点誤差検出光学系により検出する構
成としたことを特徴とする。
ズ分析装置を実現する。 【構成】 光吸収に伴なう熱的現象を利用して吸収の小
さい物質を分析する光熱レンズ分光装置において、レ−
ザ光源およびその駆動回路と、前記レ−ザ光源の出射光
を集光するレンズと、集光されたレ−ザ光が照射される
試料およびこの試料を保持するセルと、前記試料を透過
したレ−ザ光を受光して焦点誤差信号を出力する焦点誤
差検出光学系と、この焦点誤差信号が入力する信号処理
回路と、この信号処理回路の出力信号が入力されデ−タ
処理並びに前記レ−ザ光源駆動回路の制御を行う計算機
とを備え、光熱レンズ効果による前記試料出射光の焦点
位置の変化を前記焦点誤差検出光学系により検出する構
成としたことを特徴とする。
Description
【0001】
本考案は、光熱レンズ効果を用いた吸光分析装置に関し、特に焦点誤差検出光
学系を用いて、装置の小型化および高感度化を実現するものである。
【0002】
光吸収に伴う熱的現象を利用し吸収の小さい物質を分析する分析装置があり、
その一つが光熱レンズ分析装置である。この光熱レンズ分析装置は、光熱レンズ
効果を利用したものであり、レ−ザ光を試料に集光照射すると光吸収により試料
の局所的な温度上昇が起り、それに伴って試料の屈折率が変化する。多くの物質
では屈折率は温度上昇により小さくなるため、凹レンズが生じたかのような光学
効果が起り、光は発散するものである。
【0003】
図5はこのような光熱レンズ効果を用いた光熱レンズ分析装置の従来例を示す
構成図である。図5において、レ−ザダイオ−ド11の出射光を第1のレンズ1
2,チョッパ−13,第2のレンズ14を通して、試料16の入ったセル15に
入射する。試料16に吸収されたレ−ザ光は熱に変換され、試料16に温度分布
を生じる。このため、試料16は光熱レンズ効果を持ち、レ−ザ光の光束が変化
する。十分離れた位置に設置されたピンホ−ル17を通して、フォトダイオ−ド
18でレ−ザ光の中心光強度を検出する。光熱レンズ効果は試料濃度に比例する
ので、検出信号から試料濃度を測定することができる。
【0004】
しかしながら、上記従来技術に示す光熱レンズ分析装置において、微小な光熱
レンズ効果を検出するためには、フォトダイオ−ド18の位置をセル15から十
分に離す必要があるため、光路長が長くなり、装置が大型となった。また、ピン
ホ−ル17を用いているため、光利用効率が小さく、高感度化が難しかった。
【0005】
本考案は上記従来技術の課題を踏まえて成されたものであり、小型化が可能で
高感度な測定ができる光熱レンズ分析装置を提供することを目的としたものであ
る。
【0006】
上記課題を解決するための本考案の構成は、光吸収に伴なう熱的現象を利用し
て吸収の小さい物質を分析する光熱レンズ分析装置において、
レ−ザ光源およびその駆動回路と、
前記レ−ザ光源の出射光を集光するレンズと、
集光されたレ−ザ光が照射される試料およびこの試料を保持するセルと、
前記試料を透過したレ−ザ光を受光して焦点誤差信号を出力する焦点誤差検出
光学系と、
この焦点誤差信号が入力する信号処理回路と、
この信号処理回路の出力信号が入力されデ−タ処理並びに前記レ−ザ光源駆動
回路の制御を行う計算機とを備え、
光熱レンズ効果による前記試料の出射光の焦点位置を前記焦点誤差検出光学系
により検出する構成としたことを特徴とするものである。
【0007】
本考案によれば、光熱レンズ効果による試料からの出射光の焦点位置の変化を
焦点誤差検出光学系により検出する構成としているため、光利用効率を向上でき
、高感度な吸光分析を行える。
【0008】
以下、本考案を図面に基づいて説明する。
図1は本考案の光熱レンズ分析装置の一実施例を示す構成図である。図1にお
いて、1はレ−ザダイオ−ドなどの外部変調可能なレ−ザ光源、2はレ−ザ光源
駆動回路であり、レ−ザ光源1を駆動し、出射光パワ−を変調する。3はレ−ザ
光源1から出射したレ−ザ光を集光するレンズ、4は透明なガラスで製作された
セル、5は分析を行う試料であり、セル4中に充填されている。6は焦点誤差検
出光学系であり、試料5を通過したレ−ザ光を受光し、レ−ザ光の焦点位置に対
応した信号を出力する。例えば、図2に示すような集光レンズ61,円筒レンズ
62,4分割フォトダイオ−ド63,演算回路64から構成される非点収差法を
用いた構成とする。7は信号処理回路であり、焦点誤差検出光学系6の出力信号
が入力され、焦点誤差の変化分に対応した信号を出力する。8は計算機であり、
信号処理回路7とのデ−タの入出力やデ−タ処理やレ−ザ光源駆動回路2の制御
を行う。
【0009】
このような構成において、その動作を図1、図2および図3に示す動作波形図
を用いて説明する。図3(イ)に示すように、レ−ザ光源駆動回路2によりレ−
ザ光源1の出射光パワ−を高パワ−と低パワ−の2値で変調する。レ−ザ光源1
の出力光は、レンズ3により集光され、セル4に充填された試料5に入射される
。ここで、試料5のレ−ザ光照射部周辺は、図4に示すように同心円状に温度分
布や屈折率分布が生じている。屈折率は負の温度係数を持っており、温度上昇し
た部分が屈折率が小さくなる。したがって、レ−ザ光の照射部分には凹レンズが
生じるため、試料5からの出射光の焦点位置は変化する。図3(ロ)および(ハ
)に示すように、試料5の温度と屈折率は、或る時定数を持って周期的に変化し
ており、図3(ニ)に示すように、試料5からの出射光の焦点位置も変化して、
焦点誤差検出光学系6に入射される。焦点誤差検出光学系6では、集光レンズ6
1により集光されて、円筒レンズ62に入射される。入射された光は、円筒レン
ズ62のx,y方向の合焦位置に設置された4分割フォトダイオ−ド63に円形
像を結ぶ。この円形像は、試料5からの出射光の焦点位置の変化に対応して、円
形から縦長楕円や横長楕円の像に変化する(図2)。この像が4分割フォトダイ
オ−ド63を構成する各素子にてそれぞれ検出され、レ−ザ光の焦点位置に対応
した電気信号に変換され、演算回路64に出力される。この電気信号の対角和の
差をとることにより、試料5からの出射光の焦点位置の変化に対応した焦点誤差
信号(図3(ホ))が得られ、信号処理回路7に入力される。信号処理回路7で
は、レ−ザ光源1の変調信号の立上りと立下りに同期して、焦点誤差信号をサン
プルホ−ルドし(図3(ヘ))、その差を出力する(図3(ト))。試料5で吸
収される光パワ−は試料濃度に対応しており、試料温度や屈折率変化も試料濃度
に対応している。したがって、信号処理回路7の出力信号は、試料濃度に対応し
ており、計算機8にて信号の大きさから試料濃度を分析することができる。
【0010】
なお、上記実施例において、焦点誤差検出光学系6の構成は、非点収差法に限
るものではなく、臨界角法、ナイフエッジ法、ウエッジプリズム法、ビ−ムサイ
ズ法などを用いても良い。
【0011】
以上、実施例と共に具体的に説明したように、本考案によれば、光熱レンズ効
果による試料出射光の焦点位置の変化を焦点誤差検出光学系により検出する構成
としたことにより、光利用効率を向上することができ、高感度な吸光分析を行う
ことができる。また、焦点誤差検出光学系は短い光路長で焦点位置の変化を高感
度に検出できるので、装置を小型化できるなどの効果を有する光熱レンズ分析装
置を実現できる。
【図1】本考案の光熱レンズ分析装置の一実施例を示す
構成図である。
構成図である。
【図2】図1装置に用いられる焦点誤差検出光学系の具
体例を示す構成図である。
体例を示す構成図である。
【図3】図1装置の動作を説明するための動作波形図で
ある。
ある。
【図4】図1装置の試料のレ−ザ光照射部周辺の温度分
布および屈折率分布を示す図である。
布および屈折率分布を示す図である。
【図5】従来の光熱レンズ分析装置の一例を示す構成図
である。
である。
1 レ−ザ光源
2 レ−ザ光源駆動回路
3 レンズ
4 セル
5 試料
6 焦点誤差検出光学系
7 信号処理回路
8 計算機
Claims (1)
- 【請求項1】 光吸収に伴なう熱的現象を利用して吸収
の小さい物質を分析する光熱レンズ分析装置において、
レ−ザ光源およびその駆動回路と、前記レ−ザ光源の出
射光を集光するレンズと、集光されたレ−ザ光が照射さ
れる試料およびこの試料を保持するセルと、前記試料を
透過したレ−ザ光を受光して焦点誤差信号を出力する焦
点誤差検出光学系と、この焦点誤差信号が入力する信号
処理回路と、この信号処理回路の出力信号が入力されデ
−タ処理並びに前記レ−ザ光源駆動回路の制御を行う計
算機とを備え、光熱レンズ効果による前記試料の出射光
の焦点位置を前記焦点誤差検出光学系により検出する構
成としたことを特徴とする光熱レンズ分析装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2301691U JPH04118652U (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | 光熱レンズ分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2301691U JPH04118652U (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | 光熱レンズ分析装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04118652U true JPH04118652U (ja) | 1992-10-23 |
Family
ID=31908363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2301691U Withdrawn JPH04118652U (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | 光熱レンズ分析装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04118652U (ja) |
-
1991
- 1991-04-09 JP JP2301691U patent/JPH04118652U/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19950713 |