JPH046436A - レーザーによる微粒子径計測方法およびその装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野〕 本発明は、触媒の改質や薄膜製造過程において、原料と
なる微粒子の径をその場（Ｉｎ　５ｉｔｕ　）で測定す
る方法および装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、気相中で微粒子径を測定する方法としては、レー
ザーを用いた散乱法が知られている。

かかる方法を第３図により説明すると、アルゴンレーザ
ー１の光ｅレンズ２及びハーフミラ−３を介して、輸送
経路５に照射し、輸送経路中の微粒子によって散乱され
た光を光の入射側と反対位置に置かれたレンズ２を介し
て集光し、カメラ４で、前方散乱画像を得る。また、微
粒子の輸送経路５かも、光源側に散乱された光をハーフ
ミラ−３で同様にカメラ４に導き、後方散乱画像を得る
。この前方散乱と後方散乱は。

平均粒子径と粒子濃度の関数であり１両者の依存度の違
いを数値的に処理することにより、平均粒子径９粒子濃
度を求めることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のものでは１粒子径がサブミクロン
（１００１ｍ以上）までの計測が可能であるが、それ以
下の粒子については、光の波長と粒径が、同じか、それ
以下になると散乱強度が弱くなり、計測が困難であった
。本発明は、上記従来の問題点を解決する為になされた
もので、これまで不可能であった１　００１ｍ以下の粒
子径を測定できるようにしたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このため本発明のレーザーによる微粒子径測定方法は４
粒子の輸送径路に波長を変化させながらレーザを照射し
１粒子で吸収されるレーザの波長を検出することにより
上記粒子の粒径を計測することを特徴としている。

また２本発明のレーザーによる微粒子径測定装置は、照
射するレーサーの波長を変化させることができる波長可
変レーザーと、照射されたレーザ光を粒子の輸送径路に
導く光学系と、輸送径路を通過した上記レーザ光の強度
を検出する検出系と、同検出系の出力を受けると共に予
め記憶した粒子の粒径と該粒子が吸収する波長との関係
から粒子の粒径を算出するデータ処理系とを具備したこ
とを特徴としている。さらに本発明のレーサーによる微
粒子径測定装置は。

上記のレーザーによる微粒子測定装置において輸送径路
を通過した上記レーザ光の強度を検出する検出系がＣＣ
Ｄカメラからなることを特徴としている。

〔作用〕

分子の電子エネルギーは２分子量の増加または、構成原
子数の増加に伴ってシフトする。これを高分解能レーザ
ーで計測することにより。

粒子径の計測が可能である。本発明は、可視レーザーに
より微粒子に可視または紫外レーサー光を照射し、微粒
子によって吸収された光の波長（パントキャップのシフ
ト量）を測定する事によって、微粒子の径を測定するよ
うにしたものである。微粒子はその径が１．　ＯＯｎｍ
以上の場合は１通常の固体の性質を示すが、径が１１０
０ｎ以下になると、原子や分子のもつ量子化さｈた性質
が表れ、しかも、それは粒子径に依存するので、レーザ
ーの吸収により、これを測定可能にしたものである。ま
たシフト量と粒子径の対応は、飛行時間型質量分析計に
より、予め。

質量分析を行うことにより求めることが可能であり吸収
波長を測定することによって微粒子径を求めることがで
きる。

〔実施例〕

以下９本発明の１実施例を図により詳細に説明すると、
第１図は１本発明の一実施例としてのレーザーによる微
粒子計測径装置を示す概略図である。

図中の６は可視または紫外領域で発振する波長可変レー
ザーであり１例えば色素レーサーが用いられる。７は、
特定の波長の光のみを選択的に増り出す為の分光器また
は、光学フィルターで検出器４にレーザー光以外の波長
の光が入らないようにしている。レーサー６から発した
光は、レンズ２を通り、１部はハーフミラ−３で反射さ
れ、レンズ系２を通った後１分光器を通り２検出器４で
検出され、光の強度の参照光とする。すなわちレーザー
６から発した照射光の強度が振れてしまうと粒子に吸収
されて暗くなったのか、レーザー出力が落ちたのか判別
できないときに、それを補償する為のもので、したがっ
て、レーザーの出力が変化しないものを使用すれば不要
である。一方、ハーフミラ−３を透過した光は、微粒子
の輸送経路を通る時。

微粒子によって吸収される。この領域を透過した光はレ
ンズ系２を通り２分光器７で、波長選択されたあと、検
出器４で検出される。ここで用いる検出器４は１画像計
測が可能なＣＣＤカメラを用いると、空間的に分布した
微粒子の個々の粒子径に関する情報が得られ好適である
。

この時、レーザー光の波長を掃引することにより、微粒
子によって吸収された光の波長を得る。

この吸収波長から、第２図のデータを用いて粒子径を求
めることが可能となる。さらに、微粒子の分布も求める
ことが可能である。

すなわち、第２図は、　微粒子の径と微粒子が吸収する
光の波長と関係を示したもので、微粒子径が小さくなる
と、光の吸収波長が短波長側ヘシフトすることを示して
いる。従って、この吸収波長を測定することによって１
粒子径が求まることになる。なお、第２図のデータは。

金属や半導体などの対象に固有のものである為予め、質
量分析装置を用いて、第２図のデータをとっておき、デ
ータ処理装置８に記憶させておき、データ処理装置８で
は検出された吸収光波長についての検出器４からのデー
タと第２図のデータから粒子径を求めるようにしている
。

〔発明の効果、・ 以上詳述したごとく１本発明によれば、これまで不可能
であった１　００１ｍ以下の微粒子径測定が可能である
。従って、超微粒子生成、半導体薄膜、ガス分離膜、酸
化物膜などの薄膜成長、吸着剤、触媒等の表面改質、ア
モルファス膜の製造過程における気相での微粒子の生成
状況のモニターと制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の実施例としてのレーザーによる微粒
子径測定装置を示す概略図、第２図は２本発明のレーザ
ーによる微粒子径測定装置の一部を構成する粒子径と吸
収波長の関係を示す図、第３図は、従来の微粒子径測定
装置の概略図である。 １・・・アルゴンイオンレーザ−１２・・・レンズ。 ３・・・ハーフミラ−９４・・・カメラ１５・微粒子輸
送装置、６・・・色素レーザー、７・・分光器または光
学フィルター ８・データ処理装置。 第１図 手続補正書（方へ２ 千ＩＩｔ２年８月２日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）粒子の輸送径路に波長を変化させながらレーザを
   照射し、粒子で吸収されるレーザの波長を検出すること
   により上記粒子の粒径を計測することを特徴とするレー
   ザーによる微粒子径測定方法。
2. （２）照射するレーザの波長を変化させることができる
   波長可変レーザと、照射されたレーザ光を粒子の輸送径
   路に導く光学系と、輸送径路を通過した上記レーザ光の
   強度を検出する検出系と、同検出系の出力を受けると共
   に予め記憶した粒子の粒径と該粒子が吸収する波長との
   関係から粒子の粒径を算出するデータ処理系とを具備し
   たことを特徴とするレーザーによる微粒子径測定装置。
3. （３）輸送径路を通過した上記レーザ光の強度を検出す
   る検出系がＣＣＤカメラからなることを特徴とする特許
   請求の範囲（２）項記載の粒子粒径計測装置。