JPH05249033A - 紫外線測定用光学系及びその安定性改善方法 - Google Patents
紫外線測定用光学系及びその安定性改善方法Info
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- JPH05249033A JPH05249033A JP32156792A JP32156792A JPH05249033A JP H05249033 A JPH05249033 A JP H05249033A JP 32156792 A JP32156792 A JP 32156792A JP 32156792 A JP32156792 A JP 32156792A JP H05249033 A JPH05249033 A JP H05249033A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な方法で光学系内の酸素及びオゾンを完
全に除去できる紫外線測定用光学系の安定性を改善す
る。 【構成】 紫外線エネルギを使用する測定装置におい
て、測定装置の光学系に不活性ガスを連続的に流出する
ことにより、誤差の原因となる紫外線酸化作用によるオ
ゾンの発生及び予測不能な測定誤差の原因となるエネル
ギ流量の変動を十分に減少させる。
全に除去できる紫外線測定用光学系の安定性を改善す
る。 【構成】 紫外線エネルギを使用する測定装置におい
て、測定装置の光学系に不活性ガスを連続的に流出する
ことにより、誤差の原因となる紫外線酸化作用によるオ
ゾンの発生及び予測不能な測定誤差の原因となるエネル
ギ流量の変動を十分に減少させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、紫外線放射を使用す
る測定方法、特に紫外線放射エネルギを用いる測定用光
学系における誤差の原因となるオゾンを除去できる紫外
線測定用光学系及びその安定性改善方法に関する。
る測定方法、特に紫外線放射エネルギを用いる測定用光
学系における誤差の原因となるオゾンを除去できる紫外
線測定用光学系及びその安定性改善方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】種々の材料特性の測定及び解析では、異
なる放射波長、特に紫外線領域内の放射線を含む波長で
測定することが通常必要である。紫外線光源が光学系内
の酸素を酸化するので、不幸にも紫外線発生源は分光光
度計等の代表的な測定装置での解析に悪影響を与える。
オゾン濃度の変動により、光干渉の予測不能な大きな誤
差が発生するので、発生するオゾン雰囲気を通じて試料
を正確に測定できない。上記の問題を解決する一方法は
窒素等の含有ガスで光学系を密封することにより、測定
装置内の酸素を除去するものである。この方法では、雰
囲気中の酸素と短波長紫外線との相互作用を生ずるオゾ
ンは発生しない。
なる放射波長、特に紫外線領域内の放射線を含む波長で
測定することが通常必要である。紫外線光源が光学系内
の酸素を酸化するので、不幸にも紫外線発生源は分光光
度計等の代表的な測定装置での解析に悪影響を与える。
オゾン濃度の変動により、光干渉の予測不能な大きな誤
差が発生するので、発生するオゾン雰囲気を通じて試料
を正確に測定できない。上記の問題を解決する一方法は
窒素等の含有ガスで光学系を密封することにより、測定
装置内の酸素を除去するものである。この方法では、雰
囲気中の酸素と短波長紫外線との相互作用を生ずるオゾ
ンは発生しない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、不活性
ガスで分光光度計等の光学系を密封することは煩雑であ
り、酸素の完全な除去を達成することが困難である。
ガスで分光光度計等の光学系を密封することは煩雑であ
り、酸素の完全な除去を達成することが困難である。
【０００４】そこで、この発明では、簡単な方法で光学
系内の酸素及びオゾンを完全に除去できる紫外線測定用
光学系及びその安定性改善方法を提供することを目的と
する。
系内の酸素及びオゾンを完全に除去できる紫外線測定用
光学系及びその安定性改善方法を提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明による測定用光
学系の安定性改善方法は、酸化剤を含む非密封状態のハ
ウジング内に光路を有する測定用光学系において、前記
ハウジングをガス供給源に連結する過程と、前記ガス供
給源から浄化ガスを連続的に流出させて前記光路の全て
の光干渉性ガスを浄化する過程とを含む。この発明の実
施例では、前記浄化ガスは不活性ガスであり、前記光干
渉性ガスは前記酸化剤による前記ハウジング内の酸素の
酸化によって発生するオゾンを含み、前記酸化剤は紫外
線エネルギ発生源である。前記不活性ガスは窒素でもよ
い。
学系の安定性改善方法は、酸化剤を含む非密封状態のハ
ウジング内に光路を有する測定用光学系において、前記
ハウジングをガス供給源に連結する過程と、前記ガス供
給源から浄化ガスを連続的に流出させて前記光路の全て
の光干渉性ガスを浄化する過程とを含む。この発明の実
施例では、前記浄化ガスは不活性ガスであり、前記光干
渉性ガスは前記酸化剤による前記ハウジング内の酸素の
酸化によって発生するオゾンを含み、前記酸化剤は紫外
線エネルギ発生源である。前記不活性ガスは窒素でもよ
い。
【０００６】また、この発明による紫外線測定用光学系
は、測定用光学系の光路を含む非密封状態のハウジング
と、前記ハウジングと連通する紫外線エネルギ発生源
と、前記ハウジング内に浄化ガスを流出して前記光路内
の酸化された光干渉性ガスを前記光路から除去するガス
供給源とを有する。この発明の実施例では、前記浄化ガ
スは不活性ガスであり、前記光干渉性ガスはオゾンを含
む。前記不活性ガスは窒素でもよい。
は、測定用光学系の光路を含む非密封状態のハウジング
と、前記ハウジングと連通する紫外線エネルギ発生源
と、前記ハウジング内に浄化ガスを流出して前記光路内
の酸化された光干渉性ガスを前記光路から除去するガス
供給源とを有する。この発明の実施例では、前記浄化ガ
スは不活性ガスであり、前記光干渉性ガスはオゾンを含
む。前記不活性ガスは窒素でもよい。
【０００７】
【作用】紫外線測定用光学系のハウジングに光路中のオ
ゾンを浄化するためのガス供給源を連結し、窒素等の不
活性ガスをガス供給源から連続的に流出させて非密封状
態のハウジングに含まれる空気を浄化することにより、
紫外線光学系から全ての酸素及びオゾンを除去すること
ができる。
ゾンを浄化するためのガス供給源を連結し、窒素等の不
活性ガスをガス供給源から連続的に流出させて非密封状
態のハウジングに含まれる空気を浄化することにより、
紫外線光学系から全ての酸素及びオゾンを除去すること
ができる。
【０００８】
【実施例】以下、この発明による紫外線測定用光学系及
びその安定性改善方法の実施例を図１〜図３について説
明する。図１は代表的な紫外線測定用光学系の例とし
て、アメリカ合衆国カリフォルニア州所在のナノメトリ
クス社製の２１０ＸＰ型等の紫外線反射率分光光度計の
略図である。図１に示すように、この発明による紫外線
測定用光学系は、測定用光学系の光路を含む非密封状態
の垂直イルミネータ１４（ハウジング）と、垂直イルミ
ネータ１４に含まれかつ垂直イルミネータ１４の光路と
連通する酸化剤としての重水素ガス放電灯１２（紫外線
エネルギ発生源）と、導管２８及び光強度測定装置１６
を介して垂直イルミネータ１４に連結されかつ垂直イル
ミネータ１４及び光強度測定装置１６内に不活性ガス
（窒素）等の浄化ガスを流出させて垂直イルミネータ１
４及び光強度測定装置１６の光路内の酸化された光干渉
性ガス（オゾンを含む）を光路から除去するガス供給源
３０とを有する。図１の装置において、紫外線分析用試
料１０は、重水素ガス放電灯１２で発生した紫外線光束
の焦点に配置される。紫外線光束は重水素ガス放電灯１
２からビームスプリッタ２２を通って光学系の垂直イル
ミネータ１４内を直進し、対物レンズ１１により紫外線
分析用試料１０上に集束される。紫外線分析用試料１０
から反射された紫外線スポットは対物レンズ１１及び垂
直イルミネータ１４を通して光強度測定装置１６に取り
込まれる。
びその安定性改善方法の実施例を図１〜図３について説
明する。図１は代表的な紫外線測定用光学系の例とし
て、アメリカ合衆国カリフォルニア州所在のナノメトリ
クス社製の２１０ＸＰ型等の紫外線反射率分光光度計の
略図である。図１に示すように、この発明による紫外線
測定用光学系は、測定用光学系の光路を含む非密封状態
の垂直イルミネータ１４（ハウジング）と、垂直イルミ
ネータ１４に含まれかつ垂直イルミネータ１４の光路と
連通する酸化剤としての重水素ガス放電灯１２（紫外線
エネルギ発生源）と、導管２８及び光強度測定装置１６
を介して垂直イルミネータ１４に連結されかつ垂直イル
ミネータ１４及び光強度測定装置１６内に不活性ガス
（窒素）等の浄化ガスを流出させて垂直イルミネータ１
４及び光強度測定装置１６の光路内の酸化された光干渉
性ガス（オゾンを含む）を光路から除去するガス供給源
３０とを有する。図１の装置において、紫外線分析用試
料１０は、重水素ガス放電灯１２で発生した紫外線光束
の焦点に配置される。紫外線光束は重水素ガス放電灯１
２からビームスプリッタ２２を通って光学系の垂直イル
ミネータ１４内を直進し、対物レンズ１１により紫外線
分析用試料１０上に集束される。紫外線分析用試料１０
から反射された紫外線スポットは対物レンズ１１及び垂
直イルミネータ１４を通して光強度測定装置１６に取り
込まれる。
【０００９】可視光源１８からの光はレンズ系２０を通
して垂直イルミネータ１４に入り、ビームスプリッタ２
４を使用して紫外線分析用試料１０に結像され、ビーム
スプリッタ２４で光を反射して測定用の可視エネルギが
供給される。垂直イルミネータ１４内の入射開口２６が
ミラー２７の方へ光を反射して紫外線分析用試料１０の
観察像が接眼部３１を通して形成される。
して垂直イルミネータ１４に入り、ビームスプリッタ２
４を使用して紫外線分析用試料１０に結像され、ビーム
スプリッタ２４で光を反射して測定用の可視エネルギが
供給される。垂直イルミネータ１４内の入射開口２６が
ミラー２７の方へ光を反射して紫外線分析用試料１０の
観察像が接眼部３１を通して形成される。
【００１０】ここで、紫外線領域内の放射線はガラスを
通過しないが石英を透過することに注意すべきである。
したがって、紫外線の進路中のビームスプリッタ２２及
び２４等の全表面は特有の材料、即ち、紫外線進路から
紫外線を移動する材料で作ることが重要である。 (1)光学系のハウジング内に通常存在する酸素は紫外線
放射による酸化を経てオゾンになり、(2)光路内のオゾ
ンはエネルギ流量の予測不能な誤差を発生させることは
確認されている。
通過しないが石英を透過することに注意すべきである。
したがって、紫外線の進路中のビームスプリッタ２２及
び２４等の全表面は特有の材料、即ち、紫外線進路から
紫外線を移動する材料で作ることが重要である。 (1)光学系のハウジング内に通常存在する酸素は紫外線
放射による酸化を経てオゾンになり、(2)光路内のオゾ
ンはエネルギ流量の予測不能な誤差を発生させることは
確認されている。
【００１１】このように、光学系ハウジング内の空気中
に存在する酸素の酸化により発生したオゾンは垂直イル
ミネータ１４及び測定装置１６を含む全体の光路でのエ
ネルギ流量の変動を発生させる。
に存在する酸素の酸化により発生したオゾンは垂直イル
ミネータ１４及び測定装置１６を含む全体の光路でのエ
ネルギ流量の変動を発生させる。
【００１２】光学系内で発生したオゾンは窒素、ヘリウ
ム、アルゴン等の不活性ガス又は含有酸素からのオゾン
発生を阻止できる大量の空気を連続的に流出させること
により除去できる。窒素ガスは約３.５３立方メートル
毎分の割合でガス供給源３０から流出し、導管２８を通
して光学系内に流入される。
ム、アルゴン等の不活性ガス又は含有酸素からのオゾン
発生を阻止できる大量の空気を連続的に流出させること
により除去できる。窒素ガスは約３.５３立方メートル
毎分の割合でガス供給源３０から流出し、導管２８を通
して光学系内に流入される。
【００１３】図２は、オゾンを含む紫外線測定用光学系
の雰囲気中において、２００〜２８０nｍの間で約１０
回走査したサンプルの包絡曲線を示し、特に２４０〜２
８０nｍの領域において許容できない変化量を示す。
の雰囲気中において、２００〜２８０nｍの間で約１０
回走査したサンプルの包絡曲線を示し、特に２４０〜２
８０nｍの領域において許容できない変化量を示す。
【００１４】図３は、同一の紫外線測定用光学系のハウ
ジンク内を３.５３立方メートル毎分の割合で流出され
る窒素で浄化し、ハウジング内の酸素が紫外線で酸化さ
れてオゾンが発生し、オゾンにより変動が生じた以外は
図２と同一の条件下で走査したサンプルの包絡曲線を示
す。光学系からオゾンを除去することで測定値の安定性
が大幅に改善されることが図３から容易にわかる。
ジンク内を３.５３立方メートル毎分の割合で流出され
る窒素で浄化し、ハウジング内の酸素が紫外線で酸化さ
れてオゾンが発生し、オゾンにより変動が生じた以外は
図２と同一の条件下で走査したサンプルの包絡曲線を示
す。光学系からオゾンを除去することで測定値の安定性
が大幅に改善されることが図３から容易にわかる。
【００１５】更に、光学系の改善を表示するものとし
て、珪素基板上に形成した４つの既知の厚さを有する薄
い酸化膜のサンプルを紫外線環境下において測定したも
のを下表に示す。珪素基板には、その表面上に自然に形
成された厚さ約２０オングストロームの自然酸化膜を有
する珪素基板が含まれ、前記基板と８０、１００、１５
０及び２００オングストロームの表面被膜を有する既知
の珪素基板で厚さ測定を行なった。表１は未浄化の光学
系に使用する各サンプルの薄い酸化膜厚さの測定平均値
と、種々の紫外線波長での平均値からの測定偏差の範囲
を示す。表２は表１と同一のサンプル及び同一の紫外線
波長のため、表１と類似のデータを与えるが、光学系内
のオゾンを除去するために光学系を窒素ガスで浄化され
る。表１及び表２の各測定値の単位はオングストローム
である。 表 １ オゾン浄化をしないときの酸化膜の厚さ（単位：オングストローム） 既知試料 20 80 100 150 200 平均値 20.9 81.1 107.7 164.4 212.5 偏差範囲 8.5 5.7 4.8 6.6 5.8 表 ２ オゾン浄化をしたときの酸化膜の厚さ（単位：オングストローム） 既知試料 20 80 100 150 200 平均値 20.8 77.5 99.9 159.7 209.9 偏差範囲 3.3 3.2 2.6 3.1 3.3 表２に明示のように、窒素又は他の不活性ガスで紫外線
測定用光学系のオゾンを浄化することにより測定値が約
５０％改善され、浄化された光学系では偏差範囲が大幅
に減少される。
て、珪素基板上に形成した４つの既知の厚さを有する薄
い酸化膜のサンプルを紫外線環境下において測定したも
のを下表に示す。珪素基板には、その表面上に自然に形
成された厚さ約２０オングストロームの自然酸化膜を有
する珪素基板が含まれ、前記基板と８０、１００、１５
０及び２００オングストロームの表面被膜を有する既知
の珪素基板で厚さ測定を行なった。表１は未浄化の光学
系に使用する各サンプルの薄い酸化膜厚さの測定平均値
と、種々の紫外線波長での平均値からの測定偏差の範囲
を示す。表２は表１と同一のサンプル及び同一の紫外線
波長のため、表１と類似のデータを与えるが、光学系内
のオゾンを除去するために光学系を窒素ガスで浄化され
る。表１及び表２の各測定値の単位はオングストローム
である。 表 １ オゾン浄化をしないときの酸化膜の厚さ（単位：オングストローム） 既知試料 20 80 100 150 200 平均値 20.9 81.1 107.7 164.4 212.5 偏差範囲 8.5 5.7 4.8 6.6 5.8 表 ２ オゾン浄化をしたときの酸化膜の厚さ（単位：オングストローム） 既知試料 20 80 100 150 200 平均値 20.8 77.5 99.9 159.7 209.9 偏差範囲 3.3 3.2 2.6 3.1 3.3 表２に明示のように、窒素又は他の不活性ガスで紫外線
測定用光学系のオゾンを浄化することにより測定値が約
５０％改善され、浄化された光学系では偏差範囲が大幅
に減少される。
【００１６】
【発明の効果】上記のように、この発明では、測定装置
の光学系に不活性ガスを連続的に流出させることによ
り、誤差の原因となる紫外線酸化作用によるオゾンの発
生及び予測不能な測定誤差の原因となるエネルギ流量の
変動を十分に減少させることができる。
の光学系に不活性ガスを連続的に流出させることによ
り、誤差の原因となる紫外線酸化作用によるオゾンの発
生及び予測不能な測定誤差の原因となるエネルギ流量の
変動を十分に減少させることができる。
【図１】 この発明の実施例を示すオゾン除去装置を有
する紫外線測定用光学系の概略図
する紫外線測定用光学系の概略図
【図２】 図１に示す光学系内の未浄化光学系での紫外
線波長に対する反射百分率の変化曲線を示すグラフ
線波長に対する反射百分率の変化曲線を示すグラフ
【図３】 図１に示す光学系内の浄化光学系での紫外線
波長に対する反射百分率の変化曲線を示すグラフ
波長に対する反射百分率の変化曲線を示すグラフ
１０．．．紫外線分析用試料、１１．．．対物レンズ、
１２．．．重水素ガス放電灯（紫外線エネルギ発生
源）、１４．．．垂直イルミネータ（ハウジング）、１
６．．．光強度測定装置、１８．．．可視光源、２
０．．．レンズ系、２２、２４．．．ビームスプリッ
タ、２６．．．入射開口、２７．．．ミラー、２
８．．．導管、３０．．．ガス供給源、３１．．．接眼
部
１２．．．重水素ガス放電灯（紫外線エネルギ発生
源）、１４．．．垂直イルミネータ（ハウジング）、１
６．．．光強度測定装置、１８．．．可視光源、２
０．．．レンズ系、２２、２４．．．ビームスプリッ
タ、２６．．．入射開口、２７．．．ミラー、２
８．．．導管、３０．．．ガス供給源、３１．．．接眼
部
Claims (12)
- 【請求項１】 酸化剤を含む非密封状態のハウジング内
に光路を有する測定用光学系において、前記ハウジング
をガス供給源に連結する過程と、前記ガス供給源から浄
化ガスを連続的に流出させて前記光路の全ての光干渉性
ガスを浄化する過程とを含むことを特徴とする測定用光
学系の安定性改善方法。 - 【請求項２】 前記浄化ガスは不活性ガスである「請求
項１」に記載の測定用光学系の安定性改善方法。 - 【請求項３】 前記光干渉性ガスは前記酸化剤による前
記ハウジング内の酸素の酸化によって発生するオゾンを
含む「請求項１」に記載の測定用光学系の安定性改善方
法。 - 【請求項４】 前記酸化剤は紫外線エネルギ発生源であ
る「請求項３」に記載の測定用光学系の安定性改善方
法。 - 【請求項５】 前記不活性ガスは窒素である「請求項
２」に記載の測定用光学系の安定性改善方法。 - 【請求項６】 測定用光学系の光路を含む非密封状態の
ハウジングと、前記ハウジングと連通する紫外線エネル
ギ発生源と、前記ハウジング内に浄化ガスを流出して前
記光路内の酸化された光干渉性ガスを前記光路から除去
するガス供給源とを有することを特徴とする紫外線測定
用光学系。 - 【請求項７】 前記浄化ガスは不活性ガスである「請求
項６」に記載の紫外線測定用光学系。 - 【請求項８】 前記光干渉性ガスはオゾンを含む「請求
項６」に記載の紫外線測定用光学系。 - 【請求項９】 前記不活性ガスは窒素である「請求項
７」に記載の紫外線測定用光学系。 - 【請求項１０】 光学的な誤差を生じさせるオゾンを連
続的に発生しやすい光路を有する測定用光学系におい
て、前記光路を通して不活性ガスを連続的に流出して前
記オゾンを十分に除去する過程を含むことを特徴とする
測定用光学系の安定性改善方法。 - 【請求項１１】 前記光路は紫外線エネルギ発生源と連
通する「請求項１０」に記載の測定用光学系の安定性改
善方法。 - 【請求項１２】 前記不活性ガスは窒素である「請求項
１１」に記載の測定用光学系の安定性改善方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US80351491A | 1991-12-09 | 1991-12-09 | |
| US803514 | 1991-12-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05249033A true JPH05249033A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=25186704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32156792A Pending JPH05249033A (ja) | 1991-12-09 | 1992-12-01 | 紫外線測定用光学系及びその安定性改善方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05249033A (ja) |
| DE (1) | DE4237268A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11101737A (ja) * | 1997-09-29 | 1999-04-13 | Toyota Motor Corp | 光−磁気光学効果測定装置 |
| JP2012247431A (ja) * | 2012-08-07 | 2012-12-13 | Shimadzu Corp | 光度計を用いた試料測定方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1423679A2 (de) * | 2001-09-25 | 2004-06-02 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. | Verfahren und vorrichtung zur unterdrückung von lichtabsorption, lichtstreuung und kontamination bei wellenlängen unterhalb von 200nm |
| IL158344A (en) | 2003-10-09 | 2011-06-30 | Nova Measuring Instr Ltd | System and method for optical measurements by UV vacuum |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6135960U (ja) * | 1984-08-03 | 1986-03-05 | 株式会社クボタ | 作業機装着装置 |
-
1992
- 1992-11-04 DE DE19924237268 patent/DE4237268A1/de not_active Withdrawn
- 1992-12-01 JP JP32156792A patent/JPH05249033A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6135960U (ja) * | 1984-08-03 | 1986-03-05 | 株式会社クボタ | 作業機装着装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH11101737A (ja) * | 1997-09-29 | 1999-04-13 | Toyota Motor Corp | 光−磁気光学効果測定装置 |
| JP2012247431A (ja) * | 2012-08-07 | 2012-12-13 | Shimadzu Corp | 光度計を用いた試料測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4237268A1 (en) | 1993-06-17 |
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