JPH0534564U - 光熱レンズ分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 小型化が可能な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析装置において、レ−
ザ光源１と、前記レ−ザ光源１の出射光を集光する凸レ
ンズ２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３と、前記試料を透過したレ−
ザ光が入射される凹レンズ４と、この凹レンズ４を出射
したレ−ザ光の中心部だけを通すためのピンホ−ル５
と、このピンホ−ル５を通過したレ−ザ光を受光して受
光量に比例した電流を出力する光検出器６とを備えた構
成とした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、光熱レンズ効果を用いた吸光分析装置に関し、特に光路長を短縮す ることによって、装置を小型化させるものである。

【０００２】

【従来の技術】

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３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３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。なお、試料１６に照射される光は、チョッパ−１３により断続光とさ れている。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】

【考案が解決しようとする課題】

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。

【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、セルと光検出器 の間に凹レンズを設置することにより、ビ−ムの拡がり角を広げて、セルと検出 器間の光路長を短くし、装置の小型化が可能な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】

【課題を解決するための手段】

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−ザ光源と、 前記レ−ザ光源の出射光を集光する凸レンズと、 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−ザ光が入射される凹レンズと、 この凹レンズを出射したレ−ザ光の中心部だけを通すためのピンホ−ルと、 このピンホ−ルを通過したレ−ザ光を受光して受光量に比例した電流を出力す る光検出器と を備えた構成としたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

本考案によれば、セルと光検出器の間に凹レンズを設置して、試料セルを出射 した拡がり光の拡がり角を凹レンズにより更に広げている。したがって、セルと 光検出器間の光路長を短くでき、装置の小型化できる。

【０００８】

【実施例】

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−ザ光源であり、レ−ザ光 源１の出力は断続光となるように変調されている。２はレ−ザ光源１から出射し たレ−ザ光を集光する凸レンズ、３は集光されたレ−ザ光が照射される試料を保 持するセル、４はセル３を透過したレ−ザ光が入射される凹レンズ、５は凹レン ズ４を出射したレ−ザ光の中心部だけを通すためのピンホ−ル、６はピンホ−ル ５を通過したレ−ザ光を受光して受光量に比例した電流（Ｉout ）を出力する光 検出器である。

【０００９】 このような構成において、レ−ザ光源１の出射光強度が図２に示すように、時 間ｔ＝０において、０からｐに変化すると仮定すると、時間ｔ＝０の時は、セル ３に保持された試料には、まだ熱レンズ効果が生じておらず、試料入射後のレ− ザ光は、図１中の一点鎖線のように凹レンズ４のみによって、ビ−ム拡がり角が 増大し、ピンホ−ル５および光検出器６に達する。この時、光検出器６から出力 される電流Ｉout ＝Ｉ0 である。次に、時間ｔ＞０の時は、試料は熱レンズ効果 によって凹レンズとなり、試料入射後のレ−ザ光は、図１中の実線のように、試 料によってビ−ム拡がり角が増大する。さらに、凹レンズ４によってもビ−ム拡 がり角は増大し、ピンホ−ル５および光検出器６に達する。この時、光検出器６ から出力される電流Ｉout ＜Ｉ0 であり、時間ｔが十分大きく、熱レンズが安定 した後は、Ｉout ＝Ｉptとなる。熱レンズ効果は試料の濃度や種類によって強弱 があるので、光検出器６から出力される電流Ｉptの測定によって試料の特性が測 定できる。

【００１０】 なお、上記実施例において、凸レンズ２とセル３の間に第２の凹レンズを設置 し、凸レンズ２と第２の凹レンズの焦点距離が適切なレンズを使用することによ り、図１装置と同様の光学系が構成できる。この場合、凸レンズ２とセル３の間 の距離を短くできるため、さらに装置を小型にできる。

【００１１】 また、上記実施例において、凹レンズ４の代わりに凸レンズを用いた構成であ っても良く、同様に装置を小型にできる。

【００１２】

【考案の効果】

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、セルと光検出 器の間に凹レンズを設置して、試料セルを出射した拡がり光の拡がり角を凹レン ズにより更に広げている。したがって、セルと光検出器間の光路長を短くでき、 装置を小型化できる光熱レンズ分析装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】図１装置に用いられるレ−ザ光源の出射光強度
を示す図である。

【図３】従来の光熱レンズ分析装置の一例を示す構成図
である。

【符号の説明】

１ レ−ザ光源 ２ 凸レンズ ３ セル ４ 凹レンズ ５ ピンホ−ル ６ 光検出器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
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−ザ光源と、 前記レ−ザ光源の出射光を集光する凸レンズと、 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−ザ光が入射される凹レンズと、 この凹レンズを出射したレ−ザ光の中心部だけを通すた
   めのピンホ−ルと、 このピンホ−ルを通過したレ−ザ光を受光して受光量に
   比例した電流を出力する光検出器とを備えた構成とした
   ことを特徴とする光熱レンズ分析装置。