JPH0552654A - Excitation wave length sweep type raman spectroscope - Google Patents

Excitation wave length sweep type raman spectroscope

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JPH0552654A
JPH0552654A JP23570891A JP23570891A JPH0552654A JP H0552654 A JPH0552654 A JP H0552654A JP 23570891 A JP23570891 A JP 23570891A JP 23570891 A JP23570891 A JP 23570891A JP H0552654 A JPH0552654 A JP H0552654A
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JP
Japan
Prior art keywords
raman
light
wavelength
wave length
sample
Prior art date
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Pending
Application number
JP23570891A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Adachi
幸男 足立
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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Publication of JPH0552654A publication Critical patent/JPH0552654A/en
Priority to US08/155,510 priority patent/US5373358A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a highly sensitive small sized, lightweight, inexpensive Raman spectroscope having high detecting efficiency for Raman scattered light. CONSTITUTION:An excitation wave length sweep type Raman spectroscope is composed of a wave length variable laser beam source 1, a laser beam collecting system 5 to radiate laser beams to a sample 6, a band pass filter 8 to select light having specific wave length among Raman scattered light generated from the sample 6 and a light detecting system 10, and Raman spectrum of the sample 6 is measured by sweeping wave length of the laser beams.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザー光の波長を掃
引することによって試料のラマンスペクトルを測定する
励起波長掃引式ラマン分光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an excitation wavelength swept Raman spectroscope for measuring the Raman spectrum of a sample by sweeping the wavelength of laser light.

【0002】[0002]

【従来の技術】ラマンスペクトルは、赤外吸収スペクト
ルと共に、主として基体、液体または固体の分子振動ス
ペクトル測定法として、よく知られており、物質の評価
法としても広く用いられている。ラマン散乱は、振動数
ν0 の単色光(冷気光)を物質に照射すると、照射した
光と同じ振動数の強い散乱光(レーリー散乱)以外に、
図2で示されるように異なった振動数(ν0 ±ν1 ,ν
0 ±ν2 )の光が散乱される現象である。照射した振動
数と散乱された光の振動数の差(ν1 ,ν2・・・・)
が主として分子の振動数に対応するので、これまでのラ
マン測定装置では、ν0 を固定し、散乱された光をダブ
ルモノクロメーターやトリプルモノクロメーターで分光
してラマンスペクトルを得ている。
2. Description of the Related Art Raman spectra, together with infrared absorption spectra, are well known mainly as a molecular vibration spectrum measuring method for substrates, liquids or solids, and are widely used as a method for evaluating substances. Raman scattering shows that when a substance is irradiated with monochromatic light (cold light) of frequency ν 0 , in addition to strong scattered light (Rayleigh scattering) of the same frequency as the irradiated light,
As shown in Fig. 2, different frequencies (ν 0 ± ν 1 , ν
This is a phenomenon in which light of 0 ± ν 2 ) is scattered. The difference between the frequency of irradiation and the frequency of scattered light (ν 1 , ν 2 ...)
Mainly corresponds to the frequency of the molecule, so in conventional Raman measuring devices, ν 0 is fixed and the scattered light is dispersed by a double monochromator or a triple monochromator to obtain a Raman spectrum.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】これら従来のラマン分
光測定装置においては、ラマン散乱光を集光した光が分
光器の入射スリットおよび出射スリットを通過して検出
器に到達するために、光量が少なくなって暗くなり、ま
た、光の透過率も悪いという問題があり、微弱なラマン
散乱光を効率よく検出できるものとはいい難かった。ま
た、分光器は、重くて大きいため広大なスペースを必要
とし、しかも高価であるという問題があった。したがっ
て、従来のラマン分光測定装置によるよりも、ラマン散
乱光の検出効率が高い高感度のラマン分光装置を開発す
ることがが望まれていた。本発明は、このような要求に
鑑みてなされたものである。本発明の目的は、ラマン散
乱光の検出効率が高く、高感度で小型、軽量で安価なラ
マン分光装置を提供することにある。
In these conventional Raman spectroscopic measuring devices, the amount of light is increased because the light, which is the Raman scattered light, passes through the entrance slit and the exit slit of the spectroscope and reaches the detector. There is a problem that it becomes less and darker, and the light transmittance is also poor, and it is difficult to say that it is possible to detect weak Raman scattered light efficiently. Further, since the spectroscope is heavy and large, it requires a vast space and is expensive. Therefore, it has been desired to develop a highly sensitive Raman spectroscope having higher detection efficiency of Raman scattered light than that of a conventional Raman spectroscope. The present invention has been made in view of such requirements. An object of the present invention is to provide a Raman spectroscopic device which has high detection efficiency of Raman scattered light, high sensitivity, small size, light weight, and low cost.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、励起波長掃引
式ラマン分光装置に関するものであって、この励起波長
掃引式ラマン分光装置は、波長可変レーザー光源、試料
にレーザー励起光を照射するレーザー光用集光系、試料
から発生したラマン散乱光のうちの特定の波長の光を選
択するバンドパスフィルター、及び光検出系よりなるこ
とを特徴とする。本発明において、バンドパスフィルタ
ーとは、光の干渉性などを利用して、特定の波長の光の
みを透過し、他の波長の光の透過率が著しく低い光学素
子を意味する。
The present invention relates to an excitation wavelength swept Raman spectroscope, which is a wavelength tunable laser light source and a laser for irradiating a sample with laser excitation light. It is characterized by comprising a light condensing system, a bandpass filter for selecting light of a specific wavelength of Raman scattered light generated from a sample, and a photodetection system. In the present invention, the bandpass filter means an optical element that utilizes light coherence and transmits only light of a specific wavelength and has a significantly low transmittance of light of other wavelengths.

【0005】[0005]

【作用】従来のラマン分光装置では、励起光の波長を固
定しておき、散乱光を分光してスペクトルを得ている。
しかしながら、本発明の励起波長掃引式ラマン分光装置
は、従来のラマン分光装置とは異なり、特定の波長の光
しか通さないバンドパスフィルターを使用する。したが
って、バンドパスフィルターにより特定の波長の散乱光
が検出されるので、励起用のレーザー光に波長可変レー
ザーを用いて、その発振波長を掃引し、それによって、
ラマンスペクトルを得ることができる。
In the conventional Raman spectroscope, the wavelength of the excitation light is fixed and the scattered light is dispersed to obtain the spectrum.
However, unlike the conventional Raman spectroscope, the excitation wavelength swept Raman spectroscope of the present invention uses a bandpass filter that allows only light of a specific wavelength to pass. Therefore, since the scattered light of a specific wavelength is detected by the bandpass filter, a tunable laser is used as the excitation laser light, and the oscillation wavelength is swept, thereby
Raman spectra can be obtained.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は、本発明の励起波長掃引式ラマン分光装置
の概略構成図であって、波長可変レーザー光源1、レー
ザー光用集光系5、散乱光集光系7、バンドパスフィル
ター8、集光系9、光検出器10および信号処理装置1
1よりなる。波長可変レーザー光源1の出力光の一部
は、ビームスプリッター2で分割され、レーザー波長計
3とバンドパスフィルター4に導かれる。なお、このレ
ーザー波長計3は、波長可変レーザー光源の発振波長を
正確に測定したい時に用いればよい。また、バンドパス
フィルター4は、波長可変レーザー光の中に、測定のバ
ックグラウンドを与える光が含まれている場合に使用す
ればよく、それによりノイズとなる光が除去される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an excitation wavelength sweeping Raman spectroscopic device of the present invention, which includes a variable wavelength laser light source 1, a laser light focusing system 5, a scattered light focusing system 7, a bandpass filter 8, and a light focusing system. System 9, photodetector 10 and signal processing device 1
It consists of 1. A part of the output light of the wavelength tunable laser light source 1 is split by the beam splitter 2 and guided to the laser wavelength meter 3 and the bandpass filter 4. The laser wavelength meter 3 may be used when it is desired to accurately measure the oscillation wavelength of the variable wavelength laser light source. Further, the bandpass filter 4 may be used when the wavelength tunable laser light contains light that provides a background for measurement, and thereby the light that becomes noise is removed.

【0007】バンドパスフィルター4からのレーザー励
起光は、集光系5により集光されて、試料6を照射す
る。それにより、試料6からラマン散乱光が放射され
る。この散乱光は、次いで散乱光集光系7により集光さ
れ、バンドパスフィルター8を透過するが、その際、バ
ンドパスフィルター8は特定の波長の光のみを選択して
透過させる。バンドパスフィルターで選択された光は、
集光系9で集光されて光検出器10に達する。光検出器
からの信号は、信号処理装置11によって信号処理され
る。
The laser excitation light from the bandpass filter 4 is condensed by the condensing system 5 and illuminates the sample 6. Thereby, the Raman scattered light is emitted from the sample 6. The scattered light is then condensed by the scattered light condensing system 7 and transmitted through the bandpass filter 8. At this time, the bandpass filter 8 selects and transmits only light having a specific wavelength. The light selected by the bandpass filter is
The light is collected by the light collecting system 9 and reaches the photodetector 10. The signal from the photodetector is processed by the signal processing device 11.

【0008】上記の場合、波長可変レーザー光源1から
の出力光の発振波長を掃引しながら、光検出器10から
の信号強度を記録することにより、試料のラマンスペク
トルを記録することができる。また、ラマンシフトは、
波長可変レーザー光源1からの出力光の発振波長と、バ
ンドパスフィルター8の中心波長から決めることができ
る。
In the above case, the Raman spectrum of the sample can be recorded by recording the signal intensity from the photodetector 10 while sweeping the oscillation wavelength of the output light from the variable wavelength laser light source 1. Also, the Raman shift is
It can be determined from the oscillation wavelength of the output light from the variable wavelength laser light source 1 and the center wavelength of the bandpass filter 8.

【0009】本発明のラマン分光装置の分解能は、レー
ザー励起光の線幅とバンドパスフィルターの特性で決ま
るが、通常は、レーザー励起光の線幅は十分に狭くする
ことができるので、バンドパスフィルターを交換する機
構を付設して、特性の異なる種々のバンドパスフィルタ
ーを使用できるようにしてもよい。それにより、ラマン
分光装置の分解能を変えることが可能になる。また、波
長可変レーザーの波長可変領域が狭くて、広い領域の測
定ができない場合には、中心周波数の異なる数種のバン
ドパスフィルターを交換することができる機構を付設し
てもよい。それにより測定できる波長領域を広げること
が可能になる。
The resolution of the Raman spectroscopic device of the present invention is determined by the line width of the laser excitation light and the characteristics of the bandpass filter. Normally, the line width of the laser excitation light can be made sufficiently narrow, so the bandpass A mechanism for exchanging filters may be additionally provided so that various bandpass filters having different characteristics can be used. This makes it possible to change the resolution of the Raman spectroscope. When the wavelength tunable region of the wavelength tunable laser is narrow and a wide region cannot be measured, a mechanism capable of exchanging several kinds of bandpass filters having different center frequencies may be additionally provided. This makes it possible to expand the measurable wavelength range.

【0010】[0010]

【発明の効果】本発明の励起波長掃引式ラマン分光装置
は、従来のラマン分光装置に比して、次のような利点を
有する。バンドパスフィルターは、明るく透過率が高い
ので、効率よくラマン散乱光を検出することができる。
また、小型、軽量で安価であるため、小型、軽量で安価
なラマン分光装置を作製することができる。入射スリッ
トが存在しないので、広い領域からのラマン散乱光を効
率よく検出する。励起レーザー光の線幅を狭くして分解
能を高くしても、バンドパスフィルターは、分光機に比
べて光の透過率が低下しないので、分解能の高い場合の
測定に使用できる。検出する散乱光の波長が一定である
ので、集光系等の光学系の設計が簡単に行える。また、
励起レーザー光の波長を計測することによりラマンシフ
トを正確に決定することができる。検出する散乱光の波
長が一定であるので、検出系の感度が変化しない。した
がって、レーザー光源の出力を測定することにより、ラ
マンスペクトルの感度補正を簡単かつ容易に行うことが
できる。
The excitation wavelength swept Raman spectroscope of the present invention has the following advantages over the conventional Raman spectroscope. Since the bandpass filter is bright and has high transmittance, Raman scattered light can be efficiently detected.
In addition, since it is small, lightweight, and inexpensive, it is possible to manufacture a Raman spectroscopic device that is small, lightweight, and inexpensive. Since there is no entrance slit, Raman scattered light from a wide area can be detected efficiently. Even if the line width of the excitation laser beam is narrowed to increase the resolution, the bandpass filter does not lower the light transmittance as compared with the spectroscope, and thus can be used for measurement when the resolution is high. Since the wavelength of the scattered light to be detected is constant, the optical system such as the light collecting system can be easily designed. Also,
The Raman shift can be accurately determined by measuring the wavelength of the excitation laser light. Since the wavelength of scattered light to be detected is constant, the sensitivity of the detection system does not change. Therefore, by measuring the output of the laser light source, the sensitivity correction of the Raman spectrum can be easily and easily performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の励起波長掃引式ラマン分光装置の概
略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an excitation wavelength sweeping Raman spectroscopic device of the present invention.

【図2】 ラマン散乱光の散乱現象を説明する図であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating a scattering phenomenon of Raman scattered light.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…可変レーザー光源,2…ビームスプリッター、3…
レーザー波長計、4…バンドパスフィルター、5…レー
ザー光用集光系、6…試料、7…散乱光集光系、8…バ
ンドパスフィルター、9…集光系,10…光検出器、1
1…信号処理装置。
1 ... Variable laser light source, 2 ... Beam splitter, 3 ...
Laser wavelength meter, 4 ... Bandpass filter, 5 ... Laser beam focusing system, 6 ... Sample, 7 ... Scattered light focusing system, 8 ... Bandpass filter, 9 ... Focusing system, 10 ... Photodetector, 1
1 ... Signal processing device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 波長可変レーザー光源、試料にレーザー
光を照射するレーザー光用集光系、試料から発生したラ
マン散乱光のうちの特定の波長の光を選択するバンドパ
スフィルター、及び光検出系よりなり、レーザー光の波
長を掃引することによって試料のラマンスペクトルを測
定する励起波長掃引式ラマン分光装置。
1. A variable wavelength laser light source, a laser beam focusing system for irradiating a sample with a laser beam, a bandpass filter for selecting a specific wavelength of Raman scattered light generated from the sample, and a photodetection system. An excitation wavelength-swept Raman spectroscope that measures the Raman spectrum of a sample by sweeping the wavelength of laser light.
JP23570891A 1991-08-23 1991-08-23 Excitation wave length sweep type raman spectroscope Pending JPH0552654A (en)

Priority Applications (2)

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JP23570891A JPH0552654A (en) 1991-08-23 1991-08-23 Excitation wave length sweep type raman spectroscope
US08/155,510 US5373358A (en) 1991-08-23 1993-11-22 Excitation wavelength sweeping type raman spectroscopic apparatus

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JP23570891A JPH0552654A (en) 1991-08-23 1991-08-23 Excitation wave length sweep type raman spectroscope

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007502432A (en) * 2003-05-06 2007-02-08 ベイカー ヒューズ インコーポレイテッド Method and apparatus using a tunable diode laser spectrometer for the analysis of hydrocarbon samples
JP2011054861A (en) * 2009-09-04 2011-03-17 Sony Corp Method of manufacturing semiconductor device, semiconductor inspection device, and crystallinity inspection method
WO2018001900A1 (en) * 2016-06-27 2018-01-04 Forschungsverbund Berlin E.V. Method and device for raman spectroscopy

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