JPH0587633A

JPH0587633A - 赤外線量測定方法および赤外線量計

Info

Publication number: JPH0587633A
Application number: JP24610891A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Tamura; 保暁田村; Junichi Owaki; 純一大脇; Atsushi Shibukawa; 篤渋川
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1991-09-25
Filing date: 1991-09-25
Publication date: 1993-04-06
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: JP2636099B2

Abstract

(57)【要約】【目的】安価で感度が高く、かつ測定精度の高い赤外線
量測定方法と赤外線量計を提供する。【構成】本発明の測定方法は、参照用と測定用の赤外輝
尽蛍光体を用い、両者を可視光あるいは紫外光で励起し
たのち、可視光および紫外光を遮断した状態で、測定用
の赤外輝尽蛍光体のみを被測定赤外線に被曝させる。そ
して、励起から所定の時間後に、両方の赤外輝尽蛍光体
に赤外光を照射して赤外輝尽発光を起させ、両者の発光
量の差をもとにして検量線法により、赤外線量を求め
る。本発明の線量計は、赤外光のみを透過する赤外透過
部分15と全ての波長域にの光を遮断する遮光部分16から
なる受光面部材14を有し、被測定赤外線に被曝させると
きには、受光面部材14を閉じて赤外輝尽蛍光体12に密着
できるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、赤外線量測定方法と赤
外線量計とに関し、特に赤外輝尽蛍光体を用いた赤外線
量測定方法と赤外線量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信技術、光情報処理技術の進展によ
り、近年、近赤外線領域に発光波長を有する赤外光源が
各所で用いられるようになってきている。これに伴い、
光部品、光材料などの製造部門、これら部品を用いてシ
ステムを構築する部門、あるいはこれらシステムの保守
部門において、赤外光を用いた検査の必要性が高まり、
赤外線検出器の需要もますます増大してきている。そし
て、微弱な赤外光の線量を定量する需要も増えてきてい
る。

【０００３】現在、光通信用の光源としては、１.３μ
ｍ帯、１.５５μｍ帯の赤外光源が主として用いられて
おり、これら波長域の赤外光を検出する検出器として
は、例えばＩｎＧａＡｓを用いた半導体検出器が広く用
いられている。半導体検出器は、赤外光の入射によって
半導体中に発生するキャリアによる起電力あるいは光電
流を測定して光強度を測定するものであり、このため、
半導体検出器の測定感度限界は、半導体検出器内の暗電
流や、環境電磁波によるノイズなどによって規定され、
現在市販されているものでは高々−６０ｄＢｍ程度であ
る。

【０００４】一方、非電気的な赤外線検出器として広く
使われているものに、赤外輝尽蛍光体を用い、フォスフ
ァープレートやＩＲキャッチャなどの商品名で市販され
ているものがある。これは、赤外輝尽蛍光体に予め紫外
光や可視光を照射してこれを励起しておき、そののち被
測定対象から放射される赤外光にこの蛍光体を被曝させ
ると赤外線の当たった部分のみが発光し、この発光を検
出することにより赤外光の有無を検出するものである。
この赤外輝尽蛍光体を用いた検出器は、基本的には目視
によって検出を行なうことになるものであるから、赤外
輝尽蛍光体の赤外可視変換効率がせいぜい数％であるこ
とと肉眼の可視光検出感度が高々−６０ｄＢｍ程度であ
ることから、全体としての赤外線検出感度は高々−４０
ｄＢｍ程度となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した半導体光検出
器は、赤外光の検出感度が高々−６０ｄＢｍであって微
弱な赤外光を検出するには不十分であり、また、赤外光
の光量を積算して線量を測定する場合、計測結果はノイ
ズが積算されたものとなって正確な定量値を得ることが
難しいという欠点があり、さらに、特にＩｎＧａＡｓを
用いたものは非常に高価であるという欠点がある。一
方、上述した赤外輝尽蛍光体を用いた従来の光検出器で
は、赤外光の検出感度がせいぜい−４０ｄＢｍとさらに
悪く、目視によるものなので定量的な測定が困難である
という欠点がある。また、赤外輝尽蛍光体と可視光測定
器とを組み合わせ、赤外輝尽発光の光量を定量して赤外
線の線量を求めようとしても、赤外輝尽発光の強度は励
起後の経過時間によって大きく変化するため、測定結果
に定量性を持たせることは極めて困難であった。

【０００６】本発明の目的は、安価で感度が高く、かつ
測定精度の高い赤外線量測定方法と赤外線量計を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の赤外線量測定方
法は、参照用の赤外線輝尽蛍光体に紫外線あるいは可視
光線を照射して前記参照用の赤外線輝尽蛍光体を励起さ
せ、次いで前記参照用の赤外輝尽蛍光体を紫外光および
可視光線を遮断した状態におき、前記励起から所定の時
間の経過後に前記参照用の赤外線輝尽蛍光体に赤外線を
照射して赤外輝尽発光を起させ、該赤外輝尽発光の全光
量を参照光量とし、前記参照用の赤外輝尽蛍光体と同様
の測定用の赤外輝尽発光体を用い、前記測定用の赤外輝
尽蛍光体に紫外線あるいは可視光線を照射して前記測定
用の赤外輝尽蛍光体を励起する工程と、紫外線および可
視光線を遮断した状態で前記測定用の赤外輝尽蛍光体を
赤外線被検出部に配置して線量を測定すべき赤外線に被
曝させる工程と、そののち、前記励起する工程から前記
所定の時間の経過後に、前記測定用の赤外輝尽蛍光体に
赤外線を照射して赤外輝尽発光を起させ、該赤外輝尽発
光の全光量を測定して該全光量を測定光量とする工程
と、前記測定光量と前記参照光量との差を算出して、前
記線量を測定すべき赤外線の線量を決定する工程とを有
する。

【０００８】本発明の赤外線量計は、赤外輝尽蛍光体
と、前記赤外輝尽蛍光体の後面を覆い、赤外線、可視光
線および紫外線を遮断する蓋部材と、閉状態では前記赤
外輝尽蛍光体の前面を覆い、開状態では前記赤外輝尽蛍
光体の前面が露出するように前記赤外輝尽蛍光体の前面
に対して開閉可能に設けられ、紫外線および可視光線を
遮断しかつ赤外線を透過する赤外透過部分と紫外線、可
視光線および赤外線を遮断する遮光部分からなる受光面
部材とを有する。

【０００９】

【作用】本発明の作用について説明するにあたり、ま
ず、赤外輝尽蛍光体の動作原理について説明する。

【００１０】赤外輝尽蛍光体とは、予め短波長の光（可
視光、紫外光）の光で励起したのち、赤外光で刺激する
と可視領域の発光が発生する蛍光体のことであり、従来
より半導体レーザーやＹＡＧレーザーなどからの赤外光
の検出に用いられている。硫化カルシウム（ＣａＳ）や
硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）に、ユーロピウム（Ｅ
ｕ）とサマリウム（Ｓｍ）との組み合せあるいはセリウ
ム（Ｃｅ）とサマリウムの組み合せなどをドープしたも
のが、赤外可視変換効率の高い赤外輝尽蛍光体として知
られている。

【００１１】図１(a),(b)は、赤外輝尽蛍光体の１つで
あるＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ系のもののバンドモデルを説明す
る図であり、Ｋｅｌｌｅｒのモデル（S. P. Keller and
G.D. Pettit, "Quenching, stimulation and exhausti
on studies on some infrared stimulable phosphers":
Phys. REv., 111, 1533(1958)）を簡略化して示したも
のである。この蛍光体は、以下の励起過程［図１
(a)］、発光過程［図１(b)］の２つの過程によって動作
する。なお、ＥｕはＥｕ²⁺としてＣａＳの価電子帯の上
端（図示V.B.)に近い不純物準位を形成し、ＳｍはＳｍ
³⁺として伝導帯の下端（図示C.B.）に近い不純物準位を
形成している。なお、価電子帯と伝導帯とのエネルギー
差すなわちバンドギャップはＥ_gで示されている。ａ）励起過程可視〜紫外領域の励起光の照射によりＥｕ²⁺はさらに
イオン化されて伝導帯上に電子を放出し、Ｅｕ³⁺とな
る。

【００１２】伝導帯上へ励起された電子はＳｍ³⁺に捕
獲され、Ｓｍ³⁺はＳｍ²⁺になる。ｂ）発光過程赤外光の刺激によりＳｍ³⁺に捕獲されていた電子は伝
導帯上に励起され、Ｓｍ³⁺はＳｍ²⁺になる。

【００１３】伝導帯上に励起された電子はＥｕ³⁺に捕
獲され、Ｅｕ³⁺はＥｕ²⁺になり、このときＥｕ²⁺は発光
遷移により基底状態に遷移し、光を放出する。この発光
を赤外輝尽発光と呼ぶ。

【００１４】すなわち、上記〜の過程を経ることに
よって赤外輝尽発光が生じるが、この動作原理からわか
るように、Ｅｕによる不純物準位が励起光に対する吸収
の波長特性と赤外輝尽発光の発光の波長特性を決定し、
Ｓｍによる不純物準位が赤外線刺激に対する波長特性を
決定する。なお、励起光と赤外輝尽発光との特性に関与
する元素を主活性剤、赤外線刺激の特性に関与する元素
を副活性剤と呼んでいる。また、これら波長感度特性
は、蛍光体母体と活性剤の組み合せを変えることによ
り、幅広い波長領域にわたって変化させることができ
る。

【００１５】このＫｅｌｌｅｒのモデルにおいて、励起
エネルギーの蓄積を担うＳｍの準位は、蛍光体母体（こ
の場合ＣａＳ）の伝導帯の上端から約１ｅＶであって、
熱的エネルギーの数１０ｍｅＶと比較して深い準位を形
成しており、熱的擾乱による電子の再放出は生じにく
く、赤外輝尽蛍光体は極めて安定した励起エネルギーの
保持能力を有するものと期待される。

【００１６】以上の説明からも明らかなように、赤外輝
尽蛍光体は、励起光のエネルギー（励起エネルギー）を
蓄積し、赤外光の刺激によりこのエネルギーを光（赤外
輝尽発光）の形態で放出するエネルギー蓄積型の赤外可
視変換材料である。このため、励起した後に赤外光に被
曝させないかぎり蓄積されたエネルギーは蛍光体中に保
持され、エネルギー蓄積状態の蛍光体を赤外光で刺激す
ると蓄積されたエネルギーに比例した光量の光が放出さ
れることになる。図２は、励起エネルギーを変えて蓄積
エネルギー量を変化させた赤外輝尽蛍光体を半導体レー
ザーからの赤外光で刺激した場合における、蓄積エネル
ギー量と総発光量との関係を示したものである。この図
から、蛍光体中に蓄積されたエネルギーと総発光量との
間には、正比例の関係が成立していることがわかる。こ
れより、赤外刺激時の発光量を積算することにより、蓄
積エネルギー量を求めることができる。なお、以下にお
いて、総発光量とは蓄積エネルギー測定時の発光量の総
量のことを指すものとする。

【００１７】一方、励起したのち赤外光で刺激して蓄積
エネルギー量を測定する前に、この赤外輝尽蛍光体を赤
外光に被曝させた場合、赤外線被曝量に比例した蓄積エ
ネルギーが放出される。このため、被曝後の蛍光体を赤
外光で刺激して蓄積エネルギーを測定すると、総発光量
は、被曝赤外線量に比例した量だけ少ないものとなる。
図３は、このような方法によって被曝線量と総発光量の
差分値［（赤外線に被曝させなかったときの総発光量）
−（被曝させたときの総発光量）］との関係を示したも
のである。この図から明らかなように、被曝線量と総発
光量の差分値との間には、正比例の関係が成立してい
る。したがって、赤外線に被曝させなかった場合の総発
光量と被曝させた場合の総発光量との差分値を取れば、
赤外線被曝量を正確に求められるはずである。特に、こ
の原理に基づく赤外線の測定は、他の測定法に比べ、被
曝赤外線の積算量（線量）を求められる点や、半導体検
出器などには存在する暗電流や外来電磁波からのノイズ
が存在しない点で優れている。このため、極微弱光を検
出するために積算時間を長くしてもノイズ成分が重畳す
ることがなく、正確に積算量を求めることができ、他の
測定法と比較して極めて高い検出感度が得られるはずで
ある。

【００１８】しかしながら実際の赤外輝尽蛍光体では、
赤外線に被曝したりしなくても自発的に徐々に蓄積エネ
ルギーが放出されて減少するので、一定の刺激光で蛍光
体を刺激しても、励起してからの時間経過によって発光
強度が変化し、このため赤外線の線量測定の定量性を維
持することが難しくなっている。図４は、ＣａＳに重量
比でＥｕを５００ｐｐｍ、Ｓｍを２００ｐｐｍ添加した
赤外輝尽蛍光体について、蓄積エネルギー量の時間的変
化を測定した一例である。図４からわかるように、励起
エネルギー保持能力は、上述の理論から予測されるほど
安定ではなく、わずか数日で蓄積エネルギー量は半減す
る。

【００１９】本発明は、この自発的な蓄積エネルギーの
放出・減少現象の過程について本発明者らが検討した結
果、完成されたものである。すなわち、本発明者らは、
自発的な蓄積エネルギーの減少は、この種の赤外輝尽蛍
光体にとって本質的なものであり、蛍光体中に添加した
活性剤間の相互作用によって生ずるものであることを見
出した。また、この自発的な蓄積エネルギーの減少は、
赤外線に曝されたことによって生ずる蓄積エネルギーの
減少とは独立に進行することを見出した。

【００２０】本発明の赤外線量測定方法では、測定用と
参照用の赤外輝尽蛍光体を用い、励起後、測定用の赤外
輝尽蛍光体のみを線量を測定すべき赤外光に被曝させ、
励起後の経過時間が同じになるようにして、測定用と参
照用の赤外輝尽蛍光体の両方について総発光量を測定す
るので、両者間で自発的な蓄積エネルギーの減少分は相
互にキャンセルされ、両者の総発光量の差は測定すべき
赤外線の線量に比例する。これは、自発的な蓄積エネル
ギーの減少が本質的なものであるので、同様の赤外輝尽
蛍光体においては同様に蓄積エネルギーが減少し、かつ
この減少には再現性があり、また自発的な減少と赤外光
の刺激による減少とが独立に進行することに依ってい
る。したがって、自発的な蓄積エネルギーの減少が著し
い種類の蛍光体を用いた場合であっても、正確に赤外線
量を求めることができる。

【００２１】この場合、２個あるいはそれ以上の赤外輝
尽蛍光体を用意して、そのうち１個を参照用として用
い、他のものを測定用として用いるとよい。また、１個
の赤外輝尽蛍光体のみを用いて、これをあるときには参
照用として用い、別のあるときには測定用として用いて
もよい。さらに、１個の赤外輝尽蛍光体を用い、この赤
外輝尽蛍光体の一部分のみが測定されるべき赤外線に被
曝されるようにして、この被曝される部分を測定用、他
の部分を参照用として線量を測定することもできる。な
お、総発光量の測定誤差を少なくするため、赤外輝尽発
光の強度をある程度大きくすることが望ましく、そのた
め、総発光量測定用の赤外光の強度は比較的大きいもの
とすべきである。

【００２２】本発明の赤外線量計は、赤外輝尽蛍光体の
前面に対して開閉可能に設けられ、紫外線および可視光
線を遮断しかつ赤外線を透過する赤外透過部分と紫外
線、可視光線および赤外線を遮断する遮光部分からなる
受光面部材を有するので、赤外輝尽蛍光体の励起後に受
光面部材を閉じて赤外線量被測定部に設置すれば、測定
用の赤外輝尽蛍光体のみが測定すべき赤外光に被曝され
ることになる。励起および総発光量の測定は、受光面部
材を開けた状態で測定用および参照用の赤外輝尽蛍光体
の両者に対して同時に行なえばよく、あるいは、赤外輝
尽蛍光体を蓋部材に対して着脱可能として、蓋部材から
取り外した状態で行なってもよい。また、１個の赤外輝
尽蛍光体を使用して一部分を測定用とし、他の部分を参
照用としてもよいし、２個の赤外輝尽蛍光体を用いて、
一方を測定用、他方を参照用としてもよい。

【００２３】以上述べたように本発明では、蓄積エネル
ギーの自発的減少が大きい蛍光体を用いても赤外線量を
測定できるが、被曝させたものと被曝させなかったもの
との総発光量の差によって線量を求めているから、測定
可能量の上限は、被曝させなかった場合に蛍光体内に蓄
積されているエネルギー量を上回ることはない。したが
って、長時間にわたる測定において自発的減少の大きい
蛍光体を用いた場合には、残存する蓄積エネルギー量が
小さくなるために、測定可能量の上限値が小さくなると
いう問題が生ずる。このような場合には、被曝させる蛍
光体量を通常の場合よりも多くして実質的に蓄積エネル
ギー量を大きくするか、あるいは、蓄積エネルギーの自
発的減少の少ない蛍光体を用いることによってこの問題
は解決さし、長時間にわたる測定でも正確に赤外線量を
測定できるようになり、極めて微弱な赤外光の線量を測
定できるようになる。自発的減少の少ない蛍光体として
は、特願平２−１４４３９３号記載のような主活性剤濃
度を重量比で２００ｐｐｍ以下としてメモリ時間を長く
したものや、蛍光体中での主活性剤および副活性剤の空
間的分布が相互に異なるようにしてメモリ時間を長くし
たものがある。

【００２４】

【実施例】次に、本発明の実施例について具体的数値を
挙げて説明する。実施例１本発明の赤外線量測定方法に基づき、硫化カルシウム
（ＣａＳ）にユーロピウム（Ｅｕ）とサマリウム（Ｓ
ｍ）をともにドープした赤外輝尽蛍光体を用いて赤外線
量を測定した例について説明する。

【００２５】この赤外輝尽蛍光体には、それぞれＥｕと
Ｓｍを重量比で５〜５０００ｐｐｍの範囲でドープした
ものを用いた。特に微弱な赤外光を検出するなど長時間
にわたり赤外線被検出部に配置する必要があるときに
は、励起エネルギーの蓄積能力に優れたものを使用する
ことが望ましいので、この場合には、Ｅｕの重量濃度を
２００ｐｐｍ以下とした蓄積時間の長い蛍光体を用い
た。この赤外輝尽蛍光体の励起波長感度特性が図５に、
赤外波長感度特性（赤外輝尽発光に対する刺激用の赤外
光の波長特性）が図６に示されている。図５から明らか
なように、この赤外輝尽蛍光体は２００〜６５０ｎｍと
広い波長領域の光で励起することができるので、白熱電
球などの通常の光源を用いて励起できる。また、図６か
ら明らかなようにこの蛍光体は０.８〜１.７μｍの広い
波長領域の赤外光の照射で発光するので、１.３μｍ帯
や１.５５μｍ帯の半導体レーザー、波長１.０６μｍの
ＹＡＧレーザーからの赤外光を検出することができる。

【００２６】直径２０ｍｍの石英ガラスを窓材とする容
器にこの赤外輝尽蛍光体を封入したものを２個用意し、
白熱電球を用いた懐中電灯からの白色光によって、両者
ともに一定光量を照射し、励起させた。そののち、可視
光および紫外光を遮断した状態に両方の赤外輝尽蛍光体
をおき、一方の赤外輝尽発光体のみにビーム直径１ｍｍ
である１.３μｍ帯半導体レーザーからの光を照射し
て、赤外線に被曝させた。そして、図７に示す発光量測
定器を用いて、両方の赤外輝尽蛍光体からの赤外輝尽発
光の総発光量をそれぞれ測定した。この場合、両者の赤
外輝尽蛍光体について、励起から総発光量の測定までの
時間を実質的に等しくする必要がある。両者の赤外輝尽
蛍光体を同時に励起したのであれば、本来は発光量測定
器を２台用意して総発光量の測定も同時に行なうべきで
あるが、一般に、励起から総発光量の測定までの時間に
比べ総発光量の測定に要する時間は無視できるから、１
台の発光量測定器を用いて、逐次、総発光量の測定を行
なえばよい。

【００２７】そして、両者の赤外輝尽蛍光体についての
総発光量の差分値を求める。この差分値は赤外線被曝線
量に対応するものであり、その値は被曝線量に応じて変
化する。このようにして求めた差分値と実際に被曝した
赤外線量（実被曝赤外線量）との相関関係（検量線）を
図８に示す。実被曝赤外線量は、半導体レーザーの光出
力と被曝時間との積を計算することによって求めた。図
８からわかるように、差分値と実被曝赤外線量との間に
は良好な直線関係が成立している。また、この検量線を
用いて光量が既知である種々の赤外線発生源からの赤外
線量を測定したところ、真値との誤差は０.１％以下で
あって、高い精度で赤外線量を測定できることがわかっ
た。

【００２８】ここで、図７に示した発光量測定器につい
て説明する。この発光量測定器は積分球２１を用いたも
のであり、光源であるハロゲンランプ２２、ハロゲンラ
ンプ２２の光の中から赤外光のみを透過する可視光カッ
トフィルタ２３、可視光カットフィルタ２３を透過した
赤外光を積分球２１内に入射させるレンズ２４、積分球
２１内の全光束を測定するＳｉ光検出器２５、Ｓｉ光検
出器２５の出力を積分する信号積分器２６とからなって
いる。そして総発光量の測定は、まず、積分球２１内に
赤外輝尽蛍光体２０を配置してこの赤外輝尽蛍光体２０
に可視光カットフィルタ２３を透過した赤外光が照射さ
れるようにし、それによって発する赤外輝尽発光の強度
をＳｉ光検出器２５で測定し、その測定信号を信号積分
器２６で積分することによって行なわれる。実施例２１.３μｍ帯の半導体レーザーを１μＷの強度で発振さ
せ、透過率が１／１００であるＮＤフィルターを３枚重
ねたものにそのレーザーからの光を透過させて強度をも
との１×１０^-9の光量とし、１ｐＷの光量すなわち−９
０ｄＢｍの強度の赤外光を発生させた。この赤外光を半
導体検出器を用いて検出しようとしたが、ノイズレベル
以下であって全く検出することができなかった。一方、
上述の実施例１の赤外輝尽蛍光体を用い、実施例１と同
様にして、この１ｐＷの赤外光に１時間被曝させて赤外
線量を測定したところ、３.６ｎＪという値が得られ
た。検量線を作製する際には３.６ｎＪ程度の低線量領
域の測定は半導体光検出器の検出限界以下となって行な
えないので、この場合、図８の検量線を低線量側に内挿
して定量を行なった。この３.６ｎＪを３６００秒（す
なわち１時間）で割ると赤外線強度として１ｐＷが得ら
れ、発生させた赤外線の強度の１ｐＷと一致し、本発明
の方法が極めて精度が高く、かつ半導体検出器では検出
できないような１ｐＷの強度の赤外線の線量を定量でき
て極めて検出感度が高いことが明らかになった。実施例３本発明の赤外線量計を用いて赤外線を検出した例につい
て説明する。図９は本発明の一実施例の赤外線検量計の
構成を示す斜視図である。

【００２９】この赤外線量計は、紫外線、可視光線およ
び赤外線を遮断する材料からなり平板状であって上面に
２個の凹部１７が設けられた蓋部材１１と、蓋部材１１
の２個の凹部のそれぞれに着脱可能に保持される円板状
の２個の赤外輝尽蛍光体１２と、蓋部材１１にちょうつ
がい１３を介して取り付けられた受光面部材１４とから
なっている。受光面部材１４は、紫外線および可視光線
を遮断してかつ赤外線を透過する赤外透過部分１５と、
紫外線、可視光線および赤外線を遮断する遮光部分１６
とから構成され、ちょうつがい１３により、蓋部材１１
の上面を覆う閉状態と、蓋部材１１の上面が完全に露出
する開状態とになるように開閉可能である。閉状態にお
いて、蓋部材１１に保持された一方の赤外輝尽蛍光体１
２は赤外透過部分１５に密着し、他方の赤外輝尽蛍光体
１２は遮光部分１６に密着するようになっている。２個
の赤外輝尽蛍光体１２は、同一の寸法であってちょうど
凹部１７にぴったりとはまるようになっており、蛍光体
粉末をホットプレスによって成形したものである。この
実施例では、セレン化カルシウム（ＣａＳｅ）にＥｕと
Ｓｍをともにドープしたものを赤外輝尽蛍光体として使
用した。

【００３０】次に、この赤外線量計の使用方法につい
て、実際に使用した例に挙げて説明する。ここでは、大
出力ＹＡＧレーザーを使用している作業現場の散乱赤外
線の線量測定を行なった。なお、大出力ＹＡＧレーザー
は高電圧パルス電源などを使用しているため電磁波パル
スが発生しやすく、通常の半導体検出器では散乱赤外線
の線量測定は不可能である。

【００３１】まず、各赤外輝尽蛍光体１２を取り出した
状態で、それぞれの赤外輝尽蛍光体１２にハロゲンラン
プからの白色光を同時に一定光量照射し、励起させてお
く。次に、各赤外線輝尽蛍光体１２を蓋部材１１の上面
の凹部１７にそれぞれ装着し、受光面部材１３を閉じ、
この状態でこの赤外線量計を作業室内の被測定箇所に８
時間設置して散乱赤外線に被曝させた。そして、可視光
および紫外光を遮断した状態で、２個の赤外輝尽蛍光体
１２を取り出して予め用意した２台の発光量測定器にそ
れぞれ装着し、同時に各赤外輝尽蛍光体１２のそれぞれ
の総発光量を測定した。この発光量測定器は、上述の実
施例１で図７を用いて説明したものと同様のものであ
る。そして両者の赤外輝尽蛍光体１２の総発光量の差分
値と、予め作製しておいた検量線とを用いて、作業室内
の散乱赤外線の線量を求めた。その結果、この赤外線量
計は、ＹＡＧレーザーなどからの電磁波ノイズの影響を
受けないため、１.２ｎＪから１０Ｊまでの広い範囲に
わたって散乱赤外線の線量を測定することができ、電磁
波ノイズの多い場所でも正確に赤外線量を測定できるこ
とがわかった。

【００３２】上記の各実施例ではＣａＳあるいはＣａＳ
ｅを蛍光体母体として用い、活性剤としてはＥｕとＳｍ
との組み合せを用いているが、蛍光体母体としてＭｇ
Ｓ,ＣａＳ,ＳｒＳ,ＢａＳ,ＭｇＳｅ,ＣａＳｅ,ＳｒＳ
ｅ,ＢａＳｅおよびそれらの混合物を用い、活性剤とし
てＣｅとＳｍとの組み合せを用いた場合でも、上述の各
実施例と同様に高感度で赤外線量の測定を行なうことが
できた。また、赤外輝尽蛍光体として、スパッタ法、電
子ビーム蒸着法、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相堆積）
法などによって作成した薄膜状のもの、蛍光体粉末を有
機バインダに分散させて固定させたもの、さらには蛍光
体単結晶からなるものを用いた場合であっても、上述と
同様に高感度で赤外線量の測定をすることができた。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の赤外線量測
定方法は、測定用と参照用の赤外輝尽蛍光体を用い、励
起後、測定用の赤外輝尽蛍光体のみを線量を測定すべき
赤外光に被曝させ、励起後の経過時間が同じになるよう
にして、測定用と参照用の赤外輝尽蛍光体の両方につい
て総発光量を測定することにより、自発的な蓄積エネル
ギーの減少分は相互にキャンセルされ、電磁波ノイズな
どの影響を受けることなく、高い測定感度で、容易に正
確な赤外線量を求めることができるという効果がある。

【００３４】また本発明の赤外線量計は、赤外輝尽蛍光
体の前面に対して開閉可能に設けられ、紫外線および可
視光線を遮断しかつ赤外線を透過する赤外透過部分と紫
外線、可視光線および赤外線を遮断する遮光部分からな
る受光面部材を有するようにすることにより、受光面部
材を閉じて赤外線量被測定部に設置すれば測定用の赤外
輝尽蛍光体のみが測定すべき赤外光に被曝されることと
なって、電磁波ノイズなどの悪影響を受けることなく、
高い測定感度で、安価かつ容易に正確な赤外線量を求め
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a),(b)はそれぞれ赤外輝尽蛍光体の動作原理
を説明する図である。

【図２】蓄積エネルギー量と総発光量との関係を示す特
性図である。

【図３】被曝赤外線量と総発光量の差分値との関係を示
す特性図である。

【図４】蓄積エネルギー量の時間変化を示す特性図であ
る。

【図５】赤外輝尽蛍光体の励起波長感度特性を示す特性
図である。

【図６】図５の赤外輝尽蛍光体の赤外波長感度特性を示
す特性図である。

【図７】発光量測定器の構成を示すブロック図である。

【図８】実被曝赤外線量と総発光量の差分値との相関関
係を示す特性図である。

【図９】本発明の一実施例の赤外線量計の構成を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１１蓋部材１２，２０赤外輝尽蛍光体１３ちょうつがい１４受光面部材１５赤外透過部分１６遮光部分１７凹部２１積分球２２ハロゲンランプ２３可視光カットフィルタ２４レンズ２５Ｓｉ光検出器２６信号積分器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】参照用の赤外線輝尽蛍光体に紫外線ある
いは可視光線を照射して前記参照用の赤外線輝尽蛍光体
を励起させ、次いで前記参照用の赤外輝尽蛍光体を紫外
光および可視光線を遮断した状態におき、前記励起から
所定の時間の経過後に前記参照用の赤外線輝尽蛍光体に
赤外線を照射して赤外輝尽発光を起させ、該赤外輝尽発
光の全光量を参照光量とし、前記参照用の赤外輝尽蛍光体と同様の測定用の赤外輝尽
発光体を用い、前記測定用の赤外輝尽蛍光体に紫外線あ
るいは可視光線を照射して前記測定用の赤外輝尽蛍光体
を励起する工程と、紫外線および可視光線を遮断した状態で前記測定用の赤
外輝尽蛍光体を赤外線被検出部に配置して線量を測定す
べき赤外線に被曝させる工程と、そののち、前記励起する工程から前記所定の時間の経過
後に、前記測定用の赤外輝尽蛍光体に赤外線を照射して
赤外輝尽発光を起させ、該赤外輝尽発光の全光量を測定
して該全光量を測定光量とする工程と、前記測定光量と前記参照光量との差を算出して、前記線
量を測定すべき赤外線の線量を決定する工程とを有する
赤外線量測定方法。
【請求項２】赤外輝尽蛍光体と、前記赤外輝尽蛍光体の後面を覆い、赤外線、可視光線お
よび紫外線を遮断する蓋部材と、閉状態では前記赤外輝尽蛍光体の前面を覆い、開状態で
は前記赤外輝尽蛍光体の前面が露出するように前記赤外
輝尽蛍光体の前面に対して開閉可能に設けられ、紫外線
および可視光線を遮断しかつ赤外線を透過する赤外透過
部分と紫外線、可視光線および赤外線を遮断する遮光部
分からなる受光面部材とを有する赤外線量計。