JPH0618411A - 炭素同位体分析装置 - Google Patents
炭素同位体分析装置Info
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- JPH0618411A JPH0618411A JP17305292A JP17305292A JPH0618411A JP H0618411 A JPH0618411 A JP H0618411A JP 17305292 A JP17305292 A JP 17305292A JP 17305292 A JP17305292 A JP 17305292A JP H0618411 A JPH0618411 A JP H0618411A
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- Japan
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- semiconductor laser
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- lock
- gas
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 炭素安定同位体の変化を高精度・高感度にト
レースするようにした炭素同位体分析装置を提供する。 【構成】 12ＣＯ2 検出用の近赤外域のレーザを出力す
る第１の半導体レーザ１０ａと、13ＣＯ2 検出用の近赤
外域のレーザを出力する第２の半導体レーザ１０ｂと、
両半導体レーザの発振波長を掃引する制御部１１ａ，１
１ｂと、両半導体レーザに周波数変調をかける発振器１
４と、両半導体レーザから出力された光を交互に試料セ
ル２に入射する光シャッタ１６ａ，１６ｂと、試料セル
内の光吸収特性を検出するロックイン増幅器１３とを有
し、12ＣＯ2 検出に波数６５１４．２５±０．２ｃｍ-1
のときのスペクトルと、13ＣＯ2 の検出に波数６７８
９．７８±０．２ｃｍ-1のときのスペクトルとを求め、
両スペクトルの強度比より同位体比を検出する炭素同位
体分析装置。
レースするようにした炭素同位体分析装置を提供する。 【構成】 12ＣＯ2 検出用の近赤外域のレーザを出力す
る第１の半導体レーザ１０ａと、13ＣＯ2 検出用の近赤
外域のレーザを出力する第２の半導体レーザ１０ｂと、
両半導体レーザの発振波長を掃引する制御部１１ａ，１
１ｂと、両半導体レーザに周波数変調をかける発振器１
４と、両半導体レーザから出力された光を交互に試料セ
ル２に入射する光シャッタ１６ａ，１６ｂと、試料セル
内の光吸収特性を検出するロックイン増幅器１３とを有
し、12ＣＯ2 検出に波数６５１４．２５±０．２ｃｍ-1
のときのスペクトルと、13ＣＯ2 の検出に波数６７８
９．７８±０．２ｃｍ-1のときのスペクトルとを求め、
両スペクトルの強度比より同位体比を検出する炭素同位
体分析装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試料に光を照射し、そ
の光吸収スペクトルより炭素同位体を分析する炭素同位
体分析装置に関する。
の光吸収スペクトルより炭素同位体を分析する炭素同位
体分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、同位体の変化をトレースするこ
とにより、医学分野では病気の診断を行い、農業分野で
は光合成の研究・植物の代謝作用の研究に用い、地球科
学分野では生態系のトレースに利用している。
とにより、医学分野では病気の診断を行い、農業分野で
は光合成の研究・植物の代謝作用の研究に用い、地球科
学分野では生態系のトレースに利用している。
【０００３】この様な用途に使われる同位体として、窒
素、炭素がある。特に炭素には、質量数が１２（以下単
に12Ｃと略記する）と、質量数が１３（以下に単に13Ｃ
と略記する）の安定同位体とがある。この安定同位体
は、放射性同位体のように放射線被爆がなく、取扱が容
易であり、医療分野で利用が積極的に研究されている。
素、炭素がある。特に炭素には、質量数が１２（以下単
に12Ｃと略記する）と、質量数が１３（以下に単に13Ｃ
と略記する）の安定同位体とがある。この安定同位体
は、放射性同位体のように放射線被爆がなく、取扱が容
易であり、医療分野で利用が積極的に研究されている。
【０００４】従来、このような用途の炭素同位体を分析
する炭素同位体分析装置として、赤外域の光吸収スペク
トルを利用したものがあった。この従来の炭素同位体分
析装置を図４に示す。図４において、１は赤外域の発光
波長範囲の広いランプ、２は試料セル、３は試料ガス導
入口、４は試料ガス排出口、５は分散型分光器、６はミ
ラー、７は回析格子７、８はスリット、９は光検出器で
ある。
する炭素同位体分析装置として、赤外域の光吸収スペク
トルを利用したものがあった。この従来の炭素同位体分
析装置を図４に示す。図４において、１は赤外域の発光
波長範囲の広いランプ、２は試料セル、３は試料ガス導
入口、４は試料ガス排出口、５は分散型分光器、６はミ
ラー、７は回析格子７、８はスリット、９は光検出器で
ある。
【０００５】次に、この従来の炭素同位体分析装置装置
の動作を説明する。ランプ１より出力された光は、試料
セル２内に導入され、試料セル２内の試料ガスと相互作
用し共鳴吸収される。試料セル２内の試料ガスは、試料
ガス導入口３より入力され、試料ガス排出口４より出力
される。
の動作を説明する。ランプ１より出力された光は、試料
セル２内に導入され、試料セル２内の試料ガスと相互作
用し共鳴吸収される。試料セル２内の試料ガスは、試料
ガス導入口３より入力され、試料ガス排出口４より出力
される。
【０００６】試料セル２を出た光は、分散型分光器５に
導入され、導入された光は、分散型分光器５内におい
て、ミラー６で光ビームの方向が変えられ、回析格子７
に照射される。回析格子７では波長分散され、スリット
８で波長選択される。波長選択された光の強度が光検出
器９により検出される。ここで、回析格子７の角度をθ
方向に連続的に回転することで、選択波長が変えられ、
試料の光吸収スペクトルが測定できる。
導入され、導入された光は、分散型分光器５内におい
て、ミラー６で光ビームの方向が変えられ、回析格子７
に照射される。回析格子７では波長分散され、スリット
８で波長選択される。波長選択された光の強度が光検出
器９により検出される。ここで、回析格子７の角度をθ
方向に連続的に回転することで、選択波長が変えられ、
試料の光吸収スペクトルが測定できる。
【０００７】一般に、炭素は赤外域の光と直接共鳴吸収
しないので、試料セル２に試料ガスを導入する前に二酸
化炭素（ＣＯ2 ）化され、そのスペクトルが測定され
る。
しないので、試料セル２に試料ガスを導入する前に二酸
化炭素（ＣＯ2 ）化され、そのスペクトルが測定され
る。
【０００８】二酸化炭素12ＣＯ2 と13ＣＯ2 とは、質量
差より、僅かに両者の光吸収周波数は異なる。従って、
回析格子７の角度θを掃引し、12ＣＯ2 と13ＣＯ2 （炭
素化合物の同位体、以下単に炭素同位体と略記する）の
光吸収スペクトルをほぼ同時に測定し、両者の吸収強度
の比を求めることにより、同位体比の変化がトレースで
きる。
差より、僅かに両者の光吸収周波数は異なる。従って、
回析格子７の角度θを掃引し、12ＣＯ2 と13ＣＯ2 （炭
素化合物の同位体、以下単に炭素同位体と略記する）の
光吸収スペクトルをほぼ同時に測定し、両者の吸収強度
の比を求めることにより、同位体比の変化がトレースで
きる。
【０００９】炭素同位体の光吸収スペクトルの微細構造
（振動・回転スペクトル）は僅かにずれている。また、
この微細構造の各スペクトル幅は、試料ガス圧力７６０
Ｔｏｒｒでは０．１ｃｍ-1程度、数Ｔｏｒｒでは０．０
１ｃｍ-1と非常に狭い。更に13ＣＯ2 ／12ＣＯ2 の天然
存在比は、約１％であるので、天然存在比の炭素同位体
の吸収強度の測定において、12ＣＯ2 の光吸収強度は、
13ＣＯ2 より１００倍程度強くなる。
（振動・回転スペクトル）は僅かにずれている。また、
この微細構造の各スペクトル幅は、試料ガス圧力７６０
Ｔｏｒｒでは０．１ｃｍ-1程度、数Ｔｏｒｒでは０．０
１ｃｍ-1と非常に狭い。更に13ＣＯ2 ／12ＣＯ2 の天然
存在比は、約１％であるので、天然存在比の炭素同位体
の吸収強度の測定において、12ＣＯ2 の光吸収強度は、
13ＣＯ2 より１００倍程度強くなる。
【００１０】このようなスペクトルを正確に測定するに
は、０．００１ｃｍ-1程度のスペクトル分解能が必要で
あるが、しかるに、従来の分析装置のスペクトル分解能
は１ｃｍ-1程度であり、ＣＯ2 ガスの光吸収スペクトル
幅より広いので、正確なスペクトルを測定でぎず、図５
に示したような、炭素同位体の両スペクトルが重なった
スペクトルを測定している。このような相互の影響を受
けるスペクトルでは、例えば、12ＣＯ2 の濃度が極僅か
変化しても、13ＣＯ2 のスペクトルが影響を受け変化
し、測定誤差となるので、従来の分析装置では測定スペ
クトルより、相互の重なり量を計算で求め、補正してい
る。
は、０．００１ｃｍ-1程度のスペクトル分解能が必要で
あるが、しかるに、従来の分析装置のスペクトル分解能
は１ｃｍ-1程度であり、ＣＯ2 ガスの光吸収スペクトル
幅より広いので、正確なスペクトルを測定でぎず、図５
に示したような、炭素同位体の両スペクトルが重なった
スペクトルを測定している。このような相互の影響を受
けるスペクトルでは、例えば、12ＣＯ2 の濃度が極僅か
変化しても、13ＣＯ2 のスペクトルが影響を受け変化
し、測定誤差となるので、従来の分析装置では測定スペ
クトルより、相互の重なり量を計算で求め、補正してい
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の補正では、充分に相互の重なり量を取り除けな
いので精度良く同位体比の変化をトレースできない。
た従来の補正では、充分に相互の重なり量を取り除けな
いので精度良く同位体比の変化をトレースできない。
【００１２】また、試料ガス中には、ＣＯ2 ガス以外に
も多くの不純物を含んでおり、その不純物も光を吸収す
るので、不純物の光吸収スペクトルがＣＯ2 スペクトル
の近辺に存在すると影響を受け測定誤差となる。この不
純物の影響を極力除去するためには、スペクトル分解能
を高くする必要があるが、前記のようにスペクトル分解
能は低いので不純物の影響を受け測定誤差を生じる。
も多くの不純物を含んでおり、その不純物も光を吸収す
るので、不純物の光吸収スペクトルがＣＯ2 スペクトル
の近辺に存在すると影響を受け測定誤差となる。この不
純物の影響を極力除去するためには、スペクトル分解能
を高くする必要があるが、前記のようにスペクトル分解
能は低いので不純物の影響を受け測定誤差を生じる。
【００１３】また、炭素同位体の天然存在比より、12Ｃ
Ｏ2 の吸収強度は、13ＣＯ2 より１００倍程度吸収強度
が強くなるので、ＣＯ2 濃度の変化及び試料ガスの圧力
変化に対して、13ＣＯ2 の吸収強度は、直線的に変化す
る。しかし、12ＣＯ2 の吸収強度は、対数的に変化する
ので、試料のガス圧力、濃度が変化すると測定誤差を生
じる。
Ｏ2 の吸収強度は、13ＣＯ2 より１００倍程度吸収強度
が強くなるので、ＣＯ2 濃度の変化及び試料ガスの圧力
変化に対して、13ＣＯ2 の吸収強度は、直線的に変化す
る。しかし、12ＣＯ2 の吸収強度は、対数的に変化する
ので、試料のガス圧力、濃度が変化すると測定誤差を生
じる。
【００１４】更に極微量の同位体の変化を検出するため
には、光吸収スペクトルを高感度で検出する必要がある
が、従来の分析装置では、感度を高くするためには、ス
リット８の幅を広くする必要がある。ところが、スリッ
ト８の幅を広くすると、スペクトル分解能が低くくなる
という相反する関係があり、感度を高くできない等の種
々の問題がある。
には、光吸収スペクトルを高感度で検出する必要がある
が、従来の分析装置では、感度を高くするためには、ス
リット８の幅を広くする必要がある。ところが、スリッ
ト８の幅を広くすると、スペクトル分解能が低くくなる
という相反する関係があり、感度を高くできない等の種
々の問題がある。
【００１５】そこで、本発明の技術的課題は、上記欠点
に鑑み、発光スペクトル幅の非常に狭い近赤外域の半導
体レーザを用い、試料に照射し、炭素同位体相互の影響
を受けない、天然存在比の炭素同位体の吸収強度がほぼ
同程度、且つ水分の影響を受けない光吸収スペクトルを
測定し、炭素安定同位体の変化を高精度・高感度にトレ
ースするようにした炭素同位体分析装置を提供すること
である。
に鑑み、発光スペクトル幅の非常に狭い近赤外域の半導
体レーザを用い、試料に照射し、炭素同位体相互の影響
を受けない、天然存在比の炭素同位体の吸収強度がほぼ
同程度、且つ水分の影響を受けない光吸収スペクトルを
測定し、炭素安定同位体の変化を高精度・高感度にトレ
ースするようにした炭素同位体分析装置を提供すること
である。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、光吸収
スペクトルより炭素同位体を分析する装置において、12
ＣＯ2 検出用の近赤外域のレーザを出力する第１の半導
体レーザと、13ＣＯ2検出用の近赤外域のレーザを出力
する第２の半導体レーザと、前記第１および第２の半導
体レーザの発振波長を掃引する掃引手段と、前記第１お
よび第２の半導体レーザに周波数変調させる変調手段
と、分析する炭素同位体を有する試料セルと、前記第１
および第２の半導体レーザから出力された光を交互に前
記試料セルに入射するスプリッタ手段と、前記試料セル
内の光吸収特性を検出するロックイン増幅手段とを有
し、12ＣＯ2 検出に波数６５１４．２５±０．２ｃｍ-1
のときのスペクトルと、13ＣＯ2 の検出に波数６７８
９．７８±０．２ｃｍ-1のときのスペクトルとを求め、
両スペクトルの強度比より同位体比を検出することを特
徴とする炭素同位体分析装置が得られる。
スペクトルより炭素同位体を分析する装置において、12
ＣＯ2 検出用の近赤外域のレーザを出力する第１の半導
体レーザと、13ＣＯ2検出用の近赤外域のレーザを出力
する第２の半導体レーザと、前記第１および第２の半導
体レーザの発振波長を掃引する掃引手段と、前記第１お
よび第２の半導体レーザに周波数変調させる変調手段
と、分析する炭素同位体を有する試料セルと、前記第１
および第２の半導体レーザから出力された光を交互に前
記試料セルに入射するスプリッタ手段と、前記試料セル
内の光吸収特性を検出するロックイン増幅手段とを有
し、12ＣＯ2 検出に波数６５１４．２５±０．２ｃｍ-1
のときのスペクトルと、13ＣＯ2 の検出に波数６７８
９．７８±０．２ｃｍ-1のときのスペクトルとを求め、
両スペクトルの強度比より同位体比を検出することを特
徴とする炭素同位体分析装置が得られる。
【００１７】また、本発明によれば、光吸収スペクトル
より炭素同位体を分析する装置において、12ＣＯ2 検出
用の近赤外域のレーザを出力する第１の半導体レーザ
と、13ＣＯ2 検出用の近赤外域のレーザを出力する第２
の半導体レーザと、前記第１および第２の半導体レーザ
に周波数変調させる変調手段と、分析する炭素同位体を
有する試料セルと、12ＣＯ2 ガスと13ＣＯ2 ガスとを混
合した参照セルと、前記試料セル内の12ＣＯ2 の光吸収
特性の２次微分曲線を検出する第１のロックイン増幅手
段と、前記試料セル内の13ＣＯ2 の光吸収特性の２次微
分曲線を検出する第２のロックイン増幅手段と、前記参
照セル内の12ＣＯ2 ガスの光吸収特性の１次微分曲線を
検出する第３のロックイン増幅手段と、前記参照セル内
の13ＣＯ2ガスの光吸収特性の１次微分曲線を検出する
第４のロックイン増幅手段とを有し、12ＣＯ2 検出に波
数６５１４．２５±０．２ｃｍ-1を用い、前記参照セル
内の12ＣＯ2 ガスの光吸収の１次微分曲線の変曲点に、
前記12ＣＯ2 検出用の第１の半導体レーザの発振係数を
前記波数にロックし、13ＣＯ2 の検出に波数６７８９．
７８±０．２ｃｍ-1を用い、前記参照セル内の13ＣＯ2
ガスの光吸収の１次微分曲線の変曲点に、前記13ＣＯ2
検出用の第２の半導体レーザの発振波数を前記波数にロ
ックし、前記12ＣＯ2 ガスの２次微分曲線を検出する第
１のロックイン増幅手段の出力と前記13ＣＯ2 ガスの２
次微分曲線を検出する第２のロックイン増幅手段との出
力とより、同位体比を検出することを特徴とした炭素同
位体分析装置が得られる。
より炭素同位体を分析する装置において、12ＣＯ2 検出
用の近赤外域のレーザを出力する第１の半導体レーザ
と、13ＣＯ2 検出用の近赤外域のレーザを出力する第２
の半導体レーザと、前記第１および第２の半導体レーザ
に周波数変調させる変調手段と、分析する炭素同位体を
有する試料セルと、12ＣＯ2 ガスと13ＣＯ2 ガスとを混
合した参照セルと、前記試料セル内の12ＣＯ2 の光吸収
特性の２次微分曲線を検出する第１のロックイン増幅手
段と、前記試料セル内の13ＣＯ2 の光吸収特性の２次微
分曲線を検出する第２のロックイン増幅手段と、前記参
照セル内の12ＣＯ2 ガスの光吸収特性の１次微分曲線を
検出する第３のロックイン増幅手段と、前記参照セル内
の13ＣＯ2ガスの光吸収特性の１次微分曲線を検出する
第４のロックイン増幅手段とを有し、12ＣＯ2 検出に波
数６５１４．２５±０．２ｃｍ-1を用い、前記参照セル
内の12ＣＯ2 ガスの光吸収の１次微分曲線の変曲点に、
前記12ＣＯ2 検出用の第１の半導体レーザの発振係数を
前記波数にロックし、13ＣＯ2 の検出に波数６７８９．
７８±０．２ｃｍ-1を用い、前記参照セル内の13ＣＯ2
ガスの光吸収の１次微分曲線の変曲点に、前記13ＣＯ2
検出用の第２の半導体レーザの発振波数を前記波数にロ
ックし、前記12ＣＯ2 ガスの２次微分曲線を検出する第
１のロックイン増幅手段の出力と前記13ＣＯ2 ガスの２
次微分曲線を検出する第２のロックイン増幅手段との出
力とより、同位体比を検出することを特徴とした炭素同
位体分析装置が得られる。
【００１８】すなわち、ＡｌＧａＡｓ系又はＩｎＧａＡ
ｓＰ系材料を用いた近赤外域の半導体レーザは、光通
信、光情報処理用として精力的に研究・開発され、小
型、高効率、高信頼性と成った。鉛塩系材料を用いた赤
外域の半導体レーザは、常温で発振しないので、液体ヘ
リウムで冷却するが、その為の大型冷却機が必要であ
り、またマルチモード発振なので、分光器で縦モードを
選択する必要があるが、近赤外域の半導体レーザは、常
温で発振し、ペルチェ素子を用いて半導体レーザの温度
を制御するだけで、容易に波数可変光源となり、またシ
ングルモードで発振するので、分光器が不要である。こ
のような実用上優れた特徴を持つ近赤外域の半導体レー
ザを用いれば、装置全体が非常に小型化でき、取扱いが
容易、信頼性の高い装置が実現できる。
ｓＰ系材料を用いた近赤外域の半導体レーザは、光通
信、光情報処理用として精力的に研究・開発され、小
型、高効率、高信頼性と成った。鉛塩系材料を用いた赤
外域の半導体レーザは、常温で発振しないので、液体ヘ
リウムで冷却するが、その為の大型冷却機が必要であ
り、またマルチモード発振なので、分光器で縦モードを
選択する必要があるが、近赤外域の半導体レーザは、常
温で発振し、ペルチェ素子を用いて半導体レーザの温度
を制御するだけで、容易に波数可変光源となり、またシ
ングルモードで発振するので、分光器が不要である。こ
のような実用上優れた特徴を持つ近赤外域の半導体レー
ザを用いれば、装置全体が非常に小型化でき、取扱いが
容易、信頼性の高い装置が実現できる。
【００１９】このような近赤外域の半導体レーザの発振
スペクトル幅は、０．０００１〜０．０２ｃｍ-1と非常
に狭いので、この半導体レーザの発振波数を掃引するこ
とでＣＯ2 の振動・回転の各スペクトルは容易に測定可
能となる。
スペクトル幅は、０．０００１〜０．０２ｃｍ-1と非常
に狭いので、この半導体レーザの発振波数を掃引するこ
とでＣＯ2 の振動・回転の各スペクトルは容易に測定可
能となる。
【００２０】しかし、測定可能となった振動・回転の各
スペクトルには、同位体比測定に適・不適なスペクトル
があるので、これらの各スペクトルより、同位体比測定
に最適なスペクトルを選択する事は非常に重大である。
両スペクトルの選択条件として以下〜がある。
スペクトルには、同位体比測定に適・不適なスペクトル
があるので、これらの各スペクトルより、同位体比測定
に最適なスペクトルを選択する事は非常に重大である。
両スペクトルの選択条件として以下〜がある。
【００２１】13ＣＯ2 の吸収強度が強くて、天然存在
比における炭素同位体の吸収強度が同程度となり、ＣＯ
2 濃度及び圧力変化に対して両吸収強度が直線的に変化
する。
比における炭素同位体の吸収強度が同程度となり、ＣＯ
2 濃度及び圧力変化に対して両吸収強度が直線的に変化
する。
【００２２】炭素同位体のスペクトルが相互に影響を
受けない。
受けない。
【００２３】近赤外域で測定されるＣＯ2 の光吸収ス
ペクトルはＣＯ2 分子の振動・回転スペクトルを測定す
るが目的としている振動・回転スペクトル以外にも微弱
な他の振動・回転スペクトルが多く存在している。この
ような他の振動・回転スペクトルの影響を受けない。
ペクトルはＣＯ2 分子の振動・回転スペクトルを測定す
るが目的としている振動・回転スペクトル以外にも微弱
な他の振動・回転スペクトルが多く存在している。この
ような他の振動・回転スペクトルの影響を受けない。
【００２４】試料ガス中には炭素同位体以外に多くの
不純物、特に水分が含まれておりこの水分の光吸収スペ
クトルの影響を受けない。
不純物、特に水分が含まれておりこの水分の光吸収スペ
クトルの影響を受けない。
【００２５】光吸収強度は試料ガスの温度変化により
吸収強度が僅かに変化する。炭素同位体の両吸収強度の
温度依存性が異なると、温度変化によって、両スペクト
ルの吸収強度が異なって変化し、同位体比測定誤差を生
じる。従って、両スペクトルの吸収強度の温度依存性の
等しい。
吸収強度が僅かに変化する。炭素同位体の両吸収強度の
温度依存性が異なると、温度変化によって、両スペクト
ルの吸収強度が異なって変化し、同位体比測定誤差を生
じる。従って、両スペクトルの吸収強度の温度依存性の
等しい。
【００２６】このような同位体比測定に最適なスペクト
ルを近赤外域で探した結果、非常にわずかであり、下記
の表２の組み合わせが最適であることが分かった。
ルを近赤外域で探した結果、非常にわずかであり、下記
の表２の組み合わせが最適であることが分かった。
【００２７】
【表２】
【００２８】選択したスペクトルの12ＣＯ2 の振動バン
ド（Ｉｎｆｒａｒｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｌｅｖｌｅｓ
ａｎｄ ｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ
ｄｉｏｘｉｄｅ． Ｐａｒｔ ３，Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｏｐｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．２５，ＮＯ．１１，ｐ．１７９
５〜１８１６、（１９８６））は、下準位００００１か
ら上準位３００１１への遷移、13ＣＯ2 は下準位０００
０１から上準位０００３１への遷移と異なっているが、
回転バンドはほぼ等しい（回転量子数が等しい）。振動
バンドの違いにより、炭素同位体の天然存在比における
吸収強度比が３倍程度、回転バンドが等しい事により吸
収強度の温度依存性が等しく成る。
ド（Ｉｎｆｒａｒｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｌｅｖｌｅｓ
ａｎｄ ｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ
ｄｉｏｘｉｄｅ． Ｐａｒｔ ３，Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｏｐｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．２５，ＮＯ．１１，ｐ．１７９
５〜１８１６、（１９８６））は、下準位００００１か
ら上準位３００１１への遷移、13ＣＯ2 は下準位０００
０１から上準位０００３１への遷移と異なっているが、
回転バンドはほぼ等しい（回転量子数が等しい）。振動
バンドの違いにより、炭素同位体の天然存在比における
吸収強度比が３倍程度、回転バンドが等しい事により吸
収強度の温度依存性が等しく成る。
【００２９】このような両スペクトルを測定し、両スペ
クトルの強度比より同位体比を求めれば、同位体相互の
スペクトルの影響を受ける事なく、水のスペクトルの影
響を受ける事なく、温度の影響を受ける事なく、試料ガ
スの温度変化・圧力変化を受ける事なく、両吸収強度を
測定できるので、高精度に同位体比の測定ができる。
クトルの強度比より同位体比を求めれば、同位体相互の
スペクトルの影響を受ける事なく、水のスペクトルの影
響を受ける事なく、温度の影響を受ける事なく、試料ガ
スの温度変化・圧力変化を受ける事なく、両吸収強度を
測定できるので、高精度に同位体比の測定ができる。
【００３０】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００３１】図１は、本発明の第１の実施例による炭素
同位体分析装置を示すものである。１０ａ，１０ｂは第
１および第２の近赤外域の半導体レーザ、２は試料セ
ル、３は試料ガス導入口、４は試料ガス排出口、９は光
検出器、１３はロックイン増幅器、１１ａ，１１ｂは半
導体レーザの第１および第２の温度制御部、１２ａ，１
２ｂは半導体レーザの第１および第２の電流制御部、１
４は半導体レーザに電流変調を掛けるための発振器、１
６ａ，１６ｂは第１および第２の光シャッター、１７は
ビームスプリッターである。
同位体分析装置を示すものである。１０ａ，１０ｂは第
１および第２の近赤外域の半導体レーザ、２は試料セ
ル、３は試料ガス導入口、４は試料ガス排出口、９は光
検出器、１３はロックイン増幅器、１１ａ，１１ｂは半
導体レーザの第１および第２の温度制御部、１２ａ，１
２ｂは半導体レーザの第１および第２の電流制御部、１
４は半導体レーザに電流変調を掛けるための発振器、１
６ａ，１６ｂは第１および第２の光シャッター、１７は
ビームスプリッターである。
【００３２】第１および第２の近赤外域の半導体レーザ
１０ａ，１０ｂは、常温で連続発振し、半導体レーザ１
０ａ，１０ｂの温度または駆動電流を掃引することによ
り、容易に波数可変光源となる。
１０ａ，１０ｂは、常温で連続発振し、半導体レーザ１
０ａ，１０ｂの温度または駆動電流を掃引することによ
り、容易に波数可変光源となる。
【００３３】第１の半導体レーザ１０ａは、第１の温度
制御部１１ａにより波数６５１４．２５ｃｍ-1近辺を掃
引するように温度掃引される。又、第１の電流制御部１
２ａにより、適当な光出力となるように、第１の半導体
レーザ１０ａの駆動電流は制御されている。この際、第
１の半導体レーザ１０ａの駆動電流は、発振器１４の信
号により電流変調され、僅かに周波数変調がかけられて
いる。
制御部１１ａにより波数６５１４．２５ｃｍ-1近辺を掃
引するように温度掃引される。又、第１の電流制御部１
２ａにより、適当な光出力となるように、第１の半導体
レーザ１０ａの駆動電流は制御されている。この際、第
１の半導体レーザ１０ａの駆動電流は、発振器１４の信
号により電流変調され、僅かに周波数変調がかけられて
いる。
【００３４】第２の半導体レーザ１０ｂは、第２の温度
制御部１１ｂにより、６７８９．７８ｃｍ-1近辺を掃引
するように温度掃引きされる。又、第２の電流制御部１
２ｂにより、適当な光出力となるように、第２の半導体
レーザ１０ｂの駆動電流は制御されている。この際、第
２の半導体レーザ１０ｂの駆動電流は、発振器１４の信
号により電流変調され、僅かに周波数変調がかけられて
いる。
制御部１１ｂにより、６７８９．７８ｃｍ-1近辺を掃引
するように温度掃引きされる。又、第２の電流制御部１
２ｂにより、適当な光出力となるように、第２の半導体
レーザ１０ｂの駆動電流は制御されている。この際、第
２の半導体レーザ１０ｂの駆動電流は、発振器１４の信
号により電流変調され、僅かに周波数変調がかけられて
いる。
【００３５】このように、波数掃引・周波数変調された
第１および第２の半導体レーザ１０ａ，１０ｂからのレ
ーザ光は、第１および第２の光シャッター１６ａ，１６
ｂにより交互に選択され、ビームスプリッター１７で透
過又は反射され、試料セル２に入射される。
第１および第２の半導体レーザ１０ａ，１０ｂからのレ
ーザ光は、第１および第２の光シャッター１６ａ，１６
ｂにより交互に選択され、ビームスプリッター１７で透
過又は反射され、試料セル２に入射される。
【００３６】試料セル２に入射されたレーザ光は、試料
セル２内のガスと相互作用し吸収される。試料セル２か
らの出射光は、光検出器９で検出される。
セル２内のガスと相互作用し吸収される。試料セル２か
らの出射光は、光検出器９で検出される。
【００３７】光検出器９で検出された信号は、ロックイ
ン増幅器１３で、発振器１４と同期の取れた信号のみが
検出され、その結果、第１および第２の半導体レーザ１
０ａ，１０ｂの光強度のドリフトが除去され、Ｓ／Ｎ比
の良い信号が検出できる。
ン増幅器１３で、発振器１４と同期の取れた信号のみが
検出され、その結果、第１および第２の半導体レーザ１
０ａ，１０ｂの光強度のドリフトが除去され、Ｓ／Ｎ比
の良い信号が検出できる。
【００３８】又、このようにして検出された信号は、光
吸収強度の１次微分となっている。従って、前記両ペア
の波数近辺での両検出信号のピーク値、又は吸収の面積
を求めて両吸収の比を求めれば、同位体比が求まる。
吸収強度の１次微分となっている。従って、前記両ペア
の波数近辺での両検出信号のピーク値、又は吸収の面積
を求めて両吸収の比を求めれば、同位体比が求まる。
【００３９】更にロックイン増幅器１３で発振器１４で
発振した信号の２倍の周波数成分のみを検出すれば、光
吸収強度の２次微分形状が測定できる。前記同様両ペア
の波数近辺で両検出信号のピーク値の比を求めれば同位
体比が求まる。
発振した信号の２倍の周波数成分のみを検出すれば、光
吸収強度の２次微分形状が測定できる。前記同様両ペア
の波数近辺で両検出信号のピーク値の比を求めれば同位
体比が求まる。
【００４０】この方式では光吸収強度の２次微分形状を
測定しているので、第１および第２の半導体レーザ１０
ａ，１０ｂから出力されたレーザ光の光強度変化の１次
的変化、２次的変化がキャンセルされより高精度で同位
体比が測定できる。
測定しているので、第１および第２の半導体レーザ１０
ａ，１０ｂから出力されたレーザ光の光強度変化の１次
的変化、２次的変化がキャンセルされより高精度で同位
体比が測定できる。
【００４１】このように炭素同位体の光吸収強度が同程
度となる、炭素同位体相互の吸収の影響を受けない、他
の振動・回転バンドのスペクトルの影響を受けない、水
の影響を受けない、吸収強度の温度依存性の等しい両ス
ペクトルを、ロックイン増幅器で測定しており、又、発
振スペクトル幅が非常に狭いレーザ光を波数可変光源と
しており、更に、小型・信頼性の高い近赤外域の半導体
レーザを用いているので、同位体比を高精度且つ高感度
で測定でき、信頼性の高い炭素同位体分析装置となる。
度となる、炭素同位体相互の吸収の影響を受けない、他
の振動・回転バンドのスペクトルの影響を受けない、水
の影響を受けない、吸収強度の温度依存性の等しい両ス
ペクトルを、ロックイン増幅器で測定しており、又、発
振スペクトル幅が非常に狭いレーザ光を波数可変光源と
しており、更に、小型・信頼性の高い近赤外域の半導体
レーザを用いているので、同位体比を高精度且つ高感度
で測定でき、信頼性の高い炭素同位体分析装置となる。
【００４２】図２に図１の炭素同位体分析装置による炭
素同位体のスペクトル測定例（２次微分形状）を示す。
このように同位体相互のスペクトルが影響を受けること
なく、また吸収強度もほぼ等しいスペクトルが得られる
ことが分かる。
素同位体のスペクトル測定例（２次微分形状）を示す。
このように同位体相互のスペクトルが影響を受けること
なく、また吸収強度もほぼ等しいスペクトルが得られる
ことが分かる。
【００４３】なお、上述した第１の実施例では、第１お
よび第２の半導体レーザ１０ａ，１０ｂの温度を掃引
し、両ペアの波数近辺を掃引するようにしたが、第１お
よび第２の半導体レーザ１０ａ，１０ｂの駆動電流を掃
引してもよい。
よび第２の半導体レーザ１０ａ，１０ｂの温度を掃引
し、両ペアの波数近辺を掃引するようにしたが、第１お
よび第２の半導体レーザ１０ａ，１０ｂの駆動電流を掃
引してもよい。
【００４４】更に周波数変調は電流変調で行ったが、外
部にＥＯ変調器（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｍｏｄ
ｕｌａｔｏｒ）をおいて変調してもよい。
部にＥＯ変調器（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｍｏｄ
ｕｌａｔｏｒ）をおいて変調してもよい。
【００４５】更に、第１および第２の半導体レーザ１０
ａ，１０ｂのレーザ光の強度が時間的に変動する場合
は、光検出器９にて両吸収スペクトルの近辺で吸収スペ
クトルのない箇所の信号レベルを用いて、両吸収強度を
補正しても良い。
ａ，１０ｂのレーザ光の強度が時間的に変動する場合
は、光検出器９にて両吸収スペクトルの近辺で吸収スペ
クトルのない箇所の信号レベルを用いて、両吸収強度を
補正しても良い。
【００４６】図３は、本発明の第２の実施例による炭素
同位体分析装置を示すものである。１０ａ，１０ｂは近
赤外域の第１および第２の半導体レーザ、２は試料セ
ル、３は試料ガス導入口、４は試料ガス排出口、１７
ａ，１７ｂは第１および第２のビームスプリッタ、９
ａ，９ｂは第１および第２の光検出器、１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄは第１〜第４のロックイン増幅器、
１１ａ，１１ｂは半導体レーザの第１および第２の温度
制御部、１２ａ，１２ｂは半導体レーザの第１および第
２の電流制御部、１４ａ，１４ｂは半導体レーザ１０
ａ，１０ｂに電流変調を掛けるための第１および第２の
発振器、１５は参照セルである。参照セル１５内には、
炭素同位体が適当な圧力で混合されている。
同位体分析装置を示すものである。１０ａ，１０ｂは近
赤外域の第１および第２の半導体レーザ、２は試料セ
ル、３は試料ガス導入口、４は試料ガス排出口、１７
ａ，１７ｂは第１および第２のビームスプリッタ、９
ａ，９ｂは第１および第２の光検出器、１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄは第１〜第４のロックイン増幅器、
１１ａ，１１ｂは半導体レーザの第１および第２の温度
制御部、１２ａ，１２ｂは半導体レーザの第１および第
２の電流制御部、１４ａ，１４ｂは半導体レーザ１０
ａ，１０ｂに電流変調を掛けるための第１および第２の
発振器、１５は参照セルである。参照セル１５内には、
炭素同位体が適当な圧力で混合されている。
【００４７】第１の半導体レーザ１０ａは、温度制御部
１１ａにより、波数６５１４．２５ｃｍ-1近辺となるよ
う温度制御されている。又、第１の電流制御部１２ａに
より、適当な光出力となるように、第１の半導体レーザ
１０ａの駆動電流は制御されている。この際、第１の半
導体レーザ１０ａの駆動電流は、発振器１４ａの信号に
より電流変調され、僅かに周波数変調がかけられてい
る。
１１ａにより、波数６５１４．２５ｃｍ-1近辺となるよ
う温度制御されている。又、第１の電流制御部１２ａに
より、適当な光出力となるように、第１の半導体レーザ
１０ａの駆動電流は制御されている。この際、第１の半
導体レーザ１０ａの駆動電流は、発振器１４ａの信号に
より電流変調され、僅かに周波数変調がかけられてい
る。
【００４８】第２の半導体レーザ１０ｂは、第２の温度
制御部１１ｂにより波数６７８９．７８ｃｍ-1近辺とな
るよう温度制御されている。又、第２の電流制御部１２
ｂにより適当な光出力となるように、第２の半導体レー
ザ１０ｂの駆動電流は制御されている。この際、第２の
半導体レーザ１０ｂの駆動電流は、発振器１４ｂの信号
により電流変調され、僅かに周波数変調がかけられてい
る。発振器１４ａと発振器１４ｂとの発振周波数は互に
異なる。
制御部１１ｂにより波数６７８９．７８ｃｍ-1近辺とな
るよう温度制御されている。又、第２の電流制御部１２
ｂにより適当な光出力となるように、第２の半導体レー
ザ１０ｂの駆動電流は制御されている。この際、第２の
半導体レーザ１０ｂの駆動電流は、発振器１４ｂの信号
により電流変調され、僅かに周波数変調がかけられてい
る。発振器１４ａと発振器１４ｂとの発振周波数は互に
異なる。
【００４９】いま、第１の半導体レーザ１０ａからのレ
ーザ光は、第１のビームスプリッタ１７ａを通過し、第
２のビームスプリッタ１７ｂで第１および第２の分岐レ
ーザ光に分けられ、第１の分岐レーザ光は試料セル２へ
入射され、第２の分岐レーザ光はミラー６で反射されて
参照セル１５に入射される。参照セル１５に入射された
レーザ光は、セル内の12ＣＯ2 と相互作用し吸収され、
第２の光検出器９ｂで検出される。第２の光検出器９ｂ
で検出された信号は、第２のロックイン増幅器１３ｃで
第１の発振器１４ａと同期の取れた信号のみが検出され
る。
ーザ光は、第１のビームスプリッタ１７ａを通過し、第
２のビームスプリッタ１７ｂで第１および第２の分岐レ
ーザ光に分けられ、第１の分岐レーザ光は試料セル２へ
入射され、第２の分岐レーザ光はミラー６で反射されて
参照セル１５に入射される。参照セル１５に入射された
レーザ光は、セル内の12ＣＯ2 と相互作用し吸収され、
第２の光検出器９ｂで検出される。第２の光検出器９ｂ
で検出された信号は、第２のロックイン増幅器１３ｃで
第１の発振器１４ａと同期の取れた信号のみが検出され
る。
【００５０】このようにして検出された信号は、光吸収
強度の１次微分となっている。この吸収の１次微分曲線
の変曲点にロックするように、第１の電流制御部１２ａ
の電流は制御される。このようにして半導体レーザ１０
ａの発振波数を12ＣＯ2 の吸収線にロックすることで、
波数６５１４．２５ｃｍ-1を安定に発振する。
強度の１次微分となっている。この吸収の１次微分曲線
の変曲点にロックするように、第１の電流制御部１２ａ
の電流は制御される。このようにして半導体レーザ１０
ａの発振波数を12ＣＯ2 の吸収線にロックすることで、
波数６５１４．２５ｃｍ-1を安定に発振する。
【００５１】第２の半導体レーザ１０ｂからのレーザ光
は、第１のビームスプリッタ１７ａで、第１の半導体レ
ーザ１０ａからのレーザ光と同一光路となり、第１の半
導体レーザ１０ａからのレーザ光と同様に、第２のビー
ムスプリッタ１７ｂで二つのレーザ光に分けられ、試料
セル２および参照セル１５に入射される。参照セル１５
に入射されたレーザ光は、参照セル１５内の13ＣＯ2 と
相互作用し吸収され、第２の光検出器９ｂで検出され
る。第２の光検出器９ｂで検出された信号は、第４のロ
ックイン増幅器１３ｄで第２の発振器１４ｂと同期の取
れた信号のみが検出される。
は、第１のビームスプリッタ１７ａで、第１の半導体レ
ーザ１０ａからのレーザ光と同一光路となり、第１の半
導体レーザ１０ａからのレーザ光と同様に、第２のビー
ムスプリッタ１７ｂで二つのレーザ光に分けられ、試料
セル２および参照セル１５に入射される。参照セル１５
に入射されたレーザ光は、参照セル１５内の13ＣＯ2 と
相互作用し吸収され、第２の光検出器９ｂで検出され
る。第２の光検出器９ｂで検出された信号は、第４のロ
ックイン増幅器１３ｄで第２の発振器１４ｂと同期の取
れた信号のみが検出される。
【００５２】このようにして検出された信号の変曲点に
ロックするように第２の電流制御部１２ｂの電流は制御
される。よって、半導体レーザ１０ｂの発振波数を13Ｃ
Ｏ2の吸収線にロックすることで、波数６７８９．７８
ｃｍ-1を安定に発振する（半導体レーザの周波数可変・
安定化、日本無線技報、Ｎｏ．２９、ｐ．６３〜６６、
（１９９１））。
ロックするように第２の電流制御部１２ｂの電流は制御
される。よって、半導体レーザ１０ｂの発振波数を13Ｃ
Ｏ2の吸収線にロックすることで、波数６７８９．７８
ｃｍ-1を安定に発振する（半導体レーザの周波数可変・
安定化、日本無線技報、Ｎｏ．２９、ｐ．６３〜６６、
（１９９１））。
【００５３】次に、このようにして、波数６５１４．２
５ｃｍ-1にロックされた第１の半導体レーザ１０ａから
のレーザ光は、試料セル２内の12ＣＯ2 と相互作用し吸
収され、第１の光検出器９ａで検出される。第１の光検
出器９ａで検出された信号は、第１のロックイン増幅器
１３ａで、第１の発振器１４ａの発振周波数の２倍の周
波数と同期の取れた信号のみが検出される。
５ｃｍ-1にロックされた第１の半導体レーザ１０ａから
のレーザ光は、試料セル２内の12ＣＯ2 と相互作用し吸
収され、第１の光検出器９ａで検出される。第１の光検
出器９ａで検出された信号は、第１のロックイン増幅器
１３ａで、第１の発振器１４ａの発振周波数の２倍の周
波数と同期の取れた信号のみが検出される。
【００５４】また、波数６７８９．７８ｃｍ-1にロック
された第２の半導体レーザ１０ｂからのレーザ光は、試
料セル２内の13ＣＯ2 に吸収された後に第１の検出器９
ａで検出され、第２のロックイン増幅器１３ｂで第２の
発振器１４ｂの周波数と２倍の周波数と同期の取れた信
号のみが検出される。
された第２の半導体レーザ１０ｂからのレーザ光は、試
料セル２内の13ＣＯ2 に吸収された後に第１の検出器９
ａで検出され、第２のロックイン増幅器１３ｂで第２の
発振器１４ｂの周波数と２倍の周波数と同期の取れた信
号のみが検出される。
【００５５】このようにして、第１および第２のロック
イン増幅器１３ａ，１３ｂで検出された信号は、光吸収
強度の２次微分形状（２ｆ検出）となっており、図２の
両スペクトルのピークの位置の吸収強度を検出してい
る。
イン増幅器１３ａ，１３ｂで検出された信号は、光吸収
強度の２次微分形状（２ｆ検出）となっており、図２の
両スペクトルのピークの位置の吸収強度を検出してい
る。
【００５６】第１および第２のロックイン増幅器１３
ａ，１３ｂの出力電圧を計算機に取り込み同位体比を求
める。このようにすることにより、同位体比の連続測定
が可能となる。
ａ，１３ｂの出力電圧を計算機に取り込み同位体比を求
める。このようにすることにより、同位体比の連続測定
が可能となる。
【００５７】なお、第２の実施例では波数６２５３．９
０ｃｍ-1近辺と６２５３．７３ｃｍ-1近辺の吸収強度を
求めたが、表２の組み合わせの波数近辺の吸収強度を求
めてもよい。
０ｃｍ-1近辺と６２５３．７３ｃｍ-1近辺の吸収強度を
求めたが、表２の組み合わせの波数近辺の吸収強度を求
めてもよい。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スペクトル幅の非常に狭い半導体レーザを波数可変光源
とし、炭素同位体相互の影響を受けない、水のスペクト
ルの影響を受けない、天然存在比での炭素同位体の吸収
強度がほぼ等しい、回転バンドのほぼ等しい両スペクト
ルをロックイン増幅器を用いて測定しているので、同位
体、水の影響を受ける事なく、試料ガスの濃度変化、圧
力変化の影響を受ける事なく高精度、高感度に炭素同位
体比が測定できる炭素同位体分析装置が得られる。
スペクトル幅の非常に狭い半導体レーザを波数可変光源
とし、炭素同位体相互の影響を受けない、水のスペクト
ルの影響を受けない、天然存在比での炭素同位体の吸収
強度がほぼ等しい、回転バンドのほぼ等しい両スペクト
ルをロックイン増幅器を用いて測定しているので、同位
体、水の影響を受ける事なく、試料ガスの濃度変化、圧
力変化の影響を受ける事なく高精度、高感度に炭素同位
体比が測定できる炭素同位体分析装置が得られる。
【図１】本発明の第１の実施例による炭素同位体分析装
置を示すブロック図。
置を示すブロック図。
【図２】本発明の炭素同位体分析装置による炭素同位体
のスペクトル測定例（２次微分形状）を示す図。
のスペクトル測定例（２次微分形状）を示す図。
【図３】本発明の第２の実施例による炭素同位体分析装
置を示すブロック図。
置を示すブロック図。
【図４】従来の炭素同位体分析装置を示すブロック図。
【図５】従来の炭素同位体分析装置による炭素同位体の
スペクトル測定例を示す図。
スペクトル測定例を示す図。
２ 試料セル ３ 試料ガス導入口 ４ 試料ガス排出口 ９ 光検出器 １０ａ，１０ｂ 半導体レーザ １３ ロックイン増幅器 １１ａ，１１ｂ 温度制御部 １２ａ，１２ｂ 電流制御部 １４ 発振器 １６ａ，１６ｂ 光シャッター １７ ビームスプリッタ
Claims (3)
- 【請求項１】 光吸収スペクトルより炭素同位体を分析
する装置において、12 ＣＯ2 検出用の近赤外域のレーザを出力する第１の半
導体レーザと、13 ＣＯ2 検出用の近赤外域のレーザを出力する第２の半
導体レーザと、 前記第１および前記第２の半導体レーザの発振波長を掃
引する掃引手段と、 前記第１および前記第２の半導体レーザに周波数変調を
かける変調手段と、 内部に分析すべき炭素同位体が混在する試料セルと、 前記第１および前記第２の半導体レーザから出力された
光を交互に前記試料セル内に入射する手段と、 前記試料セル内の光吸収特性を検出するロックイン増幅
手段とを有し、12 ＣＯ2 検出に波数６５１４．２５±０．２ｃｍ-1のと
きのスペクトルと、13ＣＯ2 の検出に波数６７８９．７
８±０．２ｃｍ-1のときのスペクトルとを求め、両スペ
クトルの強度比より同位体比を検出することを特徴とす
る炭素同位体分析装置。 - 【請求項２】 光吸収スペクトルより炭素同位体を分析
する装置において、12 ＣＯ2 検出用の近赤外域のレーザを出力する第１の半
導体レーザと、13 ＣＯ2 検出用の近赤外域のレーザを出力する第２の半
導体レーザと、 前記第１および前記第２の半導体レーザに互に異なる周
波数変調をかける変調手段と、 内部に分析すべき炭素同位体が混在する試料セルと、 内部に12ＣＯ2 ガスと13ＣＯ2 ガスとが混在する参照セ
ルと、 前記第１および前記第２の半導体レーザから出力された
光を前記試料セル内に入射すると共に、前記参照セルに
も入射する手段と、 前記試料セル内の12ＣＯ2 の光吸収特性の２次微分曲線
を検出する第１のロックイン増幅手段と、 前記試料セル内の13ＣＯ2 の光吸収特性の２次微分曲線
を検出する第２のロックイン増幅手段と、 前記参照セル内の12ＣＯ2 ガスの光吸収特性の１次微分
曲線を検出する第３のロックイン増幅手段と、 前記参照セル内の13ＣＯ2 ガスの光吸収特性の１次微分
曲線を検出する第４のロックイン増幅手段とを有し、12 ＣＯ2 検出に波数６５１４．２５±０．２ｃｍ-1を用
い、前記参照セル内の12ＣＯ2 ガスの光吸収の１次微分
曲線の変曲点に、前記12ＣＯ2 検出用の第１の半導体レ
ーザの発振波数を前記波数にロックし、13 ＣＯ2 の検出に波数６７８９．７８±０．２ｃｍ-1を
用い、前記参照セル内の13ＣＯ2 ガスの光吸収の１次微
分曲線の変曲点に、前記13ＣＯ2 検出用の第２の半導体
レーザの発振波数を前記波数にロックし、 前記12ＣＯ2 ガスの２次微分曲線を検出する第１のロッ
クイン増幅手段の出力と前記13ＣＯ2 ガスの２次微分曲
線を検出する第２のロックイン増幅手段との出力とよ
り、同位体比を検出することを特徴とする炭素同位体分
析装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の炭素同位体分析装
置において、12 ＣＯ2 と13ＣＯ2 検出に、下記の表１のスペクトルを
用いることを特徴とする炭素同位体分析装置。 【表１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17305292A JPH0618411A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 炭素同位体分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17305292A JPH0618411A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 炭素同位体分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0618411A true JPH0618411A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=15953328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17305292A Withdrawn JPH0618411A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 炭素同位体分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0618411A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6888127B2 (en) | 2002-02-26 | 2005-05-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for performing rapid isotopic analysis via laser spectroscopy |
| US7251037B2 (en) | 2005-03-07 | 2007-07-31 | Caleb Brett Usa, Inc. | Method to reduce background noise in a spectrum |
| JP2009041941A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | Fuji Electric Systems Co Ltd | ガス濃度測定装置およびガス濃度測定方法 |
| JP2011512532A (ja) * | 2008-02-15 | 2011-04-21 | ザ サイエンス アンド テクノロジー ファシリティーズ カウンシル | 赤外分光計 |
| WO2015132986A1 (ja) * | 2014-03-05 | 2015-09-11 | 株式会社 東芝 | 呼気診断装置 |
-
1992
- 1992-06-30 JP JP17305292A patent/JPH0618411A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6888127B2 (en) | 2002-02-26 | 2005-05-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for performing rapid isotopic analysis via laser spectroscopy |
| US6967322B2 (en) | 2002-02-26 | 2005-11-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for performing rapid isotopic analysis via laser spectroscopy |
| US7251037B2 (en) | 2005-03-07 | 2007-07-31 | Caleb Brett Usa, Inc. | Method to reduce background noise in a spectrum |
| JP2009041941A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | Fuji Electric Systems Co Ltd | ガス濃度測定装置およびガス濃度測定方法 |
| JP2011512532A (ja) * | 2008-02-15 | 2011-04-21 | ザ サイエンス アンド テクノロジー ファシリティーズ カウンシル | 赤外分光計 |
| WO2015132986A1 (ja) * | 2014-03-05 | 2015-09-11 | 株式会社 東芝 | 呼気診断装置 |
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