JPH0619324B2 - 分光透過率測定方法 - Google Patents
分光透過率測定方法Info
- Publication number
- JPH0619324B2 JPH0619324B2 JP20516084A JP20516084A JPH0619324B2 JP H0619324 B2 JPH0619324 B2 JP H0619324B2 JP 20516084 A JP20516084 A JP 20516084A JP 20516084 A JP20516084 A JP 20516084A JP H0619324 B2 JPH0619324 B2 JP H0619324B2
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- Japan
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- sample
- light
- transmittance
- integrating sphere
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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
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/255—Details, e.g. use of specially adapted sources, lighting or optical systems
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- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 イ．産業上の利用分野 本発明は単光束法による固体試料の分光透過率測定方法
に関する。
に関する。
ロ．従来の技術 ガラス等の固体試料の精密な分光透過率測定において
は、受光面の場所的な感度むらの影響をなくすため検出
部に積分球を用いることが行われている。所で分光光度
計には大別して二光束分光光度計と単光束分光光度計の
二型式がある。二光束分光光度計は測定試料と対照試料
との比較測定に当つて同時比較測定することによつて光
源とか測光系の経時変化の影響を受けないようにしてい
るのであるが、最近は光源及び測光系の長時間安定性が
飛躍的に向上し、コンピユータ及びメモリが安価かつ容
易に使用できるようになつたので、単光束分光光度計を
用いても、予め対照試料の測定を行つて結果をメモリし
ておくことで複光束法による測定と同じ結果が得られる
ようになり、他方単光束分光光度計は試料室回りの自由
度が大きい。即ち色々な補助測定装置とか部品の配置が
自由にできるので、単光束分光光度計の利用頻度が高ま
つて来た。
は、受光面の場所的な感度むらの影響をなくすため検出
部に積分球を用いることが行われている。所で分光光度
計には大別して二光束分光光度計と単光束分光光度計の
二型式がある。二光束分光光度計は測定試料と対照試料
との比較測定に当つて同時比較測定することによつて光
源とか測光系の経時変化の影響を受けないようにしてい
るのであるが、最近は光源及び測光系の長時間安定性が
飛躍的に向上し、コンピユータ及びメモリが安価かつ容
易に使用できるようになつたので、単光束分光光度計を
用いても、予め対照試料の測定を行つて結果をメモリし
ておくことで複光束法による測定と同じ結果が得られる
ようになり、他方単光束分光光度計は試料室回りの自由
度が大きい。即ち色々な補助測定装置とか部品の配置が
自由にできるので、単光束分光光度計の利用頻度が高ま
つて来た。
所で単光束分光光度計では固体試料の透過率の精密測定
において積分球を用いたとき、試料面と積分球内面との
間の多重反射のため透過率が１〜２％程度高目に測定さ
れると云う問題がある。この点を以下にもう少し詳細に
説明する。第７図は積分球を示す。Ｗは光入射窓、Ｄは
検出器窓で図でこの窓の向う側に光検出器が置かれる。
窓Ｗから強さＩｏの光が入射すると積分球内面で繰返し
反射を行い、入射光の一部は積分球の壁面に吸収され、
残りは光入射窓と検出器窓から出て行く。入射光のうち
吸収される割合をａ、光入射窓から出て行く割合をｗ、
検出器窓から出て行く割合をｄとする。ａ＋ｄ＋ｗ＝１
となる。単光束分光光度計の場合、各波長について透過
率１００％の測光出力を求めるため、積分球の光入射窓
Ｗの外に何も置かないで光を入射させたときの測光出力
を求める。このときの測光出力は入射光をＩｏとすると
ｄＩｏとなる。次に被測定試料を光入射窓Ｗの外側にセ
ツトする。被測定試料透過直後の光強度をＩとし、被測
定試料の反射率をｒとすると、積分球内面で反射されて
光入射窓Ｗから外へ出て行く光ｗＩのうち割合ｒだけは
再び積分球内に反射される。この反射光のうち割合ｄだ
けが検出器窓Ｄから出る。即ち光検出器に入射する。こ
の光量はｄ．ｒｗＩであり、またｒｗ２Ｉは再々度被測
定試料に入射し、ｒ２ｗ２Ｉが積分球内に反射される。
以上の過程が何回も繰返されるので、光検出器に入射す
る光量は Id（1+rw+r2w2+……）………(1) となり、光入射窓から出て行く光の一部が試料で反射さ
れる効果がないときより（１＋ｒｗ＋ｒ2ｗ2＋……）倍
に増加する。(1)式は変形すると で真の透過率Ｉ／Ｉｏに比し、第２項の分 だけ透過率が大きめに測定されることになる。
において積分球を用いたとき、試料面と積分球内面との
間の多重反射のため透過率が１〜２％程度高目に測定さ
れると云う問題がある。この点を以下にもう少し詳細に
説明する。第７図は積分球を示す。Ｗは光入射窓、Ｄは
検出器窓で図でこの窓の向う側に光検出器が置かれる。
窓Ｗから強さＩｏの光が入射すると積分球内面で繰返し
反射を行い、入射光の一部は積分球の壁面に吸収され、
残りは光入射窓と検出器窓から出て行く。入射光のうち
吸収される割合をａ、光入射窓から出て行く割合をｗ、
検出器窓から出て行く割合をｄとする。ａ＋ｄ＋ｗ＝１
となる。単光束分光光度計の場合、各波長について透過
率１００％の測光出力を求めるため、積分球の光入射窓
Ｗの外に何も置かないで光を入射させたときの測光出力
を求める。このときの測光出力は入射光をＩｏとすると
ｄＩｏとなる。次に被測定試料を光入射窓Ｗの外側にセ
ツトする。被測定試料透過直後の光強度をＩとし、被測
定試料の反射率をｒとすると、積分球内面で反射されて
光入射窓Ｗから外へ出て行く光ｗＩのうち割合ｒだけは
再び積分球内に反射される。この反射光のうち割合ｄだ
けが検出器窓Ｄから出る。即ち光検出器に入射する。こ
の光量はｄ．ｒｗＩであり、またｒｗ２Ｉは再々度被測
定試料に入射し、ｒ２ｗ２Ｉが積分球内に反射される。
以上の過程が何回も繰返されるので、光検出器に入射す
る光量は Id（1+rw+r2w2+……）………(1) となり、光入射窓から出て行く光の一部が試料で反射さ
れる効果がないときより（１＋ｒｗ＋ｒ2ｗ2＋……）倍
に増加する。(1)式は変形すると で真の透過率Ｉ／Ｉｏに比し、第２項の分 だけ透過率が大きめに測定されることになる。
ハ．発明が解決しようとする問題点 本発明は単光束分光光度計で積分球を用いて固体試料の
透過率を測定する場合の上述した試料による反射作用の
影響を除去することを目的とする。
透過率を測定する場合の上述した試料による反射作用の
影響を除去することを目的とする。
ニ．問題解決のための手段 従来の積分球では光入射窓と検出器窓の二つの窓が設け
られているだけであるが、本発明では光入射窓と同じ大
きさの窓をもう一つ設けた。透過率１００％のデータを
得る場合には、上記新たに設けた窓の外に試料をセツト
し、光入射窓は開放しておく。次に試料の測定を行うと
きは上記新たに設けた窓を開放し、試料を光入射窓の外
にセツトする。
られているだけであるが、本発明では光入射窓と同じ大
きさの窓をもう一つ設けた。透過率１００％のデータを
得る場合には、上記新たに設けた窓の外に試料をセツト
し、光入射窓は開放しておく。次に試料の測定を行うと
きは上記新たに設けた窓を開放し、試料を光入射窓の外
にセツトする。
ホ．作 用 積分球では窓から出て行く光の量は窓の面積により、そ
の位置には殆んど依存しない。従つて本発明で光入射窓
と新たに設けた窓とを共に開放しておくときは、夫々の
窓から出て行く光の量は等しいとみてよい。透過率１０
０％のデータを得る場合、新たに設けた窓を試料でふさ
いでおくので、同窓から出て行く光の一部は再び積分球
内に入射し、その一部が検出器に入射する。透過率１０
０％に対応する測光出力はこの状態で得られる。次に試
料測定を行う場合、新たに設けた窓から出て行く光の量
は先に透過率１００％の測定時に光入射窓から出て行つ
た光量と等しく、他方透過率１００％測定時に新たに設
けた窓で試料によつて積分球内に戻されていた光量は光
入射窓にセツトされた試料によつて積分球内に戻される
光量と等しいから、両方の測定は全く同じ条件によつて
行われていることになり、両方の測定出力の比から補正
計算なしに直接試料の透過率が求まることになる。
の位置には殆んど依存しない。従つて本発明で光入射窓
と新たに設けた窓とを共に開放しておくときは、夫々の
窓から出て行く光の量は等しいとみてよい。透過率１０
０％のデータを得る場合、新たに設けた窓を試料でふさ
いでおくので、同窓から出て行く光の一部は再び積分球
内に入射し、その一部が検出器に入射する。透過率１０
０％に対応する測光出力はこの状態で得られる。次に試
料測定を行う場合、新たに設けた窓から出て行く光の量
は先に透過率１００％の測定時に光入射窓から出て行つ
た光量と等しく、他方透過率１００％測定時に新たに設
けた窓で試料によつて積分球内に戻されていた光量は光
入射窓にセツトされた試料によつて積分球内に戻される
光量と等しいから、両方の測定は全く同じ条件によつて
行われていることになり、両方の測定出力の比から補正
計算なしに直接試料の透過率が求まることになる。
ヘ．実施例 第１図は本発明の基本的な実施態様を示す。Ｌは光源装
置、Ｍは分光器、Ｓが積分球で水平断面が示されてい
る。積分球Ｓにおいて、Ｗ１は光入射窓、Ｄは検出器窓
で、この窓の向う側に光検出素子の光電子増倍管Ｐが配
置されており、Ｗ２が本発明に係る窓であつて、光入射
窓Ｗ１と同じ面積になつている。Ｇは試料で光学ガラス
等の板である。透過率１００％の測定を行う場合は試料
Ｇを図で鎖線の位置にセツトして窓Ｗ２をふさぎ窓Ｗ１
を開放する。試料測定の場合は試料Ｇは図で実線の位置
にセツトされ、窓Ｗ２が開放される。
置、Ｍは分光器、Ｓが積分球で水平断面が示されてい
る。積分球Ｓにおいて、Ｗ１は光入射窓、Ｄは検出器窓
で、この窓の向う側に光検出素子の光電子増倍管Ｐが配
置されており、Ｗ２が本発明に係る窓であつて、光入射
窓Ｗ１と同じ面積になつている。Ｇは試料で光学ガラス
等の板である。透過率１００％の測定を行う場合は試料
Ｇを図で鎖線の位置にセツトして窓Ｗ２をふさぎ窓Ｗ１
を開放する。試料測定の場合は試料Ｇは図で実線の位置
にセツトされ、窓Ｗ２が開放される。
第２図は他の実施例を示す。この実施例では積分球Ｓの
中心Ｏは積分球に入射する光束の光軸Ｘから外れた位置
に設定されており、光軸Ｘが積分球と交わる点を通る図
の紙面に垂直な軸のまわりに回転できるようになつてい
る。光入射窓Ｗ１を通つて入射した光束の中心光線が積
分球Ｓの内面に当る点ｉと積分球の中心Ｏを結ぶ線に関
して光入射窓Ｗ１と対称の位置に窓Ｗ２が設けられてい
る。Ｄは検出器窓である。第２図(A)は透過率１００％
の測定状態で試料Ｇは窓Ｗ２を覆い、窓Ｗ１は開放で、
光が入射する位置にある。第２図(B)は試料測定状態で
積分球Ｓをｉ点を軸に回わして窓Ｗ２の方を入射光の光
軸Ｘ上に持つて来る。このとき試料Ｇも窓Ｗ２について
光入射位置に来る。この場合第１図の実施例と異なり窓
Ｗ１とＷ２とは役割が交替している。
中心Ｏは積分球に入射する光束の光軸Ｘから外れた位置
に設定されており、光軸Ｘが積分球と交わる点を通る図
の紙面に垂直な軸のまわりに回転できるようになつてい
る。光入射窓Ｗ１を通つて入射した光束の中心光線が積
分球Ｓの内面に当る点ｉと積分球の中心Ｏを結ぶ線に関
して光入射窓Ｗ１と対称の位置に窓Ｗ２が設けられてい
る。Ｄは検出器窓である。第２図(A)は透過率１００％
の測定状態で試料Ｇは窓Ｗ２を覆い、窓Ｗ１は開放で、
光が入射する位置にある。第２図(B)は試料測定状態で
積分球Ｓをｉ点を軸に回わして窓Ｗ２の方を入射光の光
軸Ｘ上に持つて来る。このとき試料Ｇも窓Ｗ２について
光入射位置に来る。この場合第１図の実施例と異なり窓
Ｗ１とＷ２とは役割が交替している。
この実施例では窓Ｗ１，Ｗ２が積分球内の入射光の中心
光線の入射点ｉに関し対称的になつているので、第１図
の実施例より窓Ｗ１，Ｗ２の光学的等価性がより完全で
あり、１００％透過率の測定時と試料測定時の光学的等
価性も第１図の例より完全であり、従つて第１図の例よ
り一層高精度の測定が可能となる。
光線の入射点ｉに関し対称的になつているので、第１図
の実施例より窓Ｗ１，Ｗ２の光学的等価性がより完全で
あり、１００％透過率の測定時と試料測定時の光学的等
価性も第１図の例より完全であり、従つて第１図の例よ
り一層高精度の測定が可能となる。
第３図は本発明の更に他の実施例を示す。この実施例は
第２図の実施例の変形であつて、積分球Ｓを回わす代り
に光を積分球Ｓに導く鏡ｍを動かすようにした。同図
(A)は１００％透過率測定モード、同(B)は試料測定モー
ドを示し、各部の符号は第１図の例と同じである。
第２図の実施例の変形であつて、積分球Ｓを回わす代り
に光を積分球Ｓに導く鏡ｍを動かすようにした。同図
(A)は１００％透過率測定モード、同(B)は試料測定モー
ドを示し、各部の符号は第１図の例と同じである。
ト．効 果 第４図以下に試料として石英ガラスと青色の並板ガラス
を用いた場合の実測例を示す。第４図は試料と積分球間
の多重反射の効果が補償される二光束分光光度計を用い
た場合の測定結果を参考として示す。第５図は本発明装
置で石英ガラスを測定した相対分光強度を示す。相対分
光強度とは１００％透過率測定，試料測定のモード等で
得られる測光値のことで、両者の比を求めると分光透過
率となる。図でカーブ(イ)は積分球の光入射窓Ｗ１を開
放、Ｗ２を試料で覆つた状態、即ち１００％透過率の測
定値であり、カーブ(ロ)は光入射窓Ｗ１に試料をセツト
し、Ｗ２を開放とした状態で試料測定モードの測定値を
示す。カーブ(ハ)は参考として示したもので、二つの窓
Ｗ１，Ｗ２とも開放としたもので、カーブ(イ)より低く
なつておりこのカーブを１００％透過率のデータとして
カーブ(ロ)のデータとの比をとると、試料と積分球間の
多重反射の効果が補償されていないので、透過率は高め
に出て来る。これは従来の単光束分光光度計による積分
球を用いた透過率測定法に相当するもので、この結果か
ら本考案の効果が理解できる。第６図は青板ガラスにつ
いて第５図と同じ測定を行つた結果を示す。
を用いた場合の実測例を示す。第４図は試料と積分球間
の多重反射の効果が補償される二光束分光光度計を用い
た場合の測定結果を参考として示す。第５図は本発明装
置で石英ガラスを測定した相対分光強度を示す。相対分
光強度とは１００％透過率測定，試料測定のモード等で
得られる測光値のことで、両者の比を求めると分光透過
率となる。図でカーブ(イ)は積分球の光入射窓Ｗ１を開
放、Ｗ２を試料で覆つた状態、即ち１００％透過率の測
定値であり、カーブ(ロ)は光入射窓Ｗ１に試料をセツト
し、Ｗ２を開放とした状態で試料測定モードの測定値を
示す。カーブ(ハ)は参考として示したもので、二つの窓
Ｗ１，Ｗ２とも開放としたもので、カーブ(イ)より低く
なつておりこのカーブを１００％透過率のデータとして
カーブ(ロ)のデータとの比をとると、試料と積分球間の
多重反射の効果が補償されていないので、透過率は高め
に出て来る。これは従来の単光束分光光度計による積分
球を用いた透過率測定法に相当するもので、この結果か
ら本考案の効果が理解できる。第６図は青板ガラスにつ
いて第５図と同じ測定を行つた結果を示す。
別表は第５図，第６図の結果をより具体的数字的に示す
もので、本発明により求められた透過率が理論値及び二
光束法による測定結果と良く一致していることが分る。
もので、本発明により求められた透過率が理論値及び二
光束法による測定結果と良く一致していることが分る。
本発明によれば、積分球にもう一つ余分に窓を設けるだ
けで構造的には大へん簡単で、単光束分分光度計を用い
ては従来できなかつた高精度の分光透過率測定が可能と
なる。
けで構造的には大へん簡単で、単光束分分光度計を用い
ては従来できなかつた高精度の分光透過率測定が可能と
なる。
第１図は本発明の一実施例の平面図、第２図は他の一実
施例の要部平面図、第３図は更に他の実施例の要部平面
図、第４図は二光束分光光度計を用いた分光透過率測定
結果のグラフ、第５図は本発明装置による石英ガラスの
分光透過率測定結果のグラフ、第６図は同じく青板ガラ
スの測定結果のグラフ、第７図は従来例の積分球の水平
断面図である。
施例の要部平面図、第３図は更に他の実施例の要部平面
図、第４図は二光束分光光度計を用いた分光透過率測定
結果のグラフ、第５図は本発明装置による石英ガラスの
分光透過率測定結果のグラフ、第６図は同じく青板ガラ
スの測定結果のグラフ、第７図は従来例の積分球の水平
断面図である。
Claims (1)
- 【請求項１】単光束分光光度計で積分球を用いて測光す
る構成を有し、上記積分球に光入射窓と検出器窓の他に
もう一つ光入射窓と同面積の窓を設け、この窓の外側及
び光入射窓の外側の何れにも試料を設定し得るように
し、１００％透過率を測定するときには上記光入射窓を
開放し、上記もう一つの窓に試料をセットして、光入射
窓から光を入射させて、測光出力を求めてこれを１００
％透過率とし、試料測定のときは、試料を上記光入射窓
にセットし、上記もう一つの窓を開放して光入射窓から
光を入射させて測光出力を求め、このときの測光出力と
上記１００％透過率の測定値との比を求めることを特徴
とする分光透過率測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20516084A JPH0619324B2 (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 分光透過率測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20516084A JPH0619324B2 (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 分光透過率測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6183940A JPS6183940A (ja) | 1986-04-28 |
| JPH0619324B2 true JPH0619324B2 (ja) | 1994-03-16 |
Family
ID=16502416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20516084A Expired - Lifetime JPH0619324B2 (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 分光透過率測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0619324B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102305760B (zh) * | 2011-05-23 | 2013-10-02 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃耐腐蚀性测试装置及其测试方法 |
| JP6859858B2 (ja) * | 2017-06-08 | 2021-04-14 | 一般財団法人雑賀技術研究所 | 積分球を用いた相対反射率測定装置及びその較正方法 |
-
1984
- 1984-09-29 JP JP20516084A patent/JPH0619324B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6183940A (ja) | 1986-04-28 |
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