JPH063263A - 顕微全反射吸収スペクトル測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 対物光学系とプリズムとの間における光軸及
び間隔の調整を不要にすることを目的とする。 【構成】 顕微全反射吸収スペクトル測定装置におい
て、透明体の下面を凸面とし、その凸面中央を平面に削
除して試料当接面とし、上記凸面と、同透明体の上面中
央部に夫々反射膜を設け、同透明体の上面の反射膜の外
周部から同透明体を通して、透明体内で上記凸面の反射
膜に光を入射させ、同凸面での反射光を同透明体内でそ
の上面の反射膜で反射させて、同透明体の下面中心点に
集光させるようにし、試料を上記透明体の下面中央に接
触させ、上記透明体の右半分側に上記方向で光を入反射
させ、試料面からの反射光を上記透明体の左半分を上記
と逆の方向に進行させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、赤外顕微鏡システムを
利用した全反射吸収スペクトル測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】全反射吸収スペクトル測定法（ＡＴＲ）
は、試料面に試料より高屈折率の透明体（赤外光を用い
る場合は、赤外光に対して透明であればよい）を接触さ
せ、この高屈折率透明体側から、試料との境界面で全反
射が起きる入射角で測定光を入射させ、全反射された光
の試料による吸収減光を検出することにより、試料の吸
収特性を測定する方法で、従来から、赤外光について測
定を行う場合、反射光学系によって構成された赤外顕微
分光装置を用いた図７に示すような装置が用いられてい
る。

【０００３】図７はカセグレン式赤外顕微分光光度計の
対物鏡の部分を示す。対物鏡は中央に孔のあいた凹面主
鏡７と、この凹面主鏡７と同軸の凸面副鏡５とよりなっ
ており、図外の分光器から出射した単色光が、図で光軸
の右半分を下方に光軸と平行に対物鏡光学系に入射せし
められ、その光は凹面主鏡７及び凸面副鏡５で反射され
て対物鏡光学系の集光点Ｐに集光される。試料Ｓはその
表面Ｐ点を中心とする半球形のＡＴＲプリズム８の下面
に接触させる。こうすると、Ｐ点に集光する光は、ＡＴ
Ｒプリズム８では屈折されず、そのままＰ点に集光し、
試料面で全反射されて、対物光学系の光軸の左半部を上
行し、検出される。

【０００４】このようなカセグレン式の反射顕微鏡で
は、全反射を利用するため、赤外線を透過しかつ赤外線
に対して屈折率の大きな材質で製作されたＡＴＲプリズ
ムを用いる必要があり、ＡＴＲプリズムの屈折率が大き
いため、組立時に顕微鏡対物光学系の光軸とプリズムの
光軸を高精度で一致させると共に、対物光学系とプリズ
ムの間隔を高精度で調整しなければ、測定精度が低下す
ると云う問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、対物光学系
とプリズムとの間における光軸及び間隔の調整を不要に
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】顕微全反射吸収スペクト
ル測定装置において、透明体の下面を凸面とし、その凸
面中央を平面に削除して試料当接面とし、上記凸面と、
同透明体の上面中央部に夫々反射膜を設け、同透明体の
上面の反射膜の外周部から同透明体を通して、透明体内
で上記凸面の反射膜に光を入射させ、同凸面での反射光
を同透明体内でその上面の反射膜で反射させて、同透明
体の下面中心点に集光させるようにし、試料を上記透明
体の下面中央に接触させ、上記透明体の右半分側に上記
方向で光を入反射させ、試料面からの反射光を上記透明
体の左半分を上記と逆の方向に進行させるようにした。

【０００７】

【作用】本発明は、対物光学系とＡＴＲプリズムとを一
個の透明体で構成したので、対物光学系とＡＴＲプリズ
ムの位置関係は、この透明体の工作精度で決まり、この
工作精度は、各部別体のものを所定位置関係で固定する
より、遥かに簡単に高精度化することができ、このこと
によってＡＴＲプリズムと対物光学系との間における調
整が不要になり、組立が非常に容易になった。

【０００８】

【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。図におい
て、１は図２に示すようなＡＴＲプリズムで、円板状で
あり、下面周辺部を楕円面とし反射膜１ＡをＡＬの蒸着
膜等で構成し、下面中央部は平面とし反射膜を設けず、
試料に当接させる。上面は平面で反射膜１Ｂを中央部に
設け、中央部と外縁部との間の外周部は光を透過させ
る。

【０００９】そして、下面反射膜１Ａの楕円面の焦点を
Ｆ１，Ｆ２とすると、Ｆ１から発散した光は、楕円面１
Ａで反射された後、もう一方の焦点Ｆ２を通る性質があ
るので、ＡＴＲプリズム１の上面反射面１Ｂを対称面と
して、焦点Ｆ２と分析点（物体点）Ｆ２’が対称となる
ように、ＡＴＲプリズム１を位置させると、Ｆ１を出発
した光は、物体点Ｆ２’に集光する。そこでＦ１，Ｆ２
を結ぶ反射光学系の光軸の右半分を入射光束側として、
入射光束側に反射鏡３を挿入し、その反射面に対して焦
点Ｆ１と対称な点Ｆ１’を入射光が通過するように分光
器（図外）をセットする。２は鏡筒で、ＡＴＲプリズム
１を保持している。試料はＡＴＲプリズム１に密着させ
てセットして測定を行う。入射光束は試料とＡＴＲプリ
ズム１との境界で全反射し、反射光学系の光軸の左半分
を通ってＦ１に集まる。ＡＴＲプリズム１の上面の反射
膜１Ｂは、実際は図２に示すように、外周部と中央部と
の間に２つの半円周を向き合わせた形に、反射膜のない
スリット部１Ｃを設けた形である。Ｆ１を通過した光を
図外の測定系で測定する。

【００１０】図３はＡＴＲプリズム１の上面中央部に目
視用レンズ４を取付けた場合のＡＴＲプリズムを示す。
０は目視用光束の焦点位置である。即ち、測定に関係す
る光はＦ１にあり、反射膜１Ｂの中央部は測定に関与し
ていないので、この領域を目視観察用に利用したもので
ある。

【００１１】図４は、一般的なカセグレン式反射対物鏡
の凸面副鏡５の下に凸面副鏡５より外径が大きいＡＴＲ
プリズム１を貼り付けることにより、一般的なカセグレ
ン式反射対物鏡を用いて、一般測定とＡＴＲ測定の両方
ができるようにした実施例である。一般測定とＡＴＲ測
定との切換えは、図５に示す切換えアパーチャー６を駆
動させる事により行う。一般測定時では、対物鏡の光軸
上に中央部が開口している一般測定用アパーチャー６Ａ
を配置させ、測定光を対物鏡の凸面副鏡５に照射させ、
その反射光を凹面主鏡７で更に反射させて集光点０に集
光させることで、反射光学顕微鏡として測定を行う。Ａ
ＴＲ測定時では、対物鏡の光軸上に円周状に開口がある
ＡＴＲ測定用アパーチャー６Ｂを配置させ、測定光を凸
面副鏡５の外周外側に位置するＡＴＲプリズム１にスリ
ット１Ｃから入射させ、反射膜１Ａ及び反射膜１Ｂで反
射させ、分析点に集光させることで、ＡＴＲ測定を行
う。

【００１２】図６は、ＡＴＲプリズムの反射膜１Ａの面
を楕円ではなく球によって形成した場合の実施例であ
り、反射膜１Ａ’の曲率半径をＲ２、反射膜１Ｂ’の曲
率半径をＲ１とした場合、Ｒ１＞Ｒ２となるようなＲ
１，Ｒ２を適当に設定することにより、図２に示す楕円
反射膜１Ａを持つＡＴＲプリズムと同程度の性能を持つ
ＡＴＲプリズムを得ることができる。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、反射鏡対物系とＡＴＲ
プリズムを一体化することにより、組立調整箇所を無く
した高精度の光学系を得ることができた。このことによ
り、対物系の高倍率化及び小型化が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の側面断面図

【図２】上記実施例のＡＴＲプリズムの詳細図

【図３】ＡＴＲプリズムの第２実施例の詳細図

【図４】本発明の第２実施例の側面断面図

【図５】上記実施例の切換えアパーチャーの詳細図

【図６】ＡＴＲプリズムの第３実施例の詳細図

【図７】一従来例の側面断面図

【符号の説明】

１ ＡＴＲプリズム １Ａ 反射膜 １Ｂ 反射膜 １Ｃ スリット ２ 鏡筒 ３ 反射鏡 Ｆ１ 楕円の焦点 Ｆ２ 楕円の焦点 Ｆ１’ 反射鏡３に対するＦ１の対称点 Ｆ２’ 反射膜１Ｂに対するＦ２の対称点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明体の下面を凸面とし、その凸面中央を
   平面に削除して試料当接面とし、上記凸面と、同透明体
   の上面中央部に夫々反射膜を設け、 同透明体の上面の反射膜の外周部から同透明体を通し
   て、透明体内で上記凸面の反射膜に光を入射させ、同凸
   面での反射光を同透明体内でその上面の反射膜で反射さ
   せて、同透明体の下面中心点に集光させるようにし、試
   料を上記透明体の下面中央に接触させ、上記透明体の右
   半分側に上記方向で光を入反射させ、試料面からの反射
   光を上記透明体の左半分を上記と逆の方向に進行させる
   ようにしたことを特徴とする顕微全反射吸収スペクトル
   測定装置。