JPH071229B2 - フーリエ変換ラマン散乱分光測定における励起光照射法 - Google Patents
フーリエ変換ラマン散乱分光測定における励起光照射法Info
- Publication number
- JPH071229B2 JPH071229B2 JP31321689A JP31321689A JPH071229B2 JP H071229 B2 JPH071229 B2 JP H071229B2 JP 31321689 A JP31321689 A JP 31321689A JP 31321689 A JP31321689 A JP 31321689A JP H071229 B2 JPH071229 B2 JP H071229B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- fourier transform
- excitation light
- light
- raman scattering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/65—Raman scattering
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザ光を試料に照射して得られたラマン散
乱光をフーリエ変換分光器によって分光測定する際のレ
ーザ光の照射法に関し、特に、レーザ光励起による試料
の変成を防ぐことのできる励起光照射法に関する。
乱光をフーリエ変換分光器によって分光測定する際のレ
ーザ光の照射法に関し、特に、レーザ光励起による試料
の変成を防ぐことのできる励起光照射法に関する。
最近、半導体の結晶状態、生体等の測定にラマン散乱分
析が期待されている。ところで、従来、レーザラマン分
光測定は、分光器として分散型分光器を用い、励起光と
して例えばアルゴンレーザを用いて可視域で行ってい
た。分散型分光器においては、細い入射スリットを用い
るため、分解能を上げようとすると入射スリットを10〜
100mμ程度の幅にしなければならず、試料のセッテング
が困難であり、また、分光器に効率よくラマン散乱光を
入射させるために、試料にレーザ励起光を細く集光して
照射しなければならなかった。ところで、最近、励起光
として近赤外の例えばYAGレーザを用いて、赤外域でレ
ーザラマン分光測定を行い始めた。一般にラマン散乱光
の強度は、波長の４乗に逆比例するため、励起光を赤外
域にすると散乱光強度は可視域に比較して弱くなる。一
方、分散型分光器のような細い入射スリットを有せず入
射光量を大きくとれる分光器として、フーリエ変換分光
器が実用化しつつあり、この分光器を利用して赤外域で
レーザラマン分光測定を行うことが提案されつつある。
析が期待されている。ところで、従来、レーザラマン分
光測定は、分光器として分散型分光器を用い、励起光と
して例えばアルゴンレーザを用いて可視域で行ってい
た。分散型分光器においては、細い入射スリットを用い
るため、分解能を上げようとすると入射スリットを10〜
100mμ程度の幅にしなければならず、試料のセッテング
が困難であり、また、分光器に効率よくラマン散乱光を
入射させるために、試料にレーザ励起光を細く集光して
照射しなければならなかった。ところで、最近、励起光
として近赤外の例えばYAGレーザを用いて、赤外域でレ
ーザラマン分光測定を行い始めた。一般にラマン散乱光
の強度は、波長の４乗に逆比例するため、励起光を赤外
域にすると散乱光強度は可視域に比較して弱くなる。一
方、分散型分光器のような細い入射スリットを有せず入
射光量を大きくとれる分光器として、フーリエ変換分光
器が実用化しつつあり、この分光器を利用して赤外域で
レーザラマン分光測定を行うことが提案されつつある。
このようにフーリエ変換分光器を用いてレーザラマン分
光測定を行う場合においても、試料にはラマン励起のた
めのレーザ光を集光して当てていた。その場合、試料の
測定部に非常に高いエネルギー密度の光が照射されるた
め、試料の変成、破壊等が起こってしまう問題点があっ
た。
光測定を行う場合においても、試料にはラマン励起のた
めのレーザ光を集光して当てていた。その場合、試料の
測定部に非常に高いエネルギー密度の光が照射されるた
め、試料の変成、破壊等が起こってしまう問題点があっ
た。
したがって、本発明はこのような従来の試料に励起光を
集光して当てることの問題点を解決して、フーリエ変換
分光器に入射させるラマン散乱光強度を弱めることなし
に、強いラマン励起レーザ光による試料の変成や破壊等
を減少させる励起光照射法を提供することを目的とす
る。
集光して当てることの問題点を解決して、フーリエ変換
分光器に入射させるラマン散乱光強度を弱めることなし
に、強いラマン励起レーザ光による試料の変成や破壊等
を減少させる励起光照射法を提供することを目的とす
る。
上記目的を達成する本発明のフーリエ変換ラマン散乱分
光測定における励起光照射法は、ラマン散乱励起用の光
を試料上に非集光状態で照射し、そのときに励起光で照
射された試料の測定部分をフーリエ変換分光器の入射孔
上にその孔の大きさとほぼ同じ大きさで結像させるよう
に、非集光状態を変えて試料の照射部分の大きさを合わ
せるか、フーリエ変換分光器へラマン散乱光を導入する
結像光学系を調整するようにしたことを特徴とするもの
である。
光測定における励起光照射法は、ラマン散乱励起用の光
を試料上に非集光状態で照射し、そのときに励起光で照
射された試料の測定部分をフーリエ変換分光器の入射孔
上にその孔の大きさとほぼ同じ大きさで結像させるよう
に、非集光状態を変えて試料の照射部分の大きさを合わ
せるか、フーリエ変換分光器へラマン散乱光を導入する
結像光学系を調整するようにしたことを特徴とするもの
である。
本発明の励起光照射法によると、励起光は試料上に非集
光状態で照射されるため、試料に照射されるレーザ光の
エネルギー密度が下がり、試料の加熱変成、破壊等を減
少させることができる。また、ラマン散乱光は、フーリ
エ変換分光器の入射孔によりケラれないで最適の状態で
入射するため、測定データのS/N比の悪化は起こらな
い。
光状態で照射されるため、試料に照射されるレーザ光の
エネルギー密度が下がり、試料の加熱変成、破壊等を減
少させることができる。また、ラマン散乱光は、フーリ
エ変換分光器の入射孔によりケラれないで最適の状態で
入射するため、測定データのS/N比の悪化は起こらな
い。
次に、添付の第１図を参照にして、本発明のフーリエ変
換ラマン散乱分光測定における励起光照射法を説明す
る。フーリエ変換分光器は、マイケルソン型干渉計等の
２光束干渉計を用いて両者の光路差を連続的に変化さ
せ、検出された干渉光の時間的変化信号をフーリエ変換
して入射光の波長スペクトル分布を測定するものであ
り、分散型分光器のような細い入射スリットを有しな
い。その代わりに分光器の分解能を決める入射孔（Jacq
−uinot Stop）を有する。第１図において、符号Ｓで示
した開口が上記のフーリエ変換分光器の入射孔である。
高分子材料、生体、半導体等の測定試料１に例えばYAG
レーザからのラマン励起用のレーザ光２を集束して照射
するように、集光レンズ３を配置する。試料１の測定領
域から散乱されたラマン散乱光４を集光してフーリエ変
換分光器の入射孔Ｓに入射させるように、結像光学系５
を配置する。
換ラマン散乱分光測定における励起光照射法を説明す
る。フーリエ変換分光器は、マイケルソン型干渉計等の
２光束干渉計を用いて両者の光路差を連続的に変化さ
せ、検出された干渉光の時間的変化信号をフーリエ変換
して入射光の波長スペクトル分布を測定するものであ
り、分散型分光器のような細い入射スリットを有しな
い。その代わりに分光器の分解能を決める入射孔（Jacq
−uinot Stop）を有する。第１図において、符号Ｓで示
した開口が上記のフーリエ変換分光器の入射孔である。
高分子材料、生体、半導体等の測定試料１に例えばYAG
レーザからのラマン励起用のレーザ光２を集束して照射
するように、集光レンズ３を配置する。試料１の測定領
域から散乱されたラマン散乱光４を集光してフーリエ変
換分光器の入射孔Ｓに入射させるように、結像光学系５
を配置する。
第２図を参照にして、集光レンズ３による試料１上への
励起光２の集束状態を説明する。従来の方法によれば、
図の（ａ）のように、試料１上に励起光２を焦点を合わ
せて集光していた。しかしながら、このようにすると、
上記したように非常に高いエネルギー密度の光が照射さ
れるため、試料１の変成、破壊等が起こってしまう。そ
こで、本発明においては、図の（ｂ）又は（ｃ）に示し
たように励起光２が試料１に焦点外れ（デフォーカス）
状態で当たるように集光レンズ３を調整する。こうする
と、励起光２は試料１上に幅ｄのビームとして当たって
エネルギー密度が小さくなるため、試料１の変成、破壊
は起こり難くなる。
励起光２の集束状態を説明する。従来の方法によれば、
図の（ａ）のように、試料１上に励起光２を焦点を合わ
せて集光していた。しかしながら、このようにすると、
上記したように非常に高いエネルギー密度の光が照射さ
れるため、試料１の変成、破壊等が起こってしまう。そ
こで、本発明においては、図の（ｂ）又は（ｃ）に示し
たように励起光２が試料１に焦点外れ（デフォーカス）
状態で当たるように集光レンズ３を調整する。こうする
と、励起光２は試料１上に幅ｄのビームとして当たって
エネルギー密度が小さくなるため、試料１の変成、破壊
は起こり難くなる。
この時、第３図に示すように、励起光２が当たった試料
１の幅ｄの領域を入射孔Ｓの直径Ｄの開口にほぼ一致す
るように非集光状態を変える。このように配置すると、
試料１からのラマン散乱光４は全てフーリエ変換分光器
に入射し、散乱光を効率よく分光測定することができ
る。同様に、結像光学系５の倍率を変えて第３図に示す
ように結像するように調整してもよい。
１の幅ｄの領域を入射孔Ｓの直径Ｄの開口にほぼ一致す
るように非集光状態を変える。このように配置すると、
試料１からのラマン散乱光４は全てフーリエ変換分光器
に入射し、散乱光を効率よく分光測定することができ
る。同様に、結像光学系５の倍率を変えて第３図に示す
ように結像するように調整してもよい。
フーリエ変換分光器の持つ入射孔Ｓの直径Ｄは、分散型
分光器のスリット幅に比較するとかなり大きい。このた
め、レーザ光２を試料１上で第２図の（ｂ）又は（ｃ）
のように非集光状態で照射したとき、結像光学系５によ
る試料１のレーザ光２照射部分の入射孔Ｓ上での像の大
きさを、第３図に示したように、入射孔Ｓの大きさとほ
ぼ同じにすれば、フーリエ変換分光器に取り込まれるラ
マン散乱光の強度の低下がない上に、この状態での試料
１上のレーザ光２のエネルギー密度は最も低い。このた
め、レーザ光２による試料１の変成や破壊等を防ぐこと
ができる。この場合の非集光状態を、他の場合と区別す
る最適非集光状態と呼ぶことにする。第３図のような結
像倍率関係が成り立たない一般の非集光状態でも、最適
非集光状態のメリットの幾分かは持ち合わせているが、
最も効果的な状態が上記最適非集光状態である。
分光器のスリット幅に比較するとかなり大きい。このた
め、レーザ光２を試料１上で第２図の（ｂ）又は（ｃ）
のように非集光状態で照射したとき、結像光学系５によ
る試料１のレーザ光２照射部分の入射孔Ｓ上での像の大
きさを、第３図に示したように、入射孔Ｓの大きさとほ
ぼ同じにすれば、フーリエ変換分光器に取り込まれるラ
マン散乱光の強度の低下がない上に、この状態での試料
１上のレーザ光２のエネルギー密度は最も低い。このた
め、レーザ光２による試料１の変成や破壊等を防ぐこと
ができる。この場合の非集光状態を、他の場合と区別す
る最適非集光状態と呼ぶことにする。第３図のような結
像倍率関係が成り立たない一般の非集光状態でも、最適
非集光状態のメリットの幾分かは持ち合わせているが、
最も効果的な状態が上記最適非集光状態である。
ところで、試料に励起光を第２図の（ａ）のような集光
状態で集束させるラマン散乱測定は、微小試料の測定等
に有効であるので、集光状態と最適非集光状態の両方の
レーザ照射を行えるのが望ましい。このような集光状態
と最適非集光状態の切り換えには、集光レンズ３の光軸
方向の移動や、異なった焦点距離を持ったレンズへの切
り換え又は交換によって行える。なお、全体の測定系を
上記のような最適非集光状態に調整するには、集光レン
ズ３、結像光学系５のそれぞれ単独の調整によってもよ
いが、集光レンズ３と結像光学系５の両者を調整して行
うと、より効果的に行える。
状態で集束させるラマン散乱測定は、微小試料の測定等
に有効であるので、集光状態と最適非集光状態の両方の
レーザ照射を行えるのが望ましい。このような集光状態
と最適非集光状態の切り換えには、集光レンズ３の光軸
方向の移動や、異なった焦点距離を持ったレンズへの切
り換え又は交換によって行える。なお、全体の測定系を
上記のような最適非集光状態に調整するには、集光レン
ズ３、結像光学系５のそれぞれ単独の調整によってもよ
いが、集光レンズ３と結像光学系５の両者を調整して行
うと、より効果的に行える。
なお、集光レンズ３、結像光学系５の何れも、図のよう
な単体レンズに代えて鏡や組み合わせレンズ（鏡）で構
成してもよい。また、以上の説明において、結像光学系
５の作用は、励起光２が当たった試料１の幅ｄの領域を
入射孔Ｓの直径Ｄの開口にほぼ一致するように結像する
こととしたが、この作用は厳密な意味での結像に限定さ
れるものではない。本発明の本質的な原理からするな
ら、試料１の幅ｄの領域から出たラマン散乱光４の光束
が入射孔Ｓにほぼ一致して入射すればよいのであるか
ら、上記結像にはこのような場合も含むと理解されるべ
きである。さらに、上記の説明においては、フーリエ変
換分光器として、干渉計の光路差を連続的に変化させタ
イプのものを前提にしていたが、光路差のある干渉計を
固定し、得られるインターフェログラムの空間周波数分
布をフーリエ分解して求めることにより、入射光の波長
スペクトル分布を測定するタイプのものであってもよい
ことは明らかである。
な単体レンズに代えて鏡や組み合わせレンズ（鏡）で構
成してもよい。また、以上の説明において、結像光学系
５の作用は、励起光２が当たった試料１の幅ｄの領域を
入射孔Ｓの直径Ｄの開口にほぼ一致するように結像する
こととしたが、この作用は厳密な意味での結像に限定さ
れるものではない。本発明の本質的な原理からするな
ら、試料１の幅ｄの領域から出たラマン散乱光４の光束
が入射孔Ｓにほぼ一致して入射すればよいのであるか
ら、上記結像にはこのような場合も含むと理解されるべ
きである。さらに、上記の説明においては、フーリエ変
換分光器として、干渉計の光路差を連続的に変化させタ
イプのものを前提にしていたが、光路差のある干渉計を
固定し、得られるインターフェログラムの空間周波数分
布をフーリエ分解して求めることにより、入射光の波長
スペクトル分布を測定するタイプのものであってもよい
ことは明らかである。
本発明の最適非集光状態での試料に対する励起光の照射
によると、試料に照射されるレーザ光のエネルギー密度
が下がるため、試料の加熱変成、破壊等を減少させるこ
とができる。また、ラマン散乱光は、フーリエ変換分光
器の入射孔によりケラれないで最適の状態で入射するた
め、測定データのS/N比の悪化は起こらない。
によると、試料に照射されるレーザ光のエネルギー密度
が下がるため、試料の加熱変成、破壊等を減少させるこ
とができる。また、ラマン散乱光は、フーリエ変換分光
器の入射孔によりケラれないで最適の状態で入射するた
め、測定データのS/N比の悪化は起こらない。
本発明の励起光の照射法は特に固体試料に対して適して
おり、限定的ではないが、半導体の結晶状態、生体の測
定等に有効なものである。
おり、限定的ではないが、半導体の結晶状態、生体の測
定等に有効なものである。
第１図は本発明のフーリエ変換ラマン散乱分光測定にお
ける励起光照射法を説明するための図、第２図は第１図
の励起光照射部分を説明するための図、第３図はラマン
散乱光をフーリエ変換分光器へ導入する光学系を説明す
るための図である。 Ｓ……フーリエ変換分光器の入射孔、１……測定試料、
２……ラマン励起用のレーザ光、３……集光レンズ、４
……ラマン散乱光、５……結像光学系
ける励起光照射法を説明するための図、第２図は第１図
の励起光照射部分を説明するための図、第３図はラマン
散乱光をフーリエ変換分光器へ導入する光学系を説明す
るための図である。 Ｓ……フーリエ変換分光器の入射孔、１……測定試料、
２……ラマン励起用のレーザ光、３……集光レンズ、４
……ラマン散乱光、５……結像光学系
Claims (1)
- 【請求項１】フーリエ変換ラマン散乱分光測定におい
て、ラマン散乱励起用の光を試料上に非集光状態で照射
し、そのときに励起光で照射された試料の測定部分をフ
ーリエ変換分光器の入射孔上にその孔の大きさとほぼ同
じ大きさで結像させるように、非集光状態を変えて試料
の照射部分の大きさを合わせるか、フーリエ変換分光器
へラマン散乱光を導入する結像光学系を調整するように
したことを特徴とするフーリエ変換ラマン散乱分光測定
における励起光照射法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31321689A JPH071229B2 (ja) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | フーリエ変換ラマン散乱分光測定における励起光照射法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31321689A JPH071229B2 (ja) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | フーリエ変換ラマン散乱分光測定における励起光照射法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03172741A JPH03172741A (ja) | 1991-07-26 |
| JPH071229B2 true JPH071229B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=18038511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31321689A Expired - Fee Related JPH071229B2 (ja) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | フーリエ変換ラマン散乱分光測定における励起光照射法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071229B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013036927A1 (en) * | 2011-09-08 | 2013-03-14 | Thermo Electron Scientific Instruments Llc | Emission and transmission optical spectrometer |
| JP6107915B1 (ja) * | 2015-10-30 | 2017-04-05 | 株式会社Sumco | 顕微ラマン分光分析装置による分析方法 |
| WO2019140579A1 (zh) * | 2018-01-17 | 2019-07-25 | 深圳达闼科技控股有限公司 | 对待检测物质进行拉曼检测的方法和终端 |
-
1989
- 1989-12-01 JP JP31321689A patent/JPH071229B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03172741A (ja) | 1991-07-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5261410A (en) | Method for determining if a tissue is a malignant tumor tissue, a benign tumor tissue, or a normal or benign tissue using Raman spectroscopy | |
| CA2291022C (en) | Nanosecond time-gate spectroscopic diagnosis apparatus | |
| US6281971B1 (en) | Method for adjusting spectral measurements to produce a standard Raman spectrum | |
| EP0056239A1 (en) | Method of measuring Raman spectra and laser Raman spectrophotometry system | |
| JP7194202B2 (ja) | 波長分解され角度分解されたカソードルミネッセンスのための装置および方法 | |
| JP2003015050A (ja) | レーザー顕微鏡 | |
| JPH0915156A (ja) | 分光測定方法及び測定装置 | |
| Hahn et al. | Dynamics of ablation plume particles generated during excimer laser corneal ablation | |
| JPH071229B2 (ja) | フーリエ変換ラマン散乱分光測定における励起光照射法 | |
| JP6742527B2 (ja) | 遠赤外分光装置、および遠赤外分光方法 | |
| Nicolodelli et al. | Laser-induced breakdown spectroscopy of environmental and synthetic samples using non-intensified CCD: optimization of the excitation wavelength | |
| WO2016174963A1 (ja) | 顕微鏡装置 | |
| JP3160622B2 (ja) | プラズマ温度分布測定方法および装置 | |
| JPS62112322A (ja) | レ−ザアニ−ル装置 | |
| Al-Jeffery et al. | LIBS and LIFS for rapid detection of Rb traces in blood | |
| WO2009050437A1 (en) | A system and method for infrared imaging | |
| JPS63308543A (ja) | 散乱光測光装置 | |
| JP2006326604A6 (ja) | レーザ加工装置 | |
| Morris et al. | Picosecond time-gated Raman spectroscopy for transcutaneous evaluation of bone composition | |
| Mann et al. | Setup of a damage testing facility for excimer laser radiation | |
| JP2943236B2 (ja) | 全反射吸収スペクトル測定装置 | |
| JP2001345284A (ja) | レーザアニールｉｎ−ｓｉｔｕ膜質評価装置 | |
| JPH06241891A (ja) | レーザービームの集光特性測定装置 | |
| JPS6318249A (ja) | レーザ発光分光分析装置 | |
| JP2023034706A (ja) | 分光検出器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |