JPH07280733A

JPH07280733A - ラマンスペクトル測定装置

Info

Publication number: JPH07280733A
Application number: JP6747594A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Ito; 利昭伊藤; Hideki Miyazaki; 英樹宮崎
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1994-04-05
Filing date: 1994-04-05
Publication date: 1995-10-27

Abstract

(57)【要約】【目的】異なる赤外領域に対応する吸収線を有する各
種の分子の動的な振動状態を測定できるラマンスペクト
ル測定装置を提供する。【構成】本実施例のラマンスペクトル測定装置は、設
置台７０１に設置される試料７００から発生するラマン
光を光検出装置８００で測定するものである。このラマ
ンスペクトル測定装置は、レーザ光発生装置１００（例
えば、単一のレーザ光源と高調波発生器）、レーザ光分
離器２００、波長可変装置３００（光パラメトリック発
振器、色素レーザ、チタン・サファイヤレーザまたはク
ロム・フォルステライトレーザ）、第１の光学系４０
０、第２の光学系５００、レーザ光合成器６００とを備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、測定試料に励起光を照
射するとともに、この照射により発生したラマン散乱光
を測定するラマンスペクトル測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ラマンスペクトル測定装置は、レーザ光
を分子や電子材料に照射するとともに、この照射により
発生したラマン光のスペクトルを検出することでその性
質を同定する測定装置として知られている。このような
装置の中で、試料の分子の特定振動準位を励起しつつラ
マンスペクトルを計測する（レーザ）ラマンスペクトル
測定装置として、「Ｖ．Ｎ．Ｂａｇｒａｔａｓｈｖｉ
ｌｉｅｔａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．２２，１０
１−１０５，１９８０“ＲａｍａｎＳｐｅｃｔｒｏｓ
ｃｏｐｙｏｆＩｎｆｒａｒｅｄＭｕｌｔｉｐｕｌ
ｅ−ＰｈｏｔｏｎＥｘｃｉｔｅｄＭｏｌｅｃｕｌｅ
ｓ”」および「Ｖ．Ｎ．Ｂａｇｒａｔａｓｈｖｉｌｉ
ｅｔａｌ．，Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．Ｖｏｌ．６，Ｎｏ
３，１９８１，“Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｎｏ
ｎｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌ
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ”」に記載されているものが
ある。一般に振動準位励起を引き起こす赤外線領域の吸
収断面積は、電子励起の場合と異なり３桁以上小さい。
そのため、励起される分子の濃度をラマンスペクトルが
計測できるまでに高めるためには、高強度の光パルスが
必要である。上記およびのラマンスペクトル測定装
置では、炭酸ガスレーザの高強度性を利用するととも
に、このパルス炭酸ガスレーザを用いて分子の振動準位
を励起し（この励起を行うレーザ光を振動準位励起光と
する）、パルスルビーレーザの第２高調波を励起光（ラ
マン計測光）として、ＳＦ₆およびＣＦ₃Ｉ分子のラマ
ンスペクトルを観察している。この測定により、分子の
振動励起にともなう過渡的な情報が得られている。

【０００３】また、レーザ光を可変照射することができ
るレーザラマンスペクトル測定装置として、「特開平
３−６７１５５号公報」に記載されたものがあり、この
装置ではチタン・サファイヤレーザを波長可変装置とし
て用いることにより、ラマンスペクトルあるいは共鳴ラ
マンスペクトルを選択的かつ安定した状態で測定するこ
とが可能であることが示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】分子（試料）の振動準
位は、分子の同定のために赤外吸収スペクトルが多用さ
れることからに分かるように、一般に１〜１００μｍの
赤外領域に対応する吸収線を持ち、分子の種類や状態に
固有のものである。そのため、測定したい試料の吸収波
長に対して振動準位励起光の波長を正確に調整する必要
があるが、上記およびのラマンスペクトル装置では
炭酸ガスレーザを用いているため、波長の可変範囲が狭
く、対象とする分子が非常に限定され、任意の分子の測
定を行うことはできない。そこで、上記およびのラ
マンスペクトル測定装置と上記のラマンスペクトル装
置とを組み合わせれば、レーザ光の波長を可変して高強
度のラマンスペクトルを計測することができるはずであ
る。

【０００５】しかしながら、これらの〜のラマンス
ペクトル装置を組み合わせた場合においても、分子の振
動緩和時間は一般にサブピコ秒〜１０ナノ秒程度とされ
ており、上記およびのラマンスペクトル測定装置で
は、２台の別々のレーザ光源を電気的に同期させている
ので、ナノ秒より短い時間領域で両者の同期を取ること
は困難であり、振動緩和時間が特に長い一部の分子の特
定の振動準位についてしか動的な振動状態を測定するこ
とはできない。

【０００６】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、異なる赤外領域に対応する吸収線を有する
各種の分子の動的な振動状態を測定できるラマンスペク
トル測定装置に関する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、試料（７０
０）から発生するラマン散乱光を光検出装置（８００）
で測定するラマンスペクトル測定装置を対象とするもの
である。そして、上記の問題を解決するために、本発明
のラマンスペクトル測定装置は、（Ａ）試料の設置され
る設置台（７０１）と、（Ｂ）単一のレーザ光源（１０
０ａ）から出力されたレーザ光を第１波長を有する第１
レーザ光と第２波長を有する第２レーザ光とに変換して
出力するレーザ光発生装置（１００）と、（Ｃ）この第
１レーザ光と第２レーザ光とを分離するレーザ光分離器
（２００）と、第１レーザ光の波長を変化させる波長可
変装置（３００）と、（Ｄ）波長可変装置（３００）か
ら出射された第１レーザ光が入射されるように配置され
た第１の光学系（４００）と、（Ｅ）レーザ光分離器
（２００）で分離された第２レーザ光が入射されるよう
に配置され、光路長が可変である第２の光学系（５０
０）と、（Ｆ）第１の光学系から出射された第１レーザ
光と前記第２の光学系から出射された第２レーザ光とが
設置台方向に照射されるように配置されたレーザ光合成
器（６００）とを具備することとした。

【０００８】

【作用】本発明のラマンスペクトル測定装置は、まず、
設置台に試料を設置する。次に、レーザ光発生装置（例
えば、単一のレーザ光源と高調波発生器）から第１レー
ザ光と第２レーザ光とを出力し、レーザ光分離器でこの
第１レーザ光と第２レーザ光とを分離する。第１レーザ
光は、波長可変装置（光パラメトリック発振器、色素レ
ーザ、チタン・サファイヤレーザまたはクロム・フォル
ステライトレーザ等）に入力されてその波長が変化させ
られる。そして、波長可変装置から出射された第１レー
ザ光は、第１の光学系に入射する。一方、レーザ光分離
器で分離された第２レーザ光は第２の光学系に入射さ
れ、第１の光学系から出射された第１レーザ光と前記第
２の光学系から出射された第２レーザ光とはレーザ光合
成器により、試料の設置された試料台方向に照射され
る。ここで、第１および第２レーザ光は、単一のレーザ
光源から出射されるとともに、第２の光学系は、その光
路長が可変であるので、第１レーザ光と第２レーザ光と
の試料への照射タイミングをナノ秒オーダーで制御・同
期させることができる。照射のタイミングをナノ秒オー
ダーで制御できれば、あるパルス幅を有する第１および
第２レーザ光の照射のタイミングを変化させて試料の振
動準位の解析を行うことも可能であり、この振動準位の
解析が現在よりさらに進めば、試料のあらたな物性を同
定することも可能であろう。また、これは第２の光学系
の光路長ではなく第１の光学系（４００）の光路長が可
変であることとしてもよい。

【０００９】これらの第１レーザ光と第２レーザ光とが
試料に照射される場合においては、波長可変装置は、第
１レーザ光の波長を、第１振動準位にある試料を第２振
動準位に励起するエネルギーの第３の波長に変換すると
ともに、レーザ光発生装置は、第３の波長を有する第１
レーザ光の照射によって第２振動準位に励起される試料
に、第２レーザ光を照射することにより、この試料を中
間準位（第３振動準位）に励起するエネルギーの波長を
有する第２レーザ光を発生するように成されていること
が望ましい。

【００１０】すなわち、第１レーザ光と第２レーザ光と
が試料を構成する特定の分子に照射される場合におい
て、準位と状態密度を示した図９から明らかなように、
初期状態では、第１振動準位にあったこの分子が、第３
の波長（一般にこの波長は分子に固有の赤外吸収スペク
トルに対応する）を有する第１レーザ光の照射によって
第２振動準位に励起され、第２振動準位における状態密
度は高くなる。よって、この第２振動準位に励起された
分子に第２レーザ光を照射すれば、この分子は中間準位
と呼ばれる第３振動準位に励起され、第３振動準位から
第１振動準位への遷移によって発生するアンチストーク
ス光（反ストークス光）の強度は高くなる（同図
（２））。なお、同図（１）は、第１レーザ光が照射さ
れない場合であり、第２振動準位における状態密度は第
１レーザ光を照射した場合と比較して低くなっている。

【００１１】しかしながら、上記のように単一の光源か
らのレーザ光を分岐して照射タイミングを高精度に制御
する場合、分岐させた第１および第２レーザ光を合成さ
せなければならないが、レーザ光合成器に入射されるレ
ーザ光の波長は異なるので、このレーザ光合成器から出
射されるレーザ光の方向や焦点がこのレーザ光合成器の
色収差によってずれ、第１および第２レーザ光が試料の
同一領域に照射されないこととなってしまう。そこで、
本発明のラマンスペクトル測定装置は、第１の光学系の
光路上とレーザ光合成器の光路上とのそれぞれに光軸の
一致する２つのレンズ（４００ｇ，６００ｂ）が設けら
れていることとして、これらレンズを通過する第１レー
ザ光と第２レーザ光の集光点の位置を正確に一致させ
た。すなわち、本発明に係るラマンスペクトル測定装置
では、異なる波長を有する第１レーザ光と第２レーザ光
とをレーザ光分離器により分離した後に、レーザ光合成
器を用いてこれらの光を合成することとしてあるので、
レーザ光合成器を通過して試料に照射されるそれぞれの
レーザ光の波長が異なり、したがって、それぞれのレー
ザ光の集光点は異なることになる。そこで、本発明に係
る単一のレーザ光源を用いたラマンスペクトル測定装置
は、レーザ光合成器の試料の反対側にこのような色収差
を補正するレンズ（４００ｇ）を設置することとした。

【００１２】さらに、第１または第２光学系を伝搬する
光の偏光方向が調整可能であれば、ラマン散乱光の偏光
に関する情報を得ることができ、また、波長可変装置が
差周波発生器をさらに備えていることとすれば、さらに
波長の可変範囲を広くすることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係るラマンスペクトル測定装
置の一実施例を添付図面に基づいて説明する。なお、同
一要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は
省略する。

【００１４】図１は、本発明に係るラマンスペクトル測
定装置の一実施例の構成図である。

【００１５】本実施例のラマンスペクトル測定装置は、
設置台７０１に設置される試料７００から発生するラマ
ン光を光検出装置８００で測定するものである。このラ
マンスペクトル測定装置は、レーザ光発生装置１００
（例えば、単一のレーザ光源と高調波発生器）、レーザ
光分離器２００、波長可変装置３００（光パラメトリッ
ク発振器、色素レーザ、チタン・サファイヤレーザまた
はクロム・フォルステライトレーザ）、第１の光学系４
００、第２の光学系５００、レーザ光合成器６００とを
備えている。

【００１６】レーザ光発生装置１００は、単一のレーザ
光源から出力されたレーザ光を第１波長を有する第１レ
ーザ光と第２波長を有する第２レーザ光とに変調して出
力する。そして、レーザ光分離器２００は、この第１レ
ーザ光と第２レーザ光が入射されるように配置されてい
るので、このレーザ光分離器２００により、これらのレ
ーザ光は分離される。なお、第２レーザ光はこの試料７
００を第３振動準位に励起する程度のエネルギーの波長
を有している。

【００１７】第１レーザ光は、波長可変装置３００に入
射されてその波長を変化させられる。波長可変装置３０
０では、第１レーザ光の波長を、試料７００を第２振動
準位に励起するエネルギーを有する第３の波長に変換す
る。波長可変装置３００から出射された第１レーザ光は
第１の光学系４００に入射される。また、第２の光学系
５００はレーザ光分離器２００で分離された第２レーザ
光が入射されるように配置されている。ここで、第２の
光学系５００はその光路長が可変である。レーザ光合成
器６００は、第１の光学系４００から出射された第１レ
ーザ光と第２の光学系から出射された第２レーザ光とが
試料７００の設置される試料台７０１方向に照射される
ように配置されている。ここで、第２の光学系５００
は、その光路長が可変であるので、第１レーザ光と第２
レーザ光との試料への照射タイミングをナノ秒オーダー
で制御・同期させることができる。なお、これは第１の
光学系４００の光路長が可変であることとしてもよい。

【００１８】このような構成とすることにより、試料７
００には異なった波長の第１および第２レーザ光が照射
されることになる。これらのレーザ光が試料７００に照
射されると、試料７００からはラマン散乱光が励起され
る。そして、このラマン光は光検出装置８００で検出・
測定される。

【００１９】このラマンスペクトル装置を用いて試料７
００を測定する場合、まず、レーザ光を照射しない状態
では、試料７００は第１振動準位にあるとする。この試
料７００に第３の波長を有する第１レーザ光が照射され
ることによりこの試料７００は第２振動準位に励起され
る。そして、この第２振動準位に励起された試料７００
に第２レーザ光を照射することにより、試料は第３振動
準位に励起され、この試料が第３振動準位から第１振動
準位に遷移する際にラマン散乱光（アンチストークス
光）が放出され、光検出装置８００では、主としてこの
アンチストークス光を検出する。

【００２０】以上、図１に示したラマンスペクトル測定
装置によれば、まず、波長可変装置３００を用いて異な
る赤外領域に対応する吸収線を有する試料７００にこの
吸収線に対応した第１レーザ光（振動準位励起光）を照
射して試料７００を第１振動準位から第２振動準位に励
起するとともに、この励起された試料７００に第２レー
ザ光（ラマンスペクトル計測光）を照射することによ
り、この試料７００を第３振動準位に励起する。そし
て、試料７００の振動準位は第３振動準位から第１振動
準位に遷移するので、主としてアンチストークス光が試
料７００から発生する。そして、第２の光学系５００は
その光路長が調整可能であるので、試料７００の動的な
振動状態を測定することができる。

【００２１】次に、図１に示したラマンスペクトル装置
のさらに詳細な構成について図２を用いて説明する。

【００２２】図２は、図１に示したラマンスペクトル測
定装置のさらに詳細な構成を説明するための構成図であ
る。なお、各光学部材は、レーザ光の入射する面を入射
面とし、レーザ光が透過して出射する面を出射面と定義
する。

【００２３】レーザ光発生装置１００は、レーザ光源１
００ａ、レーザ光源１００ａから出射されたレーザ光が
入射されるように配置された第２高調波発生器１００ｂ
および第２高調波発生器１００ｂから出射されたレーザ
光が入射されるように配置された第３高調波１００ｃ発
生器から構成されている。ここで、レーザ光源１００ａ
は、ＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザである。このレーザ
光源１００ａは波長１０６４ｎｍの基本波（繰り返し周
波数１０Ｈｚ、パルス幅７ｎｓ（ＦＷＨＭ）程度）を発
生する。そして、この基本波は第２高調波発生器１００
ａおよび第３高調波発生器１００ｂを介することによっ
て、第３高調波発生器１００ｂの出力面からは波長１０
６４ｎｍの基本波、この基本波の第２高調波５３２ｎｍ
（第２レーザ光）および第３高調波３５５ｎｍ（第１レ
ーザ光）が同軸上に出射される。

【００２４】なお、ここで基本波と第１レーザ光の偏光
方向と第２レーザ光の偏光方向とは直行している。すな
わち、基本波と第１レーザ光の電界ベクトルは紙面に平
行であり、第２レーザ光の電界ベクトルは紙面に垂直で
ある。なお、このレーザ光発生装置は、レーザ光源１０
０ａと光パラメトリック発振器、色素レーザ、チタン・
サファイヤレーザまたはクロム・フォルステライトレー
ザとから構成してもよい。

【００２５】レーザ光分離器２００は、ダイクロイック
ミラー２００ａ、ダイクロイックミラー２００ｂおよび
光減衰器２００ｃとから構成されている。そして、ダイ
クロイックミラー２００ａはその表面が第３高調波発生
器１００ｃの出力面に対向して配置されており、ダイク
ロイックミラー２００ａの裏面にはダイクロイックミラ
ー２００ｂの表面が対向して配置されている。ダイクロ
イックミラー２００ａは、１０６４ｎｍの波長の光を反
射し、５３２ｎｍおよび３５５ｎｍの波長の光を透過す
る。ダイクロイックミラー２００ｂは５３２ｎｍの波長
の光を反射し、３５５ｎｍの波長の光を透過する。よっ
て、第３高調波発生器１００ｂの出力面からダイクロイ
ックミラー２００ａに入射したレーザ光の内、基本波は
このダイクロイックミラー２００ａで反射されて減衰器
２００ｃに入射して吸収され、第１および第２レーザ光
は、ダイクロイックミラー２００ａを透過する。そし
て、この第２レーザ光はダイクロイックミラー２００ｂ
で反射されて第２の光学系５００に入射され、第１レー
ザ光はダイクロイックミラー２００ｂを透過して波長変
換装置５００内に入射される。

【００２６】波長可変装置３００は、入射した光の波長
を変換して出射する装置であり、本実施例では波長可変
装置３００に光パラメトリック発振器（Ｏｐｔｉｃａｌ
ＰａｒａｍｅｔｒｉｃＯｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ：以
下ＯＰＯとする）を用いている。波長変換装置３００
（ＯＰＯ）は、レンズ３００ａ、レンズ３００ｂ、ミラ
ー３００ｃ、回転ステージ３００ｄ、ＢＢＯ結晶３００
ｅ、ミラー３００ｆ、フィルタ３００ｇおよびＯＰＯコ
ントローラ３００ｈから構成されている。

【００２７】レンズ３００ａおよびレンズ３００ｂは、
ダイクロイックミラー２００ｂの裏面に対向して設置さ
れており、ビーム径変換器（コリメータ）を構成してい
る。

【００２８】ミラー３００ｃおよび３００ｆは、共に波
長３５５ｎｍの光を透過し、波長４００ｎｍ〜７００ｎ
ｍの可視光を反射し、７００ｎｍ以上の赤外光を透過す
るようにコーティングされている。

【００２９】ＢＢＯ結晶３００ｅはβ相硼酸バリウム
（β−Ｂａ₂ＢＯ₄）の結晶であり、ｚ軸は紙面に平行
になるように切り出してあり、励起光である３５５ｎｍ
は異常光として入射する。このとき、３５５ｎｍのパワ
ー密度が発振閾値を越えると光パラメトリック発振が生
じ、あらたな２つの波長の光（シグナル光とアイドラー
光）が発生する。この場合、２つの波長は常光であり、
偏光方向は垂直となる。また、その波長は、１／λｐ＝１／λｓ＋１／λｉ …（式１）ｎｅ（λｐ，θ）／λｐ＝ｎｏ（λｓ）／λｓ＋ｎｏ（λｉ）／λｉ…（式２）の２つの条件を満たすように定まる。但し、λｐ，λ
ｓ，λｉはそれぞれ第１レーザ光（励起光：λｐ＝３５
５ｎｍ）、シグナル光（λｓ≦７１０ｎｍ）、アイドラ
ー光（λｉ≧７１０ｎｍ、例えば１〜２μｍ）の波長で
あり、ｎｏ（λ）は波長λにおけるＢＢＯ結晶３００ｅ
の常光に対する屈折率、ｎｅ（λｐ，θ）は、ｚ軸に対
して波数ベクトルがθの角度をなして進む波長λの光に
対する異常光に対する屈折率である。

【００３０】回転ステージ３００ｄは、ＢＢＯ結晶３０
０ｅをその上に固定して設置しており、水平面内で回転
する。この回転は、回転ステージ３００ｄの回転軸に固
定されたステッピングモータを駆動することにより行う
ことができ、回転ステージ３００ｄは減速器をさらに備
えている。そして、回転ステージ３００ｄは１／１００
度以上の高い精度で回転し、ＢＢＯ結晶３００ｅの励起
光に対する角度を走査することができる。なお、この回
転ステージ３００ｄはＯＰＯコントローラ３００ｈによ
り制御されている。ＢＢＯ結晶３００ｅの励起光に対す
る角度が変化すると、上記（式１）および（式２）を満
たすλｓおよびλｉが変化するので、この波長可変装置
から出力されるレーザ光の波長が連続的に可変となる。

【００３１】フィルタ３００ｇは、ＯＰＯから出力され
る光のうち、波長λｐとλｓとを有するレーザ光を吸収
して、赤外波長λｉを有するレーザ光を透過させる。本
実施例では、この波長λｉ（第３の波長）を振動準位励
起光（第３の波長を有する第１レーザ光）として用い
た。

【００３２】ＯＰＯコントローラ３００ｈは図示しない
記憶領域、入力装置、制御装置、演算装置および出力装
置を備えており、この記憶領域には予め測定されたＢＢ
Ｏ結晶３００ｅの角度と出力される第１レーザ光（振動
準位励起光）の波長（第３の波長）との関係が記憶され
ている。そして、ＯＰＯコントローラ３００ｈの入力装
置に出力したい波長を入力すると、この入力により記憶
領域から波長に対応した角度を読み出して、ＢＢＯ結晶
３００ｅを回転（回動）させるステッピングモータの回
動角度に対応した信号を出力装置から出力して、このス
テッピングモータをＢＢＯ結晶３００ｅが所定の回動角
度になるように駆動する。そして、このような動作をす
るＯＰＯコントローラ３００ｈは、コンピュータにより
構成することができる。なお、本実施例では、波長可変
装置３００としてＯＰＯを用いたが、これは、後述する
色素レーザ、チタン・サファイヤレーザまたはクロム・
フォルステライトレーザなどの波長可変レーザと分光器
で代用することも可能である。

【００３３】第１の光学系４００は、プリズム４００ａ
〜４００ｄ、フィルタ４００ｅ、波長板４００ｆおよび
レンズ４００ｇ（焦点距離５００ｎｍ）とから構成され
ている。

【００３４】プリズム４００ａは、波長可変装置３００
のフィルタ３００ｇの出射面に対向して設置されてお
り、波長可変装置３００から出射された第３の波長を有
する第１レーザ光が入射するように配置されている。プ
リズム４００ｂ〜４００ｄは、プリズム４００ａから出
力された光が順次入射されるように配置されている。フ
ィルタ４００ｅ、波長板４００ｆおよびレンズ４００ｇ
は、プリズム４００ｄ出射面に対向して配置されてい
る。

【００３５】フィルタ４００ｅは、このフィルタ４００
ｅを透過する第１レーザ光の強度を調整する。

【００３６】波長板４００ｆは、この波長板４００ｆを
透過する第１レーザ光の偏光方向を変化させるための赤
外用のフレネルロム１／２波長板であり、垂直偏光を出
射する。レンズ４００ｇは、このレンズ４００ｇを透過
する第１レーザ光を集光する。ここで、プリズム４００
ｂおよび４００ｃは、このプリズム４００ｂおよび４０
０ｃに入射および出射する第１レーザ光の進行方向を変
化させないように図の矢印１で示される方向に移動させ
ることができる。従って、第１の光学系４００は、その
光路長が変化させることができる構成としてある。

【００３７】レーザ光合成器６００は、ダイクロイック
ミラー６００ａとレンズ６００ｂ（焦点距離２６０ｍ
ｍ）を備えている。そして、レーザ光合成器６００のダ
イクロイックミラー６００ａは、第１の光学系４００の
レンズ４００ｇの出射面に対向して配置されており、波
長５３２ｎｍ（第２の波長）のレーザ光（第２レーザ
光）を反射し、波長１〜２μｍ（第３の波長）の赤外光
（第１レーザ光）を透過させる。レンズ４００ｇから出
力された第３波長を有する第１レーザ光は、ダイクロイ
ックミラー６００ａに入射されるが、第１レーザ光は第
３波長を有しているので、第１レーザ光はダイクロイッ
クミラー６００ａを透過してレンズ６００ｂに入射され
る。レンズ６００ｂの出射面側には試料７００が設置さ
れるので、ダイクロイックミラー６００ａからレンズ６
００ｂに入射されたレーザ光は試料７００照射されるこ
とになる。

【００３８】一方、このレーザ光合成器６００には、第
２の光学系５００を介して第２レーザ光が入射される。

【００３９】第２の光学系５００は、プリズム５００
ａ、５００ｂ、フィルタ５００ｃおよび波長板５００ｄ
を備えている。プリズム５００ａは、レーザ光分離器２
００のダイクロイックミラー２００ｂの入射面に対向し
て配置されている。そして、ダイクロイックミラー２０
０ｂで反射された第２の波長を有する第２レーザ光は、
プリズム５００ａに入射されて、このプリズム５００ａ
の出射面に対向して配置されたプリズム５００ｂに出射
される。プリズム５００ｂの出射面には、フィルタ５０
０ｃおよび波長板５００ｄを介してレーザ光合成器６０
０のダイクロイックミラー６００ａが対向して配置して
あり、従って、第２レーザ光は、第２の光学系５００と
レーザ光合成器６００とを順次介して試料７００に照射
される。

【００４０】なお、フィルタ５００ｃは、このフィルタ
５００ｃを透過する第２レーザ光の強度を調整する。

【００４１】波長板５００ｄは、この波長板５００ｄを
透過する第２レーザ光の偏光方向を変化させるための波
長５３２ｎｍ用の１／２波長板であり、垂直偏光を出射
する。また、プリズム５００ａおよび５００ｂは、この
プリズム５００ａおよび５００ｂに入射および出射する
第２レーザ光の進行方向を変化させないように図の矢印
２で示される方向に移動させることができる。従って、
第２の光学系５００は、その光路長が変化させることが
できる構成としてある。

【００４２】なお、レーザ光合成器６００は、試料７０
０に照射される第１および第２レーザ光の光軸が一致す
るように配置されているので、これらの第１および第２
レーザ光は、試料７００の同一部分に照射されることに
なる。

【００４３】ここで、第１レーザ光と第２レーザ光との
波長は大きく異なっているため、レンズ６００ｂでは色
収差が生じ、また、波長可変装置５００（ＯＰＯ）から
の出力光（振動準位励起光：第３の波長を有する第１レ
ーザ光）は、このビームの広がり角が大きくなっている
ので、第１のレンズ第１レーザ光の光路の第１の光学系
４００は、レンズ４００ｇを備えることとして、レンズ
６００ｂと４００ｇとの集光点の位置を正確に一致させ
てある。すなわち、本実施例では、異なる波長を有する
第１レーザ光と第２レーザ光とをレーザ光分離器２００
により分離した後に、レーザ光合成器６００を用いてこ
れらの光を合成することとしてあるので、レーザ光合成
器６００を通過して試料７００に照射されるそれぞれの
レーザ光の波長が異なり、したがって、それぞれのレー
ザ光の集光点は異なることになる。そこで、本実施例に
係る単一の光源１００を用いたラマンスペクトル測定装
置は、レーザ光合成器６００の試料７００の反対側にこ
のような色収差を補正するレンズ４００ｇを設置するこ
ととした。また、本実施例の場合には、波長可変装置３
００からの出力される第１レーザ光のビーム広がり角が
第２レーザ光の広がり角よりも大きいので、この凸レン
ズ４００ｇを設置することによって色収差と合わせてこ
れらのレーザ光の集光点を一致させることができる。な
お、このレンズ４００ｇは、場合により凹レンズを代用
することとしてもよい。また、このレンズ４００ｇをレ
ーザ光の光軸に対して平行移動可能であれば、様々な波
長のレーザ光に対して、集光点を一致させることができ
る。なお、このレンズ４００ｇをレーザ光の光軸に対し
て垂直に移動可能であれば、試料７００上の任意の点に
レーザ光を集光する位置合わせ調整手段としても機能さ
せることができる。

【００４４】以上のようにして、試料７００に第１およ
び第２レーザ光が照射されることになるが、本実施例で
は、第１の光学系４００および第２の光学系５００の光
路長が可変であるので、これらのレーザ光を同時に試料
７００に照射することができる。すなわち、同期をとる
ためにレーザ光を単一光源１００ａから出射することに
しても、波長可変装置３００であるＯＰＯでの立ち上が
り時間（第１レーザ光の第１波長を第３波長に変換する
のに要する時間：本実施例の場合は約３ｎｓ）分だけ遅
れてしまうので、本実施例では第１の光学系４００また
は第２の光学系５００の光路長を変化させて試料７００
に到達するレーザ光のタイミングを調整することとし
た。

【００４５】第１および第２のレーザ光が照射される
と、試料７００からはラマン散乱光が発生するが、この
ラマン散乱光は光検出装置８００で測定する。以下、詳
説する。

【００４６】光検出装置８００は、レンズ８００ａ（焦
点距離５０ｍｍ）、フィルタ８００ｂ、偏光板８００
ｃ、レンズ８００ｄ（焦点距離５０ｍｍ）、光ファイバ
８００ｅ、分光器８００ｆ、ストリークカメラ８００
ｇ、冷却ＣＣＤカメラ８００ｈ、フレームメモリ８００
ｉ、ＣＲＴ８００ｊ、ＹＡＧレーザコントローラ８００
ｋおよびディレイユニット８００ｍから構成されてい
る。

【００４７】試料７００から発生したラマン散乱光は、
レンズ８００ａで集光された後、フィルタ８００ｂ、偏
光板８００ｃ、レンズ８００ｄを介して光ファイバ８０
０ｅに入射される。試料７００から発生する光の中には
レイリー散乱光（例えば、波長５３２ｎｍ）も含まれる
ので、フィルタ８００ｂでレイリー散乱光を除去し、ラ
マン散乱光のみを透過させる。

【００４８】また、偏光板８００ｃは、この偏光板８０
０ｃに入射するラマン散乱光の特定の偏光成分を透過さ
せ、この散乱光の偏光に関する情報が得られる構成とし
てある。光ファイバ８００ｅを通過したラマン散乱光
は、回折格子８００ｆやプリズムなどの分光器８００ｆ
を介して波長ごとに分解されてストリークカメラ８００
ｇの出力面に対向して配置された冷却ＣＣＤ８００ｈで
撮像される。

【００４９】ストリークカメラ８００ｇは入射した光を
ストリークカメラ８００ｇの入射面に備えられた光電面
で電子に変換するとともに、この電子の軌道を囲むよう
に設けられた偏向電極を備えており、この偏向電極に掃
引電圧を印加することにより、この電子の軌道を掃引し
て、出力面に配置された蛍光面でこの電子を光に再変換
して出射する装置である。よって、冷却ＣＣＤカメラ８
００ｈでは、ラマン散乱光の時間分解されたスペクトル
を検出することができる。

【００５０】冷却ＣＣＤカメラ８００ｈからの信号電荷
は、Ａ／Ｄ変換されてフレームメモリ８００ｉに記憶さ
れる。そして、フレームメモリ８００ｉに記憶されらラ
マンスペクトルに対応した信号は、ＣＲＴ８００ｊ上に
出力することができる。なお、ストリークカメラ８００
ｇの動作は、ディレイユニット８００ｍにより、レーザ
光源１００ａの駆動時に遅れて動作させられる構成とし
てあり、これらのレーザ光源１００ａおよびストリーク
カメラ８００ｇの動作タイミングはＹＡＧレーザコント
ローラ８００ｋにより制御されている。

【００５１】そして、ラマンスペクトルの形状を測定す
る場合には、フレームメモリ８００ｉでストリーク像を
時間軸のある程度の幅で積算し、あるスペクトル線の強
度を測定する場合には、波長軸のある程度の幅で積算す
る。なお、この光検出装置８００ではストリークカメラ
８００ｇを用いたが、これはストリークカメラ８００ｇ
に代えてゲート機能を有するゲート付イメージインテン
シファイアや位置検出型光電子増倍管、光電子増倍管ア
レイなどのマルチチャンネル受光素子から構成すること
としてもよい。

【００５２】次に、このラマンスペクトル測定装置を用
いて実際に試料を測定した。以下、この測定実験につい
て説明する。

【００５３】測定試料には、ベンゼンを用いた。この測
定結果を図４〜図６に示す。なお、図３は、従来のアル
ゴンレーザ（波長５１４．５ｎｍ）励起の場合のラマン
スペクトルを示しており、ＹＡＧレーザを用いた場合に
もこれと同様の結果が得られた。

【００５４】測定実験に際しては、まず、図２のプリズ
ム５００ａおよび５００ｂをダイクロイックミラー２０
０ｂおよび６００ａに最も近づけたときに、第２レーザ
光（ラマン計測光）が第１レーザ光（振動準位励起光）
より８ｎｓ早く試料に到達するようにプリズム４００ａ
〜４００ｄの位置を調整しておき、しかる後にプリズム
５００ａおよび５００ｂのみをダイクロイックミラー２
００ｂおよび６００ａから遠ざけながら、ラマン散乱計
測光の試料への照射タイミングを変化させた。

【００５５】また、振動準位励起光は、試料７００中で
吸収されて急速に減衰するので、試料７００に光が入射
する部分になるべく近い位置からのラマン散乱光が光フ
ァイバ８００ｅに集光されるように調整した。また、こ
の光を分光器８００ｆに導いて、２４００本／ｍｍのグ
レーティングで分光を行い、冷却ＣＣＤカメラ８００ｈ
でラマンスペクトルを測定した。

【００５６】また、ストリークカメラ８００ｇは、ＹＡ
Ｇレーザコントローラ８００ｋからのトリガ信号をディ
レイユニット８００ｍにおいて適切な時間で電気的に遅
延さて、この遅延されたトリガ信号により動作させた。
ラマン散乱光は、ラマン散乱計測光（第２レーザ光）の
照射と同時に発生するため、ストリークカメラ８００ｇ
の掃引時間はそのパルス幅よりやや広めに設定した。ま
た、光強度は、ラマン散乱計測光（第２レーザ光）３ｍ
Ｊ、振動準位励起光（第１レーザ光）２ｍＪとして、１
ｍｍ²程度に集光した。また、計測は３０００パルスま
たは１０００パルスの積算を行った。

【００５７】一般に振動励起された分子からのラマン散
乱光の強度は、振動励起された分子の割合に応じてスト
ークス光が減少し、アンチストークス光が増大すると考
えられる。そこで、アンチストークスラマン散乱光、特
に、−９９２ｃｍ^-1に注目し、振動準位励起光の波長を
ベンゼンに吸収のある波長１６５０〜１７００ｎｍに可
変して、その強度変化を測定した。

【００５８】まず、ラマン散乱計測光（第２レーザ光）
と振動準位励起光（第１レーザ光）とを、同時刻にベン
ゼン試料７００に照射した。第１レーザ光の波長は１６
６８ｎｍであり、積算回数は３０００パルスである。図
４は、このようにして測定されたラマンスペクトルであ
る。横軸はアンチストークス領域のラマンシフトを示
し、縦軸はその波数に対して検出されたラマン強度であ
る。実線は、第１レーザ光を照射した場合であり、点線
は第１レーザ光を照射しなかった場合のラマンスペクト
ルである。同図より明らかなように、赤外光（波長１６
６８ｎｍ）を照射することにより、−９９２ｃｍ^-1のア
ンチストークスラマン強度が１．４倍に増強されること
が判定した。波長１６７０ｎｍ付近の赤外光はベンゼン
の振動準位の倍音（結合音）による吸収が起きる波長で
ある。したがって、この波長の光を照射することによっ
て、ベンゼンの振動準位が励起されて熱的平衡状態にあ
るボルツマン分布が乱され、アンチストークス部分の散
乱強度が増大することが確認された。

【００５９】さらに、赤外光の波長（第３の波長）を可
変にして、それぞれの波長に対して−９９２ｃｍ^-1の強
度を観察した。この場合もラマン散乱計測光と赤外光の
照射は同時刻であり、１０００パルスの積算を行った。
図５は、これをプロットしたグラフである（〇はプロッ
トが実測値）。横軸は振動準位励起光として照射した赤
外光の波長、縦軸はそのときの−９９２ｃｍ^-1のアンチ
ストークスラマン線の強度を示している。さらに図５で
は、この波長領域に対するベンゼンの吸収スペクトルも
同時に示している。−９９２ｃｍ^-1のアンチストークス
線の強度を測定したプロットを回帰した曲線（図５では
点線で示してある）と、吸収スペクトルとを比較するこ
とにより、ラマン散乱光の増強は対応する波長のベンゼ
ンの吸収とよい一致を示していることがわかる。このよ
うにアンチストークス線の強度増強に効果を与える第２
振動準位への励起は、ベンゼンの振動準位励起に共鳴す
る波長の赤外光を照射することが必要であることがわか
る。

【００６０】図６は、第２の光学系５００の光路長を調
整して、ラマン散乱計測光（第２レーザ光）と振動準位
励起光（第１レーザ光）との照射タイミングを変化させ
た場合のアンチストークス線の強度比の変化を示すグラ
フである。図６の縦軸は任意定数であり、振動準位を照
射しない場合からどれだけ増強するかの割合を示してい
る。すなわち、同図から明らかなように、本実施例の場
合、ラマン散乱計測光の遅延時間を１〜２ｎｓに設定す
ることによって最大強度比が得られることが判明した。

【００６１】以上、本発明の実施例によれば、第１の光
学系４００または第２の光学系５００の光路長は調整可
能であるので、異なる赤外領域に対応する吸収線を有す
る各種の試料７００の動的な振動状態を測定することが
できる。また、第１の光学系４００または第２光学系５
００を伝搬する光の波長板４００ｆまたは５００ｄを用
いることにより第１または第２レーザ光の偏光方向およ
びこれらとラマン散乱光観測方向との相対的な関係を任
意に選択することができるので、ラマン散乱光の偏光に
関する情報を得ることができる。

【００６２】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。すなわち、上記実施例では波長可変装置３
００としてＢＢＯ結晶をもちいたＯＰＯを用いたが、こ
の方式では実用的な強度の光は波長２．６μｍ程度の赤
外光までしか得られないので、このＯＰＯに代えて波長
５３２ｎｍまたは１０６４ｎｍのレーザ光で励起するニ
オブ酸リチウム結晶（ＬｉＮｂＯ₃、以下ＬＮ結晶と略
記する）を用いたＯＰＯを用いることも可能である。こ
れにより、より本実施例よりも長波長のレーザ光を得る
ことができる。また、本実施例のＯＰＯの後に、本実施
例では使用しなかった波長１０６４ｎｍのレーザ光とＯ
ＰＯからの出力光から２．６μｍ以上の光を発生するＬ
Ｎ結晶から構成される差周波発生器をさらに設けること
とすることも可能である。このような差周波発生器を設
けることとすれば、可変波長の範囲をさらに広く設定す
ることができる。すなわち、差周波発生器を設けること
によって、レーザ光発生装置１００は、長波長側におい
て波長２〜５μｍ程度の赤外光までを出力することがで
きる。

【００６３】なお、本発明は、図２に示した構成に限定
されるものではなく、図１に示したラマンスペクトル測
定装置は、そのレーザ光の波長可変機構を図７および図
８に示すような構成とすることもできる。

【００６４】すなわち、図７は、図１に示したラマンス
ペクトル測定装置のレーザ光発生装置１００、レーザ光
分離器２００および波長可変装置３００を図２とは異な
る要素を用いて実現した構成図である。なお、同図中で
は、図１の符号４００〜８００で示される要素は省略し
て記載してあるが、これらの要素は図２に記載したもの
と同様である。

【００６５】同図では、レーザ光発生装置１００をレー
ザ光源１００ａおよびレーザ光源１００ａから出射され
たレーザ光（基本波１０６４ｎｍ）が入射されるように
配置された第２高調波発生器１００ｂ（第２高調波５３
２ｎｍを発生する）から構成することとしている。ま
た、レーザ光分離器２００は、ダイクロイックミラー２
００ａ、ハーフミラー２００ｈおよび光減衰器２００ｃ
とから構成されている。そして、ダイクロイックミラー
２００ａはその表面が第２高調波発生器１００ｃの出力
面に対向して配置されており、ダイクロイックミラー２
００ａの裏面にはハーフミラー２００ｈの表面が対向し
て配置されている。ここで、ダイクロイックミラー２０
０ａは図２に示したものと同様のであり、また、ハーフ
ミラー２００ｈは波長５３２ｎｍの一部を反射してラマ
ン計測光とし、波長５３２ｎｍの反射しなかった光を透
過して色素レーザ励起光とするものである。

【００６６】すなわち、第２の光学系５００および波長
可変装置３００には、波長５３２ｎｍのレーザ光がそれ
ぞれ入射する。ここで、波長可変装置３００は、ミラー
３００ｋ、レンズ３００Ｌ、色素セル３００ｍ、色素レ
ーザ共振器ミラー３００ｎ，３００ｐ、回折格子３００
ｑおよび色素レーザコントローラ３００ｒから構成され
ており、ハーフミラー２００ｈを透過したレーザ光の波
長を可変して出力する色素レーザを構成している。な
お、色素セル３００ｍは、色素溶液を入れる透明容器で
あり、この容器内には色素が封入または循環されること
としてある。そして、この色素レーザは、色素にＬＤＳ
−６９８のＤＭＳＯ溶液を用いれば、波長７００〜７４
０ｎｍの近赤外光を発生させることができる。

【００６７】ミラー３００ｋは、ハーフミラー２００ｈ
を透過したレーザ光を集光レンズ３００Ｌを介して色素
セル３００ｍ方向に反射するように配置され、色素セル
３００ｍ内に導入されたレーザ光によって励起された光
は色素レーザ共振器ミラー３００ｎ，３００ｐで構成さ
れる共振器で発振し、この色素レーザ共振器ミラー３０
０ｎの角度を色素レーザコントローラ３００ｒで調整す
ることにより、色素レーザ共振器ミラー３００ｐを透過
して第１の光学系４００に導入されるレーザ光の波長を
可変する。また、色素レーザ共振器ミラー３００ｎ，３
００ｐは発生したい振動準位励起光にて適切な反射率を
有するようにコーティングされている。

【００６８】なお、色素レーザ共振器ミラー３００ｎお
よび３００ｐで構成される共振器の光路上には回折格子
３００ｑが配置されており、これによって波長可変装置
３００から出射されるレーザ光の発振スペクトル幅を狭
くし、ラマンスペクトルを精密に検知できる構成として
ある。

【００６９】また、図８も図１に示したラマンスペクト
ル測定装置のレーザ光発生装置１００、レーザ光分離器
２００および波長可変装置３００を図２とは異なる要素
を用いて実現した構成図である。なお、同図中では、図
１の符号４００〜８００で示される要素は省略して記載
してあるが、これらの要素は図２に記載したものと同様
である。同図では、レーザ光発生装置１００およびレー
ザ光分離器２００は図７に示したものと同一であり、波
長可変装置３００はチタン・サファイアレーザとしてあ
る。すなわち、この波長可変装置３００は、レンズ３０
０ｓ、共振器ミラー３００ｔ，３００ｗ、チタン・サフ
ァイア結晶３００ｕ、複屈折フィルタ３００ｖおよびチ
タン・サファイアレーザコントローラ３００ｘから構成
されており、レーザ光分離器２００からこの波長可変装
置３００に導入されたレーザ光の波長を変換して第１の
光学系４００に出力する構成としてある。

【００７０】すなわち、ハーフミラー２００ｈを透過し
たレーザ光は、レンズ３００Ｌを介してチタン・サファ
イア結晶３００ｕに集光される。チタン・サファイア結
晶３００ｕ内に導入されたレーザ光は共振器ミラー３０
０ｔ，３００ｗで構成される共振器で発振する。そし
て、この共振器ミラー３００ｔ，３００ｗ内に配置され
た複屈折フィルタ３００ｖをチタン・サファイアレーザ
コントローラ３００ｘで回転制御することにより、共振
器ミラー３００ｗを透過して第１の光学系４００に導入
されるレーザ光の波長を可変する。なお、この波長可
変装置３００は、共振器ミラー３００ｔ，３００ｗに適
切な反射率を有するようにコーティングすることによ
り、例えば波長７００〜９００ｎｍの近赤外光を発生さ
せることができる。

【００７１】

【発明の効果】以上、本発明によれば、単一の光源から
出射されたレーザ光を用いるとともに、第１または第２
の光学系は、その光路長が可変であるので、第１レーザ
光と第２レーザ光との試料への照射タイミングをピコ〜
ナノ秒オーダーで制御・同期させることができるので、
異なる赤外領域に対応する吸収線を有する各種の分子の
動的な振動状態を測定できる。

【００７２】また、第１または第２光学系を伝搬する光
の偏光方向が調整可能であれば、ラマン散乱光の偏光に
関する情報を得ることができ、波長可変装置が差周波発
生器をさらに備えていることとすれば、さらに波長の可
変範囲を広くすることができるので、測定可能な試料の
種類を増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るラマンスペクトル測定装置の一実
施例の構成図である。

【図２】図１に示したラマンスペクトル測定装置のさら
に詳細な構成を説明するための構成図である。

【図３】従来のラマンスペクトル測定装置で測定したベ
ンゼンのラマンスペクトルを示したグラフである。

【図４】図２に示したラマンスペクトル測定装置で測定
したベンゼンのラマンスペクトルを示したグラフであ
る。

【図５】図２に示したラマンスペクトル測定装置を用
い、赤外光を同時に照射したときのベンゼンの−９９２
ｃｍ^-1ラマン強度の変化および赤外光吸収スペクトルを
示すグラフである。

【図６】従来のラマンスペクトル測定装置で測定したベ
ンゼンのラマンスペクトルのアンチストークス線の強度
比の遅延時間依存性を示したグラフである。

【図７】図１に示したラマンスペクトル測定装置のさら
に詳細な構成を説明するための構成図である。

【図８】図１に示したラマンスペクトル測定装置のさら
に詳細な構成を説明するための構成図である。

【図９】第１レーザ光を照射することによるアンチスト
ークス線の増加作用を説明するための説明図である。

【符号の説明】

１００…レーザ光発生装置、２００…レーザ光分離器、
３００…波長可変装置、４００…第１光学系、５００…
第２光学系、６００…レーザ光合成器、７００…試料、
７０１…設置台、８００…光検出器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料から発生するラマン散乱光を光検出
装置で測定するラマンスペクトル測定装置において、試料を設置する設置台と、単一のレーザ光源から出力されたレーザ光を、第１波長
を有する第１レーザ光と第２波長を有する第２レーザ光
とに変換して出力するレーザ光発生装置と、この第１レーザ光と第２レーザ光とを分離するレーザ光
分離器と、前記第１レーザ光の波長を変化させる波長可変装置と、前記波長可変装置から出射された第１レーザ光が入射さ
れるように配置された第１の光学系と、前記レーザ光分離器で分離された第２レーザ光が入射さ
れるように配置され、光路長が可変である第２の光学系
と、前記第１の光学系から出射された第１レーザ光と前記第
２の光学系から出射された第２レーザ光とが入射され、
前記設置台方向に照射されるように配置されたレーザ光
合成器と、を備えることを特徴とするラマンスペクトル
測定装置。
【請求項２】試料から発生するラマン散乱光を光検出
装置で測定するラマンスペクトル測定装置において、試料を設置する設置台と、単一のレーザ光源から出力されたレーザ光を、第１波長
を有する第１レーザ光と第２波長を有する第２レーザ光
とに変換して出力するレーザ光発生装置と、この第１レーザ光と第２レーザ光とを分離するレーザ光
分離器と、前記第１レーザ光の波長を変化させる波長可変装置と、前記波長可変装置から出射された第１レーザ光が入射さ
れるように配置され、光路長が可変である第１の光学系
と、前記レーザ光分離器で分離された第２レーザ光が入射さ
れるように配置された第２の光学系と、前記第１の光学系から出射された第１レーザ光と前記第
２の光学系から出射された第２レーザ光とが入射され、
前記設置台方向に照射されるように配置されたレーザ光
合成器と、を備えることを特徴とするラマンスペクトル
測定装置。
【請求項３】前記波長可変装置は、前記第１レーザ光
の波長を、第１振動準位にある前記試料を第２振動準位
に励起するエネルギーの第３の波長に変換するととも
に、前記レーザ光発生装置は、前記第３の波長を有する第１
レーザ光の照射によって第２振動準位に励起される前記
試料に、前記第２レーザ光を照射することにより、この
試料を中間準位に励起するエネルギーの波長を有する第
２レーザ光を発生するように成されていることを特徴と
する請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のラ
マンスペクトル測定装置。
【請求項４】前記第１の光学系の光路上と前記レーザ
光合成器の光路上とのそれぞれに光軸の一致する２つの
レンズが設けられていることを特徴とする請求項１また
は請求項２のいずれか１項に記載のラマンスペクトル測
定装置。
【請求項５】前記レーザ光発生装置は、単一のレーザ
光源と高調波発生器とを備えていることを特徴とする請
求項１または請求項２のいずれか１項に記載ラマンスペ
クトル測定装置。
【請求項６】前記第１または第２光学系を伝搬する光
の偏光方向が調整可能であることを特徴とする請求項１
または請求項２のいずれか１項に記載のラマンスペクト
ル測定装置。
【請求項７】前記波長可変装置は、光パラメトリック
発振器、色素レーザ、チタン・サファイヤレーザおよび
クロム・フォルステライトレーザのいずれか１つを備え
ることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか
１項に記載のラマンスペクトル測定装置。
【請求項８】前記波長可変装置は、前記光パラメトリ
ック発振器、前記色素レーザ、前記チタン・前記サファ
イヤレーザおよび前記クロム・フォルステライトレーザ
のいずれか１つと前記レーザ光合成器との間に差周波発
生器を備えていることを特徴とする請求項７に記載のラ
マンスペクトル測定装置。