JPH0789100B2 - 光学分析装置 - Google Patents

光学分析装置

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JPH0789100B2
JPH0789100B2 JP61186688A JP18668886A JPH0789100B2 JP H0789100 B2 JPH0789100 B2 JP H0789100B2 JP 61186688 A JP61186688 A JP 61186688A JP 18668886 A JP18668886 A JP 18668886A JP H0789100 B2 JPH0789100 B2 JP H0789100B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、一般に赤外分光光度計などで代表される光学
分析装置の分野に関する。
（従来技術と発明が解決しようとする問題点） 赤外線などの分析用放射を光学系に入射させ、この光学
系が放射の入射ビームを試料の上に集束させるように構
成した種々の異なるタイプの光学分析装置が開発されて
いる。すなわち、光学系内に配置した試料を透過した放
射、又はかかる試料から反射した放射は次に上記光学系
には含まれていない別の光学素子によって検出器へ導か
れるように上記光学分析装置は構成されているのであ
る。とくに、赤外分光光度計では、かかる光学系が使用
されている。
赤外分光光度計に使用されている光学系では、かかる光
学系の外に配置した放射発生源から出た放射のビームを
コリメートして平行ビームとし、該平行ビームが、かか
るビームを試料の上に集束させるフオーカシング素子へ
導かれるように光学系を構成するのが普通である。試料
を透過した放射を分析しようとすれば、試料を透過した
該放射を受取ってかかる放射をコリメートするためもう
１つのフオーカシング素子を上記試料の反対側に配置し
なければならない。このような配置に構成すれば、コリ
メートされたビームは１回以上にわたって偏向させられ
た後にはじめて、かかるビームを検出器の上に集束させ
るフオーカシング素子へ導かれることになる。けれど
も、試料から反射したビームを分析しようとすれば、試
料から反射した放射を受取り、受取った放射を検出器へ
導き、導かれた放射を該検出器の上に集束させるように
した別個の光学系を使用しなければならない。かかる専
用の反射光学系は比較的高価であり、そのため広く使用
されるには到っていない。その上に、単一の試料で透過
と反射の両試験を行うことにすれば、試料を光学系から
光学系へ移動させなければならず、又その都度光学系を
正しく調整する必要があり、これは時間のかかる作業で
あった。２個の別個の光学系を使用するため、試料の吸
収を定めるための条件を共通にして、同一試料の透過特
性を反射特性とを正確に分析するのは困難であった。
（発明の目的） 本発明によれば、試料の移動を必要とせずに試料を透過
した放射と試料から鏡面反射した放射の分析を可能にす
る、分析装置用光学系が提供される。透過試験を行う際
に使用した光学部品と実質的に同じ部品を使用して、し
かも光学部品の位置の再調整を行なわずに、反射試験を
行うことができる。従って、連続して透過試験と反射試
験を行うことにより、試料の吸収を容易に測定すること
が可能になる。
（問題点を解決するための手段） 放射発生源を発したコリメートされた放射の入射ビーム
は先ず光学系に入射する。透過試験の行われている間、
コリメートされたビームが放物面鏡などの主フオーカシ
ング素子の上に入射し、コリメートされた入射ビーム
は、該フオーカシング素子によって偏向されると共に試
料ホルダー中に保持されている試料の上に集束させられ
る。試料を透過した放射の発散ビームはもう１つの放物
面鏡などのフオーカシング・コリメーティング素子によ
って受取られるが、このフオーカシング・コリメーティ
ング素子は試料を透過した上記放射をコリメートして平
行ビームとする。コリメートされた平行ビームはついで
入射ビームを横断して更にもう１つのフオーカシング素
子へ導かれ、この素子が平行ビームを検出器の上に集束
させる。
反射試験を行う場合、透過状態の際にビームが諸光学素
子を通過して試料に達するまでに進んだ最初の行路を逆
に汕ることによって、試料から反射した放射は光学系を
通過する同じ行路を進み検出器に達する。従って、反射
試験のときに必要とした調整を行なうことなく、透過試
験の際に使用したものと同じ光学素子の多くが使用でき
る。こうするには、放射発生源からの入射ビームの１部
分の中に、しかも遮断素子を、入射ビームと試料から戻
ってくるビームが交差する位置に挿入してやればよい。
平面鏡などの、上記遮断素子は入射するビームの１部分
の方向を変えて、このビームにフオーカシング・コリメ
ーティング素子へ到る光路を後ろ向きに汕らせ、該フオ
ーカシング・コリメーティング素子が上記ビームを試料
ホルダの中に保持されている試料の上に集束させる。試
料から反射した放射はフオーカシング・コリメーティン
グ素子により受取られると共にコリメートされて平行ビ
ームとなり、平行ビームは前と逆の向きに導かれて検出
器に達する。放射発生源からのコリメートされた放射の
１部分だけが遮断素子によって偏向させられるため、試
料へ導かれた、入射する放射と試料から反射させられ
た、持続する放射は光学系内の空間で異なった、概して
平行な領域を占めるので、上記２つの放射が互に干渉し
合うことはない。コリメートされたビームの遮断されな
かった部分は放射吸収素子、又はビーム偏向素子で阻止
することができるので、コリメートされたビームの上記
部分が試料に到達することはない。
本発明の光学系の変形実施例によれば、試料の反射特性
と透過特性を同時に分析することが可能である。かかる
変形実施例では、放射発生源からのコリメートされたビ
ームの１部分を遮断し、ビームの該部分が試料へ導か
れ、試料から反射した放射がフオーカシング素子へ導か
れ、該素子が上記反射した放射を検出器の上に集束させ
るように構成するが、ここまでは上に述べた構成と同じ
である。相違する点は、上記構成に加えて、試料の上に
集束させたビームのうちの、ビームを透過した部分がコ
リメーティング素子によって受取られ、該素子が受取っ
たビームをコリメートして平行ビームとし、該平行ビー
ムが第２のフオーカシング素子によって第２の検出器の
上に集束させられるように構成したところにある。
本発明の光学系の光学素子が検出器に達する放射のエネ
ルギーを最大化する反射鏡を包含するように構成するの
が好ましいが、適当な屈折素子も又使用可能である。
本発明の他の諸目的と特徴、及び付随する諸利益は、以
下の説明を添付図面と併せて検討すれば、明白になる。
（実施例） 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図面
において、本発明を具体化した光学系を第１図で代表的
に10として表示した破線の内側に示す。この光学系10は
分析装置の１部を形成し、該分析装置は上記光学系の他
に、コリメートされた放射を発する放射発生源11、検出
器12、及び分析用放射を検出器12の上に集束する検出器
用フオーカシング素子13を含む。第１図な試料の透過試
験を行うための配置の中に光学系10が組込まれている例
を示す。放射発生源11を発した電磁放射のコリメートさ
れた入射ビーム14は光学系10内の主フオーカシング素子
15に入射し、放物面鏡として図示されている該光学素子
は上記放射ビームを集束して試料ホルダー17内に保持さ
れている試料16上に小さなスポットを形成する。試料ホ
ルダー17は放射が分析すべき試料を通過するか、それと
も放射がかかる試料からそのホルダー17とどちら側にお
いても反射させられるように周知の仕方で試料を保持し
ている通常の構造のものとする。また、上記試料ホルダ
ー17を第１図の矢印で示すような横方向及び上下方向に
移動可能とし、その上に試料をその中心軸の回りに回転
自在に試料ホルダー内に保持させることによって、試料
の精密な軸調整を可能とするのが好ましい。
試料を透過した放射19はフオーカシング・コリメーティ
ング素子20、つまり放物面鏡によって集められると共に
コリメートされて平行ビーム22となり、このコリメート
されたビームが偏向素子23、つまり平面鏡によって検出
器用フオーカシング素子13へ向けられる。また明らかな
ように、かかる偏向素子を介さず直接に、フオーカシン
グ・コリメーティング素子20がビーム22を検出器用フオ
ーカシング素子13に入射させることも、あるいは必要に
応じてもう１個以上の偏向素子をフオーカシング・コリ
メーティング素子と検出器用フオーカシング素子との間
の行路に挿入することもできよう。戻りビーム22の行路
が入射ビーム14の行路と交差するように配置されている
のは、第１図に見ればすぐ分かる通りである。フオーカ
シング・コリメーティング素子20はプラットホーム25に
載設されており、又このプラットホーム25それ自体が偏
向素子23の取付けられているプラットホーム26に載設さ
れている。プラットホーム26は第１図で見て左右に調節
自在に構成されているので種々の大きさの試料のエネル
ギー透過量を適正化することが可能になり、しかもプラ
ットホーム26の許容移動方向に直角な方向へのプラット
ホーム25の移動を許容するようにプラットホーム25がプ
ラットホーム26に載設されているので、全反射吸収スペ
クトル（ATR）法による研究の際にそうするように種々
タイプの試料、又は試料採取付属装置を収容できるよう
にフオーカシング・コリメーティング素子20を配置する
ことが可能になる。ビームコンデンサー素子を調節自在
に取付けるための、かかる取付具は「オプチカル アナ
リティカルインストルメント ビーム コンデンサー
（Optical Instrument Beam Condenser）」という名称
の、1983年３月４日出願の同時係属出願第472,026号の
中にいっそう詳細に記載されている。第１図で10として
表示した破線の内側に配置してある諸素子を、湿気や二
酸化窒素の放射に及ぼす影響を最少にするため、必要に
応じて、乾燥空気又は窒素でパージすることのできる専
用試料室中に固定するようにしてもよい。さらに、フオ
ーカシング素子13、15及び20の焦点距離を、装置のエネ
ルギー通過量を最大化するように選択することが好まし
い。
光学系10は又、遮断素子28と阻止素子29とを含み、第１
図において両素子は各自の後退位置にあり、かかる位置
ではどちらの素子も光学系10を通過する放射行路を遮る
ことがない。遮断素子28、つまり平面鏡は旋回心軸30の
回りに回転できるように該旋回心軸に取付けられてい
る。同様にして、阻止素子29、つまり赤外線吸収材料の
シートは旋回心軸32の回りに回転できるように該旋回心
軸に取付けられている。説明の便宜上、図面では、遮断
素子28をその旋回心軸30の回りに回転させるため作動素
子33が上記遮断素子28と連結されているように示してあ
る。作動素子33はオペレーターによって回転させること
のできるハンドルに連結された簡単なリンク仕掛、又は
リンク仕掛を介して遮断素子と連結されたソレノイドや
ステッピングモータなどの自動装置が例として挙げられ
るような、作動素子を回転させる任意適当な駆動装置と
することができる。同様にして、図面では、オペレータ
ーの指令によって阻止素子29の選択的に回転させるた
め、同じタイプの作動素子34が上記阻止素子と作動関係
に連結されている。
反射試験を行なおうとするとき、遮断素子28と阻止素子
29を第２図に図示の、各自の作動位置に回転させるため
作動器（前に作動素子と名づけたもの）33、34を発動さ
せる。入射ビーム14と戻りビーム22が交差する点におい
て、遮断素子28をコリメートされた上記入射ビーム14の
行路の中に挿入する。好ましくは、遮断素子28が入射ビ
ームの半分を遮断するようにする。ビームの遮断された
部分36が遮断素子28により偏向させられて偏向素子23へ
向うのに、ビームの遮断素子28により偏向されなかった
部分37は前進して、阻止素子29のエネルギー吸収面の上
にビームを集束させるフオーカシング素子15の上に入射
する。
ビームの遮断された部分36は、偏向素子23により偏向さ
せられてフオーカシング・コリメーティング素子20へ向
う。ビーム36は試料を透過した放射が透過試験の実施中
に汕ったものと本質的には同じ行路を汕るが、汕る方向
が逆向きであるので、このビーム36はフオーカシング・
コリメーティング素子20によって試料16の表面上の小ス
ポットの上に集束させられる。集束した放射の１部は試
料を通過後、阻止素子29により阻止されて該素子に吸収
される。一方、試料16から鏡面反射して試料を離れた放
射はフオーカシング・コリメーティング素子20によって
集められると共にコリメートされて、ビーム22が透過試
験の際に汕ったものと本質的には同じ行路を汕る平行ビ
ーム38となる。ビーム38は偏向素子23によって偏向され
た後、遮断素子28により妨げられることなく該素子を通
過する。従って、ビーム38は検出器用フオーカシング素
子13に入射し、該素子13によって検出器12の上に集束さ
せられる。
放射源11から遮断素子28の方を向いて見た、該遮断素子
の正面斜視図を第３図に示す。第３図に14として表示し
た線で位置が表示されている、コリメートされた放射ビ
ームはその１部が遮断素子28と交差している。ビームの
この部分は第３図で見て右側へ偏向させられて、ビーム
の遮断された部分36を形成する。ビームの偏向されなか
った部分37を第３図の破線で囲まれた半円内に示す。ま
た第３図に示されているように、試料から反射して戻る
放射であって、ビーム38を形成する放射は遮断素子28の
後ろを通過してビームの遮断されなかった部分37の行路
と交差する。分析装置に利用される放射の波長領域を有
効に反射するように形成した平坦なミラー、つまり平面
鏡を遮断素子28として使用してもよい。
説明の便宜上、第１図と第２図に示す分析装置の諸構成
要素のうちから、フオーカシング・コリメーティング素
子20、試料ホルダー17、及び阻止素子29だけを取出し、
かかる構成要素について入射する放射の行路と、反射さ
れた放射の行路を示したものが第４図である。ビームの
遮断された部分36は、（たとえば放物面鏡などの）フオ
ーカシング・コリメーティング素子20に当った後、該素
子により偏向させられて試料36のほうへ向い、該試料の
上に集束する、本質的には半円形断面のビームである。
試料16から反射した放射は上記半円形断面のビーム36と
補い合って完全な円形断面のビームを形成する半円形の
領域を第４図で40として表示した破線の右側の空間で占
めるビームであるが、素子20によりコリメートされて半
円形断面のビーム36と隣接し、かつ該ビームと平行な、
本質的には半円形断面の領域を占めるビーム38となる。
一方、第４図で41として表示した発散する破線で図示さ
れている、試料16を通過した放射は阻止素子29の面上に
入射し、該面によって吸収される。
フオーカシング素子13、15及び20としては反射鏡のほう
が好んで使用されるが、その理由は反射型の素子のほう
が屈折型素子よりも分析用放射を散乱させて減衰するこ
とが少ないからである。けれども、そうするのが適当と
考えられる場合には、屈折型素子も又使用してもよいこ
とは明らかであって、屈折型素子を使用した装置の１例
を第５図に示す。図示の放射発生源45は入射する分析用
放射の、コリメートされたビーム46を発し、該ビームの
１部はプリズムの遮断素子47によって遮断されると共に
偏向させられて偏向素子49へ向うビーム48となる。オペ
レータの指令を受けてプリズムが選択的にビーム46の中
に出入できるように該プリズムは取付けられている。偏
向素子49で偏向させられたビーム48はもう１つの偏向ミ
ラー50によって又その上に偏向させられ、その後レンズ
51によって集束させられるが、このミラー50とレンズ51
とは共働してフオーカシング・コリメーティング素子で
ある放物面鏡20が行なったものと同じ機能を果たしてい
るのである。試料ホルダー55の中に保持されている試料
54の上に集束した放射ビームの偏向部分52は一部が該試
料の表面で反射させられて逆戻りしフオーカシング・コ
リメーティングレンズ51に達し、このレンズが受けた放
射ビームをコリメートしてビーム56とする。このビーム
は平面ミラー50により偏向されて逆戻りに進み、偏向ミ
ラー49、ついでもう１つの偏向ミラー57を経て、最後に
ビームを検出器59の上に集束させてフオーカシングレン
ズ58に達する。ビームのプリズム47によって遮断されな
かった部分は前進して偏向素子61とレンズ62の組合せ素
子に達するが、該組合せ素子は共働して主フオーカシン
グ素子15（第１図）を果す機能を遂行する。素子61と素
子62の組合せ素子により偏向と集束とを受けたビームの
部分は、ビームの行路中に挿入されたエネルギー吸収面
を有する阻止素子63によって吸収される。
試料54を通過する放射の透過率試験を行う場合は、第１
図について前に述べた仕方で試料54の透過特性の分析を
行なうため、遮断素子であるプリズム47と阻止素子63と
を各自の旋回心軸の回りに素早く回転させることによっ
て両素子をビームの行路の外に置き、かかる試料の上に
コリメートされたビーム46が残らず集束されるようにす
る。
試料の透過特性と反射特性を同時に分析できるようにし
た実施例を図示したものが第６図である。前の実施例の
場合と同じく又本実施例でも、分析用放射の放射発生源
65によってコリメートされた入射ビーム66が生じ、かか
るビームの１部が遮断素子67によって遮断されると共に
偏向させられる。ビームのこの偏向部分68は平面鏡など
の偏向素子69から偏向を受けて前進し、その上さらに放
物面鏡などのフオーカシング・コリメーティング素子70
から偏向を集束の両作用を受けて進み、最後に試料ホル
ダー72中に保持されている試料71に達する。分析用放射
はその若干部分が試料71から反射され、素子70へ向って
逆戻りに進み、該素子70は放射の上記部分を受けてこれ
をコリメートされたビーム74とし、該ビーム74は素子69
から偏向を受けて進み、遮断素子67を通過するが、途中
で入射ビーム66の遮断されていない部分の行路と交差
し、最後に第１の検出器用フオーカシングミラー素子75
に入射し該フオーカシングミラー素子がビームを第１の
検出器76の上に集束させる。
試料71に当る分析用放射はその若干部分が該試料を透過
後、発散して主フオーカシング放物面鏡78へ向かって進
み、該フオーカシング放物面鏡は上記放射を受けてこれ
を集束させてコリメートされたビーム79とすると共に該
ビームを阻止素子80の鏡面のほうへ向け、該阻止素子が
その上さらに上記ビームを第２の検出器用フオーカシン
グミラー82のほうへ向けて偏向させ、該素子が該ビーム
を第２の検出器82の上に集束させる。ビーム66の、遮断
素子であるミラー67により遮断されなかった部分は阻止
素子80の裏面に当たり、そうすることによって該素子の
エネルギー吸収面で吸収されるなどして阻止される。透
過試験を行なうため、素子67と素子80とを回転させて第
６図の配置の時上記両素子が遮断していたビームの行路
の外へこれらの素子を置くことによって、試料71の上に
ビームが残らず集束されるように第６図の光学的分析装
置の配置を変更することも又可能である。阻止素子80が
ビーム66の遮断されなかった部分からの放射を阻止する
と共に、試料を透過した、放射の部分が試料から反射し
た放射の測定を妨害するのを阻止するという点で、この
阻止素子80は前記諸実施例で使用の阻止素子29や30が果
したものと同じ機能を遂行するということが第６図の装
置を精査すれば明らかにあるはずである。
前記遮断素子28、47、又は67とは別の、遮断素子の変形
実施例を第７図に85として図示する。遮断素子85は旋回
心軸の回りに回転する平面鏡を包含し、該素子をその挿
入位置に出入させるようこの素子を前述の仕方で駆動す
ることができる。けれども、遮断素子85がその旋回心軸
86に取付けられて、しかも放射発生源11から発する放射
の入射ビーム14の下手位置に配置されているので、遮断
素子28に代えて遮断素子85を使用することを別にすれ
ば、光学素子10の他の構成要素は皆同じであるという意
味で、第１図及び第２図を特に参照して説明することに
する。コリメートされた入射ビーム14の行路にそって遮
断素子85のほうを見た図である第８図に最も良く示され
ているように、遮断素子85は入射ビーム14の下半分を偏
向させて出射ビームの遮断された部分36とする。入射ビ
ーム14の上部37であって、偏向されなかった部分は遮断
素子85の上を越えて進み、阻止素子29に達し、該素子に
よっし吸収される。入射ビーム14の遮断された部分36は
素子23により偏向され、ついで素子20により集束させら
れて試料に入射するのは前実施例で述べたところと同じ
である。本実施例の場合、試料から反射した放射はビー
ムの半円断面部分36と補い合って完全な円断面を形成す
る半円断面のビームを試料の右側空間で占め、このビー
ムは素子20によりコリメートされて試料からの戻りビー
ム38となり、該戻りビーム38は偏向ミラー23により偏向
されて、今度は反射鏡でもある遮断素子85によって妨げ
られることなく該素子を越えてフオーカシング素子13と
検出器12のほうへ向って進む。入射ビーム14の下半部を
遮断する偏向素子をこのように配置することの利点の１
つは、試料へ到る行路を進む、ビームの部分36と試料か
ら戻る行路を進む、ビームの部分38が互に交差し合うこ
とが絶対にないということにある。
本発明はフーリエ変換方式赤外分光光度計に見られるよ
うな赤外分析装置に使用すれば特に有用である。種々の
赤外光源が市販されており、所望の波長域を包含するも
のを選択することが可能である。赤外検出器として普通
に使用されるものとしては、重水素置換トリグリセリン
硫酸塩（DTGS）の焦電効果を利用したボロメーターとテ
ルル化水銀・カドミウム（MCT）検出器とが有る。
本発明の構成部品の多くの修正を本発明の精神と範囲と
にそむくことなく実行できることは明白である。遮断素
子28、47、67及び85を適当な機械的装置に取付けて該遮
断素子を入射ビーム14の行路に出入させる具体例として
は、たとえば遮断素子をスライドに取付け、かかるスラ
イドを横移動させることによって遮断素子がビームに出
入できるようにしてもよいし、あるいは遮断素子を該素
子を含む平面に垂直な回転軸の回りに取付け、遮断素子
をかかる回転軸の回りに回転させることによって遮断素
子が選択的にらその遮断位置に出入できるようにしても
よい。
上に図示した諸素子の位置を配列変更してもよいし、又
図示のものよりも数の多い素子、もしくは数の少ない素
子を使用しはするが、なお試料から戻る放射が入射する
ビームとを交差するように放射ビームを試料に当てると
共に試料からのビームを受取るように構成した光学系の
配置を使用してもよいということは明白である。
本発明は本明細書中に例示として記載した特定構造及び
特定方法に限定されるものではなく、該構造及び該方法
の変形が、特許請求の範囲内で実施される限りはかかる
変形をも包含するものであるということがその上に理解
されよう。
【図面の簡単な説明】
第１図は透過試験を行なうべく配置した、本発明の光学
装置が組込まれている分析装置の単純化した平面図であ
る。 第２図は反射試験を行なうべく配置した、第１図に示す
分析装置の平面図である。 第３図は第１図及び第２図の装置の遮断素子の正面斜視
図である。 第４図は第１図及び第２図の装置のフオーカシング・コ
リメーティング素子、試料ホルダー、及び阻止素子を図
解する斜視図である。 第５図は分析用放射のフオーカシング・コリメーティン
グ素子として屈折型素子が使用されている、本発明の装
置の変形実施例を示す図である。 第６図は試料から反射された放射と試料を透過した放射
の同時測定を可能にするため第２図の検出器を設けるよ
うに構成した、本発明の別の変形実施例の正面図であ
る。 第７図は別の遮断素子の単純化した正面図である。 第８図は第７図の遮断素子の正面斜視図である。 10……光学系、11……放射発生源、12……検出器、13…
…放射を検出器の上に集束させる装置、ビームを検出器
の上に集束させる装置、14……入射ビーム（放射発生源
からの）、15……主フオーカシング装置、16……試料、
17……試料ホルダー、20＋23……フオーカシング・コリ
メーティング装置、28……遮断素子、29……阻止素子、
30……旋回心軸（遮断素子の）、32……旋回心軸（阻止
素子の）28＋30＋33……遮断装置、29＋32＋34……阻止
装置、50……偏光鏡、51……屈折性レンズ、61……偏向
鏡、62……屈折性レンズ、63……阻止装置、47……（プ
リズム形）遮断素子、75……第１の検出器用フオーカシ
ング素子、76……第１の検出器、80……阻止装置、81…
…第２の検出器用フオーカシング素子、82……第２の検
出器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−113546（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−67828（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−155471（ＪＰ，Ｕ)

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】試料を試験するための分析用放射を使用す
    る分析装置であって、該分析装置が （ａ） 分析用放射のコリメートされたビームを発生す
    る放射発生源、 （ｂ） 分析用放射を検出する検出器装置、 （ｃ）分析すべき試料を保持する試料ホルダー、 （ｄ） 放射発生源から入射するビームを受取る位置に
    配置されていて、こうして受取ったビームを試料ホルダ
    ー中に保持されている試料の上に集束させる主フオーカ
    シング装置、 （ｅ） 受取った放射を検出器の上に集束する検出器用
    フオーカシング装置、 （ｆ） 試料から受取った分析用放射をコリメートして
    平行ビームとし、該平行ビームを放射発生源から入射す
    るビームの行路と交差する行路上に配置した検出器用フ
    オーカシング装置へ向けると共に、コリメートされた放
    射を受取って該放射を試料の上に集束させるようにする
    フオーカシング・コリメーティング装置、 及び （ｇ） 放射発生源から入射するビームの１部分をフオ
    ーカシング・コリメーティング装置へ向けるため、放射
    発生源から入射するビーム中の、該ビームがフオーカシ
    ング・コリメーティング装置から出て検出器用フォーカ
    シング装置へ向うビームと交差する位置に選択自在に挿
    入可能な遮断装置を包含し、放射発生源からの入射ビー
    ムの１部分が試料ホルダー中に保持されている試料の上
    に集束させられると共に、試料から反射して逆進しフォ
    ーカシング・コリメーティング装置に到達した放射は該
    装置によりコリメートされて検出器用フオーカシング装
    置へ向うビームとなり、該ビームが検出器装置の上に集
    束されるようになることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】遮断装置が放射発生源から発したビームの
    行路中に挿入された時主フオーカシング装置からの放射
    が試料に到達するのを阻止するため、主フオーカシング
    装置から試料へ到る放射の行路中に選択的に挿入可能な
    阻止装置を包含するように構成した特許請求の範囲第
    （１）項に記載の装置。
  3. 【請求項３】フオーカシング・コリメーティング装置が
    放物面鏡を包含し、遮断装置が平坦なビーム偏向鏡を包
    含するように構成した特許請求の範囲第（１）項に記載
    の装置。
  4. 【請求項４】主フオーカシング装置とフオーカシング・
    コリメーティング装置が共に放物面積を包含し、遮断装
    置が放射発生源からの放射の行路中に選択的に挿入され
    るように取付けられた平坦な偏向鏡を包含しているの
    で、遮断装置をそのように挿入した時遮断装置がビーム
    の１部分を偏向させて該部分をフオーカシング・コリー
    メティング装置へ向けるようにする特許請求の範囲第
    （２）項に記載の装置。
  5. 【請求項５】遮断装置の偏向鏡が放射発生源を発したビ
    ームの行路の外側にある位置から放射発生源を発したビ
    ームの概して半分を交差する位置まで回転させられるよ
    うに上記偏向鏡を旋回心軸に取付けるように構成した特
    許請求の範囲第（４）項に記載の装置。
  6. 【請求項６】遮断装置が放射発生源からのコリメートさ
    れたビームの概して半分と交差し、交差したビームの該
    半分を偏向させてフオーカシング・コリメーティング装
    置へ向けるように上記遮断装置を構成し、かつ遮断装置
    により遮断されて試料へ向けられたビームの部分が、試
    料から反射してフオーカシング・コリメーティング装置
    へ到達し、該装置によってコリメートされた放射のビー
    ムを概して平行になり、しかも互に隣接するように構成
    した特許請求の範囲第（１）項に記載の装置。
  7. 【請求項７】フオーカシング・コリメーティング装置が
    試料からの放射を受取り、受取った放射をコリメートす
    る放物面鏡と該放物面鏡から入射したビームを偏向させ
    るように取付けられた平坦な偏向鏡とを包含し、放物面
    鏡と偏向鏡が共働して試料ホルダーに対して接近及び離
    脱する第１の方向へ移動するように該放物面鏡と該偏向
    鏡を取付け、しかも放物面鏡が偏向鏡に対して接近及び
    離脱する、第１の方向に対して横の、第２の方向へ移動
    するように該放物面鏡を該偏向鏡に相対的に取付けた特
    許請求の範囲第（１）項に記載の装置。
  8. 【請求項８】第２の検出器と分析用放射を該第２の検出
    器の上に集束させる第２のフオーカシング装置とを含
    み、その上に入射ビームの遮断されなかった部分が試料
    に到達するのを選択的に阻止すると共に、試料を透過し
    主フオーカシング装置によりコリメートされた放射を第
    ２のフおーカシング装置へ選択的に向ける装置を含むこ
    とによって上記放射を第２の検出器の上に集束させるよ
    うにし、そうすることにより試料の反射特性が第１の検
    出器によって検出されると共に、試料の透過特性が第２
    の検出器によって同時に検出されるように構成した特許
    請求の範囲第（１）項に記載の装置。
  9. 【請求項９】選択的に阻止する装置が主フオーカシング
    装置から入射するビームを第２のフオーカシング装置へ
    向けて偏向させる平坦な偏向鏡面と、入射ビームの、遮
    断装置によって遮断されなかった部分を吸収する放射吸
    収面とを有する阻止素子を包含するように構成した特許
    請求の範囲第（３）項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】主フオーカシング装置と、フオーカシン
    グ・コリメーティング装置とがそれぞれに屈折レンズと
    偏向鏡を包含するように構成した特許請求の範囲第
    （１）項に記載の装置。
  11. 【請求項１１】分析用放射で試料を分析する方法であっ
    て、 （ａ） 分析用放射のコリメートされたビームを得る段
    階、 （ｂ） コリメートされたビームの１部分を上記ビーム
    の行路から外側へ偏向させる段階、 （ｃ） ビームの偏向部分を試料の上に集束させる段
    階、及び （ｄ） 試料から反射した放射をコリメートして平行ビ
    ームとし、該ビームを試料の上に入射する偏向ビーム部
    分の行路に平行な行路にそって該ビーム部分の進む方向
    とは逆の方向に向ける段階を包含する方法。
  12. 【請求項１２】反射した放射のビームをかかる放射を受
    ける検出器の上に集束させる段階を包含する特許請求の
    範囲第（11）項に記載の方法。
  13. 【請求項１３】上記を透過した分析用放射と試料から反
    射した分析用放射を同時に検出するため、試料を通過し
    た分析用放射をコリメートして平行ビームとする段階
    と、透過した放射の上記ビームをもう１つの検出器の上
    に集束させる段階をその上に包含する特許請求の範囲第
    （12）項に記載の方法。
  14. 【請求項１４】分析用放射のビームを得る段階に使用す
    る放射を赤外線とした特許請求の範囲第（11）項に記載
    の方法。
  15. 【請求項１５】分析用放射のコリメートされたビームを
    発生する放射発生源、放射を検出する検出器、及び分析
    すべき試料を保持する試料ホルダーを有する、試料の透
    過及び反射を検査するための分析装置の光学装置であっ
    て、 （ａ） 入射放射ビームを上記放射発生源から受け、該
    放射ビームを試料上に合焦し、試料を透過した放射をコ
    リメートしてビームにし、該ビームを検出器に向けるよ
    うに構成された光学要素と、 （ｂ） 上記光学要素を通過した放射を偏向するため
    に、放射源からの入射ビームを選択的に遮断し、 試料を移動させることなしに試料から反射された放射を
    上記光学要素に通して後向きに方向決めし、検出器上に
    合焦させる遮断手段とを有し、上記遮断手段が、試料の
    反射ビームを分析するようになし、上記試料を透過した
    放射をコリメートしてビームにし、そのビームを検出器
    に向ける上記光学要素が、試料の透過と反射の両方を行
    うために使用されることを特徴とする分析装置の光学装
    置。
  16. 【請求項１６】コリメートされた放射ビームの放射源
    と、放射を検出するための検出器と、分析すべき試料を
    保持するための試料ホルダーと、放射源から放射された
    入射ビームを受け、該放射を試料上に合焦し、試料を透
    過した放射をコリメートしてビームにし、該ビームを検
    出器に向ける光学要素を有する光学装置において分析用
    放射によって試料を分析する方法であって、 （ａ） 放射源からの上記ビームの一部を選択的に再方
    向決めし、分析用放射の再方向決めされたビームを試料
    に入射させ、さらに再方向決めされたビームと試料から
    反射された分析用放射ビームを放射を試料上に合焦する
    光学要素を通して平行に進めるステップと、 （ｂ） 試料ら反射された放射を検出器に向けるステッ
    プと を有することを特徴とする試料を分析する方法。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5011243A (en) * 1986-09-16 1991-04-30 Laser Precision Corporation Reflectance infrared microscope having high radiation throughput
US5239409A (en) * 1986-09-16 1993-08-24 Research-Cottrell Technologies, Inc. Reflectance infrared microscope having high radiation throughput
US5064283A (en) * 1989-09-14 1991-11-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Spectroscopy characterization module
US5296911A (en) * 1992-07-16 1994-03-22 Schiapparelli Biosystems, Inc. Optical test system for a chemical analyzer
US5815254A (en) * 1996-10-08 1998-09-29 Spectronic Instruments, Inc. Transmittance and reflectance measuring spectrophotometer having dual use light channels
US6667808B2 (en) * 2000-03-08 2003-12-23 Thermo Electron Scientific Instruments Corporation Multifunctional fourier transform infrared spectrometer system
US6987566B1 (en) 2002-11-27 2006-01-17 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Methods and apparatus for analyzing mirror reflectance
US7327457B2 (en) * 2003-12-19 2008-02-05 N&K Technology, Inc. Apparatus and method for optical characterization of a sample over a broadband of wavelengths while minimizing polarization changes
US7078696B2 (en) * 2004-02-13 2006-07-18 Thermo Electron Scientific Instruments Corporation Microspectrometer system with selectable aperturing
JP2006308426A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Tochigi Nikon Corp テラヘルツ測定装置
CN101464254B (zh) * 2007-12-21 2012-10-03 陈焕文 一种消光池及装配该消光池的光学分析仪器
US8611975B2 (en) * 2009-10-28 2013-12-17 Gluco Vista, Inc. Apparatus and method for non-invasive measurement of a substance within a body
CN116593421A (zh) * 2023-05-26 2023-08-15 曲靖晶龙电子材料有限公司 一种单晶硅在线连续检测装置及使用方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1481477A (fr) * 1966-05-27 1967-05-19 Ceskoslovenska Akademie Ved Photomètre à filtre à interférence
US3687519A (en) * 1971-02-24 1972-08-29 Us Army Semi-micro absolute transmittance and specular reflectance accessory for spectrophotometers
GB1409039A (en) * 1973-04-26 1975-10-08 Bruker Physik Ag Spectrometers
GB1421897A (en) * 1973-05-24 1976-01-21 Bruker Physik Ag Spectrometers
US3977787A (en) * 1975-05-05 1976-08-31 Nasa High-resolution fourier interferometer-spectrophotopolarimeter
DE2606675C3 (de) * 1976-02-19 1979-02-22 Vladimir Dipl.-Ing. 5100 Aachen Blazek Anordnung zur spektralanalytischen Untersuchung des Remissionsvermögens einer Probe
US4120582A (en) * 1976-10-27 1978-10-17 Donnelly Mirrors, Inc. Light reflectivity and transmission testing apparatus and method
US4171909A (en) * 1977-03-25 1979-10-23 Miles Laboratories, Inc. Apparatus for measuring light intensities
DE2757196C3 (de) * 1977-12-22 1981-11-26 Vladimir Dr.-Ing. 5100 Aachen Blazek Photometrische Anordnung
US4269518A (en) * 1979-06-18 1981-05-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Stray light eliminator in a scatterometer
JPS57155471U (ja) * 1981-03-26 1982-09-30
US4473295A (en) * 1981-08-31 1984-09-25 Laser Precision Corporation Parabolic focusing apparatus for optical spectroscopy
DE3147689C2 (de) * 1981-12-02 1984-04-26 Bruker Analytische Meßtechnik GmbH, 7512 Rheinstetten Zusatzgerät zur Durchführung von Reflexionsmessungen mit einem IR-Spektrometer
DE3213533A1 (de) * 1982-04-10 1983-10-20 Bruker Analytische Meßtechnik GmbH, 7512 Rheinstetten Infrarot-spektrometer
US4506158A (en) * 1983-03-03 1985-03-19 International Business Machines Corporation Dual mode spectrometer test station
US4547068A (en) * 1983-03-04 1985-10-15 Covey Joel P Optical analytical instrument beam condenser
JPS6067828A (ja) * 1983-09-22 1985-04-18 Japan Spectroscopic Co フ−リェ変換赤外分光光度計
JPS60113546U (ja) * 1983-12-30 1985-08-01 株式会社島津製作所 分光光度計用試料測定装置
US4653880A (en) * 1985-03-01 1987-03-31 Spectra-Tech Inc. Reflective beam splitting objective

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