JPH08201279A - スペクトル測定装置 - Google Patents

スペクトル測定装置

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JPH08201279A
JPH08201279A JP733295A JP733295A JPH08201279A JP H08201279 A JPH08201279 A JP H08201279A JP 733295 A JP733295 A JP 733295A JP 733295 A JP733295 A JP 733295A JP H08201279 A JPH08201279 A JP H08201279A
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JP
Japan
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sample
atr
prism
incident
refractive index
Prior art date
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Pending
Application number
JP733295A
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English (en)
Inventor
Kenji Nakamura
健次 中村
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学的性質とともに光学的性質以外の耐熱
性、耐圧性、耐摩耗性耐腐食性などの性質が優れたAT
Rプリズムを用いたスペクトル測定装置を提供する。 【構成】 ATRプリズム1は単一物質からなるATR
プリズム本体10と、被測定試料が密着される反射面1
1、12に形成されるダイヤモンド薄膜20とを有し、
被測定試料とはダイヤモンド膜を介してATRプリズム
に接触されるこようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スペクトル測定装置に
関し、さらに詳しくは赤外や近赤外のスペクトル測定原
理に基づき物質の構造測定、特にプロセスのオンライン
測定に利用されるスペクトル測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】試料表面で全反射する光を測定すること
により試料表面の吸収スペクトルを得て物質測定を行う
全反射吸収測定(以下、ATRという)によるスペクト
ル分析の方法が知られている。
【0003】ATRによるスペクトル測定装置は、図4
に概略構成を示すように反射鏡61などを使った集光光
学系を用いて、平板状のATRプリズムの所定角度に切
り出された入射側側面51に測定光を入射し、被測定試
料が密着されたATRプリズムの平行な反射面52、5
3間で繰り返し反射された後に、ATRプリズムの出射
側側面54からの出力光を反射鏡62を用いて検出器に
導いて測定する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなATR測
定では、被測定試料に合わせて適当なATRプリズムの
材料を選択することが重要である。ATRプリズムに求
められる特性をまとめると以下の通りである。 (1)測定対象となる波長域で充分な透過率を有するこ
と。 (2)被測定試料より屈折率が高いこと。 従来はこのような光学的性質が異なる種々の物質のなか
からATRプリズムを適宜選択して用いていた。しかし
ながら、近年プロセスのオンライン測定分野に本装置の
応用が広がるにつれてATRプリズムには耐温、耐圧、
安定性、非毒性、耐摩耗性などの光学的性質以外の他の
性質についての要求も課されてくるようになってきてい
る。
【0005】光学的性質とともにこれら光学的性質以外
の性質が優れた材料としてはダイヤモンドがある。しか
しながら、ダイヤモンドは大きな結晶が入手しにくく、
高価であり、さらには加工が非常に困難であり、実用的
ではない。
【0006】本発明は以上のような課題を解決し、スペ
クトル測定に必要な光学的な要求を満足するだけでな
く、たとえば耐摩耗性などの光学的性質以外の性質につ
いての要求をも満足するATRプリズムを用いたスペク
トル測定装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
になされた本発明のスペクトル測定装置は、測定光が入
射される入射面、被測定試料が密着されることによりこ
の被測定試料表面により前記測定光が反射される少なく
とも1つの反射面、反射面において反射された後の測定
光が出射される出射面とを有するATRプリズムを用い
て測定するスペクトル測定装置において、前記ATRプ
リズムは単一物質からなるATRプリズム本体と、被測
定試料が密着される反射面に形成されるダイヤモンド薄
膜とを有していることを特徴とする。以下、このスペク
トル測定装置がどのように作用するかを説明する。
【0008】
【作用】本発明のスペクトル測定装置では、単一の物質
からなるATRプリズム本体に対し、試料が接触される
反射面に別物質であるダイヤモンド薄膜が形成されてい
る。ダイヤモンド薄膜は、耐熱性、耐圧性、耐摩耗性な
どの優れており、この薄膜を形成することにより、単一
の物質で作られたATRプリズムよりもこれらの特性が
向上する。
【0009】特に、赤外線透過率の高い物質、たとえば
KBr、サファイアなどを、試料の種類にかかわらずプ
リズム本体の材料として自由に選択できるようになり、
これらの物質をプリズム本体に使用したときの欠点であ
る耐水性、耐摩耗性が改善される。また、ZeSe、K
RS−5などを例にとると上記欠点もさること乍ら材料
の毒性故に食品等のオンライン測定に使用できない問題
をも解決できる。
【0010】また、高価かつ加工しにくいダイヤモンド
の結晶を用いずに、CVDなどの薄膜形成技術により容
易に製作できるので、加工上の問題も解消する。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図1は本発明の一実施例を示すスペクトル測定装置
に用いるATRプリズムの断面図を示す。なお、スペク
トル測定装置の全体構成は従来例と同様である。
【0012】このATRプリズムは、赤外線透過率が高
い材料からなるATRプリズム本体10が用いられる。
このような材料としては、従来から一般的に用いられて
いるものであればよい。本実施例では、サファイアを用
いることとする。
【0013】ATR本体10は、反射面としての平行な
上面11と下面12を有し、図1に示すように入射面と
なる側面13および出射面となる側面14が、これらの
面に対して45度となるように切り出されている。上面
11、下面12には、ダイヤモンド薄膜20が形成され
ている。この膜はたとえばECRプラズマCVD法など
の周知の薄膜形成技術により容易にすることができる。
なお、試料を上面11、下面12のいずれかにしか取り
付けないときはその面のみにダイヤモンド膜を形成する
ことにしても特に支障はない。
【0014】このようなATRプリズムを用いるときの
全反射条件を満足するかのの検討を行ったものを図2に
示す。ダイヤモンド膜、サファイアの屈折率を2.3
8、1.7とする。入射面が45度に切り出されている
ことから、入射角は45度である。入射光はホイゲンス
の原理から、1.7 /2.38=sin a /sin 45°となり、a
=30.3°である。また、ダイヤモンドから試料への入射
は試料の屈折率を1.1とすると、 2.38/1.1 =sin x /sin 30.3° sin x =1.08となり全反射の条件が成立する。
【0015】この例は一例にすぎず、被測定試料の屈折
率、プリズム本体の屈折率に応じて入射面の切り出し角
度を変えて入射角を適当な値に変更すれば、被測定試料
の屈折率がダイヤモンド膜の屈折率より小さいかぎり、
ほとんど全反射の条件を成立させることができる。
【0016】図3は本発明の他の実施例であるATRプ
リズムも断面図である。この例では、光源に半導体レー
ザなどの直進性の優れた光源を使用する。ATRプリズ
ム本体30は柱状であり、その一端側である反射面31
は45度に切り出されている。一方、この切り出された
反射面31に対向する他端側は入出射面32となる。す
なわち、入射面と出射面が同一面で兼用されている場合
である。そして、反射面31にはダイヤモンド薄膜33
が被覆されている(本実施例のものでは入出射面32と
反射面31との間の側面をも被覆されるようにしてもよ
い)。このものは図3に示すように入出射面32から垂
直にレーザ光を入射し、反射面31で2回反射された後
で、再び入出射面32から出射される。このような形状
にすることでプローブ状のATRプリズムとなり、反射
面31側を被測定試料に当接することによりATR測定
を行うことができる。
【0017】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
ATRプリズムにおいて試料が接触される反射面にダイ
ヤモンド膜を形成したので、耐温、耐圧、耐摩耗性、耐
腐食性などの面での向上を図ることができる。たとえば
酸アルカリなどの液体試料を測定する場合にも、これら
の液体に弱いATRプリズム本体物質や毒性のある物質
であっても、ダイヤモンド膜によりATR本体が直接液
体試料に触れなくなることから使用可能となる。したが
って、このような液体試料の測定ができなかった材料を
もATRプリズムに使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるスペクトル測定装置に
用いるATRプリズム断面図。
【図2】図1のATRプリズムのよる測定の全反射の原
理図。
【図3】本発明の他の一実施例であるスペクトル測定装
置に用いるATRプリズム断面図。
【図4】本発明のスペクトル測定装置の概略構成図。
【符号の説明】
1:スペクトル測定装置 10:ATRプリズム本体 11:上面 12:下面 13:側面(入射面) 14:側面(出射面) 20:ダイヤモンド膜 30:ATRプリズム本体 31:反射面 32:入出射面 33:ダイヤモンド膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】測定光が入射される入射面、被測定試料が
    密着されることによりこの被測定試料表面により前記測
    定光が反射される少なくとも1つの反射面、反射面にお
    いて反射された後の測定光が出射される出射面とを有す
    るATRプリズムを用いて測定するスペクトル測定装置
    において、前記ATRプリズムは単一物質からなるAT
    Rプリズム本体と、被測定試料が密着される反射面に形
    成されるダイヤモンド薄膜とを有していることを特徴と
    するスペクトル測定装置。
JP733295A 1995-01-20 1995-01-20 スペクトル測定装置 Pending JPH08201279A (ja)

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JP733295A JPH08201279A (ja) 1995-01-20 1995-01-20 スペクトル測定装置

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JPH08201279A true JPH08201279A (ja) 1996-08-09

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005530986A (ja) * 2002-04-03 2005-10-13 ヨハン ヴォルフガング ゲーテ−ウニヴェルジテート フランクフルト アム マイン 特に水性系、好ましくは多成分系の分光測定法のための赤外線測定装置
US7843571B2 (en) * 2005-09-30 2010-11-30 Fujifilm Corporation Sensing system

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US7812312B2 (en) 2002-04-03 2010-10-12 Johann Wolfgang Goethe-Universitaet Infrared measuring device, especially for the spectrometry of aqueous systems, preferably multiple component systems
US7843571B2 (en) * 2005-09-30 2010-11-30 Fujifilm Corporation Sensing system

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