JPH08240484A - Infrared spectrum measuring device and optical fiber probe to constitute infrared spectrum measuring device and manufacture of optical fiber probe - Google Patents

Infrared spectrum measuring device and optical fiber probe to constitute infrared spectrum measuring device and manufacture of optical fiber probe

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JPH08240484A
JPH08240484A JP4586095A JP4586095A JPH08240484A JP H08240484 A JPH08240484 A JP H08240484A JP 4586095 A JP4586095 A JP 4586095A JP 4586095 A JP4586095 A JP 4586095A JP H08240484 A JPH08240484 A JP H08240484A
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JP
Japan
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optical fiber
infrared spectrum
spectrum measuring
infrared
probe
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Withdrawn
Application number
JP4586095A
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Japanese (ja)
Inventor
Shozo Morimoto
詔三 森本
Yoshitaka Yoneda
嘉隆 米田
Toshiharu Yamashita
俊晴 山下
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Hoya Corp
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Hoya Corp
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide an infrared spectrum measuring device in which the infrared light excellently propagates and whose handling is easy. CONSTITUTION: Optical fiber 4 to be connected to an infrared spectrum measuring part 1 is composed of optical fiber propagating parts 5 and 5 on both ends and the optical fiber probe 6 in the center, and this optical fiber probe 6 and the optical fiber propagating parts 5 and 5 are made separable from and joinable to each other by respective connectors 7 and 7. A clad of a central part of the optical fiber probe 6 is removed, and a core is exposed, and a measuring sample S is stuck to this exposed part, and absorption of a spectrum is measured.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、赤外スペクトル測定に
おいて、赤外光の伝搬が良好であり且つ取扱いが容易な
赤外スペクトル測定装置及びこの赤外スペクトル測定装
置に適用する光ファイバプローブ並びに光ファイバプロ
ーブの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared spectrum measuring apparatus which has good infrared light propagation and is easy to handle in infrared spectrum measurement, and an optical fiber probe applied to this infrared spectrum measuring apparatus. The present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber probe.

【0002】[0002]

【従来の技術】物質を透過または反射した後の光は、そ
の物質に特有の波長の光が吸収される。従って、物質に
光をあててスペクトル分析すれば定量、定性分析を行う
ことができるが、例えば波長2〜11μmの赤外光を使
用すれば、分子に含まれる原子間の振動や分子全体の回
転等に関する特有のスペクトル情報を得ることができ、
これを分析すれば単なる定量、定性分析のみならず、物
質の構造、状態等を知ることができる。
2. Description of the Related Art The light having a wavelength peculiar to the substance is absorbed after passing through or reflecting the substance. Therefore, it is possible to perform quantitative and qualitative analysis by irradiating a substance with light and performing spectrum analysis. However, for example, when infrared light having a wavelength of 2 to 11 μm is used, vibration between atoms included in a molecule and rotation of the entire molecule. You can get unique spectral information about
By analyzing this, not only simple quantitative and qualitative analysis but also the structure and state of the substance can be known.

【0003】この赤外吸収スペクトルを測定する方法の
一つにATR(Attenuated TotalReflection)法があ
る。このATR法は、原理図である図7に示すように、
赤外光を通す高屈折率物質で作られたプリズム50の表
面に測定試料Sを密着させ、プリズム50に対して臨界
角以上の入射角で入射させた入射光51を、プリズム5
0と測定試料Sの界面で全反射させ、その後の伝搬光5
2を測定して赤外吸収スペクトルを得るようにしてい
る。
One of the methods for measuring the infrared absorption spectrum is the ATR (Attenuated Total Reflection) method. This ATR method is as shown in FIG. 7, which is a principle diagram,
The measurement sample S is brought into close contact with the surface of a prism 50 made of a high-refractive index material that transmits infrared light, and incident light 51 that is incident on the prism 50 at an incident angle equal to or greater than the critical angle is reflected by the prism 5
0 and the measurement sample S are totally reflected at the interface, and then propagated light 5
2 is measured to obtain an infrared absorption spectrum.

【0004】ところで、このようなATR法はプリズム
50がプローブの働きをしているため、プリズム50内
での全反射の回数が多くなるほど感度が高くなる。従っ
て、測定精度を高めるためには大きなプリズム50を用
いる必要があるが、プリズム50に用いられる高屈折率
材料は高価であり、また、精密なプリズム加工も難し
い。また、例えば接着剤等の高分子物質の硬化反応過程
を測定するような場合には、測定完了後に硬化した高分
子物質をプリズム50から剥離する必要があるが、硬化
物質によっては剥離が困難な場合があり、無理に剥がそ
うとしてプリズム50に損傷を与える可能性もある。更
に、光源からプリズム50に入射光51を導き、プリズ
ム50から伝搬光52を測定装置に導くためには複雑な
光学系が必要となる。
By the way, in such an ATR method, since the prism 50 functions as a probe, the sensitivity increases as the number of total reflections in the prism 50 increases. Therefore, it is necessary to use the large prism 50 in order to improve the measurement accuracy, but the high refractive index material used for the prism 50 is expensive, and precise prism processing is also difficult. In addition, for example, when measuring the curing reaction process of a polymer substance such as an adhesive, it is necessary to peel the cured polymer substance from the prism 50 after the measurement is completed, but it is difficult to peel depending on the cured substance. In some cases, the prism 50 may be damaged by attempting to peel it off. Further, in order to guide the incident light 51 from the light source to the prism 50 and the propagating light 52 from the prism 50 to the measuring device, a complicated optical system is required.

【0005】そこで、ATR法の原理を光ファイバに応
用し、光ファイバ自体をプローブにする方法が研究さ
れ、報告されている(James A.de Haseth Jennifer E.A
ndrews, John V.Mcclusky, Ralph D.Priester, Jr.,Mat
thew A.Harthcok and L.Davis:APPLIED SPECTROSCOPY,
Vol.47,No.2, (173) 1993 またはMark A.Druy, LucyEl
andjian, W.A.Stevenson SPIE Vol 986 Fiber Optics S
mart Structure and Skins (130) 1988等)。図8によ
ってこの方法の原理について説明すると、光ファイバに
入射した入射光51はコア53とクラッド54の界面で
全反射しながら伝搬する。このため、光ファイバの一部
からクラッド54を取り除いて同部のコア53を剥き出
しにするとともに、この剥き出したコア53の外周に測
定試料Sを付着させて同部附近をプローブ55にするよ
うにすれば、入射光51はプローブ55のコア53と測
定試料Sの界面で全反射しながら伝搬する。そして、こ
の伝搬光52を測定すればATR法と同様に赤外スペク
トルを得ることができる。
Therefore, a method of applying the principle of the ATR method to an optical fiber and using the optical fiber itself as a probe has been studied and reported (James A. de Haseth Jennifer EA).
ndrews, John V. Mcclusky, Ralph D. Priester, Jr., Mat
thew A. Harthcok and L. Davis: APPLIED SPECTROSCOPY,
Vol.47, No.2, (173) 1993 or Mark A. Druy, LucyEl
andjian, WAStevenson SPIE Vol 986 Fiber Optics S
mart Structure and Skins (130) 1988 etc.). Explaining the principle of this method with reference to FIG. 8, the incident light 51 incident on the optical fiber propagates while being totally reflected at the interface between the core 53 and the clad 54. Therefore, the clad 54 is removed from a part of the optical fiber to expose the core 53 of the same portion, and the measurement sample S is attached to the outer periphery of the exposed core 53 so that the probe 55 is provided near the same portion. Then, the incident light 51 propagates while being totally reflected at the interface between the core 53 of the probe 55 and the measurement sample S. Then, if this propagating light 52 is measured, an infrared spectrum can be obtained similarly to the ATR method.

【0006】ここで、コア53が剥き出しになった部分
がプローブとしての働きをするため、剥き出しの部分が
長い程感度が良くなる。この点、光ファイバは簡単且つ
安価に剥き出し部分を長くすることができ、全反射の回
数を増加させて感度を向上させるのが容易である。ま
た、精密なプリズム加工の必要がなく、更に光ファイバ
の特徴を活かして、光源、測定装置等に直接ファイバを
接続できるため、複雑な光学系を必要としない等の利点
があり、前記ATR法の欠点を改良することができる。
Here, since the exposed portion of the core 53 functions as a probe, the longer the exposed portion, the better the sensitivity. In this respect, the exposed portion of the optical fiber can be easily and inexpensively lengthened, and it is easy to increase the number of total reflections and improve the sensitivity. Further, since there is no need for precise prism processing, and since the fiber can be directly connected to the light source, the measuring device, etc. by utilizing the characteristics of the optical fiber, there is an advantage that a complicated optical system is not required. The drawbacks of can be improved.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにプローブ55として剥き出しになったコア53部
分は強度が非常に弱くなり、感度を高めるために剥き出
し部分を長くすればするほど光ファイバの取扱いが困難
になるという問題があった。また、一本の光ファイバの
一部にプローブ55が形成されているため、例えば取扱
い時等にプローブ55を破損したような場合には光ファ
イバ全体を破棄しなければならず、コストアップの要因
になるという問題もあった。
However, the core 53 portion exposed as the probe 55 as described above has a very weak strength, and the longer the exposed portion is to increase the sensitivity, the more the handling of the optical fiber becomes difficult. There was a problem that it would be difficult. In addition, since the probe 55 is formed on a part of one optical fiber, if the probe 55 is damaged during handling, the entire optical fiber must be discarded, which is a factor of cost increase. There was also the problem of becoming.

【0008】また、例えば高分子物質の硬化反応過程を
測定するような場合に、測定後に硬化した物質をプロー
ブ55から剥離しようとしても光ファイバの外径が細い
ため、プリズム50等から剥離する作業に較べて数段困
難になる。しかも、この光ファイバを光源とか測定装置
に接合したまま作業しようとすると、一層手数がかか
る。一方、光ファイバが、例えばカルコゲナイドガラス
ファイバであるような場合は、クラッドガラスの一部を
取り除く手段が知られていなかった。
Further, for example, in the case of measuring the curing reaction process of a polymer substance, even if the cured substance is tried to be peeled from the probe 55 after the measurement, the work of peeling it from the prism 50 or the like because the outer diameter of the optical fiber is thin. It will be several steps harder than. In addition, if this optical fiber is attempted to work while being bonded to a light source or a measuring device, it takes much more work. On the other hand, when the optical fiber is, for example, a chalcogenide glass fiber, a means for removing a part of the clad glass has not been known.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は赤外光
を良好に伝搬することができ、高価な光ファイバを無駄
にすることのない赤外吸収スペクトル装置を提供するた
め、請求項1の発明においては、赤外分光測定部と、光
ファイバ伝搬部の一部を光ファイバプローブにした光フ
ァイバからなる赤外スペクトル測定装置において、光フ
ァイバプローブと光ファイバ伝搬部とを分離接合可能に
した。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention provides an infrared absorption spectrum device capable of favorably propagating infrared light and not wasting an expensive optical fiber. According to the invention of claim 1, in an infrared spectrum measuring device comprising an infrared spectroscopic measuring section and an optical fiber in which a part of the optical fiber propagating section is used as an optical fiber probe, the optical fiber probe and the optical fiber propagating section can be separated and joined. did.

【0010】そして請求項2の発明においては、赤外分
光測定部を、光源と、グレーティングと、光検出器と、
光ファイバに接続するカプラから構成した。
According to the second aspect of the invention, the infrared spectroscopic measurement section includes a light source, a grating, a photodetector, and
It consisted of a coupler connected to an optical fiber.

【0011】また請求項3の発明においては、赤外分光
測定部を、光源と、測定光と参照光との差異を測定する
干渉計と、光検出部と、光ファイバに接続するカプラか
らなるフーリエ変換赤外分光光度計にて構成した。
According to the third aspect of the invention, the infrared spectroscopic measuring section includes a light source, an interferometer for measuring the difference between the measuring light and the reference light, a photodetecting section, and a coupler connected to the optical fiber. It was composed of a Fourier transform infrared spectrophotometer.

【0012】そして請求項4の発明においては、光ファ
イバプローブと光ファイバ伝搬部を分離接合させる手段
のコネクタを、光ファイバの先端を保持し且つ外面に雄
ネジと外周テーパを有するフェルールと、このフェルー
ルの先端部を挿入せしめることが可能であり且つ内面に
雌ネジと係合フランジを有する筒状の固定部材と、この
テーパ付きガイド管の一部を挿通せしめ且つ内面に内周
テーパを外面に係合突部を有するテーパ付きガイド管に
て構成した。
According to a fourth aspect of the present invention, the connector for separating and joining the optical fiber probe and the optical fiber propagating portion is a ferrule which holds the tip of the optical fiber and has an external thread and an outer peripheral taper. A cylindrical fixing member that allows the tip of the ferrule to be inserted and that has an internal thread and an engaging flange on the inner surface and a part of this tapered guide tube to be inserted, and has an inner peripheral taper on the outer surface. It is composed of a tapered guide tube having an engaging projection.

【0013】そして請求項5の発明においては、光ファ
イバをカルコゲナイドガラスファイバとした。
In the invention of claim 5, the optical fiber is a chalcogenide glass fiber.

【0014】また請求項6の発明は、光ファイバの中央
部分のクラッドを取り除き、且つ両端を請求項4記載の
コネクタにて光ファイバ伝搬部に着脱自在にした光ファ
イバプローブに関するものであり、更に、請求項7の発
明は、光ファイバの中央部分のクラッドガラスをアルカ
リ性溶液に浸漬して取り除き光ファイバプローブを形成
するようにした光ファイバプローブの製造方法に関する
ものである。
A sixth aspect of the present invention relates to an optical fiber probe in which the clad at the central portion of the optical fiber is removed and both ends of the optical fiber are detachably attached to the optical fiber propagating section by the connector of the fourth aspect. The invention of claim 7 relates to a method for producing an optical fiber probe, wherein the clad glass in the central portion of the optical fiber is immersed in an alkaline solution and removed to form an optical fiber probe.

【0015】[0015]

【作用】光ファイバ伝搬部の一部を光ファイバプローブ
にした赤外スペクトル測定装置において、光ファイバ伝
搬部と光ファイバプローブとを分離接合可能にすること
で、必要に応じて光ファイバプローブだけを取外して、
作業、交換等を行うことができ、例えば、硬化した高分
子物質を除去する作業等が容易となり、或いは高価な光
ファイバ伝搬部を無駄に廃棄することがない。
In the infrared spectrum measuring device using a part of the optical fiber propagation part as the optical fiber probe, the optical fiber propagation part and the optical fiber probe can be separated and joined so that only the optical fiber probe is required. Remove it,
It is possible to perform work, replacement, etc., for example, work for removing the cured polymer substance is facilitated, or the expensive optical fiber propagation section is not wastefully discarded.

【0016】また、この分離接合手段として、フェルー
ルとテーパ付きガイド管と固定部材からなるコネクタを
設け、光ファイバを保持するフェルールの先端をテーパ
付きガイド管に挿入し、外側の固定部材の雌ネジをフェ
ルールの雄ネジに螺合させるとともに、固定部材の係合
フランジをテーパ付きガイド管の係合突起に係合させる
ことで、フェルールの外周テーパとテーパ付きガイド管
の内周テーパを密着させ、光軸を合わせた状態で接続す
る。
As the separating and joining means, a connector comprising a ferrule, a tapered guide tube and a fixing member is provided, the tip of the ferrule holding the optical fiber is inserted into the tapered guide tube, and a female screw of the outer fixing member is provided. By engaging the male thread of the ferrule with the engaging flange of the fixing member and the engaging projection of the tapered guide tube, the outer peripheral taper of the ferrule and the inner peripheral taper of the tapered guide tube are closely contacted, Connect with the optical axes aligned.

【0017】そして、赤外分光測定部として、光源と、
グレーティングと、光検出器と、光ファイバに接続する
カプラ、或いは光源と、測定光と参照光との差異を測定
する干渉計と、光検出部と、光ファイバに接続するカプ
ラからなるフーリエ変換赤外分光光度計で構成すること
で、簡単に赤外スペクトル測定が可能となる。また、光
ファイバとしてカルコゲナイドガラスファイバを使用す
れば、赤外域における赤外光の伝搬が良好となる。
As an infrared spectroscopic measurement unit, a light source,
Fourier transform red consisting of a grating, a photodetector, a coupler connected to the optical fiber, or a light source, an interferometer for measuring the difference between the measurement light and the reference light, a photodetector, and a coupler connected to the optical fiber. The infrared spectrophotometer can be easily measured by using an external spectrophotometer. Further, if a chalcogenide glass fiber is used as the optical fiber, the propagation of infrared light in the infrared region becomes good.

【0018】また、光ファイバの中央部のクラッドガラ
スを取り除く際、同部をアルカリ性溶液に浸漬すれば、
容易にカルコゲナイドガラスファイバのクラッドガラス
を取り除くことができる。
Further, when removing the cladding glass at the center of the optical fiber, if the same is immersed in an alkaline solution,
The clad glass of the chalcogenide glass fiber can be easily removed.

【0019】[0019]

【実施例】本発明の実施例について添付した図面に基づ
き説明する。ここで図1は本発明の赤外スペクトル測定
装置の第1実施例の概略構成図、図2はコネクタの拡大
図、図3は本装置を用いて蒸留水を測定した結果を示す
グラフである。図1に示すように、本発明の赤外スペク
トル測定装置は、光源2と分光器3からなる赤外分光測
定部1と、光源2と分光器3とを接続する光ファイバ4
を備え、この光ファイバ4は、両端部の光ファイバ伝搬
部5、5と、中央部の光ファイバプローブ6から構成さ
れている。そして、光ファイバプローブ6の両端は、夫
々が光ファイバ伝搬部5、5に対して各コネクタ7、7
によって光軸が一致するよう結合されている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of an infrared spectrum measuring apparatus of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a connector, and FIG. 3 is a graph showing a result of measuring distilled water using this apparatus. . As shown in FIG. 1, the infrared spectrum measuring apparatus of the present invention includes an infrared spectroscopic measurement unit 1 including a light source 2 and a spectroscope 3, and an optical fiber 4 connecting the light source 2 and the spectroscope 3.
The optical fiber 4 comprises optical fiber propagating portions 5 and 5 at both ends and an optical fiber probe 6 at the central portion. Then, both ends of the optical fiber probe 6 are respectively connected to the optical fiber propagating portions 5 and 5, respectively.
Are combined so that the optical axes coincide with each other.

【0020】光源2は、2〜11μmの波長成分を含む
赤外線を発光する赤外線ランプ等の赤外線発生部2a
と、この赤外線発生部2aの出射部と光ファイバ伝搬部
5を接続するカプラ2bを備え、このカプラ2bには、
出射部から出射した光を測定光として光ファイバ伝搬部
5に入射させる光学系2cが内蔵されている。
The light source 2 is an infrared generator 2a such as an infrared lamp which emits infrared rays containing a wavelength component of 2 to 11 μm.
And a coupler 2b for connecting the emitting part of the infrared ray generating part 2a and the optical fiber propagating part 5 to each other.
An optical system 2c for incorporating the light emitted from the emitting portion into the optical fiber propagation portion 5 as measurement light is built in.

【0021】前記コネクタ7は、図2に示すようにファ
イバの先端を保持するフェルール8、8と、このフェル
ール8、8の先端部を挿入せしめることのできる筒状の
テーパ付きガイド管9と、このテーパ付きガイド管9の
両端部を挿通せしめた筒状の固定部材10、10からな
り、前記フェルール8の先端側外面には外周テーパ8a
が設けられるとともに、基端側外面には雄ネジ8bが設
けられている。また、前記テーパ付きガイド管9の両端
側の内面には、フェルール8の外周テーパ8aに対応し
た内周テーパ9a、9aが設けられ、また、両端側の外
面には係合突部9b、9bが設けられている。更に、前
記固定部材10の一端側内面には、前記係合突部9bに
係合可能な係合フランジ10aが設けられ、他端側内面
には雌ネジ10bが設けられている。
As shown in FIG. 2, the connector 7 has ferrules 8 and 8 for holding the tip of the fiber, and a cylindrical guide tube 9 into which the tip of the ferrules 8 and 8 can be inserted. An outer peripheral taper 8a is formed on the outer surface of the ferrule 8 on the distal end side, which is composed of cylindrical fixing members 10 and 10 which are inserted through both ends of the tapered guide tube 9.
And a male screw 8b is provided on the outer surface of the base end side. Further, inner tapers 9a, 9a corresponding to the outer taper 8a of the ferrule 8 are provided on the inner surfaces of both ends of the tapered guide tube 9, and the engaging projections 9b, 9b are provided on the outer surfaces of both ends. Is provided. Further, an engagement flange 10a engageable with the engagement protrusion 9b is provided on the inner surface of one end of the fixing member 10, and a female screw 10b is provided on the inner surface of the other end.

【0022】そして、テーパ付きガイド管9の両端開口
部からフェルール8、8の先端部を差込み、各固定部材
10、10の雌ネジ10b、10bを夫々のフェルール
8、8の雄ネジ8b、8bに螺合させることで、各外周
テーパ8a、8aを夫々の内周テーパ9a、9aに密着
させ、両ファイバの光軸を一致させた状態で結合し得る
ようにしている。
Then, the front end portions of the ferrules 8 and 8 are inserted from the opening portions at both ends of the tapered guide tube 9, and the female screws 10b and 10b of the respective fixing members 10 and 10 are inserted into the male screws 8b and 8b of the respective ferrules 8 and 8. The outer peripheral taper 8a and the outer peripheral taper 8a are brought into close contact with the respective inner peripheral taper 9a and 9a by being screwed into the optical fiber so that they can be coupled with the optical axes of the both fibers aligned.

【0023】前記分光器3は、光ファイバ伝搬部5に接
続するためのカプラ3aと、導入された光を分光するグ
レーディング3bと、分光された光を検出する光検出器
3cと、この光検出器3cから送られた信号を数値解析
して赤外吸収スペクトルを得るためのデータ処理装置3
dを備えている。
The spectroscope 3 includes a coupler 3a for connecting to the optical fiber propagation section 5, a grading 3b for splitting the introduced light, a photodetector 3c for detecting the split light, and this photodetection. Data processing device 3 for numerically analyzing the signal sent from the instrument 3c to obtain an infrared absorption spectrum
d.

【0024】前記光ファイバ4は、本実施例の場合、カ
ルコゲナイドガラスファイバの一種であるAsSファイ
バを用いている。このAsSファイバは、コアがAs4
0モル%、Sが60モル%の組成を有するとともに、ク
ラッドがフッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン)で
構成されており、コア/クラッド径は220/240μ
mである。また、光ファイバプローブ6の中央部はAs
Sファイバからクラッドを取り除きコアだけで構成され
ており、中央部以外及び光ファイバ伝搬部5のクラッド
は取り除かれていない。そして、光ファイバ4の全長を
10.1mとし、光ファイバ伝搬部5、5の長さを夫々
5m、光ファイバプローブ6の長さを0.1mとしてい
る。
In the case of this embodiment, the optical fiber 4 is an AsS fiber which is a kind of chalcogenide glass fiber. The core of this AsS fiber is As4.
It has a composition of 0 mol% and S of 60 mol%, the clad is made of fluororesin (polytetrafluoroethylene), and the core / clad diameter is 220 / 240μ.
m. Further, the central portion of the optical fiber probe 6 is As
The clad is removed from the S fiber, and only the core is formed. The clad other than the central part and the clad of the optical fiber propagation part 5 are not removed. The total length of the optical fiber 4 is 10.1 m, the lengths of the optical fiber propagation parts 5 and 5 are 5 m, and the length of the optical fiber probe 6 is 0.1 m.

【0025】このような赤外スペクトル測定装置を用い
て測定試料Sである蒸留水を光ファイバプローブ6のコ
アに付着させて測定した実測結果は図3の通りである。
ここで、図3の横軸は波長(μm)、縦軸は透過率
(%)であるが、図から明らかなように、得られた赤外
スペクトルには、3μm附近と4.8μm附近及び6μ
m附近に吸収を見ることができる。
FIG. 3 shows the actual measurement results obtained by attaching distilled water, which is the measurement sample S, to the core of the optical fiber probe 6 by using such an infrared spectrum measuring apparatus.
Here, the horizontal axis of FIG. 3 is the wavelength (μm), and the vertical axis is the transmittance (%). As is clear from the figure, the obtained infrared spectrum has wavelengths around 3 μm and around 4.8 μm. 6μ
Absorption can be seen near m.

【0026】次に図4乃至図6に基づいて本発明の第2
実施例について説明する。ここで図4は第2実施例の赤
外スペクトル測定装置の概略構成図、図5、図6は同装
置を用いてエポキシ樹脂系接着剤を測定した実測結果の
グラフで、図5はプローブに塗布前、図6はプローブに
塗布後の測定値である。この実施例では、光源部12と
分析部13を内蔵した赤外分光測定部としてのFTIR
(フーリエ変換赤外分光光度計)11と、光源部12と
分析部13とを接続する光ファイバ4を備え、この光フ
ァイバ4は、両端部の光ファイバ伝搬部5、5と、中央
部の光ファイバプローブ6から構成され、この光ファイ
バ伝搬部5、5と光ファイバプローブ6は、夫々のコネ
クタ7、7によって光軸が一致するよう結合されてい
る。そして、この光ファイバ4の構成及びコネクタ7の
構成は、実施例1と同一の形態であるため以下説明を省
略する。
Next, the second aspect of the present invention will be described with reference to FIGS.
Examples will be described. Here, FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the infrared spectrum measuring apparatus of the second embodiment, FIGS. 5 and 6 are graphs of actual measurement results of epoxy resin adhesives measured using the apparatus, and FIG. Before application, FIG. 6 shows measured values after application to the probe. In this embodiment, the FTIR as an infrared spectroscopic measurement unit including the light source unit 12 and the analysis unit 13 is incorporated.
A (Fourier transform infrared spectrophotometer) 11 and an optical fiber 4 for connecting the light source unit 12 and the analyzing unit 13 are provided. The optical fiber 4 includes optical fiber propagating units 5 and 5 at both ends and a central portion. It is composed of an optical fiber probe 6, and the optical fiber propagating portions 5 and 5 and the optical fiber probe 6 are coupled by respective connectors 7 so that their optical axes coincide with each other. Since the configuration of the optical fiber 4 and the configuration of the connector 7 are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted below.

【0027】光源部12は、1.5〜25μmの波長成
分を含む赤外線を発光する赤外線ランプ等の発光部12
aと、この発光部12aから出射された光をビームスプ
リッタ等で分離し、可動鏡と固定鏡で反射させることで
光路差δの二つの光(測定光と参照光)を干渉させ干渉
光として作成する干渉計12bと、この干渉光を光ファ
イバ伝搬部5に入射するカプラ12cを備え、また、分
析部13は、光ファイバ伝搬部5に接続するためのカプ
ラ13aと、入射光を検出する光検出器13bを備え、
光検出器13bにて検出される光を光路差δの関数とし
て観測し、データ処理装置によってフーリエ変換し、測
定試料Sのスペクトルを得るようにしている。
The light source section 12 is a light emitting section 12 such as an infrared lamp which emits infrared rays containing a wavelength component of 1.5 to 25 μm.
a and the light emitted from the light emitting unit 12a are separated by a beam splitter or the like, and reflected by a movable mirror and a fixed mirror to interfere with two lights having an optical path difference δ (measurement light and reference light), and to generate interference light. An interferometer 12b to be created and a coupler 12c for injecting this interference light into the optical fiber propagating section 5 are provided, and the analyzing section 13 detects the incident light and a coupler 13a for connecting to the optical fiber propagating section 5. Equipped with a photodetector 13b,
The light detected by the photodetector 13b is observed as a function of the optical path difference δ and Fourier-transformed by the data processing device to obtain the spectrum of the measurement sample S.

【0028】ここで、本実施例の光ファイバ4は、カル
コゲナイドガラスファイバの一種であるGeAsSeフ
ァイバとしている。このGeAsSeファイバは、コア
がGe18モル%、As19モル%、Se58モル%、
Te5モル%の組成を有し、クラッドがGe16モル
%、As19モル%、Se65モル%の組成を有する。
そして、コア/クラッド径は、300/330μmであ
る。また、GeAsSeファイバはクラッドもガラスで
あるため、クラッドの外周をウレタンアクリレート樹脂
で被覆保護している。このため、光ファイバプローブ6
の中央部は、クラッドガラスと保護被覆をファイバから
取り除きコアだけで構成している。
Here, the optical fiber 4 of this embodiment is a GeAsSe fiber which is a kind of chalcogenide glass fiber. The core of this GeAsSe fiber is Ge18 mol%, As19 mol%, Se58 mol%,
Te has a composition of 5 mol%, and the clad has a composition of Ge 16 mol%, As 19 mol%, and Se 65 mol%.
The core / clad diameter is 300/330 μm. Further, since the cladding of the GeAsSe fiber is also glass, the outer periphery of the cladding is covered and protected with a urethane acrylate resin. Therefore, the optical fiber probe 6
The central part of the is composed of only the core with the cladding glass and protective coating removed from the fiber.

【0029】ところで、光ファイバプローブ6の中央部
のクラッドガラスは、1NのNaOH溶液に1時間浸漬
することで除去するようにしている。また、この実施例
での光ファイバ4の全長は4.1mであり、光ファイバ
伝搬部5、5の長さは夫々2m、光ファイバプローブ6
の長さは0.1m、コアのみの部分の長さを2cmにし
ている。
By the way, the clad glass at the center of the optical fiber probe 6 is removed by immersing it in a 1N NaOH solution for 1 hour. Further, the total length of the optical fiber 4 in this embodiment is 4.1 m, the lengths of the optical fiber propagation parts 5 and 5 are 2 m, and the optical fiber probe 6 is 6 m.
Has a length of 0.1 m, and the length of only the core is 2 cm.

【0030】この実施例の赤外スペクトル測定装置を使
用してエポキシ樹脂系接着剤を測定した実測結果は図
5、図6の通りであり、接着剤を塗布する前の図5と塗
布後の図6から明らかなように、1600cm-1〜10
00cm-1に吸収を見ることができる。尚、これらグラ
フの横軸は波数(cm-1)、縦軸は光学密度である。
The measurement results of the epoxy resin adhesive measured using the infrared spectrum measuring apparatus of this example are shown in FIGS. 5 and 6, and are shown in FIG. 5 before applying the adhesive and after the applying. As is clear from FIG. 6, 1600 cm −1 to 10
Absorption can be seen at 00 cm -1 . The horizontal axis of these graphs is the wave number (cm −1 ) and the vertical axis is the optical density.

【0031】このように、光ファイバ伝搬部5と光ファ
イバプローブ6が連続した一本のファイバでなくコネク
タ7を介在させた場合にも何等問題なく測定することが
可能である。
As described above, even when the optical fiber propagating section 5 and the optical fiber probe 6 are not a single continuous fiber but the connector 7 is interposed, the measurement can be performed without any problem.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように本発明の赤外スペクトル測
定装置は、光ファイバを分離接合可能な光ファイバプロ
ーブと光ファイバ伝搬部から構成したため、光ファイバ
プローブが損傷したような場合でも、高価な光ファイバ
伝搬部を無駄に破棄するような不具合がなくなる。ま
た、この光ファイバプローブの取り外し、取り付けも容
易であり、例えばプローブに塗布した試料が硬化して剥
がしにくい時でも作業を容易に行うことができる。
As described above, the infrared spectrum measuring apparatus of the present invention is composed of the optical fiber probe capable of separating and splicing the optical fiber and the optical fiber propagating portion. Therefore, even if the optical fiber probe is damaged, it is expensive. There is no problem such as wasteful discarding of a different optical fiber propagation unit. Further, the optical fiber probe can be easily removed and attached, and the work can be easily performed even when the sample applied to the probe is hardened and is difficult to peel off.

【0033】また、光ファイバプローブの中央部のクラ
ッドを取り除きコアを剥き出しにすることで同部の強度
が低下し、長い光ファイバを一体に取り扱う際に同部に
損傷を与えないためには作業が非常にやりにくいが、本
発明では簡単に取外せるため便利である。
Further, by removing the clad at the center of the optical fiber probe and exposing the core, the strength of the core is reduced, and work is performed in order to prevent damage to the same part when handling long optical fibers as a unit. Is very difficult to perform, but it is convenient in the present invention because it can be easily removed.

【0034】更に、赤外スペクトル装置に使用する光フ
ァイバとして、カルコゲナイドガラスファイバを使用す
れば、赤外域において赤外光を良好に伝搬することがで
きる。
Further, if a chalcogenide glass fiber is used as the optical fiber used in the infrared spectrum device, the infrared light can be well propagated in the infrared region.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の赤外スペクトル装置の第1実施例の概
略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of an infrared spectrum device of the present invention.

【図2】コネクタの拡大図[Figure 2] Enlarged view of the connector

【図3】第1実施例の装置で蒸留水を測定した実測結果
を示すグラフで、横軸は波長(μm)、縦軸は透過率
(%)
FIG. 3 is a graph showing an actual measurement result of measuring distilled water with the apparatus of the first embodiment, in which the horizontal axis represents wavelength (μm) and the vertical axis represents transmittance (%).

【図4】本発明の赤外スペクトル装置の第2実施例の概
略構成図
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the infrared spectrum device of the present invention.

【図5】第2実施例の装置でエポキシ樹脂系接着剤を測
定した実測結果を示すグラフ(横軸は波数(cm-1)、
縦軸は光学密度)で、エポキシ樹脂系接着剤を塗布する
前の状態
FIG. 5 is a graph showing the actual measurement results of measuring the epoxy resin adhesive with the device of the second embodiment (the horizontal axis is the wave number (cm −1 ),
The vertical axis is the optical density, which is the state before applying the epoxy resin adhesive.

【図6】第2実施例の装置でエポキシ樹脂系接着剤を測
定した実測結果を示すグラフ(横軸は波数(cm-1)、
縦軸は光学密度)で、エポキシ樹脂系接着剤を塗布した
後の状態
FIG. 6 is a graph showing the actual measurement results obtained by measuring an epoxy resin adhesive with the device of the second embodiment (the horizontal axis is the wave number (cm −1 ),
(Vertical axis is optical density), the state after applying epoxy resin adhesive

【図7】ATR法の原理の説明図FIG. 7 is an explanatory diagram of the principle of the ATR method.

【図8】ATR法を光ファイバに適用した例を示す説明
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example in which the ATR method is applied to an optical fiber.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…赤外分光測定部、2…光源、2a…赤外線発生部、
2b…カプラ、2c…出射部から出射した光を測定光と
して光ファイバ伝搬部に入射させる光学系、3…分光
器、3a…カプラ、3b…グレーディング、3c…光検
出器、3d…データ処理装置、4…光ファイバ、5…光
ファイバ伝搬部、6…光ファイバプローブ、7…コネク
タ、8…フェルール、8a…外周テーパ、8b…雄ネ
ジ、9…テーパ付きガイド管、9a…内周テーパ、9b
…係合突部、10…固定部材、10a…係合フランジ、
10b…雌ネジ、11…FTIR、12…光源部、12
b…干渉計、12c…カプラ、13…分析部、13a…
カプラ、13b…光検出器。
1 ... Infrared spectroscopic measurement unit, 2 ... Light source, 2a ... Infrared generation unit,
2b ... Coupler, 2c ... Optical system for making the light emitted from the emission section incident on the optical fiber propagation section as measurement light, 3 ... Spectroscope, 3a ... Coupler, 3b ... Grading, 3c ... Photodetector, 3d ... Data processing device 4 ... Optical fiber, 5 ... Optical fiber propagation part, 6 ... Optical fiber probe, 7 ... Connector, 8 ... Ferrule, 8a ... Outer taper, 8b ... Male screw, 9 ... Tapered guide tube, 9a ... Inner taper, 9b
... engaging projections, 10 ... fixing members, 10a ... engaging flanges,
10b ... female screw, 11 ... FTIR, 12 ... light source part, 12
b ... interferometer, 12c ... coupler, 13 ... analysis unit, 13a ...
Coupler, 13b ... Photodetector.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // G01B 9/02 G02B 6/00 B (72)発明者 山下 俊晴 東京都新宿区中落合2丁目7番5号 ホー ヤ株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical display location // G01B 9/02 G02B 6/00 B (72) Inventor Toshiharu Yamashita 2 Nakaochiai, Shinjuku-ku, Tokyo 7th-5th Hoya Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 赤外分光測定部と、光ファイバ伝搬部の
一部を光ファイバプローブにした光ファイバとからなる
赤外スペクトル測定装置において、前記光ファイバプロ
ーブと光ファイバ伝搬部とを分離接合可能にしたことを
特徴とする赤外スペクトル測定装置。
1. An infrared spectrum measuring device comprising an infrared spectroscopic measuring section and an optical fiber in which a part of the optical fiber propagating section is used as an optical fiber probe, wherein the optical fiber probe and the optical fiber propagating section are separated and joined. Infrared spectrum measuring device characterized by making it possible.
【請求項2】 請求項1に記載の赤外スペクトル測定装
置において、前記赤外分光測定部は、光源と、グレーテ
ィングと、光検出器と、光ファイバに接続するカプラと
を備えたことを特徴とする赤外スペクトル測定装置。
2. The infrared spectrum measuring device according to claim 1, wherein the infrared spectroscopy measuring section includes a light source, a grating, a photodetector, and a coupler connected to an optical fiber. Infrared spectrum measuring device.
【請求項3】 請求項1に記載の赤外スペクトル測定装
置において、前記赤外分光測定部は、光源と、測定光と
参照光との差異を測定する干渉計と、光検出部と、光フ
ァイバに接続するカプラからなるフーリエ変換赤外分光
光度計であることを特徴とする赤外スペクトル測定装
置。
3. The infrared spectrum measuring apparatus according to claim 1, wherein the infrared spectroscopic measurement section includes a light source, an interferometer that measures a difference between the measurement light and the reference light, a photodetection section, and an optical detector. An infrared spectrum measuring apparatus, which is a Fourier transform infrared spectrophotometer comprising a coupler connected to a fiber.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3に記載の赤外スペ
クトル測定装置において、前記光ファイバプローブと光
ファイバ伝搬部を分離接合させる手段は、前記光ファイ
バの先端を保持し且つ外面に雄ネジと外周テーパを有す
るフェルールと、このフェルールの先端部を挿入せしめ
ることが可能で且つ内面に内周テーパを外面に係合突部
を有するテーパ付きガイド管と、このテーパ付きガイド
管の一部を挿通せしめ且つ内面に雌ネジと係合フランジ
を有する筒状の固定部材にて構成されるコネクタである
ことを特徴とする赤外スペクトル測定装置。
4. The infrared spectrum measuring apparatus according to claim 1, wherein the means for separating and joining the optical fiber probe and the optical fiber propagating portion holds the tip of the optical fiber and has a male outer surface. A ferrule having a screw and an outer peripheral taper, a tapered guide tube into which the tip of the ferrule can be inserted, and an inner peripheral taper on the inner surface and an engaging projection on the outer surface, and a part of the tapered guide tube. An infrared spectrum measuring apparatus, characterized in that the connector is a cylindrical fixing member having a female screw and an engaging flange on its inner surface.
【請求項5】 請求項1乃至請求項4に記載の赤外スペ
クトル測定装置において、前記光ファイバはカルコゲナ
イドガラスファイバであることを特徴とする赤外スペク
トル測定装置。
5. The infrared spectrum measuring device according to claim 1, wherein the optical fiber is a chalcogenide glass fiber.
【請求項6】 光ファイバの中央部分のクラッドが取り
除かれ、且つ両端が請求項4記載のコネクタにて光ファ
イバ伝搬部に着脱自在にされたことを特徴とする光ファ
イバプローブ。
6. An optical fiber probe, characterized in that the clad at the central portion of the optical fiber is removed and both ends are detachably attached to the optical fiber propagation part by the connector according to claim 4.
【請求項7】 光ファイバの中央部分のクラッドガラス
をアルカリ性溶液に浸漬して取り除き光ファイバプロー
ブを形成することを特徴とする光ファイバプローブの製
造方法。
7. A method for producing an optical fiber probe, characterized in that the cladding glass in the central portion of the optical fiber is immersed in an alkaline solution and removed to form an optical fiber probe.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008096443A (en) * 2006-10-12 2008-04-24 Robert Bosch Gmbh Fiber-optic probe and method for manufacturing the fiber-optic probe
JP2014211335A (en) * 2013-04-17 2014-11-13 三菱重工業株式会社 Laser concentration measurement device and method
WO2018056725A1 (en) * 2016-09-22 2018-03-29 전자부품연구원 Detecting device and detecting method using same
CN109596562A (en) * 2019-01-25 2019-04-09 江西绿萌科技控股有限公司 Fruit non-destructive testing is coupled to receive device with optical fiber
CN109596562B (en) * 2019-01-25 2024-04-30 绿萌科技股份有限公司 Optical fiber coupling receiving device for nondestructive detection of fruits

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