JPH0921746A - 超高感度旋光度測定装置 - Google Patents
超高感度旋光度測定装置Info
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- JPH0921746A JPH0921746A JP17100495A JP17100495A JPH0921746A JP H0921746 A JPH0921746 A JP H0921746A JP 17100495 A JP17100495 A JP 17100495A JP 17100495 A JP17100495 A JP 17100495A JP H0921746 A JPH0921746 A JP H0921746A
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- 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
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/21—Polarisation-affecting properties
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定体の偏光特性に応じた旋光度を、各種
の雑音を除去して高感度に測定する超高感度旋光度測定
装置を提供する。 【解決手段】 上記超高感度旋光度測定装置は、光源か
ら発光された時間的干渉性を有する光を信号光と参照光
とに分割し、その信号光と参照光とをそれぞれ第１、第
２の変調手段により異なった周波数で変調したうえ、変
調信号光と変調参照光との偏光面をそれぞれ所定の方向
に偏光した状態で、その偏光信号光を被測定体を通過さ
せるとともに、その被測定体を通過した偏光信号光と偏
光参照光との合波光を光電変換手段で光電変換する光路
に、前記信号光と参照光との光路長の差を電気的に可変
する光路長可変手段と、偏光信号光の偏光面を回転させ
る偏光面回転手段とを配設し、それぞれを制御して、そ
の制御信号から被測定体の偏光特性に応じた旋光角を超
高感度に測定する。
の雑音を除去して高感度に測定する超高感度旋光度測定
装置を提供する。 【解決手段】 上記超高感度旋光度測定装置は、光源か
ら発光された時間的干渉性を有する光を信号光と参照光
とに分割し、その信号光と参照光とをそれぞれ第１、第
２の変調手段により異なった周波数で変調したうえ、変
調信号光と変調参照光との偏光面をそれぞれ所定の方向
に偏光した状態で、その偏光信号光を被測定体を通過さ
せるとともに、その被測定体を通過した偏光信号光と偏
光参照光との合波光を光電変換手段で光電変換する光路
に、前記信号光と参照光との光路長の差を電気的に可変
する光路長可変手段と、偏光信号光の偏光面を回転させ
る偏光面回転手段とを配設し、それぞれを制御して、そ
の制御信号から被測定体の偏光特性に応じた旋光角を超
高感度に測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、懸濁液中の旋光性
物質、特に血液中の糖やコレステロ−ル等の濃度を無侵
襲で計測するための超高感度旋光度測定装置に関する。
物質、特に血液中の糖やコレステロ−ル等の濃度を無侵
襲で計測するための超高感度旋光度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ある被測定体を直線偏光が通過し
たときに生じる偏光面の回転角度、即ち旋光度を測定す
る手段として、検光子を通過した信号光をフォトダイオ
−ドで受光し、そのフォトダイオ−ドから出力された光
電変換信号に基づいて、上記被測定体の偏光特性に対応
した旋光度を測定している。
たときに生じる偏光面の回転角度、即ち旋光度を測定す
る手段として、検光子を通過した信号光をフォトダイオ
−ドで受光し、そのフォトダイオ−ドから出力された光
電変換信号に基づいて、上記被測定体の偏光特性に対応
した旋光度を測定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】生体内の血糖値やコレ
ステロ−ル値などを体外から無侵襲で計測する方法にお
いて、糖やコレステロ−ル等の有する旋光性を利用しよ
うとすると、血液が生体組織と共存している状態で旋光
角を測定しなければならないため、濃度の低い状態での
測定に相当することとなり、更に、生体を通過させる光
が散乱されて懸濁液と同じ状態であるための感度の低下
も著しく、血糖値やコレステロ−ル値などを計測する測
定器としては超高感度を要求されることとなる。このよ
うな超高感度を実現するためには、原理的に感度を高く
することができる手段の採用と、高い増幅度を有し、且
つ機械的、電気的、環境的な原因による全ての雑音を除
去できるようにすることが必須の要件となる。本発明の
課題は、各種の雑音成分を除去して超高感度を実現でき
る超高感度旋光度測定装置を提供することである。
ステロ−ル値などを体外から無侵襲で計測する方法にお
いて、糖やコレステロ−ル等の有する旋光性を利用しよ
うとすると、血液が生体組織と共存している状態で旋光
角を測定しなければならないため、濃度の低い状態での
測定に相当することとなり、更に、生体を通過させる光
が散乱されて懸濁液と同じ状態であるための感度の低下
も著しく、血糖値やコレステロ−ル値などを計測する測
定器としては超高感度を要求されることとなる。このよ
うな超高感度を実現するためには、原理的に感度を高く
することができる手段の採用と、高い増幅度を有し、且
つ機械的、電気的、環境的な原因による全ての雑音を除
去できるようにすることが必須の要件となる。本発明の
課題は、各種の雑音成分を除去して超高感度を実現でき
る超高感度旋光度測定装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の第１の超高感度旋光度測定装置は、光源から発光され
た時間的干渉性を有する光を信号光と参照光とに分割
し、その信号光を変調手段により所定の周波数で変調し
たうえ、その変調信号光と参照光との偏光面をそれぞれ
所定の方向に偏光した状態で、その偏光信号光を被測定
体を通過させるとともに、その被測定体を通過した偏光
信号光と前記参照光との合波光を光電変換手段で光電変
換する光路に、前記信号光と参照光との光路長の差を電
気的に可変する光路長可変手段及び機械駆動式光路長可
変手段と、前記偏光信号光の偏光面を回転させる偏光面
回転手段とを配設し、前記光電変換手段で光電変換され
た光ヘテロダインビ−ト電気信号の強度を最大にするた
めに前記機械駆動式光路長可変手段を調整し、且つ位相
を一定にするために前記光路長可変手段を制御するとと
もに、前記被測定体の偏光特性に応じた偏光面の回転角
度の１乗に比例した旋光角度信号を得るために前記偏光
信号光と前記参照光の偏光面が一定の角度を成すように
前記偏光面回転手段を制御するように構成される。
の第１の超高感度旋光度測定装置は、光源から発光され
た時間的干渉性を有する光を信号光と参照光とに分割
し、その信号光を変調手段により所定の周波数で変調し
たうえ、その変調信号光と参照光との偏光面をそれぞれ
所定の方向に偏光した状態で、その偏光信号光を被測定
体を通過させるとともに、その被測定体を通過した偏光
信号光と前記参照光との合波光を光電変換手段で光電変
換する光路に、前記信号光と参照光との光路長の差を電
気的に可変する光路長可変手段及び機械駆動式光路長可
変手段と、前記偏光信号光の偏光面を回転させる偏光面
回転手段とを配設し、前記光電変換手段で光電変換され
た光ヘテロダインビ−ト電気信号の強度を最大にするた
めに前記機械駆動式光路長可変手段を調整し、且つ位相
を一定にするために前記光路長可変手段を制御するとと
もに、前記被測定体の偏光特性に応じた偏光面の回転角
度の１乗に比例した旋光角度信号を得るために前記偏光
信号光と前記参照光の偏光面が一定の角度を成すように
前記偏光面回転手段を制御するように構成される。
【０００５】また、上記課題を解決するための第２の超
高感度旋光度測定装置は、光源から発光された時間的干
渉性を有する光を信号光と参照光とに分割し、その信号
光と参照光とをそれぞれ第１、第２の変調手段により異
なった周波数で変調したうえ、変調信号光と変調参照光
との偏光面をそれぞれ所定の方向に偏光した状態で、そ
の偏光信号光を被測定体を通過させるとともに、その被
測定体を通過した偏光信号光と前記偏光参照光との合波
光を光電変換手段で光電変換する光路に、前記信号光と
参照光との光路長の差を電気的に可変する光路長可変手
段と、前記偏光信号光の偏光面を回転させる偏光面回転
手段とを配設し、前記光路長可変手段を所定周波数の信
号で駆動するとともに、前記被測定体の偏光特性に応じ
た偏光面の回転角度の１乗に比例した旋光角度信号を得
るために前記偏光信号光と前記偏光参照光の偏光面が一
定の角度を成すように前記偏光面回転手段を制御するよ
うに構成される。
高感度旋光度測定装置は、光源から発光された時間的干
渉性を有する光を信号光と参照光とに分割し、その信号
光と参照光とをそれぞれ第１、第２の変調手段により異
なった周波数で変調したうえ、変調信号光と変調参照光
との偏光面をそれぞれ所定の方向に偏光した状態で、そ
の偏光信号光を被測定体を通過させるとともに、その被
測定体を通過した偏光信号光と前記偏光参照光との合波
光を光電変換手段で光電変換する光路に、前記信号光と
参照光との光路長の差を電気的に可変する光路長可変手
段と、前記偏光信号光の偏光面を回転させる偏光面回転
手段とを配設し、前記光路長可変手段を所定周波数の信
号で駆動するとともに、前記被測定体の偏光特性に応じ
た偏光面の回転角度の１乗に比例した旋光角度信号を得
るために前記偏光信号光と前記偏光参照光の偏光面が一
定の角度を成すように前記偏光面回転手段を制御するよ
うに構成される。
【０００６】また、上記課題を解決するための第３の超
高感度旋光度測定装置は、光源から発光された時間的干
渉性を有する光を信号光と参照光とに分割し、その信号
光と参照光とをそれぞれ第１、第２の変調手段により異
なった周波数で変調したうえ、変調信号光と変調参照光
との偏光面をそれぞれ所定の方向に偏光した状態で、そ
の偏光信号光を被測定体を通過させるとともに、その被
測定体を通過した偏光信号光と前記偏光参照光との合波
光を光電変換手段で光電変換する光路に、前記信号光と
参照光との光路長の差を電気的に可変する光路長可変手
段と、前記偏光信号光の偏光面を回転させる偏光面回転
手段とを配設し、前記光電変換手段で光電変換された前
記偏光信号光と偏光参照光の光ヘテロダインビ−ト電気
信号の位相を一定にするために前記光路長可変手段を制
御するとともに、前記被測定体の偏光特性に応じた偏光
面の回転角度の１乗に比例した旋光角度信号を得るため
に前記偏光信号光と前記偏光参照光の偏光面が一定の角
度を成すように前記偏光面回転手段を制御するように構
成される。
高感度旋光度測定装置は、光源から発光された時間的干
渉性を有する光を信号光と参照光とに分割し、その信号
光と参照光とをそれぞれ第１、第２の変調手段により異
なった周波数で変調したうえ、変調信号光と変調参照光
との偏光面をそれぞれ所定の方向に偏光した状態で、そ
の偏光信号光を被測定体を通過させるとともに、その被
測定体を通過した偏光信号光と前記偏光参照光との合波
光を光電変換手段で光電変換する光路に、前記信号光と
参照光との光路長の差を電気的に可変する光路長可変手
段と、前記偏光信号光の偏光面を回転させる偏光面回転
手段とを配設し、前記光電変換手段で光電変換された前
記偏光信号光と偏光参照光の光ヘテロダインビ−ト電気
信号の位相を一定にするために前記光路長可変手段を制
御するとともに、前記被測定体の偏光特性に応じた偏光
面の回転角度の１乗に比例した旋光角度信号を得るため
に前記偏光信号光と前記偏光参照光の偏光面が一定の角
度を成すように前記偏光面回転手段を制御するように構
成される。
【０００７】上記第１、第２、及び第３の超高感度旋光
度測定装置は、本出願人が平成７年２月２日付けで出願
した特願平７−１６０６３号の「超高感度旋光度測定装
置」に記載したように、被測定体の偏光特性に応じた旋
光角度が微小なものとなっても、旋光角度の１乗に比例
した角度信号を出力することができる光ヘテロダイン方
式を用いた上で、次のような雑音低減制御が行われる。
度測定装置は、本出願人が平成７年２月２日付けで出願
した特願平７−１６０６３号の「超高感度旋光度測定装
置」に記載したように、被測定体の偏光特性に応じた旋
光角度が微小なものとなっても、旋光角度の１乗に比例
した角度信号を出力することができる光ヘテロダイン方
式を用いた上で、次のような雑音低減制御が行われる。
【０００８】第１の超高感度旋光度測定装置は、光電変
換手段で光電変換された光ヘテロダインビ−ト電気信号
の強度を最大にするために機械駆動式光路長可変手段を
調整するとともに、位相を一定にするために光路長可変
手段を制御し、偏光信号光と参照光の偏光面が一定の角
度を成すように偏光面回転手段を制御する。
換手段で光電変換された光ヘテロダインビ−ト電気信号
の強度を最大にするために機械駆動式光路長可変手段を
調整するとともに、位相を一定にするために光路長可変
手段を制御し、偏光信号光と参照光の偏光面が一定の角
度を成すように偏光面回転手段を制御する。
【０００９】また、第２の超高感度旋光度測定装置は、
光路長可変手段を所定周波数の信号で駆動するととも
に、偏光信号光と偏光参照光の偏光面が一定の角度を成
すように偏光面回転手段を制御する。
光路長可変手段を所定周波数の信号で駆動するととも
に、偏光信号光と偏光参照光の偏光面が一定の角度を成
すように偏光面回転手段を制御する。
【００１０】更に、第３の超高感度旋光度測定装置は、
光電変換手段で光電変換された偏光信号光と偏光参照光
の光ヘテロダインビ−ト電気信号の位相を一定にするた
めに光路長可変手段を制御するとともに、偏光信号光と
偏光参照光の偏光面が一定の角度を成すように偏光面回
転手段を制御する。
光電変換手段で光電変換された偏光信号光と偏光参照光
の光ヘテロダインビ−ト電気信号の位相を一定にするた
めに光路長可変手段を制御するとともに、偏光信号光と
偏光参照光の偏光面が一定の角度を成すように偏光面回
転手段を制御する。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は、第１実施例の超高感
度旋光度測定装置の全体的な構成を示したブロック図で
ある。以下、この第１実施例の超高感度旋光度測定装置
の構成を作用とともに説明する。図１に示すように、光
源１が設けられており、この光源１は、時間的干渉性の
低い垂直偏光のス−パ−・ルミネッセント・ダイオ−ド
・（ＳＬＤ）であり、光源１からの光Ｐ０は、フォトア
イソレ−タＰ・Ｉを通過する過程で、ほぼ垂直偏光とな
ってビ−ムスプリッタ２に入射される。
を参照しながら説明する。図１は、第１実施例の超高感
度旋光度測定装置の全体的な構成を示したブロック図で
ある。以下、この第１実施例の超高感度旋光度測定装置
の構成を作用とともに説明する。図１に示すように、光
源１が設けられており、この光源１は、時間的干渉性の
低い垂直偏光のス−パ−・ルミネッセント・ダイオ−ド
・（ＳＬＤ）であり、光源１からの光Ｐ０は、フォトア
イソレ−タＰ・Ｉを通過する過程で、ほぼ垂直偏光とな
ってビ−ムスプリッタ２に入射される。
【００１２】ビ−ムスプリッタ２から出射された光Ｐ
は、透過される光Ｐ１と、直角方向に反射される光Ｐ２
とに分割される。尚、上記光Ｐ１は参照光となる一方、
光Ｐ２は信号光となる。参照光Ｐ１は１／２波長板３を
通過する過程で、偏光面を９０度回転され、偏光子４の
通過により干渉の対象となるべき偏光を持つ光のみが参
照光Ｐ１Ａとして合波器５に入射される。
は、透過される光Ｐ１と、直角方向に反射される光Ｐ２
とに分割される。尚、上記光Ｐ１は参照光となる一方、
光Ｐ２は信号光となる。参照光Ｐ１は１／２波長板３を
通過する過程で、偏光面を９０度回転され、偏光子４の
通過により干渉の対象となるべき偏光を持つ光のみが参
照光Ｐ１Ａとして合波器５に入射される。
【００１３】一方、ビ−ムスプリッタ２で分割された信
号光Ｐ２は、周波数シフタとして機能する音響光学変調
器（ＡＯＭ）６に入射される。音響光学変調器６に入射
された信号光Ｐ２は、音響光学変調器６において、信号
発振器７からの出力信号により８０．０００ＭＨｚの周
波数で変調される。従って音響光学変調器６を通過した
光は、８０．０００ＭＨｚ周波数がシフトした信号光Ｐ
２Ａとなる。尚、前記参照光Ｐ１は変調されていない
が、音響光学変調器６と同じ機能の音響光学変調器６Ａ
（図１で２点鎖線で示している）で８０．４５５ＭＨｚ
周波数で変調しても良い。
号光Ｐ２は、周波数シフタとして機能する音響光学変調
器（ＡＯＭ）６に入射される。音響光学変調器６に入射
された信号光Ｐ２は、音響光学変調器６において、信号
発振器７からの出力信号により８０．０００ＭＨｚの周
波数で変調される。従って音響光学変調器６を通過した
光は、８０．０００ＭＨｚ周波数がシフトした信号光Ｐ
２Ａとなる。尚、前記参照光Ｐ１は変調されていない
が、音響光学変調器６と同じ機能の音響光学変調器６Ａ
（図１で２点鎖線で示している）で８０．４５５ＭＨｚ
周波数で変調しても良い。
【００１４】上記信号光Ｐ２Ａは、反射体８で直角に反
射されたあと、垂直偏光子９を通る過程で、垂直方向の
偏光になり、そのあと、偏光面回転装置として機能する
ファラデ−ロ−テ−タ（Ｆ．Ｒ．）１０に入射される。
このファラデ−ロ−テ−タ１０は、ファラデ−ロ−テ−
タ１０を通過した信号光Ｐ２Ｂの偏光方向を磁気的に変
化させるものである。そのため、ファラデ−ロ−テ−タ
１０は、後述のＰＩＤ回路２５からの信号２５Ａとロッ
クインアンプ２３のレファレンス信号とが加算された負
帰還信号に従って回転駆動され、信号光Ｐ２Ａの偏光方
向が磁気的に変化されて信号光Ｐ２Ｂとなる。
射されたあと、垂直偏光子９を通る過程で、垂直方向の
偏光になり、そのあと、偏光面回転装置として機能する
ファラデ−ロ−テ−タ（Ｆ．Ｒ．）１０に入射される。
このファラデ−ロ−テ−タ１０は、ファラデ−ロ−テ−
タ１０を通過した信号光Ｐ２Ｂの偏光方向を磁気的に変
化させるものである。そのため、ファラデ−ロ−テ−タ
１０は、後述のＰＩＤ回路２５からの信号２５Ａとロッ
クインアンプ２３のレファレンス信号とが加算された負
帰還信号に従って回転駆動され、信号光Ｐ２Ａの偏光方
向が磁気的に変化されて信号光Ｐ２Ｂとなる。
【００１５】ファラデ−ロ−テ−タ１０の駆動により偏
光面が回転された信号光Ｐ２Ｂは、血糖あるいはコレス
テロ−ルなどを含む多重散乱体から成る被測定体Ｓを通
過する。信号光Ｐ２Ｂが被測定体Ｓを通過すると、被測
定体Ｓの有する偏光性により信号光に微小な偏光面の回
転を生じ、信号光Ｐ２Ｃとなる。
光面が回転された信号光Ｐ２Ｂは、血糖あるいはコレス
テロ−ルなどを含む多重散乱体から成る被測定体Ｓを通
過する。信号光Ｐ２Ｂが被測定体Ｓを通過すると、被測
定体Ｓの有する偏光性により信号光に微小な偏光面の回
転を生じ、信号光Ｐ２Ｃとなる。
【００１６】上記被測定体Ｓを通過した信号光Ｐ２Ｃ
は、被測定体Ｓの有する微小な偏光性に基づく微小な偏
光面の回転が生じた状態で、圧電素子駆動の反射鏡ＰＺ
Ｔの反射面で直角方向に反射されて光路長変化を受けた
あと、水平方向の成分を通過させる偏光子１１に入射さ
れる。そして、偏光子１１を通過することにより、不要
な垂直成分が除去された偏向信号光Ｐ２Ｄとなり、合波
器５に入射される。圧電素子駆動の反射鏡ＰＺＴは、加
えられた電圧に応じて圧電素子が伸縮するため、反射鏡
の位置を変位させることができることから、参照光と信
号光との光路差を可変することができる。尚、機械駆動
式ミラ−（機械駆動式光路長可変手段）ＭＭは、ヘテロ
ダインビ−トの強度が最大になるように制御される。ま
た、上記反射鏡ＰＺＴは、圧電素子駆動の他に磁歪素子
駆動のものを用いても良い。
は、被測定体Ｓの有する微小な偏光性に基づく微小な偏
光面の回転が生じた状態で、圧電素子駆動の反射鏡ＰＺ
Ｔの反射面で直角方向に反射されて光路長変化を受けた
あと、水平方向の成分を通過させる偏光子１１に入射さ
れる。そして、偏光子１１を通過することにより、不要
な垂直成分が除去された偏向信号光Ｐ２Ｄとなり、合波
器５に入射される。圧電素子駆動の反射鏡ＰＺＴは、加
えられた電圧に応じて圧電素子が伸縮するため、反射鏡
の位置を変位させることができることから、参照光と信
号光との光路差を可変することができる。尚、機械駆動
式ミラ−（機械駆動式光路長可変手段）ＭＭは、ヘテロ
ダインビ−トの強度が最大になるように制御される。ま
た、上記反射鏡ＰＺＴは、圧電素子駆動の他に磁歪素子
駆動のものを用いても良い。
【００１７】前記参照光Ｐ１Ａ、及び信号光Ｐ２Ｄが合
波器５に入射されると、合波器５は両光を合波し、その
合波光Ｐ３はフォトダイオ−ド１２で受光される。この
合波光Ｐ３は、水平方向に偏光された参照光Ｐ１Ａと、
垂直偏光であり、且つ周波数８０．０００ＭＨｚで変調
された光Ｐ２Ａが、ファラデ−ロ−テ−タ１０で偏光面
が回転され、更に被測定体Ｓの有する偏光性に基づく微
小な偏光面の回転が生じて水平偏光成分が発生した信号
光Ｐ２Ｃが水平偏光子１１の通過により垂直成分が除去
された水平偏光Ｐ２Ｄ成分とが合波されたものである。
上記フォトダイオ−ド１２は合波光Ｐ３を受光して光電
変換し、合波光Ｐ３に対応した電気信号を出力する。フ
ォトダイオ−ド１２の端子には、８０．０００ＭＨｚで
共振するＬＣ共振回路１３が接続されており、フォトダ
イオ−ド１２から出力された電気信号のうち、８０．０
００ＭＨｚ成分のみを共振出力するようになっている。
波器５に入射されると、合波器５は両光を合波し、その
合波光Ｐ３はフォトダイオ−ド１２で受光される。この
合波光Ｐ３は、水平方向に偏光された参照光Ｐ１Ａと、
垂直偏光であり、且つ周波数８０．０００ＭＨｚで変調
された光Ｐ２Ａが、ファラデ−ロ−テ−タ１０で偏光面
が回転され、更に被測定体Ｓの有する偏光性に基づく微
小な偏光面の回転が生じて水平偏光成分が発生した信号
光Ｐ２Ｃが水平偏光子１１の通過により垂直成分が除去
された水平偏光Ｐ２Ｄ成分とが合波されたものである。
上記フォトダイオ−ド１２は合波光Ｐ３を受光して光電
変換し、合波光Ｐ３に対応した電気信号を出力する。フ
ォトダイオ−ド１２の端子には、８０．０００ＭＨｚで
共振するＬＣ共振回路１３が接続されており、フォトダ
イオ−ド１２から出力された電気信号のうち、８０．０
００ＭＨｚ成分のみを共振出力するようになっている。
【００１８】上記ＬＣ共振回路１３から出力された電気
信号は、ダブル・バランスド・ミキサ−（ＤＢＭ）１４
に入力される。このダブル・バランスド・ミキサ−１４
は、ＬＣ共振回路１３から出力された被測定体Ｓによる
微小な偏光面の回転とファラデ−ロ−テ−タ１０による
偏光面の回転との信号を含む８０．０００ＭＨｚ電気信
号と、８０．４５５ＭＨｚ信号発振器１５からの信号と
を入力し、４５５ＫＨｚのビ−ト信号を出力する。この
ビ−ト信号はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１６によ
り、精密に４５５ＫＨｚ±１．２ＫＨｚの範囲のビ−ト
信号１６Ａのみが通過するため、この段階で雑音成分が
ほぼ除去される。そして、バンドパスフィルタ１６を通
過した４５５ＫＨｚのビ−ト信号１６Ａは、ダブル・バ
ランスド・ミキサ−１７に入力される。
信号は、ダブル・バランスド・ミキサ−（ＤＢＭ）１４
に入力される。このダブル・バランスド・ミキサ−１４
は、ＬＣ共振回路１３から出力された被測定体Ｓによる
微小な偏光面の回転とファラデ−ロ−テ−タ１０による
偏光面の回転との信号を含む８０．０００ＭＨｚ電気信
号と、８０．４５５ＭＨｚ信号発振器１５からの信号と
を入力し、４５５ＫＨｚのビ−ト信号を出力する。この
ビ−ト信号はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１６によ
り、精密に４５５ＫＨｚ±１．２ＫＨｚの範囲のビ−ト
信号１６Ａのみが通過するため、この段階で雑音成分が
ほぼ除去される。そして、バンドパスフィルタ１６を通
過した４５５ＫＨｚのビ−ト信号１６Ａは、ダブル・バ
ランスド・ミキサ−１７に入力される。
【００１９】一方、前述したように、信号発振器７の８
０．０００ＭＨｚ信号は音響光学変調器６に入力される
とともに、ダブル・バランスド・ミキサ−１８にも入力
される。また、このダブル・バランスド・ミキサ−１８
には、前述の信号発振器１５からの８０．４５５ＭＨｚ
信号も入力される。従って、このダブル・バランスド・
ミキサ−１８は、両信号発振器の出力信号の周波数の差
を持つ信号１８Ａを発生する。
０．０００ＭＨｚ信号は音響光学変調器６に入力される
とともに、ダブル・バランスド・ミキサ−１８にも入力
される。また、このダブル・バランスド・ミキサ−１８
には、前述の信号発振器１５からの８０．４５５ＭＨｚ
信号も入力される。従って、このダブル・バランスド・
ミキサ−１８は、両信号発振器の出力信号の周波数の差
を持つ信号１８Ａを発生する。
【００２０】上記信号１８Ａは、バンドパスフィルタ１
９により、４５５ＫＨｚ±１．２ＫＨｚの範囲の信号成
分のみが通過される。そしてバンドパスフィルタ１９を
通過した信号１９Ａは、位相器２０で位相シフトされた
あと、信号２０Ａとしてダブル・バランスド・ミキサ−
２１に入力される。
９により、４５５ＫＨｚ±１．２ＫＨｚの範囲の信号成
分のみが通過される。そしてバンドパスフィルタ１９を
通過した信号１９Ａは、位相器２０で位相シフトされた
あと、信号２０Ａとしてダブル・バランスド・ミキサ−
２１に入力される。
【００２１】一方、前記ダブル・バランスド・ミキサ−
１４から出力された４５５ＫＨｚのビ−ト信号は、前述
のバンドパスフィルタ１６を通過するとともに、バンド
パスフィルタ２２により、４５５ＫＨｚ±５．０ＫＨｚ
の範囲の信号成分２２Ａのみが通過し、ダブル・バラン
スド・ミキサ−２１に入力される。
１４から出力された４５５ＫＨｚのビ−ト信号は、前述
のバンドパスフィルタ１６を通過するとともに、バンド
パスフィルタ２２により、４５５ＫＨｚ±５．０ＫＨｚ
の範囲の信号成分２２Ａのみが通過し、ダブル・バラン
スド・ミキサ−２１に入力される。
【００２２】ダブル・バランスド・ミキサ−２１は、上
記信号２０Ａと２２Ａ両信号の周波数の差を有する信号
２１Ａをロックインアンプ２３に入力する。ロックイン
アンプ２３は、信号２１Ａの位相を検出して、信号２３
Ａを出力する。、ＰＩＤ制御回路２４は、その信号２３
ＡのＰＩＤ処理をしたあと、光ヘテロダインビ−ト電気
信号の位相を一定にするための負帰還信号として信号２
４Ａを、前述の圧電素子駆動の反射鏡ＰＺＴに入力す
る。
記信号２０Ａと２２Ａ両信号の周波数の差を有する信号
２１Ａをロックインアンプ２３に入力する。ロックイン
アンプ２３は、信号２１Ａの位相を検出して、信号２３
Ａを出力する。、ＰＩＤ制御回路２４は、その信号２３
ＡのＰＩＤ処理をしたあと、光ヘテロダインビ−ト電気
信号の位相を一定にするための負帰還信号として信号２
４Ａを、前述の圧電素子駆動の反射鏡ＰＺＴに入力す
る。
【００２３】前述のように、バンドパスフィルタ１６を
通過した４５５ＫＨｚのビ−ト信号１６Ａは、ダブル・
バランスド・ミキサ−１７に入力される。また、このダ
ブル・バランスド・ミキサ−１７は、上記４５５ＫＨｚ
のビ−ト信号１６Ａと、バンドパスフィルタ１９からの
信号１９Ａとを合成する。ダブル・バランスド・ミキサ
−１７の出力信号１７ＡはＰＩＤ制御回路２５において
ＰＩＤ処理されたあと、信号１７Ａがゼロになるように
前述のファラデ−ロ−テ−タ１０に対して、ＰＩＤ回路
２５からの信号２５Ａとロックインアンプ２３のレファ
レンス信号とが加算された負帰還信号１０Ａが出力され
る。そして、この制御の際に得られる信号２５Ａを、被
測定体Ｓの旋光度の１乗に比例した出力信号として用い
る。
通過した４５５ＫＨｚのビ−ト信号１６Ａは、ダブル・
バランスド・ミキサ−１７に入力される。また、このダ
ブル・バランスド・ミキサ−１７は、上記４５５ＫＨｚ
のビ−ト信号１６Ａと、バンドパスフィルタ１９からの
信号１９Ａとを合成する。ダブル・バランスド・ミキサ
−１７の出力信号１７ＡはＰＩＤ制御回路２５において
ＰＩＤ処理されたあと、信号１７Ａがゼロになるように
前述のファラデ−ロ−テ−タ１０に対して、ＰＩＤ回路
２５からの信号２５Ａとロックインアンプ２３のレファ
レンス信号とが加算された負帰還信号１０Ａが出力され
る。そして、この制御の際に得られる信号２５Ａを、被
測定体Ｓの旋光度の１乗に比例した出力信号として用い
る。
【００２４】次に、第２実施例について説明する。図２
は、第２実施例の超高感度旋光度測定装置の全体的な構
成を示したブロック図である。以下、この第２実施例の
超高感度旋光度測定装置の構成を作用とともに説明す
る。尚、図１で示した部品と同じような部品について
は、図１と同じ符号を付けている。図２に示すように、
時間的干渉性の高い単一モ−ドの水平偏光レ−ザ光Ｐを
発するレ−ザダイオ−ドの光源１から発せられた光Ｐ
は、フォトアイソレ−タＰ．Ｉを介してビ−ムスプリッ
タ２に入射される。
は、第２実施例の超高感度旋光度測定装置の全体的な構
成を示したブロック図である。以下、この第２実施例の
超高感度旋光度測定装置の構成を作用とともに説明す
る。尚、図１で示した部品と同じような部品について
は、図１と同じ符号を付けている。図２に示すように、
時間的干渉性の高い単一モ−ドの水平偏光レ−ザ光Ｐを
発するレ−ザダイオ−ドの光源１から発せられた光Ｐ
は、フォトアイソレ−タＰ．Ｉを介してビ−ムスプリッ
タ２に入射される。
【００２５】ビ−ムスプリッタ２に入射された光Ｐは、
透過される光Ｐ１と、直角方向に反射される光Ｐ２とに
分割される。尚、上記光Ｐ１は参照光となる一方、光Ｐ
２は信号光となる。参照光Ｐ１は第１の音響光学変調器
（ＡＯＭ）６Ａに入射される。第１の音響光学変調器６
Ａに入射された参照光Ｐ１は、音響光学変調器６Ａにお
いて、信号発振器１５の出力信号により８０．４５５Ｍ
Ｈｚの周波数で変調される。従って第１の音響光学変調
器６Ａを通過した光は、８０．４５５ＭＨｚの周波数で
変調された参照光となる。
透過される光Ｐ１と、直角方向に反射される光Ｐ２とに
分割される。尚、上記光Ｐ１は参照光となる一方、光Ｐ
２は信号光となる。参照光Ｐ１は第１の音響光学変調器
（ＡＯＭ）６Ａに入射される。第１の音響光学変調器６
Ａに入射された参照光Ｐ１は、音響光学変調器６Ａにお
いて、信号発振器１５の出力信号により８０．４５５Ｍ
Ｈｚの周波数で変調される。従って第１の音響光学変調
器６Ａを通過した光は、８０．４５５ＭＨｚの周波数で
変調された参照光となる。
【００２６】一方、信号光Ｐ２は、第２の音響光学変調
器（ＡＯＭ）６Ｂに入射される。第２の音響光学変調器
６Ｂに入射された信号光Ｐ２は、音響光学変調器６Ｂに
おいて、信号発振器７の出力信号により８０．０００Ｍ
Ｈｚの周波数で変調される。従って第２の音響光学変調
器６Ｂを通過した光は、８０．０００ＭＨｚの周波数で
変調された信号光となる。
器（ＡＯＭ）６Ｂに入射される。第２の音響光学変調器
６Ｂに入射された信号光Ｐ２は、音響光学変調器６Ｂに
おいて、信号発振器７の出力信号により８０．０００Ｍ
Ｈｚの周波数で変調される。従って第２の音響光学変調
器６Ｂを通過した光は、８０．０００ＭＨｚの周波数で
変調された信号光となる。
【００２７】第１の音響光学変調器６Ａを通過した参照
光Ｐ１は、１／２波長板３を通過する過程で、偏光面が
９０度回転され、垂直偏光となり偏光子４に入射され
る。そして偏光子４を通過させることにより、偏光方向
が必要な方向のみに絞り込まれた参照光Ｐ１Ａになり、
反射板３１で一部が反射される一方、大半の参照光Ｐ１
Ａは反射板３１を通過し、圧電素子駆動の反射鏡ＰＺＴ
の反射面で直角方向に反射されたあと、偏光子１１Ａを
通過することにより、更に垂直方向の偏光面を持つ光の
みに限定されて合波器５に入射される。上記反射板３１
で反射した参照光Ｐ１Ａは、フォトダイオ−ド３３に入
射され、光電変換されたあと、その出力信号を図示して
いない増幅回路で増幅し、光源１を構成するレ−ザダイ
オ−ドの駆動回路に負帰還させることによって、レ−ザ
ダイオ−ドの発光の振幅ノイズを打ち消し、被測定体Ｓ
の旋光度を超高感度に測定できるようにしている。
光Ｐ１は、１／２波長板３を通過する過程で、偏光面が
９０度回転され、垂直偏光となり偏光子４に入射され
る。そして偏光子４を通過させることにより、偏光方向
が必要な方向のみに絞り込まれた参照光Ｐ１Ａになり、
反射板３１で一部が反射される一方、大半の参照光Ｐ１
Ａは反射板３１を通過し、圧電素子駆動の反射鏡ＰＺＴ
の反射面で直角方向に反射されたあと、偏光子１１Ａを
通過することにより、更に垂直方向の偏光面を持つ光の
みに限定されて合波器５に入射される。上記反射板３１
で反射した参照光Ｐ１Ａは、フォトダイオ−ド３３に入
射され、光電変換されたあと、その出力信号を図示して
いない増幅回路で増幅し、光源１を構成するレ−ザダイ
オ−ドの駆動回路に負帰還させることによって、レ−ザ
ダイオ−ドの発光の振幅ノイズを打ち消し、被測定体Ｓ
の旋光度を超高感度に測定できるようにしている。
【００２８】前記第２の音響光学変調器６Ｂを通過した
８０．０００ＭＨｚの周波数で変調された信号光Ｐ２Ａ
は、反射体８で直角に反射されたあと、偏光子９Ａを通
る過程で水平方向偏光のみに限定されたのち、偏光面回
転装置として機能するファラデ−ロ−テ−タ（Ｆ．
Ｒ．）１０に入射される。ファラデ−ロ−テ−タ１０
は、後述するように、ＰＩＤ回路２５からの信号と、１
１００Ｈｚ発振器３２からの信号とが加算された信号に
より駆動される。
８０．０００ＭＨｚの周波数で変調された信号光Ｐ２Ａ
は、反射体８で直角に反射されたあと、偏光子９Ａを通
る過程で水平方向偏光のみに限定されたのち、偏光面回
転装置として機能するファラデ−ロ−テ−タ（Ｆ．
Ｒ．）１０に入射される。ファラデ−ロ−テ−タ１０
は、後述するように、ＰＩＤ回路２５からの信号と、１
１００Ｈｚ発振器３２からの信号とが加算された信号に
より駆動される。
【００２９】ファラデ−ロ−テ−タ１０の駆動により偏
光面が回転された信号光Ｐ２Ｃは、被測定体Ｓを通過す
る。信号光Ｐ２Ｃが被測定体Ｓを通過すると、被測定体
Ｓの有する偏光性により信号光Ｐ２Ｃに微小な偏光面の
回転を生じる。被測定体Ｓを通過した信号光Ｐ２Ｄは、
被測定体Ｓの有する偏光性に基づく微小な偏光面の回転
により微小な垂直偏光成分が生じた状態で、偏光子１１
Ｂに入射される。そして、偏光子１１Ｂを通過して大部
分の水平偏光成分が除去された垂直偏光信号光Ｐ２Ｅが
合波器５に入射される。
光面が回転された信号光Ｐ２Ｃは、被測定体Ｓを通過す
る。信号光Ｐ２Ｃが被測定体Ｓを通過すると、被測定体
Ｓの有する偏光性により信号光Ｐ２Ｃに微小な偏光面の
回転を生じる。被測定体Ｓを通過した信号光Ｐ２Ｄは、
被測定体Ｓの有する偏光性に基づく微小な偏光面の回転
により微小な垂直偏光成分が生じた状態で、偏光子１１
Ｂに入射される。そして、偏光子１１Ｂを通過して大部
分の水平偏光成分が除去された垂直偏光信号光Ｐ２Ｅが
合波器５に入射される。
【００３０】前記参照光Ｐ１Ａ、及び信号光Ｐ２Ｅが合
波器５に入射されると、合波器５は両光を合波し、その
合波光Ｐ３はフォトダイオ−ド１２で受光される。フォ
トダイオ−ド１２で光電変換された電気信号は、バンド
パスフィルタ１６を通過する過程で４５５ＫＨｚ±１．
２ＫＨｚの範囲の光ヘテロダインビ−ト電気信号となっ
て全波整流器ＲＥＣで全波整流され、ロックインアンプ
２３に入力される。このロックインアンプ２３は、１１
００Ｈｚ発振器３２からの信号を参照信号として入力
し、全波整流器ＲＥＣから出力された信号の中の１１０
０Ｈｚ成分のみを検波し、出力する。
波器５に入射されると、合波器５は両光を合波し、その
合波光Ｐ３はフォトダイオ−ド１２で受光される。フォ
トダイオ−ド１２で光電変換された電気信号は、バンド
パスフィルタ１６を通過する過程で４５５ＫＨｚ±１．
２ＫＨｚの範囲の光ヘテロダインビ−ト電気信号となっ
て全波整流器ＲＥＣで全波整流され、ロックインアンプ
２３に入力される。このロックインアンプ２３は、１１
００Ｈｚ発振器３２からの信号を参照信号として入力
し、全波整流器ＲＥＣから出力された信号の中の１１０
０Ｈｚ成分のみを検波し、出力する。
【００３１】ロックインアンプ２３から出力された信号
は、前述の被測定体Ｓの偏光性に基づく微小な偏光面の
回転角度の１乗に比例した信号になっている。ロックイ
ンアンプ２３から出力された信号は、ＰＩＤ制御回路２
５に入力され、被測定体Ｓの偏光面の回転角度に対応し
た、より精密な信号になる。この信号は偏光面の回転角
度に比例した精密な出力信号として用いられる。
は、前述の被測定体Ｓの偏光性に基づく微小な偏光面の
回転角度の１乗に比例した信号になっている。ロックイ
ンアンプ２３から出力された信号は、ＰＩＤ制御回路２
５に入力され、被測定体Ｓの偏光面の回転角度に対応し
た、より精密な信号になる。この信号は偏光面の回転角
度に比例した精密な出力信号として用いられる。
【００３２】そして、この出力信号は、前述の１１００
Ｈｚ発振器３２からの発振信号と加算された状態で、前
述のファラデ−ロ−テ−タ１０に負帰還される。そし
て、この負帰還信号により、ファラデ−ロ−テ−タ１０
は前述の被測定体Ｓの偏光性に基づく微小な偏光面の回
転を打ち消すような逆の方向の回転をする。ＰＩＤ制御
回路２５の出力信号は、この超高感度旋光度測定装置の
出力信号となる。
Ｈｚ発振器３２からの発振信号と加算された状態で、前
述のファラデ−ロ−テ−タ１０に負帰還される。そし
て、この負帰還信号により、ファラデ−ロ−テ−タ１０
は前述の被測定体Ｓの偏光性に基づく微小な偏光面の回
転を打ち消すような逆の方向の回転をする。ＰＩＤ制御
回路２５の出力信号は、この超高感度旋光度測定装置の
出力信号となる。
【００３３】次に、第３実施例について説明する。図３
は、第３実施例の超高感度旋光度測定装置の全体的な構
成を示したブロック図である。以下、この第３実施例の
超高感度旋光度測定装置の構成を作用とともに説明す
る。尚、図１、図２で示した部品と同じような部品につ
いては、図１及び図２と同じ符号を付けている。図３に
示すように、時間的干渉性の高い単一モ−ドの水平偏光
レ−ザ光Ｐを発するレ−ザダイオ−ドの光源１から発せ
られた光Ｐは、フォトアイソレ−タＰ．Ｉを介してビ−
ムスプリッタ２に入射される。
は、第３実施例の超高感度旋光度測定装置の全体的な構
成を示したブロック図である。以下、この第３実施例の
超高感度旋光度測定装置の構成を作用とともに説明す
る。尚、図１、図２で示した部品と同じような部品につ
いては、図１及び図２と同じ符号を付けている。図３に
示すように、時間的干渉性の高い単一モ−ドの水平偏光
レ−ザ光Ｐを発するレ−ザダイオ−ドの光源１から発せ
られた光Ｐは、フォトアイソレ−タＰ．Ｉを介してビ−
ムスプリッタ２に入射される。
【００３４】ビ−ムスプリッタ２に入射された光Ｐは、
透過される光Ｐ１と、直角方向に反射される光Ｐ２とに
分割される。尚、上記光Ｐ１は参照光となる一方、光Ｐ
２は信号光となる。参照光Ｐ１は第１の音響光学変調器
（ＡＯＭ）６Ａに入射される。第１の音響光学変調器６
Ａに入射された参照光Ｐ１は、音響光学変調器６Ａにお
いて、信号発振器１５の出力信号により８０．４５５Ｍ
Ｈｚの周波数で変調される。従って第１の音響光学変調
器６Ａを通過した光は、８０．４５５ＭＨｚの周波数で
変調された参照光となる。
透過される光Ｐ１と、直角方向に反射される光Ｐ２とに
分割される。尚、上記光Ｐ１は参照光となる一方、光Ｐ
２は信号光となる。参照光Ｐ１は第１の音響光学変調器
（ＡＯＭ）６Ａに入射される。第１の音響光学変調器６
Ａに入射された参照光Ｐ１は、音響光学変調器６Ａにお
いて、信号発振器１５の出力信号により８０．４５５Ｍ
Ｈｚの周波数で変調される。従って第１の音響光学変調
器６Ａを通過した光は、８０．４５５ＭＨｚの周波数で
変調された参照光となる。
【００３５】一方、信号光Ｐ２は、第２の音響光学変調
器（ＡＯＭ）６Ｂに入射される。第２の音響光学変調器
６Ｂに入射された信号光Ｐ２は、音響光学変調器６Ｂに
おいて、信号発振器７の出力信号により８０．０００Ｍ
Ｈｚの周波数で変調される。従って第２の音響光学変調
器６Ｂを通過した光は、８０．０００ＭＨｚの周波数で
変調された信号光となる。
器（ＡＯＭ）６Ｂに入射される。第２の音響光学変調器
６Ｂに入射された信号光Ｐ２は、音響光学変調器６Ｂに
おいて、信号発振器７の出力信号により８０．０００Ｍ
Ｈｚの周波数で変調される。従って第２の音響光学変調
器６Ｂを通過した光は、８０．０００ＭＨｚの周波数で
変調された信号光となる。
【００３６】第１の音響光学変調器６Ａを通過した参照
光Ｐ１は、１／２波長板３を通過する過程で、偏光面が
９０度回転されて垂直偏光となり、偏光子４に入射され
る。そして偏光子４を通過させることにより、垂直偏光
以外の成分が除去された参照光Ｐ１Ａになり、反射板３
１で一部が反射される一方、大半の参照光Ｐ１Ａは反射
板３１を通過し、圧電素子駆動の反射鏡ＰＺＴの反射面
で直角方向に反射されたあと、偏光子１１Ａを通過する
ことにより、更に純度の高い垂直偏光の参照光Ｐ１Ｂと
して合波器５に入射される。上記反射板３１で反射した
参照光Ｐ１Ａは、フォトダイオ−ド３３に入射され、光
電変換されたあと、その出力信号を図示していない増幅
回路で増幅し、光源１を構成するレ−ザダイオ−ドの駆
動回路に負帰還させることによって、レ−ザダイオ−ド
の発光の振幅ノイズを打ち消し、被測定体Ｓの旋光度を
超高感度に測定できるようにしている。
光Ｐ１は、１／２波長板３を通過する過程で、偏光面が
９０度回転されて垂直偏光となり、偏光子４に入射され
る。そして偏光子４を通過させることにより、垂直偏光
以外の成分が除去された参照光Ｐ１Ａになり、反射板３
１で一部が反射される一方、大半の参照光Ｐ１Ａは反射
板３１を通過し、圧電素子駆動の反射鏡ＰＺＴの反射面
で直角方向に反射されたあと、偏光子１１Ａを通過する
ことにより、更に純度の高い垂直偏光の参照光Ｐ１Ｂと
して合波器５に入射される。上記反射板３１で反射した
参照光Ｐ１Ａは、フォトダイオ−ド３３に入射され、光
電変換されたあと、その出力信号を図示していない増幅
回路で増幅し、光源１を構成するレ−ザダイオ−ドの駆
動回路に負帰還させることによって、レ−ザダイオ−ド
の発光の振幅ノイズを打ち消し、被測定体Ｓの旋光度を
超高感度に測定できるようにしている。
【００３７】前記第２の音響光学変調器６Ｂを通過した
８０．０００ＭＨｚの周波数で変調された信号光Ｐ２Ａ
は、反射体８で直角に反射されたあと、偏光子９Ａを通
る過程で水平偏光以外の光が除去されて純度の高い水平
偏光となって、偏光面回転装置として機能するファラデ
−ロ−テ−タ（Ｆ．Ｒ．）１０に入射される。ファラデ
−ロ−テ−タ１０の駆動により偏光面が回転された信号
光Ｐ２Ｂは、被測定体Ｓを通過する。信号光Ｐ２Ｂが被
測定体Ｓを通過すると、被測定体Ｓの有する偏光性によ
り信号光Ｐ２Ｂに微小な偏光面の回転を生じる。そし
て、前記ファラデ−ロ−テ−タ１０と被測定体Ｓとの通
過によって生じた偏光面の回転に基づいて発生した垂直
偏光成分のみが偏光子１１Ｂを通過し、信号光Ｐ２Ｃと
なって、合波器５に入射される。
８０．０００ＭＨｚの周波数で変調された信号光Ｐ２Ａ
は、反射体８で直角に反射されたあと、偏光子９Ａを通
る過程で水平偏光以外の光が除去されて純度の高い水平
偏光となって、偏光面回転装置として機能するファラデ
−ロ−テ−タ（Ｆ．Ｒ．）１０に入射される。ファラデ
−ロ−テ−タ１０の駆動により偏光面が回転された信号
光Ｐ２Ｂは、被測定体Ｓを通過する。信号光Ｐ２Ｂが被
測定体Ｓを通過すると、被測定体Ｓの有する偏光性によ
り信号光Ｐ２Ｂに微小な偏光面の回転を生じる。そし
て、前記ファラデ−ロ−テ−タ１０と被測定体Ｓとの通
過によって生じた偏光面の回転に基づいて発生した垂直
偏光成分のみが偏光子１１Ｂを通過し、信号光Ｐ２Ｃと
なって、合波器５に入射される。
【００３８】前記参照光Ｐ１Ｂ、及び信号光Ｐ２Ｃが合
波器５に入射されると、合波器５は両光を合波し、その
合波光Ｐ３がフォトダイオ−ド１２で受光される。フォ
トダイオ−ド１２で光電変換された電気信号は、バンド
パスフィルタ１６を通過する過程で４５５ＫＨｚ±１．
２ＫＨｚの範囲の光ヘテロダインビ−ト電気信号とな
る。
波器５に入射されると、合波器５は両光を合波し、その
合波光Ｐ３がフォトダイオ−ド１２で受光される。フォ
トダイオ−ド１２で光電変換された電気信号は、バンド
パスフィルタ１６を通過する過程で４５５ＫＨｚ±１．
２ＫＨｚの範囲の光ヘテロダインビ−ト電気信号とな
る。
【００３９】このビ−ト電気信号はバンドパスフィルタ
（ＢＰＦ）１６により、精密に４５５ＫＨｚ±１．２Ｋ
Ｈｚの範囲のビ−ト信号１６Ａのみが通過されるため、
この段階で雑音成分がほぼ除去される。そして、バンド
パスフィルタ１６を通過した４５５ＫＨｚのビ−ト信号
１６Ａは、ダブル・バランスド・ミキサ−１７に入力さ
れる。一方、前述の信号発振器７の８０．０００ＭＨｚ
信号はダブル・バランスド・ミキサ−１８にも入力され
る。またこのダブル・バランスド・ミキサ−１８には、
前述の信号発振器１５からの８０．４５５ＭＨｚ信号も
入力される。従って、このダブル・バランスド・ミキサ
−１８は、両信号発振器の出力信号の周波数の差を持つ
信号１８Ａを発生する。
（ＢＰＦ）１６により、精密に４５５ＫＨｚ±１．２Ｋ
Ｈｚの範囲のビ−ト信号１６Ａのみが通過されるため、
この段階で雑音成分がほぼ除去される。そして、バンド
パスフィルタ１６を通過した４５５ＫＨｚのビ−ト信号
１６Ａは、ダブル・バランスド・ミキサ−１７に入力さ
れる。一方、前述の信号発振器７の８０．０００ＭＨｚ
信号はダブル・バランスド・ミキサ−１８にも入力され
る。またこのダブル・バランスド・ミキサ−１８には、
前述の信号発振器１５からの８０．４５５ＭＨｚ信号も
入力される。従って、このダブル・バランスド・ミキサ
−１８は、両信号発振器の出力信号の周波数の差を持つ
信号１８Ａを発生する。
【００４０】上記信号１８Ａは、バンドパスフィルタ１
９により、４５５ＫＨｚ±１．２ＫＨｚの範囲の信号成
分のみが通過される。そしてバンドパスフィルタ１９を
通過した信号１９Ａは、位相器２０で位相シフトされた
あと、信号２０Ａとしてダブル・バランスド・ミキサ−
２１に入力される。
９により、４５５ＫＨｚ±１．２ＫＨｚの範囲の信号成
分のみが通過される。そしてバンドパスフィルタ１９を
通過した信号１９Ａは、位相器２０で位相シフトされた
あと、信号２０Ａとしてダブル・バランスド・ミキサ−
２１に入力される。
【００４１】一方、フォトダイオ−ド１２で光電変換さ
れた電気信号は、前述のバンドパスフィルタ１６を通過
するとともに、バンドパスフィルタ２２により、４５５
ＫＨｚ±５．０ＫＨｚの範囲の信号成分２２Ａのみとな
り、ダブル・バランスド・ミキサ−２１に入力される。
れた電気信号は、前述のバンドパスフィルタ１６を通過
するとともに、バンドパスフィルタ２２により、４５５
ＫＨｚ±５．０ＫＨｚの範囲の信号成分２２Ａのみとな
り、ダブル・バランスド・ミキサ−２１に入力される。
【００４２】ダブル・バランスド・ミキサ−２１は、上
記信号２０Ａと２２Ａ両信号の周波数の差を有する信号
２１Ａをロックインアンプ２３に入力する。ロックイン
アンプ２３は、信号２１Ａの位相を検出し、ＰＩＤ制御
回路２４において、その信号２３ＡのＰＩＤ処理をした
あと、光ヘテロダインビ−ト電気信号の位相を一定にす
るための負帰還信号として、信号２４Ａを、前述の圧電
素子駆動の反射鏡ＰＺＴに入力する。
記信号２０Ａと２２Ａ両信号の周波数の差を有する信号
２１Ａをロックインアンプ２３に入力する。ロックイン
アンプ２３は、信号２１Ａの位相を検出し、ＰＩＤ制御
回路２４において、その信号２３ＡのＰＩＤ処理をした
あと、光ヘテロダインビ−ト電気信号の位相を一定にす
るための負帰還信号として、信号２４Ａを、前述の圧電
素子駆動の反射鏡ＰＺＴに入力する。
【００４３】前述のように、バンドパスフィルタ１６を
通過した４５５ＫＨｚのビ−ト信号１６Ａは、ダブル・
バランスド・ミキサ−１７に入力される。また、このダ
ブル・バランスド・ミキサ−１７は、上記４５５ＫＨｚ
のビ−ト信号１６Ａと、バンドパスフィルタ１９からの
信号１９Ａとを合成する。ダブル・バランスド・ミキサ
−１７の出力信号１７ＡはＰＩＤ制御回路２５において
ＰＩＤ処理されたあと、信号１７Ａがゼロになるよう
に、ＰＩＤ回路２５からの信号２５Ａとロックインアン
プ２３のレファレンス信号とが加算された負帰還信号１
０Ａとして、前述のファラデ−ロ−テ−タ１０に入力さ
れる。この負帰還制御の際に得られる信号２５Ａを、被
測定体Ｓの旋光度の１乗に比例した出力信号として用い
る。
通過した４５５ＫＨｚのビ−ト信号１６Ａは、ダブル・
バランスド・ミキサ−１７に入力される。また、このダ
ブル・バランスド・ミキサ−１７は、上記４５５ＫＨｚ
のビ−ト信号１６Ａと、バンドパスフィルタ１９からの
信号１９Ａとを合成する。ダブル・バランスド・ミキサ
−１７の出力信号１７ＡはＰＩＤ制御回路２５において
ＰＩＤ処理されたあと、信号１７Ａがゼロになるよう
に、ＰＩＤ回路２５からの信号２５Ａとロックインアン
プ２３のレファレンス信号とが加算された負帰還信号１
０Ａとして、前述のファラデ−ロ−テ−タ１０に入力さ
れる。この負帰還制御の際に得られる信号２５Ａを、被
測定体Ｓの旋光度の１乗に比例した出力信号として用い
る。
【００４４】以上の実施例では、一般的な多重散乱体と
しての被測定体Ｓを示したが、指、あるいは耳たぶなど
を被測定体として、これに偏光信号光を透過させること
により、被測定体の偏光性に基づく微小な偏光面の回転
角度を測定し、人体を含む生体における血糖値、あるい
はコレステロ−ル値などを無侵襲に測定することができ
る。また、透明な物体は勿論、濁った物体の偏光性に基
づく微小な偏光面の回転角度を精密に測定することがで
きる。
しての被測定体Ｓを示したが、指、あるいは耳たぶなど
を被測定体として、これに偏光信号光を透過させること
により、被測定体の偏光性に基づく微小な偏光面の回転
角度を測定し、人体を含む生体における血糖値、あるい
はコレステロ−ル値などを無侵襲に測定することができ
る。また、透明な物体は勿論、濁った物体の偏光性に基
づく微小な偏光面の回転角度を精密に測定することがで
きる。
【００４５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、雑音が十
分に除去された状態で、被測定体の偏光性に基づく微小
な偏光面の回転角度の１乗に比例した信号を出力するこ
とができる。従って、極めて小さな回転角度であって
も、雑音が十分に除去されているため、高い増幅率での
増幅が可能であり、高精度に旋光度を測定することがで
きる。そのため、これを基本技術として、人体を含む生
体における血糖値、あるいはコレステロ−ル値などを、
高精度で、無侵襲に測定するための展望を開くものであ
る。また、本発明は、多重散乱体の偏光性に基づく微小
な偏光面の回転角度を超高感度に測定することができる
ため、医学分野はもとより、バイオテクノロジイ分野、
工学の分野等における応用が可能である。
分に除去された状態で、被測定体の偏光性に基づく微小
な偏光面の回転角度の１乗に比例した信号を出力するこ
とができる。従って、極めて小さな回転角度であって
も、雑音が十分に除去されているため、高い増幅率での
増幅が可能であり、高精度に旋光度を測定することがで
きる。そのため、これを基本技術として、人体を含む生
体における血糖値、あるいはコレステロ−ル値などを、
高精度で、無侵襲に測定するための展望を開くものであ
る。また、本発明は、多重散乱体の偏光性に基づく微小
な偏光面の回転角度を超高感度に測定することができる
ため、医学分野はもとより、バイオテクノロジイ分野、
工学の分野等における応用が可能である。
【図１】本発明の第１実施例の全体的な構成を示したブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】本発明の第２実施例の全体的な構成を示したブ
ロック図である。
ロック図である。
【図３】本発明の第３実施例の全体的な構成を示したブ
ロック図である。
ロック図である。
１ 光源 ６，６Ａ．６Ｂ 音響光学変調器 ７ ８０．０００ＭＨｚ発振器 ８ 反射体 １０ ファラデ−ロ−テ−タ（偏光面回転
手段） １２，３３ フォトダイオ−ド（光電変換手段） １５ ８０．４５５ＭＨｚ発振器 １６，１９，２２ バンドパスフィルタ １７，１８，２１ ダブル・バランスド・ミキサ− ２０ 位相器 ２３ ロックインアンプ ２４，２５ ＰＩＤ制御回路 ＰＺＴ 圧電素子駆動の反射鏡 Ｓ 被測定体
手段） １２，３３ フォトダイオ−ド（光電変換手段） １５ ８０．４５５ＭＨｚ発振器 １６，１９，２２ バンドパスフィルタ １７，１８，２１ ダブル・バランスド・ミキサ− ２０ 位相器 ２３ ロックインアンプ ２４，２５ ＰＩＤ制御回路 ＰＺＴ 圧電素子駆動の反射鏡 Ｓ 被測定体
Claims (6)
- 【請求項１】 光源から発光された時間的干渉性を有す
る光を信号光と参照光とに分割し、その信号光を変調手
段により所定の周波数で変調したうえ、その変調信号光
と参照光との偏光面をそれぞれ所定の方向に偏光した状
態で、その偏光信号光を被測定体を通過させるととも
に、その被測定体を通過した偏光信号光と前記参照光と
の合波光を光電変換手段で光電変換する光路に、前記信
号光と参照光との光路長の差を電気的に可変する光路長
可変手段及び機械駆動式光路長可変手段と、前記偏光信
号光の偏光面を回転させる偏光面回転手段とを配設し、
前記光電変換手段で光電変換された光ヘテロダインビ−
ト電気信号の強度を最大にするために前記機械駆動式光
路長可変手段を調整し、且つ位相を一定にするために前
記光路長可変手段を制御するとともに、前記被測定体の
偏光特性に応じた偏光面の回転角度の１乗に比例した旋
光角度信号を得るために前記偏光信号光と前記参照光の
偏光面が一定の角度を成すように前記偏光面回転手段を
制御することを特徴とする超高感度旋光度測定装置。 - 【請求項２】 参照光の光路に、信号光の変調周波数と
異なる周波数で参照光を変調する変調手段を設けたこと
を特徴とする請求項１記載の超高感度旋光度測定装置。 - 【請求項３】 光源から発光された時間的干渉性を有す
る光を信号光と参照光とに分割し、その信号光と参照光
とをそれぞれ第１、第２の変調手段により異なった周波
数で変調したうえ、変調信号光と変調参照光との偏光面
をそれぞれ所定の方向に偏光した状態で、その偏光信号
光を被測定体を通過させるとともに、その被測定体を通
過した偏光信号光と前記偏光参照光との合波光を光電変
換手段で光電変換する光路に、前記信号光と参照光との
光路長の差を電気的に可変する光路長可変手段と、前記
偏光信号光の偏光面を回転させる偏光面回転手段とを配
設し、前記光路長可変手段を所定周波数の信号で駆動す
るとともに、前記被測定体の偏光特性に応じた偏光面の
回転角度の１乗に比例した旋光角度信号を得るために前
記偏光信号光と前記偏光参照光の偏光面が一定の角度を
成すように前記偏光面回転手段を制御することを特徴と
する超高感度旋光度測定装置。 - 【請求項４】 光源から発光された時間的干渉性を有す
る光を信号光と参照光とに分割し、その信号光と参照光
とをそれぞれ第１、第２の変調手段により異なった周波
数で変調したうえ、変調信号光と変調参照光との偏光面
をそれぞれ所定の方向に偏光した状態で、その偏光信号
光を被測定体を通過させるとともに、その被測定体を通
過した偏光信号光と前記偏光参照光との合波光を光電変
換手段で光電変換する光路に、前記信号光と参照光との
光路長の差を電気的に可変する光路長可変手段と、前記
偏光信号光の偏光面を回転させる偏光面回転手段とを配
設し、前記光電変換手段で光電変換された前記偏光信号
光と偏光参照光の光ヘテロダインビ−ト電気信号の位相
を一定にするために前記光路長可変手段を制御するとと
もに、前記被測定体の偏光特性に応じた偏光面の回転角
度の１乗に比例した旋光角度信号を得るために前記偏光
信号光と前記偏光参照光の偏光面が一定の角度を成すよ
うに前記偏光面回転手段を制御することを特徴とする超
高感度旋光度測定装置。 - 【請求項５】 光源は半導体発光素子を用いるととも
に、光路長可変手段は圧電素子駆動あるいは磁歪素子駆
動の反射鏡を用い、更に偏光面回転手段はファラデ−ロ
−テ−タを用いたことを特徴とする請求項１，２，３又
は４記載の超高感度旋光度測定装置。 - 【請求項６】 光源から発光された光を検出して光電変
換したうえ、その電気信号を光源に負帰還させることに
より、光源から発光された光の振幅ノイズを消去するよ
うにしたことを特徴とする請求項１，２，３，４又は５
記載の超高感度旋光度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7171004A JP2733040B2 (ja) | 1995-07-06 | 1995-07-06 | 超高感度旋光度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7171004A JP2733040B2 (ja) | 1995-07-06 | 1995-07-06 | 超高感度旋光度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0921746A true JPH0921746A (ja) | 1997-01-21 |
| JP2733040B2 JP2733040B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=15915327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7171004A Expired - Lifetime JP2733040B2 (ja) | 1995-07-06 | 1995-07-06 | 超高感度旋光度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2733040B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105300891A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-02-03 | 上海理工大学 | 基于重心算法的激光调频双光路旋光仪及测量方法 |
| CN115060659A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-09-16 | 天津大学 | 基于比例法和快速数字锁相解调算法的旋光角测量方法 |
-
1995
- 1995-07-06 JP JP7171004A patent/JP2733040B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105300891A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-02-03 | 上海理工大学 | 基于重心算法的激光调频双光路旋光仪及测量方法 |
| CN105300891B (zh) * | 2015-11-17 | 2017-12-26 | 上海理工大学 | 基于重心算法的激光调频双光路旋光仪及测量方法 |
| CN115060659A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-09-16 | 天津大学 | 基于比例法和快速数字锁相解调算法的旋光角测量方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2733040B2 (ja) | 1998-03-30 |
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