JPH10267846A - レーザ照射／取り込み光学装置 - Google Patents
レーザ照射／取り込み光学装置Info
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- JPH10267846A JPH10267846A JP7488597A JP7488597A JPH10267846A JP H10267846 A JPH10267846 A JP H10267846A JP 7488597 A JP7488597 A JP 7488597A JP 7488597 A JP7488597 A JP 7488597A JP H10267846 A JPH10267846 A JP H10267846A
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- irradiation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被検試料の種類等に関係なくＳ／Ｎを向上さ
せることができる。 【解決手段】 レーザ照射／取り込み光学装置におい
て、中心にレーザ光５を照射するための照射用ファイバ
を配置すると共に、周囲に散乱光６を取り込むための受
光用ファイバを配置した同軸ファイバ１と、該同軸ファ
イバ１の先端と被検試料４との間に配置され、レーザ光
５を照射する小口径の照射レンズ２と散乱光６を前記小
口径の照射レンズ２の外側で取り込む大口径の受光レン
ズ３により構成した照射／取り込みレンズとを備え、被
検試料４にレーザ光５を照射して被検試料からの散乱光
６を取り込む。
せることができる。 【解決手段】 レーザ照射／取り込み光学装置におい
て、中心にレーザ光５を照射するための照射用ファイバ
を配置すると共に、周囲に散乱光６を取り込むための受
光用ファイバを配置した同軸ファイバ１と、該同軸ファ
イバ１の先端と被検試料４との間に配置され、レーザ光
５を照射する小口径の照射レンズ２と散乱光６を前記小
口径の照射レンズ２の外側で取り込む大口径の受光レン
ズ３により構成した照射／取り込みレンズとを備え、被
検試料４にレーザ光５を照射して被検試料からの散乱光
６を取り込む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検試料にレーザ
光を照射して被検試料からの散乱光を取り込むレーザ照
射／取り込み光学装置に関する。
光を照射して被検試料からの散乱光を取り込むレーザ照
射／取り込み光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電線の被覆は、いたみが激しくなるとひ
び割れ等により漏電が生じるため、従来は、配線された
場所でいたみ具合を調べ、あるいは一定の期間を経過し
たことを目安に電線を取り替えている。そこで、このよ
うな電線の被覆のいたみ等を評価するために、レーザラ
マン測定の利用が考えられている。実験室規模における
物質の分析の場合には、分析対象となる物質をサンプリ
ングし実験室に持ち込んで測定を行うことができるが、
上記のような電線の被覆の検査等の場合には、対象とな
る物質をサンプルとして持ち込むことは難しい。そのた
め、光ファイバを用いて、レーザラマン装置から離れた
位置で被検対象へのレーザ照射及び測定光の取り込みを
行うことのできるレーザ照射／取り込み光学装置が開発
されている。
び割れ等により漏電が生じるため、従来は、配線された
場所でいたみ具合を調べ、あるいは一定の期間を経過し
たことを目安に電線を取り替えている。そこで、このよ
うな電線の被覆のいたみ等を評価するために、レーザラ
マン測定の利用が考えられている。実験室規模における
物質の分析の場合には、分析対象となる物質をサンプリ
ングし実験室に持ち込んで測定を行うことができるが、
上記のような電線の被覆の検査等の場合には、対象とな
る物質をサンプルとして持ち込むことは難しい。そのた
め、光ファイバを用いて、レーザラマン装置から離れた
位置で被検対象へのレーザ照射及び測定光の取り込みを
行うことのできるレーザ照射／取り込み光学装置が開発
されている。
【０００３】図２はこのような用途に用いられるレーザ
照射／取り込み光学系の構成例を示す図、図３は照射レ
ーザと被検試料との関係を示す図であり、１１はフィル
タ、１２は反射鏡、１３、２０は位置決め部、１４、１
９は光ファイバ、１５はファイバ結合部、１６は２芯同
軸ファイバ、１７、２１はレンズ、１８は被検試料、２
２は白色光源を示す。
照射／取り込み光学系の構成例を示す図、図３は照射レ
ーザと被検試料との関係を示す図であり、１１はフィル
タ、１２は反射鏡、１３、２０は位置決め部、１４、１
９は光ファイバ、１５はファイバ結合部、１６は２芯同
軸ファイバ、１７、２１はレンズ、１８は被検試料、２
２は白色光源を示す。
【０００４】レーザラマン測定では、物質にレーザ光を
照射してその散乱光を取り込んで分光器で得られるスペ
クトルにより物質の分析が行われる。図２に示す光学系
では、レーザ光源（図示せず）から発信されたレーザ光
がフィルタ１１から反射鏡１２を通して光ファイバ１４
に導入され、レンズ１７より被検試料１８に照射され
る。そして、被検試料１８からの散乱光がレンズ１７に
より受光されて光ファイバ１９、レンズ２１を通して図
示左方の分光器（図示せず）に導かれる。
照射してその散乱光を取り込んで分光器で得られるスペ
クトルにより物質の分析が行われる。図２に示す光学系
では、レーザ光源（図示せず）から発信されたレーザ光
がフィルタ１１から反射鏡１２を通して光ファイバ１４
に導入され、レンズ１７より被検試料１８に照射され
る。そして、被検試料１８からの散乱光がレンズ１７に
より受光されて光ファイバ１９、レンズ２１を通して図
示左方の分光器（図示せず）に導かれる。
【０００５】ここで、位置決め部１３、２０は、光ファ
イバ１４、１９の端部の位置決めを行うものである。２
芯同軸ファイバ１６は、照射側の光ファイバ（単芯ファ
イバ）１４を中心にして、その周囲に取り込み側の光フ
ァイバ（ファイババンドル）１９を配置し、照射用と共
に取り込み用にも用いるファイバであり、ファイバ結合
部１５は、照射側の光ファイバ１４と取り込み側の光フ
ァイバ１９とを束ねて２芯同軸ファイバ１６にまとめる
ためのものである。また、白色光源２２から発生した白
色光（可視光）は、散乱光とは逆方向に進み、レンズ２
１、光ファイバ１９、レンズ１７を介して試料面にスポ
ットとして照射される。この白色光スポットが試料面上
の測定位置を示している。このようなレーザ照射／取り
込み光学系では、例えば図示のように３００ｍＷのレー
ザ光がフィルタ１１を通して導入されると、ほぼ１／３
まで減衰した１００ｍＷのレーザ光として被検試料１８
に照射される。
イバ１４、１９の端部の位置決めを行うものである。２
芯同軸ファイバ１６は、照射側の光ファイバ（単芯ファ
イバ）１４を中心にして、その周囲に取り込み側の光フ
ァイバ（ファイババンドル）１９を配置し、照射用と共
に取り込み用にも用いるファイバであり、ファイバ結合
部１５は、照射側の光ファイバ１４と取り込み側の光フ
ァイバ１９とを束ねて２芯同軸ファイバ１６にまとめる
ためのものである。また、白色光源２２から発生した白
色光（可視光）は、散乱光とは逆方向に進み、レンズ２
１、光ファイバ１９、レンズ１７を介して試料面にスポ
ットとして照射される。この白色光スポットが試料面上
の測定位置を示している。このようなレーザ照射／取り
込み光学系では、例えば図示のように３００ｍＷのレー
ザ光がフィルタ１１を通して導入されると、ほぼ１／３
まで減衰した１００ｍＷのレーザ光として被検試料１８
に照射される。
【０００６】上記レーザ照射／取り込み光学系では、レ
ンズ１７により集光されたレーザ光による散乱光は、再
びレンズ１７により受光され、２芯同軸ファイバ１６に
戻るので、その結像点は、図３（Ａ）に示すように２芯
同軸ファイバ１６の中心の照射用光ファイバの出射口に
生じる。そのため、中心の照射用光ファイバの周囲に配
置される取り込み用光ファイバにおいては、被検試料１
８を図３（Ｂ）に示す被検試料１８′のようにレーザ集
光点のやや手前においたところで、最大の受光効率が得
られる。
ンズ１７により集光されたレーザ光による散乱光は、再
びレンズ１７により受光され、２芯同軸ファイバ１６に
戻るので、その結像点は、図３（Ａ）に示すように２芯
同軸ファイバ１６の中心の照射用光ファイバの出射口に
生じる。そのため、中心の照射用光ファイバの周囲に配
置される取り込み用光ファイバにおいては、被検試料１
８を図３（Ｂ）に示す被検試料１８′のようにレーザ集
光点のやや手前においたところで、最大の受光効率が得
られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図４はレーザ光を照射
し散乱光を受光するレンズと被検試料の位置との関係を
説明するための図、図５はＳｉを被検試料とし照射光集
光位置に対し−２ｍｍの位置に設定した場合のスペクト
ルの例を示す図、図６はＳｉを被検試料とし試料位置を
−２ｍｍから＋９ｍｍまで変化させたときのスペクトル
のピーク付近を拡大して示した図、図７はＳｉを被検試
料とした時の試料位置とピークとの関係を示す図、図８
はＮａ2 ＳＯ4 ぺレットを被検試料とし集光位置に対し
−２ｍｍの位置に設定した場合のスペクトルの例を示す
図、図９はＮａ2 ＳＯ4 ペレットを被検試料とした時の
試料位置とピークとの関係を示す図である。
し散乱光を受光するレンズと被検試料の位置との関係を
説明するための図、図５はＳｉを被検試料とし照射光集
光位置に対し−２ｍｍの位置に設定した場合のスペクト
ルの例を示す図、図６はＳｉを被検試料とし試料位置を
−２ｍｍから＋９ｍｍまで変化させたときのスペクトル
のピーク付近を拡大して示した図、図７はＳｉを被検試
料とした時の試料位置とピークとの関係を示す図、図８
はＮａ2 ＳＯ4 ぺレットを被検試料とし集光位置に対し
−２ｍｍの位置に設定した場合のスペクトルの例を示す
図、図９はＮａ2 ＳＯ4 ペレットを被検試料とした時の
試料位置とピークとの関係を示す図である。
【０００８】レーザ照射／取り込み光学系において、い
ま、図４に示すようにφ２００μｍの光ファイバ１４、
１９によりφ４ｍｍの２芯同軸ファイバ１６を構成し、
レンズ１７による照射レーザ光の集光位置を「０」とし
て、この集光位置から−２〜１０ｍｍの範囲で変化させ
た場合について観察する。
ま、図４に示すようにφ２００μｍの光ファイバ１４、
１９によりφ４ｍｍの２芯同軸ファイバ１６を構成し、
レンズ１７による照射レーザ光の集光位置を「０」とし
て、この集光位置から−２〜１０ｍｍの範囲で変化させ
た場合について観察する。
【０００９】まず、Ｓｉの被検試料を集光位置に対し−
２ｍｍの位置、図４の１番下のラインに置いた場合のス
ペクトルは、図５に示すようにラマンシフト５２０ｃｍ
-1にピークが出現している。しかし、被検試料の位置を
図４の１番下のラインから上方に徐々に上げてゆくと、
ピークの強度は図６に示すように変化する。そのピーク
の値は、図７に示すように４〜５ｍｍのラインまで増大
してから減少する傾向を示している。これに対して、Ｎ
ａ2 ＳＯ4 ペレットを被検試料とした場合には、−２ｍ
ｍの位置で図８に示すようにラマンシフト１０００ｃｍ
-1付近にピークが出現し、被検試料の位置を図４の１番
下のラインから上方に徐々に上げてゆくと、ピークの値
は、図９に示すように６ｍｍのラインまで増大してから
減少する傾向を示している。
２ｍｍの位置、図４の１番下のラインに置いた場合のス
ペクトルは、図５に示すようにラマンシフト５２０ｃｍ
-1にピークが出現している。しかし、被検試料の位置を
図４の１番下のラインから上方に徐々に上げてゆくと、
ピークの強度は図６に示すように変化する。そのピーク
の値は、図７に示すように４〜５ｍｍのラインまで増大
してから減少する傾向を示している。これに対して、Ｎ
ａ2 ＳＯ4 ペレットを被検試料とした場合には、−２ｍ
ｍの位置で図８に示すようにラマンシフト１０００ｃｍ
-1付近にピークが出現し、被検試料の位置を図４の１番
下のラインから上方に徐々に上げてゆくと、ピークの値
は、図９に示すように６ｍｍのラインまで増大してから
減少する傾向を示している。
【００１０】上記の観察から明らかなように、照射光集
光位置を基準にした場合、最大の受光効率を得る被検試
料の位置は、照射光の集光位置よりも手前にくることが
分かる。これは、図４における照射レーザ光５の集光位
置Ｏに試料を配置した場合、その集光位置で発生した散
乱光は照射レーザ光の光路を逆進し、照射光用光ファイ
バの位置へ到達するため、その周囲の取り込み用光ファ
イバに入射しにくくなって受光効率が低下するのに対
し、試料を図４における＋９ｍｍの位置に配置した場
合、その位置から発生した散乱光６は、図４における破
線をたどって取り込み用光ファイバの全面にわたって入
射し取り込まれるので、最大の受光効率が得られるから
である。
光位置を基準にした場合、最大の受光効率を得る被検試
料の位置は、照射光の集光位置よりも手前にくることが
分かる。これは、図４における照射レーザ光５の集光位
置Ｏに試料を配置した場合、その集光位置で発生した散
乱光は照射レーザ光の光路を逆進し、照射光用光ファイ
バの位置へ到達するため、その周囲の取り込み用光ファ
イバに入射しにくくなって受光効率が低下するのに対
し、試料を図４における＋９ｍｍの位置に配置した場
合、その位置から発生した散乱光６は、図４における破
線をたどって取り込み用光ファイバの全面にわたって入
射し取り込まれるので、最大の受光効率が得られるから
である。
【００１１】ところが、試料を図４の＋９ｍｍの位置に
配置した場合、照射レーザ光５の照射領域（面積）Ｚは
集光位置に比べて桁違いに広がってしまうため、広い範
囲についての分析結果しか得られない。一方、試料を基
準位置０に配置した場合には、受光効率は低下するもの
の、特定微小領域についての分析結果を得ることができ
る。このように、従来の構成では、微小領域を測定する
場合には受光効率の低下が避けられず、受光効率を優先
すると分析領域が広がることが避けられなかった。その
ため操作者は、試料あるいは測定の目的に応じて、微小
領域分析を優先して試料を基準位置（照射光の集光位
置）に配置するか、受光効率を優先して試料を基準位置
よりも手前に配置するかを選択しなければならなかっ
た。
配置した場合、照射レーザ光５の照射領域（面積）Ｚは
集光位置に比べて桁違いに広がってしまうため、広い範
囲についての分析結果しか得られない。一方、試料を基
準位置０に配置した場合には、受光効率は低下するもの
の、特定微小領域についての分析結果を得ることができ
る。このように、従来の構成では、微小領域を測定する
場合には受光効率の低下が避けられず、受光効率を優先
すると分析領域が広がることが避けられなかった。その
ため操作者は、試料あるいは測定の目的に応じて、微小
領域分析を優先して試料を基準位置（照射光の集光位
置）に配置するか、受光効率を優先して試料を基準位置
よりも手前に配置するかを選択しなければならなかっ
た。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、微小領域であっても受光効率の高
い測定を行うことのできるレーザ照射／取り込み光学装
置を提供するものである。
決するものであって、微小領域であっても受光効率の高
い測定を行うことのできるレーザ照射／取り込み光学装
置を提供するものである。
【００１３】そのために本発明は、被検試料にレーザ光
を照射して被検試料からの散乱光を取り込むレーザ照射
／取り込み光学装置において、中心にレーザ光を照射す
るための照射用ファイバを配置すると共に、周囲に散乱
光を取り込むための受光用ファイバを配置した同軸ファ
イバと、該同軸ファイバの先端と被検試料との間に配置
され、レーザ光を照射する小口径のレンズと散乱光を前
記小口径のレンズの外側で取り込む大口径のレンズによ
り構成した照射／取り込みレンズとを備えたことを特徴
とするものである。
を照射して被検試料からの散乱光を取り込むレーザ照射
／取り込み光学装置において、中心にレーザ光を照射す
るための照射用ファイバを配置すると共に、周囲に散乱
光を取り込むための受光用ファイバを配置した同軸ファ
イバと、該同軸ファイバの先端と被検試料との間に配置
され、レーザ光を照射する小口径のレンズと散乱光を前
記小口径のレンズの外側で取り込む大口径のレンズによ
り構成した照射／取り込みレンズとを備えたことを特徴
とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係るレーザ照射
／取り込み光学装置の実施の形態を示す図であり、１は
２芯同軸ファイバ、１′は照射用光ファイバ、２は照射
レンズ、２′は複合レンズ、３は受光レンズ、３−１、
３−２は反射面、４は被検試料、５は照射レーザ光、６
は散乱光を示す。
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係るレーザ照射
／取り込み光学装置の実施の形態を示す図であり、１は
２芯同軸ファイバ、１′は照射用光ファイバ、２は照射
レンズ、２′は複合レンズ、３は受光レンズ、３−１、
３−２は反射面、４は被検試料、５は照射レーザ光、６
は散乱光を示す。
【００１５】図１（Ａ）において、２芯同軸ファイバ１
は、照射側の光ファイバを中心にして、その周囲に取り
込み側の光ファイバを同軸配置し、照射用と共に取り込
み用にも用いるファイバであり、両ファイバの端面を同
じにしたものである。照射レンズ２は、２芯同軸ファイ
バ１の中心に配置された照射側の光ファイバからの照射
レーザ光５を集光する小口径のレンズであり、照射レー
ザ光５の口径に合わせてレンズ口径を小さくしている。
受光レンズ３は、被検試料４からの散乱光６を照射レン
ズ２の外側から散乱光を受光し、２芯同軸ファイバ１の
取り込み用の光ファイバに集光する大口径のレンズであ
り、しかも、照射レンズ２によって集光された照射レー
ザ光５を被検試料４の表面に導入するため、光軸付近に
くり抜いて孔を空けている。
は、照射側の光ファイバを中心にして、その周囲に取り
込み側の光ファイバを同軸配置し、照射用と共に取り込
み用にも用いるファイバであり、両ファイバの端面を同
じにしたものである。照射レンズ２は、２芯同軸ファイ
バ１の中心に配置された照射側の光ファイバからの照射
レーザ光５を集光する小口径のレンズであり、照射レー
ザ光５の口径に合わせてレンズ口径を小さくしている。
受光レンズ３は、被検試料４からの散乱光６を照射レン
ズ２の外側から散乱光を受光し、２芯同軸ファイバ１の
取り込み用の光ファイバに集光する大口径のレンズであ
り、しかも、照射レンズ２によって集光された照射レー
ザ光５を被検試料４の表面に導入するため、光軸付近に
くり抜いて孔を空けている。
【００１６】そして、照射レンズ２及び受光レンズ３の
光ファイバ、被検試料との位置関係及びそれぞれの焦点
距離は、照射用光ファイバ１′から出射した照射レーザ
５が、光ファイバ１′との距離Ｌ1 の位置に配置された
照射レンズ２によって照射レンズ２から距離Ｌ2 の位置
にある試料面に集光照射され、さらに、その集光照射点
から発生し試料面（集光照射点）から距離Ｌ3 の位置に
配置された受光レンズ３に入射した散乱光６が、この受
光レンズ３による集光作用を受けて、受光レンズ３から
距離Ｌ4 の位置に配置された受光用光ファイバの入射面
のほぼ全面にわたって入射するように、適切に選定され
ている。
光ファイバ、被検試料との位置関係及びそれぞれの焦点
距離は、照射用光ファイバ１′から出射した照射レーザ
５が、光ファイバ１′との距離Ｌ1 の位置に配置された
照射レンズ２によって照射レンズ２から距離Ｌ2 の位置
にある試料面に集光照射され、さらに、その集光照射点
から発生し試料面（集光照射点）から距離Ｌ3 の位置に
配置された受光レンズ３に入射した散乱光６が、この受
光レンズ３による集光作用を受けて、受光レンズ３から
距離Ｌ4 の位置に配置された受光用光ファイバの入射面
のほぼ全面にわたって入射するように、適切に選定され
ている。
【００１７】従来のレーザ照射／取り込み光学系では、
図３に示すように唯一のレンズ１７によりレーザ光の照
射と散乱光の取り込みを行っているため、レーザ光の照
射と散乱光の取り込みに対して、照射集光位置の設定と
最大受光効率を得る位置の設定をそれぞれ独立に選択、
調整することができず、結局、図３〜９により説明した
ように被検試料の位置を受光効率を優先するか微小領域
分析を優先するかに応じて選択的に設定することが必要
となっていた。しかし、上記のように構成することによ
り、照射レンズ１２と受光レンズ３を光軸上で組み合わ
せるので、被検試料と受光レンズ３との距離をＬ3 に設
定するだけで、照射用光ファイバ１′から出射した照射
レーザ光５が照射レンズ２により被検試料面上に細く集
光されて照射され、そして、その被検試料面上の集光照
射点から発生し受光レンズ３に入射した散乱光６を、受
光レンズ３により取り込み用光ファイバの入射端面のほ
ぼ全面にわたって入射するように集光することができ
る。そのため、照射レーザ光５を試料面上で細く絞って
照射した状態であっても、高い受光効率を実現すること
ができ、微小領域分析と高い受光効率とを両立させるこ
とが可能となる。
図３に示すように唯一のレンズ１７によりレーザ光の照
射と散乱光の取り込みを行っているため、レーザ光の照
射と散乱光の取り込みに対して、照射集光位置の設定と
最大受光効率を得る位置の設定をそれぞれ独立に選択、
調整することができず、結局、図３〜９により説明した
ように被検試料の位置を受光効率を優先するか微小領域
分析を優先するかに応じて選択的に設定することが必要
となっていた。しかし、上記のように構成することによ
り、照射レンズ１２と受光レンズ３を光軸上で組み合わ
せるので、被検試料と受光レンズ３との距離をＬ3 に設
定するだけで、照射用光ファイバ１′から出射した照射
レーザ光５が照射レンズ２により被検試料面上に細く集
光されて照射され、そして、その被検試料面上の集光照
射点から発生し受光レンズ３に入射した散乱光６を、受
光レンズ３により取り込み用光ファイバの入射端面のほ
ぼ全面にわたって入射するように集光することができ
る。そのため、照射レーザ光５を試料面上で細く絞って
照射した状態であっても、高い受光効率を実現すること
ができ、微小領域分析と高い受光効率とを両立させるこ
とが可能となる。
【００１８】なお、上記実施の形態では、別個に設けた
照射レンズと受光レンズにより、高い受光効率の得られ
る試料位置と微小領域分析のできる試料位置を一致させ
たため、微小領域分析と高い受光効率とを両立させるこ
とが可能となったが、さらに照射レンズ２と受光レンズ
３の相対的位置関係を調節することのできるレンズ移動
機構を設ければ、高い受光効率を得つつ分析領域（レー
ザ光照射領域）の広さを任意に変えることが可能であ
り、試料についての多様な分析ニーズに対応することが
できる。
照射レンズと受光レンズにより、高い受光効率の得られ
る試料位置と微小領域分析のできる試料位置を一致させ
たため、微小領域分析と高い受光効率とを両立させるこ
とが可能となったが、さらに照射レンズ２と受光レンズ
３の相対的位置関係を調節することのできるレンズ移動
機構を設ければ、高い受光効率を得つつ分析領域（レー
ザ光照射領域）の広さを任意に変えることが可能であ
り、試料についての多様な分析ニーズに対応することが
できる。
【００１９】上記実施の形態では、２芯同軸ファイバ１
を同一端面にしたが、図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように
照射用光ファイバ１′を被検試料４の方にさらに引き出
すようにしてもよい。このようにすると、図１（Ｂ）に
示すように照射レンズ２を被検試料４の方へ寄せて配置
することができるので、受光レンズ３を照射レンズ２と
同一位置におくことができる。ただし、照射レンズ２と
受光レンズ３は焦点距離が異なるものとなる。
を同一端面にしたが、図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように
照射用光ファイバ１′を被検試料４の方にさらに引き出
すようにしてもよい。このようにすると、図１（Ｂ）に
示すように照射レンズ２を被検試料４の方へ寄せて配置
することができるので、受光レンズ３を照射レンズ２と
同一位置におくことができる。ただし、照射レンズ２と
受光レンズ３は焦点距離が異なるものとなる。
【００２０】また、図１（Ｃ）に示すようにカセグレン
タイプ（反射対物レンズタイプ）のレンズ構成を使用し
てもよい。図１（Ｃ）において、複合レンズ２′は、そ
のレンズ口径を照射レーザ光５の口径より大きくし、照
射レーザ光５の口径に相当する光軸付近を除いた外側に
反射面３−２を構成したものである。そして、この複合
レンズ２′の光軸付近を照射レンズとして使用し、被検
試料からの散乱光６を反射面３−２に反射させるよう
に、さらに口径の大きいもう１つの反射面３−１を使用
して、これら反射面３−１と３−２を組み合わせること
によりカセグレンタイプのレンズを構成するものであ
る。反射面３−１、３−２は、例えばアルミ蒸着や金蒸
着等により構成される。このように構成することによ
り、照射レーザ光５は、照射レンズ２の光軸付近の透明
部分を通過して被検試料４に集光し、被検試料４からの
散乱光６は、カセグレンタイプのレンズを構成する反射
面３−１と３−２で反射させて２芯同軸ファイバ１の取
り込み用の光ファイバ（ファイババンドル）に集光す
る。
タイプ（反射対物レンズタイプ）のレンズ構成を使用し
てもよい。図１（Ｃ）において、複合レンズ２′は、そ
のレンズ口径を照射レーザ光５の口径より大きくし、照
射レーザ光５の口径に相当する光軸付近を除いた外側に
反射面３−２を構成したものである。そして、この複合
レンズ２′の光軸付近を照射レンズとして使用し、被検
試料からの散乱光６を反射面３−２に反射させるよう
に、さらに口径の大きいもう１つの反射面３−１を使用
して、これら反射面３−１と３−２を組み合わせること
によりカセグレンタイプのレンズを構成するものであ
る。反射面３−１、３−２は、例えばアルミ蒸着や金蒸
着等により構成される。このように構成することによ
り、照射レーザ光５は、照射レンズ２の光軸付近の透明
部分を通過して被検試料４に集光し、被検試料４からの
散乱光６は、カセグレンタイプのレンズを構成する反射
面３−１と３−２で反射させて２芯同軸ファイバ１の取
り込み用の光ファイバ（ファイババンドル）に集光す
る。
【００２１】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、照射レンズと中心をくり抜いた受光
レンズで構成したが、必ずしも受光レンズをくり抜く必
要はない。すなわち、図１（Ａ）において受光レンズ３
の光軸付近をくり抜かずにおけば、照射レーザ光５は照
射レンズ２及び受光レンズ３（中心部分）を介して被検
試料４に集光される。この場合、照射レンズは、照射レ
ンズ２と受光レンズ３の組み合わせレンズで構成され
る。また、照射用ファイバを単芯ファイバとしたが、単
芯ファイバでなくてもよい。
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、照射レンズと中心をくり抜いた受光
レンズで構成したが、必ずしも受光レンズをくり抜く必
要はない。すなわち、図１（Ａ）において受光レンズ３
の光軸付近をくり抜かずにおけば、照射レーザ光５は照
射レンズ２及び受光レンズ３（中心部分）を介して被検
試料４に集光される。この場合、照射レンズは、照射レ
ンズ２と受光レンズ３の組み合わせレンズで構成され
る。また、照射用ファイバを単芯ファイバとしたが、単
芯ファイバでなくてもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、中心にレーザ光を照射するためのファイバを
配置し、その周囲に被検試料からの散乱光を取り込むフ
ァイバを配置した同軸ファイバの先端に照射レンズ２と
受光レンズ３を配置しているので、照射するレーザ光、
取り込む散乱光のそれぞれの光学系に応じて各レンズの
条件を独立に設定することができ、微小領域であっても
受光効率の高い測定を行うことができるレーザ照射／取
り込み光学装置が実現できる。
によれば、中心にレーザ光を照射するためのファイバを
配置し、その周囲に被検試料からの散乱光を取り込むフ
ァイバを配置した同軸ファイバの先端に照射レンズ２と
受光レンズ３を配置しているので、照射するレーザ光、
取り込む散乱光のそれぞれの光学系に応じて各レンズの
条件を独立に設定することができ、微小領域であっても
受光効率の高い測定を行うことができるレーザ照射／取
り込み光学装置が実現できる。
【図１】 本発明に係るレーザ照射／取り込み光学装置
の実施の形態を示す図である。
の実施の形態を示す図である。
【図２】 送電線の被覆検査の用途に用いられるレーザ
照射／取り込み光学系の構成例を示す図である。
照射／取り込み光学系の構成例を示す図である。
【図３】 照射レーザと被検試料との関係を示す図であ
る。
る。
【図４】 レーザ光を照射し散乱光を受光するレンズと
被検試料の位置との関係を説明するための図である。
被検試料の位置との関係を説明するための図である。
【図５】 Ｓｉを被検試料とし照射光集光位置に対し−
２ｍｍの位置に設定した場合のスペクトルの例を示す図
である。
２ｍｍの位置に設定した場合のスペクトルの例を示す図
である。
【図６】 Ｓｉを被検試料とし試料位置を−２ｍｍから
＋９ｍｍまで変化させたときのスペクトルのピーク付近
を拡大して示した図である。
＋９ｍｍまで変化させたときのスペクトルのピーク付近
を拡大して示した図である。
【図７】 Ｓｉを被検試料とした時の集光位置とピーク
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図８】 Ｎａ2 ＳＯ4 ペレットを被検試料とし集光位
置に対し−２ｍｍの位置に設定した場合のスペクトルの
例を示す図である。
置に対し−２ｍｍの位置に設定した場合のスペクトルの
例を示す図である。
【図９】 Ｎａ2 ＳＯ4 ペレットを被検試料とした時の
試料位置とピークとの関係を示す図である。
試料位置とピークとの関係を示す図である。
１…２芯同軸ファイバ、１′…照射用光ファイバ、２…
照射レンズ、２′…複合レンズ、３…受光レンズ、３−
１、３−２…反射面、４…被検試料、５…照射レーザ
光、６…散乱光
照射レンズ、２′…複合レンズ、３…受光レンズ、３−
１、３−２…反射面、４…被検試料、５…照射レーザ
光、６…散乱光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 並木 幸彦 静岡県浜松市新都田一丁目４番４号 社団 法人電線総合技術センター内 (72)発明者 野村 泰之 大阪府東大阪市岩田町二丁目３番１号 タ ツタ電線株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 被検試料にレーザ光を照射して被検試料
からの散乱光を取り込むレーザ照射／取り込み光学装置
において、中心にレーザ光を照射するための照射用ファ
イバを配置すると共に、周囲に散乱光を取り込むための
受光用ファイバを配置した同軸ファイバと、該同軸ファ
イバの先端と被検試料との間に配置され、レーザ光を照
射する小口径のレンズと散乱光を前記小口径のレンズの
外側で取り込む大口径のレンズにより構成した照射／取
り込みレンズとを備えたことを特徴とするレーザ照射／
取り込み光学装置。 - 【請求項２】 前記大口径のレンズは、光軸付近をくり
抜き、該くり抜き孔を通して前記レーザ光を照射するよ
うに構成したことを特徴とする請求項１記載のレーザ照
射／取り込み光学装置。 - 【請求項３】 前記照射／取り込みレンズは、前記小口
径のレンズの光軸付近を除いた外側に反射面を形成し、
該反射面を利用した反射対物レンズにより前記大口径の
レンズを構成したことを特徴とする請求項１記載のレー
ザ照射／取り込み光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7488597A JPH10267846A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | レーザ照射／取り込み光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7488597A JPH10267846A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | レーザ照射／取り込み光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10267846A true JPH10267846A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=13560276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7488597A Withdrawn JPH10267846A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | レーザ照射／取り込み光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10267846A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005535413A (ja) * | 2002-08-14 | 2005-11-24 | インフラレドックス インコーポレーティッド | ダブル・クラッド・ファイバを有する光学カテーテル |
| US7647092B2 (en) | 2002-04-05 | 2010-01-12 | Massachusetts Institute Of Technology | Systems and methods for spectroscopy of biological tissue |
| JP2010249835A (ja) * | 2002-04-05 | 2010-11-04 | Massachusetts Inst Of Technol <Mit> | 生物学的組織の分光法のための系および方法 |
| JP2012008127A (ja) * | 2010-06-22 | 2012-01-12 | Asml Holding Nv | メトロロジ用の反射屈折照明システム |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP7488597A patent/JPH10267846A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7647092B2 (en) | 2002-04-05 | 2010-01-12 | Massachusetts Institute Of Technology | Systems and methods for spectroscopy of biological tissue |
| JP2010249835A (ja) * | 2002-04-05 | 2010-11-04 | Massachusetts Inst Of Technol <Mit> | 生物学的組織の分光法のための系および方法 |
| JP2005535413A (ja) * | 2002-08-14 | 2005-11-24 | インフラレドックス インコーポレーティッド | ダブル・クラッド・ファイバを有する光学カテーテル |
| JP2012008127A (ja) * | 2010-06-22 | 2012-01-12 | Asml Holding Nv | メトロロジ用の反射屈折照明システム |
| TWI569002B (zh) * | 2010-06-22 | 2017-02-01 | Asml控股公司 | 精密測定工具、反射折射光學系統、及精密測定方法 |
| US10048591B2 (en) | 2010-06-22 | 2018-08-14 | Asml Holding N.V. | Catadioptric illumination system for metrology |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040601 |