JPS58153129A - 透過スペクトルを測定するための分光測光計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は応用物理学に関するものであり、とくに透過ス
ペクトルを測定するための分光測光計に関する。

可視光線、紫外線および真空紫外線スペクトル領域にお
ける光線の試料の透過が分光測光によ）決定されるから
、本発明は物理的、化学的および生物学的な検査に広く
用いることがで自る。光を強力に吸収するルミネッセン
ト物質の透過スペクトルを測定する場合には、本発明を
用いると最も良好な結果が得られる。

透過スペクトルを測定するために知られている１つの分
光側光計は光源と、１つのモノクロメータと、記録器に
接続された光源と、モノクロメ−Ｉと光源の間に置かれ
た試験試料のホルダーとを備えている（たとえば、ＷＥ
Ｂ　Ｃａｒｌ　Ｚｅｔａｓ　Ｊ＠ｎａカタログ階Ｊコー
ＪＪｊぶ−１−４１−４頁に記載されている分光側光計
スペコード（Ｓｐｅａｔｒｏｐｈｏｔｏｍ＠ｔ＠ｒＩｐ
＠５ｓｒｄ）ＵＶ　ＶＩ８参照）、コノ分光測光針に！
Ｂｙｏｏ〜／ｒｅａｒｓの波長の範囲の入射光の強さの
１ｏｏ−〜Ｊ−の範囲内での試料の透過を測定できる。

そのように透過が限定される理由は、モノクロメータに
おける拡散光背景が高いことである。

この公知の分光側光計とは構成がほとんど同じで、ただ
拡散光背景を抑制する目的で二重モノクロメータを用い
る透過スペクトルを測定する分光観光針も知られている
（たとえば％ＢＩａｋｍａｎ、　８ｖｌ−ｔｓｅｒｌａ
ｎｄ″ｌ１ｕｌｌｓｔｔｎＣＲ−７２ｊｊ”所載の分光
測光針（８ｐ＠ａｔｒｏｐｈｏｔｏｍ＠ｔ＊ｒ　　Ａ＠
ｔａ　Ｍ　　ＵＶ／Ｖ　１　Ｂ　−Ｎ　Ｉ　Ｒ）。

／２７ｊ参照）、この分光測光計により２００〜７１０
ｎｍの波長範囲の入射光の強さの１ｏｏｔｓ〜０．／−
の範囲内での試料の透過な測定で自る。しかし、この透
過測定範囲は今日の測定には十分に満昆で自るものでは
ない。

また、光源と、二重モノクロメータと、光検出器と、記
録器とを備える透過スペクトル測定分光側光計も知られ
ている（たとえば、日立製作所カタログＮＥＸ−ｊ４Ｉ
ＪＰ　［コンビ為−タ化したυＶ／ＶＩＳお！びＵＶ／
ＮＩＲ吸収分光渕光計（Ｃｅｍｐｗｚｔ＠ｒ−１ｚｓｄ
　ＵＶ／’Ｖ　Ｉ　８およびＵＶ／Ｖ　１ｇ／Ｎ１１　
Ａｂａｅｒｐｔ１ｍ８ｐ＊＠ｔｒｏｐｈｏｔｏｍ＠ｔ＠
ｒ　）　ＪコＯ／Ｊ　Ｊ　Ｏ所載の分光−光計参照）、
この分光測光計二重モノクロメータの出力部と光検出器
の間には試験試料を固定するホルダーが配置される。モ
ノクロメータは光束の伝播路に沿って直列に配置される
第１のスリットと、第１の分散素子と、第一のスリット
と、コリメータ反射鏡と、第一の分散素子とを具える。

二重モノクロメータの入口に配置されるｔｌｃｔのスリ
ットはその入力スリットを表し、第１の分散素子からの
光束を＃／ｃコの分散素子へまず４龜、次にその光束を
モノクロメータから導自出す縞コのスリットは、モノク
ロメータの中間スリットおよび出口スリットとの二重の
機能を果す。第一のスリットを通る光束の向きはコリメ
ータ反射鏡により変えられる。

この分光観光針に用いる高精度の部品によシ同じ波長範
Ｈに対する透過の測定範囲を０．０１−まで拡大でする
。しかし、透過が０，１４以上の試験試料の場合には測
定確度が急激に低下する。その理由は、入射光の一部が
吸収された時に試料によシひ１起されるルきネッセンス
背景が試料を透過した光の強さに匹敵するようＫな９、
かつ、その試料はモノクロメータの出口スリットの後で
、光検出器の直前に配置されるから、このルミネッセン
スは試料を透過してまた光とともに光検出器により検出
され、そのために、記録器により検出される信号の値が
、試料を透過した光の強さに対応する信号の値よシはる
かに大急〈されることになる。

したがって、試料のルミネッセンスのために、試料を透
過する小さな光束の測定に困娠が生じ、そのためＫｏ、
ｏｔ＊１での透過測定範囲がｔｔｉｌ幽され、それによ
υ、光を強く吸収するルミネッセント物質で作られてい
る試料の透過スベクシルを十分に高い確度で測定するこ
とが妨げられるから、一定される試料の範囲が限定され
る。

本発明の主な目的は、測定結果に及埋される試験試料の
ルミネッセンスの影響を非常に小さくすることによυ、
透過の測定確度を高くシ、かつ一定範囲を広くするよう
Ｋ、透過スペクトルを一定する分光側光計を得ることで
ある。

この主な目的にかんがみて、光源と、二重モノクロメー
タと、試験試料のホルダーと、光検出器と、この光検出
器と、この光検出器の出力端子へ接続される記録器とを
備え、前記二重モノクロメータは光束の伝播路に沿って
直列に配置される入力スリットと、第１の分散素子と、
中間スリットと、第一の分散素子と、出力スリットとを
備え、透過スペクトルを測定する分光観光針であって、
試験試料ホルダーはモノクロメータの中で中間スリット
と鮪コの分散素子の間に配置され１かつ試験試料を光束
の伝播路を横切って置くため、およびその試料を光束の
伝播路から除去するために光東の伝播路に対して横方向
に動かすことがで禽る透過スペクトルを御］定する分光
測光針が得られる。

ホルダーと試験試料がそのように位置させられるから、
その試料によシひ自起されたルミネッセンスはモノクロ
メータの第一の分散素子によりその出力スリン）から偏
向させられ、光検出器に入射しなくなる。このために測
定確度が高くなり、試料を透過した弱い光束な測定でき
ることになる。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図に示す本発明の透過スペクトルを測定する分光測
光針は光源ｌと、二重真空モノクロメータ−と、光検出
器Ｊと、記録器ｌとを備える。光源／は放射スペクトル
領域を生ずる水素対または重水木釘で構成できる。二重
モノクロメータ−はたとえばジ薯ンンンーオーナカ（Ｊ
ｏｈｎａｏｎ　−０ｎａｋａ　）回路ベースとすること
かで自、人力スリット！と、鮪／の分散索子４Ｊ％ｋ、
中間スリット７と、第一の分ｖ！ｊＬ素子ｌと、出力ス
リットタとを光束の伝播路に市って直列に配置して成る
。分散素子≦、ｔはヨ状の格子で構成でき、スリット！
から分散素子≦１での距離と、スリット７から分散素子
ｒｌでの距離はそれらの格子の曲率中１１によ〕定めら
れる。

光スペクトルを走査するための分散素子４．ｌの回転は
ステッピングモータと機械的な伝動機構すなわちシンク
ロ装置（図示せず）Ｋよシ行われる。

モノクロメータ−の中間スリット７と鮪コの分散素子ｔ
との間には一対の窓ｉｉとタコを有するホルダーＩＯが
配置される。窓の一方、たとえば＠ｉｉの上にはその窓
をふさぐよう圧して試験試料／Ｊがとりつけられる。モ
ノクロメ−タコの内部に配置されているホルダー１０は
、中間スリット７を出た光束の伝播路を横切って動かす
ことがで自るがら、試験試料／３またけ窓タコ（試験試
料がとｐつけられていない）を光束の伝播路を横切って
置かれる。

この動きはベローズ系ｌＩＩによシ行われる。そのベロ
ーズ系／４Ｉの一端はモノクロメータＪ＜＊＊ｔｔｔ、
他端はロッド１５を介してホルダーＩＯに連結される。

ホルダーＩＯに連結されている口１　）’　／ｊＨｄ　
会知の適歯な任意の機構（図示せず）を用いて動かし、
一つの位置に固定で禽る。

試験試料／３がとシつけられているホルダー１０は中間
スリット７と第一の分散素子ｌとの間で光束の伝播路中
の任意の点に置くことができるが、小名な試料を検査す
ることを考慮すると、中間スリット７の近くにホルダー
７０を置くことが好ましい。

ホルダー１０はヘリウム、１ｉｌｌ累などで構成で自る
。

ある温度範ｄ内の試料の透過を決定する必要が生じた時
は低温保持装置を使用で急る。

光電子増倍器のような光検出器３（第１図）がモノクロ
メーターの出口に配置される。この光検出＠Ｊの出力端
子は記録６参の入力端子へ接続される。この記録６参は
数字印字装置、記録計、またはコンビ凰−夕で構成でき
る。

次に、この分光測光針の動作を説明する。

試料１３がとりつけられていない窓タコ（第一図）が光
束の伝播路中に置かれるようにしてホルダー１０がＭ／
の測定位置に置かれる。光源ｌからの光はモノクロメー
タ−の入力スリットを通って第１の分散索子４へ入射さ
れる。この第１の分散素子は入射光束をスペクトルに分
けて中間スリット７へ送る。この中間スリン）７により
その中間スリットの幅に従って単色光束が前記スペクト
ルから分離される。その単色光束は館コの分散素子ｒへ
送られる。この第一の分散素子ｔはその入射単色光束を
更に単色光化して一層純粋な単色光束をとシ出す。この
単色光束は出方スリットデを通って光検出器３に入射す
る。単色光束を受けた光検出器３はこの特定のスペクト
ル領域における単色光束の強さに従った値を有する電気
信号を発生する。

この電気信号は記録器ｌによｐ記１鎌される。二重モノ
クロメータは光束の分散付加動作モードと、光束の分散
減少動作モードとの両方Ｋｍする。

次に、ホルダー１０は第一の測定位置く置かれる。

この第一の測定位置においては、試料ｌＪが固定されて
いるｇｌ／／が光束の伝播路中に置かれる。この場合に
は、中間スリット７がらの光束の一部は試料１３により
吸収され、残りの部分は試料／Ｊを透過してｇ−の分散
素子ｌに入射し、それから出方スリッ）Ｆを通って光検
出６Ｊに入射する。

光が入射している試料ｌＪ中にルきネッセント放射が鰐
起されたとすると、とのルンネッセント放射のスペクト
ルはストークスのずれのために最初の光のスペクトルと
は異なる。そのルオネッセント放射は第コの分散索子ｌ
によυ出力スリットタから偏向されて七ツクＵメータコ
の壁によシ吸収されるから光検出１１１１７には入射し
ない。

次に分散素子１．１が回転させられて光源ｌから次の放
射スペクトル領域をとり出し、ホルダー１０を一個所の
位置（すなわち、試料１３が光束の伝播路中に置かれる
位置と、空いている窓／コが光束の伝播路中に置かれる
位置）に置いてモノクロメータ−の出口側で光の強さを
測定する。したがって、光源Ｉの放射スペクトルを走査
すると記録器ダにより対応する電気信号が記録され、あ
らゆるスペクトル点においてそれらの電気信号を比較す
ることにより試料１３の透過（または吸収）スペクトル
が得られる。

光検出器に入射する試料からのスプリアス・ル分光測光
針の測定確度は高（なｐ１透過の測定範囲は１０　−の
範囲まで拡げることがで自る、すなわち、従来の分光測
光計の測定１ｍｓより！＃ｙ％広くなる１本発明の分光
側光計に用いられる真空七ツクａメータにより、測定さ
れるスペクトルを３００〜７００Ｂｍの領域までずらす
ことがで自る。

このことは現在の検査では菫要である。

本発明の分光測光計の他の実施例として、検査対象であ
るスペクトル領域に従うて真空型および非真空蓋の任意
の二重モノクロメータを使用て禽る。ｔた、分散素子は
平面格子またはプリズムて構成で龜、光源は検査対象で
あるスペクトル領域の光を発生で色るものであればどの
ような光源でも使用できる。

【図面の簡単な説明】

第７図は透過スペクトルを測定する本発明の分光測光針
）概略図％　＠ＪＩＢは第７図（ＤＩＥ−１１９に沿う
断面図である。 ！・・・光源、　コ・・・二重モノクロメータ、　３・
・・光検出器、　ダ・・・記録器、　！・・・入カスリ
ク）、ぶ・・・鮪ｌの分散素子、　７・・・中間スリν
Ｆ、　ｔ・・・縞コの分散素子、　タ・・・出力スリッ
ト、ＩＯ・・・ホルダー。 出願人代理人　　猪　股　　　渭

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光源（１）と、二重モノクロメータ（，２）と、このモ
   ノクロメータ（コ）の後の光束の伝播路中に位置させら
   れる光検出器（３）と、この光検出＠ＣＪ）の相方端子
   に接続される記録器（≠）とを備え、前記モノクロメー
   タ（コ）は入力スリット（りと、鮪／の分散素子ｉ）と
   、中間スリット（７）と、篇コの分散素子＜ｒ＞と、出
   力スリット（デ）と、試験試料（／３）のためのホルダ
   ＝　（１０）とを備え、前記入力スリット（りと、前記
   第１の分散素子（４）と、前記中間スリット（７）と、
   前記出力スリット（り）とは光束路に泊って直列に配置
   され、前記ホルダー（１０）は前記モノクーメータの内
   部で、前記中間スリット（７）と萬コの分散素子ＣＩ＞
   との間に配置され、試験試料（１３）のホルダーはモノ
   クロメータ（Ｊ）の内部に配置され、かつ試験試料（１
   ３）を光束路中に置き、かつ試験試料（／３）を光束路
   から原資するために、中間スリット（７）の出口側にお
   いて光束の伝播路を横切って動くことかで愈ることを特
   徴とする透過スペクトルを測定するための分光測光計。