JPS5919305B2 - 螢光分光光度計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は放射線測定装置に関し、特に試料が１波長の
光により放射され、かつその放射スペクトルがモノクロ
メータと検出系の使用により観測されるところのタイプ
の螢光分光光度計に関する。

本明細書および特許請求の範囲で使用される「光」とい
う用語は可視光線のみならず、可視スベクトルよりも長
いか、短い波長を有する放射線（ＲａｄｉａｔｉＯｎ）
もまた含むものである。螢光および励起スペクトルの測
定において、光源からの単色光で試料を照射することお
よびモノクロメータおよび光電検出系を用いて試料の放
射光を観測することは慣用されている。励起もしくは放
射波長は励起もしくは放射波長の機能としてスペクトル
の強度を記録するために走査される。従来、上述のタイ
プの放射線測定装置はある欠点を有していた。より重要
な問題の一つは特にデイレート材料のスペクトルの測定
において、出力信号の強度が比較的低いことである。通
常使用される形態の装置においては、光源の拡大された
像は、励起モノクロメータの入ロスリツトに焦点が合わ
され、出口スリツトの縮小された像が第１の光学系によ
つて試料に焦点が合わされた。試料からの螢光は第２の
光学系により集束され、この後者の出口スリツトにおけ
る信号が、選ばれた波長の光の強度に比例するように放
射モノクロメータの入ロスリツトに焦点が合わされた。
該信号の強度を増加させようとする試みは、励起モノク
ロメータの出口スリツトの像の高さの短縮を含んでいた
。これらの試みは部分的には成功したが、しかしながら
測定される強度は低い強度の試料に関し、所望の精度の
読み取りをうるためには依然として不十分であつた。そ
こで本発明の主な目的は、試料を励起する光の強度に関
して試料により放射された光の強度を測定するための新
規かつ改良された装置を提供することである。

より詳細に述べれば、本発明の目的は高強度螢光信号を
発生するための有効な放射線測定装置を提供することで
ある。本発明の他の目的とするところは、安価に製造で
きかつ動作信頼性ある試料光学構成要素を対比的に利用
する螢光分光光度計を提供することである。

本発明の好適な実施態様において、装置は光源から単色
放射光の励起ビームを分離するために光源と励起モノク
ロメータからなる。

励起モノクロメータは励起出口スリツトとモノクロメー
タの分散手段により夫々形成される単色光用の第１およ
び第２の制限開口を含んでいる。光は第１の光学系によ
つて受けられ、試料として螢光を放射するために数値を
求められる試料へと導かれる。第２の光学系は試料から
の螢光を集束し、該モノクロメータの出口スリツトにお
いて単色放射ビームを発生するために、放射モノクロメ
ータの入ロスリツトに集束された放射線ビームの焦点を
合わせる。励起モノクロメータの態様と同様な態様で放
射モノクロメータは放射入ロスリツトと分散手段により
形成され、かつ試料に隣合つて像が作られる第３と第４
の制限開口を含んでいる。出口スリツトからの放射ビー
ムは光電検出器により受けられて選択された波長におい
て試料によつて放射された螢光光線の強度に比例した信
号を発生する。本発明の一つの特徴によれば、試料に隣
合つたスリツトの縦軸は、該励起および螢光ビームの軸
方向光線により定められた単一平面に存在する。ある場
合においては、このことは各励起および放射モノクロメ
ータの出口および入ロスリツトに関し、９００の角度で
像を配向する光学系夫々における歪像ミラーとレンズ装
置により達成される。一方他の実施態様において、該ス
リツト自体は平面に対して平行に配向されている。該装
置は該放射モノクロメータの入ロスリツトに沿つた各ポ
イントが励起モノクロメータの出口スリツトの長さに沿
つた全てのポイントからの光で試料の照度に対応した強
度の光によつて満たされ、その結果として該出力信号の
強度における実質的増加が達成されるようなものである
。本発明のいくつかの格別好ましい実施態様における他
の特徴によれば、第１の制限開口の像は試料の第１の表
面に隣合つて形成され、そして第１の制御開口の像は試
料の第２の表面に隣合つて形成される。

同様にして、第３の制限開口の像は試料の第３の表面に
隣合つて形成され、そして第４の制限開口の像は試料の
第４の表面に隣合つて形成される。スリツトの幅は強度
と同じオーダーであるのが好ましく、倍率は試料を貫通
する各放射線ビームの高さを試料表面の各々において、
ほぼ同じにするように選ばれ、出力強度における付加的
改良を提供する。

本発明のある実施態様のさらに他の特徴によれば、励起
モノクロメータに於ける二つのアパーチャの像間の端部
光線は試料を長方形プリズムに近似する形状すなわち断
面が矩形の立体形状において照射し、そして放射モノク
ロメータの開ロニつの像間の端部光線は同様に長方形プ
リズムの形状をした試料から照射される。

試料を貫通するビームの巾は比較的均一で、出来るだけ
小さく維持され、その結果出力信号の強度は更に増加す
る。本発明の好ましい実施態様の他の特徴によれば、光
学的くさび形要素は各モノクロメータへのおよびそれか
らの光ビームの通路にある試料の近くに位置せしめられ
、励起ビームを軸交差において集縮および集中しかつよ
り多くの放射光をとらえ、出力強度において付加的改良
をもたらす。本発明は、その他の目的および利点ととも
に、添付図面に示されたある好ましい実施態様の次の記
載からより明確かつ完全に理解される。

第１図において、可視または不可視光線のキセノンアー
クまたは他の適切な光線１０を有する螢光分光光度計が
概略的に図示されている。

光源１０からの光は楕円面ミラー１１によつて集束され
、励起モノクロメータ１３の入ロスリツト１２に焦点が
合わせられる。入ロスリツト１２は長方形の形態をして
おり、その縦軸は図面の平面に対して垂直方向にのびて
いる。モノクロメータ１３はエバートタイプであり、入
ロスリツト１２のほかに、照準ミラー１５、回折格子１
６、テレスコープミラー１７および同様に図面の平面に
対して垂直にのびている縦軸を有する出口スリツト１８
を含む。入ロスリツト１２の入射光はミラー１５によつ
て格子１６に反射され、それからミラー１７から出口ス
リツト１８に反射される。格子の周囲は制限開口１９を
形成する。励起スリツト１８から発する光は、単色励起
ビームの形態をしている。

単色ビームは、重ね合わされたフラツトおよび球面ミラ
ー２０および２１と、円筒レンズ２２と、球面レンズ２
３とからなる第一の光学系によつて受けられる。ミラー
２０，２１は付随するビームの主光線に関して４５２の
角度で配向されて、光を上方へ導いて、そして該レンズ
２２と２３の方向へ水平に導く。ミラー２０，２１はそ
の最初の方向に対して直角に励起ビームを反射する。球
面凸レンズ２３は、２５でまとめて示された試料ホルダ
ーもしくはセル上に該励起ビームの焦点を合わせる。

試料セル２５は方形の形態であり、かつフラツトな対向
する２組の面２６と２７および２８と２９を含んでいる
。第１Ａ図に最も良く示されている如く、レンズ２３は
励起出口スリツト１８により定められた開口の水平実像
３０を形成する。像３０は試料セル２５の面２６に密接
して位置せしめられている。励起出口スリツト像３０に
加えて、第１の光学系は格子開口１９の像３１を形成す
るために有効である。像３１は試料セル２５の面２７に
密接して即ち、その反対面は像３０に隣合つて位置して
いる。像３０と３１の夫々の縦軸は、図面の平面に平行
な単一面に存在している。平坦な方形ミラー２０と方形
球面ミラー２１とは出口スリツト１８の方向に対して直
角に像３０と３１を配向するように働く。かくして該ミ
ラー２０と２１とは、図面の平面に対して、それらの縦
のデイメンシヨンが平行であるように９０らの範囲で像
を回転せしめる。レンズ２２と２３とともにミラー２０
と２１とは装置用の励起光学系を形成し、そして出口ス
リツト１８から試料２５へと励起ビームを導く。この光
学系はアナモーフイツクであり、かつその倍率は出口ス
リツト像３０の長さと巾が開口の像３１の長さと巾に夫
々大体等しいようにしてある。この装置に関して像３０
と３１との間の末端光線は長方形プリズムの相似形にお
いて試料を照射する。試料を通過するビームの巾は比較
的均一であり、そして実際には小さく維持されて、その
結果ビームの強度は実質的に増加せしめられる。試料２
５を通過するビームの強度をさらに増強するために、励
起モノクロメータ１３に対向する面とぱ反対の試料表面
２７に隣接して試料の背後に短かい距離をおいて、凹面
ミラー３２が配置される。

このミラー３２は、励起ビームをして試料を通る第２の
通路を通して後方に向ける。試料を通過する励起光は、
試料を励起し、励起ビームとは波長の異なる螢光を放射
させる。

この螢光は全ての方向に放射される。放射された螢光の
一部は、凹面レンズ３３によつて集められ、円筒形レン
ズ３４を通過して、軸をずらした球面ミラー３５および
平らなミラー３６に向けられる。レンズ３３および３４
、およびミラー３５および３６は、アナモーフイツク放
射光学系を形成し、これは、ミラー２０および２１、お
よびレンズ２２および２３からなる励起光学系と同じも
のである。ミラー２０および２１と同じ方法で、ミラー
３５および３６は、試料２５から集められた放射ビーム
の主光線に関して４５かの角度で配向されている。放射
ビームをさらに増強するために、試料の表面２９と対面
するような関係で、試料２５の背後に短かい距離を隔て
て球面ミラー３７が設けられている。

このミラー３７は、試料からの螢光をさらに集め、これ
を放射光学系に向ける。放射光学系からの螢光放射ビー
ムは球面ミラー３６によつて放射モノクロメータ４０の
入ロスリツト３９に向けられる。

この入ロスリツトは長方形形状であり、その縦軸は図面
の平面に垂直な方向にのびている。モノクロメータ４０
は、励起モノクロメータ１３と同じであり、入ロスリツ
ト３９に加えて、照準ミラー４２、回折格子４３、テレ
スコープミラー４４、および入ロスリツトと平行な出口
スリツト４５を有する。螢光は、まず入ロスリツト３９
に入り、ミラー４２によつて格子４３に向けて反射され
、ついでテレスコープミラー４４によつて出口スリツト
４５上に集束される。格子４３の周縁は、制限開口４６
を形成する。出口スリツト４５を出た光は、試料２５か
らの放射螢光の中から選択された高度な単色光部分から
なる。この光は、光電検出器５０によつて受入れられる
。この光電検出器５０は、通常の構造のもので、好まし
くは、所望の特定波長で高い感度を有する形式のもので
ある。検出器５０は、出口スリツト４５からの光の強度
に比例した出力信号を発生する。放射モノクロメータ４
０のための光学系の球面レンズ３３は、放射入ロスリツ
ト３９によつて形成された開口の光学像５２を形成する
。

この像は、試料セル２５の表面２８に近接して位置され
る。同様に、格子開口４６の光学像が試料セルの反対側
の表面に近接して形成される。ミラー３５および３６の
軸をずらした配置のために、像５２および５３の縦軸は
、図面の平面に平行で、入ロスリツト３９の縦軸に対し
て直角な単一の平面内に存在する。像５２および５３間
の末端の光線は、長方形のプリズム内に試料の形状の輪
かくをつくり、試料を通過するビームの幅は比較的均一
であり、そして実際のものよりも小さい。モノクロメー
タ１３および放射モノクロメータ４０に接近するビーム
は試料セル２５で交叉する。

変形した開口像３０，３１，５２および５３は、これら
の主光線によつて形成された平面内に存在する。励起モ
ノクロメータ１３のための出口スリツト１８および放射
モノクロメータ４０のための入ロスリツト３９は、これ
に対して、主光線によつて形成された平面に対して垂直
な方向に延在する。出口スリツト１８の像３０は放射ビ
ームの通路に平行であり、また入ロスリツト３９の像５
２は励起ビームの通路に平行である。この配置は、人白
スリツト３９に沿つた各点が、出口スリツト１８の全長
からの光による試料の照射に対応した強度の光で充たさ
れる。入ロスリツト３９によつて集められた螢光の量に
ついて得られた増加は、理論的には、出口スリツト１８
の像３０の幅に対する長さの比に匹敵する。

モノクロメータの性質の点から、そして等しい長さおよ
び等しい幅のスリツト像および格子像によつて、この比
は、出口スリツトの長さと幅との比の平方根に等しい。
このスリツトの長さは、その縦軸を含む平面内における
スリツトの傾いた開口をスリツトの長さに乗じたもので
あり、またスリツトの幅は、横方向の平面内におけるス
リツトの傾いた開口をスリツトの幅に乗じたものである
。スリットの幅および収差の変化のために、幅に対する
長さの比をとくに大きくする点で予期した増大は認めら
れない。しかしビームの真の高さが試料の反対の面の高
さとほぼ等しい場合には、実際の増大は理論値にきわめ
て近づき、従来の装置によつて認められる値の約５〜１
０倍に及ぶ信号の増大が達成される。励起および放射光
学系において、球面レンズは、スリツト像および格子像
にある程度の非点収差を導入する。

この非点収差は、系内の円筒形レンズによつて補正され
る。この系は、スリツト像および格子像をこれらがとも
に同じ幅に対する長さ比を有するような方法で歪ませる
ような変形性を有する。ミラー３２および３７は、励起
および放射ビームを第二の通路のために試料２５を通じ
て戻す方向に向けるように作用する。

ミラー３２および３７は球形の凹面であり、曲面の申心
は試料の中心におかれる。この配置のために、各ミラー
は、反対の表面に隣接する試料の対面する表面の像を形
成し、そして対面する表面に隣接する反対の表面の像を
形成する。これらのミラーによつてもたらされる強度の
増強は、ミラーを省略した装置の強度の約４倍である。
第１図および第２図に示した例は、それぞれ対をなすミ
ラー２０および２１．および３５および３６を使用し、
各スリツト像３０および５２を、他のビームの光の通る
方向に平行な方向に向けている。

これと同じ結果は、角度をつけて配置したミラーの必要
をなくす他の種々の光学系を使用することによつても達
成できる。たとえば第３図および第４図に示した例では
、スリツト自体が、反対のビームの方向に平行な方向に
延びるように配置されている。この装置は、キセノンア
ークの光源６０および楕円ミラー６１を有し、このミラ
ー６１は、励起モノクロメータ６３の入ロスリツト６２
上に光を集める。第１図および第２図に示した例とは異
なり、入ロスリツト６２は図面の平面上に位置する縦軸
を有する。入ロスリツトからの光の選択された単色光部
分は、凹面回折格子６５によつて出口スリツト７０上に
反射され、この出口スリツトは、同じく図面の平面上に
おかれた縦軸を有する。すでに述べた例におけると同様
に、格子６５の周縁は、単色光のための制限開口７１を
形成する。出口スリツト７０から出た単色励起ビームは
、トロイド状レンズ７２およびビームスプリツター７４
を有する第一の光学系に受入れられる。ビームスプリツ
ター７４は、たとえば平らな石英の板の形態をなす。こ
の光の既知の成分はスプリツター７４を通つて、凹状球
面ミラー７５によつて、凸状球面レンズ７６に向けられ
る。このレンズ７６は、ミラー７５からの励起ビームを
試料セル７８上に集光する。セル７８の形状は、すでに
述べたセル２５（第１図）のそれと同じであり、対向す
る２対の表面８０および８１、および８２および８３を
有する。このレンズは、出口スリツＦ．７Ｏによつて形
成された開口の真の水平像を形成するように働き、この
像は、レンズおよび試料表面８０間に位置する。同様に
、格子開口７１の真の水平像が反対の試料表面８１に隣
接して形成される。第５図に詳細に示すように、試料セ
ル７８は回転テーブル８５の周縁に隣接レで支持されて
いる。

このテーブル８５は円形のもので、それぞれ異なつた螢
光物質を収容した他の３個の試料セル８８，８９および
９０を支持し、各セルは、相互に対向する２組の表面８
０および８１、および８２および８３を有する。対応す
る角度内でテーブルを回転させるだけで検査すべき試料
を交換できるように、テーブル８５上には９０度間隔で
種々の試料セルがおかれる。試料セル７８，８８，８９
および９０にそれぞれ隣接して、表面８１および８３と
並置されるように、一対のミラー９５および９６が配置
されている。

このミラー９５および９６は、それらの後面の凹球状反
射面９９および１００を除いて光学的に透明である。第
１図および第２図の例と異なり、これらの表面は、対応
する格子像の位置におかれ、そしてその曲面の中心はス
リツト像の位置におかれる。このスリツト像は、出力信
号の強さを増すために、それ自身の背後に再生される。
試料７８からの螢光は、この装置のための放射光学系の
凸球面レンズ１０５（第３図）よつて集光される。この
螢光放射ビームはついでレンズ１０７を通過し、レンズ
１０８によつて放射モノクロメータ１１０の入ロスリツ
ト１０９上に集光される。入ロスリツト１０９の縦軸は
図面の平面上におかれ、励起出口スリツト７０のそれと
同一平面上におかれる。出口スリツト１０９を通つた放
射ビームは格子開口１１３を有する凹面回折格子１１２
で受けられ、出口スリツト１１４に向けられる。

この後者のスリツトの縦軸は他のスリツトのそれと同一
平面上におかれる。出口スリツト１１４から出た螢光は
、反射プリズム１１５によつて受けられたのち光電検出
器１１６に向けられ、これによつて出口スリツトからの
光の強度に比例する出力信号が得られる。試料７８およ
び入ロスリツト１０９間の放射光学系は、球面ミラー７
５に代えて円筒レンズ１０７を使用している点を除けば
、出口スリツト７０および試料間の励起光学系と同じも
のである。放射光学系は、試料の表面８２および８３に
それぞれ並んで、出口スリツト１０９および格子開口１
１３の像を形成する。励起出口スリツト７０および放射
入ロスリツト１０９の縦軸は、励起モノクロメータ６３
からのビームの主光線と、放射モノクロメータ１１０に
向かうビームとによつて形成された単一の平面内におか
れる。

スリツト７０および１０９の像は、格子開口７１および
１１３の像とともに、この平面上に位置する縦軸を有す
る。上記の例で述べたように、放射入ロスリツト１０９
の各点は、励起出口スリツト７０の全長を通つた光で照
射された試料に対応する強度の光で満たされる。ここに
得られた強度の向土は、試料セルに隣接したミラー９５
および９６を使用することによつて、前述の方法でさら
に増大される。すでに述べたように、ビームスプリツタ
ー７４は、励起モノクロメータ６３からの光の既知の成
分をミラー７５、レンズ７６および試料７８に送るよう
に働く。

残りの成分は、ビームスプリツター７４で反射され、つ
ぎのレンズ１２２および１２３を通つて、反射プリズム
１１５に、ついで光電セル１１６に向かう。この残りの
成分は、基準ビームとして使用され、そしてレンズ１２
３および光電セル１１６間で連続的に回転するチヨツパ
１２０によつて周期的に遮られる。このチヨツパ１２０
は、螢光放射ビームをも周期的に遮るような位置で、レ
ンズ１０７および１０８間に向けられている。したがつ
て光電セル１１６は、冷光試料７８からの光と、励起モ
ノクロメータ６３からの基準光とによつて交互に照明さ
れる。

この光電セルによつて検出された光は、試料からの未知
の冷光と、基準ビームの強度とを交互に表わす。既知の
電気回路を使用することによつて、光電セルからの出力
信号は、正昧の基準信号に対する正昧の試料信号の比に
対応する正昧の出力信号に変換できる。

第６図は、キセノン・アークあるいは他の適当な可視ま
たは不可視光源２１０を有する螢光分光光度計を概略的
に示す。

光源２１０からの光は、凹面ミラー２１１によつて集光
され、励起モノクロメータ２１３の調節可能な入ロスリ
ツト２１２上に集束される。入ロスリツトによつて形成
された開口は長方形のもので、その縦軸は図面の平面と
平行な方向に延びる。モノクロメータ２１３は通常のも
ので、入ロスリツト２１２に加えて、回折格子２１６お
よび調節可能な出口スリツト２１８を有し、この出口ス
リツト２１８も、図面の平面に平行に延びる縦軸を有す
る。入ロスリツト２１２から入つた光は、格子２１６に
よつて出口スリツト２１８の方向に屈折する。格子２１
６の周縁は、後で説明する目的のために、第１の制限開
口２１９を形成する。励起出口スリツト２１８から出た
光は、単色励起ビームの形態をなしている。

この単色光ビームは、フイルタ２２０および２つの凹面
パラボラ状のミラー２２１および２２２からなる第１の
光学系２１５によつて受入れられる。ミラー２２１およ
び２２２は、好ましくは、試料ホルダーすなわちセル２
２５に光を向けるために、入射ビームの主光線に関して
４５度の角度に向けられる。試料セル２２５は正方形の
もので、相対向する２組の平らな表面２２６および２２
７と２２８および２２９とを有する。この光学系２１５
は、試料セル２２５の表面に最も近い励起出口スリツト
２１８によつて形成された開口の真の水平像をつくる。
この出口スリツト像に加えて、第１の光学系は、格子開
口２１９の像をつくるのに役立つ。

この後者の像は、試料セル２２５の表面２２７、すなわ
ち表面２２６および出口スリツト像と反対の面に近接し
て位置する。これらの像の縦軸は、図面の平面に平行な
一つの平面上におかれる。フイルタ２２０は、スリツト
２１８を出た励起ビームから不用の波長の光を除き、残
つた励起ビームを凹面ミラー２２１に送る。

この凹面ミラー２２１は、励起ビームの光軸に対して約
４５度の角度にセツトされている。このビームはミラー
２２１に対して直角におかれたミラー２２２に反射され
る。ミラー２２１および２２２は、装置のための励起光
学系２１５を形成し、出口スリツト２１８からの励起ビ
ームを試料ホルダー２２５に向ける。試料２２５を通過
する励起ビームは、試料を励起し、励起光のそれとは異
なつた波長の螢光を発生させる。この螢光は全ての方向
に放射される。放射された螢光の一部は、凹面ミラー２
３３によつて集められ、第２の凹面ミラー２３４に、つ
いでフイルタ２３５に向けられる。ミラー２３３および
２３４は、励起光学系２１５と同等の放射光学系３１を
形成する。ミラー２２１および２２２と同じ方法で、ミ
ラー２３３および２３４は、試料２２５から集められた
放射ビームの主光線に関して４５度の角度に向けられる
。これらのミラーは、水平および垂直の両方向において
同じ差焦点特性（ＤｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌｆＯｃａｌ
ｐｒＯｐｅｒｔｉｅｓ）を有し、試料の照光された部分
の歪像を放射モノクロメータ２４０の入ロスリツト２３
９および格子２４３の位置に形成する。入ロスリツト２
３９は長方形のもので、図面の平面と平行な方向に延び
る縦軸を有する。またモノクロメータ２４０は、励起モ
ノクロメータ２１３と同じもので、入ロスリツト２３９
に加えて、さらに凹面回折格子２４３、および入ロスリ
ツトに平行な出口スリツト２４５を有する。入口スリツ
ト２３９から入つた螢光は、制限開口２４６を形成する
格子２４３によつて反射される。出口スリツト２４５を
出た光は、試料２２５から放射された螢光の中から選択
された高度の単色光部分からなり、この光は、凹面ミラ
ー２４８によつて反射され、光電検出器２５０上に集光
される。この光電検出器２５０は、通常の構成を有する
もので、好ましくは、所望の波長でとくに高い感度を有
する。この光電検出器２５０は、出口スリツト２４５か
らの光の強さに比例する出力信号を発生する。放射モノ
クロメータ２４０のための光学システムのミラー２３３
，２３４は、放射入ロスリツト２３９によつて形成され
た開口の光学像を形成する。

この像は、試料セル２２５の表面に近接してこれと平行
におかれる。同様に、格子開口２４６の縮小された像が
試料セルの反対の表面２２９に隣接して形成される。こ
れらの像の間の末端の光は、長方形のプリズムの形の中
に試料容積の外形をつくり、そして試料を通過したビー
ムの幅は比較的均一であり、実際よりも小さい。励起モ
ノクロメータ２１３からのビームおよび放射モノクロメ
ータ２４０に接近するビームの主光線は、試料セル２２
５で交叉する。

開口の像の各々の縦軸は、これらの主な光によつて形成
された平面上に位置する。出口スリツト２１８の像は、
放射ビームの通路に平行である。入ロスリツト２３９の
像は励起ビームの通路に平行である。この配置は、入ロ
スリツト２３９に沿つた点が、出口スリツト２１８の全
長からの光による試料の照射に対応した強度の光で充填
されるようになつている。励起および放射光学系におい
て、集光のためにレンズではなくてミラーを使用するこ
とによつて、集光のためのレンズに主として依存する光
学系と比較して、系内での光収差が減少する。

光学系の好ましいミラーは、スリツトおよび格子像をこ
の両者が同じ幅二長さ比を有するように歪曲させるよう
な歪像特性を有するものである。試料セルに形成された
開口像は縮小され、そして格子開口の像を歪曲させる。
また第６図の分光光度計もまたビームスプリツタ一２６
０を有し、これはミラー２２１によつて反射されたモノ
クロメータ励起ビームを受ける。

このビームスプリツタ一２６０は、例えば平らな石英板
もしくは部分反射ミラーの形態をなす。受けた光の既知
の成分がビームスプリツタ一２６０によつて反射され、
平凸（ＰｌａｎＯ−ＣＯｎｖｅｘ）レンズ２６２を透過
して、ロダミンＢ（ＲｈＯｄａＯｌｉｎｅＢ）溶液もし
くは他のいわゆる検量液（ＱＵａｎｔｗＬｄｅｔｅｃｔ
ｉｎｇｌｉｑｕｉｄ）と呼ばれているもののような、入
射した全ての波長の光を吸収し、そして一定波長でこの
光の成分の一部を通す液体を収容した中空プリズム２６
４に向けられる。また両凸（ＢＯｕｂｌｅｃＯｎｖｅｘ
）レンズ２６６は、放射された光を光電セル２５０上に
集光する。

この成分は、基準ビームとして使用され、スプリツタ一
２６０およびレンズ２６２間で連続的に回転するチヨツ
パ２６８によつて周期的に遮られる。チヨツパ２６８は
、第６図に示すように、スプリツタ一２６０およびミラ
ー２２２間でモノクロメータ励起ビームを周期的に遮る
ように配向されている。このチヨツパは弧状の切欠き２
６９（第７図）を有し、この切欠きは、単色光ビームが
試料およびプロツクに通過するのを許容し、ついで単色
光ビームを遮断して基準ビームが光電セルに向かうのを
許容する。したがつて光電セル２５０は、セル２２５内
の冷光試料からの単色光と、カウンタ２６４からの基準
光とによつて交互に照光される。

この光電セルによつて検出された光は、試料からの未知
の冷光強度と、基準ビームの強さとを交互に表わす。通
常の電気回路を使用することによつて、光電セルからの
出力信号は、正味の基準信号に対する正味の試料信号の
比に対応した出力信号に変換することができる。試料セ
ル２２５中の試料が受ける光の強度は、第６図の例にお
いて、２つの光学素子２７０および２７１（第１２図）
を使用することでさらに増強し得る。

この光学素子２７０および２７１は、球体から取出した
くさびのような形状をなし、それぞれ平らなもしくは斜
めの内方端２７２および２７３と、球面状の外表面２７
４および２７５を有する。球形の表面２７４および２７
５の曲面の中心は、くさび形（傘形）の中心近くに位置
される。これらの素子は、それぞれ試料ホルダー２２５
の面２２６および２２８に近接しておかれ、これによつ
て励起ビームおよび試料からの螢光放射ビームの光学的
な通路内に位置する。この発明の一つの態様においては
、最大半径から傘形部の内方端までの全体の長さが１３
ｍ７１Ｌの素子が使用される。

この場合、傘形部の内方端は、試料セル２２５の中心か
ら２ｍｍ離れた位置におかれ、したがつて最大半径から
試料の中心までの距離は１５ｍ７７！になる。これらの
素子は、第１２図に示すように、互いに近づく２つの平
らな側面２７６および２７８を有し、励起光の大部分を
、素子および試料を通過する光ビームの光軸との交点で
試料上に集光するとともに、試料から放射された光を有
効に取出すように働く。また他の利点として、くさび形
の素子は、円錐またはピラミツド形の光学系に用いられ
ている２元的なテーパー面を有するものに比べて、安価
で製造が容易であるということも挙げられる。使用時に
おいて、モノクロメータ２１３の出口スリツト２１８の
像は、光つた帯（たとえば長さ６ｍｍのもので、第１２
図に二重頭部矢印１で示す）を形成するように、素子２
７０内に投影される。

像の端部に行く光線は磨かれた表面２７６および２７８
で遮られ、円錐形の光学系の場合と同様に、傘形部を通
して反射される。図示の、そして上記の幾何学的配置に
よつて、くさび形素子は、元の６ｍｍのスリツト像に代
えて、傘形部で２ｍ７７！の長さを照明する。得られた
帯は、くさび形素子２７０および２７１の軸心の交点で
約３ｍｍに拡大される。すなわちこの交点での３ｍｍの
ターゲツトは、くさび形素子がない場合に受けるであろ
う半分の光ではなくて、全ての光を受けることになる。
ターゲツト上における光の分布は、中心の２ｍｍの部分
が光の３分の２、ある場合には４分の３を受けるような
状態になる。たとえば、図面の平面上で２龍の長さの試
料（たとえば紙面に垂直に立つ直径２ｍｍのロツド）の
場合、くさび形素子２７０を使用しなければ励起光の３
分の１だけが切取れるのに対して、くさび形素子２７０
を使用することによつて、切取ることのできる光は４分
の３にも達する。

このことは、くさび形素子を使用せずに得られる値の２
．２５倍に光が増強されることを意味する。同様に、く
さび形素子２７１は、これを除いた場合に比べて、試料
ロツドからの光を２．２５倍だけ多くピツクアツプする
。小さい試料にとつて、この光の強度の改善は、励起お
よび放射ビームに対する累積となり、したがつて光学セ
ルに与えられる信号の強さは５倍になる。くさび形素子
２７０および２７１の球状の表面２７４および２７５は
、元のスリツト像を６ｍｍよりも小さい像に縮小するこ
とによつて、信号をさらに増強するのに役立つ。

曲面の中心に近いスリツト像について、その縮小係数は
、屈折率（すなわちくさび形素子を形成する材料として
シリカ系の物質を使つた場合には約１．５）に等しい。
図面の平面において、これは前記の累積に加えられるさ
らに他の強度の増強を与える。しかし図面に垂直な平面
では、この増強分は累積されない。これは、試料ロツド
が照光されるべき部分よりも高いと考えられるからであ
る。すなわち表面の効果は、信号を３．３７倍だけ増強
することであり、これは第３のパワーの１．５倍である
。これはすでに述べたくさび形素子の効果とは別である
ので、合計した信号の強さは、５×３．３７、すなわち
ほぼ１７倍になる。くさび形素子の内部反射による反射
損失のために、実際の信号強度は約１３．５であり、ア
ルミナイズ処理したくさび形素子については約１２．７
である。紙面に垂直に配向されたスリツト像を形成する
ような光度計における一連の試料光学系について同じく
さび形素子を使用した場合、くさび形素子の効果は、試
料上での強度を増すことであつて、失われる光を回収す
ることではなく、得られる利得は３である。

同時に、くさび形素子の球面による効果は、付加係数１
．５で信号を増強することであり、合計の増強は約４．
５になる。アルミナイズ処理したくさび形素子の反射損
失を考慮すると、この値は３．３倍になる。この値をす
でに検討した条件のもとで得られた１２．７倍と比較す
ると３．８倍の差があるが、この差は、スリツト像が光
軸の平面にないときに試料のエツジを通つて失われた光
から主としてもたらされるものである。第８図に示した
この発明の実施例では、光源２８０および光源集光ミラ
ー２８１が設けられこの両者はすでに述べたものと同等
のものである。

励起モノクロメータ２８２は、垂直な入ロスリツト２８
３を通過した光源２８０からの光を受け、この光はコリ
メーテイング（ＣＯｌｌｉｍａｔｉｎｇ）ミラ１ｙ一２
８４に達し、そのダイパージェット・ビームが格子２８
５を照光するための平行ビームに変換される。

格子から分散した光の一部はテレスコーブミラ一２８６
に達し、垂直な出口スリツト２８７にスペクトラムを集
光する。スリツト２８７は、分散されたスペクトラムの
一部を選択し、これを単色光に近いビームとして、ミラ
ー２８８Ｆ２８９，２９０，２９１および２９２を含む
光学系に送る。この光学系はいくつかの重要な機能を有
する。

第一に、この光学系は、試料ホルダー３０７の表面に近
い出口スリツト２８７の縮小された像、および反対の表
面に近い格子２８５からの制限開口の縮小された像を形
成する。第二にこれは自身で反射光学素子を構成し、色
収差に全つたく依存しない像を与える。第三に、これは
光のビームを伝ばんの方向を中心として９０度だけ回転
させ、この結果、試料の近くに形成されたスリツト像の
長さ方向が、垂直ではなくて水平な平面と一致する。第
四に、スリツト像が実際のスリツトよりも短いが幅広く
なるように、そして格子像が実際の格子よりも長いが幅
はせまくなるように、スリツトおよび格子の像を歪ませ
る。さらに第五に、スリツトおよび格子の像がほぼ同じ
寸法および形状になるような値に縮小および歪みの量を
決定する。前述と同じ方法で、スリツト像および格子像
間に形成された光の通路は、小さい長方形のプリズム内
に包含される。ミラー２８８は、出口スリツト２８７か
らの単色光励起ビームを受け、これをミラー２８９に向
ける。

一例によれば、ミラー２８８は出口スリツト２８７から
４８ｍｍの位置におかれ、その形状は、水平な方向での
半径が１１６．５Ｗ１１１，、垂直方向での半径が８２
．０ｍｍのトロイド状のものである。これは、モノクロ
メータ２８２の背面内側に、高度に非点収差を有するス
リツト２８７の実像と、自身およびミラー２８９間に、
高度に非点収差を有する格子の虚像とを形成する。この
後者のミラーは平らであり、反射したビームを垂直な方
向に向けるために４５度で上向きに傾いている。励起ビ
ームは、ミラー２８９から円筒形のミラー２９０に進み
、ついで平らなミラー２９１に進む。

このミラー２９０は、たとえばミラー２８９の２６ｕ上
方に位置し、入射光に対して４５度だけ傾斜しているが
、ミラー２８９の面から９０度だけ離れた平面上に位置
している。またミラー２９１は、入射光に対して４５度
だけ傾斜しているが、第３の平面上に保たれる。第９図
および第１０図に示すように、この群のミラーの一つの
作用は、まずミラー２８９からの光を上方に反射し、つ
いでミラー２９０からの光を水平に反射し、さらにミラ
ー２９１からの光をきた方向から後方に、しかし元の線
から２６１１Ｅｍ上方に、そして２０．７ｍ１！Ｌ水平
方向にずれた方向に反射する。これらの反射において、
垂直なスリツトおよび格子の像は、水平な像を形成する
ように回転される。ミラー２８８（第８図）は２つの平
面内で凹面の半径を有し、したがつて入射光に対して４
５度の角度で使用されたとき、紙面と垂直な平面におけ
るよりも紙面の平面内において短い焦点距離、すなわち
より強いフオーカシングカを持つ。

従つてミラー２８８が垂直な平面上に形成する出口スリ
ツトの虚像は水平な平面上におけるスリツトの虚像より
も小さいし、出口スリツト２８７により近い。一方、格
子像は実像であるため、垂直な平面上における格子像、
およびミラー２８８からの格子像は、水平な平面上にお
ける格子像よりも大きい。円筒形のミラー２９０は、入
射光の平面内、すなわち出口スリツト像の長さ方向に垂
直な方向において２８５詣の凸面半径を有する。

このミラー２９０は、スリツトの長さ方向におけるより
も、この方向において負のフオーカシングカを示す。こ
の光学系におけるこの位置での負のフオーカシングカは
、トロイド状のミラー２８８によつて形成されたスリツ
ト像および格子像の両方に導入された非点収差を補正す
る。しかし２つのミラーによつて２つの像に導入された
歪は除去されない。これらの２つの結果を得るためには
、スリツトに近い方のミラー２８８は、スリツトの虚像
と格子開口の実像とを形成するものでなければならず、
そしてスリツトの幅の方向において、垂直な方向よりも
大きい正のフオーカシングカを有さなければならない。
一方ミラー２９０は垂直方向におけるよりもスリツト幅
の方向においてより小さな正のフオーカシングカ（すな
わちより大きい正のフオーカシングカ）を有さねばなら
ない。すなわちミラー２８８は、スリツト長に直角な方
向の焦点距離よりもスリツト長の方向において（すなわ
ち紙面に垂直な面において）より長い焦点距離を有する
。すなわちミラー２９０は、そこに直角な方向における
焦点距離よりもスリツト像の長さ方向においてより短か
い焦点距離を有する。スリツトの長さに垂直な平面内に
おいて、ミラー２９０の負のフオーカシングカは、ミラ
ー２８８によつてすでに形成されたスリツトの虚像およ
び格子像を縮小する。この系の適切な機能を得るのに必
要な精度の範囲内で、この像の位置は、ミラーによつて
他の平面上に形成される対応する像の位置と一致する。
ミラー２９１は、励起ビームを曲面ミラー２９２に向け
て反射する。

このミラーは楕円面を形成し、たとえばその長焦点距離
は１３２．７ｍｍ、短焦点距離は５７．３ｍ１Ｌである
。このミラー２９２は、セル３０７内の試料の中心から
５１．０ｍｍの位置におかれ、そして試料の背後に正確
な、しかし歪んだ格子像を、そして試料の前方に正確で
ない歪んだ出口スリツト像を？成する。またこのミラー
２９２は、これらの像をほぼ同じ大きさに縮小する。試
料ホルダー３０７の後方の表面に近接して凹メニスカス
ミラー２９３が並置されている。

このミラー２９３は、レトロミラ一として作用し、ホル
ダーの前面に近接した励起出口スリツトの第２の像を形
成するのに適した曲率半径を有する。これによつて同じ
試料中を励起光が２回にわたつて通過する。試料を通過
した励起ビームは試料を励起させ、励起光とは異なつた
波長の螢光を放射させる。

この螢光はすべての方向に放射される。放射された螢光
の＝部は、試料セル１０７の他の表面について設けられ
た第２の光学系によつて集められ、放射ビームを形成す
る。この第２の光学系は、ミラー２９７，２９８，２９
９および３００を有し、これらは、像の形成、回転、歪
曲化、および縮小を、ミラー２８８〜２９２群が励起ビ
ームに対して作用したのと同様に、放射ビームに対して
与える。ミラー２９７および３００は非球形の凹面を有
し、これらは対応するミラー２９２および２８８と同じ
ものであつてもよい。そしてスリツトおよび試料からの
距離、および相互間の距離は、励起ビームにおける対応
する距離と同じである。′第８図に示した例では、機械
的には必要でないために、放射系では平らなミラー２９
１に対応する部材は設けられていない。

事実、他の実施例では、種々の要素の物理的な位置によ
つてはミラー２９１は不要のこともある。また放射系で
は、励起系におけるミラー２９０の負のフオーカシング
力はミラー２９９に見られる。またミラー２９９はミラ
ー２９０とは異なつた方向に傾いているので、その凸面
の半径は、１４２．６７ｎ７１Ｌ、すなわちミラー２９
０のそれの丁度半分である。しかしこれらの差異は、光
学系の性能にはほとんど影響を与えない。試料ホルダー
３０７の相対向する表面に隣接して、無収差の、しかし
歪んだスリット像および格子像が形成される。凹面のレ
トロミラ一３２０は、試料を通つてミラー２９７に向か
う他の放射光を反射し得る位置におかれる。

励起系におけるレトロミラ一２９３とは異なつて、ミラ
ー３２０は試料ホルダー３０７から遠く離れ、そして試
料の中心に近接した位置にその曲面の中心を有する。光
の通路は試料のほぼ同じ部分を２回にわたつて通るが、
この両者間での像は反対である。各系において、試料を
通る第２の光は、集められる螢光の強度を２倍にする。
励起系では、この増強は、試料中で励起力密度を２倍に
することから得られ、放射系では、試料の照光される有
効厚さを２倍にすることから得られる。凹面レトロミラ
一２９３および３２０たとえば平らなミラーの利点は、
凹面鏡の結像特性が、セルを通る第２の通路上でセルの
壁にあたるような分岐光を抑制することである。

このことは、螢光が壁からの散乱光によつてかくされる
ような弱い試料の測定においてとくに重要な特徴となる
。ミラー２９７〜３００に続いて、放射ビームは、放射
モノクロメータ３０１の垂直入ロスリツト３０２を通る
。この放射モノクロメータ３０１は、励起モノクロメー
タ２８２と同じものであつてもよく、ほぼ平行なビーム
光で回折格子３０４を照光するコリメータ３０３を有す
る。回折したビームの一部は、テレスコープミラー３０
５によつて集束され、垂直な出口スリツト３０６を通過
する。これによつて隔離された単色光は、光電倍増管検
出システム３５５に前記と同じ順序で到達する。第８図
の実施例において、試料セル３０７は回転テーブル３１
１の周縁の近くに支持されている。このテーブル３１１
は円形のもので、それぞれ異なつた螢光物質を収容した
他の３つの試料セル３０８，３０９および３１０を有す
る。各試料セルは、検査すべき試料がテーブルを回転さ
せるだけで容易に位置を変えられるように、テーブル３
１１上に９０度の間隔で離れている。凹面メニスカスミ
ラー２９４，２９５および２９６は、ミラー２９３と同
じく、セル３０８，３０９および３１０の内側の面に隣
接して配置され、これによつて対応する試料の検査中、
励起ビームを第２の通路に戻す。ターレツトおよびレト
ロミラ一の他の有利な形態を第１１図に示す。

４つの試料セル３５６，３５７，３５８および３５９が
方形のテーブル３６０の４つのコーナーに隣接して装備
され、このテーブル３６０は、垂直な軸３６１を中心と
して回転可能に支持される。

各セル３５６，３５７，３５８および３５９は、第８図
に示したように平らな表面が軸に対面するのではなくて
、１つのコーナーが軸３１０に対面するように配置され
ている。各セルに隣接する内側の表面の背後に、凹面の
反射体３６２および３６３が設けられている。第１１図
の例では、各反射体３６２および３６３は２つの側面を
有する第１の表面ミラーの形態であるが、他の例では、
反射体は、第８図のミラー２９３，２９４，２９５およ
び２９６と同じものであつてもよい。この反射体３６２
および３６３は、すでに述べたのと同じ方法で、励起お
よび放射光学系のためのレトロミラ一として働く。なお
使用した用語および表現は、理解を容易にするために便
宜的に選択されたもので、これによつてぱ限定されない
。またこれらの用語および表現は、同等のものを除外す
ることは意図せず、そして請求の範囲の範囲内で種々の
変更を加えることができることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施態様による螢光分光光度計の
概略化した図解平面図である。 第１Ａ図は、第１図に示された分光光度計の試料ホルダ
ー近くの光路の拡大概略平面図である。第１Ｂ図は、第
１図の分光光度計のための試料ホルダーおよび光学系の
拡大フラグメンタリイ等軸である。第２図は、第１図の
２−２線から見たときの第１図に示された分光光度計の
一部分の概略正面図である。第３図は、本発明の他の実
施態様による螢光分光光度計の概略平面図である。第４
図は、第３図の４−４線から見たときの第３図の分光光
度計の一部分の概略正面図である。第５図は、第３図お
よび第４図の分光光度計の分光光度計に用いられた試料
ホルダーの拡大平面図である。第６図は、本発明の一実
施態様による螢光分光光度計の概略平面図である。第７
図は、第６図の分光光度計に関して用いられた光チヨツ
パを示す第６図の２−２線切断正面図である。第８図は
、本発明の他の実施態様による概略平面図である。第９
図は、第８図に示された分光光度計の一部分を示す第８
図の４−４線切断正面図である。第１０図は、第９図に
示された分光光度計の部分を示す第８図の５−５線切新
正面図である。第１１図は、本発明に関して有用な試料
ホルダーの横断面図である。第１２図は、第６図に示さ
れた本発明に関して有用な光学的くさびおよび関連部品
の平面図である。第１３図は、第１２図の８−８線切断
正面図である。１０・・・・・・光源、１１・・・・・
・ミラー、１２・・・・・・入口スリツト、１３・・・
・・・モノクロメータ、１６・・・・・・回折格子、１
８・・・・・・出口スリツト、２３・・・・・・レンズ
、２５・・・・・・試料ホルダー（セル）、２６〜２９
・・・・・・面、３３，３４・・・・・・レンズ、３５
〜３７・・・・・・ミラー、３９・・・・・・入ロスリ
ツト、４０・・・・・・モノクロメータ、４３・・・・
・・回折格子、４５・・・・・・出口スリツト、５０・
・・・・・光電検出器、６０・・・・・・光源、６２・
・・・・・入口スリツト、６３・・・・・・モノクロメ
ータ、６５・・・・・・回折格子、７０・・・・・・出
口スリツト、７４・・・・・・ビームスプリツタ一、７
８，８８〜９０・・・・・・セル、８５・・・・・・テ
ーブル、１０９・・・・・・入カスリツト、１１０・・
・・・・モノクロメータ、１１３・・・・・・回折格子
、１１４・・・・・・出口スリツト、１１５・・・・・
・プリズム、１１６・・・・・・光電検出器、１２０・
・・・・・チヨツバ２１０・・・・・・光源、２１２・
・・・・・入ロスリツト、２１３・・・・・・モノクロ
メータ、２１６・・・・・・回折格子、２１８・・・・
・・出口スリツト、２２０・・・・・・フイルタ、２２
５・・・・・・試料セル、２３９・・・・・・入ロスリ
ツト、２４０・・・・・・モノクロメータ、２４５・・
・・・・出口スリツト、２５０・・・・・・光電検出器
、２６０・・・・・・ビームスプリツタ一、２６８・・
・・・・チヨツパ、２７０，２７１・・・・・・光学素
子、２８０・・・・・・光源、２８２・・・・・・モノ
クロメータ、２８３・・・・・・入ロスリツト、２８５
・・・・・格子、２８７・・・・・・出口スリツト、２
９３，３２０・・・・・・レトロミラ一、３０１・・・
・・・モノクロメータ、３０２・・・・・・人ロスリツ
ト、３０４・・・・・・回折格子、３０３・・・・・・
コリメータ、３０６・・・・・・出口スリツト、３１１
・・・・・・テーブル、３６２，３６３・・・・・・反
射体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 試料からの放射光を測定する装置であつて、（ａ）
   光源１０と、（ｂ）この光源から単色励起光を分離する
   ためのもので、上記光源からの励起光を受入れるための
   励起入口スリット１２と、励起出口スリット１８と、お
   よびこの励起出口スリットを通して受入れられた励起光
   を主光線を有する単色励起ビームの形式で導出する手段
   １５、１６、１７、１９とを有する励起モノクロメータ
   手段１３と、（ｃ）上記励起モノクロメータ手段と関連
   動作して、上記励起ビームを上記試料へ導きかつ上記試
   料に隣接して上記励起出口スリットの像を形成する第１
   の光学系と、（ｄ）上記試料からの放射光を分離するた
   めのもので、上記試料からの主光線を有する放射ビーム
   を受入れるための放射入口スリット３９と、放射出口ス
   リット４５と、およびこの放射出口スリットを通して放
   射ビームから単色放射光を導出するための手段４２、４
   ３、４４、４６とを有する放射モノクロメータ手段と、
   （ｅ）上記放射モノクロメータ手段と関連動作して、上
   記放射ビームを上記放射入口スリツトへ導きかつ上記試
   料に隣接して上記放射入口スリットの像を形成する第２
   の光学系と、（ｆ）上記放射モノクロメータ手段からの
   単色放射光を受けるための放射光検出手段５０と、から
   構成された装置において、 上記第１および第２の光学系が上記試料で交差する上記
   励起ビームと上記放射ビームとの主光線によつて形成さ
   れる平面内に上記各スリット像の縦軸が存在するように
   上記試料に上記各スリット像の焦点を合わせるための光
   学素子２０〜２３、３３、３６；７２、７５、７６、１
   ０５、１０７、１０８を含んでいることを特徴とする装
   置。 ２ 上記励起出口スリット像の縦軸が、上記放射ビーム
   の主光線に平行な方向に延び、かつ上記放射入口スリッ
   ト像の縦軸が、上記励起ビームの主光線に平行な方向に
   延びている特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 上記スリット像の少くとも１つに歪みをもたらすた
   めの手段をさらに備えてなる特許請求の範囲第１項記載
   の装置。 ４ 上記光学系の少くとも１つが湾曲反射面を含む特許
   請求の範囲第１項記載の装置。 ５ 上記各光学系が相互に角度をつけて配置された１対
   の凹面鏡から構成されてなる特許請求の範囲第４項記載
   の装置。 ６ 上記各対の一方の凹面鏡がその関連するモノクロメ
   ータ内における関連するスリットにより近く、かつ他方
   の凹面鏡が上記試料により近く、さらに上記一方の凹面
   鏡は上記スリットの長手方向に直角な方向の焦点距離よ
   りも上記スリットの長手方向のがより長い焦点距離を有
   し、かつ上記他方の凹面鏡は上記スリット像の長手方向
   に直角な方向の焦点距離よりもスリット像の長さ方向に
   おいてより短かい焦点距離を有している特許請求の範囲
   第５項記載の装置。 ７ 上記試料に隣接する凹面鏡が非球面である特許請求
   の範囲第６項記載の装置。 ８ 上記各スリット像が対応するスリットの長さ対幅の
   比率よりも小さい長さ対幅の比率を有する特許請求の範
   囲第１項記載の装置。 ９ 上記励起モノクロメータ手段の励起出口スリットと
   上記放射モノクロメータ手段の放射入口スリットとが両
   方とも水平である特許請求の範囲第８項記載の装置。 １０ 上記励起モノクロメータの励起出口スリットと上
   記放射モノクロメータの放射入口スリットとが両方とも
   垂直であり、かつ上記第１および第２の光学系が上記ス
   リット像を９０°回転せしめるための手段を含んでいる
   特許請求の範囲第８項記載の装置。 １１ 上記試料が２組の対向面を有し、上記第１の光学
   系によつて形成されるスリット像が上記２組の一方の組
   にある上記試料面に近接並置され、かつ上記第２の光学
   系によつて形成されるスリット像が上記２組の他方の組
   にある上記試料の面に近接並置されている特許請求の範
   囲第１項記載の装置。 １２ 上記励起ビームと上記試料からの放射光を上記試
   料方向へ向け戻すために所定位置において上記試料の残
   りの面に対向関係にある反射手段をさらに備えた特許請
   求の範囲第１１項記載の装置。 １３ 上記各第１および第２光学系はその入射光の主光
   線に関して４５°の角度で配された１対の鏡を含んでな
   る特許請求の範囲第１１項記載の装置。 １４ 上記各対における鏡の１つが球形の凹面鏡である
   特許請求の範囲第１３項記載の装置。 １５ 上記モノクロメータ手段の各々が回折格子を含み
   上記試料が対向面の第１および第２の対を有し、かつ上
   記第１の光学系が上記第１の対において該面の１つに隣
   接して上記励起出口スリット像を形成しかつ上記第１の
   対における他の面に隣接して上記励起モノクロメータ手
   段に回折格子像を形成し、および上記第２の光学系が上
   記第２の対内の該面の１つに隣接して上記放射入口スリ
   ットを形成し上記第２の対における他の面に隣接して上
   記放射モノクロメータ手段に回折格子像を形成する特許
   請求の範囲第１項記載の装置。 １６ 上記励起ビームがほぼ断面が矩形の立体形状にお
   いて多量の試料を照射する上記第１および第２の像間の
   末端光線を有し、かつ上記放射ビームがほぼ断面が矩形
   の立体形状において多量の試料からの放射光によつて形
   成された上記第３および第４の像間の末端光線を有して
   いる特許請求の範囲第１５項記載の装置。 １７ 上記励起モノクロメータ手段の出口スリットにお
   いて上記放射光から単色基準ビームを形成するための手
   段と、上記基準ビームを受けてそれを上記放射光検出装
   置へ導く手段とからさらになり、上記基準ビーム受光手
   段が所定位置における回転チョッパを含み、上記基準ビ
   ームと放射ビームとを交互に阻止してなる特許請求の範
   囲第１５項記載の装置。 １８ 上記励起スリット像と上記励起モノクロメータ手
   段の回折格子像の縦軸が上記放射ビームの主光線に平行
   な方向に延び、かつ上記放射スリット像と上記放射モノ
   クロメータ手段の回折格子像の縦軸が上記励起ビームの
   主光線に平行な方向に延びている特許請求の範囲第１５
   項記載の装置。 １９ 上記第１の組における上記試料面の一方が上記励
   起ビームと対向関係にあり、かつ上記第２の組における
   上記１つの試料面が上記放射ビームと対向関係にある位
   置へ上記試料を回動せしめるための回転支持手段をさら
   に備えた特許請求の範囲第１５項記載の装置。