JPS59200926A - 光源変調型偏光二光束分光光度計 - Google Patents

光源変調型偏光二光束分光光度計

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JPS59200926A
JPS59200926A JP58073923A JP7392383A JPS59200926A JP S59200926 A JPS59200926 A JP S59200926A JP 58073923 A JP58073923 A JP 58073923A JP 7392383 A JP7392383 A JP 7392383A JP S59200926 A JPS59200926 A JP S59200926A
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JP
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light
sample
light source
modulation
reference light
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JP58073923A
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Tadataka Koga
古賀 正太佳
Masatoshi Kitagawa
北川 正敏
Konosuke Oishi
大石 公之助
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Hitachi Ltd
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Publication date
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は試料の分析に用いられる光源褒詞型の偏光二光
束分光光度計に係り、特に、ゼーマン原子吸光用の光m
ll調型偏光光光束分光光度計関するものである。
〔発明の背景〕
分光光匿H↑において、光源を励起させる電力を変調し
て変調光を得ることは従来よシ行なわれておシ、このよ
うにして得られた変調光を用いることにより試料室等で
発生するノイズ成分を除去するのに効果fthげている
第1図は隼号周彼奴とノイズ周波数とを比較して示す線
図である。試料室等で発生する光学的ノイズ2は比較的
周波数の低い区域で多く発生するが、光源の点灯周波数
Cfo )の腺1を高い周波数としであるので、光学的
には両者の周波数成分が共存していても、電気信号に変
換した後は容易に光源の周波数成分1と試料至等で発生
したノイズ2とを区別することができる。即ち、fok
中心とするバンドパスフィルタを用いるか、10以上の
周波数を通過させるバイパスフィルタを用いることによ
って試料室等で発生したノイズ20犬部分を除去できる
ので、良好なS/N比が得られる。しかしこれを本発明
の対象とする偏光二九束分光光度計に適用するにはもう
少し複雑な関係となる。
第2図は光源の変調とサンダル光及びレファレンス光の
切換えとが同期していない場合の信号波形図で、横軸は
時間の経過を示し、縦軸は電流量を示している。光源の
変調は縦線で示しているがこの縦線は発光強度の最大の
所を示すもので、その間には最低の所が介在している。
また、十数本の縦線が揃って高低を生じていることはサ
ンプル光4とレファレンス光3,5とが交互に得られる
三光束光学系の光量を足める電流波形を示しておシ、こ
の場合の切換周波数は501−I Z 、光源の変調層
V、数は1.483.33H2に設定しであるとする。
即ち、3:89の比率としであると仮定する。
このように設定しであるので両者の周波数の比は、従来
のように独立に設定している場合のように2つの点で整
数とはなり得ない。捷ず8.!には、どのような周波数
源を用いてもその値にはf士Δfに示されるように、Δ
fの誤差が存在するためである。第2には、仮にある条
件で両者の周波数比が整数になっていたとしても時間的
な不安定女素のため長時間持続することができないため
である。即ち、レファレンス光3の区間では変調された
光源の発光強度の山が15個入っているが、サンプル光
4の区間では14個の山しか入っていない。両者の周波
数比は上記の如(3:89に設定しであるので、レファ
レンス光3とレファレンス光5においては光源の変調周
期の1/3Ωずれがメジ、その結果として3周期毎に変
調光源との位相が一致するのでサンダル光とレファレン
ス光の切換周波数50H2の173の16.7 HZ 
(Dピートが発生する。
また、実際には両者の周波数の比3:89は完全に安定
していないので、僅かに変動すると別のビート周波数を
発生する。例えば3:89.1になると10 : 29
7に換算されるので1/1005H2のビートが発生す
ることになる。したがって、光源の変調とサンダル光と
レファレンス光の切換を独立に制御した場合には、必ら
ずビートが発生し、しかも現実にはそのビート周波数は
変動するために発生したビートを除去することは困難で
ある。
第3図は第2図のビートの振幅を説明する線図である。
この図は第2図の横軸を拡大してサンダル光又はレファ
レンス光の1区間10m5eCの間にどれだけの発光量
を取込むことができるかを検討したものである。光源は
正弦波変調されており、19m8ecの間に変調光源の
14.833・・・・・・周波が取込まれているが、そ
の全体の光量は変調光源の位相に依存している。第3図
(a)は取込んだ光量が最大になる場合を示し、第3図
(b)は取込んだ光量が最小になる場合を示す。図中に
おいて14周周期分6,7と、0.833周期成分8.
9を区別しており、第3図(a)の0.833周期周期
面積は0.993であシ、第3図(b)においては0.
833周期90面積は0.674である。
しかし1周期の面積を1に規格化しているので、両者の
lom激間の面積比は14,993対14,674とな
シ、第3図(a)の場合の吸光庇上0とすれば第3図(
b)の場合は吸光度0.009に対応する。
第2図では、従来法において発生するビートの周波数に
ついて検討したが、第3図の例ではビートの振幅として
0.009の吸光度が生じ得ることか判明した。したが
って、従来法ではビートが必らず発生するため、これを
低減きせるための信号処理に大きな負担がかかつており
、測定表示値の精度は不十分であるという欠点をもって
いた〇〔発明の目的〕 本発明は上記従来技術の欠点を解消し、ビートの発生を
根本的に防止することができる光源変調型偏光三光束分
光光度計を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕 本発明の特徴とするところは、交流電力によって点灯さ
れる光源と、この光源より出射した光より任意の波長光
を選択する分光器と、この分光器の出射スリットと光電
変換素子との間に設置し、直交する偏光面を有する一対
の直線偏光を壁間的に分離する偏光プリズムと、この偏
光プリズムで分離した一対の直線偏光を集光して出射ス
リット像を交互に取9田す手段と、一対の直線偏光を受
光面の同一場所で検知する光電変換集子とを有し、一対
の直線偏光の光強度を比較測定するごとく構成したこと
にある。
〔発明の実施例〕
第4図は本発明の一実施例であるゼーマン効果を用いた
光源変調型偏光三光束分光光度計の外観図で、測光系1
0.データ処理装置11、グラファイトアトマイザ電源
12の3部よ多構成されている。−1:た、測光系1o
はホローカソードラング室13、ガス制御部14、グラ
ファイトアトマイザ15、分光器制御部16及び電気回
路部17よシ成っている。更に、データ処理装置11は
CRTディスプレイ部18とキーボード19よシ成って
いるが、この他にプロッタや記録計、或いはフロッピデ
ィスク、外部コンピュータと通信するインターフェース
等を接続することも可能である。
第5図は第4図の光学系統図でおる。ホローカソードラ
ンプ20または無極放電管よ9発した光はレンズ21で
ゼーマングラファイトアトマイザ部22の試料原子蒸気
発生部24に集束はせられて通過し、ミラー25で反射
させられると共に再び集束きnてミラー26で反射して
分光器270入射スリツト28に入射する。上記ゼーマ
ングラファイトアトマイザ部22はグラファイト製電極
内に光を通過させる試料原子蒸気発生部24をもってお
シ、その周囲はマダイ・ット23a、23bで包囲され
ている。ここで原子吸収を受けた特定波長光は分光器2
7で選択されて出射スリット32よシ出射するが、その
間にコリメーティングミラー29.31及び平面回折格
子30で反射φ回折される。
出射スリット32以後はサンプル光(磁場に平行な偏光
成分)とレファレンス光(磁場と垂直な偏光成分〕を分
別する偏光光学系で、ウォラストンプリズム33でサン
プル光とレファレンス光とに分離され、レンズ34、ミ
ラー35で出射スリット32の像をテヨッグ36上に結
像させる。このチョッパ36はサンプル光とレファレン
ス光のいずれか一方のみを通過させるように形成しであ
るので、こ扛を通過した光は再びレンズ38で集束され
、光電子増倍管39の受光面の同一箇所で交互に検知さ
れる。即ち、ウォラストンプリズム33の光束分離点の
像を受光面に結像させている。
なお、チョッパ36 idニシンクロナスモータ37を
用いて定速回転させている。
第6図は第5図の測光電気系統図で、第5図と同じ部分
には同一符号を付しである。チョッパ36がフォトカプ
ラ40.41の間隙を通過すると、サンプル光とレファ
レンス光を交互に検知すると共に、第2図に示すごとく
ホローカソードランプ20よりの光の周波数変調を行っ
ている。このフォトカプラ40からの信号は波形整形回
路42を辿って1電気回路17のCPUにサンダル光か
レファレンス光かを伝える。
一方、フォトカプラ41よシの信号はプリアンプ43で
増幅した後成形整形回路44を通シ、定′亀流回路45
(l−変調してホロ−カソードラング20會点月する。
このホローカソードラング20の光は、第5図の光学系
を通り光電子増倍管39で電気信号に変換される。その
後プリアンプ46で増幅され、バンドパスフィルタ47
でホローカソードラング20の変調周波数成分のみを通
過させ、整流回路48、ローパスフィルタ49を通って
CPUに入力する。
また、グラファイトアトマイザ電源12は電源周波数の
電流源でめシ、チョッパ36を回転きせるのにシンクロ
ナスモータ37を用いているので、チョッパ36は′電
源周波数に同期して回転している。
このような電気系を採用しているので、第6図の系統は
次のような関係が成立している。電源周波v、全共通の
周仮数源としてサンダル光とレファレンス光の切換え、
ホローカソードランプの変調及び試料原子蒸気発生部2
4の加熱を行っているので、この3者は同期してビート
ラ発生しない。
したがって、SZN比の大きな測定データが得ら扛て測
定a度は大幅に向上する。
本災施例の偏光二光束分元光度計は、光源変調と同期し
てサンプル光とレファレンス光の切換えと試料原子魚気
発生部の加熱を行っているので、ビート16号ケ発生す
ることはなく、S/N比は大幅に向上するという効果が
得られる。
上記夷〃1.!i圀はグラファイトアトマイザを試料原
子魚気発生部として用いた場合であるが、炎光を用いた
時(1−上記グラファイトアトマイザ電源12は勿論不
要となる。したがって、光源変調と同期してサンプル光
とレファレンス光の切換えを行えば所期の目的?達成す
ることができる。なお、この際はモータ37はシンクロ
ナスモータでなくパルスモータを用いてもよい。
〔発明の効果〕
本発明の光源変調型偏光三光束分光光度計は、複数の周
波数のへ号の同期を信号発生・処理の段階で整えること
ができるので、ビートの発生を防止してS/N比を向上
をせ効率の良い信号処理が可能となるという効果が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は侶号周阪数とノイズ周波数とを比較して示す線
図、第2図は光源の変調とサンダル光及びレファレンス
光の切換えが同期しない場合の信号波形図、第3図は第
2図のビートの珈幅を説明する想図、第4図は本発明の
一実施例である光源変調型二元束分光光度計の外観図、
第5図は第4図の光学系統図、第6図は第5図の測光電
気系統図である。 1・・・光源の周波数を示す線、2・・・試料室で発生
するノイズを示す曲線、3.5・・・レファレンス光、
4・・・サンプル光、6,7,8.9・・・周期成分、
10・・・測光系、11・・・データ処理装置、12・
・・グラファイトアトマイザ電源、13・・・ホローカ
ソードランプ室、14・・・ガス制御部、15・・・グ
ラファイトアトマイザ、16・・・分光器制御部、17
・・・電気回路部、18・・・CRTディスプレイ部、
19・・・キーホード、20・・・ホローカソードラン
グ、21゜38・・・レンズ、22・・・ゼーマングラ
ファイトアトマイザ部、23・・・マグイツト、24・
・・試料原子発生部、25,26,29,31.35・
・・ミラー、27・・・分光器、28・・・入射スリッ
ト、30・・・平面回折格子、32・・・出射スリット
、33・・・ウォラストンプリズム、36・・・チョッ
パ、37・・・モータ、39・・・光電子増倍管、40
.41・・・フォトカブラ、42.44・・・波形整形
回路、43・・・プリアンプ、47・・・バンドパスフ
ィルタ、48・・・整流回路、第1図 噌7図 弔3図 (α) 慴を図 1づ  //b    15   /6   /7  
18  1L/范5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、交流電力によって点灯される光源と、この光源より
    出射した光よシ任意の波長光を選択する分光器と、この
    分光器の出射スリットと光電変換素子との間に設置し、
    直交する偏光th]’il−有する一対の直線偏光を空
    間的に分離する偏光プリズムと、この偏光プリズムで分
    離した上記一対の直線偏光を来光して上d己出射スリッ
    ト像全交互に取シ出す手段と、上記一対の直線偏光を受
    光面の同一場所で検知する上記光電変換素子とケ有し、
    上記一対の直線偏光の光強度を比較測定するごとく構成
    したことを特徴とする光諒変調型偏光二光末分元光度耐
JP58073923A 1983-04-28 1983-04-28 光源変調型偏光二光束分光光度計 Pending JPS59200926A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58073923A JPS59200926A (ja) 1983-04-28 1983-04-28 光源変調型偏光二光束分光光度計
US06/604,939 US4645341A (en) 1983-04-28 1984-04-27 Double polarized light beam spectrophotometer of light source modulation type

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JP (1) JPS59200926A (ja)

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US4645341A (en) 1987-02-24

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