JPS61149832A - Fourier transform type spectrophotometer - Google Patents
Fourier transform type spectrophotometerInfo
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- JPS61149832A JPS61149832A JP27870084A JP27870084A JPS61149832A JP S61149832 A JPS61149832 A JP S61149832A JP 27870084 A JP27870084 A JP 27870084A JP 27870084 A JP27870084 A JP 27870084A JP S61149832 A JPS61149832 A JP S61149832A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/45—Interferometric spectrometry
- G01J3/453—Interferometric spectrometry by correlation of the amplitudes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
イ・ 産業上の利用分野
本発明はフーリエ変換型分光光度計で試料の経時的な変
化を記録する装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to an apparatus for recording changes over time in a sample using a Fourier transform spectrophotometer.
口・従来技術
フーリエ変換型分光光度計は干渉計の移動鏡を移動させ
ることによって得られるインターフェログラムをフーリ
エ変換して測定しようとする光のスペクトルを得る装置
であるが、これを用いて試料の経時的な変化を記録する
場合、従来二つの方法が用いられていた。その一つは干
渉計の移動鏡辺−
による走査を繰帰して一走査毎に得られるインターフェ
ログラムのデータを測定期間中全部記録しておき後で、
それらのデータからフーリエ変換によって毎走査時のス
ペクトルを求めるもので、試料の表光度或は透過率の時
間的な変化の記録を得ることができるが、事後的に結果
が分るだけで現時点での吸光度変化を監視できない上、
大容量のメモリを必要とする。もう一つの方法はＦＦＴ
（高速フーリエ変換）と呼ばれるアルゴリズムを用いる
高速フーリエ変換器を用いてインターフェログラムを瞬
時にフーリエ変換するもので、時々刻々のスペクトル変
化を表現することができるので、試料の経時変化のリア
ルタイムでの監視が可能であるが、高速フーリエ変換器
を必要とし、この装置は高価なものであるから、この方
法は一般的に採用することは困難である。しかもこれら
の二つの方法はインターフェログラムからもとのスペク
トルの完全な形を再現しているのであるが、試料の経時
的な変化を調べる場合、試料の吸収スペクトルの全形の
変化を監視するよりも、特定の波長点での吸光度の変化
を監視する方が実際的であり、この意味で、上記二つの
方法は大容量のメモリを用い或は高価なフーリエ変換器
を用いて有用性の乏しい情報を大量に生産しているもの
と云える０ハ・ 発明が解決しようとする問題点
本発明は安価な構成で、しかも試料の経時的な変化をリ
アルタイムで監視することができるフーリエ変換分光光
度計を提供しようとするものである０
二１問題解決のだめの手段
ＤＦＴ （離散フーリエ変換）と呼ばれるアルゴリズム
を用い、リアルタイムでインターフェログラムから指定
した波長でのスペクトルデータを求め、これを時系列的
に表示するようにした。・Prior art A Fourier transform spectrophotometer is a device that obtains the spectrum of the light to be measured by Fourier transforming the interferogram obtained by moving the movable mirror of the interferometer. Conventionally, two methods have been used to record changes over time. One method is to repeat scanning by the moving mirror of the interferometer and record all the interferogram data obtained for each scan during the measurement period.
The spectrum at each scan is obtained from these data by Fourier transformation, and it is possible to obtain a record of temporal changes in surface luminosity or transmittance of the sample, but at present, the results can only be known after the fact. It is not possible to monitor changes in the absorbance of
Requires large amount of memory. Another method is FFT
Interferograms are instantaneously Fourier-transformed using a fast Fourier transformer that uses an algorithm called (fast Fourier transform), which can express moment-by-moment spectral changes, so it is possible to express changes in the sample over time in real time. Although monitoring is possible, this method is difficult to adopt generally because it requires a fast Fourier transformer and the equipment is expensive. Moreover, these two methods reproduce the complete shape of the original spectrum from the interferogram, but when investigating changes in a sample over time, it is necessary to monitor changes in the entire shape of the sample's absorption spectrum. It is more practical to monitor the change in absorbance at a specific wavelength point than to monitor the change in absorbance at a specific wavelength point. Problems to be solved by the invention The present invention uses Fourier transform spectroscopy, which has an inexpensive structure and can monitor changes in a sample over time in real time. This is a photometer that aims to provide a photometer.021 Problem-solving methodUsing an algorithm called DFT (Discrete Fourier Transform), spectrum data at a specified wavelength is obtained from an interferogram in real time, and this is converted into a time series. It is now displayed.
ホ・作用
フーリエ変換のアルゴリズムに前記したＦＦＴと前項に
記したＤＦＴとがある。ＦＦＴはインターフェログラム
からスペクトルの全形を再現するものであるが、ＤＦＴ
は指定した波長におけるスペクトルデータを算出するも
のである。この両者の計算量を較べてみると、インター
フェログラム上のＮ個のデータについて、ＦＦＴでは乗
算が２Ｎｌｏｇ２Ｎ回、加算が４ Ｎ ｌｏｇ２Ｎ回で
あシ、ＤＦＴでは乗算が２Ｎ回、加算が２Ｎ回である。E. Effect Fourier transform algorithms include the FFT described above and the DFT described in the previous section. FFT reproduces the entire spectrum from an interferogram, but DFT
calculates spectrum data at a specified wavelength. Comparing the amount of calculation between these two methods, for N data on an interferogram, FFT requires 2Nlog2N multiplications and 4Nlog2N additions, while DFT requires 2N multiplications and 2N additions. It is.
Ｎ＝４０９６点とするとＦＦＴでは乗算＝２４Ｘ４０９
６回、加算＝４８Ｘ４０９６回となるのに対し、ＤＦＴ
ではスペクトル上の一点につき乗算＝２×４０９６回、
加算２Ｘ４０９６回であって、計算回数はＦＦＴがＤＦ
Ｔの１８倍と云うことになる。If N = 4096 points, multiplication = 24 x 409 in FFT
6 times, addition = 48x4096 times, whereas DFT
Then, multiplication per point on the spectrum = 2 x 4096 times,
Addition is 2×4096 times, and the number of calculations is FFT is DF
This means that it is 18 times T.
つまりＤＦＴでスペクトル上の１８波長点を指定したと
き計算量がＦＦＴと略々等しくなる。これ以上指定波長
が増すとＦＦＴの方が有利と云うことになるが、吸光分
析で成る物質の増減を監視する場合、注目する波長点は
１〜数個であるから、ＤＦＴの方が計算量が少くてすみ
、演算所要時間が短縮される。従って特に高速の計算器
を用いなくても、事実上リアルタイムで指定された波長
における吸光度の時間的変化を記録することができるの
である。In other words, when 18 wavelength points on the spectrum are specified using DFT, the amount of calculation becomes approximately equal to that of FFT. If the number of specified wavelengths increases further, FFT will be more advantageous, but when monitoring the increase or decrease of a substance using absorption analysis, the number of wavelength points of interest is one to several, so DFT requires less calculation. , and the time required for calculation is shortened. Therefore, it is possible to record temporal changes in absorbance at a specified wavelength in virtually real time without using a particularly high-speed calculator.
へ・実施例
図は本発明の一実施例を示す。第１図で１は光源、２は
コリメータ鏡、３はビームスプリッタ−１４は固定鏡、
５が移動鏡で６は集光鏡であり、これらはマイケルソン
型の干渉計を構成しておシ、集光鏡６の集光点に光検出
器７が配置される。移動鏡５を移動させたときの光検出
器７の出力を移動鏡の移動量を横軸として記録したもの
がインターフェログラムで、実際にはＢｌＮ比を高める
ため移動鏡の数往復におけるインターフェロクラムを積
算したものを一回の測定におけるインターフェログラム
とする。光検出器７の出力は移動鏡の移動と連動してサ
ンプリング動作をするサンプリング回路８を通してデー
タ処理装置９に取込まれる。データ処理装置９では上述
したように移動鏡５の数往復における光検出器７の出力
を積算して一回測定に対するインターフェログラムのデ
ータとし、ＤＦＴの演算処理を行って、結果を表示装置
１０に出力して表示又は記録すると云う動作を−サイク
ルとして、これを繰返す。Embodiment The figure shows an embodiment of the present invention. In Fig. 1, 1 is a light source, 2 is a collimator mirror, 3 is a beam splitter, and 14 is a fixed mirror.
5 is a movable mirror, and 6 is a condensing mirror, which constitute a Michelson type interferometer, and a photodetector 7 is arranged at the condensing point of the condensing mirror 6. An interferogram is a record of the output of the photodetector 7 when the movable mirror 5 is moved, with the amount of movement of the movable mirror being the horizontal axis.Actually, in order to increase the BIN ratio, the interferogram is recorded during several reciprocations of the movable mirror. The sum of crumbs is used as an interferogram in one measurement. The output of the photodetector 7 is taken into a data processing device 9 through a sampling circuit 8 that performs a sampling operation in conjunction with the movement of the movable mirror. As described above, the data processing device 9 integrates the outputs of the photodetector 7 during several reciprocations of the movable mirror 5 to obtain interferogram data for one measurement, performs DFT calculation processing, and displays the results on the display device 10. The operation of outputting and displaying or recording is called a -cycle, and this is repeated.
第２図はデータ処理装置９におけるＤＦＴ実行動作のフ
ローチャートで、予め指定された波数（波長）に対する
ＤＦ’Ｔ演算のためのｓｉｎ 、 ｃｏｓの表を作って
おき（イ）、その後上述したインターフェログラムの測
定（ロ）を行い、採取されたデータによってＤＦＴの演
算を行って（ハ）、試料の指定された波数における透過
率或は吸光度を算出（ニ）シ、結果をＣＲＴに表示し或
は記録計に出力して記録表示等を行う（利。これで−サ
イクルの動作を終り、動作は（ロ）に戻る。FIG. 2 is a flowchart of the DFT execution operation in the data processing device 9, in which a table of sin and cos for the DF'T calculation for a pre-specified wave number (wavelength) is created (a), and then the above-mentioned interferometry is performed. gram measurement (b), perform DFT calculations using the collected data (c), calculate the transmittance or absorbance of the sample at the specified wave number (d), and display the results on a CRT. is output to the recorder and recorded and displayed (I) This completes the - cycle operation and the operation returns to (B).
第３図は吸光度変化の記録の一例で、波数６゜Ｏ，８０
０，１０００，２０００，３０００の５点を指定し、上
述したー動作サイクルは４秒である０
ト・効果
本発明によれば、−回のフーリエ変換の計算量が少くて
すむから、格別高価な計算器を用いなくても、リアルタ
イムで目標とする波長における試料の吸光度或は透過率
を求めることができるので、安価な構成で多波長成分の
試料の時間的な変化をリアルタイムで追跡できるフーリ
エ変換型分光光度計が得られる。また前述したＦＦＴで
はインターフェログラムのデータサンプリング間隔をΔ
Ｌ、ＦＦＴのデータ点数をＮとすると回復されるスペク
トルの波数間隔は２ΔＬ ／ Ｎとなシ指定した波数に
おけるスペクトルのデータが得られるとは限らないが、
本発明ではＤＦＴを用いているので指定した波数に対す
るスペクトルのデータが直接得られる利点がある。Figure 3 shows an example of recording absorbance changes at wave numbers of 6°O and 80°.
By specifying the five points 0, 1000, 2000, and 3000, the operation cycle described above is 4 seconds. Because it is possible to determine the absorbance or transmittance of a sample at a target wavelength in real time without using a computer, it is possible to track temporal changes in a sample with multiple wavelength components in real time with an inexpensive configuration. A convertible spectrophotometer is obtained. In addition, in the FFT mentioned above, the data sampling interval of the interferogram is set to Δ
If the number of L, FFT data points is N, the wave number interval of the recovered spectrum is 2ΔL/N. Although it is not always possible to obtain spectrum data at the specified wave number,
Since the present invention uses DFT, there is an advantage that spectral data for a specified wave number can be directly obtained.
第１図は本発明の一実施例装置の平面図、第２図は同装
置におけるデータ処理装置の動作のフローチャート、第
３図は同じく測定結果の記録例である。
代理人 弁理士 係 浩 介
第１図実茄伊１
第３図言占柔例FIG. 1 is a plan view of an apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart of the operation of a data processing device in the same apparatus, and FIG. 3 is a recording example of measurement results. Agent Hiroshi Patent Attorney Section Figure 1 Jijitsui 1 Figure 3 Example of interpretation
Claims (1)
理装置と、上記ＤＦＴによるデータ処理結果を表示する
手段を備え、上記データ処理装置はインターフエログラ
ムのデータを採取して上記ＤＦＴを実行し、結果を表示
手段に出力する動作を一サイクルとして繰返すようにな
つていることを特徴とするフーリエ変換型分光光度計。The data processing device includes a data processing device that executes a Fourier transform algorithm DFT, and a means for displaying the data processing result by the DFT, and the data processing device collects interferogram data, executes the DFT, and displays the result. A Fourier transform spectrophotometer characterized by repeating the operation of outputting data as one cycle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27870084A JPS61149832A (en) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | Fourier transform type spectrophotometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27870084A JPS61149832A (en) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | Fourier transform type spectrophotometer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61149832A true JPS61149832A (en) | 1986-07-08 |
Family
ID=17600964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27870084A Pending JPS61149832A (en) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | Fourier transform type spectrophotometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61149832A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6199825A (en) * | 1984-10-22 | 1986-05-17 | Hitachi Ltd | Fourier transform multiwavelength photometer |
-
1984
- 1984-12-24 JP JP27870084A patent/JPS61149832A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6199825A (en) * | 1984-10-22 | 1986-05-17 | Hitachi Ltd | Fourier transform multiwavelength photometer |
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