JPS6120805B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複光束切換用光学チヨツパに関する。

本発明の光束切換用チヨツパは多数の異なる光
学的用で有用であるが、殊に、２つの別々の光束
を２つの別々の光路へ特定の連続的周期で、切換
えることを必要とする複光束原子吸光分光光度計
で使用するために開発され、その結果検出装置の
電子回路が吸光度価を、光束強度または検出装置
の感度もしくは、分子吸光または散乱により惹起
されることがあるバツクグラウンド吸光度の変動
と無関係に触密に測定することができる。

原子吸光分光測光において、供試物質を、例え
ば、該元素を含有する溶剤を分光光度計のアトマ
イジングフアーネス中の炎中へ噴霧することによ
り実質的に原子状態とする。中空陰極ランプのよ
うな輝線光源から生じ、かつ測定されるべき元素
の共鳴線を包含する試料側光束がフアーネスを貫
通する。試料中の所望の元素が、該元素を特徴づ
ける共鳴線を吸収し、かつ生じる光束がモノクロ
メータおよびその後に、所望の元素がこの試料側
光束の共鳴線を吸収する程度を測定する検出装置
を貫通する。この吸光度が、試料物質中の所望元
素の量を表わす。

明白に誤つた測定値を生じる、ランプおよび検
出装置の変動につき補正するため、一般に複光束
で輝線光源が使用される。１方の光束が測定され
るべき元素がその特性共鳴線を吸収する原子フア
ーネスを通過し；他方の光束が、同じ光源から、
このフアーネスを迂回しかつ直接に共通の検出装
置へ適用される。それにより検出されたこれら２
つの信号の比が、光源または検出装置感度の変動
と無関係に元素による吸光の示度を示す。

不都合にも他の誤差発生要因が存在し、これが
前記せる複光束形の装置により克服されることが
できなかつた。実際に、試料中の他の元素が部分
的に共鳴線を吸収することがあり、かつまた燃焼
する試料中の種々の成分が光拡散を生じることが
ある。分子吸光によるこのような拡散および損失
は“バツクグラウンド吸光”と呼称され、かつ、
重水素ランプのような連続スペクトルを有する光
源から生じる第２の複光束で測定されることがで
きる。この連続スペクトル光源が同じ複光路をフ
オローし、かつ、複光路輝線光束を複光路連続ス
ペクトル光束と比較することにより、検出装置と
結合せる電子装置が容易にバツクグラウンド吸光
につき測定および補正することができる。

本発明は、連続スペクトル光源および輝線光源
から生じる光束を受光し、かつ、連続的周期で、
はじめに共鳴輝線光束を霧化試料側光路中へ、そ
の後に連続光源光束を該試料側光路中へ指向さ
せ、引続き輝線光束を対照側光路中へ、その後に
連続スペクトル光束を該対照側光路中へ指向させ
る能率的な光束切換用光学チヨツパに関する。選
択的に該チヨツパは、はじめに共鳴輝線光束を霧
化試料側光路中へ、かつ、その後に対照側光路中
へ指向させ、引続き連続光源光束を霧化試料側光
路中へかつ、その後に対照側光路中へ指向させる
ために配列される。

略述すれば、本発明の光学チヨツパは、それぞ
れ約90゜でありかつ、開口または透明なセクタ間
に距離をおいた２つの反射セクタを有する第１の
回転チヨツパ；および、それぞれ約45゜でありか
つ、類似の開口セクタ間に距離をおいた４つの反
射セクタを有する第２の回転ジスクを包含する。
第１の回転チヨツパジスクが、第２の回転チヨツ
パジスクがこの第１の回転チヨツパジスクよりも
２倍多数の反射セクタを有する場合、２つよりも
多数またはそれよりもわずかな反射セクタを有す
ることができることが注目される。これら２つの
チヨツパジスクは共通の回転軸に取付けられか
つ、相互に対向するそれらの反射面が距離をおい
て配置される。第１の光源からの光束がチヨツパ
装置に入りかつ、分割された複数のジスク間の平
面鏡により第２のまたは、４つのセクタを有する
ジスクの反射面へ屈折されるとともに、第２の光
源からの光束が、第２のジスクの裏面に、かつ第
１光源の光束が対向面に当る正確な位置に相応す
る点に入る。従つて、もし反射面がその点にある
ならば、第１の光束が第１の、２つのセクタを有
するジスクの方へ反射されるとともに、第２の光
束が吸収され；もし開口セグメントがあるなら
ば、第２の光束が２つのセクタを有するジスクの
方へ連続し、かつ第１の光束が消失する。

４セクタ形ジスクの位置により選択された特定
の光束が、回転する２セクタ形ジスクの反射面へ
指向される。もし光束が開口部と出会うならば、
光束がこのチヨツパから第１の光路に沿い通過す
る。もし光束が２セクタ形ジスクの反射面に当る
ならば、この光束が平面鏡へ反され、この鏡がこ
の光束を第２の光路へ反射する。セクタを有する
ジスク間の２つの平面鏡は、光束を、チヨツパ効
率を最適化する有利な角度に向けるように、ジス
クに面に関連して配置される。

選択的に操作順序を変更するため、第１および
第２の回転チヨツパジスクの位置が交換されるこ
とができる。また、本発明の１つの実施例におい
て、チヨツパ周期の１節にわたり２つの光束が２
つの射出光路から閉鎖される。

以下に本発明を図面実施例につき詳説する。

本発明のチヨツパは多数の光学的用途に使用さ
れうるのではあるが、これを複光束原子吸光分光
光度計につき説明する、その中で、共鳴輝線光源
および、連続スペクトルを有する第２の光束が、
この分光光度計の吸光セルまたは試料フアーネス
を貫通する試料側光路および、この試料フアーネ
スを迂回する第２の対照路間で交互に切換えられ
る。その後に２つの光束が再結合され、最後に、
モノクロメータ、検出位置および、検出された信
号による吸光度測定を実施する、組込まれた電子
回路へ指向される。

光学チヨツパは、、第２図および第３図で明白
なように、それぞれ２セクタ形反射部材１０およ
び４セクタ形反射部材１２を包含する。部材１０
が中心ジスク１４を包含し、これが、それぞれ約
90゜の弓形巾を有しかつ、90゜の開口セクタ間に
配置された１組の翼１６を支持する。２つの翼１
６それぞれに鏡面が形成されている。類似に、部
材１２が中心ジスク１８を有し、これは、そのそ
れぞれが、45゜の開口または透明のセクタ間に配
置された約45゜の弓形巾を有する４つの鏡面翼２
０を支持する。これら部材１０および１２のジス
ク１４および１８が、共通の回転軸２２に施回す
るために取付けられかつ、第１図に示すように、
相互に軸２２に沿いそれらの相互に内方へ向け対
向する反射面で距離がおかれている。第１図に示
したように、このチヨツパはまた１組の平面鏡２
４および２６を包含し、これらが回転軸反射部材
１０および１２間に取付けられている。

第１図の光学回路中で、中空陰極ランプのよう
な共鳴輝線光源３０が、その光束がレンズ３２、
凹面鏡３４および平面鏡３６により点３８に収束
するように配置されている。点３８は、部材１０
および１２と平行でありかつそれらの中間にあ
る。破線４０により表わされた平面により形成さ
れた線上および、チヨツパの回転軸２２に沿いか
つそれと平行である第２の平面上にある。

有利な実施例において、軸２２が、光源３０か
ら入射する光束の中心線から約13゜の角度で傾斜
している。本質的なことではないが、この傾斜角
が、平面鏡２４および２６の位置決めおよび調節
を容易にする。従つて光源３０からの光束が、部
材１２の、軸２２の中心線のわずかに下方の面へ
向けられかつ、第３図の反射部材１２の翼２０上
の傾線入りジスクにより示したように、軸の側面
から移動する。

重水素ランプのように連続スペクトルを放射す
る光源４６が、レンズ４８、凹面鏡５０により収
束され、かつ平面鏡２６により、４セクタ形部材
の反射面へ向け屈折される。平面鏡２６は、光源
４６からの光束の中心線が光源３０からの光束の
中心線と正確に一致するように慎重に調節する必
要がある。さらに平面鏡２６は、また光源４６が
結像点３８に収束するように慎重に調節する必要
があり；従つて光源３０および光源４６からの入
射光束が、４セクタ形部材１２の反射面および結
像点３８間の同じ光路をフオローする必要があ
る。

４セクタ形反射部材１２が、点３８に結像させ
るべき光源３０または光源４６を選択する。もし
鏡要翼２０が光源３０からの光束を阻止するなら
ば、光源４６からの光束が鏡面から結像点３８へ
反射される。反対に、もし部材１２の開口空間
が、接近する光束の位置にあるならば、光源４６
からの光束がチヨツパを通り抜け、かつ光源３０
が点３８に結像される。

２セクタ形反射部材１０が、点３８で結像せる
光源がチヨツパから出発する特定の射出光路を選
択する。そし鏡要翼１６が、第２図の斜線を入れ
た部分により示したような光束を阻止するなら
ば、点３８に結像せる光源が平面鏡２４へ反射さ
れ、これがこの光束を対照先光路５４へ指向され
る。他方、もし、部材１０の鏡面翼１６間の開口
部が光束を受光するために配置されたならば、光
束が試料側光路５６を貫通し、そこで光像が、凹
面鏡５８および平面鏡６０により、吸光分光光度
計の試料アトマイジングフアーネス６２の中心へ
集束される。その後に試料側光束５６がフアーネ
ス６２から射出し、かつレンズ６４によりモノク
ロメータおよび検出装置へ集束される。対照側光
路５４をフオローする光束が、光束再交結合装置
６６により屈折されかつ、試料側光束５６と同じ
光路をフオローし、またレンズ６４によりモノク
ロメータおよび検出装置へ集束される。

本発明の有利な実施例において、反射部材１０
および１２がそれぞれ２セクタ形および４セクタ
形の部材である。もし所望ならば、部材１０は約
180゜の唯一の反射翼を有することができ、かつ
部材１２が２セクタ形部材であることができる。
もし所望ならば、部材１０が３つまたはそれ以上
の翼を有することができるが、部材１２はその２
倍の数を有する必要がある。

選択的に操作の順序を変更するため、チヨツパ
ジスク１０および１２の位置が交換されることが
でき、それにより共鳴輝線光束３０が、はじめに
霧化試料側光路５６へ、かつその後に対照側光路
５４へ指向され、引続き連続スペクトル光束４６
が、霧化試料側光路５６へ、かつその後に対照側
光路５４へ指向される。

アトマイジング形分光光度計の検出装置と結合
せる電子回路は、一般に、信号が生じないわずか
な暗周期期間を必要とし、その結果得られた信号
が振巾で“ゼロ”の入力信号と比較されることが
できる。このようなゼロ入力信号は、第３図のセ
クタ６８のように、小さい光束吸収セクタを翼２
０のエツジに施すことにより容易に得られ、光源
３０も光源４６も点３８に結像されないわずかな
暗期間を生じさせることができる。もし所望なら
ば、類似の暗期間吸収セクタが反射部材１０の移
行線に施されることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、原子吸光分光光度計の代表的光学回
路中に設けられた本発明による光学チヨツパの構
造を例示する概念図、および第２図および第３図
は、第１図中の光学チヨツパのジスクの構造を例
示するそれぞれ平面図である。 １０……２つの反射セクタを有する回転ジス
ク、１２……４つの反射セクタを有する回転ジス
ク、１４，１８……中心ジスク、１６，２０……
反射翼、２２……軸、２４，２６……平面鏡、３
……共鳴輝線光源、３８……結像点、４６……連
続スペクトル光源、５４……対照側光路、５６…
…試料側光路、６２……アトマイジングフアーネ
ス、６６……光束再結合装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１および第２の入射光束を受光し、それぞ
   れこれらの光束を第１および第２の射出光路へ選
   択的に指向させる光学チヨツパにおいて、このチ
   ヨツパが； 最低１つの反射セクタおよび相応する実質的に
   等しい弧長の透明セクタを有し、これら反射セク
   タおよび透明セクタが交互にジスクに配置された
   第１の回転ジスク； 第１の回転ジスクと同様に構成されているが、
   反射セクタの数が第１回転ジスクの1/2または２
   倍である第２の回転ジスク； 第１および第２のジスクに結合され、これらジ
   スクを、反射セクタ面を相互に平行に離間して保
   持する回転軸； 第１の入射光束の光源を、第１および第２のジ
   スク間の実質的に中間の平面中にある光源像点に
   第２ジスクの透明セクタを通して結像させる第１
   の光学装置； 第２ジスクを透過する第１の光束の進行方向に
   第２光束の第２ジスクでの反射方向が一致するよ
   うに、第２光束を第２ジスクに入射させて、第２
   の光束を前記の光源像点に結像させる第２の光学
   装置； 光源像点を通過して第１のジスクの反射面から
   反射された光束を第１の射出光路中へ指向させる
   第３の光学装置；および 光源像点を通過して第１のジスクの透明セクタ
   を透過した光束を第２の射出光路中へ指向させる
   第４の光学装置を包含する複光束切換用光学チヨ
   ツパ。 ２ 第１のジスクが、このジスクの円周回りの相
   応する２つの透明窓形セクタ間に交互に距離をお
   いた２つの反射セクタを有し、かつ第２のジスク
   が、このジスクの円周回りの相応する４つの透明
   窓形セクタ間に交互に距離をおいた４つの反射セ
   クタを有することを特徴とする、特許請求の範囲
   第１項記載の複光束切換用光学チヨツパ。 ３ 第２の光学装置が、第１および第２のジスク
   の平行反射面間に取付けられた第１の平面鏡を含
   有することを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   記載の複光束切換用光学チヨツパ。 ４ 第３の光学装置が、第１および第２のジスク
   の平行反射面間に取付けられた第２の平面鏡を含
   有することを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   記載の複光束切換用光学チヨツパ。 ５ 前記光学チヨツパが原子吸光分光光度計の光
   路中にあり、第１および第２の入射光束がそれぞ
   れ共鳴輝線光束および連続スペクトル光束であ
   り、かつ第１および第２の射出光路がそれぞれ対
   照側光路および霧化試料側光路であることを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項記載の複光束切換
   用光学チヨツパ。 ６ 第２ジスクの反射セクタのエツジが、暗出力
   信号を原子吸光分光光度計の検出装置に生じさせ
   るための光束吸収部を有することを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項記載の複光束切換用光学チ
   ヨツパ。 ７ 第１ジスクの反射セクタのエツジが、暗出力
   信号を原子吸光分光光度計の検出装置に生じさせ
   るための小さい光束吸収部を有することを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項記載の複光束切換用
   光学チヨツパ。