JPS62121323A - 偏光測定装置 - Google Patents
偏光測定装置Info
- Publication number
- JPS62121323A JPS62121323A JP26106685A JP26106685A JPS62121323A JP S62121323 A JPS62121323 A JP S62121323A JP 26106685 A JP26106685 A JP 26106685A JP 26106685 A JP26106685 A JP 26106685A JP S62121323 A JPS62121323 A JP S62121323A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- linearly polarized
- polarization
- light
- electric field
- measuring device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
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。
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〕
不発明はｍｌ光測定装置に係シ、特に蛍光などの偏光度
または異方性を測定するのに好適な装置に関する。
または異方性を測定するのに好適な装置に関する。
蛍光性物質を直線偏光した励起光で励起したときに発す
る蛍光−光度Ｐは、蛍光の励起光と平行方向の偏光成分
をＩ７、垂直方向の１晶光成分をＩよとすると と表わされる。同様に蛍光異方性ｒは と表わされる。この偏光度Ｐまたは異方性γを測定する
ため、従来は蛍光を一方向から取り出し、これを偏光プ
リズムなどにより励起光と平行方向の偏光成分と垂直方
向の偏光成分とに分け、それぞれを別の光検出器で検出
する装置（特開昭５９−１３６９７号公報）を用いてい
た。この装置では光検出器を２個使用しているため、正
確な測定には両党検出器の感度特性を同一にする必要が
あった。しかし、それらの感度特性をそろえるのは困難
であシ、測定の高精度化が妨げられていた。
る蛍光−光度Ｐは、蛍光の励起光と平行方向の偏光成分
をＩ７、垂直方向の１晶光成分をＩよとすると と表わされる。同様に蛍光異方性ｒは と表わされる。この偏光度Ｐまたは異方性γを測定する
ため、従来は蛍光を一方向から取り出し、これを偏光プ
リズムなどにより励起光と平行方向の偏光成分と垂直方
向の偏光成分とに分け、それぞれを別の光検出器で検出
する装置（特開昭５９−１３６９７号公報）を用いてい
た。この装置では光検出器を２個使用しているため、正
確な測定には両党検出器の感度特性を同一にする必要が
あった。しかし、それらの感度特性をそろえるのは困難
であシ、測定の高精度化が妨げられていた。
本発明の目的は前記偏光測定装置の問題点に着目し、蛍
光などの光の偏光度や異方性を高精度・高速で検出する
方法を提供することにある。
光などの光の偏光度や異方性を高精度・高速で検出する
方法を提供することにある。
本発明では蛍光などの光を一方向から取り出し、かつ−
個の検出器で高速に測定するために電気光学効果を用い
た光変調を利用したことを特徴とするものである。
個の検出器で高速に測定するために電気光学効果を用い
た光変調を利用したことを特徴とするものである。
以下、本発明を実施例によシ詳細に説明する。
第１図は本発明の基本構成図である。本装置は直線偏光
成分透過装置２、光検出器３、信号処理装置４、高周波
′成圧発生器５から成る。蛍光などの入射光１を直線偏
光成分透過装置２を通すことによシある方向の直線偏光
のみが得られる。また高周波′４圧発生器５により直線
偏光成分透過装置２を＋ＳＥＫ動すると印加成圧のオン
・オフによシ互いに直交する直線偏光が得られる。これ
らの直線偏光を光検出器３により検出し、その信号を信
号処理装置４により解析処理することにより偏光度また
は異方性が計測できる。
成分透過装置２、光検出器３、信号処理装置４、高周波
′成圧発生器５から成る。蛍光などの入射光１を直線偏
光成分透過装置２を通すことによシある方向の直線偏光
のみが得られる。また高周波′４圧発生器５により直線
偏光成分透過装置２を＋ＳＥＫ動すると印加成圧のオン
・オフによシ互いに直交する直線偏光が得られる。これ
らの直線偏光を光検出器３により検出し、その信号を信
号処理装置４により解析処理することにより偏光度また
は異方性が計測できる。
第２図に直線偏光成分透過装置２の一溝成例を示す。こ
め装置は方解石などの複屈折材料素子６、磁気光学効果
を示す結晶７、ｔｆｉ８ ａ、 ８ ｂ＋スリット９
から成る。第２図（ａ）は電極８ａ、８ｂ間に電界を印
加しないとき第２図（ｂ）は電界を印加したときの状態
である。蛍光などの入射光１を複屈折材料素子に通すと
入射光１は２つの互いに直交する直線偏光１０．１１に
分離される。直線偏光１０．１１はそれぞれ常光線、異
常光線であシ、それらの光の振動方向はそれぞれ紙面に
対して垂直、平行である。電気光学効果を示す結晶７が
ポッケルス効果やカー効果などの電気光学効果を示すよ
うに電極８ａ、８ｂを結晶７の相向かい合う面に取シ付
ける。この電極８ａ、３ｂには第１図の高周波電圧発生
器５により高周波の高電圧が印加される。２つの直線偏
光１０．１１を結晶７のｔｆ！ｊ！、８ａ、８ｂの付い
ていない面に入射させるとき、電極ｇａ、８ｂにより作
られる電界の向きが２つの直線偏光１０．１１の光軸を
含む面に平行になるようにし、さらに結晶７への２つの
直線偏光１０．１１の入射角θがθ＝０． ９０°とな
らないようにある角度をもって配置する。さらに第２図
（ａ）のように成極８ａ、８ｂＫ４圧を印加しないとき
直線偏光１０または１１のいずれか一方、例えば直線偏
光１１を通し、他方の直線偏光１０を遮光するようにス
リット９を設置する。第２図（ｂ）のように電圧８ａ、
ｓｂに電圧を印加するとその磁界の向きが直線偏光１０
．１１の光軸に対してθの角度をもっているため直線偏
光１０．１１のそれぞれに対して結晶７の屈折率が変化
し、２つやの直線偏光１０．１１の光路は第２図（ａ）
のものとは異なるようになる。そこで、電圧を印加し几
ときに今度は第２図（ａ）とは逆に直線偏光１０を通し
、もう一方の直線偏光を遮光するような電圧Ｖ０を設定
する。そこで第３図（ａ）のように高周波ｄ圧発生器５
から周期Ｔ、電圧ｖＯの方形波を電ｉ３ａ、ｇｂに印加
することによってスリット９を通過する直線偏光成分は
半周期（１／２Ｔ）ごとに直線偏光１１、直線偏光１０
となり、第１図の光検出器３で、それらの偏光を検出す
ると、第３図（ｂ）のような信号となる。本実施例では
、Ｉｔは直線偏光１１のｊｔ、強度であり、工２は直線
偏光１０の光強度でろる。この信号を信号処理装置を用
いてＩＩ とＩ２の大きさを解析すると偏光１雅または
異方性が測定できる。本例において例えば入射光１が蛍
光の場合、直線偏光１１が励起光と平行方向の偏光でろ
るとすると、ＩＩ とＩ２を用いて偏光度はエニニＩ２
となシ異方註はＩＩ Ｉ２１１ ＋Ｉ２
ＩＩ ＋２Ｉ２と求められる。
め装置は方解石などの複屈折材料素子６、磁気光学効果
を示す結晶７、ｔｆｉ８ ａ、 ８ ｂ＋スリット９
から成る。第２図（ａ）は電極８ａ、８ｂ間に電界を印
加しないとき第２図（ｂ）は電界を印加したときの状態
である。蛍光などの入射光１を複屈折材料素子に通すと
入射光１は２つの互いに直交する直線偏光１０．１１に
分離される。直線偏光１０．１１はそれぞれ常光線、異
常光線であシ、それらの光の振動方向はそれぞれ紙面に
対して垂直、平行である。電気光学効果を示す結晶７が
ポッケルス効果やカー効果などの電気光学効果を示すよ
うに電極８ａ、８ｂを結晶７の相向かい合う面に取シ付
ける。この電極８ａ、３ｂには第１図の高周波電圧発生
器５により高周波の高電圧が印加される。２つの直線偏
光１０．１１を結晶７のｔｆ！ｊ！、８ａ、８ｂの付い
ていない面に入射させるとき、電極ｇａ、８ｂにより作
られる電界の向きが２つの直線偏光１０．１１の光軸を
含む面に平行になるようにし、さらに結晶７への２つの
直線偏光１０．１１の入射角θがθ＝０． ９０°とな
らないようにある角度をもって配置する。さらに第２図
（ａ）のように成極８ａ、８ｂＫ４圧を印加しないとき
直線偏光１０または１１のいずれか一方、例えば直線偏
光１１を通し、他方の直線偏光１０を遮光するようにス
リット９を設置する。第２図（ｂ）のように電圧８ａ、
ｓｂに電圧を印加するとその磁界の向きが直線偏光１０
．１１の光軸に対してθの角度をもっているため直線偏
光１０．１１のそれぞれに対して結晶７の屈折率が変化
し、２つやの直線偏光１０．１１の光路は第２図（ａ）
のものとは異なるようになる。そこで、電圧を印加し几
ときに今度は第２図（ａ）とは逆に直線偏光１０を通し
、もう一方の直線偏光を遮光するような電圧Ｖ０を設定
する。そこで第３図（ａ）のように高周波ｄ圧発生器５
から周期Ｔ、電圧ｖＯの方形波を電ｉ３ａ、ｇｂに印加
することによってスリット９を通過する直線偏光成分は
半周期（１／２Ｔ）ごとに直線偏光１１、直線偏光１０
となり、第１図の光検出器３で、それらの偏光を検出す
ると、第３図（ｂ）のような信号となる。本実施例では
、Ｉｔは直線偏光１１のｊｔ、強度であり、工２は直線
偏光１０の光強度でろる。この信号を信号処理装置を用
いてＩＩ とＩ２の大きさを解析すると偏光１雅または
異方性が測定できる。本例において例えば入射光１が蛍
光の場合、直線偏光１１が励起光と平行方向の偏光でろ
るとすると、ＩＩ とＩ２を用いて偏光度はエニニＩ２
となシ異方註はＩＩ Ｉ２１１ ＋Ｉ２
ＩＩ ＋２Ｉ２と求められる。
また、第２図では、入射光１を互いに直交する２つの直
線偏光１０．１１に分離するために績屈折材料素子６を
用いているが、別の素子でも可能である。その列を第４
図に示す。第４図（ａ）はウォラストンプリズムや、セ
ナモンプリズム、ローションプリズム１２などによって
入射光を互いに直交する２つの直線偏光に分け、その一
方を鏡１３によって反射させその光軸を他方の光軸と平
行にさせる。また第４図（ｂ）はグランティラープリズ
ム１４と鏡１５を用いており同図（ａ）と同じように第
２図の装置に組み込むことが可能である。
線偏光１０．１１に分離するために績屈折材料素子６を
用いているが、別の素子でも可能である。その列を第４
図に示す。第４図（ａ）はウォラストンプリズムや、セ
ナモンプリズム、ローションプリズム１２などによって
入射光を互いに直交する２つの直線偏光に分け、その一
方を鏡１３によって反射させその光軸を他方の光軸と平
行にさせる。また第４図（ｂ）はグランティラープリズ
ム１４と鏡１５を用いており同図（ａ）と同じように第
２図の装置に組み込むことが可能である。
第５図に直線偏光成分透、＠装置２の他の実施例を示す
。この装置は方解石などの複屈折材料素子６、′シ気光
学効果を示す結晶７、スリット９、偏光面回転素子１６
、成極１７へ１７ｂからなる。結晶７中に生じる磁界が
光の入射面に対しである角度θ（θ（ロ）、９０°）だ
け傾くように電極１７ａ、１７ｂを第５図のようにずら
せて取υ付ける。入射光１を複屈折材料素子６によって
互いに直交する２つの偏光１０．１１に分離し、それぞ
れの光の進行方向を同じにする。次いで、２つの偏光１
０．１１の振動面が１−光１０．１１の光軸を含む面に
対して平行になるように、片方の偏光面を偏光面回転素
子１６を用いて９０°回転させる。第５図では偏光１０
に対してこの操作を行っている。まｔ開光面回転素子１
６としては、λ／２板やλ／２アクロマチイック＊７ｖ
スネル（ｉｃｈｒｏｍａｔｉｃ Ｆｒｅｓｎｅｌ）など
が便用できる。次に直線偏光１０．１１を電気光学効果
を示す結晶７に垂直に入射させる。このとき、電極１７
ａ、１７ｂによυ結晶７に印加される電界の方向が直線
偏光１０．１１の光軸を含む面に対して平行になるよう
に結晶７を配置する。第５図（ａ）のように磁界が印カ
目されないとき、′ま、直線偏光１０．１１は共に結晶
中で曲がらずに進む。
。この装置は方解石などの複屈折材料素子６、′シ気光
学効果を示す結晶７、スリット９、偏光面回転素子１６
、成極１７へ１７ｂからなる。結晶７中に生じる磁界が
光の入射面に対しである角度θ（θ（ロ）、９０°）だ
け傾くように電極１７ａ、１７ｂを第５図のようにずら
せて取υ付ける。入射光１を複屈折材料素子６によって
互いに直交する２つの偏光１０．１１に分離し、それぞ
れの光の進行方向を同じにする。次いで、２つの偏光１
０．１１の振動面が１−光１０．１１の光軸を含む面に
対して平行になるように、片方の偏光面を偏光面回転素
子１６を用いて９０°回転させる。第５図では偏光１０
に対してこの操作を行っている。まｔ開光面回転素子１
６としては、λ／２板やλ／２アクロマチイック＊７ｖ
スネル（ｉｃｈｒｏｍａｔｉｃ Ｆｒｅｓｎｅｌ）など
が便用できる。次に直線偏光１０．１１を電気光学効果
を示す結晶７に垂直に入射させる。このとき、電極１７
ａ、１７ｂによυ結晶７に印加される電界の方向が直線
偏光１０．１１の光軸を含む面に対して平行になるよう
に結晶７を配置する。第５図（ａ）のように磁界が印カ
目されないとき、′ま、直線偏光１０．１１は共に結晶
中で曲がらずに進む。
そこで、その片方を透過し、他方を遮光するよつにスリ
ット９を配置する。第５図（ａ）には直線−光１１が透
過する場合を示しである。次に高周波直圧発生器５を用
いて戒甑１７ａ、１７ｂＫシ圧を与えたときに発生する
磁界は直線偏光１０゜１１の入射方向に対してθだけ傾
き、結晶７のシ気光学効果により、偏光１０．１１が屈
折し光路が第５図（ａ）とは異なるようになる。そこで
磁界を印加しないときにスリット９により遮光された直
線偏光（第５図（ｂ）では直線偏光１０）が透過し、他
方が遮光されるような印加ｄ圧ｖｏが設定できる。この
ようにすると第２図の場合と同じように電圧を印加しな
いときに直線偏光１１を、颯圧印加時に直線偏光１０を
検出することができ、実施例１と同様に偏光度あるいは
異方性を測定することが可能となる。
ット９を配置する。第５図（ａ）には直線−光１１が透
過する場合を示しである。次に高周波直圧発生器５を用
いて戒甑１７ａ、１７ｂＫシ圧を与えたときに発生する
磁界は直線偏光１０゜１１の入射方向に対してθだけ傾
き、結晶７のシ気光学効果により、偏光１０．１１が屈
折し光路が第５図（ａ）とは異なるようになる。そこで
磁界を印加しないときにスリット９により遮光された直
線偏光（第５図（ｂ）では直線偏光１０）が透過し、他
方が遮光されるような印加ｄ圧ｖｏが設定できる。この
ようにすると第２図の場合と同じように電圧を印加しな
いときに直線偏光１１を、颯圧印加時に直線偏光１０を
検出することができ、実施例１と同様に偏光度あるいは
異方性を測定することが可能となる。
本発明によれば、光検出器１個によシ２つの蛍光パラメ
ータを検出するため、光検出器を複数個用いたときのよ
うに感度特性のばらつきを考慮する必要がなく測定精度
を向上させることができる。
ータを検出するため、光検出器を複数個用いたときのよ
うに感度特性のばらつきを考慮する必要がなく測定精度
を向上させることができる。
また光の変調には磁気光学効果を利用しているため、そ
の変調速度は電気光学効果の速度と同じく高速であり、
測定の高速化が実現できるなどの効果かめる。
の変調速度は電気光学効果の速度と同じく高速であり、
測定の高速化が実現できるなどの効果かめる。
１媚光を利用した装置は、細胞計測、蛍光偏光イムノア
ウセイ号の医療診断、バイオテクノロジー関連装置とし
て、また各種計測装置として利用されており、本発明に
より従来にない高精度の測定装置が得られ、これら装置
の利用分野に与える効果は極めて犬である。
ウセイ号の医療診断、バイオテクノロジー関連装置とし
て、また各種計測装置として利用されており、本発明に
より従来にない高精度の測定装置が得られ、これら装置
の利用分野に与える効果は極めて犬である。
第１図は偏光測定装置の基本構成を示すブロック図、第
２図は直線偏光成分透過装置の構成を示す断面図、第３
図（ａ）は光を変調するための電圧波形図、同図（ｂ）
は検出信号の一例を示す波形図、第４図は磁気光学効果
を示す結晶への光の入射部の他の構成例を示す断面図、
第５図は直線偏光成分透過装置のさらに他の構成例を示
す断面図でらる。 ６・・・復屈折材料素子、７・・・電気光学効果を示す
結晶、８ａ、８ｂ、１７ａ、１７ｂ−電極、９−／（リ
ット、１０．１１・・・直線偏光、１２・・・ウォラス
トンプリズム、１３．１５・・・鏡、１４・・・グラン
ティラープリズム、１６・・・偏光面回転素子。
１，２ユ丁−＼・： ’、： ｊ 代４人 弁理士 小川勝男゛′（、、′グ ２ 回 蒸 ３ 図 吟、聞 嘉 ｄ 図
２図は直線偏光成分透過装置の構成を示す断面図、第３
図（ａ）は光を変調するための電圧波形図、同図（ｂ）
は検出信号の一例を示す波形図、第４図は磁気光学効果
を示す結晶への光の入射部の他の構成例を示す断面図、
第５図は直線偏光成分透過装置のさらに他の構成例を示
す断面図でらる。 ６・・・復屈折材料素子、７・・・電気光学効果を示す
結晶、８ａ、８ｂ、１７ａ、１７ｂ−電極、９−／（リ
ット、１０．１１・・・直線偏光、１２・・・ウォラス
トンプリズム、１３．１５・・・鏡、１４・・・グラン
ティラープリズム、１６・・・偏光面回転素子。
１，２ユ丁−＼・： ’、： ｊ 代４人 弁理士 小川勝男゛′（、、′グ ２ 回 蒸 ３ 図 吟、聞 嘉 ｄ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、入射する光から１つの直線偏光成分を取り出す光学
系と、この光学系により分離された光を検出し解析処理
する検出処理系とから成る偏光測定装置において、前記
光学系は、光を直交する２つの直線偏光成分に分離する
第１の手段と、前記第１の手段によつて分離された２つ
の直線偏光成分から１成分のみを取り出す第２の手段か
ら成ることを特徴とする偏光測定装置。 ２、前記第１の手段は、複屈折を示す結晶または偏光プ
リズムにより直交する２つの直線偏光に分離し、各々の
進行方向が同一になるようにすることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の偏光測定装置。 ３、前記第２の手段は、電気光学効果を示す結晶と外部
電界発生器とスリットから成ることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の偏光測定装置。 ４、前記第２の手段は、偏光面を９０°回転させる偏光
面回転光学系と電気光学効果を示す結晶と外部電界発生
器とスリットから成ることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の偏光測定装置。 ５、前記第２の手段では、外部電界発生器を用いて電気
光学効果を示す結晶に対し垂直に電界を印加し、さらに
前記第１の手段により分離された２つの直線偏光の電気
光学効果を示す結晶に対する入射角が零にならないよう
に傾け、かつ電界の向きが２つの直線偏光の光軸を含む
面に対して平行にすることを特徴とする特許請求の範囲
第３項記載の偏光測定装置。 ６、前記第２の手段では、前記第１の手段により分離さ
れた２つの直線偏光のうち片方の偏光の偏光面を偏光面
回転光学系を用いて回転させ、２つの直線偏光の偏光方
向を同じくすることを特徴とする特許請求の範囲第４項
記載の偏光測定装置。 ７、前記第２の手段では、２つの直線偏光の電気光学効
果を示す結晶に対する入射角を零とし、この結晶に印加
する電界の方向を直線偏光の入射方向に対して直交させ
ないようにし、かつ２つの直線偏光の光軸を含む面に対
して平行にすることを特徴とする特許請求の範囲第４項
記載の偏光測定装置。 ８、前記第２の手段におけるスリットは、電界を印加し
ないときに２つの直線偏光のうち片方を透過させて他方
を遮光し、電界を印加したときに逆の現象が生じるよう
に配置することを特徴とする特許請求の範囲第３項又は
第４項記載の偏光測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26106685A JPS62121323A (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 偏光測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26106685A JPS62121323A (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 偏光測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62121323A true JPS62121323A (ja) | 1987-06-02 |
Family
ID=17356601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26106685A Pending JPS62121323A (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 偏光測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62121323A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04225124A (ja) * | 1990-04-13 | 1992-08-14 | Hughes Aircraft Co | 分散ホログラフィ分光計 |
-
1985
- 1985-11-22 JP JP26106685A patent/JPS62121323A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04225124A (ja) * | 1990-04-13 | 1992-08-14 | Hughes Aircraft Co | 分散ホログラフィ分光計 |
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