KR20110021616A - 양자 효율 측정 장치 및 양자 효율 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

양자 효율의 측정 대상부인 시료(OBJ1), 및 기지의 반사율 특성을 갖는 표준체(REF1)가 각각 평면 미러(5)에 설치된 시료창(2)에 장착된다. 시료(OBJ1) 및 표준체(REF1)를 각각 장착한 경우에 분광기에 의해 측정되는 각각의 스펙트럼에 기초하여, 시료(OBJ1)의 양자 효율이 측정된다. 관측창(3)의 개구면을 시료(OBJ1) 또는 표준체(REF1)의 노출면과 실질적으로 일치시킴으로써 여기광(L1)을 받아 시료(OBJ1)에서 발생한 형광, 및 시료(OBJ1)에서 반사된 여기광(L1)이 직접적으로 관측창(3)에 입사되는 것을 억제한다.
시료, 반사율, 개구면, 관측창, 여기광

Description

양자 효율 측정 장치 및 양자 효율 측정 방법 {QUANTUM EFFICIENCY MEASUREMENT APPARATUS AND QUANTUM EFFICIENCY MEASUREMENT METHOD}
본 발명은, 측정 대상물의 양자 효율을 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 형광 램프나 디스플레이의 개발이 급속하게 진행되고 있다. 이러한 개발에 수반하여, 그들에 사용되는 형광체의 성능을 보다 정확하게 평가하는 지표로서, 양자 효율이 주목되고 있다. 일반적으로, 양자 효율은 측정 대상물(전형적으로는, 형광체)에 흡수된 광양자 수에 대한 형광 발광의 광양자 수의 비율을 의미한다.
이러한 양자 효율을 측정하는 전형적인 방법으로서, "오오쿠보, 시게타 「NBS 표준 형광체의 양자 효율의 측정」"에 형광체 양자 효율의 측정 광학계가 개시되어 있다. 이와 같은 구성 대신에, 일본 특허 출원 공개 평09-292281호 공보(특허 문헌1), 일본 특허 공개 평10-142152호 공보(특허 문헌2) 및 일본 특허 출원 공개 평10-293063호 공보(특허 문헌3) 등에는 양자 효율을 측정하기 위한 구성 및 방법이 제안되어 있다.
상술한 선행 기술에 따른 양자 효율을 측정하는 장치에서는, 모두 측정 대상 물(형광체)로부터 발해지는 형광을 포착하기 위해 적분구를 사용하고 있다. 일반적으로, 형광체로부터의 형광은 미약하기 때문에 측정 정밀도를 높이기 위해서는 보다 작은 직경을 갖는 적분구를 사용하는 것이 바람직하다.
그런데, 이와 같은 적분구 내에는, 형광체로부터 발해진 형광 및 / 또는 형광체 표면에서 반사된 여기광이 직접적으로 검출기로 입사되는 것을 억제하기 위한 차광판이 설치된다.
특허 문헌1 : 일본 특허 출원 공개 평09-292281호 공보
특허 문헌2 : 일본 특허 출원 공개 평10-142152호 공보
특허 문헌3 : 일본 특허 출원 공개 평10-293063호 공보
비특허 문헌1 : 오오쿠보, 시게타, 「NBS 표준 형광체의 양자 효율의 측정」, 조명학회지, 사단 법인 조명학회, 1999년, 제83권, 제2호, p.87-93
그러나, 보다 직경이 작은 적분구를 사용한 경우에는 차광판에 의한 광흡수의 영향이 상대적으로 커져 측정 정밀도에 악영향을 끼칠 우려가 있었다.
본 발명은, 이와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 양자 효율을 보다 높은 정밀도로 측정할 수 있는 양자 효율 측정 장치 및 양자 효율 측정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 어느 국면에 따르는 양자 효율 측정 장치는, 내면에 광확산 반사층을 갖는 반구부와, 반구부의 실질적인 곡률 중심을 통과하면서, 또한 반구부의 개구부를 막도록 배치된 평면 미러를 포함한다. 평면 미러는, 반구부의 실질적인 곡률 중심의 위치에 설치되고, 측정 대상물을 장착하기 위한 제1 창과, 제1 창으로부터 소정 거리만큼 이격된 위치에 설치된 제2 창을 포함한다. 본 양자 효율 측정 장치는, 또한 제2 창을 통하여 반구부 내의 스펙트럼을 측정하는 분광기와, 여기광을, 반구부에 설치된 제3 창을 통하여 평면 미러의 법선에 대하여 소정의 각도로 제1 창을 향하여 조사하는 광원과, 측정 대상물을 제1 창에 배치한 경우에 분광기에 의해 측정되는 제1 스펙트럼과, 측정 대상물 대신에 기지의 반사율 특성을 갖는 표준체를 제1 창에 배치한 경우에 분광기에 의해 측정되는 제2 스펙트럼에 기초하여, 측정 대상물의 양자 효율을 산출하는 연산 처리부를 포함한다.
바람직하게는, 제2 창은 피측정물을 피측정물의 노출면이 평면 미러의 반구부 내측의 면과 실질적으로 일치하도록 장착 가능하게 구성된다.
바람직하게는, 제2 창은 반구부의 내부와 분광기 사이에 배치된, 광투과 확산 부재를 포함한다.
본 발명의 다른 국면에 따르는 양자 효율 측정 장치는, 내면에 광확산 반사층을 갖는 반구부와, 반구부의 실질적인 곡률 중심을 통과하면서, 또한 반구부의 개구부를 막도록 배치된 평면 미러를 포함한다. 평면 미러는, 반구부의 실질적인 곡률 중심의 근방에 설치된 제1 창과, 제1 창으로부터 소정 거리만큼 이격된 위치에 설치된 제2 창을 포함한다. 본 양자 효율 측정 장치는, 또한 반구부 내에 적어도 그 일부를 노출시켜 배치된 측정 대상물을 향하여 제1 창을 통하여 여기광을 조사하는 광원과, 제2 창을 통하여 반구부 내의 스펙트럼을 측정하는 분광기를 포함한다. 제2 창은, 측정 대상물로부터의 광이 분광기에 직접적으로 입사되는 것을 규제하고 있다. 본 양자 효율 측정 장치는, 또한 측정 대상물을 반구부 내에 배치한 경우에 분광기에 의해 측정되는 제1 스펙트럼과, 측정 대상물 대신에 기지의 반사율 특성 또는 투과율 특성도 표준체를 반구부 내에 배치한 경우에 분광기에 의해 측정되는 제2 스펙트럼에 기초하여, 측정 대상물의 양자 효율을 산출하는 연산 처리부를 포함한다.
바람직하게는, 제2 창은 반구부의 내부측의 직경에 비교하여 반구부의 외부측의 직경이 큰 개구이다.
바람직하게는, 반구부는 반구부의 실질적인 곡률 중심을 통과하는 평면 미러의 법선과의 교점의 위치에 설치되며 또한 측정 대상물 및 표준체를 장착하기 위한 제3 창을 포함하고, 광원은 여기광을 평면 미러의 법선에 대하여 소정의 각도로 제3 창을 향하여 조사되도록 배치된다.
바람직하게는, 측정 대상물은 투광성을 갖는 용기에 봉입된 액체로서, 광원의 광축 상에 배치된다.
더욱 바람직하게는, 측정 대상물은 전체가 반구부 내에 수납된다.
바람직하게는, 반구부는 반구부의 실질적인 곡률 중심을 통과하는 평면 미러의 법선과의 교점의 위치에 설치되고, 측정 대상물 및 표준체를 장착하기 위한 제3 창을 포함한다. 제1 창은 평면 미러 상의 반구부의 실질적인 곡률 중심의 위치에 설치되어 있고, 측정 대상물은 통 형상 용기에 봉입된 액체이며, 통 형상 용기의 제3 창에 장착되는 면은 투광성을 갖는 재료로 구성되는 동시에, 그 밖의 부위는 광반사성을 갖는 부재로 구성된다.
본 발명의 또 다른 국면에 따르는 양자 효율 측정 방법은, 내면에 광확산 반사층을 갖는 반구부와, 반구부의 실질적인 곡률 중심을 통과하면서 또한 반구부의 개구부를 막도록 배치된 평면 미러를 포함하는 장치를 준비하는 스텝과, 평면 미러의 반구부의 실질적인 곡률 중심을 포함하는 위치에 설치된 제1 창에 측정 대상물을 장착하는 스텝과, 여기광을 반구부에 설치된 제3 창을 통하여 평면 미러의 법선에 대하여 소정의 각도로 측정 대상물을 향하여 조사하는 스텝과, 평면 미러의 제1 창으로부터 소정 거리만큼 이격된 위치에 설치된 제2 창을 통하여 측정 대상물이 장착된 경우의 반구부 내의 스펙트럼을 제1 스펙트럼으로서 측정하는 스텝과, 제1 창에 기지의 반사율 특성을 갖는 표준체를 장착하는 스텝과, 여기광을 제3 창을 통하여 평면 미러의 법선에 대하여 소정의 각도로 표준체를 향하여 조사하는 스텝과, 제2 창을 통하여 표준체가 장착된 경우의 반구부 내의 스펙트럼을 제2 스펙트럼으로서 측정하는 스텝과, 제1 스펙트럼과 제2 스펙트럼에 기초하여 측정 대상물의 양자 효율을 산출하는 스텝을 포함한다.
본 발명에 의하면, 양자 효율을 보다 높은 정밀도로 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관련된 양자 효율 측정 장치의 개략 구성 도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치의 외관도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치의 주요부를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치에 있어서의 측정 원리에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치의 연산 처리부에 있어서의 제어 구조를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치를 사용한 양자 효율 측정에 따른 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예에 따른 양자 효율 측정 장치에 있어서의 분광기 및 광원의 위치 관계를 도시하는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예에 따른 양자 효율 측정 장치의 주요부를 도시하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치의 주요부를 도시하는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치의 개략 구성 도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치의 주요부를 도시하는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치의 연산 처리부에 있어서의 제어 구조를 도시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시 형태의 제1 변형예에 따른 양자 효율 측정 장치의 주요부를 도시하는 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시 형태의 제2 변형예에 따른 양자 효율 측정 장치의 주요부를 도시하는 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치의 주요부를 도시하는 단면도이다.
<부호의 설명>
1, 1A : 반구부
1a : 광확산 반사층
2, 9, 312 : 시료창
3, 13, 316, 368 : 관측창
4, 10, 12, 314, 366 : 광원창
5, 5A, 5B, 5C : 평면 미러
5a : 반사면
6 : 분광기
6a : 장착부
6b : 파이버 단부
6c : 반사부
6d, 308, 362 : 광 파이버
6e : 검출기
7 : 광원
7a : 램프
7b : 집광 광학계
14 : 광투과 확산 부재
15, 15A : 시일 부재
16, 16A, 16B : 투명 셀
100 : 반구 적분기
102 : 베이스부
104 : 회전축
200, 200A : 연산 처리부
202 : 절환부
204, 206 : 버퍼
208, 210 : 선택부
212, 222 : 승산부
214, 224 : 적분부
216, 226 : 제산부
218 : 초기 설정 유지부
220 : 가감산부
300, 350 : 양자 효율 측정 장치
302, 352 : 적분구
304, 358 : 차광판
306, 360 : 수광부
310, 364 : 분광 측정 장치
320, 370, L1 : 여기광
354 : 지지부
356 : 투명 용기
Ax1, Ax2, Ax3 : 광축
OBJ, OBJ1, OBJ2 : 시료
REF, REF1, REF2 : 표준체
SYS1, SYS1A, SYS2, SYS3, SYS3A, SYS3B : 양자 효율 측정 장치
본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 도면 중의 동일하거나 또는 상당 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 설명은 반복하지 않는다.
[제1 실시 형태]
<관련 기술>
우선, 본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치의 이해를 보다 쉽게 하기 위해, 먼저 도 1을 참조하여 본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치에 대하여 설명한다.
도 1에 도시되는 본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(300)는 형광체 등의 측정 대상물(이하, 「시료(OBJ)」라고도 칭한다)의 양자 효율을 측정한다. 구체적으로는, 양자 효율 측정 장치(300)는 적분구(302)와, 차광판(304)과, 수광 부(306)와, 광 파이버(308)와, 분광 측정 장치(310)를 포함한다. 이 양자 효율 측정 장치(300)에서는 시료(OBJ)가 적분구(302)에 설치된 시료창(312)에 장착되고, 이 시료(OBJ)에 대하여, 적분구(302)의 외부에 설치된 광원(도시하지 않은)으로부터 여기광(320)이 광원창(314)을 통하여 조사된다. 이 여기광(320)으로서는, 저압 수은 형광 램프의 경우에는 200 내지 400㎚의 자외 단색광이 사용되고, LED(Light Emitting Diode) 분야에서는, 300 내지 600㎚의 자외 혹은 가시 단색광 등이 사용된다. 시료(OBJ)는 이 여기광(320)을 받아 형광 발광한다. 이 시료(OBJ)로부터 방사되는 형광은 적분구(302)의 내면에서 다중 반사되어 적분(균일화)된다. 또한, 시료(OBJ)에서는, 조사되는 여기광(320)의 일부가 반사되고, 이 반사된 여기광(320)도 적분구(302) 내에서 다중 반사된다.
수광부(306)는 적분구(302)에 설치된 관측창(316)을 통하여 적분구(302)의 광의 일부를 추출하여 광 파이버(308)를 통하여 분광 측정 장치(310)로 유도한다. 또한, 수광부(306)의 관측창(316)에 접한 부분에는 일반적으로 광투과 확산 부재가 설치된다. 이에 의해, 관측창(316)에서의 시야각 특성을 완전 확산 특성에 근접시킨 후에, 적분구(302)의 내벽면 전체로부터의 광에 의한 조도(광 스펙트럼)를 광 파이버(308)로 유도하는 것이 일반적이다.
분광 측정 장치(310)는 수광부(306)에서 추출된 광의 스펙트럼을 측정한다. 즉, 분광 측정 장치(310)는 적분구(302)의 내벽면에 있어서의 조도(광 스펙트럼)를 측정한다.
상술한 바와 마찬가지의 측정은 시료(OBJ) 대신에 기지의 반사율 특성을 갖 는 표준체(REF)를 장착한 상태에서도 행하여진다. 그리고, 시료(OBJ)를 장착한 경우에 측정된 스펙트럼과, 표준체(REF)를 장착한 경우에 측정한 스펙트럼에 기초하여, 시료(OBJ)의 양자 효율이 산출된다.
상술한 바와 같이, 적분구(302)를 사용함으로써 시료(OBJ)가 그 표면에 경면성을 갖고 있는 경우와 같은, 시료(OBJ)가 완전 확산 반사 특성을 갖지 않는 경우에도 정확하게 양자 효율을 측정할 수 있다. 또한, 적분구(302) 자체가 차광 용기로서 기능하기 때문에 외광의 영향을 억제하는 효과도 있다.
그러나, 양자 효율 측정 장치(300)에서는 시료(OBJ)에서 발생한 형광 및 시료(OBJ)에서 반사된 일부의 여기광(320)이 직접적으로 관측창(316)에 입사되면 측정 오차가 되기 때문에 시료창(312)과 관측창(316) 사이에 차광판(304)이 설치된다.
일반적으로, 형광체로부터의 형광은 미약하기 때문에, 측정 정밀도를 높이기 위해서는, 보다 작은 직경을 갖는 적분구(302)를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 보다 직경이 작은 적분구(302)를 사용한 경우에는 차광판(304)에 의한 광흡수의 영향이 상대적으로 커져 측정 정밀도에 악영향을 끼칠 우려가 있다. 즉, 차광판(304)은 적분구(302)의 내벽면에서의 상호 반사를 저해하고, 또한 차광판(304)에 의한 광의 흡수는 적분 효율을 저하시키기 때문에 차광판(304)이 측정 오차 요인이 된다고 하는 과제가 있었다.
<장치 구성>
다음에, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장 치(SYS1)에 대하여 설명한다.
도 2에 도시하는 양자 효율 측정 장치(SYS1)는 반구 적분기(100)와, 연산 처리부(200)를 포함한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 반구 적분기(100)는 반구부(1)와, 반구부(1)의 개구부를 막도록 배치된 원판 형상의 평면 미러(5)로 이루어진다. 반구부(1)는 회전축(104)을 통하여 베이스부(102)와 회전 가능하게 연결된다. 양자 효율 측정 장치(SYS1)는, 또한 반구부(1)의 내벽면의 조도(광 스펙트럼)를 측정하기 위한 분광기(6)와, 여기광(L1)을 발생시키는 광원(7)을 더 포함한다.
후술하는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS1)에서는, 양자 효율의 측정 대상부인 시료(OBJ1), 및 기지의 반사율 특성을 갖는 표준체(REF1)가 각각 평면 미러(5)에 설치된 시료창(2)에 장착된다. 그리고, 시료(OBJ1) 및 표준체(REF1)를 각각 장착한 경우에 분광기(6)에 의해 측정되는 각각의 스펙트럼에 기초하여, 시료(OBJ1)의 양자 효율이 측정된다.
본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS1)는, 전형적으로 형광 램프용의 형광체나 LED용의 형광체와 같은 고체 상태의 시료에 관한 양자 효율 측정에 적합하다. 또한, 표준체(REF1)는 전형적으로는 그 표면에 황산바륨을 도포한 물체이다. 시료(OBJ1) 및 표준체(REF1)는 모두 시료창(2)의 직경과 대략 일치하도록 성형된다. 이것은, 외광에 의한 측정 정밀도에의 영향을 회피할 목적으로, 반구 적분기(100)를 차광 용기로서 기능시키는 것이 바람직하기 때문이다. 또한, 시료(OBJ1) 및 표준체(REF1)는 그 직경이 시료창(2)의 직경과 대략 일치하면 좋고, 그 이외의 형상에 대해서는 전혀 한정되는 것이 아니다.
도 3에 도시된 바와 같이, 반구부(1)의 내면(내벽)에는 광확산 반사층(1a)이 설치되어 있다. 이 광확산 반사층(1a)은, 대표적으로 황산바륨이나 PTFE(polytetrafluoroethylene) 등의 광확산 재료를 도포 또는 분무함으로써 형성된다.
또한, 반구부(1)에는 반구부(1)의 외부에 설치된 광원(7)으로부터 방사되는 여기광(L1)을 반구부(1)의 내부로 유도하기 위한 광원창(4)이 설치된다. 이 여기광(L1)은 시료(OBJ1) 또는 표준체(REF1)를 향하여 평면 미러(5)의 법선(N1)에 대하여 각도(θ)를 갖는 광축(Ax1)을 따라 조사된다. 이것은, 광원(7)으로부터의 여기광(L1)에 의해 시료(OBJ1) 또는 표준체(REF1)에서 정반사 성분이 발생하는 것을 억제하기 위해서이다. 즉, 광원(7)으로부터의 여기광(L1)이 시료(OBJ1) 또는 표준체(REF1)에서 반사되어 발생하는 광을, 입사 경로인 광축(Ax1)과는 다른 방향으로 유도하기 때문이다. 또한, 각도(θ)로서는 5° 정도가 바람직하다.
평면 미러(5)는 반구부(1)의 실질적인 곡률 중심(O)을 통과하면서 또한 반구부(1)의 개구부를 막도록 배치된다. 여기서, 반구부(1)의 곡률 중심(O)이란, 대표적으로 반구부(1)의 내면측에 관한 기하학적인 중심을 의미한다. 적어도 평면 미러(5)의 반구부(1)의 내면측에는 반사면(경면)(5a)이 형성된다.
또한, 평면 미러(5)에는 반구부(1)의 내면측과 외면측 사이를 연통 가능한, 시료창(2) 및 관측창(3)이 설치된다. 시료창(2)은, 시료(OBJ1) 또는 표준체(REF1)를 장착하기 위한 개구로서, 반구부(1)의 실질적인 곡률 중심(O)의 위치에 설치된다. 바꿔 말하면, 시료창(2)은 반구부(1)의 실질적인 곡률 중심(O)을 포함하는 영 역에 형성된다. 또한, 관측창(3)은 반구부(1) 내면의 조도를 관측하기 위한 개구로서, 시료창(2)으로부터 보다 외주측에 소정 거리만큼 이격된 위치에 설치된다. 그리고, 관측창(3)을 통하여 분광기(6)로 광이 유도된다.
광원(7)은, 램프(7a)와, 집광 광학계(7b)와, 파장 제어 광학계(7c)를 포함한다. 램프(7a)는 전형적으로는, 크세논 방전 램프(Xe 램프) 등이 사용된다. 집광 광학계(7b)는 램프(7a)에서 발생한 광을 시료(OBJ1) 또는 표준체(REF1) 상에 결상되도록 유도한다. 즉, 집광 광학계(7b)는 여기광(L1) 전체가 시료(OBJ1) 또는 표준체(REF1)의 범위 내로 수습되도록 그 광로를 좁힌다. 파장 제어 광학계(7c)는 여기광(L1)의 파장 성분을 제어한다. 파장 제어 광학계(7c)는 전형적으로는 램프(7a)와 집광 광학계(7b) 사이에 배치되고, 광학 간섭 필터(파장 대역 투과 필터)나 분광기가 사용된다.
분광기(6)는 장착부(6a)와, 파이버 단부(6b)와, 반사부(6c)와, 광 파이버(6d)와, 검출기(6e)를 포함한다. 장착부(6a)는, 관측창(3)을 덮도록 평면 미러(5)에 배치된다. 장착부(6a)의 내부에는 광 파이버(6d) 및 광 파이버(6d)에 접속된 파이버 단부(6b)가 삽입된다. 또한, 관측창(3)의 법선(N1)을 따르는 지면 하방향의 연장선 상에는 반사부(6c)가 설치되어 있다. 이 반사부(6c)는 관측창(3)을 통하여 입사되는 광의 전반 방향을 약 90° 변환한 후 파이버 단부(6b)로 유도한다.
검출기(6e)는, 광 파이버(6d)에 의해 도입된 광의 스펙트럼을 검출한다. 전형적으로, 검출기(6e)는 회절 격자 및 회절 격자의 회절 방향에 관련지어진 라인 센서를 포함하여 구성되며, 입력된 광의 파장마다의 강도를 출력한다. 또한, 시료(OBJ1)가 형광체인 경우에는 검출기(6e)의 측정 가능 범위는, 광원(7)으로부터 조사되는 여기광(L1)의 파장 범위 및 여기광(L1)을 받아 시료(OBJ1)에서 발생하는 형광의 파장 범위의 양쪽을 커버하도록 선택된다.
<적분 기능>
다음에, 본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS1)에 있어서의 적분 기능에 대하여 설명한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 시료창(2)에 장착된 시료(OBJ1)에 광원(7)으로부터 조사된 여기광(L1)이 입사되면, 재질이나 형상에 따른 비율로 여기광(L1)이 시료(OBJ1) 내로 흡수되어, 그 에너지의 일부는 형광 발광을 발생시킨다. 또한, 시료(OBJ1)에 흡수되지 않은 여기광(L1)은, 시료(OBJ1)에서 반사된다. 이러한 시료(OBJ1)로부터 방사되는 형광 및 시료(OBJ1)에서 반사되는 여기광(L1)을 포함하는 광속은, 주로 반구부(1)의 내면을 향하여 전반된다.
한편, 평면 미러(5)는 반구부(1)에서 반사된 후에 입사되는 시료(OBJ1)로부터의 광속을 반사하는 동시에, 반구부(1)의 내면의 허상을 생성한다. 상술한 바와 같이, 평면 미러(5)는 반구부(1)의 곡률 중심을 통과하도록 배치되므로, 평면 미러(5)와 반구부(1) 사이에 형성되는 공간은 일정한 곡률을 갖는 반구로 된다. 그로 인해, 이 반구부(1)의 내면과, 평면 미러(5)가 생성하는 허상에 의해, 실질적으로 구체의 적분구를 사용한 경우와 동등한 조도 분포를 얻을 수 있다. 바꿔 말하면, 마치 구체의 적분구 내에 서로 대칭으로 배치된 2개의 시료(OBJ1)에 각각 여기광(L1)이 조사되고 있다고 간주할 수 있다.
시료(OBJ1)에서 발생한 형광 및 시료(OBJ1)에서 반사된 여기광(L1)은 반구부(1)와 평면 미러(5)에 의해 둘러싸이는 공간 내에서 반복하여 반사됨으로써, 반구부(1)의 내면의 조도는 균일화된다. 이 균일화된 조도(스펙트럼)를 측정함으로써, 시료(OBJ1)의 양자 효율을 측정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS1)에서는 평면 미러(5)와 반구부(1) 사이에 형성되는 공간, 및 평면 미러(5)에 의해 생성되는 이 공간의 허상을 합성한 상태를 실질적으로 구체로 간주할 수 있으면 된다. 그로 인해, 「반구부의 실질적인 곡률 중심」이란, 반구부(1)의 완전한 곡률 중심인 경우 외에 추가로, 상기와 같이 구체의 적분구를 사용한 경우와 실질적으로 동등한 조도 분포를 얻을 수 있는 근방 위치까지 포함하는 개념이다.
또한, 시료(OBJ1) 대신에 표준체(REF1)를 시료창(2)에 장착한 경우에도 마찬가지의 적분 효과를 얻을 수 있다. 또한, 표준체(REF1)에서는 형광 발광이 발생하지 않으므로, 시료창(2)에 장착된 표준체(REF1)에 광원(7)으로부터 조사된 여기광(L1)이 입사되면, 표준체(REF1)의 반사율 특성에 따른 광이 반사된다.
<시료 및 표준체의 장착>
상술한 바와 같이, 시료(OBJ1) 및 표준체(REF1)는 평면 미러(5)에 설치된 시료창(2)에 장착되지만, 이때 시료(OBJ1) 및 표준체(REF1)는 그 노출면이 평면 미러(5)의 반구부(1)측의 면[반사면(5a)]과 실질적으로 일치하도록 장착되는 것이 바람직하다. 이것은, 관측창(3)의 개구면이 시료(OBJ1) 또는 표준체(REF1)의 노출면과 실질적으로 일치하지 않을 경우, 예를 들어 시료(OBJ1)의 노출면이 관측창(3)의 개구면보다 저하되어 있는 경우에는, 여기광(L1)을 받아 시료(OBJ1)에서 발생한 형광, 및 시료(OBJ1)에서 반사된 여기광(L1)이 관측창(3)의 측면에서 흡수됨으로써 측정 오차가 발생한다. 혹은, 시료(OBJ1)의 노출면이 관측창(3)의 개구면으로부터 돌출되어 있는 경우에는, 그 돌출된 부분이 반구부(1) 내면의 광확산 반사층(1a)과 평면 미러(5)의 반사면(5a)에 의해 구성되는 적분 공간 내에 있어서, 여기광(L1)을 받아 시료(OBJ1)에서 발생한 형광, 및 시료(OBJ1)에서 반사된 여기광(L1)의 상호 반사를 저해한다.
또한, 도 3에 도시된 구성에서는 시료창(2) 및 관측창(3)이 동일 평면 상인 평면 미러(5) 상에 있기 때문에, 시료(OBJ) 및 표준체(REF)의 노출면이 평면이면, 관측창(3)의 관측 시야로 그 형광 및 반사광이 직접 입사되지 않는다. 그로 인해, 도 1에 도시된 바와 같은 차광판(304)을 배치할 필요가 없다. 따라서, 차광판에 의한 광흡수 오차를 억제할 수 있는 동시에, 상술한 「허상」에 의해 반구부(1)의 내벽면의 조도를 보다 높일 수 있다. 이와 같은 2개의 작용에 의해, 양자 효율을 보다 높은 정밀도로 측정할 수 있다.
<측정 원리>
다음에, 도 4의 (A) 및 도 4의 (B)를 참조하여 본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS1)에 있어서의 측정 원리에 대하여 설명한다.
전형적으로 형광체인 시료(OBJ1)에 대하여, 여기광(L1)이 조사되면 그 일부(광양자)가 흡수되어 형광 발광에 사용되는 동시에, 나머지의 여기광(L1)은 그 표 면에서 반사된다. 여기서, 여기광(L1)의 파장 범위를 λ1L 내지 λ1H로 하고 시료(OBJ1)로부터 발생하는 형광 성분의 파장 범위를 λ2L 내지 λ2H로 한다. 또한, 일반적으로, 여기광(L1)은 자외선이며, 형광은 가시광선이므로 파장 범위(λ1L 내지 λ1H)와 파장 범위(λ2L 내지 λ2H)는 중복되지 않는다. 그로 인해, 분광기(6)에 의해 측정되는 스펙트럼 중 각각의 파장 범위에 대응하는 성분을 선택적으로 추출함으로써, 양자를 분리할 수 있다.
도 4의 (A)에 도시된 바와 같이, 여기광(L1)의 스펙트럼을 E0(λ)로 한다. 이때, 여기광(L1)을 조사함으로써 시료(OBJ1)로부터 발생하는 형광 성분의 스펙트럼을 P(λ)로 하고 시료(OBJ1)에서 반사되는 반사광 성분의 스펙트럼을 R(λ)로 한다. 즉, 형광 성분의 스펙트럼 P(λ)은 시료(OBJ1)를 장착한 경우에 분광기(6)에 의해 측정된 스펙트럼 E(1)(λ)의 형광에 대응하는 파장 범위(λ2L 내지 λ2H)의 성분에 상당하고, 반사광 성분의 스펙트럼 R(λ)은, 분광기(6)에 의해 측정된 스펙트럼 E(1)(λ)의 여기광(L1)에 대응하는 파장 범위(λ1L 내지 λ1H)의 성분에 상당한다.
또한, 도 4의 (B)에 도시된 바와 같이, 표준체(REF1)의 반사율 특성을 ρS(λ)로 하면 스펙트럼 E0(λ)을 갖는 여기광(L1)을 표준체(REF1)에 조사함으로써 측정되는 스펙트럼은, E(2)(λ)=ρS(λ)·E0(λ)이 된다. 이 식으로부터, 여기 광(L1)의 스펙트럼 E0(λ)은 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112009040886492-PCT00001
또한, 도 4의 (A)에 도시된 바와 같이, 여기광(L1)의 스펙트럼 E0(λ)로부터 시료(OBJ1)에서 반사되는 반사광 성분의 스펙트럼 R(λ)을 제외한 성분(광양자)이 시료(OBJ1)에 흡수된 것으로 간주할 수 있다.
따라서, 스펙트럼(방사 파워)을 광양자 수로 변환하기 위해, hc/λ(단, h:플랭크 정수, c:광속)로 스펙트럼을 제산하면 시료(OBJ1)에 흡수된 광양자 수(Ab)는 수학식 2와 같이 표현할 수 있다. 또한, k=1/hc이다.
Figure 112009040886492-PCT00002
또한, 형광의 광양자 수(Pph)는 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112009040886492-PCT00003
따라서, 시료(OBJ1)의 내부 양자 효율(QEin)은 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112009040886492-PCT00004
<제어 구조>
다음에, 도 5를 참조하여 본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS1)의 연산 처리부(200)에 있어서의 제어 구조에 대하여 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 연산 처리부(200)는 그 제어 구조로서, 절환부(202)와, 버퍼(204, 206)와, 선택부(SEL)(208, 210)와, 제산부(216, 226)와, 초기 설정 유지부(218)와, 가감산부(220)와, 승산부(212, 222)와, 적분부(214, 224)를 포함한다.
절환부(202)는 시료창(2)으로의 장착 상태에 따라 입력되는 신호에 따라, 분광기(6)로부터의 출력(검출 스펙트럼)의 저장처를, 버퍼(204 및 206) 중 어느 한쪽으로 절환한다. 즉, 절환부(202)는 시료창(2)에 시료(OBJ1)가 장착되어 있을 경우에는 분광기(6)에 의해 검출된 스펙트럼 E(1)(λ)을 버퍼(204)에 저장하고, 시료창(2)에 표준체(REF1)가 장착되어 있는 경우에는 분광기(6)에 의해 검출된 스펙트럼E(2)(λ)을 버퍼(206)에 저장한다.
버퍼(204 및 206)는 분광기(6)에 의해 검출된 스펙트럼을 저장하는 메모리이며, 분광기(6)의 파장 분해능에 따른 영역을 갖는다. 즉, 분광기(6)가 파장(λ1, λ1, …, λn)의 합계 n개의 파장으로 이루어지는 스펙트럼이 출력할 경우에는 n개의 파장별에 대응하는 강도를 저장하기 위한 에어리어를 갖는다.
선택부(208 및 210)는 각각 버퍼(204 및 206)에 저장된 스펙트럼의 파장 성분을 선택적으로 판독한다. 선택부(208)는 판독된 스펙트럼 E(1)(λ)의 파장 성분 중 여기광(L1)의 파장 범위(λ1L 내지 λ1H)에 포함되는 것을 승산부(222)로 출력하고, 시료(OBJ1)로부터 발생하는 형광 성분의 파장 범위(λ2L 내지 λ2H)에 포함되는 것을 승산부(212)로 출력한다. 또한, 선택부(208)는 판독한 파장 성분의 파장(λ)을 승산부(212 및 222)로 출력한다.
승산부(212) 및 적분부(214)는 상술한 수학식 3에 상당하는 연산을 행하여 형광의 광양자 수(Pph)를 산출한다. 구체적으로는, 승산부(212)는 선택부(208)에 의해 판독된 스펙트럼 E(1)(λ)의 파장 성분에 그 파장(λ) 자체를 승산한다. 그리고, 승산부(212)는 그 승산된 값을 적분부(214)로 출력한다. 적분부(214)는 승산부(212)로부터 출력되는 값의 총합을 산출한다. 상술한 바와 같이, 승산부(212)에는 형광 성분의 파장 범위(λ2L 내지 λ2H)에 대응하는 스펙트럼 E(1)(λ)의 파장 성분이 출력되므로 실질적으로 상술한 수학식 3에 상당하는 연산이 파장마다 행하여진다.
제산부(216), 가감산부(220), 승산부(222), 및 적분부(224)는 상술한 수학식 2에 상당하는 연산을 행하여 시료(OBJ1)에 흡수된 광양자 수(Ab)를 산출한다. 구체적으로는, 제산부(216)는 선택부(210)에 의해 판독된 스펙트럼 E(2)(λ)의 파장 성분을 초기 설정 유지부(218)에 저장되는 표준체(REF1)의 반사율 특성을 ρS(λ) 중 대응하는 파장 성분으로 제산한다. 그리고, 제산부(216)는 그 몫[E(2)(λ)/ρS(λ)]을 가감산부(220)로 출력한다. 가감산부(220)는 선택부(210)에 의해 판독된 스펙트럼 E(2)(λ)의 파장 성분으로부터, 제산부(216)에 의해 산출된 몫을 뺀다. 그리고, 가감산부(220)는 그 산출된 값을 승산부(222)로 출력한다. 승산부(222)는 가감산부(220)에서 산출된 값에, 대응하는 파장(λ)을 승산한다. 그리고, 승산부(222)는 그 승산된 값을 적분부(224)로 출력한다. 적분부(224)는 승산부(222)로부터 출력되는 값의 총합을 산출한다. 상술한 바와 같이, 가감산부(220)에는 여기광(L1)의 파장 범위(λ1L 내지 λ1H)에 대응하는 스펙트럼 E(1)(λ)의 파장 성분이 출력되므로, 실질적으로 상술한 수학식 2에 상당하는 연산이 파장마다 행하여진다.
제산부(226)는 적분부(214)에 의해 산출되는 형광의 광양자 수(Pph)를 적분부(224)에 의해 산출되는 시료(OBJ1)에 흡수된 광양자 수(Ab)로 제산한다. 그리고, 제산부(226)는 그 몫(Pph/Ab)을 시료(OBJ1)의 내부 양자 효율(QEin)로서 출력한다.
<처리 수순>
다음에, 도 6을 참조하여 본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS1)를 사용한 양자 효율 측정에 따른 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
사용자는, 양자 효율 측정 장치(SYS1)를 준비한다(스텝 S100). 계속해서, 사용자는 시료창(2)에 시료(OBJ1)를 장착하고(스텝 S102), 광원(7)으로부터의 여기광(L1)의 조사 및 분광기(6)에 의한 측정을 개시시킨다(스텝 S104). 이때, 사용자는 연산 처리부(200)에 대하여 시료창(2)에 시료(OBJ1)가 장착되어 있는 것을 입력해도 좋다. 그러면, 연산 처리부(200)는 분광기(6)에 의해 측정된 스펙트럼E(1)(λ)을 저장한다(스텝 S106).
다음에, 사용자는, 시료창(2)에 표준체(REF1)를 장착하고(스텝 S108), 광원(7)으로부터의 여기광(L1)의 조사 및 분광기(6)에 의한 측정을 개시시킨다(스텝 S110). 이때, 사용자는 연산 처리부(200)에 대하여 시료창(2)에 표준체(REF1)가 장착되어 있는 것을 입력해도 된다. 그러면 연산 처리부(200)는 분광기(6)에 의해 측정된 스펙트럼 E(2)(λ)을 저장한다(스텝 S112).
스펙트럼 E(1)(λ) 및 E(2)(λ)의 취득이 완료되면 연산 처리부(200)는 이들 스펙트럼에 기초하여 시료(OBJ1)의 내부 양자 효율(QEin)을 산출한다(스텝 S114). 보다 구체적으로는 연산 처리부(200)는 스펙트럼 E(1)(λ)의 파장 범위(λ1L 내지 λ1H)에 대응하는 파장 성분, 스펙트럼 E(2)(λ)의 파장 성분, 및 표준체(REF1)의 반사율 특성을 ρS(λ)에 기초하여, 시료(OBJ1)에 흡수된 광양자 수(Ab)를 산출한다. 또한, 연산 처리부(200)는 스펙트럼 E(1)(λ)의 파장 범위(λ2L 내지 λ2H)에 대응하 는 파장 성분에 기초하여 형광의 광양자 수(Pph)를 산출한다. 또한, 연산 처리부(200)는 광양자 수(Ab) 및 광양자 수(Pph)에 기초하여 시료(OBJ1)의 내부 양자 효율(QEin)을 산출한다.
또한, 연산 처리부(200)는 산출된 시료(OBJ1)의 내부 양자 효율(QEin)을 출력한다(스텝 S116). 또한, 내부 양자 효율(QEin)의 출력의 일례로서는, 내부 양자 효율(QEin)의 모니터 상 등에서의 표시, 내부 양자 효율(QEin)의 프린트 출력, 내부 양자 효율(QEin)의 기억 매체로의 저장 등을 들 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 흐름도에서는, 측정 수순의 일례로서 먼저 시료(OBJ1)에 관한 스펙트럼 E(1)(λ)을 취득하고, 계속해서 표준체(REF)에 관한 스펙트럼 E(2)(λ)을 취득할 경우에 대하여 예시했지만, 스펙트럼 E(1)(λ) 및 스펙트럼 E(2)(λ)을 취득할 수 있는 한, 이 수순에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 먼저 표준체(REF)에 관한 스펙트럼 E(2)(λ)을 취득한 후, 시료(OBJ1)에 관한 스펙트럼 E(1)(λ)을 취득해도 좋다. 이 경우에는, 표준체(REF)에 관하여 취득한 스펙트럼 E(2)(λ)을 사용하여, 복수의 시료(OBJ1) 각각에 관한 스펙트럼 E(1)(λ)을 순차 취득함으로써, 복수의 시료(OBJ1)에 관한 내부 양자 효율(QEin)을 효율적으로 산출할 수 있다. 즉, 시료창(2)에 표준체(REF)를 장착하여 스펙트럼 E(2)(λ)을 취득한 후, 시료창(2)에 복수의 시료(OBJ1)를 순차 장착하면 좋다.
<본 실시 형태에 의한 효과>
본 실시 형태에 의하면, 시료로부터의 직접광의 입사를 억제하기 위한 차광판을 반구 적분기 내에 설치할 필요가 없기 때문에, 차광판의 광흡수에 의한 측정 오차의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 의하면, 평면 미러에 의해 생성되는 허상에 의해, 동일한 반경을 갖는 적분구를 사용한 경우에 비교하여 원리적으로는 2배의 광 강도를 얻을 수 있다. 따라서, 양자 효율을 보다 높은 정밀도로 측정할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 의하면, 원리적으로 2배의 광 강도를 얻을 수 있으므로, 측정 정밀도를 높이기 위해 반구부의 반경을 과잉으로 작게 할 필요가 없다. 그로 인해, 관측창의 개구 면적을 반구 적분기 중 표면적에 대하여 상대적으로 작게 할 수 있으므로, 관측창에 의한 측정 오차의 발생을 억제할 수 있다.
[제1 실시 형태의 제1 변형예]
상술한 제1 실시 형태에 있어서는, 분광기(6)와 광원(7) 사이의 위치 관계에 대해서는 특별히 한정되지 않으나, 도 7에 나타내는 위치 관계로 양자를 배치하는 것이 바람직하다.
도 7의 반구 적분기(100)를 반구부(1)측으로부터 본 평면도에 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태의 제1 변형예에 있어서는, 분광기(6)의 장착부(6a)는 광원(7)으로부터 방사되는 여기광(L1)의 광축(Ax1)에 직교하는 수선(LN1) 방향으로 연신되도록 배치된다. 분광기(6) 및 광원(7)을 이러한 위치 관계로 배치함으로써 시료(OBJ1)에 조사되는 여기광(L1)이 직접적으로 분광기(6)로 입사되는 것을 억제할 수 있다.
[제1 실시 형태의 제2 변형예]
상술한 제1 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS1)에 있어서, 관측창(3)의 광의 전반 경로 상에 광투과 확산 부재를 배치하는 것이 바람직하다. 이하, 도 8을 참조하여 본 실시 형태의 제2 변형예에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS1A)에 대하여 설명한다.
도 8에 도시된 양자 효율 측정 장치(SYS1A)는 도 3에 도시된 제1 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS1)에 있어서, 관측창(3)에 광투과 확산 부재(14)를 추가한 것이다. 즉, 광투과 확산 부재(14)는 반구부(1)의 내부와 분광기(6) 사이에 배치된다. 그 이외의 구성에 대해서는, 도 3과 마찬가지이므로 상세한 설명은 반복하지 않는다.
광투과 확산 부재(14)는 반구 적분기(100)에 있어서의 광속을 확산시킨 후, 분광기(6)로 유도한다. 그로 인해, 관측창(3)의 관측 시야가 비교적 좁은 경우에도 반구부(1)의 내면에 설치된 광확산 반사층(1a)에 있어서의 반사율의 편차 등의 영향을 저감시킬 수 있다. 즉, 광투과 확산 부재(14)가 존재하지 않을 경우에는 관측창(3)에는 반구부(1)의 내면 중, 그 관측 시야에 대응하는 부분의 조도만이 관측된다. 그로 인해, 관측 시야에 대응하는 부분에 반사율의 편차 등이 있으면, 측정 결과에도 그 영향을 받기 쉽다. 이에 대해, 광투과 확산 부재(14)가 존재할 경우에는 관측창(3) 주위에 존재하는 광속이 확산된 후, 분광기(6)로 유도되므로, 상술한 바와 같은 문제를 회피할 수 있다.
[제2 실시 형태]
상술한 제1 실시 형태에 있어서는, 평면 미러에 설치한 시료창에 시료가 장착되는 양자 효율 측정 장치(SYS1)에 대하여 예시했다. 한편, 제2 실시 형태에 있어서는, 반구부에 설치한 시료창에 시료가 장착되는 구성에 대하여 예시한다.
본 발명의 제2 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS2)의 외관은, 상술한 도 2와 마찬가지이므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다. 도 9를 참조하여 양자 효율 측정 장치(SYS2)의 반구 적분기는 반구부(1A)와, 반구부(1A)의 개구를 막도록 배치된 원판 형상의 평면 미러(5A)와, 반구부(1A)의 내벽면의 조도(광 스펙트럼)을 측정하기 위한 분광기(6)와, 여기광(L1)을 발생하는 광원(7)을 더 포함한다.
반구부(1A)는 시료(OBJ1) 및 표준체(REF1)를 장착하기 위한 시료창(9)이 설치되어 있는 점을 제외하고, 도 3에 도시된 반구부(1)와 마찬가지이다. 시료창(9)은, 반구부(1A)의 실질적인 곡률 중심(O)을 통과하는 평면 미러(5A)의 법선(N2)의 교점의 위치에 설치된다. 즉, 시료창(9)은 반구부(1A) 및 평면 미러(5A)에 의해 둘러싸이는 반구의 정점 위치에 설치된다. 또한, 시료(OBJ1) 및 표준체(REF1)에 대해서도, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지이므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.
평면 미러(5A)에는 반구부(1A)의 내면측과 외면측 사이를 연통 가능한, 광원창(10) 및 관측창(13)이 설치된다.
광원창(10)은, 반구부(1A)의 실질적인 곡률 중심(O)의 근방에 설치된다. 보다 구체적으로는, 광원창(10)은 평면 미러(5)의 법선(N2)에 대하여 각도(θ)로 여 기광(L1)이 시료창(9)을 향하여 조사되는 위치에 설치된다. 즉, 광원(7)은 여기광(L1)을 평면 미러(5A)의 법선(N2)에 대하여 각도(θ)를 갖는 광축(Ax2)을 따라 시료창(9)에 장착되는 시료(OBJ1) 또는 표준체(REF1)를 향하여 조사된다.
관측창(13)은, 반구부(1A) 내면의 조도를 관측하기 위한 개구로서, 광원창(10)으로부터 보다 외주측에 소정 거리만큼 이격된 위치에 설치된다. 그리고, 관측창(13)을 통하여 분광기(6)로 광이 유도된다. 관측창(13)은, 여기광(L1)을 받아 시료(OBJ1)에서 발생한 형광, 및 시료(OBJ1)에서 반사된 여기광(L1)이 분광기(6)에 직접적으로 입사되는 것을 규제한다. 보다 구체적으로는, 관측창(13)은, 일종의 애퍼쳐로서, 반구부(1A)의 내부측의 직경에 비교하여 반구부(1A)의 외부측의 직경이 커지도록 구성된 개구이다. 이와 같은 관측 시야를 제한하는 관측창(13)을 설치함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 차광판(304)을 배치하는 일 없이, 양자 효율을 보다 높은 정밀도로 측정할 수 있다.
평면 미러(5A)의 그 밖의 부분은, 도 3에 도시된 평면 미러(5)와 마찬가지이므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다. 또한, 분광기(6) 및 광원(7)에 대해서도, 상술했으므로 상세한 설명은 반복하지 않는다. 또한, 분광기(6) 및 광원(7)에 대해서는, 상술한 도 7에 도시된 위치 관계로 양자를 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS2)의 연산 처리부(200)에 있어서의 제어 구조, 및 본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS2)를 사용한 양자 효율 측정에 따른 처리 수순을 나타내는 흐름도에 대해서는, 각각 도 5 및 도 6과 마찬가지이므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.
<본 실시 형태에 의한 효과>
본 실시 형태에 의하면, 관측 시야가 제한된 관측창을 채용함으로써, 시료로부터의 직접광의 입사를 억제하기 위한 차광판을 반구 적분기 내에 설치할 필요가 없다. 그로 인해, 차광판의 광흡수에 의한 측정 오차의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 의하면 평면 미러에 의해 생성되는 허상에 의해, 동일한 반경을 갖는 적분구를 사용한 경우에 비교하여 원리적으로는 2배의 광 강도를 얻을 수 있다. 그로 인해, 관측창의 관측 시야를 제한했다고 해도 충분한 밝기를 얻을 수 있다.
따라서, 양자 효율을 보다 높은 정밀도로 측정할 수 있다.
[제3 실시 형태]
상술한 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 있어서는, 주로 고체 상태의 시료의 양자 효율 측정에 적합한 구성에 대하여 예시하였다. 한편, 제3 실시 형태에 있어서는, 액체 상태의 시료의 양자 효율 측정에 적합한 구성에 대하여 예시한다.
<관련 기술>
우선, 본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치의 이해를 보다 쉽게 하기 위해, 먼저 도 10을 참조하여 본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치에 대하여 설명한다.
도 10에 도시된 본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(350)는, 주로 액체 상태의 시료(OBJ)의 양자 효율을 측정한다. 구체적으로는, 양자 효율 측정 장치(350)는 적분구(352)와, 지지부(354)와, 차광판(358)과, 수광부(360)와, 광 파이 버(362)와, 분광 측정 장치(364)를 포함한다. 이 양자 효율 측정 장치(350)에서는, 시료를 봉입한 투명 용기(356)가 지지부(354)에 의해 적분구(352) 내에 현수되어, 이 시료(OBJ)에 대하여, 적분구(352)의 외부에 설치된 광원(도시하지 않은)으로부터 광원창(366)을 통하여 여기광(370)이 조사된다. 시료(OBJ)는, 이 여기광(370)을 받아 형광 발광한다. 이 시료(OBJ)로부터 방사되는 형광은, 적분구(352)의 내면에서 다중 반사되어 적분(균일화)된다. 수광부(360)는 적분구(352)에 설치된 관측창(368)을 통하여 적분구(352)의 광의 일부를 추출하여 광 파이버(362)를 통하여 분광 측정 장치(364)로 유도한다.
여기서, 시료(OBJ)에서 발생한 형광 및 시료(OBJ)에서 반사된 여기광(370)이 직접적으로 관측창(368)에 입사되면 측정 오차가 되기 때문에 투명 용기(356)와 관측창(368) 사이에 차광판(358)이 설치된다.
상술한 바와 같이, 지지부(354) 및 차광판(358)은 형광 등을 흡수하기 때문에 양자 효율 측정 장치(350)에서는 지지부(354) 및 차광판(358)이 내부 구조물로서 측정 오차 요인이 된다.
<장치 구성>
다음에, 본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS3)에 관하여 설명한다.
본 발명의 제3 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS3)의 외관은, 상술한 도 2와 마찬가지이므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다. 도 11을 참조하여, 양자 효율 측정 장치(SYS3)의 반구 적분기는 반구부(1A)와, 반구부(1A)의 개구부를 막도록 배치된 원판 형상의 평면 미러(5B)와, 반구부(1A)의 내벽면의 조도(광 스펙트럼)을 측정하기 위한 분광기(6)와, 여기광(L1)을 발생하는 광원(7)을 더 포함한다.
반구부(1A)는, 도 9에 도시된 반구부(1A)와 기본적으로는 동일하지만, 시료(OBJ1)가 아니라, 투명 셀(16)에 봉입된 액체 상태의 시료(OBJ2)가 장착되는 점이 다르다. 또한, 반구부(1A)에는 시료(OBJ2)에 대응하는 표준체(REF2)의 장착도 가능하다. 표준체(REF2)는, 전형적으로는 시료(OBJ2)와 동량의 기준 물질(전형적으로는 시료 중 형광 물질을 제외한 매체만)을 동일한 투명 셀(16)에 봉입한 물체이다. 이 표준체(REF2)에서는, 실질적으로 형광 발광이 없는 것으로 간주할 수 있다.
평면 미러(5B)에는 반구부(1A)의 내면측과 외면측 사이를 연통 가능한, 광원창(12) 및 관측창(13)이 설치된다.
광원창(12)은, 반구부(1A)의 실질적인 곡률 중심(O)의 위치에 설치된다. 바꿔 말하면, 광원창(12)은 반구부(1A)의 실질적인 곡률 중심(O)을 포함하는 영역에 형성된다. 광원(7)은, 광원창(12)을 통하여 여기광(L1)을 평면 미러(5B)의 법선과 일치하는 광축(Ax3)을 따라 시료창(9)에 장착되는 시료(OBJ2) 또는 표준체(REF2)를 향하여 조사된다.
관측창(13)은, 반구부(1A) 내면의 조도를 관측하기 위한 개구로서, 광원창(12)으로부터 보다 외주측에 소정 거리만큼 이격된 위치에 설치된다. 그리고, 관측창(13)을 통하여 분광기(6)로 광이 유도된다. 관측창(13)은, 여기광(L1)을 받 아 시료(OBJ2)에서 발생한 형광, 및 시료(OBJ2)에서 반사된 여기광(L1)이 분광기(6)에 직접적으로 입사되는 것을 규제한다. 보다 구체적으로는, 관측창(13)은, 일종의 애퍼쳐로서, 반구부(1A)의 내부측의 직경에 비교하여 반구부(1A)의 외부측의 직경이 커지도록 구성된 개구이다. 이와 같은 관측 시야를 제한하는 관측창(13)을 설치함으로써, 도 10에 도시된 바와 같은 차광판(358)을 배치하는 일 없이 양자 효율을 보다 높은 정밀도로 측정할 수 있다.
평면 미러(5B)의 그 밖의 부분은, 도 3에 도시된 평면 미러(5)와 마찬가지이므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다. 또한, 분광기(6) 및 광원(7)에 대해서도 상술했으므로 상세한 설명은 반복하지 않는다.
투명 셀(16)은, 그 벽면이 투광성을 갖는 재료로 구성된 통 형상의 용기이다. 이 투명 셀(16)은, 시료창(9)에 장착됨으로써 광원(7)의 광축(Ax3) 상에 배치된다. 즉, 투명 셀(16)에 봉입된 시료(OBJ2)에 대하여, 광축(Ax3)을 따라 여기광(L1)이 조사된다. 또한, 투명 셀(16)은, 시료창(9)에 장착된 경우에는 그 전체가 반구부(1A) 내에 수납된다. 이때, 투명 셀(16)의 최외부에는 시일 부재(15)가 장착된다. 이 시일 부재(15)는 투명 셀(16) 및 그 중의 시료(OBJ2)를 투과한 후의 여기광(L1)이 반구부(1A)로부터 누출되는 것을 방지한다. 그로 인해, 시일 부재(15)는, 적어도 투명 셀(16)과 접하는 면에는 반구부(1)의 광확산 반사층(1a)과 동일한 정도의 광확산 반사층이 설치되어 있다.
<측정 원리>
다음에, 본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS3)에 있어서의 측정 원리에 대하여 설명한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 전형적으로 형광체인 시료(OBJ2)에 대하여 여기광(L1)이 조사되면, 그 일부(광양자)가 흡수되어 형광 발광에 사용되는 동시에, 나머지의 여기광(L1)은 시료(OBJ2)를 투과한 후에 시일 부재(15) 등에 의해 산란 반사된다. 여기서, 여기광(L1)의 파장 범위를 λ1L 내지 λ1H로 하고 시료(OBJ2)로부터 발생하는 형광 성분의 파장 범위를 λ2L 내지 λ2H로 한다.
여기광(L1)의 스펙트럼을 E0(λ)로 한다. 또한, 여기광(L1)을 조사함으로써 시료(OBJ2)로부터 발생하는 형광 성분의 스펙트럼을 P(λ)로 하고 시료(OBJ2)를 투과한 후에 산란 반사되는 투과광 성분의 스펙트럼을 T(λ)로 한다. 즉, 형광 성분의 스펙트럼 P(λ)는 시료(OBJ2)를 장착한 경우에 분광기(6)에 의해 측정된 스펙트럼 E(1)(λ)의 형광에 대응하는 파장 범위(λ2L 내지 λ2H)의 성분에 상당하고, 투과광 성분의 스펙트럼 T(λ)는 스펙트럼 E(1)(λ)의 여기광(L1)에 대응하는 파장 범위(λ1L 내지 λ1H)의 성분에 상당한다.
또한, 표준체(REF2)를 장착한 경우에 분광기(6)에 의해 측정된 스펙트럼E(2)(λ)은 표준체(REF2)에 조사된 형광 발광에 사용하는 것이 가능한 방사 파워에 상당한다.
따라서, 스펙트럼(방사 파워)을 광양자 수로 변환하기 위하여, hc/λ(단, h: 플랭크 정수, c:광속)로 스펙트럼을 제산하면 시료(OBJ2)에 흡수된 광양자 수(Ab)는 수학식 5와 같이 표현할 수 있다. 또한, k=1/hc이다.
Figure 112009040886492-PCT00005
또한, 형광의 광양자 수(Pph)는 수학식 6과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112009040886492-PCT00006
따라서, 시료(OBJ2)의 내부 양자 효율(QEin)은 수학식 7과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112009040886492-PCT00007
<제어 구조>
다음에, 도 12를 참조하여 본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS3)의 연산 처리부(200A)에 있어서의 제어 구조에 대하여 설명한다.
도 12에 도시된 연산 처리부(200A)는, 도 5에 도시된 제1 실시 형태에 따른 연산 처리부(200)의 제어 구조에 있어서, 제산부(216) 및 초기 설정 유지부(218)를 제거한 후, 선택부(210)에 의해 판독된 스펙트럼 E(2)(λ)의 파장 성분을 가감산부(220)로 출력하도록 한 것이다. 즉, 상술한 수학식 5에 따라, 시료(OBJ2)에 흡 수된 광양자 수(Ab)를 산출하도록 한 것이다.
그 밖의 부위에 대해서는, 도 5에 도시된 연산 처리부(200)와 마찬가지이므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.
<처리 수순>
본 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS3)를 사용한 양자 효율 측정에 따른 처리 수순을 나타내는 흐름도에 대해서는, 광양자 수(Ab)의 산출식을 제외하고, 도 6과 마찬가지이므로 상세한 설명은 반복하지 않는다.
<본 실시 형태에 의한 효과>
본 실시 형태에 의하면, 관측 시야가 제한된 관측창을 채용함으로써 시료로부터의 직접광의 입사를 억제하기 위한 차광판을 반구 적분기 내에 설치할 필요가 없다. 그로 인해, 차광판의 광흡수에 의한 측정 오차의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 의하면, 평면 미러에 의해 생성되는 허상에 의해, 동일한 반경을 갖는 적분구를 사용한 경우에 비교하여 원리적으로는 2배의 광 강도를 얻을 수 있다. 그로 인해, 관측창의 관측 시야를 제한했다고 해도 충분한 밝기를 얻을 수 있다.
따라서, 양자 효율을 보다 높은 정밀도로 측정할 수 있다.
[제3 실시 형태의 제1 변형예]
상술한 제3 실시 형태에 있어서는, 반구부(1)에 설치된 광원창(12)으로부터 여기광(L1)을 반구부(1) 내의 장착된 시료를 향하여 조사하는 구성에 대하여 예시했다. 이에 대해, 광원과 시료를 근접하여 배치하도록 해도 좋다. 이하, 도 13을 참조하여 본 실시 형태의 제1 변형예에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS3A)에 대하여 설명한다.
도 13에 도시된 양자 효율 측정 장치(SYS3A)는, 도 11에 도시된 제3 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS3)에 있어서, 광원창(12)에 액체 상태의 시료(OBJ2)가 봉입된 투명 셀(16A) 및 광원(7)을 장착하고, 또한 시료창(9)에 시일 부재(15)만을 장착한 것에 상당한다.
투명 셀(16A)은, 그 전체가 투광성을 갖는 재료로 구성된 통 형상의 용기이다. 이 투명 셀(16A)은 광원(7)의 조사구와 접하도록 장착됨으로써 광원(7)의 광축(Ax3) 상에 배치된다. 광원(7)은, 광원창(12)을 통하여 여기광(L1)을 평면 미러(5B)의 법선과 일치하는 광축(Ax3)을 따라 광원창(12)에 장착되는 시료(OBJ2)[또는 표준체(REF2)]를 향하여 조사한다. 이에 의해, 투명 셀(16A)에 봉입된 시료(OBJ2)에 대하여, 광축(Ax3)을 따라 여기광(L1)이 조사된다. 또한, 투명 셀(16A)은 광원창(12)에 장착된 경우에는 그 전체가 반구부(1A) 내에 수납된다.
상술한 투명 셀(16A) 및 광원(7)의 위치 관계를 제외하고, 그 이외의 구성에 대해서는 도 11과 마찬가지이므로 상세한 설명은 반복하지 않는다.
또한, 본 제1 변형예에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS3A)의 연산 처리부에 있어서의 제어 구조, 및 본 제1 변형예에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS3A)를 사용한 양자 효율 측정에 따른 처리 수순을 나타내는 흐름도에 대해서는, 각각 도 12 및 도 6과 마찬가지이므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.
본 제1 변형예에 의하면, 광원과 시료의 거리를 보다 짧게 할 수 있으므로, 시료에 대하여, 보다 강한 여기광을 조사할 수 있다. 그 때문에 시료로부터 발생하는 형광의 강도를 보다 강하게 할 수 있으므로, 양자 효율을 보다 높은 정밀도로 측정할 수 있다.
[제3 실시 형태의 제2 변형예]
상술한 제3 실시 형태에 있어서는, 시료를 봉입한 투명 셀의 전체가 반구부 내에 수납되는 구성에 대하여 예시했다. 그러나, 여기광을 투명 셀(시료)에 조사할 수 있으면, 시료를 봉입한 투명 셀의 전체를 반구부 내에 수납하지 않더라도 좋다. 이하, 도 14를 참조하여 본 실시 형태의 제2 변형예에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS3B)에 대하여 설명한다.
도 14에 도시된 양자 효율 측정 장치(SYS3B)는, 도 11에 도시된 제3 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS3)에 있어서, 실질적으로 시료창(9)에 장착되는 투명 셀의 형상을 변경한 것에 상당한다. 또한, 도 14에 도시된 바와 같이, 양자 효율 측정 장치(SYS3B)에 있어서는 시료창(9)이 중력 하측에 위치하도록 배치하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로는, 양자 효율 측정 장치(SYS3B)의 시료창(9)에는, 액체 상태의 시료(OBJ2)가 봉입된 투명 셀(16B) 및 시일 부재(15A)가 장착된다. 투명 셀(16B)은, 기본적으로 그 전체가 투광성을 갖는 재료로 구성된 통 형상의 용기이다. 이 투명 셀(16B)은, 시료창(9)에 장착됨으로써 광원(7)의 광축(Ax3) 상에 배치된다. 즉, 투명 셀(16B)에 봉입된 시료(OBJ2)에 대하여, 광축(Ax3)을 따라 여기광(L1)이 조사된다. 이때, 투명 셀(16B)의 여기광(L1)이 입사되는 면을 제외한 다 른 표면에는 통 형상의 시일 부재(15A)가 장착된다. 이 시일 부재(15A)는, 투명 셀(16B) 및 그 안의 시료(OBJ2)를 투과한 후의 여기광(L1)이 반구부(1A)로부터 누출되는 것을 방지한다. 그로 인해, 시일 부재(15A)는, 그 내주면에 반구부(1)의 광확산 반사층(1a)과 동일 정도의 광확산 반사층이 설치되어 있다.
상술한 투명 셀(16B) 및 시일 부재(15A)의 구성을 제외하고, 그 이외의 구성에 대해서는, 도 11과 마찬가지이므로 상세한 설명은 반복하지 않는다.
또한, 본 제1 변형예에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS3A)의 연산 처리부에 있어서의 제어 구조, 및 본 제1 변형예에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS3A)를 사용한 양자 효율 측정에 따른 처리 수순을 나타내는 흐름도에 대해서는, 각각 도 12 및 도 6과 마찬가지이므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.
본 제2 변형예에 의하면, 시료 및 표준체를 반구 적분기 내에 수납할 필요가 없기 때문에, 보다 단시간에 시료 및 표준체를 장착할 수 있다. 그로 인해, 보다 효율적으로 측정을 행할 수 있다.
[제4 실시 형태]
상술한 제2 실시 형태, 및 제3 실시 형태 및 그 변형예에 있어서 각각 설명한 양자 효율 측정 장치의 구성을, 필요에 따라 실현하기 위한 구성으로서, 도 15에 도시된 바와 같은 반구 적분기를 채용해도 좋다.
도 15를 참조하여, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치의 반구 적분기는, 반구부(1A)와, 반구부(1A)의 개구부를 막도록 배치된 원판 형상의 평면 미러(5C)를 포함한다. 평면 미러(5C)에는 반구부(1A)의 내면측과 외면측 사 이를 연통 가능한, 광원창(10 및 12), 및 관측창(13)이 설치된다. 광원창(10)은, 도 9에 도시된 제2 실시 형태에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS2)를 실현하기 위한 것이다. 광원창(12)은, 도 11, 도 13, 도 14에 도시된 제3 실시 형태 및 그 변형예에 따른 양자 효율 측정 장치(SYS3, SYS3A, SYS3B)를 실현하기 위한 것이다.
이들 광원창(10 및 12) 및 관측창(13) 중, 시료(OBJ2)나 광원 등을 필요에 따라 장착하고, 사용하지 않는 창에 대해서는 각각 대응하는 시일 부재를 장착함으로써, 상술한 양자 효율 측정 장치 중 사용자가 원하는 것을 실현할 수 있다.
본 실시 형태에 따르면 공통된 반구 적분기를 사용하여, 사용자가 원하는 장치 구성으로 양자 효율을 측정할 수 있다.
[기타 실시 형태]
상술한 양자 효율 측정 장치를 사용하여, 시료의 반사율 특성을 측정할 수도 있다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 설명이 아니라, 청구의 범위에 의해 나타내고, 청구 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims (10)

  1. 내면에 광확산 반사층(1a)을 갖는 반구부(1)와,
    상기 반구부의 실질적인 곡률 중심을 통과하면서, 또한 상기 반구부의 개구부를 막도록 배치된 평면 미러(5)를 구비하고, 상기 평면 미러는 상기 반구부의 실질적인 곡률 중심의 위치에 설치되고, 측정 대상물을 장착하기 위한 제1 창(2)과, 상기 제1 창으로부터 소정 거리만큼 이격된 위치에 설치된 제2 창(3)을 포함하고,
    상기 제2 창을 통하여 상기 반구부 내의 스펙트럼을 측정하는 분광기(6)와,
    여기광을, 상기 반구부에 설치된 제3 창을 통하여 상기 평면 미러의 법선에 대하여 소정의 각도로 상기 제1 창을 향하여 조사하는 광원(7)과,
    상기 측정 대상물을 상기 제1 창에 배치한 경우에 상기 분광기에 의해 측정되는 제1 스펙트럼과, 상기 측정 대상물 대신에 기지의 반사율 특성을 갖는 표준체를 상기 제1 창에 배치한 경우에 상기 분광기에 의해 측정되는 제2 스펙트럼에 기초하여, 상기 측정 대상물의 양자 효율을 산출하는 연산 처리부(200)를 구비하는, 양자 효율 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 창은 상기 피측정물을 상기 피측정물의 노출면이 상기 평면 미러의 상기 반구부 내측의 면과 실질적으로 일치하도록 장착 가능하게 구성되는, 양자 효율 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 창은, 상기 반구부의 내부와 상기 분광기 사이에 배치된 광투과 확산 부재(14)를 포함하는, 양자 효율 측정 장치.
  4. 내면에 광확산 반사층(1a)을 갖는 반구부(1A)와,
    상기 반구부의 실질적인 곡률 중심을 통과하면서, 또한 상기 반구부의 개구부를 막도록 배치된 평면 미러(5A, 5B, 5C)를 구비하고, 상기 평면 미러는, 상기 반구부의 실질적인 곡률 중심의 근방에 설치된 제1 창(10, 12)과, 상기 제1 창으로부터 소정 거리만큼 이격된 위치에 설치된 제2 창(13)을 포함하고,
    상기 반구부 내에 적어도 그 일부를 노출시켜 배치된 측정 대상물을 향하여, 상기 제1 창을 통하여 여기광을 조사하는 광원(7)과,
    상기 제2 창을 통하여 상기 반구부 내의 스펙트럼을 측정하는 분광기(6)를 구비하고, 상기 제2 창은 상기 측정 대상물로부터의 광이 상기 분광기에 직접적으로 입사되는 것을 규제하고 있으며,
    상기 측정 대상물을 상기 반구부 내에 배치한 경우에 상기 분광기에 의해 측정되는 제1 스펙트럼과, 상기 측정 대상물 대신에 기지의 반사율 특성 또는 투과율 특성을 갖는 표준체를 상기 반구부 내에 배치한 경우에 상기 분광기에 의해 측정되는 제2 스펙트럼에 기초하여, 상기 측정 대상물의 양자 효율을 산출하는 연산 처리부(200, 200A)를 구비하는, 양자 효율 측정 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 창은, 상기 반구부의 내부측의 직경에 비교하여 상기 반구부의 외부측의 직경이 큰 개구인, 양자 효율 측정 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 반구부는, 상기 반구부의 실질적인 곡률 중심을 통과하는 상기 평면 미러의 법선과의 교점의 위치에 설치되며, 또한 상기 측정 대상물 및 상기 표준체를 장착하기 위한 제3 창을 포함하고,
    상기 광원은, 상기 여기광을, 상기 평면 미러의 법선에 대하여 소정의 각도로 상기 제3 창을 향하여 조사되도록 배치되는, 양자 효율 측정 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 측정 대상물은 투광성을 갖는 용기에 봉입된 액체로서, 상기 광원의 광축 상에 배치되는, 양자 효율 측정 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 측정 대상물은 전체가 상기 반구부 내에 수납되는, 양자 효율 측정 장치.
  9. 제4항에 있어서, 상기 반구부는, 상기 반구부의 실질적인 곡률 중심을 통과하는 상기 평면 미러의 법선과의 교점의 위치에 설치되고, 상기 측정 대상물 및 상기 표준체를 장착하기 위한 제3 창을 포함하고,
    상기 제1 창은, 상기 평면 미러 상의 상기 반구부의 실질적인 곡률 중심의 위치에 설치되어 있고,
    상기 측정 대상물은 통 형상 용기에 봉입된 액체이며, 상기 통 형상 용기의 상기 제3 창에 장착되는 면은 투광성을 갖는 재료로 구성되는 동시에, 그 밖의 부위는 광반사성을 갖는 부재로 구성되는, 양자 효율 측정 장치.
  10. 내면에 광확산 반사층을 갖는 반구부와, 상기 반구부의 실질적인 곡률 중심을 통과하면서, 또한 상기 반구부의 개구부를 막도록 배치된 평면 미러를 포함하는 장치를 준비하는 스텝(S100)과,
    상기 평면 미러의 상기 반구부의 실질적인 곡률 중심을 포함하는 위치에 설치된 제1 창에 측정 대상물을 장착하는 스텝(S102)과,
    여기광을, 상기 반구부에 설치된 제3 창을 통하여 상기 평면 미러의 법선에 대하여 소정의 각도로 상기 측정 대상물을 향하여 조사하는 스텝(S104)과,
    상기 평면 미러의 상기 제1 창으로부터 소정 거리만큼 이격된 위치에 설치된 제2 창을 통하여 상기 측정 대상물이 장착된 경우의 상기 반구부 내의 스펙트럼을 제1 스펙트럼으로서 측정하는 스텝(S106)과,
    상기 제1 창에 기지의 반사율 특성을 갖는 표준체를 장착하는 스텝(S108)과,
    상기 여기광을, 상기 제3 창을 통하여 상기 평면 미러의 법선에 대하여 상기 소정의 각도로 상기 표준체를 향하여 조사하는 스텝(S110)과,
    상기 제2 창을 통하여 상기 표준체가 장착된 경우의 상기 반구부 내의 스펙트럼을 제2 스펙트럼으로서 측정하는 스텝(S112)과,
    상기 제1 스펙트럼과 상기 제2 스펙트럼에 기초하여, 상기 측정 대상물의 양자 효율을 산출하는 스텝(S114)을 구비하는, 양자 효율 측정 방법.
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