KR20140003458A

KR20140003458A - 양자수율 측정장치

Info

Publication number: KR20140003458A
Application number: KR1020137016691A
Authority: KR
Inventors: 가즈야 이구치
Original assignee: 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-29
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2014-01-09
Also published as: KR101739619B1; EP2647981A1; CN103250045B; WO2012073568A1; TW201224438A; TWI506268B; US9024278B2; EP2647981B1; JP5491369B2; CN103250045A; US20130240754A1; ES2832526T3; EP2647981A4; JP2012117817A

Abstract

양자수율 측정장치(1A)는 시료(S)를 수용하기 위한 시료 셀(2)의 시료 수용부(3)에 여기광(L1)을 조사하고, 시료(S) 및 시료 수용부(3)의 적어도 한쪽으로부터 방출되는 피측정광(L2)을 검출하는 것에 의해, 시료(S)의 양자수율을 측정한다. 양자수율 측정장치(1A)는 시료 수용부(3)가 내부에 배치되는 암상(5)과, 암상(5)에 접속된 광출사부(7)를 가지며, 여기광(L1)을 발생시키는 광발생부(6)와, 암상(5)에 접속된 광입사부(11)를 가지며, 피측정광(L2)을 검출하는 광검출부(9)와, 여기광(L1)을 입사시키는 광입사개구(15) 및 피측정광(L2)을 출사시키는 광출사개구(16)를 가지며, 암상(5) 내에 배치된 적분구(14)와, 시료 수용부(3)가 적분구(14) 내에 위치하는 제1 상태 및 시료 수용부(3)가 적분구(14) 외에 위치하는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 시료 수용부(3), 광출사부(7) 및 광입사부(11)를 이동시켜, 제1 상태에서는 광출사부(7)를 광입사개구(15)에 대향시키고, 또한 광입사부(11)를 광출사개구(16)에 대향시키는 이동기구(30)를 구비한다.

Description

양자수율 측정장치 {QUANTUM-YIELD MEASUREMENT DEVICE}

본 발명은 적분구(積分球)를 이용하여 발광재료 등의 양자수율을 측정하는 양자수율 측정장치에 관한 것이다.

종래의 양자수율 측정장치로서, 발광재료 등의 시료에 여기광(勵起光)을 조사하고, 시료로부터 방출된 형광을 적분구 내에서 다중 반사시켜 검출하는 것에 의해, 시료의 양자수율(「발광재료에 흡수된 여기광의 포톤(photon) 수」에 대한 「발광재료로부터 방출된 형광의 포톤 수」의 비율)을 측정하는 기술이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1 ~ 3 참조).

이와 같은 기술에서는, 시료가 형광 성분에 대해서 광흡수성을 가지고 있으면, 형광이 적분구 내에서 다중 반사하고 있을 때, 형광의 일부가 시료에 흡수되는 경우가 있다(이 현상을 이하 「재흡수」라고 함). 그와 같은 경우, 형광의 포톤 수가 진정한 값(즉, 발광재료로부터 실제로 방출된 형광의 포톤 수)보다도 낮게 검출되게 된다. 이 때문에, 별도로, 형광 광도계를 이용하여, 재흡수가 생기지 않는 상태에서 시료로부터 방출되는 형광의 강도를 측정하고, 그에 근거하여 앞의 형광의 포톤 수를 보정하여 양자수율을 구하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면 비특허문헌 1 참조).

[특허문헌 1] 일본국 특개2007-086031호 공보 [특허문헌 2] 일본국 특개2009-074866호 공보 [특허문헌 3] 일본국 특개2010-151632호 공보

[비특허문헌 1] CHRISTIANWURTH 외 7명, 「Evaluation of a Commercial Integrating Sphere Setup for the Determination of Absolute Photoluminescence Quantum Yields of Dilute Dye Solutions」, APPLIED SPECTROSCOPY, (미국), Volume 64, Number 7, 2010, p.733－741

상술한 바와 같이, 적분구를 이용하여 시료의 양자수율을 정확하게 측정하기 위해서는, 적분구를 구비한 장치와는 별도로, 형광 광도계를 이용할 필요가 있는 등, 번잡한 작업을 필요로 한다.

그래서, 본 발명은 시료의 양자수율을 정확하고 또한 효율 좋게 측정할 수 있는 양자수율 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 관점의 양자수율 측정장치는, 시료를 수용하기 위한 시료 셀의 시료 수용부에 여기광을 조사하고, 시료 및 시료 수용부의 적어도 한쪽으로부터 방출되는 피측정광을 검출하는 것에 의해, 시료의 양자수율을 측정하는 양자수율 측정장치로서, 시료 수용부가 내부에 배치되는 암상(暗箱)과, 암상에 접속된 광출사부를 가지며, 여기광을 발생시키는 광발생부와, 암상에 접속된 광입사부를 가지며, 피측정광을 검출하는 광검출부와, 여기광을 입사시키는 광입사개구 및 피측정광을 출사시키는 광출사개구를 가지며, 암상 내에 배치된 적분구와, 시료 수용부가 적분구 내(內)에 위치하는 제1 상태 및 시료 수용부가 적분구 외(外)에 위치하는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 시료 수용부, 광출사부 및 광입사부를 이동시켜, 제1 상태에서는 광출사부를 광입사개구에 대향시키고, 또한 광입사부를 광출사개구에 대향시키는 이동기구를 구비한다.

이 양자수율 측정장치에서는, 시료 셀의 시료 수용부가 적분구 내에 위치하는 제1 상태 및 시료 셀의 시료 수용부가 적분구 외에 위치하는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 시료 수용부, 광출사부 및 광입사부가 이동기구에 의해서 이동되게 된다. 이것에 의해, 제2 상태에서 형광의 스펙트럼(형광 성분(이하, 동일함))을 직접(적분구 내에서의 다중 반사 없이) 검출하여, 제1 상태에서 검출된 형광의 스펙트럼을 제2 상태에서 검출된 형광의 스펙트럼에 근거하여 보정할 수 있다. 따라서, 이 양자수율 측정장치에 의하면, 시료의 양자수율을 정확하고 또한 효율 좋게 측정하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 발명의 제2 관점의 양자수율 측정장치는, 시료를 수용하기 위한 시료 셀의 시료 수용부에 여기광을 조사하고, 시료 및 시료 수용부의 적어도 한쪽으로부터 방출되는 피측정광을 검출하는 것에 의해, 시료의 양자수율을 측정하는 양자수율 측정장치로서, 시료 수용부가 내부에 배치되는 암상과, 암상에 접속된 광출사부를 가지며, 여기광을 발생시키는 광발생부와, 암상에 접속된 광입사부를 가지며, 피측정광을 검출하는 광검출부와, 여기광을 입사시키는 광입사개구 및 피측정광을 출사시키는 광출사개구를 가지며, 암상 내에 배치된 적분구와, 시료 수용부가 적분구 내에 위치하는 제1 상태 및 시료 수용부가 적분구 외에 위치하는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 적분구를 구성하는 복수의 부분을 이동시켜, 제1 상태에서는 광입사개구를 광출사부에 대향시키고, 또한 광출사개구를 광입사부에 대향시키는 이동기구를 구비한다.

이 양자수율 측정장치에서는, 시료 셀의 시료 수용부가 적분구 내에 위치하는 제1 상태 및 시료 셀의 시료 수용부가 적분구 외에 위치하는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 적분구를 구성하는 복수의 부분이 이동기구에 의해서 이동되게 된다. 이것에 의해, 제2 상태에서 형광의 스펙트럼을 직접(적분구 내에서의 다중 반사 없이) 검출하여, 제1 상태에서 검출된 형광의 스펙트럼을 제2 상태에서 검출된 형광의 스펙트럼에 근거하여 보정할 수 있다. 따라서, 이 양자수율 측정장치에 의하면, 시료의 양자수율을 정확하고 또한 효율 좋게 측정하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 발명의 제3 관점의 양자수율 측정장치는, 시료를 수용하기 위한 시료 셀의 시료 수용부에 여기광을 조사하고, 시료 및 시료 수용부의 적어도 한쪽으로부터 방출되는 피측정광을 검출하는 것에 의해, 시료의 양자수율을 측정하는 양자수율 측정장치로서, 시료 수용부가 내부에 배치되는 암상과, 암상에 접속된 광출사부를 가지며, 여기광을 발생시키는 광발생부와, 암상에 접속된 광입사부를 가지며, 피측정광을 검출하는 광검출부와, 여기광을 입사시키기 위한 광입사구멍 및 피측정광을 출사시키기 위한 광출사구멍을 가지며, 시료 수용부를 덮는 형상으로 형성된 차광부재와, 여기광을 입사시키는 광입사개구 및 피측정광을 출사시키는 광출사개구를 가지며, 광입사개구가 광출사부에 대향하고, 또한 광출사개구가 광입사부에 대향한 상태에서, 시료 수용부를 덮도록 암상 내에 배치된 적분구와, 차광부재가 적분구 외에 위치하는 제1 상태 및 차광부재가 적분구 내에 위치하여 시료 수용부를 덮는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 차광부재를 이동시키는 이동기구를 구비한다.

이 양자수율 측정장치에서는, 차광부재가 적분구 외에 위치하는 제1 상태 및 차광부재가 적분구 내에 위치하여 시료 수용부를 덮는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 차광부재가 이동기구에 의해서 이동되게 된다. 이것에 의해, 제2 상태에서 형광의 스펙트럼을 직접(적분구 내에서의 다중 반사 없이) 검출하여, 제1 상태에서 검출된 형광의 스펙트럼을 제2 상태에서 검출된 형광의 스펙트럼에 근거하여 보정할 수 있다. 따라서, 이 양자수율 측정장치에 의하면, 시료의 양자수율을 정확하고 또한 효율 좋게 측정하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 발명의 제4 관점의 양자수율 측정장치는, 시료를 수용하기 위한 시료 셀의 시료 수용부에 여기광을 조사하고, 시료 및 시료 수용부의 적어도 한쪽으로부터 방출되는 피측정광을 검출하는 것에 의해, 시료의 양자수율을 측정하는 양자수율 측정장치로서, 시료 수용부가 내부에 배치되는 암상과, 암상에 접속된 광출사부를 가지며, 여기광을 발생시키는 광발생부와, 암상에 접속된 광입사부를 가지며, 피측정광을 검출하는 광검출부와, 여기광을 입사시키는 광입사개구 및 피측정광을 출사시키는 광출사개구를 가지고, 광입사개구가 광출사부에 대향하며, 또한 광출사개구가 광입사부에 대향한 상태에서, 시료 수용부를 덮도록 암상 내에 배치된 적분구와, 시료로부터 방출된 피측정광을 광검출부에 직접 도광(導光)하는 도광계(系)와, 광출사개구를 통하여 피측정광을 광검출부에 입사시키는 제1 상태 및 도광계를 통하여 피측정광을 광검출부에 입사시키는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 피측정광의 광로를 전환하는 광로전환기구를 구비한다.

이 양자수율 측정장치에서는, 광출사개구를 통하여 피측정광을 광검출부에 입사시키는 제1 상태 및 도광계를 통하여 피측정광을 광검출부에 입사시키는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 피측정광의 광로가 광로전환기구에 의해서 전환된다. 이것에 의해, 제2 상태에서 형광의 스펙트럼을 직접(적분구 내에서의 다중 반사 없이) 검출하여, 제1 상태에서 검출된 형광의 스펙트럼을 제2 상태에서 검출된 형광의 스펙트럼에 근거하여 보정할 수 있다. 따라서, 이 양자수율 측정장치에 의하면, 시료의 양자수율을 정확하고 또한 효율 좋게 측정하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 발명의 제5 관점의 양자수율 측정장치는, 시료를 수용하기 위한 시료 셀의 시료 수용부에 여기광을 조사하고, 시료 및 시료 수용부의 적어도 한쪽으로부터 방출되는 피측정광을 검출하는 것에 의해, 시료의 양자수율을 측정하는 양자수율 측정장치로서, 시료 수용부가 내부에 배치되는 암상과, 암상에 접속된 광출사부를 가지며, 여기광을 발생시키는 광발생부와, 암상에 접속된 광입사부를 가지며, 피측정광을 검출하는 광검출부와, 여기광을 입사시키는 광입사개구 및 피측정광을 출사시키는 광출사개구를 가지며, 광입사개구가 광출사부에 대향하고, 또한 광출사개구가 광입사부에 대향한 상태에서, 시료 수용부를 덮도록 암상 내에 배치된 적분구와, 여기광을 시료 수용부에 직접 도광함과 아울러, 시료로부터 방출된 피측정광을 광검출부에 직접 도광하는 도광계와, 광입사개구를 통하여 여기광을 시료 수용부에 조사하고, 또한 광출사개구를 통하여 피측정광을 광검출부에 입사시키는 제1 상태 및 도광계를 통하여 여기광을 시료 수용부에 조사하고, 또한 도광계를 통하여 피측정광을 광검출부에 입사시키는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 여기광의 광로 및 피측정광의 광로를 전환하는 광로전환기구를 구비한다.

이 양자수율 측정장치에서는, 광입사개구를 통하여 여기광을 시료 수용부에 조사하고, 또한 광출사개구를 통하여 피측정광을 광검출부에 입사시키는 제1 상태 및 도광계를 통하여 여기광을 시료 수용부에 조사하고 또한 도광계를 통하여 피측정광을 광검출부에 입사시키는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 피측정광의 광로가 광로전환기구에 의해서 전환된다. 이것에 의해, 제2 상태에서 형광의 스펙트럼을 직접(적분구 내에서의 다중 반사 없이) 검출하여, 제1 상태에서 검출된 형광의 스펙트럼을 제2 상태에서 검출된 형광의 스펙트럼에 근거하여 보정할 수 있다. 따라서, 이 양자수율 측정장치에 의하면, 시료의 양자수율을 정확하고 또한 효율 좋게 측정하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 의하면, 시료의 양자수율을 정확하고 또한 효율 좋게 측정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 양자수율 측정장치의 횡단면도(a) 및 종단면도(b)이다.
도 2는 도 1의 양자수율 측정장치를 이용하여 양자수율을 측정하는 방법을 설명하기 위한 횡단면도(a) 및 종단면도(b)이다.
도 3은 도 1의 양자수율 측정장치를 이용하여 양자수율을 측정하는 방법을 설명하기 위한 횡단면도(a) 및 종단면도(b)이다.
도 4는 도 1의 양자수율 측정장치를 이용하여 양자수율을 측정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태의 양자수율 측정장치의 변형예의 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태의 양자수율 측정장치의 횡단면도(a) 및 종단면도(b)이다.
도 7은 도 6의 양자수율 측정장치를 이용하여 양자수율을 측정하는 방법을 설명하기 위한 횡단면도(a) 및 종단면도(b)이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시형태의 양자수율 측정장치의 횡단면도(a) 및 종단면도(b)이다.
도 9는 도 8의 양자수율 측정장치를 이용하여 양자수율을 측정하는 방법을 설명하기 위한 횡단면도(a) 및 종단면도(b)이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시형태의 양자수율 측정장치의 횡단면도이다.
도 11은 도 10의 양자수율 측정장치를 이용하여 양자수율을 측정하는 방법을 설명하기 위한 횡단면도이다.
도 12는 본 발명의 제5 실시형태의 양자수율 측정장치의 횡단면도이다.
도 13은 도 12의 양자수율 측정장치를 이용하여 양자수율을 측정하는 방법을 설명하기 위한 횡단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다.

[제1 실시형태]

도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 양자수율 측정장치의 횡단면도(a) 및 종단면도(b)이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 양자수율 측정장치(1A)는 시료(S)를 수용하기 위한 시료 셀(2)의 시료 수용부(3)에 여기광(L1)을 조사하고, 시료(S) 및 시료 수용부(3)의 적어도 한쪽으로부터 방출되는 피측정광(L2)을 검출하는 것에 의해, 시료(S)의 양자수율(발광 양자수율, 형광 양자수율, 인광(燐光) 양자수율 등 )을 측정하는 장치이다. 시료(S)는, 예를 들면 유기EL 등의 발광 디바이스에 이용되는 발광재료가 소정의 용매에 녹여진 것이다. 시료 셀(2)은, 예를 들면 합성 석영으로 이루어지며, 시료 수용부(3)는, 예를 들면 사각기둥 모양의 용기로 되어 있다.

양자수율 측정장치(1A)는 시료 수용부(3)가 내부에 배치되는 암상(5)을 구비하고 있다. 암상(5)은 금속으로 이루어지는 직방체 모양의 상자체로서, 외부로부터의 광의 침입을 차단한다. 암상(5)의 내면에는 여기광(L1) 및 피측정광(L2)을 흡수하는 재료에 의한 도장(塗裝) 등이 시행되어 있다.

암상(5)의 한쪽의 측벽에는 광발생부(6)의 광출사부(7)가 접속되어 있다. 광발생부(6)는, 예를 들면 크세논 램프(xenon lamp)나 분광기 등에 의해 구성된 여기광원으로서, 여기광(L1)을 발생시킨다. 여기광(L1)은 광출사부(7)를 통하여 암상(5) 내로 입사한다.

암상(5)의 후벽에는 광검출부(9)의 광입사부(11)가 접속되어 있다. 광검출부(9)는, 예를 들면 분광기나 CCD 센서 등에 의해 구성된 멀티 채널 검출기로서, 피측정광(L2)을 검출한다. 피측정광(L2)은 광입사부(11)를 통하여 광검출부(9) 내로 입사한다.

암상(5) 내에는 적분구(14)가 배치되어 있고, 적분구(14)는 지지기둥(69)에 의해서 소정의 위치에 고정되어 있다. 적분구(14)는 그 내면에 황산 바륨 등의 고확산 반사제의 도포가 시행되거나, 혹은 PTFE나 스펙트라론(spectraron) 등의 재료로 형성되어 있다. 적분구(14)에는 여기광(L1)을 입사시키는 광입사개구(15) 및 피측정광(L2)을 출사시키는 광출사개구(16)가 형성되어 있다. 여기광(L1)은 광입사개구(15)를 통하여 적분구(14) 내로 입사한다. 피측정광(L2)은 광출사개구(16)를 통하여 적분구(14) 밖으로 출사한다.

이상의 암상(5), 광발생부(6) 및 광검출부(9)는 금속으로 이루어지는 케이스 내에 수용되어 있다. 또한, 광발생부(6)의 광출사부(7)로부터 출사하게 되는 여기광(L1)의 광축과, 광검출부(9)의 광입사부(11)에 입사하게 되는 피측정광(L2)의 광축은 수평면 내에서 대략 직교하고 있다.

적분구(14)의 상부에는 시료 셀(2)을 삽입 통과시키는 셀 삽통(揷通)개구(18)가 형성되어 있다. 시료 셀(2)은 셀 삽통개구(18)를 삽입 통과하는 셀 유지부재(61)에 의해서 유지되고 있다. 또한, 광입사면이 되는 시료 수용부(3)의 측면은 여기광(L1)의 광축에 대해 90°이외의 소정의 각도로 경사져 있다. 이것에 의해, 그 측면에서 반사된 여기광(L1)이 광출사부(7)로 돌아오는 것이 방지된다.

양자수율 측정장치(1A)는, 또한, 시료 셀(2)의 시료 수용부(3), 광발생부(6)의 광출사부(7) 및 광검출부(9)의 광입사부(11)를 이동시키는 이동기구(30)를 구비하고 있다. 이동기구(30)는 시료 수용부(3)가 적분구(14) 내에 위치하는 제1 상태 및 시료 수용부(3)가 적분구(14) 외에 위치하는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 시료 수용부(3), 광출사부(7) 및 광입사부(11)를 이동시킨다. 그리고, 이동기구(30)는, 제1 상태에서, 광발생부(6)의 광출사부(7)를 적분구(14)의 광입사개구(15)에 대향시키고, 또한 광검출부(9)의 광입사부(11)를 적분구(14)의 광출사개구(16)에 대향시킨다.

또, 제1 상태에서는, 셔터(63)가 열려, 광출사부(7)가 암상(5)의 개구(62)로부터 암상(5) 내에 임(臨)하고(마주함), 셔터(66)가 열려, 광입사부(11)가 암상(5)의 개구(65)로부터 암상(5) 내에 임한다. 한편, 제2 상태에서는, 셔터(70)가 열려, 광출사부(7)가 암상(5)의 개구(64)로부터 암상(5) 내에 임하고, 셔터(68)가 열려, 광입사부(11)가 암상(5)의 개구(67)로부터 암상(5) 내에 임한다.

이상과 같이 구성된 양자수율 측정장치(1A)를 이용하여 양자수율을 측정하는 방법에 대해서 설명한다. 우선, 도 2에 나타내는 바와 같이, 시료(S)가 수용되어 있지 않은 빈 시료 셀(2)을 암상(5)에 세팅한다. 그리고, 시료 수용부(3)가 적분구(14) 내에 위치하는 제1 상태에서, 광발생부(6)로부터 여기광(L1)이 출사되어 시료 수용부(3)에 조사된다. 시료 수용부(3)에서 반사된 여기광(L1) 및 시료 수용부(3)를 투과한 여기광(L1)은 적분구(14) 내에서 다중 반사하여, 시료 수용부(3)로부터 방출된 피측정광(L2a)으로서 광검출부(9)에 의해서 검출된다. 이 때, 셔터(63, 66)는 열리고, 셔터(70, 68)는 닫혀 있다.

이어서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 시료 셀(2)에 시료(S)를 수용하고, 그 시료 셀(2)을 암상(5)에 세팅한다. 그리고, 시료 수용부(3)가 적분구(14) 내에 위치하는 제1 상태에서, 광발생부(6)로부터 여기광(L1)이 출사되어 시료 수용부(3)에 조사된다. 시료 수용부(3)에서 반사된 여기광(L1) 및 시료(S)에서 발생한 형광은 적분구(14) 내에서 다중 반사하여, 시료(S) 및 시료 수용부(3)로부터 방출된 피측정광(L2b)으로서 광검출부(9)에 의해서 검출된다. 이 때, 셔터(63, 66)는 열리고, 셔터(70, 68)는 닫혀 있다.

이어서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 시료 수용부(3)가 적분구(14) 외에 위치하는 제2 상태가 되도록, 이동기구(30)에 의해서 시료 수용부(3), 광출사부(7) 및 광입사부(11)가 이동(여기에서는, 상승)하게 된다. 즉, 제1 상태로부터 제2 상태로 변경함에 수반하여, 적분구(14)의 광입사개구(15) 및 광출사개구(16)는, 각각, 광발생부(6)의 광출사부(7) 및 광검출부(9)의 광입사부(11)에 대해서 상대적으로 이동한다. 이 때, 시료 수용부(3), 광출사부(7) 및 광입사부(11)의 상대적 위치관계는 유지된다. 그리고, 제2 상태에서, 광발생부(6)로부터 여기광(L1)이 출사되어 시료 수용부(3)에 조사된다. 시료(S)에서 발생한 형광은 직접(적분구(14) 내에서의 다중 반사 없이), 시료(S)로부터 방출된 피측정광(L2c)으로서 광검출부(9)에 의해서 검출된다. 이 때, 셔터(63, 66)는 닫히고, 셔터(70, 68)는 열려 있다.

이상과 같이, 피측정광(L2a, L2b, L2c)의 데이터가 취득되면, 퍼스널 컴퓨터 등의 데이터 해석장치에 의해서, 피측정광(L2a, L2b)의 여기광 성분의 데이터에 근거하여, 시료(S)에 흡수된 여기광(L1)의 포톤 수(포톤 수에 비례하는 값 등의 포톤 수에 상당하는 값(이하, 동일함))가 산출된다. 시료(S)에 흡수된 여기광(L1)의 포톤 수는 도 4의 영역 A1에 상당한다.

그 한편으로, 데이터 해석장치에 의해서, 피측정광(L2c)의 데이터에 근거하여, 피측정광(L2b)의 형광 성분의 데이터가 보정된다(자세한 것은 비특허문헌 1 참조). 이것에 의해, 시료(S)가 형광 성분에 대해서 광흡수성을 가지고 있어 재흡수가 생겼다고 해도, 진정한 값(즉, 시료(S)로부터 실제로 방출된 형광의 포톤 수)이 되도록 보정된 형광의 포톤 수가 데이터 해석장치에 의해서 산출된다. 시료(S)로부터 방출된 형광의 포톤 수는 도 4의 영역 A2에 상당한다.

그리고, 데이터 해석장치에 의해서, 「시료(S)에 흡수된 여기광(L1)의 포톤 수」에 대한 「시료(S)로부터 방출된 형광의 포톤 수」인 시료(S)의 양자수율이 산출된다. 또한, 시료(S)가 녹여지지 않은 용매를 시료 셀(2)에 수용하고, 그 시료 셀(2)을 암상(5)에 세팅하여, 제1 상태에서 피측정광(L2a)을 검출하는 경우도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 양자수율 측정장치(1A)에서는 시료 셀(2)의 시료 수용부(3)가 적분구(14) 내에 위치하는 제1 상태 및 시료 셀(2)의 시료 수용부(3)가 적분구(14) 외에 위치하는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 시료 수용부(3), 광출사부(7) 및 광입사부(11)가 이동기구(30)에 의해서 이동되게 된다. 이것에 의해, 제2 상태에서 형광의 포톤 수를 직접(적분구(14) 내에서의 다중 반사 없이) 검출하여, 제1 상태에서 검출된 형광의 포톤 수를 제2 상태에서 검출된 형광의 포톤 수에 근거하여 보정할 수 있다. 따라서, 양자수율 측정장치(1A)에 의하면, 시료(S)의 양자수율을 정확하고 또한 효율 좋게 측정하는 것이 가능하게 된다.

이상, 본 발명의 제1 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 광발생부(6)와 암상(5)을, 또, 광검출부(9)와 암상(5)을, 각각 광파이버(71)에 의해서 광학적에 접속해도 된다. 이 경우, 각 광파이버(71)를 광출사부(7) 및 광입사부(11)로 하여 이동시킴으로써, 광발생부(6) 및 광검출부(9)를 이동시키는 것이 불필요하게 된다.

[제2 실시형태]

도 6은 본 발명의 제2 실시형태의 양자수율 측정장치의 횡단면도(a) 및 종단면도(b)이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 양자수율 측정장치(1B)는 적분구(14)를 구성하는 복수의 부분(14a, 14b)을 이동시키는 이동기구(72)를 구비하고 있는 점에서, 상술한 양자수율 측정장치(1A)와 주로 상이하다.

이동기구(72)는 암상(5) 내에서 적분구(14)를 지지하고 있고, 적분구(14)를 구성하는 복수의 부분(14a, 14b)을 열거나 닫거나 한다. 부분(14a, 14b)은 여기광(L1)의 광축에 대략 수직 또한 피측정광(L2)의 광축에 대략 평행한 면으로 분할된 반구체이다. 이동기구(72)는 부분(14a, 14b)의 내면이 위쪽을 향하도록 부분(14a, 14b)을 연다. 또한, 이동기구(72)는 부분(14a, 14b)을 닫았을 때에, 적분구(14)의 광입사개구(15)를 광발생부(6)의 광출사부(7)에 대향시키고, 또한 적분구(14)의 광출사개구(16)를 광검출부(9)의 광입사부(11)에 대향시킨다.

다음으로, 양자수율 측정장치(1B)를 이용하여 양자수율을 측정하는 방법에 대해서 설명한다. 우선, 시료(S)가 수용되어 있지 않은 빈 시료 셀(2)을 암상(5)에 세팅한다. 그리고, 시료 수용부(3)가 적분구(14) 내에 위치하는 제1 상태(즉, 부분(14a, 14b)이 닫혀진 도 6 상태)에서, 광발생부(6)로부터 여기광(L1)이 출사되어 시료 수용부(3)에 조사된다. 시료 수용부(3)에서 반사된 여기광(L1) 및 시료 수용부(3)를 투과한 여기광(L1)은 적분구(14) 내에서 다중 반사하여, 시료 수용부(3)로부터 방출된 피측정광(L2a)으로서 광검출부(9)에 의해서 검출된다.

이어서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 시료 셀(2)에 시료(S)를 수용하고, 그 시료 셀(2)을 암상(5)에 세팅한다. 그리고, 시료 수용부(3)가 적분구(14) 내에 위치하는 제1 상태(즉, 부분(14a, 14b)이 닫혀진 상태)에서, 광발생부(6)로부터 여기광(L1)이 출사되어 시료 수용부(3)에 조사된다. 시료 수용부(3)에서 반사된 여기광(L1) 및 시료(S)에서 발생한 형광은 적분구(14) 내에서 다중 반사하여, 시료(S) 및 시료 수용부(3)로부터 방출된 피측정광(L2b)으로서 광검출부(9)에 의해서 검출된다.

이어서, 도 7에 나타내는 바와 같이, 시료 수용부(3)가 적분구(14) 외에 위치하는 제2 상태가 되도록 이동기구(72)에 의해서 부분(14a, 14b)이 이동되게 된다. 그리고, 제2 상태(즉, 부분(14a, 14b)이 열린 상태)에서, 광발생부(6)로부터 여기광(L1)이 출사되어 시료 수용부(3)에 조사된다. 시료(S)에서 발생한 형광은 직접(적분구(14) 내에서의 다중 반사 없이) 시료(S)로부터 방출된 피측정광(L2c)으로서 광검출부(9)에 의해서 검출된다.

이하, 상술한 양자수율 측정장치(1A)의 경우와 마찬가지로, 데이터 해석장치에 의해서, 피측정광(L2a, L2b, L2c)의 데이터에 근거하여 시료(S)의 양자수율이 산출된다.

이상 설명한 바와 같이, 양자수율 측정장치(1B)에서는 시료 셀(2)의 시료 수용부(3)가 적분구(14) 내에 위치하는 제1 상태 및 시료 셀(2)의 시료 수용부(3)가 적분구(14) 외에 위치하는 제2 상태의 각각 상태가 되도록 적분구(14)를 구성하는 복수의 부분(14a, 14b)이 이동기구(72)에 의해서 이동되게 된다. 이것에 의해, 제2 상태에서 형광의 포톤 수를 직접(적분구(14) 내에서의 다중 반사 없이) 검출하여, 제1 상태에서 검출된 형광의 포톤 수를 제2 상태에서 검출된 형광의 포톤 수에 근거하여 보정할 수 있다. 따라서, 양자수율 측정장치(1B)에 의하면, 시료(S)의 양자수율을 정확하고 또한 효율 좋게 측정하는 것이 가능하게 된다.

또, 제2 상태에서는, 부분(14a, 14b)의 내면이 광검출부(9)의 광입사부(11)에 대향하지 않는 방향으로 열리므로, 피측정광(L2)이 부분(14a, 14b)의 내면에서 반사했다고 해도, 그 반사광이 광입사부(11)로 입사하는 것을 억제할 수 있다.

이상, 본 발명의 제2 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 이동기구(72)는 적분구(14)를 구성하는 3 이상의 부분을 이동시키는 것이라도 된다.

[제3 실시형태]

도 8은 본 발명의 제3 실시형태의 양자수율 측정장치의 횡단면도(a) 및 종단면도(b)이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 양자수율 측정장치(1C)는 차광부재(73)와 이동기구(80)를 구비하고 있는 점에서, 상술한 양자수율 측정장치(1A)와 주로 상이하다.

차광부재(73)는 시료 수용부(3)를 덮는 형상으로 형성되어 있으며, 여기광(L1)을 입사시키기 위한 광입사구멍(73a) 및 피측정광(L2)을 출사시키기 위한 광출사구멍(73b)을 가지고 있다. 이 차광부재(73)의 내벽에는 반사 방지를 위한 도장 등의 처리가 시행되는 것이 바람직하다. 이동기구(80)는 차광부재(73)가 적분구(14) 외에 위치하는 제1 상태 및 차광부재(73)가 적분구(14) 내에 위치하여 시료 수용부(3)를 덮는 제2 상태의 각각 상태가 되도록 차광부재(73)를 이동시킨다.

또한, 적분구(14)는 광입사개구(15)가 광발생부(6)의 광출사부(7)에 대향하고, 또한 광출사개구(16)가 광검출부(9)의 광입사부(11)에 대향한 상태에서, 시료 수용부(3)를 덮도록 암상(5) 내에 배치되어 있다. 또, 적분구(14)에는 차광부재(73)를 삽입 통과시키는 개구(74)가 형성되어 있으며, 개구(74)에는 개구(74)를 개폐하는 셔터(75)가 마련되어 있다.

다음으로, 양자수율 측정장치(1C)를 이용하여 양자수율을 측정하는 방법에 대해서 설명한다. 우선, 시료(S)가 수용되어 있지 않은 빈 시료 셀(2)을 암상(5)에 세팅한다. 그리고, 차광부재(73)가 적분구(14) 외에 위치하는 제1 상태(즉, 도 8 상태)에서, 광발생부(6)로부터 여기광(L1)이 출사되어 시료 수용부(3)에 조사된다. 시료 수용부(3)에서 반사된 여기광(L1) 및 시료 수용부(3)를 투과한 여기광(L1)은 적분구(14) 내에서 다중 반사하여, 시료 수용부(3)로부터 방출된 피측정광(L2a)으로서 광검출부(9)에 의해서 검출된다. 이 때, 셔터(75)는 닫혀 있다.

이어서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 시료 셀(2)에 시료(S)를 수용하고, 그 시료 셀(2)을 암상(5)에 세팅한다. 그리고, 차광부재(73)가 적분구(14) 외에 위치하는 제1 상태에서, 광발생부(6)로부터 여기광(L1)이 출사되어 시료 수용부(3)에 조사된다. 시료 수용부(3)에서 반사된 여기광(L1) 및 시료(S)에서 발생한 형광은 적분구(14) 내에서 다중 반사하여, 시료(S) 및 시료 수용부(3)로부터 방출된 피측정광(L2b)으로서 광검출부(9)에 의해서 검출된다. 이 때, 셔터(75)는 닫혀 있다.

이어서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 셔터(75)가 열려, 차광부재(73)가 적분구(14) 내에 위치하여 시료 수용부(3)를 덮는 제2 상태가 되도록, 이동기구(80)에 의해서 차광부재(73)가 이동되게 된다. 그리고, 제2 상태에서, 광발생부(6)로부터 여기광(L1)이 출사되어 시료 수용부(3)에 조사된다. 시료(S)에서 발생한 형광은 직접(적분구(14) 내에서의 다중 반사 없이) 시료(S)로부터 방출된 피측정광(L2c)으로서 광검출부(9)에 의해서 검출된다. 또한, 제2 상태에서는, 차광부재(73)의 광입사구멍(73a)이 적분구(14)의 광입사개구(15)에 대향하고, 차광부재(73)의 광출사구멍(73b)가 적분구(14)의 광출사개구(16)에 대향한다.

이상 설명한 바와 같이, 양자수율 측정장치(1C)에서는, 차광부재(73)가 적분구(14) 외에 위치하는 제1 상태 및 차광부재(73)가 적분구(14) 내에 위치하여 시료 수용부(3)를 덮는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 차광부재(73)가 이동기구(80)에 의해서 이동되게 된다. 이것에 의해, 제2 상태에서 형광의 포톤 수를 직접(적분구(14) 내에서의 다중 반사 없이) 검출하여, 제1 상태에서 검출된 형광의 포톤 수를 제2 상태에서 검출된 형광의 포톤 수에 근거하여 보정할 수 있다. 따라서, 양자수율 측정장치(1C)에 의하면, 시료(S)의 양자수율을 정확하고 또한 효율 좋게 측정하는 것이 가능하게 된다.

[제4 실시형태]

도 10은 본 발명의 제4 실시형태의 양자수율 측정장치의 횡단면도이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 양자수율 측정장치(1D)는 도광계(76)와, 광로전환기구(77, 79)를 구비하고 있는 점에서, 상술한 양자수율 측정장치(1A)와 주로 상이하다.

도광계(76)는 암상(5)에서 광발생부(6)의 광출사부(7)가 접속된 위치에 인접하는 위치로부터 광검출부(9)의 광입사부(11)의 도중의 위치에 이르는 광로를 가지고 있고, 시료(S)로부터 방출된 피측정광(L2)을 광검출부(9)에 직접 도광한다. 도광계(76)는 그 광로의 방향을 바꾸는 미러(78)를 가지고 있다.

광로전환기구(77)는 도광계(76)의 광로에 대해서 진퇴 가능한 미러로서, 그 광로상에 위치하고 있는 경우에는, 도광계(76)에 입사한 피측정광(L2)을 도광계(76)의 광로상으로 반사한다. 광로전환기구(79)는 광입사부(11)의 광로와 도광계(76)의 광로와의 교점에 대해서 진퇴 가능한 미러로서, 그 교점상에 위치하고 있는 경우에는, 도광계(76)에 의해서 도광된 피측정광(L2)을 광입사부(11)의 광로상으로 반사한다. 즉, 광로전환기구(77, 79)는 적분구(14)의 광출사개구(16)를 통하여 피측정광(L2)을 광검출부(9)에 입사시키는 제1 상태 및 도광계(76)를 통하여 피측정광(L2)을 광검출부(9)에 입사시키는 제2 상태의 각각 상태가 되도록 피측정광(L2)의 광로를 전환한다.

또한, 적분구(14)는 광입사개구(15)가 광발생부(6)의 광출사부(7)에 대향하고, 또한 광출사개구(16)가 광검출부(9)의 광입사부(11)에 대향한 상태에서 시료 수용부(3)를 덮도록 암상(5) 내에 배치되어 있다.

다음으로, 양자수율 측정장치(1D)를 이용하여 양자수율을 측정하는 방법에 대해서 설명한다. 우선, 시료(S)가 수용되어 있지 않은 빈 시료 셀(2)을 암상(5)에 세팅한다. 그리고, 적분구(14)의 광출사개구(16)를 통하여 피측정광(L2)을 광검출부(9)에 입사시키는 제1 상태(즉, 도 10 상태)에서, 광발생부(6)로부터 여기광(L1)이 출사되어 시료 수용부(3)에 조사된다. 시료 수용부(3)에서 반사된 여기광(L1) 및 시료 수용부(3)를 투과한 여기광(L1)은 적분구(14) 내에서 다중 반사하여, 시료 수용부(3)로부터 방출된 피측정광(L2a)으로서 광검출부(9)에 의해서 검출된다. 이 때, 광로전환기구(77)는 도광계(76)의 광로 외에 위치하고 있고, 광로전환기구(79)는 광입사부(11)의 광로와 도광계(76)의 광로와의 교점 외에 위치하고 있다.

이어서, 도 10에 나타내는 바와 같이, 시료 셀(2)에 시료(S)를 수용하고, 그 시료 셀(2)을 암상(5)에 세팅한다. 그리고, 적분구(14)의 광출사개구(16)를 통하여 피측정광(L2)을 광검출부(9)에 입사시키는 제1 상태에서, 광발생부(6)로부터 여기광(L1)이 출사되어 시료 수용부(3)에 조사된다. 시료 수용부(3)에서 반사된 여기광(L1) 및 시료(S)에서 발생한 형광은 적분구(14) 내에서 다중 반사하여, 시료(S) 및 시료 수용부(3)로부터 방출된 피측정광(L2b)으로서 광검출부(9)에 의해서 검출된다. 이 때, 광로전환기구(77)는 도광계(76)의 광로 외에 위치하고 있고, 광로전환기구(79)는 광입사부(11)의 광로와 도광계(76)의 광로와의 교점 외에 위치하고 있다.

이어서, 도 11에 나타내는 바와 같이, 도광계(76)를 통하여 피측정광(L2)을 광검출부(9)에 입사시키는 제2 상태가 되도록 광로전환기구(77, 79)에 의해서 피측정광(L2)의 광로가 전환된다. 그리고, 제2 상태에서 광발생부(6)로부터 여기광(L1)이 출사되어 시료 수용부(3)에 조사된다. 시료(S)에서 발생한 형광은 직접(적분구(14) 내에서의 다중 반사 없이) 시료(S)로부터 방출된 피측정광(L2c)으로서 광검출부(9)에 의해서 검출된다. 이 때, 광로전환기구(77)는 도광계(76)의 광로상에 위치하고 있고, 광로전환기구(79)는 광입사부(11)의 광로와 도광계(76)의 광로와의 교점상에 위치하고 있다.

이상 설명한 바와 같이, 양자수율 측정장치(1D)에서는 적분구(14)의 광출사개구(16)를 통하여 피측정광(L2)을 광검출부(9)에 입사시키는 제1 상태 및 도광계(76)를 통하여 피측정광(L2)을 광검출부(9)에 입사시키는 제2 상태의 각각 상태가 되도록 피측정광(L2)의 광로가 광로전환기구(77, 79)에 의해서 전환된다. 이것에 의해, 제2 상태에서 형광의 포톤 수를 직접(적분구(14) 내에서의 다중 반사 없이) 검출하여, 제1 상태에서 검출된 형광의 포톤 수를, 제2 상태에서 검출된 형광의 포톤 수에 근거하여 보정할 수 있다. 따라서, 양자수율 측정장치(1D)에 의하면, 시료(S)의 양자수율을 정확하고 또한 효율 좋게 측정하는 것이 가능하게 된다.

[제5 실시형태]

도 12는 본 발명의 제5 실시형태의 양자수율 측정장치의 횡단면도이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 양자수율 측정장치(1E)는 도광계(81)와, 광로전환기구(85, 86)를 구비하고 있는 점에서, 상술한 양자수율 측정장치(1A)와 주로 상이하다.

도광계(81)는 광발생부(6)의 광출사부(7)의 도중의 위치로부터 광검출부(9)의 광입사부(11)의 도중 위치에 이르는 광로를 가지고 있고, 여기광(L1)을 시료 수용부(3)에 직접 도광함과 아울러, 시료(S)로부터 방출된 피측정광(L2)을 광검출부(9)에 직접 도광한다. 도광계(81)는 여기광(L1)을 도광하는 광파이버(82), 피측정광(L2)을 도광하는 광파이버(83) 및 광파이버(82)의 광출사 단부 및 광파이버(83)의 광입사 단부를 묶어 유지하는 파이버 유지부재(84)를 가지고 있다. 파이버 유지부재(84)는 셔터(88)에 의해서 개폐되는 적분구(14)의 개구(87)를 통하여 시료 수용부(3)에 대해서 진퇴 가능하게 되어 있다.

광로전환기구(85)는 광출사부(7)의 광로에 대해서 진퇴 가능한 미러로서, 그 광로상에 위치하고 있는 경우에는 여기광(L1)을 도광계(81)의 광로상으로 반사한다. 광로전환기구(86)는 광입사부(11)의 광로에 대해서 진퇴 가능한 미러로서, 그 광로상에 위치하고 있는 경우에는, 도광계(81)에 의해서 도광된 피측정광(L2)을 광입사부(11)의 광로상으로 반사한다. 즉, 광로전환기구(85, 86)는 광입사개구(15)를 통하여 여기광(L1)을 시료 수용부(3)에 조사하고 또한 광출사개구(16)를 통하여 피측정광(L2)을 광검출부(9)에 입사시키는 제1 상태 및 도광계(81)를 통하여 여기광(L1)을 시료 수용부(3)에 조사하고 또한 도광계(81)를 통하여 피측정광(L2)을 광검출부(9)에 입사시키는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 여기광(L1)의 광로 및 피측정광(L2)의 광로를 전환한다.

다음으로, 양자수율 측정장치(1E)를 이용하여 양자수율을 측정하는 방법에 대해서 설명한다. 우선, 시료(S)가 수용되어 있지 않은 빈 시료 셀(2)을 암상(5)에 세팅한다. 그리고, 광입사개구(15)를 통하여 여기광(L1)을 시료 수용부(3)에 조사하고 또한 광출사개구(16)를 통하여 피측정광(L2)을 광검출부(9)에 입사시키는 제1 상태(즉, 도 12 상태)에서 광발생부(6)로부터 여기광(L1)이 출사되어 시료 수용부(3)에 조사된다. 시료 수용부(3)에서 반사된 여기광(L1) 및 시료 수용부(3)를 투과한 여기광(L1)은 적분구(14) 내에서 다중 반사하여, 시료 수용부(3)로부터 방출된 피측정광(L2a)으로서 광검출부(9)에 의해서 검출된다. 이 때, 광로전환기구(85)는 광출사부(7)의 광로 외에 위치하고 있고, 광로전환기구(86)는 광입사부(11)의 광로 외에 위치하고 있다. 또, 파이버 유지부재(84)는 적분구(14) 외에 위치하며, 셔터(88)는 닫혀 있다.

이어서, 도 12에 나타내는 바와 같이, 시료 셀(2)에 시료(S)를 수용하고, 그 시료 셀(2)을 암상(5)에 세팅한다. 그리고, 광입사개구(15)를 통하여 여기광(L1)을 시료 수용부(3)에 조사하고 또한 광출사개구(16)를 통하여 피측정광(L2)을 광검출부(9)에 입사시키는 제1 상태에서, 광발생부(6)로부터 여기광(L1)이 출사되어 시료 수용부(3)에 조사된다. 시료 수용부(3)에서 반사된 여기광(L1) 및 시료(S)에서 발생한 형광은 적분구(14) 내에서 다중 반사하여, 시료(S) 및 시료 수용부(3)로부터 방출된 피측정광(L2b)으로서 광검출부(9)에 의해서 검출된다. 이 때, 광로전환기구(85)는 광출사부(7)의 광로 외에 위치하고 있고, 광로전환기구(86)는 광입사부(11)의 광로 외에 위치하고 있다. 또, 파이버 유지부재(84)는 적분구(14) 외에 위치하며, 셔터(88)는 닫혀 있다.

이어서, 도 13에 나타내는 바와 같이, 셔터(88)가 열려, 적분구(14)의 개구(87)를 통하여 파이버 유지부재(84)가 시료 수용부(3)에 접촉 혹은 접근하게 된다. 또한, 도광계(81)를 통하여 여기광(L1)을 시료 수용부(3)에 조사하고 또한 도광계(81)를 통하여 피측정광(L2)을 광검출부(9)에 입사시키는 제2 상태가 되도록, 광로전환기구(85, 86)에 의해서 여기광(L1)의 광로 및 피측정광(L2)의 광로가 전환된다. 그리고, 제2 상태에서, 광발생부(6)로부터 여기광(L1)이 출사되어, 광파이버(82)를 통하여 시료 수용부(3)에 조사된다. 시료(S)에서 발생한 형광은 광파이버(83)을 통하여 직접(적분구(14) 내에서의 다중 반사 없이) 시료(S)로부터 방출된 피측정광(L2c)으로서 광검출부(9)에 의해서 검출된다. 이 때, 광로전환기구(85)는 광출사부(7)의 광로상에 위치하고 있고, 광로전환기구(86)는 광입사부(11)의 광로상에 위치하고 있다.

이상 설명한 바와 같이, 양자수율 측정장치(1E)에서는, 광입사개구(15)를 통하여 여기광(L1)을 시료 수용부(3)에 조사하고 또한 광출사개구(16)를 통하여 피측정광(L2)을 광검출부(9)에 입사시키는 제1 상태 및 도광계(81)를 통하여 여기광(L1)을 시료 수용부(3)에 조사하고 또한 도광계(81)를 통하여 피측정광(L2)을 광검출부(9)에 입사시키는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 광로전환기구(85, 86)에 의해서 여기광(L1)의 광로 및 피측정광(L2)의 광로가 전환된다. 이것에 의해, 제2 상태에서 형광의 포톤 수를 직접(적분구(14) 내에서의 다중 반사 없이) 검출하여, 제1 상태에서 검출된 형광의 포톤 수를, 제2 상태에서 검출된 형광의 포톤 수에 근거하여 보정할 수 있다. 따라서, 양자수율 측정장치(1E)에 의하면, 시료(S)의 양자수율을 정확하고 또한 효율 좋게 측정하는 것이 가능하게 된다.

[산업상의 이용 가능성]

1A, 1B, 1C, 1D, 1E … 양자수율 측정장치,
2 … 시료 셀, 3 … 시료 수용부,
5 … 암상, 6 … 광발생부,
7 … 광출사부, 9 … 광검출부,
11 … 광입사부, 14 … 적분구,
15 … 광입사개구, 16 … 광출사개구,
30, 72, 80 … 이동기구, 73 … 차광부재,
73a … 광입사구멍, 73b … 광출사구멍,
76, 81 … 도광계, 77, 79, 85, 86 … 광로전환기구,
L1 … 여기광, L2, L2a, L2b, L2c … 피측정광,
S … 시료.

Claims

시료를 수용하기 위한 시료 셀의 시료 수용부에 여기광(勵起光)을 조사하고, 상기 시료 및 상기 시료 수용부의 적어도 한쪽으로부터 방출되는 피측정광을 검출하는 것에 의해, 상기 시료의 양자수율을 측정하는 양자수율 측정장치로서,
상기 시료 수용부가 내부에 배치되는 암상(暗箱)과,
상기 암상에 접속된 광출사부를 가지며, 상기 여기광을 발생시키는 광발생부와,
상기 암상에 접속된 광입사부를 가지며, 상기 피측정광을 검출하는 광검출부와,
상기 여기광을 입사시키는 광입사개구 및 상기 피측정광을 출사시키는 광출사개구를 가지며, 상기 암상 내에 배치된 적분구(積分球)와,
상기 시료 수용부가 상기 적분구 내(內)에 위치하는 제1 상태 및 상기 시료 수용부가 상기 적분구 외(外)에 위치하는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 상기 시료 수용부, 상기 광출사부 및 상기 광입사부를 이동시켜, 상기 제1 상태에서는 상기 광출사부를 상기 광입사개구에 대향시키고, 또한 상기 광입사부를 상기 광출사개구에 대향시키는 이동기구를 구비하는 양자수율 측정장치.
시료를 수용하기 위한 시료 셀의 시료 수용부에 여기광을 조사하고, 상기 시료 및 상기 시료 수용부의 적어도 한쪽으로부터 방출되는 피측정광을 검출하는 것에 의해, 상기 시료의 양자수율을 측정하는 양자수율 측정장치로서,
상기 시료 수용부가 내부에 배치되는 암상과,
상기 암상에 접속된 광출사부를 가지며, 상기 여기광을 발생시키는 광발생부와,
상기 암상에 접속된 광입사부를 가지며, 상기 피측정광을 검출하는 광검출부와,
상기 여기광을 입사시키는 광입사개구 및 상기 피측정광을 출사시키는 광출사개구를 가지며, 상기 암상 내에 배치된 적분구와,
상기 시료 수용부가 상기 적분구 내에 위치하는 제1 상태 및 상기 시료 수용부가 상기 적분구 외에 위치하는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 상기 적분구를 구성하는 복수의 부분을 이동시켜, 상기 제1 상태에서는 상기 광입사개구를 상기 광출사부에 대향시키고, 또한 상기 광출사개구를 상기 광입사부에 대향시키는 이동기구를 구비하는 양자수율 측정장치.
시료를 수용하기 위한 시료 셀의 시료 수용부에 여기광을 조사하고, 상기 시료 및 상기 시료 수용부의 적어도 한쪽으로부터 방출되는 피측정광을 검출하는 것에 의해, 상기 시료의 양자수율을 측정하는 양자수율 측정장치로서,
상기 시료 수용부가 내부에 배치되는 암상과,
상기 암상에 접속된 광출사부를 가지며, 상기 여기광을 발생시키는 광발생부와,
상기 암상에 접속된 광입사부를 가지며, 상기 피측정광을 검출하는 광검출부와,
상기 여기광을 입사시키기 위한 광입사구멍 및 상기 피측정광을 출사시키기 위한 광출사구멍을 가지며, 상기 시료 수용부를 덮는 형상으로 형성된 차광부재와,
상기 여기광을 입사시키는 광입사개구 및 상기 피측정광을 출사시키는 광출사개구를 가지며, 상기 광입사개구가 상기 광출사부에 대향하고, 또한 상기 광출사개구가 상기 광입사부에 대향한 상태에서, 상기 시료 수용부를 덮도록 상기 암상 내에 배치된 적분구와,
상기 차광부재가 적분구 외에 위치하는 제1 상태 및 상기 차광부재가 상기 적분구 내에 위치하여 시료 수용부를 덮는 제2 상태의 각각 상태가 되도록 상기 차광부재를 이동시키는 이동기구를 구비하는 양자수율 측정장치.
시료를 수용하기 위한 시료 셀의 시료 수용부에 여기광을 조사하고, 상기 시료 및 상기 시료 수용부의 적어도 한쪽으로부터 방출되는 피측정광을 검출하는 것에 의해, 상기 시료의 양자수율을 측정하는 양자수율 측정장치로서,
상기 시료 수용부가 내부에 배치되는 암상과,
상기 암상에 접속된 광출사부를 가지며, 상기 여기광을 발생시키는 광발생부와,
상기 암상에 접속된 광입사부를 가지며, 상기 피측정광을 검출하는 광검출부와,
상기 여기광을 입사시키는 광입사개구 및 상기 피측정광을 출사시키는 광출사개구를 가지며, 상기 광입사개구가 상기 광출사부에 대향하고, 또한 상기 광출사개구가 상기 광입사부에 대향한 상태에서, 상기 시료 수용부를 덮도록 상기 암상 내에 배치된 적분구와,
상기 시료로부터 방출된 상기 피측정광을 상기 광검출부에 직접 도광(導光)하는 도광계(系)와,
상기 광출사개구를 통하여 상기 피측정광을 상기 광검출부에 입사시키는 제1 상태 및 상기 도광계를 통하여 상기 피측정광을 상기 광검출부에 입사시키는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 상기 피측정광의 광로를 전환하는 광로전환기구를 구비하는 양자수율 측정장치.
시료를 수용하기 위한 시료 셀의 시료 수용부에 여기광을 조사하고, 상기 시료 및 상기 시료 수용부의 적어도 한쪽으로부터 방출되는 피측정광을 검출하는 것에 의해, 상기 시료의 양자수율을 측정하는 양자수율 측정장치로서,
상기 시료 수용부가 내부에 배치되는 암상과,
상기 암상에 접속된 광출사부를 가지며, 상기 여기광을 발생시키는 광발생부와,
상기 암상에 접속된 광입사부를 가지며, 상기 피측정광을 검출하는 광검출부와,
상기 여기광을 입사시키는 광입사개구 및 상기 피측정광을 출사시키는 광출사개구를 가지며, 상기 광입사개구가 상기 광출사부에 대향하고, 또한 상기 광출사개구가 상기 광입사부에 대향한 상태에서, 상기 시료 수용부를 덮도록 상기 암상 내에 배치된 적분구와,
상기 여기광을 상기 시료 수용부에 직접 도광함과 아울러, 상기 시료로부터 방출된 상기 피측정광을 상기 광검출부에 직접 도광하는 도광계와,
상기 광입사개구를 통하여 상기 여기광을 상기 시료 수용부에 조사하고 또한 상기 광출사개구를 통하여 상기 피측정광을 상기 광검출부에 입사시키는 제1 상태 및 상기 도광계를 통하여 상기 여기광을 상기 시료 수용부에 조사하고 또한 상기 도광계를 통하여 상기 피측정광을 상기 광검출부에 입사시키는 제2 상태의 각각 상태가 되도록, 상기 여기광의 광로 및 상기 피측정광의 광로를 전환하는 광로전환기구를 구비하는 양자수율 측정장치.