WO2015052893A1 - Ａｔｒ素子、液浸プローブ、及び、分光光度計 - Google Patents

Ａｔｒ素子、液浸プローブ、及び、分光光度計 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an immersion probe suitable for measuring, for example, a concentration change of a reactive group of a synthetic resin, and more particularly to an ATR element.
  • the change in the concentration of the reactive group for example, —NCO, —OH, —COOH
  • the concentration of the reactive group for example, —NCO, —OH, —COOH
  • an immersion probe comprising a sensing element immersed in a reaction solution, an irradiation optical fiber that irradiates the sensing element with measurement light, and a light receiving optical fiber that receives the measurement light that has passed through the measurement target.
  • This immersion probe is provided with a gap portion in which the measurement object is filled in the sensing element, and the measurement light transmitted through the measurement object filled in the gap portion is received by the light receiving optical fiber. Since part of the wavelength component is absorbed when the measurement light passes through the measurement target in the gap, the concentration of the reactive group can be measured by analyzing the measurement light received by the light receiving optical fiber.
  • the reaction liquid since the reaction liquid is agitated in the chemical reaction tank, the reaction liquid mixed with air bubbles accompanying the agitation may be filled in the voids. It becomes difficult to measure the correct concentration.
  • the ATR method (Attenuated Total Reflection) is known as one of methods for analyzing and measuring substances.
  • An immersion probe to which this ATR method is applied is also known (for example, Patent Document 2).
  • a measurement object is brought into close contact with an ATR element (typically a crystal) having a large refractive index
  • the incident angle of measurement light is set to be larger than the critical angle
  • total reflection occurs between the measurement object and the ATR substance.
  • This reflected light is called evanescent light.
  • the energy of the reflected light at the wavelength specific to the measurement object decreases according to the intensity of the absorption.
  • the substance can be analyzed and measured by measuring the spectrum of the reflected light.
  • the distance from the reaction vessel containing the reaction solution in which the immersion probe is immersed to the spectrophotometer to which the measurement result is transmitted may be considerably separated. Since this interval is connected by an optical fiber, the wavelength of the measurement light irradiated to the immersion probe becomes a problem.
  • the present invention has been made based on the above technical problem, and uses a measurement light in the near infrared region, which is easy to guide with an optical fiber, and has a small absorption coefficient for the measurement light. Another object of the present invention is to provide an ATR element capable of accurately specifying the state of a substance.
  • the present inventors have studied an ATR element that can realize an immersion probe that can obtain a significantly higher number of reflections than before.
  • the ATR element having a reflection surface on the side surface continuous in the circumferential direction is used, and the measurement light is continuously reflected on the reflection surface to effectively utilize the evanescent light, thereby surpassing the conventional multiple reflection. It was found that the number of reflections would be obtained.
  • the ATR element of the present invention is based on this finding, and is composed of an axially symmetric solid body having a reflecting surface that is continuous in the circumferential direction, an incident part for allowing measurement light to enter the element body, and an incident part from the incident part.
  • the incident portion is referenced from the symmetry axis in the reference cross section x orthogonal to the symmetry axis of the element body. It is preferable that the distance is 80% or more and less than 100% of the distance to the outer periphery of the cross section x (Condition A) and that the angle is 45 degrees or less with respect to the reference cross section x (Condition B).
  • Condition A is exclusively required to increase the number of times the measurement light is reflected.
  • Condition B is required exclusively for the measurement light to follow the spiral path.
  • the element main body has a columnar shape or a cylindrical shape.
  • the reflection surface is an arc surface, and this reflection surface has a constant distance from the axis of symmetry.
  • the inner peripheral surface can be used as a reflection surface in addition to the outer peripheral surface, which is effective in increasing the number of times the measurement light is reflected.
  • the element body includes a first end face facing in the axial direction and a second end face facing the first end face, and the incident portion is provided by forming a recess in the first end face.
  • the part is preferably provided by forming a recess in the second end surface. This is because it is easier to form the incident portion and the emission portion in the depression than to form the end surface of the element body protruding.
  • the incident portion is formed continuously with the outer periphery of the first end surface and the emitting portion is formed continuously with the outer periphery of the second end surface.
  • the present invention provides an immersion probe using the ATR element of the present invention described above.
  • this immersion probe is composed of an axially symmetric solid body having an element body having a reflection surface that is continuous in the circumferential direction, an incident portion for allowing measurement light to enter the element body, and an incident portion that is incident on the reflection surface of the element body.
  • An ATR element including measurement light reflected from the light source, first light guide means for guiding the measurement light emitted from the light source to the incident part, and measurement light emitted from the emission part.
  • a second light guide means for guiding to a predetermined part, wherein the ATR element is composed of the ATR element of the present invention described above.
  • the immersion probe according to the present invention can increase the number of reflections of the measurement light on the reflection surface of the ATR element to be used, and can also effectively use the evanescent light. Therefore, the immersion probe is a substance having a small absorption coefficient for the measurement light. Even if it exists, it contributes to measuring the state of a substance correctly.
  • the present invention provides a spectrophotometer using the immersion probe of the present invention described above. That is, this spectrophotometer includes a light source that emits measurement light and a photometer main body that spectrally detects measurement light that has passed through the immersion probe, and the immersion probe of the present invention described above by the immersion probe. It is characterized by comprising. Since the spectrophotometer according to the present invention can increase the number of times the measurement light is reflected on the reflection surface of the ATR element constituting the immersion probe, the state of the substance can be accurately determined even for a substance having a small absorption coefficient with respect to the measurement light. Can be measured.
  • the measurement light is continuously reflected on the reflection surface, thereby realizing the number of times of reflection that has not been obtained so far. To do. As a result, it is possible to accurately measure the state of a substance even when the measurement light in the near infrared region is used and the substance has a small absorption coefficient with respect to the measurement light.
  • FIG. 1 It is a three-plane figure which shows the cylindrical ATR element in this embodiment, (a) is a top view, (b) is a side view, (c) is a bottom view, (d) is a deformation
  • An example is shown. It is a figure explaining the condition A of this embodiment. It is a figure explaining the condition B of this embodiment. It is a figure which shows typically the passage path
  • the ATR element 10 includes an element main body 11, and an incident surface 19 and an output surface 21 that are provided integrally with the element main body 11.
  • FIG. 1B the side on which the entrance surface 19 is provided and the side on which the exit surface 21 is provided are combined.
  • the element body 11 has a cylindrical shape that is one form of axial symmetry, and has an outer peripheral surface 13, one end surface (first end surface) 15 and the other end surface (second end surface) that face each other in the direction of the symmetry axis y. 17 is provided.
  • the outer peripheral surface 13 is a surface that divides the element body 11 from its periphery, but the ATR element 10 functions as a surface that reflects light traveling inside the element body 11 on the inside thereof. Therefore, the outer peripheral surface 13 may be referred to as the reflective surface 13 for matters relating to light reflection.
  • the element main body 11 has a high refractive index, and a material that can cause total reflection when irradiated with light can be widely applied.
  • a material that can cause total reflection when irradiated with light can be widely applied.
  • quartz glass, sapphire, cubic zirconia (cubic-ZrO 2 ), zinc selenide (ZnSe), zinc sulfide (ZnS), diamond, and the like are applicable.
  • cubic zirconia or sapphire is preferable because it has a high refractive index and is inert to the specimen.
  • the incident surface 19 is provided on the first end surface 15 of the element body 11, and when the measurement target is irradiated with infrared light as measurement light by the immersion probe including the ATR element 10, the measurement light is transmitted to the element body 11. It is the surface which makes it enter.
  • the incident surface 19 is formed so that the normal N thereof satisfies the following two conditions A and B with respect to the reflecting surface 13. These two conditions A and B are necessary for the measurement light incident on the ATR element 10 to follow the spiral passing path toward the second end face 17 by repeating the reflection on the reflecting surface 13 a plurality of times. It is.
  • the normal N of the incident surface 19 substitutes for the optical axis of the measurement light.
  • the actual measurement light DL is a light beam having a certain intensity distribution introduced by, for example, an optical fiber, and this light beam is spirally passed through the reflection surface 13 of the ATR element 10 in the presence of evanescent light.
  • this light beam is spirally passed through the reflection surface 13 of the ATR element 10 in the presence of evanescent light.
  • light incidence and reflection will be explained using a simple model.
  • Condition A is that the normal line N of the incident surface 19 exists in an area of 80% or more and less than 100% of the radius r of the reference cross section x orthogonal to the symmetry axis y, as shown in FIG. Stipulate.
  • This condition A is required in order for the measurement light DL to be reflected more on the reflecting surface 13. That is, as can be seen by comparing FIG. 2B and FIG. 2C, the number of times the measurement light DL is reflected by the reflection surface 13 is more incident when the measurement light DL is incident closer to the outer peripheral surface (reflection surface) 13. Become more.
  • the incident surface 19 of the present embodiment is provided continuously with the outer peripheral surface 13 of the first end surface 15. As described above, by providing the incident surface 19 on the outermost periphery of the element body 11, it is possible to increase the number of times reflected by the reflecting surface 13.
  • the condition B defines that the angle ⁇ NS formed by the normal line N of the incident surface 19 and the reference cross section x is 45 degrees or less.
  • This condition B is required for the measurement light DL to follow a spiral passage route. That is, as shown in FIG. 3A, if the normal line N is parallel to the reference section x, that is, if the angle ⁇ NS is 0 degree, the measurement light DL is reflected light having the opposite direction on the reflection surface 13. Therefore, theoretically, the measurement light DL is repeatedly reflected within the same reference cross section x. In order to leave the state of FIG. 3A and the measurement light DL follows the spiral passage route, the angle ⁇ NS only needs to exceed 0 degree.
  • the angle ⁇ NS is more preferably 30 degrees or less, and further preferably 15 degrees or less.
  • the incident surface 19 is provided by forming a recess 20 in the first end surface 15. That is, the hollow 20 is formed by cutting a part of the originally flat first end surface 15, and the wall surface formed along with the formation of the hollow 20 is the incident surface 19.
  • the wall surface (incident surface 19) is formed in a flat shape.
  • the depressions 20 may be provided on the first end surface 15 at a plurality of locations in the same rotational direction in plan view from the viewpoint of securing the intensity of incident light. From the viewpoint of reducing the loss of the measurement light DL due to reflection or refraction at the joint surface, it is preferable that the element body 11 including the protruding portion is integrally formed.
  • the incident surface 19 can also be formed by projecting a part of the flat first end surface 15.
  • the incident surface 19 can also be formed by projecting a part of the flat first end surface 15.
  • the element body 11 is integrally formed including the protruding portion.
  • portions other than the protruding portion may be removed by cutting.
  • the exit surface 21 is provided to allow the measurement light DL incident from the entrance surface 19 to be extracted outside after repeatedly reflecting on the reflecting surface 13 a plurality of times and following a spiral passage. Therefore, the emission surface 21 is provided at a position corresponding to the passage route. Similarly to the incident surface 19, the exit surface 21 is also provided in the recess 22.
  • the emission surface 21 of the present embodiment is the second end surface 17 and is provided on the opposite side across the symmetry axis y. Therefore, the exit surface 21 has the above-described condition A and condition B similarly to the entrance surface 19. However, this is a preferred form, and basically functions as long as the position corresponds to the spiral passage route.
  • the exit surface 21 may be provided at the position of the second end surface 17 in FIG. 1B relative to the entrance surface 19 of the first end surface 15 in FIG. 1B, or the first end surface 15 in FIG.
  • the exit surface 21 may be provided at the position of the second end surface 17 in FIG.
  • the exit surface 21 may be provided at the position of the second end surface 17 in FIG. 9 with respect to the entrance surface 19 of the first end surface 15 in FIG.
  • the exit surface 21 can be provided at a plurality of locations as in the case of the entrance surface 19, and it is also preferable to provide a plurality of exit surfaces from the viewpoint of securing the intensity of the emitted light.
  • the ATR element 10 described above has the first end face 15 while repeating the total reflection at the reflection face 13 when the measurement light DL is incident on the inside of the element body 11 from the incident face 19. From the side toward the second end surface 17 side, the spiral passage route P is followed, and the light is emitted from the emission surface 21 toward the outside.
  • the reflection surface 13 of the ATR element 10 only needs to be partly in contact with the measurement target. However, from the viewpoint of effectively using all of the spiral passage path P, the ATR element 10 is immersed in the measurement target. It is preferable that the entire surface of the reflecting surface 13 is in contact with the measurement target.
  • the measurement light DL is continuously reflected on the reflection surface 13 that is continuous in the circumferential direction, and the reflection is also continuous in the axial direction. Can be significantly increased.
  • the ATR element 10 uses a cylindrical element body 11, the form of the element body of the present invention is not limited to this.
  • the cross section may be polygonal.
  • an element body 111 having a hexagonal cross section can be used as shown in FIG.
  • the element body 11 described above does not have to have a constant diameter in the axial direction y.
  • the diameter is reduced from the first end face 15 toward the second end face 17.
  • the element body 211 may be used.
  • a pattern in which the diameter is reduced and the diameter is enlarged can be continuously repeated.
  • the element main body 11 demonstrated above consists of a solid cylinder, as shown in FIG. 7, the element main body 311 can be comprised from the cylinder which has a hollow.
  • the cylindrical element body 311 can be a reflective surface as well as the outer peripheral surface 113, and therefore, compared to the element main body 11 in which only the outer peripheral surface 13 is a reflective surface, The number of reflections can be doubled.
  • the element bodies 111, 211, and 311 are also preferably provided with the conditions A and B.
  • the radius r in FIG. 2 corresponds to the radius r as shown in FIG.
  • the distance from the symmetry axis y to the midpoint of each side may be used.
  • one side of the hexagon can be considered as a reflection surface of the element body 111, and is continuously reflected by this reflection surface to follow a spiral passage path.
  • evanescent light is present under certain conditions on the reflection surfaces (side surfaces of the element bodies) of each form.
  • the spectrophotometer 1 includes an ATR probe 30 including an ATR element 10, a light source 3, a spectrometer 5, a photodetector 7, and a data processing / display device 9. .
  • An optical fiber is connected between the light source 3 and the ATR probe 30, between the ATR probe 30 and the spectrometer 5, between the spectrometer 5 and the photodetector 7, and between the photodetector 7 and the data processing / display device 9. ing.
  • the drawing position of the optical fiber is shown in a simplified manner in FIG. 8, the actual position is as shown in FIG. The same applies to FIG.
  • the light source 3 generates the measurement light DL and emits it toward the ATR probe 30 (ATR element 10).
  • the light source 3 is not particularly limited, and a halogen tungsten lamp and other known light sources can be used.
  • a halogen tungsten lamp and other known light sources can be used.
  • the measurement light DL is incident on the incident surface 19 of the ATR element 10
  • it is effective to reduce the diffusion loss on the incident surface 19 by passing the collimating lens 4 through the collimating lens 4.
  • the measurement light DL is incident on the incident surface 19
  • it is effective to reduce the reflection loss at the incident surface 19 to be perpendicular to the incident surface 19.
  • it is effective to reduce the signal light loss by condensing the measurement light DL emitted from the emission surface 21 by passing through the condenser lens 6 before entering the optical fiber 37.
  • the spectroscope 5 receives the light emitted from the ATR probe 30 and divides it by wavelength.
  • the spectrometer 5 is not particularly limited, and a diffraction grating spectrometer, an FTIR spectrometer, and other known spectrometers can be used.
  • the photodetector 7 receives and detects the light separated by the spectrometer 5.
  • the photodetector 7 is not particularly limited, and a photodiode, an avalanche photodiode, a photomultiplier tube, and other known photodetectors can be used.
  • the data processing / display device 9 generates spectral information based on the infrared light received from the photodetector 7 and displays the generated spectral information as image information.
  • the data processing / display device 9 is not particularly limited, and a personal computer can be used for the data processing portion, and a display device attached to the personal computer can be used for the display portion. .
  • the ATR probe 30 includes a first holder 31 on the first end face 15 side of the ATR element 10 and a second holder 33 on the second end face 17 side of the ATR element 10. .
  • the first holder 31 holds the side of the first end face 15 and fixes the optical fiber 35 that guides the measurement light DL irradiated to the incident face 19 from the light source 3.
  • the second holder 33 holds the second end face 17 side, receives the measurement light DL emitted from the emission surface 21, and fixes the optical fiber 37 that leads to the spectrometer 5.
  • An O-ring 39 is provided between the first holder 31 and the ATR element 10 and between the second holder 31 and the ATR element 10, respectively, so as to be hermetically sealed from the outside and to be measured inside the holding portion.
  • the measurement light DL is refracted using the prism 23 and is incident on the incident surface 19, and the measurement light DL emitted from the emission surface 21 is refracted by the prism 23. Allow that.
  • the optical fiber 35 can be routed parallel to the symmetry axis y. The same applies to the emission surface 21.
  • the spectrophotometer 1 is configured such that the measurement light DL from the light source 3 is incident on the incident surface 19 of the ATR element 10 via the optical fiber 35 in a state where the ATR probe 30 is immersed in the liquid measurement target L.
  • the measurement light DL incident and emitted from the emission surface 21 is received by the optical fiber 37 and guided to the spectrometer 5.
  • the spectral state of the measurement target is displayed through the photodetector 7 and the data processing / display device 9, whereby the reaction state of the measurement target can be grasped.
  • the measurement light DL is reflected by the reflection surface 13 many times, and thus the degree of absorption of the specific wavelength for the measurement target S becomes significant.
  • the ATR probe 30 measures the measurement object S in contact with the outer peripheral surface 13 of the ATR element 10, there is little possibility that a measurement error due to the presence of bubbles occurs. Therefore, the spectrophotometer 1 using the ATR element 10 can measure with high accuracy.
  • the measuring object S of the spectrophotometer 1 is arbitrary, but if the reaction liquid in the process of producing a synthetic resin containing a reactive group (for example, —NCO, —OH, —COOH) is the measuring object S, the degree of progress of the reaction Can be grasped accurately. Therefore, regardless of whether organic or inorganic, synthetic resin products, liquid crystal products, pigment products, etc. that have a synthetic reaction in the manufacturing process can be manufactured by monitoring the synthetic reaction process to produce the desired final product.
  • a reactive group for example, —NCO, —OH, —COOH
  • Example 1 An experiment for confirming the effect of the ATR element 10 according to the present embodiment, particularly an experiment for intentionally generating bubbles around the ATR element 10 was performed.
  • the manufacturing conditions of the ATR element used in the experiment are as follows.
  • Example 1 Comparative Example 1 the measurement results greatly fluctuate after starting the blowing of bubbles, whereas in Example 1 according to this embodiment, the measurement results before and after the blowing of bubbles. It was confirmed that there was no difference. That is, in this embodiment, it can be seen that the measurement result is not affected by the presence or absence of bubbles.
  • Example 2 The ATR element 10 of Example 1 was immersed in toluene as the measurement target S, and the absorbance spectrum was measured (see FIG. 10).
  • the spectrophotometer of Example 1 was used as the measurement condition, and the selected wavelength of the spectroscope was set in the range of 1100 nm to 1700 nm in 1 nm increments.
  • Comparative Example 2 Absorbance spectra were measured in the same manner as in Example 2 except that an ATR element “661.820-NIR” manufactured by Hellma was used. The measurement results are shown in FIG.
  • Example 2 In the absorbance spectrum of Example 2, there are a methyl group at about 1160 nm and a benzene ring at about 1680 nm, and peaks estimated to be derived from each. Although illustration is omitted, since the reproducibility when this spectrum is repeatedly measured is high, the spectrophotometer of the present invention can be used to deepen consideration of various substance spectra having a benzene ring and a methyl group. From these peaks, it is predicted that the presence of toluene around the ATR element 10 according to the present embodiment can be determined. On the other hand, in the absorbance spectrum of Comparative Example 2, no peak was observed, and the grounds for the presence of toluene around the ATR element “661.820-NIR” could not be grasped.
  • the configuration described in the above embodiment can be selected or changed to another configuration as appropriate without departing from the gist of the present invention.
  • the first end surface 15 and the second end surface 17 are orthogonal to the symmetry axis y, but the present invention is not limited to this and may be inclined with respect to the symmetry axis y.
  • the first end surface 15 and the second end surface 17 are parallel to each other.
  • the present invention is not limited to this, and for example, the directions may be inclined opposite to each other.
  • the desired final product can be manufactured suitably.
  • process management related to manufacturing in various fields such as chemicals, pharmaceuticals, powdered industrial products, foods, etc. It can be used in a wide variety of applications such as epoxy, various resins and plastics typified by reactive hot melt, testing / analysis / measurement, pharmaceuticals / bio, education / research institutes, etc.

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Abstract

近赤外領域の測定光を用い、かつ、測定光に対する吸収係数の小さい物質であっても、物質の状態を正確に特定できるＡＴＲ素子を提供する。 周方向に連なる反射面１３を有する素子本体１１と、素子本体１１に測定光ＤＬを入射させる入射面１９と、入射面１９から入射され、素子本体１１の反射面１３で反射される測定光ＤＬが外部に出射される出射面２１と、を備え、入射面１９から入射した測定光ＤＬが、反射面１３で反射を繰り返しながら、螺旋状の通過経路を辿り、出射面２１から外部に向けて出射されるＡＴＲ素子１０。

Description

ＡＴＲ素子、液浸プローブ、及び、分光光度計
　本発明は、例えば合成樹脂の反応基の濃度変化を測定するのに好適な液浸プローブに関し、特にＡＴＲ素子に関する。
　ポリウレタン、ポリエステルなどの合成樹脂を作製する過程で、反応の進行程度を把握するために、測定対象である反応液が含む反応基（例えば、－ＮＣＯ，－ＯＨ，－ＣＯＯＨ）の濃度の変化をインラインで正確に測定することが求められる。
　これまで、反応液中に浸漬される検知素子と、検知素子に測定光を照射する照射用光ファイバと、測定対象を通過した測定光を受光する受光用光ファイバと、を備える液浸プローブが知られている（例えば、特許文献１）。この液浸プローブは、検知素子に測定対象が充填される空隙部を設け、この空隙部に充填される測定対象を透過する測定光を受光用光ファイバで受光する。測定光は空隙部の測定対象を透過する際に一部の波長成分が吸収されるため、受光用光ファイバで受光した測定光を分析することで、反応基の濃度を測定することができる。しかし、化学反応槽の中では反応液が撹拌されているので、撹拌に伴う気泡が混じった反応液が空隙部に充填されることがあり、この気泡は反応基の濃度検知にとってノイズとなり、正確な濃度の測定が困難になる。
　ここで、物質を分析・測定する手法の一つとして、ＡＴＲ法（全反射減衰法：Attenuated Total Reflection)）が知られている。このＡＴＲ法を適用した液浸プローブも知られている（例えば、特許文献２）。
　なお、ＡＴＲ法による分析の要旨は、概略以下の通りである。屈折率の大きいＡＴＲ素子（典型的には結晶）に測定対象を密着させ、測定光の入射角を臨界角よりも大きくとり、測定対象とＡＴＲ物質の間で全反射が起きるように設定する。全反射が生じるとき、測定対象とＡＴＲ素子の界面で光は測定対象の側に少しだけもぐりこんでから反射されてくる。この反射光はエバネッセント（evanescent）光と称される。測定対象において測定光を吸収する領域では、吸収の強さに応じて測定対象固有の波長における反射光のエネルギーが減少する。この反射光のスペクトルを測定することにより物質の分析・測定をすることができる。
特開２００９－２５０８２５号公報 特開２００４－８５４３３号公報
　上述した合成樹脂の反応基の濃度を測定することを想定すると、液浸プローブを浸漬する反応液を収容する反応槽から測定結果が伝えられる分光光度計までの距離が相当に離れることがある。この間を光ファイバで結ぶことになるので、液浸プローブに照射する測定光の波長が問題となる。
　反応基の濃度を正確に測定することを念頭に置くと、例えば２５００ｎｍ以上の波長域の測定光を用いることが推奨されるが、この波長域の光は光ファイバにおける減衰が大きくなるために、実用化が困難である。一方、波長が１０００～２０００ｎｍの近赤外線領域の光は、光ファイバにおける減衰が小さく、光ファイバによる導光の問題はない。しかし、近赤外線領域の光は、反応基における吸収係数が極端に小さいために、反応基の濃度測定を正確に行なうことは困難である。
　本発明は、以上の技術的課題に基づいてなされたもので、光ファイバによる導光が容易である近赤外領域の測定光を用い、かつ、当該測定光に対する吸収係数の小さい物質であっても、物質の状態を正確に特定できるＡＴＲ素子を提供することを目的とする。
　吸収係数の小さい物質を測定対象とする場合には、反射回数をできるだけ多くすることにより、測定光がプローブに入射してから出射されるまでの間に測定対象に吸収される合計の光量を増やすことが望まれる。
　ＡＴＲ法を適用したプローブは、反射回数が１回の単反射型のものに加えて、反射回数が複数回の多重反射型のものが知られている。ところが、これまで知られている台形状の多重反射型プローブのＡＴＲ素子は、反射回数が２０回程度であるために、本発明が志向する測定対象には未だ不十分である。
　そこで本発明者等は、これまでに比べて格段に多い反射回数が得られる液浸プローブを実現できるＡＴＲ素子を検討した。その結果、周方向に連なる側面を反射面とするＡＴＲ素子を用い、当該反射面に測定光を連続的に反射させて、エバネッセント光を有効的に活用することにより、これまでの多重反射を凌駕する回数の反射が得られるであろうことを知見した。
　本発明のＡＴＲ素子は、この知見に基づくものであり、軸対称な立体からなり、周方向に連なる反射面を有する素子本体と、素子本体に測定光を入射させる入射部と、入射部から入射され、素子本体の反射面で反射される測定光が外部に出射される出射部と、を備え、入射部から入射した測定光が、反射面で反射を繰り返しながら、螺旋状の通過経路を辿り、出射部から外部に向けて出射されることを特徴とする。
　本発明のＡＴＲ素子において、測定光が、反射面で反射を繰り返しながら、螺旋状の通過経路を辿るために、入射部は、素子本体の対称軸に直交する基準断面ｘにおいて、対称軸から基準断面ｘの外周までの距離の８０％以上、１００％未満の位置にあること（条件Ａ）、及び、基準断面ｘと４５度以下の角度をなしていること（条件Ｂ）が好ましい。
　条件Ａは、専ら、測定光が反射する回数を稼ぐために要求される。
　条件Ｂは、専ら、測定光が螺旋状の通過経路を辿るために要求される。
　本発明のＡＴＲ素子は、素子本体が、円柱状の形態を有しているか、または、円筒状の形態を有していることが好ましい。
　円柱状の素子本体は、反射面が円弧面になり、この反射面は対称軸からの距離が一定である。
　また、ＡＴＲ素子が円筒状をなしていれば、外周面に加えて内周面を反射面とすることができるので、測定光の反射回数を増やすのに有効である。
　本発明のＡＴＲ素子において、素子本体は、軸方向に対向する第１端面と第１端面に対向する第２端面を備え、入射部は、第１端面に窪みを形成することで設けられ、出射部は、第２端面に窪みを形成することで設けられることが好ましい。
　入射部及び出射部を窪みに形成する方が、素子本体の端面を突出させて形成するよりも容易だからである。
　本発明のＡＴＲ素子において、入射部は、第１端面の外周に連なって形成され、出射部は、第２端面の外周に連なって形成されることが、反射の回数を増やす上で好ましい。
　本発明は、以上説明した本発明のＡＴＲ素子を用いた液浸プローブを提供する。
　つまり、この液浸プローブは、軸対称な立体からなり、周方向に連なる反射面を有する素子本体と、素子本体に測定光を入射させる入射部と、入射部から入射され、素子本体の反射面で反射される測定光が外部に出射される出射部と、を備えるＡＴＲ素子と、光源から出射される測定光を入射部に導く第１導光手段と、出射部から出射される測定光を所定の部位まで導く第２導光手段と、を備え、ＡＴＲ素子が以上説明した本発明のＡＴＲ素子からなることを特徴とする。
　本発明の液浸プローブは、用いるＡＴＲ素子の反射面における測定光の反射回数を稼ぐことができ、しかもエバネッセント光をも有効的に活用することができるので、測定光に対する吸収係数の小さい物質であっても、物質の状態を正確に測定するのに寄与する。
　本発明は、以上説明した本発明の液浸プローブを用いた分光光度計を提供する。
　つまり、この分光光度計は、測定光を出射する光源と、液浸プローブを経た測定光を分光して検出する光度計本体と、を備え、液浸プローブが以上説明した本発明の液浸プローブからなることを特徴とする。
　本発明の分光光度計は、液浸プローブを構成するＡＴＲ素子の反射面における測定光の反射回数を稼ぐことができるので、測定光に対する吸収係数の小さい物質であっても、物質の状態を正確に測定できる。
　本発明によれば、周方向に連なる側面を反射面とするＡＴＲ素子を用い、当該反射面に対して測定光を連続的に反射させることにより、これまでには得られない回数の反射を実現する。その結果、近赤外領域の測定光を用い、かつ、当該測定光に対する吸収係数の小さい物質であっても、物質の状態を正確に測定できる。
　さらに、本発明によれば、有機・無機を問わず、合成樹脂製品、液晶製品、顔料製品など、製造過程で合成反応を有するものであれば、その合成反応過程をモニタリングすることにより、所望とされる最終製品の製造を好適に行うことができ、反応生成物の製造方法を提供することができる。しかも、化学品、医薬品、粉体工業品、食品等、各分野の製造に係わるプロセス管理のみならず、業種別では、化学、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ、反応性ホットメルトに代表される各種樹脂並びにプラスチック、試験・分析・測定、医薬品・バイオ、教育・研究機関等の幅広い利用が可能である。
本実施形態における円柱状のＡＴＲ素子を示す三面図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図であり、（ｄ）は（ｂ）に対応する変形例を示す。 本実施形態の条件Ａを説明する図である。 本実施形態の条件Ｂを説明する図である。 図１のＡＴＲ素子における測定光の通過経路を模式的に示す図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１の（ａ），（ｂ），（ｃ）に対応する図である。 本実施形態における角柱状のＡＴＲ素子を示す三面図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 本実施形態における円錐台状のＡＴＲ素子を示す三面図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 本実施形態における円筒状のＡＴＲ素子を示す三面図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 本実施形態のＡＴＲ素子を用いた分光光度計の構成を示す図である。 図８の分光光度計に用いられる液浸プローブの構成を示す図である。 本実施形態の効果を確認するために行った実験の概要を示す図である。 実施例１、比較例１の結果を示すグラフであり、（ａ）は本実施形態による液浸プローブを用いた結果、（ｂ）は従来の液浸プローブを用いた結果を示す。 実施例２、比較例２の結果を示すグラフであり、（ａ）は本実施形態による液浸プローブを用いた結果、（ｂ）は従来の液浸プローブを用いた結果を示す。
　以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
　本実施形態にかかるＡＴＲ素子１０は、図１に示すように、素子本体１１と、素子本体１１に一体的に設けられる入射面１９及び出射面２１とを備えている。なお、図１（ｂ）は、入射面１９が設けられる側と出射面２１が設けられる側を組み合わせている。
［素子本体１１］
　素子本体１１は、軸対称の一形態である円柱状をなしており、外周面１３と、対称軸ｙの方向に対向する一方の端面（第１端面）１５及び他方の端面（第２端面）１７を備えている。ここで、外周面１３は、素子本体１１をその周囲と区画する面であるが、ＡＴＲ素子１０においては、素子本体１１の内部を進む光をその内側で反射する面として機能する。したがって、光の反射に係る事項については、外周面１３を反射面１３と称することがある。
　素子本体１１は、高い屈折率を有し、光を照射することにより全反射が生じうる素材を広く適用することができる。例えば、石英ガラス、サファイア、立方晶ジルコニア（cubic-ＺｒＯ２）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、ダイアモンドなどが該当する。この中では、コストをも考慮すると、屈折率が高く、被検体に対して不活性であることから、立方晶ジルコニア又はサファイアが好ましい。
［入射面１９］
　入射面１９は、素子本体１１の第１端面１５に設けられており、ＡＴＲ素子１０を備える液浸プローブにより、測定対象に測定光として赤外光を照射する際に、測定光を素子本体１１に入射させる面である。
　入射面１９は、その法線Ｎが反射面１３に対して以下の２つの条件Ａ，Ｂを満たすように形成されている。この２つの条件Ａ，Ｂは、ＡＴＲ素子１０に入射した測定光が、反射面１３で複数回の反射を繰り返すことで、第２端面１７に向けて、螺旋状の通過経路を辿るために必要である。入射面１９の法線Ｎは、測定光の光軸を代替している。
　なお、実際の測定光ＤＬは、例えば光ファイバーなどにより導入される、一定の強度分布を有する光束であり、エバネッセント光の存在下で、この光束がＡＴＲ素子１０の反射面１３により螺旋状の通過経路を辿ることになるが、以下の説明においては、簡単のため、光の入射・反射などは単純なモデルで説明する。
　条件Ａは、入射面１９の法線Ｎが、図２（ａ）に示すように、対称軸ｙに直交する基準断面ｘの半径ｒの８０％以上、１００％未満の領域に存在することを規定する。この条件Ａは、反射面１３において、測定光ＤＬがより多く反射するために要求される。つまり、図２（ｂ）と図２（ｃ）を比較すると判るように、測定光ＤＬがより外周面（反射面）１３の近くに入射される方が、反射面１３により反射される回数が多くなる。
　本実施形態の入射面１９は、条件Ａに従って、第１端面１５の外周面１３に連なって設けられている。このように、入射面１９を素子本体１１の最外周に設けることで、反射面１３で反射される回数を増やすことができる。
　次に、条件Ｂは、入射面１９の法線Ｎが、基準断面ｘとなす角度θＮＳが４５度以下であることを規定する。この条件Ｂは、測定光ＤＬが螺旋状の通過経路を辿るために要求される。
　つまり、図３（ａ）に示すように、法線Ｎが基準断面ｘと平行、つまり角度θＮＳが０度だとすれば、測定光ＤＬは反射面１３で向きが反対の反射光となるので、理論上は、測定光ＤＬは同一の基準断面ｘの範囲内で反射を繰り返すことになる。
　図３（ａ）の状態を脱して測定光ＤＬが螺旋状の通過経路を辿るためには、角度θＮＳが０度を超えればよい。ただし、この角度θＮＳが図３（ｂ）に示すように大きすぎると、通過経路における螺旋のピッチが大きくなるので、反射の回数を増やす上で不利である。そこで、図３（ｃ）に示すように、角度θＮＳを４５度以下にすることが好ましい。反射の回数は、角度θＮＳが小さいほど多くなるので、角度θＮＳは３０度以下がより好ましく、１５度以下がさらに好ましい。
　次に、入射面１９は、第１端面１５に窪み２０を形成することで設けられる。つまり、もともとは平坦な第１端面１５の一部を切削することで、窪み２０を形成し、窪み２０の形成に伴って形成される壁面を入射面１９とする。なお、この壁面（入射面１９）は平面状に形成されている。また、入射光の干渉を低減できる範囲であれば、入射光の強度を確保する点から、この窪み２０を第１端面１５に平面視同一回転方向の複数個所に設けても構わない。
　接合面における反射や屈折による測定光ＤＬの損失を低減する観点からは、突出部分を含めて素子本体１１は一体的に形成されていることが好ましいが、上記の切削加工によれば、簡便に一体的に形成することができるので好適である。
　入射面１９は、図１（ｄ）に示すように、平坦な第１端面１５の一部を突出させて形成することもできる。この場合は、素子本体１１の製作にあたって、突出部分と素子本体１１の要部とを個別に作製しておいて接合する方法が考えられるが、この場合においても、接合面における反射や屈折による測定光ＤＬの損失を低減する観点からは、突出部分を含めて素子本体１１は一体的に形成されていることが好ましい。
　この一体的構造を実現するにあたっては、突出部分を考慮した寸法に素子本体１１を形成した後に突出部分以外の部分を切削により除去すればよい。
　このように、１つの入射面１９を形成する場合には、窪み２０を切削加工するほうが（図１（ｂ）参照）、突出部分以外の部分を切削加工するよりも（図１（ｄ）参照）、工数や材料費の観点から好適であるが、複数個の入射面を形成する場合には、工数や材料費の観点からは、いずれの方法も採用することができる。このことは、出射面２１についても同様である。
［出射面２１］
　出射面２１は、入射面１９から入射した測定光ＤＬが、反射面１３で複数回の反射を繰り返して螺旋状の通過経路を辿った後に、外部に取り出すために設けられている。したがって、出射面２１は、通過経路に対応する位置に設けられることになる。出射面２１も、入射面１９と同様に、窪み２２に設けられている。
　本実施形態の出射面２１は、第２端面１７であって、対称軸ｙを挟んで、反対側に設けられている。したがって、出射面２１は、入射面１９と同様に、前述した条件Ａ、条件Ｂを備えている。ただし、これは好ましい形態であって、基本的には、螺旋状の通過経路に対応する位置であれば機能する。
　これは、上述したように、測定光ＤＬは一定の強度分布を有する光束であることから、この光束が螺旋状の経路を通過することにより、必ず出射面２１から出射されることになるからである。
　したがって、図１（ｂ）における第１端面１５の入射面１９に対して、同図の第２端面１７の位置に出射面２１を設けてもよいし、図１（ｄ）における第１端面１５の入射面１９に対して、同図の第２端面１７の位置に出射面２１を設けてもよい。さらに、図９における第１端面１５の入射面１９に対して、同図の第２端面１７の位置に出射面２１を設けてもよい。
　また、出射面２１は入射面１９の場合と同様に複数個所に設けることもでき、出射光の強度を確保する観点からは、複数個所設けることも好ましい。
［反射形態］
　さて、以上説明したＡＴＲ素子１０は、図４に示すように、測定光ＤＬが入射面１９から素子本体１１の内部に入射されると、反射面１３で全反射を繰り返しながら、第１端面１５の側から第２端面１７の側に向けて、螺旋状の通過経路Ｐを辿り、出射面２１から外部に向けて出射される。なお、ＡＴＲ素子１０の反射面１３は、その一部が測定対象に接していれば良いが、螺旋状の通過経路Ｐの全てを有効活用する観点からは、ＡＴＲ素子１０を測定対象内に浸漬させて、反射面１３の全周に亘り測定対象に接していることが好ましい。
［素子本体の形状変更例］
　以上説明したように、ＡＴＲ素子１０によれば、測定光ＤＬが周方向に連なる反射面１３を連続的に反射され、かつ、その反射が軸方向にも連続するので、測定光ＤＬの反射回数を著しく多くすることができる。
　ＡＴＲ素子１０は、円柱の素子本体１１を用いているが、本発明の素子本体の形態はこれに限らない。横断面が多角形であってもよく、例えば、図５に示すように横断面が六角形の素子本体１１１を用いることができる。
　また、以上説明した素子本体１１は、径が軸方向ｙに亘って一定である必要はなく、図６に示すように、例えば、第１端面１５から第２端面１７に向けて径が縮小された素子本体２１１にしてもよい。さらに、径が縮小し、また径が拡大するというパターンを連続的に繰り返すこともできる。
　さらに、以上説明した素子本体１１は、中実な円柱からなるが、図７に示すように、中空を有する円筒から素子本体３１１を構成することができる。円筒状の素子本体３１１は、図７に示すように、外周面１１３だけでなく、内周面２１３も反射面になり得るので、外周面１３だけが反射面になる素子本体１１に比べて、反射回数を倍増させることもできる。
　素子本体１１１，２１１，３１１についても、条件Ａ，条件Ｂを備えることが好ましいが、横断面が六角形の素子本体１１１の場合、図２の半径ｒに対応するのは、図５に示すように、対称軸ｙから各辺の中点までの距離とすればよい。
　この場合、六角形の一辺が素子本体１１１の反射面と考えることができ、この反射面で連続的に反射されて螺旋状の通過経路を辿ることになる。
　なお、素子本体１１１、２１１、３１１についても、各形態の反射面（素子本体の側面）において、一定条件下で、エバネッセント光が存在することになる。
［分光光度計］
　次に、ＡＴＲ素子１０を用いたFourier Transform Infrared Spectroscopy分光光度計１について、図８及び図９を参照して説明する。
　分光光度計１は、図８に示すように、ＡＴＲ素子１０を備えるＡＴＲプローブ３０と、光源３と、分光器５と、光検出器７と、データ処理・表示装置９と、を備えている。光源３とＡＴＲプローブ３０の間、ＡＴＲプローブ３０と分光器５の間、分光器５と光検出器７の間、光検出器７とデータ処理・表示装置９の間は、光ファイバにより接続されている。なお、図８では光ファイバの引き出し位置は簡略化して示しているが、実際は図９に示されている通りである。図１０も同様である。
　光源３は、測定光ＤＬを生成し、かつ、ＡＴＲプローブ３０（ＡＴＲ素子１０）に向けて出射する。光源３としては、特に限定されるものではなく、ハロゲンタングステンランプ、その他の公知の光源を用いることができる。
　測定光ＤＬを、ＡＴＲ素子１０の入射面１９に入射させる前に、コリメートレンズ４を通過させることによって平行化することが、入射面１９における拡散損失を低減するのに有効である。
　また、測定光ＤＬを入射面１９に入射させる際には、入射面１９に対して垂直にすることが、入射面１９における反射損失を低減するのに有効である。
　さらに、出射面２１から出射される測定光ＤＬが光ファイバ３７に入射される前に、集光レンズ６を通過させることによって集光することが、信号光損失を低減するのに有効である。
　分光器５は、ＡＴＲプローブ３０から出射される光線を受光するとともに、波長別に分ける。分光器５としては、特に限定されるものではなく、回折格子分光器、ＦＴＩＲ分光器、その他の公知の分光器を用いることができる。
　光検出器７は、分光器５で分光された光を受光して検出する。光検出器７としては、特に限定されるものではなく、フォトダイオード、アバランシェ・フォトダイオード、光電子倍増管、その他の公知の光検出器を用いることができる。
　データ処理・表示装置９は、光検出器７から受光した赤外光に基づいてスペクトル情報を生成するとともに、生成されたスペクトル情報を画像情報として表示する。データ処理・表示装置９については、特に限定されるものではなく、データ処理部分については、パーソナルコンピュータを用いることができ、また、表示部分については、パーソナルコンピュータに付随する表示装置を用いることができる。
　ＡＴＲプローブ３０は、図９に示すように、ＡＴＲ素子１０の第１端面１５の側に第１ホルダ３１を、また、ＡＴＲ素子１０の第２端面１７の側に第２ホルダ３３を備えている。
　第１ホルダ３１は、第１端面１５の側を保持するとともに、入射面１９に照射する測定光ＤＬを光源３から導く光ファイバ３５を固定する。また、第２ホルダ３３は、第２端面１７の側を保持するとともに、出射面２１から出射される測定光ＤＬを受光するとともに、分光器５に導く光ファイバ３７を固定する。
　第１ホルダ３１とＡＴＲ素子１０の間、及び、第２ホルダ３１とＡＴＲ素子１０の間に、それぞれ、Ｏリング３９を設けることにより外部から気密に封止して、保持部分の内部へ測定対象が侵入するのを防止する。
　なお、図９に示すように、本発明は、プリズム２３を用いて測定光ＤＬを屈折させて入射面１９に入射させること、また、出射面２１から出射した測定光ＤＬをプリズム２３により屈折させることを許容する。プリズム２３を用いることにより、光ファイバ３５を対称軸ｙに平行に引き回すことができる。出射面２１についても同様である。
　分光光度計１は、図９に示すように、ＡＴＲプローブ３０を液状の測定対象Ｌに浸漬した状態で、光源３からの測定光ＤＬが光ファイバ３５を介してＡＴＲ素子１０の入射面１９に入射され、出射面２１から出射された測定光ＤＬが光ファイバ３７で受光されるとともに分光器５に導かれる。以後、光検出器７及びデータ処理・表示装置９を経て、測定対象のスペクトル情報を表示させることで、測定対象の反応状態を把握することができる。
　この過程において、ＡＴＲ素子１０の中では、測定光ＤＬは、反射面１３で反射する回数が多いために、測定対象Ｓに対する固有の波長が吸収される程度が顕著となる。加えてＡＴＲプローブ３０は、ＡＴＲ素子１０の外周面１３に接する測定対象Ｓを測定するものであるから、気泡の存在による測定誤差が生ずるおそれが小さい。したがって、ＡＴＲ素子１０を用いる分光光度計１は、高い精度の測定が可能になる。
　分光光度計１の測定対象Ｓは任意であるが、反応基（例えば、－ＮＣＯ，－ＯＨ，－ＣＯＯＨ）を含む、合成樹脂の製造過程の反応液を測定対象Ｓにすると、反応の進行程度を正確に把握することができる。
　したがって、有機・無機を問わず、合成樹脂製品、液晶製品、顔料製品など、製造過程で合成反応を有するものであれば、その合成反応過程をモニタリングすることにより、所望とされる最終製品の製造を好適に行うことができ、化学品、医薬品、粉体工業品、食品等、各分野の製造に係わるプロセス管理のみならず、業種別では、化学、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ、反応性ホットメルトに代表される各種樹脂並びにプラスチック、試験・分析・測定、医薬品・バイオ、教育・研究機関等の幅広い利用が可能である。
［実施例］
　以下、本発明を実施例を用いてより詳細に説明する。
（実施例１）
　本実施形態に従うＡＴＲ素子１０の効果を確認する実験、特にＡＴＲ素子１０の周囲に意図的に気泡を生じさせる実験を行った。
　実験に用いたＡＴＲ素子（図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）参照、窪み２０、２２は各１つ）の製作条件は以下の通りである。
　材質：サファイア
　形状：円柱（直径２０ｍｍ、測定対象Ｓに浸漬する有効長６０ｍｍ）
　角度θＮＳ：２．５度（推定螺旋ピッチ１．７５ｍｍ）
　測定光入射半径位置：０．９１５ｒ（反射経路は推定１２角形状）
　推定反射回数：４１１回
　また、分光光度計を構成した条件は以下の通りである。
　光源：ハロゲンタングステンランプ　Ｏｃｅａｎ　Ｏｐｔｉｃｓ社製「ＨＬ－２０００」
　分光器：回折格子分光器　ＨＯＲＩＢＡ社製「ｍｉｃｒｏＨＲ」,６００線/ｍｍ
　光検出器：ＡＰＤ検出器　ＡＵＲＥＡ社製　「ＳＰＤ－Ａ－Ｍ１」
　実験は、測定を開始して所定の時間が経過してから気泡を吹き付ける、というものである（図１０参照）。なお、測定対象Ｓはトルエンを用い、分光器５の分光波長は１４００ｎｍである。
（比較例１）
　実施例１と同様にして、測定対象Ｓが充填される空隙部Ｔを有する透過型プローブ（Ｈｅｌｌｍａ社製の「ＩＮ２３７Ｐ１０」）１３０についても行った。
　結果を図１１に示すが、比較例１は気泡の吹き付けを開始してから、測定結果が大きくぶれているのに対して、本実施形態に従う実施例１は、気泡の吹付の前後で測定結果に差異はないことが確認された。すなわち、本実施形態においては、気泡の有無により測定結果に影響がないことが分かる。
（実施例２）
　実施例１のＡＴＲ素子１０を測定対象Ｓであるトルエン中に浸漬させ、吸光度スペクトルを測定した（図１０参照）。
　測定条件は、実施例１の分光光度計を用い、分光器の選択波長を１ｎｍ刻みで１１００ｎｍから１７００ｎｍの範囲に亘って行った。
（比較例２）
　Ｈｅｌｌｍａ社製のＡＴＲ素子「６６１．８２０－ＮＩＲ」を用いた点を除けば、実施例２と同様にして、吸光度スペクトルを測定した。
　測定結果を図１２に示す。
　実施例２の吸光度スペクトルには、約１１６０ｎｍにメチル基、及び約１６８０ｎｍにベンゼン環と、それぞれに由来すると推定されるピークが存在する。図示は省略するが、本スペクトルを繰り返し測定した時の再現性は高いことから、本発明の分光光度計を用いてベンゼン環やメチル基を有する種々の物質スペクトルの考察を深めることで、将来的にはこれらのピークから、本実施形態によるＡＴＲ素子１０の周囲にトルエンが存在することを断定できるようになることが予測される。
　これに対し、比較例２の吸光度スペクトルでは、何らのピークも認めることができず、ＡＴＲ素子「６６１．８２０－ＮＩＲ」の周囲にトルエンの存在を示す根拠を把握できなかった。
　以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
　例えば、素子本体１１は第１端面１５及び第２端面１７が対称軸ｙに対して直交するが、本発明はこれに限定されず、対称軸ｙに対して傾斜していてもよい。また、素子本体１１は第１端面１５と第２端面１７が互いに平行をなしているが、本発明はこれに限定されず、例えば、互いに向きが逆に傾斜していてもよい。
　このように、本発明によれば、有機・無機を問わず、合成樹脂製品、液晶製品、顔料製品など、製造過程で合成反応を有するものであれば、その合成反応過程をモニタリングすることにより、所望とされる最終製品の製造を好適に行うことができ、化学品、医薬品、粉体工業品、食品等、各分野の製造に係わるプロセス管理のみならず、業種別では、化学、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ、反応性ホットメルトに代表される各種樹脂並びにプラスチック、試験・分析・測定、医薬品・バイオ、教育・研究機関等の幅広い利用が可能である。
１　　　分光光度計
３　　　光源
４　　　コリメートレンズ
５　　　分光器（光度計本体）
６　　　集光レンズ
７　　　光検出器（光度計本体）
９　　　データ処理・表示装置
１０　　ＡＴＲ素子
１１　　素子本体
１３　　外周面，反射面
１５　　第１端面
１７　　第２端面
１９　　入射面
２１　　出射面
２０，２２　窪み
２３　　プリズム
３０　　ＡＴＲプローブ
３１　　第１ホルダ
３３　　第２ホルダ
３５，３７　光ファイバ
３９　　Ｏリング
１１１，２１１，３１１　素子本体
１１３　外周面，反射面
２１３　内周面
ＤＬ　　測定光
Ｎ　　　法線
Ｔ　　　空隙部
Ｐ　　　通過経路

Claims (9)

  1. 　軸対称な立体からなり、周方向に連なる反射面を有する素子本体と、
    　前記素子本体に測定光を入射させる入射部と、
    　前記入射部から入射され、前記素子本体の前記反射面で反射される前記測定光が外部に出射される出射部と、を備え、
    　前記入射部から入射した前記測定光が、前記反射面で反射を繰り返しながら、螺旋状の通過経路を辿り、前記出射部から外部に向けて出射される、
    ことを特徴とするＡＴＲ素子。
  2. 　前記入射部は、
    　前記素子本体の対称軸に直交する基準断面（ｘ）において、前記対称軸から前記基準断面の外周までの距離の８０％以上、１００％未満の位置にあり、
    　前記入射部の法線が前記基準断面となす角度が、０度を超え、４５度以下である、
    請求項１に記載のＡＴＲ素子。
  3. 　前記素子本体は、
    　円柱状、または、円筒状の形態を有している、
    請求項１又は請求項２に記載のＡＴＲ素子。
  4. 　前記素子本体は、軸方向に対向する第１端面と前記第１端面に対向する第２端面を備え、
    　前記入射部は、前記第１端面に窪みを形成することで設けられ、
    　前記出射部は、前記第２端面に窪みを形成することで設けられ、
    請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のＡＴＲ素子。
  5. 　前記入射部は、前記第１端面の外周に連なって形成され、
    　前記出射部は、前記第２端面の外周に連なって形成される、
    請求項４に記載のＡＴＲ素子。
  6. 　請求項１～５のいずれか一項に記載のＡＴＲ素子と、
    　光源から出射される前記測定光を前記入射部に導く第１導光手段と、
    　前記出射部から出射される前記測定光を所定の部位まで導く第２導光手段と、を備える
    ことを特徴とする液浸プローブ。
  7. 　請求項６に記載の液浸プローブと、
    　測定光を出射する光源と、前記液浸プローブを経た前記測定光を分光して検出する光度計本体と、を備える、
    ことを特徴とする分光光度計。
  8. 　軸対称な立体からなり、周方向に連なる反射面を有する素子本体と、
    　前記素子本体に測定光を入射させる入射部と、
    　前記入射部から入射され、前記素子本体の前記側面で反射される前記測定光が外部に出射される出射部と、を備え、
    　前記入射部は、
    　前記素子本体の対称軸に直交する基準断面において、前記対称軸から前記基準断面の外周までの距離の８０％以上、１００％未満の位置にあり、
    　前記入射部の法線が前記基準断面となす角度が、０度を超え、４５度以下である、
    ことを特徴とするＡＴＲ素子。
  9. 前記測定光は、波長が１０００～２０００ｎｍの近赤外線領域の光である、請求項１又は請求項８に記載のＡＴＲ素子。
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