WO2021090908A1 - レーザ分析装置 - Google Patents

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laser
analysis unit
fastener
cover
detector
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あや 武田
誠司 樋口
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株式会社堀場製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a laser analyzer in which a laser beam is applied to a sample.
  • a sample is irradiated with laser light, and the sample is analyzed by detecting scattered light, transmitted light, and reflected light.
  • Non-Patent Document 1 a protective housing must be provided in order to prevent exposure of the human body to laser light including a stray laser.
  • the laser beam of a predetermined intensity or higher is emitted only when it is detected that the door is closed. It is necessary to provide an interlock mechanism in the door.
  • the conventional laser analyzer is provided with a box-shaped protective housing made of resin or sheet metal that internally accommodates the entire optical path of the laser beam.
  • This protective housing is provided in the main body, the door that can be opened and closed with respect to the main body, and the opening of the main body so as to come into contact with the door only when the door is closed, and is interlocked. It is equipped with a door detector that constitutes the mechanism.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a laser analysis in which a protection mechanism for preventing exposure to a human body is configured to be openable and closable so as not to generate a large impact on the laser optical system. Provide the device.
  • the laser analyzer covers the laser analysis unit in which the sample is irradiated with the laser light and the periphery of the laser analysis unit so that the laser light is not emitted to the outside, and has at least a part of the slit.
  • a cover, a laser provided so as to open and close the slit, and an interlock mechanism including a detector for detecting a state in which the laser is fully closed are provided, and the laser is fully closed. It is characterized in that the laser beam having a predetermined intensity or higher is introduced into the laser analysis unit while the detector is detecting the laser beam.
  • the slit of the cover covering the laser analysis unit can be fully closed by moving the slider of the fastener, so that an impact is unlikely to occur when the fastener is fully closed. Therefore, even if the cover is configured to be openable and closable, it is possible to prevent an error from occurring in the analysis result of the sample due to a deviation in the laser analysis unit and the laser optical system connected thereto.
  • the slider of the fastener By simply moving the slider of the fastener to the fully closed position, all the elements (engagement teeth) of the fastener are engaged, and the slit can be easily closed without a gap. Further, since the state in which the fastener is fully closed is detected, the interlock is released because there is no opening in the cover and there is no possibility that the laser beam is emitted to the outside from the laser analysis unit. Only in cases. In addition, it is possible to easily visually confirm, for example, that the element is continuously closed from one end to the other end only by performing the operation of closing the fastener.
  • the cover is made of a flexible material. All you need is. Further, since the cover has flexibility, when the fastener is opened, the operator may increase the opening area of the slit or lift up the cover itself with respect to the laser analysis unit. Easy to access.
  • the laser analysis unit is placed on the surface plate, and the detector is placed on the surface plate as a separate body from the laser analysis unit. I just need to be there. Since the detector is not provided in the laser analysis unit, the laser analysis unit is less likely to receive a force when the fastener is fully closed and the interlock is released. Further, since the laser analysis unit is mounted on the surface plate, even if the optical system is composed of a plurality of divided parts, it is difficult for the arrangement to be displaced and the deviation as the optical system is reduced. it can.
  • the cover has the slits extending in the vertical direction at a plurality of positions. It suffices that the fastener is provided for each slit.
  • the laser analysis unit is provided with at least one opening that communicates with the outside from the point where the laser beam is applied to the sample. Be done.
  • the shield is a housing with a door made of a metal plate or the like as in the conventional case, the vibration generated when the door is closed may cause a deviation in the measurement system such as the optical system, or the vibration may cause a deviation.
  • the sample itself may be affected, causing errors in the analysis.
  • the laser analysis unit in which the sample is irradiated with the laser light and the vicinity of the laser analysis unit are covered so that the laser light is not emitted to the outside, and at least a part of the slit is provided.
  • a laser analyzer characterized by having a flexible cover and having a flexible cover may be used.
  • the laser analysis unit further includes a probe provided so as to come into contact with or approach the sample.
  • the fastener is provided for the slit of the cover, a large impact is generated on the laser optical system by moving the slider to the fully closed position.
  • the gap between the covers can be completely closed without any problem. Therefore, it is possible to reduce the analysis error caused by the deviation of the laser optical system due to the impact while satisfying various safety standards.
  • the schematic diagram which shows the laser analyzer in one Embodiment of this invention A schematic cross-sectional view showing the structure of the laser analysis unit in the same embodiment.
  • the schematic diagram which shows the laser analyzer in the state which a part of the cover is rolled up in the same embodiment.
  • the schematic diagram which shows the laser analyzer in another embodiment of this invention The schematic diagram which shows the detail of the laser analysis part in another embodiment.
  • FIGS. 1 to 5 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the laser analyzer 100 of the present embodiment is a nanoimaging spectroscopic device capable of high-speed mapping of AFM (atomic force microscope) measurement and Raman spectroscopic measurement at the same time.
  • AFM atomic force microscope
  • the laser analyzer 100 is housed in a glove box (not shown), and is configured so that an operator operates each part from the outside of the glove box.
  • the laser analyzer 100 refers to the laser analysis unit 1 and the laser analysis unit 1 in which the sample W is irradiated with the laser light and the scattered light, the reflected light, and the like are detected.
  • the opening of the optical system accommodating unit 2 and the laser analysis unit 1 in which the laser optical system that guides the laser light or guides the light detected by the laser analysis unit 1 to the outside is housed in a sealed state inside. It includes a cover 3 that covers the periphery of the laser analysis unit 1 in order to shield the laser light that may be emitted from the 11 to the outside.
  • the laser analysis unit 1 has a substantially cylindrical shape, and the sample W is internally irradiated with laser light, and secondary light such as scattered light and reflected light generated therein is emitted. Is detected.
  • the laser analysis unit 1 is provided with an opening 11 for arranging the sample W at the laser irradiation position.
  • the stray laser may reach the outside from the inside of the opening 11.
  • the back side of the laser analysis unit 1 in FIG. 1 is covered with the housing of the optical system accommodating unit 2, and this portion is configured so that the laser light that has become stray light is not radiated to the outside.
  • the cover 3 covers the periphery of the portion of the laser analysis unit 1 that is not covered by the optical system accommodating unit 2 in the present embodiment.
  • the cover 3 is configured by suspending a black shielding cloth having a plurality of rectangular portions in a vertical manner. Since this black shielding portion is a cloth, it has flexibility and can be deformed into a free shape.
  • the cover 3 has a band-shaped shielding portion 31 that covers a part of the back surface side, a front shielding portion 32 that covers the front surface side of the laser analyzer 100, and a side shielding portion 33 that covers the side surface side of the laser analyzer 100. And a fixed end 34 fixed to a collar E projecting in the horizontal direction from the housing of the optical system accommodating portion 2 in common with each root portion.
  • the band-shaped shielding portion 31 and the front shielding portion 32 are arranged so as to be substantially orthogonal to each other to form corners. Further, the front shielding portion 32 and the side shielding portion 33 are also arranged so as to be substantially orthogonal to each other to form a corner portion. A slit S extending in the vertical direction is formed in each corner portion, and each slit S is provided with a fastener 4 extending in the vertical direction. Further, the fixed end portion 34 is fixed to the collar E by a screw 35, and is fixed so that it cannot be removed from the collar E without using a tool. By fixing the cover 3 in this way, for example, one of the requirements of the safety class 1 of the laser device in JIS can be satisfied.
  • the elements of the fastener 4 can engage and close the slit S without a gap.
  • all the slits S can be completely closed without any gap as shown in FIG. Can be realized in a sealed state where is not ejected to the outside.
  • the connected state of the band-shaped shielding portion 31, the front shielding portion 32, and the side shielding portion 33 can be released.
  • FIG. 4 by opening the fastener 4 provided in the slit S between the front shielding portion 32 and the side shielding portion 33, only the side shielding portion 33 is wound up and only the side surface side of the laser analysis unit 1 is opened. Can be released.
  • FIG. 5 By opening each fastener 4 provided in each slit S as shown in FIG. 5, only the front shielding portion 32 can be wound up and only the front side of the laser analysis unit 1 can be opened.
  • the laser analyzer 100 of the present embodiment includes an interlock mechanism 5 using the slider 41 of each fastener 4 as shown in FIG.
  • each fastener 4 is completely closed, and a laser beam having a predetermined intensity or higher is introduced into the laser analysis unit 1 only when the periphery of the laser analysis unit 1 is sealed with a black shielding cloth. ..
  • the interlock mechanism 5 does not allow the laser beam having a predetermined intensity or higher to be introduced into the laser analysis unit 1.
  • the interlock mechanism 5 arranges a shielding plate on the optical axis of the laser in the optical system accommodating portion 2, for example, turning off the laser light source itself when even one fastener 4 is not completely closed, and the laser.
  • the laser beam is prevented from being introduced into the analysis unit 1, or an ND filter (dimming filter) is arranged on the optical axis of the laser in the optical system housing unit 2, and the intensity is higher than the predetermined intensity in the laser analysis unit 1. Allow a small laser beam to be introduced.
  • an ND filter dimming filter
  • the interlock mechanism 5 detects a state in which the key 51 provided on the slider 41 of the fastener 4 and the fastener 4 are fully closed, and the key is in a state where the fastener 4 is fully closed. It is provided with a detector 52 provided at a position where the laser can be contacted, and a determination device (not shown) for switching the interlock state of introducing the laser into the laser analysis unit 1 based on the output of the detector 52.
  • the key is attached to the pull tab of the slider 41, for example, and is inserted into the key hole provided in the detector 52.
  • the detector 52 is configured such that the slider 41 of the fastener 4 moves to the lower end and the key 51 is fitted to the deepest part of the key hole only when the fastener 4 is completely closed. Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the detector 52 is separate from the surface plate 6 on which the laser analysis unit 1 and the optical system accommodating unit 2 are mounted in the present embodiment. It is provided. Therefore, the fastener 4 is completely closed by the operator, and the force or vibration generated when the key is inserted into the key hole can be made to have almost no effect on the laser analysis unit 1 and the optical system accommodating unit 2.
  • the laser analysis unit 1 is completely covered with a black shielding cloth, and the laser analysis unit 1 is covered. It is possible to switch to a state in which at least a part of 1 is open. Further, since the slit S of the cover 3 is closed by fully closing the fastener 4, the cloth is twisted to form a gap as in the case of closing with a button or the like, and the laser that becomes stray light moves from the cover 3 to the outside. It is possible to prevent itself from coming out. That is, even if the laser analysis unit 1 is not completely housed in a hard housing made of resin or sheet metal as in the conventional case, the cover 3 made of a flexible cloth is required in safety class 1. A laser shielding state can be realized.
  • the door is contacted with the detection unit to detect the opening / closing of the door as in the conventional case. It is unlikely that an impact of the magnitude that would occur if it were made to occur. Further, even if the cover 3 hits the laser analysis unit 1, a large force is unlikely to act on the laser analysis unit 1 because it is formed of cloth. Therefore, a large impact or force is not conducted to the laser analysis unit 1 arranged inside the cover 3 and the optical system accommodating unit 2 connected to the laser analysis unit 1, and it is possible to prevent the optical system from being displaced due to the impact. As a result, it is possible to prevent an analysis error from occurring due to the release of the interlock as in the conventional case.
  • the interlock mechanism may be omitted, and the flexible cover 3 may be provided in the vicinity of the laser analyzer 1.
  • the term “neighborhood” refers to a state in which, for example, the laser analysis unit 1 and the cover 3 are separated by a predetermined distance to the extent that it is difficult to perform analysis with the user inside.
  • the laser analysis unit 1 is provided with an optical instrument that constitutes a part of the optical system RL for performing Raman spectroscopic analysis, and is provided with a probe that is provided in close proximity to or in contact with the sample W. It has twelve.
  • the optical system RL includes a laser light source R1, a half mirror R2, an objective lens R3, a condenser lens R4, and a light detector R5. Only the objective lens R3 is provided in the laser analysis unit 1, and is emitted from the laser light source R1. Then, the laser light reflected by the half mirror R2 is focused by the objective lens R3 and irradiated to the sample W placed on the stage. The cover 3 is closed to prevent the laser light from being scattered by the sample W and leaking to the outside from the opening 11 of the laser analysis unit 1. Further, optical instruments other than the objective lens R3 are housed in the optical system housing unit 2.
  • the probe 12 provided on the stage is used, for example, to detect the atomic force between the sample W and the sample W and to map the surface shape of the sample W based on the value.
  • a part of another optical system for optically detecting the displacement of the probe 12 may be further provided in the laser analysis unit 1.
  • the probe 12 is close to the sample W through the opening 11 of the laser analysis unit 1 with the fastener 4 provided in the slit S of the cover 3 open.
  • the cover 3 can be closed so that the light from the outside and the air flow do not affect the probe 12. Further, when the cover 3 is closed, almost no vibration is generated, and it is possible to suppress an analysis error due to the laser analysis unit 1 shaking or the like. Since laser safety standards differ from country to country, even if there is no interlock mechanism, if only low-intensity laser light is used in the laser analysis unit 1, it will not be sold or used as the laser analyzer 100. It is possible.
  • the laser analyzer according to the present invention is not limited to AFM-Raman.
  • the laser analyzer may be one that performs only Raman spectroscopic analysis, or may be one that performs laser-induced fluorescence analysis, absorption analysis using transmitted light to a laser sample, or the like.
  • the present invention can be applied to any laser analyzer provided with a laser analyzer that irradiates a sample with laser light.
  • the laser analyzer may be provided with a measurement system other than the probe, for example. For example, it may be provided with a microscope or other measurement system.
  • each shielding portion may be formed of a hard resin plate or a metal plate, and a fastener may be provided so as to open and close the slit between the shielding portions.
  • the fastener line fastener
  • the fastener is not limited to the one shown in the above embodiment, and may be of a type in which ridges are continuously fitted into the concave groove by moving a slider, for example.
  • the mounting position of the detector constituting the interlock mechanism is not limited to the surface plate, and may be other places.
  • the detector may be attached to a part of the laser analysis unit, or the detector may be attached to the housing of the optical system accommodating unit.
  • the key provided on the slider of the fastener can be contacted with the detector only when the fastener is fully closed and the cover is completely closed.
  • the method in which the detector detects the key is not limited to the method in which the key is inserted as in the above embodiment.
  • the detector may be configured to detect the fully closed state of the fastener simply by touching the key.
  • the key may be attached to the slider of the fastener, or the slider itself may be used as the key.
  • the detection method for the fully closed state of the fastener is not limited to the one in which the key comes into direct contact with the detector. That is, the detector may be configured to indirectly detect the key or to touch the key in a non-contact manner. For example, an interposition may be present between the key and the detector, and the detector may detect the fully closed state of the fastener when the key comes into contact with the interposition.
  • a light source may be provided on the slider of the fastener, and the fully closed state may be detected by detecting the light emitted from the light source with a detector.
  • the intensity of the light emitted from the light source may be set so that it can be detected by the detector only when the fastener is in the fully closed state.
  • the threshold value for determining the fully closed state in the detector may be set so as to detect only the fully closed state.
  • various light such as laser light and infrared light can be used.
  • a light source and a detector are provided on a surface plate or the like so that the fastener slider in a fully closed state is arranged on the optical axis of the light source.
  • the fully closed state may be detected by the presence or absence of light incident on the detector.
  • the slits provided on the cover are not limited to those provided at the corners.
  • a slit may be formed in the center of each shielding portion of the cover, and a fastener may be provided so that a hole can be formed in the shielding portion when the fastener is opened.
  • the fixed end of the cover is not limited to the one fixed to the collar provided in the laser analysis unit or the optical system accommodating unit.
  • a support member to which the cover is fixed from the platen may be separately provided so that the laser analysis unit is wrapped by the cover from all directions.
  • the laser analyzer has a laser analysis unit that irradiates a sample with laser light and a flexibility that covers the periphery of the laser analysis unit so that the laser light is not emitted to the outside and has a slit at least in a part thereof.
  • a cover, an opening / closing mechanism provided so that the slit can be opened / closed, and an interlock mechanism including a detector for detecting a state in which the opening / closing mechanism is fully closed are provided, and the opening / closing mechanism is fully closed. It may be characterized in that the laser beam having a predetermined intensity or higher is introduced into the laser analysis unit in a state where the detector detects the presence of the laser beam.
  • Specific examples of the opening / closing mechanism are not limited to fasteners, and examples thereof include surface fasteners, magnets, and buttons.

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Abstract

試料Ｗにレーザ光が照射されるレーザ分析部１と、前記レーザ分析部１の周囲をレーザ光が外部に放出されないように覆うとともに、少なくとも一部にスリットＳを有するカバー３と、前記スリットＳを開閉可能に設けられたファスナ４と、前記ファスナ４に設けられたキー５１と、前記ファスナ４が全閉している状態を検出する検出器５２と、を具備するインターロック機構５と、を備え、前記ファスナ４が全閉していることを前記検出器５２が検出している状態において、前記レーザ分析部１内に所定強度以上のレーザ光が導入されるように構成した。

Description

レーザ分析装置
　本発明は、レーザ光が試料に対して照射されるレーザ分析装置に関するものである。
　例えばラマン分光分析等の各種分析では試料に対してレーザ光が照射され、その散乱光、透過光、反射光を検出することで試料の分析が行われる。
　ところで、高いエネルギー密度を有しているレーザ光がレーザ分析装置のオペレータの眼に入射してしまうと、視力低下や失明に至る可能性がある。このため例えば日本工業規格ではレーザ光を放射する製品について複数の安全クラスを設けている。このうち、安全クラス１（本質的に安全）の基準を満たすには、迷走レーザを含むレーザ光による人体の被爆を予防するために、例えば保護筐体を備えていなければならない。また、保護筐体内の機器にアクセスするために保護筐体の扉が設けられる場合には、扉が閉じられていることが検出されている場合にのみ所定強度以上のレーザ光が射出されるようにインターロック機構を設ける必要がある。（非特許文献１参照）。
　具体的には特許文献１に示されるように、従来のレーザ分析装置はレーザ光の光路全体を内部に収容する樹脂や板金で形成された箱型の保護筐体を備えている。この保護筐体は、本体部と、本体部に対して開閉可能に設けられた扉と、扉が閉じられた状態でのみ扉に対して接触するように本体部の開口に設けられ、インターロック機構を構成する扉検出器と、を備えている。
　しかしながら、上記のような構成の保護筐体の扉が開閉されると、衝撃が発生し、内部の光学系にずれが生じ、分析誤差等となって現れる可能性がある。
特開２００９－１８８１２８号公報
日本工業規格、ＪＩＳ　Ｃ６８０２
　本発明は上述したような問題に鑑みてなされたものであり、人体への被爆を防止するための保護機構について、レーザ光学系に対して大きな衝撃が発生しないように開閉可能に構成したレーザ分析装置を提供する。
　すなわち、本発明に係るレーザ分析装置は、試料にレーザ光が照射されるレーザ分析部と、前記レーザ分析部の周囲をレーザ光が外部に放出されないように覆うとともに、少なくとも一部にスリットを有するカバーと、前記スリットを開閉可能に設けられたファスナと、前記ファスナが全閉している状態を検出する検出器を具備するインターロック機構と、を備え、前記ファスナが全閉していることを前記検出器が検出している状態において、前記レーザ分析部内に所定強度以上のレーザ光が導入されるように構成されていることを特徴とする。
　このようなものであれば、前記ファスナのスライダを移動させることによって前記レーザ分析部を覆う前記カバーの前記スリットを全閉できるので、全閉時に衝撃が起こりにくい。したがって、前記カバーを開閉可能に構成しても前記レーザ分析部内やそれに連なるレーザ光学系にずれが発生して、試料の分析結果に誤差が発生するのを防ぐことができる。
　また、前記ファスナのスライダを全閉位置まで移動させるだけで、前記ファスナのエレメント（務歯）はすべて噛み合い、簡単に前記スリットを隙間なく閉じることができる。さらに、前記ファスナが全閉している状態を検出しているので、インターロックが解除されるのは前記カバーに開口がなく、前記レーザ分析部から外部へレーザ光が放出される可能性が無い場合に限られる。加えて、前記ファスナを閉じる動作を行うだけでエレメントの一端から他端までが連続的に閉じられていることを例えば目視で簡単に確認することもできる。
　例えば前記スリットの開閉時等に前記カバー自体が前記レーザ分析部に対して直接接触しても、衝撃が発生しないようにするには、前記カバーが可撓性を有する素材で形成されたものであればよい。また、前記カバーが可撓性を有しているので、前記ファスナを開放した場合には前記スリットの開口面積を大きくしたり、カバー自体をたくし上げたりして前記レーザ分析部に対してオペレータが容易にアクセスできる。
　例えばファスナのスライダやスライダに設けられたキーが前記検出器に接触したことで前記ファスナが全閉していることを検出する場合に、前記検出器への接触による微小な振動についても前記レーザ分析部に対して影響を与えにくくするには、前記レーザ分析部が定盤の上に載置されており、前記検出器が前記定盤の上に前記レーザ分析部とは別体として載置されていればよい。前記検出器が前記レーザ分析部に設けられていないので、当該レーザ分析部は前記ファスナを全閉してインターロックを解除する際に力を受けにくい。また、定盤上に前記レーザ分析部が載置されているので、光学系が複数の分割されたパーツで構成されている場合でも、配置のずれを生じにくくし、光学系としてのずれを低減できる。
　例えばカバーを巻き上げて、前記レーザ分析部に対してアクセスするための大きな開口を形成するといったことをしやすくするには、前記カバーが、上下方向に延びる前記スリットを複数箇所に有しており、各スリットに対して前記ファスナがそれぞれ設けられたものであればよい。
　本発明に好適な前記レーザ分析部の具体的な構成例としては、前記レーザ分析部が、試料に対してレーザ光が照射される点から外部に連通する開口を少なくとも１つ備えたものが挙げられる。
　レーザを用いた分析等では試料を所定の場所に設置した後、周囲の空気流や光が分析に与えないように試料の周囲を遮蔽物で囲みたい場合がある。しかしながら、従来のように遮蔽物が金属板等で形成された扉付きの筐体であると、扉が閉じられたときに生じる振動で光学系等の測定系にずれが生じたり、その振動で試料自体が影響を受けてしまったりして、分析に誤差が生じる可能性がある。このような問題を解決するには、試料にレーザ光が照射されるレーザ分析部と、前記レーザ分析部の近傍において周囲をレーザ光が外部に放出されないように覆うとともに、少なくとも一部にスリットを有する可撓性を有するカバーと、を備えたことを特徴とするレーザ分析装置を用いれば良い。
　このようなものであれば、レーザ分析部の近傍にある可撓性のあるカバーを閉じるだけで外部からレーザ分析部内に光や空気流が入射しないようにしたり、レーザ光が外部にもれないようにしたりできる。さらに可撓性を有するカバーが閉じられるだけなので、分析に問題を起こすような振動がそもそも生じにくい。これらのことから振動対策のために大掛かりに機構を設ける必要がなく、コンパクトな装置構成で使い勝手の良いレーザ分析装置を実現できる。
　本発明に係るレーザ分析装置の好適な実施態様の一つとしては、前記レーザ分析部が、前記試料に接触又は近接するように設けられた探針をさらに具備するものが挙げられる。
　このように本発明のレーザ分析装置によれば、前記カバーのスリットに対して前記ファスナが設けられているので、スライダを全閉位置に移動させることでレーザ光学系に対して大きな衝撃を発生させることなく、前記カバーの隙間を完全に塞ぐことができる。したがって、各種安全基準を満たしつつ、衝撃によるレーザ光学系の狂いに起因する分析誤差を従来よりも低減することができる。
本発明の一実施形態におけるレーザ分析装置を示す模式図。 同実施形態におけるレーザ分析部の構造を示す模式的断面図。 同実施形態におけるカバーを取り外した状態のレーザ分析装置を示す模式図。 同実施形態におけるカバーの一部を捲くりあげた状態のレーザ分析装置を示す模式図。 同実施形態におけるカバーの別の一部を捲くりあげた状態のレーザ分析装置を示す模式図。 本発明の別の実施形態におけるレーザ分析装置を示す模式図。 別の実施形態におけるレーザ分析部の詳細を示す模式図。
１００・・・レーザ分析装置
１　　・・・レーザ分析部
１２　・・・探針
２　　・・・光学系収容部
３　　・・・カバー
３１　・・・帯状遮蔽部
３２　・・・前面遮蔽部
３３　・・・側面遮蔽部
３４　・・・固定端部
３５　・・・ねじ
４　　・・・ファスナ
４１　・・・スライダ
５　　・・・インターロック機構
５１　・・・キー
５２　・・・検出器
　本発明の一実施形態について図１乃至図５を参照しながら説明する。
　本実施形態のレーザ分析装置１００は、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）測定とラマン分光測定を同時に高速マッピング可能なナノイメージング分光装置である。
　このレーザ分析装置１００は、図示しないグローブボックス内に収容されており、グローブボックスの外側からオペレータが各部に対して操作を行うように構成されている。
　具体的にこのレーザ分析装置１００は図１に示すようにレーザ光が試料Ｗに対して照射され、その散乱光、反射光等が検出されるレーザ分析部１と、レーザ分析部１に対してレーザ光を導光する、あるいは、レーザ分析部１で検出された光を外部へ導光するレーザ光学系が内部に密閉した状態で収容された光学系収容部２と、レーザ分析部１の開口１１から外部へ放出される可能性のあるレーザ光を遮蔽するためにレーザ分析部１の周囲を覆うカバー３と、を備えている。
　各部について詳述する。
　図１及び図２に示すようにレーザ分析部１は、概略円筒形状をなすものであり、内部において試料Ｗに対してレーザ光が照射され、そこで発生する散乱光や反射光等の二次光が検出される。このレーザ分析部１は試料Ｗをレーザ照射位置に配置するため等の開口１１を備えている。この開口１１は、迷光となったレーザが内部から外部へと到達する可能性がある。本実施形態ではレーザ分析部１は図１における背面側は光学系収容部２の筐体で覆われており、この部分は迷光となったレーザ光が外部へ放射されないように構成されている。
　カバー３は、図１及び図３に示すよう本実施形態ではレーザ分析部１において光学系収容部２により覆われていない部分の周囲を覆うものである。具体的にはカバー３は、複数の長方形状部分を有する黒色遮蔽布を上下方法に吊り下げて構成されている。この黒色遮蔽部は布であるので可撓性を有しており、自由な形状に変形させることができる。
　本実施形態では、カバー３は、背面側の一部を覆う帯状遮蔽部３１と、レーザ分析装置１００の前面側を覆う前面遮蔽部３２と、レーザ分析装置１００の側面側を覆う側面遮蔽部３３と、それぞれの根本部分を共通させ、光学系収容部２の筐体から水平方向に突出させた鍔Ｅに固定される固定端部３４と、からなる。
　帯状遮蔽部３１と前面遮蔽部３２は概略直交するように配置して角部が形成される。また前面遮蔽部３２と側面遮蔽部３３も概略直交するように配置して角部が形成される。各角部には上下方向の延びるスリットＳが形成されており、各スリットＳには上下方向に延びるファスナ４が設けてある。また、固定端部３４は鍔Ｅに対してねじ３５によって固定されており、工具を使用しないと鍔Ｅから取り外すことができないように固定されている。このようにカバー３が固定されていることにより、例えばＪＩＳにおけるレーザ装置の安全クラス１の要件の１つを満たすことができる。
　ファスナ４のスライダ４１を下側に移動させることで、ファスナ４のエレメントが噛み合いスリットＳを隙間なく閉じることができる。本実施形態では各ファスナ４のスライダ４１を下端まで移動させることで、図１に示すように全てのスリットＳを隙間なく完全に閉じることができ、レーザ分析部１から迷光となったレーザ光等が外部へと射出されない密閉状態を実現できる。
　また、ファスナ４のスライダ４１を上側に移動させ、ファスナ４を開放することで帯状遮蔽部３１、前面遮蔽部３２、側面遮蔽部３３の連結状態を解除できる。図４に示すように前面遮蔽部３２と側面遮蔽部３３との間のスリットＳに設けられたファスナ４を開放することで、側面遮蔽部３３だけを巻き上げて、レーザ分析部１の側面側だけを開放することができる。図５に示すように各スリットＳにそれぞれ設けられた各ファスナ４を開放することで、前面遮蔽部３２だけを巻き上げて、レーザ分析部１の前面側だけを開放することができる。なお、図示しないがすべての遮蔽部を巻き上げてレーザ分析部１の全体が外部へ露出させることもできる。このようにカバー３の一部又はほぼ全体を開放してレーザ分析部１の操作を行ったり、試料Ｗの入れ替えを行ったりすることができる。
　さらに本実施形態のレーザ分析装置１００は、図１に示すように各ファスナ４のスライダ４１を利用したインターロック機構５が構成されている。このインターロック機構５は、各ファスナ４が完全に閉じられており、レーザ分析部１の周囲が黒色遮蔽布により密閉されている場合のみレーザ分析部１内に所定強度以上のレーザ光が導入させる。逆に言うと１つのファスナ４でも完全に閉じられていない場合には、インターロック機構５はレーザ分析部１内に所定強度以上のレーザ光を導入させない。インターロック機構５は、１つのファスナ４でも完全に閉じられていない場合には、例えばレーザ光源自体をオフにする、光学系収容部２内のレーザの光軸上に遮蔽板を配置し、レーザ分析部１内にレーザ光が導入されないようにする、あるいは、光学系収容部２内のレーザの光軸上にＮＤフィルタ（減光フィルタ）が配置され、レーザ分析部１内に所定強度よりも小さいレーザ光が導入されるようにする。
　具体的にはインターロック機構５は、ファスナ４のスライダ４１に設けられたキー５１と、ファスナ４が全閉している状態を検出するものであり、ファスナ４が全閉している状態においてキーが接触可能な位置に設けられた検出器５２と、検出器５２の出力に基づいてレーザ分析部１内へのレーザの導入のインターロック状態を切り替える図示しない判定器と、を備えている。
　キーは例えばスライダ４１の引き手に取り付けられたものであり、検出器５２に設けられているキー穴に対して差し込まれるものである。
　検出器５２は、ファスナ４のスライダ４１が下端まで移動し、完全にファスナ４が閉じられている状態でのみキー５１がキー穴の最深部まで嵌まり込むように構成されている。さらに検出器５２は、図１及び図３に示すように本実施形態ではレーザ分析部１及び光学系収容部２が載置されている定盤６に対してこれらとは別体となるように設けられている。したがって、オペレータによってファスナ４が完全に閉じられ、キーをキー穴に差し込まれる際に発生する力や振動はレーザ分析部１及び光学系収容部２に対してほとんど作用しないようにできる。
　このように本実施形態のレーザ分析装置１００によれば、カバー３に設けられたファスナ４を開閉することにより、レーザ分析部１を黒色遮蔽布で周囲を完全に覆った状態と、レーザ分析部１の少なくとも一部を開放した状態に切り替えることができる。また、ファスナ４を全閉することでカバー３のスリットＳを閉じているので、例えばボタンなどで閉じた場合のように布がよれて隙間ができ、迷光となったレーザがカバー３から外部へ出てしまうといった自体を防ぐことができる。すなわち、従来のように樹脂や板金で形成された硬い筐体でレーザ分析部１を完全に収容しなくても、可撓性を有する布で形成されたカバー３により安全クラス１で要求されるレーザの遮蔽状態を実現できる。
　さらに、インターロックを解除するためにファスナ４全体を完全に閉じてキーを検出器５２に差し込むように構成されているので、従来のように扉の開閉を検知するために扉を検出部に接触させた場合に発生するような大きさの衝撃は発生しにくい。また、カバー３がレーザ分析部１に当たったとしても、布で形成されているため大きな力はレーザ分析部１に対して作用しにくい。したがって、カバー３の内部に配置されているレーザ分析部１やそれに連なる光学系収容部２に対して大きな衝撃や力は伝導されず、光学系が衝撃によりずれてしまうのを防ぐことができる。この結果、従来のようにインターロックの解除に起因して分析誤差が発生してしまうのを防ぐことができる。
　また、カバー３のスリットＳに設けられたファスナ４を開放することによってカバー３の少なくとも一部を開放し、オペレータがレーザ分析に対してアクセスすることができる。この際、図４及び図５に示すようにカバー３の一部を巻き上げることが可能なので、カバー３に対してオペレータがレーザ分析部１にアクセスするための開口１１を大きく形成できる。したがって、オペレータはグローブボックス越しであってもレーザ分析部１に容易にアクセスできる。
　その他の実施形態について説明する。
　本発明に係るレーザ分析装置１００は、図６に示すようにインターロック機構が省略されるとともに、可撓性を有するカバー３がレーザ分析部１の近傍に設けられたものであってもよい。ここで、近傍とは例えばレーザ分析部１とカバー３との間にユーザが入ったままでは分析を行うことが困難となる程度に所定距離離間している状態を言う。
　図７に示すようにレーザ分析部１はラマン分光分析を行うための光学系ＲＬの一部を構成する光学機器が設けられているとともに、試料Ｗに対して近接又は接触して設けられる探針１２を備えている。
　光学系ＲＬは、レーザ光源Ｒ１、ハーフミラーＲ２、対物レンズＲ３、集光レンズＲ４、光検出器Ｒ５からなり、対物レンズＲ３のみがレーザ分析部１内に設けられており、レーザ光源Ｒ１から射出され、ハーフミラーＲ２で反射されたレーザ光は、対物レンズＲ３で集光されてステージ上に載置されている試料Ｗに対して照射される。このレーザ光が試料Ｗで散乱される等してレーザ分析部１の開口１１から外部へ漏出するのを防ぐためにカバー３が閉じられる。また、対物レンズＲ３以外の光学機器は光学系収容部２内に収容されている。
　ステージ上に設けられている探針１２は例えば試料Ｗとの間の原子間力を検出し、その値に基づいて試料Ｗの表面形状等をマッピングするために用いられる。探針１２の変位を光学的に検出するための別の光学系の一部がレーザ分析部１内にさらに設けられていても良い。
　このように構成されたレーザ分析装置１００であれば、カバー３のスリットＳに設けられたファスナ４を開いた状態で、レーザ分析部１の開口１１を介して試料Ｗを探針１２が近接又は接触する位置に配置した後は、カバー３を閉じるだけで外部からの光や空気流が探針１２に対して影響を与えないようにできる。また、カバー３を閉じる際にはほとんど振動が発生せず、レーザ分析部１が揺れること等による分析誤差を抑制できる。なお、国によってレーザの安全基準は異なるので、インターロック機構がなかったとしても、強度の低いレーザ光しかレーザ分析部１で用いられていない場合には、レーザ分析装置１００としての販売や使用は可能である。
　本発明に係るレーザ分析装置は、ＡＦＭ－ラマンに限られるものではない。例えばレーザ分析装置は、ラマン分光分析のみを行うものであってもよいし、レーザ誘起蛍光分析や、レーザの試料に対する透過光を用いる吸光分析等を行うものであってもよい。試料に対してレーザ光が照射されるレーザ分析部を備えたレーザ分析装置であれば本発明を適用することができる。また、レーザ分析装置は例えば探針以外の測定系を別途備えたものであってもよい。例えば顕微鏡やその他の測定系を備えているものであってもよい。
　カバーについては可撓性を有する素材を用いることができ、布以外に可撓性を有する樹脂等も用いることができる。また、カバーを構成する素材については必ずしも可撓性を有していなくてもよい。すなわち、前記実施形態において各遮蔽部が硬質の樹脂板や金属板で形成されており、各遮蔽部間のスリットを開閉するようにファスナが設けられたものであってもよい。また、ファスナ（線ファスナ）についても前記実施形態に示した物に限られず、例えばスライダを動かすことにより凹溝に対して凸条が連続的に嵌め込まれるタイプのものであっても構わない。
　インターロック機構を構成する検出器の取り付け位置は定盤上に限られるものではなく、その他の場所であってもよい。例えばレーザ分析部の一部に対して検出器が取り付けられていてもよいし、光学系収容部の筐体に対して検出器が取り付けられていても良い。要するにファスナが全閉され、カバーが完全に閉じている状態でのみファスナのスライダに設けられたキーが検出器に対して接触できるように構成されていればよい。
　また、検出器がキーを検出する方式についても前記実施形態のようにキーが差し込まれるものに限られない。単純にキーが接触したことをもってファスナの全閉状態を検出するように検出器を構成してもよい。加えて、キーについてはファスナのスライダに取り付けられたものであってもよいし、スライダ自体をキーとしてもよい。
　また、ファスナの全閉状態の検出方式については、キーが検出器に直接接触するものに限られない。すなわち、検出器が間接的にキーを検出したり、非接触でキーを接触したりするように構成してもよい。例えばキーと検出器との間に介在体が存在し、介在体にキーが接触したことをもって検出器がファスナの全閉状態を検出するようにしてもよい。
　また、ファスナのスライダに光源を設けておき、光源から射出される光を検出器で検出することで全閉状態を検出するようにしてもよい。例えば、光源から射出される光の強度をファスナが全閉状態にある場合にのみ検出器で検出されるように強度設定すればよい。あるいは、検出器における全閉状態であると判定する閾値を全閉状態のみを検出するように設定すればよい。なお、光源から射出される光はレーザ光や赤外光等様々なものを使用できる。
　加えて、ファスナのスライダに光源を設けるのではなく、例えば定盤上等に光源と検出器を設けておき、光源の光軸上に全閉状態のファスナのスライダが配置されるようにして、検出器への光の入射の有無で全閉状態が検出されるようにしてもよい。
　カバーに設けられるスリットについては角部に設けられる物に限らない。例えばカバーの各遮蔽部において中央等にスリットを形成し、ファスナを設けておき、ファスナを開放した場合には遮蔽部に孔を形成できるようにしてもよい。また、カバーの固定端については、レーザ分析部又は光学系収容部に設けられた鍔に固定されるものに限られない。例えば定盤からカバーが固定される支持部材を別途設けておき、レーザ分析部がカバーにより全方向から包まれるように構成してもよい。
　レーザ分析装置は、試料にレーザ光が照射されるレーザ分析部と、前記レーザ分析部の周囲をレーザ光が外部に放出されないように覆うとともに、少なくとも一部にスリットを有する可撓性を有したカバーと、前記スリットを開閉可能に設けられた開閉機構と、前記開閉機構が全閉している状態を検出する検出器を具備するインターロック機構と、を備え、前記開閉機構が全閉していることを前記検出器が検出している状態において、前記レーザ分析部内に所定強度以上のレーザ光が導入されるように構成されていることを特徴とするとものであってもよい。開閉機構の具体例としてはファスナに限られるものではなく、例えば面ファスナやマグネット、ボタン等が挙げられる。
　その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の変形や、各実施形態の一部同士を組み合わせても構わない。
　本発明であれば、人体への被爆を防止するための保護機構について、レーザ光学系に対して大きな衝撃が発生しないように開閉可能に構成したレーザ分析装置を提供できる。
 

Claims (7)

  1. 　試料にレーザ光が照射されるレーザ分析部と、
    　前記レーザ分析部の周囲をレーザ光が外部に放出されないように覆うとともに、少なくとも一部にスリットを有するカバーと、
    　前記スリットを開閉可能に設けられたファスナと、
    　前記ファスナが全閉している状態を検出する検出器を具備するインターロック機構と、を備え、
    　前記ファスナが全閉していることを前記検出器が検出している状態において、前記レーザ分析部内に所定強度以上のレーザ光が導入されるように構成されていることを特徴とするレーザ分析装置。
  2. 　前記カバーが可撓性を有する素材で形成された請求項１記載のレーザ分析装置。
  3. 　前記レーザ分析部が定盤の上に載置されており、前記検出器が前記定盤の上に前記レーザ分析部とは別体として載置されている請求項１又は２記載のレーザ分析装置。
  4. 　前記カバーが、上下方向に延びる前記スリットを複数箇所に有しており、
    　各スリットに対して前記ファスナがそれぞれ設けられている請求項１乃至３いずれかに記載のレーザ分析装置。
  5. 　前記レーザ分析部が、試料に対してレーザ光が照射される点から外部に連通する開口を少なくとも１つ備えたものである請求項１乃至４いずれかに記載のレーザ分析装置。
  6. 　試料にレーザ光が照射されるレーザ分析部と、
    　前記レーザ分析部の近傍において周囲をレーザ光が外部に放出されないように覆うとともに、少なくとも一部にスリットを有する可撓性を有するカバーとを、備えたことを特徴とするレーザ分析装置。
  7. 　前記レーザ分析部が、前記試料に接触又は近接するように設けられた探針を更に具備する請求項６記載のレーザ分析装置。
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