CN103250045A - 量子产率测定装置 - Google Patents

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Abstract

量子产率测定装置(1A)通过将激发光(L1)照射至用以容纳试料(S)的试料管(2)的试料容纳部(3)，且检测自试料(S)及试料容纳部(3)的至少一者放出的被测定光(L2)，从而测定试料(S)的量子产率。量子产率测定装置(1A)具有：在内部配置有试料容纳部(3)的暗箱(5)；具有连接于暗箱(5)的光出射部(7)，且产生激发光(L1)的光产生部(6)；具有连接于暗箱(5)的光入射部(11)，并检测被测定光(L2)的光检测部(9)；具有使激发光(L1)入射的光入射开口(15)、及使被测定光(L2)出射的光出射开口(16)、且配置于暗箱(5)内的积分球(14)；及以成为试料容纳部(3)位于积分球(14)内的第1状态、及试料容纳部(3)位于积分球(14)外的第2状态的各自的状态的方式，使试料容纳部(3)、光出射部(7)及光入射部(11)移动，并在第1状态，使光出射部(7)与光入射开口(15)相对，且使光入射部(11)与光出射开口(16)相对的移动机构(30)。

Description

量子产率测定装置
技术领域
本发明涉及一种利用积分球测定发光材料等的量子产率的量子产率测定装置。
背景技术
作为现有的量子产率测定装置，周知的技术是将激发光照射至发光材料等试料，且使自试料放出的荧光在积分球内多重反射而检测，由此测定试料的量子产率(「自发光材料放出的荧光的光子数」相对于「发光材料所吸收的激发光的光子数」的比例)(参照例如专利文献1～3)。
在如此的技术中，若试料相对荧光成分具有光吸收性，则当荧光在积分球内多重反射时，有荧光的一部分被试料吸收的情形(该现象以下称为「再吸收」)。在如此的情形下，检测出的荧光的光子数低于真实值(即，自发光材料实际放出的荧光的光子数)。因此，有人提案有另一途径，即利用荧光光度计在不发生再吸收的状态下测定自试料放出的荧光的强度，且基于此修正先前的荧光的光子数并求出量子产率的方法(参照例如非专利文献1)。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-086031号公报
专利文献2：日本特开2009-074866号公报
专利文献3：日本特开2010-151632号公报
非专利文献
非专利文献1：CHRISTIANWURTH、另7名，「Evaluation of aCommercial Integrating SphereSetup for the Determinaion of AbsolutePhotoluminescence Quantum Yields of DiluteDye Solutions」，APPLIEDSPECTROSCOPY，(美国)，第64卷，第7期，2010，p.733-741
发明内容
发明所要解决的问题
如上所述，为了利用积分球正确测定试料的量子产率，除了具备积分球的装置，有必要使用荧光光度计等，要求繁杂的作业。
因此，本发明的目的在于提供一种可正确且有效地测定试料的量子产率的量子产率测定装置。
解决问题的技术手段
本发明的第1观点的量子产率测定装置通过将激发光照射至用以容纳试料的试料管的试料容纳部，并检测自试料及试料容纳部的至少一者放出的被测定光，从而测定试料的量子产率，其具有：在内部配置有试料容纳部的暗箱；具有连接于暗箱的光出射部，且产生激发光的光产生部；具有连接于暗箱的光入射部，且检测被测定光的光检测部；具有使激发光入射的光入射开口、及使被测定光出射的光出射开口、且配置于暗箱内的积分球；以成为试料容纳部位于积分球内的第1状态、及试料容纳部位于积分球外的第2状态的各自的状态的方式，使试料容纳部、光出射部及光入射部移动，并于第1状态，使光出射部与光入射开口相对，且使光入射部与光出射开口相对的移动机构。
该量子产率测定装置中，使试料容纳部、光出射部及光入射部通过移动机构移动，从而成为试料管的试料容纳部位于积分球内的第1状态、及试料管的试料容纳部位于积分球外的第2状态的各自的状态。由此，可在第2状态下直接(无积分球内的多重反射)检测荧光的光谱(荧光成份(以下同))，并基于第2状态下检测出的荧光的光谱修正在第1状态下检测出的荧光的光谱。因此，根据该量子产率测定装置可正确且有效地测定试料的量子产率。
另外，本发明的第2观点的量子产率测定装置，通过将激发光照射至用以容纳试料的试料管的试料容纳部，并检测自试料及试料容纳部的至少一者放出的被测定光，从而测定试料的量子产率，其具有：在内部配置有试料容纳部的暗箱；具有连接于暗箱的光出射部，且产生激发光的光产生部；具有连接于暗箱的光入射部，且检测被测定光的光检测部；具有使激发光入射的光入射开口、及使被测定光出射的光出射开口、且配置于暗箱内的积分球；以成为试料容纳部位于积分球内的第1状态、及试料容纳部位于积分球外的第2状态的各自的状态的方式，使构成积分球的多个部分移动，并在第1状态，使光入射开口与光出射部相对，且使光出射开口与光入射部相对的移动机构。
该量子产率测定装置中，使构成积分球的多个部分通过移动机构移动，从而成为试料管的试料容纳部位于积分球内的第1状态、及试料管的试料容纳部位于积分球外的第2状态的各自的状态。由此，可在第2状态下直接(无积分球内的多重反射)检测荧光的光谱，并基于第2状态下检测出的荧光的光谱修正在第1状态下检测出的荧光的光谱。因此，根据该量子产率测定装置可正确且有效地测定试料的量子产率。
另外，本发明的第3观点的量子产率测定装置，通过将激发光照射至用以容纳试料的试料管的试料容纳部，并检测自试料及试料容纳部的至少一者放出的被测定光，从而测定试料的量子产率，其具有：在内部配置有试料容纳部的暗箱；具有连接于暗箱的光出射部，且产生激发光的光产生部；具有连接于暗箱的光入射部，且检测被测定光的光检测部；具有用以使激发光入射的光入射孔、及用以使被测定光出射的光出射孔，且以覆盖试料容纳部的形状形成的遮光构件；具有使激发光入射的光入射开口、及使被测定光出射的光出射开口，并以光入射开口与光出射部相对，且光出射开口与光入射部相对的状态下覆盖试料容纳部的方式配置于暗箱内的积分球；以成为遮光构件位于积分球外的第1状态、及遮光构件位于积分球内并覆盖试料容纳部的第2状态的各自的状态的方式，使遮光构件移动的移动机构。
该量子产率测定装置中，其使遮光构件通过移动机构移动，从而成为遮光构件位于积分球外的第1状态、及遮光构件位于积分球内并覆盖试料容纳部的第2状态的各自的状态。由此，可在第2状态下直接(无积分球内的多重反射)检测荧光的光谱，并基于第2状态下检测出的荧光的光谱修正在第1状态下检测出的荧光的光谱。因此，根据该量子产率测定装置可正确且有效地测定试料的量子产率。
另外，本发明的第4观点的量子产率测定装置，通过将激发光照射至用以容纳试料的试料管的试料容纳部，并检测自试料及试料容纳部的至少一者放出的被测定光，从而测定试料的量子产率，其具有：在内部配置有试料容纳部的暗箱；具有连接于暗箱的光出射部，且产生激发光的光产生部；具有连接于暗箱的光入射部，且检测被测定光的光检测部；具有使激发光入射的光入射开口、及使被测定光出射的光出射开口，并以光入射开口与光出射部相对，且光出射开口与光入射部相对的状态，以覆盖试料容纳部的方式配置于暗箱内的积分球；将自试料放出的被测定光直接导光至光检测部的导光***；以成为经由光出射开口使被测定光入射至光检测部的第1状态、及经由导光***使被测定光入射至光检测部的第2状态的各自的状态的方式，切换被测定光的光路的光路切换机构。
该量子产率测定装置中，其通过光路切换机构切换被测定光的光路，从而成为经由光出射开口使被测定光入射至光检测部的第1状态、及经由导光***使被测定光入射至光检测部的第2状态的各自的状态。由此，可在第2状态下直接(无积分球内的多重反射)检测荧光的光谱，并基于第2状态下检测出的荧光的光谱修正在第1状态下检测出的荧光的光谱。因此，根据该量子产率测定装置可正确且有效地测定试料的量子产率。
另外，本发明的第5观点的量子产率测定装置，通过将激发光照射至用以容纳试料的试料管的试料容纳部，并检测自试料及试料容纳部的至少一者放出的被测定光，从而测定试料的量子产率，其具有：在内部配置有试料容纳部的暗箱；具有连接于暗箱的光出射部，且产生激发光的光产生部；具有连接于暗箱的光入射部，且检测被测定光的光检测部；具有使激发光入射的光入射开口、及使被测定光出射的光出射开口，并以光入射开口与光出射部相对，且光出射开口与光入射部相对的状态下覆盖试料容纳部的方式配置于暗箱内的积分球；将激发光直接导光至试料容纳部，且将自试料放出的被测定光直接导光至光检测部的导光***；以成为经由光入射开口将激发光照射至试料容纳部且经由光出射开口使被测定光入射至光检测部的第1状态，及经由导光***使激发光照射至试料容纳部且经由导光***使被测定光入射至光检测部的第2状态的各自的状态的方式，切换激发光的光路及被测定光的光路的光路切换机构。
该量子产率测定装置中，其通过光路切换机构切换被测定光的光路，从而成为经由光入射开口将激发光照射至试料容纳部且经由光出射开口使被测定光入射至光检测部的第1状态，及经由导光***使激发光照射至试料容纳部且经由导光***使被测定光入射至光检测部的第2状态的各自的状态。由此，可在第2状态下直接(无积分球内的多重反射)检测荧光的光谱，并基于第2状态下检测出的荧光的光谱修正在第1状态下检测出的荧光的光谱。因此，根据该量子产率测定装置可正确且有效地测定试料的量子产率。
发明的效果
根据本发明，可正确且有效地测定试料的量子产率。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的量子产率测定装置的横截面图(a)及纵截面图(b)。
图2是用以说明利用图1的量子产率测定装置测定量子产率的方法的横截面图(a)及纵截面图(b)。
图3是用以说明利用图1的量子产率测定装置测定量子产率的方法的横截面图(a)及纵截面图(b)。
图4是用以说明利用图1的量子产率测定装置测定量子产率的方法的图表。
图5是本发明的第1实施方式的量子产率测定装置的变形例的纵截面图。
图6是本发明的第2实施方式的量子产率测定装置的横截面图(a)及纵截面图(b)。
图7是用以说明利用图6的量子产率测定装置测定量子产率的方法的横截面图(a)及纵截面图(b)。
图8是本发明的第3实施方式的量子产率测定装置的横截面图(a)及纵截面图(b)。
图9是用以说明利用图8的量子产率测定装置测定量子产率的方法的横截面图(a)及纵截面图(b)。
图10是本发明的第4实施方式的量子产率测定装置的横截面图。
图11是用以说明利用图10的量子产率测定装置测定量子产率的方法的横截面图。
图12是本发明的第5实施方式的量子产率测定装置的横截面图。
图13是用以说明利用图12的量子产率测定装置测定量子产率的方法的横截面图。
具体实施方式
以下，参照图面详细说明本发明的优选实施方式。另，在各图中于同一或相当部分附注同一符号，且省略重复的说明。
[第1实施方式]
图1为本发明的第1实施方式的量子产率测定装置的横截面图(a)及纵截面图(b)。如图1所示，量子产率测定装置1A通过将激发光L1照射至用以容纳试料S的试料管2的试料容纳部3，且检测自试料S及试料容纳部3的至少一者放出的被测定光L2，来测定试料S的量子产率(发光量子产率、荧光量子产率、磷光量子产率等)的装置。试料S为将用于例如有机EL等的发光组件的发光材料溶于特定的溶剂的试料。试料管2例如由合成石英构成，试料容纳部3为例如四角柱状的容器。
量子产率测定装置1A具备于内部配置有试料容纳部3的暗箱5。暗箱5作为由金属构成的长方体状的箱体，遮断来自外部的光的侵入。在暗箱5的内表面，实施通过吸收激发光L1及被测定光L2的材料的涂饰等。
在暗箱5的一侧壁，连接有光产生部6的光出射部7。光产生部6为由例如氙气灯或分光器等构成的激发光源，产生激发光L1。激发光L1经由光出射部7入射至暗箱5内。
在暗箱5的后壁，连接有光检测部9的光入射部11。光检测部9作为由例如分光器或CCD传感器等构成的多通道检测器，检测被测定光L2。被测定光L2经由光入射部11入射至光检测部9内。
在暗箱5内配置有积分球14，且积分球14通过支撑柱69固定于规定的位置。积分球14于其内表面实施硫酸钡等的高扩散反射剂的涂布，或由PTFE(铁氟龙)或Spectralon等的材料形成。在积分球14形成有使激发光L1入射的光入射开口15、及使被测定光L2出射的光出射开口16。激发光L1经由光入射开口15入射至积分球14内。被测定光L2经由光出射开口16出射至积分球14外。
以上的暗箱5、光产生部6及光检测部9容纳于由金属构成的框体内。另，自光产生部6的光出射部7出射的激发光L1的光轴与入射至光检测部9的光入射部11的被测定光L2的光轴在水平面内大致正交。
在积分球14的上部形成有插通试料管2的管插通开口18。试料管2由插通管插通开口18的管保持构件61保持。另，作为光入射面的试料容纳部3的侧面相对激发光L1的光轴以90°以外的特定角度倾斜。由此，可防止由该侧面反射的激发光L1返回至光出射部7。
量子产率测定装置1A进而具备使试料管2的试料容纳部3、光产生部6的光出射部7及光检测部9的光入射部11移动的移动机构30。移动机构30以成为试料容纳部3位于积分球14内的第1状态、及试料容纳部3位于积分球14外的第2状态的各自的状态的方式，使试料容纳部3、光出射部7及光入射部11移动。且，移动机构30在第1状态下，使光产生部6的光出射部7与积分球14的光入射开口15相对，且使光检测部9的光入射部11与积分球14的光出射开口16相对。
另外，在第1状态下，快门63打开，光出射部7自暗箱5的开口62面向暗箱5内，快门66打开，光入射部11自暗箱5的开口65面向暗箱5内。另一方面，在第2状态下，快门70打开，光出射部7自暗箱5的开口64面向暗箱5内，快门68打开，光入射部11自暗箱5的开口67面向暗箱5内。
下面说明利用如以上那样构成的量子产率测定装置1A测定量子产率的方法。首先，如图2所示，将未容纳有试料S的空的试料管2安置于暗箱5。且，在试料容纳部3位于积分球14内的第1状态下，激发光L1自光产生部6出射并照射至试料容纳部3。在试料容纳部3反射的激发光L1及透射试料容纳部3的激发光L1在积分球14内多重反射，且作为自试料容纳部3放出的被测定光L2a由光检测部9检测。此时，快门63、66打开，快门70、68关闭。
其后，如图1所示，将试料S容纳于试料管2，并将该试料管2安置于暗箱5。且，在试料容纳部3位于积分球14内的第1状态下，激发光L1自光产生部6出射并照射至试料容纳部3。在试料容纳部3反射的激发光L1及在试料S产生的荧光在积分球14内多重反射，且作为自试料S及试料容纳部3放出的被测定光L2b由光检测部9检测。此时，快门63、66打开，快门70、68关闭。
其后，如图3所示，当成为试料容纳部3位于积分球14外的第2状态时，通过移动机构30使试料容纳部3、光出射部7及光入射部11移动(此处为上升)。即，随着自第1状态变更为第2状态，积分球14的光入射开口15及光出射开口16分别相对光产生部6的光出射部7及光检测部9的光入射部11进行相对移动。此时，保持试料容纳部3、光出射部7及光入射部11的相对位置关系。且，在第2状态下，激发光L1自光产生部6出射并照射至试料容纳部3。在试料S产生的荧光直接(未在积分球14内多重反射)作为自试料S放出的被测定光L2c由光检测部9检测。此时，快门63、66关闭，快门70、68打开。
如上所述，一旦获得被测定光L2a、L2b、L2c的数据，则通过个人计算机等的数据解析装置，基于被测定光L2a、L2b的激发光成分的数据，算出试料S吸收的激发光L1的光子数(与光子数成比例的值等的相当于光子数的值(以下相同))。试料S吸收的激发光L1的光子数相当于图4的区域A1。
另一方面，通过数据解析装置，基于被测定光L2c的数据，修正被测定光L2b的荧光成分的数据(细节参照非专利文献1)。由此，即使因试料S对于荧光成分具有光吸收性而产生再吸收，仍可通过数据解析装置算出经修正的荧光的光子数以作为真实值(即，自试料S实际放出的荧光的光子数)。自试料S放出的荧光的光子数相当于图4的区域A2。
其后，通过数据解析装置，算出作为「自试料S放出的荧光的光子数」相对于「试料S所吸收的激发光L1的光子数」的试料S的量子产率。另，也有将未溶解有试料S的溶剂容纳于试料管2，并将该试料管2安置于暗箱5，且在第1状态下检测被测定光L2a的情形。
如以上说明，量子产率测定装置1A中，其以成为试料管2的试料容纳部3位于积分球14内的第1状态、及试料管2的试料容纳部3位于积分球14外的第2状态的各自的状态的方式，使试料容纳部3、光出射部7及光入射部11通过移动机构30移动。由此，可在第2状态下直接(无积分球14内的多重反射)检测荧光的光子数，且基于第2状态下检测出的荧光的光子数修正第1状态下检测出的荧光的光子数。因此，根据量子产率测定装置1A可正确且有效地测定试料S的量子产率。
以上虽说明本发明的第1实施方式，但本发明并非限定于上述实施方式。例如，如图5所示，可将光产生部6与暗箱5，及光检测部9与暗箱5，分别通过光纤71光学连接。在该情形下，通过使各光纤71作为光出射部7及光入射部11移动，而无须使光产生部6及光检测部9移动。
[第2实施方式]
图6为本发明的第2实施方式的量子产率测定装置的横截面图(a)及纵截面图(b)。如图6所示，量子产率测定装置1B具有使构成积分球14的多个部分14a、14b移动的移动机构72，其在此点上与上述量子产率测定装置1A有主要差别。
移动机构72在暗箱5内支撑积分球14，且使构成积分球14的多个部分14a、14b或开或闭。部分14a、14b由大致垂直于激发光L1的光轴且大致平行于被测定光L2的光轴的面分割成的半球体。移动机构72以部分14a、14b的内面朝向上方的方式打开部分14a、14b。另，移动机构72闭合部分14a、14b时，使积分球14的光入射开口15与光产生部6的光出射部7相对，且使积分球14的光出射开口16与光检测部9的光入射部11相对。
其后，说明利用量子产率测定装置1B测定量子产率的方法。首先，将未容纳有试料S的空的试料管2安置于暗箱5。且，在试料容纳部3位于积分球14内的第1状态(即，部分14a、14b闭合的图6的状态)下，自光产生部6激发光L1出射并照射至试料容纳部3。试料容纳部3反射的激发光L1、及透射试料容纳部3的激发光L1，在积分球14内多重反射，且作为自试料容纳部3放出的被测定光L2a由光检测部9检测。
其后，如图6所示，将试料S容纳于试料管2，并将该试料管2安置于暗箱5。且，在试料容纳部3位于积分球14内的第1状态(即，部分14a、14b闭合的状态)下，自光产生部6激发光L1出射并照射至试料容纳部3。试料容纳部3反射的激发光L1及试料S产生的荧光在积分球14内多重反射，且作为自试料S及试料容纳部3放出的被测定光L2b由光检测部9检测。
其后，如图7所示，以成为试料容纳部3位于积分球14外的第2状态的方式，通过移动机构72使部分14a、14b移动。且，在第2状态(即，部分14a、14b打开的状态)下，自光产生部6激发光L1出射并照射至试料容纳部3。在试料S产生的荧光直接(无积分球14内的多重反射)作为自试料S放出的被测定光L2c由光检测部9检测。
以下，与上述的量子产率测定装置1A同样，通过数据解析装置基于被测定光L2a、L2b、L2c的数据算出试料S的量子产率。
如以上说明，根据量子产率测定装置1B，其以成为试料管2的试料容纳部3位于积分球14内的第1状态、及试料管2的试料容纳部3位于积分球14外的第2状态的各自的状态的方式，使构成积分球14的多个部分14a、14b通过移动机构72移动。由此，可在第2状态下直接(无积分球14内的多重反射)检测荧光的光子数，且基于第2状态下检测出的荧光的光子数修正第1状态下检测出的荧光的光子数。因此，根据量子产率测定装置1B可正确且有效地测定试料S的量子产率。
另外，在第2状态下，由于部分14a、14b的内面在与光检测部9的光入射部11不相对的方向上打开，因此，即使被测定光L2在部分14a、14b的内面反射，仍可抑制该反射光入射至光入射部11。
以上虽说明本发明的第2实施方式，但本发明并非限定于上述实施方式。例如，移动机构72可为使构成积分球14的3个以上的部分移动的机构。
[第3实施方式]
图8为本发明的第3实施方式的量子产率测定装置的横截面图(a)及纵截面图(b)。如图8所示，量子产率测定装置1C具有遮光构件73与移动机构80，在此点上其与上述量子产率测定装置1A有主要差别。
遮光构件73以覆盖试料容纳部3的形状形成，且具有用以使激发光L1入射的光入射孔73a、及用以使被测定光L2出射的光出射孔73b。优选在该遮光构件73的内壁实施用于抗反射的涂饰等的处理。移动机构80以成为遮光构件73位于积分球14外的第1状态、及遮光构件73位于积分球14内并覆盖试料容纳部3的第2状态的各自的状态的方式，使遮光构件73移动。
另，积分球14在光入射开口15与光产生部6的光出射部7相对，且光出射开口16与光检测部9的光入射部11相对的状态下，以覆盖试料容纳部3的方式配置于暗箱5内。另外，在积分球14形成有插通遮光构件73的开口74，且在开口74设置有开闭开口74的快门75。
其后，说明利用量子产率测定装置1C测定量子产率的方法。首先，将未容纳有试料S的空的试料管2安置于暗箱5。且，在遮光构件73位于积分球14外的第1状态(即，图8的状态)下，自光产生部6激发光L1出射并照射至试料容纳部3。试料容纳部3反射的激发光L1、及透射试料容纳部3的激发光L1，在积分球14内多重反射，且作为自试料容纳部3放出的被测定光L2a由光检测部9检测。此时，快门75关闭。
其后，如图8所示，将试料S容纳于试料管2，并将该试料管2安置于暗箱5。且，在遮光构件73位于积分球14外的第1状态下，自光产生部6激发光L1出射并照射至试料容纳部3。试料容纳部3反射的激发光L1及试料S产生的荧光在积分球14内多重反射，且作为自试料S及试料容纳部3放出的被测定光L2b由光检测部9检测。此时，快门75关闭。
其后，如图9所示，以快门75打开，成为遮光构件73位于积分球14内且覆盖试料容纳部3的第2状态的方式，通过移动机构80使遮光构件73移动。且，在第2状态下，自光产生部6激发光L1出射并照射至试料容纳部3。在试料S产生的荧光直接(无积分球14内的多重反射)作为自试料S放出的被测定光L2c由光检测部9检测。另，在第2状态下，遮光构件73的光入射孔73a与积分球14的光入射开口15相对，且遮光构件73的光出射孔73b与积分球14的光出射开口16相对。
以下，与上述的量子产率测定装置1A同样，通过数据解析装置基于被测定光L2a、L2b、L2c的数据算出试料S的量子产率。
如以上说明，根据量子产率测定装置1C，其以成为遮光构件73位于积分球14外的第1状态、及遮光构件73位于积分球14内且覆盖试料容纳部3的第2状态的各自的状态的方式，使遮光构件73通过移动机构80移动。由此，可在第2状态下直接(无积分球14内的多重反射)检测荧光的光子数，并基于第2状态下检测出的荧光的光子数修正第1状态下检测出的荧光的光子数。因此，根据量子产率测定装置1C可正确且有效地测定试料S的量子产率。
[第4实施方式]
图10为本发明的第4实施方式的量子产率测定装置的横截面图。如图10所示，量子产率测定装置1D具有导光***76与光路切换机构77、79，在此点上其与上述量子产率测定装置1A有主要差别。
导光***76在暗箱5内具有自邻接于连接光产生部6的光出射部7的位置至光检测部9的光入射部11的途中的位置的光路，并将自试料S放出的被测定光L2直接导光至光检测部9。导光***76具有改变其光路的方向的反射镜78。
光路切换机构77作为相对导光***76的光路进退自由的反射镜，当位于该光路上的情形时，其将入射至导光***76的被测定光L2反射至导光***76的光路上。光路切换机构79作为相对光入射部11的光路与导光***76的光路的交点进退自由的反射镜，当位于该交点上的情形时，其将通过导光***76经导光的被测定光L2反射至光入射部11的光路上。即，光路切换机构77、79以使成为经由积分球14的光出射开口16使被测定光L2入射至光检测部9的第1状态、及经由导光***76使被测定光L2入射至光检测部9的第2状态的各自的状态的方式，切换被测定光L2的光路。
另，积分球14在光入射开口15与光产生部6的光出射部7相对，且光出射开口16与光检测部9的光入射部11相对的状态下，以覆盖试料容纳部3的方式配置于暗箱5内。
其后，说明利用量子产率测定装置1D测定量子产率的方法。首先，将未容纳有试料S的空的试料管2安置于暗箱5。且，在经由积分球14的光出射开口16使被测定光L2入射至光检测部9的第1状态(即，图10的状态)下，自光产生部6激发光L1出射并照射至试料容纳部3。试料容纳部3反射的激发光L1、及透射试料容纳部3的激发光L1，在积分球14内多重反射，且作为自试料容纳部3放出的被测定光L2a由光检测部9检测。此时，光路切换机构77位于导光***76的光路外，光路切换机构79位于光入射部11的光路与导光***76的光路的交点外。
其后，如图10所示，将试料S容纳于试料管2，并将该试料管2安置于暗箱5。且，在经由积分球14的光出射开口16使被测定光L2入射至光检测部9的第1状态下，自光产生部6激发光L1出射并照射至试料容纳部3。试料容纳部3反射的激发光L1及试料S产生的荧光在积分球14内多重反射，且作为自试料S及试料容纳部3放出的被测定光L2b由光检测部9检测。此时，光路切换机构77位于导光***76的光路外，光路切换机构79位于光入射部11的光路与导光***76的光路的交点外。
其后，如图11所示，以成为经由导光***76使被测定光L2入射至光检测部9的第2状态的方式，通过光路切换机构77、79切换被测定光L2的光路。且，在第2状态下，自光产生部6激发光L1出射并照射至试料容纳部3。在试料S产生的荧光直接(无积分球14内的多重反射)作为自试料S放出的被测定光L2c由光检测部9检测。此时，光路切换机构77位于导光***76的光路上，光路切换机构79位于光入射部11的光路与导光***76的光路的交点上。
以下，与上述的量子产率测定装置1A的情形同样，通过数据解析装置基于被测定光L2a、L2b、L2c的数据算出试料S的量子产率。
如以上说明，根据量子产率测定装置1D，其以成为经由积分球14的光出射开口16使被测定光L2入射至光检测部9的第1状态、及经由导光***76使被测定光L2入射至光检测部9的第2状态的各自的状态的方式，通过光路切换机构77、79切换被测定光L2的光路。由此，可在第2状态下直接(无积分球14内的多重反射)检测荧光的光子数，并基于第2状态下检测出的荧光的光子数修正第1状态下检测出的荧光的光子数。因此，根据量子产率测定装置1D可正确且有效地测定试料S的量子产率。
[第5实施方式]
图12为本发明的第5实施方式的量子产率测定装置的横截面图。如图12所示，量子产率测定装置1E具有导光***81与光路切换机构85、86，在此点上其与上述量子产率测定装置1A有主要差别。
导光***81具有自光产生部6的光出射部7的途中的位置至光检测部9的光入射部11的途中位置的光路，并将激发光L1直接导光至试料容纳部3，且将自试料S放出的被测定光L2直接导光至光检测部9。导光***81具有对激发光L1进行导光的光纤82、对被测定光L2进行导光的光纤83、与将光纤82的光出射端部及光纤83的光入射端部捆束保持的光纤保持构件84。光纤保持构件84经由通过快门88开闭的积分球14的开口87相对试料容纳部3进退自由。
光路切换机构85作为相对光出射部7的光路进退自由的反射镜，当位于该光路上的情形时，其将激发光L1反射至导光***81的光路上。光路切换机构86作为相对光入射部11的光路进退自由的反射镜，当位于该光路上的情形时，其将通过导光***81导光的被测定光L2反射至光入射部11的光路上。即，光路切换机构85、86以成为经由光入射开口15使激发光L1照射至试料容纳部3且经由光出射开口16使被测定光L2入射至光检测部9的第1状态，及经由导光***81使激发光L1照射至试料容纳部3且经由导光***81使被测定光L2入射至光检测部9的第2状态的各自的状态的方式，切换激发光L1的光路及被测定光L2的光路。
另，积分球14在光入射开口15与光产生部6的光出射部7相对，且光出射开口16与光检测部9的光入射部11相对的状态下，以覆盖试料容纳部3的方式配置于暗箱5内。
其后，说明利用量子产率测定装置1E测定量子产率的方法。首先，将未容纳有试料S的空的试料管2安置于暗箱5。且，在经由光入射开口15使激发光L1照射至试料容纳部3且经由光出射开口16使被测定光L2入射至光检测部9的第1状态(即，图12的状态)下，自光产生部6激发光L1出射并照射至试料容纳部3。试料容纳部3反射的激发光L1、及透射试料容纳部3的激发光L1，在积分球14内多重反射，且作为自试料容纳部3放出的被测定光L2a由光检测部9检测。此时，光路切换机构85位于光出射部7的光路外，光路切换机构86位于光入射部11的光路外。另外，光纤保持构件84位于积分球14外，且快门88关闭。
其后，如图12所示，将试料S容纳于试料管2，并将该试料管2安置于暗箱5。且，在经由光入射开口15使激发光L1照射至试料容纳部3且经由光出射开口16使被测定光L2入射至光检测部9的第1状态下，自光产生部6激发光L1出射并照射至试料容纳部3。试料容纳部3反射的激发光L1及试料S产生的荧光在积分球14内多重反射，且作为自试料S及试料容纳部3放出的被测定光L2b由光检测部9检测。此时，光路切换机构85位于光出射部7的光路外，光路切换机构86位于光入射部11的光路外。另外，光纤保持构件84位于积分球14外，且快门88关闭。
其后，如图13所示，快门88打开，经由积分球14的开口87，光纤保持构件84接触或接近于试料容纳部3。再者，以成为经由导光***81使激发光L1照射至试料容纳部3且经由导光***81使被测定光L2入射至光检测部9的第2状态的方式，通过光路切换机构85、86切换激发光L1的光路及被测定光L2的光路。且，在第2状态下，自光产生部6激发光L1出射并经由光纤82照射至试料容纳部3。在试料S产生的荧光经由光纤83直接(无积分球14内的多重反射)作为自试料S放出的被测定光L2c由光检测部9检测。此时，光路切换机构85位于光出射部7的光路上，光路切换机构86位于光入射部11的光路上。
以下，与上述的量子产率测定装置1A的情形同样，通过数据解析装置基于被测定光L2a、L2b、L2c的数据算出试料S的量子产率。
如以上说明，量子产率测定装置1E中，其以成为经由光入射开口15使激发光L1照射至试料容纳部3且经由光出射开口16使被测定光L2入射至光检测部9的第1状态，及经由导光***81使激发光L1照射至试料容纳部3且经由导光***81使被测定光L2入射至光检测部9的第2状态的各自的状态的方式，通过光路切换机构85、86切换激发光L1的光路及被测定光L2的光路。由此，可在第2状态下直接(无积分球14内的多重反射)检测荧光的光子数，并基于第2状态下检测出的荧光的光子数修正第1状态下检测出的荧光的光子数。因此，根据量子产率测定装置1E可正确且有效地测定试料S的量子产率。
产业上的可利用性
根据本发明，可正确且有效地测定试料的量子产率。
符号说明
1A、1B、1C、1D、1E 量子产率测定装置
2 试料管
3 试料容纳部
5 暗箱
6 光产生部
7 光出射部
9 光检测部
11   光入射部
14   积分球
15   光入射开口
16   光出射开口
30、72、80 移动机构
73  遮光构件
73a 光入射孔
73b 光出射孔
76、81 导光***
77、79、85、86 光路切换机构
L1 激发光
L2、L2a、L2b、L2c 被测定光
S 试料

Claims (5)

1.一种量子产率测定装置，其特征在于，
通过将激发光照射至用以容纳试料的试料管的试料容纳部，并检测自所述试料及所述试料容纳部的至少一者放出的被测定光，从而测定所述试料的量子产率，
具备：
暗箱，在内部配置有所述试料容纳部；
光产生部，具有连接于所述暗箱的光出射部，并产生所述激发光；
光检测部，具有连接于所述暗箱的光入射部，并检测所述被测定光；
积分球，具有使所述激发光入射的光入射开口、及使所述被测定光出射的光出射开口，且配置于所述暗箱内；及
移动机构，以成为所述试料容纳部位于所述积分球内的第1状态、及所述试料容纳部位于所述积分球外的第2状态的各自的状态的方式，使所述试料容纳部、所述光出射部、及所述光入射部移动，并在所述第1状态，使所述光出射部与所述光入射开口相对，且使所述光入射部与所述光出射开口相对。
2.一种量子产率测定装置，其特征在于，
通过将激发光照射至用以容纳试料的试料管的试料容纳部，并检测自所述试料及所述试料容纳部的至少一者放出的被测定光，从而测定所述试料的量子产率，
具备：
暗箱，在内部配置有所述试料容纳部；
光产生部，具有连接于所述暗箱的光出射部，并产生所述激发光；
光检测部，具有连接于所述暗箱的光入射部，并检测所述被测定光；
积分球，具有使所述激发光入射的光入射开口、及使所述被测定光出射的光出射开口，且配置于所述暗箱内；及
移动机构，以成为所述试料容纳部位于所述积分球内的第1状态、及所述试料容纳部位于所述积分球外的第2状态的各自的状态的方式，使构成所述积分球的多个部分移动，并在所述第1状态，使所述光入射开口与所述光出射部相对，且使所述光出射开口与所述光入射部相对。
3.一种量子产率测定装置，其特征在于，
通过将激发光照射至用以容纳试料的试料管的试料容纳部，并检测自所述试料及所述试料容纳部的至少一者放出的被测定光，从而测定所述试料的量子产率，
具备：
暗箱，在内部配置有所述试料容纳部；
光产生部，具有连接于所述暗箱的光出射部，并产生所述激发光；
光检测部，具有连接于所述暗箱的光入射部，并检测所述被测定光；
遮光构件，具有用以使所述激发光入射的光入射孔、及用以使所述被测定光出射的光出射孔，且以覆盖所述试料容纳部的形状形成；
积分球，具有使所述激发光入射的光入射开口、及使所述被测定光出射的光出射开口，并以在所述光入射开口与所述光出射部相对，且所述光出射开口与所述光入射部相对的状态下覆盖所述试料容纳部的方式配置于所述暗箱内；及
移动机构，以成为所述遮光构件位于积分球外的第1状态、及所述遮光构件位于所述积分球内且覆盖试料容纳部的第2状态的各自的状态的方式，使所述遮光构件移动。
4.一种量子产率测定装置，其特征在于，
通过将激发光照射至用以容纳试料的试料管的试料容纳部，并检测自所述试料及所述试料容纳部的至少一者放出的被测定光，从而测定所述试料的量子产率，
具备：
暗箱，在内部配置有所述试料容纳部；
光产生部，具有连接于所述暗箱的光出射部，并产生所述激发光；
光检测部，具有连接于所述暗箱的光入射部，并检测所述被测定光；
积分球，具有使所述激发光入射的光入射开口、及使所述被测定光出射的光出射开口，并以在所述光入射开口与所述光出射部相对，且所述光出射开口与所述光入射部相对的状态下覆盖所述试料容纳部的方式配置于所述暗箱内；
导光***，将自所述试料放出的所述被测定光直接导光至所述光检测部；及
光路切换机构，以成为经由所述光出射开口使所述被测定光入射至所述光检测部的第1状态、及经由所述导光***使所述被测定光入射至所述光检测部的第2状态的各自的状态的方式，切换所述被测定光的光路。
5.一种量子产率测定装置，其特征在于，
通过将激发光照射至用以容纳试料的试料管的试料容纳部，并检测自所述试料及所述试料容纳部的至少一者放出的被测定光，从而测定所述试料的量子产率，
具备：
暗箱，在内部配置有所述试料容纳部；
光产生部，具有连接于所述暗箱的光出射部，且产生所述激发光；
光检测部，具有连接于所述暗箱的光入射部，并检测所述被测定光；
积分球，具有使所述激发光入射的光入射开口、及使所述被测定光出射的光出射开口，并以在所述光入射开口与所述光出射部相对，且所述光出射开口与所述光入射部相对的状态下覆盖所述试料容纳部的方式配置于所述暗箱内；
导光***，将所述激发光直接导光至所述试料容纳部，且将自所述试料放出的所述被测定光直接导光至所述光检测部；及
光路切换机构，以成为经由所述光入射开口将所述激发光照射至所述试料容纳部且经由所述光出射开口使所述被测定光入射至所述光检测部的第1状态，及经由所述导光***使所述激发光照射至所述试料容纳部且经由所述导光***使所述被测定光入射至所述光检测部的第2状态的各自的状态的方式，切换所述激发光的光路及所述被测定光的光路。
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