JP2001281224A - レーザ分光分析における感度向上方法 - Google Patents
レーザ分光分析における感度向上方法Info
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- JP2001281224A JP2001281224A JP2000097024A JP2000097024A JP2001281224A JP 2001281224 A JP2001281224 A JP 2001281224A JP 2000097024 A JP2000097024 A JP 2000097024A JP 2000097024 A JP2000097024 A JP 2000097024A JP 2001281224 A JP2001281224 A JP 2001281224A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ分光分析において、レーザ光の多重反
射により分光分析の感度を飛躍的に向上させる。 【解決手段】 焦点を共有する一対の焦点距離の異なる
凹面鏡において、短い方の焦点距離の凹面鏡に設けたピ
ンホールからレーザ光を光軸に平行に入射する。このレ
ーザ光は多重反射によって、凹面鏡の見込む空間内に閉
じ込められる。したがって、長い距離にわたって相互作
用が行われる。
射により分光分析の感度を飛躍的に向上させる。 【解決手段】 焦点を共有する一対の焦点距離の異なる
凹面鏡において、短い方の焦点距離の凹面鏡に設けたピ
ンホールからレーザ光を光軸に平行に入射する。このレ
ーザ光は多重反射によって、凹面鏡の見込む空間内に閉
じ込められる。したがって、長い距離にわたって相互作
用が行われる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ分光分析に
おいて、レーザ光の多重反射により分光分析の感度を飛
躍的に向上させることを特徴とするものである。
おいて、レーザ光の多重反射により分光分析の感度を飛
躍的に向上させることを特徴とするものである。
【０００２】
【従来の技術】従来行われてきたレーザ分光法では、分
析される粒子にレーザ光が当たっ際の粒子−レーザ光の
相互作用はワンパスである。その際、粒子−レーザ光の
衝突断面積は一般に小さいため、粒子の物性検出には限
界があった。この限界を解決するためには、従来の方法
ではレーザ光の大出力化によるしかなかった。
析される粒子にレーザ光が当たっ際の粒子−レーザ光の
相互作用はワンパスである。その際、粒子−レーザ光の
衝突断面積は一般に小さいため、粒子の物性検出には限
界があった。この限界を解決するためには、従来の方法
ではレーザ光の大出力化によるしかなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】粒子−レーザ光の相互
作用を大きくするためには、レーザ光を鏡によって多重
回反射し、しかも長い距離に配置された鏡を使用して粒
子とレーザ光とを相互作用させることが必要である。
作用を大きくするためには、レーザ光を鏡によって多重
回反射し、しかも長い距離に配置された鏡を使用して粒
子とレーザ光とを相互作用させることが必要である。
【０００４】本発明は、焦点距離の異なる向き合った一
対の凹面鏡の見込む空間に入ったレーザ光をその空間に
閉じ込めて粒子−レーザ光の相互作用を増大させ、その
結果として分光分析の感度を向上させるものである。
対の凹面鏡の見込む空間に入ったレーザ光をその空間に
閉じ込めて粒子−レーザ光の相互作用を増大させ、その
結果として分光分析の感度を向上させるものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明においては、焦点
を共有する一対の焦点距離の異なる凹面鏡において、短
い方の焦点距離の凹面鏡に設けたピンホールからレーザ
光を光軸に平行に入射する。このレーザ光は多重反射に
よって、凹面鏡の見込む空間内に閉じ込められる。した
がって、長い距離にわたって相互作用が行われる。
を共有する一対の焦点距離の異なる凹面鏡において、短
い方の焦点距離の凹面鏡に設けたピンホールからレーザ
光を光軸に平行に入射する。このレーザ光は多重反射に
よって、凹面鏡の見込む空間内に閉じ込められる。した
がって、長い距離にわたって相互作用が行われる。
【０００６】
【発明の実施の形態】（１） 光軸の調整について ＨｅーＮｅレーザ光を使用し、前もって分析用レーザ光
を入射するための光軸を調整した後、分析用レーザ光を
入射して分光分析を行う。その際の光軸合せの方法を図
１したがつて説明すると、最初に半反射ミラーＭ４を分
析用レーザ光の光軸上に置き、光軸調整用Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザ発振器からのＨｅ−Ｎｅレーザ光の一部を半反射ミ
ラーＭ４を透過させ、全反射ミラーＭ５及び半反射ミラ
ーＭ４で反射させ、分析用レーザ発振器に導入する。Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザ光は分析用レーザ発振器内のミラーで反
射され、この反射光が分析用レーザ発振器からのレーザ
光軸を模擬する。Ｍ４で全てのＨｅ−Ｎｅレーザ光が一
点に集まるようにミラーＭ３、Ｍ４、Ｍ５を調整するこ
とによって、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光軸を分析用レーザ光軸
に一致させる。次に、ミラーＭ１、Ｍ２間でＨｅ−Ｎｅ
レーザ光が多重回反射するように全反射ミラーＭ６、Ｍ
７を調整する。これで、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光による前も
っての分析用レーザ光の光軸を調整する作業が終了す
る。
を入射するための光軸を調整した後、分析用レーザ光を
入射して分光分析を行う。その際の光軸合せの方法を図
１したがつて説明すると、最初に半反射ミラーＭ４を分
析用レーザ光の光軸上に置き、光軸調整用Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザ発振器からのＨｅ−Ｎｅレーザ光の一部を半反射ミ
ラーＭ４を透過させ、全反射ミラーＭ５及び半反射ミラ
ーＭ４で反射させ、分析用レーザ発振器に導入する。Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザ光は分析用レーザ発振器内のミラーで反
射され、この反射光が分析用レーザ発振器からのレーザ
光軸を模擬する。Ｍ４で全てのＨｅ−Ｎｅレーザ光が一
点に集まるようにミラーＭ３、Ｍ４、Ｍ５を調整するこ
とによって、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光軸を分析用レーザ光軸
に一致させる。次に、ミラーＭ１、Ｍ２間でＨｅ−Ｎｅ
レーザ光が多重回反射するように全反射ミラーＭ６、Ｍ
７を調整する。これで、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光による前も
っての分析用レーザ光の光軸を調整する作業が終了す
る。
【０００７】その後、ミラーＭ４を分析用レーザ発振器
からのレーザ光の光軸から外して分析用レーザ光を発振
させると、分析用レーザ光はＭ１、Ｍ２間で多重反射す
ることになる。かかる操作を行うのは、Ｈｅ−Ｎｅレー
ザ光はパワーが小さく安全であり、且つ見やすいためで
ある。一方、分析用レーザ光はパワーが大きく危険であ
り、且つ見にくいから、前以て分析用レーザ光の光軸を
予め前以て調整しておくことが必要となる。
からのレーザ光の光軸から外して分析用レーザ光を発振
させると、分析用レーザ光はＭ１、Ｍ２間で多重反射す
ることになる。かかる操作を行うのは、Ｈｅ−Ｎｅレー
ザ光はパワーが小さく安全であり、且つ見やすいためで
ある。一方、分析用レーザ光はパワーが大きく危険であ
り、且つ見にくいから、前以て分析用レーザ光の光軸を
予め前以て調整しておくことが必要となる。
【０００８】（２） 分析方法について 分析は試料をガス化することによって行われ、図２に示
されるように、多重回反射用ミラーＭ１、Ｍ２からの多
重回反射レーザ光に対し、直角方向からサンプルガスを
真空下でミラーＭ１及びＭ２間の共有焦点に注入する。
そして、サンプルガスの圧力が最大になる時刻に分析用
レーザ光をレーザ発振器からサンプルガスに照射する。
このサンプルガスの一部がイオン化されてできた荷電粒
子を質量分析器に導入して分析される。この際、イオン
の数は分析用レーザ光がサンプルガスを１パスする場合
よりも、多重回反射レーザ光の場合の方が分析性能が増
大する。これにより、本発明の方法が、従来行われて来
た分析用レーザ光の１パスによる分析方法と比較して、
分析感度を飛躍的に増大させることになる。 以下に、
本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
されるように、多重回反射用ミラーＭ１、Ｍ２からの多
重回反射レーザ光に対し、直角方向からサンプルガスを
真空下でミラーＭ１及びＭ２間の共有焦点に注入する。
そして、サンプルガスの圧力が最大になる時刻に分析用
レーザ光をレーザ発振器からサンプルガスに照射する。
このサンプルガスの一部がイオン化されてできた荷電粒
子を質量分析器に導入して分析される。この際、イオン
の数は分析用レーザ光がサンプルガスを１パスする場合
よりも、多重回反射レーザ光の場合の方が分析性能が増
大する。これにより、本発明の方法が、従来行われて来
た分析用レーザ光の１パスによる分析方法と比較して、
分析感度を飛躍的に増大させることになる。 以下に、
本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
【０００９】
【実施例】本発明のレーザ分光分析の方法は、図３に示
すように焦点距離ｆ1、ｆ2（ｆ1＜ｆ2とする）の異なる
一対の凹面鏡Ｍ1，Ｍ2を位置０で焦点を共有するように
配置し、短い方の焦点距離の凹面鏡Ｍ1に設けたピンホ
ールＰからレーザ光を光軸Ｘに平行に入射する。図３に
おいて、Ｐから光軸Ｘに平行に入射した分析用レーザ光
は凹面鏡Ｍ2で反射し、その後焦点の共有位置０を通過
して凹面鏡Ｍ1で反射する。ここで、凹面鏡Ｍ1で反射し
た光は、Ｍ1の焦点を通過しているため光軸Ｘに平行と
なる。
すように焦点距離ｆ1、ｆ2（ｆ1＜ｆ2とする）の異なる
一対の凹面鏡Ｍ1，Ｍ2を位置０で焦点を共有するように
配置し、短い方の焦点距離の凹面鏡Ｍ1に設けたピンホ
ールＰからレーザ光を光軸Ｘに平行に入射する。図３に
おいて、Ｐから光軸Ｘに平行に入射した分析用レーザ光
は凹面鏡Ｍ2で反射し、その後焦点の共有位置０を通過
して凹面鏡Ｍ1で反射する。ここで、凹面鏡Ｍ1で反射し
た光は、Ｍ1の焦点を通過しているため光軸Ｘに平行と
なる。
【００１０】凹面鏡Ｍ1の反射位置における光軸Ｘから
の距離ｒ1は、その直前の凹面鏡Ｍ2の位置における光軸
Ｘからの距離ｒ2より常に小さい。そのため各凹面鏡に
おいて反射を繰り返すにしたがって、レーザ光は光軸Ｘ
に限りなく近づく多重反射になり、２枚の凹面鏡の見込
む空間Ｖに閉じ込められる。このことにより分光分析に
おいて、粒子−レーザ光の相互作用は増大され、測定感
度が向上する。例えば、反射率９９％の凹面鏡を用いた
場合、反射の際の損失を考慮に入れても、約１００倍粒
子−レーザ光の相互作用は増大され、その分だけ測定感
度が向上する。なお、凹面鏡の背面に設けた熱電子素子
ＴＣは、ミラーＭ１、Ｍ２の温度を一定に保ち、多重回
反射を安定に行わせるためのものである。
の距離ｒ1は、その直前の凹面鏡Ｍ2の位置における光軸
Ｘからの距離ｒ2より常に小さい。そのため各凹面鏡に
おいて反射を繰り返すにしたがって、レーザ光は光軸Ｘ
に限りなく近づく多重反射になり、２枚の凹面鏡の見込
む空間Ｖに閉じ込められる。このことにより分光分析に
おいて、粒子−レーザ光の相互作用は増大され、測定感
度が向上する。例えば、反射率９９％の凹面鏡を用いた
場合、反射の際の損失を考慮に入れても、約１００倍粒
子−レーザ光の相互作用は増大され、その分だけ測定感
度が向上する。なお、凹面鏡の背面に設けた熱電子素子
ＴＣは、ミラーＭ１、Ｍ２の温度を一定に保ち、多重回
反射を安定に行わせるためのものである。
【００１１】
【発明の効果】本発明においては、このような構成にし
たので、レーザ光は２枚の凹面鏡の見込む空間Ｖに閉じ
込められる。この構成においては空間Ｖの外側にレーザ
光を反射するための円筒が不必要であるため、空間Ｖ内
への粒子の導入、レーザ光によって生成された荷電粒子
および光子の外部への取り出しを制約無しに行うことが
可能である。したがって、分光分析の信頼性の向上に高
い効果が期待される。
たので、レーザ光は２枚の凹面鏡の見込む空間Ｖに閉じ
込められる。この構成においては空間Ｖの外側にレーザ
光を反射するための円筒が不必要であるため、空間Ｖ内
への粒子の導入、レーザ光によって生成された荷電粒子
および光子の外部への取り出しを制約無しに行うことが
可能である。したがって、分光分析の信頼性の向上に高
い効果が期待される。
【図１】 光軸合せの方法を示す図である。
【図２】 分析方法を示す図である。
【図３】 本発明の実施例を示す断面図である。
Ｍ1，Ｍ2・・・・向き合った一対の凹面鏡 Ｐ・・・・・・・・・・レーザ光入射用ピンホール Ｘ・・・・・・・・・・光軸 Ｖ・・・・・・・・・・凹面鏡Ｍ1，Ｍ2の見込む空間 ０・・・・・・・・・・凹面鏡Ｍ1，Ｍ2の共焦点の位置 ＴＣ・・・・・・・・凹面鏡温度制御用熱電子素子 ｆ1，ｆ2・・・・凹面鏡Ｍ1，Ｍ2の焦点距離（ｆ1＜ｆ2とす
る） ｒ1，ｒ2・・・・凹面鏡Ｍ1，Ｍ2におけるレーザ光の反射位
置の光軸Ｘからの距離
る） ｒ1，ｒ2・・・・凹面鏡Ｍ1，Ｍ2におけるレーザ光の反射位
置の光軸Ｘからの距離
Claims (1)
- 【請求項１】 焦点を共有し且つ背面に熱電子素子を設
けた一対の焦点距離の異なる凹面鏡を使用し、短い方の
焦点距離の凹面鏡に設けたピンホールからレーザ光を入
射し、レーザ光を両凹面鏡の見込む空間内で多重反射さ
せることによりレーザ分光分析における感度向上方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000097024A JP2001281224A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | レーザ分光分析における感度向上方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000097024A JP2001281224A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | レーザ分光分析における感度向上方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001281224A true JP2001281224A (ja) | 2001-10-10 |
Family
ID=18611705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000097024A Pending JP2001281224A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | レーザ分光分析における感度向上方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001281224A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003121418A (ja) * | 2001-10-11 | 2003-04-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ測定装置及び方法 |
| JP2005265450A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Idx Technologies Corp | 微量物質の検出・分析装置 |
-
2000
- 2000-03-31 JP JP2000097024A patent/JP2001281224A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003121418A (ja) * | 2001-10-11 | 2003-04-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ測定装置及び方法 |
| JP2005265450A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Idx Technologies Corp | 微量物質の検出・分析装置 |
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