JP2010281690A - 顕微全反射測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カセグレン鏡12は、カセグレン主鏡16及びカセグレン副鏡18を有し、前記副鏡18、主鏡16の順に反射された入射光20を被測定物20上に集光し、反射光32を主鏡16、副鏡18の順に反射させて得る。
また、全反射プリズム14は、前記カセグレン副鏡18の下部に配置されている。
そして、前記入射光には目視観察用可視光と、分析情報取得用測定光が含まれ、
少なくとも全反射プリズム14への入射光ないし反射光を全反射領域Bと、通常反射領域Aとに分離し、前記入射光ないし反射光より、全反射領域Bの可視光を除去する可視光フィルターを備えることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
しかしながら、被測定物の反射光あるいは透過光を採取する手法を、高分子膜や半導体などの表面分析、あるいは著しく光の吸収の強い物質、例えば赤外域でのスペクトル測定が困難であった水溶液中の溶質の分析などに適用することは、極めて困難である。
この全反射測定法は、被測定物上に、該被測定物の屈折率n2よりも大きい屈折率n1を有するATR半球状プリズム又はATR三角柱プリズムを搭載し、外部からプリズムに波長λの光束を入射させる。
[数1]
dp=λ/〔2πn1{(sin2θ−(n2/n1)2}1/2〕
そして、カセグレン鏡は、カセグレン主鏡及びカセグレン副鏡を有し、前記副鏡、主鏡の順に反射された入射光を被測定物上に集光し、反射光を主鏡、副鏡の順に反射させて得る。
また、全反射プリズムは、前記カセグレン副鏡の下部に配置されている。
そして、前記入射光には目視観察用可視光と、分析情報取得用測定光が含まれ、
少なくとも全反射プリズムへの入射光ないし反射光を全反射領域と、通常反射領域とに分離し、前記入射光ないし反射光より、全反射領域の可視光を除去するフィルターを備えることを特徴とする。
また、前記装置において、フィルターは全反射プリズムに貼着されていることが好適である。
また、前記装置において、全反射プリズムは半球状であり、フィルターは該全反射プリズムに同心円状に形成されていることが好適である。
また、前記装置において、分析情報取得用測定光は赤外干渉光であることが好適である。
このように本発明にかかる顕微全反射測定装置は、可視光と測定光を混合して入射光とし、一のカセグレン鏡により該入射光をプリズムに照射する。そして、反射光中、通常反射領域の観察光を選別し、目視観察に用い、また全反射領域の測定光を成分分析等の測定に用いる。
図1には本発明の一実施形態にかかる顕微全反射測定装置の概略構成が示されている。
同図に示す顕微全反射測定装置10は、カセグレン鏡12と半球状のプリズム14を備えている。
前記プリズム14は略半球形であって、その凸面を前記カセグレン主鏡16に対向させ、その中心軸をカセグレン鏡12の中心軸Cに一致させ、その中心点をカセグレン鏡12による光収束位置に一致させて配置可能とされている。
すなわち、可視光フィルター52は半球状全反射プリズム14の全反射領域、すなわち入射光がプリズム底面14aで臨界角θc以上となる領域に対応し可視光を除去するものであり、半球面に帯状に貼着されている。
また、赤外光フィルター54はプリズム14の通常反射領域、すなわち、入射光がプリズム底面14aで臨界角以下となる領域に対応し赤外光を除去するものであり、半球面に帯状に貼着されている。
これに対し、通常反射領域を通過した可視光32bは、プリズム底面14aに臨界角θc以下で照射され、プリズム底面14aと被測定物との境界面の観察情報を保持した状態で通常反射される。
そして、前述したようにカセグレン主鏡16、カセグレン副鏡18を介して分離半透鏡38に送られ、該分離半透鏡38で可視光と赤外干渉光が分離され、可視光は接眼レンズ40に導光され、目視観察に利用され、赤外干渉光はMCT42に導光され、成分分析等に利用される。
しかも、目視観察は通常反射光のみで行うことができ、全反射された可視光が観察の障害となることはない。そして可視光光路の立体角が大きく、空間分解能が高い。また、本実施形態では赤外光フィルター54を用いているため、スペクトル採取に当たっては全反射された赤外干渉光のみが対象となり、可視光ないし通常反射された赤外干渉光がスペクトル採取時のS/N比に影響を与えることもない。
また、本実施形態において、プリズムは可視光および赤外光に対し透明性の高い材料を用いることが好ましく、たとえばダイヤモンド、ZnS(硫化亜鉛)、ZnSe(セレン化亜鉛)、KRS−5(臭沃化タリウム)などがある。
また、本実施形態において、プリズム面に貼着された可視光フィルターとしては、石英やBK7等の可視光用光学材があり、また赤外光フィルターとしては、Ge、Si膜などがある。
また、反射光中で通常反射光と全反射光は空間的に分離されており、赤外光は目視観察に大きな影響を与えないため、通常反射領域の反射光のみを接眼レンズ40へ導光する反射鏡を、前記可視光フィルター兼分離半透鏡として用いてもよい。
また、従来装置のように、観察画像とスペクトル取得とで光路を切り替える必要がなく、機構も簡易化され、さらに全反射プリズムと接触すると変形または破壊する被測定物に対しても、画像として被測定物の状態を確認しながらスペクトル測定を行うことができ、測定の再現性が向上する利点がある。
12 カセグレン鏡
14 プリズム
20 被測定物
52,54 フィルター
Claims (4)
- カセグレン主鏡及びカセグレン副鏡を有し、前記副鏡、主鏡の順に反射された入射光を被測定物上に集光し、反射光を主鏡、副鏡の順に反射させて得るカセグレン鏡と、
前記カセグレン副鏡の下部に配置された全反射プリズムと、を備え、
前記入射光には目視観察用可視光と、分析情報取得用測定光が含まれ、
少なくとも全反射プリズムへの入射光ないし反射光を全反射領域と、通常反射領域とに分離し、前記入射光ないし反射光より、全反射領域の可視光を除去する可視光フィルターを備えることを特徴とする顕微全反射測定装置。 - 請求項1記載の装置において、フィルターは全反射プリズムに貼着されていることを特徴とする顕微全反射測定装置。
- 請求項2記載の装置において、全反射プリズムは半球状であり、フィルターは該全反射プリズムに同心円状に形成されていることを特徴とする顕微全反射測定装置。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の装置において、分析情報取得用測定光は赤外干渉光であることを特徴とする顕微全反射測定装置。
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