JP2012194165A - 走査型顕微光散乱測定解析装置および光散乱解析方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】走査機構6により走査した各試料位置において検出した散乱光7に基づく時間平均相関関数−相関時間の緩和データについて、アンサンブル平均相関関数を演算する緩和データとして採用するか否かの閾値を異常な現象に起因する振幅の大きさに基づいて設定する閾値設定手段と、走査機構6により走査した各試料位置における時間平均相関関数−相関時間の緩和データについて、閾値設定手段により設定した閾値に基づいてアンサンブル平均相関関数を演算する緩和データとして採用するか否かを選別する緩和データ選別手段とを備えることを特徴としている。
【選択図】図1
Description
試料にレーザ光を入射するレーザ光源と、
試料をレーザ光源からのレーザ光軸に対して相対移動可能な走査機構と、
レーザ光源から試料に入射したレーザ光の散乱光を検出する検出手段と、
走査機構により走査した各試料位置での検出手段による散乱光の検出結果に基づいて時間平均相関関数−相関時間の緩和データを演算する時間平均相関関数演算手段と、
走査機構により走査した各試料位置における時間平均相関関数−相関時間の緩和データに基づいてアンサンブル平均相関関数−相関時間の緩和データを演算するアンサンブル平均相関関数演算手段とを備えた走査型顕微光散乱測定解析装置において、
時間平均相関関数−相関時間の緩和データについて、アンサンブル平均相関関数を演算する緩和データとして採用するか否かの閾値を異常な現象に起因する振幅の大きさに基づいて設定する閾値設定手段と、
走査機構により走査した各試料位置における時間平均相関関数−相関時間の緩和データについて、閾値設定手段により設定した閾値に基づいてアンサンブル平均相関関数を演算する緩和データとして採用するか否かを選別する緩和データ選別手段とを備えることを特徴としている。
走査型顕微光散乱測定解析装置は、緩和データ選別手段によりアンサンブル平均相関関数の演算に採用しないと決定された不採用緩和データ数の全体の緩和データ数に対する割合について許容範囲の上限値を設定する許容範囲設定手段と、
不採用緩和データ数の割合が許容範囲設定手段により設定された許容範囲を超える場合に閾値を初期値から変化分に応じて変更する閾値変更手段と、
閾値を変化分に応じて最終値まで変更しても不採用緩和データ数が許容範囲を超える場合にアンサンブル平均相関関数の演算を行わずにエラー信号を出力するエラー信号出力手段とを備えることが好ましい。
走査機構により走査した各試料位置での散乱光の測定結果に基づいて算出したアンサンブル平均相関関数−相関時間の緩和データより、空間スケール変更手段により空間スケールを変更した緩和データごとに、逆ラプラス変換により緩和時間分布−緩和時間のピークデータを演算する緩和時間分布演算手段と、
空間スケールを変更したそれぞれの緩和時間分布−緩和時間のピークデータについて、単純緩和、並進運動、および拡散運動の3種類に対応して、緩和時間を相対移動させずに、または緩和時間を空間スケールの大きさに対して比例的に相対移動させ、あるいは緩和時間を空間スケールの大きさに対して二乗依存的に相対移動させて、各ピークデータのピーク位置を重ね合せて積算し、単純緩和、並進運動、および拡散運動を分別してピークデータを演算する分別演算手段とを備えることが好ましい。
開口部の下方に配置され検出手段に散乱光を導入する光学系の一部を構成する対物レンズと、
対物レンズの上面に、対物レンズの上面の周縁部近傍のうち一部を散乱光通過部として開放しそれ以外の部分を覆うように配置され、レーザ光を入射した試料から開口部を通過した散乱光を対物レンズの上面のうち散乱光通過部のみから入射させることによりレーザ光軸に対する散乱角を規定するカバー部材とを備えることが好ましい。
対物レンズの下面側の光学系に配置され、レーザ光を入射した試料からの散乱光のレーザ光軸に対する散乱角を規定する散乱光通過孔が設けられた散乱角選択フィルタとを備えることが好ましい。
走査した各試料位置での散乱光の検出結果に基づいて得られる時間平均相関関数−相関時間の緩和データについて、アンサンブル平均相関関数を演算する緩和データとして採用するか否かの閾値を異常な現象に起因する振幅の大きさに基づいて設定する工程と、
走査した各試料位置での散乱光の検出結果に基づいて、各試料位置における時間平均相関関数−相関時間の緩和データを演算する工程と、
走査した各試料位置における時間平均相関関数−相関時間の緩和データについて、設定した閾値に基づいてアンサンブル平均相関関数を演算する緩和データとして採用するか否かを選別する工程と、
設定した閾値に基づいてアンサンブル平均相関関数を演算する緩和データとして選別した緩和データ群に基づいてアンサンブル平均相関関数−相関時間の緩和データを演算する工程とを含むことを特徴としている。
閾値に基づいてアンサンブル平均相関関数の演算に採用しないと決定された不採用緩和データ数の全体の緩和データ数に対する割合について許容範囲の上限値を設定する工程と、
走査した各試料位置における時間平均相関関数−相関時間の緩和データを演算した結果、不採用緩和データ数の割合が設定された許容範囲を超える場合に閾値を初期値から変化分に応じて変更する工程と、
閾値を変化分に応じて最終値まで変更しても不採用緩和データ数が許容範囲を超える場合にアンサンブル平均相関関数の演算を行わずにエラー信号を出力する工程とを含むことが好ましい。
走査した各試料位置での散乱光の測定結果に基づいて算出したアンサンブル平均相関関数−相関時間の緩和データより、空間スケール変更手段により空間スケールを変更した緩和データごとに、逆ラプラス変換により緩和時間分布−緩和時間のピークデータを演算する工程と、
空間スケールを変更したそれぞれの緩和時間分布−緩和時間のピークデータについて、単純緩和、並進運動、および拡散運動の3種類に対応して、緩和時間を相対移動させずに、または緩和時間を空間スケールの大きさに対して比例的に相対移動させ、あるいは緩和時間を空間スケールの大きさに対して二乗依存的に相対移動させて、各ピークデータのピーク位置を重ね合せて積算し、単純緩和、並進運動、および拡散運動を分別してピークデータを演算する工程とを含むことが好ましい。
2、2a、2b レーザ光源
3 レーザ光
4 光学系
5 試料
5a 試料面
6 走査機構
7 散乱光
8 散乱角
9 散乱角調節機構
10 光学系
11 検出手段
12 信号処理部
13 コンピュータ
14 試料ステージ
14a 上面
14b 開口部
15 対物レンズ
15a 上面
16 カバー部材
17 散乱光通過部
18 流路部材
19 散乱角選択フィルタ
19a 散乱光通過孔
20 結像用レンズ
21 結像面
Claims (14)
- 試料にレーザ光を入射するレーザ光源と、
試料をレーザ光源からのレーザ光軸に対して相対移動可能な走査機構と、
レーザ光源から試料に入射したレーザ光の散乱光を検出する検出手段と、
走査機構により走査した各試料位置での検出手段による散乱光の検出結果に基づいて時間平均相関関数−相関時間の緩和データを演算する時間平均相関関数演算手段と、
走査機構により走査した各試料位置における時間平均相関関数−相関時間の緩和データに基づいてアンサンブル平均相関関数−相関時間の緩和データを演算するアンサンブル平均相関関数演算手段とを備えた走査型顕微光散乱測定解析装置において、
時間平均相関関数−相関時間の緩和データについて、アンサンブル平均相関関数を演算する緩和データとして採用するか否かの閾値を異常な現象に起因する振幅の大きさに基づいて設定する閾値設定手段と、
走査機構により走査した各試料位置における時間平均相関関数−相関時間の緩和データについて、閾値設定手段により設定した閾値に基づいてアンサンブル平均相関関数を演算する緩和データとして採用するか否かを選別する緩和データ選別手段とを備えることを特徴とする走査型顕微光散乱測定解析装置。 - 異常な現象に基づく振幅は、緩和成分が少なく横一直線に近い緩和データの振幅、機械的または電気的な振動による異常振幅、緩和データの裾野における跳ね上がりの振幅、および緩和データの裾野における減少振幅から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1に記載の走査型顕微光散乱測定解析装置。
- 閾値設定手段は、閾値の初期値、変化分、および最終値を設定し、
走査型顕微光散乱測定解析装置は、緩和データ選別手段によりアンサンブル平均相関関数の演算に採用しないと決定された不採用緩和データ数の全体の緩和データ数に対する割合について許容範囲の上限値を設定する許容範囲設定手段と、
不採用緩和データ数の割合が許容範囲設定手段により設定された許容範囲を超える場合に閾値を初期値から変化分に応じて変更する閾値変更手段と、
閾値を変化分に応じて最終値まで変更しても不採用緩和データ数が許容範囲を超える場合にアンサンブル平均相関関数の演算を行わずにエラー信号を出力するエラー信号出力手段とを備えることを特徴とする請求項1または2に記載の走査型顕微光散乱測定解析装置。 - 走査機構により走査した各試料位置での散乱光をレーザ光の波長およびレーザ光軸に対する散乱角から選ばれるいずれかの空間スケールを変更して測定可能な空間スケール変更手段と、
走査機構により走査した各試料位置での散乱光の測定結果に基づいて算出したアンサンブル平均相関関数−相関時間の緩和データより、空間スケール変更手段により空間スケールを変更した緩和データごとに、逆ラプラス変換により緩和時間分布−緩和時間のピークデータを演算する緩和時間分布演算手段と、
空間スケールを変更したそれぞれの緩和時間分布−緩和時間のピークデータについて、単純緩和、並進運動、および拡散運動の3種類に対応して、緩和時間を相対移動させずに、または緩和時間を空間スケールの大きさに対して比例的に相対移動させ、あるいは緩和時間を空間スケールの大きさに対して二乗依存的に相対移動させて、各ピークデータのピーク位置を重ね合せて積算し、単純緩和、並進運動、および拡散運動を分別してピークデータを演算する分別演算手段とを備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の走査型顕微光散乱測定解析装置。 - 空間スケール変更手段は、試料への入射光軸を揃えた波長の異なる複数のレーザ光源であり、空間スケールとしてレーザ光の波長を変更することを特徴とする請求項4に記載の走査型顕微光散乱測定解析装置。
- 空間スケール変更手段は、試料からの散乱光のレーザ光軸に対する散乱角を変更可能な散乱角変更手段であり、空間スケールとして散乱角を変更することを特徴とする請求項4に記載の走査型顕微光散乱測定解析装置。
- 試料が上面に位置する開口部を有する試料ステージと、
開口部の下方に配置され検出手段に散乱光を導入する光学系の一部を構成する対物レンズと、
対物レンズの上面に、対物レンズの上面の周縁部近傍のうち一部を散乱光通過部として開放しそれ以外の部分を覆うように配置され、レーザ光を入射した試料から開口部を通過した散乱光を対物レンズの上面のうち散乱光通過部のみから入射させることによりレーザ光軸に対する散乱角を規定するカバー部材とを備えることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の走査型顕微光散乱測定解析装置。 - 試料面に対向配置された対物レンズと、
対物レンズの下面側の光学系に配置され、レーザ光を入射した試料からの散乱光のレーザ光軸に対する散乱角を規定する散乱光通過孔が設けられた散乱角選択フィルタとを備えることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の走査型顕微光散乱測定解析装置。 - レーザ光源から試料にレーザ光を入射し、試料をレーザ光軸に対して相対移動させて走査し各試料位置からの散乱光を検出する走査型顕微光散乱による光散乱解析方法において、
走査した各試料位置での散乱光の検出結果に基づいて得られる時間平均相関関数−相関時間の緩和データについて、アンサンブル平均相関関数を演算する緩和データとして採用するか否かの閾値を異常な現象に起因する振幅の大きさに基づいて設定する工程と、
走査した各試料位置での散乱光の検出結果に基づいて、各試料位置における時間平均相関関数−相関時間の緩和データを演算する工程と、
走査した各試料位置における時間平均相関関数−相関時間の緩和データについて、設定した閾値に基づいてアンサンブル平均相関関数を演算する緩和データとして採用するか否かを選別する工程と、
設定した閾値に基づいてアンサンブル平均相関関数を演算する緩和データとして選別した緩和データ群に基づいてアンサンブル平均相関関数−相関時間の緩和データを演算する工程とを含むことを特徴とする光散乱解析方法。 - 異常な現象に基づく振幅は、緩和成分が少なく横一直線に近い緩和データの振幅、機械的または電気的な振動による異常振幅、緩和データの裾野における跳ね上がりの振幅、および緩和データの裾野における減少振幅から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項9に記載の光散乱解析方法。
- 閾値の初期値、変化分、および最終値を設定する工程と、
閾値に基づいてアンサンブル平均相関関数の演算に採用しないと決定された不採用緩和データ数の全体の緩和データ数に対する割合について許容範囲の上限値を設定する工程と、
走査した各試料位置における時間平均相関関数−相関時間の緩和データを演算した結果、不採用緩和データ数の割合が設定された許容範囲を超える場合に閾値を初期値から変化分に応じて変更する工程と、
閾値を変化分に応じて最終値まで変更しても不採用緩和データ数が許容範囲を超える場合にアンサンブル平均相関関数の演算を行わずにエラー信号を出力する工程とを含むことを特徴とする請求項9または10に記載の光散乱解析方法。 - 走査した各試料位置での散乱光をレーザ光の波長およびレーザ光軸に対する散乱角から選ばれるいずれかの空間スケールを変更して測定する工程と、
走査した各試料位置での散乱光の測定結果に基づいて算出したアンサンブル平均相関関数−相関時間の緩和データより、空間スケール変更手段により空間スケールを変更した緩和データごとに、逆ラプラス変換により緩和時間分布−緩和時間のピークデータを演算する工程と、
空間スケールを変更したそれぞれの緩和時間分布−緩和時間のピークデータについて、単純緩和、並進運動、および拡散運動の3種類に対応して、緩和時間を相対移動させずに、または緩和時間を空間スケールの大きさに対して比例的に相対移動させ、あるいは緩和時間を空間スケールの大きさに対して二乗依存的に相対移動させて、各ピークデータのピーク位置を重ね合せて積算し、単純緩和、並進運動、および拡散運動を分別してピークデータを演算する工程とを含むことを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の光散乱解析方法。 - 試料への入射光軸を揃えた波長の異なる複数のレーザ光源を用いて、空間スケールとしてレーザ光の波長を変更することを特徴とする請求項12に記載の光散乱解析方法。
- 空間スケールとして、試料からの散乱光のレーザ光軸に対する散乱角を変更することを特徴とする請求項12に記載の光散乱解析方法。
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