JP2836859B2 - ３次元空間分解・時間分解吸収スペクトル測定装置 - Google Patents
３次元空間分解・時間分解吸収スペクトル測定装置Info
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- JP2836859B2 JP2836859B2 JP25339789A JP25339789A JP2836859B2 JP 2836859 B2 JP2836859 B2 JP 2836859B2 JP 25339789 A JP25339789 A JP 25339789A JP 25339789 A JP25339789 A JP 25339789A JP 2836859 B2 JP2836859 B2 JP 2836859B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、吸収スペクトル測定装置に関するもので
ある。さらに詳しくは、この発明は、３次元空間分解と
時間分解測定を可能とする共焦点光誘起吸収スペクトル
測定装置に関するものである。
ある。さらに詳しくは、この発明は、３次元空間分解と
時間分解測定を可能とする共焦点光誘起吸収スペクトル
測定装置に関するものである。
（従来の技術とその課題） 従来より、光学的手段を用いた物質現象、その構造の
解析のための方法が各種提案されてきており、顕微鏡技
術についてもレーザ光の利用等の新しい手法からなるも
のが各種実用化されてきている。
解析のための方法が各種提案されてきており、顕微鏡技
術についてもレーザ光の利用等の新しい手法からなるも
のが各種実用化されてきている。
しかしながら、このような顕微鏡技術の進歩・発展に
もかかわらず、顕微鏡技術は物質の２次元構造に関する
情報しか得られないという制約があった。
もかかわらず、顕微鏡技術は物質の２次元構造に関する
情報しか得られないという制約があった。
たとえば、よく知られている、第２図に示したような
構成からなる透過型顕微鏡においては、薄い板状で中味
が均質な試料を考えると、この試料を深さ方向（Ｚ軸）
に動かしても得られる信号は全く変わらず、どこにあっ
ても一定量の吸収があり、深さ方向、つまり物質の３次
元構造は観測することができない。
構成からなる透過型顕微鏡においては、薄い板状で中味
が均質な試料を考えると、この試料を深さ方向（Ｚ軸）
に動かしても得られる信号は全く変わらず、どこにあっ
ても一定量の吸収があり、深さ方向、つまり物質の３次
元構造は観測することができない。
第３図に示した螢光顕微鏡の場合には、図中のａとｂ
の試料の位置を比較すると、ａの位置の方向が励起され
る面積は小さいが、励起される分子の濃度は高くなる。
しかしながら、全体としての励起分子の個性はａとｂの
位置で変わらず、結果として検出される信号もａとｂの
位置で変わらない。このため、この螢光顕微鏡において
も、深さ方向の情報を観測することができない。
の試料の位置を比較すると、ａの位置の方向が励起され
る面積は小さいが、励起される分子の濃度は高くなる。
しかしながら、全体としての励起分子の個性はａとｂの
位置で変わらず、結果として検出される信号もａとｂの
位置で変わらない。このため、この螢光顕微鏡において
も、深さ方向の情報を観測することができない。
また、第４図は、共焦点レーザ走査吸収顕微鏡を示し
たものであり、第２図の透過型顕微鏡とは、光源の前と
検出器の前とにピンホールを有している点で相違してい
る。これはレーザ光を使用してはじめて実現されること
である。しかしながら、このレーザ走査吸収顕微鏡にお
いても、検出される光は試料をコヒーレントに透過した
ものなので、やはり同様に深さ方向の３次元情報を得る
ことはできない。
たものであり、第２図の透過型顕微鏡とは、光源の前と
検出器の前とにピンホールを有している点で相違してい
る。これはレーザ光を使用してはじめて実現されること
である。しかしながら、このレーザ走査吸収顕微鏡にお
いても、検出される光は試料をコヒーレントに透過した
ものなので、やはり同様に深さ方向の３次元情報を得る
ことはできない。
以上のいずれのものも３次元空間分解能を有しておら
ず、顕微鏡技術の弱点となっていた。
ず、顕微鏡技術の弱点となっていた。
一方、このような弱点を解消するものとして、たとえ
ば第５図に示した共焦点レーザ走査螢光顕微鏡がある。
この顕微鏡は、光源の前と検出器の前とにピンホールが
あることで第３図の螢光顕微鏡とは相違している。
ば第５図に示した共焦点レーザ走査螢光顕微鏡がある。
この顕微鏡は、光源の前と検出器の前とにピンホールが
あることで第３図の螢光顕微鏡とは相違している。
励起される分子の状態は変わらないが、図中のｂの位
置の試料からインコヒーレントに発光した螢光はピンホ
ール上でディフォーカスされるため、ピンホールをほと
んど透過することができない。これに対して、ａの位置
ではピンホールに像を結ぶのでエネルギーのほとんどが
検出器に当る。このため、ａとｂの位置では、観測され
る信号強度が異なり、このことから、深さ方向の差異が
認識可能となる。つまり、深さ方向の情報を観測するこ
とができる。
置の試料からインコヒーレントに発光した螢光はピンホ
ール上でディフォーカスされるため、ピンホールをほと
んど透過することができない。これに対して、ａの位置
ではピンホールに像を結ぶのでエネルギーのほとんどが
検出器に当る。このため、ａとｂの位置では、観測され
る信号強度が異なり、このことから、深さ方向の差異が
認識可能となる。つまり、深さ方向の情報を観測するこ
とができる。
しかしながら、このレーザ走査螢光顕微鏡の場合に
は、螢光顕微鏡としての制約があり、しかも光励起以外
の吸収がある場合に、レーザ走査による螢光だけを測定
することはできないという欠点がある。
は、螢光顕微鏡としての制約があり、しかも光励起以外
の吸収がある場合に、レーザ走査による螢光だけを測定
することはできないという欠点がある。
この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたもの
であり、レーザ光による光励起吸収を３次元での空間分
解測定を可能とし、さらには、ダイナミックな時間変化
をも観測可能とする、新しい方式の吸収顕微鏡、さらに
は、波長分解能も有した吸収スペクトル測定装置を提供
することを目的としている。
であり、レーザ光による光励起吸収を３次元での空間分
解測定を可能とし、さらには、ダイナミックな時間変化
をも観測可能とする、新しい方式の吸収顕微鏡、さらに
は、波長分解能も有した吸収スペクトル測定装置を提供
することを目的としている。
（課題を解決するための手段） この発明は、上記の課題を解決するものとして、ピン
ホールモニタ光の光路方向と同方向、あるいは逆方向か
らピンホール励起光を入射させてモニタ光と励起光とを
共焦点とし、試料の光誘起吸収の３次元空間分解測定を
行うことを特徴とする吸収スペクトル測定装置を提供す
る。
ホールモニタ光の光路方向と同方向、あるいは逆方向か
らピンホール励起光を入射させてモニタ光と励起光とを
共焦点とし、試料の光誘起吸収の３次元空間分解測定を
行うことを特徴とする吸収スペクトル測定装置を提供す
る。
またさらに、この発明は、モニタ光および励起光にパ
ルスレーザ光を用いて時間分解測定を行う上記の吸収ス
ペクトル測定装置をも提供する。
ルスレーザ光を用いて時間分解測定を行う上記の吸収ス
ペクトル測定装置をも提供する。
第１図は、この発明の吸収スペクトル測定装置の構成
を実施例として示したものである。
を実施例として示したものである。
この第１図に示したように、ピンホールモニタ光源か
らの光はコンデンサレンズを介して試料に入射し、対物
レンズを介してピンホールおよび検出器へと向う。また
一方、ピンホール励起光源からの光はダイクロイックミ
ラー、対物レンズを介して試料に入射し、試料を光励起
する。
らの光はコンデンサレンズを介して試料に入射し、対物
レンズを介してピンホールおよび検出器へと向う。また
一方、ピンホール励起光源からの光はダイクロイックミ
ラー、対物レンズを介して試料に入射し、試料を光励起
する。
ピンホールを介した検出器では、この光励起による吸
収を観測する。この時、吸収の測定ではあるが、従来の
吸収顕微鏡とは異なり、３次元空間分解能を有してい
る。
収を観測する。この時、吸収の測定ではあるが、従来の
吸収顕微鏡とは異なり、３次元空間分解能を有してい
る。
観測モニタ光および励起光ともにピンホール、すなわ
ちレーザ光を用い、かつ、モニタ光と励起光は全く同じ
光路を通るようにし、共焦点系を形成する。
ちレーザ光を用い、かつ、モニタ光と励起光は全く同じ
光路を通るようにし、共焦点系を形成する。
このような構成からなるこの発明のスペクトル測定装
置においては、試料の位置a,bを比較すると、位置ａの
方が励起光によって励起される分子の濃度は高いがその
面積は小さい。モニタ光は励起された領域だけを通るの
で、ａの方が吸光度が大きいため、信号強度としては小
さくなる。
置においては、試料の位置a,bを比較すると、位置ａの
方が励起光によって励起される分子の濃度は高いがその
面積は小さい。モニタ光は励起された領域だけを通るの
で、ａの方が吸光度が大きいため、信号強度としては小
さくなる。
このような原理から、試料についての深さ方向の情報
を観測することができる。つまり、３次元空間分解吸収
スペクトル測定が可能となる。
を観測することができる。つまり、３次元空間分解吸収
スペクトル測定が可能となる。
分解能は、xy空間としては （N.A.はレンズの開口数）（λは光の波長）であり、Ｚ
軸は（深さ方向）としては である。
軸は（深さ方向）としては である。
この発明の装置においては、光励起以外の吸収があっ
ても、励起光を照射したときと、しないときとの差によ
って光励起吸収だけを測定でき、また、励起光およびモ
ニタ光としてパルスレーザ光を用いることにより時間分
解測定も可能となる。
ても、励起光を照射したときと、しないときとの差によ
って光励起吸収だけを測定でき、また、励起光およびモ
ニタ光としてパルスレーザ光を用いることにより時間分
解測定も可能となる。
また、モニタ光の波長を変えることにより、吸収スペ
クトルの測定も可能となる。
クトルの測定も可能となる。
なお、検出器の前にピンホールを置くことにより、散
乱光等の影響を除きコントラストを上げることができ
る。また、この発明の装置においては、励起光を微小領
域に絞るため、それほどレーザのパワーが大きくなくと
も、物質を励起するのに必要なエネルギーを供給するこ
とができる。
乱光等の影響を除きコントラストを上げることができ
る。また、この発明の装置においては、励起光を微小領
域に絞るため、それほどレーザのパワーが大きくなくと
も、物質を励起するのに必要なエネルギーを供給するこ
とができる。
（発明の効果） この発明により、以上詳しく説明した通り、レーザ光
を用いての３次元空間分解および時間分解測定可能な吸
収スペクトル装置、すなわち共焦点レーザ誘起吸収顕微
鏡が実現される。
を用いての３次元空間分解および時間分解測定可能な吸
収スペクトル装置、すなわち共焦点レーザ誘起吸収顕微
鏡が実現される。
第１図は、この発明の装置の構成を実施例として示した
光学構成図である。 第２図、第３図、第４図および第５図は各々、従来の顕
微鏡について示した光学構成図である。
光学構成図である。 第２図、第３図、第４図および第５図は各々、従来の顕
微鏡について示した光学構成図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭47−33662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−131116（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−306414（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−59018（ＪＰ，Ａ) Ｔｅｃｈ Ｒｅｐ ＩＳＳＰ Ｓｅｒ Ａ Ｎｏ．2081（1988）ｐ １−16 Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ Ｉｎｔ．Ｓｏ ｃ．Ｏｐｔ．Ｆｎｇ．Ｖｏｌ 1127 （1989）ｐ 101−108 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/74 ＪＯＩＳ ＷＰＩ／Ｌ
Claims (2)
- 【請求項１】ピンホールモニタ光の光路方向と同方向、
あるいは逆方向からピンホール励起光を入射させてモニ
タ光と励起光とを共焦点とし、試料の光誘起吸収の３次
元空間分解測定を行うことを特徴とする吸収スペクトル
測定装置。 - 【請求項２】モニタ光および励起光にパルスレーザ光を
用いて時間分解測定を行う請求項（１）記載の吸収スペ
クトル測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25339789A JP2836859B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | ３次元空間分解・時間分解吸収スペクトル測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25339789A JP2836859B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | ３次元空間分解・時間分解吸収スペクトル測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03113349A JPH03113349A (ja) | 1991-05-14 |
| JP2836859B2 true JP2836859B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=17250804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25339789A Expired - Lifetime JP2836859B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | ３次元空間分解・時間分解吸収スペクトル測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2836859B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007086047A (ja) * | 2005-08-22 | 2007-04-05 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 分光化学分析及び３次元形状観察法並びにその装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3216506B2 (ja) * | 1995-12-14 | 2001-10-09 | 横河電機株式会社 | 測定領域確認機能付き光学特性測定装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63131116A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-03 | Hitachi Ltd | 共焦点顕微鏡 |
| JPH07111505B2 (ja) * | 1987-06-09 | 1995-11-29 | オリンパス光学工業株式会社 | 光電顕微鏡 |
| JPH0776711B2 (ja) * | 1987-08-31 | 1995-08-16 | 新技術事業団 | 高時間分解全反射分光法及び測定装置 |
-
1989
- 1989-09-27 JP JP25339789A patent/JP2836859B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ Ｉｎｔ．Ｓｏｃ．Ｏｐｔ．Ｆｎｇ．Ｖｏｌ １１２７（１９８９）ｐ １０１−１０８ |
| Ｔｅｃｈ Ｒｅｐ ＩＳＳＰ Ｓｅｒ Ａ Ｎｏ．２０８１（１９８８）ｐ １−１６ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007086047A (ja) * | 2005-08-22 | 2007-04-05 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 分光化学分析及び３次元形状観察法並びにその装置 |
| JP4621893B2 (ja) * | 2005-08-22 | 2011-01-26 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 物体の調査方法及び調査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03113349A (ja) | 1991-05-14 |
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