JP3778669B2 - 光−磁気光学効果測定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気旋光に関する光−磁気光学効果（ファラデー効果および／または磁気的カー効果）の測定技術に関し、詳しくは、試料の短波長帯域における当該効果を測定するための光−磁気光学効果測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３２（１９９３）の９８９〜９９５頁に、今日知られている最も新しい光−磁気光学効果測定装置が紹介されている。この装置では、光源からの光を分光器に入射して必要な波長の光をとりだす。とりだされた光は第１の偏光子によって直線偏光にされたあと試料に照射される。ここで試料には電磁石によって磁場が印加される。ファラデー効果を測定する場合には試料を透過した光を観察し、磁気的カー効果を測定する場合には試料で反射した光を観察する。いずれの場合にも試料を透過ないし試料で反射した光は、第２の偏光子を通過したあとにその強度が検出される。上記の測定手法は、クロス−ニコル法、ファラデーセル法、回転検光子法、円偏光変調法の場合に共通である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の光−磁気光学効果を利用した超高密度記憶技術では、その記憶密度を向上させるために、ますます短波長の光が利用される傾向にあり、極短波長帯域での光−磁気光学効果の測定技術の実現が望まれている。例えば、上記論文に記載の光−磁気光学効果測定装置においても短波長光での測定が可能となるように改良されており、波長２１０ｎｍ前後までの測定が可能である。
【０００４】
しかしながら、上述の論文に記載された装置によっても波長２００ｎｍ以下での測定は不可能である。すなわち、真空紫外光といわれる２００ｎｍ以下の短波長域の光は、大気中又はレンズ等での吸収・減衰が著しいからである。従って、２００ｎｍ以下の波長域での測定を可能とするためには、単に重水素ランプのような当該波長域にも連続スペクトルを有する光源を用いればよいというものでなく、測定を実現させるために必要なＳ／Ｎ比を確保することができるためのブレークスルーを必要とする。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、そのブレークスルーを実現し、波長２００ｎｍ以下の短波長光による光−磁気光学効果の測定を可能とする光−磁気光学効果測定装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、光源部と、その光源部からの光を分光して必要な波長の光をとりだす分光器と、その分光器でとりだされた光を偏光する第１の偏光子と、試料に磁場を印加する手段と、該第１の偏光子から該試料に照射された光であって該試料を透過した光または該試料で反射した光を通す第２の偏光子と、その第２の偏光子を通過した光の強度を検出する光検出器とを備えた光−磁気光学効果測定装置において、その光源部は波長２００ｎｍ以下の短波長光を放射し得るように構成されており、該光源部から該光検出器に至る該短波長光の光路は密閉可能な容器内に収容されており、その容器と通気可能に設けられた容器には、電圧を印加することによって容器内の酸素を二酸化炭素に置換するカーボン電極が設けられていることを特徴とする光−磁気光学効果測定装置を提供する。
【０００６】
請求項１の発明によれば、上記光源部から光検出器に至るまでの光路が上記容器内の密閉空間に確保され得るとともに、カーボン電極に電圧を印加することによって当該空間に存在する酸素ガスを二酸化炭素に置換する。波長２００ｎｍ付近から吸収が始まる酸素分子とは異なり、二酸化炭素分子の真空紫外光吸収スペクトルは１６５ｎｍ以下に存在する。このため、装置自体を真空条件下におくことなく簡単な装置構成によって波長２００ｎｍ以下の短波長光（好ましくは２００ｎｍ〜１６５ｎｍ）での光−磁気光学効果測定を行うことができる。
【０００７】
請求項２の発明では、カーボン電極は酸化触媒を含む構成としたことを特徴とする光−磁気光学効果測定装置を提供する。
【０００８】
請求項２の発明によれば、カーボン電極が酸化触媒を含むことによって、化学反応による酸素の二酸化炭素への置換効率を向上させ、中間反応物である一酸化炭素の蓄積を防止することができる。
【０００９】
請求項３の発明では、容器内外の気圧差を解消し得る圧力調整器が備えられていることを特徴とする光−磁気光学効果測定装置を提供する。
【００１０】
請求項３の発明によれば、酸素吸収材によって容器内の酸素ガスが吸収される或いは上記ガス置換に起因する上記光路を含む容器内の気圧低下を、上記圧力調整器によって防止する。このため、上記容器内が負圧になることを防止し、酸素ガスを含む外気の容器内（即ち上記光路）への侵入を防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に本発明の光−磁気光学効果測定装置の好適な実施形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
先ず、第一の実施形態として本発明の第一の装置として好適な測定装置について説明する。なお、図１は本実施形態に係る光−磁気光学効果測定装置の全体レイアウトを平面視した図である。
図１に示すように、本実施形態に係る測定装置は、大まかにいって、後述する２つのランプ１０２，１０８を光源として備えた光源部１０１と、当該光源部１０１から放射された光を分光しつつ所望する波長の光を取り出すための分光器１２０と、当該分光器１２０から取り出された光を偏光するための第１偏光子１５０と、試料１７６を収容する試料ホルダ１７４と、上記試料１７６に磁場を印加する手段に相当する電磁石１７２と、当該第１偏光子１５０から試料１７６に照射された光であって当該試料１７６を反射または透過した光を通す第２偏光子１５６ａ，１５６と、当該第２偏光子１５６ａ，１５６を通過した光の強度を検出する光検出器に相当するゲルマニウムダイオード１６０，１６０ａおよび光電子増幅管１６２，１６２ａとを主要構成要素としている。なお、図１に示すように、第１偏光子１５０、当該第１偏光子１５０から試料１７６に照射された光であって当該試料１７６を反射した光を通すための第２偏光子１５６、ならびに、当該第２偏光子１５６を通過した光の強度を検出するゲルマニウムダイオード１６０および光電子増幅管１６２は、後述する密閉可能な容器１６６内に収容されており、本測定装置における光学系ボックス１６５を構成している。なお、これら構成要素は、図１に示していない定盤（即ちoptical bench といわれる光学台：後述する図２２参照）上に配置されている。
以下、これら構成要素について詳細に説明する。
【００１５】
本実施形態に係る測定装置の光源部１０１には、光源として重水素ランプ１０２およびキセノンランプ１０８が備えられている。このうち、重水素ランプ１０２によって波長２００ｎｍ以下の短波長光を含む光を好適に放射することができる。重水素ランプ１０２より放射された短波長光は、凹面反射鏡１０４で反射集光されて分光器１２０の第１入射スリット１２１に入射される。凹面反射鏡１０４は石英（これに代えてＳｉＣとしてもよい）の表面を研磨し、研磨面にＰｔ（これに代えてＡｕとしてもよい）をコートし、さらにこのうえにＡｌ−ＭｇＦ₂ をコートすることによって作製されており、ランプ強度の低い１６０ｎｍにおいて最もよく反射する特性とされている。ここで１６０ｎｍにおける反射率は８４〜８６％である。なお、後述する各反射鏡および凹面反射鏡にも同様の表面処理が施されており、短波長光を高効率で反射することができる。
【００１６】
ところで、図１に示すように、本光源部１０１においては、上記重水素ランプ１０２と凹面反射鏡１０４と第１入射スリット１２１とを含む光源全体が密閉可能な容器１０６内に収容されており、その容器１０６内には微粉金属系の酸素吸収材を含む酸素吸収材含有パッド１０３が配置されている。また、上記容器１０６と上記分光器１２０との連結部分（即ち第１入射スリット１２１近傍）はシールド処理されており、当該部分からの外気の侵入を防止している。なお、本発明の実施にあたって上記酸素吸収材は酸素吸収を常温で行い得る物質を主成分とするものであればよく、式：４Ｆｅ＋３Ｏ₂ →２Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、或いは４Ａｌ＋３Ｏ₂ →２Ａｌ₂ Ｏ₃ によって例示されるような好ましくは鉄、アルミニウム或いはニッケルからなる微粉金属が好ましい。例えば、食料保存の際に広く使用されている鉄粉系の鮮度保持材（いわゆる脱酸素材）は、本発明における酸素吸収材として好適に使用され得る。
【００１７】
以上のとおり、本実施形態に係る光源部１０１では、上記容器１０６内への外気の導入を遮断し得るとともに容器１０６内に残存する酸素を上記酸素吸収材含有パッド１０３によって吸収・除去することができる。このため、重水素ランプ１０２から第１入射スリット１２１に至る光路は、酸素を殆ど含まない雰囲気中に確保されており、重水素ランプ１０２から発生する２００ｎｍ以下の短波長光は殆ど減衰することなく分光器１２０に入射される。
【００１８】
なお、図１中の１０８はキセノンランプであり、重水素ランプ１０２よりも長波長側に発光波長帯域を有している。すなわち、キセノンランプ１０８と重水素ランプ１０２の発光波長帯域はオーバーラップし、２００ｎｍ以下の短波長光を包含する波長３００ｎｍ以下では重水素ランプ１０２が優先的に用いられ、波長３００ｎｍ以上ではキセノンランプ１０８が用いられる。なお、波長３００ｎｍ以上の光は酸素で減衰しにくいために、キセノンランプ１０８は大気中で用いられる。而して、本光源部１０１におけるキセノンランプ１０８からの光は、凹面反射鏡１１０と反射鏡１１２によって集光、反射されて分光器１２０の第２入射スリット１２２に入射される。
【００１９】
次に、本実施形態に係る測定装置の分光器１２０について詳細に説明する。図１に示すように、この分光器１２０は、第１入射スリット１２１と第２入射スリット１２２の内側近傍に切換ミラー１２３を備えており、いづれか一方の入射スリット１２１，１２２からの光を凹面反射鏡１２６に導くように構成されている。なお図１中（ｍ）の記号は、ステップモータ（ｍ）によって可動な素子を示し、例えば切換ミラー１２３はステップモータ１２３ｍによって切換えられる。各ステップモータは、本測定装置に接続されるコンピュータ１９２によって制御される。なお、切換ミラー１２３はハンドル１２３ａによって手動でも切換可能となっている（図２参照）。
【００２０】
図２に示すように、この分光器１２０においては、第１入射スリット１２１および第２入射スリット１２２のいずれかから入射された光は、切換ミラー１２３で反射されたあと、凹面反射鏡１２６で反射されて回析格子１３０、１３２、１３４のうちのいずれかに入射される。これら３枚の回折格子１３０、１３２、１３４は回転台１２８のうえに平面視で三角形をなすようにおかれ、回転台１２８は図中矢印に示すように回転していずれか１枚の回折格子を選択的に使用することができるようになっている。なお、図２は回折格子１３４が使用位置に置かれている状態を示している。回転台１２８は、ステップモータ１２８ｍとウォームギヤ１２９で回転される。回折格子１３０は最も格子間距離が短く、波長４００ｎｍ以下の分光に用いられる。他方、回折格子１３４は最も格子間距離が長く、波長８００ｎｍ以上の分光に用いられる。また、回折格子１３２は中間の格子間距離を有し、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの分光に用いられる。
ステップモータ１２８ｍは使用する回折格子を選択する他、選択された回折格子の反射角度を微調整して凹面反射鏡１３６に向けて反射される光の波長を切換えるようにも用いられる。いずれか一つの回折格子の角度調整によって選ばれた波長の光は凹面反射鏡１３６と反射鏡１３８で反射されて出射スリット１４０に集光される。このようにして分光器１２０からは測定に必要な波長の光がとりだされる。
【００２１】
ところで、図１に示すように、この分光器１２０は全体が密閉可能な容器１４２に収容されており、その内部には上記光源部１０１におけるのと同様、微粉金属系の酸素吸収材を含む酸素吸収材含有パッド１３３が配置されている。このことによって、本分光器１２０内の酸素を吸収・除去することができ、分光器１２０内における波長２００ｎｍ以下の短波長光の減衰を防止している。
【００２２】
次に、本実施形態に係る測定装置の光学系ボックス１６５について説明する。上記出射スリット１４０の直後には、回折格子から同一角度に反射される光のうち、高次の次数を持つ回折光を除去するためのフィルタ１４４が設置されている。このフィルタ１４４には、図２（Ｂ）によく示されているように、軸１４４ｘを中心に回転する円板に６個の貫通孔が設けられており、うち５個の貫通孔には特定波長をカットするフィルタ板が組込まれている。各フィルタ板のカットする波長帯域特性は相互に異っており、使用する波長にあわせて使用するフィルタ板が切換えられる。他方、貫通孔１４４ａにはフィルタ板が組込まれておらず、光は素通りする。貫通孔１４４ａおよびフィルタ板１４４ｂ〜１４４ｆは、フィルタ用モータ１４４ｍとその回転軸１４５によって切換えられる。
【００２３】
一方、図１に示すように、このフィルタ１４４の後方には、凹面反射鏡１４６と、反射鏡１４８と、第１偏光子１５０と、光弾性変調器（モジュレータ）１５２とが備えられており、フィルタ１４４で選ばれた特定波長の光を直線偏光および円偏光に変えることができる。
【００２４】
すなわち、分光器１２０と高次の回折光をカットするフィルタ１４４で選ばれた特定波長の光は、次いで、凹面反射鏡１４６と、反射鏡１４８で集光、反射されて試料１７６に向けられる（図１）。凹面反射鏡１４６は光を試料１７６の表面に集光する。反射鏡１４８は、水平軸と垂直軸のまわりに回転可能となっており、試料１７６からの反射光が後記の凹面反射鏡１５８に入射されるように角度が調整される。このために反射鏡１４８には水平モータ１４８ｍ１と垂直モータ１４８ｍ２が取り付けられている。
【００２５】
図３に示すように、第１偏光子１５０を通過した光は直線偏光された状態となる。得られた直線偏光波は、次いで、光弾性変調器１５２を通過する。なお、本実施形態において光弾性変調器１５２は、５０ＫＨｚの周波数で振動するピエゾ素子を内蔵しており、その振動方向は直線偏光波に対して反時計方向に４５°傾けられている。すなわち、図３に示すように、直線偏光波は、それから時計方向に４５°傾いた面内の波と（図中白抜きで表示される）と、反時計方向に４５°傾いた波（図中黒い波で表示される）との合成であると考えられ、光弾性変調器１５２は、振動方向の波（黒色の波）の位相を変え、それに直角方向の波（白抜きの波）の位相を変えない。ここで位相の変化は振動数（５０ＫＨｚ）に等しい周波数で遅れたり進んだりする。すなわち光弾性変調器１５２を通った光は円偏光に変調され、その変調周波数はこの場合５０ＫＨｚとなる。
以上のようにして、分光器１２０とフィルタ１４４とで波長が選ばれた後、第１偏光子１５０と光弾性変調器１５２によって５０ＫＨｚの周波数で円偏光された光は、絞り１５４を通過した後に試料１７６に入射される。
【００２６】
ところで、上記第１偏光子１５０や光弾性変調器１５２を収容する上記光学系ボックス１６５は、その外壁が密閉可能な容器１６６で構成されており、その内部には、上記第１偏光子１５０や光弾性変調器１５２の作動に影響を与えない場所を選んで上記微粉金属系酸素吸収材を含む酸素吸収材含有パッド１５３が配置されている。また、当該容器１６６と上記分光器１２０との連結部分（即ち出射スリット１４０近傍）および当該容器１６６と後述する電磁石収納容器１７０との連結部分はシールド処理されており、当該部分からの外気の侵入を防止している。
このため、上記分光器１２０の出射スリット１４０から電磁石収納容器１７０に至る光学系ボックス１６５内の光路は、酸素を殆ど含まない雰囲気中に確保されており、上記重水素ランプ１０２から発生する波長２００ｎｍ以下の短波長光は殆ど減衰することなく光学系ボックス１６５を通過し、電磁石収納容器１７０内に入射される。
【００２７】
次に、本測定装置における電磁石１７２を備えた試料１７６収納部分について説明する。
図１に示すように、本測定装置において光−磁気光学効果（ファラデー効果またはカー効果）を測定しようとする試料１７６は、試料ホルダ１７４に収容されている。この試料ホルダ１７４には短波長光を吸収しない材質（典型的には溶融石英）で形成された光透過窓が設けられている。また、この試料ホルダ１７４には、液体窒素を断熱膨張させて試料１７６を冷却する冷却装置と、試料１７６を加熱するヒータ（いずれも図示せず）が組込まれており、試料温度を８０〜６００°ｋの範囲で可変としている。また試料ホルダ１７４の内部は好ましくは不活性ガスで満され、試料の加熱時に試料が酸化することを防止する。而して、図１に示すように、上記試料ホルダ１７４は、孔あきの電磁石１７２のなかにセットされ、試料１７６に２０ＫＯｅまでの磁場を印加することが可能となっている。
【００２８】
ところで、図１に示すように、試料１７６と電磁石１７２の全体は、密閉可能な電磁石収納容器１７０内に収容されており、その容器１７０内には、光−磁気光学効果の測定になんら影響を与えない場所（典型的には定盤と電磁石１７２との隙間）を選んで上記微粉金属系酸素吸収材を含む酸素吸収材含有パッド１７３が配置されている。また、上述のとおり、当該容器１７０と上記光学系ボックス１６５との連結部分および当該容器１７０と後述するファラデー効果測定部収納容器１７８との連結部分はシールド処理されており、当該部分からの外気の侵入を防止している。このため、上記電磁石収納容器１７０内における光路は、酸素を殆ど含まない雰囲気中に確保されており、波長２００ｎｍ以下の短波長光の酸素による減衰を防止することができる。
【００２９】
次に、本測定装置におけるファラデー効果およびカー効果を測定するための第２偏光子１５６，１５６ａおよび光検出器（即ち上記ゲルマニウムダイオード１６０，１６０ａおよび光電子増幅管１６２，１６２ａ。以下同じ。）の配置部分について説明する。
図１に示すように、本測定装置では、ファラデー効果を測定するため、ファラデー効果測定用光検出器（即ち上記ゲルマニウムダイオード１６０ａおよび光電子増幅管１６２ａ。以下同じ。）とファラデー効果測定用第２偏光子１５６ａと凹面反射鏡１５８ａとを試料１７６を通過した光を測定し得る位置にセットしている。ここで、第２偏光子１５６ａはステップモータ１５６ｍで面内で回転可能となっており、後述のように、校正時に回転されたあとでゼロ角度に調製される。光電子増幅管１６２は短波長の検出に用いられ、ゲルマニウムダイオード１６０は長波長の検出に用いられる。凹面反射鏡１５８ａはステップモータ１５８ｍで回転されて、測定光を光電子増幅管１６２ａとゲルマニウムダイオード１６０ａのいずれか一方に集光する。
【００３０】
ところで、上述のように、ファラデー効果測定用光検出器１６０ａ，１６２ａおよび第２偏光子１５６ａは、いずれも密閉可能なファラデー効果測定部収納容器１７８内に収容されており、その容器１７８内には、ファラデー効果の測定になんら影響を与えない場所を選んで上記微粉金属系酸素吸収材を含む酸素吸収材含有パッド１５３ａが配置されている。また、上述のとおり、当該容器１７８と上記電磁石収納容器１７０との連結部分はシールド処理されており、当該部分からの外気の侵入を防止している。このため、当該ファラデー効果測定部収納容器１７８内における光路は、酸素を殆ど含まない雰囲気中に確保されており、波長２００ｎｍ以下の短波長光の酸素による減衰を防止することができる。
【００３１】
一方、本測定装置では、カー効果を測定するため、カー効果測定用光検出器（即ち上記ゲルマニウムダイオード１６０および光電子増幅管１６２。以下同じ。）とカー効果測定用第２偏光子１５６と、凹面反射鏡１５８を試料１７６を反射した光を測定し得る位置にセットしている（図１）。なお、上記ファラデー効果測定部と同様、第２偏光子１５６はステップモータ１５６ｍで面内で回転可能となっており、後述のように、校正時に回転されたあとでゼロ角度に調製される。光電子増幅管１６２は短波長の検出に用いられ、ゲルマニウムダイオード１６０は長波長の検出に用いられる。凹面反射鏡１５８はステップモータ１５８ｍで回転されて、測定光を光電子増幅管１６２とゲルマニウムダイオード１６０のいずれか一方に集光する。
【００３２】
ところで、図１に示すように、カー効果測定用光検出器１６０，１６２および第２偏光子１５６ならびに凹面反射鏡１５８は、いずれも上記光学系ボックスの外壁に相当する密閉可能な容器１６６内に収容されている。このため、上述のとおり、上記試料１７６からカー効果測定用光検出器１６０，１６２に至る反射光の光路は、酸素を殆ど含まない雰囲気中に確保されており、波長２００ｎｍ以下の短波長光の酸素による減衰を防止することができる。
【００３３】
以上、本測定装置を各主要構成要素ごとに説明したが、その全体の構成の概略を図４にまとめた。本図は光学系に焦点をあてた図であり、上記重水素ランプ１０２又はキセノンランプ１０８からの光が光電子増幅管１６２又はゲルマニウムダイオード１６０のいずれかに入射するまでの経路を模式的に示している。
【００３４】
以下、本測定装置の作動態様および測定方法について簡単に説明する。
上述の各種モータ（ｍ）や光弾性変調器１５２等はコンピュータ１９２で制御されている。また測定データの処理もコンピュータ１９２でおこなわれる。従って、本測定装置においては、上述した光−磁気効果を測定するための主要構成要素の他、種々の制御装置がコンピュータ１９２によって制御可能に備えられている。
例えば、図１中の１８２と１８０はそれぞれ光電子増幅管１６２とゲルマニウムダイオード１６０のためのアンプである。また図１中の１８３は、凹面反射鏡１５８と連動して切換えられるスイッチであり、凹面反射鏡１５８が測定光をゲルマニウムダイオード１６０に集光している間はゲルマニウムダイオード１６０用のアンプ１８０の信号をコンピュータ１９２に入力し、光電子増幅管１６２に集光している間は光電子増幅管用のアンプ１８２の信号をコンピュータ１９２に入力する。
【００３５】
図１中の１８８は検出された光強度のうちの直流成分を検出する直流成分電圧計であり、１８４は変調周波数（この場合５０ＫＨｚ）の成分の強度を検出する第１ロックインアンプ、１８６はその２倍の周波数（１００ＫＨｚ）の成分を検出する第２ロックインアンプである。それぞれの出力値はコンピュータ１９２に入力され、コンピュータ１９２によって処理された結果が表示装置１９４に表示される。なお、図１中の１９０は、フィードバック回路である。すなわち光電子増幅管１６２の使用中は、直流成分電圧計１８８で検出される直流成分に応じて光電子増幅管１６２に印加される電圧がフィードバック制御されて、直流成分電圧計１８８の検出値がほぼ一定レベルとなるように光電子増幅管１６２のゲインがフィードバック制御される。
【００３６】
図３に示されているように、本測定装置でカー効果を測定する場合、入射光と試料法線のなす角は３度以下であり、かつ反射光も同じである。この角度が３度以下であると、カー効果の測定精度が良好に保たれる。またカー効果測定用第２偏光子１５６は、図３に示すように、光弾性変調器１５２で変調された偏波をとおし、変調されない偏波を通さない角度（ゼロ角度）を基準に用いられる。
【００３７】
図５および図６は、コンピュータ１９２を中心とする本測定装置における電気的システム構成を示している。なお、図５における実線の矢印は制御に関する電気信号線を示し、太い実線はコントロールバスを示す。他方、図６における実線の矢印は光の進路を示し、細い破線の矢印は制御に関する電気信号線を示す。
図５および図６に示すように、本測定装置においては、コンピュータ１９２が分光器コントローラ４０１を介してステップモータ１２３ｍ，１２８ｍを作動させ、切換ミラー１２３と回折格子の種類（１３０、１３２、１３４のいずれか）の角度を調整する。このことによって波長の切り替えおよび光源（キセノンランプ１０８または重水素ランプ１０２）の切り替えが実現される。同様に、フィルタコントローラ４０２を介してステップモータ１４４ｍを作動させ、使用する貫通孔１４４ａないしフィルタ板１４４ｂ〜ｆのいずれかを選択することができる。また、集光系コントローラ４０３を介して反射鏡１４８のモータ１４８ｍ（上記水平モータ１４８ｍ１と垂直モータ１４８ｍ２）の作動を制御して試料１７６に所望する光を照射する。
以上、光学系の制御の概略を図７に示す。図中の矢印は光の光路を示し、破線は上述の各種モータ（ｍ）とこのモータ（ｍ）で動く光学系機器との関係を示す。また、図中の細い実線は電気信号線を示し、太い実線はコントロールバスを示す。
【００３８】
同様にして、コンピュータ１９２は、検出系コントローラ４０４を介してステップモータ１５６ｍ，１５８ｍを作動させ、第２偏光子（検光子ともいう。以下同じ。）１５６の角度と凹面反射鏡１５８の角度を切換えることができる。
【００３９】
一方、試料ホルダ１７４の近傍にはホール素子１７７が配置されており、試料に印加される磁場の大きさと方向（強度）がガウスメータ等の磁場測定手段４０５を介してコンピュータ１９２に入力される。また、コンピュータ１９２は試料ホルダ１７４に組込まれている温度計の計測温度に基づいて試料の加熱／冷却コントローラ４０６を介して上記ヒータと冷却装置（図５中の１７９）をコントロールし、試料１７６の温度をオペレータのセットした値を中心としてフィードバック制御する。
【００４０】
さらにまた、コンピュータ１９２は、スイッチコントローラ４０７を介して上記スイッチ１８３を切りかえ、上記アンプ１８０，１８２のうちのいずれか一方の信号を直流成分電圧計１８８と第１ロックインアンプ１８４と第２ロックインアンプ１８６に入力する。また直流成分電圧計１８８の出力は電圧コントローラ４１０に入力され、この入力値に応じて調整された高電圧が光電子増幅管１６２に印加されて、直流成分電圧計１８８で検出される光強度レベルがほぼ一定となるようにフィードバック制御される。
上記の他にも、コンピュータ１９２は、磁場コントローラ４０９を介して電磁石１７２に加える電流を調整し、あるいは変調コントローラ４０８を介して光弾性変調器１５２をコントロールする。
【００４１】
なお、コンピュータ１９２による上述の制御システムは、本測定装置を制御するための一例を示したものにすぎない。本明細書および添付図面に記載された光−磁気効果の測定のための上記主要構成要素（すなわち各種光学機器）の組立および各要素間の配置に関する情報（図１参照）に基づいて種々の制御システムを構築することは、いわゆる当業者の設計事項にすぎないものであり、本発明を逸脱するものではない。
【００４２】
以下、図８〜図２１を参照しつつ、さらに詳細に本測定装置における測定の処理手順を説明する。
図８は、測定する波長に応じて使用するランプ１０２，１０８を選択する手順を示し、測定しようとする波長が３００ｎｍ以下か以上かで使用するランプ１０２，１０８を選択する。具体的にはモータ１２３ｍで切換ミラー１２３を切換えて分光器１２０にとりこむ光源を切換える。波長３００ｎｍ以下のときは重水素ランプ１０２を使用し（Ｓ７４又はＳ７５）、波長３００ｎｍ以上のときにはキセノンランプ１０８を使用する（Ｓ７２又はＳ７３）。
【００４３】
図９は回折格子１３０、１３２、１３４の選択と角度調整のための処理手順を示し、波長４００ｎｍ以下で測定するときに回折格子１３０を使用し（Ｓ８２）、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍで測定するときには回折格子１３２を使用し（Ｓ８４）、波長８００ｎｍ以上で測定するときには回折格子１３４を使用する。図中Ｓ８６は、さらに選択された回折格子の角度を微調整するステップを示し、これによって測定する波長が決められる。
【００４４】
図１０は、フィルタ１４４の制御手順を示し、測定波長が２５０ｎｍ以下のときには貫通孔１４４ａを使う。分光器１２０を波長２５０ｎｍ以下の光をとりだす状態で使用する場合、同時にとりだす可能性のある２次以上の回折光は波長１２５ｎｍ以下の光となるところ、波長１２５ｎｍ以下の光はたとえ重水素ランプ１０２を使っていてもひどく強度が低いため、フィルタでカットする必要がないためである。２５０ｎｍ〜４００ｎｍの光で測定する場合には、波長２５０〜５００ｎｍの光のみをとおすバントパスフィルタ１４４ｂを使って高次回折光を取り除く。波長４００〜６１０ｎｍの光で測定する場合には波長３２０ｎｍ以下の光をカットするフィルタ１４４ｃを使うことで高次回折光をカットする。以下、図１０の条件別にフィルター１４４ｄ〜１４４ｆを使いわけることで高次回折光をカットする。
【００４５】
図１１は、光検出器側の切換手順を示し、測定波長が８３０ｎｍ以下のとき光電子増幅管１６２を使用する。このとき凹面反射鏡１５８をモータ１５８ｍで切換え、さらに上記スイッチ１８３を切換える。光電子増幅管１６２を使用するときは、直流成分電圧計１８８の出力をモニタリングし、低すぎれば（Ｓ１０７）光電子増幅管１６２に加える電圧を大きくしてゲインを上げ（Ｓ１０８）、大きすぎれば（Ｓ１０９）印加する電圧を小さくしてゲインを下げる（Ｓ１１０）。このときの電圧の増大幅や減少幅を基準電圧からの差に比例させて迅速にフィードバック制御されるようにする。また電圧の増大処理と減少処理との間にヒステリシス特性を付与し、フィードバック制御のオーバーシュートのくりかえしを防止している。
一方、波長８３０ｎｍ以上で使用するときにはゲルマニウムダイオード１６０を使用し（Ｓ１０４；このとき反射鏡１５８とスイッチ１８３も切り替える）、光電子増幅管１６２に加える電圧をゼロとする（Ｓ１０５）。
【００４６】
図１２は、測定の準備段階の全体処理手順を示し、Ｓ１１３〜Ｓ１１７の詳細は図８〜図１１で説明したとおりである。Ｓ１１８は、光弾性変調器（モジュレータ）１５２に加える電圧を、測定に用いる波長にあわせて調整する処理を示す。例えば測定波長を３００ｎｍと６００ｎｍの場合を例として説明すると、それぞれの波をπ／２だけ変調する場合、３００ｎｍをπ／２だけ変調するのに比して６００ｎｍをπ／２だけ変調するには、より強く変調してより大きな距離だけシフトする必要がある。ステップＳ１１８では測定波長にあわせて光弾性変調器に加える電圧を調整し、短波長光には弱く変調する一方、長波長光には強く変調することによって、変調によって生じる位相差（ラジアン単位）が波長によらず一定となるようにする。本例では波長によらずπよりも若干小さい位相差となるように調整する。この位相差は、旋光角（正確には光−磁気効果回転角）と楕円率の同時測定が精度よく実施される位相差である。
【００４７】
図１３と図１４は、本測定装置のための校正処理の様子を示す。本測定装置の場合、校正のための係数に波長依存性がないことが確認されており、これを使用するユーザは適当な波長を選択して校正することができる（Ｓ１２１）。但し、測定光の波長と等しい波長で校正することがより確実である。
【００４８】
図１３において、校正処理時にはまず第２偏光子１５６（即ち検光子１５６）を装置側のゼロ度からマイナス２度回転させ（Ｓ１２２）、直流成分ＶDC、変調周波数成分ＶF 、その２倍の周波数成分Ｖ2Fを検出する。以後、検光子１５６を＋１度づつ回転させつつ（Ｓ１２５）、同様の処理をつづけ、この処理を＋２度に達するまでつづける（Ｓ１２４）。この結果計５回の測定がおこなわれる。コンピュータ１９２は、図１４に模式的に示されるように、検光子１５６の角度Ｘ（−２、−１、０、＋１、＋２）とＶ2F／ＶDC（すなわち２倍の周波数成分を直流成分で除した値でありこれをＹとする）との間に成立する関係を分析する。この分析の処理内容を模式的に示すと、Ｘ−Ｙ軸のグラフに最小２乗法で回帰線をひき、この回帰線の傾きから校正係数Ａを求め、Ｙ＝ＯとなるＡの値からゼロ角度を求める。
以上の処理はコンピュータ１９２でおこなわれる（図１３のステップＳ１２６）。以上の処理のあと検光子１５６をゼロ角度に回転させ（Ｓ１２７）、測定をおこなう波長にセットし（Ｓ１２８）、実際の測定に備える。図１３における装置側のゼロ度は、図３において黒色波をとおして白色波をとおさないはずの設計上のゼロ度であり、ステップＳ１２６で求められるゼロ角度は実際に校正されたゼロ角度である。
【００４９】
図１５は、ある波長のある磁場における測定手順を示す。この場合アンプ等の安定時間の経過後、直流成分ＶDC、変調周波数成分ＶF 、その２倍の周波数成分Ｖ2F、および磁場を測定し（Ｓ１４１〜Ｓ１４４）、それぞれの値をコンピュータ１９２に一旦記憶（Ｓ１４５〜Ｓ１４７）し、その測定値から旋光角（θ；光−磁気光学効果回転角）と楕円率（ε）を求める。算出式は図１５のステップＳ１４８に示されている。ここで、Ｊ１、Ｊ２はベッセル関数の１次と２次を示し、δは光弾性変調器による位相遅れである。前述したように、δは測定波長にかかわらず０．３８３×２πラジアン（これはπよりも若干小さい値である）に調整される。
図１６は、旋光角（θ）のみを測定する場合の手順を示し、図１７は、楕円率（ε）のみを測定する場合の手順を示している。
【００５０】
図１８は、磁場を「ゼロ→プラス最大値→ゼロ→マイナス最大値→ゼロ」に変化させつつ測定することで試料の磁場に対するヒステリシス特性を測定する手順図を示す。磁場はあらかじめ測定回数に対して方向と強度が定められており、前記した磁場の変化パターンが得られるようにする。測定開始時にまず図１３、図１４に示した校正処理をおこなう（Ｓ１７１）。次に、予め定められている順序に従って磁場を変えてゆく（Ｓ１７３）。一順の測定が終了するとステップＳ１７２がノーとなり測定を終える。このとき、磁場をゼロとし（Ｓ１７６）、光電子増幅管１６２に加える電圧をゼロとする（Ｓ１７７）。一順の測定の実行中は、磁場を変えつつ（Ｓ１７３）、測定を続ける（Ｓ１７５）。
【００５１】
図１９は、波長依存性を測定する処理手順を示す。この測定では試料が磁場に対して飽和したときの光−磁気効果を調べる。このために試料１７６にプラスの最大磁場とマイナスの最大磁場を加えて測定し、その測定値の差から飽和特性を調べる。ステップＳ１８１では校正処理をおこなう。ステップＳ１８２では測定開始時の波長をセットする。そしてその状態でプラスの最大磁場を印加する（Ｓ１８３）。波長を変えつつ一連の測定を続け、最終波長での測定がおこるとステップＳ１８４がノーとなる。このとき測定を終える（Ｓ１９０、Ｓ１９１）。測定中は、プラスの最大磁場で測定したあと（Ｓ１８５）、磁場の方向を逆転し、次にマイナスの最大磁場を印加して（Ｓ１８６）測定する（Ｓ１８７）。
以上の処理後、両者の差をとってこれを２で割ることにより（Ｓ１８８）、飽和時の旋光角θと楕円率εが算出される。これを波長を変えつつ全波長について実施する（Ｓ１８９）。
次の波長で測定するときは最初にマイナス磁場を加えつつ測定し、次に磁場を逆転してプラス磁場を加えて測定する（Ｓ１８５、Ｓ１８６、Ｓ１８７）。このように波長ごとに、「＋→−」、「−→＋」にように交互に磁場を変えつつ測定してゆく。一連の測定を全波長について終えることで、波長依存性が測定される。
【００５２】
図２０は改良された波長依存性の処理を示す。この処理手順では、波長ごとに校正処理をするようになっている。このために検光子を＋２度として測定し（Ｓ１９４、Ｓ１９５）、次いで検光子１５６を０度として測定する（Ｓ１９６、Ｓ１９７）。これにより図２０（Ｂ）に示すような校正直線が得られ、これからその波長での校正係数が算出される。なお本例では光−磁気光学効果の測定が検光子１５６を＋２度（Ｓ１９４とＳ１９５）（Ｓ１９９と２００）とした状態で行われる。すなわち、ゼロ角度で測定するわけではない。しかしながら、ステップＳ２０１で正磁場のときと負磁場のときとの差が求められるためにゼロ角度からの偏差による影響は打ち消され、良好な測定が行われる。
【００５３】
図２１は図２０と同様の改良が施された別例を示し、検光子１５６を＋２度と−２度のいずれかで用いる。この改良例では、ある波長ではプラス磁場を印加して校正し（図２１（Ｂ））、次の波長ではマイナス磁場を印加して校正する（図２１（Ｃ））。このようにすると、校正のために必要な磁場の逆転の回数も最小におさえられ、測定時間が大幅に短かくなる。
なお、上述の実施形態においては、本発明を円偏光変調波による測定装置に応用した場合を示したが、クロス−ニコル法、ファラデーセル法、回転検光子法による測定装置に応用することもできる。また、上記実施形態においては、主としてカー効果を測定する場合について説明したがファラデー効果を測定する場合にも同様の手順を適用し得る。
【００５４】
以上、本発明の第一の装置として好適な一実施形態について説明したが、本実施形態に係る測定装置によれば、上記重水素ランプ１０２から放射された波長２００ｎｍ以下の短波長光の経路にある上記各構成要素がいずれも密閉可能な容器１０６，１４２，１６６，１７０，１７８内に各々収容されるとともに当該容器１０６，１４２，１６６，１７０，１７８の内部には酸素吸収材が配備されている（図１参照）。従って、重水素ランプ１０２から光検出器（１６０，１６０ａ，１６２，１６２ａ）に至る光路（図４参照）が上記容器１０６，１４２，１６６，１７０，１７８内の密閉空間に確保されるとともに、当該空間に存在する酸素ガスを当該容器１０６，１４２，１６６，１７０，１７８内に投入した酸素吸収材によって吸収・除去することができる。なお、本測定装置においては、適当量の鉄粉系酸素吸収材を容器１０６，１４２，１６６，１７０，１７８内に配置することによって、当該容器を密閉後ほぼ１時間で容器内の酸素濃度を約０．１％程度にまで減少させることができる。
以上のとおり、本発明の第一の装置によれば、上記処理手順に基づいて波長２００ｎｍ以下の短波長光（典型的には２００ｎｍ〜１５０ｎｍ）での光−磁気光学効果（ファラデー効果および／またはカー効果）の測定を実現することができる。
なお、酸素ガスのみならず空気中に存在する水分も真空紫外光を吸収する成分であるため、各容器１０６，１４２，１６６，１７０，１７８内の空気が乾燥状態にあることがより好ましい。このため、本測定装置において、上記各容器１０６，１４２，１６６，１７０，１７８内に空気導入口を設けておき、試料１７６を入れた試料ホルダ１７４を所定の位置にセッティングした後、当該空気導入口から乾燥空気を予め導入することが好ましい。このことによって、短波長光の光路における水分を排除することができる。あるいは、上記酸素吸収材に加え種々の乾燥剤（シリカゲル等）を容器１０６，１４２，１６６，１７０，１７８内に配置しておくことも好ましい。このことによっても、短波長光の光路における水分を酸素とともに取り除くことができる。
【００５５】
次に、本発明の第二の実施形態として、本発明の第一の装置および本発明の第四の装置として好適であるカー効果測定装置を図面を参照しつつ説明する。なお、図２２および図２３は、それぞれ本実施形態に係る測定装置を模式的に示す平面図および側面図である。
【００５６】
図２２および図２３に示すように、本実施形態に係る測定装置は、上述の第一の実施形態における測定装置と同様、重水素ランプ２０２およびキセノンランプ２０８を光源として備えた光源部２０１と、当該光源部２０１から放射された光を分光しつつ所望する波長の光を取り出すための分光器２２０と、試料２７６を収容する試料ホルダ２７４と、上記試料に磁場を印加する手段に相当する電磁石２７２と、光学系ボックス２６５とを主要構成要素とし、これらは定盤２００上に配置されている。なお、この光学系ボックス２６５には、上述の第一の実施形態と同様、分光器２２０から取り出された光を偏光するための第１偏光子２５０、光弾性変調器２５２、試料２７６からの反射光を通す第２偏光子２５６、ならびに当該第２偏光子２５６を通過した光の強度を検出するゲルマニウムダイオード２６０、光電子増幅管２６２および光路切換用反射鏡２５８から構成される光検出器２６１（図２４参照）等が収容されている。
なお、本願発明を直接特徴付けるものではないが、本実施形態にかかる測定装置においては、図２４に示すように、光学系ボックス２６５内において、光学定数測定時における試料ホルダー２７４装着部位を設けるとともに、上記光検出器２６１をサーボモータを備えた可動テーブル（図示せず）上に配置している。この結果、図中２６１Ａで示す位置に光検出器２６１を移動させ、上記試料ホルダ２７４装着部位に試料ホルダ２７４を装着することによって光学定数を測定することができる。また、軸合わせ等の調整後は光検出器２６１を所定の位置に移動させ、再現性を確保しつつ測定を行うことができる。
【００５７】
一方、図２２および図２３に示すように、キセノンランプ２０８およびそれに付随する反射鏡２１０，２１２を除く光源部２０１、分光器２２０、光学系ボックス２６５および電磁石２７２（即ち試料保持部分）は各々密閉可能な容器２０６，２４２，２６６，２７０に収容されている。また、本実施形態に係る測定装置では、上記各容器２０６，２４２，２６６，２７０は相互に通気可能な状態且つ外気から遮断されるようにシールされた状態で形成されている。さらに、光源部（重水素ランプ２０２系）２０１を収容する容器２０６の一端には電磁弁２１３を備えた空気導入口２１４が形成されており、他方、光学系ボックス２６５の外壁に相当する容器２６６の一端には電磁弁２１６を備えた空気排出口２１５が形成されている。
従って、本実施形態に係る測定装置では、空気導入口２１４および空気排出口２１５にそれぞれ外部ガス供給源および真空ポンプ等を接続することによって、重水素ランプ２０２から光検出器２６１に至る波長２００ｎｍ以下の短波長光の光路を包含する各容器２０６，２４２，２６６，２７０内を外気から遮断し得るとともに当該容器２０６，２４２，２６６，２７０内の空気を所望するガス（例えば乾燥空気や窒素ガス）と置換することができる。
【００５８】
また、図２２に示すように、本実施形態に係る測定装置においても、上述の第一の実施形態と同様に、各容器２０６，２４２，２６６，２７０内の適当な場所に酸素吸収材含有パッド２０３，２３３，２５３が配置されている。このことによって、容器２０６，２４２，２６６，２７０内に存在する酸素を吸収・除去することができる。このため、重水素ランプ２０２から光検出器２６１に至る光路を酸素を殆ど含まない雰囲気中に確保することが可能となり、上記処理手順に基づいて波長２００ｎｍ以下の短波長光（典型的には２００ｎｍ〜１５０ｎｍ）でのカー効果の測定を実現することができる。ところで、本実施形態に係る測定装置に上記第一の実施形態において開示されたのと同様のファラデー効果測定用機器を設けることによって、上記処理手順に基づいてカー効果と同様にファラデー効果を好適に測定し得ることは当業者に理解されることである。なお、本実施形態に係る測定装置も上述の第一の実施形態における測定装置と同様にコンピュータ制御可能であり、具体的な処理手順等の詳細な例示は省略する。
【００５９】
さらに、図２２および図２３に示すように、本測定装置には、上述の圧力調整器に相当する蛇腹式ガス量調整タンク２１８が光学系ボックスの容器２６６と通気可能に設けられている。これにより、容器２０６，２４２，２６６，２７０内を密閉状態とした後、その内部に配置しておいた酸素吸収材によって当該容器２０６，２４２，２６６，２７０内の酸素吸収に基づいて気圧が減少（即ちガス容量が減少）した際には、容器内外の気圧差に応じて、当該ガス量調整タンク２１８から容器内にガス（好ましくは窒素ガス等の酸素非含有ガス若しくは乾燥空気）が補給され、結果、容器内外の気圧差を解消することができる。
従って、本実施形態に係る測定装置では、酸素吸収材による密閉容器２０６，２４２，２６６，２７０内の酸素吸収後も当該容器内が外気に対して著しく負圧になるのを防ぐことができる。このため、本実施形態に係る測定装置によれば、例えば試料２７６の交換時のように一時的に容器２０６，２４２，２６６，２７０の一部を開放した際にも外気（即ち酸素を普通に含有する空気）が容器内に急激に流入するのを防止することができる。従って、本測定装置によれば、一時的な容器２０６，２４２，２６６，２７０の開放に関わらず、酸素を含有しない雰囲気を実用的に問題とならないレベルで維持することができる。
【００６０】
次に、第三の実施形態として、本発明の第二および第四の装置として好適であるカー効果測定用装置を図２５を参照しつつ説明する。なお、図２５は、本実施形態に係る測定装置を模式的に示す側面図である。
【００６１】
本実施形態に係る測定装置は、上述の第二の実施形態における測定装置とその構成の大部分を等しくするものであり、個々の主要構成要素についての詳細な説明は省略する（上記第二の実施形態参照）が、図２５に示すように、定盤２００に通気可能な貫通孔２００ａを設けるとともに、当該定盤２００底面に貫通孔２００ａを覆うようにして密閉可能な酸素吸収ボックス２１９を着脱可能に設けたことを特徴としている。
すなわち、上記各容器２０６，２４２，２６６，２７０内に酸素吸収材を配置する代わりに、当該酸素吸収ボックス２１９内に上記各容器２０６，２４２，２６６，２７０内の酸素を吸収し得る量の酸素吸収材を含む酸素吸収材含有パッド２２７を収納する。このことによって、上記第二の実施形態における測定装置と同様、容器内を酸素を含有しない雰囲気に保つことができることに加え、当該酸素吸収材の取り替え作業を上記酸素吸収ボックス２１９を取り扱うことのみで行うことができる。このため、酸素吸収材の交換作業に際し、繊細な取り扱いを要求される上記主要構成要素（即ち光学機器）に触れるおそれがない。従って、本測定装置よれば、定盤２００上面に配置されている上記主要構成要素が物理的な障害となることなく酸素吸収材の取り替えをスムーズに行うことができる。また、上述のように、酸素吸収ボックス２１９を定盤２００の下部すなわち各容器２０６，２４２，２６６，２７０の下方に設けることによって一般的に空気よりも下方にたまりやすい酸素を効率よく吸収・除去することができる。
【００６２】
次に、第四の実施形態として、本発明の第三の装置として好適であるカー効果測定用装置を図２６を参照しつつ説明する。なお、図２６は、本実施形態に係る測定装置を模式的に示す平面図である。
【００６３】
図２６（Ａ）に示すように、本実施形態に係る測定装置は、上述の第二、第三の実施形態における測定装置と同様に、重水素ランプ３０２およびキセノンランプ３０８を光源として備えた光源部３０１と、当該光源部３０１から放射された光を分光しつつ所望する波長の光を取り出すための分光器３２０と、試料３７６を収容する試料ホルダ３７４と、上記試料に磁場を印加する手段に相当する電磁石３７２と、上記第１偏光子、光弾性変調器、第２偏光子および光検出器（図２４参照）等を収容する光学系ボックス３６５とを主要構成要素とし、これらは定盤２００上に配置されている。
【００６４】
而して、キセノンランプ３０８およびそれに付随する反射鏡３１０，３１２を除く光源部３０１、分光器３２０、光学系ボックス３６５および電磁石３７２（試料保持部分）は各々密閉可能な容器３０６，３４２，３６６，３７０に収容されている。なお、本実施形態に係る測定装置についても、上記各実施形態同様、各容器３０６，３４２，３６６，３７０は相互に通気可能な状態且つ外気から遮断されるようにシールされた状態で形成されており、さらに光源部（重水素ランプ３０２系）３０１を収容する容器３０６の一端には電磁弁（図示せず）を備えた換気口３１４が形成されている。
【００６５】
一方、本測定装置には、上述のガス置換手段を具現化したガス置換機構の一好適例である酸素／二酸化炭素変換器３１８が光学系ボックス３６５の容器３６６および光源部３０１の容器３０６と通気可能に設けられている。以下、この酸素／二酸化炭素変換器３１８について説明する。
図２６（Ｂ）に示すように、酸素／二酸化炭素変換器３１８は、上記二つの容器３６６，３０６と通気可能に設けられた容器３１９を外壁部とし、その内部にはガス循環用フィン３３１と、一対の電極受け３３３間に設けられたカーボン電極３３２とが備えられている。而して、ガス循環用フィン３３１は、換気口３１４を閉じて、容器３０６，３４２，３６６，３７０，３１９内を外気から遮断した際に、当該容器３０６，３４２，３６６，３７０，３１９内のガスを循環させるための装置である。すなわち、このガス循環用フィン３３１を作動させることによって、換気口３１４閉鎖時には図２６（Ｂ）中に示す矢印方向にガスが循環することとなる。
【００６６】
このとき、上記カーボン電極３３２に高電圧を印加して高熱状態とすることによって、当該カーボン電極３３２近傍を流れるガス中の酸素と当該電極３３２の構成成分である炭素とを化学反応させて当該酸素を二酸化炭素に置換することができる。なお、使用する上記電極３３２中には予め酸化触媒（好ましくは白金）を練り込んでおくことが好ましい。このことによって上記化学反応による酸素の二酸化炭素への置換効率を向上させ、中間反応物である一酸化炭素の蓄積を防止することができる。
【００６７】
以上のとおり、本実施形態に係る測定装置によれば、容器３０６，３４２，３６６，３７０，３１９内の酸素ガスを二酸化炭素ガスに置換することができ、重水素ランプ３０２から光検出器に至る光路を酸素を含まない（即ち二酸化炭素を高濃度に含む）雰囲気におくことができる。
ところで、上述のとおり、波長２００ｎｍ付近から吸収が始まる酸素分子とは異なり、二酸化炭素分子の場合には真空紫外光吸収スペクトルは１６５ｎｍ以下に存在する。従って、本測定装置によれば、上記処理手順に基づいて波長２００ｎｍ以下の短波長光（典型的には２００ｎｍ〜１６５ｎｍ）でのカー効果の測定を実現することができる。さらに、上記Ｏ₂ ／ＣＯ₂ ガス置換によっては容器内のガス体積は殆ど変化しないため、上記第二および第三の実施形態に係る測定装置同様、試料３７６交換時のような一時的に容器３０６，３４２，３６６，３７０を開放した場合であっても外気が急激に容器内に流入することはなく、酸素を含有しない雰囲気を実用的に問題とならないレベルで維持することができる。
【００６８】
以上、本発明の光−磁気光学効果測定装置の好適ないくつかの実施形態を説明したが、本発明を上記実施形態に示したものに限定することを意図したものではない。
例えば、上記第一乃至第三の実施形態では、酸素吸収材として食品の鮮度保持材等として一般的な鉄粉系のものを使用したが、酸素を選択的に吸収するものであればよく鉄粉タイプに限定する必要はない。例えば、ガス分析時にしばしば使用されるピロガロール等からなる酸素吸収剤によっても良い。
【００６９】
また、上記第二および第三の実施形態においては、上記圧力調整器として蛇腹式のガス量調整タンク２１８が用いられているが、容器内外の気圧差に応じて容器内にガスを放出し得るものであれば良く、例えば、風船式タンクあるいはシリンダ／ピストン式の圧力調整タンクでも良い。
あるいは、上記第四の実施形態においては、上記ガス置換手段の一具体例としてカーボン電極３３２を使用した酸素／二酸化炭素変換器３１８を用いたがこの形態に限るものではない。例えば、酸素／二酸化炭素変換器３１８に代えて、鮮度保持材として食品包装物中に封入されている一般的なガス置換型脱酸素材（即ち食品包装物中の酸素ガスを吸収し二酸化炭素ガス（炭酸ガス）を放出するもの）を容器内に配置する手段によっても良い。
また、上記各実施形態においては、本発明を円偏光変調波による測定装置に応用した場合を示したが、クロス−ニコル法、ファラデーセル法、回転検光子法による測定装置に応用することもできる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、装置自体を真空条件下におくことなく簡単な装置構成によって波長２００ｎｍ以下の短波長光での光−磁気光学効果測定を行うことができる。すなわち、本発明では、光路が酸素を含まない気体内に確保され、さらに使用する光学素子が波長２００ｎｍ以下の短波長光を強く減衰させることがない。このため、本発明の光−磁気光学効果測定装置は、今後重要となると予想される超高密度記憶技術の進展に資するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態に係る本発明の測定装置の平面レイアウトを示す図である。
【図２】分光器とフィルタの詳細を示す図である。
【図３】測定原理を模式的に示す図である。
【図４】光路を中心に示す図である。
【図５】一実施形態に係る本発明の測定装置の電気的システム図である。
【図６】一実施形態に係る本発明の測定装置の電気的システムを模式的に示す図である。
【図７】照射光学系を示す図である。
【図８】ランプの選択手順図である。
【図９】回折格子の選択と角度調整手順図である。
【図１０】フィルタの選択手順図である。
【図１１】検出装置の選択手順図である。
【図１２】測定準備手続の全体処理手順図である。
【図１３】校正処理手順図である。
【図１４】校正内容を示す図である。
【図１５】測定時の実際手順図である。
【図１６】光−磁気効果回転角（旋光角）の測定手順図である。
【図１７】楕円率の測定手順図である。
【図１８】ヒステリシス特性の測定手順図である。
【図１９】波長依存性の測定手順図（その１）である。
【図２０】波長依存性の測定手順図（その２）である。
【図２１】波長依存性の測定手順図（その３）である。
【図２２】一実施形態に係る本発明の測定装置を模式的に示す平面図である。
【図２３】一実施形態に係る本発明の測定装置を模式的に示す側面図である。
【図２４】一実施形態に係る本発明の測定装置の要部を示す説明図である。
【図２５】一実施形態に係る本発明の測定装置を模式的に示す側面図である。
【図２６】（Ａ）は一実施形態に係る本発明の測定装置を模式的に示す平面図であり、（Ｂ）はその要部の説明図である。
【符号の説明】
１０１，２０１，３０１ 光源部
１０２，２０２，３０２ 重水素ランプ
１０３，１３３，１５３，１５３ａ，１７３，２０３，２２７，２３３，２５３ 酸素吸収材剤パッド
１０６，１４２，１６６，１７０，１７８，２０６，２４２，２６６，２７０，３０６，３４２，３６６，３７０ 容器
１０８，２０８，３０８ キセノンランプ
１２０，２２０，３２０ 分光器
１３０，１３２，１３４ 回折格子
１５０，２５０ 第１偏光子
１５２，２５２ 光弾性変調器
１５６，１５６ａ 第２偏光子
１６０，１６０ａ，２６０ ゲルマニウムダイオード
１６２，１６２ａ，２６２ 光電子増幅管
１６５，２６５，３６５ 光学系ボックス
１７２，２７２，３７２ 電磁石
１７４，２７４，３７４ 試料ホルダ
１７６，２７６，３７６ 試料
２００ 定盤
２００ａ 貫通孔
２１８ ガス量調整タンク
２１９ 酸素吸収ボックス
２６１ 光検出器
３１８ 酸素／二酸化炭素変換器

Claims (3)

1. 光源部と、その光源部からの光を分光して必要な波長の光をとりだす分光器と、その分光器でとりだされた光を偏光する第１の偏光子と、試料に磁場を印加する手段と、該第１の偏光子から該試料に照射された光であって該試料を透過した光または該試料で反射した光を通す第２の偏光子と、その第２の偏光子を通過した光の強度を検出する光検出器とを備えた光−磁気光学効果測定装置において、
   その光源部は波長２００ｎｍ以下の短波長光を放射し得るように構成されており、
   該光源部から該光検出器に至る該短波長光の光路は密閉可能な容器内に収容されており、
   その容器と通気可能に設けられた容器には、電圧を印加することによって容器内の酸素を二酸化炭素に置換するカーボン電極が設けられていることを特徴とする光−磁気光学効果測定装置。
2. カーボン電極は酸化触媒を含む構成としたことを特徴とする請求項１に記載の光−磁気光学効果測定装置。
3. 容器内外の気圧差を解消し得る圧力調整器が備えられていることを特徴とする請求項１または２に記載の光−磁気光学効果測定装置。

Images