JPWO2013125571A1 - 被測定対象の熱輻射測定装置、及び被測定対象の熱輻射測定方法、並びに熱輻射測定用セル - Google Patents
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Abstract
Description
12,212,312 被測定対象
16 基体
18 保護カバー
20 対物レンズ
30 レンズホルダー
32a レンズ
32a 各レンズ
34 外部レンズホルダー
36 内部レンズホルダー
38 外部レンズホルダー
39 検出部用ウィンドウ
40 振動制御部
45 ファンクションジェネレータ
50 平行度調整部
52 傾斜ステージ
54a,54b マイクロメータ
60 位置制御部
65 ステージコントローラ
70 検出部
75 前置増幅器(低雑音プリアンプ)
80 ロックインアンプ
90 コンピューター
100,200,300 被測定対象の熱輻射測定装置
314 培養液
図1は、本実施形態の被測定対象の熱輻射測定装置100(以下、単に、「熱輻射測定装置100」ともいう。)におけるある態様の概要構成図である。また、図2は、熱輻射測定装置100における別の態様の概要構成図である。図1と図2の違いは、測定用セル10の基体16が対物レンズ(第1レンズの一例)20の表面に対して接しているか否かである。なお、本図面は概要図であるため、各構成部分を保持する保持部や、後述する冷却装置等の周辺装置ないし機器は図1から省略されている。また、図3は、本実施形態における熱輻射測定装置100の一部を構成する平行度調整部50の概要構成図である。
図6(a)は、本実施形態における被測定対象12からの熱輻射の干渉を説明する概念図である。また、図6(b)は、本実施形態における被測定対象12からの熱輻射の予想される干渉光の強度分布(上段)と、その熱輻射がロックインアンプ80によって検出される際の信号(下段)の説明図である。
本実施形態の熱輻射測定装置100を用いて被測定対象12からの熱輻射を測定する際、基体16と対物レンズ20との平行度を出来る限り高めることが好ましい。高い平行度が実現されれば、基体16(従って、被測定対象12)と対物レンズ20の距離を近接させて振動させることが可能になる。
次に、第1の実施形態の熱輻射測定装置100を用いて、基体16の表面、すなわち、被測定対象12の熱輻射が、参照用被測定対象(PDMS)を含む周辺環境の熱輻射から明確に分別され得ることを確認する実験を行った。
図9は、別の実施形態における被測定対象の熱輻射測定装置200の、図1に対応した概要構成図である。本実施形態の熱輻射測定装置200は、第1の実施形態の測定用セル10が測定用セル210に変更された点を除き、第1の実施形態の熱輻射測定装置100と同じである。従って、重複する説明は省略され得る。
Claims (11)
- 被測定対象の熱輻射を検出するための測定装置であって、
液体又は液体を含有する物体である前記被測定対象を収容する収容部の1つの壁を前記熱輻射の波長を透過する基体とする測定用セルの前記基体が、断面が平面となるように球の一部を切り取った第1レンズの前記平面と密着したときに、前記基体上の、又は前記基体に近接する前記被測定対象の少なくとも一部に、前記第1レンズを介して前記熱輻射を検出するための、前記第1レンズと前記基体とからなる第2レンズの焦点が合うように前記測定用セルを配置し、
前記被測定対象及び前記第1レンズのうちの一方を他方に対して光軸方向に当接及び離間可能に制御する位置制御部と、
前記被測定対象及び前記第1レンズのうちの一方を他方に対して振動させるとともにその振動数を制御する振動制御部と、
前記第1レンズを介して前記熱輻射を検出する検出部と、を備える、
被測定対象の熱輻射測定装置。 - 前記基体及び前記第1レンズが、吸収係数が小さく、かつ誘電率が大きい材質から構成される、
請求項1に記載の被測定対象の熱輻射測定装置。 - 前記測定用セルの前記基体が前記第1レンズの前記平面と密着したときに、実質的に球面収差がなくなるように前記熱輻射を検出するための前記第2レンズの焦点が合う、
請求項2に記載の被測定対象の熱輻射測定装置。 - 前記熱輻射の光の焦点の大きさを、前記検出部の受光面積と同程度とする、
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の被測定対象の熱輻射測定装置。 - 被測定対象の熱輻射を検出するための測定方法であって、
液体又は液体を含有する物体である前記被測定対象を収容する収容部の1つの壁を前記熱輻射の波長を透過する基体とする測定用セルの前記基体が、断面が平面となるように球の一部を切り取った第1レンズの前記平面と密着したときに、前記基体上の、又は前記基体に近接する前記被測定対象の少なくとも一部に、前記第1レンズを介して前記熱輻射を検出するための、前記第1レンズと前記基体とからなる第2レンズの焦点が合うように配置される前記測定用セルを用いて、
前記被測定対象及び前記第1レンズのうちの一方を他方に対して光軸方向に当接又は離間させるとともに、前記被測定対象及び前記第1レンズのうちの一方を他方に対して振動させることにより、前記第1レンズを介して前記熱輻射を検出する、
被測定対象の熱輻射測定方法。 - 前記基体及び前記第1レンズが、吸収係数が小さく、かつ誘電率が大きい材質から構成される、
請求項5に記載の被測定対象の熱輻射測定方法。 - 前記測定用セルの前記基体が前記第1レンズの前記平面と密着したときに、実質的に球面収差がなくなるように前記熱輻射を検出するための前記第2レンズの焦点が合う、
請求項6に記載の被測定対象の熱輻射測定装置。 - 前記熱輻射の検出の前に、
前記基体が平板状の基板であって、前記被測定対象の熱輻射と、前記熱輻射が前記平面及び前記基板に反射して前記第1レンズに入射した熱輻射との干渉を測定することにより得られる、前記光軸方向に対する前記基板の傾きを測定することにより、前記基板と前記平面との平行度を矯正する工程を行う、
請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載の被測定対象の熱輻射測定方法。 - 前記矯正する工程の後であって、前記熱輻射の検出の前に、
前記干渉の測定から得られる前記基板と前記平面との距離に基づいて、前記第1レンズに対して前記基板を近接させる工程を行う、
請求項8に記載の被測定対象の熱輻射測定方法。 - 被測定対象の熱輻射を検出するための測定用セルであって、
液体又は液体を含有する物体である前記被測定対象を収容する収容部の1つの壁が、前記熱輻射の波長を透過する基体を用いて構成され、
断面が平面となるように球の一部を切り取った第1レンズの前記平面と前記基体とが密着したときに、前記第1レンズを介して前記熱輻射を検出するための、前記第1レンズと前記基体とからなる第2レンズの焦点が、前記基体上の、又は前記基体に近接する前記被測定対象の少なくとも一部に合うように配置され、かつ
前記被測定対象及び前記第1レンズのうちの一方が他方に対して光軸方向に当接及び離間可能に、かつ振動可能に配置される、
熱輻射測定用セル。 - 前記基体が、吸収係数が小さく、かつ誘電率が大きい材質から構成される、
請求項10に記載の熱輻射測定用セル。
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