(57)【要約】【課題】試料の吸光度を高精度で測定でき，また，試料の吸光度に対する光熱効果及びその他の要因の影響度合いの評価にも有効な吸光特性測定方法を提供すること。【解決手段】測定対象試料１とその両側に配置された２つの同一物である第１参照試料２ａ及び第２参照試料２ｂとを励起する励起光Ｈを，第１参照試料２ａ，測定対象試料１及び第２参照試料２ｂの順に貫通させ，第１検出光Ｐａ及び第２検出光Ｐｂそれぞれを，第１参照試料２ａ及び第２参照試料２ｂそれぞれに対し，それらの内部における励起光Ｈに交差させつつ通過させ，通過後の各検出光Ｐａ’，Ｐｂ’を光干渉計３０により干渉させて干渉光の強度を検出し，その検出信号から各検出光Ｐａ’，Ｐｂ’の位相差を検出する。【選択図】図１
2010236991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象試料における励起光の吸光特性を測定する吸光特性測定方法であって，
前記測定対象試料とその両側に配置された２つの同一物である第１参照試料及び第２参照試料とを励起する前記励起光を，前記第１参照試料，前記測定対象試料及び前記第２参照試料の順に貫通させる励起光照射手順と，
前記励起光とは異なる第１検出光及び第２検出光それぞれを，前記第１参照試料及び前記第２参照試料それぞれに対し，それらの内部における前記励起光に交差させつつ通過させる第１の検出光照射手順と，
前記第１参照試料及び前記第２参照試料それぞれを通過した前記第１検出光及び前記第２検出光を光干渉計により干渉させて干渉光の強度を検出する第１の光干渉手順と，
前記第１の光干渉手順により得られた干渉光の強度の信号から前記第１検出光と前記第２検出光との位相差を検出する第１の位相差検出手順と，
を有してなることを特徴とする吸光特性測定方法。
【請求項２】
前記励起光照射手順，前記第１の検出光照射手順，前記第１の光干渉手順及び前記第１の位相差検出手順が，容器に収容された溶液である前記測定対象試料の濃度のみが異なる，又は前記測定対象試料の厚みのみが異なる複数の条件下で実行された後に，該複数の条件下それぞれにおける前記第１の位相差検出手順により得られた位相差を予め定められた演算式に適用して前記測定対象試料のモル吸光係数又は吸光係数を計算機により算出する吸光係数算出手順を有してなる請求項１に記載の吸光特性測定方法。
【請求項３】
前記励起光照射手順，前記第１の検出光照射手順，前記第１の光干渉手順及び前記第１の位相差検出手順が，前記測定対象試料の吸光度が既知である場合と未知である場合とを含む複数の条件下で実行された後に，該複数の条件下での前記第１の位相差検出手順により得られた位相差を予め定められた演算式に適用して前記測定対象試料の未知の吸光度を計算機により算出する吸光度算出手順を有してなる請求項１に記載の吸光特性測定方法。
【請求項４】
前記励起光照射手順において，前記第１参照試料を通過した前記励起光を，第１のレンズを通じて集光させた後に前記測定対象試料に通過させ，該測定対象試料を通過した前記励起光を，第２のレンズを通じて前記第１のレンズによる集光前の光束径に戻した後に前記第２参照試料に通過させてなる請求項１〜３のいずれかに記載の吸光特性測定方法。
【請求項５】
前記第１検出光と同じ特性の第３検出光及び前記第２検出光それぞれを，前記測定対象試料及び前記第２参照試料それぞれに対し，それらの内部における前記励起光に交差させつつ通過させる第２の検出光照射手順と，
前記第２の検出光照射手順の実行により前記測定対象試料及び前記第２参照試料それぞれを通過した前記第３検出光及び前記第２検出光を光干渉計により干渉させて干渉光の強度を検出する第２の光干渉手順と，
前記第２の光干渉手順により得られた干渉光の強度の信号から前記第３検出光と前記第２検出光との位相差を検出する第２の位相差検出手順と，
を有してなる請求項１〜４のいずれかに記載の吸光特性測定方法。
【請求項６】
前記第２検出光と同じ特性の第３検出光及び前記第１検出光それぞれを，前記測定対象試料及び前記第１参照試料それぞれに対し，それらの内部における前記励起光に交差させつつ通過させる第２の検出光照射手順と，
前記第２の検出光照射手順の実行により前記測定対象試料及び前記第１参照試料それぞれを通過した前記第３検出光及び前記第１検出光を光干渉計により干渉させて干渉光の強度を検出する第２の光干渉手順と，
前記第２の光干渉手順により得られた干渉光の強度の信号から前記第３検出光と前記第１検出光との位相差を検出する第２の位相差検出手順と，
を有してなる請求項１〜４のいずれかに記載の吸光特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，測定対象試料における励起光の吸光特性を測定する吸光特性測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
分析化学や医学等の広い産業分野において，分子の特性を測定する方法として吸光法や蛍光法が利用されている。ここで，蛍光法は，測定可能な分子の種類が限られているため，測定対象が多様である場合，吸光法による測定が有効である。一般な吸光法は，試料に検出光を通過させ，試料内で吸収されずに通過してきた検出光の強度を検出することによって吸光度を測定する測定法である。ここで，試料に入射する前の検出光の強度をＩ0，試料を通過後の測定光の強度をＩとすると，吸光度Ａ＝ｌｏｇ10（Ｉ0／Ｉ）となる。
しかしながら，一般的な吸光法による測定は，測定感度が低いという問題点がある。
一方，特許文献１には，試料を励起光により励起し，その励起部を通過させた検出光の強度により試料の吸光特性を測定する熱レンズ法について示されている。熱レンズ法は，光励起により屈折率分布が生じた励起部をレンズとして用い，その励起部を通過させた検出光の集光状態の変化（屈折率の変化）を，検出光の強度変化として捉える測定法である。試料の励起部の屈折率変化は，前記励起部の光熱効果によって生じる変化である。光熱効果による屈折率変化を光学的に検出する熱レンズ法は，検出光の減衰率を直接的に検出するよりも，試料の吸光特性を高感度で測定できる。
また，特許文献２には，試料を励起光により励起し，光干渉計により，試料の励起部に通過させた物体光（検出光）と他の参照光とを干渉させるとともに，その干渉光の強度を検出する測定法（以下，光熱変換法という）について示されている。ここで，前記干渉光の強度は，物体光の位相と参照光の位相との差（位相差）を表し，その位相差は，試料の励起部の光熱効果による屈折率変化に応じて生じる。前記光干渉計は，試料の励起部の屈折率変化を非常に高感度で検出できる。そのため，前記光熱変換法によれば，前記熱レンズ法に比べても更に高感度で吸光特性を測定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３５６６１１号公報
【特許文献２】特開２００７−３３３６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，前記熱レンズ法や前記光熱変換法は，試料の光熱効果による屈折率変化を検出する測定法であるため，試料が，その吸光度には影響するが，その屈折率変化には影響しない特性を有する場合，試料の吸光度（吸光特性の一例）を高精度で測定することができないという問題点があった。
図７は，励起光により励起された試料の光熱効果に影響する複数の要因を表す模式図である。図７に示されるように，試料の光熱効果には，蛍光や検出光の散乱ロス等が影響する。前記熱レンズ法や前記光熱変換法は，吸光度を直接的に検出するのではなく，光熱効果による検出光の減衰量を，試料の屈折率変化として検出する手法である。
従って，例えば，溶媒及び溶質の種類が同じで濃度が異なる複数の溶液が試料である場合，それらの試料において，光熱効果とそれ以外の要因とが吸光度に対して同じ比率で影響するのであれば，前記熱レンズ法や前記光熱変換法による測定結果は，試料の吸光度の指標値となる。
しかしながら，試料（溶液）によっては，例えばタンパク質のように，その種類に対して蛍光の発生量が異なるものも多く，そのような試料については，前記熱レンズ法や前記光熱変換法により吸光度を高精度で測定することができない。そのため，前記熱レンズ法や前記光熱変換法では，試料の吸光度に対する光熱効果及びその他の要因の影響度合いを評価することもできない。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，試料の吸光度を高精度で測定でき，また，試料の吸光度に対する光熱効果及びその他の要因の影響度合いの評価にも有効な吸光特性測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明は，測定対象試料における励起光の吸光特性を測定する吸光特性測定方法の発明であり，次の（１）〜（４）に示される各手順を有する方法である。
（１）前記測定対象試料とその両側に配置された２つの同一物である第１参照試料及び第２参照試料とを励起する前記励起光を，前記第１参照試料，前記測定対象試料及び前記第２参照試料の順に貫通させる励起光照射手順。
（２）前記励起光とは異なる第１検出光及び第２検出光それぞれを，前記第１参照試料及び前記第２参照試料それぞれに対し，それらの内部における前記励起光に交差させつつ通過させる第１の検出光照射手順。
（３）前記第１参照試料及び前記第２参照試料それぞれを通過した前記第１検出光及び前記第２検出光を光干渉計により干渉させて干渉光の強度を検出する第１の光干渉手順。
（４）前記第１の光干渉手順により得られた干渉光の強度の信号から前記第１検出光と前記第２検出光との位相差を検出する第１の位相差検出手順。
【０００６】
本発明に係る吸光特性測定方法では，測定対象試料の両側に配置された同一の物性及び寸法を有する２つの参照試料（前記第１参照試料及び前記第２参照試料）それぞれを通過した２つの検出光（前記第１検出光及び前記第２検出光）を干渉させた干渉光の強度信号の検波により，それら２つの検出光の位相差を検出する。その位相差は，前記２つの参照試料それぞれにおける光熱効果により変化する屈折率の差を表す。
また，前記２つの参照試料及び前記励起光の条件を変えない場合，前記第１参照試料の屈折率の状態及び前記測定対象試料に入射する励起光の強度は一定である。一方，前記第２参照試料に入射する励起光の強度及び前記第２参照試料の屈折率の状態は，前記測定対象試料の吸光度に応じて変化する。
従って，前記測定対象試料の厚みや濃度等が異なる複数の条件下での前記干渉光の強度の差異に基づいて，それら各条件における前記測定対象試料の吸光度の差異を特定することができる。その結果，前記測定対象試料の吸光度を高精度で測定できる。
【０００７】
例えば，本発明に係る吸光特性測定方法が，次の（５）又は（６）に示される手順を有することが考えられる。
（５）前記励起光照射手順，前記第１の検出光照射手順，前記第１の光干渉手順及び前記第１の位相差検出手順が，容器に収容された溶液である前記測定対象試料の濃度のみが異なる，又は前記測定対象試料の厚みのみが異なる複数の条件下で実行された後に，それら複数の条件下それぞれにおける前記第１の位相差検出手順により得られた位相差を予め定められた演算式に適用して前記測定対象試料のモル吸光係数又は吸光係数を計算機により算出する吸光係数算出手順。
（６）前記励起光照射手順，前記第１の検出光照射手順，前記第１の光干渉手順及び前記第１の位相差検出手順が，前記測定対象試料の吸光度が既知である場合と未知である場合とを含む複数の条件下で実行された後に，それら複数の条件下での前記第１の位相差検出手順により得られた位相差を予め定められた演算式に適用して前記測定対象試料の未知の吸光度を計算機により算出する吸光度算出手順。
【０００８】
また，前記励起光照射手順において，前記第１参照試料を通過した前記励起光を，第１のレンズを通じて集光させた後に前記測定対象試料に通過させ，さらにその測定対象試料を通過した前記励起光を，第２のレンズを通じて前記第１のレンズによる集光前の光束径に戻した後に前記第２参照試料に通過させることが考えられる。
これにより，前記測定対象試料における微小領域，或いは微小な前記測定対象試料の吸光度を測定できる。また，前記第１検出光及び前記第２検出光と交差する前記第１参照試料及び前記第２参照試料の内部においては，前記励起光の径を比較的大きな径とすることができる。そのため，各検出光と励起光とを適切に交差させるための高精度の位置合わせを要さず，機器のセッティングが容易である。
【０００９】
また，本発明に係る吸光特性測定方法が，さらに次の（７）〜（９）に示される各手順を有することも考えられる。
（７）前記第１検出光と同じ特性の第３検出光及び前記第２検出光それぞれを，前記測定対象試料及び前記第２参照試料それぞれに対し，それらの内部における前記励起光に交差させつつ通過させる第２の検出光照射手順。
（８）前記第２の検出光照射手順の実行により前記測定対象試料及び前記第２参照試料それぞれを通過した前記第３検出光及び前記第２検出光を光干渉計により干渉させて干渉光の強度を検出する第２の光干渉手順。
（９）前記第２の光干渉手順により得られた干渉光の強度の信号から前記第３検出光と前記第２検出光との位相差を検出する第２の位相差検出手順。
前記第２の位相差検出手順（９）で得られる位相差は，前記測定対象試料及び前記第１参照試料それぞれにおける光熱効果により変化する屈折率の差を表し，そこには，前記測定対象試料における蛍光や検出光の散乱ロス等の影響は反映されない。
一方，前述したように，前記第１の位相差検出手順の検出結果には，前記測定対象試料における蛍光や検出光の散乱ロス等の影響を含む吸光度の状況が反映される。
従って，前記測定対象試料の厚みや濃度等の条件を変化させ，そのときの前記第１の位相差検出手順の検出結果の変化と，前記第１の位相差検出手順及び前記第２の位相差検出手順により得られた検出結果の差の変化とを比較すれば，その条件の変化により，前記測定対象試料の吸光度に対する光熱効果及びその他の要因の影響度合いが変化するか否かを評価できる。
【００１０】
また，本発明に係る吸光特性測定方法が，さらに前記（７）〜（９）の各手順に代えて，次の（７ａ）〜（９ａ）に示される各手順を有することも考えられる。
（７ａ）前記第２検出光と同じ特性の第３検出光及び前記第１検出光それぞれを，前記測定対象試料及び前記第１参照試料それぞれに対し，それらの内部における前記励起光に交差させつつ通過させる第２の検出光照射手順。
（８ａ）前記第２の検出光照射手順の実行により前記測定対象試料及び前記第１参照試料それぞれを通過した前記第３検出光及び前記第１検出光を光干渉計により干渉させて干渉光の強度を検出する第２の光干渉手順。
（９ａ）前記第２の光干渉手順により得られた干渉光の強度の信号から前記第３検出光と前記第２検出光との位相差を検出する第２の位相差検出手順。
前記第２の光干渉手順（９ａ）で得られる位相差は，前記測定対象試料及び前記第１参照試料それぞれにおける光熱効果により変化する屈折率の差を表し，そこには，前記測定対象試料における蛍光や検出光の散乱ロス等の影響は反映されない。
一方，前述したように，前記第１の位相差検出手順の検出結果には，前記測定対象試料における蛍光や検出光の散乱ロス等の影響を含む吸光度の状況が反映される。
従って，前記測定対象試料の厚みや濃度等の条件を変化させ，そのときの前記第１の位相差検出手順の検出結果の変化と，前記第２の位相差検出手順により得られた検出結果の変化とを比較すれば，その条件の変化により，前記測定対象試料の吸光度に対する光熱効果及びその他の要因の影響度合いが変化するか否かを評価できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば，試料の吸光度を高精度で測定でき，また，試料の吸光度に対する光熱効果及びその他の要因の影響度合いの評価にも有効な吸光特性測定方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る吸光特性測定方法を実現する吸光特性測定装置Ｘ１の概略構成図。
【図２】吸光特性測定装置Ｘ１における試料保持部の概略構成図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る吸光特性測定方法を実現する吸光特性測定装置Ｘ２の概略構成図。
【図４】吸光特性測定装置Ｘ２における試料保持部の概略構成図。
【図５】吸光特性測定装置Ｘ１及びＸ２に適用可能な試料保持部の応用例の概略構成図。
【図６】測定対象試料及び参照試料の吸光度特性と励起光の波長との関係を表す模式図。
【図７】励起光により励起された試料の吸光度に影響する複数の要因を表す模式図。
【図８】測定対象試料の吸光係数が一定である場合の測定対象試料の濃度と指標値Ｒとの関係を表すグラフ。
【図９】測定対象試料の吸光係数が変化する場合の測定対象試料の濃度と指標値Ｒとの関係を表すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００１４】
［第１実施形態］
まず，図１及び図２を参照しつつ，本発明の第１実施形態に係る吸光特性測定方法を実現する吸光特性測定装置Ｘ１について説明する。
吸光特性測定装置Ｘ１は，測定対象試料１における励起光Ｈの吸光特性を測定するために用いられる装置である。
図１に示されるように，前記吸光特性測定装置Ｘ１は，検出光出力部１０，検出光分岐・導光部２０，光干渉計３０，励起光出力部４０，試料保持部６０及び計算機５０を備えている。さらに，前記吸光特性測定装置Ｘ１は，ローパスフィルタ３７及び検波器３８を備えている。
図２に示されるように，本実施形態における測定対象試料１は，試料保持用の透明容器である測定対象セル６２に収容されることにより保持された溶液（液体）である。
前記測定対象試料１の両側には，２つの同一物である第１参照試料２ａ及び第２参照試料２ｂが配置されている。本実施形態における前記第１参照試料２ａ及び前記第２参照試料２ｂは，前記測定対象試料１とは異なる溶液（液体）である。但し，それら２つの参照試料２ａ，２ｂは，溶質，溶媒及び濃度が同一の溶液である。また，前記２つの参照試料２ａ，２ｂは，試料保持用の透明容器である第１参照セル６１ａ及び第２参照セル６１ｂそれぞれに収容されることによって保持されている。これら２つの参照セル６１ａ，６２ｂも同一物であり，材質及び寸法が同じである。
前記試料保持部６０は，前記測定対象試料１とその両側に配置される前記２つの参照試料２ａ，２ｂとを保持する前記測定対象セル６２及び前記２つの参照セル６１ａ，６１ｂと，それらを上述した位置関係で保持する不図示のセル保持機構とを備えている。前記セル保持機構は，前記２つの参照セル６１ａ，６１ｂを，前記測定対象セル６２の両側において同じ向きに保持する。
【００１５】
前記励起光出力部４０は，前記測定対象試料１とその両側に配置された前記第１参照試料２ａ及び前記第２参照試料２ｂとを励起する前記励起光Ｈを出力するものである。この励起光出力部４０は，前記励起光Ｈの光束を，前記第１参照試料２ａ，前記測定対象試料１及び前記第２参照試料２ｂの順に貫通させるように出力する。このように，前記励起光出力部４０は，前記励起光Ｈを前記第１参照試料２ａ，前記測定対象試料１及び前記第２参照試料２ｂの順に貫通させる手順（励起光照射手順）を実行する装置である。
より具体的には，前記励起光出力部４０は，励起光の光源である励起光源４１と，その出力光を平行光の光束にするレンズ４２と，励起光Ｈの光束を前記試料保持部６０の方向へ導光するミラー４３とを備えている。
前記励起光源４１としては，例えば，白色光を出力するキセノンランプや紫外光を出力する水銀ランプが好適である。
図１及び図２に示されるように，前記励起光出力部４０は，前記励起光Ｈの光束を，直方体状の前記２つの参照セル６１ａ，６１ｂ及び前記測定対象セル６２の表面に対して垂直に入射及び出射させる。
さらに，前記励起光出力部４０は，各試料に投光される励起光Ｈを予め設定された周波数で強度変調する強度変調器４６を備えている。この強度変調器４６は，例えば，１００Ｈｚ〜１０ｋＨｚ程度の周波数で励起光Ｈの強度変調を行うチョッパ等である。
【００１６】
図６は，前記測定対象試料１及び前記２つの参照試料２ａ，２ｂの吸光度特性と前記励起光Ｈの波長との関係を表す模式図である。
図６に示されるように，前記測定対象試料１及び前記２つの参照試料２ａ，２ｂは，吸光する光の波長帯の一部が重複しており，その重複する波長帯において前記励起光Ｈの波長λhが選定されている。
これにより，前記励起光出力部４０から前記励起光Ｈの光束が出射されると，前記測定対象試料１及び前記２つの参照試料２ａ，２ｂそれぞれが前記励起光Ｈを吸収して発熱する。さらに，前記測定対象試料１及び前記２つの参照試料２ａ，２ｂは，光熱効果により，発熱による温度変化に応じて屈折率が変化する。
【００１７】
前記検出光出力部１０は，前記光干渉計３０における物体光及び参照光の元となる基幹検出光Ｐ０を供給するものである。前記検出光出力部１０は，レーザ光を出力するレーザ光源１１と，その出力光のビーム径を調節して前記基幹検出光Ｐ０とするレンズ１２と，前記基幹検出光Ｐ０を変向させて前記  るミラー１３とを備えている。前記レーザ光源１１は，例えば，出力１ｍＷのＨｅ−Ｎｅレーザ発生器等である。
前記検出光分岐・導光部２０は，前記基幹検出光Ｐ０から第１検出光Ｐａ及び第２検出光Ｐｂを生成し，それらを前記第１参照試料２ａ及び前記第２参照試料２ｂそれぞれに照射して通過させる。さらに，前記検出光分岐・導光部２０は，前記第１参照試料２ａ及び前記第２参照試料２ｂそれぞれを通過後の両検出光Ｐａ’，Ｐｂ’を前記光干渉計３０へ導く。
【００１８】
図１に示されるように，前記検出光分岐・導光部２０は，二分の一波長板２１，３つの偏光ビームスプリッタ２２，２５，２６，２つの音響光学変調器２３ａ，２３ｂ，３つのミラー２４ａ，２４ｂ，２８，２つのレンズ２７ａ，２７ｂ等を備えている。
そして，前記検出光分岐・導光部２０において，前記検出光出射部１０から供給される前記基幹検出光Ｐ０は，前記二分の一波長板２１によりその偏光面の調節が行われた後，前記偏光ビームスプリッタ２２によって互いに直交する２つの偏光である第１分岐光Ｐａ０及び第２分岐光Ｐｂ０に分光される。
一方の前記第１分岐光Ｐａ０は，前記音響光学変調器２３ａによって光周波数のシフト（周波数変換）が施された後，ミラー２４ａに反射して偏光ビームスプリッタ２５を通過する。
他方の前記第２分岐光Ｐｂ０は，前記音響光学変調器２３ｂによって光周波数のシフト（周波数変換）が施された後，ミラー２４ｂに反射して前記偏光ビームスプリッタ２５で反射する。
以下，２つの前記音響光学変調器２３ａ，２３ｂそれぞれにより周波数シフトが施された後の光を，それぞれ第１検出光Ｐａ及び第２検出光Ｐｂと称する。
ここで，一方の前記音響光学変調器２３ａの周波数シフト量と他方の前記音響光学変調器２３ｂの周波数シフト量とは僅かに異なる。このため，前記第１検出光Ｐａ及び前記第２検出光Ｐｂの光周波数は僅かに異なる。両検出光Ｐａ，Ｐｂの周波数の差は，例えば，数十ｋＨｚ程度である。
【００１９】
前記偏光ビームスプリッタ２５を通過した前記第１検出光Ｐａは，さらに後段の前記偏光ビームスプリッタ２６を通過し，レンズ７ａによりそのビーム径が調節される。その後，その第１検出光Ｐａは，前記第１参照試料２ａを経て前記ミラー２８に向かい，前記第１参照試料２ａを往復通過（透過）する。その際，前記第１検出光Ｐａは，前記第１参照試料２ａの内部において前記励起光Ｈと直交する。
また，前記偏光ビームスプリッタ２５に反射した前記第２検出光Ｐｂは，前記偏光ビームスプリッタ２６を通過し，レンズ７ｂによりそのビーム径が調節される。その後，その第２検出光Ｐａは，前記第２参照試料２ｂを経て前記ミラー２８に向かい，前記第２参照試料２ｂを往復通過（透過）する。その際，前記第２検出光Ｐｂは，前記第２参照試料２ｂの内部において前記励起光Ｈと直交する。
このように，前記検出光分岐・導光部２０は，前記励起光出力部４０による前記励起光Ｈの照射中に，前記励起光Ｈとは異なる前記第１検出光Ｐａ及び前記第２検出光Ｐｂそれぞれを，前記第１参照試料２ａ及び前記第２参照試料２ｂそれぞれに対し，それらの内部における前記励起光Ｈに交差させつつ通過させる手順（第１の検出光照射手順）を実行する装置である。
【００２０】
以下，便宜上，前記第１参照試料２ａを通過（ここでは往復通過）した後の前記第１検出光Ｐａのことを，第１パス検出光Ｐａ’と称する。同様に，前記第２参照試料２ｂを通過（ここでは往復通過）した後の前記第２検出光Ｐｂのことを，第２パス検出光Ｐｂ’と称する。
前記第１パス検出光Ｐａ’及び前記第２パス検出光Ｐｂ’は，前記第１パス検出光Ｐａ及び前記第２パス検出光Ｐｂの光路を前記偏光ビームスプリッタ２６まで遡り，その偏光ビームスプリッタ２６に反射して前記光干渉計３０に入射する。
ここで，前記第１パス検出光Ｐａ’は，前記測定対象試料１の吸光特性の影響を受けない光であり，前記光干渉計３０における参照光として機能する光である。一方，前記第２パス検出光Ｐｂ’は，前記測定対象試料１の吸光特性の影響を受る光であり，前記光干渉計３０における物体光として機能する光である。
【００２１】
前記光干渉計３０は，前記第１参照試料２ａ及び前記第２参照試料２ｂそれぞれを通過した前記第１パス検出光Ｐａ’（参照光）及び前記第２パス検出光Ｐｂ’（物体光）を干渉させ，その干渉光の強度を検出する手順（第１の光干渉手順）を実行する装置である。
具体的には，前記光干渉計３０において，前記第１パス検出光Ｐａ’は，ミラー３１ａによる反射（変向）によって偏光ビームスプリッタ３３に導かれる。また，前記第２パス検出光Ｐｂ’は，ミラー３１ｂ，３２ｂによる反射（変向）によって同じく前記偏光ビームスプリッタ３３に導かれる。
前記偏光ビームスプリッタ３３において，それに反射した前記第１パス検出光Ｐａ’及びそれを通過した前記第２パス検出光Ｐｂ’は，それらの光軸が同軸となって重畳され，さらに，偏光板３４によって偏波面が揃えられて干渉光Ｐａｂとなる。
前記干渉光Ｐａｂは，ミラー３５により光検出器３６に導かれる。その光検出器３６は，前記干渉光Ｐａｂを受光してその強度を検出するものであり，その検出信号である干渉信号は，前記計算機５０に伝送される。
前記光干渉計３０は，光周波数が僅かに異なる前記第１パス検出光Ｐａ’と前記第２パス検出光Ｐｂ’とを干渉させ，その干渉光Ｐａｂの強度信号（前記干渉信号）を得るヘテロダイン干渉計である。従って，前記光干渉計３０により得られる前記干渉信号は，いわゆるビート信号となる。
【００２２】
前記ローパスフィルタ３７及び前記検波器３８は，前記干渉信号（ビート信号）を検波することにより，前記干渉光Ｐａｂにおける前記第１パス検出光Ｐａ’と前記第２パス検出光Ｐｂ’との位相差を検出する回路である。
前記干渉信号は，前記検波器３８と前記ローパスフィルタ３７とに入力される。
前記ローパスフィルタ３７は，前記干渉信号から前記励起光Ｈの強度変調の周波数成分を除去した基準信号を生成する。その基準信号は，前記検波器３８に入力される。そして，前記検波器３８は，前記干渉信号と前記基準信号とに基づく位相検波を行い，前記干渉光Ｐａｂにおける前記第１パス検出光Ｐａ’と前記第２パス検出光Ｐｂ’との位相差を検出する。
前記計算機５０は，前記検波器３８により得られた位相差の信号を取得し，前記計算機５０が備える記憶部（ハードディスクドライブ等）に記録する。
【００２３】
以下，前記吸光特性測定装置Ｘ１を用いた吸光特性の測定原理について説明する。
前記第１参照試料２ａに入射するときの前記励起光Ｈの強度をＷ１（以下，励起光第１強度という），前記第１参照試料２ａ（溶液）の濃度をｃr（モル濃度）とすると，前記第１パス検出光Ｐａ’の強度Ｓ１（光熱効果の強度）は，次の（ａ１）式で表される。なお，ｋrは前記第１参照試料２ａに固有の定数である。
Ｓ１＝ｋr×ｃr×Ｗ１  …（ａ１）
また，前記２つの参照試料２ａ，２ｂは同一物質，同一寸法（同一厚み）であるため，前記第２参照試料２ｂに入射するとき（即ち，前記測定対象試料１を通過後）の前記励起光Ｈの強度をＷ３（以下，励起光第３強度という）とすると，前記第２パス検出光Ｐｂ’の強度Ｓ３（光熱効果の強度）は，次の（ａ２）式で表される。
Ｓ３＝ｋr×ｃr×Ｗ３  …（ａ２）
【００２４】
また，前記励起光Ｈにより加熱（励起）された前記第１参照試料２ａ及び第２参照試料２ｂそれぞれにおいて，光熱効果による屈折率変化が生じ，その屈折率変化に応じて前記第１検出光Ｐａ及び前記第２検出光Ｐｂそれぞれの光路量が変化し，前記第１パス検出光Ｐａ’と前記第２パス検出光Ｐｂ’との間で前記屈折率変化（光熱効果）に応じた位相差が生じる。
そして，前記吸光特性測定装置Ｘ１を用いた吸光特性の測定において，前記検波器３８により得られる位相差の検出値Ｓ13は，前記第１パス検出光Ｐａ’及び前記第２パス検出光Ｐｂ’の位相差に応じて定まる検出値であり，（ａ１）式の右辺から（ａ２）式の右辺を差し引いた式である次の（ａ３）式で表される。
Ｓ13＝Ｓ１−Ｓ３＝ｋr×ｃr×(Ｗ１−Ｗ３)  …（ａ３）
この強度Ｓ13に対応する前記第１パス検出光Ｐａ’及び前記第２パス検出光Ｐｂ’の位相差は，前記２つの参照試料２ａ，２ｂそれぞれにおける光熱効果により変化する屈折率の差を表す。
また，前記第１参照試料２ａを通過後（前記測定対象試料１への入射時）の前記励起光Ｈの強度をＷ２（以下，励起光第２強度という）とすると，Ｗ２とＷ３との間には次の（ａ４）式の関係が成立する。
ｌｏｇ(Ｗ３／Ｗ２)＝−ε×ｃs×ｄs  …（ａ４）
なお，（ａ４）式において，εは前記測定対象試料１（溶液）のモル吸光係数，ｃsは前記測定対象試料１のモル濃度，ｄsは前記測定対象試料１の厚み（前記励行Ｈの通過方向における寸法）を表す。
そして，（ａ４）式を（ａ３）式に代入すれば次の（ｂ１）式が得られる。
Ｓ13＝ｋr×ｃr×[Ｗ１−Ｗ２×ｅｘｐ(−ε×ｃs×ｄs)]  …（ｂ１）
なお，（ｂ１）式における（ε×ｃs×ｄs）は，前記測定対象試料１の吸光係数αである。
【００２５】
そして，前記２つの参照試料２ａ，２ｂ及び前記励起光Ｈの条件を変えない限り，（ｂ１）式における定数ｋr，ｃr，前記励起光第１強度Ｗ１及び前記励起光第２強度Ｗ２は一定（定数）である。
従って，（ｂ１）式において，前記測定対象試料１に関するパラメータε，ｃs，ｄsのみが変数となる。また，前記測定対象試料１の濃度ｃs及び厚みｄsは，制御可能なパラメータであるため，それらが既知であるとすると，（ｂ１）式において，前記モル吸光係数εのみが未知数となる。また，前記測定対象試料１が固体である場合等，その厚みｄsのみが既知である場合は，前記測定対象試料１の吸光係数α（＝ε×ｃs）のみが未知数となる。
即ち，（ｂ１）式は，次の（ｂ２）式と等価である。
Ｓ13＝ａ1−ａ2×ｅｘｐ(−ε×ｃs×ｄs)  …（ｂ２）
但し，ａ1，ａ2は未知の定数。
【００２６】
例えば， 前記測定対象試料１（溶液）の濃度ｃrのみが異なる複数の条件下（厚みｄsは既知で一定）で前記干渉光Ｐａｂの強度Ｓ13を測定することが考えられる。これにより，前記励起光出力部４０による前記励起光Ｈの照射手順，前記検出光分岐・導光部２０による前記２つの検出光Ｐａ，Ｐｂの照射手順及び前記光干渉計３０による前記干渉光Ｐａｂの強度を検出する手順（第１の光干渉手順）が，濃度ｃrのみが異なる複数の条件下で実行される。
その後，前記計算機５０により，それら複数の条件下それぞれにおいて得られた前記干渉光Ｐａｂの強度Ｓ13を（ｂ２）式に適用して前記測定対象試料１のモル吸光係数ε又は吸光係数αを算出ことができる（吸光係数算出手順）。
より具体的には，濃度ｃrが異なる複数の測定条件ｃr，ｄs及び測定値Ｓ13を（ｂ２）式に適用することにより，前記測定対象試料１のモル吸光係数εを算出することができる。また，各測定条件における濃度ｃr及び厚みｄsの具体的数値が未知であっても，各条件下で得られた複数の測定値Ｓ13と（ｂ２）式に基づくフィッティング処理を前記計算機５０が実行することにより，前記測定対象試料１のモル吸光係数εを算出できる。
さらに，前記測定対象試料１のモル吸光係数εを算出できれば，その算出結果から，前記測定対象試料１の濃度ｃsに応じた吸光係数α（＝ε×ｃs）を算出できる。
しかも，前記光干渉計３０（ヘテロダイン干渉計）は，非常に高感度で前記干渉光Ｐａｂの位相変化を検出できるため，前記吸光特性測定装置Ｘ１を用いた測定により，前記測定対象試料１の吸光度αを高精度で測定できる。
【００２７】
また，他の例としては，前記測定対象試料１（溶液）の厚みｄsのみが異なる複数の条件下（濃度ｃsは既知で一定）で前記干渉光Ｐａｂにおける各検出光の位相差の検出値Ｓ13を測定することも考えられる。これにより，前記励起光出力部４０による前記励起光Ｈの照射手順，前記検出光分岐・導光部２０による前記２つの検出光Ｐａ，Ｐｂの照射手順，前記光干渉計３０による前記干渉光Ｐａｂの強度を検出する手順（第１の光干渉手順）及び前記検波器３８により前記干渉光Ｐａｂにおける各検出光の位相差を検出する手順（第１の位相差検出手順）が，厚みｄrのみが異なる複数の条件下で実行される。
その後，前記計算機５０により，それら複数の条件下それぞれにおいて得られた前記位相差の検出値Ｓ13を（ｂ２）式に適用すれば，濃度ｃsの条件を変える場合と同様に，前記測定対象試料１のモル吸光係数ε又は吸光係数αを算出ことができる（吸光係数算出手順）。
また，各測定条件における濃度ｃr及び厚みｄsの具体的数値が未知であっても，各条件下で得られた複数の前記位相差の検出値Ｓ13と（ｂ２）式に基づくフィッティング処理を前記計算機５０が実行することにより，前記測定対象試料１の吸光係数α（＝ε×ｄs）を算出できる。
【００２８】
また，他の例としては，前記測定対象試料１の吸光度が既知，即ち，（ｂ２）式における（ε×ｃs×ｄs）が既知である場合と，それが未知である場合とを含む複数の条件下で測定を行うことも考えられる。
その後，前記計算機５０により，吸光度が既知の前記測定対象試料１の測定結果Ｓ13及びその吸光度（ε×ｃs×ｄs）を（ｂ２）式に代入して定数ａ１，ａ２を特定（算出）し，その定数ａ１，ａ２と，吸光度が未知の前記測定対象試料１の測定結果Ｓ13とを（ｂ２）式に適用すれば，前記測定対象試料１のモル吸光係数ε（モル濃度が既知の場合）又は吸光係数αを算出ことができる（吸光度算出手順）。
【００２９】
また，前記励起光出力部４０が，図５に示されるような第１励起光レンズ４４及び第２励起光レンズ４５を備えることが考えられる。
この場合，前記励起光出力部４０は，前記第１参照試料２ａを通過した前記励起光Ｈを，前記第１励起光レンズ４４を通じて集光させた後に前記測定対象試料１に通過させる。さらに，前記励起光出力部４０は，その測定対象試料１を通過した前記励起光Ｈを，前記第２励起光レンズ４５を通じて，前記第１励起光レンズ４４による集光前の光束径（ビーム径）に戻した後に前記第２参照試料２ｂに通過させる。
これにより，前記測定対象試料１における微小領域，或いは微小な前記測定対象試料１の吸光度を測定できる。また，前記第１検出光Ｐａ及び前記第２検出光Ｐｂと交差する前記第１参照試料２ａ及び前記第２参照試料２ｂの内部においては，前記励起光Ｈの径を比較的大きな径とすることができる。そのため，各検出光Ｐａ，Ｐｂと励起光Ｈとを適切に交差させるための高精度の位置合わせを要さず，機器のセッティングが容易である。
【００３０】
［第２実施形態］
次に，図３及び図４を参照しつつ，本発明の第２実施形態に係る吸光特性測定方法を実現する吸光特性測定装置Ｘ２について説明する。この吸光特性測定装置Ｘ２は，前記吸光特性測定装置Ｘ１の応用例であるため，以下，前記吸光特性測定装置Ｘ１と異なる部分についてのみ説明する。なお，図３及び図４において，図１及び図２に示される構成要素と同じものについては同じ符号が付されている。
前記吸光特性測定装置Ｘ２は，前記吸光特性測定装置Ｘ１の構成に対し，次の３つの構成要素が付加されている。
その１つは，前記励起光出力部４０による前記励起光Ｈの照射中に，前記第１検出光Ｐａと同じ特性の第３検出光Ｐｃ及び前記第２検出光Ｐｂそれぞれを，前記測定対象試料１及び前記第２参照試料２ｂそれぞれに通過させる手順（第２の検出光照射手順）を実現する第２の検出光分岐・導光部２０’である。これにより，前記第３検出光Ｐｃ及び前記第２検出光Ｐｂは，図４に示されるように，前記測定対象試料１及び前記第２参照試料２ｂそれぞれの内部における前記励起光Ｈに交差しつつ通過する。
２つ目は，前記第２の検出光照射手順の実行によって前記測定対象試料１を通過した前記第３検出光Ｐｃ（以下，第３パス検出光Ｐｃ’という）及び前記第２参照試料２ｂを通過した前記第２パス検出光Ｐｂ’を干渉させてその干渉光の強度を検出する第２の光干渉計３０’である。
３つ目は，前記第２の光干渉計３０’により得られた干渉光の強度の信号（ビート信号）の検波を行うことにより，前記第３パス検出光Ｐｃ’と前記第２パス検出光Ｐｂ’との位相差を検出する手順（第２の位相差検出手順）を実現する第２のローパスフィルタ３７’及び第２の検波器３８’である。
【００３１】
前記第２の検出光分岐・導光部２０’は，前記第１検出光Ｐａを二分岐させることによって前記第１検出光Ｐａと同特性の前記第３検出光Ｐｃを生成するビームスプリッタ７１と，その第３検出光Ｐｃを導光して前記測定対象試料１に通過させる複数のミラー７２〜７４を備えている。前記第３検出光Ｐｃは，レンズ２７ｃによりそのビーム径が調整された後に前記測定対象試料１に照射される。これにより，前記第１検出光Ｐａ，前記第２検出光Ｐｂ及び前記第３検出光Ｐｃは，前記第１参照試料２ａ，前記測定対象試料１及び前記第２参照試料２ｂそれぞれを経て前記ミラー２８に向かい，前記第１参照試料２ａ，前記測定対象試料１及び前記第２参照試料２ｂそれぞれを往復通過（透過）する。その際，前記第１検出光Ｐａ，前記第３検出光Ｐｃ及び前記第２検出光Ｐｂは，前記第１参照試料２ａ，前記測定対象試料１及び前記第２参照試料２ｂそれぞれの内部において前記励起光Ｈと交差（直交）する。
このように，前記吸光特性測定装置Ｘ２は，前記吸光特性測定措置Ｘ１において行われる前記第１検出光Ｐａ及び前記第２検出光Ｐｂを照射する手順（第１の検出光照射手順）と，前記第３検出光Ｐｃ及び前記第２検出光Ｐｂを照射する手順（第２の検出光照射手順）とを並行して実行する装置である。
なお，前記第２参照試料２ｂに前記第２検出光Ｐｂを通過させるための機器は，前記吸光特性測定措置Ｘ１のものと同じである。
【００３２】
前記第２の光干渉計３０’は，前記測定対象試料１及び前記第２参照試料２ｂそれぞれを通過した前記第３パス検出光Ｐｃ’及び前記第２パス検出光Ｐｂ’を干渉させ，その干渉光の強度を検出する手順（第２の光干渉手順）を実行する装置である。
具体的には，前記第２の光干渉計３０’において，前記第３パス検出光Ｐｃ’は，ミラー３１ｃ，３２ｃによる反射（変向）によって偏光ビームスプリッタ３３’に導かれる。また，前記第２パス検出光Ｐｂ’は，ビームスプリッタ３２ｂ’によって二分岐（分光）され，一方の分岐光が前記偏光ビームスプリッタ３３に導かれ，他方の分岐光がミラー３２ｃにより前記偏光ビームスプリッタ３３’に導かれる。
前記偏光ビームスプリッタ３３及びその後段の機器（前記光干渉計３０）によって前記第１パス検出光Ｐａ’及び前記第２パス検出光Ｐｂ’の干渉光Ｐａｂの検出が行われる。これは，前記吸光特性測定装置Ｘ１と同様である。
一方，前記偏光ビームスプリッタ３３’において，それに反射した前記第３パス検出光Ｐｃ’及びそれを通過した前記第２パス検出光Ｐｂ’は，それらの光軸が同軸となって重畳され，さらに，偏光板３４’によって偏波面が揃えられて干渉光Ｐｂｃとなる。
前記干渉光Ｐｂｃは，ミラー３５’により光検出器３６’に導かれる。その光検出器３６’は，前記干渉光Ｐｂｃを受光してその強度を検出するものであり，その検出信号である干渉信号は，前記計算機５０に伝送される。
前記光干渉計３０’も，光周波数が僅かに異なる前記第３パス検出光Ｐｃ’と前記第２パス検出光Ｐｂ’とを干渉させ，その干渉光Ｐｂｃの強度信号（干渉信号）を得るヘテロダイン干渉計である。従って，前記光干渉計３０’により得られる干渉信号も，いわゆるビート信号となる。
【００３３】
また，前記第２のローパスフィルタ３７’及び前記第２の検波器３８’は，図１に示した前記ローパスフィルタ３７及び前記検波器３８と同様に，前記第３パス検出光Ｐｃ’と前記第２パス検出光Ｐｂ’との位相差を検出する。
また，前記計算機５０は，前記第２の検波器３８’により検出された位相差の信号を取得し，前記計算機５０が備える記憶部（ハードディスクドライブ等）に記録する。
【００３４】
以下，前記吸光特性測定装置Ｘ２により得られる信号について説明する。
前記第３パス検出光Ｐｃ’の強度Ｓ２（光熱効果の強度）は，次の（ｃ１）式で表される。なお，ｋsは前記測定対象試料１に固有の係数である。
Ｓ２＝ｋs×ｃs×Ｗ２  …（ｃ１）
また，前記第２の検波器３８’により得られる干渉光Ｐｂｃにおける各検出光の位相差の検出値Ｓ23（光熱効果の強度）は，（ｃ１）式の右辺から（ａ２）式の右辺を差し引いた式に（ａ４）式を代入して得られる次の（ｃ２）式で表される。
Ｓ23＝ｋs×ｃs×Ｗ２−ｋr×ｃr×Ｗ２×ｅｘｐ(−ε×ｃs×ｄs)  …（ｃ２）
そして，（ｂ１）式及び（ｃ２）式から，干渉光Ｐａｂについての位相差の検出値Ｓ13（＝Ｓ１−Ｓ３）と干渉光Ｐｂｃについての位相差の検出値Ｓ23（＝Ｓ２−Ｓ３）との差ΔＳは，次の（ｄ１）式で表される。
ΔＳ＝ｋr×ｃr×Ｗ１−ｋs×ｃs×Ｗ２  …（ｄ１）
また，前記２つの参照試料２ａ，２ｂ及び前記励起光Ｈの条件を変えない限り，ｋr，ｃr，Ｗ１，Ｗ２は一定（定数）であるため，（ｄ１）式は次の（ｄ２）式と等価である。
ΔＳ＝ａ1−ａ3×ｋs×ｃs  …（ｄ２）
但し，ａ1，ａ3は未知の定数。なお，ΔＳは，２つの前記検波器３８，３８’を通じて得られる位相差の検出値Ｓ13，Ｓ23に基づいて，前記計算機５０により算出される。
ここで，（ｄ２）式における係数ｋsは，前記測定対象試料１の熱物性（光熱効果）に応じて定まるものである。一方，（ｂ２）式における吸光係数（ε×ｃs）は，前記測定対象試料１の熱物性（光熱効果），蛍光（量子収率）及び散乱ロスに応じて定まるものである。
従って，前記測定対象試料１の厚みｄsや濃度ｃsの条件を変化させ，そのときの測定値Ｓ13，ΔＳそれぞれの変化を比較すれば，その条件の変化により，前記測定対象試料１の吸光度に対する光熱効果及びその他の要因の影響度合いが変化するか否かを評価できる。
以下，そのことについて説明する。
【００３５】
まず，（ε×ｃ×ｄ）の値が１より十分に小さいという前提条件が成立する場合を考える。この場合，前記干渉光Ｐａｂについての位相差の検出値Ｓ13は，（ｂ２）式の近似展開によって次の（ｅ１）式により近似できる。
Ｓ13＝ａ1−ａ2＋ａ2×ε×ｃs×ｄs  …（ｅ１）
さらに，干渉光Ｐａｂについての位相差の検出値Ｓ13と干渉光Ｐｂｃについての位相差の検出値Ｓ23との差ΔＳは，（ｄ１）式の変形により，次の（ｅ２）式により表される。
ΔＳ＝ａ1−ｋs×ｃs×Ｗ２  …（ｅ２）
ここで，前記測定対象試料１のモル濃度が０及びｃiであるときのＳ13及びΔＳを，それぞれＳ13(０)，Ｓ13(ｃi)，ΔＳ(０)，ΔＳ(ｃi)と表記する。そうすると，次の（ｆ１）式及び（ｆ２）式が成立するとみなせる。
Ｓ13(０)=ａ1−ａ2，Ｓ13(ｃi)＝ａ1−ａ2＋ａ2×ε×ｃi×ｄｓ  …（ｆ１）
ΔＳ(０)＝ａ1，ΔＳ(ｃi)＝ａ1−ｋs×ｃi×Ｗ２  …（ｆ２）
そして，（ｆ１）式及び（ｆ２）式より，前記測定対象試料１に固有の係数ｋsと，前記第１参照試料２ａに固有の定数ｋrとの比を表す指標値Ｒが，次の（ｆ３）式により表される。
Ｒ＝[Ｓ13(ｃi)−Ｓ13(０)]／[ΔＳ(ｃi)−ΔＳ(０)]＝ε×ｋr×ｃr×ｄs／ｋs  …（ｆ３）
この（ｆ３）式における指標値Ｒは，前記測定対象試料１の濃度ｃiに依存しない。従って，濃度ｃiが異なる複数の前記測定対象試料１について測定を行った場合，その濃度に応じて係数ｋsが変化しない限り，得られる測定値Ｓ13(ｃi)，ΔＳ(ｃi)に基づく指標値Ｒは常に一定の値を示す。
【００３６】
次に，（ε×ｃ×ｄ）の値が１より十分に小さいという前提条件が成立しない場合を考える。この場合，Ｓ13(０)，Ｓ13(ｃi)，ΔＳ(０)，ΔＳ(ｃi)は，次の（ｇ１）式及び（ｇ２）式により表される。
Ｓ13(０)＝ａ1−ａ2，Ｓ13(ｃi)＝ａ1−ａ2×ｅｘｐ(−ε×ｃi×ｄs)  …（ｇ１）
ΔＳ(０)＝ａ1，Δｓ(ｃi)＝ａ1−ｋs×ｃi×Ｗ２  …（ｇ２）
そして，（ｇ１）式及び（ｇ２）式より，前記測定対象試料１に固有の係数ｋsと，前記第１参照試料２ａに固有の定数ｋrとの比を表す指標値Ｒが，次の（ｇ３）式により表される。
Ｒ＝ａ2[１−ｅｘｐ(−ε×ｃi×ｄs)]／ｋs×ｃi×Ｗ２＝ｋr×ｃr×[１−ｅｘｐ(−ε×ｃi×ｄs)]／(ｋs×ｃi)  …（ｇ３）
【００３７】
ここで，試料の係数ｋr，ｃrが既知であるとし，吸光係数εが前記測定対象試料１の濃度ｃiに応じて変化しない（一定である）と仮定すると，濃度ｃiと指標値Ｒとの関係は，図８のグラフに示される関係となる。図８のグラフにおいて，横軸は前記測定対象試料１の濃度ｃi，縦軸は指標値Ｒである。また，図８のグラフにおける一方のグラフ線ｇ１は，前記測定対象試料１に固有の係数ｋsが０．１である場合，同グラフ線ｇ２は，係数ｋsが１．０である場合のグラフである。また，図８は，係数ｋr＝１，濃度ｃr＝０．００１(mol／ｌ)，前記測定対象試料１の厚みｄs＝１０(ｍｍ)，吸光係数ε＝１００００の場合の例である。
図８に示されるように，吸光係数εが一定であれば，指標値Ｒは，係数ｋsの値に対して反比例し，係数ｋsの変化によらず相似の特性を有する。
また，（ｆ３）式の内容の通り，前記測定対象試料１の濃度ｃiが低濃度であるときは，その濃度が多少変化しても指標値Ｒの値はほとんど変化しない。
従って，低濃度の前記測定対象試料１についての吸光係数εと係数ｋsとの関係を測定すれば，その測定結果に基づいて，吸光係数εが一定であるときの前記測定対象試料１の濃度と指標値Ｒとの関係を表す近似曲線を特定できる。
【００３８】
次に，試料の係数ｋr，ｃrが既知であるとし，吸光係数εが前記測定対象試料１の濃度ｃiに応じて変化しない場合と，変化する場合とを比較すると，濃度ｃiと指標値Ｒとの関係は，図９のグラフに示される関係となる。図９のグラフにおいて，横軸は前記測定対象試料１の濃度ｃi，縦軸は指標値Ｒである。また，図８のグラフにおける一方のグラフ線ｇ２は，濃度ｃiに応じて吸光係数εが変化しない場合のグラフ（図８におけるｇ２と同じ），同グラフ線ｇ３は，濃度ｃiに応じて吸光係数εが変化する場合のグラフの一例である。また，図９は，係数ｋs＝１．０，係数ｋr＝１，濃度ｃr＝０．００１(mol／ｌ)，前記測定対象試料１の厚みｄs＝１０(ｍｍ)の場合の例である。また，グラフ線ｇ２は，吸光係数ε＝１００００である場合，グラフ線ｇ３は，εの変化が０．１(％／μＭ)である場合の例である。
前述したように，低濃度の前記測定対象試料１についての吸光係数εと係数ｋsとの関係を測定すれば，その測定結果に基づいて，グラフ線ｇ２の特性を近似的に特定できる。
そして，吸光係数εが一定と仮定したときの指標値Ｒの特性（グラフ線ｇ２）と，濃度ｃiの異なる複数の前記測定対象試料１の測定結果から得られる指標値Ｒの特性（グラフ線ｇ３）とのズレを評価することにより，濃度ｃiの変化に応じた吸光度εの変化を評価することができる。即ち，（ｇ３）式によれば，指標値Ｒを変化させる要因として吸光係数εと係数ｋsとが考えられるが，係数ｋsが変化しても，指標値Ｒの特性の相似性は維持される。そのため，その相似性が崩れた場合，その要因は，吸光係数εの変化であると評価できる。
【００３９】
ところで，前記吸光特性測定装置Ｘ２を用いた測定において，前記第１参照試料２ａに照射される前記第１検出光Ｐａと前記測定対象試料１に照射される前記第３検出光Ｐｃとは，特性（光周波数及び強度）が同じものであればよい。
従って，前記吸光特性測定装置Ｘ１に対し，前記第１検出光Ｐａの光路を，前記第１参照試料２ａに通過させて前記偏光ビームスプリッタ３３に導く第１光路と，前記測定対象試料１に通過させて前記偏光ビームスプリッタ３３に導く第２光路とのいずれかに切り替える光路切替機構が付加された測定装置も考えられる。
例えば，前記吸光特性測定装置Ｘ１に対し，前記ミラー２４ａの位置を前記励起光Ｈの光軸方向に平行な方向に移動及び位置決めするアクチュエータと，前記ミラー３１ａの位置を検出光Ｐａ，Ｐｂの試料への照射方向に平行な方向に移動及び位置決めするアクチュエータとを加えた装置が考えられる。
前記光路切替機構により，前記第１検出光Ｐａ及び前記第２検出光Ｐｂを照射する手順（第１の検出光照射手順）と，前記第３検出光Ｐｃ及び前記第２検出光Ｐｂを照射する手順（第２の検出光照射手順）とを順次実行することが可能となる。前記光路切替機構を備えた測定装置を用いた測定によっても，前記吸光特性測定装置Ｘ２を用いた測定と同様の作用効果が得られる。
【００４０】
また，前記吸光特性測定装置Ｘ２により得られる測定値ΔＳ（＝Ｓ12−Ｓ13＝（Ｓ１−Ｓ２）−（Ｓ１−Ｓ３））は，結局は，前記第１パス検出光Ｐａ’と前記第３パス検出光Ｐｃ’との干渉光Ｐａｃの強度Ｓ12と実質的に同じである。
従って，前記吸光特性測定装置Ｘ２の応用例として，前記第２検出光Ｐｂと同じ特性の第３検出光Ｐｃ及び前記第１検出光Ｐａそれぞれを，前記測定対象試料１及び前記第１参照試料２ａそれぞれに対し，それらの内部における前記励起光Ｈに交差させつつ通過させる吸光特性測定装置Ｘ３（不図示）が考えられる。
さらに，前記吸光特性測定装置Ｘ３においては，前記第２の干渉計３０’は，前記測定対象試料１及び前記第１参照試料２ａそれぞれを通過した前記第３パス検出光Ｐｃ’及び前記第１パス検出光Ｐａ’を干渉させて干渉光の強度を検出する。この場合，前記第２の干渉計３０’の検出結果は，前記第１パス検出光Ｐａ’と前記第３パス検出光Ｐｃ’との干渉光Ｐａｃの強度Ｓ12であり，（ｄ１）式に基づき得られるΔＳと実質的に同じである。このような吸光特性測定装置Ｘ３を用いた測定によっても，前記吸光特性測定装置Ｘ２を用いた測定と同様の作用効果が得られる。
【００４１】
ところで，以上に示した実施形態は，前記測定対象試料１が溶液である場合について説明したが，前記吸光特性測定装置Ｘ１〜Ｘ３による測定対象は，溶液以外の物質であってもかまわない。
また，以上に示した実施形態における光干渉計３０，３０’は，いずれもヘテロダイン干渉計であるが，２つの検出光の周波数を異なるものとしない他の一般的なマイケルソン干渉計等の光干渉計が採用されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は，測定対象試料における励起光の吸光特性を測定する吸光特性測定方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
Ｘ１，Ｘ２：吸光特性測定装置
１  ：測定対象試料
２ａ：第１参照試料
２ｂ：第２参照試料
１０：検出光出力部
１１：レーザ光源
２０：検出光分岐・導光部
２０’：第２の検出光分岐・導光部
２２，２５，２６，３３：偏光ビームスプリッタ
２３ａ，２３ｂ：音響光学変調器
３０：光干渉計
３０’：第２の光干渉計
３４，３４’：偏光板
３６，３６’：光検出器
３７：ローパスフィルタ
３８：検波器
４０：励起光出力部
５０：計算機
６０：試料保持部
６１ａ：第１参照セル
６１ｂ：第２参照セル
６２：測定対象セル
Ｐａ：第１検出光
Ｐｂ：第２検出光
Ｐｃ：第３検出光
Ｈ  ：励起光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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