(57)【要約】【課題】構成元素に関する情報が得られる蛍光Ｘ線分光分析装置と、原子の結合に関する情報が得られるラマン分光分析装置との組み合わせ方に工夫を凝らした新しい分光分析装置を提供する。【解決手段】試料中の元素分析と分子結合情報を試料の同一場所で同時に測定することのできる分光分析装置であって、（ａ）試料面に対して垂直方向に光軸を有する観測カメラと同軸方向にレーザー光を入射させ、該カメラと同軸方向に試料のラマン散乱光を取り出すラマンプローブを備えたラマン分光分析装置、（ｂ）ラマン分光分析装置の光軸と試料面との交点位置に対して、斜め方向からＸ線を入射させ、該交点位置で反射したＸ線を斜め方向に置かれたＸ線検知器で受光する蛍光Ｘ線分光分析装置、を備えた。【選択図】  図２
2006184066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料中の元素分析と分子結合情報を試料の同一場所で同時に測定することのできる分光分析装置であって、
（ａ）試料面に対して垂直方向に光軸を有する観測カメラと同軸方向にレーザー光を入射させ、該カメラと同軸方向に試料のラマン散乱光を取り出すラマンプローブを備えたラマン分光分析装置、
（ｂ）ラマン分光分析装置の光軸と試料面との交点位置に対して、斜め方向からＸ線を入射させ、該交点位置で反射したＸ線を斜め方向に置かれたＸ線検知器で受光する蛍光Ｘ線分光分析装置、
を備えたことを特徴とする分光分析装置。
【請求項２】
前記観測カメラと前記ラマンプローブは、互いに置き換えが可能であることを特徴とする請求項１記載の分光分析装置。
【請求項３】
前記蛍光Ｘ線分光分析装置の光軸は、前記試料面に対して４５゜の角度で傾斜していることを特徴とする請求項１記載の分光分析装置。
【請求項４】
試料中の元素分析と分子結合情報を試料の同一場所で同時に測定することのできる分光分析装置であって、
（ａ）試料面に対して垂直方向にＸ線を入射させ、反射したＸ線を斜め方向に置かれたＸ線検知器で受光する蛍光Ｘ線分光分析装置、
（ｂ）蛍光Ｘ線分光分析装置のＸ線入射光軸と試料面との交点位置に対して、該Ｘ線入射光軸上に傾斜させて置かれたハーフミラーを介して横方向からレーザー光を入射させ、該交点位置で発生した試料のラマン散乱光を前記ハーフミラーを介して前記Ｘ線入射光軸から取り出すラマンプローブを備えたラマン分光分析装置、
を備えたことを特徴とする分光分析装置。
【請求項５】
前記ハーフミラーは、Ｘ線を透過し、可視光線を反射する材質で作られていることを特徴とする請求項４記載の分光分析装置。
【請求項６】
前記ハーフミラーは、薄いアルミニウム板、薄いベリリウム板、またはダイクロイックミラーで作られていることを特徴とする請求項５記載の分光分析装置。
【請求項７】
前記ラマンプローブの代わりに、互換性を有する観測カメラを設置することを特徴とする請求項４記載の分光分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料中の元素分析と分子結合情報を試料の同一場所で同時に測定することのできる分析装置に関し、特に、ラマン分光分析装置と蛍光Ｘ線分光分析装置を組み合わせた分光分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デバイスメーカーは、欧州環境基準ＷＥＥＥ＆ＲｏＨＳ指令に対する対応に迫られている。特に、有害物質であるクロムや有機物中の臭素を分析するために、蛍光Ｘ線、ＦＴＩＲ、ラマン、ＸＰＳ、ＭＳなどによる測定が行なわれ、その結果から、装置間の互換性や各装置をメソッドに組み込む可能性について検討されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１３０９５号公報。
【０００４】
【特許文献２】特表２００２−５１４７４７号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、クロムや臭素の分析には、蛍光Ｘ線分光分析装置が広く用いられてきた。ところが、蛍光Ｘ線分光分析装置でクロムを分析した場合、クロムの総量については分析可能であるものの、３価クロムと６価クロムの価数判定ができないという問題があった。また、蛍光Ｘ線分光分析装置で臭素を分析した場合、臭素の総量については分析可能であるものの、臭素がどのような有機構造をもっているのか、判定ができないという問題があった。
【０００６】
これに対して、ラマン分光分析装置は、図１に示す通り、スペクトルからクロムの３価と６価の価数判定を行なえる上に、臭素についても、母材の影響なく臭素由来の信号を検出でき、分子構造に関する情報が得られるという長所を有する。環境問題では、人体に対して猛毒な６価クロムの定量が重要であるが、蛍光Ｘ線分光分析装置でクロムの総量を定量し、ラマン分光分析装置で６価クロムを定量するようにすれば、相補的なデータが得られることになる。
【０００７】
蛍光Ｘ線分光分析装置とラマン分光分析装置を相補的に用いて、短時間に素材の非破壊評価を行なえば、欧州環境基準ＷＥＥＥ＆ＲｏＨＳ指令に対して、有効な測定ツールとすることが可能である。
【０００８】
本発明の目的は、上述した点に鑑み、構成元素に関する情報が得られる蛍光Ｘ線分光分析装置と、原子の結合に関する情報が得られるラマン分光分析装置との組み合わせ方に工夫を凝らした新しい分光分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するため、本発明にかかる分光分析装置は、
試料中の元素分析と分子結合情報を試料の同一場所で同時に測定することのできる分光分析装置であって、
（ａ）試料面に対して垂直方向に光軸を有する観測カメラと同軸方向にレーザー光を入射させ、該カメラと同軸方向に試料のラマン散乱光を取り出すラマンプローブを備えたラマン分光分析装置、
（ｂ）ラマン分光分析装置の光軸と試料面との交点位置に対して、斜め方向からＸ線を入射させ、該交点位置で反射したＸ線を斜め方向に置かれたＸ線検知器で受光する蛍光Ｘ線分光分析装置、
を備えたことを特徴としている。
【００１０】
また、前記観測カメラと前記ラマンプローブは、互いに置き換えが可能であることを特徴としている。
【００１１】
また、前記蛍光Ｘ線分光分析装置の光軸は、前記試料面に対して４５゜の角度で傾斜していることを特徴としている。
【００１２】
また、試料中の元素分析と分子結合情報を試料の同一場所で同時に測定することのできる分光分析装置であって、
（ａ）試料面に対して垂直方向にＸ線を入射させ、反射したＸ線を斜め方向に置かれたＸ線検知器で受光する蛍光Ｘ線分光分析装置、
（ｂ）蛍光Ｘ線分光分析装置のＸ線入射光軸と試料面との交点位置に対して、該Ｘ線入射光軸上に傾斜させて置かれたハーフミラーを介して横方向からレーザー光を入射させ、該交点位置で発生した試料のラマン散乱光を前記ハーフミラーを介して前記Ｘ線入射光軸から取り出すラマンプローブを備えたラマン分光分析装置、
を備えたことを特徴としている。
【００１３】
また、前記ハーフミラーは、Ｘ線を透過し、可視光線を反射する材質で作られていることを特徴としている。
【００１４】
また、前記ハーフミラーは、薄いアルミニウム板、薄いベリリウム板、またはダイクロイックミラーで作られていることを特徴としている。
【００１５】
また、前記ラマンプローブの代わりに、互換性を有する観測カメラを設置することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の分光分析装置によれば、
試料中の元素分析と分子結合情報を試料の同一場所で同時に測定することのできる分光分析装置であって、
（ａ）試料面に対して垂直方向に光軸を有する観測カメラと同軸方向にレーザー光を入射させ、該カメラと同軸方向に試料のラマン散乱光を取り出すラマンプローブを備えたラマン分光分析装置、
（ｂ）ラマン分光分析装置の光軸と試料面との交点位置に対して、斜め方向からＸ線を入射させ、該交点位置で反射したＸ線を斜め方向に置かれたＸ線検知器で受光する蛍光Ｘ線分光分析装置、
を備えたので、
構成元素に関する情報が得られる蛍光Ｘ線分光分析装置と、原子の結合の関する情報が得られるラマン分光分析装置の組み合わせ方に工夫を凝らした、新しい分光分析装置を提供することができる。
【００１７】
また、試料中の元素分析と分子結合情報を試料の同一場所で同時に測定することのできる分光分析装置であって、
（ａ）試料面に対して垂直方向にＸ線を入射させ、反射したＸ線を斜め方向に置かれたＸ線検知器で受光する蛍光Ｘ線分光分析装置、
（ｂ）蛍光Ｘ線分光分析装置のＸ線入射光軸と試料面との交点位置に対して、該Ｘ線入射光軸上に傾斜させて置かれたハーフミラーを介して横方向からレーザー光を入射させ、該交点位置で発生した試料のラマン散乱光を前記ハーフミラーを介して前記Ｘ線入射光軸から取り出すラマンプローブを備えたラマン分光分析装置、
を備えたので、
構成元素に関する情報が得られる蛍光Ｘ線分光分析装置と、原子の結合の関する情報が得られるラマン分光分析装置の組み合わせ方に工夫を凝らした、新しい分光分析装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１９】
図２は、本発明にかかる分光分析装置の一実施例である。図２には、本発明にかかる分光分析装置の要部構成が示されている。
【００２０】
図２（ａ）において、１は試料である。試料１の測定面は下向きになっている。蛍光Ｘ線分光分析装置は、ほぼ４５゜斜め下方向に位置するＸ線発生装置２からＸ線を入射させ、試料面で反射したＸ線をほぼ４５゜斜め下方向に置かれたＸ線検知器３で受光する。これにより、蛍光Ｘ線スペクトルを取得することができる。
【００２１】
一方、ラマンプローブ４は、試料面に対して垂直上方向にレーザー光を入射させ、同軸下方向に試料のラマン散乱光を取り出す。このとき、レーザー光が当たっている試料面上の位置と、Ｘ線が当たっている試料面上の位置は、同じ位置であるので、試料の同一箇所を同時に蛍光Ｘ線とラマンで分析していることになる。同時に同一箇所の蛍光Ｘ線とラマンの情報が得られるので、別々に蛍光Ｘ線とラマンを測定した場合に較べて、格段に信頼性の高い情報が得られる。
【００２２】
なお、図２（ｂ）に示すように、ラマンプローブ４は、観測機能付きＣＣＤカメラファイバースコープ５と置き換えて使用することができるように構成されており、ラマンプローブ４や観測機能付きＣＣＤカメラファイバースコープ５を取り付けるフランジ（図示せず）等は全くの共用であるため、コストがかからない。ラマン分析を行なわないときには、観測機能付きＣＣＤカメラファイバースコープ５を設置しておけば、試料面を画像により観察することもできる。ラマンプローブ４と観測機能付きＣＣＤカメラファイバースコープ５は、同一光軸を利用しており、互換性を有することが、本案の特徴の一つである。
【実施例２】
【００２３】
図３は、本発明にかかる分光分析装置の一実施例である。図３には、本発明にかかる分光分析装置の要部構成が示されている。図２と同一の構成要素に対しては、同一の番号を付して説明する。
【００２４】
図３（ａ）において、１は試料である。試料１の測定面は上向きになっている。蛍光Ｘ線分光分析装置は、垂直上方向に位置するＸ線発生装置２からＸ線を入射させ、試料面で反射したＸ線を斜め上方向に置かれたＸ線検知器３で受光する。これにより、蛍光Ｘ線スペクトルを取得することができる。
【００２５】
一方、ラマンプローブ３は、Ｘ線の入射光軸上にほぼ４５゜に傾斜させて置かれたハーフミラー６で反射させて、横方向からレーザー光を入射させ、試料面に照射させる。試料面で発生した試料のラマン散乱光は、前記ハーフミラー６を介して、Ｘ線入射光軸から横方向に取り出される。
【００２６】
このハーフミラー６には、Ｘ線を透過し、可視光線を反射する材質が用いられる。この目的のために、例えば、薄いアルミニウム板、薄いベリリウム板、またはダイクロイックミラーなどが使用可能である。これにより、ハーフミラーをＸ線の光軸上に固定したままＸ線を透過させても、Ｘ線分析には何の影響も出ない構成とすることができる。
【００２７】
このとき、レーザー光が当たっている試料面上の位置と、Ｘ線が当たっている試料面上の位置は、同じ位置であるので、試料の同一箇所を同時に蛍光Ｘ線とラマンで分析していることになる。同時に同一箇所の蛍光Ｘ線とラマンの情報が得られるので、別々に蛍光Ｘ線とラマンを測定した場合に較べて、格段に信頼性の高い情報が得られる。
【００２８】
なお、図３（ｂ）に示すように、ラマンプローブ４は、観測機能付きＣＣＤカメラファイバースコープ５と置き換えて使用することができるように構成されており、ラマンプローブ４や観測機能付きＣＣＤカメラファイバースコープ５を取り付けるフランジ（図示せず）等は全くの共用であるため、コストがかからない。ラマン分析を行なわないときには、観測機能付きＣＣＤカメラファイバースコープ５を設置しておけば、試料面を画像により観察することもできる。ラマンプローブ４と観測機能付きＣＣＤカメラファイバースコープ５は、同一光軸を利用しており、互換性を有することが、本案の特徴の一つである。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
環境分析に広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】クロムのラマンスペクトルの一例である。
【図２】本発明にかかる分光分析装置の一実施例を示す図である。
【図３】本発明にかかる分光分析装置の別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１：試料、２：Ｘ線発生装置、３：Ｘ線検知器、４：ラマンプローブ、５：観測機能付きＣＣＤカメラファイバースコープ、６：ハーフミラー
【図１】
2006184066.tif 000003
【図２】
2006184066.tif 000004
【図３】
2006184066.tif 000005