(57)【要約】【課題】  設計と作動モードとにおいて簡単で、非常に迅速且つ経済的に作動し、同じ分光系を使って濾波し、検出し、それによりレーザー励起波長を修正するときラマンスペクトルのずれを自動的に修正できるラマン分光装置を提供する。【解決手段】  励起源１４、この励起源からの励起ビーム１５を試料１７に向ける光学励起手段１６、入口分散スロット１９を含み、試料１７が分散したエネルギーを収集する手段１８、特殊分散システム２０、ラマンエネルギーの選択手段２３、検出器２２、そして回収され、選択されたラマンエネルギーを検出器２２へ向ける光学指向手段を備えるラマン分光装置において、本発明では前記の光学励起手段１６が前記の特殊分散システム２０により励起ビーム１５を分散させ、前記の光学励起手段１６は励起の入口スロット２４と前記の入口分散スロット１９により構成された出口スロットとを含み、励起波長を選択するようにしている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起源１４、この励起源からの励起ビーム１５を試料１７に向ける光学励起手段１６、入口分散スロット１９を含んで、試料１７が分散したエネルギーを収集する手段１８、スペクトル分散システム２０、ラマンエネルギーの選択手段２３、検出器２２、そして回収され、選択されたラマンエネルギーを検出器２２へ向ける光学検出手段を備えるラマン分光装置において、前記の光学励起手段１６は前記のスペクトル分散システム２０により励起ビーム１５を分散させ、前記の光学励起手段１６は励起入口スロット２４と前記の入口分散スロット１９により構成される励起出口スロットとを含み、励起波長を選択することを特徴とするラマン分光装置。
【請求項２】
励起の入口スロット１９はスペクトル分散システム２０の焦点面にある請求項１に記載のラマン分光装置。
【請求項３】
ラマンエネルギーの選択手段２３は励起波長を停止するホログラフイック・フイルタを含んでいる請求項１もしくは２に記載のラマン分光装置。
【請求項４】
ラマンエネルギーの選択手段２３は作動式マイクロミラー反射システム２７を含んでいる請求項１ないし３のいずれかに記載のラマン分光装置。
【請求項５】
励起ビームの一部をサンプルする手段を励起出口と試料１７との間に配置し、スペクトル分散システム２０の微小回転により最大エネルギーの励起波長を制御できるようにした請求項１ないし４のいずれかに記載のラマン分光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はラマン分光装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
多くのラマン分光組立体が知られている。一般に、これらの組立体はマクロメーターの、もしくはマイクロメーターの大きさの試料２を顕微鏡下で照らすレーザー１を含んでいる（図１参照）。こうして試料により拡散されたラマン光をホログラフイック・フイルタ３により濾波し、分光計４により分散させ、そして多チャンネル検出器５により分析する。多チャンネル検出器５からの信号は処理ユニット６、例えばコンピューターにより処理される。
【０００３】
この特許の目的はラマン分光計に市販の光電子光学デバイスを適用して自動化装置を提供することである。
【０００４】
新しい「固体」レーザーは非常に競争力のある価格で十分な照明力を出すことができる。ガスレーザーでは、有用なレーザー光線８の周りの不純光線７は例えば、干渉フイルターにより簡単に濾波することができる。「固体」レーザーの欠点として中心光線９の近くに連続バックグラウンド１０もしくは過大なスペクトル幅を持つ励起光がある（図２参照）。また、これらのレーザーはモードを変化したり、または、温度に対して励起周波数が非常に僅かだが変わる。
【０００５】
それ故、この周波数を簡単な装置で精確に制御することが必要とされる。
【０００６】
当然のこととして分光計とレーザーとを組合せて光線の幅、バックグラウンド、そして励起周波数を制御しようとするが、このやり方では付加的な光学系１１，１２と独立の修正デバイス１３（これでラマン分光計を較正しなければならない）を必要とする（図３）。その結果設備は複雑となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は設計と作動モードとにおいて簡単で、非常に迅速且つ経済的に作動し、同じ分光系を使って濾波し、検出し、それにより有利なこととして、レーザー励起波長を修正するときラマンスペクトルのずれを自動的に修正できるラマン分光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するため、
励起源、
この励起源からの励起ビームを試料に向ける光学励起手段、
入口分散スロットを含み、試料が分散したエネルギーを収集する手段、
スペクトル分散システム、
ラマンエネルギーの選択手段、
検出器、そして
回収され、選択されたラマンエネルギーを検出器へ向ける光学的検出手段
を備えるラマン分光装置を本発明では
前記の光学励起手段は前記のスペクトル分散システムにより励起ビームを分散させ、そして
前記の光学励起手段は励起入口スロットと前記の入口分散スロットにより構成された励起出口スロットとを含んでいて、励起波長を選択するようにしている。
【０００９】
異なる本発明の実施例では、以下の特徴を単独で、または技術的に可能な組合せとして備えている。
励起の入口スロットはスペクトル分散システムの焦点面にある。
ラマンエネルギーの選択手段は励起波長を停止するホログラフイック・フイルタを含んでいる。
ラマンエネルギーの選択手段は作動式マイクロミラー反射システムを含んでいる。
励起ビームの一部をサンプルする手段を励起出口と試料との間に配置し、スペクトル分散システムの回転により最大エネルギーの励起波長を制御できるようにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のラマン分光装置は励起源１４、例えば励起ビーム１５を放出する固体レーザーを含んでいる。光学励起手段１６は励起ビーム１５をスペクトル分散システムもしくは分散器２０により被分析試料１７に向ける。試料１７により拡散され、励起ビーム１５との相互作用により生じたエネルギーを入口分散スロット１９を含む収集手段１８により回収する。スロット１９を通った後、その回収されたエネルギーは全体として格子であるスペクトル分散システム２０に送られる。光学検出手段は、回収されたラマンエネルギーを検出器２２へ送る。ラマン分光装置は、検出器２２の前に配置されているのが好ましいラマンエネルギー選択手段２３をも含んでいる。
【００１１】
本発明によれば光学励起手段はスペクトル分散システム２０により励起ビーム１５を分散させ、光学励起手段は反射器１６、入口スロット２４、そして入口分散スロット１９が構成している出口スロットを含んでいて、励起波長を選択している。
【００１２】
励起入口スロット２４はスペクトル分散システム２０の焦点面にある。
【００１３】
本発明を以下の実施例により説明する。
【００１４】
試料１７が拡散したラマンエネルギーを回収する収集手段１８はマクロな試料に対しては広く開いたレンズを、マイクロ試料に対しては顕微鏡レンズを含んでいる。このエネルギーは入口スロット１９に集められ、そしてスペクトル分散システム２０により例えばホログラフイック格子により分散させられる。平面鏡２５を含む光学検出手段にスペクトルが形成され、それは球面鏡２６により拾われ、そしてラマンエネルギーを選択する手段に再びスペクトルが形成される。この選択手段は例えば計算機制御のマイクロミラー２７を含んでいる。
【００１５】
これらのマイクロミラー２７は検出器２２へ選択されたスペクトルエネルギーを送ることができ、その検出器２２は一般にホトマルチプライヤーもしくはアバランシェ・ダイオードである。
【００１６】
ラマンエネルギーの選択手段はレーザー光線を阻止するホログラフイック・フイルター２８を含んでいる。このフイルター２８は検出器２２と焦点面との間で、好ましくは検出器２２の前に置かれていて、試料１７が分散したレーザー光線を阻止し、そして分光計の内側でレーザー１４が拡散したレーザーエネルギーも阻止する。
【００１７】
レーザー１４が放出するビーム１５は平面鏡２５に非常に近接しているスロット２４により分光計に送りこまれ、平面鏡２５はスペクトルを送る（図５ａ）。スロット２４は内側を黒くした非常に薄い（数十マイクロメーターの）金属ブレード２９に開けてあり、金属ブレード２９の尾根３０に幅は数百分の一ミリで、高さは数ミリである（図５ｂ）。この金属部品にスロット２４を開け、スロット２４がラマンスペクトルの焦点面に精確に位置するように平面鏡２５の斜面３１に接着する。
【００１８】
ビーム１５は分光計内に入り、そして入口分散スロット１９を通って出てくる。この入口分散スロット１９のスペクトル分解能はそれが発生するラマンスペクトルと同じである。レーザーに存在することのある不純バックグラウンドは差し引かれ、そしてスペクトル幅はスロットの分解能まで小さくされる。
【００１９】
光の反転路の所為でビーム１５は分析されるラーマン光を発生する点において試料１７に触れる。
【００２０】
本発明の装置は励起ビームの一部をサンプルする手段を備えている。これらの手段は入口分散スロット１９と試料１７との間に置かれている。それらにより励起波長を制御してそれがそれの最大エネルギーのところにあるようにする。励起波長のこの制御はスペクトル分散システム２０の微小回転により行われる。一つの実施例ではこれらのサンプリング手段はモーター３２を含んでおり、このモーターがブレード３３に作用し、レーザー光の一部分を光ファイバーに送る。この光ファイバー３４は測定を行う検出器２２へそのサンプルしたエネルギーを運ぶ。
【００２１】
レーザー光の中心を見つけるため、分散システム２０の後ろの圧電素子３５により僅かに移動させられるようにしている。この圧電素子は分散システム２０に作用して、レーザー１４が最大強度にあるようにする。このシステムは同じ分散システムの使用により励起波長を修正し、そしてラマンエネルギーを分散させ、ラマンスペクトルの移動を自動的に修正できるようにしているが、そのために分光装置を付加的に調整をすることはないので有利である。
【００２２】
各ミラーのエネルギーを送ってスペクトルを点毎に分析できる。同じ期間にマイクロミラー２７と検出器２２とで光電気デバイスを構成して単一チャンネルスペクトルを得ている。
【００２３】
入手できる既成の表があれば、ボディについての特性周波数表を参照できる。例えば、特性スペクトル領域を選択することによりアルコールの存在を見出すのであれば、同じ化学的性質の２つのアルコールを区別する。固体又は液体の特性周波数を本装置はメモリーに記憶させ、そしてユーザーが与えた指示があるので、利用しようとする周波数を選択し、ボディの存在確率を与え、その確率は明確且つ精確な特定まで（スペクトル成分をますます見ていくことにより）時間につれて増大する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来のラマン分光装置の略図。
【図２】ガスレーザーの励起スペクトルの一例（図２ａ）と固体レーザーの励起スペクトルの一例（図２ｂ）。
【図３】先行技術による分光計を含むラマン分光装置の略図。
【図４】本発明による分光計を含むラマン分光装置の略図。
【図５】励起入口スロットの実例の略図（図５ａ）と本発明のラマン分光装置におけるそれの位置を示す略図（図５ｂ）。
【符号の説明】
【００２５】
１    レーザー
２    試料
３    ホログラフイック・フイルタ
４    分光計
５    多チャンネル検出器
６    処理ユニット
７    不純光線
８    レーザー光線
９    中心光線
１０  連続バックグラウンド
１１  光学系
１２  光学系
１４  励起源
１５  励起ビーム
１６  光学励起手段
１７  試料
１８  エネルギー収集手段
１９  入口分散スロット
２０  分散システム
２２  検出器
２３  ラマンエネルギーの選択手段
２４  入口スロット
２５  平面鏡
２６  球面鏡
２７  マイクロミラー
２８  フイルター
２９  金属ブレード
３０  尾根
３１  斜面
３２  モーター
３３  ブレード
３４  光ケーブル
３５  圧電素子
【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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【国際調査報告】
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