(57)【要約】【課題】試料室窓を介して励起光を試料に照射し、試料からの後方散乱光を検出するラマン分光分析装置において、後方散乱光のノイズを低減する。【解決手段】励起光束を反射鏡１０４により反射し、試料室窓１０７を垂直に通過させて試料室１０６内の所定の測定点Ｐに集光して該測定点Ｐの試料に照射する工程と、測定点Ｐを焦点とするレンズ１０８により、試料から後方に放出され、試料室窓１０７を通過して、反射鏡１０４の周囲に散乱されたラマン散乱光を検出系１０９に入射させる工程とを有するラマン分光分析方法において、試料室窓１０７の表面を鏡面とした測定点Ｐの鏡像点Ｑからの光が検出系１０９へ入射する量を低減する工程を備えるラマン分光分析方法を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
a) 励起光束を反射鏡により反射し、試料室窓を垂直に通過させて試料室内の所定の測定点に集光して該測定点の試料に照射する工程と、
b) 前記測定点を焦点とするレンズにより、前記試料から後方に放出され、前記試料室窓を通過して、前記反射鏡の周囲に散乱されたラマン散乱光を検出系に入射させる工程と
を有するラマン分光分析方法において、
c) 前記試料室窓の表面を鏡面とした前記測定点の鏡像点からの光が前記検出系へ入射する量を低減する工程
を備えることを特徴とするラマン分光分析方法。
【請求項２】
a) 励起光束を反射し、試料室窓を垂直に通過させて試料室内の所定の測定点に集光して該測定点の試料に照射する反射鏡と、
b) 前記試料から後方に放出され、前記試料室窓を通過して、前記反射鏡の周囲に散乱されたラマン散乱光を検出系に入射させる、前記測定点を焦点とするレンズと、
を備え、
前記反射鏡が、前記試料室窓の表面を鏡面とした前記測定点の鏡像点が前記試料室窓と前記反射鏡の間に形成されないような前記試料室窓からの距離に配置されていることを特徴とするラマン分光分析装置。
【請求項３】
a) 励起光束を反射し、試料室窓を垂直に通過させて試料室内の所定の測定点に集光して該測定点の試料に照射する反射鏡と、
b) 前記試料から後方に放出され、前記試料室窓を通過して、前記反射鏡の周囲に散乱されたラマン散乱光を検出系に入射させる、前記測定点を焦点とするレンズと、
c) 前記反射鏡から前記試料室窓に向かう前記励起光束の光軸を囲う筒状の遮蔽物と、
を備えるラマン分光分析装置。
【請求項４】
a) 励起光束を反射し、試料室窓を垂直に通過させて試料室内の所定の測定点に集光して該測定点の試料に照射する反射鏡と、
b) 前記試料から後方に放出され、前記試料室窓を通過して、前記反射鏡の周囲に散乱されたラマン散乱光を検出系に入射させる、前記測定点を焦点とするレンズと、
c) 前記試料室窓の表面を鏡面とした前記測定点の鏡像点の位置における雰囲気を真空又は所定のガス雰囲気にする真空容器と、
を備えるラマン分光分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラマン散乱光を用いた成分分析装置及び成分分析方法に関する。特に、試料から後方に散乱される光を検出するラマン分光分析装置及びラマン分光分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラマン分光測定を行うことによって試料に含まれる成分を分析する装置は、試料に照射する光（励起光）を発する光源、該励起光を集光して試料に照射するための入射光学系、試料中に含まれる物質との相互作用によりラマン散乱した光を集光し、分光する分光光学系、及び該分光光学系において波長分離された光を検出する検出系を備えている。
【０００３】
横軸を波長、縦軸を強度として試料からの光の強度をプロットすると、励起光（レイリー散乱光）の波長を中心として、長波長側にストークス線、短波長側に反ストークス線を有するラマン散乱スペクトルが得られる。横軸を、励起光の波数を原点とする波数表記としてラマン散乱スペクトルを描くと、ストークス線の波数の値（ストークスシフト）は、励起光と相互作用した物質の固有振動のエネルギーに対応するため、ストークスシフトの値から、試料に含まれる物質を特定することができる。また、ストークス線のピーク強度やピーク面積から、該ストークス線に対応する物質を定量することができる。
【０００４】
特許文献１及び特許文献２には、ラマン分光測定を行うことにより、石炭ガス化炉において生成されたガスに含まれる成分や各成分の濃度を測定するガス成分分析装置が記載されている。この装置の要部構成を図７に示す。このガス成分分析装置７００では、レーザ光源７０１から発せられた励起光をレンズ７０２により集光し、ビームスプリッタ７０３及び試料室窓７０４を通過させて、試料室７０５内に導入した試料ガス中の所定箇所に照射する。このガスから励起光の照射側（後方）に散乱した光（後方散乱光）を試料室窓７０４から取り出し、ビームスプリッタ７０３で反射させ、レンズ７０６で集光して分光光学系を備えた検出系７０７に導入する。さらに、データ解析装置７０８を用いて、検出系７０７における後方散乱光の検出結果から試料ガスのラマン散乱スペクトルを作成し、試料ガスに含まれる成分を特定するとともに各成分の濃度を決定する。
【０００５】
ビームスプリッタ７０３や試料室窓７０４には、励起光の波長において高い光透過率を有する材料が用いられ、その表面は反射を極力少なくするため、減反射コーティング処理（ＡＲコートとも呼ぶ）が施されている。減反射コーティング処理を施すことで、試料室窓７０４における励起光の反射を1%程度にまで低減することができる。ビームスプリッタ７０３を透過し、試料室窓７０４で反射した励起光の一部は、ビームスプリッタ７０３においても更に約1%程度が反射され、レンズ７０６に向かう。このため、光源から発せられた励起光は、10-4倍程度にまで低減されてレンズ７０６に入射し、検出系７０７により検出されることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１７３９８９号公報
【特許文献２】特開２００４−３２５４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
信号雑音比（S/N比）が大きい高感度なラマン分光装置の開発需要は大きい。特に、微量のガス成分を検出する場合には信号強度が小さくなるため、信号雑音比を大きくするためにノイズを低減することが求められる。上述のように、試料室窓７０４に減反射コーティング処理を施すことで、励起光の試料室窓７０４における反射によるノイズが低減されてきたが、それでもなおノイズが検出系により検出されている。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、試料室窓を介して励起光を試料に照射し、試料からの後方散乱光を検出するラマン分光分析装置において、後方散乱光のノイズを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者らは、試料室窓からの反射を減少させてもなおノイズが検出される原因を鋭意調査した結果、励起光の光路中の物質（ガス）が散乱光を放出しており、これがノイズとなっていることを見出した。すなわち、試料室窓の表面に関して励起光の集光点と鏡像対称位置にある鏡像点における光路中物質からの散乱光が試料室窓表面で反射され、集光レンズにより集光されて検出系に入射し、後方散乱光のノイズを構成していることを見出した。そこで、この鏡像点からの散乱光が検出系に検出される量を低減することにより、光路中物質に起因するノイズを低減することができることに想到して本発明を成すに至った。
【００１０】
上記課題を解決するために成された本発明に係るラマン分光分析方法は、
a) 励起光束を、反射鏡により反射し、試料室窓を垂直に通過させて試料室内の所定の測定点に集光して該測定点の試料に照射する工程と、
b) 前記測定点を焦点とするレンズにより、前記試料から後方に放出され、前記試料室窓を通過して、前記反射鏡の周囲に散乱されたラマン散乱光を検出系に入射させる工程と
を有するラマン分光分析方法において、
c) 前記試料室窓の表面を鏡面とした前記測定点の鏡像点からの光が前記検出系へ入射する量を低減する工程
を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るラマン分光分析方法で分析を行うことのできる試料は、試料室内に収容（又は流通）され得る流体であれば、ガスであってもよいし、液体であってもよい。
【００１２】
この、試料室窓の表面を鏡面とした測定点の鏡像点からの光が前記検出系へ入射する量を低減する工程は、次のような3つの方法で実現することができる。
【００１３】
第1の方法は、前記鏡像点が前記反射鏡よりも先に存在するように、すなわち、鏡像点が試料室窓と反射鏡の間ではなく、反射鏡と励起光源の間に来るように、前記反射鏡と前記試料室窓の位置関係を設定する方法である。
【００１４】
これにより、励起光により鏡像点に存在する気体で生成された散乱光は、鏡像点の位置が試料室窓と反射鏡の間にある場合に比べ、散乱光が試料室窓に入射する範囲が狭くなるため、試料室窓の表面で反射されて検出系に入射する散乱光の量が少なくなる。
【００１５】
第2の方法は、前記反射鏡から前記試料室窓に向かう励起光束の光軸を囲う筒状の遮蔽物を設ける方法である。
【００１６】
これにより、励起光により鏡像点に存在する気体で生成された散乱光は、試料室窓の表面で反射した後、反射鏡よりも広がる部分の光が筒状の遮蔽物で遮蔽されるため、検出系に入射することがなくなる。筒状の遮蔽物を前記光軸方向に通り抜けた散乱光は反射鏡で反射されるため、これも検出系に入射しない。
【００１７】
第3の方法は、前記鏡像点に、ラマン散乱光を発生しないガス（例えばアルゴンＡｒ等の不活性ガス）が存在するようにするか、鏡像点を真空にする方法である。
【００１８】
これにより、鏡像点においてそもそもラマン散乱光が発生しないため、そのようなノイズが検出系に入射することが防止される。
【００１９】
上記第1の方法に対応し、上記課題を解決するために成された本発明に係るラマン分光分析装置は、
a) 励起光束を反射し、試料室窓を垂直に通過させて試料室内の所定の測定点に集光して該測定点の試料に照射する反射鏡と、
b) 前記試料から後方に放出され、前記試料室窓を通過して、前記反射鏡の周囲に散乱されたラマン散乱光を検出系に入射させる、前記測定点を焦点とするレンズと、
を備え、
前記反射鏡が、前記試料室窓の表面を鏡面とした前記測定点の鏡像点が前記試料室窓と前記反射鏡の間に形成されないような前記試料室窓からの距離に配置されていることを特徴とする。
【００２０】
上記第2の方法に対応し、上記課題を解決するために成された本発明に係るラマン分光分析装置は、
a) 励起光束を反射し、試料室窓を垂直に通過させて試料室内の所定の測定点に集光して該測定点の試料に照射する反射鏡と、
b) 前記試料から後方に放出され、前記試料室窓を通過して、前記反射鏡の周囲に散乱されたラマン散乱光を検出系に入射させる、前記測定点を焦点とするレンズと、
c) 前記反射鏡から前記試料室窓に向かう前記励起光束の光軸を囲う筒状の遮蔽物と、
を備える。
【００２１】
上記第3の方法に対応し、上記課題を解決するために成された本発明に係るラマン分光分析装置は、
a) 励起光束を反射し、試料室窓を垂直に通過させて試料室内の所定の測定点に集光して該測定点の試料に照射する反射鏡と、
b) 前記試料から後方に放出され、前記試料室窓を通過して、前記反射鏡の周囲に散乱されたラマン散乱光を検出系に入射させる、前記測定点を焦点とするレンズと、
c) 前記試料室窓の表面を鏡面とした前記測定点の鏡像点の位置における雰囲気を真空又は所定のガス雰囲気にする真空容器と、
を備える。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るラマン分光分析方法及びラマン分光分析装置によれば、試料に照射される前の励起光により、鏡像点に存在する気体で生成された散乱光が、試料室窓の表面で反射して、検出系に入射することがなくなるか入射する量が低減される。このため、検出系に入射するノイズが低減され、試料に由来するラマン散乱光をより高感度で測定することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例１に係るラマン分光分析装置の概略構成図。
【図２】実施例１に係るラマン分光分析装置の部分拡大図。
【図３】本発明の実施例２に係るラマン分光分析装置の概略構成図。
【図４】実施例２に係るラマン分光分析装置の部分拡大図。
【図５】本発明の実施例３に係るラマン分光分析装置の概略構成図。
【図６】実施例１〜３で用いられる支持体に支えられた反射鏡の例を説明する図。
【図７】従来技術のガス成分分析装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（実施例１）
図１は、本実施例に係るラマン分光分析装置の概略構成図であり、図２はその部分拡大図である。図１のラマン分光分析装置１００は、光源１０１、照射集光部１０２、フィルター１０３、支持体１０５に支えられた反射鏡１０４、試料室窓１０７が設けられた試料室１０６、レンズ１０８、検出系１０９、及び遮蔽物１１２で構成される。
【００２５】
ラマン分光分析装置１００は、気体又は液体の流体の試料を測定対象とできるが、気体試料に対して好適に用いることができる。また、試料室１０６がガスを流すガス配管である場合を説明する。
【００２６】
光源１０１として、可視光を射出するレーザ光源を用いることができ、ＹＡＧレーザやＹＶＯ４レーザなどの固体レーザやＡｒレーザなどの気体レーザを用いることができる。照射集光部１０２は、光源１０１が射出する可視光の波長に対して高い透過率を有する凸レンズ等の光学素子を用いることができる。
【００２７】
レーザ光源である光源１０１から射出された励起光束は、照射集光部１０２を構成する凸レンズによって集光され、試料室窓１０７を介して試料室１０６内の試料の測定点に集光する。試料室窓１０７には、例えば石英など、光束の波長において高い光透過率を有する材料が用いられる。照射集光部１０２を通過した励起光束は、フィルター１０３を通って、支持体１０５に支えられた反射鏡１０４の反射面に入射する。
【００２８】
フィルター１０３は、光源１０１から射出された励起光束の主とする波長以外の光を除去する。
【００２９】
本実施例では、支持体１０５と反射鏡１０４は、図６（Ａ）に示すように、それぞれ、円形のフレームと該フレーム内に設けられた筋交いで成る支持体１０５と、該筋交い上であって該円形のフレームの中心に設けられたミラーで成る反射鏡１０４で構成される。支持体１０５にはステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）など、レーザもしくはレイリー光等の散乱光が当たっても蛍光等、本計測では不要となる光を発しない材料が用いられる。反射鏡１０４には励起光を高い反射率で反射する材料が用いられる。本実施例では反射鏡１０４の反射面の形状が円形若しくは楕円形である場合を説明するが、反射面が光束を反射するのに十分な面積を有していさえすればよく、四角形や多角形など他の形状であってもよい。
【００３０】
反射鏡１０４の反射面に入射した励起光束は、反射面でその進行方向を曲げられ、試料室窓１０７に垂直に入射するように反射される。試料室窓１０７に垂直に入射した励起光束は、試料室１０６内の試料（ガス）に集光し、集光位置（測定点）の試料を励起する励起光となる。試料からは、励起光と同じ波長の光であるレイリー散乱光や、励起光とは異なる波長の光であるラマン散乱光などの散乱光が試料から様々な方向に放出される。
【００３１】
これら散乱光のうち、試料に対して励起光が入射する方向と反対の方向に散乱される散乱光である後方散乱光は、試料室窓１０７を通過し、反射鏡１０４及び支持体１０５とこれらの周囲に散乱される。本実施例では、一部の後方散乱光は反射鏡１０４の反射面と支持体１０５の円形フレームと筋交いによって遮蔽されるが、大半の後方散乱光は支持体１０５の円形フレームと筋交いの間を通り、試料室１０６から反射鏡１０４及び支持体１０５よりも遠くに配置されたレンズ１０８で受光される。
【００３２】
反射鏡１０４の直径をｄ、支持体１０５の直径をＤとすると、ｄ:Ｄ＝１：１０程度の比を有していることが好ましい。例えば、ｄ＝５ｍｍ、Ｄ＝５０ｍｍのものを用いることができる。このような大きさとすることで、レンズ１０８による受光面積に対して反射鏡１０４による遮蔽面積を十分に小さくできる。これにより、反射鏡１０４の反射面で遮蔽される後方散乱光の信号ロスが無視できる程度となる。
【００３３】
レンズ１０８は励起光束を試料に集光させた集光位置（測定点）が焦点Ｐとなるように配置されており、レンズ１０８で受光された後方散乱光はレンズ１０８によってコリメートされる。コリメートされた後方散乱光は、分光光学系を含む検出系１０９に導入され、試料からの後方散乱光が検出系１０９において検出される。これにより、試料のラマン分光測定が行われる。
【００３４】
本実施例では、光源１０１から射出され、照射集光部１０２及びフィルター１０３を通った励起光束が、反射鏡１０４の反射面で進行方向を曲げられた後、反射鏡１０４から試料室窓１０７に向かう励起光束の光軸を囲う筒状の遮蔽物１１２が反射鏡１０４と試料室窓１０７の間に設けられている。筒状の遮蔽物１１２は、筒の長手方向に垂直な断面形状が円形のもの（円柱）や多角形状のもの（角柱）を用いることができ、筒の内側は空洞になっている。又、筒はテーパ形状等、ストレートでなくてもよい。筒状の遮蔽物１１２の一端は試料室窓１０７に接している、もしくは、わずかの隙間をもって配置されている。筒状の遮蔽物１１２の他方の一端は反射鏡１０４の手前であれば機能としては十分であるが、筒状の遮蔽物１１２を支えるために、反射鏡１０４を筒状の遮蔽物１１２の筒の内側の空洞に挿入し、筒状の遮蔽物１１２の他方の一端が支持体１０５に接するようにしてもよい。この場合、反射鏡１０４の反射面に励起光束を通すため、筒状の遮蔽物１１２には開口Ｓを設ける。
【００３５】
筒状の遮蔽物１１２の材料は、散乱光が当たっても、蛍光等の本計測で不要となる光を発しにくいもので選定される。
【００３６】
励起光束は、照射集光部１０２によって試料室１０６内の試料に集光するようにされているため、励起光束は反射鏡１０４から試料室窓１０７に向かうにつれてその径が小さくなりつつ、筒状の遮蔽物１１２の筒の内側の空洞を通り抜ける。つまり、励起光束は、遮蔽物１１２による影響を何ら受けない。
【００３７】
一方、試料からの後方散乱光のうち遮蔽物１１２に遮蔽される一部の光は、遮蔽物１１２で反射され、この反射が筒状の遮蔽物１１２の筒の内側で生じた場合は、ときに反射を繰り返しつつ筒状の遮蔽物１１２の筒の内側の空洞を通り、反射鏡１０４の反射面で光源１０１が設けられた方向へ反射される。そのため、このような一部の後方散乱光は、レンズ１０８で受光されず、検出系１０９において検出されない。一方、大半の後方散乱光は遮蔽物１１２の外側を通り、レンズ１０８で受光及び検出系１０９で検出される。そのため、筒状の遮蔽物１１２による試料からの後方散乱光への影響は小さい。
【００３８】
このような筒状の遮蔽物１１２は、励起光束の集光位置（測定点）の試料室窓１０７の表面を鏡面とした鏡像点Ｑを囲っていることでその効果を発揮する。鏡像点Ｑは励起光束の光路中に位置し、該励起光束が鏡像点Ｑに存在する物質（ガス）によって散乱されるため、鏡像点Ｑからは散乱光が放出される。筒状の遮蔽物１１２を設けない場合では、鏡像点Ｑからの光（散乱光）が試料室窓１０７の全ての領域に入射した後、試料室窓１０７の表面で反射した光がレンズ１０８で受光され、検出系１０９で検出されてしまう。一方、上述のように筒状の遮蔽物１１２を設けると、鏡像点Ｑからの光は、遮蔽物１１２によってその進行方向が筒の長手方向に制限され、ときに反射を繰り返しつつ筒状の遮蔽物１１２の筒の内側の空洞を通り、筒の端部に位置する試料室窓１０７又は反射鏡１０４に入射する。
【００３９】
筒の一方の端部に位置する試料室窓１０７に入射した鏡像点Ｑからの光は、試料室窓１０７の表面で反射されるが、反射鏡１０４よりも広がる部分の光は筒状の遮蔽物１１２によって遮蔽され、筒の他方の端部に位置する反射鏡１０４へと導かれる。反射鏡１０４に入射した鏡像点Ｑからの光は、光源１０１が設けられた方向へ反射されるため、レンズ１０８で受光されず、検出系１０９において検出されない。したがって、鏡像点Ｑからの光は検出系１０９で検出されなくなり、試料からの後方散乱光のノイズを低減することができる。
【００４０】
（実施例２）
図３は、本実施例に係るラマン分光分析装置の概略構成図であり、図４はその部分拡大図である。図１と同じ構成要素については、同一の符号を付し、繰り返しとなる説明を省略する。本実施例に係るラマン分光分析装置２００は、前記鏡像点が前記反射鏡よりも先（上流）に存在するように、すなわち、試料室窓１０７と反射鏡１０４の間に鏡像点が形成されないような試料室窓１０７からの距離に反射鏡１０４を配置したものである。換言すると、試料室窓１０７と反射鏡１０４との間の距離は、試料室窓１０７と励起光束の集光位置（測定点）との間の距離よりも短い。
【００４１】
本実施例では、支持体１０５と反射鏡１０４は、図６（Ａ）に示すように、それぞれ、円形のフレームと該フレーム内に設けられた筋交いで成る支持体１０５と、該筋交い上であって該円形のフレームの中心に設けられたミラーで成る反射鏡１０４で構成される。本実施例においても、鏡像点Ｑは励起光束の光路中に位置し、該励起光束が鏡像点Ｑに存在する物質（ガス）によって散乱されるため、鏡像点Ｑからは散乱光が放出される。
【００４２】
励起光束の集光位置（測定点）の試料室窓１０７の表面を鏡面とした鏡像点Ｑが試料室窓１０７と反射鏡１０４の間にある場合では、鏡像点Ｑからの散乱光が試料室窓１０７の表面の全ての領域で反射してレンズ１０８で受光され、検出系１０９で検出されてしまう。一方、試料室窓１０７と反射鏡１０４の間に鏡像点が形成されないような試料室窓１０７からの距離に反射鏡１０４を配置した本実施例の構成では、様々な方向に放出された鏡像点Ｑからの光の大半はレンズ１０８で受光されない。鏡像点Ｑからの光の一部の光は、直接支持体１０５を通過してレンズ１０８で受光されるが、レンズ１０８を通過してもコリメートされない。そのため、このような光は検出系１０９に正しく入射しないため検出されない。本実施例の構成では、鏡像点Ｑからの散乱光は、反射鏡１０４の反射面で反射された後、試料室窓１０７の一部の領域２１０に入射し、試料室窓１０７の表面で反射される。試料室窓１０７の表面で反射された鏡像点Ｑからの散乱光は、レンズ１０８で受光され、検出系１０９で検出される。ただし、鏡像点Ｑからの散乱光は、鏡像点Ｑの位置が試料室窓１０７と反射鏡１０４の間にある場合に比べ、散乱光が試料室窓１０７に入射する範囲が狭くなるため、試料室窓１０７の表面で反射されて検出系１０９に入射する散乱光の量が少なくなる。したがって、鏡像点Ｑからの光の検出系１０９における検出量が低減され、試料からの後方散乱光のノイズを低減することができる。
【００４３】
（実施例３）
図５は、本実施例に係るラマン分光分析装置の概略構成図である。図１と同じ構成要素については、同一の符号を付し、繰り返しとなる説明を省略する。本実施例に係るラマン分光分析装置３００は、鏡像点の位置における雰囲気を真空又は所定のガス雰囲気にするための真空容器３１０、ガス導入バルブ３１１、ガス排気バルブ３１２、真空ポンプ３１３、ガスボンベ３１４等を含むものである。所定のガス雰囲気としては、Ａｒ等のラマン散乱光が発生しないか、発生してもその量が無視できる程度である不活性ガス雰囲気を用いる例を説明する。
【００４４】
真空容器３１０は、試料室１０６と接するように設けられ、真空容器３１０の側壁に試料室窓１０７、支持体１０５、及び集光部１０２が埋設されている。フィルター１０３及び反射鏡１０４は真空容器３１０の内部に設けられ、フィルター１０３は真空容器３１０内に図示しない支持体で支えられている。真空容器３１０にはガス導入バルブ３１１を介してガスボンベ３１４に繋がったガス導入口が設けられている。また、真空容器３１０にはガス排気バルブ３１２を介して真空ポンプ３１３に繋がったガス排出口が設けられている。真空ポンプ３１３にはロータリーポンプやターボ分子ポンプなど、所望の真空度にすることができるポンプを用いることができる。ガス導入バルブ３１１及びガス排気バルブ３１２では、バルブの位置を流れるガスの流量が制御できるようになっている。これら真空容器３１０、ガス導入バルブ３１１、ガス排気バルブ３１２、真空ポンプ３１３、ガスボンベ３１４が雰囲気制御部として機能し、真空容器３１０の内部を真空や不活性ガス雰囲気に制御する。
【００４５】
鏡像点Ｑの位置における雰囲気が真空又は所定のガス雰囲気に設定されていない場合では、鏡像点Ｑの位置に酸素や窒素といった大気成分が存在し、これらに由来するラマン散乱光が発生する。一方、上述のように雰囲気制御部によって、前記鏡像点が形成される位置の雰囲気を真空又はラマン散乱に対して不活性なガスの雰囲気に設定すると、鏡像点Ｑの位置には酸素や窒素といった大気成分がほとんど存在せず、これらに由来するラマン散乱光が実質的に発生しない。したがって、試料からの後方散乱光のノイズを低減することができる。
【００４６】
上記実施例１〜３は、単独あるいは適宜に組み合わせて用いることができる。
【００４７】
（変形例）
実施例１〜３では、支持体１０５と反射鏡１０４が、それぞれ、図６（Ａ）に示すように、円形のフレームと該フレーム内に設けられた筋交いで成る支持体１０５と、該筋交い上であって該円形のフレームの中心に設けられたミラーで成る反射鏡１０４で構成されていたが、変形例では、図６（Ｂ）に示すように、実施例１〜３で説明された支持体１０５と反射鏡１０４が、それぞれ、石英等の光を透過する材料で成る円形の支持体６１５とガラスにＡｌを蒸着して成る反射鏡６１４で構成されている。
【００４８】
実施例１で述べた反射鏡１０４及び支持体１０５と同様の理由により、反射鏡６１４の直径をｄ’、支持体６１５の直径をＤ’とすると、ｄ’:Ｄ’＝１：１０程度の比を有していることが好ましく、例えば、ｄ’＝５ｍｍ、Ｄ’＝５０ｍｍのものを用いることができる。この場合、試料から放出された後方散乱光は、反射鏡６１４の反射面でその一部が遮蔽されるが、大半の後方散乱光は支持体６１５中を透過してレンズ１０８で受光される。
【００４９】
支持体１０５を用いる場合では、後方散乱光の一部が支持体１０５の円形フレームと筋交いによって遮蔽されていたが、支持体６１５を用いる場合では、後方散乱光が支持体６１５によって遮蔽されることはない。これにより、実施例１〜３の支持体１０５を用いる場合に比べ、より多くの後方散乱光を検出することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１００、２００、３００、７００…ラマン分光分析装置
１０１、７０１…光源
１０２…照射集光部
１０３…フィルター
１０４、６１４…反射鏡
１０５、６１５…支持体
１０６、７０５…試料室
１０７、７０４…試料室窓
１０８、７０２、７０６…レンズ
１０９、７０７…検出系
１１２…遮蔽物
３１０…真空容器
３１１、３１２…バルブ
３１３…真空ポンプ
３１４…ガスボンベ
７０３…ビームスプリッタ
７０８…データ解析装置
【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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