(57)【要約】  試料の化学組成を分析する本発明のＡＴＲ赤外分光計（１）は、長手方向に延在するＡＴＲ結晶（２）と、このＡＴＲ結晶（２）の一方の長手方向端部に配置された、ＡＴＲ結晶（２）の入射面（４）に直接配置された複数の赤外光放射器列（８）と、ＡＴＲ結晶（２）の他方の長手方向端部に配置された赤外光検出器列（１０）とを有しており、赤外光放射器列（８）から放射された赤外光は、入射面（４）を介して直接ＡＴＲ結晶（２）に入射し、ＡＴＲ結晶（２）内で赤外光検出器列（１０）に向かって全反射しながら、赤外光放射器列（８）と赤外光検出器列（１０）との間にＡＴＲ結晶（２）に隣接して配置されている試料と相互に作用し合って案内され、ＡＴＲ結晶の長手方向軸（２１）に対して垂直な方向に関する、赤外光検出器列（１０）のすべての赤外光検出領域（１８）の全体長さ（１３）は、最大でＡＴＲ結晶（２）の幅（１４）に等しく、かつ、赤外光放射器列（８）のすべての赤外光放射領域（１７）の全体長さ（１２）よりも長い。
2017501423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に延在するＡＴＲ結晶（２）と、当該ＡＴＲ結晶（２）の一方の長手方向端部に配置された、前記ＡＴＲ結晶（２）の入射面（４）に直接配置された赤外光放射器列（８）と、前記ＡＴＲ結晶（２）の他方の長手方向端部に配置された赤外光検出器列（１０）とを有する、試料の化学組成を分析するＡＴＲ赤外分光計（１）であって、
前記赤外光放射器列（８）から放射された赤外光は、前記入射面（４）を介して直接前記ＡＴＲ結晶（２）に入射し、ＡＴＲ結晶（２）内で前記赤外光検出器列（１０）に向かって全反射しながら、前記赤外光放射器列（８）と前記赤外光検出器列（１０）との間に前記ＡＴＲ結晶（２）に隣接して配置されている試料と相互に作用し合って案内され、
前記ＡＴＲ結晶（２）の長手方向軸（２１）に対して垂直な方向に関する、前記赤外光検出器列（１０）のすべての赤外光検出領域（１８）の全体長さ（１３）は、最大で前記ＡＴＲ結晶（２）の幅（１４）に等しく、かつ、前記赤外光放射器列（８）のすべての赤外光放射領域（１７）の全体長さ（１２）よりも長い、
ことを特徴とする、
ＡＴＲ赤外分光計（１）。
【請求項２】
前記赤外光放射器列（８）および前記赤外光検出器列（１０）の前記長手方向軸（２２，２３）はそれぞれ、前記ＡＴＲ結晶（２）の前記長手方向軸（２１）に対して垂直である、
請求項１に記載のＡＴＲ赤外分光計（１）。
【請求項３】
前記ＡＴＲ結晶（２）の前記長手方向軸（２１）に垂直な方向に関する、すべての赤外光放射領域（１７）の全体長さ（１２）を有する前記赤外光放射器列（８）は、前記赤外光検出器列（１０）のすべての赤外光検出領域（１８）の全体長さ（１３）内に配置されており、
前記赤外光検出器列（１０）は、前記ＡＴＲ結晶（２）の前記長手方向軸（２１）に垂直な方向に関する、すべての赤外光検出領域（１８）の全体長さ（１３）が、前記ＡＴＲ結晶（２）の幅（１４）内に配置されている、
請求項１または２に記載のＡＴＲ赤外分光計（１）。
【請求項４】
前記ＡＴＲ結晶（２）の前記長手方向軸（２１）に対して垂直な方向に関する、前記赤外光放射器列（８）のすべての赤外光放射領域（１７）の前記全体長さ（１２）は、前記赤外光検出器列（１０）のすべての赤外光検出領域（１８）の前記全体長さ（１３）の１５％〜９５％に等しい、
請求項１から３までのいずれか１項に記載のＡＴＲ赤外分光計。
【請求項５】
前記赤外光放射器列（８）は、当該赤外光放射器列（８）の前記長手方向軸（２２）に沿って列に配置された複数の赤外光ピクセル（９）を有する、
請求項１から４までのいずれか１項に記載のＡＴＲ赤外分光計。
【請求項６】
前記赤外光ピクセル（９）はそれぞれ、複数の前記赤外光放射領域（１７）のうちの１つを有しており、
複数の前記赤外光放射領域（１７）は、前記ＡＴＲ結晶（２）の前記長手方向軸（２１）に対して垂直方向に直接互いに接して配置されている、
請求項５に記載のＡＴＲ赤外分光計。
【請求項７】
前記赤外光ピクセル（９）はそれぞれ、複数の前記赤外光放射領域（１７）のうちの１つを有しており、
前記ＡＴＲ結晶（２）の前記長手方向軸（２１）に対して垂直な方向における前記赤外光ピクセル（９）の個数と、当該赤外光ピクセル（９）の複数の赤外光放射領域（１７）の前記全体長さ（１２）とが互いに調整されて、前記赤外光ピクセル（９）の複数の前記赤外光放射領域（１７）のカバー範囲が、前記赤外光放射器列（８）のすべての赤外光放射領域（１７）の前記全体長さ（１２）の少なくとも２５％に等しくなるようにされている、
請求項５に記載のＡＴＲ赤外分光計。
【請求項８】
前記赤外光ピクセル（９）の複数の前記赤外光放射領域（１７）はそれぞれ矩形である、
請求項５から７までのいずれか１項に記載のＡＴＲ赤外分光計。
【請求項９】
前記赤外光ピクセル（９）の複数の前記赤外光放射領域（１７）の複数の対角線のうちの１つは、前記ＡＴＲ結晶（２）の前記長手方向軸（２１）に対して垂直である、
請求項８に記載のＡＴＲ赤外分光計。
【請求項１０】
前記赤外光ピクセル（９）の複数の前記赤外光放射領域（１７）の複数の辺のうちの１つは、前記ＡＴＲ結晶（２）の前記長手方向軸（２１）に対して垂直である、
請求項８に記載のＡＴＲ赤外分光計。
【請求項１１】
前記赤外光検出器列（１０）は、前記ＡＴＲ結晶（２）の前記長手方向軸に対して垂直方向に光透過率が変化するリニア可変波長フィルタを有する、
請求項１から１０までのいずれか１項に記載のＡＴＲ赤外分光計。
【請求項１２】
前記ＡＴＲ結晶（２）は、硫化亜鉛またはセレン化亜鉛を有しており、
前記波長フィルタのスペクトル領域は、５．５μｍ〜１１．０μｍである、
請求項１１に記載のＡＴＲ赤外分光計。
【請求項１３】
前記赤外光検出器列（１０）は、複数の焦電式赤外光センサピクセルを有する、
請求項１から１２までのいずれか１項に記載のＡＴＲ赤外分光計。
【請求項１４】
赤外光を検出する前記焦電式赤外光センサピクセルは、チタン酸ジルコン酸鉛からなる薄層を有する、
請求項１３に記載のＡＴＲ赤外分光計。
【請求項１５】
前記薄層は、検出対象の赤外光の波長よりも薄い、
請求項１４に記載のＡＴＲ赤外分光計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＴＲ赤外分光計に関する。
【０００２】
ＡＴＲ赤外分光計は、試料の化学組成を分析することを目的としたものが公知である。ＡＴＲ赤外分光計（ＡＴＲ：Attenuated Total Reflection（英語）とは減衰された全反射のことである）は、導波体として、長く延在したＡＴＲ結晶を有しており、このＡＴＲ結晶では赤外光が全反射し、約１０回の多重反射が発生する。これらの全反射時にＡＴＲ結晶の反射境界面の後ろで消滅波が発生し、この消滅波が、境界面の近傍で例えば試料ステージ上に配置されている試料と相互作用を起こす。ＡＴＲ結晶の材料は、例えば、硫化亜鉛またはセレン化亜鉛である。
【０００３】
ＡＴＲ結晶の一方の長手方向端部には、赤外光源が配置されており、この赤外光源によってＡＴＲ結晶に赤外光を入力結合することができる。上記の一方の長手方向端部とは反対側に配置された他方の長手方向端部には、リニア可変波長フィルタを備えた赤外光センサが配置されており、この赤外光センサにより、ＡＴＲ結晶から出力結合された赤外光のスペクトルを検出することができる。ＡＴＲ結晶用の硫化亜鉛またはセレン化亜鉛は、５．５μｍ〜１１．０μｍの赤外光の波長に使用され、上記のリニア可変長フィルタは、この波長領域に調整されており、これによって上記の赤外光センサにより、対応するスペクトル分解能が得られる。この赤外光センサは、例えば、複数の焦電式赤外光ピクセルからなるリニアアレイである。ＡＴＲ結晶を良好に照明するために公知であるのは、赤外光光源が、リニア赤外光センサアレイの長手方向長さと少なくとも同じ長さの長手方向長さを有することである。択一的には、赤外光源とＡＴＲ結晶との間のコリメートレンズを用いて、入射する赤外光を束ねて、上記のリニア赤外光センサアレイが良好に照明されるようにすることが公知である。これによって確かに、ＡＴＲ赤外分光計のスペクトル分解能は高くなるが、信号対雑音比は、５．５μｍから１１．０μｍまでの上述の波長領域にわたって大きく変化してしまい、不利である。
【０００４】
図４には、赤外光センサアレイに沿った、ＡＴＲ赤外分光計の信号対雑音比の経過を示す線図が示されている。参照符号１６で示した縦軸には、赤外光センサアレイの個々の赤外光ピクセルの位置が番号付けして示されている横軸１５についてプロットした信号対雑音比が示されている。位置番号１を有する赤外光ピクセル上には、波長５．５μｍを有する赤外光が当たり、位置番号１３０を有する赤外光ピクセル上には、波長１１．０μｍを有する赤外光が当たる。１と１３０との間の位置番号を有する赤外光ピクセル上には、５．５μｍ〜１１．０μｍの波長を有する赤外光が当たり、この波長は、位置番号１を有する赤外光ピクセルから、位置番号１３０を有する赤外光ピクセルまで線形に増加する。図４からわかるように、はじめの２０個のピクセルの信号対雑音比は高く有利である。同様に位置番号１００〜１２０を有する赤外光ピクセルにおいても信号対雑音比はまだかなり高い。位置番号２５〜６０を有する赤外光ピクセルの信号対雑音比は特に低い。赤外光ピクセルにわたって、ひいてはＡＴＲ赤外分光計によって測定される波長領域にわたって、このように信号対雑音比が不均一に分散されることは、大きな欠点であり、特に試料の化学組成の分析の高い精度のために、すべての波長測定領域にわたって可能な限りに信号対雑音比が一定であることが必要な場合には大きな欠点である。
【０００５】
本発明の課題は、すべての波長測定領域にわたって高い測定精度を得ることが可能なＡＴＲ赤外分光計を提供することである。
【０００６】
この課題は、請求項１に記載された特徴的構成によって解決される。これについての複数の有利な実施形態は、別の複数の請求項に示されている。
【０００７】
試料の化学組成を分析する本発明のＡＴＲ赤外分光計は、長手方向に延在するＡＴＲ結晶と、このＡＴＲ結晶の一方の長手方向端部に配置された、ＡＴＲ結晶の入射面に直接配置された複数の赤外光放射器列と、ＡＴＲ結晶の他方の長手方向端部に配置された赤外光検出器列とを有しており、赤外光放射器列から放射された赤外光は、入射面を介して直接ＡＴＲ結晶に入射し、ＡＴＲ結晶内で赤外光検出器列に向かって全反射しながら、赤外光放射器列と赤外光検出器列との間にＡＴＲ結晶に隣接して配置されている試料と相互に作用し合って案内され、ＡＴＲ結晶の長手方向軸に対して垂直な方向に関する、赤外光検出器列のすべての赤外光検出領域の全体長さは、最大でＡＴＲ結晶の幅に等しく、かつ、赤外光放射器列のすべての赤外光放射領域の全体長さよりも長い。
【０００８】
有利には、赤外光放射器列および赤外光検出器列の長手方向軸はそれぞれ、ＡＴＲ結晶の長手方向軸に対して垂直である。赤外光放射器列は有利には、ＡＴＲ結晶の長手方向軸に垂直な方向に関する、すべての赤外光放射領域の全体長さが、赤外光検出器列のすべての赤外光検出領域の全体長さ内に配置されており、赤外光検出器列は、ＡＴＲ結晶の長手方向軸に対して垂直な方向に関する、すべての赤外光検出領域の全体長さが、ＡＴＲ結晶の幅内に配置されている。有利にはさらに、ＡＴＲ結晶の長手方向軸に対して垂直な方向に関する、赤外光放射器列のすべての赤外光放射領域の全体長さは、赤外光検出器列のすべての赤外光検出領域の全体長さの１５〜９５％に等しい。
【０００９】
赤外光放射器列は有利には、赤外光放射器列の長手方向軸に沿って列に配置された複数の赤外光ピクセルを有する。赤外光ピクセルは有利にはそれぞれ、複数の赤外光放射領域のうちの１つを有しており、これらの赤外光放射領域は、ＡＴＲ結晶の長手方向軸に対して垂直な方向に直接互いに接して配置されている。択一的に有利であるのは、赤外光ピクセルがそれぞれ、複数の赤外光放射領域のうちの１つを有しており、ＡＴＲ結晶の長手方向軸に対して垂直な方向における赤外光ピクセルの個数と、これらの赤外光ピクセルの複数の赤外光放射領域の全体長さとが互いに調整されて、赤外光ピクセルの複数の赤外光放射領域のカバー範囲が、赤外光放射器列のすべての赤外光放射領域の全体長さの少なくとも２５％に等しくなるようにされていることである。
【００１０】
赤外光ピクセルの複数の赤外光放射領域がそれぞれ矩形であると有利である。赤外光ピクセルの複数の赤外光放射領域の複数の対角線のうちの１つは、有利にはＡＴＲ結晶の長手方向軸に対して垂直である。択一的に有利であるのは、赤外光ピクセルの複数の赤外光放射領域の複数の辺のうちの１つが、ＡＴＲ結晶の長手方向軸に対して垂直になっていることである。
【００１１】
赤外光検出器列は有利には、ＡＴＲ結晶の長手方向軸に対して垂直方向に光透過率が変化するリニア可変波長フィルタを有する。有利にはＡＴＲ結晶は硫化亜鉛またはセレン化亜鉛を有しており、波長フィルタのスペクトル領域は５．５μｍ〜１１．０μｍである。このＡＴＲ赤外分光計は、ＡＴＲ結晶が透過性を有するすべての波長の赤外光で動作可能である。波長フィルタのスペクトル領域には、ＡＴＲ結晶が透過性を有する波長領域またはその複数の部分領域が含まれる。
【００１２】
さらに赤外光検出器列は有利には、複数の焦電式赤外光センサピクセルを有する。赤外光を検出するため、この焦電式赤外光センサピクセルが、チタン酸ジルコン酸鉛からなる薄層を有すると有利である。この薄層は有利には、検出対象の赤外光の波長よりも薄い。
【００１３】
ＡＴＲ結晶の長手方向軸に対して垂直な方向に関する、赤外光検出器列のすべての赤外光検出領域の全体長さが、最大でＡＴＲ結晶の幅に等しく、かつ、赤外光放射器列のすべての赤外光放射領域の全体長さよりも長くすることにより、本発明によるＡＴＲ赤外分光計の信号対雑音比は、赤外光検出器列によって検出可能なスペクトルの複数の波長の全体領域にわたって一様に高くなる。例えば来技術から知られているようなＡＴＲ赤外分光計の信号対雑音比において生じ得る落ち込みは、本発明では発生しない。本発明によるＡＴＲ赤外分光計の信号対雑音比は、その全波長領域にわたって一様に高いため、高い測定精度が得られる。
【００１４】
すべての赤外光放射および検出領域の全体長さを本発明にしたがって設定することにより、ＡＴＲ赤外分光計の信号対雑音比の一様化が高いレベルで得られるように、入射面を介して赤外光の光円錐がＡＴＲ結晶に入射する。すべての赤外光放射領域の全体長さは、２５０μｍと１０００μｍとの間の値をとることができ、ここでは例えば、赤外光放射器列に対して１０個の赤外光ピクセルが設けられる。さらに例えば、すべての赤外光放射領域の全体長さは１０００μｍと３０００μｍとの間の値をとることができ、赤外光放射器列は、２つの赤外光ピクセルを有する。
【００１５】
本発明の根底にある観察は、検出対象の赤外光がわずかに傾いて赤外光検出器列に当たる場合に、薄層内で付加的な干渉作用が生じることである。ここで経験的に求められたのは、この干渉作用により、本発明によって達成される信号対雑音比の一様化が生ずることである。この干渉作用は、本発明により、赤外光検出器列のすべての赤外光検出領域の全体長さが最大で、ＡＴＲ結晶の幅に等しく、かつ、赤外光放射器列のすべての赤外光放射領域の全体長さよりも長いことよって得られる。複数の赤外光放射および検出領域が本発明のように設計されないＡＴＲ赤外分光計では、薄層における干渉作用は発生しないため、このＡＴＲ赤外分光計では、波長領域にわたって、信号対雑音比が大きく不均一に分布してしまう。
【００１６】
以下では添付した概略図面に基づいて、本発明によるＡＴＲ赤外分光計の複数の有利な実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の平面図である。
【図２】本発明の第２実施形態の平面図である。
【図３】本発明によるＡＴＲ赤外分光計の波長スペクトルに関する、信号対雑音比の経過についての線図である。
【図４】従来のＡＴＲ赤外分光計の信号対雑音比の経過についての線図である。
【００１８】
図１および２からわかるように、本発明によるＡＴＲ赤外分光計１は、長手方向に延在するＡＴＲ結晶２を有しており、このＡＴＲ結晶は長手方向軸２１を有する。この平面図においてＡＴＲ結晶２は、矩形の底面を有しており、２つの矩形の表面のうちの１つ、特に上側の矩形の表面は、試料ステージ３である。試料ステージ３上には試料を配置することができ、その化学組成をＡＴＲ赤外分光計１によって分析することができる。ＡＴＲ結晶の複数の端面の一方には、第１入射面４が設けられており、この一方の端面とは反対側に配置された他方の端面には、ＡＴＲ結晶２の出射面５が設けられており、入射面４を通って赤外光がＡＴＲ結晶２に入射し、出射面５から赤外光がＡＴＲ結晶２を出射する。ＡＴＲ結晶２には入射面４に隣接して第１反射面６が設けられており、また出射面５に第２反射面７が設けられており、これらの反射面６，７は、入射面４を介してＡＴＲ結晶２に入射した赤外光が、ＡＴＲ結晶２内で複数回全反射され、つぎに出射面５を介してＡＴＲ結晶２から出射するように配置されている。入射面４および出射面５が、試料ステージ３に対して平行に配置されているのに対し、反射面６，７は、試料面３に対して傾けられて配置されている。
【００１９】
入射面４に直に隣接して、赤外光ピクセル９から構成される赤外光放射器列８が配置されている。図１に示した実施形態は、２つの赤外光ピクセル９を有し、図２に示した実施形態は３つの赤外光ピクセル９を有する。これらの赤外光ピクセルは、波長領域が５．５μｍ〜１１．０μｍの範囲である赤外光を放射するように構成されている。ＡＴＲ結晶２は、硫化亜鉛またはセレン化亜鉛からなる。赤外光ピクセル９から放射された赤外光は、入射面４を介してＡＴＲ結晶２に入力結合され、第１反射面６で全反射され、つぎにＡＴＲ結晶２内で、試料ステージ３と、試料ステージ３の反対側に配置された、ＡＴＲ結晶２の表面とにおける複数回の全反射により、第２反射面７に案内され、この第２反射面において赤外光は、出射面５に向かって反射され、そこでＡＴＲ結晶２から出力結合される。赤外光ピクセル９から放射される赤外光は、入射面４に直接当たる。なぜならば、赤外光ピクセル９には、赤外光を集束する、例えば凹面鏡もコリメータレンズも設けられていないからである。赤外光放射器列８は、ＡＴＲ結晶２の長手方向軸２１に対して垂直方向に延在する長手方向軸２２を有する。
【００２０】
ＡＴＲ結晶２には、赤外光放射器列８の反対側にかつ出射面５に直に隣接して配置されて赤外光検出器列１０が設けられている。赤外光検出器列１０は、赤外光放射器列８の長手方向軸２２に対して平行でありかつＡＴＲ結晶２の長手方向軸２１に対して垂直な長手方向軸２３を有する。赤外光検出器列１０は、複数の焦電式赤外光センサピクセルから構成されており、これらの焦電式赤外光センサはそれぞれチタン酸ジルコン酸鉛からなる薄層を有する。赤外光検出器列１０と出射面５との間には、リニア可変波長フィルタが配置されており、そのスペクトル領域は、５．５μｍ〜１１．０μｍである。これにより、５．５μｍの光を通過させるリニア可変波長フィルタの一方の端部に直に隣接して配置されているこの１つの赤外光センサピクセルには、まさにこの波長を有する赤外光だけが当たる。同様にこれとは反対側に配置された赤外光センサピクセルには、１１．０μｍの波長を有する赤外光だけが当たる。これらの外側の２つの赤外光センサピクセル間では、５．５μｍと１１．０μｍとの間の波長を有する赤外光が当たり、波長フィルタのスペクトル経過は線形である。赤外光検出器列１０は、１３０個の赤外光センサピクセルを有しており、位置番号１を有する一方の外側の赤外光ピクセルは、５．５μｍの赤外光を通過させる、波長フィルタの一方の端部に配置されており、番号１３０を有する他方の外側の赤外光ピクセルは、波長１１．０μｍの赤外光を通過させる、波長フィルタの他方の端部に配置されている。
【００２１】
赤外光検出器列１０には、ＡＴＲ赤外分光計２の評価プラットホーム１１が設けられており、この評価プラットホームにより、スペクトル分析を行うため、試料ステージ３上に配置されている試料を、対応する電子装置によって評価可能である。
【００２２】
チタン酸ジルコン酸鉛からなる赤外光センサピクセルの上記の薄層は、これら薄層に当たる赤外光、すなわちリニア可変波長フィルタによってこれらの薄層へと通過させられた赤外光の波長よりも薄い。図示した複数の実施形態において、チタン酸ジルコン酸鉛からなるこれらの薄層の厚さは、波長フィルタを通過する赤外光の最小波長よりも小さく選択されている。すなわち、図示した複数の実施形態において、赤外光センサピクセルの薄層は、５．５μｍよりも薄く構成されている。
【００２３】
図１および２に示した実施形態によれば、赤外光ピクセル９は１つずつの矩形の放射面１７を有しており、赤外光ピクセル９のこれらの放射面１７は、同じ大きさで形成されている。これらの赤外光ピクセル９は、赤外光放射器列８の長手方向軸２２に沿って配置されており、矩形の放射面の中心点は、赤外光放射器列８の長手方向軸２２上にある。
【００２４】
図１に示した実施形態は、２つの赤外光ピクセル９を有しており、これらの赤外光ピクセル９の放射面１７のそれぞれ１つの対角線は、赤外光放射器列８の長手方向軸２２上に載っている。これによってこれらの対角線の長さにより、それぞれの赤外光ピクセル９に対して、放射面１７の赤外光放射の幅１９が定められる。図２に示した実施形態では、３つの赤外光ピクセル９の放射面１７の対角線は、赤外光放射器列８の長手方向軸２２に４５°の角度で交わっているため、放射面１７の赤外光放射の幅１９はそれぞれ、放射面の辺の長さ１９によって定められる。複数の赤外光ピクセル９間には、図１の実施形態および図２の構成においてそれぞれ間隔２０が設けられている。赤外光放射器列８の複数の赤外光ピクセル９の複数の放射面１７の赤外光放射の全長１２は、赤外光放射器列８の複数の赤外光ピクセル９の複数の２種類の最長長さによって定められ、赤外光放射の全長１２内には、図１では赤外光ピクセル９の１つの間隔２０が配置されており、図２では赤外光ピクセル９の２つの間隔２０が配置されている。
【００２５】
赤外光検出器列１０は、検出面１８を有しており、この検出面は、赤外光検出器列１０の長手方向軸２３に沿って延在しており、かつ、この長手方向軸に沿って赤外光を検出する複数の赤外センサピクセルが配置されている。赤外光検出器列１０の長手方向軸２３に沿った検出面１８の長さにより、赤外光検出の全長１３が得られ、赤外光放射の全長１２は、赤外光検出の全長１３よりも短い。さらにＡＴＲ結晶２は、その幅１４によって赤外光検出の全長１３をカバーし、ひいては赤外光放射の全長１２をカバーする。複数の放射面１７の列および複数の検出面１８の列はそれぞれ、ＡＴＲ結晶２の長手方向軸２１に関して対称に配置されている。
【００２６】
放射面１７の辺の長さは、図１および２の実施形態によれば２ｍｍであり、赤外光ピクセル９間の間隔２０は、図１に示した実施形態では１１．０３ｍｍであり、この間隔２０は、図２に示した実施形態では１２．３０ｍｍである。
【００２７】
図３および４にはそれぞれ線図が示されており、これらの線図は、赤外光検出器列１０に沿った信号対雑音比１６を示している。横軸１５には、赤外光検出器列１０における赤外光センサピクセルの複数の位置が１〜１３０の位置番号で示されている。番号１を有する赤外光センサピクセル上には波長５．５μｍを有する赤外光が当たり、位置番号１３０を有する赤外光ピクセル上には波長１１．０μｍを有する赤外光が当たる。位置番号１を有する赤外光ピクセルと、位置番号１２７を有する赤外光センサピクセルとの間にある赤外光センサピクセル上には、波長が５．５μｍと１１．０μｍとの間にある赤外光が当たり、この波長は、位置番号１を有する赤外光センサピクセルから位置番号１２７を有する赤外光センサピクセルへ線形に長くなる。
【００２８】
図３に示した線図には、図１および２に示した実施形態の信号対雑音比１６の経過がプロットされている。ここからわかるのは、信号対雑音比が、最小の位置番号を有する赤外光センサピクセルにおいて最大であり、最大の位置番号を有する赤外光センサピクセルにおいて最小になることである。この減少は、単調かつ比較的一様である。
【００２９】
図４に示した線図は、赤外光放射器列が、赤外光検出器列の赤外検出領域の全長よりも長い全長を有する赤外光放射領域を有するＡＴＲ赤外分光計の赤外光検出器列に沿った信号対雑音比の経過を示している。ここからわかるのは、２つの縁部領域において信号対雑音比１６の経過が、図３に示した線図に類似しているが、２０〜６０の位置番号を有する赤外光センサピクセルにおいて信号対雑音比の大きな落ち込みが識別できることである。この領域において信号対雑音比は、最大の位置番号を有する赤外光センサピクセルの場合よりも低くなってもいる。中間の位置番号を有する赤外光ピクセルにおけるこの単調でない信号対雑音比１６の経過および信号対雑音比のかなりの落ち込みにより、この公知のＡＴＲ赤外分光計の測定の精度が大きく損なわれることになる。これに対し、図３に示したように、赤外光検出器列１０に沿った信号対雑音比１６の経過は、単調かつ一様であり、これによって本発明によるＡＴＲ赤外分光計１は、高い測定精度を有する。
【符号の説明】
【００３０】
１  ＡＴＲ赤外分光計、  ２  ＡＴＲ結晶、  ３  試料ステージ、  ４  入射面、  ５  出射面、  ６  第１反射面、  ７  第２反射面、  ８  赤外光放射器列、  ９  赤外光ピクセル、  １０  赤外光検出器列、  １１  評価プラットホーム、  １２  赤外光放射の全長、  １３  赤外光検出の全長、  １４  ＡＴＲ結晶の幅、  １５  横軸−赤外光検出器列の赤外光センサピクセルの位置番号、  １６  縦軸−信号対雑音比、  １７  放射面、  １８  検出面、  １９  放射面の赤外光放射幅、  ２０  赤外光ピクセルの間隔、  ２１  ＡＴＲ結晶の長手方向軸、  ２２  赤外光放射器列の長手方向軸、  ２３  赤外光検出器列の長手方向軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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