[发明专利]光谱分析装置

说明书

本发明的目的在于提供一种光谱分析装置，该光谱分析装置能够更快速地进行液相的成分分析，并且该光谱分析装置更紧凑且更稳定。该光谱分析装置通过利用光照射样品而获得的反射光的反射吸收光谱来对样品进行成分分析，其中，光谱分析装置设置有：光源，其发射用于照射样品的光；棱镜，其被粘附到样品并且全反射从光源发射的光；偏振光分离元件，其将由棱镜全反射的光分离为彼此正交的第一偏振光分量和第二偏振光分量；波长色散元件，其对由偏振光分离元件分离的第一偏振光分量和第二偏振光分量的对应的波长分量进行色散；图像拍摄元件，其拍摄由波长色散元件色散的第一偏振光分量和第二偏振光分量的对应的图像；以及处理单元，其通过使用从图像拍摄元件输出的成像信号获得每个波长下的吸光度来对样品进行成分分析。

技术领域

本发明涉及一种光谱分析装置。

背景技术

作为分析极少量的样品中的各成分量的方法，提出了测量反射吸收光谱并对目标进行成分分析的方法。为了分析极少量的样品中的各成分量，通常进行衰减全反射(ATR)，其中，将样品粘附于光学棱镜，光从光学棱镜的一端入射，并以阈值角度以上的角度全反射，并测量从光学棱镜发射的光。根据ATR，当对光进行全反射时，光信号在光学棱镜的表面上产生倏逝波。通过使用倏逝波，获得样品的吸收光谱。

然而，由于倏逝波仅存在于光学棱镜的极薄表面上，所以透过样品的光量小，并且样品的吸光度低。因此，提出了通过光来激发金属中的自由电子并使其共振以及提高吸收光谱强度的方法(例如，参照NPL 1)。

为了进行NPL 1中公开的分析，例如使用如图7所示的光谱分析装置900。图7示出了根据现有技术的光谱分析装置900的构造。在金属薄膜906上放置作为分析对象的液相样品951。

如图7所示，光谱分析装置900包括光源901、光导单元902、准直单元903、棱镜基板905、金属薄膜906、偏振器908、偏振器旋转机构909、聚光单元910、光导单元911、分光镜912、处理单元913。光导单元902和光导单元911是光纤。准直单元903是透镜，并且构造为将从光导单元902发射的光转换为准直光。棱镜基板905是半球形棱镜。偏振器908是用于使来自棱镜基板905的反射光偏振的偏振元件。偏振器旋转机构909构造成响应于处理单元913的控制来旋转偏振器908。偏振器旋转机构909包括例如轴承、齿轮、马达等。聚光单元910是透镜，并且构造为将从偏振器908发射的光会聚到光导单元911中。分光镜912构造为色散从光导单元911发射的光。处理单元913构造为对从分光镜912输出的色散光进行光谱分析。

在NPL 1中公开的方法中，使从宽带光源901发射的光904入射到结合有金属薄膜906的棱镜基板905上。在棱镜界面上全反射并发射的光穿过偏振器908，偏振器908被调节为截除相对于棱镜界面在水平方向上的偏振光或相对于棱镜界面在垂直方向上的偏振光，然后该光入射在分光镜912上。当相对于棱镜界面在垂直方向上的偏振光(p偏振光)产生倏逝波时，相对于棱镜界面在水平方向上的偏振光(s偏振光)在金属薄膜906的界面上被全反射，并且不产生倏逝波。因此，通过使偏振器908旋转，当偏振方位角在0°与90°之间切换时，能够切换吸收反射光和非吸收反射光的获取。处理单元913可以通过计算两个分量的反射光信息的差来获得吸收光谱。通过该构造，可以分析极少量的样品中的每个成分量。

引文列表

非专利文献

[NPL 1]“High sensitive detection of near-infrared absorption bysurface plasmon resonance”，AkifimiIkehata，Xiaoling Li，Tamitake Itoh，YukihiroOzakia，American Institute of Physic，VOLUME83，NUMBER11，2003，p2232-2234

发明内容

技术问题