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JP2012242245A - Raman scattering light detection device - Google Patents

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JP2012242245A
JP2012242245A JP2011112652A JP2011112652A JP2012242245A JP 2012242245 A JP2012242245 A JP 2012242245A JP 2011112652 A JP2011112652 A JP 2011112652A JP 2011112652 A JP2011112652 A JP 2011112652A JP 2012242245 A JP2012242245 A JP 2012242245A
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JP
Japan
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reflected
sample
sample surface
laser light
light
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Withdrawn
Application number
JP2011112652A
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Japanese (ja)
Inventor
Chikashi Ota
周志 太田
Yasushi Nakada
靖 中田
Hiroshi Uchihara
博 内原
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Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a Raman scattering light detection device capable of increasing Raman scattering light without allowing the poor oscillation of a laser and the damage of a sample to occur.SOLUTION: Laser light (an optical beam) is made incident from a laser light source (an incident part) 2 to a hemispherical prism (a translucent member) 1 having a sample surface 11. The laser light is reflected against the sample surface 11, reflected against a mirror (a reflection body) 31, and reflected against the sample surface 11 again. The reflection angle of the mirror 31 is adjusted not to allow optical paths to be coincident before/after the reflection, so that the laser light is reflected at a position different from the preceding time on the sample surface 11. Subsequently, the laser light is repetitively reflected by varying the reflection positions between a spherical surface part 12 with mirror coating performed thereon and the sample surface 11. The laser light is not made incident to the laser light source 2 thereby to prevent the poor oscillation of a laser. The laser light is not converged on one point in the sample S, thereby to prevent the damage of the sample S. The laser light is reflected against the sample surface 11 multiple times, so that the Raman scattering light is increased.

Description

本発明は、試料が接触される試料面の裏側で励起光を反射させ、試料から発生するラマン散乱光を検出するラマン散乱光検出装置に関する。   The present invention relates to a Raman scattered light detection apparatus that reflects excitation light on the back side of a sample surface in contact with a sample and detects Raman scattered light generated from the sample.

従来、試料に含まれる物質の同定又は特定物質の分布の推定等を非破壊で行う方法として、ラマン分光分析が利用されている。ラマン分光分析では、透光部材に試料を接触させ、透光部材内において試料との接触面で励起光を反射させ、反射光とは異なる方向へ出射したラマン散乱光を検出する方法が用いられている。特に、試料との接触面で励起光を全反射させ、全反射により発生したエバネッセント光によって試料から発生したラマン散乱光を検出する方法がある。エバネッセント光は試料の表面のみを励起するので、試料表面のラマン分光分析を行うことができる。   Conventionally, Raman spectroscopic analysis has been used as a method for performing non-destructive identification of a substance contained in a sample or estimation of a distribution of a specific substance. In Raman spectroscopic analysis, a method is used in which a sample is brought into contact with a translucent member, excitation light is reflected from the surface of the translucent member that contacts the sample, and Raman scattered light emitted in a direction different from the reflected light is detected. ing. In particular, there is a method in which excitation light is totally reflected at a contact surface with a sample, and Raman scattered light generated from the sample is detected by evanescent light generated by total reflection. Since evanescent light excites only the surface of the sample, Raman spectroscopic analysis of the sample surface can be performed.

ところで、ラマン散乱光は微弱であるので、ラマン散乱光を増加させるための技術が開発されている。特許文献1には、励起光としてレーザ光を用い、試料を励起させたレーザ光を反射させて再度試料へ入射する技術が開示されている。励起光が再度試料へ入射することにより、発生するラマン散乱光が増加する。   By the way, since the Raman scattered light is weak, a technique for increasing the Raman scattered light has been developed. Patent Document 1 discloses a technique in which laser light is used as excitation light, the laser light that has excited the sample is reflected, and is incident on the sample again. When the excitation light enters the sample again, the generated Raman scattered light increases.

特開昭61−20841号公報JP-A 61-20841

しかしながら、特許文献1に開示された技術では、励起光として用いたレーザ光が反射されて再度試料へ入射した際、レーザ光の往路と復路とが一致しているので、レーザ光がレーザ光源へ入射し、レーザ光源でレーザの発振不良が発生する虞がある。また、試料上の同一の位置へ励起光が入射され、励起光が試料上の一点に集中して試料が損傷する虞がある。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, when the laser light used as excitation light is reflected and reenters the sample, the forward path and the return path of the laser light coincide with each other. Incident light may cause a laser oscillation failure in the laser light source. In addition, the excitation light is incident on the same position on the sample, and the excitation light may be concentrated on one point on the sample and the sample may be damaged.

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、光路を変えながら励起光を複数回入射することにより、レーザの発振不良を起こすこと無くラマン散乱光を増加させることができ、しかも試料の損傷を起こし難いラマン散乱光検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to emit Raman scattered light without causing a laser oscillation failure by making excitation light incident multiple times while changing the optical path. An object of the present invention is to provide a Raman scattered light detection device that can be increased and that is less likely to damage a sample.

本発明に係るラマン散乱光検出装置は、任意の試料が接触される平面状の試料面を有する透光部材と、前記試料面で反射するように光ビームを前記透光部材の内部へ入射する入射部と、前記光ビームによって試料に発生するラマン散乱光を検出する手段とを備えるラマン散乱光検出装置において、前記試料面で反射した後の光ビームを、再度反射して前記試料面へ入射し、前記試料面上の前記試料面上で前回反射した位置とは異なる位置で反射させる反射手段を備えることを特徴とする。   A Raman scattered light detection apparatus according to the present invention has a light-transmitting member having a flat sample surface with which an arbitrary sample is contacted, and a light beam is incident on the light-transmitting member so as to be reflected by the sample surface. In a Raman scattered light detection apparatus comprising an incident portion and means for detecting Raman scattered light generated on the sample by the light beam, the light beam reflected by the sample surface is reflected again and incident on the sample surface And reflecting means for reflecting at a position different from the position previously reflected on the sample surface on the sample surface.

本発明においては、ラマン散乱光検出装置は、試料が接触する試料面を有する透光部材に対して入射部から光ビームを入射し、透光部材内において試料面で光ビームを反射させた後、光ビームを再度反射し、試料面の他の位置で光ビームを反射させる。試料面の他の位置で光ビームが反射するように光ビームが反射されることで、光ビームの光路が変更され、入射部へ光ビームが入射することが無い。また試料面の異なる位置で光ビームが複数回反射するので、光ビームが試料上の一点に集中して照射されることが無い。   In the present invention, the Raman scattered light detection apparatus receives a light beam from an incident portion with respect to a translucent member having a sample surface in contact with the sample, and reflects the light beam on the sample surface in the translucent member. The light beam is reflected again, and the light beam is reflected at other positions on the sample surface. By reflecting the light beam so that the light beam is reflected at other positions on the sample surface, the optical path of the light beam is changed, and the light beam does not enter the incident portion. In addition, since the light beam is reflected a plurality of times at different positions on the sample surface, the light beam is not concentrated and irradiated on one point on the sample.

本発明に係るラマン散乱光検出装置は、前記反射手段は、前記入射部へ向かう光ビームを反射する手段を含むことを特徴とする。   In the Raman scattered light detection apparatus according to the present invention, the reflecting means includes means for reflecting a light beam directed toward the incident portion.

本発明においては、ラマン散乱光検出装置は、試料面で反射した後で入射部に向かう光ビームを反射させる。反射した光ビームは、試料面へ入射され、試料面での光ビームの反射が繰り返される。   In the present invention, the Raman scattered light detection device reflects the light beam that is reflected by the sample surface and then directed to the incident portion. The reflected light beam is incident on the sample surface, and the reflection of the light beam on the sample surface is repeated.

本発明に係るラマン散乱光検出装置は、前記反射手段は、前記試料面で反射して前記透光部材から出射した光ビームを、光路を変えて前記透光部材へ入射するように反射する反射体を含むことを特徴とする。   In the Raman scattered light detection apparatus according to the present invention, the reflection means reflects the light beam reflected by the sample surface and emitted from the light transmitting member so as to be incident on the light transmitting member by changing an optical path. It includes the body.

本発明においては、ラマン散乱光検出装置は、透光部材から出射した光ビームを、光路を変えて透光部材へ入射されるように反射体で反射する。   In the present invention, the Raman scattered light detection device reflects the light beam emitted from the translucent member with the reflector so as to be incident on the translucent member while changing the optical path.

本発明に係るラマン散乱光検出装置は、前記反射体は、光の反射角度を調整可能に構成してあることを特徴とする。   The Raman scattered light detection apparatus according to the present invention is characterized in that the reflector is configured to be capable of adjusting a light reflection angle.

本発明においては、光ビームを反射する反射体は、光ビームの光路を適切に変更できるように、反射角度を適宜調整可能となっている。   In the present invention, the reflection angle of the reflector that reflects the light beam can be appropriately adjusted so that the optical path of the light beam can be appropriately changed.

本発明に係るラマン散乱光検出装置は、前記反射体は、光の反射角度が連続的に変化するように揺動可能に構成してあり、前記反射体を揺動させる駆動部を更に備えることを特徴とする。   In the Raman scattered light detection device according to the present invention, the reflector is configured to be swingable so that the reflection angle of light continuously changes, and further includes a drive unit that swings the reflector. It is characterized by.

本発明においては、光ビームを反射する反射体は、揺動することによって、反射する高速の光路を変更させる。   In the present invention, the reflector that reflects the light beam swings to change the high-speed optical path to be reflected.

本発明に係るラマン散乱光検出装置は、前記透光部材は、平面部を前記試料面とした半球状プリズムであり、前記反射手段は、前記半球状プリズムの内部で光が反射するように、一部を除いて前記半球状プリズムの球面部をミラーコーティングしたミラーコーティング部を含むことを特徴とする。   In the Raman scattered light detection device according to the present invention, the translucent member is a hemispherical prism having a flat surface as the sample surface, and the reflecting means reflects light inside the hemispherical prism. A mirror coating part obtained by mirror coating the spherical part of the hemispherical prism except for a part is included.

本発明においては、透光部材は半球状プリズムであり、半球状プリズムの球面部にミラーコーティング部を設けてあり、試料面とミラーコーティング部との間で光ビームを繰り返し反射させる。   In the present invention, the translucent member is a hemispherical prism, and a mirror coating portion is provided on the spherical portion of the hemispherical prism, and the light beam is repeatedly reflected between the sample surface and the mirror coating portion.

本発明にあっては、光ビームの反射を繰り返して試料へ光ビームを複数回入射することにより、光ビームの強度を大きくせずにラマン散乱光の強度を増大させることができる。また、入射部へ光ビームが入射することが無いので、入射部でレーザ光の発振不良が起こることが無い。また、光ビームが試料上の一点に集中することに起因する試料の損傷が発生しない。従って、レーザの発振不良及び試料の損傷を起こすこと無く、試料からラマン散乱光を複数回発生させ、検出可能なラマン散乱光を増加させることができる等、本発明は優れた効果を奏する。   In the present invention, the intensity of Raman scattered light can be increased without increasing the intensity of the light beam by repeatedly reflecting the light beam and making the light beam incident on the sample a plurality of times. Further, since the light beam does not enter the incident portion, no laser light oscillation failure occurs in the incident portion. Further, the sample is not damaged due to the light beam concentrating on one point on the sample. Therefore, the present invention has excellent effects such as generation of Raman scattered light from the sample a plurality of times without increasing laser oscillation and damage to the sample, thereby increasing the detectable Raman scattered light.

実施の形態1に係るラマン散乱光検出装置の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a Raman scattered light detection apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態2に係るラマン散乱光検出装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the Raman scattered light detection apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施の形態3に係るラマン散乱光検出装置の構成を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of a Raman scattered light detection apparatus according to a third embodiment. 実施の形態4に係るラマン散乱光検出装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the Raman scattered light detection apparatus which concerns on Embodiment 4. FIG. 実施の形態5に係るラマン散乱光検出装置の構成を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of a Raman scattered light detection device according to a fifth embodiment. 実施の形態6に係るラマン散乱光検出装置の構成を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of a Raman scattered light detection apparatus according to a sixth embodiment. 実施の形態7に係るラマン散乱光検出装置の構成を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of a Raman scattered light detection device according to a seventh embodiment. 実施の形態8に係るラマン散乱光検出装置の構成を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of a Raman scattered light detection device according to an eighth embodiment.

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係るラマン散乱光検出装置の構成を示す概略図である。ラマン散乱光検出装置は、試料Sを載置される半球状プリズム(hemispherical prism)1と、レーザ光(光ビーム)Lを発光するレーザ光源(入射部)2と鏡(反射体)31とを備えている。半球状プリズム1は、石英ガラス等の透光性の材料からなり、球中心を通る平面で球体を切断した半球体の形状に形成してある。半球状プリズム1は、本発明における透光部材に対応する。また半球状プリズム1は、平面部を上側にして配置されており、平面部は試料Sを載置される試料面11である。試料面11は、半球状プリズム1の球面部12の球中心を含み、球中心を円の中心とする円形となっている。半球状プリズム1の三次元形状は、球中心を通り試料面11に直交する軸を中心に図1に示す半球状プリズム1の断面図を回転させた形状となっている。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the Raman scattered light detection apparatus according to the first embodiment. The Raman scattered light detection apparatus includes a hemispherical prism 1 on which a sample S is placed, a laser light source (incident part) 2 that emits laser light (light beam) L, and a mirror (reflector) 31. I have. The hemispherical prism 1 is made of a translucent material such as quartz glass, and is formed in a hemispherical shape obtained by cutting a sphere along a plane passing through the center of the sphere. The hemispherical prism 1 corresponds to the translucent member in the present invention. Further, the hemispherical prism 1 is arranged with the flat surface portion on the upper side, and the flat surface portion is a sample surface 11 on which the sample S is placed. The sample surface 11 includes a spherical center of the spherical portion 12 of the hemispherical prism 1 and has a circular shape with the spherical center as the center of a circle. The three-dimensional shape of the hemispherical prism 1 is a shape obtained by rotating the cross-sectional view of the hemispherical prism 1 shown in FIG. 1 about an axis passing through the center of the sphere and orthogonal to the sample surface 11.

レーザ光源2は、半球状プリズム1の球面部12に交差するようにレーザ光を半球状プリズム1へ入射する位置に配置されている。例えば、レーザ光源2は、試料面11の中心と球面部12上の一点とを結んだ直線上に配置されている。半球状プリズム1へ入射したレーザ光は、半球状プリズム1の内部において試料面11で反射する。図1中には、レーザ光を矢印付きの実線で示す。レーザ光源2は、試料面11でレーザ光が全反射する条件を満たしながらレーザ光を半球状プリズム1へ入射するように配置されていることが望ましい。なお、ラマン散乱光検出装置の構成は、レーザ光源2からのレーザ光が光学系を経由して半球状プリズム1へ入射される構成であってもよい。   The laser light source 2 is disposed at a position where the laser light is incident on the hemispherical prism 1 so as to intersect the spherical surface portion 12 of the hemispherical prism 1. For example, the laser light source 2 is arranged on a straight line connecting the center of the sample surface 11 and one point on the spherical surface portion 12. The laser light incident on the hemispherical prism 1 is reflected by the sample surface 11 inside the hemispherical prism 1. In FIG. 1, the laser beam is indicated by a solid line with an arrow. The laser light source 2 is preferably arranged so that the laser light is incident on the hemispherical prism 1 while satisfying the condition that the laser light is totally reflected by the sample surface 11. The configuration of the Raman scattered light detection device may be a configuration in which laser light from the laser light source 2 is incident on the hemispherical prism 1 via an optical system.

レーザ光源2から半球状プリズム1へ入射して試料面11で反射したレーザ光は、球面部12と交差し、半球状プリズム1から出射する。鏡31は、半球状プリズム1から出射したレーザ光が入射する位置に配置されている。鏡31へ入射したレーザ光は、鏡31で反射し、半球状プリズム1へ再度入射し、試料面11で再度反射する。鏡31は、半球状プリズム1に対するレーザ光の反射角度を使用者の操作により調整することが可能な構成となっている。鏡31は、反射前後のレーザ光の往路と復路とが一致しないように反射角度が予め調整されている。鏡31で反射するレーザ光の往路と復路とが一致しないので、鏡31で反射して半球状プリズム1へ入射するレーザ光は、出射時とは異なる角度で異なる位置に入射される。このため、半球状プリズム1内でのレーザ光の光路も出射時とは異なり、レーザ光は、試料面11上の前回反射した位置とは異なる位置で反射する。   The laser light incident on the hemispherical prism 1 from the laser light source 2 and reflected by the sample surface 11 intersects the spherical portion 12 and is emitted from the hemispherical prism 1. The mirror 31 is disposed at a position where the laser beam emitted from the hemispherical prism 1 enters. The laser light incident on the mirror 31 is reflected by the mirror 31, reenters the hemispherical prism 1, and is reflected again by the sample surface 11. The mirror 31 is configured to be able to adjust the reflection angle of the laser beam with respect to the hemispherical prism 1 by a user operation. The reflection angle of the mirror 31 is adjusted in advance so that the forward and backward paths of the laser light before and after the reflection do not coincide. Since the forward path and the return path of the laser light reflected by the mirror 31 do not coincide with each other, the laser light reflected by the mirror 31 and incident on the hemispherical prism 1 is incident at a different position at an angle different from that at the time of emission. For this reason, the optical path of the laser beam in the hemispherical prism 1 is also different from that at the time of emission, and the laser beam is reflected at a position different from the previously reflected position on the sample surface 11.

半球状プリズム1の球面部12の外側には、ミラーコーティングが施されることにより、ミラーコーティング部13が形成されている。但し、レーザ光源2からレーザ光が入射される入射口14と、鏡31で反射するレーザ光が出射する出射口15とには、ミラーコーティングが施されていない。鏡31で反射したレーザ光は、出射口15から半球状プリズム1内へ入射する。ミラーコーティング部13は、半球状プリズム1の内部においてレーザ光を反射させるためのものである。試料面11で再度反射したレーザ光は、球面部12へ入射され、ミラーコーティング部13によって球面部12で反射する。レーザ光が直前に試料面11で反射した位置は、試料面11の中心からずれた位置であるので、球面部12で反射する前後のレーザ光の往路と復路とは一致しない。このため、球面部12で反射したレーザ光は、試料面11上の前回反射した位置とはまた異なった位置で反射する。このようにして、レーザ光は、試料面11と球面部12との間で反射を複数回繰り返す。特に、試料面11でレーザ光が全反射する条件が満たされている場合は、レーザ光が試料面11から出射せずに高効率で反射が繰り返される。試料面11上でレーザ光が反射する位置は、毎回異なっている。最終的に、レーザ光は半球状プリズム1内で減衰するか、又は試料面11から半球状プリズム1外へ出射する。鏡31及びミラーコーティング部13は、本発明における反射手段に対応する。   On the outer side of the spherical surface portion 12 of the hemispherical prism 1, a mirror coating portion 13 is formed by applying mirror coating. However, mirror coating is not applied to the entrance 14 where the laser light is incident from the laser light source 2 and the exit 15 where the laser light reflected by the mirror 31 is emitted. The laser beam reflected by the mirror 31 enters the hemispherical prism 1 from the emission port 15. The mirror coating portion 13 is for reflecting the laser light inside the hemispherical prism 1. The laser beam reflected again by the sample surface 11 is incident on the spherical surface portion 12 and is reflected by the spherical surface portion 12 by the mirror coating portion 13. Since the position where the laser beam is reflected by the sample surface 11 immediately before is a position shifted from the center of the sample surface 11, the forward and backward paths of the laser beam before and after being reflected by the spherical surface portion 12 do not coincide with each other. For this reason, the laser beam reflected by the spherical surface portion 12 is reflected at a position different from the previously reflected position on the sample surface 11. In this way, the laser light is repeatedly reflected a plurality of times between the sample surface 11 and the spherical surface portion 12. In particular, when the condition that the laser beam is totally reflected at the sample surface 11 is satisfied, the laser beam is not emitted from the sample surface 11 and is repeatedly reflected with high efficiency. The position where the laser beam is reflected on the sample surface 11 is different each time. Finally, the laser light is attenuated in the hemispherical prism 1 or emitted from the sample surface 11 to the outside of the hemispherical prism 1. The mirror 31 and the mirror coating part 13 correspond to the reflecting means in the present invention.

試料Sは、半球状プリズム1の試料面11上に載置される。例えば、試料Sは試料面11の中心に載置される。また試料Sは透明な物質であるとする。レーザ光は試料Sから見て試料面11の裏側で反射する。半球状プリズム1内においてレーザ光が試料面11で反射する際に、レーザ光の一部が試料Sへ浸入し、浸入したレーザ光は励起光として試料Sに作用し、ラマン散乱光が発生する。例えば、レーザ光が試料面11で全反射する場合、試料面11でエバネッセント光が発生し、エバネッセント光は試料面11に接触した試料S内に浸透し、エバネッセント光と試料Sとの相互作用によりラマン散乱光が発生する。発生したラマン散乱光は、透明な試料Sを透過して試料S外へ放出される。図1中には、ラマン散乱光を矢印付きの破線で示している。   The sample S is placed on the sample surface 11 of the hemispherical prism 1. For example, the sample S is placed at the center of the sample surface 11. The sample S is assumed to be a transparent substance. The laser beam is reflected on the back side of the sample surface 11 when viewed from the sample S. When the laser light is reflected by the sample surface 11 in the hemispherical prism 1, a part of the laser light enters the sample S, and the entered laser light acts on the sample S as excitation light, and Raman scattered light is generated. . For example, when the laser beam is totally reflected by the sample surface 11, evanescent light is generated on the sample surface 11, and the evanescent light penetrates into the sample S in contact with the sample surface 11, and is caused by the interaction between the evanescent light and the sample S. Raman scattered light is generated. The generated Raman scattered light passes through the transparent sample S and is emitted out of the sample S. In FIG. 1, Raman scattered light is indicated by a broken line with an arrow.

ラマン散乱光検出装置は、更に、試料Sを透過して放出されたラマン散乱光を集光する集光レンズ41と、集光されたラマン散乱光を検出する検出部42とを備えている。なお、半球状プリズム1と検出部42の間には、集光レンズ41以外にも、各種のレンズ及びミラー等の光学部品が備えられていてもよい。検出部42は、分光器及び光センサ等からなり、試料Sで発生したラマン散乱光の波長及び強度を検出する。検出部42での検出結果は、電気信号となって外部へ出力され、図示しない分析装置で試料Sのラマン分光分析が行われる。特に、レーザ光が試料面11で全反射する場合は、試料Sの表層部分のラマン分光分析を行うことができる。   The Raman scattered light detection apparatus further includes a condensing lens 41 that collects the Raman scattered light emitted through the sample S and a detection unit 42 that detects the collected Raman scattered light. In addition to the condenser lens 41, various optical components such as various lenses and mirrors may be provided between the hemispherical prism 1 and the detection unit 42. The detection unit 42 includes a spectroscope, an optical sensor, and the like, and detects the wavelength and intensity of the Raman scattered light generated in the sample S. The detection result of the detection unit 42 is output as an electric signal to the outside, and the Raman spectroscopic analysis of the sample S is performed by an analyzer (not shown). In particular, when the laser beam is totally reflected by the sample surface 11, Raman spectroscopic analysis of the surface layer portion of the sample S can be performed.

以上の構成でなるラマン散乱光検出装置は、半球状プリズム1の試料面11に試料Sを載置させた状態で、半球状プリズム1の内部においてレーザ光を試料面11で複数回反射させ、レーザ光と試料Sとの相互作用により発生したラマン散乱光を測定する。レーザ光が試料面11で反射する都度、ラマン散乱光が発生するので、ラマン散乱光は複数回発生する。従って、一回だけレーザ光を試料面11で反射させる方法に比べて、ラマン散乱光検出装置で検出するラマン散乱光が増加する。レーザ光は、試料面11で二回より多い回数反射することが容易であり、試料へ励起光が二回入射される従来技術に比べても、ラマン散乱光が増加する。また本実施の形態では、レーザ光源2から入射されて試料面11で反射したレーザ光は、鏡31で反射する前後で異なる光路を通るので、試料面11で再度反射した後でも異なる光路を通り、レーザ光源2へ入射することが無い。このため、レーザ光源2で発振不良が発生せず、ラマン散乱光検出装置は安定した動作が可能である。   The Raman scattered light detection apparatus having the above configuration reflects a laser beam on the sample surface 11 a plurality of times inside the hemispherical prism 1 with the sample S placed on the sample surface 11 of the hemispherical prism 1. The Raman scattered light generated by the interaction between the laser beam and the sample S is measured. Since the Raman scattered light is generated every time the laser light is reflected by the sample surface 11, the Raman scattered light is generated a plurality of times. Therefore, the Raman scattered light detected by the Raman scattered light detection device is increased as compared with the method in which the laser beam is reflected by the sample surface 11 only once. The laser light can be easily reflected more than twice on the sample surface 11, and the Raman scattered light increases compared to the conventional technique in which the excitation light is incident twice on the sample. In the present embodiment, the laser light incident from the laser light source 2 and reflected by the sample surface 11 passes through different optical paths before and after being reflected by the mirror 31, so that it passes through different optical paths even after being reflected again by the sample surface 11. , It does not enter the laser light source 2. Therefore, no oscillation failure occurs in the laser light source 2, and the Raman scattered light detection device can operate stably.

また本実施の形態では、試料面11へレーザ光を複数回入射することによってラマン散乱光を増加させるので、ラマン散乱光を増加させることを目的としてレーザ光の強度を大きくする必要が無い。このため、試料Sの損傷が発生し難くなる。また本実施の形態では、レーザ光が試料面11で複数回反射するときの反射位置は毎回異なるので、試料S上の一点に集中してレーザ光が複数回照射されることが無い。このため、試料S上の一点にレーザ光が複数回照射されることに起因する試料Sの損傷が発生しない。従って、本実施の形態に係るラマン散乱光検出装置は、レーザの発振不良及び試料の損傷を起こすこと無く、検出可能なラマン散乱光を増加させることができる。検出可能なラマン散乱光が増加することにより、ラマン散乱光の検出感度が向上し、より高精度な試料Sのラマン分光分析が可能となる。また、発生するラマン散乱光が微弱であるために従来の方法ではラマン散乱光を検出できなかった試料Sについても、本発明を用いてラマン散乱光を増加させることにより、ラマン分光分析が可能となる。   Further, in the present embodiment, the Raman scattered light is increased by making the laser light incident on the sample surface 11 a plurality of times, so that it is not necessary to increase the intensity of the laser light for the purpose of increasing the Raman scattered light. For this reason, it is difficult for the sample S to be damaged. In the present embodiment, since the reflection position when the laser beam is reflected a plurality of times on the sample surface 11 is different each time, the laser beam is not irradiated multiple times concentrated on one point on the sample S. For this reason, the damage of the sample S resulting from a laser beam being irradiated to a point on the sample S a plurality of times does not occur. Therefore, the Raman scattered light detection apparatus according to the present embodiment can increase the detectable Raman scattered light without causing laser oscillation failure and sample damage. By increasing the detectable Raman scattered light, the detection sensitivity of the Raman scattered light is improved, and the Raman spectroscopic analysis of the sample S can be performed with higher accuracy. In addition, since the generated Raman scattered light is weak, it is possible to perform Raman spectroscopic analysis on the sample S, which could not be detected by the conventional method, by increasing the Raman scattered light using the present invention. Become.

(実施の形態2)
実施の形態1に係るラマン散乱光検出装置は、試料Sを透過したラマン散乱光を測定する構成となっているので、試料Sは透明である必要がある。実施の形態2においては、試料Sが不透明な物質であってもラマン散乱光を測定することができるラマン散乱光検出装置を示す。
(Embodiment 2)
Since the Raman scattered light detection apparatus according to Embodiment 1 is configured to measure the Raman scattered light that has passed through the sample S, the sample S needs to be transparent. In the second embodiment, a Raman scattered light detection apparatus capable of measuring Raman scattered light even when the sample S is an opaque substance will be described.

図2は、実施の形態2に係るラマン散乱光検出装置の構成を示す概略図である。本実施の形態においては、半球状プリズム1には、球面部12の球中心を含む試料面11に平行な切頭面16が形成されている。球面部12は、半球面の一部をなす。半球状プリズム1の三次元形状は、球中心を通り試料面11及び切頭面16に直交する軸を中心に図2に示す半球状プリズム1の断面図を回転させた形状となっている。球面部12には、実施の形態1と同様に、入射口14及び出射口15を除いてミラーコーティング部13が設けられている。集光レンズ41は、半球状プリズム1の切頭面16に対向する位置に配置されており、検出部42は、集光レンズ41が集光するラマン散乱光を検出できる位置に配置されている。ラマン散乱光検出装置のその他の構成は実施の形態1と同様であり、対応する部分に同符号を付してその説明を省略する。なお、半球状プリズム1と検出部42の間には、集光レンズ41以外にも各種の光学部品が備えられていてもよい。   FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the Raman scattered light detection apparatus according to the second embodiment. In the present embodiment, the hemispherical prism 1 is formed with a truncated surface 16 parallel to the sample surface 11 including the spherical center of the spherical surface portion 12. The spherical surface portion 12 forms a part of a hemispherical surface. The three-dimensional shape of the hemispherical prism 1 is a shape obtained by rotating the cross-sectional view of the hemispherical prism 1 shown in FIG. 2 about an axis passing through the center of the sphere and perpendicular to the sample surface 11 and the truncated surface 16. As in the first embodiment, the spherical surface portion 12 is provided with a mirror coating portion 13 except for the entrance port 14 and the exit port 15. The condensing lens 41 is disposed at a position facing the truncated surface 16 of the hemispherical prism 1, and the detection unit 42 is disposed at a position where the Raman scattered light collected by the condensing lens 41 can be detected. . Other configurations of the Raman scattered light detection apparatus are the same as those of the first embodiment, and the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Various optical components other than the condensing lens 41 may be provided between the hemispherical prism 1 and the detection unit 42.

本実施の形態でも、レーザ光は半球状プリズム1内において試料面11で複数回反射し、試料Sからラマン散乱光が発生する。レーザ光が試料面11で二回より多い回数反射することは容易である。発生したラマン散乱光は、不透明な試料Sを透過できないので、半球状プリズム1内を透過し、切頭面16から出射する。出射したラマン散乱光は、集光レンズ41で集光され、検出部42で検出される。本実施の形態においても、ラマン散乱光検出装置は、レーザの発振不良及び試料の損傷を起こすこと無く、検出可能なラマン散乱光を増加させ、ラマン散乱光の検出感度を向上させることができる。なお、ラマン散乱光検出装置は、試料面11側と切頭面16側との両方に検出部42を配置した形態であってもよい。   Also in this embodiment, the laser light is reflected by the sample surface 11 a plurality of times in the hemispherical prism 1, and Raman scattered light is generated from the sample S. It is easy for the laser light to be reflected more than twice on the sample surface 11. Since the generated Raman scattered light cannot pass through the opaque sample S, it passes through the hemispherical prism 1 and exits from the truncated surface 16. The emitted Raman scattered light is condensed by the condenser lens 41 and detected by the detection unit 42. Also in the present embodiment, the Raman scattered light detection apparatus can increase the detectable Raman scattered light and improve the detection sensitivity of the Raman scattered light without causing laser oscillation failure and damage to the sample. Note that the Raman scattered light detection device may have a configuration in which the detection units 42 are arranged on both the sample surface 11 side and the truncated surface 16 side.

(実施の形態3)
図3は、実施の形態3に係るラマン散乱光検出装置の構成を示す概略図である。鏡31は所定の軸を中心にして揺動自在の構成となっている。鏡31には、鏡31をモータで揺動させる駆動部32が連結されている。鏡31が揺動することにより、レーザ光が反射する反射角度が変動し、反射後のレーザ光の光路も変動する。鏡31の揺動可能な範囲は、反射後のレーザ光が試料面11で反射する角度が全反射の条件を満たすことができる範囲内であることが望ましい。ラマン散乱光検出装置のその他の構成は実施の形態1と同様であり、対応する部分に同符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the Raman scattered light detection apparatus according to the third embodiment. The mirror 31 is configured to be swingable about a predetermined axis. The mirror 31 is connected to a drive unit 32 that swings the mirror 31 with a motor. As the mirror 31 swings, the reflection angle at which the laser light is reflected fluctuates, and the optical path of the reflected laser light also fluctuates. The range in which the mirror 31 can swing is preferably within a range in which the angle at which the reflected laser light is reflected by the sample surface 11 can satisfy the condition of total reflection. Other configurations of the Raman scattered light detection apparatus are the same as those of the first embodiment, and the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施の形態に係るラマン散乱光検出装置は、駆動部32で鏡31を揺動させながら、レーザ光源2でレーザ光を半球状プリズム1へ入射する。鏡31が揺動することにより、鏡31で反射した後のレーザ光が半球状プリズム1へ入射する光路が変動し、レーザ光は、試料面11上の前回反射した位置とは異なった位置で再度反射する。試料面11で再度反射したレーザ光は、実施の形態1と同様に、レーザ光源2へ入射されること無く、球面部12で反射する。以後は、実施の形態1と同様に、レーザ光は反射位置を変更しながら試料面11で複数回反射し、試料Sでラマン散乱光が発生し、ラマン散乱光は検出部42で検出される。レーザ光が試料面11で二回より多い回数反射することは容易である。特に、全反射の条件が満たされる範囲内で鏡31が揺動することにより、確実に、複数回の全反射が行われる。本実施の形態においても、ラマン散乱光検出装置は、レーザの発振不良及び試料の損傷を起こすこと無く、検出可能なラマン散乱光を増加させ、ラマン散乱光の検出感度を向上させることができる。なお、ラマン散乱光検出装置は、実施の形態2と同様に、試料Sが不透明な物質であってもラマン散乱光を測定することができる形態であってもよい。   In the Raman scattered light detection apparatus according to the present embodiment, the laser light is incident on the hemispherical prism 1 while the mirror 31 is swung by the driving unit 32. As the mirror 31 swings, the optical path through which the laser light reflected by the mirror 31 enters the hemispherical prism 1 fluctuates, and the laser light is at a position different from the previously reflected position on the sample surface 11. Reflect again. The laser light reflected again by the sample surface 11 is reflected by the spherical surface portion 12 without being incident on the laser light source 2 as in the first embodiment. Thereafter, as in the first embodiment, the laser light is reflected by the sample surface 11 a plurality of times while changing the reflection position, Raman scattered light is generated by the sample S, and the Raman scattered light is detected by the detection unit 42. . It is easy for the laser light to be reflected more than twice on the sample surface 11. In particular, the mirror 31 is swung within a range where the total reflection condition is satisfied, so that the total reflection is performed a plurality of times. Also in the present embodiment, the Raman scattered light detection apparatus can increase the detectable Raman scattered light and improve the detection sensitivity of the Raman scattered light without causing laser oscillation failure and damage to the sample. As in the second embodiment, the Raman scattered light detection device may be configured to measure Raman scattered light even if the sample S is an opaque substance.

(実施の形態4)
図4は、実施の形態4に係るラマン散乱光検出装置の構成を示す概略図である。本実施の形態においては、ミラーコーティング部13には、実施の形態1にあったような出射口15は形成されていない。また半球状プリズム1の球面部12は、凹凸が形成されており、真球の球面からずれた形状となっている。ラマン散乱光検出装置のその他の構成は実施の形態1と同様であり、対応する部分に同符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the Raman scattered light detection apparatus according to the fourth embodiment. In the present embodiment, the mirror coating portion 13 is not formed with the exit port 15 as in the first embodiment. Further, the spherical surface portion 12 of the hemispherical prism 1 has irregularities and has a shape deviated from the spherical surface of the true sphere. Other configurations of the Raman scattered light detection apparatus are the same as those of the first embodiment, and the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

レーザ光源2が半球状プリズム1へ入射したレーザ光は、試料面11で反射した後、ミラーコーティング部13によって球面部12で反射し、再度試料面11で反射する。球面部12の形状は真球の球面からずれた形状となっているので、球面部12で反射する前後のレーザ光の往路と復路とは一致せず、レーザ光は、試料面11上の前回反射した位置とは異なった位置で反射する。試料面11で再度反射したレーザ光は、実施の形態1と同様に、レーザ光源2へ入射すること無く、球面部12で反射する。以後は、実施の形態1と同様に、レーザ光は反射位置を変更しながら試料面11で複数回反射し、試料Sでラマン散乱光が発生し、ラマン散乱光は検出部42で検出される。レーザ光が試料面11で二回より多い回数反射することは容易である。本実施の形態においても、ラマン散乱光検出装置は、レーザの発振不良及び試料の損傷を起こすこと無く、検出可能なラマン散乱光を増加させ、ラマン散乱光の検出感度を向上させることができる。なお、ラマン散乱光検出装置は、実施の形態2と同様に、試料Sが不透明な物質であってもラマン散乱光を測定することができる形態であってもよい。   The laser light incident on the hemispherical prism 1 by the laser light source 2 is reflected by the sample surface 11, then by the mirror coating portion 13 by the spherical surface portion 12, and again by the sample surface 11. Since the shape of the spherical surface portion 12 is shifted from the spherical surface of the true sphere, the forward and backward paths of the laser light before and after being reflected by the spherical surface portion 12 do not coincide with each other, and the laser light is the last time on the sample surface 11. Reflects at a position different from the reflected position. The laser light reflected again by the sample surface 11 is reflected by the spherical surface portion 12 without entering the laser light source 2 as in the first embodiment. Thereafter, as in the first embodiment, the laser light is reflected by the sample surface 11 a plurality of times while changing the reflection position, Raman scattered light is generated by the sample S, and the Raman scattered light is detected by the detection unit 42. . It is easy for the laser light to be reflected more than twice on the sample surface 11. Also in the present embodiment, the Raman scattered light detection apparatus can increase the detectable Raman scattered light and improve the detection sensitivity of the Raman scattered light without causing laser oscillation failure and damage to the sample. As in the second embodiment, the Raman scattered light detection device may be configured to measure Raman scattered light even if the sample S is an opaque substance.

(実施の形態5)
実施の形態5においては、半球状プリズム1とは異なる形状の透光部材を用いたラマン散乱光検出装置を示す。図5は、実施の形態5に係るラマン散乱光検出装置の構成を示す概略図である。ラマン散乱光検出装置は、透光部材として、台形プリズム5を備えている。台形プリズム5は、シリカガラス等の透光性の材料からなり、頂面、側面52及び底面53を備えた形状に形成してある。また台形プリズム5は、頂面を、試料Sを載置される試料面51としてある。試料面51と底面は平行であり、側面52は斜面となっている。
(Embodiment 5)
In the fifth embodiment, a Raman scattered light detection device using a translucent member having a shape different from that of the hemispherical prism 1 is shown. FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the Raman scattered light detection apparatus according to the fifth embodiment. The Raman scattered light detection device includes a trapezoidal prism 5 as a translucent member. The trapezoidal prism 5 is made of a translucent material such as silica glass and is formed in a shape having a top surface, a side surface 52 and a bottom surface 53. The trapezoidal prism 5 has a top surface as a sample surface 51 on which the sample S is placed. The sample surface 51 and the bottom surface are parallel, and the side surface 52 is an inclined surface.

レーザ光源2は、出射したレーザ光が平面鏡34で反射して底面53に交差するように台形プリズム5へ入射されるような位置に配置されている。レーザ光源2の前面には、出射したレーザ光が通過する孔331が形成された鏡33が配置されている。鏡33は、レーザ光源2へ向かうレーザ光を反射する。レーザ光源2から台形プリズム5へ入射されたレーザ光は、台形プリズム5の内部において側面52で反射し、更に試料面51で反射する。図5中には、レーザ光を矢印付きの実線で示す。レーザ光源1及び平面鏡34の位置、並びに台形プリズム5の側面52の傾きは、試料面51でレーザ光が全反射する条件を満たしていることが望ましい。なお、ラマン散乱光検出装置の構成は、レーザ光源2と台形プリズム5との間に平面鏡34以外の各種の光学部品を備えた形態であってもよく、レーザ光源2から直接に台形プリズム5へレーザ光を入射する形態であってもよい。   The laser light source 2 is disposed at a position where the emitted laser light is incident on the trapezoidal prism 5 so as to be reflected by the plane mirror 34 and intersect the bottom surface 53. On the front surface of the laser light source 2, a mirror 33 having a hole 331 through which the emitted laser light passes is disposed. The mirror 33 reflects the laser light traveling toward the laser light source 2. The laser light incident on the trapezoidal prism 5 from the laser light source 2 is reflected by the side surface 52 inside the trapezoidal prism 5 and further reflected by the sample surface 51. In FIG. 5, the laser beam is indicated by a solid line with an arrow. It is desirable that the positions of the laser light source 1 and the plane mirror 34 and the inclination of the side surface 52 of the trapezoidal prism 5 satisfy the conditions for the total reflection of the laser light on the sample surface 51. The configuration of the Raman scattered light detection device may be a configuration in which various optical components other than the plane mirror 34 are provided between the laser light source 2 and the trapezoidal prism 5, and the laser light source 2 directly goes to the trapezoidal prism 5. A form in which laser light is incident may be used.

レーザ光源2から台形プリズム5へ入射して試料面51で反射したレーザ光は、再度側面52で反射し、底面53と交差して台形プリズム5から出射する。鏡31は、台形プリズム5から出射したレーザ光が入射する位置に配置されている。鏡31へ入射したレーザ光は、鏡31で反射し、台形プリズム5へ再度入射し、側面52で反射し、試料面51で再度反射する。鏡31は、台形プリズム5に対するレーザ光の反射角度を使用者の操作により調整することが可能な構成となっている。鏡31は、反射する前後でレーザ光の往路と復路とが一致しないように反射角度が予め調整されている。鏡31で反射するレーザ光の往路と復路とが一致しないので、鏡31で反射して台形プリズム5へ入射するレーザ光は、出射時とは異なる角度で異なる位置に入射する。このため、台形プリズム5内でのレーザ光の光路も出射時とは異なり、レーザ光は、側面52の前回反射した位置とは異なる位置で反射し、更に試料面51の前回反射した位置とは異なる位置で反射する。   The laser light incident on the trapezoidal prism 5 from the laser light source 2 and reflected by the sample surface 51 is reflected again by the side surface 52, intersects the bottom surface 53, and is emitted from the trapezoidal prism 5. The mirror 31 is disposed at a position where the laser light emitted from the trapezoidal prism 5 is incident. The laser light incident on the mirror 31 is reflected by the mirror 31, reenters the trapezoidal prism 5, is reflected by the side surface 52, and is reflected again by the sample surface 51. The mirror 31 is configured to be able to adjust the reflection angle of the laser beam with respect to the trapezoidal prism 5 by a user operation. The reflection angle of the mirror 31 is adjusted in advance so that the forward path and the return path of the laser beam do not match before and after reflection. Since the forward path and the return path of the laser light reflected by the mirror 31 do not coincide with each other, the laser light reflected by the mirror 31 and incident on the trapezoidal prism 5 is incident at different positions at an angle different from that at the time of emission. For this reason, the optical path of the laser beam in the trapezoidal prism 5 is different from that at the time of emission. Reflect at different positions.

試料面51で再度反射したレーザ光は、側面52で反射し、底面53と交差して台形プリズム5から出射し、平面鏡34で反射してレーザ光源2へ向かって入射する。レーザ光源2へ向かうレーザ光の光路は、レーザ光源2から出射されたときの光路とは一致せず、レーザ光は、鏡33の孔331を通過すること無く、鏡33で反射する。鏡33で反射したレーザ光は、平面鏡34で反射し、台形プリズム5へ入射する。鏡33は、レーザ光の反射角度を使用者の操作により調整することが可能な構成となっている。鏡33は、反射前後でレーザ光の往路と復路とが一致しないように反射角度が予め調整されている。鏡33で反射するレーザ光の往路と復路とが一致しないので、鏡33で反射した後に台形プリズム5へ入射されるレーザ光は、前回の入射時及び出射時とは異なる位置に入射される。この後、レーザ光は、側面52上の前回反射した位置とは異なった位置で反射し、試料面51の前回反射した位置とはまた異なった位置で反射する。このようにして、レーザ光は、試料面51と鏡31及び鏡33との間で反射を複数回繰り返す。特に、試料面51でレーザ光が全反射する条件が満たされている場合は、レーザ光が試料面51から出射せずに高効率で反射が繰り返される。試料面51のレーザ光が反射する位置は、毎回異なっている。最終的に、レーザ光は台形プリズム5内で減衰するか、又は台形プリズム5外へ出射する。鏡31及び鏡33は、本発明における反射手段に対応する。   The laser light reflected again by the sample surface 51 is reflected by the side surface 52, intersects the bottom surface 53, exits from the trapezoidal prism 5, is reflected by the plane mirror 34, and enters the laser light source 2. The optical path of the laser light toward the laser light source 2 does not coincide with the optical path when emitted from the laser light source 2, and the laser light is reflected by the mirror 33 without passing through the hole 331 of the mirror 33. The laser beam reflected by the mirror 33 is reflected by the plane mirror 34 and enters the trapezoidal prism 5. The mirror 33 is configured to be able to adjust the reflection angle of the laser light by a user operation. The reflection angle of the mirror 33 is adjusted in advance so that the forward path and the return path of the laser light do not coincide before and after the reflection. Since the forward path and the return path of the laser light reflected by the mirror 33 do not coincide with each other, the laser light that is incident on the trapezoidal prism 5 after being reflected by the mirror 33 is incident at a position different from the previous incident time and outgoing time. Thereafter, the laser beam is reflected at a position different from the previously reflected position on the side surface 52, and is reflected at a position different from the previously reflected position on the sample surface 51. In this way, the laser beam is repeatedly reflected a plurality of times between the sample surface 51 and the mirror 31 and the mirror 33. In particular, when the condition that the laser beam is totally reflected by the sample surface 51 is satisfied, the laser beam is not emitted from the sample surface 51 and is reflected with high efficiency. The position of the sample surface 51 where the laser beam is reflected is different each time. Eventually, the laser light is attenuated within the trapezoidal prism 5 or emitted outside the trapezoidal prism 5. The mirror 31 and the mirror 33 correspond to the reflecting means in the present invention.

試料Sは、台形プリズム5の試料面51上に載置される。例えば、試料Sは試料面51の中心に載置される。また試料Sは透明な物質であるとする。台形プリズム5内においてレーザ光が試料面51で反射する際に、レーザ光の一部が試料Sへ浸入し、ラマン散乱光が発生する。例えば、レーザ光が試料面51で全反射する場合、試料面51でエバネッセント光が発生し、エバネッセント光と試料Sとの相互作用によりラマン散乱光が発生する。発生したラマン散乱光は、透明な試料Sを透過して試料S外へ放出される。図5中には、ラマン散乱光を矢印付きの破線で示している。   The sample S is placed on the sample surface 51 of the trapezoidal prism 5. For example, the sample S is placed at the center of the sample surface 51. The sample S is assumed to be a transparent substance. When the laser beam is reflected by the sample surface 51 in the trapezoidal prism 5, part of the laser beam enters the sample S, and Raman scattered light is generated. For example, when the laser light is totally reflected by the sample surface 51, evanescent light is generated on the sample surface 51, and Raman scattered light is generated by the interaction between the evanescent light and the sample S. The generated Raman scattered light passes through the transparent sample S and is emitted out of the sample S. In FIG. 5, the Raman scattered light is indicated by a broken line with an arrow.

試料面51に対向する位置に、ラマン散乱光を集光する集光レンズ41が配置され、集光レンズ41が集光したラマン散乱光を検出する位置に検出部42が配置されている。なお、台形プリズム5と検出部42の間には、集光レンズ41以外にも、各種のレンズ及びミラー等の光学部品が備えられていてもよい。   A condensing lens 41 for condensing the Raman scattered light is disposed at a position facing the sample surface 51, and a detection unit 42 is disposed at a position for detecting the Raman scattered light condensed by the condensing lens 41. In addition to the condenser lens 41, various optical components such as various lenses and mirrors may be provided between the trapezoidal prism 5 and the detection unit 42.

本実施の形態でも、レーザ光は台形プリズム5内において試料面51で複数回反射し、試料Sからラマン散乱光が発生する。レーザ光が試料面51で二回より多い回数反射することは容易である。発生したラマン散乱光は、集光レンズ41で集光され、検出部42で検出される。またレーザ光は、鏡31及び鏡33で反射する都度、光路が変更され、レーザ光源2へ入射することが無く、また試料面51で複数回反射するときの反射位置は反射の都度異なる。従って、本実施の形態においても、ラマン散乱光検出装置は、レーザの発振不良及び試料の損傷を起こすこと無く、検出可能なラマン散乱光を増加させ、ラマン散乱光の検出感度を向上させることができる。   Also in this embodiment, the laser light is reflected by the sample surface 51 a plurality of times in the trapezoidal prism 5, and Raman scattered light is generated from the sample S. It is easy for the laser beam to be reflected more than twice on the sample surface 51. The generated Raman scattered light is collected by the condenser lens 41 and detected by the detection unit 42. Further, each time the laser light is reflected by the mirror 31 and the mirror 33, the optical path is changed so that the laser light does not enter the laser light source 2, and the reflection position when it is reflected a plurality of times by the sample surface 51 is different for each reflection. Therefore, also in the present embodiment, the Raman scattered light detection apparatus can increase the detectable Raman scattered light and improve the detection sensitivity of the Raman scattered light without causing laser oscillation failure and sample damage. it can.

なお、ラマン散乱光検出装置は、鏡31を底面53と平行に固定した形態であってもよい。鏡31の反射面は、実際には凹凸によって完全な平面では無いので、鏡31で反射する前後のレーザ光の往路と経路とは一致しない。従って、この形態でも、反射位置を変更しながらレーザ光を試料面51で複数回反射させることが可能であり、レーザの発振不良及び試料の損傷を起こすこと無く、検出可能なラマン散乱光を増加させることができる。   Note that the Raman scattered light detection device may have a configuration in which the mirror 31 is fixed in parallel with the bottom surface 53. Since the reflection surface of the mirror 31 is actually not a perfect plane due to the unevenness, the forward and backward paths of the laser light reflected by the mirror 31 do not coincide with the path. Therefore, even in this embodiment, it is possible to reflect the laser beam multiple times on the sample surface 51 while changing the reflection position, and increase the detectable Raman scattered light without causing laser oscillation failure and sample damage. Can be made.

また、ラマン散乱光検出装置は、実施の形態2のように、台形プリズム5の底面53に対向する位置に集光レンズ41を配置し、集光レンズ41が集光したラマン散乱光を検出する位置に検出部42が配置された形態であってもよい。この形態では、試料Sから発生したラマン散乱光は、台形プリズム5内を透過し、底面53から出射し、検出部42で検出される。この形態では、試料Sが不透明な物質であってもラマン散乱光を測定することができる。   Further, as in the second embodiment, the Raman scattered light detection device arranges the condenser lens 41 at a position facing the bottom surface 53 of the trapezoidal prism 5 and detects the Raman scattered light collected by the condenser lens 41. A configuration in which the detection unit 42 is arranged at the position may be employed. In this form, the Raman scattered light generated from the sample S is transmitted through the trapezoidal prism 5, emitted from the bottom surface 53, and detected by the detection unit 42. In this form, Raman scattered light can be measured even if the sample S is an opaque substance.

また、ラマン散乱光検出装置は、実施の形態3のように、鏡31を揺動可能な構成とし、鏡31を揺動させる駆動部32を備えた形態であってもよい。この形態では、鏡31の揺動によって、鏡31で反射するレーザ光の反射角度が変動し、レーザ光は、反射位置を変更しながら試料面51で複数回反射する。この形態では、鏡31の揺動によって、レーザ光が試料面51で反射する位置を均一に分布させ、試料Sの表面をレーザ光で均一に励起することができる。このため、試料Sの表面全体のラマン分光分析を行うことも可能となる。   Further, the Raman scattered light detection device may have a configuration in which the mirror 31 can be swung as in the third embodiment, and the drive unit 32 that swings the mirror 31 may be provided. In this embodiment, the reflection angle of the laser beam reflected by the mirror 31 is changed by the swing of the mirror 31, and the laser beam is reflected by the sample surface 51 a plurality of times while changing the reflection position. In this embodiment, the position where the laser beam is reflected by the sample surface 51 can be uniformly distributed by the oscillation of the mirror 31, and the surface of the sample S can be uniformly excited by the laser beam. For this reason, it is also possible to perform Raman spectroscopic analysis of the entire surface of the sample S.

(実施の形態6)
図6は、実施の形態6に係るラマン散乱光検出装置の構成を示す概略図である。レーザ光源2の前面には、出射したレーザ光が通過する部分を空洞にしたコーナキューブ36が配置されている。コーナキューブ36は、二つの平面鏡の反射面を向かい合わせにして角度をつけて組み合わせたものである。レーザ光源2へ向かうレーザ光は、一方の反射面で反射し、更に他方の反射面で反射する。コーナキューブ36において二つの平面鏡を組み合わせる角度は、レーザ光源2へ向かうレーザ光とコーナキューブ36で二回反射したレーザ光とが平行になるように調整されていることが望ましい。レーザ光源2が出射したレーザ光は、平面鏡34で反射し、台形プリズム5へ入射される。台形プリズム5へ入射したレーザ光は、台形プリズム5の内部において側面52で反射し、更に試料面51で反射する。図6中には、レーザ光を矢印付きの実線で示す。
(Embodiment 6)
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the Raman scattered light detection apparatus according to the sixth embodiment. On the front surface of the laser light source 2, a corner cube 36 having a hollow portion through which the emitted laser light passes is disposed. The corner cube 36 is a combination of two plane mirrors facing each other at an angle with each other. Laser light traveling toward the laser light source 2 is reflected by one reflecting surface and further reflected by the other reflecting surface. The angle at which the two plane mirrors are combined in the corner cube 36 is preferably adjusted so that the laser beam toward the laser light source 2 and the laser beam reflected twice by the corner cube 36 are parallel to each other. The laser light emitted from the laser light source 2 is reflected by the plane mirror 34 and enters the trapezoidal prism 5. The laser light incident on the trapezoidal prism 5 is reflected by the side surface 52 inside the trapezoidal prism 5 and further reflected by the sample surface 51. In FIG. 6, the laser beam is indicated by a solid line with an arrow.

試料面51で反射したレーザ光は、再度側面52で反射し、底面53と交差して台形プリズム5から出射する。台形プリズム5から出射したレーザ光が入射される位置には、コーナキューブ(反射体)35が配置されている。台形プリズム5から出射したレーザ光は、コーナキューブ35の一方の反射面で反射し、更に他方の反射面で反射し、底面53に交差して台形プリズム5へ入射する。コーナキューブ35において二つの平面鏡を組み合わせる角度は、台形プリズム5から出射するレーザ光とコーナキューブ35で二回反射して台形プリズム5へ入射されるレーザ光とが平行になるように調整されていることが望ましい。またコーナキューブ35は、台形プリズム5に対する相対位置を使用者の操作により調整することが可能な構成となっている。コーナキューブ35で二回反射することによって、レーザ光の光路は移動するので、コーナキューブ35での反射後に台形プリズム5へ入射するレーザ光は、出射時とは異なる位置に入射する。このため、レーザ光は、側面52の前回反射した位置とは異なる位置で反射し、更に試料面51の前回反射した位置とは異なる位置で反射する。   The laser beam reflected by the sample surface 51 is reflected again by the side surface 52, intersects the bottom surface 53, and is emitted from the trapezoidal prism 5. A corner cube (reflector) 35 is disposed at a position where the laser beam emitted from the trapezoidal prism 5 is incident. The laser light emitted from the trapezoidal prism 5 is reflected by one reflecting surface of the corner cube 35, further reflected by the other reflecting surface, and intersects the bottom surface 53 and enters the trapezoidal prism 5. The angle at which the two plane mirrors are combined in the corner cube 35 is adjusted so that the laser light emitted from the trapezoidal prism 5 and the laser light reflected twice by the corner cube 35 and incident on the trapezoidal prism 5 are parallel. It is desirable. Further, the corner cube 35 is configured to be able to adjust the relative position with respect to the trapezoidal prism 5 by a user's operation. Since the optical path of the laser light is moved by being reflected twice by the corner cube 35, the laser light incident on the trapezoidal prism 5 after being reflected by the corner cube 35 enters a position different from that at the time of emission. For this reason, the laser beam is reflected at a position different from the previously reflected position of the side surface 52 and further reflected at a position different from the previously reflected position of the sample surface 51.

試料面51で再度反射したレーザ光は、側面52で反射し、底面53と交差して台形プリズム5から出射し、平面鏡34で反射してレーザ光源2へ向かう。レーザ光源2へ向かうレーザ光の光路は、レーザ光源2から出射されたときの光路とは一致しない。レーザ光は、コーナキューブ36で二回反射し、平面鏡34で反射し、台形プリズム5へ入射する。コーナキューブ36で二回反射することによって、レーザ光の光路は移動するので、コーナキューブ36で反射した後に台形プリズム5へ入射するレーザ光は、前回の入射時及び出射時とは異なる位置に入射する。この後、レーザ光は、側面52上の前回反射した位置とは異なった位置で反射し、試料面51の前回反射した位置とはまた異なった位置で反射する。このようにして、レーザ光は、試料面51とコーナキューブ35及びコーナキューブ36との間で反射を複数回繰り返す。特に、試料面51でレーザ光が全反射する条件が満たされている場合は、レーザ光が試料面51から出射せずに高効率で反射が繰り返される。試料面51でレーザ光が反射する位置は、毎回異なっている。最終的に、レーザ光は台形プリズム5内で減衰するか、又は台形プリズム5外へ出射する。コーナキューブ35及びコーナキューブ36は、本発明における反射手段に対応する。ラマン散乱光検出装置のその他の構成は実施の形態5と同様であり、対応する部分に同符号を付してその説明を省略する。   The laser light reflected again by the sample surface 51 is reflected by the side surface 52, intersects the bottom surface 53, exits from the trapezoidal prism 5, is reflected by the plane mirror 34, and travels toward the laser light source 2. The optical path of the laser light toward the laser light source 2 does not match the optical path when emitted from the laser light source 2. The laser light is reflected twice by the corner cube 36, reflected by the plane mirror 34, and incident on the trapezoidal prism 5. Since the optical path of the laser beam moves by being reflected twice by the corner cube 36, the laser beam incident on the trapezoidal prism 5 after being reflected by the corner cube 36 is incident at a position different from the time of the previous incidence and emission. To do. Thereafter, the laser beam is reflected at a position different from the previously reflected position on the side surface 52, and is reflected at a position different from the previously reflected position on the sample surface 51. In this way, the laser beam is repeatedly reflected a plurality of times between the sample surface 51 and the corner cube 35 and the corner cube 36. In particular, when the condition that the laser beam is totally reflected by the sample surface 51 is satisfied, the laser beam is not emitted from the sample surface 51 and is reflected with high efficiency. The position where the laser beam is reflected by the sample surface 51 is different every time. Eventually, the laser light is attenuated within the trapezoidal prism 5 or emitted outside the trapezoidal prism 5. The corner cube 35 and the corner cube 36 correspond to the reflecting means in the present invention. Other configurations of the Raman scattered light detection apparatus are the same as those of the fifth embodiment, and the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施の形態でも、レーザ光は台形プリズム5内において試料面51で複数回反射し、試料Sからラマン散乱光が発生する。レーザ光が試料面51で二回より多い回数反射することは容易である。発生したラマン散乱光は、検出部42で検出される。またレーザ光は、コーナキューブ35及びコーナキューブ36で反射する都度、光路が変更され、レーザ光源2へ入射することが無く、また試料面51で複数回反射するときの反射位置は反射の都度異なる。従って、本実施の形態においても、ラマン散乱光検出装置は、レーザの発振不良及び試料の損傷を起こすこと無く、検出可能なラマン散乱光を増加させ、ラマン散乱光の検出感度を向上させることができる。本実施の形態では、コーナキューブ35及びコーナキューブ36により、レーザ光の角度を変えずに光路を変更することができる。またコーナキューブ35の位置を調整することにより、コーナキューブ35で反射する前後でレーザ光の往路と復路とが離れる距離を調整することができる。この距離を調整することにより、試料面51でレーザ光が反射する回数が調整され、ラマン散乱光の強度が調整される。   Also in this embodiment, the laser light is reflected by the sample surface 51 a plurality of times in the trapezoidal prism 5, and Raman scattered light is generated from the sample S. It is easy for the laser beam to be reflected more than twice on the sample surface 51. The generated Raman scattered light is detected by the detector 42. Further, each time the laser light is reflected by the corner cube 35 and the corner cube 36, the optical path is changed so that it does not enter the laser light source 2, and the reflection position when it is reflected a plurality of times by the sample surface 51 is different for each reflection. . Therefore, also in the present embodiment, the Raman scattered light detection apparatus can increase the detectable Raman scattered light and improve the detection sensitivity of the Raman scattered light without causing laser oscillation failure and sample damage. it can. In the present embodiment, the corner cube 35 and the corner cube 36 can change the optical path without changing the angle of the laser beam. Further, by adjusting the position of the corner cube 35, the distance that the forward path and the return path of the laser light are separated before and after being reflected by the corner cube 35 can be adjusted. By adjusting this distance, the number of times the laser beam is reflected by the sample surface 51 is adjusted, and the intensity of the Raman scattered light is adjusted.

なお、ラマン散乱光検出装置は、実施の形態2のように、台形プリズム5の底面53に対向する位置に集光レンズ41を配置し、集光レンズ41が集光したラマン散乱光を検出する位置に検出部42が配置された形態であってもよい。この形態では、試料Sが不透明な物質であってもラマン散乱光を測定することができる。   As in the second embodiment, the Raman scattered light detection device arranges the condenser lens 41 at a position facing the bottom surface 53 of the trapezoidal prism 5 and detects the Raman scattered light collected by the condenser lens 41. A configuration in which the detection unit 42 is arranged at the position may be employed. In this form, Raman scattered light can be measured even if the sample S is an opaque substance.

(実施の形態7)
図7は、実施の形態7に係るラマン散乱光検出装置の構成を示す概略図である。本実施の形態に係るラマン散乱光検出装置は、実施の形態6におけるコーナキューブ35の代わりに、反射面が放物面をなす放物面鏡(反射体)37を備える。またラマン散乱光検出装置は、実施の形態6におけるコーナキューブ36の代わりに、レーザ光源2から出射したレーザ光が通過する孔が穿孔された放物面鏡38を備える。放物面鏡37及び放物面鏡38は、本発明における反射手段に対応する。ラマン散乱光検出装置のその他の構成は実施の形態6と同様であり、対応する部分に同符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 7)
FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the Raman scattered light detection apparatus according to the seventh embodiment. The Raman scattered light detection apparatus according to the present embodiment includes a parabolic mirror (reflector) 37 whose reflecting surface forms a parabolic surface instead of the corner cube 35 in the sixth embodiment. Further, the Raman scattered light detection device includes a parabolic mirror 38 in which a hole through which the laser light emitted from the laser light source 2 passes is provided instead of the corner cube 36 in the sixth embodiment. The parabolic mirror 37 and the parabolic mirror 38 correspond to the reflecting means in the present invention. Other configurations of the Raman scattered light detection apparatus are the same as those of the sixth embodiment, and the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施の形態においても、レーザ光は、試料面51と放物面鏡37及び放物面鏡38との間で反射を複数回繰り返し、試料Sからラマン散乱光が発生する。レーザ光が試料面51で二回より多い回数反射することは容易である。レーザ光は、放物面鏡37及び放物面鏡38で反射する都度、光路が変更され、レーザ光源2へ入射することが無く、また試料面51で複数回反射するときの反射位置は反射の都度異なる。従って、本実施の形態においても、ラマン散乱光検出装置は、レーザの発振不良及び試料の損傷を起こすこと無く、検出可能なラマン散乱光を増加させ、ラマン散乱光の検出感度を向上させることができる。また放物面鏡37の位置を調整することにより、放物面鏡37で反射する前後のレーザ光の往路と復路とが離れる距離を調整することができる。この距離を調整することにより、試料面51でレーザ光が反射する回数が調整され、ラマン散乱光の強度が調整される。   Also in the present embodiment, the laser light is repeatedly reflected a plurality of times between the sample surface 51, the parabolic mirror 37, and the parabolic mirror 38, and Raman scattered light is generated from the sample S. It is easy for the laser beam to be reflected more than twice on the sample surface 51. Each time the laser beam is reflected by the parabolic mirror 37 and the parabolic mirror 38, the optical path is changed so that the laser beam does not enter the laser light source 2, and the reflection position when reflected by the sample surface 51 a plurality of times is reflected. Different each time. Therefore, also in the present embodiment, the Raman scattered light detection apparatus can increase the detectable Raman scattered light and improve the detection sensitivity of the Raman scattered light without causing laser oscillation failure and sample damage. it can. Further, by adjusting the position of the parabolic mirror 37, it is possible to adjust the distance that the forward path and the backward path of the laser beam before and after being reflected by the parabolic mirror 37 are separated. By adjusting this distance, the number of times the laser beam is reflected by the sample surface 51 is adjusted, and the intensity of the Raman scattered light is adjusted.

なお、ラマン散乱光検出装置は、実施の形態2のように、台形プリズム5の底面53に対向する位置に集光レンズ41を配置し、集光レンズ41が集光したラマン散乱光を検出する位置に検出部42が配置された形態であってもよい。この形態では、試料Sが不透明な物質であってもラマン散乱光を測定することができる。   As in the second embodiment, the Raman scattered light detection device arranges the condenser lens 41 at a position facing the bottom surface 53 of the trapezoidal prism 5 and detects the Raman scattered light collected by the condenser lens 41. A configuration in which the detection unit 42 is arranged at the position may be employed. In this form, Raman scattered light can be measured even if the sample S is an opaque substance.

(実施の形態8)
図8は、実施の形態8に係るラマン散乱光検出装置の構成を示す概略図である。レーザ光源2の前面には、両面が鏡面となっている平板状の両面鏡61が配置されている。両面鏡61は、レーザ光源2からのレーザ光が反射して台形プリズム5へ入射され、試料面51の両側に存在する側面52の内で一方の側面52で反射するような位置に配置されている。即ち、レーザ光源2からのレーザ光は、両面鏡61で反射し、台形プリズム5へ入射し、台形プリズム5の内部において、一方の側面52で反射し、更に試料面51で反射する。図8中には、レーザ光を矢印付きの実線で示す。レーザ光源1の位置、両面鏡61の位置及び傾き、並びに側面52の試料面51に対する傾きは、試料面51でレーザ光が全反射する条件を満たしていることが望ましい。なお、ラマン散乱光検出装置の構成は、レーザ光源2と両面鏡61との間に平面鏡34以外の各種の光学部品を備えた形態であってもよい。
(Embodiment 8)
FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of the Raman scattered light detection apparatus according to the eighth embodiment. On the front surface of the laser light source 2, a flat plate-like double-sided mirror 61 whose both surfaces are mirror surfaces is disposed. The double-sided mirror 61 is arranged at a position where the laser beam from the laser light source 2 is reflected and incident on the trapezoidal prism 5 and reflected by one side surface 52 among the side surfaces 52 existing on both sides of the sample surface 51. Yes. That is, the laser light from the laser light source 2 is reflected by the double-sided mirror 61, enters the trapezoidal prism 5, is reflected by one side surface 52 inside the trapezoidal prism 5, and is further reflected by the sample surface 51. In FIG. 8, the laser beam is indicated by a solid line with an arrow. It is desirable that the position of the laser light source 1, the position and inclination of the double-sided mirror 61, and the inclination of the side surface 52 with respect to the sample surface 51 satisfy the conditions for total reflection of the laser light on the sample surface 51. Note that the configuration of the Raman scattered light detection device may include a configuration in which various optical components other than the plane mirror 34 are provided between the laser light source 2 and the double-sided mirror 61.

試料面51で反射したレーザ光は、次に、他方の側面52で反射し、底面53と交差してから出射する。台形プリズム5から出射したレーザ光が入射する位置には、鏡63が配置されている。また、両面鏡61よりも台形プリズム5から離れた位置に、両面鏡61と平行に、両面鏡61よりも大きい平面鏡62が配置されている。鏡63と平面鏡62とは、角度をつけて反射面が対向している。鏡63の位置及び傾きは、台形プリズム5から出射したレーザ光が反射して平面鏡62へ入射するように定められている。また、鏡63の位置及び傾きは、反射したレーザ光が両面鏡61へは入射しないように定められている。また鏡63の位置及び傾きは、反射して平面鏡62へ入射するレーザ光の光路が、レーザ光源2から両面鏡61へ入射するレーザ光の光路に平行になるように定められていることが望ましい。また鏡63は、レーザ光源2から両面鏡61へ入射するレーザ光の光路からは外れた位置に配置されている。   The laser beam reflected by the sample surface 51 is then reflected by the other side surface 52 and emitted after intersecting the bottom surface 53. A mirror 63 is disposed at a position where the laser light emitted from the trapezoidal prism 5 is incident. A plane mirror 62 larger than the double-sided mirror 61 is disposed in parallel to the double-sided mirror 61 at a position farther from the trapezoidal prism 5 than the double-sided mirror 61. The mirror 63 and the plane mirror 62 are opposed to each other at an angle. The position and inclination of the mirror 63 are determined so that the laser light emitted from the trapezoidal prism 5 is reflected and enters the plane mirror 62. The position and tilt of the mirror 63 are determined so that the reflected laser light does not enter the double-sided mirror 61. The position and inclination of the mirror 63 are preferably determined so that the optical path of the laser light reflected and incident on the plane mirror 62 is parallel to the optical path of the laser light incident on the double-sided mirror 61 from the laser light source 2. . The mirror 63 is arranged at a position away from the optical path of the laser light incident on the double-sided mirror 61 from the laser light source 2.

鏡63で反射して平面鏡62へ入射したレーザ光は、両面鏡61で反射して台形プリズム5へ再度入射するか、又は平面鏡62と両面鏡61の平面鏡62に対向した側の反射面との間で一回以上反射を繰り返し、最終的に平面鏡62で反射して台形プリズム5へ入射する。台形プリズム5へ入射したレーザ光は、一方の側面52で反射し、試料面51で反射する。平面鏡62で反射して台形プリズム5へ入射したレーザ光の光路は、両面鏡61で反射して台形プリズム5へ入射したレーザ光の光路とは一致しない。このため、平面鏡62で反射して台形プリズム5へ入射したレーザ光は、側面52において、両面鏡61で反射して台形プリズム5へ入射したレーザ光が反射した位置とは異なる位置で反射する。更に、レーザ光は、試料面51の前回反射した位置とは異なる位置で再度反射する。試料面51で再度反射したレーザ光は、他方の側面52で反射し、底面53と交差して台形プリズム5から出射し、鏡63で反射する。また、両面鏡61及び平面鏡62の傾き及び位置は、両面鏡61で反射して台形プリズム5へ入射するレーザ光の光路と平面鏡62で反射して台形プリズム5へ入射するレーザ光の光路とが平行になるように定められていることが望ましい。更に、レーザ光源1の位置、両面鏡61、平面鏡62及び鏡63の位置及び傾き、並びに台形プリズム5の側面52の傾きは、台形プリズム5に対して入射及び出射するレーザ光が底面53に直交するように定められていることが望ましい。   The laser beam reflected by the mirror 63 and incident on the plane mirror 62 is reflected by the double-sided mirror 61 and enters the trapezoidal prism 5 again, or between the plane mirror 62 and the reflecting surface of the double-sided mirror 61 on the side facing the plane mirror 62. The reflection is repeated at least once, and finally reflected by the plane mirror 62 and enters the trapezoidal prism 5. The laser light incident on the trapezoidal prism 5 is reflected by one side surface 52 and reflected by the sample surface 51. The optical path of the laser beam reflected by the plane mirror 62 and incident on the trapezoidal prism 5 does not match the optical path of the laser beam reflected by the double-sided mirror 61 and incident on the trapezoidal prism 5. Therefore, the laser light reflected by the plane mirror 62 and incident on the trapezoidal prism 5 is reflected on the side surface 52 at a position different from the position where the laser light reflected by the double-sided mirror 61 and incident on the trapezoidal prism 5 is reflected. Further, the laser beam is reflected again at a position different from the position where the sample surface 51 was previously reflected. The laser beam reflected again by the sample surface 51 is reflected by the other side surface 52, intersects the bottom surface 53, exits from the trapezoidal prism 5, and is reflected by the mirror 63. The tilt and position of the double-sided mirror 61 and the plane mirror 62 are determined by the optical path of the laser beam reflected by the double-sided mirror 61 and incident on the trapezoidal prism 5 and the optical path of the laser beam reflected by the plane mirror 62 and incident on the trapezoidal prism 5. It is desirable that they are determined to be parallel. Further, the position of the laser light source 1, the position and inclination of the double-sided mirror 61, the plane mirror 62 and the mirror 63, and the inclination of the side surface 52 of the trapezoidal prism 5 are perpendicular to the bottom surface 53. It is desirable that it is determined to do so.

以上のようにして、レーザ光は、試料面51、側面52、鏡63、両面鏡61及び平面鏡62の間で反射を複数回繰り返す。試料面51でレーザ光が反射する位置は、毎回異なっている。特に、試料面51でレーザ光が全反射する条件が満たされている場合は、レーザ光が試料面51から出射せずに高効率で反射が繰り返される。更に、台形プリズム5に対して入射及び出射するレーザ光が底面53に直交する場合は、底面53を通過するときにレーザ光量の減衰が少なく、また試料面51でレーザ光が全反射する条件が保たれる。鏡63、両面鏡61及び平面鏡62は、本発明における反射手段に対応する。   As described above, the laser beam is repeatedly reflected a plurality of times between the sample surface 51, the side surface 52, the mirror 63, the double-sided mirror 61, and the plane mirror 62. The position where the laser beam is reflected by the sample surface 51 is different every time. In particular, when the condition that the laser beam is totally reflected by the sample surface 51 is satisfied, the laser beam is not emitted from the sample surface 51 and is reflected with high efficiency. Further, when the laser beam incident on and emitted from the trapezoidal prism 5 is orthogonal to the bottom surface 53, there is a condition that the amount of laser light is less attenuated when passing through the bottom surface 53 and the laser beam is totally reflected by the sample surface 51. Kept. The mirror 63, the double-sided mirror 61, and the plane mirror 62 correspond to the reflecting means in the present invention.

平面鏡62は、使用者の操作により位置を調整することにより、両面鏡61との距離を調整することが可能な構成となっている。平面鏡62を両面鏡61に近づけるほど、平面鏡62で反射して台形プリズム5へ入射したレーザ光が側面52で反射する領域は狭くなり、試料面51でレーザ光が反射する領域も狭くなる。逆に、平面鏡62を両面鏡61から遠ざけるほど、平面鏡62で反射して台形プリズム5へ入射したレーザ光が側面52で反射する領域は広くなり、試料面51でレーザ光が反射する領域も広くなる。従って、平面鏡62の位置を調整することにより、試料S中でレーザ光により励起してラマン散乱光を発生させる領域の大きさを調整することができる。ラマン散乱光を発生させる領域の大きさを調整することにより、試料S中でラマン分光分析を行うべき部分の位置及び大きさを調整することができる。ラマン散乱光検出装置のその他の構成は実施の形態5と同様であり、対応する部分に同符号を付してその説明を省略する。   The plane mirror 62 is configured to be able to adjust the distance from the double-sided mirror 61 by adjusting the position by the user's operation. The closer the plane mirror 62 is to the double-sided mirror 61, the narrower the region where the laser light reflected by the plane mirror 62 and incident on the trapezoidal prism 5 is reflected by the side surface 52, and the region where the laser beam is reflected by the sample surface 51 is also narrowed. Conversely, the farther the plane mirror 62 is from the double-sided mirror 61, the wider the area where the laser light reflected by the plane mirror 62 and incident on the trapezoidal prism 5 is reflected by the side surface 52, and the area where the laser light is reflected by the sample surface 51 is wider. Become. Therefore, by adjusting the position of the plane mirror 62, it is possible to adjust the size of the region in the sample S that is excited by laser light and generates Raman scattered light. By adjusting the size of the region where the Raman scattered light is generated, the position and size of the portion of the sample S where the Raman spectroscopic analysis should be performed can be adjusted. Other configurations of the Raman scattered light detection apparatus are the same as those of the fifth embodiment, and the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施の形態でも、レーザ光は台形プリズム5内において試料面51で複数回反射し、反射の都度試料Sからラマン散乱光が発生する。レーザ光が試料面51で二回より多い回数反射することは容易である。発生したラマン散乱光は、検出部42で検出される。またレーザ光は、最初に両面鏡61で反射して台形プリズム5へ入射するときと、平面鏡62で反射して台形プリズム5へ入射するときとで光路が異なり、以降も台形プリズム5へ入射する都度光路が異なる。このため、試料面51でレーザ光が複数回反射するときの反射位置は反射の都度異なり、試料S上の一点に集中してレーザ光が複数回照射されることが無い。従って、本実施の形態においても、ラマン散乱光検出装置は、試料Sの損傷を起こすこと無く、検出可能なラマン散乱光を増加させ、ラマン散乱光の検出感度を向上させることができる。特に、試料面51でレーザ光が全反射する条件が満たされており、台形プリズム5に対して入射及び出射するレーザ光が底面53に直交する場合は、レーザ光で試料Sを励起する効率が向上し、ラマン散乱光がより増加する。   Also in the present embodiment, the laser light is reflected by the sample surface 51 a plurality of times in the trapezoidal prism 5, and Raman scattered light is generated from the sample S every time it is reflected. It is easy for the laser beam to be reflected more than twice on the sample surface 51. The generated Raman scattered light is detected by the detector 42. Further, the optical path of the laser beam is different between when it is first reflected by the double-sided mirror 61 and incident on the trapezoidal prism 5 and when it is reflected by the plane mirror 62 and incident on the trapezoidal prism 5. The light path is different each time. For this reason, the reflection position when the laser beam is reflected a plurality of times on the sample surface 51 is different for each reflection, and the laser beam is not irradiated a plurality of times concentrated on one point on the sample S. Therefore, also in this embodiment, the Raman scattered light detection apparatus can increase the detectable Raman scattered light without causing damage to the sample S, and can improve the detection sensitivity of the Raman scattered light. In particular, when the condition that the laser beam is totally reflected by the sample surface 51 is satisfied, and the laser beam incident on and emitted from the trapezoidal prism 5 is orthogonal to the bottom surface 53, the efficiency of exciting the sample S with the laser beam is high. The Raman scattered light is further increased.

また、本実施の形態では、台形プリズム5へ入射したレーザ光は一方の側面52で反射し、台形プリズム5から出射するレーザ光は直前に他方の側面52で反射している。台形プリズム5へ入射するレーザ光の光路と台形プリズム5から出射するレーザ光の光路とが完全に分離しているので、レーザ光がレーザ光源2へ入射することが無く、レーザの発振不良が発生することは無い。   In the present embodiment, the laser light incident on the trapezoidal prism 5 is reflected on one side surface 52, and the laser light emitted from the trapezoidal prism 5 is reflected on the other side surface 52 immediately before. Since the optical path of the laser light incident on the trapezoidal prism 5 and the optical path of the laser light emitted from the trapezoidal prism 5 are completely separated, the laser light does not enter the laser light source 2 and a laser oscillation failure occurs. There is nothing to do.

なお、ラマン散乱光検出装置は、台形プリズム5の底面53に対向する位置に集光レンズ41を配置し、集光レンズ41が集光したラマン散乱光を検出する位置に検出部42が配置された形態であってもよい。この形態では、試料Sが不透明な物質であってもラマン散乱光を測定することができる。また、図8では、レーザ光源2から両面鏡61へ入射するレーザ光の光路よりも台形プリズム5から離れた位置に鏡63が配置されているが、鏡63は、前記光路よりも台形プリズム5に近い位置に鏡63が配置されていてもよい。   In the Raman scattered light detection device, the condenser lens 41 is arranged at a position facing the bottom surface 53 of the trapezoidal prism 5, and the detection unit 42 is arranged at a position where the Raman scattered light collected by the condenser lens 41 is detected. The form may be sufficient. In this form, Raman scattered light can be measured even if the sample S is an opaque substance. In FIG. 8, the mirror 63 is disposed at a position farther from the trapezoidal prism 5 than the optical path of the laser light incident on the double-sided mirror 61 from the laser light source 2. The mirror 63 may be arranged at a position close to the position.

また、以上の実施の形態1〜8では、試料面を試料Sの載置面とした形態を示したが、本発明のラマン散乱光検出装置は、試料の上方に試料面を配置する等、試料面が上方以外の方向を向いた形態であってもよい。また、以上の実施の形態1〜8では、光ビームとしてレーザ光を用いた形態を示したが、本発明は、コリメータを用いて絞った非コヒーレントな光線等、レーザ光以外の光ビームを用いた形態であってもよい。   Moreover, in the above Embodiments 1-8, although the sample surface used as the mounting surface of the sample S was shown, the Raman scattered light detection apparatus of this invention arrange | positions a sample surface above a sample, etc. The sample surface may be in a direction other than upward. In the above first to eighth embodiments, the laser beam is used as the light beam. However, the present invention uses a light beam other than the laser beam, such as a non-coherent beam focused using a collimator. It may be in the form.

1 半球状プリズム(透光部材)
11 試料面
12 球面部
13 ミラーコーティング部
2 レーザ光源(入射部)
31、33 鏡(反射体)
32 駆動部
35、36 コーナキューブ(反射体)
37、38 放物面鏡(反射体)
42 検出部
5 台形プリズム
51 試料面
52 側面
61 両面鏡
62 平面鏡
63 鏡
1 Hemispherical prism (translucent member)
11 Sample surface 12 Spherical surface part 13 Mirror coating part 2 Laser light source (incident part)
31, 33 Mirror (reflector)
32 Drive unit 35, 36 Corner cube (reflector)
37, 38 Parabolic mirror (reflector)
42 Detector 5 Trapezoidal prism 51 Sample surface 52 Side surface 61 Double-sided mirror 62 Plane mirror 63 Mirror

Claims (6)

任意の試料が接触される平面状の試料面を有する透光部材と、前記試料面で反射するように光ビームを前記透光部材の内部へ入射する入射部と、前記光ビームによって試料に発生するラマン散乱光を検出する手段とを備えるラマン散乱光検出装置において、
前記試料面で反射した後の光ビームを、再度反射して前記試料面へ入射し、前記試料面上の前記試料面上で前回反射した位置とは異なる位置で反射させる反射手段を備えること
を特徴とするラマン散乱光検出装置。
A light-transmitting member having a flat sample surface with which an arbitrary sample is brought into contact with, an incident portion for entering a light beam into the light-transmitting member so as to be reflected by the sample surface, and the light beam generated in the sample And a means for detecting Raman scattered light to detect Raman scattered light,
Reflecting means for reflecting the light beam after being reflected by the sample surface again, entering the sample surface, and reflecting the light beam at a position different from the position previously reflected on the sample surface on the sample surface. A feature of the Raman scattered light detection device.
前記反射手段は、
前記入射部へ向かう光ビームを反射する手段を含むこと
を特徴とする請求項1に記載のラマン散乱光検出装置。
The reflecting means is
The Raman scattered light detection apparatus according to claim 1, further comprising means for reflecting a light beam directed toward the incident portion.
前記反射手段は、
前記試料面で反射して前記透光部材から出射した光ビームを、光路を変えて前記透光部材へ入射するように反射する反射体を含むこと
を特徴とする請求項1又は2に記載のラマン散乱検出装置。
The reflecting means is
3. The reflector according to claim 1, further comprising a reflector that reflects the light beam reflected from the sample surface and emitted from the translucent member so as to be incident on the translucent member while changing an optical path. Raman scattering detector.
前記反射体は、光の反射角度を調整可能に構成してあること
を特徴とする請求項3に記載のラマン散乱検出装置。
The Raman scattering detection device according to claim 3, wherein the reflector is configured to be capable of adjusting a reflection angle of light.
前記反射体は、光の反射角度が連続的に変化するように揺動可能に構成してあり、
前記反射体を揺動させる駆動部を更に備えること
を特徴とする請求項3に記載のラマン散乱検出装置。
The reflector is configured to be swingable so that the reflection angle of light continuously changes,
The Raman scattering detection device according to claim 3, further comprising a drive unit that swings the reflector.
前記透光部材は、平面部を前記試料面とした半球状プリズムであり、
前記反射手段は、
前記半球状プリズムの内部で光が反射するように、一部を除いて前記半球状プリズムの球面部をミラーコーティングしたミラーコーティング部を含むこと
を特徴とする請求項1乃至5の何れか一つに記載のラマン散乱検出装置。
The translucent member is a hemispherical prism having a plane portion as the sample surface,
The reflecting means is
The mirror coating part which mirror-coated the spherical part of the hemispherical prism except a part so that light may reflect in the inside of the hemispherical prism is characterized by the above-mentioned. The Raman scattering detector described in 1.
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