JPH04140619A - 分光器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は分光光度計等に使用される分光器に関する。

（従来の技術） 分光器は入口スリットから光を入射させ、分光素子で入
射光を分散させ、一つの波長の光による入口スリットの
像を出口スリット上に形成させるようになっている。従
来の分光器では入口、出口間スリットは光の分散方向と
直角の方向に長い矩形開口を持ったものが使用されてい
た。このような矩形スリットを有する分光器を用いた分
光光度計には次のような問題がある。

分光光度計では分光器出射光を集光して、出口スリット
の像を形成し、その像の位置に試料を置いて測定を行う
ようになっているので、試料近辺では光束断面は縦長の
矩形になっている。試料として通常の角形セルを用いる
測定では全光束が試料を通るようにしであるが、フロー
セルを用いる場合とか微量試料或は微小試料の測定では
光束の一部だけが試料を通ることになり、光の利用効率
が低くなる。このような場合試料を通る光束断面は第１
図に斜線を入れて示しであるように円形か正方形に近い
形であり、分光器の出口スリットの共役像でｅの部分は
無駄になっている。

（発明が解決しようとするｎ題） 本発明は第１に上述した問題を解決し、角形セルを用い
るような測定でも、フローセルを用いる測定とか他の微
小試料の測定の場合でも光の利用効率が余り変わらない
ようにすると共に、第２に遮光を減少させることを目的
とする。

（課題を解決するための手段） 分光器の入口、出口各スリットの形を、分光器の光の分
散方向と直角の方向の両端に向ってスリット幅が減少す
る形とした。

（作用） スリットが光の分散方向と直角の方向（縦方向と云うこ
とにする）の両端に向って幅がせまくなっているので、
例えば第１図に示すような菱形のスリットとなる。この
図で円は微小試料の分析領域を示す。試料の位置にこの
菱形のスリットの像が形成されるので、図から明らかな
ように矩形スリットの場合に比し光の利用効率が高くな
る。

所でスリットをこのような形にした結果、分光器の明る
さと分解能の関係はどうなるかが問題となるが、分光器
に単色光を入射させたときのスペクトルビークの記録波
形は第２図ａのようになり、矩形スリットの場合はｂの
ような形になって、分光器の明るさはこのピーク波形の
面積で表わされるから、スリットの高さを同じにして、
明るさも同じにすると、菱形スリットの場合ピークの底
の輻は矩形スリットの場合より広くなっても、分解能つ
まりピークの半値幅は菱形スリットの方がせまくなり、
従って同じ明るさでは菱形スリットの方が分解能が高（
なる。

次に迷光についてみると、迷光はその絶対強度より明る
さに対する比率が意味を持っている。迷光の強さは矩形
スリットの場合高さに比例するが、上下両端で幅のせま
くなっているスリットではスリットの上下端付近の迷光
への寄与が少なくなり、同じ明るさの場合矩形スリット
より迷光が少（なる。

（実施例） 第１図ａに本発明の一実施例における分光器の入口、出
口角スリットの形を示す。分光器では入口スリットの像
を出口スリット上に形成するようにしであるので、両方
のスリットを同じ形にしておく。以下この実施例を矩形
スリットの場合と比較しながら説明する。

第１図すは従来の矩形スリットを示す。分光器に単色光
を入射させ、波長走査を行うと、その単色光による入口
スリットの像が出ロスリ′ット配置面上を波長分散方向
（横方向と云うことにする）に移動して行く。このとき
の分光器出射光の光量は人口スリットの像と出口スリッ
トとの重なり部分の面積に比例するから、入口スリット
の像が出口スリットにか＼り始めてから完全に出口スリ
ットに重なる迄、次第に増加しこの増加の仕方は矩形ス
リットでは直線的であり、第１図ａの菱形スリットでは
一放物線的となる。入口スリットの像が出口スリットと
完全に重なった後は、光量増加時と同じ形で光量が減少
していく。この光量増減の形が、全入射させた単色光に
よるスペクトルビークの形であり、これを第２図ａ、ｂ
に示す。第２図ａは本発明の場合、同すは矩形スリット
の場合である。ここで、スペクトルビークの中心波長を
便宜上０としたが、入射単色光の波長が２゜の場合には
スペクトルビークの中心波長はえＯとなる。このスペク
トルビークの形を数式ｈ（λ）で書（と、スリットの幅
、高さ等を第１図に示した符号で表わして、 矩形スリットの場合、 本発明のはあい 分光器の分解能はスリットの輻が関係するので、第１図
ａの本発明とｂの矩形スリットの場合で分解能が等しく
なる幅を比べてみると、分解能は第２図ａ、ｂのスペク
トルビークの半値幅で表わされるから、第２図ａ、ｂの
半値幅が等しいと置いて、 となる。

同じ分解能で第１図ａ。

ｂで同じ明るさ にするには、第２図ａ、ｂの両ピークの面積が等しいと
置き、上記Ｗとａとの関係を代入すると、Ｈ＝３　（２
−、／Ｔ）”　ｂξｂ となる。即ち同じ分解能、同じ明るさを目標にすると、
菱形スリットで高さは矩形スリットとはマ同じ、幅は矩
形スリットの１．７倍と云うことになる。

次に迷光について考える。迷光の強さは入射光量即ち入
口スリットの面積に比例し、迷光は分光器内面に一様に
分布するとみられるから、出口スリットの面積にも比例
し、従って入口、出口両スリットの面積の積に比例する
。迷光は絶対値より、分光器の明るさとの比率Ｃが重要
である。第１図すの矩形スリットの場合、 （ａｂ）２ Ｃ＝　　　　　　＝ｂ　（ａ’　ｂは明るさ）ａ’ｂ 第１図ａの場合 こ＼で両者同じ明るさ、同じ分解能とすると、前述した
ようにＨζｂであるから、 となって１．菱形スリットとすることにより迷光レベル
を矩形スリットの場合の３／４に低下させることができ
る。そしてスリット幅は中央部で矩形スリットの１．７
倍であるから、第１図から明らかなように微小試料のと
きの光の利用効率が高くなる。

上の説明では菱形スリットと矩形スリットの比較を同じ
明るさ、同じ分解能と云う基準で行ったが、見方を変え
ると、同じ分解能、同じ迷光レベルとすると明るさを矩
形スリットの場合より高めることができ、同じ明るさ、
同じ迷光レベルで分解能を上げることもできる。

上述したのと同様の結果は菱形スリットに限らず、スリ
ット幅が縦方向に段階的に変化していてもよく、第３図
ａに示すような階段状或は同すのような円形と細長矩形
を合せたような形等、中央の輻が広く上下両端でせまく
なっている形のスリットであればよいのである。

（発明の効果） 本発明によれば、スリットの中央付近の幅が広いので、
微小試料の分光測定において光の利用効率が高め、られ
て測定の感度精度の向上が得られ、迷光レベルが低下さ
れ、同じ分解能で明るさを上げることができるので、Ｓ
ＺＮ比が向上し、測定の感度、精度を上げることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例と従来例のスリットの形の比
較図、第２図は上記両スリットによるスペクトルビーク
の形を示す図、第３図は本発明の他の実施例のスリット
形状を示す図である。 代理人　　弁理士　縣　　浩　介

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入口、出口各スリットの形を、分光器の波長分散方向と
   直角の方向の両端に向ってスリット幅が減少する形とし
   たことを特徴とする分光器。