光学特性测定装置和光学特性测定方法制造方法及图纸

本发明专利技术具备：光源(30)，其向试样(20)照射光；驻波形成部(40)，其在试样(20)中形成与来自光源(30)的光入射的试样(20)的表面垂直的声驻波，该声驻波的波节位于从所述试样(20)的表面向内侧离开规定距离的位置处；检测器(50)，其相对于试样(20)的表面配置在与光源(30)相同的一侧，对从试样(20)的表面射出的光进行检测；以及吸光度计算部(74)，其根据在由驻波形成部(40)在试样(20)中形成了声驻波的状态下向试样(20)的表面照射了光时的检测器(50)的检测结果和在试样(20)中没有形成声驻波的状态下向试样(20)的表面照射了光时的检测器(50)的检测结果，求出作为试样的光学特性的吸光度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学特性测定装置和光学特性测定方法
本专利技术涉及一种基于向试样照射了光时的透射光来测定该试样的光学特性的光学特性测定装置和光学特性测定方法。
技术介绍
对试样的种类或该试样中包含的成分进行鉴定的方法之一存在利用折射率、吸光度、透射率、分光特性(谱)等光学特性的方法。在这些方法中，通过利用检测器检测将来自光源的光照射到试样时的透射光的波长或强度来测定光学特性(专利文献1、2)。透射光的强度取决于来自光源的光在试样的内部通过的距离(光路长度)。即，在试样内通过的光由于被该试样内的成分吸收、或者被该成分散射，因此光路长度越长，则透射光的强度越小。因而，为了使透射光的强度精确地反映出试样中的成分的浓度，需要使透射光的光路长度固定。在试样为液体的情况下，该试样在被封入由具有透光性的材料形成的试样池中的状态下被照射来自光源的光。试样池例如由在内部具有液体试样的收容空间的方筒状的容器构成。由于收容空间的大小是固定的，因此当使来自光源的光从试样池的相向的侧壁中的一个侧壁入射并从另一个侧壁射出时，能够使其出射光在收容空间内通过的距离、也就是光路长度固定。在生物体试样和有机化合物等的光学特性的测定中大多使用的中红外区域的光被水吸收的吸收率非常高，当光路长度超过100μm时，光几乎全部被液体试样吸收。因此，在向液体试样照射中红外区域的光来测定该液体试样的光学特性的情况下，使用减小了收容空间的试样池。可是，如果收容空间小，则在向该收容空间放入液体试样时进入了气泡的情况下，难以去除该气泡。另外，在粘度高的液体试样的情况下，难以向收容空间填充。并且，还存在如果收容空间小则难以清洗试样池的问题。与此相对，存在通过在两个窗部件之间夹持环状的隔离件并利用保持器将它们紧固在一起而构成的组装式的试样池。在该试样池中，液体试样被收容在由两个窗部件与隔离件包围的空间。在该试样池中，在将隔离件放置于一个窗部件之上的状态下，将液体试样放入该隔离件的内侧，并使另一个窗部件盖在隔离件之上，通过保持器紧固在一起。因此，无论是什么样的液体试样，都能够容易地并且不包含气泡地填充到由两个窗部件与隔离件包围的空间中。另外，上述试样池由于能够通过拆下保持器来将窗部件与隔离件分离，因此能够容易地清洗试样池。专利文献1：日本特开2008-309706号公报专利文献2：日本特开2008-309707号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在上述组装式的试样池中，以光从两个窗部件中的一个窗部件侧朝向另一个窗部件侧通过的方式照射来自光源的光。因而，两个窗部件的间隔为光路长度。可是，存在两个窗部件的间隔根据保持器的紧固程度而有少许的变动这样的问题。另一方面，在试样为固体状的情况下，来自光源的光被直接照射至试样，由此通过检测从试样射出的光(透射光)来测定试样的光学特性。可是，透射光的光路长度根据试样的大小而不同。因此，在固体状的试样的情况下，即使能够根据从试样发出的光的光学特性确定试样中包含的成分的种类，也很难确定该成分的量。本专利技术要解决的课题在于，在通过向试样照射光来检测在该试样内通过的光的光学特性测定装置和方法中，使该光在试样内通过的距离固定。用于解决问题的方案为了解决上述课题而完成的本专利技术的一个方式为一种光学特性测定装置，具备：光源，其向试验试样照射光；驻波形成器，其在所述试验试样中形成与所述试验试样的表面中的来自所述光源的光入射的区域垂直的声驻波，所述声驻波的波节位于从所述区域向内侧离开规定距离的位置处；检测器，其相对于所述区域配置于与所述光源相同的一侧，对从所述试验试样的表面射出的光进行检测；以及光学特性计算器，其基于来自所述光源的光照射到所述试验试样时的所述检测器的检测结果，求出所述试验试样的光学特性。如后述的那样，上述装置利用了通过由驻波形成单元在试验试样内形成声驻波从而在试验试样内产生密度高的部分和密度低的部分(也就是说，“疏密”)的现象。因而，无论试验试样是固体状的试样、液体状的试样中的哪一种，都能够测定其光学特性。此外，固体状的物质被分为软质物和硬质物，特别是在软质物的情况下，能够通过利用参量效应产生的高次谐波来在该软质物的内部产生驻波。例如当对使用了作为软质物的琼脂的皮肤的体模模型施加频率为1MHz的超声波振动时，在使体模模型内的声速接近于水中的声速的情况下，存在在该体模模型的内部通过利用参量效应产生的高次谐波而形成频率与超声波振动的8倍(＝8MHz)相当的驻波的情况。在试验试样为液体状的情况下，该试验试样在被收容于容器(液体池)中的状态下被照射来自光源的光，在试验试样为固体状的情况下，来自光源的光被直接照射至试验试样。另外，“与试样的表面垂直的声驻波”是指波腹与波节沿着与该试样的表面垂直的方向依次排列的驻波。在上述结构的光学特性测定装置中，当由驻波形成器在试验试样内形成声驻波时，由于声辐射压力而试验试样内的成分聚集在波节附近，从而该波节附近的密度增加，该部分(以下为波节部分)的折射率高于其它部分(波腹部分)。所述声驻波由于波节(从试验试样的表面起的第一个波节)位于从所述试验试样的表面中的入射来自所述光源的光的区域(光入射区域)向内侧离开规定距离的位置处，因此在试验试样内，在第一个波节部分与被该第一个波节部分和所述光入射区域夹持的部分之间产生折射率差，形成基于该折射率差的表观上的反射面。因此，当在试验试样内形成了声驻波的状态下向试验试样照射来自光源的光时，该光的一部分被试验试样的表面(光入射区域)反射，一部分从光入射区域进入到试验试样的内部之后，被上述的表观上的反射面反射后从所述试验试样的表面射出。也就是说，在从试验试样的表面射出的光中包含试验试样的表面处的反射光和由表观上的反射面反射的反射光。由表观上的反射面反射的反射光是在试验试样的内部往返了规定距离的光，反映了试验试样的光学特性。因而，在上述结构中，所述光学特性计算器能够基于由所述驻波形成器在所述试验试样中形成了声驻波时的所述检测器的检测结果，求出所述试验试样的光学特性。检测器使用与希望求出的光学特性的种类(吸光特性(透光性)、分光特性、偏振特性等)相应的适宜的检测器。另外，在上述结构中，优选为，还具备切换器，所述切换器在由所述声驻波形成器在所述试验试样中形成了所述声驻波的第一状态与在所述试验试样中没有形成所述声驻波的第二状态之间切换，所述光学特性计算器根据处于所述第一状态时的所述检测器的检测结果和处于所述第二状态时的所述检测器的检测结果，求出所述试验试样的光学特性。在试验试样内没有形成声驻波的状态下，不形成表观上的反射面。因此，在该状态下将来自光源的光照射到试验试样时从该试验试样的表面射出的光仅为试验试样的表面处的反射光。因而，能够通过使用在试验试样内形成了声驻波的状态(第一状态)中的所述检测器的检测结果和在试验试样内没有形成声驻波的状态(第二状态)中的所述检测器的检测结果，获得在试验试样内通过并被表观上的反射面反射的光、也就是说反映了试验试样的光学特性的光。另外，在上述结构中，优选的是，还具备存储部，所述存储部存储对照试样检测结果，该对照试样检测结果是在由所述驻波形成器在对照试样中形成了所述声驻波的状态下向该对照试样照射了来自所述光源的光时的所述检测器的检测结果，所述光学特性计算器根据在由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学特性测定装置，具备：光源，其向试验试样照射光；驻波形成器，其在所述试验试样中形成与所述试验试样的表面中的来自所述光源的光入射的区域垂直的声驻波，所述声驻波的波节位于从所述区域向内侧离开规定距离的位置处；检测器，其相对于所述区域配置于与所述光源相同的一侧，对从所述试验试样的表面射出的光进行检测；以及光学特性计算器，其基于来自所述光源的光照射到所述试验试样时的所述检测器的检测结果，求出所述试验试样的光学特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.19 JP 2016-1614931.一种光学特性测定装置，具备：光源，其向试验试样照射光；驻波形成器，其在所述试验试样中形成与所述试验试样的表面中的来自所述光源的光入射的区域垂直的声驻波，所述声驻波的波节位于从所述区域向内侧离开规定距离的位置处；检测器，其相对于所述区域配置于与所述光源相同的一侧，对从所述试验试样的表面射出的光进行检测；以及光学特性计算器，其基于来自所述光源的光照射到所述试验试样时的所述检测器的检测结果，求出所述试验试样的光学特性。2.根据权利要求1所述的光学特性测定装置，其特征在于，所述光学特性计算器基于由所述驻波形成器在所述试验试样中形成了声驻波时的所述检测器的检测结果，求出所述试样的光学特性。3.根据权利要求1所述的光学特性测定装置，其特征在于，还具备切换器，所述切换器在由所述声驻波形成器在所述试验试样中形成了所述声驻波的第一状态与在所述试验试样中没有形成所述声驻波的第二状态之间切换，所述光学特性计算器根据处于所述第一状态时的所述检测器的检测结果和处于所述第二状态时的所述检测器的检测结果，求出所述试验试样的光学特性。4.根据权利要求1或2所述的光学特性测定装置，其特征在于，还具备存储部，所述存储部存储对照试样检测结果，该对照试样检测结果是在由所述驻波形成器在对照试样中形成了所述声驻波的状态下向该对照试样照射了来自所述光源的光时的所述检测器的检测结果，所述光学特性计算器根据在由所述驻波形成器在所述试验试样中形成了声驻波的状态下向所述试验试样的表面照射了光时的所述检测器的检测结果以及所述对照试样检测结果，求出所述试验试样的光学特性。5.根据权利要求1所述的光学特性测定装置，其特征在于，还具备波长变更器，所述波长变更器变更由所述驻波形成器形成的所述声驻波的波长。6.根据权利要求1所述的光学特性测定装置，其特征在于，所述驻波形成器具备声波振子和声波振动变更部，所述声波振动变更部变更该声波振子...

【专利技术属性】
技术研发人员：石丸伊知郎，
申请(专利权)人：国立大学法人香川大学，
类型：发明
国别省市：日本,JP