一种即使少量的样本，也能够实现高分辨率和稳定的测量精度，价格便宜的紧凑的光学成分测定装置。具有圆偏振光入射部(21)，其具有：把在光纤环(2)中向一个方向传播的直线偏振光变换为右旋圆偏振光，然后使其入射到作为测定对象的样本(22)的第一光变换部(23)；以及将在光纤环中向另一方向传播的直线偏振光变换为左旋圆偏振光，然后使其入射到样本的第二光变换部(24)，两个光变换部并列地配置在样本一侧，向同一方向出射圆偏振光，圆偏振光入射部还具有反射从一个光变换部出射的圆偏振光，使其至少往复一次透过样本后入射到另一光变换部的反射单元(25)，反射单元由使入射的圆偏振光反射偶数次后出射到样本的偶数个反射镜(25a)构成。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及以光学方式测定葡萄糖等具有旋光性的物质的浓度的光学成分测定装置，特别是涉及应用了萨格纳克(Sagnac)干涉系统的光学成分测定装置。
技术介绍
在葡萄糖等具有旋光性的物质中，已知其旋光度取决于物质的浓度，测定旋光度，根据该测定到的旋光度检测物质的浓度。作为测定物质的旋光度(或者复折射率)的方法，已知塞纳蒙(Senarmont)的方 法、正交偏振波差动法、缪勒(Mueller)矩阵计算法、正交偏振波外差方式、调制相位位移法、偏振度的波长扫描法、偏振度(最小值)测定法等现有的各种方法。但是，在这些方法中，因为是直接或者通过偏振度测定旋光导致的偏振面的旋转角度，所以存在角度分辨率低、测定误差大的课题。此外，还存在装置巨大，使用的元件价格高，光轴调制需要时间，装置价格高的课题。因此，在专利文献I中提出了应用在光纤陀螺仪等中使用的萨格纳克干涉系统的光学成分测定装置。但是，在专利文献I中，因为成为在传感器环中间插入成为测定对象的样本的结构，所以仅得到I个传播方向的相位差，例如为了测定血液中的葡萄糖浓度，存在无法得到足够的灵敏度的问题。此外，在专利文献I中，因为以包夹样本的方式设置了收发光的部分，所以存在测量部变长，难以进行紧凑设计的问题。为了解决这样的问题，在专利文献2中提出了使用反射镜使光相对于样本往复的结构，但是认为通过该装置实际上无法测定旋光度。具体地说，在专利文献2的图2那样的结构中，入射光通过四分之一波长板13成为圆偏振光，并且经由法拉第旋转光学元件62入射到被测定试样8，但是，此时，当使右旋圆偏振光入射到被测定试样8时，通过了被测定试样8的右旋圆偏振光在反射镜12被反射，变换为左旋圆偏振光，再次入射到被测定试样8。在此，当被测定试样8如D-葡萄糖那样是使偏振面向右旋转的物质时，因为在去程中使右旋圆偏振光向右旋转，所以传播速度加快，并且因为在回程中使左旋圆偏振光向右旋转所以转播速度减慢，相对于入射光的相位差不成为2倍而成为零。因此，认为在专利文献2的图2那样的结构中无法测定旋光度。专利文献I日本特开2005-274380号公报专利文献2日本特开2008-122082号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于以上情况而提出的，其目的在于提供一种即使少量的样本，也能够实现高分辨率和稳定的测量精度，价格便宜的紧凑的光学成分测定装置。本专利技术是为了达成上述目的而提出的，提供一种光学成分测定装置，其以光学方式测定作为测定对象的样本中的具有旋光性的物质的浓度，其中，具有光纤环；传感器本体，其将来自光源的光变换为直线偏振光并且进行分支，然后入射到所述光纤环的两端，检测在所述光纤环中以相互相反的方向传播而从所述光纤环的两端出射的光的相位差；圆偏振光入射部，其被插入到所述光纤环的途中，具有把在所述光纤环中向一个方向传播的直线偏振光变换为右旋圆偏振光后使其入射到所述样本的第一光变换部、以及把在所述光纤环中向另一方向传播的直线偏振光变换为左旋圆偏振光后使其入射到所述样本的第二光变换部，向所述样本入射圆偏振光；以及浓度检测部，其被安装在所述传感器本体上，根据检测到的所述相位差求出所述样本中的具有旋光性的物质的浓度，所述两个光变换部被并列地配置在所述样本一侧，向同一方向出射圆偏振光，所述圆偏振光入射部还具有反射单元，其反射从一个所述光变换部出射的圆偏振光，使其至少往复一次透过所述样本后入射到另一所述光变换部，所述反射单元由使入射的圆偏振光反射偶数次后出射到所述样本的偶数个反射镜构成。在所述光纤环的两端的端部部分，分别设置了卷绕构成该光纤环的光纤而形成的延迟光纤，在向一个旋转方向卷绕预定长度的所述光纤后，向另一旋转方向卷绕与所述预定长度相同长度的所述光纤而形成所述延迟光纤。 在所述光纤环的两端的端部部分，分别设置了卷绕构成该光纤环的光纤而形成的延迟光纤，一方的所述延迟光纤，通过顺时针卷绕预定长度的所述光纤而形成，另一方的所述延迟光纤，通过逆时针卷绕与所述预定长度相同长度的所述光纤而形成。所述两个光变换部分别具有使偏振面旋转45度的偏振旋转元件和将直线偏振光变换为圆偏振光的、/4元件，以如下方式构成所述两个光变换部通过光纤型元件构成所述偏振旋转元件和所述X/4元件，并且将圆偏振光保持光纤与所述X/4元件耦合，把从该圆偏振光保持光纤出射的圆偏振光入射到所述样本。根据本专利技术，能够提供即使是少量的样本，也可以实现高分辨率和稳定的测量精度，价格便宜的紧凑的光学的成分测定装置。附图说明图I是本专利技术的一个实施方式的光学成分测定装置的概要结构图。图2是表示使用图I的光学成分测定装置测定了葡萄糖的浓度时的左右旋转光的相位差与葡萄糖的浓度的关系的曲线图。图3是表示本专利技术的其他实施方式的光学成分测定装置的概要结构图。符号说明I光学成分测定装置；2光纤环；3传感器本体；11光源；12受光器；13第一I禹合器；14偏振器；15第二耦合器；16相位调制器；18信号处理单元；18a相位差检测部；18b浓度检测部；20延迟光纤；21圆偏振光入射部；22样本；23第一光变换部；24第二光变换部；25反射单元；25a反射镜具体实施例方式以下，按照附图说明本专利技术的实施方式。图I是本专利技术的光学成分测定装置的概要结构图。如图I所示，光学成分测定装置I是以光学方式测定葡萄糖等具有旋光性的物质的浓度的装置，主要具备光纤环2、传感器本体3、圆偏振光入射部21。传感器本体3把来自光源11的光变换为直线偏振光并且进行分支，然后使其入射到光纤环2的两端，检测在光纤环2中相互逆向传播后从光纤环2的两端出射的光的相位差。更具体地说，传感器本体3具备光源11、光电二极管等受光器12、具有用于输入输出光的三个端口 17a 17c的第一光I禹合器13、偏振器14、具有用于输入输出光的三个端口 17d 17f的第二光耦合器15、相位调制器16，以及信号处理单元18和收容它们的外壳19。 作为光源11，例如可以使用SLD (超辐射发光二极管)。由此，可以降低来自光纤环2的返回光与瑞利(Rayleigh)散射光干涉所产生的干涉噪音。例如，在测定血液中的葡萄糖浓度时，作为光源11，选择出射避开水或血红蛋白的吸收波长带的近红外波长的光的光源即可。作为光I禹合器13、15，使用图I所不的具有1X2输出输出端口的光纤f禹合器。作为光I禹合器13、15,还可以使用具有2X2输入输出端口的光纤I禹合器。第一光稱合器13的第一端口 17a与光源11光学连接，第一光稱合器13的第二端口 17b与受光器12光学连接,第一光稱合器13的第三端口 17c与偏振器14的一端光学连接。第二光稱合器15的第一端口 17d与偏振器14的另一端光学连接,第二光稱合器15的第二端口 17e与光纤环2的一端光学连接，第二光耦合器15的第三端口 17f与光纤环2的另一端光学连接。偏振器14是增大核心(core)的复折射率，形成为线圈状的光纤型的偏振器，用于把来自光源11的光变换为直线偏振光。在光纤环2的另一端的附近设置相位调制器16。相位调制器16对于在光纤环2中相互反向地传播的光相对地施加具有时间延迟的相位调制。由受光器12检测的光的强度，与光纤环2中相互反向传播的光的相位差的余弦成比例，所以针对零附近的相位差、即针对微小本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.02.24 JP 2011-0384321.ー种光学成分測定装置，其以光学方式測定作为测定对象的样本中的具有旋光性的物质的浓度，其特征在于，具有 光纤环； 传感器本体，其将来自光源的光变换为直线偏振光并且进行分支，然后入射到所述光纤环的两端，检测在所述光纤环中以相互相反的方向传播而从所述光纤环的两端出射的光的相位差； 圆偏振光入射部，其被插入到所述光纤环的途中，具有把在所述光纤环中向ー个方向传播的直线偏振光变换为右旋圆偏振光后使其入射到所述样本的第一光变换部、以及把在所述光纤环中向另一方向传播的直线偏振光变换为左旋圆偏振光后使其入射到所述样本的第二光变换部，向所述样本入射圆偏振光；以及 浓度检测部，其被安装在所述传感器本体上，根据检测到的所述相位差求出所述样本中的具有旋光性的物质的浓度， 所述两个光变换部被并列地配置在所述样本ー侧，向同一方向出射圆偏振光， 所述圆偏振光入射部还具有反射単元，其反射从ー个所述光变换部出射的圆偏振光，使其至少往复一次透过所述样本后入射到另一所述光变换部，...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊谷达也，小松崎晋路，
申请(专利权)人：日立电线株式会社，
类型：发明
国别省市：
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