[发明专利]分光分析用光源、分光分析装置以及分光分析方法

说明书

本发明的课题在于提供一种利用超连续光在1100nm～1200nm的波长范围对固相试样或液相试样进行分光分析时的最适合的结构。通过对来自脉冲激光源(1)的光通过非线性元件(2)产生非线性效应而生成的包含1100nm以上且1200nm以下的波长范围的超连续光通过脉冲扩展元件(3)进行脉冲拉伸，并照射到固相或液相的试样(S)。在超连续光中，1脉冲内的经过时间与波长以1比1对应，运算单元(5)基于来自接收透过了试样(S)的光的受光器(4)的输出的时间变化计算光谱。

技术领域

本申请发明涉及分光分析的技术。

背景技术

对试样照射光、对来自被光照射的试样的光进行分光测量而进行该试样的分析的分光分析的技术多用于新材料的开发及各种研究中。典型的分光分析装置是使用衍射光栅那样的分散元件的装置。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-205390号公报

发明内容

发明所要解决的课题

使用衍射光栅的分光分析装置需要与进行测量的波长范围一致地使衍射光栅的姿势变化(扫描)。因此，这种分光分析装置不适合需要高速进行分光分析的用途。

另外，在使用衍射光栅的分光分析装置中，为了充分提高测量的SN比或进行高灵敏度的测量，需要多次进行扫描来增多入射到受光器的光的总量(光量)，这一点也成为无法进行高速分析的主要原因。

在使用将多个光电转换元件排列成一列的区域传感器的多通道型的分光分析装置中，不需要衍射光栅的扫描，但为了进行高SN比或高灵敏度的分析需要增加光量，无法解决不能进行高速分析的问题。

另外，在照射试样中的吸收多的波长的光来进行分光分析的情况下，来自入射到受光器的试样的光变得微弱，因此高速进行SN比高的分析对于以往的装置而言是非常困难的。

另一方面，在这样的分光测量的领域中，最近，正在进行利用超连续光的研究(例如专利文献1)。超连续光(以下，简称为SC光)是使激光产生非线性效应，在保留作为激光的性质的同时使波长宽波段化的激光。

利用了这样的SC光的分光测量的研究主要是如大气中的气体的分析那样仅进行气相试样的分析，对固相、液相的试样不进行如下研究，即进行使用了SC光的分光分析的研究。

另外，关于波长范围，几乎都是使用了比1300nm长的波长侧(例如1300～2000nm)的研究，没有发现使用1200nm以下的波长范围的研究的报告。

根据发明人的研究，在进行基于固相试样、液相试样的吸收光谱的分析的情况下，1100～1200nm左右的波长范围特别有效。例如，在对具有厚度的固相试样照射光而捕捉该透射光从而测量吸收光谱的情况下，在1300nm以上的波长范围吸收较大，因此透过光过于微弱，多数情况下无法以充分的精度进行分析。另一方面，在1100～1200nm下成为泛频吸收的情况多，吸收变得微弱，因此即使是具有厚度的固相试样，透射光也成为某种程度的强度而被受光器捕捉。

但是，在使用了SC光的分光测量的研究中，并非处理1100～1200nm的波长范围，没有任何最佳构成的提案。根据发明人的研究，认为未处理1100～1200nm的波长范围的原因在于脉冲拉伸时的损耗。即，如专利文献1所公开的那样，为了将SC光用于分光测量，需要使SC光如分散补偿光纤那样通过脉冲拉伸元件，使脉冲的时间宽度变宽(脉冲拉伸)。此时，在1100～1200nm的波长范围中，认为存在光纤中的损耗非常大、无法在保持耐用的强度的状态下进行脉冲拉伸的情况。