JPH0655105U - Optical fiber bundle and optical absorption spectrum measuring device - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 例えば、赤外領域等において広い波長領域の
光を良好に伝送することができ、かつ、取り扱いも容易
な光ファイババンドル及びこの光ファイババンドルを用
いた光吸収スペクトル測定装置を提供する。
【構成】 光源部１から出射した測定光を第１光ファイ
ババンドル５によって試料４に照射し、試料４から出射
した光を第２光ファイババンドル６によって分析部２に
導入してスペクトル分析を行う。第１光ファイババンド
ル５及び第２光ファイババンドル６はともに伝送可能な
光の波長領域が互いに異なる２種類の光ファイバを束ね
たものであるが、第２光ファイババンドル６は、その一
方の端部がそれぞれ同一種類の光ファイバのみを束ねた
第１分離束６ａ及び第２分離束６ｂに分離されて、それ
ぞれの伝送波長領域の光を検出する光検出器２ａ及び２
ｂに光を送出されるようにした。
(57) [Summary] [Purpose] For example, an optical fiber bundle capable of favorably transmitting light in a wide wavelength range in the infrared region and the like, and an optical absorption spectrum using the optical fiber bundle. A measuring device is provided. [Structure] The sample 4 is irradiated with the measurement light emitted from the light source unit 1 by the first optical fiber bundle 5, and the light emitted from the sample 4 is introduced into the analysis unit 2 by the second optical fiber bundle 6 for spectral analysis. . The first optical fiber bundle 5 and the second optical fiber bundle 6 are bundles of two types of optical fibers having different wavelength regions of light that can be transmitted. The second optical fiber bundle 6 has one end thereof. Photodetectors 2a and 2 for detecting the light in the respective transmission wavelength regions by separating the parts into a first separation bundle 6a and a second separation bundle 6b in which only optical fibers of the same type are bundled.
The light was sent to b.
Description
【０００１】[0001]
本考案は、例えば、赤外領域等において広い波長領域の光を良好に伝送するこ とができ、かつ、取り扱いも容易な光ファイババンドル及びこの光ファイババン ドルを用いた光吸収スペクトル測定装置に関するものである。 The present invention relates to an optical fiber bundle capable of favorably transmitting light in a wide wavelength range such as an infrared region and easy to handle, and an optical absorption spectrum measuring apparatus using the optical fiber bundle. It is a thing.
【０００２】[0002]
例えば、物質を透過したり反射したりして物質に関与した後の光は、この物質 に特有の吸収スペクトル情報を含んでいる。特に、波長３〜１１μｍの赤外光に よれば、有機官能基に特有なスペクトル情報も得られるので、これをスペクトル 分析することにより特に高分子物質の同定や定量を行うことができる。この赤外 吸収スペクトルを測定する装置として赤外吸収スペクトル測定装置がある。 For example, light that has passed through or reflected a substance and contributed to the substance contains absorption spectrum information peculiar to this substance. In particular, infrared light having a wavelength of 3 to 11 μm can also obtain spectral information specific to an organic functional group. Therefore, spectral analysis of this information can identify and quantify a polymeric substance. There is an infrared absorption spectrum measuring device as a device for measuring the infrared absorption spectrum.
【０００３】 図７は従来の赤外吸収スペクトル測定装置の概略構成を示す図である。この従 来の赤外吸収スペクトル測定装置は、いわゆるＦＴーＩＲ（Fourier Transform Infrared Spectrometer ）であり、光源部１１と分析部１２との間に試料室１３ が形成されたものである。図示しないが、光源部１１には、赤外線ランプから出 射した光をビームスプリッタによって分離し、可動鏡と固定鏡で反射させること により光路差δの２つの光を作成し、これらを干渉させることによって干渉光Ｌ を作成して出射する。この干渉光Ｌは試料室１３に配置された試料１４を透過し 、透過光Ｌ1 として分析部１２に導入される。分析部１２では、この透過光Ｌ1 を図示ない光検出器等で検出して光路差δの関数として観測し、これをデータ処 理装置によってフーリエ変換して試料１４の吸収スペクトルを得るものである。FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional infrared absorption spectrum measuring apparatus. This conventional infrared absorption spectrum measuring device is a so-called FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectrometer), and a sample chamber 13 is formed between the light source unit 11 and the analyzing unit 12. Although not shown, in the light source section 11, the light emitted from the infrared lamp is separated by a beam splitter and reflected by a movable mirror and a fixed mirror to create two lights with an optical path difference δ, and to interfere them. The interference light L 2 is created and emitted by. The interference light L passes through the sample 14 placed in the sample chamber 13 and is introduced into the analysis unit 12 as transmitted light L1. In the analysis unit 12, the transmitted light L1 is detected by a photodetector (not shown) or the like and observed as a function of the optical path difference δ, and this is Fourier-transformed by a data processing device to obtain the absorption spectrum of the sample 14. .
【０００４】 この従来のＦＴーＩＲは、試料１４を試料室１３内に収納する必要があるので 、試料１４を試料室１３内に収まる形状に作成して試料室１３内の所定の位置に セットする作業が必要である。しかしながら、試料によってはその作業が煩雑で あったり、困難である場合がある。In this conventional FT-IR, since it is necessary to store the sample 14 in the sample chamber 13, the sample 14 is formed into a shape that can be accommodated in the sample chamber 13 and set at a predetermined position in the sample chamber 13. Work is required. However, the work may be complicated or difficult depending on the sample.
【０００５】 そこで、試料１４を外部に置いたままで、光源部１１から出射した干渉光Ｌを 光ファイバで試料１４に導き、また、試料１４を透過した透過光Ｌ1 を光ファイ バで分析部１２に導く方法が考えられる。この目的に用いる光ファイバとしては 、波長３〜１１μｍの赤外光を充分に伝送でき、かつ、大気中にあって測定の度 に光入・出射部を試料の近傍に移動する必要があることから、繰り返しの曲げ応 力に強く、耐候性にも富むものであることが必要である。Therefore, with the sample 14 left outside, the interference light L emitted from the light source unit 11 is guided to the sample 14 by the optical fiber, and the transmitted light L1 transmitted through the sample 14 is analyzed by the optical fiber analysis unit 12. A method of leading to As an optical fiber used for this purpose, infrared light with a wavelength of 3 to 11 μm can be sufficiently transmitted, and it is necessary to move the light input / output section to the vicinity of the sample in the atmosphere each time measurement is performed. Therefore, it is necessary that it be strong against repeated bending and have excellent weather resistance.
【０００６】 ここで、赤外領域の光を伝送できる光ファイバとしては、結晶系のＫＲＳー５ ファイバやカルコゲナイドガラスファイバ等が知られている。Here, as an optical fiber capable of transmitting light in the infrared region, a crystalline KRS-5 fiber, a chalcogenide glass fiber and the like are known.
【０００７】[0007]
ところが、結晶系のＫＲＳー５ファイバは、耐候性が悪いとともに、曲げに弱 いので折れやすいという欠点を有しており、一方、カルコゲナイドガラスファイ バは、耐候性に優れ、曲げに強くて折れにくいが、伝送できる波長領域が狭く、 ３〜１１μｍの波長領域の全範囲に渡って充分に伝送できないという欠点を有し ているため、いずれも上記目的に用いることはできなかった。 However, crystalline KRS-5 fiber has the drawback of being poor in weather resistance and easily broken because it is weak against bending, while chalcogenide glass fiber has excellent weather resistance and is strong in bending Although difficult, the wavelength range that can be transmitted is narrow, and it has the drawback that it cannot be transmitted over the entire range of the wavelength range of 3 to 11 μm. Therefore, neither of them could be used for the above purpose.
【０００８】 本考案は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、例え ば、赤外領域等において広い波長領域の光を良好に伝送することができ、かつ、 取り扱いも容易な光ファイババンドル及びこの光ファイババンドルを用いた光吸 収スペクトル測定装置を提供することである。The present invention has been made in order to solve the above problems, and an object thereof is to be able to favorably transmit light in a wide wavelength region, for example, in the infrared region, and to handle it. An object is to provide an easy optical fiber bundle and an optical absorption spectrum measuring device using this optical fiber bundle.
【０００９】[0009]
上述の課題を解決するために本考案にかかる光ファイババンドルは、 （１） 複数の光ファイバを束ねた光ファイババンドルにおいて、 前記複数の光ファイバは、伝送可能な光の波長領域が互いに異なる複数種類の 光ファイバを含むものであることを特徴とした構成とし、 この構成１の態様として、 （２） 構成１の光ファイババンドルにおいて、 前記光ファイバは、カルコゲナイドガラスファイバであることを特徴とした構 成とし、 さらに、構成１又は２の態様として、 （３） 構成１又は２の光ファイババンドルにおいて、 一方の端部側は前記複数種類の光ファイバが１つに束ねられ、他方の端部側は 同一種類の光ファイバをそれぞれ１つに束ねた複数の束からなることを特徴とし た構成とした。 In order to solve the above-mentioned problems, an optical fiber bundle according to the present invention is (1) an optical fiber bundle in which a plurality of optical fibers are bundled, and the plurality of optical fibers have different wavelength regions of transmittable light. A configuration characterized in that it includes a plurality of types of optical fibers. As an aspect of the configuration 1, (2) In the optical fiber bundle of the configuration 1, the optical fiber is a chalcogenide glass fiber. Further, as an aspect of the configuration 1 or 2, (3) In the optical fiber bundle of the configuration 1 or 2, one end portion side is bundled with the plurality of kinds of optical fibers, and the other end portion side is The configuration is characterized in that it consists of multiple bundles of the same type of optical fiber bundled together.
【００１０】 また、本考案にかかる光吸収スペクトル装置は、 （４） 試料に入射する光を発生する光源部と、前記試料に関与した後の光を導 入してそのスペクトル分析を行う分析部とを備えた光吸収スペクトル測定装置に おいて、 前記光源部から前記試料まで及び前記試料から前記分析部までの光伝送路を含 む光伝送路の少なくとも一部を構成１又は２に記載の光ファイババンドルで構成 したことを特徴とする構成とし、 この構成４の態様として、 （５） 構成４の光吸収スペクトル測定装置において、 前記分析部における光検出装置を、検出波長領域の異なる複数の光検出器で構 成し、 前記試料から分析部までの光伝送路は構成３に記載の光ファイババンドルで構 成し、該光ファイババンドルの複数種類の光ファイバが１つに束ねられた一方の 端部を前記試料に関与した後の光の導入部とし、他方の端部における複数の束の 端部のそれぞれを前記分析部における複数の光検出器のそれぞれによって検出さ れる光の出射部とし、 前記光ファイババンドルの他方の端部のそれぞれの束を構成する光ファイバの 伝送可能な波長領域を、これらそれぞれの束の出射部から出射した光を検出する それぞれの光検出器の検出波長領域に整合させたことを特徴とする構成とした。Further, the optical absorption spectrum device according to the present invention comprises (4) a light source section for generating light incident on a sample, and an analysis section for introducing the light after having been involved in the sample and performing spectrum analysis thereof. In the optical absorption spectrum measurement device including the above, at least a part of an optical transmission path including an optical transmission path from the light source section to the sample and from the sample to the analysis section is configured as described in Structure 1 or 2. A configuration characterized in that it is configured by an optical fiber bundle, and as an aspect of this configuration 4, (5) In the optical absorption spectrum measurement device of configuration 4, the photodetector in the analysis unit is a plurality of different detection wavelength regions. The optical transmission line from the sample to the analysis unit is composed of the optical fiber bundle described in the configuration 3, and plural kinds of optical fibers of the optical fiber bundle are bundled into one. One of the ends is used as a light introducing part after the light is involved in the sample, and each of the ends of the plurality of bundles at the other end is detected by each of the plurality of photodetectors in the analysis part. And a photodetector for detecting the light emitted from the output part of each of the bundles of the optical fibers forming the bundle of the other end of the optical fiber bundle. The configuration is characterized in that it is matched with the detection wavelength region of.
【００１１】[0011]
上述の構成１によれば、１種類の光ファイバでカバーできない広い波長領域の 光を伝送することができる光ファイババンドルを得ることができ、構成２によれ ば、赤外領域において広い波長領域の光を伝送することができ、かつ曲げに強く 折れにくい光ファイババンドルを得ることができる。さらに、構成３によれば、 例えば、複数種類の光ファイバが１つに束ねられた一方の端部で導入した広い波 長領域の光を、同一種類の光ファイバをそれぞれ１つに束ねた複数の束のそれぞ れを検出領域の異なる複数の光検出器にそれぞれ接続して検出する等の利用が可 能になる。 According to the above configuration 1, it is possible to obtain an optical fiber bundle that can transmit light in a wide wavelength range that cannot be covered by one type of optical fiber, and according to configuration 2, a wide wavelength range in the infrared region can be obtained. It is possible to obtain an optical fiber bundle that can transmit light and is resistant to bending and difficult to break. Furthermore, according to the configuration 3, for example, a plurality of types of optical fibers of the same type are bundled into a plurality of types of optical fibers of a wide wavelength region introduced at one end where the types of optical fibers are bundled into one. It is possible to use by connecting each of the bundles of light to a plurality of photodetectors with different detection areas, and detecting.
【００１２】 さらに、構成４によれば、光源部から前記試料まで及び試料から分析部までの 光伝送路を含む光伝送路の少なくとも一部を構成１又は２に記載の光ファイババ ンドルで構成したことにより、装置の外部に試料を配置したままでスペクトル測 定が可能になり、しかも、測定光の伝搬経路の大部分をノイズが混入しにくい光 ファイバ伝送路で構成できるから測定精度の向上も可能になる。この点従来は、 比較的広い試料室を測定光が通過する際にこの試料室にある水蒸気成分その他の 気体成分等によるノイズ成分も付加されるおそれがあったが、上記構成ではこの おそれを著しく軽減することが可能となる。さらには、光源部及び分析部の内部 においては、光の進行方向を変えるために多数のミラーが用いられるが、これを 光ファイババンドルで構成することにより、構造を著しく簡略化し、また装置を 小形化することも可能となる。Further, according to the configuration 4, at least a part of the optical transmission line including the optical transmission line from the light source unit to the sample and from the sample to the analysis unit is configured by the optical fiber bundle according to the configuration 1 or 2. As a result, spectrum measurement can be performed with the sample placed outside the device, and most of the propagation path of the measurement light can be configured with an optical fiber transmission line that is less prone to noise contamination, which improves measurement accuracy. It will be possible. In this respect, in the past, when the measurement light passed through a relatively wide sample chamber, noise components due to water vapor components and other gas components in the sample chamber might be added, but this problem is remarkable in the above configuration. It is possible to reduce. Furthermore, a large number of mirrors are used inside the light source section and the analysis section to change the traveling direction of light. However, by constructing these mirrors with optical fiber bundles, the structure is greatly simplified and the device is made compact. It is also possible to convert.
【００１３】 そして、構成５によれば、光検出器の波長検出領域を複数の光検出器によって 分担させることが容易に可能となるから、比較的安価な光検出器を用いて検出精 度や感度の向上を図ることも可能となる。According to the configuration 5, the wavelength detection region of the photodetector can be easily shared by the plurality of photodetectors. Therefore, the detection accuracy and the detection accuracy can be improved by using the photodetector which is relatively inexpensive. It is also possible to improve the sensitivity.
【００１４】[0014]
図１は本考案の一実施例にかかる光吸収スペクトル測定装置の概略構成を示す 図、図２及び図３は図１の光吸収スペクトル測定装置に用いた光ファイババンド ルの一部を切り取ってその切断面の様子を示した図である。以下、これらの図面 を参照にしながら一実施例の光吸収スペクトル測定装置及び光ファイババンドル を説明する。なお、この実施例は、本考案をいゆるＦＴーＩＲ（Fourier Transf orm Infrared Spectrometer ）に適用した例である。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic structure of an optical absorption spectrum measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are partially cut away optical fiber bundles used in the optical absorption spectrum measuring apparatus of FIG. It is the figure which showed the state of the cut surface. An optical absorption spectrum measuring apparatus and an optical fiber bundle according to an embodiment will be described below with reference to these drawings. In addition, this embodiment is an example in which the present invention is applied to any FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectrometer).
【００１５】 図１において、符号１は光源部、符号２は分析部、符号４は試料、符号５は第 １光ファイババンドル、符号６は第２光ファイババンドルである。In FIG. 1, reference numeral 1 is a light source section, reference numeral 2 is an analysis section, reference numeral 4 is a sample, reference numeral 5 is a first optical fiber bundle, and reference numeral 6 is a second optical fiber bundle.
【００１６】 光源部１及び分析部２は同一にケース内に収納されており、光源部１の測定光 出射部には第１光ファイババンドル５の一端部がカプラ５１によって接続され、 また、分析部２の測定光導入部には第２光ファイババンドル６の一方の端部側に おいて２つの束に分離された第１分離束６ａ及び第２分離束６ｂの端部がそれぞ れカプラ６１ａ及び６１ｂによって接続されている。そして、第１光ファイババ ンドル５の他端部の光出射装置５２と、第２光ファイババンドル６の他端部の光 入射装置６２とが対向して配置され、その間に被測定試料４がセットされるよう になっている。The light source unit 1 and the analyzing unit 2 are housed in the same case, and one end of the first optical fiber bundle 5 is connected to the measurement light emitting unit of the light source unit 1 by the coupler 51. In the measurement light introducing section of the section 2, the ends of the first separation bundle 6a and the second separation bundle 6b, which are separated into two bundles at one end side of the second optical fiber bundle 6, are respectively provided in the coupler. It is connected by 61a and 61b. The light emitting device 52 at the other end of the first optical fiber bundle 5 and the light incident device 62 at the other end of the second optical fiber bundle 6 are arranged to face each other, and the sample 4 to be measured is set between them. It is supposed to be done.
【００１７】 光源部１内には、図示しないが、３〜１１μｍの波長成分を含む赤外線を発光 する赤外線ランプ等の赤外線発生源から出射した光をビームスプリッタによって 分離し、可動鏡と固定鏡で反射させることにより光路差δの２つの光を作成し、 これらを干渉させることによって干渉光を作成し、これを測定光として光出射部 にカプラ５１によって接続された第１光ファイババンドルに向けて出射する光学 系が内蔵されている。。In the light source unit 1, although not shown, the light emitted from an infrared source such as an infrared lamp that emits infrared rays containing a wavelength component of 3 to 11 μm is separated by a beam splitter, and is separated by a movable mirror and a fixed mirror. Two lights with an optical path difference δ are created by reflecting them, and an interference light is created by interfering them, and this is used as measurement light toward the first optical fiber bundle connected to the light emitting part by the coupler 51. It has a built-in optical system that emits light. .
【００１８】 分析部２内には、測定光導入部にカプラ６１ａ及び６１ｂによって接続された 第２光ファイババンドル６の第１分離束６ａ及び第２分離束６ｂの端部を通じて 導入された光をそれぞれ検出する２つの光検出器２ａ及び２ｂが内蔵されており 、分析部２では、これら光検出器により導入された光を光路差δの関数として観 測し、これを内蔵するデータ処理装置によってフーリエ変換して試料４の吸収ス ペクトルを得るものである。In the analysis unit 2, the light introduced through the ends of the first separation bundle 6a and the second separation bundle 6b of the second optical fiber bundle 6 which is connected to the measurement light introduction unit by the couplers 61a and 61b. Two photodetectors 2a and 2b for detecting each are built-in. In the analysis unit 2, the light introduced by these photodetectors is observed as a function of the optical path difference δ, and this is detected by the built-in data processing device. The Fourier transform is performed to obtain the absorption spectrum of Sample 4.
【００１９】 第１光ファイババンドル５は、その一方の端部にカプラ５１が取り付けられ、 他方の端部には、コリメータレンズ等を内蔵する出射装置５２が取り付けられて いるもので、伝送可能な光の波長領域が互いに異なる２種類のカルコゲナイドガ ラスファイバを多数本束ねたものである。The first optical fiber bundle 5 has a coupler 51 attached to one end thereof, and an emitting device 52 incorporating a collimator lens or the like attached to the other end thereof, which enables transmission. It is a bundle of many two types of chalcogenide glass fibers having different wavelength regions of light.
【００２０】 図２は第１光ファイババンドル５の一部を切り取ってその切断面の様子を示し たものであるが、この第１光ファイババンドル５は、多数のＡｓーＳファイバ５ ０ａとＧｅーＳｅーＴｅファイバ５０ｂとをほぼ同数だけランダムに配置して束 ねたものである。FIG. 2 shows a state of a cut surface obtained by cutting a part of the first optical fiber bundle 5. The first optical fiber bundle 5 has a large number of As-S fibers 50a and Ge. -Se-Te fibers 50b are randomly arranged and bundled in the same number.
【００２１】 また、図３は第２光ファイババンドル６の一部を切り取ってその切断面の様子 を示したものであるが、この図に示されるように、第２光ファイババンドル６も 、おおむね多数のＡｓーＳファイバ６０ａとＧｅーＳｅーＴｅファイバ６０ｂと をほぼ同数だけ束ねたものであり、一方の端部は１つに束ねられて集光レンズ等 を内蔵する光入射装置６２が取り付けられているが、他方の端部側は、ＡｓーＳ ファイバ６０ａのみを集めて束ねた第１分離束６ａと、ＧｅーＳｅーＴｅファイ バ６０ｂのみを集めて束ねた第２分離束６ｂとの２つに分離され、それぞれの端 部にカプラ６１ａ及び６１ｂが取り付けられたものである。Further, FIG. 3 shows a state of a cut surface by cutting a part of the second optical fiber bundle 6, but as shown in this figure, the second optical fiber bundle 6 is also roughly. A large number of As-S fibers 60a and Ge-Se-Te fibers 60b are bundled in substantially the same number, and one end is bundled into one and a light-incident device 62 including a condenser lens is attached. On the other end side, a first separation bundle 6a in which only the As-S fiber 60a is collected and bundled, and a second separation bundle 6b in which only the Ge-Se-Te fiber 60b is collected and bundled. And the couplers 61a and 61b are attached to their respective ends.
【００２２】 なお、図２及び図３では、ファイバの一部のみを示して、他を省略してあるが 、光ファイババンドル内はファイバが全部詰まっている。2 and 3, only a part of the fiber is shown and the other parts are omitted, but all the fibers are clogged in the optical fiber bundle.
【００２３】 ここで、ＡｓーＳファイバ５０ａ，６０ａ及びＧｅーＳｅーＴｅファイバ５０ ｂ，６０ｂはともにカルコゲナイドガラスファイバの１種である。この場合、Ａ ｓーＳファイバ５０ａ，６０ａは、コアが、Ａｓが４０モル％、Ｓが５７モル％ 、Ｓｅが３モル％の組成を有する物質で構成され、クラッドが、Ａｓが３９モル ％、Ｓが６１モル％の組成を有する物質で構成されたもので、コア／クラッド径 は、４００／４５０（μｍ）である。The As-S fibers 50a and 60a and the Ge-Se-Te fibers 50b and 60b are both types of chalcogenide glass fibers. In this case, in the As-S fibers 50a and 60a, the core is composed of a substance having a composition of 40 mol% As, 57 mol% S, and 3 mol% Se, and the clad is 39 mol% As. , S is composed of a substance having a composition of 61 mol%, and the core / cladding diameter is 400/450 (μm).
【００２４】 また、ＧｅーＳｅーＴｅファイバ５０ｂ，６０ｂは、コアが、Ｇｅが２９モル ％、Ｓｅが１９．５モル％、Ｔｅが５１．５モル％の組成を有する物質で構成さ れ、クラッドが、Ｇｅが１７．５モル％、Ａｓが２０モル％、Ｓｅが３２．５モ ル％、Ｔｅが３０モル％の組成を有する物質で構成されたもので、コア／クラッ ド径は、３５０／４５０（μｍ）である。ある。Further, in the Ge-Se-Te fibers 50b and 60b, the core is composed of a substance having a composition of 29 mol% Ge, 19.5 mol% Se, and 51.5 mol% Te, The clad is made of a material having a composition of 17.5 mol% Ge, 20 mol% As, 32.5 mol% Se, and 30 mol% Te, and the core / clad diameter is It is 350/450 (μm). is there.
【００２５】 図４はＡｓーＳファイバ５０ａ，６０ａの伝送特性の実測結果を示すグラフで あり、図５はＧｅーＳｅーＴｅファイバの５０ｂ，６０ｂ伝送特性の実測結果を 示すグラフである。なお、これらのグラフは、各光ファイバを長さ１．８ｍにカ ットし、これをＳｉＣ光源を用いた赤外分光装置を用いてその分光特性を実測し たものである。各グラフの縦軸が透過光強度（Intensity 、無単位）、横軸が波 数（Wavemenber：単位；cm-1）又は波長（Wavelength：単位；μｍ）である。FIG. 4 is a graph showing the measurement results of the transmission characteristics of the As-S fibers 50a and 60a, and FIG. 5 is a graph showing the measurement results of the transmission characteristics of the Ge-Se-Te fibers 50b and 60b. These graphs are obtained by cutting each optical fiber to a length of 1.8 m and measuring its spectral characteristics using an infrared spectroscope using a SiC light source. The vertical axis of each graph is the transmitted light intensity (Intensity, no unit), and the horizontal axis is the wave number (Wavemenber: unit; cm -1 ) or wavelength (Wavelength: unit; μm).
【００２６】 これらの図から明らかなように、ＡｓーＳファイバ５０ａ，６０ａは、波長２ ．７〜４μｍ及び４．３〜６．６μｍの領域の光は伝送できるが、波長４〜４． ３μｍ及び６．６〜１１μｍの領域の光を伝送することができない。一方、Ｇｅ ーＳｅーＴｅファイバ５０ｂ，６０ｂは、波長３．５〜１１μｍの領域の光を伝 送することができるが、波長３〜３．５μｍの領域の光を伝送することができな い。As is clear from these figures, the As-S fibers 50a and 60a have wavelengths of 2. Light in the region of 7 to 4 μm and 4.3 to 6.6 μm can be transmitted, but the wavelength of 4 to 4. It cannot transmit light in the region of 3 μm and 6.6 to 11 μm. On the other hand, the Ge-Se-Te fibers 50b and 60b can transmit light in the wavelength range of 3.5 to 11 μm, but cannot transmit light in the wavelength range of 3 to 3.5 μm. .
【００２７】 図６は、ＡｓーＳファイバ１本とＧｅーＳｅーＴｅファイバ１本を光ファイバ バンドルにした場合の伝送特性を示すグラフである。図６から明らかなように、 波長によってバラツキはあるものの、波長３〜１１μｍの全領域の伝送を行うに は十分な特性を有していることがわかる。したがって、ＡｓーＳファイバ５０ａ ，６０ａとＧｅーＳｅーＴｅファイバ５０ｂ，６０ｂとをそれぞれ混在させて束 ねた第１光ファイババンドル５及び第２光ファイババンドル６はおおむね図６に 示される伝送特性を有しており、波長３〜１１μｍの全領域の伝送を行うに十分 な特性を有していることになる。FIG. 6 is a graph showing transmission characteristics when one As-S fiber and one Ge-Se-Te fiber are used as an optical fiber bundle. As is apparent from FIG. 6, although there are variations depending on the wavelength, it has sufficient characteristics to perform transmission in the entire wavelength range of 3 to 11 μm. Therefore, the first optical fiber bundle 5 and the second optical fiber bundle 6 in which the As-S fibers 50a, 60a and the Ge-Se-Te fibers 50b, 60b are mixed and bundled are generally shown in FIG. Therefore, it has sufficient characteristics for transmission over the entire wavelength range of 3 to 11 μm.
【００２８】 上述の構成によれば、光源部１から出射された波長３〜１１μｍの光を含む測 定光は、第１光ファイババンドル５によって伝送されて試料４に照射され、試料 ４から出射した光は第２光ファイババンドル６を通じて分析部２に導入される。 この場合、第２光ファイババンドル６の第１分離束６ａを通じて主として波長３ 〜３．５μｍの領域の光がこの波長領域の光を良好に検出する光検出器２ａに導 かれ、一方、波長３．５〜１１μｍの領域の光がこの波長領域の光を良好に検出 する光検出器２ｂに導かれることになる。これによって分析領域の全範囲にわた って良好な伝送及び検出がなされ、試料４の光吸収スペクトルの測定を高精度・ 高感度で行うことが可能になる。しかも、測定光の伝送経路の大部分をノイズが 混入しにくい光ファイバ伝送路で構成しているから、比較的広い試料室を測定光 を通過させなければならなかったためにこの試料室にある水蒸気成分その他の気 体成分等によるノイズ成分も付加されるおそれのあった従来の装置には必要であ ったノイズ混入を防止するための繁雑な作業を著しく軽減することができる。加 えて、各光ファイババンドルを、曲げに対して強く耐候性にも優れるカルコゲナ イドガラスファイバで構成したことから、試料の配置位置に応じて各光ファイバ バンドルの入・出射端を比較的自由に設定することができ、測定の自由度を大き く確保することができる。さらには、試料室を設ける必要がないから装置を著し く小型に形成することが可能になる。According to the above configuration, the measurement light including the light having the wavelength of 3 to 11 μm emitted from the light source unit 1 is transmitted by the first optical fiber bundle 5 to be applied to the sample 4, and emitted from the sample 4. The light is introduced into the analysis unit 2 through the second optical fiber bundle 6. In this case, the light mainly in the wavelength region of 3 to 3.5 μm is guided to the photodetector 2a which favorably detects the light in this wavelength region through the first separation bundle 6a of the second optical fiber bundle 6, while the wavelength 3 The light in the region of 0.5 to 11 μm is guided to the photodetector 2b which favorably detects the light in this wavelength region. As a result, favorable transmission and detection are performed over the entire range of the analysis region, and it becomes possible to measure the light absorption spectrum of the sample 4 with high accuracy and high sensitivity. In addition, since most of the measurement light transmission path is composed of an optical fiber transmission path where noise is difficult to mix in, the measurement light had to pass through a relatively wide sample chamber, so the water vapor in this sample chamber It is possible to remarkably reduce the complicated work for preventing the mixing of noise, which was necessary in the conventional device in which the noise component due to the component and other air components may be added. In addition, since each optical fiber bundle is made of chalcogenide glass fiber that is strong against bending and has excellent weather resistance, the input and output ends of each optical fiber bundle can be relatively freely set according to the sample placement position. It can be set and a large degree of freedom of measurement can be secured. Furthermore, since it is not necessary to provide a sample chamber, the device can be made extremely small.
【００２９】 なお、上述の一実施例では、光源部から試料に至る伝送路及び試料から分析部 に至る伝送路のみを本考案の光ファイババンドルで構成した例を述べたが、光源 部内部及び分析部内部の一部の光伝送路も本考案の光ファイババンドルで構成す るようにしてもよい。これによれば、光源部内部及び分析部内部の光学系の構造 を著しく単純にでき、また、装置をさらに小型化することも可能となる。In the above embodiment, only the transmission path from the light source section to the sample and the transmission path from the sample to the analysis section are configured by the optical fiber bundle of the present invention. A part of the optical transmission line inside the analysis unit may also be configured by the optical fiber bundle of the present invention. According to this, the structure of the optical system inside the light source section and the inside of the analysis section can be remarkably simplified, and the apparatus can be further downsized.
【００３０】 また、各光ファイババンドルを構成する光ファイバは、上記一実施例に限られ るものでない。例えば、ＧｅーＳｅーＴｅファイバの代わりに、ＧｅーＡｓーＳ ｅファイバを用いることもできる。このＧｅーＳｅーＴｅファイバは、コアが、 Ｇｅが２５モル％、Ａｓが２０モル％、Ｓｅが２５モル％、Ｔｅが３０モル％の 組成を有する物質で構成され、クラッドが、Ｇｅが２０モル％、Ａｓが３０モル ％、Ｓｅが３０モル％、Ｔｅが２０モル％の組成を有する物質で構成されたもの である。また、各光ファイババンドルを構成する光ファイバの種類も３種類以上 としてもよい。さらには、波長領域も赤外領域に限られるものではなく、例えば 、可視光や紫外光を透過するファイバを用いることにより、可視光領域及び紫外 領域にも適用することができる。Further, the optical fiber forming each optical fiber bundle is not limited to the above-mentioned one embodiment. For example, Ge-As-Se fibers can be used instead of Ge-Se-Te fibers. In this Ge-Se-Te fiber, the core is composed of a substance having a composition of 25 mol% Ge, 20 mol% As, 25 mol% Se, and 30 mol% Te, and the clad is composed of 20 mol%. It is composed of a substance having a composition of mol%, 30 mol% As, 30 mol% Se, and 20 mol% Te. Further, the number of types of optical fibers forming each optical fiber bundle may be three or more. Furthermore, the wavelength region is not limited to the infrared region, and for example, by using a fiber that transmits visible light or ultraviolet light, it can be applied to the visible light region and the ultraviolet region.
【００３１】[0031]
以上詳述したように、本考案にかかる光ファイババンドルは、伝送可能な光の 波長領域が互いに異なる複数種類の光ファイバを束ねたことにより、１種類の光 ファイバでカバーできない広い波長領域の光を伝送することを可能としたもので あり、また、本考案にかかる光吸収スペクトル測定装置は、光源部から試料まで 及び試料から分析部までの光伝送路を含む光伝送路の少なくとも一部を本考案の 光ファイババンドルで構成したもので、これにより、装置の外部に試料を配置し たままでスペクトル測定が可能とし、ノイズの混入のおそれを軽減するとともに 、装置の構成を単純にし、また、装置を小型にすることを可能にしたものである 。 As described in detail above, the optical fiber bundle according to the present invention bundles a plurality of types of optical fibers that have different wavelength ranges of transmittable light, and thus can transmit light of a wide wavelength range that cannot be covered by one type of optical fiber. The optical absorption spectrum measuring apparatus according to the present invention is capable of transmitting at least a part of the optical transmission path including the optical transmission path from the light source section to the sample and from the sample to the analysis section. It is composed of the optical fiber bundle of the present invention, which enables spectrum measurement with the sample placed outside the device, reduces the possibility of noise contamination, simplifies the device configuration, and This made it possible to reduce the size of the device.
【図１】本考案の一実施例にかかる光吸収スペクトル測
定装置の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an optical absorption spectrum measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の光吸収スペクトル測定装置に用いた第１
光ファイババンドルの一部を切り取ってその切断面の様
子を示した図である。FIG. 2 shows the first used in the optical absorption spectrum measurement apparatus of FIG.
It is the figure which cut | disconnected a part of optical fiber bundle and showed the appearance of the cut surface.
【図３】図１の光吸収スペクトル測定装置に用いた第２
光ファイババンドルの一部を切り取ってその切断面の様
子を示した図である。FIG. 3 is a second view used in the optical absorption spectrum measurement apparatus of FIG.
It is the figure which cut | disconnected a part of optical fiber bundle and showed the appearance of the cut surface.
【図４】第１光ファイババンドルの伝送特性を示すグラ
フである。FIG. 4 is a graph showing the transmission characteristics of the first optical fiber bundle.
【図５】第２光ファイババンドルの伝送特性を示すグラ
フである。FIG. 5 is a graph showing transmission characteristics of a second optical fiber bundle.
【図６】ＡｓーＳファイバとＧｅーＳｅーＴｅファイバ
を光ファイババンドルにした場合の伝送特性を示すグラ
フである。FIG. 6 is a graph showing transmission characteristics when an As-S fiber and a Ge-Se-Te fiber are used as an optical fiber bundle.
【図７】従来の光吸収スペクトル測定装置の概略構成を
示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional optical absorption spectrum measuring apparatus.
１…光源部、２…分析部、４…試料、５…第１光ファイ
ババンドル、６…第２光ファイババンドル、２ａ，２ｂ
…光検出器、６ａ…第１分離束、６ｂ…第２分離束、５
０ａ，６０ａ…ＡｓーＳファイバ、５０ｂ，６０ｂ…Ｇ
ｅーＳｅーＡｓファイバ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source part, 2 ... Analysis part, 4 ... Sample, 5 ... 1st optical fiber bundle, 6 ... 2nd optical fiber bundle, 2a, 2b
... Photodetector, 6a ... First separation bundle, 6b ... Second separation bundle, 5
0a, 60a ... As-S fiber, 50b, 60b ... G
e-Se-As fiber.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 山岸 隆司 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号 日本板硝子株式会社内 (72)考案者 山下 俊晴 東京都新宿区中落合２丁目７番５号 ホー ヤ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Takashi Yamagishi, 3-5-11 Doshomachi, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Nippon Sheet Glass Co., Ltd. (72) Toshiharu Yamashita 2--7, Nakaochiai, Shinjuku-ku, Tokyo No. 5 Hoya Co., Ltd.
Claims (5)
ンドルにおいて、 前記複数の光ファイバは、伝送可能な光の波長領域が互
いに異なる複数種類の光ファイバを含むものであること
を特徴とした光ファイババンドル。1. An optical fiber bundle in which a plurality of optical fibers are bundled, wherein the plurality of optical fibers include a plurality of types of optical fibers having mutually different wavelength ranges of transmittable light. .
おいて、 前記光ファイバは、カルコゲナイドガラスファイバであ
ることを特徴とした光ファイババンドル。2. The optical fiber bundle according to claim 1, wherein the optical fiber is a chalcogenide glass fiber.
ドルにおいて、 一方の端部側は前記複数種類の光ファイバが１つに束ね
られ、他方の端部側は同一種類の光ファイバをそれぞれ
１つに束ねた複数の束からなることを特徴とした光ファ
イババンドル。3. The optical fiber bundle according to claim 1 or 2, wherein the plurality of types of optical fibers are bundled together on one end side, and the same type of optical fibers are respectively attached on the other end side. An optical fiber bundle comprising a plurality of bundles bundled into one.
前記試料に関与した後の光を導入してそのスペクトル分
析を行う分析部とを備えた光吸収スペクトル測定装置に
おいて、 前記光源部から前記試料まで及び前記試料から前記分析
部までの光伝送路を含む光伝送路の少なくとも一部を請
求項１又は２に記載の光ファイババンドルで構成したこ
とを特徴とする光吸収スペクトル測定装置。4. A light source unit for generating light incident on a sample,
In an optical absorption spectrum measurement apparatus including an analysis unit that introduces light after being involved in the sample and performs spectrum analysis thereof, an optical transmission path from the light source unit to the sample and from the sample to the analysis unit. An optical absorption spectrum measuring device comprising at least a part of an optical transmission line including the optical fiber bundle according to claim 1.
装置において、 前記分析部における光検出装置を、検出波長領域の異な
る複数の光検出器で構成し、 前記試料から分析部までの光伝送路は請求項３に記載の
光ファイババンドルで構成し、該光ファイババンドルの
複数種類の光ファイバが１つに束ねられた一方の端部を
前記試料に関与した後の光の導入部とし、他方の端部に
おける複数の束の端部のそれぞれを前記分析部における
複数の光検出器のそれぞれによって検出される光の出射
部とし、 前記光ファイババンドルの他方の端部のそれぞれの束を
構成する光ファイバの伝送可能な波長領域を、これらそ
れぞれの束の出射部から出射した光を検出するそれぞれ
の光検出器の検出波長領域に整合させたことを特徴とす
る光吸収スペクトル測定装置。5. The optical absorption spectrum measurement device according to claim 4, wherein the photodetector in the analysis unit is composed of a plurality of photodetectors having different detection wavelength regions, and optical transmission from the sample to the analysis unit. The path is configured by the optical fiber bundle according to claim 3, and one end portion of the optical fiber bundle in which a plurality of types of optical fibers are bundled into one is used as a light introducing portion after being involved in the sample, Each of the ends of the plurality of bundles at the other end is an emission part of light detected by each of the plurality of photodetectors in the analysis unit, and each bundle at the other end of the optical fiber bundle is configured. The optical absorption spectrum is characterized in that the transmittable wavelength range of the optical fiber is matched with the detection wavelength range of each photodetector that detects the light emitted from the emission part of each of these bundles. measuring device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10793U JPH0655105U (en) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | Optical fiber bundle and optical absorption spectrum measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10793U JPH0655105U (en) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | Optical fiber bundle and optical absorption spectrum measuring device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0655105U true JPH0655105U (en) | 1994-07-26 |
Family
ID=11464863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10793U Pending JPH0655105U (en) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | Optical fiber bundle and optical absorption spectrum measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0655105U (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5714809A (en) * | 1980-06-30 | 1982-01-26 | Fujikura Ltd | Optical fiber bundle |
-
1993
- 1993-01-06 JP JP10793U patent/JPH0655105U/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5714809A (en) * | 1980-06-30 | 1982-01-26 | Fujikura Ltd | Optical fiber bundle |
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