JPH0737944B2 - Scattered light measuring device - Google Patents
Scattered light measuring deviceInfo
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- JPH0737944B2 JPH0737944B2 JP59259072A JP25907284A JPH0737944B2 JP H0737944 B2 JPH0737944 B2 JP H0737944B2 JP 59259072 A JP59259072 A JP 59259072A JP 25907284 A JP25907284 A JP 25907284A JP H0737944 B2 JPH0737944 B2 JP H0737944B2
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
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Description
[産業上の利用分野] 本発明は、光散乱を利用して物体表面及び物体内の特性
を解析する装置に関し、特に、その散乱光を分子振動エ
ネルギーに変換して測定する散乱光計測装置に関する。 [従来の技術] 従来、光散乱を利用して物体表面及び物体内の物性を解
析する装置としては、第3図に示すように被検物体1に
光2を照射し、散乱光3を開口角の大きなレンズ4を通
し、更に配光による影響を減少させるために積分球5を
介して、光検出器(例えば、フォトマル、ピンフォト
等)の感光面6に導いていた。しかし、この場合、散乱
角が開口角よりも大きいと、はみ出した散乱成分はレン
ズに入射することができず、測定が不可能であった。そ
のはみ出した散乱成分を検出するために被検物体近傍に
透過型の拡散面を置き、その背後に光検出器を置く手法
も工夫されたが、拡散板の特性、光検出器の設置方法な
どの問題があり、高精度、高感度の測定は困難であっ
た。 [発明が解決しようとする問題点] 本発明は、上記に鑑みて、従来型の光散乱測定では困難
とされていた散乱角の大きな光散乱成分も含めて高精
度、高感度に測定できるようにすると共に、幅広い物性
解析を効率よく行えるようにすることをその解決すべき
問題点とするものである。 [問題点を解決するための手段] 本第1の発明は、 被検物体の光散乱物性を測定するための散乱光計測装置
であって、 被検物体に断続的な光を照射する光照射手段と、 該被検物体の近傍に配置され、光照射手段からの照射
光により被検物体の物性に従って該被検物体の表面から
断続的に出射される散乱光の内、特定の波長領域の散乱
光を吸収し、該散乱光を吸収することにより分子振動エ
ネルギーに変換する感光媒体と、 該感光媒体に生じた断続的な分子振動エネルギー信号
を検出するエネルギー信号検出手段と、 その分子振動エネルギー信号を前記光照射手段からの
参照信号により周波数同期検波させることにより該分子
振動エネルギーを測定するための分子振動計測手段とを
有することを特徴とする散乱光計測装置である。 また、本第2の発明は、 被検物体の光散乱物性を測定するための散乱光計測装置
であって、 被検物体に断続的な光を照射する光照射手段と、 該被検物体の近傍に配置され、光照射手段からの照射
光により被検物体の物性に従って該被検物体の表面から
断続的に出射される散乱光の内、特定の波長領域の散乱
光を吸収し、該散乱光を吸収することにより分子振動エ
ネルギーに変換する感光媒体と、 該感光媒体に生じた断続的な分子振動エネルギー信号
を検出するエネルギー信号検出手段と、 その分子振動エネルギー信号を前記光照射手段からの
参照信号により周波数同期検波させることにより該分子
振動エネルギーを測定するための分子振動計測手段とを
有し、 前記感光媒体が、それぞれ異なる波長領域の散乱光を
吸収する複数の層構造をなし、前記エネルギー信号検出
手段が、各層に対応するエネルギー信号の位相を検出す
る手段を備え、更に前記分子振動計測手段が、検出され
た位相のずれから、各層からの分子振動エネルギーを分
離して同時に測定する手段を備えていることを特徴とす
る散乱光計測装置である。 第1図は、本発明による散乱光計測装置の基本構成図で
ある。第1図において被検物体1に断続的な光2を照射
すると、被検物体内の光による散乱光3が被検物体表面
より種々の出射角で断続的に出射される。これらの散乱
光3は感光媒体7に照射される。感光媒体7は光吸収物
質から構成されており、照射された光エネルギーは吸収
されて断続的な分子振動エネルギー信号8となり、エネ
ルギー信号検出手段9へ導かれる。任意の入射角に対し
て光信号は分子振動エネルギー信号へ変換されるので、
感光媒体7の大きさ及び位置を適当に設定することによ
り、散乱角の大きな場合も容易に検出することができ
る。 断続光照射手段としては公知の光源とチョッパが使用さ
れ、感光媒体としては、特定の波長の被測定散乱光に対
して大きな吸収特性を有している物質が使用される。ま
た、加えて熱伝導性の良い光吸収物質が好ましく、例え
ば、カーボン及びカーボンを主体とした混合物を用いれ
ば、広範囲の波長域をカバーすることができる。あらか
じめ光吸収物質の分波吸収特性を測定しておくことによ
り、出力信号の補正を行い、波長ごとの感度ムラを補正
することができる。光吸収物質の表面形状としては、散
乱光の波長よりやや大きめの凹凸をつけておくことによ
り、完全拡散性を向上させ、散乱角の影響を除去できる
ばかりでなく、吸収効率を上げることができる。エネル
ギー信号検出手段は媒体中に生じる分子振動エネルギー
信号に対応するものが使用される。例えば、音波に対し
てはマイクロホン等であり、熱に対しては熱電対等であ
る。分子振動計測手段としては、ロークインアンプが使
用される。 被検物体としては、固体に限らず、液体でもよく、また
液体表面上に照射光を当てることによって、液面上単分
子いわゆるLB膜(ラングミュア・ブロジェット膜)の展
開状況、吸着分子界面近傍の液体中の微粒子の評価にも
応用できる。 [作 用] 第1図において、エネルギー信号検出手段は媒体中に生
じる分子振動エネルギー信号に対応するものが使用され
ると述べたが、その分子振動エネルギー信号の形態は光
音響効果によって、下記の如く変遷して行く。 第2図は、光音響効果の基本原理図である。第2図にお
いて、光音響効果は4つのプロセスから成り、物質が光
を吸収することにより、エネルギーが物質中を伝播する
状態をしめす。プロセスAは、断続的に変調される入射
光ビーム3が吸収物質に当って吸収される過程を示す。
プロセスBは、このエネルギーが無放射緩和過程により
断続的な熱となり、物質中を熱波として伝播する過程を
示す。プロセスCは、物質表面に達した熱波が物質に接
する気体を断続的に熱し、音波を発生する場合を示し、
プロセスDは、物質を伝わる熱波が弾性波に変換され、
試料M内を伝播する場合を示す。本発明は、上記のプロ
セスのいずれかの段階から、分子振動エネルギーの所望
の形態を選択して、エネルギー信号検出手段により所要
の信号を検出しようとするもので、音響的反応を示す現
象である光音響手段や、表面の温度分布等を利用して高
感度に検出することができるのである。 本発明の解析の対象となる散乱としては、散乱光が波長
シフトの伴わないいわゆる弾性散乱と、波長シフトの伴
うラマン散乱、ブリルアン散乱などの被弾性散乱とがあ
る。弾性および非弾性散乱光を共に用いる解析として
は、例えば、所定の径に絞った光を透明結晶体に照射
し、そのすべての散乱光を情報源とする方法を挙げるこ
とができる。この場合の散乱光にはすべての波長成分の
光が含まれており、被検物体表面及び内部の屈折率変動
や微粒子の存在を知見する方法として簡便である。 非弾性散乱による解析については、例えばレーザー光に
代表されるような単色の光を利用して生じるラマン散乱
(あるいはレーザーラマン分光)を解析すれば、被検物
体内部の微小部分における分子構造論的な情報を得るこ
とができる。例えは、格子振動の変化に起因する散乱光
周波数変化により相転移の解析、特に、被検物体の温度
を変えて本発明の解析法を用いることにより、相転移の
局所的変化に関して種々の情報を得ることができる。 更に、ブリルアン散乱によるものでは、被検物体内のフ
ォノンと照射光との相互作用による波長シフトを伴った
散乱光を情報源とするので、これを分光して解析すれ
ば、例えば結晶試料の相転移、高分子物質のガラス転移
の解析に効果的である。 本第1の発明においては、光を吸収して分子振動エネル
ギーに変換する感光媒体を、収束した光を吸収するもの
ではなく、散乱光を吸収するものとし、更にこの感光媒
体として、特定の波長領域の散乱光を吸収する感光媒体
を用いている点に大きな特徴を有する。 即ち、本第1発明によれば、例えばレンズ等で散乱光を
収束させる場合に避けられない補足できない散乱光を生
じることなく測定を行うことができる。従って、一部の
補足できない散乱光が生じることによって感度が低下し
てしまうことがなく、高感度の測定ができるものであ
る。また、感光媒体が特定波長領域の散乱光を吸収する
ものであるので、この波長領域を選択することで、外界
に存在する光によるノイズを防止することができる。特
に散乱光は一般に微弱であり、外界の光によるノイズに
よって精度が大きく低下されやすいが、本願第1発明で
は外界の光によるノイズを防止することで、高精度の測
定が可能である。 本第2発明においては、本第1発明の構成に加えて、そ
れぞれ異なる波長領域の散乱光を吸収する複数の層構造
をなす感光媒体を用いると共に、各層に対応するエネル
ギー信号の位相を検出する手段を備えたエネルギー信号
検出手段と、検出された位相のずれから、各層からの分
子振動エネルギーを分離して同時に測定する手段を備え
た分子振動計測手段とを用いている点に大きな特徴を有
する。 即ち、本第2発明は、感光媒体の各層からエネルギー信
号検出手段に伝わる分子振動エネルギー信号が、各層と
エネルギー信号検出手段までの距離に応じた位相のずれ
を生じることに着目し、この位相のずれを検出すること
で、各層からの分子振動エネルギーを分離して同時に測
定できるようにしているものである。従って、本第2発
明によれば、上述の本第1発明の効果に加え、散乱光の
異なった分光特性を同時に計測することができるので、
幅広い物性を効率よく測定分析することができるもので
ある。 [実施例] 以下、本発明を、実施例と図面によって詳細に説明す
る。 第4図は、本発明を実施した散乱光計測装置の一例を示
す構成図で、エネルギー信号は前記プロセスCにより発
生する音波であり、エネルギー信号検出手段はマイクロ
ホンである実施例である。第4図において、散乱光計測
装置を構成する断続光照射手段としては公知の光源とチ
ョッパ10が使用され、感光媒体はマイクロホンセル11の
感光面7で、エネルギー信号検出手段はマイクロホン12
である。該チョッパ10により断続された照射光ビーム2
は、レンズ13により被検物体1に導かれ、その散乱光3
の内特定波長領域のものはマイクロホンセル11の感光面
7に吸収され、密閉されたマイクロホンセル11内の気体
14を断続的に熱して、音波を発生する。この音波はマイ
クロホンセル11に付けられたマイクロホン12により検出
され、このマイクロホン12からの信号が分子振動計測手
段であるロックインアンプ15に送られ、測定光ビーム2
を断続するチョッパ10からの参照信号に基づいて周波数
同期検波され、その結果がレコーダ16に出力される。こ
のようにして検出された光音響信号の強度は、光吸収物
質に照射される散乱光に含まれる、感光面に吸収される
特定波長領域の光の強度に比例することが理論的にも確
認されている。従って、散乱光に含まれる特定波長領域
の光の強度を定量的に計測することができる。 なお、入射光強度をモニターし、照射光強度変動を除去
すれば、計測は一層安定する。また、被検物体の光照射
位置を移動させることにより、光散乱分布を計測するこ
ともできる。被検物体への光照射は、第4図の方向だけ
でなく、任意の方向から照射してもよい。 第5図及び第6図は、本実施例における感光媒体を示す
構造図である。第5図においては、密閉されたマイクロ
ホンセル11の入射光の部分を、光を吸収しない防音効果
のある物質で隔壁17に形成し、その内側に光吸収物質7
を配置している。第6図においては、熱拡散長μが大き
な物質で形成された隔壁17の光入射側に光吸収物質7を
配置し、光吸収物質7で発生した熱を隔壁17が伝えて、
セル内の気体を断続的に熱する構成をとっている。これ
らの隔壁の厚みとしては、熱拡散長μ以下であることが
好ましい。 熱拡散長μは、該物質の熱伝導率αBACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for analyzing characteristics of an object surface and an object by utilizing light scattering, and more particularly to a scattered light measuring apparatus for converting the scattered light into molecular vibration energy and measuring the energy. . [Prior Art] Conventionally, as an apparatus for analyzing the physical properties of the surface of an object and the inside of the object by utilizing light scattering, as shown in FIG. 3, the object 1 to be inspected is irradiated with the light 2 and the scattered light 3 is opened. The light is guided to the photosensitive surface 6 of the photodetector (for example, Photomul, Pinphoto, etc.) through the lens 4 having a large angle and further through the integrating sphere 5 in order to reduce the influence of the light distribution. However, in this case, if the scattering angle is larger than the aperture angle, the protruding scattering component cannot enter the lens, and measurement is impossible. In order to detect the scattered components that protruded, a transmission type diffusion surface was placed near the object to be inspected and a photodetector was placed behind it, but the characteristics of the diffusion plate, the photodetector installation method, etc. However, it was difficult to measure with high accuracy and high sensitivity. [Problems to be Solved by the Invention] In view of the above, the present invention enables measurement with high accuracy and high sensitivity including a light scattering component having a large scattering angle, which has been difficult in conventional light scattering measurement. The problem to be solved is to efficiently perform a wide range of physical property analysis. [Means for Solving Problems] A first aspect of the present invention is a scattered light measuring device for measuring the light-scattering physical properties of an object to be inspected, the light irradiation for irradiating the object to be inspected intermittently. Means and a scattered light which is arranged in the vicinity of the object to be inspected and is intermittently emitted from the surface of the object to be inspected according to the physical properties of the object to be inspected by the irradiation light from the light irradiating means. A photosensitive medium that absorbs scattered light and converts it into molecular vibrational energy by absorbing the scattered light, energy signal detection means that detects an intermittent molecular vibrational energy signal generated in the photosensitive medium, and its molecular vibrational energy A scattered light measuring device comprising: a molecular vibration measuring unit for measuring the molecular vibration energy by frequency-synchronized detection of a signal by a reference signal from the light irradiating unit. The second invention is a scattered light measuring device for measuring the light-scattering physical properties of an object to be inspected, comprising: a light irradiating means for irradiating the object to be inspected with intermittent light; The scattered light, which is disposed in the vicinity and which is scattered intermittently emitted from the surface of the object to be inspected according to the physical properties of the object to be inspected by the irradiation light from the light irradiation means, absorbs the scattered light in a specific wavelength range and A photosensitive medium that absorbs light to convert it into molecular vibrational energy, an energy signal detection unit that detects an intermittent molecular vibrational energy signal generated in the photosensitive medium, and a molecular vibrational energy signal from the light irradiation unit. And a molecular vibration measuring unit for measuring the molecular vibration energy by frequency-synchronized detection with a reference signal, wherein the photosensitive medium has a plurality of layer structures each absorbing scattered light in different wavelength regions. However, the energy signal detection means comprises means for detecting the phase of the energy signal corresponding to each layer, further the molecular vibration measuring means, from the detected phase shift, to separate the molecular vibration energy from each layer It is a scattered light measuring device characterized in that it is provided with means for simultaneously measuring. FIG. 1 is a basic configuration diagram of a scattered light measuring device according to the present invention. In FIG. 1, when the object 1 to be inspected is irradiated with intermittent light 2, scattered light 3 due to the light inside the object to be inspected is intermittently emitted from the surface of the object to be inspected at various emission angles. The scattered light 3 is applied to the photosensitive medium 7. The photosensitive medium 7 is composed of a light absorbing substance, and the irradiated light energy is absorbed and becomes an intermittent molecular vibration energy signal 8, which is guided to the energy signal detecting means 9. Since the optical signal is converted into the molecular vibrational energy signal for any incident angle,
By appropriately setting the size and position of the photosensitive medium 7, a large scattering angle can be easily detected. A known light source and a chopper are used as the intermittent light irradiating means, and a substance having a large absorption property for the measured scattered light of a specific wavelength is used as the photosensitive medium. In addition, a light-absorbing substance having good thermal conductivity is preferable. For example, if a mixture containing carbon and carbon is used, a wide wavelength range can be covered. By measuring the demultiplexing absorption characteristic of the light absorbing substance in advance, the output signal can be corrected and the sensitivity unevenness for each wavelength can be corrected. As the surface shape of the light-absorbing substance, by providing irregularities slightly larger than the wavelength of scattered light, it is possible to improve the perfect diffusivity and remove not only the influence of the scattering angle but also the absorption efficiency. . As the energy signal detecting means, one corresponding to the molecular vibration energy signal generated in the medium is used. For example, a microphone is used for sound waves, and a thermocouple is used for heat. A roquin amplifier is used as the molecular vibration measuring means. The object to be inspected is not limited to a solid, and may be a liquid, and by irradiating the surface of the liquid with irradiation light, the development state of a so-called LB film (Langmuir-Blodgett film) on the liquid surface, the vicinity of the adsorption molecule interface It can also be applied to the evaluation of fine particles in liquid. [Operation] In FIG. 1, it is stated that the energy signal detecting means corresponds to the molecular vibration energy signal generated in the medium, but the form of the molecular vibration energy signal is as follows due to the photoacoustic effect. It changes like this. FIG. 2 is a basic principle diagram of the photoacoustic effect. In FIG. 2, the photoacoustic effect is composed of four processes, and a substance absorbs light to indicate a state in which energy propagates in the substance. Process A shows the process in which the incident light beam 3, which is modulated intermittently, strikes the absorbing material and is absorbed.
Process B shows a process in which this energy becomes intermittent heat due to the radiationless relaxation process and propagates as a heat wave in the substance. Process C shows a case where a heat wave reaching the surface of a material intermittently heats a gas in contact with the material to generate a sound wave,
In Process D, the heat wave that propagates through the substance is converted into elastic wave,
The case of propagating in the sample M is shown. The present invention is to select a desired form of molecular vibrational energy from any stage of the above process and to detect a required signal by the energy signal detecting means, which is a phenomenon showing an acoustic reaction. The photoacoustic means and the temperature distribution on the surface can be used for highly sensitive detection. Scattering to be analyzed by the present invention includes so-called elastic scattering in which scattered light does not cause wavelength shift, and elastic scattering such as Raman scattering and Brillouin scattering in which wavelength scatters. As an analysis using both elastic and inelastic scattered light, for example, a method of irradiating a transparent crystal with light having a predetermined diameter and using all the scattered light as an information source can be mentioned. The scattered light in this case includes light of all wavelength components, which is a simple method for finding out the fluctuation of the refractive index on the surface of the object to be inspected and the presence of fine particles. For analysis by inelastic scattering, if Raman scattering (or laser Raman spectroscopy) generated by using monochromatic light typified by laser light is analyzed, molecular structure theory in a minute portion inside the object to be inspected Information can be obtained. For example, by analyzing the phase transition by changing the scattered light frequency caused by the change of the lattice vibration, in particular, by using the analysis method of the present invention by changing the temperature of the object to be inspected, various information about the local change of the phase transition is obtained. Can be obtained. Further, in the case of Brillouin scattering, the scattered light accompanied by the wavelength shift due to the interaction between the phonon in the object to be inspected and the irradiation light is used as the information source. It is effective for the analysis of transition and glass transition of polymer substances. In the first aspect of the present invention, the photosensitive medium that absorbs light and converts it into molecular vibration energy is one that absorbs scattered light instead of absorbing converged light. A major feature is that a photosensitive medium that absorbs scattered light in a region is used. That is, according to the first aspect of the present invention, the measurement can be performed without producing inevitable scattered light which cannot be avoided when the scattered light is converged by a lens or the like. Therefore, the sensitivity does not decrease due to generation of scattered light that cannot be captured, and high-sensitivity measurement can be performed. Further, since the photosensitive medium absorbs scattered light in a specific wavelength range, by selecting this wavelength range, noise due to light existing in the outside world can be prevented. In particular, scattered light is generally weak and its accuracy is likely to be greatly reduced by noise due to external light. However, in the first invention of the present application, high accuracy measurement is possible by preventing noise due to external light. In the second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, a photosensitive medium having a plurality of layer structures for absorbing scattered light in different wavelength regions is used, and the phase of the energy signal corresponding to each layer is detected. It has a major feature in that it uses an energy signal detecting means having a means and a molecular vibration measuring means having a means for separating and simultaneously measuring the molecular vibration energy from each layer from the detected phase shift. . That is, in the second invention, attention is paid to the fact that the molecular vibration energy signal transmitted from each layer of the photosensitive medium to the energy signal detecting means causes a phase shift according to the distance between each layer and the energy signal detecting means. By detecting the deviation, the molecular vibrational energy from each layer can be separated and simultaneously measured. Therefore, according to the second invention, in addition to the effect of the first invention described above, it is possible to simultaneously measure different spectral characteristics of scattered light.
A wide range of physical properties can be efficiently measured and analyzed. EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples and the drawings. FIG. 4 is a block diagram showing an example of the scattered light measuring device embodying the present invention, in which the energy signal is a sound wave generated by the process C and the energy signal detecting means is a microphone. In FIG. 4, a known light source and a chopper 10 are used as the intermittent light irradiating means constituting the scattered light measuring device, the photosensitive medium is the photosensitive surface 7 of the microphone cell 11, and the energy signal detecting means is the microphone 12.
Is. Irradiation light beam 2 interrupted by the chopper 10
Is guided to the object 1 to be inspected by the lens 13 and its scattered light 3
Of the specific wavelength region of the gas inside the microphone cell 11 which is absorbed by the photosensitive surface 7 of the microphone cell 11 and sealed.
Intermittently heat 14 to generate sound waves. This sound wave is detected by the microphone 12 attached to the microphone cell 11, and the signal from this microphone 12 is sent to the lock-in amplifier 15, which is a molecular vibration measuring means, and the measurement light beam 2
Frequency synchronous detection is performed on the basis of the reference signal from the chopper 10 which is intermittently output, and the result is output to the recorder 16. It is theoretically confirmed that the intensity of the photoacoustic signal detected in this way is proportional to the intensity of the light in the specific wavelength range that is absorbed by the photosensitive surface and is included in the scattered light irradiated to the light absorbing substance. Has been done. Therefore, it is possible to quantitatively measure the intensity of the light in the specific wavelength region included in the scattered light. If the incident light intensity is monitored and the variation of the irradiation light intensity is removed, the measurement becomes more stable. Further, the light scattering distribution can be measured by moving the light irradiation position of the object to be inspected. Light irradiation to the object to be inspected may be performed not only in the direction shown in FIG. 4 but also in any direction. 5 and 6 are structural views showing the photosensitive medium in this embodiment. In FIG. 5, the incident light portion of the sealed microphone cell 11 is formed in the partition wall 17 with a soundproof material that does not absorb light, and the light absorbing material 7 is formed inside the partition wall 17.
Are arranged. In FIG. 6, the light absorbing material 7 is disposed on the light incident side of the partition wall 17 formed of a material having a large thermal diffusion length μ, and the partition wall 17 transfers the heat generated by the light absorbing material 7,
The gas in the cell is intermittently heated. The thickness of these partition walls is preferably a thermal diffusion length μ or less. The thermal diffusion length μ is the thermal conductivity α of the substance.
【cm2/s】と断
続周波数f[Cm 2 / s] and intermittent frequency f
【Hz】で与えられ、 μ=(α/πf)1/2 Given by [Hz], μ = (α / πf) 1/2
と演算されるので、銀(α=1.7)を用い、f=50Hzと
すれば、μ=1Therefore, if silver (α = 1.7) is used and f = 50Hz, μ = 1
【mm】となる。 第7図は、本発明を実施した散乱光計測装置の別な一例
を示す構成図で、エネルギー信号は前記プロセスDによ
り発生する弾性波であり、エネルギー信号検出手段は圧
電検出手段である実施例である。第7図において、散乱
光計測装置を構成する断続光照射手段としては公知の光
源とチョッパ10が使用され、光感光媒体は特定の波長領
域の光を吸収する吸収物質7で形成されている。エネル
ギー信号検出手段は圧電素子18である。該チョッパ10に
より断続された照射光ビーム2は、レンズ13により被検
物体1に導かれ、その散乱光3の内特定の波長領域のも
のは光吸収物質7で吸収され、断続的な分子振動とな
り、圧電素子18へ伝わる過程で弾性エネルギーに変換さ
れ、圧電素子18で検出される。この圧電素子18からの信
号はロックインアンプ15に送られ、測定ビーム2を断続
するチョッパ10からの参照信号に基づいて周波数同期検
波され、その結果がレコーダ16に出力される。このよう
にして検出された圧電信号の強度は、光吸収物質に照射
される散乱光に含まれる特定波長領域の光の強度に比例
することが理論的にも確認されている。従って、散乱光
に含まれる特定波長領域の光の強度を定量的に計測する
ことができる。 第8図は、本実施例におけるエネルギー信号検出手段の
一例を示す構造図である。第8図においては、光吸収物
質7で吸収された特定波長領域の光が断続的な分子振動
となり、これが弾性エネルギーに変換され、圧電素子18
により検出される。なお、均一に伝わりやすくするため
に後板19が光吸収物質7と圧電素子18との間に挿入され
ている。また、この後板19と光吸収物質7とを一体化
し、圧電素子18は着脱可能とすれば、特性の異なった光
吸収物質で測定する際に便利である。 第9図は、本発明を実施した散乱光計測装置の別な一例
を示す構成図で、エネルギー信号は前記プロセスBによ
り発生した光吸収物質表面の温度変化を直接熱電対を用
いて検出する実施例である。第9図において、散乱光計
測装置を構成する断続光照射手段としては公知の光源と
チョッパ10が使用され、感光媒体は特定波長領域の光を
吸収する光吸収物質7で形成され、エネルギー信号検出
手段20は熱電対から成る。該チョッパ10により断続され
た照射光ビーム2はレンズ13により被検物体1に導か
れ、その散乱光3の内特定波長領域のものは光吸収物質
7で吸収され、断続的な熱となり、熱電対からなるエネ
ルギー信号検出手段20で電気信号に変換される。このエ
ネルギー信号検出手段20からの信号はロックインアンプ
15に送られ、測定光ビーム2を断続するチョッパ10から
の参照信号に基づいて周波数同期検波され、その結果は
レコーダ16に出力される。このようにして検出された熱
電気信号の強度は、光吸収物質に照射される散乱光に含
まれる特定波長領域の光の強度に比例することが理論的
にも確認されている。従って、散乱光に含まれる特定波
長領域の光の強度を定量的に計測することができる。 第10図及び第11図は、本実施例におけるエネルギー信号
検出手段の一例を示す構造図である。第10図において
は、光吸収物質7により発生した熱を熱伝導体21を介し
て熱電対23aで検出し、一方で、参照用熱電導体22にお
ける温度を別の熱電対23bで検出し、両者の差信号を検
出信号処理部24で求め、ロックインアンプ15へ信号を送
る構造を示している。第11図においては、光吸収物質7
の所定箇所にそれぞれ熱電対を並べ、熱分布を同時に測
定可能としたもので、散乱光の各配光角に応じた特定波
長領域の光に強度分布を求めることができる。 第12図は本発明を実施した散乱光計測装置の別な一例を
示す構成図で、エネルギー信号は前記プロセスBの段階
で発生した光吸収物質からの輻射熱波による表面近傍の
屈折率変化を光ビームの偏向として検出する実施例であ
る。第12図において、散乱光計測装置を構成する断続光
照射手段としては公知の光源とチョッパ10が使用され、
感光媒体は特定波長領域の光を吸収する光吸収物質7で
形成され、エネルギー信号検出手段は光熱偏向検出手段
25である。該チョッパ10により断続された照射光ビーム
2は、レンズ13により、被検物体1に導かれ、その散乱
光3の内特定波長領域のものは光吸収物質7で吸収さ
れ、断続的な熱となり、光吸収物質表面近傍の屈折率を
変化させて、その領域の光の通過方向を偏向させ、光熱
偏向検出手段25で電気信号に変換される。この光熱偏向
検出手段25からの電気信号はロックインアンプ15に送ら
れ、測定光ビーム2を断続するチョッパ10からの参照信
号に基づいて周波数同期検波され、その結果がレコーダ
16に出力される。このようにして検出された光熱偏向信
号の強度は、吸収物質に照射される散乱光に含まれる特
定波長領域の光の強度の増大とともに増加し、その関係
も理論的に確認されている。従って、散乱光に含まれる
特定波長領域の光の強度を定量的に計測することができ
る。 第13図は、本実施例における光熱偏向検出手段の一例を
示す構造図である。第13図においては、散乱光の内特定
波長領域のものは、透明な平板26を透過し、その平板26
表面上に存在する光吸収物質7により吸収され、断続的
な熱を発生する。この熱により光吸収物質表面近傍の屈
折率が変化し、その領域を通過するプローブ用光ビーム
27は、その方向が断続的に変化する。このプローブ用光
ビーム27は、レーザー等の指向性がよく、ビーム径が小
さいものが好ましく、図中では、光源28から発射し、ミ
ラー29により屈折させられて光吸収物質近傍を通過する
ように配置されている。このプローブ用光ビーム27の偏
向による位置ずれをポジションセンサ30で検出し、電気
信号に変換し、ロックインアップ15へ送ることにより散
乱光に含まれる特定波長領域の光の強度が計測される。 第14図は、光熱偏向検出手段の別な一例を示す構造図で
ある。第14図においては、光吸収物質7の表面上プロー
ブ用光ビーム27をマトリクス状に通過させ、それぞれの
位置における偏向量を対応するポジションセンサ30で検
出したもので、吸収物質面上の温度分布、すなわち散乱
光に含まれる特定波長領域の光の分布を得ることができ
る。プローブ用光ビーム27は、回動ミラー等を利用して
走査してもよいし、また、各対応する位置にそれぞれ別
の光源を設定し、一度に測定してもよい。 なお、光ビームを偏向させる領域に、温度変化に対する
屈折率変化の大きな物質を満たすことによって、わずか
な温度変化で大きな屈折率変化を有する加熱領域が形成
され、光ビームの進路を大きく変化させることができ、
高感度な測定ができる。 第15図は、本発明を実施した散乱光計測装置の別な一例
を示す構成図で、エネルギー信号は前記プロセスBの段
階で発生した光吸収物質表面の温度変化による輻射熱波
を赤外線検出器で検出する実施例である。第15図におい
て、散乱光計測装置を構成する断続光照射手段としては
公知の光源とチョッパ10が使用され、感光媒体は特定波
長領域の光を吸収する光吸収物質7で形成され、エネル
ギー信号検出手段31は赤外線検出器が使用される。該チ
ョッパ10により断続された照射光ビーム2は、レンズ13
によって、被検物体1に導かれ、その散乱光3の特定波
長領域のものは光吸収物質7で吸収され、断続的な輻射
熱となり、赤外線検出器で電気信号に変換される。この
赤外線検出器からの電気信号はロックインアンプ15に送
られ、測定光ビーム2を断続するチョッパ10からの参照
信号に基づいて周波数同期検波され、その結果がレコー
ダ16に出力される。このようにして検出された熱輻射信
号の強度は、吸収物質に照射される散乱光に含まれる特
定波長領域の光の強度の増大と共に増加し、その関係も
理論的に確認されている。従って、散乱光に含まれる特
定波長領域の光の強度を定量的に計測することができ
る。 第16図は、上記実施例におけるエネルギー信号検出手段
の一例を示す構造図である。第16図において、散乱光の
内特定波長領域のものは光吸収物質7により吸収され、
断続れた熱を発生し、熱伝導性のよい後板32全体を断続
的に温める。後板表面からは、温められたために、その
時の温度に対応する輻射熱波が断続的に変化する。これ
を、輻射赤外線を透過する材質からなるレンズ33によ
り、赤外線検出器34の入射窓へ決像させて検出する。 第17図に示すように、散乱光を透明な平板26を透過さ
せ、その平板表面上に存在する光吸収物質7により特定
波長領域のものを吸収させ、その光吸収物質表面から輻
射される熱輻射をレンズ33及び検出器34を一体として、
図中矢印35で示すように光吸収物質表面に沿って走査し
ながら検出すれば、散乱光の配光分布に対応する情報を
得ることができる。 第18図は、波長による光吸収率が各物質ごとに異なるこ
とを示すグラフである。第1図の基本構成図において示
された光吸収物質7の波長特性を、第18図に示すように
異なったものを用いれば、それぞれ対応する波長の散乱
光強度を計測することができ、非弾性散乱の測定が可能
になる。 第19図は、被検物体と感光媒体との間の散乱光経路にフ
ィルタを介設した構造図である。第19図に示すように、
光吸収物質7に散乱光が吸収される手前にフィルタ36を
配置し、散乱光の測定波長域を制御しても同様の計測が
可能になる。フィルタとして偏光フィルタを用いれば、
散乱光の偏光特性を得ることも可能になる。 第20図は、光吸収物質7の光吸収後面に反射板37を配置
することによって、吸収層の実効的厚みを1/2に減少す
ることにより、高感度、高精度光散乱計測を可能にした
例である。 第21図は、光吸収物質を層構造にして、各層ごとに分光
吸収特性の異なった物質7a〜7cを配置した実施例であ
り、このように配置することにより各波長の信号を同時
に測定することが可能になる。即ち、各層において、異
なった波長特性を有する光エネルギーがそれぞれ分子振
動エネルギーに変換され、エネルギー信号検出手段へ伝
わって行くが、その時、各層からエネルギー信号検出手
段までの距離に対応した位相遅れが生じる。そこで、周
波数同期検波して散乱光の信号を得る際に、対応する位
相ずれごとに検出すれば、各層からの信号を分離するこ
とができる。 第22図は、本発明を液面上単分子膜による光散乱に適用
した実施例である。第22図において、照射光2は液面下
から入射し、液体界面で全反射する角度で入射させてあ
る。全反射界面上では、光エネルギーは、エバネッセン
ト波として液面上単分子膜39及び吸着物質へ伝わり、こ
れらにより光散乱3が生じる。液面上に配置したエネル
ギー信号検出手段9で、前記各方法に基づいて検出する
ことにより、この単分子膜39及び吸着物質による光散乱
特性を検出することができる。 第23図は、LB膜成膜装置における液面下の光散乱特性を
評価する実施例である。液体中の散乱因子40による散乱
光を測定することにより、単分子展開液の状態を検知す
ることができ、この情報をもとに成膜制御も可能とな
る。 なお、照射光ビーム径を必要に応じて絞り、被検物体内
における散乱光相互間の影響を取り除き、照射光束を被
検物体の所定面に沿って走査させることによって、各部
情報をパターン化することもできる。そして、こうして
得られる電気信号及び走査信号を計算機処理し、ディス
プレイ表示することによって、微視的情報をパターン化
してとらえることができる。 [発明の効果] 以上説明したとおり、本発明によれば、従来は計測が困
難とされていた散乱角の大きな光散乱成分を含め、弾性
散乱及び非弾性散乱の光散乱を、高感度かつ高精度に測
定できる。その為、被検物体内の屈折率変動や微粒子の
存在を検知することができるばかりでなく、分子構造論
的な情報を得ることができ、また、LB膜成膜装置に応用
することも可能になって、物性の解析にきわめて大きな
貢献をするものである。[Mm] FIG. 7 is a block diagram showing another example of the scattered light measuring device embodying the present invention, in which the energy signal is an elastic wave generated by the process D and the energy signal detecting means is a piezoelectric detecting means. Is. In FIG. 7, a known light source and a chopper 10 are used as the intermittent light irradiating means constituting the scattered light measuring device, and the photosensitive medium is formed of an absorbing substance 7 that absorbs light in a specific wavelength region. The energy signal detecting means is the piezoelectric element 18. The irradiation light beam 2 interrupted by the chopper 10 is guided by the lens 13 to the object 1 to be inspected, and the scattered light 3 in a specific wavelength region is absorbed by the light absorbing substance 7 to cause intermittent molecular vibration. And is converted into elastic energy in the process of being transmitted to the piezoelectric element 18 and detected by the piezoelectric element 18. The signal from the piezoelectric element 18 is sent to the lock-in amplifier 15, frequency-coherently detected based on the reference signal from the chopper 10 which intermittently interrupts the measurement beam 2, and the result is output to the recorder 16. It has also been theoretically confirmed that the intensity of the piezoelectric signal detected in this manner is proportional to the intensity of the light in the specific wavelength region included in the scattered light with which the light absorbing substance is irradiated. Therefore, it is possible to quantitatively measure the intensity of the light in the specific wavelength region included in the scattered light. FIG. 8 is a structural diagram showing an example of the energy signal detecting means in this embodiment. In FIG. 8, the light in the specific wavelength region absorbed by the light absorbing substance 7 becomes intermittent molecular vibrations, which are converted into elastic energy, and the piezoelectric element 18
Detected by. A rear plate 19 is inserted between the light absorbing substance 7 and the piezoelectric element 18 to facilitate uniform transmission. In addition, if the rear plate 19 and the light absorbing substance 7 are integrated and the piezoelectric element 18 is detachable, it is convenient when measuring with a light absorbing substance having different characteristics. FIG. 9 is a block diagram showing another example of the scattered light measuring device embodying the present invention, in which the energy signal is used to directly detect the temperature change of the surface of the light absorbing substance generated by the process B by using a thermocouple. Here is an example. In FIG. 9, a known light source and a chopper 10 are used as the intermittent light irradiating means constituting the scattered light measuring device, and the photosensitive medium is formed of a light absorbing substance 7 that absorbs light in a specific wavelength region, and energy signal detection is performed. Means 20 comprises a thermocouple. The irradiation light beam 2 interrupted by the chopper 10 is guided by the lens 13 to the object 1 to be inspected, and the scattered light 3 in the specific wavelength region is absorbed by the light absorbing substance 7 to become intermittent heat, resulting in thermoelectricity. It is converted into an electric signal by the energy signal detecting means 20 composed of a pair. The signal from the energy signal detecting means 20 is a lock-in amplifier.
Frequency synchronization detection is performed based on the reference signal from the chopper 10 which is sent to the measurement light beam 15 and intermittently outputs the measurement light beam 2, and the result is output to the recorder 16. It has also been theoretically confirmed that the intensity of the thermoelectric signal detected in this manner is proportional to the intensity of the light in the specific wavelength region included in the scattered light with which the light absorbing substance is irradiated. Therefore, it is possible to quantitatively measure the intensity of the light in the specific wavelength region included in the scattered light. FIG. 10 and FIG. 11 are structural diagrams showing an example of the energy signal detecting means in this embodiment. In FIG. 10, the heat generated by the light-absorbing substance 7 is detected by the thermocouple 23a via the heat conductor 21, while the temperature in the reference thermoconductor 22 is detected by another thermocouple 23b. The structure is shown in which the detection signal processing unit 24 finds the difference signal of and the signal is sent to the lock-in amplifier 15. In FIG. 11, the light absorbing material 7
A thermocouple is arranged at each of the predetermined positions so that the heat distribution can be measured at the same time, and the intensity distribution can be obtained for light in a specific wavelength region corresponding to each light distribution angle of scattered light. FIG. 12 is a block diagram showing another example of the scattered light measuring device embodying the present invention, in which the energy signal indicates the change in the refractive index near the surface due to the radiant heat wave from the light absorbing substance generated in the stage of the process B. This is an embodiment in which the deflection is detected as a beam. In FIG. 12, a known light source and a chopper 10 are used as the intermittent light irradiation means constituting the scattered light measuring device,
The photosensitive medium is formed of a light absorbing material 7 that absorbs light in a specific wavelength range, and the energy signal detecting means is photothermal deflection detecting means.
25. The irradiation light beam 2 interrupted by the chopper 10 is guided by the lens 13 to the object 1 to be inspected, and the scattered light 3 in a specific wavelength region is absorbed by the light absorbing substance 7 to become intermittent heat. The refractive index in the vicinity of the surface of the light absorbing material is changed to deflect the light passage direction of the region, and the light heat deflection detecting means 25 converts the light into an electric signal. The electric signal from the photothermal deflection detecting means 25 is sent to the lock-in amplifier 15 and frequency-coherently detected based on the reference signal from the chopper 10 which intermittently interrupts the measurement light beam 2, and the result is recorded by the recorder.
It is output to 16. The intensity of the photothermal deflection signal detected in this manner increases with an increase in the intensity of the light in the specific wavelength region contained in the scattered light with which the absorbing material is irradiated, and the relationship has also been theoretically confirmed. Therefore, it is possible to quantitatively measure the intensity of the light in the specific wavelength region included in the scattered light. FIG. 13 is a structural diagram showing an example of the photothermal deflection detecting means in this embodiment. In FIG. 13, the scattered light having a specific wavelength range is transmitted through the transparent flat plate 26, and
It is absorbed by the light absorbing substance 7 existing on the surface, and intermittent heat is generated. This heat changes the refractive index near the surface of the light absorbing material, and the probe light beam that passes through that area
The direction of 27 changes intermittently. The probe light beam 27 has a good directivity such as a laser and preferably has a small beam diameter. In the figure, it is emitted from a light source 28 and refracted by a mirror 29 so that it passes near the light absorbing substance. It is arranged. The position sensor 30 detects the positional deviation due to the deflection of the probe light beam 27, converts it into an electrical signal, and sends it to the lock-in up 15 to measure the intensity of light in a specific wavelength region included in the scattered light. FIG. 14 is a structural diagram showing another example of the photothermal deflection detecting means. In FIG. 14, the probe light beam 27 on the surface of the light absorbing substance 7 is passed through in a matrix form, and the deflection amount at each position is detected by the corresponding position sensor 30. That is, it is possible to obtain the distribution of light in the specific wavelength region included in the scattered light. The probe light beam 27 may be scanned by using a rotating mirror or the like, or different light sources may be set at respective corresponding positions to measure at once. It should be noted that by heating a region in which the light beam is deflected with a substance having a large change in the refractive index with respect to the temperature change, a heating region having a large change in the refractive index with a slight temperature change is formed, and the course of the light beam is greatly changed. Can
Highly sensitive measurement is possible. FIG. 15 is a block diagram showing another example of the scattered light measuring device embodying the present invention, in which the energy signal is a radiant heat wave generated by the temperature change of the surface of the light absorbing substance generated in the step of the process B, which is detected by the infrared detector. It is an example to detect. In FIG. 15, a known light source and a chopper 10 are used as the intermittent light irradiating means constituting the scattered light measuring device, and the photosensitive medium is formed of a light absorbing substance 7 that absorbs light in a specific wavelength region, and energy signal detection is performed. As the means 31, an infrared detector is used. The irradiation light beam 2 interrupted by the chopper 10 has a lens 13
Thus, the scattered light 3 of the specific wavelength region guided to the object 1 is absorbed by the light absorbing material 7, becomes intermittent radiant heat, and is converted into an electric signal by the infrared detector. The electric signal from the infrared detector is sent to the lock-in amplifier 15, frequency-coherently detected based on the reference signal from the chopper 10 which intermittently interrupts the measurement light beam 2, and the result is output to the recorder 16. The intensity of the thermal radiation signal detected in this way increases with an increase in the intensity of the light in the specific wavelength region contained in the scattered light with which the absorbing material is irradiated, and the relationship has also been theoretically confirmed. Therefore, it is possible to quantitatively measure the intensity of the light in the specific wavelength region included in the scattered light. FIG. 16 is a structural diagram showing an example of the energy signal detecting means in the above embodiment. In FIG. 16, the scattered light having a specific wavelength region is absorbed by the light absorbing substance 7,
Intermittent heat is generated to intermittently heat the entire rear plate 32 having good thermal conductivity. Since the back plate surface is heated, the radiant heat wave corresponding to the temperature at that time changes intermittently. This is detected by forming an image on the entrance window of the infrared detector 34 with a lens 33 made of a material that transmits radiant infrared rays. As shown in FIG. 17, the scattered light is transmitted through the transparent flat plate 26, the light absorbing substance 7 existing on the flat plate surface absorbs light in a specific wavelength region, and the heat radiated from the light absorbing substance surface. The radiation is integrated with the lens 33 and the detector 34,
If detection is performed while scanning along the surface of the light absorbing material as indicated by arrow 35 in the figure, information corresponding to the light distribution of scattered light can be obtained. FIG. 18 is a graph showing that the light absorptance depending on the wavelength differs for each substance. If the wavelength characteristics of the light-absorbing substance 7 shown in the basic configuration diagram of FIG. 1 are different as shown in FIG. 18, the scattered light intensity of the corresponding wavelength can be measured. It enables the measurement of elastic scattering. FIG. 19 is a structural diagram in which a filter is provided in the scattered light path between the object to be inspected and the photosensitive medium. As shown in FIG.
The same measurement can be performed by disposing the filter 36 before the scattered light is absorbed by the light absorbing substance 7 and controlling the measurement wavelength range of the scattered light. If you use a polarizing filter as a filter,
It is also possible to obtain the polarization characteristics of scattered light. FIG. 20 shows that by arranging the reflection plate 37 on the light absorption rear surface of the light absorption material 7, the effective thickness of the absorption layer is reduced to 1/2, thereby enabling high sensitivity and high precision light scattering measurement. It is an example. FIG. 21 shows an example in which the light-absorbing substance has a layered structure and substances 7a to 7c having different spectral absorption characteristics are arranged for each layer, and by arranging in this way, signals of respective wavelengths are simultaneously measured. It will be possible. That is, in each layer, light energies having different wavelength characteristics are converted into molecular vibrational energy and transmitted to the energy signal detecting means, but at that time, a phase delay corresponding to the distance from each layer to the energy signal detecting means occurs. . Therefore, when the signal of scattered light is obtained by frequency-coherent detection, if it is detected for each corresponding phase shift, the signal from each layer can be separated. FIG. 22 shows an example in which the present invention is applied to light scattering by a monolayer on the liquid surface. In FIG. 22, the irradiation light 2 is incident from below the liquid surface and at an angle at which it is totally reflected at the liquid interface. On the total reflection interface, the light energy is transmitted as an evanescent wave to the monolayer film 39 on the liquid surface and the adsorbed material, and light scattering 3 is generated by these. The energy signal detecting means 9 arranged on the liquid surface can detect the light scattering characteristics of the monomolecular film 39 and the adsorbed substance by performing the detection based on each of the above methods. FIG. 23 is an example for evaluating the light scattering characteristics under the liquid surface in the LB film forming apparatus. By measuring the scattered light by the scattering factor 40 in the liquid, the state of the unimolecular developing solution can be detected, and the film formation can be controlled based on this information. It should be noted that the irradiation light beam diameter is narrowed down as necessary to eliminate the influence of scattered light in the object to be inspected, and the irradiation light beam is scanned along a predetermined surface of the object to be inspected, thereby patterning each part information. You can also Then, the electric signal and the scanning signal thus obtained are processed by a computer and displayed on a display, so that the microscopic information can be captured as a pattern. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, elastic scattering and inelastic scattering of light scattering, including a light scattering component having a large scattering angle, which has been conventionally difficult to measure, can be performed with high sensitivity and high sensitivity. Can measure with accuracy. Therefore, it is possible not only to detect the refractive index fluctuation in the object to be inspected and the presence of fine particles, but also to obtain information on the molecular structure theory, and it can also be applied to the LB film forming apparatus. Therefore, it makes an extremely large contribution to the analysis of physical properties.
第1図は本発明の構成図、第2図は光音響効果の原理
図、第3図は従来例の構成図、第4図、第7図、第9
図、第12図及び第15図は本発明の実施例の構成図、第5
図、第6図、第8図、第10図、第11図、第13図、第16
図、第17図及び第19図〜第23図は各実施例のエネルギー
信号検出手段の縦断面図、第14図は光熱偏向検出手段の
構成図、第18図は吸収物質の吸収特性図である。 1……被検物体、2……照射光ビーム、 3……散乱光、7……感光媒体、 9,20,31,34……エネルギー信号検出手段、 10……チョッパ、11……マイクロホンセル、 12……マイクロホン、15……ロックインアンプ、 16……レコーダ、17……隔壁(熱伝承物質)、 18……圧電素子、19……後板、23……熱電対、 25……光熱偏向検出手段、 30……ポジションセンサ、 32……後板(熱伝承物質)、34……赤外線検出器、 36……フィルタ、37……反射板、38……液体、 39……単分子膜、40……散乱因子。1 is a block diagram of the present invention, FIG. 2 is a principle diagram of the photoacoustic effect, FIG. 3 is a block diagram of a conventional example, FIG. 4, FIG. 7, and FIG.
FIG. 12, FIG. 12 and FIG. 15 are configuration diagrams of an embodiment of the present invention, and FIG.
Figure 6, Figure 8, Figure 8, Figure 10, Figure 11, Figure 13, and Figure 16
FIGS. 17, 17 and 19 to 23 are longitudinal sectional views of the energy signal detecting means of each embodiment, FIG. 14 is a configuration diagram of the photothermal deflection detecting means, and FIG. 18 is an absorption characteristic diagram of an absorbing substance. is there. 1 ... Object to be inspected, 2 ... Irradiation light beam, 3 ... Scattered light, 7 ... Photosensitive medium, 9,20, 31, 34 ... Energy signal detecting means, 10 ... Chopper, 11 ... Microphone cell , 12 …… Microphone, 15 …… Lock-in amplifier, 16 …… Recorder, 17 …… Partition (heat transfer substance), 18 …… Piezoelectric element, 19 …… Rear plate, 23 …… Thermocouple, 25 …… Photothermal Deflection detection means, 30 ... Position sensor, 32 ... Rear plate (heat transfer substance), 34 ... Infrared detector, 36 ... Filter, 37 ... Reflector, 38 ... Liquid, 39 ... Monomolecular film , 40 …… Scattering factor.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河田 春紀 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 富田 佳紀 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 西村 征生 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 中桐 孝志 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−39082(JP,A) 特開 昭54−12879(JP,A) 特開 昭56−168144(JP,A) 特開 昭58−143542(JP,A) 特開 昭56−24693(JP,A) 特開 昭51−98072(JP,A) 実開 昭57−147749(JP,U) 実開 昭59−155539(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── (72) Inventor Haruki Kawata 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Yoshinori Tomita 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Incorporated (72) Inventor Seisei Nishimura 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Takashi Nakagiri 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (56) References JP-A-55-39082 (JP, A) JP-A-54-12879 (JP, A) JP-A-56-168144 (JP, A) JP-A-58-143542 (JP, A) Kai 56-24693 (JP, A) Japanese Unexamined Patent Publication 51-98072 (JP, A) Actual exploitation 57-147749 (JP, U) Actual exploitation 59-155539 (JP, U)
Claims (15)
乱光計測装置であって、 被検物体に断続的な光を照射する光照射手段と、 該被検物体の近傍に配置され、光照射手段からの照射
光により被検物体の物性に従って該被検物体の表面から
断続的に出射される散乱光の内、特定の波長領域の散乱
光を吸収し、該散乱光を吸収することにより分子振動エ
ネルギーに変換する感光媒体と、 該感光媒体に生じた断続的な分子振動エネルギー信号
を検出するエネルギー信号検出手段と、 その分子振動エネルギー信号を前記光照射手段からの
参照信号により周波数同期検波させることにより該分子
振動エネルギーを測定するための分子振動計測手段とを
有することを特徴とする散乱光計測装置。1. A scattered light measuring device for measuring light scattering properties of an object to be inspected, comprising: a light irradiating means for irradiating the object to be inspected with intermittent light; and a light irradiating means arranged near the object to be inspected. Of the scattered light emitted intermittently from the surface of the test object according to the physical properties of the test object by the irradiation light from the light irradiation means, absorbs the scattered light in a specific wavelength region and absorbs the scattered light To convert it into molecular vibration energy, an energy signal detecting means for detecting an intermittent molecular vibration energy signal generated in the photosensitive medium, and a frequency of the molecular vibration energy signal by a reference signal from the light irradiation means. A scattered light measuring device, comprising: a molecular vibration measuring means for measuring the molecular vibration energy by performing synchronous detection.
乱光計測装置であって、 被検物体に断続的な光を照射する光照射手段と、 該被検物体の近傍に配置され、光照射手段からの照射
光により被検物体の物性に従って該被検物体の表面から
断続的に出射される散乱光の内、特定の波長領域の散乱
光を吸収し、該散乱光を吸収することにより分子振動エ
ネルギーに変換する感光媒体と、 該感光媒体に生じた断続的な分子振動エネルギー信号
を検出するエネルギー信号検出手段と、 その分子振動エネルギー信号を前記光照射手段からの
参照信号により周波数同期検波させることにより該分子
振動エネルギーを測定するための分子振動計測手段とを
有し、 前記感光媒体が、それぞれ異なる波長領域の散乱光を
吸収する複数の層構造をなし、前記エネルギー信号検出
手段が、各層に対応するエネルギー信号の位相を検出す
る手段を備え、更に前記分子振動計測手段が、検出され
た位相のずれから、各層からの分子振動エネルギーを分
離して同時に測定する手段を備えていることを特徴とす
る散乱光計測装置。2. A scattered light measuring device for measuring the light-scattering physical properties of an object to be inspected, comprising: a light irradiating means for irradiating the object to be inspected with intermittent light; and a light irradiating means arranged near the object to be inspected. Of the scattered light emitted intermittently from the surface of the test object according to the physical properties of the test object by the irradiation light from the light irradiation means, absorbs the scattered light in a specific wavelength region and absorbs the scattered light To convert it into molecular vibration energy, an energy signal detecting means for detecting an intermittent molecular vibration energy signal generated in the photosensitive medium, and a frequency of the molecular vibration energy signal by a reference signal from the light irradiation means. And a molecular vibration measuring means for measuring the molecular vibration energy by performing synchronous detection, wherein the photosensitive medium has a plurality of layer structures for absorbing scattered light in different wavelength regions, The energy signal detecting means includes means for detecting the phase of the energy signal corresponding to each layer, and the molecular vibration measuring means further separates and measures the molecular vibration energy from each layer from the detected phase shift. A scattered light measuring device comprising means.
信号検出手段が光音響検出手段であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の散乱光計測装置。3. The scattered light measuring device according to claim 1, wherein the energy signal is a sound wave and the energy signal detecting means is a photoacoustic detecting means.
ー信号検出手段が圧電検出手段であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の散乱光計測装置。4. The scattered light measuring device according to claim 1, wherein the energy signal is an elastic wave and the energy signal detecting means is a piezoelectric detecting means.
ギー信号検出手段が熱検出手段であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の散乱光計測装置。5. The scattered light measuring device according to claim 1, wherein the energy signal is a conduction heat wave and the energy signal detecting means is heat detecting means.
ギー信号検出手段がその輻射熱により生じる光学的偏向
の検出手段であることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の散乱光計測装置。6. The energy signal is a radiant heat wave, and the energy signal detecting means is a detecting means of optical deflection caused by the radiant heat.
The scattered light measuring device according to the item.
種類以上の光吸収物質が重設されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の散乱光計測装置。7. A photosensitive medium having different spectral absorption characteristics is used.
The scattered light measuring device according to claim 1, characterized in that a plurality of types of light absorbing substances are stacked.
所定のフィルタが介在されていることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の散乱光計測装置。8. The scattered light measuring device according to claim 1, wherein a predetermined filter is provided in a scattered light path between the object to be inspected and the photosensitive medium.
されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の散乱光計測装置。9. The scattered light measuring device according to claim 1, wherein a reflecting object is attached to the rear surface of the light absorbing surface of the photosensitive medium.
ー信号検出手段が光音響検出手段であることを特徴とす
る特許請求の範囲第2項記載の散乱光計測装置。10. The scattered light measuring device according to claim 2, wherein the energy signal is a sound wave and the energy signal detecting means is a photoacoustic detecting means.
ギー信号検出手段が圧電検出手段であることを特徴とす
る特許請求の範囲第2項記載の散乱光計測装置。11. The scattered light measuring device according to claim 2, wherein the energy signal is an elastic wave and the energy signal detecting means is a piezoelectric detecting means.
ルギー信号検出手段が熱検出手段であることを特徴とす
る特許請求の範囲第2項記載の散乱光計測装置。12. The scattered light measuring device according to claim 2, wherein the energy signal is a conduction heat wave and the energy signal detecting means is heat detecting means.
ルギー信号検出手段がその輻射熱により生じる光学的偏
向の検出手段であることを特徴とする特許請求の範囲第
2項記載の散乱光計測装置。13. The scattered light measuring device according to claim 2, wherein the energy signal is a radiant heat wave, and the energy signal detecting means is a detecting means of optical deflection caused by the radiant heat.
に所定のフィルタが介在されていることを特徴とする特
許請求の範囲第2項記載の散乱光計測装置。14. The scattered light measuring device according to claim 2, wherein a predetermined filter is provided in a scattered light path between the object to be inspected and the photosensitive medium.
設されていることを特徴とする特許請求の範囲第2項記
載の散乱光計測装置。15. The scattered light measuring device according to claim 2, wherein a reflecting object is attached to the rear surface of the light absorbing surface of the photosensitive medium.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59259072A JPH0737944B2 (en) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | Scattered light measuring device |
| US06/804,108 US4682897A (en) | 1984-12-10 | 1985-12-03 | Light scattering measuring apparatus |
| DE19853543363 DE3543363A1 (en) | 1984-12-10 | 1985-12-07 | DEVICE FOR MEASURING LIGHT SCATTERING |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59259072A JPH0737944B2 (en) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | Scattered light measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61137044A JPS61137044A (en) | 1986-06-24 |
| JPH0737944B2 true JPH0737944B2 (en) | 1995-04-26 |
Family
ID=17328930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59259072A Expired - Fee Related JPH0737944B2 (en) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | Scattered light measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737944B2 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6015017B2 (en) * | 1977-06-30 | 1985-04-17 | 松下電工株式会社 | Infrared absorption gas alarm |
| JPS6015008B2 (en) * | 1978-09-13 | 1985-04-17 | 株式会社村田製作所 | thermal infrared detector |
| JPS623722Y2 (en) * | 1981-03-12 | 1987-01-28 |
-
1984
- 1984-12-10 JP JP59259072A patent/JPH0737944B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61137044A (en) | 1986-06-24 |
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