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薄切片試料の含有水分量測定装置および方法

国内特許コード P09P006271
整理番号 21682
掲載日 2009年6月5日
出願番号 特願2007-297520
公開番号 特開2009-122007
登録番号 特許第4996428号
出願日 平成19年11月16日(2007.11.16)
公開日 平成21年6月4日(2009.6.4)
登録日 平成24年5月18日(2012.5.18)
発明者
  • 伊藤 弘昌
  • 碇 智文
出願人
  • 独立行政法人理化学研究所
発明の名称 薄切片試料の含有水分量測定装置および方法
発明の概要

【課題】生体試料のような薄切片試料中の水分量を簡易かつ迅速に高精度で測定することができ、かつ試料の精密な厚さ調整なしに適正な透過率を得ることができる薄切片試料の含有水分量測定装置および方法を提供する。
【解決手段】テラヘルツ波発生器12、光波分割素子14、参照光検出器16、照射光学系18、透過光検出器20、演算装置22及び周波数制御装置24を備える。演算装置22により、入射光強度と透過光強度から薄切片試料1の照射部分の透過率Tを求め、薄切片試料の厚さdを用いて、ランベルト・ベールの法則によって試料の吸収係数αを求め、水分の吸収係数αから薄切片試料の含有水分の体積分率νを求める。また、周波数制御装置24により透過率Tが所定の最適範囲内(例えばT=0.22~0.55)となるようにテラヘルツ波の発生周波数を制御する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


本出願において、およそ0.1~100THzの周波数を有する電磁波、すなわちこの領域の遠赤外線及びサブミリ波を「テラヘルツ波」と呼び、「THz波」と記載する。



テラヘルツ波(THz波)の発生手段として、例えば特許文献1、非特許文献2が既に開示されている。また非特許文献1は関連する先行文献であり、非特許文献3は未公開の文献である。



特許文献1は、任意の周波数のテラヘルツ波を任意の時間に発生させることを目的とする。
このため、この発明では、図11の装置において、KTP結晶58は、励起光源51からの光を入射して、配置角度に応じた第1及び第2の波長の光を発生する。ガルバノスキャナ52は、ふたつのKTP結晶58の配置角度を定める。ガルバノスキャナ制御部57は、主制御部55からの制御信号に従い、ガルバノスキャナ58の駆動を制御してKTP結晶58の配置角度を定めさせる。主制御部55の記憶部には、所望の周波数のテラヘルツ波を発生させるための第1及び第2の波長と、該波長を出力するKTP結晶58の配置角度を定めるための制御信号とが予め記憶される。主制御部55は、記憶部を参照して所望の周波数に対応する各制御電圧を取得し、該制御電圧をガルバノスキャナ制御部57に出力する。テラヘルツ波発生用結晶53は、KTP結晶58からの第1及び第2の波長の差に応じてテラヘルツ波を出力するものである。



非特許文献2は、1~3THzの周波数帯域において、LiNbO結晶の誘導ポラリトン散乱を利用したTHz波光源である。このTHz波光源は、迅速周波数変化という点においてリング共振器型テラヘルツ波パラメトリック発振器(リングTPO)が数ミリ秒で周波数同調が可能な光源である。



非特許文献3は、2つの異なる波長のレーザ光を非線形光学結晶へ入射してそれらの差周波数分のテラヘルツ波を発生させる差周波発生法である。




【特許文献1】特開2006-215222号公報、「テラヘルツ波発生装置及び分光測定装置」




【非特許文献1】J.K.Vij, D.R.J.Simpson, O.E.Panarina, Far infrared spectroscopy of water at different temperatures: GHz to THz dielectric spectroscopy of water, J.Mole.Liquids,vol.112,pp.125-135,2004.

【非特許文献2】Hiroaki Minamide, Atsushi Sato, Tomofumi Ikari, Hiromasa Ito,“All-in-one THz-wave parametric source driven by a compact LD-pumped Q-switched Nd:YAG laser”,CLEO/Pacciffic Rim 2007,Seoul,Korea,August,2007

【非特許文献3】Hiromasa Ito, Koji Suizu, Tomoyu Yamashita, Akira Nawahara and Tomohisa Sato,“Random frequency accessible broad tunable terahertz-wave source using phase-matched 4-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium tosylate (DAST) crystal”,JJAP To be published

産業上の利用分野


本発明は、テラヘルツ光を利用した薄切片試料の含有水分量測定装置および方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
所定の周波数帯域においてテラヘルツ波を、パルス波又は連続波として、連続的又は不連続的に任意の周波数を発生するテラヘルツ波発生器と、
前記テラヘルツ波を入射光と参照光に分割する光波分割素子と、
前記参照光の強度を検出する参照光検出器と、
前記入射光を薄切片試料の一部に集光して照射する照射光学系と、
前記薄切片試料を透過したテラヘルツ波の透過光強度を検出する透過光検出器と、
前記入射光強度と透過光強度から薄切片試料の照射部分の透過率と含有水分量を演算する演算装置と、
前記透過率をフィードバックしてテラヘルツ波の発生周波数を制御する周波数制御装置とを備えた、ことを特徴とする薄切片試料の含有水分量測定装置。

【請求項2】
前記周波数制御装置は、前記透過率が所定の最適範囲内になるようにテラヘルツ波の発生周波数を制御する、ことを特徴とする請求項1に記載の薄切片試料の含有水分量測定装置。

【請求項3】
所定の周波数帯域においてテラヘルツ波を、パルス波又は連続波として、連続的又は不連続的に任意の周波数を発生するテラヘルツ波発生ステップと、
前記テラヘルツ波を入射光と参照光に分割するテラヘルツ波分割ステップと、
前記参照光の強度を検出する参照光検出ステップと、
前記入射光を薄切片試料の一部に集光して照射する入射光照射ステップと、
前記薄切片試料を透過したテラヘルツ波の透過光強度を検出する透過光検出ステップと、
前記入射光強度と透過光強度から薄切片試料の照射部分の透過率と含有水分量を演算する演算ステップと、
前記透過率をフィードバックしてテラヘルツ波の発生周波数を制御する周波数制御ステップとを有する、ことを特徴とする薄切片試料の含有水分量測定方法。

【請求項4】
前記演算ステップにおいて、
前記入射光強度と透過光強度から薄切片試料の照射部分の透過率Tを求め、
薄切片試料の厚さdを用いて、ランベルト・ベールの法則によって試料の吸収係数αを求め、
水分の吸収係数αから薄切片試料の含有水分の体積分率νを求める、ことを特徴とする請求項3に記載の薄切片試料の含有水分量測定方法。

【請求項5】
前記周波数制御ステップにおいて、前記透過率TがT=0.22~0.55となるようにテラヘルツ波の発生周波数を制御する、ことを特徴とする請求項3に記載の薄切片試料の含有水分量測定方法。
産業区分
  • 試験、検査
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007297520thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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