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屈折率測定方法 新技術説明会

国内特許コード P150012559
整理番号 S2013-0752-N0
掲載日 2015年11月20日
出願番号 特願2013-187478
公開番号 特開2015-055495
登録番号 特許第6260950号
出願日 平成25年9月10日(2013.9.10)
公開日 平成27年3月23日(2015.3.23)
登録日 平成29年12月22日(2017.12.22)
発明者
  • 猪川 洋
  • 佐藤 弘明
  • 小野 篤史
出願人
  • 国立大学法人静岡大学
発明の名称 屈折率測定方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】装置構成を簡素化すると共に光の利用効率を向上させることを可能にした屈折率測定方法を提供する。
【解決手段】屈折率測定方法は、測定光Lに対応する出力信号を出力する半導体受光素子部4と、半導体受光素子部4上に配置された回折格子部6と、を備える屈折率測定装置1の回折格子部6上に被測定物Mを配置する工程S2と、被測定物Mを配置した後に、被測定物Mに対して測定光Lを照射することにより、測定光Lの波長λと、測定光Lが照射されたときに半導体受光素子部4から出力される出力信号とが関連付けられた分光感度特性を得る工程S5と、分光感度特性を利用して被測定物Mの屈折率nを得る工程S6と、を有する。
【選択図】図5
従来技術、競合技術の概要


屈折率の測定は、農業、化学、生物学及び医学などの様々な分野において応用が期待されている。屈折率を測定する技術として、特許文献1~3には、表面プラズモン共鳴を利用した屈折率の測定装置及び測定方法が記載されている。



特許文献1には、試料の屈折率を容易に且つ高精度で求める屈折率計が記載されている。この屈折率計を用いて屈折率を測定する場合には、導波モード共鳴格子に対して測定光を所定の入射角で入射し、このときの導波モード共鳴格子からの反射光を光検出器により検出する。測定光の入射角は、所定角度範囲で走査され、これと連動して検出器に入射する反射光の出射角も入射角と同一になるように検出器の位置も移動させる。



特許文献2には、回折格子を有し、小型化に適する表面プラズモン共鳴センサチップが記載されている。回折格子は弾性変形可能な弾性膜上に形成されている。このチップを用いて屈折率を測定する場合には、試料を回折格子面の近傍に配置した状態で、回折格子に向けて光を出射する。そして、反射光の強度を測定することにより、入射光の共鳴角を検出する。このチップでは、入射光の入射角の走査に代えて、弾性膜を膨出させて回折格子面の格子ピッチを動的に変化させる。



特許文献3には、表面プラズモン共鳴センサが記載されている。このセンサは、測定用の光を入射する導波路コア層と、導波路コア層上に形成された測定用の試料を設けるためのサンプル層を有している。このセンサを用いて屈折率を測定する場合には、サンプル層に試料を設け、導波路コア層に光を入射させて、導波路コア層を透過する光の波長スペクトルあるいは入射角度スペクトルを測定する。

産業上の利用分野


本発明は、屈折率を測定する方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
入射した光に対応する信号を出力する第1及び第2の半導体受光素子部と、前記第1及び第2の半導体受光素子部上にそれぞれ配置され直線状の溝が複数形成された第1及び第2の回折格子部と、を備える屈折率測定装置の前記第1及び第2の回折格子部上に被測定物を配置する工程と、
前記被測定物を配置した後に、前記被測定物に対して測定光を照射することにより、前記測定光の波長と、前記測定光が照射されたときに前記屈折率測定装置から出力される第1及び第2の出力信号とが関連付けられた第1及び第2の分光感度特性を得る工程と、
前記第1及び第2の分光感度特性を利用して前記被測定物の屈折率を得る工程と、を有し、
前記第1の回折格子部は、第1の格子ピッチであり、
前記第2の回折格子部は、前記第1の格子ピッチとは異なる第2の格子ピッチであり、
前記被測定物の屈折率を得る工程は、
前記第1の分光感度特性を利用して前記第1の出力信号のピーク値に対応する前記測定光の第1のピーク波長を取得する工程と、
前記第2の分光感度特性を利用して前記第2の出力信号のピーク値に対応する前記測定光の第2のピーク波長を取得する工程と、
前記第1のピーク波長と前記第1の格子ピッチとの組み合わせ、及び、前記第2のピーク波長と前記第2の格子ピッチとの組み合わせ、を利用して前記被測定物の前記屈折率を得る工程と、を含む、屈折率測定方法。

【請求項2】
前記被測定物を配置する工程の前に、前記被測定物が配置されていない前記第1及び第2の回折格子部に対して第1及び第2の基準測定光を照射することにより、前記第1及び第2の基準測定光の波長と、前記第1及び第2の基準測定光が照射されたときに前記屈折率測定装置から出力される前記第1及び第2の回折格子に関する第1及び第2の基準出力信号とが関連付けられた第1及び第2の基準分光感度特性を得る工程を更に有し、
前記第1及び第2の分光感度特性を得る工程は、
前記第1の基準分光感度特性を利用して基準ピーク波長を取得する工程と、
前記第1及び第2の回折格子部上に配置された前記被測定物に対して前記基準ピーク波長を有する前記測定光を照射して、前記第1及び第2の出力信号を取得する工程と、
前記第1の基準分光感度特性及び前記第1の出力信号を利用して、前記第1の分光感度特性を取得する工程と、
前記第2の基準分光感度特性及び前記第2の出力信号を利用して、前記第2の分光感度特性を取得する工程と、を含む、請求項に記載の屈折率測定方法。

【請求項3】
前記被測定物、前記第1及び第2回折格子部に対して前記測定光を斜めに照射する請求項1又は2に記載の屈折率測定方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013187478thum.jpg
出願権利状態 登録
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