円二色性スペクトルの測定方法及び測定装置
【課題】動的変化の早い化学反応、凝集体のプロセスや生体高分子のコンフォメーション変化等のダイナミクス測定が可能な第三世代の円二色性スペクトル測定装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係る測定方法は、方位角４５度の偏光子、光学軸を０度とした第一偏光変調器、光学軸を０度とした波長板及び方位角−４５度の偏光子とで光チョッパシステムを構成し、前記光チョッパシステムを用いて光源からの光をサンプルに入射する前に直線偏光し、さらに、第二偏光変調器を設けて、前記直線偏光された光を円偏光のみの変調光に偏光すると共に、第一偏光変調器に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させることができるようにすることで、前記光チョッパシステムにおいて、光源からの光に左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけて、光源からの光を矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光する。
【解決手段】本発明に係る測定方法は、方位角４５度の偏光子、光学軸を０度とした第一偏光変調器、光学軸を０度とした波長板及び方位角−４５度の偏光子とで光チョッパシステムを構成し、前記光チョッパシステムを用いて光源からの光をサンプルに入射する前に直線偏光し、さらに、第二偏光変調器を設けて、前記直線偏光された光を円偏光のみの変調光に偏光すると共に、第一偏光変調器に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させることができるようにすることで、前記光チョッパシステムにおいて、光源からの光に左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけて、光源からの光を矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円二色性スペクトルの測定方法の改良に関する。また、本発明は、前記方法を利用した円二色性スペクトル測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発色団を持つ光学活性な物質（無機・有機化合物・生体分子等）のキラリティを測定する代表的な手段として、円複屈折(Circular Birefringence, CB)分光法及び円二色性(Circular Dichroism, CD)分光法を用いたCD・CB分光計は提案されている。
しかし、これら従来のCD・CB分光計は、測定すべき試料の状態が光学的異方性を持たない溶液状態でなければ測定を行うことができない。
生体関連物質であれば生体内により近い状態、即ち、非溶液状態の測定からのみ得られる物理化学的知見は少なくない。
物質は非溶液状態では光学的異方性を持つことが多く、このような非溶液状態の試料を測定できる装置として、同期検波法を用いた一次元分光計から成る第一世代の測定装置が提案されている。
しかし、この同期検波法に基づく第一世代の測定装置における、光学的異方性試料のキラリティ測定は、煩雑な解析法が必要で、特別な場合を除いて直接、純粋な偏光現象を得ることが出来ない。
そこで、発明者等は、偏光分光解析に威力を発揮するStokes-Mueller matrix解析を用い、偏光解析が不要な第二世代の円二色性スペクトル測定装置を開発し、これを提案した(特許文献１)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００９／１２３３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この第二世代の測定装置は同期検波法に基づく第一世代の汎用一次元分光計と異なり、高速電子シャッター（マルチチャンネルプレート）を使用し、偏光変調器（ＰＥＭ）で偏光変調された特定の変調領域（入射光の５％程度）を抽出する。これにより得られるスペクトルは特別な解析なしに、求めるべき偏光現象の真のスペクトルを得ることが可能である。
しかし、この第二世代の測定装置は、最小感度が30μＯＤであり、Ｓ／Ｎ比（信号雑音比）のさらなる改善が必要である。
また偏光変調周波数と偏光現象間に遅延度（＝変調器駆動電圧）依存性の遅れが存在するため、高速変調（50ｋHz）された偏光を正確に抽出するトリガー機構の制御が複雑であった。
また、前記第二世代の測定装置ではマイクロチャンネルプレート(MCP)を使って光変調器の円偏光成分のみを間引きして検出しているので、変調された光の５％程度しかシグナル解析に用いていない。結果として第二世代の測定装置では分解能(Δε■ は10-2〜10-3オーダーであり、Ｓ／Ｎ比および分解能向上は市販・汎用性を目指すためには不可欠である。
本発明は、上記した従来の問題点を解決し、かつ、動的変化の早い（＜数秒）化学反応、凝集体のプロセスや生体高分子のコンフォメーション変化等のダイナミクス測定が可能な第三世代の円二色性スペクトル測定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した目的を達成するために本発明に係る円二色性スペクトルの測定方法は、光源から出射した光を、サンプルに照射し、サンプルから出力された光の右円偏光と左円偏光との差からサンプルの円二色性スペクトルを測定する測定方法において、方位角４５度の偏光子、光学軸を０度とした第一偏光変調器、光学軸を０度とした波長板及び方位角−４５度の偏光子とで光チョッパシステムを構成し、前記光チョッパシステムを用いて光源からの光をサンプルに入射する前に直線偏光し、さらに、第二偏光変調器を設けて、前記直線偏光された光を円偏光のみの変調光に偏光すると共に、第一偏光変調器に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させることができるようにすることで、前記光チョッパシステムにおいて、光源からの光に左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけて、光源からの光を矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光するようにしたことを特徴とする。
また、本発明に係る円二色性スペクトルの測定装置は、光源と、サンプルを設けたサンプルセルと、サンプルから出射した光を受光する検出器とを備え、前記検出器においてサンプルセルから出射された光の右円偏光と左円偏光との差からサンプルの円二色性スペクトルを測定する円二色性スペクトル測定装置において、光源とサンプルセルとの間に、方位角４５度の偏光子、光学軸を０度とした第一偏光変調器、光学軸を０度とした波長板及び方位角−４５度の偏光子とで構成した光チョッパシステムを配置し、前記光チョッパシステムとサンプルセルとの間、又は、サンプルセルと検出器との間に、直線偏光された光を円偏光のみの変調光に偏光する第二偏光変調器を設け、第一偏光変調器に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させることができるようにすることで、前記光チョッパシステムにおいて、光源からの光に左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけて、光源からの光を矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る円二色性スペクトルの測定方法は、光源から出射した光を、サンプルに照射し、サンプルから出力された光の右円偏光と左円偏光との差からサンプルの円二色性スペクトルを測定する測定方法において、方位角４５度の偏光子、光学軸を０度とした第一偏光変調器、光学軸を０度とした波長板及び方位角−４５度の偏光子とで光チョッパシステムを構成し、前記光チョッパシステムを用いて光源からの光をサンプルに入射する前に直線偏光し、さらに、第二偏光変調器を設けて、前記直線偏光された光を円偏光のみの変調光に偏光すると共に、第一偏光変調器に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させることができるようにすることで、前記光チョッパシステムにおいて、光源からの光に左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけて、光源からの光を矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光するので、ほぼ全ての変調領域の光を使用することができ、単位時間当たりの光量を増すことでＳ／Ｎ比および分解能向上を達成することができる。
光チョッパシステムにおいて、光源からの光に左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけて、光源からの光を矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光するので、変調一周期内に左右円偏光の割合を増加させることができる。これにより、偏光変調器に同期した高速電子シャッターを使用した第二世代の測定装置と比較して、約２０倍の高速化が可能になる。
また、第一及び第二偏光変調器を、同一の発振回路に基づいて動作する駆動電圧回路で駆動することにより、前記第一及び第二偏光変調器の動作がシンクロナイズし、時間遅れを最小限に抑えることが可能になる。
本発明に係る円二色性スペクトルの測定装置は、上記した本発明に係る円二色性スペクトルの測定方法と同一の効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る円二色性スペクトルの測定方法を適用した円二色性スペクトル測定装置の一実施例の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】マイクロチャンネルプレート(MCP)を用いる第二世代の測定装置の偏光変調器に付加する駆動電圧波形と、パルスジェネレータからマイクロチャンネルプレートに付加するトリガーパルスゲート幅を示している。
【図３】本発明に係る測定方法及び測定装置における第二偏光変調器に付加する駆動電圧波形と、光チョッパシステムによる光強度制御によって得られる光強度を示している。
【図４】本発明に係る測定方法及び測定装置に用いられる光チョッパシステムにより得られるオシロ波形を示す図である。
【図５】本発明に係る円二色性スペクトル測定装置の第二実施例の概略図である。
【図６】本発明に係る円二色性スペクトル測定装置の第三実施例の概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面に示した実施例を参照して本発明に係る円二色性スペクトル測定方法及び測定装置の実施の形態について説明していく。
【０００９】
本発明に係る円二色性スペクトルの測定方法は、偏光変調器（ＰＥＭ）を備えた光チョッパシステムを用いて、光源から出た光から、所定の周波数で変調された１：１のデューティ比を持つ矩形波に近い矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光を作り出す。そして、光チョッパシステムによってチョッピングされた直線偏光から、第二の偏光変調器（ＰＥＭ）を用いて、目的とする円偏光のみの変調光を作り出す。
【００１０】
図１は、本発明に係る円二色性スペクトルの測定方法を適用した円二色性スペクトル測定装置の一実施例の構成を示す概略ブロック図である。
図中、符号１は白色光源を、符号２はレンズを、符号３は光ファイバを、符号４は光チョッパシステムを示している。
光チョッパシステム４は、方位角４５度の偏光子５、光学軸を０度とした第一偏光変調器６、光学軸を０度とした波長板７及び方位角−４５度の偏光子８から成る。
前記波長板７は広帯域対応波長板である必要があり、この実施例では遅延度可変のハビネソレイユ補償板が用いられ、ステッピングモータ９で第一偏光変調器６の中心波長と連動した位相差になるように制御される。
光チョッパシステム４の後ろには、さらに第二偏光変調器１０が設けられている。
図中、符号１１は、第一及び第二偏光変調器６及び１０の駆動装置である。駆動装置１１は、水晶振動子を用いた一つの発振回路１１ａ、前記発振回路１１ａに基づいて動作する第一偏光変調器用駆動電圧回路１１ｂ及び第二偏光変調器用駆動電圧回路１１ｃを備えている。
第一偏光変調器用駆動電圧回路１１ｂ（正弦波電圧回路）には、第一偏光変調器６に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させる極性反転回路（ＮＯＴゲート）が設けられ、この極性反転回路により、左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけることが可能になる。
また、第二偏光変調器用駆動電圧回路（矩形波電圧回路）１１ｃの増幅部はトランジスタスイッチングとして動作するよう構成され、このスイッチング動作により、通常正弦波である第二偏光変調器１０の駆動電圧波形を矩形波に変え、一周期内の左右円偏光の割合を増加させる。
光源１から出た光は、光チョッパシステム４によって矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光され、その後、第二変調偏光器１０によって円偏光のみの変調光に偏光される。第二変調偏光器１０から出た変調光は、サンプル１２を透過した後、レンズ１３及び光ファイバ１４を介して検出器１５に送られ、同検出器１５において受光した光強度に応じた電気信号に基づいてＣＤスペクトル値が算出される。
【００１１】
図２はマイクロチャンネルプレート(MCP)を用いる第二世代の測定装置の偏光変調器に付加する駆動電圧波形と、パルスジェネレータからマイクロチャンネルプレートに付加するトリガーパルスゲート幅を示している。
図３は本発明に係る測定方法における第二偏光変調器に付加する駆動電圧波形と、光チョッパシステムによる光強度制御によって得られる光強度を示している。
図２に示すように、偏光変調器の駆動電圧波形が正弦波である第二世代の測定装置では、マイクロチャンネルプレート(MCP)を使って光変調器の円偏光成分のみを間引きしているため、変調周期のおよそ5％しか光を利用できなかった。第二世代の測定装置では、駆動電圧と偏光現象との間に遅れがあり、また、時間軸に対する偏光変調器からの出射光強度のゆらぎが存在するため、僅かな遅れによる時間軸のずれがＳ／Ｎ比に大きく影響する。発明者等は、第二世代の測定装置では、トリガー制御のパルス幅を拡張することでＳ／Ｎ比が劇的に改善することを確認し、また、純度の高い偏光現象を捉えるためにはトリガー制御に数百ナノ秒の精度と１〜０．５μｓｅｃの最適パルス幅が必須であることを確認した。しかし、この第二世代の測定装置では、パルス幅１μｓｅｃ以上の拡張は偏光純度を保てないため、結果としてＳ／Ｎ比の改善には積算回数を増やすしかなく、高速化は困難である。
これに対して、本実施例に係る測定方法及び測定装置では、第一偏光変調器用駆動電圧回路１１ｂ（正弦波電圧回路）に、第一偏光変調器６に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させる極性反転回路（ＮＯＴゲート）を設け、この極性反転回路により、光チョッパシステム４で左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけることができるようにして、光源１から出た光を、光チョッパシステム４によって矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光すると共に、第二偏光変調器用駆動電圧回路（矩形波電圧回路）１１ｃの増幅部をトランジスタスイッチングとして動作するよう構成し、このスイッチング動作により、通常正弦波である第二偏光変調器１０の駆動電圧波形を矩形波に変え、一周期内の左右円偏光の割合を増加させているので、図３に示すように、ほぼ全ての変調領域にわたって光を使用することが可能になり、さらに左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけることができる。ほぼ全ての変調領域にわたって光を使用することが可能になるため、第二世代の測定装置では数秒かかっていたフルスペクトル測定時間をミリ秒オーダーまで高速化することが可能になる。また、左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけることができるため、左右円偏光の吸収の差を求めて円二色性スペクトルを得ることが可能になる。
さらに、本実施例に係る測定方法及び測定装置では、光チョッパシステムの第一偏光変調器６と、光チョッパシステムの後ろに配置された第二偏光変調器１０とを共通の発振回路１１ａを備えた駆動装置１１で駆動しているため、二つの偏光変調器６及び１０の動作がシンクロナイズし、時間遅れが最小限に抑えられている。
さらにまた、本実施例に係る測定方法及び測定装置では、光源として白色光源を使用し、白色光源から出射した白色光を、単色光に分光せずにサンプルに照射するので、光のロスが少なく、極めて小さな出力の光源、例えば、１５０Ｗの光源を用いて円二色性スペクトルを測定することが可能になる。このように光源を小さくすることにより、測定装置全体を小型化することが可能になる。また、単色光へ分光しないため分光に必要な時間を短縮することが可能になる。
【００１２】
図４は、上記した測定装置に用いられる光チョッパシステムにより得られるオシロ波形を示す図である。
光チョッパシステムは、オシロスコープを用いて、二つの偏光子を正確にクロスニコル配置に設定し、二つの偏光子の方位角をそれぞれ４５度及び−４５度に調整した後、光学軸を０度に設定した偏光変調器と波長板とを二つの偏光子の間に挿入して作成した。また波長板は６３２．８ｎｍでλ／４になるように設定した。
図４に示すように、上記したように構成することにより光チョッパシステムで１周期（２０μｓｅｃ）の矩形波を得ることができることが確認できる。各構成要素（偏光子、偏光変調器及び波長板）をさらに調整することで立ち上がり時間の短い矩形波を得ることが可能になる。
【００１３】
図５は、本発明に係る円二色性スペクトル測定装置の第二実施例の概略図である。
図中、符号２０は光源を、符号２１は光ファイバを、符号２３は光チョッパシステムを各々示している。光チョッパシステム２３は、方位角４５度の偏光子２４、光学軸を０度とした第一偏光変調器２５、光学軸を０度とした波長板２６及び方位角−４５度の偏光子２７から成る。符号２８は波長板２６用のステッピングモータを示している。
光チョッパシステム２３の後ろには、さらに第二偏光変調器２９が配置されており、これら第一偏光変調器２５と第二偏光変調器２９とは、駆動装置３０によって駆動される。
駆動装置３０は、水晶振動子を用いた一つの発振回路３０ａ、前記発振回路３０ａに基づいて動作する第一偏光変調器用駆動電圧回路３０ｂ及び第二偏光変調器用駆動電圧回路３０ｃを備えている。
第一偏光変調器用駆動電圧回路３０ｂ（正弦波電圧回路）には、第一偏光変調器２５に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させる極性反転回路（ＮＯＴゲート）が設けられ、この極性反転回路により、左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけることが可能になる。
また、第二偏光変調器用駆動電圧回路（矩形波電圧回路）３０ｃの増幅部はトランジスタスイッチングとして動作するよう構成され、このスイッチング動作により、通常正弦波である第二偏光変調器２９の駆動電圧波形を矩形波に変え、一周期内の左右円偏光の割合を増加させる。
光源２０から出た光は、光チョッパシステム２３によって矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光され、その後、第二変調偏光器２９によって円偏光のみの変調光に偏光される。
第二偏光変調器２９から出射した変調光は、プリズム３１に入射する。プリズム３１の全反射界面にはサンプル３２が設けられており、プリズム３１に入射した光は、プリズム３１の全反射界面で全反射した後、プリズム３１から出射し、ＣＣＤ等から成る検出器３３で受光される。検出器３３は、プリズム３１に入射した光が、サンプル３２の下にある全反射界面で全反射した時に生じるエバネッセント光による光吸収を用いてサンプルのＣＤスペクトルを測定する。
【００１４】
図６は、本発明に係る円二色性スペクトル測定装置の第三実施例の概略図である。
図中、符号４０は光源を、符号４１は光ファイバを、符号４３は光チョッパシステムを各々示している。光チョッパシステム４３は、方位角４５度の偏光子４４、光学軸を０度とした第一偏光変調器４５、光学軸を０度とした波長板４６及び方位角−４５度の偏光子４７から成る。符号４８は波長板４６用のステッピングモータを示している。
光源４０から出た光は、光チョッパシステム４３によって矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光された後、スラブ型導波路から成るサンプルセル４９に入射する。
サンプルセル４９の全反射界面を構成する上面にはサンプル５０が設けられており、サンプルセル４９内に入射した光は、サンプルセル４９内で全反射を繰り返す過程でサンプル５０の下にある全反射界面で複数回全反射し、その後、サンプルセル４９から出射する。
サンプルセル４９から出射した光は、第一偏光変調器４５と共通の発振回路を有する駆動回路５１によって駆動される第二偏光変調器５２において円偏光のみの変調光に偏光された後、方位角４５度の偏光子５３を介してＣＣＤ等から成る検出器５４で受光される。
前記駆動装置５１は、水晶振動子を用いた一つの発振回路５１ａ、前記発振回路５１ａに基づいて動作する第一偏光変調器用駆動電圧回路５１ｂ及び第二偏光変調器用駆動電圧回路５１ｃを備えている。
第一偏光変調器用駆動電圧回路５１ｂ（正弦波電圧回路）には、第一偏光変調器４５に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させる極性反転回路（ＮＯＴゲート）が設けられ、この極性反転回路により、左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけることが可能になる。
また、第二偏光変調器用駆動電圧回路（矩形波電圧回路）５１ｃの増幅部はトランジスタスイッチングとして動作するよう構成され、このスイッチング動作により、通常正弦波である第二偏光変調器５２の駆動電圧波形を矩形波に変え、一周期内の左右円偏光の割合を増加させる。
検出器５４は、サンプルセル４９に入射した光が、サンプル５０の下にある全反射界面で全反射した時に生じるエバネッセント光による光吸収を用いてサンプルのＣＤスペクトルを測定する。
【００１５】
上記した実施例では、第一偏光変調器を正弦波形を持つ駆動電圧で駆動し、第二偏光変調器を矩形波形を持つ駆動電圧で駆動しているが、第一偏光変調器の駆動電圧波形は本実施例に限定されることなく、矩形波形を持つ駆動電圧で駆動してもよい。
また、上記した実施例では、光源に白色光源を用いているが、これは本実施例に限定されることなく、赤外光源、単色光源、真空紫外領域光源又は紫外（UV）光源を用いてもよい。
【符号の説明】
【００１６】
１ 光源
２ レンズ
３ 光ファイバ
４ 光チョッパシステム
５ 偏光子（４５度）
６ 第一偏光変調器（０度）
７ 波長板（０度）
８ 偏光子（−４５度）
９ ステッピングモータ
１０ 第二偏光変調器
１１ 駆動装置
１１ａ 発振回路
１１ｂ 第一偏光変調器用駆動電圧回路
１１ｃ 第二偏光変調器用駆動電圧回路
１２ サンプル
１３ レンズ
１４ 光ファイバ
１５ 検出器
２０ 光源
２１ 光ファイバ
２３ 光チョッパシステム
２４ 偏光子
２５ 第一偏光変調器
２６ 波長板
２７ 偏光子
２８ ステッピングモータ
２９ 第二偏光変調器
３０ 駆動装置
３０ａ 発振回路
３０ｂ 第一偏光変調器用駆動電圧回路
３０ｃ 第二偏光変調器用駆動電圧回路
３１ プリズム
３２ サンプル
３３ 検出器
４０ 光源
４１ 光ファイバ
４３ 光チョッパシステム
４４ 偏光子
４５ 第一偏光変調器
４６ 波長板
４７ 偏光子
４８ ステッピングモータ
４９ サンプルセル
５０ サンプル
５１ 駆動装置
５１ａ 発振回路
５１ｂ 第一偏光変調器用駆動電圧回路
５１ｃ 第二偏光変調器用駆動電圧回路
５２ 第二偏光変調器
５３ 偏光子
５４ 検出器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円二色性スペクトルの測定方法の改良に関する。また、本発明は、前記方法を利用した円二色性スペクトル測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発色団を持つ光学活性な物質（無機・有機化合物・生体分子等）のキラリティを測定する代表的な手段として、円複屈折(Circular Birefringence, CB)分光法及び円二色性(Circular Dichroism, CD)分光法を用いたCD・CB分光計は提案されている。
しかし、これら従来のCD・CB分光計は、測定すべき試料の状態が光学的異方性を持たない溶液状態でなければ測定を行うことができない。
生体関連物質であれば生体内により近い状態、即ち、非溶液状態の測定からのみ得られる物理化学的知見は少なくない。
物質は非溶液状態では光学的異方性を持つことが多く、このような非溶液状態の試料を測定できる装置として、同期検波法を用いた一次元分光計から成る第一世代の測定装置が提案されている。
しかし、この同期検波法に基づく第一世代の測定装置における、光学的異方性試料のキラリティ測定は、煩雑な解析法が必要で、特別な場合を除いて直接、純粋な偏光現象を得ることが出来ない。
そこで、発明者等は、偏光分光解析に威力を発揮するStokes-Mueller matrix解析を用い、偏光解析が不要な第二世代の円二色性スペクトル測定装置を開発し、これを提案した(特許文献１)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００９／１２３３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この第二世代の測定装置は同期検波法に基づく第一世代の汎用一次元分光計と異なり、高速電子シャッター（マルチチャンネルプレート）を使用し、偏光変調器（ＰＥＭ）で偏光変調された特定の変調領域（入射光の５％程度）を抽出する。これにより得られるスペクトルは特別な解析なしに、求めるべき偏光現象の真のスペクトルを得ることが可能である。
しかし、この第二世代の測定装置は、最小感度が30μＯＤであり、Ｓ／Ｎ比（信号雑音比）のさらなる改善が必要である。
また偏光変調周波数と偏光現象間に遅延度（＝変調器駆動電圧）依存性の遅れが存在するため、高速変調（50ｋHz）された偏光を正確に抽出するトリガー機構の制御が複雑であった。
また、前記第二世代の測定装置ではマイクロチャンネルプレート(MCP)を使って光変調器の円偏光成分のみを間引きして検出しているので、変調された光の５％程度しかシグナル解析に用いていない。結果として第二世代の測定装置では分解能(Δε■ は10-2〜10-3オーダーであり、Ｓ／Ｎ比および分解能向上は市販・汎用性を目指すためには不可欠である。
本発明は、上記した従来の問題点を解決し、かつ、動的変化の早い（＜数秒）化学反応、凝集体のプロセスや生体高分子のコンフォメーション変化等のダイナミクス測定が可能な第三世代の円二色性スペクトル測定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した目的を達成するために本発明に係る円二色性スペクトルの測定方法は、光源から出射した光を、サンプルに照射し、サンプルから出力された光の右円偏光と左円偏光との差からサンプルの円二色性スペクトルを測定する測定方法において、方位角４５度の偏光子、光学軸を０度とした第一偏光変調器、光学軸を０度とした波長板及び方位角−４５度の偏光子とで光チョッパシステムを構成し、前記光チョッパシステムを用いて光源からの光をサンプルに入射する前に直線偏光し、さらに、第二偏光変調器を設けて、前記直線偏光された光を円偏光のみの変調光に偏光すると共に、第一偏光変調器に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させることができるようにすることで、前記光チョッパシステムにおいて、光源からの光に左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけて、光源からの光を矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光するようにしたことを特徴とする。
また、本発明に係る円二色性スペクトルの測定装置は、光源と、サンプルを設けたサンプルセルと、サンプルから出射した光を受光する検出器とを備え、前記検出器においてサンプルセルから出射された光の右円偏光と左円偏光との差からサンプルの円二色性スペクトルを測定する円二色性スペクトル測定装置において、光源とサンプルセルとの間に、方位角４５度の偏光子、光学軸を０度とした第一偏光変調器、光学軸を０度とした波長板及び方位角−４５度の偏光子とで構成した光チョッパシステムを配置し、前記光チョッパシステムとサンプルセルとの間、又は、サンプルセルと検出器との間に、直線偏光された光を円偏光のみの変調光に偏光する第二偏光変調器を設け、第一偏光変調器に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させることができるようにすることで、前記光チョッパシステムにおいて、光源からの光に左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけて、光源からの光を矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る円二色性スペクトルの測定方法は、光源から出射した光を、サンプルに照射し、サンプルから出力された光の右円偏光と左円偏光との差からサンプルの円二色性スペクトルを測定する測定方法において、方位角４５度の偏光子、光学軸を０度とした第一偏光変調器、光学軸を０度とした波長板及び方位角−４５度の偏光子とで光チョッパシステムを構成し、前記光チョッパシステムを用いて光源からの光をサンプルに入射する前に直線偏光し、さらに、第二偏光変調器を設けて、前記直線偏光された光を円偏光のみの変調光に偏光すると共に、第一偏光変調器に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させることができるようにすることで、前記光チョッパシステムにおいて、光源からの光に左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけて、光源からの光を矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光するので、ほぼ全ての変調領域の光を使用することができ、単位時間当たりの光量を増すことでＳ／Ｎ比および分解能向上を達成することができる。
光チョッパシステムにおいて、光源からの光に左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけて、光源からの光を矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光するので、変調一周期内に左右円偏光の割合を増加させることができる。これにより、偏光変調器に同期した高速電子シャッターを使用した第二世代の測定装置と比較して、約２０倍の高速化が可能になる。
また、第一及び第二偏光変調器を、同一の発振回路に基づいて動作する駆動電圧回路で駆動することにより、前記第一及び第二偏光変調器の動作がシンクロナイズし、時間遅れを最小限に抑えることが可能になる。
本発明に係る円二色性スペクトルの測定装置は、上記した本発明に係る円二色性スペクトルの測定方法と同一の効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る円二色性スペクトルの測定方法を適用した円二色性スペクトル測定装置の一実施例の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】マイクロチャンネルプレート(MCP)を用いる第二世代の測定装置の偏光変調器に付加する駆動電圧波形と、パルスジェネレータからマイクロチャンネルプレートに付加するトリガーパルスゲート幅を示している。
【図３】本発明に係る測定方法及び測定装置における第二偏光変調器に付加する駆動電圧波形と、光チョッパシステムによる光強度制御によって得られる光強度を示している。
【図４】本発明に係る測定方法及び測定装置に用いられる光チョッパシステムにより得られるオシロ波形を示す図である。
【図５】本発明に係る円二色性スペクトル測定装置の第二実施例の概略図である。
【図６】本発明に係る円二色性スペクトル測定装置の第三実施例の概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面に示した実施例を参照して本発明に係る円二色性スペクトル測定方法及び測定装置の実施の形態について説明していく。
【０００９】
本発明に係る円二色性スペクトルの測定方法は、偏光変調器（ＰＥＭ）を備えた光チョッパシステムを用いて、光源から出た光から、所定の周波数で変調された１：１のデューティ比を持つ矩形波に近い矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光を作り出す。そして、光チョッパシステムによってチョッピングされた直線偏光から、第二の偏光変調器（ＰＥＭ）を用いて、目的とする円偏光のみの変調光を作り出す。
【００１０】
図１は、本発明に係る円二色性スペクトルの測定方法を適用した円二色性スペクトル測定装置の一実施例の構成を示す概略ブロック図である。
図中、符号１は白色光源を、符号２はレンズを、符号３は光ファイバを、符号４は光チョッパシステムを示している。
光チョッパシステム４は、方位角４５度の偏光子５、光学軸を０度とした第一偏光変調器６、光学軸を０度とした波長板７及び方位角−４５度の偏光子８から成る。
前記波長板７は広帯域対応波長板である必要があり、この実施例では遅延度可変のハビネソレイユ補償板が用いられ、ステッピングモータ９で第一偏光変調器６の中心波長と連動した位相差になるように制御される。
光チョッパシステム４の後ろには、さらに第二偏光変調器１０が設けられている。
図中、符号１１は、第一及び第二偏光変調器６及び１０の駆動装置である。駆動装置１１は、水晶振動子を用いた一つの発振回路１１ａ、前記発振回路１１ａに基づいて動作する第一偏光変調器用駆動電圧回路１１ｂ及び第二偏光変調器用駆動電圧回路１１ｃを備えている。
第一偏光変調器用駆動電圧回路１１ｂ（正弦波電圧回路）には、第一偏光変調器６に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させる極性反転回路（ＮＯＴゲート）が設けられ、この極性反転回路により、左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけることが可能になる。
また、第二偏光変調器用駆動電圧回路（矩形波電圧回路）１１ｃの増幅部はトランジスタスイッチングとして動作するよう構成され、このスイッチング動作により、通常正弦波である第二偏光変調器１０の駆動電圧波形を矩形波に変え、一周期内の左右円偏光の割合を増加させる。
光源１から出た光は、光チョッパシステム４によって矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光され、その後、第二変調偏光器１０によって円偏光のみの変調光に偏光される。第二変調偏光器１０から出た変調光は、サンプル１２を透過した後、レンズ１３及び光ファイバ１４を介して検出器１５に送られ、同検出器１５において受光した光強度に応じた電気信号に基づいてＣＤスペクトル値が算出される。
【００１１】
図２はマイクロチャンネルプレート(MCP)を用いる第二世代の測定装置の偏光変調器に付加する駆動電圧波形と、パルスジェネレータからマイクロチャンネルプレートに付加するトリガーパルスゲート幅を示している。
図３は本発明に係る測定方法における第二偏光変調器に付加する駆動電圧波形と、光チョッパシステムによる光強度制御によって得られる光強度を示している。
図２に示すように、偏光変調器の駆動電圧波形が正弦波である第二世代の測定装置では、マイクロチャンネルプレート(MCP)を使って光変調器の円偏光成分のみを間引きしているため、変調周期のおよそ5％しか光を利用できなかった。第二世代の測定装置では、駆動電圧と偏光現象との間に遅れがあり、また、時間軸に対する偏光変調器からの出射光強度のゆらぎが存在するため、僅かな遅れによる時間軸のずれがＳ／Ｎ比に大きく影響する。発明者等は、第二世代の測定装置では、トリガー制御のパルス幅を拡張することでＳ／Ｎ比が劇的に改善することを確認し、また、純度の高い偏光現象を捉えるためにはトリガー制御に数百ナノ秒の精度と１〜０．５μｓｅｃの最適パルス幅が必須であることを確認した。しかし、この第二世代の測定装置では、パルス幅１μｓｅｃ以上の拡張は偏光純度を保てないため、結果としてＳ／Ｎ比の改善には積算回数を増やすしかなく、高速化は困難である。
これに対して、本実施例に係る測定方法及び測定装置では、第一偏光変調器用駆動電圧回路１１ｂ（正弦波電圧回路）に、第一偏光変調器６に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させる極性反転回路（ＮＯＴゲート）を設け、この極性反転回路により、光チョッパシステム４で左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけることができるようにして、光源１から出た光を、光チョッパシステム４によって矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光すると共に、第二偏光変調器用駆動電圧回路（矩形波電圧回路）１１ｃの増幅部をトランジスタスイッチングとして動作するよう構成し、このスイッチング動作により、通常正弦波である第二偏光変調器１０の駆動電圧波形を矩形波に変え、一周期内の左右円偏光の割合を増加させているので、図３に示すように、ほぼ全ての変調領域にわたって光を使用することが可能になり、さらに左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけることができる。ほぼ全ての変調領域にわたって光を使用することが可能になるため、第二世代の測定装置では数秒かかっていたフルスペクトル測定時間をミリ秒オーダーまで高速化することが可能になる。また、左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけることができるため、左右円偏光の吸収の差を求めて円二色性スペクトルを得ることが可能になる。
さらに、本実施例に係る測定方法及び測定装置では、光チョッパシステムの第一偏光変調器６と、光チョッパシステムの後ろに配置された第二偏光変調器１０とを共通の発振回路１１ａを備えた駆動装置１１で駆動しているため、二つの偏光変調器６及び１０の動作がシンクロナイズし、時間遅れが最小限に抑えられている。
さらにまた、本実施例に係る測定方法及び測定装置では、光源として白色光源を使用し、白色光源から出射した白色光を、単色光に分光せずにサンプルに照射するので、光のロスが少なく、極めて小さな出力の光源、例えば、１５０Ｗの光源を用いて円二色性スペクトルを測定することが可能になる。このように光源を小さくすることにより、測定装置全体を小型化することが可能になる。また、単色光へ分光しないため分光に必要な時間を短縮することが可能になる。
【００１２】
図４は、上記した測定装置に用いられる光チョッパシステムにより得られるオシロ波形を示す図である。
光チョッパシステムは、オシロスコープを用いて、二つの偏光子を正確にクロスニコル配置に設定し、二つの偏光子の方位角をそれぞれ４５度及び−４５度に調整した後、光学軸を０度に設定した偏光変調器と波長板とを二つの偏光子の間に挿入して作成した。また波長板は６３２．８ｎｍでλ／４になるように設定した。
図４に示すように、上記したように構成することにより光チョッパシステムで１周期（２０μｓｅｃ）の矩形波を得ることができることが確認できる。各構成要素（偏光子、偏光変調器及び波長板）をさらに調整することで立ち上がり時間の短い矩形波を得ることが可能になる。
【００１３】
図５は、本発明に係る円二色性スペクトル測定装置の第二実施例の概略図である。
図中、符号２０は光源を、符号２１は光ファイバを、符号２３は光チョッパシステムを各々示している。光チョッパシステム２３は、方位角４５度の偏光子２４、光学軸を０度とした第一偏光変調器２５、光学軸を０度とした波長板２６及び方位角−４５度の偏光子２７から成る。符号２８は波長板２６用のステッピングモータを示している。
光チョッパシステム２３の後ろには、さらに第二偏光変調器２９が配置されており、これら第一偏光変調器２５と第二偏光変調器２９とは、駆動装置３０によって駆動される。
駆動装置３０は、水晶振動子を用いた一つの発振回路３０ａ、前記発振回路３０ａに基づいて動作する第一偏光変調器用駆動電圧回路３０ｂ及び第二偏光変調器用駆動電圧回路３０ｃを備えている。
第一偏光変調器用駆動電圧回路３０ｂ（正弦波電圧回路）には、第一偏光変調器２５に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させる極性反転回路（ＮＯＴゲート）が設けられ、この極性反転回路により、左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけることが可能になる。
また、第二偏光変調器用駆動電圧回路（矩形波電圧回路）３０ｃの増幅部はトランジスタスイッチングとして動作するよう構成され、このスイッチング動作により、通常正弦波である第二偏光変調器２９の駆動電圧波形を矩形波に変え、一周期内の左右円偏光の割合を増加させる。
光源２０から出た光は、光チョッパシステム２３によって矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光され、その後、第二変調偏光器２９によって円偏光のみの変調光に偏光される。
第二偏光変調器２９から出射した変調光は、プリズム３１に入射する。プリズム３１の全反射界面にはサンプル３２が設けられており、プリズム３１に入射した光は、プリズム３１の全反射界面で全反射した後、プリズム３１から出射し、ＣＣＤ等から成る検出器３３で受光される。検出器３３は、プリズム３１に入射した光が、サンプル３２の下にある全反射界面で全反射した時に生じるエバネッセント光による光吸収を用いてサンプルのＣＤスペクトルを測定する。
【００１４】
図６は、本発明に係る円二色性スペクトル測定装置の第三実施例の概略図である。
図中、符号４０は光源を、符号４１は光ファイバを、符号４３は光チョッパシステムを各々示している。光チョッパシステム４３は、方位角４５度の偏光子４４、光学軸を０度とした第一偏光変調器４５、光学軸を０度とした波長板４６及び方位角−４５度の偏光子４７から成る。符号４８は波長板４６用のステッピングモータを示している。
光源４０から出た光は、光チョッパシステム４３によって矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光された後、スラブ型導波路から成るサンプルセル４９に入射する。
サンプルセル４９の全反射界面を構成する上面にはサンプル５０が設けられており、サンプルセル４９内に入射した光は、サンプルセル４９内で全反射を繰り返す過程でサンプル５０の下にある全反射界面で複数回全反射し、その後、サンプルセル４９から出射する。
サンプルセル４９から出射した光は、第一偏光変調器４５と共通の発振回路を有する駆動回路５１によって駆動される第二偏光変調器５２において円偏光のみの変調光に偏光された後、方位角４５度の偏光子５３を介してＣＣＤ等から成る検出器５４で受光される。
前記駆動装置５１は、水晶振動子を用いた一つの発振回路５１ａ、前記発振回路５１ａに基づいて動作する第一偏光変調器用駆動電圧回路５１ｂ及び第二偏光変調器用駆動電圧回路５１ｃを備えている。
第一偏光変調器用駆動電圧回路５１ｂ（正弦波電圧回路）には、第一偏光変調器４５に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させる極性反転回路（ＮＯＴゲート）が設けられ、この極性反転回路により、左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけることが可能になる。
また、第二偏光変調器用駆動電圧回路（矩形波電圧回路）５１ｃの増幅部はトランジスタスイッチングとして動作するよう構成され、このスイッチング動作により、通常正弦波である第二偏光変調器５２の駆動電圧波形を矩形波に変え、一周期内の左右円偏光の割合を増加させる。
検出器５４は、サンプルセル４９に入射した光が、サンプル５０の下にある全反射界面で全反射した時に生じるエバネッセント光による光吸収を用いてサンプルのＣＤスペクトルを測定する。
【００１５】
上記した実施例では、第一偏光変調器を正弦波形を持つ駆動電圧で駆動し、第二偏光変調器を矩形波形を持つ駆動電圧で駆動しているが、第一偏光変調器の駆動電圧波形は本実施例に限定されることなく、矩形波形を持つ駆動電圧で駆動してもよい。
また、上記した実施例では、光源に白色光源を用いているが、これは本実施例に限定されることなく、赤外光源、単色光源、真空紫外領域光源又は紫外（UV）光源を用いてもよい。
【符号の説明】
【００１６】
１ 光源
２ レンズ
３ 光ファイバ
４ 光チョッパシステム
５ 偏光子（４５度）
６ 第一偏光変調器（０度）
７ 波長板（０度）
８ 偏光子（−４５度）
９ ステッピングモータ
１０ 第二偏光変調器
１１ 駆動装置
１１ａ 発振回路
１１ｂ 第一偏光変調器用駆動電圧回路
１１ｃ 第二偏光変調器用駆動電圧回路
１２ サンプル
１３ レンズ
１４ 光ファイバ
１５ 検出器
２０ 光源
２１ 光ファイバ
２３ 光チョッパシステム
２４ 偏光子
２５ 第一偏光変調器
２６ 波長板
２７ 偏光子
２８ ステッピングモータ
２９ 第二偏光変調器
３０ 駆動装置
３０ａ 発振回路
３０ｂ 第一偏光変調器用駆動電圧回路
３０ｃ 第二偏光変調器用駆動電圧回路
３１ プリズム
３２ サンプル
３３ 検出器
４０ 光源
４１ 光ファイバ
４３ 光チョッパシステム
４４ 偏光子
４５ 第一偏光変調器
４６ 波長板
４７ 偏光子
４８ ステッピングモータ
４９ サンプルセル
５０ サンプル
５１ 駆動装置
５１ａ 発振回路
５１ｂ 第一偏光変調器用駆動電圧回路
５１ｃ 第二偏光変調器用駆動電圧回路
５２ 第二偏光変調器
５３ 偏光子
５４ 検出器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射した光を、サンプルに照射し、サンプルから出力された光の右円偏光と左円偏光との差からサンプルの円二色性スペクトルを測定する測定方法において、
方位角４５度の偏光子、光学軸を０度とした第一偏光変調器、光学軸を０度とした波長板及び方位角−４５度の偏光子とで光チョッパシステムを構成し、
前記光チョッパシステムを用いて光源からの光をサンプルに入射する前に直線偏光し、
さらに、第二偏光変調器を設けて、前記直線偏光された光を円偏光のみの変調光に偏光すると共に、
第一偏光変調器に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させることができるようにすることで、前記光チョッパシステムにおいて、光源からの光に左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけて、光源からの光を矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光するようにした
ことを特徴とする本発明に係る円二色性スペクトルの測定方法。
【請求項２】
前記第二偏光変調器の駆動電圧波形を矩形波とする
ことを特徴とする請求項１に記載の測定方法。
【請求項３】
前記第一及び第二偏光変調器を共通の発振回路を備えた駆動装置で駆動する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の円二色性スペクトル測定方法。
【請求項４】
前記光チョッパシステムを用いて光源から出射した光を、矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光した後、前記第二偏光変調器により前記直線偏光された光を円偏光のみに変調してからサンプルに照射する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の円二色性スペクトル測定方法。
【請求項５】
前記光チョッパシステムを用いて光源から出射した光を、矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光してからサンプルに照射し、
サンプルから出射した光を、前記第二偏光変調器により円偏光のみに変調する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の円二色性スペクトル測定方法。
【請求項６】
光源と、
サンプルを設けたサンプルセルと、
サンプルから出射した光を受光する検出器と
を備え、
前記検出器においてサンプルセルから出射された光の右円偏光と左円偏光との差からサンプルの円二色性スペクトルを測定する
円二色性スペクトル測定装置において、
光源とサンプルセルとの間に、方位角４５度の偏光子、光学軸を０度とした第一偏光変調器、光学軸を０度とした波長板及び方位角−４５度の偏光子とで構成した光チョッパシステムを配置し、
前記光チョッパシステムとサンプルセルとの間、又は、サンプルセルと検出器との間に、直線偏光された光を円偏光のみの変調光に偏光する第二偏光変調器を設け、
第一偏光変調器に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させることができるようにすることで、
前記光チョッパシステムにおいて、光源からの光に左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけて、光源からの光を矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光するようにした
ことを特徴とする円二色性スペクトル測定装置。
【請求項７】
前記第一及び第二偏光変調器を駆動する駆動装置を備え、
該駆動装置が、水晶振動子を用いた一つの発振回路、前記発振回路に基づいて動作する第一偏光変調器用駆動電圧回路及び第二偏光変調器用駆動電圧回路を備えている
ことを特徴とする請求項６に記載の測定装置。
【請求項８】
前記駆動装置の第二偏光変調器用駆動電圧回路における増幅部がトランジスタスイッチングとして動作するよう構成され、このスイッチング動作により、第二偏光変調器の駆動電圧波形を矩形波に変える
ことを特徴とする請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
前記駆動装置の第一偏光変調器用駆動電圧回路が、第一偏光変調器の駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させる極性反転回路（ＮＯＴゲート）を有し、この極性反転回路により、左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかける
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の測定装置。
【請求項１】
光源から出射した光を、サンプルに照射し、サンプルから出力された光の右円偏光と左円偏光との差からサンプルの円二色性スペクトルを測定する測定方法において、
方位角４５度の偏光子、光学軸を０度とした第一偏光変調器、光学軸を０度とした波長板及び方位角−４５度の偏光子とで光チョッパシステムを構成し、
前記光チョッパシステムを用いて光源からの光をサンプルに入射する前に直線偏光し、
さらに、第二偏光変調器を設けて、前記直線偏光された光を円偏光のみの変調光に偏光すると共に、
第一偏光変調器に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させることができるようにすることで、前記光チョッパシステムにおいて、光源からの光に左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけて、光源からの光を矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光するようにした
ことを特徴とする本発明に係る円二色性スペクトルの測定方法。
【請求項２】
前記第二偏光変調器の駆動電圧波形を矩形波とする
ことを特徴とする請求項１に記載の測定方法。
【請求項３】
前記第一及び第二偏光変調器を共通の発振回路を備えた駆動装置で駆動する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の円二色性スペクトル測定方法。
【請求項４】
前記光チョッパシステムを用いて光源から出射した光を、矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光した後、前記第二偏光変調器により前記直線偏光された光を円偏光のみに変調してからサンプルに照射する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の円二色性スペクトル測定方法。
【請求項５】
前記光チョッパシステムを用いて光源から出射した光を、矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光してからサンプルに照射し、
サンプルから出射した光を、前記第二偏光変調器により円偏光のみに変調する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の円二色性スペクトル測定方法。
【請求項６】
光源と、
サンプルを設けたサンプルセルと、
サンプルから出射した光を受光する検出器と
を備え、
前記検出器においてサンプルセルから出射された光の右円偏光と左円偏光との差からサンプルの円二色性スペクトルを測定する
円二色性スペクトル測定装置において、
光源とサンプルセルとの間に、方位角４５度の偏光子、光学軸を０度とした第一偏光変調器、光学軸を０度とした波長板及び方位角−４５度の偏光子とで構成した光チョッパシステムを配置し、
前記光チョッパシステムとサンプルセルとの間、又は、サンプルセルと検出器との間に、直線偏光された光を円偏光のみの変調光に偏光する第二偏光変調器を設け、
第一偏光変調器に付加する駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させることができるようにすることで、
前記光チョッパシステムにおいて、光源からの光に左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかけて、光源からの光を矩形波状の波形の光強度を持つ直線偏光に偏光するようにした
ことを特徴とする円二色性スペクトル測定装置。
【請求項７】
前記第一及び第二偏光変調器を駆動する駆動装置を備え、
該駆動装置が、水晶振動子を用いた一つの発振回路、前記発振回路に基づいて動作する第一偏光変調器用駆動電圧回路及び第二偏光変調器用駆動電圧回路を備えている
ことを特徴とする請求項６に記載の測定装置。
【請求項８】
前記駆動装置の第二偏光変調器用駆動電圧回路における増幅部がトランジスタスイッチングとして動作するよう構成され、このスイッチング動作により、第二偏光変調器の駆動電圧波形を矩形波に変える
ことを特徴とする請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
前記駆動装置の第一偏光変調器用駆動電圧回路が、第一偏光変調器の駆動電圧の電圧信号波形の極性を反転させる極性反転回路（ＮＯＴゲート）を有し、この極性反転回路により、左右円偏光それぞれに同期したチョッパをかける
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−５０３９４（Ｐ２０１３−５０３９４Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８８６８５（Ｐ２０１１−１８８６８５）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（５９９０５５３８２）学校法人東邦大学 (18)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（５９９０５５３８２）学校法人東邦大学 (18)
【Ｆターム（参考）】
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