吸光度測定装置、吸光度測定方法
【課題】試料の光熱効果を利用した吸光度測定により、非常に吸光度の高い試料についても容易に高精度で吸光度を測定できること。
【解決手段】所定の調査光Ｐ１をレーザ光源７から試料５に対して照射し、吸光度の測定対象となる測定光Ｐ３を測定光源１から試料５に対してその試料内で調査光Ｐ１と交差するように照射し、試料５内で測定光Ｐ３と交差することによる調査光Ｐ１の位相の変化を光干渉計により測定し、その測定結果に基づいて測定光Ｐ３についての試料５の吸光度を信号処理装置２１により算出する。
【解決手段】所定の調査光Ｐ１をレーザ光源７から試料５に対して照射し、吸光度の測定対象となる測定光Ｐ３を測定光源１から試料５に対してその試料内で調査光Ｐ１と交差するように照射し、試料５内で測定光Ｐ３と交差することによる調査光Ｐ１の位相の変化を光干渉計により測定し、その測定結果に基づいて測定光Ｐ３についての試料５の吸光度を信号処理装置２１により算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の吸光度を測定する吸光度測定装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、試料の吸光度を測定する場合、透過型の吸光度測定装置が用いられる。
透過型の吸光度測定装置は、測定対象となる測定光を試料に透過させ、試料内で吸収されずに透過してきた観測光の強度を検出することによって吸光度を測定する。ここで、試料に入射する前の測定光の強度をＩ0、試料を透過後の測定光の強度をＩとすると、吸光度Ａ＝−ｌｏｇ10（Ｉ／Ｉ0）となる。
また、特許文献１には、吸光度の高い試料についても、懸濁物の体積等の問題なく吸光度を測定できる透過型の吸光度測定装置が示されている。
一方、特許文献２には、試料に励起光を照射することにより、光熱効果によってその試料が発熱するとともに、熱レンズ効果によって試料の屈折率が変化するという特性を利用した試料の分析法が示されている。
特許文献２に示される試料の分析法の原理は以下の通りである。
まず、試料の測定部位に第１の光（以下、調査光という）を照射し、さらに、その測定部位に第２の光（以下、励起光という）を照射する。そして、試料の測定部位を通過した調査光を、集光レンズで集光した後にピンホールに通過させ、このピンホール通過後の調査光の強度を光検出器で検出する。そうすると、励起光の照射により試料の屈折率が変化し、その屈折率の変化によって調査光の光路が変化し、その光路の変化量に応じて、ピンホール通過後の調査光の強度が変化する。従って、このピンホール通過後の調査光の強度変化に基づいて、励起光の吸収による試料の発熱特性を測定でき、その発熱特性から試料の物性を測定できる。
【特許文献１】特開平６−１６０２８０号公報
【特許文献２】特開平１０−２３２２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、透過型の吸光度測定では、試料の吸光度が大きいほど、試料を透過後の測定光の強度が弱くなる。このため、透過型の吸光度測定は、吸光度が非常に高い試料については、試料を透過後の測定光の強度が限りなく０に近くなり、その測定光の強度を光検出器で測定できない、或いは十分な精度で測定できないという問題点があった。例えば、測定対象である測定光が赤外領域の光である場合には、多くの試料が非常に高い吸光度を示すため、特にその問題が顕著となる。
また、試料の厚みを十分に薄くすれば測定可能な吸光度の範囲を広げられるものの、測定精度に直結する試料の厚みを高精度で管理することが困難であるという問題点があった。また、試料が液体試料である場合、ごく薄い厚みの試料収容部を形成する組み立て式の容器（セル）に封入したり取り出したりする作業が非常に煩雑となるという問題点もあった。また、有機溶媒を用いた液体試料などのように、粘性が低く表面張力が小さい試料を測定する場合、組み立て式容器の接合部の隙間から試料が漏れ出すなどの不都合も生じる。さらに、特許文献１に示される課題のように、懸濁液試料の場合には、液体試料の容器に懸濁物が堆積するなどの問題点も生じ得た。
また、液体試料における容器（セル）との界面の染み出し光の吸収を測定する反射型の吸光度測定装置も存在するが、液体試料の容器への封入や、測定装置への取り付けの作業が煩雑であるという問題点がある。
一方、励起光が試料に照射された場合、その励起光についての試料の吸光度が高いほど、光熱効果による試料の発熱量が大きくなり、調査光の変化が大きくなる。このため、光熱効果を利用すれば、吸光度が高い試料についても、調査光の変化を正確に測定できる。
従って、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、試料の光熱効果を利用した吸光度測定により、非常に吸光度の高い試料についても容易に高精度で吸光度を測定できる吸光度測定装置及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明は、試料の吸光度を測定する吸光度測定装置として構成されるものであり、以下の（１）〜（４）に示す構成要素を備えることを特徴とする。
（１）所定の調査光を前記試料に対して照射する調査光照射手段。
（２）吸光度の測定対象となる測定光を前記試料に対して該試料内で前記調査光と交差するように照射する測定光照射手段。
（３）前記試料内で前記測定光と交差することによる前記調査光の位相若しくは光路の変化を測定する調査光変化測定手段。
（４）前記調査光変化測定手段の測定結果に基づいて前記測定光についての前記試料の吸光度を算出する吸光度算出手段。
前記測定光を励起光として捉えた場合、光熱効果による試料の発熱量の変化及び屈折率の変化の大きさは、前記測定光についての試料の吸光度の高さと高い相関関係がある。また、測定光の照射による試料の屈折率の変化の大きさは、試料内で測定光（励起光）と交差することによる調査光の光路の変化及び位相の変化の大きさと高い相関関係がある。このため、前記調査光変化測定手段により、試料に照射された調査光の光路や位相が、試料内で測定光と交差することによって変化する程度を測定すれば、前記吸光度算出手段により、前記測定光についての試料の吸光度を高精度で算出（測定）することができる。また、本吸光度測定装置では、試料内における測定光と調査光との交差部のみが測定部位となり、その測定部位（光の交差部）を光学機器の調整等によって所望の位置や大きさに設定することは容易である。このため、試料の厚み方向全体が測定部位となる従来の透過型の吸光度測定とは異なり、吸光度が高い試料を測定する場合でも、試料の厚みを薄くする必要がない。
【０００５】
また、測定光が赤外線領域の光である場合など、特に吸光度が高くなる測定光及び試料の組合せについて測定を行う場合、試料内における前記測定光及び前記調査光の交差部が、前記試料における前記測定光の入射部界面に対して内側近傍に位置するよう設定すれば好適である。
これにより、試料内において大きく減衰する前の測定光によって励起された部分の特性変化を、調査光によって測定できる。
さらにその場合、前記調査光の前記試料内における光軸方向が前記試料における前記測定光の入射部界面に対して平行若しくはほぼ平行となるように設定されることが好ましい。
これにより、調査光が、試料における測定光の入射部界面近傍を通る場合に、その調査光の一部が試料の外側の部分（試料内の測定部位以外の部分）にはみ出す無駄が生じることを防止できる。
【０００６】
また、流体状の前記試料が充填される容器であって前記測定光及び前記調査光各々を外側から前記試料の充填部に透過させる壁が形成された試料容器をさらに具備する吸光度測定装置も考えられる。
これにより、流体状の試料の吸光度を測定できる。
ここで、測定光との交差部における調査光の幅（断面の大きさ）、即ち、試料の測定部位の測定光方向における寸法を調整するために、調査光を集光レンズなどによって集光する場合、試料内における調査光の幅が、測定光との交差部に向かうほど徐々に狭くなる状況となる。
そこで、前記試料容器における前記測定光を透過させる壁の内側面が、前記試料の充填部に突出して形成されていれば好適である。
これにより、試料における測定光の入射部界面近傍（即ち、試料容器の内側の壁面近郷）に調査光及び測定光の交差部を位置させた場合に、その交差部に至るまでの調査光の一部が、試料容器の壁内（試料内の測定部位以外の部分）にはみ出す無駄が生じることを防止できる。
さらにその場合、前記試料容器における前記測定光を透過させる壁に、前記測定光の透過領域を制限するマスクが設けられていれば好適である。
このマスクにより、調査光との交差部における測定光の幅（断面の大きさ）、即ち、試料の測定部位の調査光方向における大きさをを調整できる。
また、前記調査光変化測定手段が、前記試料内で前記測定光と交差することによる前記調査光の位相の変化を光干渉計により測定するものが考えられる。
これにより、調査光の変化を光学的に高精度で測定できる。
【０００７】
また、本発明は以上に示した吸光度測定装置を用いた吸光度測定と同原理の集光度測定方法として捉えることもできる。
即ち、試料の吸光度を測定する吸光度測定方法であって、以下の（１）〜（４）に示す各手順を実行することを特徴とする。
（１）吸光度の測定対象となる測定光を出射する光源の出射光を前記試料に照射する測定光照射手順。
（２）所定の調査光を出射する光源の出射光を前記試料に対しその試料内で前記測定光と交差するように照射する調査光照射手順。
（３）前記試料内で前記測定光と交差することによる前記調査光の位相若しくは光路の変化を所定の光測定手段を通じて測定する調査光変化測定手順。
（４）前記調査光変化測定手順の測定結果に基づいて前記測定光についての前記試料の吸光度を所定の計算機により算出する吸光度算出手順。
この吸光度測定方法の実施による作用及び効果は、前述した吸光度測定装置の作用及び効果と同様である。
ここで、前記試料内における前記測定光及び前記調査光の交差部が、前記試料における前記測定光の入射部界面に対して内側近傍に位置するよう設定する場合、以下の条件を満たすことが望ましい。
その条件の１つは、前記測定光についての前記試料の単位長さ当たりの吸光度（単位吸光度）が３０［ｃｍ-1］以下である場合に、前記試料内における前記測定光及び前記調査光の交差部が、前記試料における前記測定光の入射部界面に対して内側１５０μｍ以内に位置するよう設定するという条件である。
前記条件の２つ目は、前記測定光についての前記試料の単位長さ当たりの吸光度（単位吸光度）が４０［ｃｍ-1］以下である場合に、前記試料内における前記測定光及び前記調査光の交差部が、前記試料における前記測定光の入射部界面に対して内側１００μｍ以内に位置するよう設定するという条件である。
これらの条件を満たすことにより、試料内において大きく減衰する前の測定光によって励起された部分の特性変化を、調査光によって測定できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、前記測定光によって試料が励起され、その光熱効果によって生じる試料の屈折率の変化を、試料に照射された調査光の光路や位相の変化として測定するので、その測定光についての試料の吸光度を高感度かつ高精度で測定することができる。また、試料内における測定部位（測定光と調査光との交差部）を、光学機器の調整等によって所望の位置や大きさに設定することが容易である。このため、試料の厚み方向全体が測定部位となる従来の透過型の吸光度測定とは異なり、吸光度が高い試料を測定する場合でも、試料の厚みを薄くする必要がない。その結果、ごく薄い厚みの試料の寸法を高精度で管理する困難さや、液体試料を厚みがごく薄い試料収容部を有する組み立て式の容器に封入したり取り出したりする作業の煩雑さなどの従来の問題点が解消される。
さらに、測定光が赤外線領域の光である場合など、特に吸光度が高くなる測定光及び試料の組合せについて測定を行う場合に、試料内における前記測定光及び前記調査光の交差部が、前記試料における前記測定光の入射部界面に対して内側近傍に位置するよう設定すればなお好適である。
これにより、試料内において大きく減衰する前の測定光によって励起された部分の特性変化を、調査光によって測定できる。その結果、特段に強い測定光を用いなくても、吸光度の高い試料を高精度で測定できる。
【０００９】
また、測定に際し、流体状の前記試料が充填される容器であって前記測定光及び前記調査光各々を外側から前記試料の充填部に透過させる壁が形成された試料容器を用いれば、流体状の試料の吸光度も測定できる。
この試料容器は、前記測定光を透過させる壁の内側面が、前記試料の充填部に突出して形成されたものや、前記測定光を透過させる壁に、その測定光の透過領域を制限するマスクが設けられたものが望ましい。
これにより、試料における測定光の入射部界面近傍（即ち、試料容器の内側の壁面近郷）に調査光及び測定光の交差部を位置させた場合に、その交差部に至るまでの調査光の一部が、試料容器の壁内（試料内の測定部位以外の部分）にはみ出す無駄が生じることを防止できる。また、前記マスクにより、調査光との交差部における測定光の幅（断面の大きさ）、即ち、試料の測定部位の調査光方向における大きさをを調整できる。
また、前記調査光変化測定手段が、前記試料内で前記測定光と交差することによる前記調査光の位相の変化を光干渉計により測定するものであれば、調査光の変化を光学的に高精度で測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに、図１は本発明の実施形態に係る吸光度測定装置Ｘの概略構成図、図２は吸光度測定装置Ｘで測定される液体試料及びそれを収容するセルの第一例を表す断面図、図３は吸光度測定装置Ｘで測定される液体試料及びそれを収容するセルの第二例を表す断面図、図４は所定の実験条件下で複数の液体試料を吸光度測定装置Ｘで測定した場合に光検出器で検出された干渉光強度の変化量を表すグラフ、図５は従来の透過型の吸光度測定装置により所定の液体試料の吸光度を測定した結果を表すグラフ、図６〜図８は試料の単位吸光度と試料の測定部における吸光量との関係を理論計算によりシミュレーションした結果を表すグラフ（１）〜（３）である。
【００１１】
以下、図１を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る吸光度測定装置Ｘについて説明する。この吸光度測定装置Ｘは、試料５の吸光度を測定するために用いられ、試料５に測定光Ｐ３を照射し、その試料５の光熱効果によって生じる特性変化（屈折率変化）を測定し、その測定結果に基づいて試料５の吸光度を算出（測定）する装置である。以下に示す実施形態は、試料５が液体試料（流体状の試料の一例）である場合の例を示すが、試料５が固体である場合であっても同様に実施できる。
図１に示すように、吸光度測定装置Ｘは、測定光源１、チョッパ２、レンズ等の光学機器３、４、６、８〜１９、レーザ光源７、光検出器２０、信号処理装置２１等を備えている。
さらに、吸光度測定装置Ｘは、液体試料５がその内部に充填される試料容器であるセルＳを備え、液体試料５は、このセルＳ内に充填（収容）された状態で測定される。
吸光度の測定対象となる測定光を出射する所定の測定光源１（例えば、波長５３３ｎｍ、出力１００ｍＷのレーザ（ＹＡＧ倍波））から出力された測定光Ｐ３は、バンドパス光フィルタ１ａによってその周波数帯（波長）が調整され、周波数帯を調整後の測定光Ｐ３がチョッパ２により所定周期の断続光（断続周波数：ｆ）に変換（即ち、周期的に強度変調）される。このチョッパ２により断続光に変換された測定光Ｐ３は、レンズ３を通過して液体試料５に照射される。これにより、液体試料５が測定光Ｐ３を吸収して発熱し（光熱効果）、その温度変化（上昇）によって液体試料５の屈折率が変化する。
一方、液体試料５の屈折率変化を測定するための調査光（プローブ光）を出射するレーザ光源７（例えば、出力１ｍＷのＨｅ−Ｎｅレーザ）から出力された調査光は、１／２波長板８で偏波面が調節され、さらに偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）９によって互いに直交する２偏波（Ｐ１、Ｐ２）に分光される。
各偏波Ｐ１、Ｐ２は、各々音響光学変調機（ＡＯＭ）１０、１１によって光周波数がシフト（周波数変換）され、ミラー１２、１３で反射された後、偏光ビームスプリッタ１４によて合成される。これら直交する２偏波Ｐ１、Ｐ２の周波数差ｆbは、例えば、３０ＭＨｚ等とする。
合成された調査光の一方の前記偏波Ｐ２は、偏光ビームスプリッタ１５を通過（透過）してミラー１８に反射することにより、再度、偏光ビームスプリッタ１５に戻る。ここで、偏光ビームスプリッタ１５に戻ってきた前記偏波Ｐ２は、その偏光ビームスプリッタ１５とミラー１８との間に配置された１／４波長板１６を往復通過することによってその偏波面が９０°回転しているため、今度は偏光ビームスプリッタ１５に反射して光検出器２０の方向へ向かう。
【００１２】
これに対し、合成された調査光の他方の前記偏波Ｐ１は、偏光ビームスプリッタ１５に反射して、１／４波長板１７及び前記レンズ４を通過して液体試料５に入射する。また、前記測定光Ｐ３も液体試料５に照射され、セルＳに充填された液体試料５内において、測定光Ｐ３と偏波Ｐ１（調査光）とが交差するように構成されている。即ち、レーザ光源７（調査光照射手段の一例）により出力される測定対象光である調査光（偏波）Ｐ１が一の軸方向に沿って液体試料５に照射され、これと異なる方向から、測定光源１（測定光照射手段の一例）により出力される測定光Ｐ３が液体試料５に照射される。以下、セルＳについて予め定めた所定の軸方向を基準軸方向といい、測定光Ｐ３と偏波Ｐ１とが交差する部分（交差部）を測定部５ａという。以下に示す実施形態では、前記基準軸方向が、調査光（偏波）Ｐ１の光軸方向（照射方向）である場合の例を示す。
さらに、液体試料５に入射した前記偏波Ｐ１（調査光）は、液体試料５の測定部５ａを通過し、液体試料５の裏面側（調査光（偏波Ｐ１）の照射面の反対面側）に設けられた反射ミラー６で反射し、再び液体試料５の測定部５ａを通過（即ち、往復通過）して、前記レンズ４及び前記１／４波長板１７を通過して前記偏光ビームスプリッタ１５へ戻る。ここで、前記偏波Ｐ１（調査光）は、前記１／４波長板１７を往復通過することによってその偏波面が９０°回転しているため、今度は偏光ビームスプリッタ１５を通過して前記偏波Ｐ２と合流し、前記光検出器２０の方向へ向かう。
前記偏光ビームスプリッタ１５と前記光検出器２０との間には偏光板１９が配置され、この偏光板１９において前記偏波Ｐ１と、該偏波Ｐ１と光周波数が異なる前記偏波Ｐ２とが、それぞれ観測光（調査光）と参照光として干渉し、その干渉光の光強度が前記光検出器２０（光電変換手段）によって電気信号（以下、この電気信号の信号値を干渉光強度という）に変換される。この電気信号（即ち、干渉光強度）は、計算機等からなる信号処理装置２１に入力及び記憶され、該信号処理装置２１において前記偏波Ｐ１（調査光）の位相変化の演算（算出）処理（即ち、光干渉法による位相変化の測定）がなされる。
ここで、前記偏波Ｐ１、Ｐ２を各々所定の方向へ導く光学系機器及び前記偏波Ｐ１、Ｐ２（調査光と参照光）の干渉光を形成させる前記偏光板１９、並びに前記光検出器２０と前記信号処理装置２１は、光干渉計を構成しており、これが調査光変化測定手段の一例である。
【００１３】
ここで、干渉光強度Ｓｖは、次の（１）式で表される。
Ｓｖ＝Ｃ１＋Ｃ２・ｃｏｓ（２π・ｆb・ｔ＋φ） …（１）
この（１）式において、Ｃ１、Ｃ２は偏光ビームスプリッタ等の光学系や液体試料５の透過率により定まる定数、φは前記偏波Ｐ１、Ｐ２の光路長差による位相差、ｆbは２偏波Ｐ１、Ｐ２の周波数差である。
（１）式より、前記干渉光強度Ｓｖの変化（前記測定光を照射しない或いはその光強度が小さいときとその光強度が大きいときとの差）から、前記位相差φの変化Δφが求まることがわかる。前記信号処理装置２１は、（１）式に基づいて前記位相差φの変化Δφを算出する。
また、液体試料５の測定部５ａにおいて、測定光Ｐ３を吸収する所定の含有物質の量に応じて吸熱量（発熱量）が変わり、その発熱量に応じて測定部５ａの屈折率が変わり、その屈折率に応じて前記位相差φ（液体試料５中の前記偏波Ｐ１の光路長）が変わる。即ち、測定光Ｐ３を吸収する含有物質の量が多いほど、測定光Ｐ３の変化に対する前記位相差φの変化Δφ（即ち、調査波Ｐ１の位相変化）が大きい。従って、前記位相差φを測定すれば、液体試料５の温度変化により生じる屈折率の変化が求まり、その結果、液体試料５の屈折率変化と相関が高い液体試料５の吸光度を求めることが可能となる。
例えば、当該吸光度測定装置Ｘを用いて、予め吸光度が既知である複数種類のサンプル試料について前記位相差の変化Δφを測定（計算）し、その結果とそのサンプル試料の吸光度との対応関係を信号処理装置２１に変換データテーブルや変換式として記憶しておく。
そして、測定対象とする液体試料５についての前記位相差の変化Δφの測定結果（計算結果）を前記変換データテーブルに基づく補間処理や前記変換式に基づく変換処理を行うこと等により、その液体試料５の吸光度を算出する処理を信号処理装置２１（吸光度算出手段の一例）により実行すればよい。
このように、吸光度測定装置Ｘは、まず、測定光Ｐ３の照射による液体試料５の屈折率変化を、液体試料５の測定部５ａを通過（透過）させることによる調査光（前記偏波Ｐ１）の位相変化（測定光Ｐ３の照射による位相変化）として測定する。また、その位相変化の測定は、光干渉計（光干渉法）を用いて、参照光（前記偏波Ｐ２）の位相と調査光（前記偏波Ｐ１）の位相とを相対評価（位相差）することによって検出（測定）する。これにより、例えば装置ごとに光検出器２０の位置や調査光Ｐ１の強度及びその強度分布等が異なっても、測定中に変化さえしなければ、これらに依存することなく安定的に、しかも光学的に高精度で試料の屈折率変化を測定することが可能となる。
【００１４】
また、本吸光度測定装置Ｘでは、裏面側の前記反射ミラー６に調査光（偏波Ｐ１）を反射させることにより、調査光（偏波Ｐ１）を液体試料５に往復通過させ、その往復通過後の調査光について位相変化測定が行われるため、片道通過の場合の２倍の感度で前記位相差の変化Δφを測定できる。しかも、測定光の出力増大やＳ／Ｎ比の低下を伴わない。
さらに、前記測定光は周波数ｆで強度変調されているため、液体試料５の屈折率も周波数ｆで変化し、偏波Ｐ１の光路長も周波数ｆで変化し（偏波Ｐ２の光路長は一定）、前記位相差φも周波数ｆで変化する。従って、前記位相差φの変化Δφを、周波数ｆの成分（前記励起信号の強度変調周期と同周期成分）について測定（算出）すれば、周波数ｆの成分を有しないノイズの影響を除去しつつ液体試料５の屈折率変化のみを測定できる。
これにより、前記位相差φの測定のＳ／Ｎ比が向上する。
【００１５】
前述したように、測定光Ｐ３と偏波Ｐ１（調査光）とは、セルＳの収容部Ｓａ内で交差するように液体試料５に照射され、その際、調査光Ｐ１及び測定光Ｐ３は、そのセルＳの壁を通過（透過）して液体試料５に照射される。ここで、前記セルＳ（の壁）は、石英等、調査光Ｐ１や測定光Ｐ３を透過させる材料により構成されている。但し、セルＳの壁の材質は、測定光Ｐ３に対して（少なくとも観測波長帯域に対して）吸光の無い材質とすることが望ましい。
また、本実施形態では、前記セルＳの壁は、その内面がほぼ直方体状に形成されており、前記基準軸方向は、セルＳの壁面（調査光Ｐ１の入射面）に対してほぼ垂直な方向となるように構成（配置）されている。
なお、図１には、基準軸方向と測定光Ｐ３の照射方向とがほぼ直交するように構成された例を示すが、これに限らず、斜めに交差させることも考えられる。
また、図１には、調査光Ｐ１を反射ミラー６で反射して折り返す（液体試料５に往復通過させる）構成を示すが、これに限らず、例えば、参照光Ｐ２を図１における下側に導く等により、調査光Ｐ１を液体試料５に対して一方向のみ通過させる構成も考えられる。或いは、調査光Ｐ１を液体試料５の両側で多重反射させ、液体試料５に対して３回以上通過させた後に参照光Ｐ２と干渉させる構成等も考えられる。
【００１６】
次に、図２を参照しつつ、セルＳ及びこれに充填された液体試料５に対して調査光Ｐ１及び測定光Ｐ３が照射される状態の一例について説明する。
ここで、図２は、液体試料５及びそれを収容するセルＳの第一例を表す断面図である。
セルＳは、その内部に液体試料５が充填される容器であり、測定光Ｐ３及び調査光Ｐ１各々を外側から液体試料５の充填部に透過させる壁が形成された容器である。壁は、例えば石英部材等である。なお、図２は、図１に示した反射ミラー６を省略し、調査光Ｐ１を液体試料５に対して一方向のみ通過させて測定する場合の例を表す。
図２に示すセルＳは、その内側形状（液体試料５の充填部の形状）が、寸法Ｒｘ×Ｒｙの矩形の断面を有する立方柱状である。
液体試料５内における測定光Ｐ３及び調査光Ｐ１の交差部（測定部５ａ）は、液体試料５における測定光Ｐ３の入射部界面（即ち、測定光Ｐ３入射側のセルＳの内側壁面Ｓif）に対して内側の近傍に位置するように、測定光Ｐ３及び調査光Ｐ１各々の光路が設定されている。これは、各光学系の選定及び配置によって予め設定されるものである。
これにより、液体試料５内において大きく減衰する前の測定光Ｐ３によって励起された部分を測定部５ａとし、その測定部５ａの特性変化（屈折率変化）を、調査光Ｐ１によって測定できる。
また、調査光Ｐ１の液体試料５内における光軸方向（前記基準方向）が、液体試料５における測定光Ｐ１の入射部界面（セルＳの内側壁面Ｓif）に対して平行となるように設定されている。
これにより、調査光Ｐ１の光路を、液体試料５における測定光Ｐ１の入射部界面（セルＳの内側壁面Ｓif）に近づけても、その調査光Ｐ１の一部が液体試料５の外側の部分（ここでは、セルＳの壁）にはみ出す無駄が生じることを防止できる。
【００１７】
以下、吸光度測定装置Ｘを用いて液体試料５の吸光度を測定したいくつかの実験の条件及び結果について説明する。
本実験の条件は、以下の通りである。
（１）セルＳ
セルＳの内側形状（液体試料５の充填部の形状）は、断面が３．０ｍｍ×３．０ｍｍ（図２におけるＲｘ×Ｒｙ）の立方柱状である。セルＳの壁は、厚み１．０ｍｍの石英である。
（２）測定光Ｐ３（励起光）
測定光源１をキセノンランプ（消費電力２５０ｍＷ）とし、バンドパス光フィルタ１ａにより測定光Ｐ３の波長帯を４８０±５ｎｍの範囲に設定した。なお、バンドパス光フィルタ１ａは、その透過率が４５％以上となる光の波長帯域が、４８０±５ｎｍである。
また、レンズ３により、調査光との交差部（測定部）において、測定光Ｐ３の直径が２ｍｍとなるように集光した。
また、測定光Ｐ３は、チョッパ２により、周波数１００Hz、パルス幅５０%のパルス状に変換した。
（３）調査光Ｐ１
レーザ光源７をＨｅ−Ｎｅレーザ（出力１ｍＷ）とし、これにより出力される調査光Ｐ１の波長は６３３ｎｍ。調査光Ｐ１の測定光Ｐ１との交差部（測定部）における直径は５０μｍ（強度半値幅）とした。
調査光Ｐ１の液体試料５内における光軸方向（前記基準方向）が、液体試料５における測定光Ｐ３の入射部界面（即ち、測定光Ｐ３入射側のセルＳの内側壁面Ｓif）に対して平行となるように調査光Ｐ１を液体試料５に照射した。
（４）液体試料５
吸光度の測定対象であるモデル試料として、色素の高濃度水溶液である液体試料５を用いた。色素は、"SunsetYellowFCF"であり、その濃度を変えることにより、液体試料５の吸光度を調整した。即ち、色素の濃度が異なる複数の液体試料５各々について測定を行った。なお、溶媒は純水である。
（５）その他
調査光Ｐ１と測定光Ｐ３との交差角度は９０°に設定した。
液体試料５内における測定光Ｐ３及び調査光Ｐ１の交差部（測定部５ａ）の全体が、液体試料５における測定光Ｐ３の入射部界面（即ち、測定光Ｐ３入射側のセルＳの内側壁面Ｓif）に対して内側５０μｍ以内に位置するよう設定した。
【００１８】
図４は、前述した実験条件下で、色素の濃度が異なる７種類の液体試料５各々を吸光度測定装置Ｘで測定した場合に、光検出器２０を通じて検出された干渉光強度の変化量を表すグラフである。グラフの横軸は、液体試料５各々の単位長さ（光路長１ｃｍ）当たりの吸光度（以下、これを単位吸光度［ｃｍ-1］と称する）の計算値を表し、縦軸は、励起された測定部５ｂを通過することによる調査光Ｐ１（偏波Ｐ１）の位相変化（前記偏Ｐ１、Ｐ２の光路長差による位相差φ）の大きさを表す指標値（以下、調査光Ｐ１の変化測定値と称する）表す。なお、横軸は対数軸である。
測定光Ｐ３の波長帯が４８０±５ｎｍである場合における液体試料５の単位吸光度は、それぞれ９．２５×１０0［ｃｍ-1］、２．３１×１０1［ｃｍ-1］、４．６２×１０1［ｃｍ-1］、９．２５×１０1［ｃｍ-1］、１．３８×１０2［ｃｍ-1］、１．８５×１０2［ｃｍ-1］、２．３１×１０2［ｃｍ-1］である。これら液体試料５の単位吸光度は、色素及び純水（溶媒）の単位吸光度が既知であることから、色素の濃度に基づいて求めた理論値である。
図４のグラフに示すように、単位吸光度と調査光Ｐ１の変化測定値とは高い相関関係を示す。
また、単位吸光度が４６．２［ｃｍ-1］〜２３１［ｃｍ-1］という光吸収率の高い液体試料５であっても、高感度かつ高精度で吸光度を測定できることがわかる。
即ち、図４のグラフに基づいて、干渉光強度の変化量ΔＳｖから単位吸光度へ変換する変換式や変換テーブルを予め信号処理装置２１の記憶部に記憶させておく。そして、信号処理装置２１（計算機）が、所定のプログラムを実行することにより、光検出器２０を通じて得られた干渉光強度の変化量ΔＳｖを、単位吸光度に変換し、その単位吸光度を吸光度に換算すればよい。ここで、液体試料５の測定部位（測定光Ｐ３と調査光Ｐ１との交差部）の測定光Ｐ３方向の厚みは既知であるので、その厚みと、吸光度を求めたい液体試料５の厚みとの比に応じて単位吸光度［ｃｍ-1］を換算すれば、吸光度（一般に、Ａｂｓと称される（単位は無し））を求めることができる。もちろん、前記変換式や変換テーブル自体を、干渉光強度の変化量ΔＳｖから吸光度へ変換するものに換算しておいてもよい。
【００１９】
ちなみに、図５は、従来の透過型の吸光度測定装置により、前述の実験と同じ液体試料５の吸光度を測定した結果を表すグラフである。
ここで、図５（ａ）は、波長帯が４８０±５ｎｍの測定光Ｐ３についての単位吸光度が２３．１［ｃｍ-1］である液体試料５の測定結果、図５（ｂ）は、同単位吸光度が４６．２［ｃｍ-1］である液体試料５の測定結果、図５（ｃ）は、同単位吸光度が９２．５［ｃｍ-1］である液体試料５の測定結果を表す。いずれも、液体試料５の厚み（測定光Ｐ３の光軸方向の厚み）は１ｍｍである。また、横軸は測定光Ｐ３の波長［ｎｍ］、縦軸は吸光度（前記Ａｂｓ）を表す。
ここで、図５に示すグラフ各々における測定光Ｐ３の波長帯が４８０±５ｎｍである部分（図中、ＯＬで表す部分）のデータを見ると、図５（ｂ）、（ｃ）のグラフ（単位吸光度が４６．２［ｃｍ-1］以上の場合）では、測定値が振動して非常に不安定になっている。これは、液体試料５の吸光度が高すぎるため、液体試料５通過後の測定光の強度が微弱すぎて測定不能状態に陥っていることを表している。このように、従来の透過型の吸光度測定装置では、単位吸光度が５０．０［ｃｍ-1］以上となるような試料については、その厚みを１ｍｍまで薄くしても吸光度を測定できない。また、試料の厚みをこれ以上薄くするほど、前述したように、試料の厚み管理の問題や、取扱いの煩雑さの問題が生じる。
この図５と前述した図４とを比較すれば、本発明の実施形態に係る吸光度測定装置Ｘは、従来の透過型の吸光度測定装置で測定できないほど単位吸光度の高い試料についても、その吸光度を測定できることがわかる。しかも、試料の厚みを特に薄くする必要がなく（前述の実験条件では液体試料５の厚みは３ｍｍ）、試料の取扱いが容易である。
【００２０】
次に、図３を参照しつつ、前述したセルＳの他の実施形態であるセルＳ’及びこれに充填された液体試料５に対して調査光Ｐ１及び測定光Ｐ３が照射される状態の他の例について説明する。
ここで、図３は、液体試料５及びそれを収容するセルＳ’（試料容器）の第二例を表す断面図である。なお、図３も、図１に示した反射ミラー６を省略し、調査光Ｐ１を液体試料５に対して一方向のみ通過させて測定する場合の例を表す。
セルＳ’も、セルＳと同様に、測定光Ｐ３及び調査光Ｐ１各々を外側から液体試料５の充填部に透過させる壁が形成された容器である。壁は、例えば石英部材等である。このセルＳの壁の材質は、測定光の波長域に応じて適当なものを採用すればよい。例えば、測定光が赤外光である場合には、セルＳの壁の材質として、赤外光の透過性が良いフッ化カルシウムなどを採用すれば好適である。
図３に示すセルＳ’は、その一部の構成が異なる以外は、図２に示したセルＳと同じ構成を有している。
図３に示すセルＳ’は、前述のセルＳに対し、次の２つの点において異なる。
その１つは、セルＳ’における測定光Ｐ３を透過させる壁の内側面Ｓif’が、液体試料５の充填部に突出して形成されている点である。
２つ目は、セルＳ’における測定光Ｐ３を透過させる壁（ここでは、壁の外側）に、測定光Ｐ３の透過領域を制限するマスクＳkが設けられている点である。このマスクＳkは、測定光Ｐ３を遮断する（透過させない）部材の一部に、測定光Ｐ３を通過させる開口が設けられたものである。
また、図３に示す例でも、調査光Ｐ１の液体試料５内における光軸方向（前記基準方向）が、液体試料５における測定光Ｐ１の入射部界面（セルＳ’の内側壁面Ｓif’）に対して平行となるように設定されている。
さらに、液体試料５内における測定光Ｐ３及び調査光Ｐ１の交差部（測定部５ａ）は、液体試料５における測定光Ｐ３の入射部界面（即ち、測定光Ｐ３入射側のセルＳの内側壁面Ｓif’）に対して内側の近傍に位置するように、測定光Ｐ３及び調査光Ｐ１各々の光路が設定されている。
【００２１】
図３に示すように、セルＳ’の壁の内側面Ｓif’が突出して形成されているため、液体試料５における測定光Ｐ３の入射部界面近傍（セルＳ’の内側の壁面Ｓif’の近郷）に、調査光Ｐ１及び測定光Ｐ３の交差部（測定部５ｂ）を位置させた場合に、その交差部に至るまでの調査光Ｐ１の一部が、セルＳ’壁内（液体試料５内の測定部５ｂ以外の部分）にはみ出す無駄が生じることを防止できる。
また、マスクＳkにより、調査光Ｐ１との交差部（測定部５ｂ）における測定光Ｐ３の幅（断面の大きさ）、即ち、測定部５ｂの調査光Ｐ１方向の寸法を調整できる。
【００２２】
前述した実施形態では、信号処理装置２１が、（１）式に基づいて、光検出器２０で検出される干渉光強度Ｓｖから前記位相差の変化Δφ（調査波Ｐ１の位相変化）を算出し、さらに、予め吸光度が既知であるサンプル試料の測定結果に基づく変換データテーブルや変換式を用いて、前記位相差の変化Δφから試料５の吸光度を算出することについて示した。
その他、理論上の計算式に基づいて、光検出器２０で検出される干渉光強度Ｓｖから試料５の吸光度を算出することもできる。以下、その内容について説明する。
ここで、調査波Ｐ１が測定波Ｐ３と交差することによる調査波Ｐ１の光路長の変化量をΔＬ、測定波Ｐ３の照射による液体試料５の測定部５ｂ（交差部）の温度変化をΔＴ、測定部５ｂの調査波Ｐ１方向の長さをｄ、液体試料５の溶媒の屈折率温度係数をｄn／ｄＴとすると、理論上、次の（２）式が成立する。
ΔＬ ＝ ｄn／ｄＴ・ΔＴ・ｄ …（２）
この（２）式において、ｄn／ｄＴ及びｄとは予め知ることができるので、ΔＬを測定すれば、（２）式に基づいてΔＴを算出できる。
【００２３】
また、測定波Ｐ３が液体試料５の測定部５ｂで吸収されるエネルギー（即ち、測定部５ｂで発生する熱量）をΔＩ、液体試料５の熱容量をＣとすると、次の（３）式が成立する。但し、（３）式は、液体試料５における熱伝導による熱の逃げ量は無視している。
ΔＴ ＝ ΔＩ／Ｃ …（３）
この（３）式において、Ｃは予め知ることができるので、（２）式基づいてΔＴを算出すれば、（３）式に基づいてΔＩを算出できる。
また、液体試料５の測定部５ｂへの入射直前の測定光Ｐ３のエネルギーをＩ0、測定部５ｂを通過直後の測定光Ｐ３のエネルギーをＩとすると、次の（４）式が成立する。
ΔＩ ＝ Ｉ0 − Ｉ …（４）
ここで、液体試料５に入射するまでの光路における測定光Ｐ３の減衰（空気中及びセルＳの壁中での減衰）は、用いる測定光の種類に応じて予め想定できる。このため、測定部５ｂ（交差部）が、液体試料５における測定光Ｐ３の入射部界面にほぼ接しているとすると、Ｉ0は予め想定できる。従って、（３）式に基づいてΔＩを算出すれば、（４）式に基づいてＩを算出できる。
【００２４】
一方、前述した（１）式に基づいて、光検出器２０で検出される干渉光強度Ｓｖから前記位相差の変化Δφ（調査波Ｐ１の位相変化）を算出できる。
また、調査波Ｐ１の波長をλ1とすると、次の（５）式により、ΔＬを算出できる。
ΔＬ ＝ λ1・Δφ／２π …（５）
以上より、光検出器２０で検出される干渉光強度ＳｖからΔφを算出でき、ΔφからΔＬを算出でき、ΔＬからＩを算出でき、そのＩ及び既知のＩ0に基づいて、測定光Ｐ３と調査光Ｐ１との交差部（測定部５ｂ）についての試料の吸光度Ａ（＝−ｌｏｇ10（Ｉ／Ｉ0））を算出できる。従って、信号処理装置２１（計算機）が、このような計算を実行することによって吸光度Ａを算出できる。
なお、特許文献２に示されるように、測定光Ｐ３と交差した後の調査光Ｐ１をピンホールに通過させ、そのピンホールを通過後の調査光Ｐ１の強度を光検出器で検出し、その検出値からΔＬを算出する処理を計算機によって実行してもよい。
【００２５】
一方、測定部５ｂ（交差部）が、液体試料５における測定光Ｐ３の入射部界面から離れており、液体試料５に入射してから測定部５ｂに至るまでの測定光Ｐ３の減衰を無視できない場合、Ｉ0は、測定光源１の出力エネルギーから測定部５ｂに至るまでの減衰エネルギーを差し引いて求める必要がある。
この場合、試料における測定光Ｐ３の入射部界面（セルＳ、Ｓ’の内側壁面Ｓif、Ｓif’）から測定部５ｂ（交差部）までの距離をｘ、試料の単位長さ当たりの吸光度（単位吸光度）をＢ、試料における測定光Ｐ３の入射部界面（セルＳ、Ｓ’の内側壁面Ｓif、Ｓif’）での測定光Ｐ３のエネルギー（通常は、測定光源１の出力エネルギー）をＩ0(0)とすると、Ｉ0は、距離ｘの関数として次の（６）式により求めることができる。
Ｉ0 (ｘ)＝ Ｉ0(0)・（１−１０-Bx） …（６）
以上の計算を信号処理装置２１（計算機）によって実行すれば、測定部５ｂ（交差部）が、液体試料５における測定光Ｐ３の入射部界面から離れている場合でも、吸光度を計算することができる。
【００２６】
次に、図６〜図８に示すシミュレーションデータのグラフを参照しつつ、試料における測定光Ｐ３の入射部界面（セルＳ、Ｓ’の内側壁面Ｓif、Ｓif’）から測定部５ｂ（交差部）までの距離と測定部５ｂの吸光量（即ち、吸熱量）との関係について説明する。
図６〜図８は、試料の単位吸光度（光路長１ｃｍ当たりの吸光度）と試料の測定部５ｂにおける吸光量（吸熱量）との関係を、理論計算によりシミュレーションした結果を表すグラフである。また、図６、図７、図８は、それぞれ調査光Ｐ１のビーム径が１０μｍ、５０μｍ、１１０μｍであることを想定した場合のグラフを表す。なお、調査光Ｐ１のビーム径は、測定部５ｂ（交差部）の測定光Ｐ３照射方向における幅を表す。
図６〜図８に示す各グラフにおける横軸は、ある測定光Ｐ３をある液体試料５に照射した場合の単位吸光度［ｃｍ-1］であり、縦軸は試料の測定部５ｂ（交差部）における測定光Ｐ３の吸光量（吸熱量）を、試料の単位体積当たりの吸光量に換算した値を表す。
また、図６〜図８に示す各グラフにおける複数のグラフ線は、試料における測定光Ｐ３の入射部界面（セルＳ、Ｓ’の内側壁面Ｓif、Ｓif’）から調査光Ｐ１のビーム軸中心までの距離ｘが０μｍである場合（ｇ１００、ｇ２００、ｇ３００）、同１０μｍである場合（ｇ１０１、ｇ２０１、ｇ３０１）、同２０μｍである場合（ｇ１０２、ｇ２０２、ｇ３０２）、…のデータを表すグラフ線であり、１０μｍずつ距離ｘを変化させた条件でシミュレーションした結果を表す。
【００２７】
図６〜図８に示すグラフのいずれにおいても、単位吸光度が３０［ｃｍ-1］以下である範囲において、必ず傾きが正となる（単位吸光度の上昇に応じて吸光量が増大する）のは、距離ｘが１５０μｍ以下の条件を満たす場合（グラフｇ１００〜ｇ１１５、ｇ２００〜ｇ２１５、ｇ３００〜ｇ３１５）であることがわかる。換言すると、距離ｘが１５０μｍを超えると、単位吸光度が３０［ｃｍ-1］以下であるときに、傾きが０以下となる（単位吸光度の上昇に応じて吸光量が増大しない）状況が発生し得ることがわかる。
同様に、図６〜図８に示すグラフのいずれにおいても、単位吸光度が４０［ｃｍ-1］以下である範囲において、必ず傾きが正となるのは、距離ｘが１００μｍ以下の条件を満たす場合（グラフｇ１００〜ｇ１１０、ｇ２００〜ｇ２１０、ｇ３００〜ｇ３１０）であることがわかる。換言すると、距離ｘが１００μｍを超えると、単位吸光度が４０［ｃｍ-1］以下であるときに、傾きが０以下となる（単位吸光度の上昇に応じて吸光量が増大しない）状況が発生し得ることがわかる。
吸光度測定装置Ｘでは、試料の単位吸光度の上昇に応じて、測定部５ｂの発熱量が増大するという関係が成立すれば、その測定部５ｂの吸光度を測定できる。逆に、その関係が成立しなければ、吸光度測定装置Ｘによって吸光度を測定できない。
【００２８】
以上のことから、測定光Ｐ３についての試料の単位吸光度（単位長さ当たりの吸光度）が３０［ｃｍ-1］以下である場合は、試料内における測定光Ｐ３及び調査光Ｐ１の交差部（測定部５ｂ）が、試料における測定光Ｐ３の入射部界面（壁面Ｓif、Ｓif’）に対して内側１５０μｍ以内（ｘ≦１５０μｍ）に位置するよう設定すれば、吸光度測定装置Ｘによって有効な吸光度測定を行うことができるといえる。
同様に、測定光Ｐ３についての試料の単位吸光度（光路長１ｃｍ当たりの吸光度）が４０［ｃｍ-1］以下である場合は、試料内における測定光Ｐ３及び調査光Ｐ１の交差部（測定部５ｂ）が、試料における測定光Ｐ３の入射部界面（壁面Ｓif、Ｓif’）に対して内側１００μｍ以内（ｘ≦１００μｍ）に位置するよう設定すれば、吸光度測定装置Ｘによって有効な吸光度測定を行うことができるといえる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、吸光度測定装置への利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る吸光度測定装置Ｘの概略構成図。
【図２】吸光度測定装置Ｘで測定される液体試料及びそれを収容するセルの第一例を表す断面図。
【図３】吸光度測定装置Ｘで測定される液体試料及びそれを収容するセルの第二例を表す断面図。
【図４】所定の実験条件下で複数の液体試料を吸光度測定装置Ｘで測定した場合に光検出器で検出された干渉光強度の変化量を表すグラフ。
【図５】従来の透過型の吸光度測定装置により所定の液体試料の吸光度を測定した結果を表すグラフ。
【図６】試料の単位吸光度と試料の測定部における吸光量との関係を理論計算によりシミュレーションした結果を表すグラフ（１）。
【図７】試料の単位吸光度と試料の測定部における吸光量との関係を理論計算によりシミュレーションした結果を表すグラフ（２）。
【図８】試料の単位吸光度と試料の測定部における吸光量との関係を理論計算によりシミュレーションした結果を表すグラフ（３）。
【符号の説明】
【００３１】
Ｘ…吸光度測定装置
１…測定光源
１ａ…バンドパス光フィルタ
２…チョッパ
３、４…レンズ
５…試料（液体試料）
５ａ…調査光と調査光の交差部（測定部）
６…反射ミラー
７…レーザ光源
１０、１１…音響光学変調機（ＡＯＭ）
２０…光検出器
２１…信号処理装置
Ｓ、Ｓ’…セル（試料容器）
Ｓk…マスク
Ｐ１…偏波（調査光）
Ｐ２…偏波（参照光）
Ｐ３…測定光
Ｓif、Ｓif’…測定光入射側のセルの内側壁面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の吸光度を測定する吸光度測定装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、試料の吸光度を測定する場合、透過型の吸光度測定装置が用いられる。
透過型の吸光度測定装置は、測定対象となる測定光を試料に透過させ、試料内で吸収されずに透過してきた観測光の強度を検出することによって吸光度を測定する。ここで、試料に入射する前の測定光の強度をＩ0、試料を透過後の測定光の強度をＩとすると、吸光度Ａ＝−ｌｏｇ10（Ｉ／Ｉ0）となる。
また、特許文献１には、吸光度の高い試料についても、懸濁物の体積等の問題なく吸光度を測定できる透過型の吸光度測定装置が示されている。
一方、特許文献２には、試料に励起光を照射することにより、光熱効果によってその試料が発熱するとともに、熱レンズ効果によって試料の屈折率が変化するという特性を利用した試料の分析法が示されている。
特許文献２に示される試料の分析法の原理は以下の通りである。
まず、試料の測定部位に第１の光（以下、調査光という）を照射し、さらに、その測定部位に第２の光（以下、励起光という）を照射する。そして、試料の測定部位を通過した調査光を、集光レンズで集光した後にピンホールに通過させ、このピンホール通過後の調査光の強度を光検出器で検出する。そうすると、励起光の照射により試料の屈折率が変化し、その屈折率の変化によって調査光の光路が変化し、その光路の変化量に応じて、ピンホール通過後の調査光の強度が変化する。従って、このピンホール通過後の調査光の強度変化に基づいて、励起光の吸収による試料の発熱特性を測定でき、その発熱特性から試料の物性を測定できる。
【特許文献１】特開平６−１６０２８０号公報
【特許文献２】特開平１０−２３２２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、透過型の吸光度測定では、試料の吸光度が大きいほど、試料を透過後の測定光の強度が弱くなる。このため、透過型の吸光度測定は、吸光度が非常に高い試料については、試料を透過後の測定光の強度が限りなく０に近くなり、その測定光の強度を光検出器で測定できない、或いは十分な精度で測定できないという問題点があった。例えば、測定対象である測定光が赤外領域の光である場合には、多くの試料が非常に高い吸光度を示すため、特にその問題が顕著となる。
また、試料の厚みを十分に薄くすれば測定可能な吸光度の範囲を広げられるものの、測定精度に直結する試料の厚みを高精度で管理することが困難であるという問題点があった。また、試料が液体試料である場合、ごく薄い厚みの試料収容部を形成する組み立て式の容器（セル）に封入したり取り出したりする作業が非常に煩雑となるという問題点もあった。また、有機溶媒を用いた液体試料などのように、粘性が低く表面張力が小さい試料を測定する場合、組み立て式容器の接合部の隙間から試料が漏れ出すなどの不都合も生じる。さらに、特許文献１に示される課題のように、懸濁液試料の場合には、液体試料の容器に懸濁物が堆積するなどの問題点も生じ得た。
また、液体試料における容器（セル）との界面の染み出し光の吸収を測定する反射型の吸光度測定装置も存在するが、液体試料の容器への封入や、測定装置への取り付けの作業が煩雑であるという問題点がある。
一方、励起光が試料に照射された場合、その励起光についての試料の吸光度が高いほど、光熱効果による試料の発熱量が大きくなり、調査光の変化が大きくなる。このため、光熱効果を利用すれば、吸光度が高い試料についても、調査光の変化を正確に測定できる。
従って、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、試料の光熱効果を利用した吸光度測定により、非常に吸光度の高い試料についても容易に高精度で吸光度を測定できる吸光度測定装置及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明は、試料の吸光度を測定する吸光度測定装置として構成されるものであり、以下の（１）〜（４）に示す構成要素を備えることを特徴とする。
（１）所定の調査光を前記試料に対して照射する調査光照射手段。
（２）吸光度の測定対象となる測定光を前記試料に対して該試料内で前記調査光と交差するように照射する測定光照射手段。
（３）前記試料内で前記測定光と交差することによる前記調査光の位相若しくは光路の変化を測定する調査光変化測定手段。
（４）前記調査光変化測定手段の測定結果に基づいて前記測定光についての前記試料の吸光度を算出する吸光度算出手段。
前記測定光を励起光として捉えた場合、光熱効果による試料の発熱量の変化及び屈折率の変化の大きさは、前記測定光についての試料の吸光度の高さと高い相関関係がある。また、測定光の照射による試料の屈折率の変化の大きさは、試料内で測定光（励起光）と交差することによる調査光の光路の変化及び位相の変化の大きさと高い相関関係がある。このため、前記調査光変化測定手段により、試料に照射された調査光の光路や位相が、試料内で測定光と交差することによって変化する程度を測定すれば、前記吸光度算出手段により、前記測定光についての試料の吸光度を高精度で算出（測定）することができる。また、本吸光度測定装置では、試料内における測定光と調査光との交差部のみが測定部位となり、その測定部位（光の交差部）を光学機器の調整等によって所望の位置や大きさに設定することは容易である。このため、試料の厚み方向全体が測定部位となる従来の透過型の吸光度測定とは異なり、吸光度が高い試料を測定する場合でも、試料の厚みを薄くする必要がない。
【０００５】
また、測定光が赤外線領域の光である場合など、特に吸光度が高くなる測定光及び試料の組合せについて測定を行う場合、試料内における前記測定光及び前記調査光の交差部が、前記試料における前記測定光の入射部界面に対して内側近傍に位置するよう設定すれば好適である。
これにより、試料内において大きく減衰する前の測定光によって励起された部分の特性変化を、調査光によって測定できる。
さらにその場合、前記調査光の前記試料内における光軸方向が前記試料における前記測定光の入射部界面に対して平行若しくはほぼ平行となるように設定されることが好ましい。
これにより、調査光が、試料における測定光の入射部界面近傍を通る場合に、その調査光の一部が試料の外側の部分（試料内の測定部位以外の部分）にはみ出す無駄が生じることを防止できる。
【０００６】
また、流体状の前記試料が充填される容器であって前記測定光及び前記調査光各々を外側から前記試料の充填部に透過させる壁が形成された試料容器をさらに具備する吸光度測定装置も考えられる。
これにより、流体状の試料の吸光度を測定できる。
ここで、測定光との交差部における調査光の幅（断面の大きさ）、即ち、試料の測定部位の測定光方向における寸法を調整するために、調査光を集光レンズなどによって集光する場合、試料内における調査光の幅が、測定光との交差部に向かうほど徐々に狭くなる状況となる。
そこで、前記試料容器における前記測定光を透過させる壁の内側面が、前記試料の充填部に突出して形成されていれば好適である。
これにより、試料における測定光の入射部界面近傍（即ち、試料容器の内側の壁面近郷）に調査光及び測定光の交差部を位置させた場合に、その交差部に至るまでの調査光の一部が、試料容器の壁内（試料内の測定部位以外の部分）にはみ出す無駄が生じることを防止できる。
さらにその場合、前記試料容器における前記測定光を透過させる壁に、前記測定光の透過領域を制限するマスクが設けられていれば好適である。
このマスクにより、調査光との交差部における測定光の幅（断面の大きさ）、即ち、試料の測定部位の調査光方向における大きさをを調整できる。
また、前記調査光変化測定手段が、前記試料内で前記測定光と交差することによる前記調査光の位相の変化を光干渉計により測定するものが考えられる。
これにより、調査光の変化を光学的に高精度で測定できる。
【０００７】
また、本発明は以上に示した吸光度測定装置を用いた吸光度測定と同原理の集光度測定方法として捉えることもできる。
即ち、試料の吸光度を測定する吸光度測定方法であって、以下の（１）〜（４）に示す各手順を実行することを特徴とする。
（１）吸光度の測定対象となる測定光を出射する光源の出射光を前記試料に照射する測定光照射手順。
（２）所定の調査光を出射する光源の出射光を前記試料に対しその試料内で前記測定光と交差するように照射する調査光照射手順。
（３）前記試料内で前記測定光と交差することによる前記調査光の位相若しくは光路の変化を所定の光測定手段を通じて測定する調査光変化測定手順。
（４）前記調査光変化測定手順の測定結果に基づいて前記測定光についての前記試料の吸光度を所定の計算機により算出する吸光度算出手順。
この吸光度測定方法の実施による作用及び効果は、前述した吸光度測定装置の作用及び効果と同様である。
ここで、前記試料内における前記測定光及び前記調査光の交差部が、前記試料における前記測定光の入射部界面に対して内側近傍に位置するよう設定する場合、以下の条件を満たすことが望ましい。
その条件の１つは、前記測定光についての前記試料の単位長さ当たりの吸光度（単位吸光度）が３０［ｃｍ-1］以下である場合に、前記試料内における前記測定光及び前記調査光の交差部が、前記試料における前記測定光の入射部界面に対して内側１５０μｍ以内に位置するよう設定するという条件である。
前記条件の２つ目は、前記測定光についての前記試料の単位長さ当たりの吸光度（単位吸光度）が４０［ｃｍ-1］以下である場合に、前記試料内における前記測定光及び前記調査光の交差部が、前記試料における前記測定光の入射部界面に対して内側１００μｍ以内に位置するよう設定するという条件である。
これらの条件を満たすことにより、試料内において大きく減衰する前の測定光によって励起された部分の特性変化を、調査光によって測定できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、前記測定光によって試料が励起され、その光熱効果によって生じる試料の屈折率の変化を、試料に照射された調査光の光路や位相の変化として測定するので、その測定光についての試料の吸光度を高感度かつ高精度で測定することができる。また、試料内における測定部位（測定光と調査光との交差部）を、光学機器の調整等によって所望の位置や大きさに設定することが容易である。このため、試料の厚み方向全体が測定部位となる従来の透過型の吸光度測定とは異なり、吸光度が高い試料を測定する場合でも、試料の厚みを薄くする必要がない。その結果、ごく薄い厚みの試料の寸法を高精度で管理する困難さや、液体試料を厚みがごく薄い試料収容部を有する組み立て式の容器に封入したり取り出したりする作業の煩雑さなどの従来の問題点が解消される。
さらに、測定光が赤外線領域の光である場合など、特に吸光度が高くなる測定光及び試料の組合せについて測定を行う場合に、試料内における前記測定光及び前記調査光の交差部が、前記試料における前記測定光の入射部界面に対して内側近傍に位置するよう設定すればなお好適である。
これにより、試料内において大きく減衰する前の測定光によって励起された部分の特性変化を、調査光によって測定できる。その結果、特段に強い測定光を用いなくても、吸光度の高い試料を高精度で測定できる。
【０００９】
また、測定に際し、流体状の前記試料が充填される容器であって前記測定光及び前記調査光各々を外側から前記試料の充填部に透過させる壁が形成された試料容器を用いれば、流体状の試料の吸光度も測定できる。
この試料容器は、前記測定光を透過させる壁の内側面が、前記試料の充填部に突出して形成されたものや、前記測定光を透過させる壁に、その測定光の透過領域を制限するマスクが設けられたものが望ましい。
これにより、試料における測定光の入射部界面近傍（即ち、試料容器の内側の壁面近郷）に調査光及び測定光の交差部を位置させた場合に、その交差部に至るまでの調査光の一部が、試料容器の壁内（試料内の測定部位以外の部分）にはみ出す無駄が生じることを防止できる。また、前記マスクにより、調査光との交差部における測定光の幅（断面の大きさ）、即ち、試料の測定部位の調査光方向における大きさをを調整できる。
また、前記調査光変化測定手段が、前記試料内で前記測定光と交差することによる前記調査光の位相の変化を光干渉計により測定するものであれば、調査光の変化を光学的に高精度で測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに、図１は本発明の実施形態に係る吸光度測定装置Ｘの概略構成図、図２は吸光度測定装置Ｘで測定される液体試料及びそれを収容するセルの第一例を表す断面図、図３は吸光度測定装置Ｘで測定される液体試料及びそれを収容するセルの第二例を表す断面図、図４は所定の実験条件下で複数の液体試料を吸光度測定装置Ｘで測定した場合に光検出器で検出された干渉光強度の変化量を表すグラフ、図５は従来の透過型の吸光度測定装置により所定の液体試料の吸光度を測定した結果を表すグラフ、図６〜図８は試料の単位吸光度と試料の測定部における吸光量との関係を理論計算によりシミュレーションした結果を表すグラフ（１）〜（３）である。
【００１１】
以下、図１を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る吸光度測定装置Ｘについて説明する。この吸光度測定装置Ｘは、試料５の吸光度を測定するために用いられ、試料５に測定光Ｐ３を照射し、その試料５の光熱効果によって生じる特性変化（屈折率変化）を測定し、その測定結果に基づいて試料５の吸光度を算出（測定）する装置である。以下に示す実施形態は、試料５が液体試料（流体状の試料の一例）である場合の例を示すが、試料５が固体である場合であっても同様に実施できる。
図１に示すように、吸光度測定装置Ｘは、測定光源１、チョッパ２、レンズ等の光学機器３、４、６、８〜１９、レーザ光源７、光検出器２０、信号処理装置２１等を備えている。
さらに、吸光度測定装置Ｘは、液体試料５がその内部に充填される試料容器であるセルＳを備え、液体試料５は、このセルＳ内に充填（収容）された状態で測定される。
吸光度の測定対象となる測定光を出射する所定の測定光源１（例えば、波長５３３ｎｍ、出力１００ｍＷのレーザ（ＹＡＧ倍波））から出力された測定光Ｐ３は、バンドパス光フィルタ１ａによってその周波数帯（波長）が調整され、周波数帯を調整後の測定光Ｐ３がチョッパ２により所定周期の断続光（断続周波数：ｆ）に変換（即ち、周期的に強度変調）される。このチョッパ２により断続光に変換された測定光Ｐ３は、レンズ３を通過して液体試料５に照射される。これにより、液体試料５が測定光Ｐ３を吸収して発熱し（光熱効果）、その温度変化（上昇）によって液体試料５の屈折率が変化する。
一方、液体試料５の屈折率変化を測定するための調査光（プローブ光）を出射するレーザ光源７（例えば、出力１ｍＷのＨｅ−Ｎｅレーザ）から出力された調査光は、１／２波長板８で偏波面が調節され、さらに偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）９によって互いに直交する２偏波（Ｐ１、Ｐ２）に分光される。
各偏波Ｐ１、Ｐ２は、各々音響光学変調機（ＡＯＭ）１０、１１によって光周波数がシフト（周波数変換）され、ミラー１２、１３で反射された後、偏光ビームスプリッタ１４によて合成される。これら直交する２偏波Ｐ１、Ｐ２の周波数差ｆbは、例えば、３０ＭＨｚ等とする。
合成された調査光の一方の前記偏波Ｐ２は、偏光ビームスプリッタ１５を通過（透過）してミラー１８に反射することにより、再度、偏光ビームスプリッタ１５に戻る。ここで、偏光ビームスプリッタ１５に戻ってきた前記偏波Ｐ２は、その偏光ビームスプリッタ１５とミラー１８との間に配置された１／４波長板１６を往復通過することによってその偏波面が９０°回転しているため、今度は偏光ビームスプリッタ１５に反射して光検出器２０の方向へ向かう。
【００１２】
これに対し、合成された調査光の他方の前記偏波Ｐ１は、偏光ビームスプリッタ１５に反射して、１／４波長板１７及び前記レンズ４を通過して液体試料５に入射する。また、前記測定光Ｐ３も液体試料５に照射され、セルＳに充填された液体試料５内において、測定光Ｐ３と偏波Ｐ１（調査光）とが交差するように構成されている。即ち、レーザ光源７（調査光照射手段の一例）により出力される測定対象光である調査光（偏波）Ｐ１が一の軸方向に沿って液体試料５に照射され、これと異なる方向から、測定光源１（測定光照射手段の一例）により出力される測定光Ｐ３が液体試料５に照射される。以下、セルＳについて予め定めた所定の軸方向を基準軸方向といい、測定光Ｐ３と偏波Ｐ１とが交差する部分（交差部）を測定部５ａという。以下に示す実施形態では、前記基準軸方向が、調査光（偏波）Ｐ１の光軸方向（照射方向）である場合の例を示す。
さらに、液体試料５に入射した前記偏波Ｐ１（調査光）は、液体試料５の測定部５ａを通過し、液体試料５の裏面側（調査光（偏波Ｐ１）の照射面の反対面側）に設けられた反射ミラー６で反射し、再び液体試料５の測定部５ａを通過（即ち、往復通過）して、前記レンズ４及び前記１／４波長板１７を通過して前記偏光ビームスプリッタ１５へ戻る。ここで、前記偏波Ｐ１（調査光）は、前記１／４波長板１７を往復通過することによってその偏波面が９０°回転しているため、今度は偏光ビームスプリッタ１５を通過して前記偏波Ｐ２と合流し、前記光検出器２０の方向へ向かう。
前記偏光ビームスプリッタ１５と前記光検出器２０との間には偏光板１９が配置され、この偏光板１９において前記偏波Ｐ１と、該偏波Ｐ１と光周波数が異なる前記偏波Ｐ２とが、それぞれ観測光（調査光）と参照光として干渉し、その干渉光の光強度が前記光検出器２０（光電変換手段）によって電気信号（以下、この電気信号の信号値を干渉光強度という）に変換される。この電気信号（即ち、干渉光強度）は、計算機等からなる信号処理装置２１に入力及び記憶され、該信号処理装置２１において前記偏波Ｐ１（調査光）の位相変化の演算（算出）処理（即ち、光干渉法による位相変化の測定）がなされる。
ここで、前記偏波Ｐ１、Ｐ２を各々所定の方向へ導く光学系機器及び前記偏波Ｐ１、Ｐ２（調査光と参照光）の干渉光を形成させる前記偏光板１９、並びに前記光検出器２０と前記信号処理装置２１は、光干渉計を構成しており、これが調査光変化測定手段の一例である。
【００１３】
ここで、干渉光強度Ｓｖは、次の（１）式で表される。
Ｓｖ＝Ｃ１＋Ｃ２・ｃｏｓ（２π・ｆb・ｔ＋φ） …（１）
この（１）式において、Ｃ１、Ｃ２は偏光ビームスプリッタ等の光学系や液体試料５の透過率により定まる定数、φは前記偏波Ｐ１、Ｐ２の光路長差による位相差、ｆbは２偏波Ｐ１、Ｐ２の周波数差である。
（１）式より、前記干渉光強度Ｓｖの変化（前記測定光を照射しない或いはその光強度が小さいときとその光強度が大きいときとの差）から、前記位相差φの変化Δφが求まることがわかる。前記信号処理装置２１は、（１）式に基づいて前記位相差φの変化Δφを算出する。
また、液体試料５の測定部５ａにおいて、測定光Ｐ３を吸収する所定の含有物質の量に応じて吸熱量（発熱量）が変わり、その発熱量に応じて測定部５ａの屈折率が変わり、その屈折率に応じて前記位相差φ（液体試料５中の前記偏波Ｐ１の光路長）が変わる。即ち、測定光Ｐ３を吸収する含有物質の量が多いほど、測定光Ｐ３の変化に対する前記位相差φの変化Δφ（即ち、調査波Ｐ１の位相変化）が大きい。従って、前記位相差φを測定すれば、液体試料５の温度変化により生じる屈折率の変化が求まり、その結果、液体試料５の屈折率変化と相関が高い液体試料５の吸光度を求めることが可能となる。
例えば、当該吸光度測定装置Ｘを用いて、予め吸光度が既知である複数種類のサンプル試料について前記位相差の変化Δφを測定（計算）し、その結果とそのサンプル試料の吸光度との対応関係を信号処理装置２１に変換データテーブルや変換式として記憶しておく。
そして、測定対象とする液体試料５についての前記位相差の変化Δφの測定結果（計算結果）を前記変換データテーブルに基づく補間処理や前記変換式に基づく変換処理を行うこと等により、その液体試料５の吸光度を算出する処理を信号処理装置２１（吸光度算出手段の一例）により実行すればよい。
このように、吸光度測定装置Ｘは、まず、測定光Ｐ３の照射による液体試料５の屈折率変化を、液体試料５の測定部５ａを通過（透過）させることによる調査光（前記偏波Ｐ１）の位相変化（測定光Ｐ３の照射による位相変化）として測定する。また、その位相変化の測定は、光干渉計（光干渉法）を用いて、参照光（前記偏波Ｐ２）の位相と調査光（前記偏波Ｐ１）の位相とを相対評価（位相差）することによって検出（測定）する。これにより、例えば装置ごとに光検出器２０の位置や調査光Ｐ１の強度及びその強度分布等が異なっても、測定中に変化さえしなければ、これらに依存することなく安定的に、しかも光学的に高精度で試料の屈折率変化を測定することが可能となる。
【００１４】
また、本吸光度測定装置Ｘでは、裏面側の前記反射ミラー６に調査光（偏波Ｐ１）を反射させることにより、調査光（偏波Ｐ１）を液体試料５に往復通過させ、その往復通過後の調査光について位相変化測定が行われるため、片道通過の場合の２倍の感度で前記位相差の変化Δφを測定できる。しかも、測定光の出力増大やＳ／Ｎ比の低下を伴わない。
さらに、前記測定光は周波数ｆで強度変調されているため、液体試料５の屈折率も周波数ｆで変化し、偏波Ｐ１の光路長も周波数ｆで変化し（偏波Ｐ２の光路長は一定）、前記位相差φも周波数ｆで変化する。従って、前記位相差φの変化Δφを、周波数ｆの成分（前記励起信号の強度変調周期と同周期成分）について測定（算出）すれば、周波数ｆの成分を有しないノイズの影響を除去しつつ液体試料５の屈折率変化のみを測定できる。
これにより、前記位相差φの測定のＳ／Ｎ比が向上する。
【００１５】
前述したように、測定光Ｐ３と偏波Ｐ１（調査光）とは、セルＳの収容部Ｓａ内で交差するように液体試料５に照射され、その際、調査光Ｐ１及び測定光Ｐ３は、そのセルＳの壁を通過（透過）して液体試料５に照射される。ここで、前記セルＳ（の壁）は、石英等、調査光Ｐ１や測定光Ｐ３を透過させる材料により構成されている。但し、セルＳの壁の材質は、測定光Ｐ３に対して（少なくとも観測波長帯域に対して）吸光の無い材質とすることが望ましい。
また、本実施形態では、前記セルＳの壁は、その内面がほぼ直方体状に形成されており、前記基準軸方向は、セルＳの壁面（調査光Ｐ１の入射面）に対してほぼ垂直な方向となるように構成（配置）されている。
なお、図１には、基準軸方向と測定光Ｐ３の照射方向とがほぼ直交するように構成された例を示すが、これに限らず、斜めに交差させることも考えられる。
また、図１には、調査光Ｐ１を反射ミラー６で反射して折り返す（液体試料５に往復通過させる）構成を示すが、これに限らず、例えば、参照光Ｐ２を図１における下側に導く等により、調査光Ｐ１を液体試料５に対して一方向のみ通過させる構成も考えられる。或いは、調査光Ｐ１を液体試料５の両側で多重反射させ、液体試料５に対して３回以上通過させた後に参照光Ｐ２と干渉させる構成等も考えられる。
【００１６】
次に、図２を参照しつつ、セルＳ及びこれに充填された液体試料５に対して調査光Ｐ１及び測定光Ｐ３が照射される状態の一例について説明する。
ここで、図２は、液体試料５及びそれを収容するセルＳの第一例を表す断面図である。
セルＳは、その内部に液体試料５が充填される容器であり、測定光Ｐ３及び調査光Ｐ１各々を外側から液体試料５の充填部に透過させる壁が形成された容器である。壁は、例えば石英部材等である。なお、図２は、図１に示した反射ミラー６を省略し、調査光Ｐ１を液体試料５に対して一方向のみ通過させて測定する場合の例を表す。
図２に示すセルＳは、その内側形状（液体試料５の充填部の形状）が、寸法Ｒｘ×Ｒｙの矩形の断面を有する立方柱状である。
液体試料５内における測定光Ｐ３及び調査光Ｐ１の交差部（測定部５ａ）は、液体試料５における測定光Ｐ３の入射部界面（即ち、測定光Ｐ３入射側のセルＳの内側壁面Ｓif）に対して内側の近傍に位置するように、測定光Ｐ３及び調査光Ｐ１各々の光路が設定されている。これは、各光学系の選定及び配置によって予め設定されるものである。
これにより、液体試料５内において大きく減衰する前の測定光Ｐ３によって励起された部分を測定部５ａとし、その測定部５ａの特性変化（屈折率変化）を、調査光Ｐ１によって測定できる。
また、調査光Ｐ１の液体試料５内における光軸方向（前記基準方向）が、液体試料５における測定光Ｐ１の入射部界面（セルＳの内側壁面Ｓif）に対して平行となるように設定されている。
これにより、調査光Ｐ１の光路を、液体試料５における測定光Ｐ１の入射部界面（セルＳの内側壁面Ｓif）に近づけても、その調査光Ｐ１の一部が液体試料５の外側の部分（ここでは、セルＳの壁）にはみ出す無駄が生じることを防止できる。
【００１７】
以下、吸光度測定装置Ｘを用いて液体試料５の吸光度を測定したいくつかの実験の条件及び結果について説明する。
本実験の条件は、以下の通りである。
（１）セルＳ
セルＳの内側形状（液体試料５の充填部の形状）は、断面が３．０ｍｍ×３．０ｍｍ（図２におけるＲｘ×Ｒｙ）の立方柱状である。セルＳの壁は、厚み１．０ｍｍの石英である。
（２）測定光Ｐ３（励起光）
測定光源１をキセノンランプ（消費電力２５０ｍＷ）とし、バンドパス光フィルタ１ａにより測定光Ｐ３の波長帯を４８０±５ｎｍの範囲に設定した。なお、バンドパス光フィルタ１ａは、その透過率が４５％以上となる光の波長帯域が、４８０±５ｎｍである。
また、レンズ３により、調査光との交差部（測定部）において、測定光Ｐ３の直径が２ｍｍとなるように集光した。
また、測定光Ｐ３は、チョッパ２により、周波数１００Hz、パルス幅５０%のパルス状に変換した。
（３）調査光Ｐ１
レーザ光源７をＨｅ−Ｎｅレーザ（出力１ｍＷ）とし、これにより出力される調査光Ｐ１の波長は６３３ｎｍ。調査光Ｐ１の測定光Ｐ１との交差部（測定部）における直径は５０μｍ（強度半値幅）とした。
調査光Ｐ１の液体試料５内における光軸方向（前記基準方向）が、液体試料５における測定光Ｐ３の入射部界面（即ち、測定光Ｐ３入射側のセルＳの内側壁面Ｓif）に対して平行となるように調査光Ｐ１を液体試料５に照射した。
（４）液体試料５
吸光度の測定対象であるモデル試料として、色素の高濃度水溶液である液体試料５を用いた。色素は、"SunsetYellowFCF"であり、その濃度を変えることにより、液体試料５の吸光度を調整した。即ち、色素の濃度が異なる複数の液体試料５各々について測定を行った。なお、溶媒は純水である。
（５）その他
調査光Ｐ１と測定光Ｐ３との交差角度は９０°に設定した。
液体試料５内における測定光Ｐ３及び調査光Ｐ１の交差部（測定部５ａ）の全体が、液体試料５における測定光Ｐ３の入射部界面（即ち、測定光Ｐ３入射側のセルＳの内側壁面Ｓif）に対して内側５０μｍ以内に位置するよう設定した。
【００１８】
図４は、前述した実験条件下で、色素の濃度が異なる７種類の液体試料５各々を吸光度測定装置Ｘで測定した場合に、光検出器２０を通じて検出された干渉光強度の変化量を表すグラフである。グラフの横軸は、液体試料５各々の単位長さ（光路長１ｃｍ）当たりの吸光度（以下、これを単位吸光度［ｃｍ-1］と称する）の計算値を表し、縦軸は、励起された測定部５ｂを通過することによる調査光Ｐ１（偏波Ｐ１）の位相変化（前記偏Ｐ１、Ｐ２の光路長差による位相差φ）の大きさを表す指標値（以下、調査光Ｐ１の変化測定値と称する）表す。なお、横軸は対数軸である。
測定光Ｐ３の波長帯が４８０±５ｎｍである場合における液体試料５の単位吸光度は、それぞれ９．２５×１０0［ｃｍ-1］、２．３１×１０1［ｃｍ-1］、４．６２×１０1［ｃｍ-1］、９．２５×１０1［ｃｍ-1］、１．３８×１０2［ｃｍ-1］、１．８５×１０2［ｃｍ-1］、２．３１×１０2［ｃｍ-1］である。これら液体試料５の単位吸光度は、色素及び純水（溶媒）の単位吸光度が既知であることから、色素の濃度に基づいて求めた理論値である。
図４のグラフに示すように、単位吸光度と調査光Ｐ１の変化測定値とは高い相関関係を示す。
また、単位吸光度が４６．２［ｃｍ-1］〜２３１［ｃｍ-1］という光吸収率の高い液体試料５であっても、高感度かつ高精度で吸光度を測定できることがわかる。
即ち、図４のグラフに基づいて、干渉光強度の変化量ΔＳｖから単位吸光度へ変換する変換式や変換テーブルを予め信号処理装置２１の記憶部に記憶させておく。そして、信号処理装置２１（計算機）が、所定のプログラムを実行することにより、光検出器２０を通じて得られた干渉光強度の変化量ΔＳｖを、単位吸光度に変換し、その単位吸光度を吸光度に換算すればよい。ここで、液体試料５の測定部位（測定光Ｐ３と調査光Ｐ１との交差部）の測定光Ｐ３方向の厚みは既知であるので、その厚みと、吸光度を求めたい液体試料５の厚みとの比に応じて単位吸光度［ｃｍ-1］を換算すれば、吸光度（一般に、Ａｂｓと称される（単位は無し））を求めることができる。もちろん、前記変換式や変換テーブル自体を、干渉光強度の変化量ΔＳｖから吸光度へ変換するものに換算しておいてもよい。
【００１９】
ちなみに、図５は、従来の透過型の吸光度測定装置により、前述の実験と同じ液体試料５の吸光度を測定した結果を表すグラフである。
ここで、図５（ａ）は、波長帯が４８０±５ｎｍの測定光Ｐ３についての単位吸光度が２３．１［ｃｍ-1］である液体試料５の測定結果、図５（ｂ）は、同単位吸光度が４６．２［ｃｍ-1］である液体試料５の測定結果、図５（ｃ）は、同単位吸光度が９２．５［ｃｍ-1］である液体試料５の測定結果を表す。いずれも、液体試料５の厚み（測定光Ｐ３の光軸方向の厚み）は１ｍｍである。また、横軸は測定光Ｐ３の波長［ｎｍ］、縦軸は吸光度（前記Ａｂｓ）を表す。
ここで、図５に示すグラフ各々における測定光Ｐ３の波長帯が４８０±５ｎｍである部分（図中、ＯＬで表す部分）のデータを見ると、図５（ｂ）、（ｃ）のグラフ（単位吸光度が４６．２［ｃｍ-1］以上の場合）では、測定値が振動して非常に不安定になっている。これは、液体試料５の吸光度が高すぎるため、液体試料５通過後の測定光の強度が微弱すぎて測定不能状態に陥っていることを表している。このように、従来の透過型の吸光度測定装置では、単位吸光度が５０．０［ｃｍ-1］以上となるような試料については、その厚みを１ｍｍまで薄くしても吸光度を測定できない。また、試料の厚みをこれ以上薄くするほど、前述したように、試料の厚み管理の問題や、取扱いの煩雑さの問題が生じる。
この図５と前述した図４とを比較すれば、本発明の実施形態に係る吸光度測定装置Ｘは、従来の透過型の吸光度測定装置で測定できないほど単位吸光度の高い試料についても、その吸光度を測定できることがわかる。しかも、試料の厚みを特に薄くする必要がなく（前述の実験条件では液体試料５の厚みは３ｍｍ）、試料の取扱いが容易である。
【００２０】
次に、図３を参照しつつ、前述したセルＳの他の実施形態であるセルＳ’及びこれに充填された液体試料５に対して調査光Ｐ１及び測定光Ｐ３が照射される状態の他の例について説明する。
ここで、図３は、液体試料５及びそれを収容するセルＳ’（試料容器）の第二例を表す断面図である。なお、図３も、図１に示した反射ミラー６を省略し、調査光Ｐ１を液体試料５に対して一方向のみ通過させて測定する場合の例を表す。
セルＳ’も、セルＳと同様に、測定光Ｐ３及び調査光Ｐ１各々を外側から液体試料５の充填部に透過させる壁が形成された容器である。壁は、例えば石英部材等である。このセルＳの壁の材質は、測定光の波長域に応じて適当なものを採用すればよい。例えば、測定光が赤外光である場合には、セルＳの壁の材質として、赤外光の透過性が良いフッ化カルシウムなどを採用すれば好適である。
図３に示すセルＳ’は、その一部の構成が異なる以外は、図２に示したセルＳと同じ構成を有している。
図３に示すセルＳ’は、前述のセルＳに対し、次の２つの点において異なる。
その１つは、セルＳ’における測定光Ｐ３を透過させる壁の内側面Ｓif’が、液体試料５の充填部に突出して形成されている点である。
２つ目は、セルＳ’における測定光Ｐ３を透過させる壁（ここでは、壁の外側）に、測定光Ｐ３の透過領域を制限するマスクＳkが設けられている点である。このマスクＳkは、測定光Ｐ３を遮断する（透過させない）部材の一部に、測定光Ｐ３を通過させる開口が設けられたものである。
また、図３に示す例でも、調査光Ｐ１の液体試料５内における光軸方向（前記基準方向）が、液体試料５における測定光Ｐ１の入射部界面（セルＳ’の内側壁面Ｓif’）に対して平行となるように設定されている。
さらに、液体試料５内における測定光Ｐ３及び調査光Ｐ１の交差部（測定部５ａ）は、液体試料５における測定光Ｐ３の入射部界面（即ち、測定光Ｐ３入射側のセルＳの内側壁面Ｓif’）に対して内側の近傍に位置するように、測定光Ｐ３及び調査光Ｐ１各々の光路が設定されている。
【００２１】
図３に示すように、セルＳ’の壁の内側面Ｓif’が突出して形成されているため、液体試料５における測定光Ｐ３の入射部界面近傍（セルＳ’の内側の壁面Ｓif’の近郷）に、調査光Ｐ１及び測定光Ｐ３の交差部（測定部５ｂ）を位置させた場合に、その交差部に至るまでの調査光Ｐ１の一部が、セルＳ’壁内（液体試料５内の測定部５ｂ以外の部分）にはみ出す無駄が生じることを防止できる。
また、マスクＳkにより、調査光Ｐ１との交差部（測定部５ｂ）における測定光Ｐ３の幅（断面の大きさ）、即ち、測定部５ｂの調査光Ｐ１方向の寸法を調整できる。
【００２２】
前述した実施形態では、信号処理装置２１が、（１）式に基づいて、光検出器２０で検出される干渉光強度Ｓｖから前記位相差の変化Δφ（調査波Ｐ１の位相変化）を算出し、さらに、予め吸光度が既知であるサンプル試料の測定結果に基づく変換データテーブルや変換式を用いて、前記位相差の変化Δφから試料５の吸光度を算出することについて示した。
その他、理論上の計算式に基づいて、光検出器２０で検出される干渉光強度Ｓｖから試料５の吸光度を算出することもできる。以下、その内容について説明する。
ここで、調査波Ｐ１が測定波Ｐ３と交差することによる調査波Ｐ１の光路長の変化量をΔＬ、測定波Ｐ３の照射による液体試料５の測定部５ｂ（交差部）の温度変化をΔＴ、測定部５ｂの調査波Ｐ１方向の長さをｄ、液体試料５の溶媒の屈折率温度係数をｄn／ｄＴとすると、理論上、次の（２）式が成立する。
ΔＬ ＝ ｄn／ｄＴ・ΔＴ・ｄ …（２）
この（２）式において、ｄn／ｄＴ及びｄとは予め知ることができるので、ΔＬを測定すれば、（２）式に基づいてΔＴを算出できる。
【００２３】
また、測定波Ｐ３が液体試料５の測定部５ｂで吸収されるエネルギー（即ち、測定部５ｂで発生する熱量）をΔＩ、液体試料５の熱容量をＣとすると、次の（３）式が成立する。但し、（３）式は、液体試料５における熱伝導による熱の逃げ量は無視している。
ΔＴ ＝ ΔＩ／Ｃ …（３）
この（３）式において、Ｃは予め知ることができるので、（２）式基づいてΔＴを算出すれば、（３）式に基づいてΔＩを算出できる。
また、液体試料５の測定部５ｂへの入射直前の測定光Ｐ３のエネルギーをＩ0、測定部５ｂを通過直後の測定光Ｐ３のエネルギーをＩとすると、次の（４）式が成立する。
ΔＩ ＝ Ｉ0 − Ｉ …（４）
ここで、液体試料５に入射するまでの光路における測定光Ｐ３の減衰（空気中及びセルＳの壁中での減衰）は、用いる測定光の種類に応じて予め想定できる。このため、測定部５ｂ（交差部）が、液体試料５における測定光Ｐ３の入射部界面にほぼ接しているとすると、Ｉ0は予め想定できる。従って、（３）式に基づいてΔＩを算出すれば、（４）式に基づいてＩを算出できる。
【００２４】
一方、前述した（１）式に基づいて、光検出器２０で検出される干渉光強度Ｓｖから前記位相差の変化Δφ（調査波Ｐ１の位相変化）を算出できる。
また、調査波Ｐ１の波長をλ1とすると、次の（５）式により、ΔＬを算出できる。
ΔＬ ＝ λ1・Δφ／２π …（５）
以上より、光検出器２０で検出される干渉光強度ＳｖからΔφを算出でき、ΔφからΔＬを算出でき、ΔＬからＩを算出でき、そのＩ及び既知のＩ0に基づいて、測定光Ｐ３と調査光Ｐ１との交差部（測定部５ｂ）についての試料の吸光度Ａ（＝−ｌｏｇ10（Ｉ／Ｉ0））を算出できる。従って、信号処理装置２１（計算機）が、このような計算を実行することによって吸光度Ａを算出できる。
なお、特許文献２に示されるように、測定光Ｐ３と交差した後の調査光Ｐ１をピンホールに通過させ、そのピンホールを通過後の調査光Ｐ１の強度を光検出器で検出し、その検出値からΔＬを算出する処理を計算機によって実行してもよい。
【００２５】
一方、測定部５ｂ（交差部）が、液体試料５における測定光Ｐ３の入射部界面から離れており、液体試料５に入射してから測定部５ｂに至るまでの測定光Ｐ３の減衰を無視できない場合、Ｉ0は、測定光源１の出力エネルギーから測定部５ｂに至るまでの減衰エネルギーを差し引いて求める必要がある。
この場合、試料における測定光Ｐ３の入射部界面（セルＳ、Ｓ’の内側壁面Ｓif、Ｓif’）から測定部５ｂ（交差部）までの距離をｘ、試料の単位長さ当たりの吸光度（単位吸光度）をＢ、試料における測定光Ｐ３の入射部界面（セルＳ、Ｓ’の内側壁面Ｓif、Ｓif’）での測定光Ｐ３のエネルギー（通常は、測定光源１の出力エネルギー）をＩ0(0)とすると、Ｉ0は、距離ｘの関数として次の（６）式により求めることができる。
Ｉ0 (ｘ)＝ Ｉ0(0)・（１−１０-Bx） …（６）
以上の計算を信号処理装置２１（計算機）によって実行すれば、測定部５ｂ（交差部）が、液体試料５における測定光Ｐ３の入射部界面から離れている場合でも、吸光度を計算することができる。
【００２６】
次に、図６〜図８に示すシミュレーションデータのグラフを参照しつつ、試料における測定光Ｐ３の入射部界面（セルＳ、Ｓ’の内側壁面Ｓif、Ｓif’）から測定部５ｂ（交差部）までの距離と測定部５ｂの吸光量（即ち、吸熱量）との関係について説明する。
図６〜図８は、試料の単位吸光度（光路長１ｃｍ当たりの吸光度）と試料の測定部５ｂにおける吸光量（吸熱量）との関係を、理論計算によりシミュレーションした結果を表すグラフである。また、図６、図７、図８は、それぞれ調査光Ｐ１のビーム径が１０μｍ、５０μｍ、１１０μｍであることを想定した場合のグラフを表す。なお、調査光Ｐ１のビーム径は、測定部５ｂ（交差部）の測定光Ｐ３照射方向における幅を表す。
図６〜図８に示す各グラフにおける横軸は、ある測定光Ｐ３をある液体試料５に照射した場合の単位吸光度［ｃｍ-1］であり、縦軸は試料の測定部５ｂ（交差部）における測定光Ｐ３の吸光量（吸熱量）を、試料の単位体積当たりの吸光量に換算した値を表す。
また、図６〜図８に示す各グラフにおける複数のグラフ線は、試料における測定光Ｐ３の入射部界面（セルＳ、Ｓ’の内側壁面Ｓif、Ｓif’）から調査光Ｐ１のビーム軸中心までの距離ｘが０μｍである場合（ｇ１００、ｇ２００、ｇ３００）、同１０μｍである場合（ｇ１０１、ｇ２０１、ｇ３０１）、同２０μｍである場合（ｇ１０２、ｇ２０２、ｇ３０２）、…のデータを表すグラフ線であり、１０μｍずつ距離ｘを変化させた条件でシミュレーションした結果を表す。
【００２７】
図６〜図８に示すグラフのいずれにおいても、単位吸光度が３０［ｃｍ-1］以下である範囲において、必ず傾きが正となる（単位吸光度の上昇に応じて吸光量が増大する）のは、距離ｘが１５０μｍ以下の条件を満たす場合（グラフｇ１００〜ｇ１１５、ｇ２００〜ｇ２１５、ｇ３００〜ｇ３１５）であることがわかる。換言すると、距離ｘが１５０μｍを超えると、単位吸光度が３０［ｃｍ-1］以下であるときに、傾きが０以下となる（単位吸光度の上昇に応じて吸光量が増大しない）状況が発生し得ることがわかる。
同様に、図６〜図８に示すグラフのいずれにおいても、単位吸光度が４０［ｃｍ-1］以下である範囲において、必ず傾きが正となるのは、距離ｘが１００μｍ以下の条件を満たす場合（グラフｇ１００〜ｇ１１０、ｇ２００〜ｇ２１０、ｇ３００〜ｇ３１０）であることがわかる。換言すると、距離ｘが１００μｍを超えると、単位吸光度が４０［ｃｍ-1］以下であるときに、傾きが０以下となる（単位吸光度の上昇に応じて吸光量が増大しない）状況が発生し得ることがわかる。
吸光度測定装置Ｘでは、試料の単位吸光度の上昇に応じて、測定部５ｂの発熱量が増大するという関係が成立すれば、その測定部５ｂの吸光度を測定できる。逆に、その関係が成立しなければ、吸光度測定装置Ｘによって吸光度を測定できない。
【００２８】
以上のことから、測定光Ｐ３についての試料の単位吸光度（単位長さ当たりの吸光度）が３０［ｃｍ-1］以下である場合は、試料内における測定光Ｐ３及び調査光Ｐ１の交差部（測定部５ｂ）が、試料における測定光Ｐ３の入射部界面（壁面Ｓif、Ｓif’）に対して内側１５０μｍ以内（ｘ≦１５０μｍ）に位置するよう設定すれば、吸光度測定装置Ｘによって有効な吸光度測定を行うことができるといえる。
同様に、測定光Ｐ３についての試料の単位吸光度（光路長１ｃｍ当たりの吸光度）が４０［ｃｍ-1］以下である場合は、試料内における測定光Ｐ３及び調査光Ｐ１の交差部（測定部５ｂ）が、試料における測定光Ｐ３の入射部界面（壁面Ｓif、Ｓif’）に対して内側１００μｍ以内（ｘ≦１００μｍ）に位置するよう設定すれば、吸光度測定装置Ｘによって有効な吸光度測定を行うことができるといえる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、吸光度測定装置への利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る吸光度測定装置Ｘの概略構成図。
【図２】吸光度測定装置Ｘで測定される液体試料及びそれを収容するセルの第一例を表す断面図。
【図３】吸光度測定装置Ｘで測定される液体試料及びそれを収容するセルの第二例を表す断面図。
【図４】所定の実験条件下で複数の液体試料を吸光度測定装置Ｘで測定した場合に光検出器で検出された干渉光強度の変化量を表すグラフ。
【図５】従来の透過型の吸光度測定装置により所定の液体試料の吸光度を測定した結果を表すグラフ。
【図６】試料の単位吸光度と試料の測定部における吸光量との関係を理論計算によりシミュレーションした結果を表すグラフ（１）。
【図７】試料の単位吸光度と試料の測定部における吸光量との関係を理論計算によりシミュレーションした結果を表すグラフ（２）。
【図８】試料の単位吸光度と試料の測定部における吸光量との関係を理論計算によりシミュレーションした結果を表すグラフ（３）。
【符号の説明】
【００３１】
Ｘ…吸光度測定装置
１…測定光源
１ａ…バンドパス光フィルタ
２…チョッパ
３、４…レンズ
５…試料（液体試料）
５ａ…調査光と調査光の交差部（測定部）
６…反射ミラー
７…レーザ光源
１０、１１…音響光学変調機（ＡＯＭ）
２０…光検出器
２１…信号処理装置
Ｓ、Ｓ’…セル（試料容器）
Ｓk…マスク
Ｐ１…偏波（調査光）
Ｐ２…偏波（参照光）
Ｐ３…測定光
Ｓif、Ｓif’…測定光入射側のセルの内側壁面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の吸光度を測定する吸光度測定装置であって、
所定の調査光を前記試料に対して照射する調査光照射手段と、
吸光度の測定対象となる測定光を前記試料に対して該試料内で前記調査光と交差するように照射する測定光照射手段と、
前記試料内で前記測定光と交差することによる前記調査光の位相若しくは光路の変化を測定する調査光変化測定手段と、
前記調査光変化測定手段の測定結果に基づいて前記測定光についての前記試料の吸光度を算出する吸光度算出手段と、
を具備してなることを特徴とする吸光度測定装置。
【請求項２】
前記試料内における前記測定光及び前記調査光の交差部が、前記試料における前記測定光の入射部界面に対して内側近傍に位置するよう設定されてなる請求項１に記載の吸光度測定装置。
【請求項３】
前記調査光の前記試料内における光軸方向が前記試料における前記測定光の入射部界面に対して略平行となるように設定されてなる請求項２に記載の吸光度測定装置。
【請求項４】
流体状の前記試料が充填される容器であって前記測定光及び前記調査光各々を外側から前記試料の充填部に透過させる壁が形成された試料容器を具備してなる請求項１〜３のいずれかに記載の吸光度測定装置。
【請求項５】
前記試料容器における前記測定光を透過させる壁の内側面が、前記試料の充填部に突出して形成されてなる請求項４に記載の吸光度測定装置。
【請求項６】
前記試料容器における前記測定光を透過させる壁に、前記測定光の透過領域を制限するマスクが設けられてなる請求項４又は５のいずれかに記載の吸光度測定装置。
【請求項７】
前記調査光変化測定手段が、前記試料内で前記測定光と交差することによる前記調査光の位相の変化を光干渉計により測定するものである請求項１〜６のいずれかに記載の吸光度測定装置。
【請求項８】
試料の吸光度を測定する吸光度測定方法であって、
所定の調査光を出射する光源の出射光を前記試料に対して照射する調査光照射手順と、
吸光度の測定対象となる測定光を前記試料に対して該試料内で前記調査光と交差するように照射する測定光照射手順と、
前記試料内で前記測定光と交差することによる前記調査光の位相若しくは光路の変化を所定の光測定手段を通じて測定する調査光変化測定手順と、
前記調査光変化測定手順の測定結果に基づいて前記測定光についての前記試料の吸光度を所定の計算機により算出する吸光度算出手順と、
を有してなることを特徴とする吸光度測定方法。
【請求項９】
前記試料内における前記測定光及び前記調査光の交差部が、前記試料における前記測定光の入射部界面に対して内側近傍に位置するよう設定されてなる請求項８に記載の吸光度測定方法。
【請求項１０】
前記測定光についての前記試料の単位長さ当たりの吸光度（単位吸光度）が３０［ｃｍ-1］以下である場合に、前記試料内における前記測定光及び前記調査光の交差部が、前記試料における前記測定光の入射部界面に対して内側１５０μｍ以内に位置するよう設定されてなる請求項９に記載の吸光度測定方法。
【請求項１１】
前記測定光についての前記試料の単位長さ当たりの吸光度（単位吸光度）が４０［ｃｍ-1］以下である場合に、前記試料内における前記測定光及び前記調査光の交差部が、前記試料における前記測定光の入射部界面に対して内側１００μｍ以内に位置するよう設定されてなる請求項９に記載の吸光度測定方法。
【請求項１】
試料の吸光度を測定する吸光度測定装置であって、
所定の調査光を前記試料に対して照射する調査光照射手段と、
吸光度の測定対象となる測定光を前記試料に対して該試料内で前記調査光と交差するように照射する測定光照射手段と、
前記試料内で前記測定光と交差することによる前記調査光の位相若しくは光路の変化を測定する調査光変化測定手段と、
前記調査光変化測定手段の測定結果に基づいて前記測定光についての前記試料の吸光度を算出する吸光度算出手段と、
を具備してなることを特徴とする吸光度測定装置。
【請求項２】
前記試料内における前記測定光及び前記調査光の交差部が、前記試料における前記測定光の入射部界面に対して内側近傍に位置するよう設定されてなる請求項１に記載の吸光度測定装置。
【請求項３】
前記調査光の前記試料内における光軸方向が前記試料における前記測定光の入射部界面に対して略平行となるように設定されてなる請求項２に記載の吸光度測定装置。
【請求項４】
流体状の前記試料が充填される容器であって前記測定光及び前記調査光各々を外側から前記試料の充填部に透過させる壁が形成された試料容器を具備してなる請求項１〜３のいずれかに記載の吸光度測定装置。
【請求項５】
前記試料容器における前記測定光を透過させる壁の内側面が、前記試料の充填部に突出して形成されてなる請求項４に記載の吸光度測定装置。
【請求項６】
前記試料容器における前記測定光を透過させる壁に、前記測定光の透過領域を制限するマスクが設けられてなる請求項４又は５のいずれかに記載の吸光度測定装置。
【請求項７】
前記調査光変化測定手段が、前記試料内で前記測定光と交差することによる前記調査光の位相の変化を光干渉計により測定するものである請求項１〜６のいずれかに記載の吸光度測定装置。
【請求項８】
試料の吸光度を測定する吸光度測定方法であって、
所定の調査光を出射する光源の出射光を前記試料に対して照射する調査光照射手順と、
吸光度の測定対象となる測定光を前記試料に対して該試料内で前記調査光と交差するように照射する測定光照射手順と、
前記試料内で前記測定光と交差することによる前記調査光の位相若しくは光路の変化を所定の光測定手段を通じて測定する調査光変化測定手順と、
前記調査光変化測定手順の測定結果に基づいて前記測定光についての前記試料の吸光度を所定の計算機により算出する吸光度算出手順と、
を有してなることを特徴とする吸光度測定方法。
【請求項９】
前記試料内における前記測定光及び前記調査光の交差部が、前記試料における前記測定光の入射部界面に対して内側近傍に位置するよう設定されてなる請求項８に記載の吸光度測定方法。
【請求項１０】
前記測定光についての前記試料の単位長さ当たりの吸光度（単位吸光度）が３０［ｃｍ-1］以下である場合に、前記試料内における前記測定光及び前記調査光の交差部が、前記試料における前記測定光の入射部界面に対して内側１５０μｍ以内に位置するよう設定されてなる請求項９に記載の吸光度測定方法。
【請求項１１】
前記測定光についての前記試料の単位長さ当たりの吸光度（単位吸光度）が４０［ｃｍ-1］以下である場合に、前記試料内における前記測定光及び前記調査光の交差部が、前記試料における前記測定光の入射部界面に対して内側１００μｍ以内に位置するよう設定されてなる請求項９に記載の吸光度測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２５５９０５（Ｐ２００７−２５５９０５Ａ）
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７６８３２（Ｐ２００６−７６８３２）
【出願日】平成１８年３月２０日（２００６．３．２０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１５，１６年度，経済産業省，新エネルギー・産業技術総合開発機構「先進ナノバイオデバイスプロジェクト」委託研究，産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２０日（２００６．３．２０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１５，１６年度，経済産業省，新エネルギー・産業技術総合開発機構「先進ナノバイオデバイスプロジェクト」委託研究，産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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