応用物理

応用物理と分光

稲場文男

2001 年 70 巻 6 号 p. 637
発行日: 2001/06/10
公開日: 2009/02/05

DOIhttps://doi.org/10.11470/oubutsu1932.70.637

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分光計測技術の発展と展望

南茂夫

2001 年 70 巻 6 号 p. 639-652
発行日: 2001/06/10
公開日: 2009/02/05

DOIhttps://doi.org/10.11470/oubutsu1932.70.639

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分光計測を実用計測技術としてとらえ,過去1世紀以上にわたって続けられてきた種々の分光的手法が,機器化されて一つの市場を形成するに至った背景と今後の発展の方向を,ニーズとの関連を明確にしながら展望した.まず,光と物質の相互作用で現れる光スペクトルの種類について,基本事項のテユートリアルな概説を行い,それぞれのスペクトル分野で実用されつつある特徴的な分光計測機器の現状を紹介した.続いて,これから分光計測実験や機器開発を試みる方々への指針として,構成要素の有機的結合を目標としたシステム設計の季法にっいて言及した.

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近接場光学顕微鏡による空間分解分光法の進展

斎木敏治, 成田貴人

2001 年 70 巻 6 号 p. 653-659
発行日: 2001/06/10
公開日: 2009/02/05

DOIhttps://doi.org/10.11470/oubutsu1932.70.653

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近接場光学顕微鏡システムとそれを利用した空聞分解分光技術の最近の進展を概観する,特に,近接場プ日一ブ作製技術の進歩に伴い,高分解能化と高感度化の両立が実現し,分光計測への応用が以前よりも容易になりつつある.ここでは,最も基本的な発光分光に始まり,パルスレーザーとの組み舎わせによる時間分解分光や非線形分光,偏光惰報の取得,感度の観点から最も難しいラマン分光などの測定例を紹介する.これらは,近接場分光技術が利用価値の高い計測技術として,まさに成熟しつつあることを承している.

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食品の非破壊計測のための近赤外分光法

河野澄夫

2001 年 70 巻 6 号 p. 660-665
発行日: 2001/06/10
公開日: 2009/02/05

DOIhttps://doi.org/10.11470/oubutsu1932.70.660

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当初,穀類の成分測定からスタートした近赤外分光法は,計測装置(ハ一ド)および解析方法(ソフト)の進展に伴い,測定対象品目は飲料品,加工食晶,青果物など多種・多様な食品に,測定対象成分も主要成分のほか,塩分,糊化度,繊維,灰分など多様なものへと拡大した.近赤外スペクトルには複数の成分の情報が含まれており,近赤外法においては,これらのスペクトルから重回帰分析などの統計手法を用いて,いろいろな情報が抽出・解析される.解析方法は定量分析と定性分析に大別される.前者には重回帰分析,主成分回帰分析,PLS回帰分析,フーリエ変換回帰分析などが,後者には主成分分析,クラスター分析,判別分析,ニューラルネットなどが含まれる.

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光感受性物質を用いた分光スペクトル・画像による病態の確認

會沢勝夫

2001 年 70 巻 6 号 p. 666-671
発行日: 2001/06/10
公開日: 2009/02/05

DOIhttps://doi.org/10.11470/oubutsu1932.70.666

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腫瘍や粥状動脈硬化巣に特異的に集積する光感受性物質を用いて,その蛍光を観測することにより病態部位の領域を確認することがでぎる.心室の表醸からNPe6の集積している冠動脈,およびその先の細動脈血管の粥状動脈硬化巣から蛍光画像が観測された.鵬管内視鏡蛍光スペクトル・画像観測装置を導入し,腹部から胸部にかけてスペクトル強度が順次増大していることが観測され,粥状動脈硬化巣が心臓に近いぼど肥厚度倉いが高い状態で把握できた.内視鏡蛍光画像観測装置のフアイバーを食遵内に挿入し,粘膜下に存在する移橿がんの存在状況がNPe6の蛍光画像により明確に観測できた.兵庫県のSPring8ビームライン (BL24XU) を使用し, 25keVX線で直径約0.2mmの坦がんマウス肺転移がんがAu-NPe6の陰影画像として観測できた.電子顕微鏡による観測でAu-NPe6が粥状動脈硬化内のマクロファージに取り込まれていることが確認できた.

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光熱変換分光法の展開

片山建二, 由井宏治, 澤田嗣郎

2001 年 70 巻 6 号 p. 672-676
発行日: 2001/06/10
公開日: 2009/02/05

DOIhttps://doi.org/10.11470/oubutsu1932.70.672

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光熱変換分光法の最近のトピックスについて紹介する。近年,本分野では光吸収後の励起電子・熱・弾性波の緩和現象を高時間分解能で計測し,得られる物理・化学的構報をさまざまな物性測定に利用しようという研究が急速に進展してきた.例えば,本法による固体表面物性計測を,ナノ薄膜や多層膜の熱・弾性物性や膜厚測定に応用したり,高速時間分解顕微光熱変換測定により,励起キャリア・熱拡散・表面弾性波の挙動を直接二次元画像表示することなどが行われている.また,光励起によって熱や音が発生する素過程そのものを明らかにしようという,古そうで新しい研究も行われている.

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ナノ微粒子合成過程のレーザー分光画像計測

岡田龍雄, 中田芳樹, 前田三男

2001 年 70 巻 6 号 p. 677-681
発行日: 2001/06/10
公開日: 2009/02/05

DOIhttps://doi.org/10.11470/oubutsu1932.70.677

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これまでガス中に浮遊する大きさが数nm以下のナノ微粒子を可視化計測できる手法はなかった.最近ナノ微粒子をレーザー光で分解し,発生した原子をレーザー誘起蛍光法 (LF) で可祝化する方法が開発された.この方法は,再分解LlF (Re-decompositon LlF: Red-LlF) と呼ばれ,聞接的ではあるがナノ微粒子を高感度で可視化することが可能になった。レーザーアブレーションによるSiナノ微粒子の合成過程をRed-LlFにより可視化した例を紹介する.併せて,ナノ微粒子の画像計測に利用されているほかのレーザー分光計測季法についても.最近の研究例を紹介する.

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光子情報の化学的な分子増幅プロセス

市村國宏

2001 年 70 巻 6 号 p. 682-685
発行日: 2001/06/10
公開日: 2009/02/05

DOIhttps://doi.org/10.11470/oubutsu1932.70.682

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可逆的な光異性化反応性によりアゾベンゼンの分子配向を光制御することが可能であるが,その分子配向状態を多様な液晶層へ転写することによって分子増幅系が構成できる.これをトリガー増幅系と呼ぶ.一方,酸あるいは塩基を発生する光化学反応と,酸あるいは塩基分子を自己触媒的に発生する酸あるいは塩基増殖反応とを組み合わせることによって,化学増幅型レジストの感度を向上することができる.これを触媒増幅系と呼ぶ.これら二つの系について概説する.

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インターフエログラフィー:三次元物体のための干渉分光イメージング

吉森久

2001 年 70 巻 6 号 p. 686-690
発行日: 2001/06/10
公開日: 2009/02/05

DOIhttps://doi.org/10.11470/oubutsu1932.70.686

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体積ホログラムが光源の立体像をカラーで再生するように,三次元空間コヒーレンス関数(体積インターフェログラム)にも光源から伝搬した光の波面の情報が三次元的に記録されていると考えられるから,干渉計測によって光源の分光情報と三次元突間情報を同時に再生することが可能なはずである.このような分光イメージングを実現するための理論的基礎が見いだされた.本稿では,インコヒーレント光源分布を測定対象とするパッシブな干渉計測法を多次元情報論的に考察することから始めて,フーリエ分光映像法の測定対象をこれまでの二次元から三次元物体へと拡張するための筋道を説明する.また,体積ホログラムとの比較を通して手法の特徴を明らかにする.

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味とにおいを定量化する八イブリッド味覚センサーの開発

勝部昭明

2001 年 70 巻 6 号 p. 691-694
発行日: 2001/06/10
公開日: 2009/02/05

DOIhttps://doi.org/10.11470/oubutsu1932.70.691

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味覚やきゆう覚のような化学感覚を代行する測定技術の実用化には,従来,困難が多く,簡便なセンサーの開発が望まれていた.ところが最近,情報化システムからの需要の高まりやセンサーの基本技術の発達などが契機となり,味覚センサー,きゅう覚センサーとも研究開発が盛んになってきた.ここでは味覚センサーの開発の現状を紹介する.まず,味覚の対象となる多種の物質を測るためのデバイスの研究を,次に呈味物質の属性と人の感覚とを結びつけるための情報処理手法の研究を紹介する.最後に味覚・ぎゆう覚を融合させて,人が感じる“おいしさ”に近い測定を行おうとした試みについて述べる.

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電子制御波長可変レーザーによる分光応用

佐藤英俊, 和田智之

2001 年 70 巻 6 号 p. 695-696
発行日: 2001/06/10
公開日: 2009/02/05

DOIhttps://doi.org/10.11470/oubutsu1932.70.695

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分散型干渉分光トモグラフィー

渡辺歴, 伊東一良

2001 年 70 巻 6 号 p. 697-698
発行日: 2001/06/10
公開日: 2009/02/05

DOIhttps://doi.org/10.11470/oubutsu1932.70.697

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肌の分光反射率画像計測とその応用

津村徳道

2001 年 70 巻 6 号 p. 699-701
発行日: 2001/06/10
公開日: 2009/02/05

DOIhttps://doi.org/10.11470/oubutsu1932.70.699

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プラズマ診断法(種々のプローブ法・質量分析法)

豊田浩孝

2001 年 70 巻 6 号 p. 703-706
発行日: 2001/06/10
公開日: 2009/02/05

DOIhttps://doi.org/10.11470/oubutsu1932.70.703

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反応性プラズマにおける電子密度,電子温度,正・負イオン,中性ラジカル密度などの種々の物理量の計測手法は,近年の研究により大きく発展した.ここでは,分光的手法によらないプラズマ計測手法について紹介する.反応性プラズマへの応用という観点から,近年新たに開発されたプラズマ(あるいは電子)密度などの計測法について解説する.また,反応性プラズマにおいて重要な中性ラジカル種に関して,質量分析法を用いた計測法を近年の発展を含めて解説する.

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国家標準に用いられる計測技術

中西正和

2001 年 70 巻 6 号 p. 707-713
発行日: 2001/06/10
公開日: 2009/02/05

DOIhttps://doi.org/10.11470/oubutsu1932.70.707

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国際的な取り決めにより,抵抗は1990年以降,量子ホール効果抵抗標準で,直流電圧は1977年以降,ジョセフソン効果電圧標準で実現されている.量子ホール効果抵抗標準を使うと,不確かさが1×10^-8(0.01ppm) より小さい抵抗測定が可能である.ジョセフソン効果電圧標準でも同程度の不確かさで電圧測定が可能である.一方,操作が簡便なので,抵抗測定や電圧測定によく使われるデジタルマルチメーターには,8けた表示の機種も布販されている.8けた表示の場合,最小表示けたは0.01ppmに相当するが,機能を調整した直後でも,抵抗測定や電圧測定の不確かさは1pp田程度である.きちんと管理している場合でも調整は1年に1回程度であるし,通常の実験室ではほとんど調整しないから,測定の不確かさは10ppmより悪いと考えた方がよい.この解説では,量子ホール効果抵抗標準やジョセフソン効果電圧標準で,1ppmより小さい不確かさで測定するために使われている計測技術について説明する.また,量子ホール効果とジョセフソン効果についても簡単に説明する.

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