JP2002107299A - ガス測定装置 - Google Patents
ガス測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型、安価で測定精度の高いアンモニアガス
測定装置を提供する。 【解決手段】 λ１の波長を出力する第１レーザ光源
と、λ２の波長を出力する第２レーザ光源と、これら２
つの波長を入力し、少なくとも測定対象ガスに対する吸
収波長λ３を生成して出力する非線形結晶と、この非線
形結晶から出力した光のうち前記λ３の波長を通過させ
るフィルタと、このフィルタを通過したレーザ光を入力
する被測定ガスが導入されたガスセルと、このガスセル
を透過した光を受光する受光素子を備えている。
測定装置を提供する。 【解決手段】 λ１の波長を出力する第１レーザ光源
と、λ２の波長を出力する第２レーザ光源と、これら２
つの波長を入力し、少なくとも測定対象ガスに対する吸
収波長λ３を生成して出力する非線形結晶と、この非線
形結晶から出力した光のうち前記λ３の波長を通過させ
るフィルタと、このフィルタを通過したレーザ光を入力
する被測定ガスが導入されたガスセルと、このガスセル
を透過した光を受光する受光素子を備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体プロセスなど
で重要な指標となる例えばアンモニアガスの濃度測定装
置に関する。
で重要な指標となる例えばアンモニアガスの濃度測定装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体プロセス中、特に露光プロセスに
おいてはアンモニアガスの存在が品質を左右する。品質
に影響を与えるアンモニアガスの濃度は１〜０．１ppb
オーダである。従ってアンモニアガスの測定装置は高感
度・高精度が要求される。図７は従来から用いられてい
るアンモニアガス測定装置の一例を示す概略構成図であ
る。
おいてはアンモニアガスの存在が品質を左右する。品質
に影響を与えるアンモニアガスの濃度は１〜０．１ppb
オーダである。従ってアンモニアガスの測定装置は高感
度・高精度が要求される。図７は従来から用いられてい
るアンモニアガス測定装置の一例を示す概略構成図であ
る。
【０００３】図において、２１は拡散スクラバーであ
り、アンモニア吸収液である純水を循環させる純水循環
装置２２を有している。この拡散スクラバーは図では省
略するが、ガラス管の中に多孔質テフロン（登録商標）
チューブが挿入された二重管構造とされ、外側を純水循
環装置２２の吸収液が循環し、内側をクリーンルームな
どで収集した雰囲気ガスが流れるようになっている。２
３は雰囲気ガスを吸引するガス捕集ポンプである。
り、アンモニア吸収液である純水を循環させる純水循環
装置２２を有している。この拡散スクラバーは図では省
略するが、ガラス管の中に多孔質テフロン（登録商標）
チューブが挿入された二重管構造とされ、外側を純水循
環装置２２の吸収液が循環し、内側をクリーンルームな
どで収集した雰囲気ガスが流れるようになっている。２
３は雰囲気ガスを吸引するガス捕集ポンプである。
【０００４】雰囲気ガスを吸収した吸収液は切替バルブ
２５及びサンプルポンプ２６を介して分析手段２４側に
配置された自動切替えバルブ２７に送出される。自動切
替えバルブ２７は吸収液を濃縮カラム２８で濃縮し、溶
離液ポンプ２９からの溶離液とともに分離カラム３０側
に送出する。検出器３１は分離カラム３０で分離された
成分毎に雰囲気ガスに含まれていたガス成分の分析を行
なう。
２５及びサンプルポンプ２６を介して分析手段２４側に
配置された自動切替えバルブ２７に送出される。自動切
替えバルブ２７は吸収液を濃縮カラム２８で濃縮し、溶
離液ポンプ２９からの溶離液とともに分離カラム３０側
に送出する。検出器３１は分離カラム３０で分離された
成分毎に雰囲気ガスに含まれていたガス成分の分析を行
なう。
【０００５】上述の分析装置の他にもアンモニアガスな
どの測定手段として、図８に示す半導体式赤外線分析計
や図９に示すマイクロホン式赤外線分析計が知られてい
る。
どの測定手段として、図８に示す半導体式赤外線分析計
や図９に示すマイクロホン式赤外線分析計が知られてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図６に示す
測定装置においては、濃縮分離に時間がかかるとともに
装置が大掛かりとなり、メンテナンスも大変で非常に高
価であるという問題があり、図７，８に示す従来装置で
は、被測定ガス中の微量特定ガスの濃度測定を実施する
場合他のガスの影響を受けることで、目的とするガスの
濃度測定が困難になる場合が多く、特に水分が広い領域
に悪影響を与える。
測定装置においては、濃縮分離に時間がかかるとともに
装置が大掛かりとなり、メンテナンスも大変で非常に高
価であるという問題があり、図７，８に示す従来装置で
は、被測定ガス中の微量特定ガスの濃度測定を実施する
場合他のガスの影響を受けることで、目的とするガスの
濃度測定が困難になる場合が多く、特に水分が広い領域
に悪影響を与える。
【０００７】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、高感度の分析計測を可能とし小型化をはか
ったガス測定装置を実現することを目的とするものであ
る。
れたもので、高感度の分析計測を可能とし小型化をはか
ったガス測定装置を実現することを目的とするものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような問題点を解決
するために本発明は、請求項１においては、λ１の波長
を出力する第１レーザ光源と、λ２の波長を出力する第
２レーザ光源と、これら２つの波長を入力し、少なくと
もアンモニアガスに対する吸収波長λ３を生成して出力
する非線形結晶と、この非線形結晶から出力した光のう
ち前記λ３の波長を通過させるフィルタと、このフィル
タを通過したレーザ光を入力する被測定ガスが導入され
たガスセルと、このガスセルを透過した光を受光する受
光素子を備えたことを特徴とする。
するために本発明は、請求項１においては、λ１の波長
を出力する第１レーザ光源と、λ２の波長を出力する第
２レーザ光源と、これら２つの波長を入力し、少なくと
もアンモニアガスに対する吸収波長λ３を生成して出力
する非線形結晶と、この非線形結晶から出力した光のう
ち前記λ３の波長を通過させるフィルタと、このフィル
タを通過したレーザ光を入力する被測定ガスが導入され
たガスセルと、このガスセルを透過した光を受光する受
光素子を備えたことを特徴とする。
【０００９】請求項２においては、λ１の波長を出力す
る第１レーザ光源と、λ２の波長を出力する第２レーザ
光源と、これら２つの波長のそれぞれを変調する第１，
第２変調器と、これら変調された波長の光を入力し、少
なくとも測定対象ガスに対する吸収波長λ３を生成して
出力する非線形結晶と、この非線形結晶から出力したレ
ーザ光を入力する被測定ガスが導入されたガスセルと、
このガスセルを透過した光を受光する受光素子と、この
受光素子からの出力信号から前記変調された波長に関連
する信号を除去する同期検波手段を備えたことを特徴と
する。
る第１レーザ光源と、λ２の波長を出力する第２レーザ
光源と、これら２つの波長のそれぞれを変調する第１，
第２変調器と、これら変調された波長の光を入力し、少
なくとも測定対象ガスに対する吸収波長λ３を生成して
出力する非線形結晶と、この非線形結晶から出力したレ
ーザ光を入力する被測定ガスが導入されたガスセルと、
このガスセルを透過した光を受光する受光素子と、この
受光素子からの出力信号から前記変調された波長に関連
する信号を除去する同期検波手段を備えたことを特徴と
する。
【００１０】請求項３においては、請求項1または２記
載のガス測定装置において、前記ガスセルの前段にハー
フミラーを設けてλ３の波長の光を分割するとともに、
分割した光を入射する参照ガスセルを設け、この参照ガ
スセルに既知の濃度の測定対象ガス若しくは既知の濃度
の測定対象ガスを含むガスを導入し、測定レーザ（λ
３）の波長を校正するようにしたことを特徴とする。
載のガス測定装置において、前記ガスセルの前段にハー
フミラーを設けてλ３の波長の光を分割するとともに、
分割した光を入射する参照ガスセルを設け、この参照ガ
スセルに既知の濃度の測定対象ガス若しくは既知の濃度
の測定対象ガスを含むガスを導入し、測定レーザ（λ
３）の波長を校正するようにしたことを特徴とする。
【００１１】請求項４においては、請求項1〜３のいず
れかに記載のガス測定装置において、前記レーザλ１,
λ２の波長のうち少なくとも一方を掃引してλ３の波長
を２．２１１５μm〜２．２１４μmを含む範囲で掃引す
ることを特徴とする。
れかに記載のガス測定装置において、前記レーザλ１,
λ２の波長のうち少なくとも一方を掃引してλ３の波長
を２．２１１５μm〜２．２１４μmを含む範囲で掃引す
ることを特徴とする。
【００１２】請求項５においては、請求項1〜４いずれ
かに記載のガス測定装置において、前記被測定ガスは測
定に先立って除湿・冷却装置により水分除去を行なうこ
とをことを特徴とする。
かに記載のガス測定装置において、前記被測定ガスは測
定に先立って除湿・冷却装置により水分除去を行なうこ
とをことを特徴とする。
【００１３】請求項６においては、請求項1〜５いずれ
かに記載のガス測定装置において、前記ガスセル内に被
測定ガスを導入するに際し、ガスの導入口にノズルを設
けこのノズルの先端からガスを吹き出しながら導入する
ことを特徴とする
かに記載のガス測定装置において、前記ガスセル内に被
測定ガスを導入するに際し、ガスの導入口にノズルを設
けこのノズルの先端からガスを吹き出しながら導入する
ことを特徴とする
【００１４】請求項７においては、請求項1〜６いずれ
かに記載のガス測定装置において、前記ガスセル中で測
定レーザ（λ３）が複数回反射した後受光素子側に出射
するように構成したことを特徴とする。
かに記載のガス測定装置において、前記ガスセル中で測
定レーザ（λ３）が複数回反射した後受光素子側に出射
するように構成したことを特徴とする。
【００１５】請求項８においては、請求項1〜７いずれ
かに記載のガス測定装置において、前記ガスセルを中空
筒体で構成し、この中空筒体の一部若しくは大部分を冷
却するとともに、入射した光が前記中空筒体の内壁を反
射しながら前記受光素子側に進行するようにしたことを
特徴とする。
かに記載のガス測定装置において、前記ガスセルを中空
筒体で構成し、この中空筒体の一部若しくは大部分を冷
却するとともに、入射した光が前記中空筒体の内壁を反
射しながら前記受光素子側に進行するようにしたことを
特徴とする。
【００１６】請求項９においては、請求項1〜８いずれ
かに記載のガス測定装置において、前記ガスセル及び参
照セル内を負圧としたことを特徴とする。
かに記載のガス測定装置において、前記ガスセル及び参
照セル内を負圧としたことを特徴とする。
【００１７】
【００１８】はじめに、図２を用いて２〜２．５μmの
範囲での各種ガスにおける波長と吸収量の関係について
説明する。このような関係は一般的に知られている。こ
こでは大気中のガスを対象とし、水蒸気（湿度）；１０
％、ＣＯ2；３３０ppm、Ｎ2Ｏ;０．３ppm、ＣＨ4；１．
６ppmを含み、アンモニアガスが１ppbの濃度で存在する
として表示した。図において、横軸は波長、縦軸は吸収
量（無単位）を示している。なお、一点鎖線で囲った部
分は各ガスの分布範囲を示している。
範囲での各種ガスにおける波長と吸収量の関係について
説明する。このような関係は一般的に知られている。こ
こでは大気中のガスを対象とし、水蒸気（湿度）；１０
％、ＣＯ2；３３０ppm、Ｎ2Ｏ;０．３ppm、ＣＨ4；１．
６ppmを含み、アンモニアガスが１ppbの濃度で存在する
として表示した。図において、横軸は波長、縦軸は吸収
量（無単位）を示している。なお、一点鎖線で囲った部
分は各ガスの分布範囲を示している。
【００１９】図によればＨ2Ｏは全範囲に渡って吸収が
あり、ＣＯ2は２〜２．１５μmと２．５μm付近に、Ｎ2
Ｏは２、２．１〜２．１８５、２．２５〜２．３２、
２．４５〜２．４５３μm付近に、ＣＨ4は２．１４〜
２．５μm付近に、ＮＨ3は２〜２．０９と２．１２５〜
２．４８μm付近に吸収があることが分かる。
あり、ＣＯ2は２〜２．１５μmと２．５μm付近に、Ｎ2
Ｏは２、２．１〜２．１８５、２．２５〜２．３２、
２．４５〜２．４５３μm付近に、ＣＨ4は２．１４〜
２．５μm付近に、ＮＨ3は２〜２．０９と２．１２５〜
２．４８μm付近に吸収があることが分かる。
【００２０】図３は図２に示す波長範囲を特定の範囲に
絞って表わしたものでここでは横軸の波長範囲を２．２
０８〜２．２１８μmとしている。図から分かるように
この波長範囲ではＣＯ2，Ｎ2Ｏ，ＣＨ4に対する吸収は
見られずＨ2ＯとＮＨ3のみに吸収が見られる。
絞って表わしたものでここでは横軸の波長範囲を２．２
０８〜２．２１８μmとしている。図から分かるように
この波長範囲ではＣＯ2，Ｎ2Ｏ，ＣＨ4に対する吸収は
見られずＨ2ＯとＮＨ3のみに吸収が見られる。
【００２１】そして、更に矢印Ａで示す波長範囲２．２
１１５〜２．２１２４μｍ及び矢印Ｂで示す波長範囲
２．２１３〜２．２１３８５μｍに注目するとこの範囲
ではＨ 2Ｏによる吸収の影響がなく、また、波長範囲
２．２１１５〜２．２１４μｍの範囲であればＨ2Ｏの
影響はほとんどないので、この波長範囲ではアンモニア
のみによる吸収が行なわれるものと見なすことができ
る。
１１５〜２．２１２４μｍ及び矢印Ｂで示す波長範囲
２．２１３〜２．２１３８５μｍに注目するとこの範囲
ではＨ 2Ｏによる吸収の影響がなく、また、波長範囲
２．２１１５〜２．２１４μｍの範囲であればＨ2Ｏの
影響はほとんどないので、この波長範囲ではアンモニア
のみによる吸収が行なわれるものと見なすことができ
る。
【００２２】ところで、現在一つのレーザ光源で上述の
波長範囲を出力できるものは市販されていない。図１は
２つのレーザ光源を用いて上述の波長範囲のレーザを出
力するアンモニアガス測定装置の要部構成図である。以
下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。図１は本発明
の実施形態の一例を示す構成図である。図において、１
は波長λ１を出射する第１レーザ光源、２は波長λ２を
出射する第２レーザ光源である。これら光源からのレー
ザ光は非線形結晶３に入射し、この非線形結晶３により
波長λ１とλ２に基づいて生成されたλ３とともに出射
する。
波長範囲を出力できるものは市販されていない。図１は
２つのレーザ光源を用いて上述の波長範囲のレーザを出
力するアンモニアガス測定装置の要部構成図である。以
下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。図１は本発明
の実施形態の一例を示す構成図である。図において、１
は波長λ１を出射する第１レーザ光源、２は波長λ２を
出射する第２レーザ光源である。これら光源からのレー
ザ光は非線形結晶３に入射し、この非線形結晶３により
波長λ１とλ２に基づいて生成されたλ３とともに出射
する。
【００２３】４は非線形結晶３から出射した光を入射す
るフィルタで、主としてλ３の波長の光を透過する。フ
ィルタ４を透過した波長λ３の光はガスセル５を通過し
て受光素子６を照射する。ガスセルには例えば半導体プ
ロセスの露光装置が設置された室内から収集した空気が
ガス導入口５ａから導入され流出口５ｂから流出する。
るフィルタで、主としてλ３の波長の光を透過する。フ
ィルタ４を透過した波長λ３の光はガスセル５を通過し
て受光素子６を照射する。ガスセルには例えば半導体プ
ロセスの露光装置が設置された室内から収集した空気が
ガス導入口５ａから導入され流出口５ｂから流出する。
【００２４】ところで、非線形結晶３で生成される波長
λ３は、 １／λ３＝（１／λ１）−（１／λ２） … 但し（λ１＜λ２） の関係がある。非線形結晶３の出力光には３つの波長λ
１，λ２，λ３の光が混じってためλ１，λ２の通過を
フィルタにより阻止する。そして、λ１，λ２のいずれ
か若しくは両方を掃引させることによりλ３の波長を前
述のアンモニアの吸収波長の範囲で掃引することができ
る。
λ３は、 １／λ３＝（１／λ１）−（１／λ２） … 但し（λ１＜λ２） の関係がある。非線形結晶３の出力光には３つの波長λ
１，λ２，λ３の光が混じってためλ１，λ２の通過を
フィルタにより阻止する。そして、λ１，λ２のいずれ
か若しくは両方を掃引させることによりλ３の波長を前
述のアンモニアの吸収波長の範囲で掃引することができ
る。
【００２５】ここでλ１；８５２ｎｍ λ２；１３８６ｎｍ としてλ３を計算するとλ３＝２２１１ｎｍとなり、こ
の付近の波長を基にλ１，λ２のいずれか若しくは両方
を掃引して２．２１１５〜２．２１４μｍの範囲を掃引
する。
の付近の波長を基にλ１，λ２のいずれか若しくは両方
を掃引して２．２１１５〜２．２１４μｍの範囲を掃引
する。
【００２６】なお、図では省略するがガスセル５に入射
した光をガスセルの内壁で反射させ、進行方向をずらし
ながら複数回往復させ、最終的に受光素子６で受光する
ようにすれば感度を向上させることができる。そして、
このような構成によれば光源として半導体レーザを使用
することにより従来例に比較して小型化，低コスト化が
可能となる。
した光をガスセルの内壁で反射させ、進行方向をずらし
ながら複数回往復させ、最終的に受光素子６で受光する
ようにすれば感度を向上させることができる。そして、
このような構成によれば光源として半導体レーザを使用
することにより従来例に比較して小型化，低コスト化が
可能となる。
【００２７】図4はアンモニアガス測定装置の他の実施
例を示す要部構成図である。なお、図１と同一要素には
同一符号を付している。この例では、例えば光源１，光
源２と非線形結晶３の間に変調器（例えば光チョッパ
ー，音響光学素子 …ＡＯＭ）１０，１１を設けて，λ
１，λ２の光を変調する。そして、これら変調したλ
１，λ２に基づいて非線形結晶３で生成されたλ３の波
長を含む光をガスセルに入射する。これによりアンモニ
ア濃度に関連してλ３の波長が吸収される。
例を示す要部構成図である。なお、図１と同一要素には
同一符号を付している。この例では、例えば光源１，光
源２と非線形結晶３の間に変調器（例えば光チョッパ
ー，音響光学素子 …ＡＯＭ）１０，１１を設けて，λ
１，λ２の光を変調する。そして、これら変調したλ
１，λ２に基づいて非線形結晶３で生成されたλ３の波
長を含む光をガスセルに入射する。これによりアンモニ
ア濃度に関連してλ３の波長が吸収される。
【００２８】受光素子の後段には同期検波器１２が設け
られ、この同期検波器によりλ１，λ２の波長に対応す
る変調成分を除去しλ３の信号のみを検出する。このよ
うな構成によれば高価な光学フィルタを必要とせず、ま
た、光学フィルタを使用した場合に比較してよりＳ／Ｎ
の高い信号を得ることができる。
られ、この同期検波器によりλ１，λ２の波長に対応す
る変調成分を除去しλ３の信号のみを検出する。このよ
うな構成によれば高価な光学フィルタを必要とせず、ま
た、光学フィルタを使用した場合に比較してよりＳ／Ｎ
の高い信号を得ることができる。
【００２９】図５は図1に示す装置において、フィルタ4
から出射したλ３の光をハーフミラー７で分割し、分割
した光を参照ガスセル５ａに入射させるようにしたもの
である。この場合、参照セルにも被測定ガスを導入して
ガスセル５で検出した信号と比較すれば光源の変動の影
響を除去することができる。また、この参照ガスセルに
被測定ガス（ここではアンモニアガス）と同一のガスを
導入すれば、波長校正と感度校正を同時に行なうことが
できる。また、参照ガスセルの内部ガス圧を１００Torr
以下にした状態で濃度が既知のアンモニアガスを導入
し、吸収スペクトルの幅を狭くすることにより吸収波長
を正確に校正することができる。
から出射したλ３の光をハーフミラー７で分割し、分割
した光を参照ガスセル５ａに入射させるようにしたもの
である。この場合、参照セルにも被測定ガスを導入して
ガスセル５で検出した信号と比較すれば光源の変動の影
響を除去することができる。また、この参照ガスセルに
被測定ガス（ここではアンモニアガス）と同一のガスを
導入すれば、波長校正と感度校正を同時に行なうことが
できる。また、参照ガスセルの内部ガス圧を１００Torr
以下にした状態で濃度が既知のアンモニアガスを導入
し、吸収スペクトルの幅を狭くすることにより吸収波長
を正確に校正することができる。
【００３０】図６は図１に示すガスセルを中空筒体（中
空ファイバ）で構成し、この中空筒体の一部若しくは大
部分を冷却するようにした要部断面図である。なお、非
線形結晶３の前段の光源部分は図1に示す構成と同様な
ので省略してある。図において、非線形結晶３から出力
した光は凹面鏡３０で集光され、支持体３１に一端が固
定された中空ファイバ３２の端部に所定の角度で入射す
る。
空ファイバ）で構成し、この中空筒体の一部若しくは大
部分を冷却するようにした要部断面図である。なお、非
線形結晶３の前段の光源部分は図1に示す構成と同様な
ので省略してある。図において、非線形結晶３から出力
した光は凹面鏡３０で集光され、支持体３１に一端が固
定された中空ファイバ３２の端部に所定の角度で入射す
る。
【００３１】支持体３１には導入穴３４が形成されてお
り、この導入孔３４に導入された被測定ガスが中空ファ
イバ３２中を通って他端側へ流出するようになってい
る。３３は被測定ガスを冷却するために中空ファイバ３
２を覆って形成された冷却手段である。なお、図では冷
却手段３３は中空ファイバ３２の一部を覆ったものを示
したが全体を覆うようにしても良い。
り、この導入孔３４に導入された被測定ガスが中空ファ
イバ３２中を通って他端側へ流出するようになってい
る。３３は被測定ガスを冷却するために中空ファイバ３
２を覆って形成された冷却手段である。なお、図では冷
却手段３３は中空ファイバ３２の一部を覆ったものを示
したが全体を覆うようにしても良い。
【００３２】図６に示す構成によれば中空ファイバ３２
の一端から入射した光は中空ファイバの内壁で反射を繰
り返しながら他端に配置された受光素子６に達する。そ
の結果、光は多数回被測定ガスと邂逅するので感度が向
上する。また、ガスの冷却手段を設けたのでガス分子の
自己振動によるドップラーシフトの影響を減少させるこ
とができ吸収波長のピークを先鋭化することができる。
の一端から入射した光は中空ファイバの内壁で反射を繰
り返しながら他端に配置された受光素子６に達する。そ
の結果、光は多数回被測定ガスと邂逅するので感度が向
上する。また、ガスの冷却手段を設けたのでガス分子の
自己振動によるドップラーシフトの影響を減少させるこ
とができ吸収波長のピークを先鋭化することができる。
【００３３】また、中空ファイバに光を導入する手段と
して凹面鏡を用いているので光の分散（波長を変えたと
きに発生する焦点距離のずれ）の影響を取除くことがで
きる。なお、中空ファイバで構成したガスセルは図５で
示す参照ガスセル５ａにも適用することができる。
して凹面鏡を用いているので光の分散（波長を変えたと
きに発生する焦点距離のずれ）の影響を取除くことがで
きる。なお、中空ファイバで構成したガスセルは図５で
示す参照ガスセル５ａにも適用することができる。
【００３４】本発明の以上の説明は、説明および例示を
目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。し
たがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、
変形をなし得ることは当業者に明らかである。実施例で
は測定対象ガスをアンモニアとしたが同様の条件を満た
す他のガスであっても良い。特許請求の範囲の欄の記載
により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変更、
変形を包含するものとする。
目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。し
たがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、
変形をなし得ることは当業者に明らかである。実施例で
は測定対象ガスをアンモニアとしたが同様の条件を満た
す他のガスであっても良い。特許請求の範囲の欄の記載
により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変更、
変形を包含するものとする。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、λ１の波長を出力する第１レーザ光源と、λ
２の波長を出力する第２レーザ光源と、これら２つの波
長を入力し、少なくとも測定対象ガスに対する吸収波長
λ３を生成して出力する非線形結晶と、この非線形結晶
から出力した光のうち前記λ３の波長を通過させるフィ
ルタと、このフィルタを通過したレーザ光を入力する被
測定ガスが導入されたガスセルと、このガスセルを透過
した光を受光する受光素子を備えているので、小型化，
低コスト化が可能となる。
によれば、λ１の波長を出力する第１レーザ光源と、λ
２の波長を出力する第２レーザ光源と、これら２つの波
長を入力し、少なくとも測定対象ガスに対する吸収波長
λ３を生成して出力する非線形結晶と、この非線形結晶
から出力した光のうち前記λ３の波長を通過させるフィ
ルタと、このフィルタを通過したレーザ光を入力する被
測定ガスが導入されたガスセルと、このガスセルを透過
した光を受光する受光素子を備えているので、小型化，
低コスト化が可能となる。
【００３６】請求項２によれば、λ１の波長を出力する
第１レーザ光源と、λ２の波長を出力する第２レーザ光
源と、これら２つの波長のそれぞれを変調する第１，第
２周波数変調器と、これら変調された波長の光を入力
し、少なくとも測定対象ガスに対する吸収波長λ３を生
成して出力する非線形結晶と、この非線形結晶から出力
したレーザ光を入力する被測定ガスが導入されたガスセ
ルと、このガスセルを透過した光を受光する受光素子
と、この受光素子からの出力信号から変調された周波数
に関連する信号を除去する同期検波手段を備えたので、
更に安価で精度の良い測定ができる。
第１レーザ光源と、λ２の波長を出力する第２レーザ光
源と、これら２つの波長のそれぞれを変調する第１，第
２周波数変調器と、これら変調された波長の光を入力
し、少なくとも測定対象ガスに対する吸収波長λ３を生
成して出力する非線形結晶と、この非線形結晶から出力
したレーザ光を入力する被測定ガスが導入されたガスセ
ルと、このガスセルを透過した光を受光する受光素子
と、この受光素子からの出力信号から変調された周波数
に関連する信号を除去する同期検波手段を備えたので、
更に安価で精度の良い測定ができる。
【００３７】請求項３によれば、ガスセルの前段にハー
フミラーを設けてλ３の波長の光を分割するとともに、
分割した光を入射する参照ガスセルを設け、この参照ガ
スセルに既知の濃度の測定対象ガス若しくは既知の濃度
の測定対象ガスを含むガスを導入し、測定レーザ（λ
３）の波長を校正するようにしたので、光源の変動の影
響を除去することができ、波長校正と感度校正を同時に
行なうことができる。
フミラーを設けてλ３の波長の光を分割するとともに、
分割した光を入射する参照ガスセルを設け、この参照ガ
スセルに既知の濃度の測定対象ガス若しくは既知の濃度
の測定対象ガスを含むガスを導入し、測定レーザ（λ
３）の波長を校正するようにしたので、光源の変動の影
響を除去することができ、波長校正と感度校正を同時に
行なうことができる。
【００３８】請求項４によれば、レーザλ１,λ２の波
長のうち少なくとも一方を掃引してλ３の波長を２．２
１１５μm〜２．２１４μmを含む範囲で掃引するので、
Ｓ／Ｎの高い測定を実現することができる。
長のうち少なくとも一方を掃引してλ３の波長を２．２
１１５μm〜２．２１４μmを含む範囲で掃引するので、
Ｓ／Ｎの高い測定を実現することができる。
【００３９】請求項５によれば、測定に先立って被測定
ガスを冷却したり水分除去を行なうので精度の良い測定
ができる。請求項６によれば、ノズルの先端からガスを
吹き出しながら導入するので、ガスが冷却され精度の良
い測定ができる。
ガスを冷却したり水分除去を行なうので精度の良い測定
ができる。請求項６によれば、ノズルの先端からガスを
吹き出しながら導入するので、ガスが冷却され精度の良
い測定ができる。
【００４０】請求項７によれば、ガスセルを中空筒体で
構成し、この中空筒体の一部若しくは大部分を冷却する
とともに、入射した光が前記中空筒体の内壁を反射しな
がら受光素子側に進行するようにしたのでＳ／Ｎの良い
測定ができる。。
構成し、この中空筒体の一部若しくは大部分を冷却する
とともに、入射した光が前記中空筒体の内壁を反射しな
がら受光素子側に進行するようにしたのでＳ／Ｎの良い
測定ができる。。
【００４１】請求項８によれば、ガスセル中で測定レー
ザ（λ３）が複数回反射した後受光素子側に出射するよ
うにしたのでＳ／Ｎの良い測定ができる。
ザ（λ３）が複数回反射した後受光素子側に出射するよ
うにしたのでＳ／Ｎの良い測定ができる。
【００４２】請求項９によれば、ガスセル及び参照セル
内を負圧としたので、吸収スペクトルの幅を狭くして吸
収波長を正確に校正することができる。
内を負圧としたので、吸収スペクトルの幅を狭くして吸
収波長を正確に校正することができる。
【図１】本発明のガス測定装置の実施形態の一例を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】各種ガスの波長に対する吸収特性を示す図であ
る。
る。
【図３】図２の一部拡大図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図６】ガスセルを中空筒体で構成した一実施例を示す
断面図である。
断面図である。
【図７】従来例を示す構成図である。
【図８】他の従来例を示す構成図である。
【図９】他の従来例を示す構成図である。
１ 光源１ ２ 光源２ ３ 非線形結晶 ４ フィルタ ５ ガスセル ５ａ 参照ガスセル ６ 受光素子 ７ ハーフミラー １０，１１ 変調器 １２ 同期検波器 ４０ 集光光学系（凹面鏡） ４１ 支持体 ４２ 中空筒体（中空ファイバ） ４３ ファイバ冷却装置 ４４ 導入穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G057 AA01 AB04 AB06 AC03 BA05 BB10 DB03 EA06 2G059 AA01 BB01 CC20 EE01 FF08 GG01 GG03 GG06 HH01 HH06 JJ02 JJ14 JJ17 JJ18 JJ22 JJ24 KK01 LL03 MM14
Claims (9)
- 【請求項１】λ１の波長を出力する第１レーザ光源と、
λ２の波長を出力する第２レーザ光源と、これら２つの
波長を入力し、少なくとも測定対象ガスに対する吸収波
長λ３を生成して出力する非線形結晶と、この非線形結
晶から出力した光のうち前記λ３の波長を通過させるフ
ィルタと、このフィルタを通過したレーザ光を入力する
被測定ガスが導入されたガスセルと、このガスセルを透
過した光を受光する受光素子を備えたことを特徴とする
ガス測定装置。 - 【請求項２】λ１の波長を出力する第１レーザ光源と、
λ２の波長を出力する第２レーザ光源と、これら２つの
波長のそれぞれを変調する第１，第２変調器と、これら
変調された波長の光を入力し、少なくとも測定対象ガス
に対する吸収波長（λ３）を生成して出力する非線形結
晶と、この非線形結晶から出力したレーザ光を入力する
被測定ガスが導入されたガスセルと、このガスセルを透
過した光を受光する受光素子と、この受光素子からの出
力信号から前記変調された波長に関連する信号を除去す
る同期検波手段を備えたことを特徴とするガス測定装
置。 - 【請求項３】前記ガスセルの前段にハーフミラーを設け
てλ３の波長の光を分割するとともに、分割した光を入
射する参照ガスセルを設け、この参照ガスセルに既知の
濃度の測定対象ガス若しくは既知の濃度の測定対象ガス
を含むガスを導入し、測定レーザ（λ３）の波長を校正
するようにしたことを特徴とする請求項1又は２に記載
のガス測定装置。 - 【請求項４】前記レーザλ１,λ２の波長のうち少なく
とも一方を掃引してλ３の波長を２．２１１５μm〜
２．２１４μmを含む範囲で掃引することを特徴とする
請求項1〜３のいずれかに記載のガス測定装置。 - 【請求項５】前記被測定ガスは測定に先立って除湿・冷
却装置により水分除去を行なうことをことを特徴とする
請求項1〜４のいずれかに記載のガス測定装置。 - 【請求項６】ガスセル内に被測定ガスを導入するに際
し、ガスの導入口にノズルを設けこのノズルの先端から
ガスを吹き出しながら導入することを特徴とする請求項
1〜５のいずれかに記載のガス測定装置。 - 【請求項７】前記ガスセル中で測定レーザ（λ３）が複
数回反射した後受光素子側に出射するように構成したこ
とを特徴とする請求項1〜６いずれかに記載のガス測定
装置。 - 【請求項８】前記ガスセルを中空筒体で構成し、この中
空筒体の一部若しくは大部分を冷却するとともに、入射
した光が前記中空筒体の内壁を反射しながら前記受光素
子側に進行するようにしたことを特徴とする請求項1〜
７のいずれかに記載のガス測定装置。 - 【請求項９】ガスセル及び参照セル内を負圧としたこと
を特徴とする請求項1〜８のいずれかに記載のガス測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000298682A JP2002107299A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | ガス測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000298682A JP2002107299A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | ガス測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002107299A true JP2002107299A (ja) | 2002-04-10 |
Family
ID=18780612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000298682A Withdrawn JP2002107299A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | ガス測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002107299A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008070316A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Ntt Advanced Technology Corp | 分光分析用微小フローセル |
| WO2009128138A1 (ja) * | 2008-04-15 | 2009-10-22 | 株式会社島津製作所 | 校正用ガスセルを搭載したガス分析装置 |
| JP2010510507A (ja) * | 2006-11-22 | 2010-04-02 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 光学測定セルおよびガスモニター |
| JP2012052834A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Yokogawa Electric Corp | レーザガス分析計 |
| JP2012242311A (ja) * | 2011-05-23 | 2012-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | ガス分析装置 |
| JP2013113664A (ja) * | 2011-11-28 | 2013-06-10 | Yokogawa Electric Corp | レーザガス分析装置 |
| JP2015129769A (ja) * | 2015-03-12 | 2015-07-16 | 横河電機株式会社 | レーザガス分析装置 |
| JP2017207432A (ja) * | 2016-05-20 | 2017-11-24 | 三菱電機株式会社 | ガス分析装置およびガス分析方法 |
| JP2017220675A (ja) * | 2017-07-26 | 2017-12-14 | セイコーエプソン株式会社 | 原子セルの製造方法、原子セル、量子干渉装置、原子発振器、電子機器および移動体 |
| CN111474130A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-07-31 | 南昌航空大学 | 一种基于光谱法在线检测气态丙醛、丙烯醛的简便装置及方法 |
| WO2025175052A1 (en) * | 2024-02-13 | 2025-08-21 | Heath Consultants Incorporated | Correlated interference polarization spectrometer |
-
2000
- 2000-09-29 JP JP2000298682A patent/JP2002107299A/ja not_active Withdrawn
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008070316A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Ntt Advanced Technology Corp | 分光分析用微小フローセル |
| US8570520B2 (en) | 2006-11-22 | 2013-10-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Optical measuring cell and gas monitor |
| JP2010510507A (ja) * | 2006-11-22 | 2010-04-02 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 光学測定セルおよびガスモニター |
| WO2009128138A1 (ja) * | 2008-04-15 | 2009-10-22 | 株式会社島津製作所 | 校正用ガスセルを搭載したガス分析装置 |
| JP5360053B2 (ja) * | 2008-04-15 | 2013-12-04 | 株式会社島津製作所 | 校正用ガスセルを搭載したガス分析装置 |
| JP2012052834A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Yokogawa Electric Corp | レーザガス分析計 |
| JP2012242311A (ja) * | 2011-05-23 | 2012-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | ガス分析装置 |
| JP2013113664A (ja) * | 2011-11-28 | 2013-06-10 | Yokogawa Electric Corp | レーザガス分析装置 |
| US9347877B2 (en) | 2011-11-28 | 2016-05-24 | Yokogawa Electric Corporation | Laser gas analyzer |
| US9671333B2 (en) | 2011-11-28 | 2017-06-06 | Yokogawa Electric Corporation | Laser gas analyzer |
| JP2015129769A (ja) * | 2015-03-12 | 2015-07-16 | 横河電機株式会社 | レーザガス分析装置 |
| JP2017207432A (ja) * | 2016-05-20 | 2017-11-24 | 三菱電機株式会社 | ガス分析装置およびガス分析方法 |
| JP2017220675A (ja) * | 2017-07-26 | 2017-12-14 | セイコーエプソン株式会社 | 原子セルの製造方法、原子セル、量子干渉装置、原子発振器、電子機器および移動体 |
| CN111474130A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-07-31 | 南昌航空大学 | 一种基于光谱法在线检测气态丙醛、丙烯醛的简便装置及方法 |
| WO2025175052A1 (en) * | 2024-02-13 | 2025-08-21 | Heath Consultants Incorporated | Correlated interference polarization spectrometer |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080122 |
|
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|
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