자외 가시 근적외 분광 광도계 UH4150
고체 분광 측정의 전문가, U-4100형이 더욱 진화하였습니다.
총 출하 대수 1,500대 이상*1의 실적을 자랑하는 히타치 분광 광도계 U-4100형의 신뢰성은 그대로, UH4150형이 여기에 탄생했습니다.
특징
검출기 변환 단차가 적어 변환 부근의 파장이라도 보다 정확한 측정이 가능
자외 가시 영역~근적외 영역에 걸친 광범위한 측정 파장에 대응하기 위해 적분구에 복수의 검지기를 탑재하고 있습니다.
UH4150형은 원래 길러 온 적분구 구조의 노하우와 신호 처리 기술 등에 의해 검출기 변환 시 발생하는 측광값의 차(변환 단차)를 최소한으로 줄이고 있습니다.
(금 나노로드의 흡수 스펙트럼)
자신감 있는 프리즘 그레이팅 더블 단색화장치에 의해 저미광 저편광 특성을 양립
UH4150형은 U-4100형의 정평 있는 광학계를 계승하여 프리즘-그레이팅(PG)의 더블 모노크로 방식을 도입하고 있습니다. 프리즘그레이팅(PG) 방식은 일반적인 그레이팅그레이팅(GG) 방식의 분광 광도계에 비해 S편광 및 P편광에서 광량의 급격한 변화가 적기 때문에 저투과・반사 측정에서도 노이즈가 적은 측정을 제공합니다.
평행 광속에 의해 반사광이나 산란광도 보다 정확하게 측정 가능
고체 시료의 정반사를 측정하는 경우에는 입사각이 중요합니다. 집광 광속의 경우, 렌즈의 초점 거리 등에 의해 입사각이 동일하지는 않습니다. 이러면 유전체 다층막이나 프리즘 등의 광학 박막 설계를 했을 때의 시뮬레이션값과 실제 측정값의 차이가 발생하는 요인이 될 수도 있습니다.
평행 광선속의 경우에는 입사각은 시료에 대해 동일하여 정밀도가 높은 정반사 측정이 가능합니다. 그 밖에, 평행 광속은 확산성 평가(헤이즈)와 렌즈 투과율 측정에도 효과적입니다.
다양한 검지기를 구비, 목적에 맞는 검지기의 선택이 가능
재질, 크기, 형상이 다른 8종류의 적분구를 구비하고 있습니다*2.
부속 장치에 대한 자세한 사항은 문의하시기 바랍니다.
인간공학에 기초한 새로운 디자인을 도입
시료실 개폐 덮개의 개량과 더불어 작업성 향상을 꾀했습니다.
시료나 부속 장치의 교환 등을 가상하여 인간공학에 기초한 디자인을 도입했습니다.
U-4100형에 익숙해진 고객의 다양한 요구에 대응하는 부속 장치가 사용 가능
U-4100형 부속 장치와의 공통화를 꾀했습니다.
종전에 이용하던 부속 장치를 UH4150형에서도 사용할 수 있습니다*3. 부속 장치는 착탈・교환이 가능하기 때문에 측정 종류를 다양화할 수 있습니다.
U-4100형에 비해 보다 높은 스루풋화를 달성
정평 있는 U-4100형 광학계를 그대로 사용하여 보다 높은 스루풋 측정이 가능해졌습니다. 종전에 1 nm의 데이터 간격으로 측정하기 위해서는 스캔 속도를 600 nm/min로 설정해야 했습니다.
UH4150형에서는 데이터 읽기 방식을 개량하여 기존의 두 배인 1,200 nm/min으로 동일한 데이터 취득이 가능해져 측정 시간 단축을 실현했습니다*4.
아래 그림에 나타내는 240~2,600 nm 범위의 측정이 약 2분이면 가능합니다. 자외・가시・근적외 영역의 측정을 필요로 하는 차열 부재의 측정 등에 효과적입니다.
*1 2014년 12월 현재, U-4000형・U-4100형 분광 광도계
*2 UH4150형 본체에는 검지기가 부속되어 있지 않습니다. 측정을 위해서는 어느 하나의 검지기가 필요합니다. 또, 장치 본체의 교정・성능을 확인하기 위해서는 어느 하나의 φ 60 적분구 혹은 직입사 검지기가 필요합니다.
*3 일부 부속 장치는 제외합니다. 검지기 관계 부속 장치는 케이블 등의 교환 또는 개조가 필요합니다.
*4 시료 특성이나 측정 목적에 따라서는 적합하지 않은 경우가 있습니다. 상황에 따라 적절한 측정 조건으로 설정하십시오.
* 검지기를 φ150 mm 표준 적분구(광트랩 부속), φ150 mm 고감도 적분구(광트랩 부속), 각도 가변 절대 반사 부속 장치(임의 각도), 미소 대응 각도 가변 절대 반사 부속 장치(임의 각도)를 선택하시는 경우, 사양은 별도로 문의하시기 바랍니다.
* 게재된 데이터는 측정 예를 나타내는 것으로, 수치를 보증하는 것이 아닙니다.
* 스펙트랄론(Spectralon®)은 미국 Labspere.Inc.의 등록상표입니다.
사양
| 항목 | 표준 적분구 타입 | 직입사 타입 | 고감도 적분구 타입 |
|---|---|---|---|
| 검출기 광전자 증배관(UV-VIS), 냉각형 PbS(NIR) |
적분구 내면 도포: BaSO4 φ60 mm 표준 적분구 …4구멍/반사 시료 입사각 …시료 쪽, 대조 쪽 모두 10° φ60 mm표준 적분구 …4구멍/반사 시료 입사각 …시료 쪽 8°, 대조 쪽 0° φ60 mm 표준 전구 적분구 …2구멍 |
직입사 검지기 | 적분구 내면 도포: 스펙트랄론 φ60 mm 반사 대응 고감도 적분구 …입사각: 시료 쪽 8°, 대조 쪽 0° φ60 고감도 전구 적분구…2구멍 |
| 설정 가능 파장 범위 | 175~3,300 nm | ||
| 분광기 | 프리즘·그레이팅형, 더블 모노크로미터, 프리모노크로: 프리즘을 사용하는 리트로 분광기, 메인 모노크로: 회절 격자(회절 격자 2매 변환)의 체르니 터너형 분광기 | ||
| 데이터 처리부 | PC: OS Windows® 7 Professional(32bit 또는 64bit) | ||
| 사용 온도 | 15~35°C | ||
| 사용 습도 | 25~80%(결로하지 않을 것, 30°C 이상에서는70% 이하) | ||
| 크기 | 900(W)×760(D)×1,180(H) (mm) | ||
측정 용도에 맞는 검지기 선택 예
전반사 측정 용도
(φ60 표준 적분구(전반사 측정용))
240 nm ~ 2,600 nm 파장 범위에서의 전반사 측정이 가능합니다.
별도 부속 장치를 이용하면 투과나 정반사 측정을 할 수 있습니다.
고감도 측정 용도
(φ60 반사 대응 고감도 적분구)
190 nm ~ 2,600 nm 파장 범위에서의 전반사・확산 반사 측정이 가능합니다. 표준 적분구에 비해 저노이즈 측정을 할 수 있습니다.
별도 부속 장치를 이용하면 투과나 정반사 측정을 할 수 있습니다.
측정 예
미소 시료의 투과율 측정
미소 샘플 투과율 측정 시스템에 의해 미소 유리 조각이나 픽업 렌즈 등 미소한 시료의 투과율 측정이 가능합니다.
미소 샘플 투과 측정 부속 장치
| 마스크 종류 | 측정 가능 시료 크기 |
|---|---|
| φ3mm 마스크 (표준 부속) |
φ5~φ20 두께 3 mm 이하 |
| 1mm 마스크 (옵션) |
φ3~φ20 두께 3 mm 이하 |
*광원 마스크가 부속된 광원 마스크 φ4 mm로 교환할 필요가 있습니다.
확산 반사율 측정
적분구(시료 쪽 각도 0°)의 뒷면에 시료를 설치하면 분말 시료 등의 확산 반사율을 측정할 수 있습니다.
φ60 표준 적분구(전반사 확산 반사 공용)
| 입사각 | 0° |
|---|---|
| 파장 범위 | 240~2,600 nm |
광학 박막 산업
광학 박막 산업은 카메라, 안경 렌즈, 프로젝터, 거울과 같은 광학 부품에 꼭 필요한 기술입니다.
정확한 광학 특성 평가는 광학 부품의 첨단 개발과 품질 제어에 있어 점점 더 중요해지고 있습니다.
플라스틱은 매우 투명하고, 가벼우며, 내구성이 높은 물질입니다. 개체의 광학 평가를 위해, 형광 분광 광도계를 사용하여 광 투과성, 컬러, 투명도 등의 전송 스펙트럼 및 반사율 스펙트럼을 측정합니다. 이러한 측정은 단순한 광학 정보뿐 아니라 UV 및 적외선 차폐 레벨과 같은 광학 기능 관련 정보도 제공합니다. 이 경우에는 광학 물질과 같은 고체의 측광학적 정확도에 초점을 맞춰 개발된 새 모델인 UH4150 분광 광도계를 사용하여 다양한 플라스틱 물질의 광학적 속성을 측정했습니다. UH4150은 광학 물질 평가에 적합한 평형빔 및 저편광성으로 명성을 쌓아온 U-4100 광학 시스템의 특성을 이어 받아 출시된 분광 광도계입니다. 이 제품은 분석 용도에 따라 검지기 및 부속품을 변경하여 다양한 분석 요건에 부합되게 만들 수 있습니다. 일반적인 기기보다 높은 스루풋 덕분에 1nm의 샘플링 간격에서 1,200nm/min의 스캔 속도로 분석이 가능합니다. 예를 들면 이번에 도입한 분석 파장 범위를 통해 약 2분만에 측정을 완료할 수 있습니다.
UH4150을 사용하면 분석 목적에 따라 검지기를 선택할 수 있습니다. 분산 성분이 전혀 함유되지 않은 고체 시료를 분석할 때 직사광 검지기를 선택하면 내장형 구체 검지기를 사용할 때보다 적은 노이즈로 높은 흡광도를 달성할 수 있습니다. 높은 흡광도를 정확하게 측정할 수 있는 방법 중 하나는 감쇠기를 사용하는 것입니다. UH4150 표준 설치에는 1/100 감쇠기가 포함되어 있습니다. 샘플실(기준 측면)에서 추가 1/100 감쇠기와의 조합을 사용하면 1/10000 감쇠기와 동등한 감쇠율을 확보할 수 있으며, 매우 높은 흡광도(6 .7) 측정이 가능합니다.
이번에는 예시와 같은 광차폐 도구를 사용하여 흡광도가 높은 분석 방법을 도입했습니다.
Model UH4150의 특징으로는 PG(프리즘 그레이팅) 단색화장치 설치와 콜리메이트 광선 빔 적용을 들 수 있습니다. PG 단색화장치 시스템을 사용하면, 극성 변경이 원활해지며 안정적인 기준치를 확보할 수 있습니다. 콜리메이트 광선 빔은 집속 광선 빔에 비해 시료 초기화와 관계 없이 거의 변경되지 않습니다. 그 결과 높은 측정 재현성을 확보할 수 있습니다. 이번에는 다층 유전체 기질의 전송 스펙트럼(입사각 0도, 초기화 5회)을 확보했습니다. 재현성은 동일한 기기 등급에서 일반적으로 사용되는 GG(그레이팅-그레이팅) 시스템 분광 광도계와 비교했습니다.
Au 나노 로드는 막대모양의 골드 나노 입자입니다. 로드 모양(종횡비)이 광 흡수 특성을 제어하므로, 골드 입자를 제조하여 DNA 또는 광학 메모리 물질을 탐침하는 용도를 현재 개발 중에 있습니다.
일반적으로 Au 나노 로드의 종횡비는 TEM(투과 전자 현미경)을 사용한 이미지 측정에 의해 결정됩니다. 하지만 로드의 종횡비는 900nm1)의 장축에서 표면 플라즈몬 밴드의 피크 위치를 측정하여 쉽게 결정할 수 있습니다. (Au 나노 로드에는 약 520nm에서 표면 플라즈몬 밴드가 일반적으로 하나만 있는 Au 나노 입자와 달리 표면 플라즈몬 진동에서 기원한 장축 및 단축을 따라 표면 플라즈몬 밴드 2개가 있습니다. Au 나노 로드의 흡수는 단축에서 약 520nm, 장축에서 약 900nm입니다.) 피크 위치는 Au 나노 로드의 종횡비(R)를 기반으로 한 공식 1을 통해 얻어집니다. Formula 2는 종횡비(R)의 공식 1을 풀어 구할 수 있습니다.
이 연구에서 종횡비는 UH4150 분광 광도계 및 TEM 이미지에서 구한 값과의 비교를 통한 Au 나노 로드의 흡수 스펙트럼으로 계산되었습니다.
1) S. Link, M. A. El-Sayed, J. Phys. Chem, Vol.109, No.20, 10531 (2005)
