400~800nm (拡張900nm)の各波長の偏光状態(ストークスベクトル)を測定。
紫外や近赤外領域も対応可能。 複屈折やミュラー行列測定オプションあり。

分光ポラリメーターPoxi-spectra™

  • デモ機あり
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Tokyo Instruments Inc.
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分光ポラリメーターPoxi-spectra 分光ポラリメーターPoxi-spectra

高機能な分光偏光測定

分光ポラリメーターPoxi-spectraTMは、波長400~800nm (拡張900nm)の可視域における各波長の偏光状態を測定する偏光測定装置です。(紫外や近赤外も対応可能です。)ストークスベクトルと呼ばれる偏光状態を表すパラメーターを測定することで、偏光軸方位、楕円率、偏光度(DOP)といった偏光を表すパラメーターを測定します。販売開始以来、液晶テレビ、液晶プロジェクター、偏光光学素子、偏光光学系、結晶、生体試料など様々な偏光解析に広く利用されています。また、紫外~赤外域対応、顕微測定などの特注装置の実績もあります。
他にも、サンプルの複屈折やミュラー行列測定、マッピング測定にも対応しています。
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分光偏光測定

波長板の透過偏光測定例 光学素子透過、反射光の偏光測定はもちろん、ランプ等の光源、光学性全体の特性、蛍光偏光など、様々な偏光を測定します。 光学ヘッドを設置するだけで、複雑な装置校正をすることなく、すぐに測定が始められます。
右図測定結果は偏光子と水晶波長板からの透過光の一例ですが、偏光軸が±2度程度波長方向に変化していることが測定されています。測定した結果は数値、グラフ、ポアンカレ球表示だけではなく、イラストによる表示もでき、偏光に詳しくない方でも直観的に偏光状態を把握することができます。

測定例 液晶プロジェクターの投影光

液晶プロジェクターの投影光液晶プロジェクターの投影光を、スクリーン付近で測定しました。プロジェクターには偏光ビームスプリッターが使用されているため、赤、緑、青色それぞれの偏光方位が90度異なります。また、3色が重なる波長域では偏光度が低下しています。また、僅かながら楕円偏光であることが確認できました。

測定例 コガネムシ標本

コガネムシ反射光の偏光 コガネムシの表皮構造に特徴があり、観察角度や入射偏光によって色が変化する構造色が見られることで知られています。コガネムシの標本を円偏光板を通して観察すると、右回り円偏光板の場合は黒く観察されます。  反射光の偏光状態を測定すると、波長によっては反射光の一部は左回りの楕円偏光になります。つまり、左円偏光の反射率が高いため、左および右円偏光板を通すと観察される色が変化します。

測定例 低偏光度な光

低偏光度な光の偏光計測結果光ファイバー出力のタングステンハロゲンランプ出射光は一般に無偏光な光だと思われていますが、ファイバーの曲げ状態等によって偏光は変化します。左図はマルチモードファイバーからの出射光の偏光状態で、偏光を表すストークスパラメーターS1~S3の値は非常に低く、偏光度の低い光であることがわかります。右図はマルチオーダーの波長板を置いた結果で、波長板の複屈折によって偏光状態が変化しています。円偏光を表すS3に着目すると、±0.002程度の振幅を持つ円偏光の変化が明瞭に確認できています。

測定例 円偏光フィルムの偏光分布

偏光解析マッピング自動XYステージを使用した偏光分布測定が可能です。図は円偏光フィルムの楕円率、偏光軸分布 (波長550nm)で、円偏光フィルムの位相差ムラに起因する分布が認められます。

オプションやカスタマイズ

ストークスポラリメーターで光学素子等を測定する場合、用途に応じた光源や測定ベンチなどが必要になります。 例えば、ハロゲンランプ光源を使った透過ベンチと光量を調整するアッテネーター等を提案します。
また、微弱な蛍光などを精度よく測定する場合は、微弱光分光で定評のあるANDOR社の分光検出器に対応しています。
微小スポットにおける偏光を測定する場合は、本装置を顕微鏡に搭載可能です。
測定波長範囲は標準で400〜800nmですが、波長範囲を紫外または近赤外側にシフトさせた装置も作製可能です。

オプション、特注装置

分光ポラリメーターのオプション例。この他にも、用途に合わせたカスタマイズに対応します。

(高次)複屈折やミュラー行列測定も可能

Poxi-spectraTMは、光の偏光解析の他に、分光複屈折測定や分光ミュラー行列測定オプションを用意しています。
ミュラ—行列測定は、これまで高価なエリプソメーターやポラリメーターに搭載されていましたが、本装置でも自動かつ簡単に測定することができます。
複屈折位相差測定は、リタデーション0nm近傍から半波長まで対応し、同時に進相軸方位も求められます。さらに、多波長測定であることを活かした高次のリタデーションへの解析機能を持っており、数万nm以上の超複屈折サンプルにも対応しています。

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主な用途

・液晶ディスプレイ用光学素子の評価
・ランプ光源などの偏光測定
・波長板や偏光子の波長分散解析
・光学系全体の偏光特性評価
・高次を含む複屈折測定
・ミュラー行列による偏光特性測定
・蛍光などの微弱光偏光測定
・偏光度分布による生体試料同定

分光ストークスポラリメーターPoxi-spectra標準仕様

モデル PX-VIS01
測定波長範囲 400nm~800nm (UV~NIR可能)
波長分解能 2nm
測定時間 6秒~1分 (露光時間、積算回数、測定モードによる)
測定誤差 2%以下
繰返し精度 <0.01 (3σ、S1~S3)
測定項目 ストークスパラメーター
楕円率、方位、偏光度
装置構成 光学ヘッド、コントローラー、
PC、Poxiソフトウェア
オプション一例 分光ミュラー行列測定
複屈折測定
ANDOR社高感度分光検出器
  • 仕様は予告なく変更になる場合があります。
  • 測定時間や精度は、測定条件や設定に依存します。
 

オプションパーツ例

可変アッテネーター 全ての波長について光強度の調整
ライトバランスフィルター ハロゲンランプ使用時、可視光域の検出強度ムラを抑える。
測定波長範囲全域で良好なSNで測定をおこなう
ハロゲンランプ 20W高出力ハロゲンランプ光源
コリメーターレンズ サンプルに平行光を照射するためのレンズ
サンプルホルダー 回転ステージなど。サンプルの自動回転も対応可能。
光学ベンチ 測定光学系を組むための土台。特注可能。
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よくいただくご質問

  • ストークスパラメーターとは何ですか

    光の偏光状態を記述するパラメーターです。4つの数字であらゆる偏光状態を記述できます。また、偏光状態を分かりやすく表示するために、本装置は楕円率、偏光方位、偏光度などのパラメーターへの変換や、イラスト等で表示できます。
  • この装置の特長は何ですか

    分光器(スペクトロメーター)を内蔵しているため、入射光の波長を気にすることなく、分光と同時に各波長の偏光状態を測定します。また、オプションで複屈折やミュラー行列を測定することもできます。
  • 蛍光などの比較的微弱な光を測定できますか

    測定可能です。測定時間は長くなりますが、検出器の露光時間を調整することで対応します。露光時間だけでは対応できない場合、光学系の最適化や、分光検出器をより高感度なANDOR社製にすることでより微弱な光も測定できることもあります。
  • ポラリメーターだけではなく、測定ベンチ等の提案も可能ですか

    可能です。過去に反射測定ベンチや、顕微鏡下測定などの実績があります。ご相談ください。
  • 測定波長の範囲を減らして、測定時間を短縮することはできますか

    本装置はマルチチャンネル分光器による測定をおこなっています。よって、波長範囲を狭くして測定時間を短縮することはできません。リアルタイム測定には不向きですが、最短で10秒程度の測定時間で1000波長以上の偏光状態を測定するので、分光偏光測定をメインに考えると測定時間は短時間ともいえます。
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