光センシング技術
光センシング技術更新のお知らせ
現在、光センシング技術の紹介ページの更新を行っております。新しいページではテラヘルツ波技術を中心に、テラヘルツ波とは何かということから、その特長や応用事例などを紹介する予定です。
光センシングについて
分光センシングにはいろいろなものがありますが、弊社は、可視光、近赤外光、中赤外光、テラヘルツ波などを利用した産業現場で使えるセンシングシステムを開発しています。
光源、検出器、分光方式を組み合わせることで検査に最適なシステムを構築します。また、ケモメトリックスなどのスペクトル解析技術を組み合わせることで検査対象の情報を抽出します。
分光センシングの応用
プロセス管理、品質評価、非破壊・非侵襲検査
・可視・・・・・・・・・・・・・色判定、化学スペクトルによる分析
・近赤外・・・・・・・・・・・材料化学、工業分析、農業・食品分析、医薬品分析、医療診断
・中赤外・・・・・・・・・・・材料化学、生化学、食品分析、医薬品分析、環境診断
・遠赤外・・・・・・・・・・・材料化学、生化学、環境診断
・テラヘルツ・・・・・・・・材料化学、生化学、医療診断、セキュリティ
＊応用は大まかな分類です。
光の種類と主に見えるもの
・可視光・・・・・・・・電子遷移
・近赤外光・・・・・・分子振動（中赤外領域の倍音、結合音）
・中赤外光・・・・・・分子振動（基本音）、官能基
・遠赤外光・・・・・・巨大分子振動、格子振動、分子間振動
・ミリ波・・・・・・・・・分子の回転、配向
・テラヘルツ波・・・巨大分子振動、分子間振動、誘電緩和
分光方式
・フィルターによる分光
構造を簡単化できるために産業用に使いやすい
・回折格子による分光
一般的な分光器に使われている
モノクロメータ、ポリクロメータ
・干渉による分光
フーリエ変換赤外分光（FT-IR）、フーリエ変換近赤外分光（FT-NIR）
フーリエ変換ラマン分光（FT-Raman）
・時間領域分光
テラヘルツ時間領域分光（THz-TDS:Terahertz Time-Domain Spectroscopy）
光の波長と種類
・可視光 380～800 nm
・近赤外光 800～2500 nm、4000～12500 cm-1
・中赤外光 2500～25000 nm、2.5～25μm、400～4000 cm-1
・遠赤外光 25～1000μm、10～400 cm-1
・ミリ波 1000～10000μm、1mm～1cm、1～10 cm-1
・テラヘルツ波 30μm～3mm、0.1～10THz、100～10000GHz
分光スペクトルの横軸として一般的に用いられる単位
記号 単位
・波長（Wavelength） λ nm、 μm、 A
・周波数（Frequency） ν Hz
・波数（Wavenumber） σ=1/λ cm-1
・エネルギー hν eV
可視分光・・・・・・・・波長
近赤外分光・・・・・・波長、波数
中赤外分光・・・・・・波数
テラヘルツ分光・・・周波数、波数
ラマン分光・・・・・・・波数（ラマンシフト）、エネルギー
参考図書
・分光センシング入門として
尾崎幸洋著 「分光学への招待」（光が拓く新しい計測技術） 産業図書
・分光装置設計に役立つ書籍として
工藤恵栄著 「分光の基礎と応用」 オーム社
・固体の光物性に関する書籍として
工藤恵栄著 「光物性の基礎」 オーム社
・近赤外分光の基礎と応用に関する書籍として
尾崎幸洋、河田聡編 「近赤外分光法」 日本分光学会測定法シリーズ
学会出版センター
・近赤外分光の基礎、装置技術と農業・食品検査応用について
岩元睦夫、河野澄夫、魚住純著 「近赤外分光法入門」 幸書房
・FT-IRに詳しい書籍として
平石次郎編 「フーリエ変換赤外分光法」 日本分光学会測定法シリーズ
学会出版センター
・ラマン分光関連書籍として
浜口宏夫・平川暁子編 「ラマン分光法」 日本分光学会測定法シリーズ
学会出版センター
・近赤外の装置技術、スペクトル解析、応用のハンドブックとして
D. A. Burns, E. W. Ciurczak ed.:
Handbook of Near-Infrared Analysis, 3rd ed.,
CRC Press (2008)
・FT-IRの装置技術と応用に関する書籍として
P. R. GRIFFITHS, J. A. de HASETH:
Fourier Transform Infrared Spectrometry, 2nd ed.,
WILEY-INTERSCIENCE (2007)
・ラマン分光装置技術に詳しい書籍として
R. L. McCREERY:
Raman Spectroscopy for Chemical Analysis,
WILEY-INTERSCIENCE (2000)