特許 6013102 円二色性計測方法及び円二色性計測装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6013102

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】円二色性計測方法及び円二色性計測装置

(51)【国際特許分類】

   G01J 4/04 20060101AFI20161011BHJP

   G01N 21/19 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   G01J4/04 Z

   G01N21/19

【請求項の数】10

【全頁数】36

(21)【出願番号】特願2012-205708(P2012-205708)

(22)【出願日】2012年9月19日

(65)【公開番号】特開2013-231707(P2013-231707A)

(43)【公開日】2013年11月14日

【審査請求日】2015年9月3日

(31)【優先権主張番号】特願2012-86581(P2012-86581)

(32)【優先日】2012年4月5日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124291

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 悟

(72)【発明者】

【氏名】里園 浩

【審査官】 塚本 丈二

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／０１２７０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２６８７４０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−１２２４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３１１６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１０７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０６８８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６１１８５３６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 SHINDO, Y.，Application of polarized modulation technique in polymer science，OPTICAL ENGINEERING，１９９５年１２月，Vol. 34, No. 12，pp. 3369-3384

【文献】 HARADA, T. et al.，Inversion of the sign of the solid-state circular dichroism at low temperature，Chemical Physics Letters，２００８年，Vol. 456，pp. 268-271

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｊ ４／００−４／０４

Ｇ０１Ｎ ２１／００−２１／６１

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

Ｓｃｏｐｕｓ

Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｄｉｒｅｃｔ

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象の試料に係るミュラー行列を下記の数式（１）としたときに、行列要素Ｓ０２を計測するＳ０２計測ステップと、
下記の数式（１）における行列要素Ｓ２０を計測するＳ２０計測ステップと、
前記Ｓ０２計測ステップにおいて得られた行列要素Ｓ０２と、前記Ｓ２０計測ステップにおいて得られた行列要素Ｓ２０とから円二色性を算出する算出ステップと、
を備える円二色性計測方法であって、

【数1】

前記Ｓ０２計測ステップは、
特定の波長の光を出射する第１光源と、前記第１光源から出射された光を入射し、第１の方向の直線偏光である第１直線偏光と、当該第１の方向に対して直交する第２の方向の直線偏光である第２直線偏光とを取り出すことが可能な第１偏光板と、前記第１偏光板において取り出された前記第１直線偏光または前記第２直線偏光を入射し、前記第１光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第１波長板と、前記第１波長板から出射されて、試料により透過された透過光を電気信号に変換して検出する第１光検出手段と、を備える第１計測装置において、
前記第１偏光板により第１直線偏光を取り出して前記試料を透過する光の強度の計測を行う第１ステップと、
前記第１偏光板により第２直線偏光を取り出して前記試料を透過する光の強度の計測を行う第２ステップと、
を有し、
前記Ｓ２０計測ステップは、
前記第１光源と同じ波長の光を出射する第２光源と、前記第２光源から出射されて、前記試料により透過された透過光を入射し、当該透過光のうち、前記第１直線偏光または前記第２直線偏光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第２波長板と、前記第２波長板から出射された光を入射して、前記第１の方向の直線偏光と前記第２の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第２偏光板と、前記第２偏光板から出射された電気信号に変換して検出する第２光検出手段と、を備える第２計測装置において、
前記第２偏光板により第１直線偏光を取り出して前記試料を透過する光の測定を行う第３のステップと、
前記第２偏光板により第２直線偏光を取り出して前記試料を透過する光の測定を行う第４のステップと、
を有することを特徴とする円二色性計測方法。

【請求項2】

測定対象の試料に係るミュラー行列を下記の数式（１）としたときに、行列要素Ｓ０２を計測するＳ０２計測ステップと、
下記の数式（１）における行列要素Ｓ２０を計測するＳ２０計測ステップと、
前記Ｓ０２計測ステップにおいて得られた行列要素Ｓ０２と、前記Ｓ２０計測ステップにおいて得られた行列要素Ｓ２０とから円二色性を算出する算出ステップと、
を備える円二色性計測方法であって、

【数2】

前記Ｓ０２計測ステップは、
特定の波長の光を出射する第１光源と、前記第１光源から出射された光を入射し、第１の方向の直線偏光である第１直線偏光と、当該第１の方向に対して直交する第２の方向の直線偏光である第２直線偏光とを取り出すことが可能な第１偏光板と、前記第１偏光板において取り出された前記第１直線偏光または前記第２直線偏光を入射し、前記第１光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第１波長板と、前記第１波長板から出射されて、試料により透過された透過光を電気信号に変換して検出する第１光検出手段と、を備える第１計測装置において、
前記第１偏光板により第１直線偏光を取り出して試料を透過する光の強度の計測を行う第１ステップと、
前記第１偏光板により第２直線偏光を取り出して試料を透過する光の強度の計測を行う第２ステップと、
を有し、
前記Ｓ２０計測ステップは、
前記第１光源と同じ波長であって、前記第１の方向の直線偏光と前記第２の方向の直線偏光とを出射可能な第３光源と、前記第３光源から出射されて、前記試料により透過された透過光を入射し、当該透過光のうち、前記第１直線偏光または前記第２直線偏光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第３波長板と、前記第３波長板から出射された光を入射して、前記第１の方向の直線偏光と前記第２の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第３偏光板と、前記第３偏光板から出射された電気信号に変換して検出する第２光検出手段と、を備える第３計測装置において、
前記第３光源から前記第１の方向の直線偏光を出射して、前記第３偏光板より前記第１の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第３のステップと、
前記第３光源から前記第２の方向の直線偏光を出射して、前記第３偏光板より前記第１の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第４のステップと、
前記第３光源から前記第１の方向の直線偏光を出射して、前記第３偏光板より前記第２の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第５のステップと、
前記第３光源から前記第２の方向の直線偏光を出射して、前記第３偏光板より前記第２の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第６のステップと、
を有することを特徴とする円二色性計測方法。

【請求項3】

前記第１計測装置に代えて、
前記第１光源と同じ波長であって、前記第１の方向の直線偏光と前記第２の方向の直線偏光とを出射可能な第４光源と、前記第４光源からの直線偏光を入射し、前記第４光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第４波長板と、前記第４波長板から出射されて試料により透過された透過光のうち前記第１の方向の直線偏光と前記第２の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第４偏光板と、前記第４偏光板から出射された光を電気信号に変換して検出する第４光検出手段と、を含む第４計測装置を備え、
前記Ｓ０２計測ステップは、
前記第４光源から前記第１の方向の直線偏光を出射して、前記第４偏光板より前記第１の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第１１のステップと、
前記第４光源から前記第２の方向の直線偏光を出射して、前記第４偏光板より前記第１の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第１２のステップと、
前記第４光源から前記第１の方向の直線偏光を出射して、前記第４偏光板より前記第２の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第１３のステップと、
前記第４光源から前記第２の方向の直線偏光を出射して、前記第４偏光板より前記第２の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第１４のステップと、
を有することを特徴とする請求項２記載の円二色性計測方法。

【請求項4】

測定対象の試料に係るミュラー行列を下記の数式（２）としたときに、行列要素Ｓ０２を計測するＳ０２計測手段と、
下記の数式（２）における行列要素Ｓ２０を計測するＳ２０計測手段と、
前記Ｓ０２計測手段において得られた行列要素Ｓ０２と、前記Ｓ２０計測手段において得られた行列要素Ｓ２０とから円二色性を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする円二色性計測装置であって、

【数3】

前記Ｓ０２計測手段を構成する第１計測装置は、
特定の波長の光を出射する第１光源と、
前記第１光源から出射された光を入射し、第１の方向の直線偏光である第１直線偏光と、当該第１の方向に対して直交する第２の方向の直線偏光である第２直線偏光とを取り出すことが可能な第１偏光板と、
前記第１偏光板において取り出された前記第１直線偏光または前記第２直線偏光を入射し、前記第１光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第１波長板と、
前記第１波長板から出射されて、試料により透過された透過光を電気信号に変換して検出する第１光検出手段と、
を備え、
前記Ｓ２０計測手段を構成する第２計測装置は、
前記第１光源と同じ波長の光を出射する第２光源と、
前記第２光源から出射されて、前記試料により透過された透過光を入射し、当該透過光のうち、前記第１直線偏光または前記第２直線偏光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第２波長板と、
前記第２波長板から出射された光を入射して、前記第１の方向の直線偏光と前記第２の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第２偏光板と、
前記第２偏光板から出射された電気信号に変換して検出する第２光検出手段と、
を備えることを特徴とする円二色性計測装置。

【請求項5】

前記第１計測装置は、
前記第１偏光板、前記第１波長板及び前記試料が載置されるターンテーブルを備え、
前記ターンテーブルを回転させたときに、回転前の前記第１光源からの光の光路と重なる位置に、前記第１偏光板、前記第１波長板及び前記試料が載置され、
前記第２計測装置は、
前記第１計測装置における前記ターンテーブルを回転させることで構成されることを特徴とする請求項４記載の円二色性計測装置。

【請求項6】

前記第１計測装置は、
前記第１光源及び前記第１光検出手段が載置されるターンテーブルを備え、
前記ターンテーブルにおいて、前記第１光源と前記第１光検出手段との間には隔壁が設けられ、
前記第１光源からの光の光路と、前記第１光検出手段に入射する光の光路とは、前記ターンテーブルを回転させたときに互いに重なる位置に設けられ、
前記第２計測装置は、
前記第１計測装置における前記ターンテーブルを回転させることで構成されることを特徴とする請求項４記載の円二色性計測装置。

【請求項7】

前記第１波長板または前記第２波長板に代えて、前記第１光源からの光の波長をλとしたとき、当該入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差に対して周期的に変調を加えて、当該位相差変調後の光を出射する光位相変調手段を用いたことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の円二色性計測装置。

【請求項8】

前記第１光源または前記第２光源は、複数の波長の光から特定の波長の光を分光して出射する分光手段を含んで構成されることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の円二色性計測装置。

【請求項9】

測定対象の試料に係るミュラー行列を下記の数式（２）としたときに、行列要素Ｓ０２を計測するＳ０２計測手段と、
下記の数式（２）における行列要素Ｓ２０を計測するＳ２０計測手段と、
前記Ｓ０２計測手段において得られた行列要素Ｓ０２と、前記Ｓ２０計測手段において得られた行列要素Ｓ２０とから円二色性を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする円二色性計測装置であって、

【数4】

前記Ｓ０２計測手段を構成する第１計測装置は、
特定の波長の光を出射する第１光源と、
前記第１光源から出射された光を入射し、第１の方向の直線偏光である第１直線偏光と、当該第１の方向に対して直交する第２の方向の直線偏光である第２直線偏光とを取り出すことが可能な第１偏光板と、
前記第１偏光板において取り出された前記第１直線偏光または前記第２直線偏光を入射し、前記第１光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第１波長板と、
前記第１波長板から出射されて、試料により透過された透過光を電気信号に変換して検出する第１光検出手段と、
を備え、
前記Ｓ２０計測手段を構成する第３計測装置は、
前記第１光源と同じ波長であって、前記第１の方向の直線偏光と前記第２の方向の直線偏光とを出射可能な第３光源と、
前記第３光源から出射されて、前記試料により透過された透過光を入射し、当該透過光のうち、前記第１直線偏光または前記第２直線偏光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第３波長板と、
前記第３波長板から出射された光を入射して、前記第１の方向の直線偏光と前記第２の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第３偏光板と、
前記第３偏光板から出射された電気信号に変換して検出する第３光検出手段と、
を備えることを特徴とする円二色性計測装置。

【請求項10】

前記第１計測装置に代えて、
前記第１光源と同じ波長であって、前記第１の方向の直線偏光と前記第２の方向の直線偏光とを出射可能な第４光源と、前記第４光源からの直線偏光を入射し、前記第４光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第４波長板と、前記第４波長板から出射されて試料により透過された透過光のうち前記第１の方向の直線偏光と前記第２の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第４偏光板と、前記第４偏光板から出射された光を電気信号に変換して検出する第４光検出手段と、を含む第４計測装置を備えることを特徴とする請求項９記載の円二色性計測装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、円二色性計測方法及び円二色性計測装置に関する。

【背景技術】

【0002】

円二色性（ＣＤ：Circular Dichroism）は、分子の光学活性（キラリティ）によって起こる現象であり、左右の円偏光に対する吸光度の違いとして定義される。この円二色性のスペクトル情報は、分子の高次構造を反映していることから、特に生理活性物質の高次構造の解析等によく適用される。この円二色性は、左右の円偏光をそれぞれ試料に照射し、透過光の強度差から吸光度の差を求める方法が一般的に用いられる。

【0003】

円二色性の計測は、試料が円二色性以外の光学活性、すなわち直線偏光に対する二色性や複屈折を持っていない場合にのみ成立し、試料が円二色性以外の光学活性を有している場合、この特性が円二色性とカップリングするために円二色性計測の際のアーチファクトになることが知られている。そして、このアーチファクトの影響のために、固体、膜、液晶等の巨視的な異方性を有する試料の円二色性の計測においては、変調法は適さないとされていた（例えば、非特許文献１参照）。このため、アーチファクトを除去するための種々の検討が行われている。例えば、特許文献１では、試料を４５°回転させ、検光子を外して計測し、さらに試料を裏返して計測した後で、これらの二つの信号の平均を取る、等の工程が示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４０１０７６０号

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】神藤、分光研究、第３４巻、第４号、２１５ページ（１９８５年）

【非特許文献2】Y.Shindo, Optical Engineering, Vol.34, No.12, 3369 (1995)

【非特許文献3】Ho.P.Jensen, J.A.Schellman, T.Troxell, Applied Spectroscopy, Vol.32,No.2, 192 (1978)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１記載の計測装置によれば光学系が複雑であり、且つ、測定方法が煩雑であるため、円二色性を迅速且つ簡便に計測できるとはいえない。

【0007】

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、試料の円二色性をより正確且つ簡便に計測することが可能な円二色性計測方法及び円二色性計測装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

発明者らは、鋭意研究の結果、試料の複屈折などの偏光特性を数値化したミュラー行列における行列要素Ｓ０２とＳ２０とをそれぞれ測定し、この結果に基づいて円二色性を算出することにより、より正確且つ簡便な円二色性の計測を行うことが可能であることを見出した。

【0009】

すなわち、本発明に係る円二色性計測方法は、測定対象の試料に係るミュラー行列を下記の数式（Ａ）としたときに、行列要素Ｓ０２を計測するＳ０２計測ステップと、下記の数式（Ａ）における行列要素Ｓ２０を計測するＳ２０計測ステップと、前記Ｓ０２計測ステップにおいて得られた行列要素Ｓ０２と前記Ｓ２０計測ステップにおいて得られた行列要素Ｓ２０とから円二色性を算出する算出ステップと、を備えることを特徴とする。

【数1】

【0010】

そして、上記の円二色性計測方法において、前記Ｓ０２計測ステップは、特定の波長の光を出射する第１光源と、前記第１光源から出射された光を入射し、第１の方向の直線偏光である第１直線偏光と、当該第１の方向に対して直交する第２の方向の直線偏光である第２直線偏光とを取り出すことが可能な第１偏光板と、前記第１の偏光板において取り出された前記第１直線偏光または前記第２直線偏光を入射し、前記第１光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第１波長板と、前記第１波長板から出射されて、試料により透過された透過光を電気信号に変換して検出する第１光検出手段と、を備える第１計測装置において、前記第１偏光板により第１直線偏光を取り出して前記試料を透過する光の強度の計測を行う第１ステップと、前記第１偏光板により第２直線偏光を取り出して前記試料を透過する光の強度の計測を行う第２ステップと、を有し、前記Ｓ２０計測ステップは、前記第１光源と同じ波長の光を出射する第２光源と、前記第２光源から出射されて、前記試料により透過された透過光を入射し、当該透過光のうち、前記第１直線偏光または前記第２直線偏光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第２波長板と、前記第２波長板から出射された光を入射して、前記第１の方向の直線偏光と前記第２の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第２偏光板と、前記第２偏光板から出射された電気信号に変換して検出する第２光検出手段と、を備える第２計測装置において、前記第２偏光板により第１直線偏光を取り出して試料を透過する光の測定を行う第３のステップと、前記第２偏光板により第２直線偏光を取り出して試料を透過する光の測定を行う第４のステップと、を有することを特徴とする。

【0011】

また、本発明に係る円二色性計測装置は、測定対象の試料に係るミュラー行列を下記の数式（Ｂ）としたときに、行列要素Ｓ０２を計測するＳ０２計測手段と、下記の数式（Ｂ）における行列要素Ｓ２０を計測するＳ２０計測手段と、前記Ｓ０２計測手段において得られた行列要素Ｓ０２と前記Ｓ２０計測手段において得られた行列要素Ｓ２０とから円二色性を算出する算出手段と、を有することを特徴とする。

【数2】

【0012】

また、上記の円二色性計測装置において、前記Ｓ０２手段として機能する第１計測装置は、特定の波長の光を出射する第１光源と、前記第１光源から出射された光を入射し、第１の方向の直線偏光である第１直線偏光と、当該第１の方向に対して直交する第２の方向の直線偏光である第２直線偏光とを取り出すことが可能な第１偏光板と、前記第１の偏光板において取り出された前記第１直線偏光または前記第２直線偏光を入射し、前記第１光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第１波長板と、前記第１波長板から出射されて、試料により透過された透過光を電気信号に変換して検出する第１光検出手段と、を備え、前記Ｓ２０計測手段として機能する第２計測装置は、前記第１光源と同じ波長の光を出射する第２光源と、前記第２光源から出射されて、前記試料により透過された透過光を入射し、当該透過光のうち、前記第１直線偏光または前記第２直線偏光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第２波長板と、前記第２波長板から出射された光を入射して、前記第１の方向の直線偏光と前記第２の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第２偏光板と、前記第２偏光板から出射された電気信号に変換して検出する第２光検出手段と、を備えることを特徴とする。

【0013】

発明者らの研究によれば、ミュラー行列の行列要素Ｓ０２と行列要素Ｓ２０とをそれぞれ求めた後、これに基づいて円二色性を算出することで、従来の円二色性の測定結果には含まれていたアーチファクト成分が除去されることが分かった。したがって、上記の円二色性計測方法及び円二色性計測装置に基づき、第１の計測装置を用いて行列要素Ｓ０２を測定し、第２の計測装置を用いて行列要素Ｓ２０を測定し、これらの結果を用いて円二色性を算出する構成とすることで、より正確な円二色性の測定を行うことができる。また、従来は、より正確な円二色性を計測するために、円二色性以外の光学活性を有しない状態である溶液状態での測定を行ってきたが、上記の計測方法によれば、溶液状態以外の状態、例えば、固相、ゲル、液晶、膜状の試料の円二色性であっても、アーチファクト成分の除去が適切に行われるため、溶液状態ではない試料の円二色性の計測にも適用することが可能となる。

【0014】

ここで、前記第１計測装置は、前記第１偏光板、前記第１波長板及び前記試料が載置されるターンテーブルを備え、前記ターンテーブルを回転させたときに、回転前の前記第１光源からの光の光路と重なる位置に、前記第１偏光板、前記第１波長板及び前記試料が載置され、前記第２計測装置は、前記第１計測装置における前記ターンテーブルを回転させることで構成されることを特徴とする態様とすることができる。

【0015】

上記の円二色性計測装置では、アーチファクト成分が除去されたより正確な円二色性の測定が可能となる。また、円二色性装置の場合は、ターンテーブルを回転させることで、光学部品及び試料の配置を変更するため、より簡便に計測ができる。また、手動で配置を変更する場合と比較して、各部品や試料の位置や向きを光学軸に沿って正確に配置をすることが可能となるため、より精度よく円二色性を測定することができる。

【0016】

また、前記第１計測装置は、前記第１光源及び前記光検出器が載置されるターンテーブルを備え、前記ターンテーブルにおいて、前記第１光源と前記光検出器との間には隔壁が設けられ、前記第１光源からの光の光路と、前記第１光検出手段に入射する光の光路とは、前記ターンテーブルを回転させたときに互いに重なる位置に設けられ、前記第２計測装置は、前記第１計測装置における前記ターンテーブルを回転させることで構成される態様とすることができる。

【0017】

上記の円二色性計測装置では、アーチファクト成分が除去されたより正確な円二色性の測定が可能となる。また、円二色性装置の場合は、ターンテーブルを回転させることで、光学部品及び試料の配置を変更するため、より簡便に計測ができる。また、手動で配置を変更する場合と比較して、各部品や試料の位置や向きを光学軸に沿って正確に配置をすることが可能となるため、より精度よく円二色性を測定することができる。また、試料を移動することなく一連の計測を行うことができるため、壊れやすい、倒れやすい等の力学的に不安定な試料についても計測を行うことができる。

【0018】

また、前記第１波長板または前記第２波長板に代えて、前記第１光源からの光の波長をλとしたとき、当該入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差に対して周期的に変調を加えて、当該位相差変調後の光を出射する光位相変調手段を用いた態様としてもよい。位相変調手段を用いる場合、偏光板の方向等を変更することなく、行列要素Ｓ０２または行列要素Ｓ２０の計測を行うことができるため、より簡便に測定を実施することができる。

【0019】

また、前記第１光源または前記第２光源は、複数の波長の光から特定の波長の光を分光して出射する分光手段を含んで構成される態様であってもよい。分光手段を含んで構成されている場合、光源からの光の波長の切り替えを容易に行うことができるため、種々の条件における円二色性の測定をより簡便に行うことができる。

【0020】

また、本発明に係る円二色性計測方法の他の態様として、前記Ｓ０２計測ステップは、特定の波長の光を出射する第１光源と、前記第１光源から出射された光を入射し、第１の方向の直線偏光である第１直線偏光と、当該第１の方向に対して直交する第２の方向の直線偏光である第２直線偏光とを取り出すことが可能な第１偏光板と、前記第１の偏光板において取り出された前記第１直線偏光または前記第２直線偏光を入射し、前記第１光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第１波長板と、前記第１波長板から出射されて、試料により透過された透過光を電気信号に変換して検出する第１光検出手段と、を備える第１計測装置において、前記第１偏光板により第１直線偏光を取り出して試料を透過する光の強度の計測を行う第１ステップと、前記第１偏光板により第２直線偏光を取り出して試料を透過する光の強度の計測を行う第２ステップと、を有し、前記Ｓ２０計測ステップは、前記第１光源と同じ波長であって、前記第１の方向の直線偏光と前記第２方向の直線偏光とを出射可能な第３光源と、前記第３光源から出射されて、前記試料により透過された透過光を入射し、当該透過光のうち、前記第１直線偏光または前記第２直線偏光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第３波長板と、前記第３波長板から出射された光を入射して、前記第１の方向の直線偏光と前記第２の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第３偏光板と、前記第３偏光板から出射された電気信号に変換して検出する第２光検出手段と、を備える第３計測装置において、前記第３光源から前記第１の方向の直線偏光を出射して、前記第３偏光板より前記第１の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第３のステップと、前記第３光源から前記第２の方向の直線偏光を出射して、前記第３偏光板より前記第１の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第４のステップと、前記第３光源から前記第１の方向の直線偏光を出射して、前記第３偏光板より前記第２の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第５のステップと、前記第３光源から前記第２の方向の直線偏光を出射して、前記第３偏光板より前記第２の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第６のステップと、を有する態様とすることが挙げられる。

【0021】

さらに、前記第１計測装置に代えて、前記第１光源と同じ波長であって、前記第１の方向の直線偏光と前記第２方向の直線偏光とを出射可能な第４光源と、前記第４光源からの直線偏光を入射し、前記第４光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第４波長板と、前記第４波長板から出射されて試料により透過された透過光のうち前記第１の方向の直線偏光と前記第２の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第４偏光板と、前記第４偏光板から出射された光を電気信号に変換して検出する第４光検出手段と、を含む第４計測装置を備え、前記Ｓ０２計測ステップは、前記第４光源から前記第１の方向の直線偏光を出射して、前記第４偏光板より前記第１の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第１１のステップと、前記第４光源から前記第２の方向の直線偏光を出射して、前記第４偏光板より前記第１の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第１２のステップと、前記第４光源から前記第１の方向の直線偏光を出射して、前記第４偏光板より前記第２の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第１３のステップと、前記第４光源から前記第２の方向の直線偏光を出射して、前記第４偏光板より前記第２の方向の直線偏光を取り出して、前記試料を透過する光の測定を行う第１４のステップと、を有する態様とすることもできる。

【0022】

また、本発明に係る円二色性計測装置の他の態様として、上記の円二色性計測装置であって、前記Ｓ０２計測手段を構成する第１計測装置は、特定の波長の光を出射する第１光源と、前記第１光源から出射された光を入射し、第１の方向の直線偏光である第１直線偏光と、当該第１の方向に対して直交する第２の方向の直線偏光である第２直線偏光とを取り出すことが可能な第１偏光板と、前記第１の偏光板において取り出された前記第１直線偏光または前記第２直線偏光を入射し、前記第１光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第１波長板と、前記第１波長板から出射されて、試料により透過された透過光を電気信号に変換して検出する第１光検出手段と、を備え、前記Ｓ２０計測手段を構成する第３計測装置は、前記第１光源と同じ波長であって、前記第１の方向の直線偏光と前記第２方向の直線偏光とを出射可能な第３光源と、前記第３光源から出射されて、前記試料により透過された透過光を入射し、当該透過光のうち、前記第１直線偏光または前記第２直線偏光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第３波長板と、前記第３波長板から出射された光を入射して、前記第１の方向の直線偏光と前記第２の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第３偏光板と、前記第３偏光板から出射された電気信号に変換して検出する第３光検出手段と、を備える態様とすることが挙げられる。

【0023】

さらに、前記第１計測装置に代えて、前記第１光源と同じ波長であって、前記第１の方向の直線偏光と前記第２方向の直線偏光とを出射可能な第４光源と、前記第４光源からの直線偏光を入射し、前記第４光源からの光の波長をλとしたとき、入射光の振動面とは異なる振動面を持ち互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差を１／４λとして出射する第４波長板と、前記第４波長板から出射されて試料により透過された透過光のうち前記第１の方向の直線偏光と前記第２の方向の直線偏光とを取り出すことが可能な第４偏光板と、前記第４偏光板から出射された光を電気信号に変換して検出する第４光検出手段と、を含む第４計測装置を備える態様とすることもできる。

【0024】

発明者らの研究によれば、ミュラー行列の行列要素Ｓ０２と行列要素Ｓ２０とをそれぞれ求める際に、直線偏光を用いて、これを利用して上記のように円二色性を算出することで、アーチファクト成分の除去がより効果的に行われ、より正確に測定することが可能となる。直線偏光は、行列要素Ｓ０２とＳ２０との双方の算出に用いられることで、アーチファクト成分の除去がより効果的に行われ、さらに正確な円二色性の計測が可能となる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、試料の円二色性をより正確且つ簡便に計測することが可能な円二色性計測方法及び円二色性計測装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】第１実施形態に係る円二色性計測装置の構成を説明する図である。

【図2】第２実施形態に係る円二色性計測装置の第１の構成を説明する図である。

【図3】第２実施形態に係る円二色性計測装置の第２の構成を説明する図である。

【図4】第３実施形態に係る円二色性計測装置の第１の構成を説明する図である。

【図5】第３実施形態に係る円二色性計測装置の第２の構成を説明する図である。

【図6】第４実施形態に係る円二色性計測装置の構成を説明する図である。

【図7】第５実施形態に係る円二色性計測装置の構成を説明する図である。

【図8】第６実施形態に係る円二色性計測装置の構成を説明する図である。

【図9】第７実施形態に係る円二色性計測装置の構成を説明する図である。

【図10】第８実施形態に係る円二色性計測装置の構成を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
（第１実施形態）

【0028】

図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る円二色性計測装置の構成を説明する概略構成図である。図１（Ａ）に示す円二色性計測装置１Ａ（第１計測装置／Ｓ０２計測手段）は、光源１０、単色フィルタ２０、偏光板３０、１／４λ波長板４０、光検出器５０が光源１０からの光学軸に沿ってこの順に配置され、１／４λ波長板４０と光検出器５０との間の光路上に試料１００が配置されているものである。

【0029】

光源１０は、試料に対して照射するための光を出射する。この光源１０から出射される光は非偏光であり、例えば、波長２８０ｎｍの光を出射する重水素ランプ等が光源１０として用いられる。

【0030】

光源１０から出射された光は単色フィルタ２０を通過して、偏光板３０に入射する。単色フィルタ２０は、円二色性の測定には不要な波長成分やノイズ成分等の除去のために設けられている。本実施形態の円二色性計測装置１Ａでは、波長２８０ｎｍの光を通過させる単色フィルタ２０が用いられる。偏光板３０では、光源１０から出射された光のうち直線偏光が取り出される。偏光板３０としては、例えば、グランテーラープリズムが用いられる。

【0031】

ここで、円二色性計測装置１Ａにおいて、光源１０からの光の光学軸をＺ軸とし、Ｚ軸に対して垂直であり互いに直交する２つの軸を、それぞれＸ軸及びＹ軸とする。偏光板３０は、ここでは、Ｘ軸に対して０°方向の直線偏光を取り出すものとする。

【0032】

１／４λ波長板４０は、Ｚ軸周りにＸ軸に対して４５°回転させた状態で配置される。偏光板３０を通過した直線偏光が１／４λ波長板４０を通過することにより、直線偏光の振動面に対して直交する振動面をもつ偏光成分について、直線偏光の振動面と同じ振動面をもつ偏光成分に対して位相差を１／４λ（π／２）とされる。この結果、１／４λ波長板４０を通過した光は右円偏光または左円偏光に変換されて出射される。

【0033】

光検出器５０は、１／４λ波長板４０から出射されて、試料１００を透過した透過光を電気信号に変換する機能を有する。円二色性の測定では、光検出器５０により検出された電気信号を利用して、右円偏光による信号と左円偏光による信号との差分を求め、その演算結果をたとえば円二色性イメージとして出力する等により、測定結果を得ることができる。

【0034】

また、図１（Ｂ）に示す円二色性計測装置１Ｂ（第２計測装置／Ｓ２０計測手段）は、光源１０、単色フィルタ２０、１／４λ波長板４０、偏光板３０、光検出器５０が光源１０からの光学軸に沿ってこの順に配置され、単色フィルタ２０と１／４λ波長板４０との間の光路上に試料１００が配置されているものである。すなわち、図１（Ａ）に示す円二色性計測装置１Ａと比較して、偏光板３０と１／４λ波長板４０とが光学軸に沿った配置順が逆転している点と、試料１００が１／４λ波長板４０の前段に配置される点が相違する。

【0035】

この円二色性計測装置１Ｂでは、光源１０から出射された光が単色フィルタ２０を通過した後、試料１００に照射される。このうち試料を透過した光が、１／４λ波長板４０を通過して円偏光に変換されたのち、偏光板３０を通過した光が光検出器５０によって電気信号に変換される。

【0036】

本実施形態に係る円二色性計測では、上記の円二色性計測装置１Ａ，１Ｂを用いて円二色性の測定を行うことにより、試料の円二色性をより正確且つ簡便に計測することが可能となる。この点について、以下説明をする。

【0037】

まず、円二色性の測定において発生するアーチファクトについて説明する。上記の特許文献１によれば、光学活性をもつ試料のミュラー行列は、以下の数式（１）により表される。

【数3】

【0038】

上記の数式（１）において、ＣＤは円二色性、ＣＢは円偏光複屈折、ＬＤは直線偏光二色性、ＬＢは直線偏光複屈折、θは試料のＸ軸に対する回転角をそれぞれ示している。あまた、数式（１）において各特性を示す単語に「’」を付している場合は、試料を４５°傾けた場合について記載したものである。以下では、上記の数式（１）を数式（２）のように省略して記載する。なお、数式（１）において記載されている行列の係数ｅ^−Ａｅについては、以下の検討には影響を与えない係数であるため、省略する。

【数4】

【0039】

この数式（２）で記載される試料に対して左円偏光もしくは右円偏光を照射すると、試料を透過した透過光のストークスベクトルは、ミュラー行列Ｓ（θ）と、円偏光のストークスベクトルとの積により求めることができる。その結果は、左円偏光の場合は数式（３）、右円偏光の場合は数式（４）のように記載される。

【数5】

【0040】

ここで、光強度は、ストークスベクトルの第１項で表現されるため、左円偏光に対する透過光強度は、数式（３）に基づきＳ００−Ｓ０２とわかり、右円偏光に対する透過光強度は、数式（４）に基づきＳ００＋Ｓ０２とわかる。円二色性は、左円偏光の透過光強度と右円偏光の透過光強度との差であるため、数式（５）で示すように求められる。

【数6】

【0041】

数式（５）では、左円偏光の透過光強度と右円偏光の透過光強度との差を求めた結果には、ＣＤ（円二色性）の成分だけではなく、ＬＤ（直線偏光二色性）とＬＢ（直線偏光複屈折）に由来する成分が含まれることが示されている。ＬＤとＬＢとの積がＣＤと比較して無視できる程度に小さい場合は、直線偏光成分が含まれない純粋な円二色性に係る情報を得ることができる。しかしながら、ＬＤとＬＢとの積がＣＤと比較して無視できない程度の大きさである場合には、純粋な円二色性の測定ができているとは言えず、アーチファクトの影響を受けるという問題がある。

【0042】

ところで、特許文献１において光学活性をもつ試料のミュラー行列として上記の数式（１）が示されているが、非特許文献２では、ミュラー行列の記載が数式（６）に示すものとなっていて、特許文献１における数式（１）と符号や記号等が一部相違している。

【数7】

【0043】

例えば、行列要素Ｓ０２について、特許文献１では「ＣＤ＋１／２（ＬＢ’ＬＤ−ＬＢＬＤ’）」となっているが、非特許文献２では「ＣＤ＋１／２（ＬＢ’ＬＤ＋ＬＢＬＤ’）」となっている。このように、基本となるミュラー行列が正確ではないとすると、その先の議論が難しくなる。このため、発明者は、非特許文献２，３に記載のミュラー行列の導出方法に基づいて、ミュラー行列を新たに求めた。

【0044】

非特許文献３によれば、ミュラー行列の一般式は以下の数式（７），（８）で示される。

【数8】

【0045】

そして、上記の数式を展開すると、数式（９），（１０）が得られる。

【数9】

【0046】

さらに、上記の数式（９），（１０）を、非特許文献２に従って２次の項まで展開すると、以下の数式（１１）が得られる。

【数10】

【0047】

数式（１１）に含まれるパラメータのうち、ＣＤとＣＢとは、ＬＤおよびＬＢと比較して１０^−３から１０^−５程度小さな値になるので、ＣＤとＣＢの２乗の項は無視できると考え、数式（１１）を簡略化した結果、数式（１２）が得られる。

【数11】

【0048】

ここで、試料の回転角をθとすると、試料の回転を考慮したミュラー行列は以下の数式（１３）で表すことができる。

【数12】

【0049】

数式（１３）におけるＲは回転のための行列であり、以下の数式（１４）と表される。また、Ｒ−１は、Ｒの逆行列であり、数式（１５）と表される。

【数13】

【0050】

以上の結果、ミュラー行列の行列要素Ｓ０２は数式（１６）になり、Ｓ２０は数式（１７）となる。

【数14】

【0051】

ここで、本実施形態に係る円二色性計測装置１Ａを用いて、偏光軸がＸ軸方向になるように偏光板３０を配置した場合、試料からの透過光のストークスベクトルは、以下の数式（１８）の計算により導かれる。

【数15】

【0052】

この場合に、円二色性計測装置１Ａの光検出器５０において検出される光の強度は、数式（１８）の第１項、すなわち数式（１９）となる。

【数16】

【0053】

次に、偏光軸がＹ軸方向になるように偏光板３０を配置した場合、試料からの透過光のストークスベクトルは、以下の数式（２０）の計算により導かれる。

【数17】

【0054】

この場合に、円二色性計測装置１Ａの光検出器５０において検出される光の強度は、数式（２０）の第１項、すなわち数式（２１）となる。

【数18】

【0055】

ここで、数式（２１）から数式（１９）を減算すると、数式（２２）で示すように行列要素Ｓ０２のみとなるので、上記の計算結果、Ｓ０２が求められる。

【数19】

【0056】

すなわち、円二色性計測装置１Ａを用いて、偏光板３０を通過した第１の振動面を有する直線偏光を、第１の振動面に対して４５°の角度をなす１／４λ波長板４０に対して入射させることで得られる円偏光を試料に対して照射させることで得られる第１の測定結果と、偏光板３０の配置を９０°回転することにより当該１／４λ波長板４０に対して第１の振動面と直交する第２の振動面を有する直線偏光を入射させることで得られる円偏光を試料に対して照射させることで得られる第２の測定結果とによって、ミュラー行列の行列要素Ｓ０２を求めることができる。

【0057】

次に、偏光板３０、１／４λ波長板４０および試料１００の配置が変更された円二色性計測装置１Ｂを用いた測定を行う場合を想定して、円二色性装置１Ａと同様の計算を行う。まず偏光軸がＸ軸方向になるように偏光板３０を配置した場合、試料からの透過光のストークスベクトルは、以下の数式（２３）の計算により導かれる。

【数20】

【0058】

この場合に、円二色性計測装置１Ｂの光検出器５０において検出される光の強度は、数式（２３）の第１項、すなわち数式（２４）となる。

【数21】

【0059】

次に、偏光軸がＹ軸方向になるように偏光板３０を配置した場合、試料からの透過光のストークスベクトルは、以下の数式（２５）の計算により導かれる。

【数22】

【0060】

この場合に、円二色性計測装置１Ａの光検出器５０において検出される光の強度は、数式（２５）の第１項、すなわち数式（２６）となる。

【数23】

【0061】

ここで、数式（２５）から数式（２６）を減算すると、数式（２７）で示すように行列要素Ｓ２０のみとなるので、上記の計算結果、Ｓ２０が求められる。

【数24】

【0062】

すなわち、円二色性計測装置１Ｂを用いて、光源１０から出射され、試料１００を透過した透過光を１／４λ波長板４０に対して入射させ、１／４λ波長板４０から出射された光を１／４λ波長板４０に対して４５°の角度をなす偏光板３０を通過させることで、第１の振動面を有する光を通過させ、これを光検出器５０により検出することで得られる第３の測定結果と、偏光板３０の配置を９０°回転することにより、第１の振動面と直交する第２の振動面を有する光を光検出器５０により検出することで得られる第４の測定結果とによって、ミュラー行列の行列要素Ｓ２０を求めることができる。

【0063】

ところで、数式（１６）と（１７）とに示されるように、行列要素のＳ０２とＳ２０とは、直線偏光由来の項、すなわちアーチファクト成分の符号が逆転しているので、Ｓ０２とＳ２０とを足し合わせることで、数式（２８）に示すようにアーチファクト成分を打ち消すことができ、結果として、純粋な円二色性の測定結果を得ることができる。

【数25】

【0064】

このように、本実施形態に係る円二色性計測装置及びこの円二色性測定方法によれば、ミュラー行列の行列要素Ｓ０２と行列要素Ｓ２０とをそれぞれ求めた後、これに基づいて円二色性を算出される。このため、従来の円二色性の測定結果には含まれていたアーチファクト成分が除去されるため、より正確な円二色性の測定を行うことができる。また、従来は、より正確な円二色性を計測するために、円二色性以外の光学活性を有しない状態である溶液状態での測定を行ってきたが、上記の計測方法によれば、溶液状態以外の状態、例えば、固相、ゲル、液晶、膜状の試料の円二色性であっても、アーチファクト成分の除去が適切に行われるため、溶液状態ではない試料の円二色性の計測にも適用することが可能となる。

【0065】

なお、上記では、偏光板３０を９０°回転させた場合について記載したが、波長板４０を９０°回転させた場合でも同様の効果が得られる。

【0066】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る円二色性計測装置の構成について説明する。図２及び図３は、本発明の第２実施形態に係る円二色性計測装置の構成を説明する概略構成図である。第２実施形態に係る円二色性計測装置が第１実施形態に係る円二色性計測装置と相違する点は、偏光板３０、１／４λ波長板４０、及び試料１００がターンテーブル６０上に配置され、ターンテーブル６０の回転によりこれらが回転可能となっている点である。

【0067】

図２に示す円二色性計測装置２Ａは、図１（Ａ）の円二色性計測装置１Ａに対応する構成となっていて、光源１０、単色フィルタ２０、偏光板３０、１／４λ波長板４０、光検出器５０が光源１０からの光学軸に沿ってこの順に配置され、１／４λ波長板４０と光検出器５０との間の光路上に試料１００が配置されている。第１実施形態と同様に、光源１０からの光の光学軸をＺ軸とし、Ｚ軸に対して垂直であり互いに直交する２つの軸を、それぞれＸ軸及びＹ軸とすると、偏光板３０、１／４λ波長板４０及び試料１００がターンテーブル６０上に配置され、このターンテーブル６０はＸ軸周りに回転可能となっている。また、偏光板３０及び１／４λ波長板４０は、光学軸周りに回転可能となっていて、ターンテーブル６０と同様にＸ軸周りに回転可能となっている。

【0068】

図３に示す円二色性計測装置２Ｂは、図１（Ｂ）の円二色性計測装置１Ｂに対応する構成であり、且つ円二色性計測装置２Ａのターンテーブル６０を１８０°回転させたものである。この構成では、光源１０、単色フィルタ２０、１／４λ波長板４０、偏光板３０、光検出器５０が光源１０からの光学軸に沿ってこの順に配置され、単色フィルタ２０と１／４λ波長板４０との間の光路上に試料１００が配置されている。

【0069】

上記の円二色性計測装置２Ａ，２Ｂを用いて測定を行う方法について説明する。まず、図２に示す円二色性計測装置２Ａにおいて、１／４λ波長板４０をＺ軸周りにＸ軸に対して４５°回転した状態で配置すると共に偏光板３０の偏光軸をＸ軸方向とする。そして、この状態で、数式（１９）に示す１／２（Ｓ００−Ｓ０２）に相当する光の強度を取得する。次に、偏光板３０を回転することで偏光軸をＹ軸方向とし、数式（２１）に示す１／２（Ｓ００＋Ｓ０２）に相当する光の強度を取得する。そして、これらの結果より、試料のミュラー行列の行列要素Ｓ０２を得ることができる。

【0070】

次に、ターンテーブル６０を１８０°回転させることで、図３に示す円二色性計測装置２Ｂの配置とする。また、さらに１／４λ波長板４０についても光学軸周りに９０°回転させることで、１／４λ波長板４０の配置を図１（Ｂ）の円二色性計測装置１Ｂと同様にする。そして、１／４λ波長板４０をＺ軸周りにＸ軸に対して４５°回転した状態で配置すると共に偏光板３０の偏光軸をＸ軸方向とする。そして、この状態で、数式（２４）に示す１／２（Ｓ００＋Ｓ２０）に相当する光の強度を取得する。次に、偏光板３０を回転することで偏光軸をＹ軸方向とし、数式（２６）に示す１／２（Ｓ００−Ｓ２０）に相当する光の強度を取得する。そして、これらの結果より、試料のミュラー行列の行列要素Ｓ２０を得ることができる。

【0071】

最後に、上記の計算の結果得られたミュラー行列の行列要素Ｓ０２及びＳ２０を加算することで、数式（２８）で示すように正確な円二色性信号を得ることができる。

【0072】

以上のように、第２実施形態に係る円二色性計測装置によれば、第１実施形態と同様に、アーチファクト成分が除去されたより正確な円二色性の測定が可能となる。また、第１実施形態と比較すると、第２実施形態に係る円二色性装置の場合は、ターンテーブル６０を回転させることで、光学部品及び試料の配置を変更するため、より簡便に計測ができる。また、手動で配置を変更する場合と比較して、各部品や試料の位置や向きを光学軸に沿って正確に配置をすることが可能となるため、より精度よく円二色性を測定することができる。

【0073】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る円二色性計測装置の構成について説明する。図４及び図５は、本発明の第３実施形態に係る円二色性計測装置の構成を説明する概略構成図である。第３実施形態に係る円二色性計測装置が第２実施形態に係る円二色性計測装置と相違する点は、ターンテーブル６０上に配置されているものが、光源１０、単色フィルタ２０及び光検出器５０であって、ターンテーブル６０の回転によりこれらが回転可能となっている点である。また、光学系の最上流となる光源１０と最下流となる光検出器５０とがターンテーブル６０上に配置されるため、ミラー８１〜８４により光の進行方向を変える構成となっている。

【0074】

図４に示す円二色性計測装置３Ａは、図１（Ａ）の円二色性計測装置１Ａに対応する構成である。円二色性計測装置３Ａでは、光源１０、単色フィルタ２０、偏光板３０、１／４λ波長板４０、光検出器５０が光源１０からの光学軸に沿ってこの順に配置されていて、１／４λ波長板４０と光検出器５０との間の光路上に試料１００が配置されている。また、光路上にミラー８１〜８４が配置される。

【0075】

偏光板３０、１／４λ波長板４０及び試料１００が載置される軸をＺ軸とし、Ｚ軸に対して垂直であり互いに直交する２つの軸を、それぞれＸ軸及びＹ軸とすると、光源１０、単色フィルタ２０及び光検出器５０がターンテーブル６０上に配置され、このターンテーブル６０はＸ軸周りに回転可能となっている。また、ターンテーブル６０上において、光源１０及び単色フィルタ２０側と光検出器５０側とは隔壁７０により区切られている。偏光板３０及び１／４λ波長板４０は、光学軸周りに回転可能となっていて、ターンテーブル６０と同様にＸ軸周りに回転可能となっている。

【0076】

図５に示す円二色性計測装置２Ｂは、図１（Ｂ）の円二色性計測装置１Ｂに対応する構成であり、且つ円二色性計測装置３Ａのターンテーブル６０を１８０°回転させたものである。この構成では、光源１０、単色フィルタ２０、１／４λ波長板４０、偏光板３０、光検出器５０が光源１０からの光学軸に沿ってこの順に配置され、単色フィルタ２０と１／４λ波長板４０との間の光路上に試料１００が配置されている。

【0077】

上記の円二色性計測装置３Ａ，３Ｂを用いて測定を行う方法について説明する。まず、図４に示す円二色性計測装置３Ａにおいて、１／４λ波長板４０をＺ軸周りにＸ軸に対して４５°回転した状態で配置すると共に偏光板３０の偏光軸をＸ軸方向とする。この構成で光源１０から光を出射すると、光源１０からの光は、単色フィルタ２０を経てＺ軸の−方向へ進んだ後、ミラー８１での反射によりその進路がＹ軸の−方向へ変更され、さらに、ミラー８２での反射によりＺ軸方向へ変更される。その後、偏光板３０、１／４λ波長板４０、試料１００を通過した光は、ミラー８３を経てＹ軸方向へ進み、さらにミラー８４によりＺ軸の−方向へ進み、光検出器５０へ入射する。この状態では、数式（１９）に示す１／２（Ｓ００−Ｓ０２）に相当する光の強度を取得することができる。次に、偏光板３０を回転することで偏光軸をＹ軸方向とし、数式（２１）に示す１／２（Ｓ００＋Ｓ０２）に相当する光の強度を取得する。そして、これらの結果より、試料のミュラー行列の行列要素Ｓ０２を得ることができる。

【0078】

次に、ターンテーブル６０を１８０°回転させることで、図５に示す円二色性計測装置３Ｂの配置とする。また、さらに１／４λ波長板４０についても光学軸周りに９０°回転させることで、１／４λ波長板４０の配置を図１（Ｂ）の円二色性計測装置１Ｂと同様にする。そして、１／４λ波長板４０をＺ軸周りにＸ軸に対して４５°回転した状態で配置すると共に偏光板３０の偏光軸をＸ軸方向とする。この状態で光源１０から出射した光は、単色フィルタ２０を経てＺ軸方向へ進んだ後、ミラー８４での反射によりその進路がＹ軸方向へ変更され、さらに、ミラー８２での反射によりＺ軸の−方向へ変更される。その後、試料１００、１／４λ波長板４０、偏光板３０を通過した光が、ミラー８２を経てＹ軸の−方向へ進み、さらにミラー８１によりＺ軸方向へ進み、光検出器５０へ入射する。そして、この状態で、数式（２４）に示す１／２（Ｓ００＋Ｓ２０）に相当する光の強度を取得する。次に、偏光板３０を回転することで偏光軸をＹ軸方向とし、数式（２６）に示す１／２（Ｓ００−Ｓ２０）に相当する光の強度を取得する。そして、これらの結果より、試料のミュラー行列の行列要素Ｓ２０を得ることができる。

【0079】

最後に、上記の計算の結果得られたミュラー行列の行列要素Ｓ０２及びＳ２０を加算することで、数式（２８）で示すように正確な円二色性信号を得ることができる。

【0080】

以上のように、第３実施形態に係る円二色性計測装置によれば、第１実施形態と同様に、アーチファクト成分が除去されたより正確な円二色性の測定が可能となる。また、第１実施形態と比較すると、第３実施形態に係る円二色性装置の場合は、ターンテーブル６０を回転させることで、光学部品及び試料の配置を変更するため、より簡便に計測ができる。また、手動で配置を変更する場合と比較して、各部品や試料の位置や向きを光学軸に沿って正確に配置をすることが可能となるため、より精度よく円二色性を測定することができる。また、試料１００を移動することなく計測が行えるため、壊れやすい、倒れやすい等の力学的に不安定な試料についても計測を行うことができる。

【0081】

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る円二色性計測装置の構成について説明する。図６は、本発明の第４実施形態に係る円二色性計測装置の構成を説明する概略構成図である。第４実施形態に係る円二色性計測装置が第３実施形態に係る円二色性計測装置と相違する点は、単色フィルタ２０に代えて分光器２１が用いられている点、１／４λ波長板４０に代えて円偏光変調器１１が用いられている点である。また、本実施形態の円二色性計測装置では、円偏光変調器４５及び光検出器５０からの光信号を受信するロックインアンプ９１及び記録計９２が接続されている。

【0082】

図６に示す円二色性計測装置４は、図１（Ａ）の円二色性計測装置１Ａに対応する構成である。円二色性計測装置４では、光源１０、分光器２１、偏光板３０、円偏光変調器４５、光検出器５０が光源１０からの光学軸に沿ってこの順に配置されていて、円偏光変調器４５と光検出器５０との間の光路上に試料１００が配置されている。また、光路上にミラー８１〜８４が配置される。分光器２１は、光源１０からの光を入射し、特定の波長の光のみを出力させる。円偏光変調器４５は、光源１０からの光を入力し、右円偏光または左円偏光に周期的に変換する機能を有する。円偏光変調器４５は、光源１０から入射する光に含まれる直線偏光について、互いに直交する２つの偏光成分の間の位相差が周期的に変化するように変調されることで、右円偏光又は左円偏光に交互に変換されて出射される。円偏光変調器４５の具体的な素子としては、例えば光弾性変調器（ＰＥＭ）を用いることができる。また、円偏光変調器４５における変調の周期を示す変調信号が、ロックインアンプ９１へ送信される構成となっている。同時に、光検出器５０において受光した光の信号についてもロックインアンプ９１へ送信される構成となっている。また、ロックインアンプ９１には記録計９２が接続されている。記録計９２は、ロックインアンプ９１において取得された情報を格納する機能を有し、例えば、ＡＤ変換器とコンピュータを用いて実現することもできる。

【0083】

また、円二色性計測装置４では、偏光板３０、円偏光変調器４５及び試料１００が載置される軸をＺ軸とし、Ｚ軸に対して垂直であり互いに直交する２つの軸を、それぞれＸ軸及びＹ軸とすると、光源１０、分光器２１及び光検出器５０がターンテーブル６０上に配置され、このターンテーブル６０はＸ軸周りに回転可能となっている。また、ターンテーブル６０上において、光源１０及び単色フィルタ２０側と光検出器５０側とは隔壁７０により区切られている。偏光板３０及び１／４λ波長板４０は、光学軸周りに回転可能となっていて、ターンテーブル６０と同様にＸ軸周りに回転可能となっている。なお、図６では、図５の円二色性計測装置３Ｂに対応する構成が示されているが、ターンテーブル６０を回転させることで、図４の円二色性計測装置３Ａの構成とすることもできる。

【0084】

上記の円二色性計測装置４Ａを用いて測定を行う方法について説明する。まず、ターンテーブル６０を１８０°回転させて、円二色性計測装置３Ａに対応する構成とし、円偏光変調器４５を動作させて、右円偏光と左円偏光とを周期的に交互に出射させる構成とすることで、光検出器５０において、数式（１９）に示す１／２（Ｓ００−Ｓ０２）に相当する光の強度と、数式（２１）に示す１／２（Ｓ００＋Ｓ０２）に相当する光の強度とを交互に取得する。これらの結果は、ロックインアンプ９１において、円偏光変調器４５からの変調信号と組み合わせることで、どの時点の光の強度がどの値に対応するか、すなわち、１／２（Ｓ００−Ｓ０２）なのか１／２（Ｓ００＋Ｓ０２）なのかを把握することができる。記録計９２では、１／２（Ｓ００−Ｓ０２）に相当する光の強度と、１／２（Ｓ００＋Ｓ０２）に相当する光の強度とを区別して格納する。これらの結果より、試料のミュラー行列の行列要素Ｓ０２を得ることができる。

【0085】

次に、ターンテーブル６０を１８０°回転させることで、図５に示す円二色性計測装置３Ｂに対応する構成とする。そして、円偏光変調器４５を動作させて、右円偏光と左円偏光とを周期的に交互に出射させる構成とすることで、数式（２４）に示す１／２（Ｓ００＋Ｓ２０）に相当する光の強度と、数式（２６）に示す１／２（Ｓ００−Ｓ２０）に相当する光の強度とを交互に取得する。これらの結果は、ロックインアンプ９１において、円偏光変調器４５からの変調信号と組み合わせることで、どの時点の光の強度がどの値に対応するか、すなわち、１／２（Ｓ００＋Ｓ２０）なのか１／２（Ｓ００−Ｓ２０）なのかを把握することができる。記録計９２では、１／２（Ｓ００＋Ｓ２０）に相当する光の強度と、１／２（Ｓ００−Ｓ２０）に相当する光の強度とを区別して格納する。これらの結果より、試料のミュラー行列の行列要素Ｓ０２を得ることができる。

【0086】

最後に、上記の計算の結果得られたミュラー行列の行列要素Ｓ０２及びＳ２０を加算することで、数式（２８）で示すように正確な円二色性信号を得ることができる。

【0087】

以上のように、第４実施形態に係る円二色性計測装置によれば、第１実施形態と同様に、アーチファクト成分が除去されたより正確な円二色性の測定が可能となる。また、第１実施形態と比較すると、第４実施形態に係る円二色性装置の場合は、ターンテーブル６０を回転させることで、光学部品及び試料の配置を変更するため、より簡便に計測ができる。また、手動で配置を変更する場合と比較して、各部品や試料の位置や向きを光学軸に沿って正確に配置をすることが可能となるため、より精度よく円二色性を測定することができる。また、試料１００を移動することなく計測が行えるため、壊れやすい、倒れやすい等の力学的に不安定な試料についても計測を行うことができる。さらに、第４実施形態に係る円二色性計測装置では、単色フィルタや波長板を交換することなく、分光器及び円偏光変調器の設定を変えるだけで様々な波長の円二色性の信号を得ることができるため、円二色性スペクトルを容易に取得することが可能となる。

【0088】

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る円二色性計測装置の構成について説明する。本実施形態以降は、第１〜第４実施形態を改良したものであり、試料の円二色性をより正確に計測することが可能な構成である。

【0089】

図７は、第５実施形態に係る円二色性計測装置の構成を示す図である。図７に示す円二色性計測装置５（第３測定装置／Ｓ２０計測手段）は、直線偏光光源１５、単色フィルタ２０、１／４λ波長板４０、偏光板３０、光検出器５０が光源１０からの光学軸に沿ってこの順に配置され、単色フィルタ２０と１／４λ波長板４０との間の光路上に試料１００が配置されているものである。第１実施形態に係る円二色性計測装置と比較すると、光源１０に代えて直線偏光光源１５が用いられている点が最も大きな相違点である。また、試料１００、１／４λ波長板４０及び偏光板３０の配置も第１実施形態の円二色性計測装置とは相違する。

【0090】

以下、円二色性計測装置５を用いて、数式（１６）に示すＳ０２及び数式（１７）に示す行列要素Ｓ２０を計測する方法を示す。ここで、以降の数式の簡略化のために、光源及び光学素子のミュラー行列を以下数式（２９）〜（３４）のように略記する。

【0091】

【数26】

【0092】

【数27】

【0093】

ここで、図１に示す第１実施形態に係る構成を用いて、数式（２３）〜（２６）に従って行列要素Ｓ２０を求める場合は、無偏光光を試料に対して照射することになるが、完全な無偏光光でないと上記数式は成立しない。すなわち、Ｓ２０以外の様々な行列要素が混入することになる。

【0094】

実際に測定に用いられる光源では、レンズや分光器などの様々な光学素子を透過させる必要があるため、これらの光学素子や光学配置の影響を受けてわずかに偏光成分が生じる。したがって、完全な無偏光性を保証することは現実的には極めて難しい。このため、実際の計測においては、無偏光光源内のわずかな偏光成分により、新たなアーチファクトが生じるという問題があった。

【0095】

そこで、図７に示す円二色性計測装置５では、行列要素Ｓ２０の測定に際して、直線偏光光源１５を用いることで、上記の問題を解決した。具体的には、図７に示す円二色性計測装置５では、直線偏光光源１５からの直線偏光光は単色フィルタ２０を経て試料１００に照射される。そして試料１００を透過した光は、１／４λ波長板４０及び偏光板３０を通って、光検出器５０で電気信号に変換される。なお光の光軸をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直で横方向の軸をＹ軸、同じくＺ軸に垂直で縦方向の軸をＸ軸と定義したときに、波長板３０は、Ｚ軸周りにＸ軸に対して４５°回転させて設置する。

【0096】

直線偏光光源１５及び偏光板３０の偏光軸をＸ軸方向となるようにセットすると、試料からの透過光のストークス行列は、数式（３５）で示される行列計算で求められる。

【数28】

【0097】

この場合、光検出器５０で検出される光強度Ｋ００は、数式（３５）の第１項、すなわち数式（３６）となる。

【数29】

【0098】

次に、直線偏光光源１５の偏光軸を９０°回転してＹ軸方向にセットし、偏光板３０の偏光軸をＸ軸方向のまま保持すると、試料からの透過光のストークス行列は、数式（３７）で示される行列計算で求められる。

【数30】

【0099】

この場合、光検出器５０で検出される光強度Ｋ１０は、数式（３７）の第１項、すなわち数式（３８）となる。

【数31】

【0100】

次に直線偏光光源１５の偏光軸を９０°回転してＸ軸方向にセットし、偏光板３０の偏光軸も９０°回転してＹ軸方向にセットすると、試料からの透過光のストークス行列は、数式（３９）で示される行列計算で求められる。

【数32】

【0101】

この場合、光検出器５０で検出される光強度Ｋ０１は、数式（３９）の第１項、すなわち数式（４０）となる。

【数33】

【0102】

次に直線偏光光源１５の偏光軸を９０°回転してＹ軸方向にセットし、偏光板３０の偏光軸をＹ軸方向のままにすると、試料からの透過光のストークス行列は、数式（４０）で示される行列計算で求められる。

【数34】

【0103】

この場合、光検出器５０で検出される光強度Ｋ１１は、数式（４１）の第１項、すなわち数式（４２）となる。

【数35】

【0104】

このようにして得られた４つの光強度、Ｋ００，Ｋ１０，Ｋ０１，Ｋ１１を使い、数式（４３）に示す演算を行うことで、行列要素Ｓ２０を求めることができる。

【数36】

【0105】

このようにして求められた行列要素Ｓ２０と、数式（２２）によって求められたＳ０２と、を数式（２８）に従って足し合わせることで、ＣＤ以外のアーチファクト成分が打ち消され、純粋なＣＤ信号のみが得られることになる。

【0106】

第５実施形態の円二色性測定装置によれば、無偏光光を使うことなくアーチファクト成分を打ち消すことができるため、完全な無偏光光源は必要なく、また無偏光光源にわずかに含まれる偏光成分による新たなアーチファクトも発生しないため、理想的なアーチファクトの打消しが可能となる。

【0107】

（第６実施形態）
第６実施形態に係る円二色性測定装置について、図８を用いて説明する。図８（Ａ）と図８（Ｂ）とでは、円二色性測定装置に含まれる各光学部品及び試料の配置が異なる。

【0108】

図８に示す円二色性測定装置においては、第５実施形態において用いられた直線偏光光源１５に代えて、一般的な無偏光の光源１０と第１の偏光板３２とを組み合わせて、直線偏光光源１５と同じ働きをさせる点が第５実施形態の構成と相違する。なお、光源１０については、第１の偏光板３２で直線偏光のみが取り出されるため、完全に無偏光光源である必要は無く、ある程度の偏光特性を持っていてもかまわない。

【0109】

まず図８（Ａ）の円二色性測定装置６Ａにおいて、光源１０からの光は、第１の偏光板３２により直線偏光光に変換された後に、試料１００に照射される。そして、試料１００を透過した光は、１／４λ波長板４０、第２の偏光板３４を通して、光検出器５０に検出される。

【0110】

上記の構成において、第１の偏光板３２をＸ軸方向に、１／４λ波長板４０をＸ軸に対して４５度、第２の偏光板３４をＸ軸方向にセットすると、透過光のストークス行列は、数式（４４）で示される行列計算で求められる。

【数37】

【0111】

この場合、光検出器５０で検出される光強度Ｋ００は、数式（４４）の第１項、すなわち数式（４５）となる。

【数38】

【0112】

次に、第１の偏光板３２をＹ軸方向に、１／４λ波長板４０をＸ軸に対して４５度、第２の偏光板３４をＸ軸方向にセットすると、透過光のストークス行列は、数式（４６）で示される行列計算で求められる。

【数39】

【0113】

この場合、光検出器５０で検出される光強度Ｋ００は、数式（４６）の第１項、すなわち数式（４７）となる。

【数40】

【0114】

次に、第１の偏光板３２をＸ軸方向に、１／４λ波長板４０をＸ軸に対して４５度、第２の偏光板３４をＹ軸方向にセットすると、透過光のストークス行列は、数式（４８）で示される行列計算で求められる。

【数41】

【0115】

この場合、光検出器５０で検出される光強度Ｋ０１は、数式（４８）の第１項、すなわち数式（４９）となる。

【数42】

【0116】

次に、第１の偏光板３２をＹ軸方向に、１／４λ波長板４０をＸ軸に対して４５度、第２の偏光板３４をＹ軸方向にセットすると、透過光のストークス行列は、数式（５０）で示される行列計算で求められる。

【数43】

【0117】

この場合、光検出器５０で検出される光強度Ｋ１１は、数式（５０）の第１項、すなわち数式（５１）となる。

【数44】

【0118】

上記の測定により得られた４つの光強度Ｋ００、Ｋ１０，Ｋ０１，Ｋ１１を使い、数式（５２）に示す演算を行うことで、行列要素Ｓ２０が求められる。

【数45】

【0119】

なお、行列要素Ｓ０２の計測については、図１（Ａ）に示す第１実施形態での円二色性測定装置の構成を用いて計測を行っても良いが、代わりに図８（Ａ）の円二色性測定装置６Ａで用いられた光学部品の配置を変更し、図８（Ｂ）で示されるように、第１の偏光板３２、第２の偏光板３４、１／４λ波長板４０、試料１００の順で光源１０からの光が照射されるような光学配置とし、第１の偏光板３２と第２の偏光板３４とを一緒に回転させてＳ０２を計測することも可能である。この構成の場合、光源１０から光検出器５０に至る光学素子がＳ０２計測とＳ２０計測との間で同じになるため、光学素子の数による透過率の違いをキャンセルすることができ、より正確な計測が可能となる。

【0120】

このようにして求められた行列要素Ｓ２０及びＳ０２を、数式（２８）に従って足し合わせることで、ＣＤ以外のアーチファクト成分が打ち消され、純粋なＣＤ信号のみが得られることになる。

【0121】

なお、本実施形態のように偏光板を回転させて偏光方向を変更する場合、光源１０と第１の偏光板３２とを一緒にＺ軸方向に沿って回転するようにすれば、光源１０の偏光特性に依らず同一光量の光となるため、より精度の高い行列要素Ｓ２０の計測が行える。同様に、後段の第２の偏光板３４と光検出器５０とを一緒に回転するようにすれば、光検出器５０の偏光特性に依らず同一感度で光を検出できるため、より精度の高い行列要素Ｓ２０の計測が行える。

【0122】

このように、第６実施形態に係る円二色性測定装置によれば、第５実施形態の円二色性装置を用いることによる効果に加えて、無偏光光源や直線偏光光源といった特別な光源を光源１０として準備する必要がなく、偏光特性が保証されていないような一般的な光源を利用することができる。

【0123】

（第７実施形態）
次に、第７実施形態に係る円二色性測定装置について、図９を用いて説明する。第７実施形態に係る円二色性測定装置（第４測定装置／Ｓ０２計測手段）は、第６実施形態に係る円二色性測定装置と比較して、用いられる光学部品は同じであるが、その配置が相違する。

【0124】

図９に示す円二色性測定装置７では、光源１０からの光は、第１の偏光板３２により直線偏光光に変換され、１／４λ波長板４０を通過した後、試料１００に照射される。そして、試料１００を透過した光は、第２の偏光板３４を通して、光検出器５０に検出される。

【0125】

まず、第１の偏光板３２をＸ軸方向に、１／４λ波長板４０をＸ軸に対して４５度、第２の偏光板３４をＸ軸方向にセットすると、透過光のストークス行列は、数式（５３）で示される行列計算で求められる。

【数46】

【0126】

この場合、光検出器５０で検出される光強度Ｎ００は、数式（５３）の第１項、すなわち数式（５４）となる。

【数47】

【0127】

次に、第１の偏光板３２をＹ軸方向に、１／４λ波長板４０をＸ軸に対して４５度、第２の偏光板３４をＸ軸方向にセットすると、透過光のストークス行列は、数式（５５）で示される行列計算で求められる。

【数48】

【0128】

この場合、光検出器５０で検出される光強度Ｎ１０は、数式（５５）の第１項、すなわち（５６）となる。

【数49】

【0129】

次に、第１の偏光板３２をＸ軸方向に、１／４λ波長板４０をＸ軸に対して４５度、第２の偏光板３４をＹ軸方向にセットすると、透過光のストークス行列は、数式（５７）で示される行列計算で求められる。

【数50】

【0130】

この場合、光検出器５０で検出される光強度Ｎ０１は、数式（５７）の第１項、すなわち数式（５８）となる。

【数51】

【0131】

次に、第１の偏光板３２をＹ軸方向に、１／４λ波長板４０をＸ軸に対して４５度、第２の偏光板３４をＹ軸方向にセットすると、透過光のストークス行列は、数式（５９）で示される行列計算で求められる。

【数52】

【0132】

この場合、光検出器５０で検出される光強度Ｎ１１は、数式（５９）の第１項、すなわち数式（６０）となる。

【数53】

【0133】

このようにして得られた４つの光強度Ｎ００，Ｎ１０，Ｎ０１，Ｎ１１を使い、数式（６１）に示す演算を行うことで、行列要素Ｓ０２が求められる。

【数54】

【0134】

このようにして求められた行列要素Ｓ０２と、図８（Ａ）に示した第６実施形態に係る円二色性測定装置６Ａ及び数式（４４）〜（５２）にしたがって求められた行列要素Ｓ２０と、を、数式（２８）に従って足し合わせることで、ＣＤ以外のアーチファクト成分が打ち消され、純粋なＣＤ信号のみが得られることになる。

【0135】

第７実施形態に係る円二色性測定装置によれば、行列要素Ｓ０２及びＳ２０の計測に際して、第１の偏光板３２及び第２の偏光板３４の配置を変更する必要がないため、自動回転ステージなどの導入が容易となる。

【0136】

（第８実施形態）
次に、第８実施形態に係る円二色性測定装置について、図１０を用いて説明する。図１０に示す第８実施形態に係る円二色性測定装置８では、第７実施形態に係る円二色性測定装置と比較して、１／４λ波長板が２つ（第１の１／４λ波長板４２、第２の１／４λ波長板４４）用いられる点が相違する。

【0137】

図１０において、光源１０からの光は、第１の偏光板３２により直線偏光光に変換され、第１の１／４λ波長板４２を通った後、試料１００に照射される。そして、試料１００を透過した光は、第２の１／４λ波長板４４と第２の偏光板３４とを通して光検出器５０に検出される。

【0138】

本実施形態においては、波長板の角度を偏光軸もしくは偏光軸と直角にセットすることで、波長板を引き抜いたのと同じ効果を得るところが、第５〜第７実施形態と異なっている。すなわち、行列要素Ｓ２０の計測の場合、図１０の第１の１／４λ波長板４２の角度を第１の偏光板３２と同一もしくは直角にセットすることで、第１の１／４λ波長板４２の波長板としての作用は無くなる。したがって、その場合は、図８（Ａ）に示す第６実施形態に係る円二色性測定装置６Ａと等価な光学配置と考えることができる。したがって、第６実施形態において説明した数式（４４）〜（５２）にしたがって行列要素Ｓ２０を算出することができる。

【0139】

また、行列要素Ｓ０２の計測の場合は、第２の１／４λ波長板４４の角度を、第２の偏光板３４と同一もしくは、互いに直交する角度にセットすることで、第２の１／４λ波長板４４の波長板としての作用は無くなるため、第７実施形態に記載の円二色性測定装置７と等価な光学配置と考えることができる。したがって、数式（５３）〜（６１）を用いて行列要素Ｓ０２を計測することができる。

【0140】

上記の方法により求められた行列要素Ｓ０２及びＳ２０を数式（２８）に従って足し合わせることで、ＣＤ以外のアーチファクト成分が打ち消され、純粋なＣＤ信号のみが得られることになる。

【0141】

言い換えると、本実施形態について光学素子の設定角度は以下の表１にまとめることができる。

【0142】

【表1】

【0143】

上記の表１における８つの値を用いて、下記の数式（６２）に示す演算を行うことで、ＣＤ以外のアーチファクト成分が打ち消され、純粋なＣＤ信号のみが得られることになる。

【数55】

【0144】

以上のように、第８実施形態に係る円二色性測定装置依れば、行列要素Ｓ０２及び行列要素Ｓ２０の計測において、光学素子を入れ換える必要が無くなるため、よりシンプルで精度の高い光学設計が可能となる。

【0145】

（第９実施形態）
次に、本発明の第９実施形態について説明する。光学部品の配置は第８実施形態に係る円二色性測定装置８と同様だが、試料を回転可能とする点が第８実施形態と相違する。

【0146】

ここで、表１に示す４つの光学部品の他に、試料の回転角を追加し、光強度Ｎ００〜Ｎ１１及び光強度Ｋ００〜Ｋ１１の計測において波長板を回転させない（共通の値とする）設定を考えると、表２に示す通りとなる。

【0147】

【表2】

【0148】

さらに、表２に示すＫ００〜Ｋ１１の測定において、光学系全体を４５度回転させると、次の表３が得られる。

【0149】

【表3】

【0150】

ここで、表３の角度設定に沿って、第１の偏光板３２、第１の１／４λ波長板４２、試料１００、第２の１／４λ波長板４４、及び第２の偏光板３４の配置を調整することで測定されたＮ００〜Ｎ１１及びＫ００〜Ｋ１１を用いて上記の数式（６２）で示される演算を行うことで、ＣＤ以外のアーチファクト成分が打ち消され、純粋なＣＤ信号のみが得られることになる。

【0151】

すなわち、表３によれば、Ｎ００〜Ｎ１１及びＫ００〜Ｋ１１をそれぞれ測定する際に、試料を回転させると第１の１／４λ波長板４２及び第２の１／４λ波長板４４を回転させる必要がないということである。したがって、第８実施形態の測定方法によれば、第１の偏光板３２、第１の１／４λ波長板４２、第２の１／４λ波長板４４、及び第２の偏光板３４の４つの光学部品を回転させる必要があったのに対して、本実施形態の測定方法では第１の偏光板３２、試料１００、第２の偏光板３４の２つの光学部品及び試料ですむことから、回転ステージの数を減らすことができる。したがって、より簡便に測定をすることができる。

【0152】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、
種々の変更を行うことができる。

【0153】

例えば、上記第１〜第４実施形態の一部の構成を適宜組み合わせた構成としてもよい。また、第１実施形態では、円二色性計測装置１Ａ，１Ｂについては、同一の装置を用いて光学部品の配置を入れ替えて構成する態様であってもよい。

【符号の説明】

【0154】

１，２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂ，４…円二色性計測装置、１０…光源、２０…単色フィルタ、３０…偏光板、４０…１／４λ波長板、５０…光検出器、１００…試料。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】