專利名稱:量子產(chǎn)率測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種利用積分球測定發(fā)光材料等的量子產(chǎn)率的量子產(chǎn)率測定裝置。
背景技術(shù):
作為現(xiàn)有的量子產(chǎn)率測定裝置,周知的技術(shù)是將激發(fā)光照射至發(fā)光材料等試料,且使自試料放出的熒光在積分球內(nèi)多重反射而檢測,由此測定試料的量子產(chǎn)率(「自發(fā)光材料放出的熒光的光子數(shù)」相對于「發(fā)光材料所吸收的激發(fā)光的光子數(shù)」的比例)(參照例如專利文獻I 3)。在如此的技術(shù)中,若試料相對熒光成分具有光吸收性,則當熒光在積分球內(nèi)多重反射時,有熒光的一部分被試料吸收的情形(該現(xiàn)象以下稱為「再吸收」)。在如此的情形下,檢測出的熒光的光子數(shù)低于真實值(即,自發(fā)光材料實際放出的熒光的光子數(shù))。因此,有人提案有另一途徑,即利用熒光光度計在不發(fā)生再吸收的狀態(tài)下測定自試料放出的熒光的強度,且基于此修正先前的熒光的光子數(shù)并求出量子產(chǎn)率的方法(參照例如非專利文獻I)。先行技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2007-086031號公報專利文獻2:日本特開2009-074866號公報專利文獻3:日本特開2010-151632號公報
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非專利文獻非專利文獻1:CHRISTIANWURTH、另 7 名,「Evaluation of a CommercialIntegrating SphereSetup for the Determinaion of Absolute PhotoluminescenceQuantum Yields of DiluteDye Solutions],APPLIED SPECTROSCOPY,(美國),第 M卷,第7 期,2010,ρ.733-74
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題如上所述,為了利用積分球正確測定試料的量子產(chǎn)率,除了具備積分球的裝置,有必要使用熒光光度計等,要求繁雜的作業(yè)。因此,本發(fā)明的目的在于提供一種可正確且有效地測定試料的量子產(chǎn)率的量子產(chǎn)率測定裝置。解決問題的技術(shù)手段本發(fā)明的第I觀點的量子產(chǎn)率測定裝置通過將激發(fā)光照射至用以容納試料的試料管的試料容納部,并檢測自試料及試料容納部的至少一者放出的被測定光,從而測定試料的量子產(chǎn)率,其具有:在內(nèi)部配置有試料容納部的暗箱;具有連接于暗箱的光出射部,且產(chǎn)生激發(fā)光的光產(chǎn)生部;具有連接于暗箱的光入射部,且檢測被測定光的光檢測部;具有使激發(fā)光入射的光入射開口、及使被測定光出射的光出射開口、且配置于暗箱內(nèi)的積分球;以成為試料容納部位于積分球內(nèi)的第I狀態(tài)、及試料容納部位于積分球外的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,使試料容納部、光出射部及光入射部移動,并于第I狀態(tài),使光出射部與光入射開口相對,且使光入射部與光出射開口相對的移動機構(gòu)。該量子產(chǎn)率測定裝置中,使試料容納部、光出射部及光入射部通過移動機構(gòu)移動,從而成為試料管的試料容納部位于積分球內(nèi)的第I狀態(tài)、及試料管的試料容納部位于積分球外的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)。由此,可在第2狀態(tài)下直接(無積分球內(nèi)的多重反射)檢測熒光的光譜(熒光成份(以下同)),并基于第2狀態(tài)下檢測出的熒光的光譜修正在第I狀態(tài)下檢測出的熒光的光譜。因此,根據(jù)該量子產(chǎn)率測定裝置可正確且有效地測定試料的量子產(chǎn)率。另外,本發(fā)明的第2觀點的量子產(chǎn)率測定裝置,通過將激發(fā)光照射至用以容納試料的試料管的試料容納部,并檢測自試料及試料容納部的至少一者放出的被測定光,從而測定試料的量子產(chǎn)率,其具有:在內(nèi)部配置有試料容納部的暗箱;具有連接于暗箱的光出射部,且產(chǎn)生激發(fā)光的光產(chǎn)生部;具有連接于暗箱的光入射部,且檢測被測定光的光檢測部;具有使激發(fā)光入射的光入射開口、及使被測定光出射的光出射開口、且配置于暗箱內(nèi)的積分球;以成為試料容納部位于積分球內(nèi)的第I狀態(tài)、及試料容納部位于積分球外的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,使構(gòu)成積分球的多個部分移動,并在第I狀態(tài),使光入射開口與光出射部相對,且使光出射開口與光入射部相對的移動機構(gòu)。該量子產(chǎn)率測定裝置中,使構(gòu)成積分球的多個部分通過移動機構(gòu)移動,從而成為試料管的試料容納部位于積分球內(nèi)的第I狀態(tài)、及試料管的試料容納部位于積分球外的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)。由此,可在第2狀態(tài)下直接(無積分球內(nèi)的多重反射)檢測熒光的光譜,并基于第2狀態(tài)下檢測出的熒光的光譜修正在第I狀態(tài)下檢測出的熒光的光譜。因此,根據(jù)該量子產(chǎn)率測定裝置可正確且有效地測定試料的量子產(chǎn)率。另外,本發(fā)明的第3觀點的量子產(chǎn)率測定裝置,通過將激發(fā)光照射至用以容納試料的試料管的試料容納部,并檢測自試料及試料容納部的至少一者放出的被測定光,從而測定試料的量子產(chǎn)率,其具有:在內(nèi)部配置有試料容納部的暗箱;具有連接于暗箱的光出射部,且產(chǎn)生激發(fā)光的光產(chǎn)生部;具有連接于暗箱的光入射部,且檢測被測定光的光檢測部;具有用以使激發(fā)光入射的光入射孔、及用以使被測定光出射的光出射孔,且以覆蓋試料容納部的形狀形成的遮光構(gòu)件;具有使激發(fā)光入射的光入射開口、及使被測定光出射的光出射開口,并以光入射開口與光出射部相對,且光出射開口與光入射部相對的狀態(tài)下覆蓋試料容納部的方式配置于暗箱內(nèi)的積分球;以成為遮光構(gòu)件位于積分球外的第I狀態(tài)、及遮光構(gòu)件位于積分球內(nèi)并覆蓋試料容納部的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,使遮光構(gòu)件移動的移動機構(gòu)。該量子產(chǎn)率測定裝置中,其使遮光構(gòu)件通過移動機構(gòu)移動,從而成為遮光構(gòu)件位于積分球外的第I狀態(tài)、及遮光構(gòu)件位于積分球內(nèi)并覆蓋試料容納部的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)。由此,可在第2狀態(tài)下直接(無積分球內(nèi)的多重反射)檢測熒光的光譜,并基于第2狀態(tài)下檢測出的熒光的光譜修正在第I狀態(tài)下檢測出的熒光的光譜。因此,根據(jù)該量子產(chǎn)率測定裝置可正確且有效地測定試料的量子產(chǎn)率。另 外,本發(fā)明的第4觀點的量子產(chǎn)率測定裝置,通過將激發(fā)光照射至用以容納試料的試料管的試料容納部,并檢測自試料及試料容納部的至少一者放出的被測定光,從而測定試料的量子產(chǎn)率,其具有:在內(nèi)部配置有試料容納部的暗箱;具有連接于暗箱的光出射部,且產(chǎn)生激發(fā)光的光產(chǎn)生部;具有連接于暗箱的光入射部,且檢測被測定光的光檢測部;具有使激發(fā)光入射的光入射開口、及使被測定光出射的光出射開口,并以光入射開口與光出射部相對,且光出射開口與光入射部相對的狀態(tài),以覆蓋試料容納部的方式配置于暗箱內(nèi)的積分球;將自試料放出的被測定光直接導(dǎo)光至光檢測部的導(dǎo)光系統(tǒng);以成為經(jīng)由光出射開口使被測定光入射至光檢測部的第I狀態(tài)、及經(jīng)由導(dǎo)光系統(tǒng)使被測定光入射至光檢測部的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,切換被測定光的光路的光路切換機構(gòu)。該量子產(chǎn)率測定裝置中,其通過光路切換機構(gòu)切換被測定光的光路,從而成為經(jīng)由光出射開口使被測定光入射至光檢測部的第I狀態(tài)、及經(jīng)由導(dǎo)光系統(tǒng)使被測定光入射至光檢測部的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)。由此,可在第2狀態(tài)下直接(無積分球內(nèi)的多重反射)檢測熒光的光譜,并基于第2狀態(tài)下檢測出的熒光的光譜修正在第I狀態(tài)下檢測出的熒光的光譜。因此,根據(jù)該量子產(chǎn)率測定裝置可正確且有效地測定試料的量子產(chǎn)率。另外,本發(fā)明的第5觀點的量子產(chǎn)率測定裝置,通過將激發(fā)光照射至用以容納試料的試料管的試料容納部,并檢測自試料及試料容納部的至少一者放出的被測定光,從而測定試料的量子產(chǎn)率,其具有:在內(nèi)部配置有試料容納部的暗箱;具有連接于暗箱的光出射部,且產(chǎn)生激發(fā)光的光產(chǎn)生部;具有連接于暗箱的光入射部,且檢測被測定光的光檢測部;具有使激發(fā)光入射的光入射開口、及使被測定光出射的光出射開口,并以光入射開口與光出射部相對,且光出射開口與光入射部相對的狀態(tài)下覆蓋試料容納部的方式配置于暗箱內(nèi)的積分球;將激發(fā)光直接導(dǎo)光至試料容納部,且將自試料放出的被測定光直接導(dǎo)光至光檢測部的導(dǎo)光系統(tǒng);以成為經(jīng)由光入射開口將激發(fā)光照射至試料容納部且經(jīng)由光出射開口使被測定光入射至光檢測部的第I狀態(tài),及經(jīng)由導(dǎo)光系統(tǒng)使激發(fā)光照射至試料容納部且經(jīng)由導(dǎo)光系統(tǒng)使被測定光入射至光檢測部的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,切換激發(fā)光的光路及被測定光的光路的光路切換機構(gòu)。該量子產(chǎn)率測定裝置中,其通過光路切換機構(gòu)切換被測定光的光路,從而成為經(jīng)由光入射開口將激發(fā)光照射至試料容納部且經(jīng)由光出射開口使被測定光入射至光檢測部的第I狀態(tài),及經(jīng)由導(dǎo)光系統(tǒng)使激發(fā)光照射至試料容納部且經(jīng)由導(dǎo)光系統(tǒng)使被測定光入射至光檢測部的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)。由此,可在第2狀態(tài)下直接(無積分球內(nèi)的多重反射)檢測熒光的光譜,并基于第2狀態(tài)下檢測出的熒光的光譜修正在第I狀態(tài)下檢測出的熒光的光譜。因此,根據(jù)該量子產(chǎn)率測定裝置可正確且有效地測定試料的量子產(chǎn)率。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明,可正確且有效地測定試料的量子產(chǎn)率。
圖1是本發(fā)明的第I實施方式的量子產(chǎn)率測定裝置的橫截面圖(a)及縱截面圖(b)。圖2是用以說明利用圖1的量子產(chǎn)率測定裝置測定量子產(chǎn)率的方法的橫截面圖
(a)及縱截面圖(b)。
圖3是用以說明利用圖1的量子產(chǎn)率測定裝置測定量子產(chǎn)率的方法的橫截面圖(a)及縱截面圖(b)。圖4是用以說明利用圖1的量子產(chǎn)率測定裝置測定量子產(chǎn)率的方法的圖表。圖5是本發(fā)明的第I實施方式的量子產(chǎn)率測定裝置的變形例的縱截面圖。圖6是本發(fā)明的第2實施方式的量子產(chǎn)率測定裝置的橫截面圖(a)及縱截面圖
(b)。圖7是用以說明利用圖6的量子產(chǎn)率測定裝置測定量子產(chǎn)率的方法的橫截面圖
(a)及縱截面圖(b)。圖8是本發(fā)明的第3實施方式的量子產(chǎn)率測定裝置的橫截面圖(a)及縱截面圖
(b)。圖9是用以說明利用圖8的量子產(chǎn)率測定裝置測定量子產(chǎn)率的方法的橫截面圖
(a)及縱截面圖(b)。圖10是本發(fā)明的第4實施方式的量子產(chǎn)率測定裝置的橫截面圖。圖11是用以說 明利用圖10的量子產(chǎn)率測定裝置測定量子產(chǎn)率的方法的橫截面圖。圖12是本發(fā)明的第5實施方式的量子產(chǎn)率測定裝置的橫截面圖。圖13是用以說明利用圖12的量子產(chǎn)率測定裝置測定量子產(chǎn)率的方法的橫截面圖。
具體實施例方式以下,參照圖面詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。另,在各圖中于同一或相當部分附注同一符號,且省略重復(fù)的說明。[第I實施方式]圖1為本發(fā)明的第I實施方式的量子產(chǎn)率測定裝置的橫截面圖(a)及縱截面圖
(b)。如圖1所示,量子產(chǎn)率測定裝置IA通過將激發(fā)光LI照射至用以容納試料S的試料管2的試料容納部3,且檢測自試料S及試料容納部3的至少一者放出的被測定光L2,來測定試料S的量子產(chǎn)率(發(fā)光量子產(chǎn)率、熒光量子產(chǎn)率、磷光量子產(chǎn)率等)的裝置。試料S為將用于例如有機EL等的發(fā)光組件的發(fā)光材料溶于特定的溶劑的試料。試料管2例如由合成石英構(gòu)成,試料容納部3為例如四角柱狀的容器。量子產(chǎn)率測定裝置IA具備于內(nèi)部配置有試料容納部3的暗箱5。暗箱5作為由金屬構(gòu)成的長方體狀的箱體,遮斷來自外部的光的侵入。在暗箱5的內(nèi)表面,實施通過吸收激發(fā)光LI及被測定光L2的材料的涂飾等。在暗箱5的一側(cè)壁,連接有光產(chǎn)生部6的光出射部7。光產(chǎn)生部6為由例如氙氣燈或分光器等構(gòu)成的激發(fā)光源,產(chǎn)生激發(fā)光LI。激發(fā)光LI經(jīng)由光出射部7入射至暗箱5內(nèi)。在暗箱5的后壁,連接有光檢測部9的光入射部11。光檢測部9作為由例如分光器或C⑶傳感器等構(gòu)成的多通道檢測器,檢測被測定光L2。被測定光L2經(jīng)由光入射部11入射至光檢測部9內(nèi)。在暗箱5內(nèi)配置有積分球14,且積分球14通過支撐柱69固定于規(guī)定的位置。積分球14于其內(nèi)表面實施硫酸鋇等的高擴散反射劑的涂布,或由PTFE (鐵氟龍)或Spectralon等的材料形成。在積分球14形成有使激發(fā)光LI入射的光入射開口 15、及使被測定光L2出射的光出射開口 16。激發(fā)光LI經(jīng)由光入射開口 15入射至積分球14內(nèi)。被測定光L2經(jīng)由光出射開口 16出射至積分球14外。以上的暗箱5、光產(chǎn)生部6及光檢測部9容納于由金屬構(gòu)成的框體內(nèi)。另,自光產(chǎn)生部6的光出射部7出射的激發(fā)光LI的光軸與入射至光檢測部9的光入射部11的被測定光L2的光軸在水平面內(nèi)大致正交。在積分球14的上部形成有插通試料管2的管插通開口 18。試料管2由插通管插通開口 18的管保持構(gòu)件61保持。另,作為光入射面的試料容納部3的側(cè)面相對激發(fā)光LI的光軸以90°以外的特定角度傾斜。由此,可防止由該側(cè)面反射的激發(fā)光LI返回至光出射部7。量子產(chǎn)率測定裝置IA進而具備使試料管2的試料容納部3、光產(chǎn)生部6的光出射部7及光檢測部9的光入射部11移動的移動機構(gòu)30。移動機構(gòu)30以成為試料容納部3位于積分球14內(nèi)的第I狀態(tài)、及試料容納部3位于積分球14外的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,使試料容納部3、光出射部7及光入射部11移動。且,移動機構(gòu)30在第I狀態(tài)下,使光產(chǎn)生部6的光出射部7與積分球14的光入射開口 15相對,且使光檢測部9的光入射部11與積分球14的光出射開口 16相對。另外,在第I狀態(tài)下,快門63打開,光出射部7自暗箱5的開口 62面向暗箱5內(nèi),快門66打開,光入射部 11自暗箱5的開口 65面向暗箱5內(nèi)。另一方面,在第2狀態(tài)下,快門70打開,光出射部7自暗箱5的開口 64面向暗箱5內(nèi),快門68打開,光入射部11自暗箱5的開口 67面向暗箱5內(nèi)。下面說明利用如以上那樣構(gòu)成的量子產(chǎn)率測定裝置IA測定量子產(chǎn)率的方法。首先,如圖2所示,將未容納有試料S的空的試料管2安置于暗箱5。且,在試料容納部3位于積分球14內(nèi)的第I狀態(tài)下,激發(fā)光LI自光產(chǎn)生部6出射并照射至試料容納部3。在試料容納部3反射的激發(fā)光LI及透射試料容納部3的激發(fā)光LI在積分球14內(nèi)多重反射,且作為自試料容納部3放出的被測定光L2a由光檢測部9檢測。此時,快門63、66打開,快門70、68關(guān)閉。其后,如圖1所示,將試料S容納于試料管2,并將該試料管2安置于暗箱5。且,在試料容納部3位于積分球14內(nèi)的第I狀態(tài)下,激發(fā)光LI自光產(chǎn)生部6出射并照射至試料容納部3。在試料容納部3反射的激發(fā)光LI及在試料S產(chǎn)生的熒光在積分球14內(nèi)多重反射,且作為自試料S及試料容納部3放出的被測定光L2b由光檢測部9檢測。此時,快門63,66打開,快門70,68關(guān)閉。其后,如圖3所示,當成為試料容納部3位于積分球14外的第2狀態(tài)時,通過移動機構(gòu)30使試料容納部3、光出射部7及光入射部11移動(此處為上升)。即,隨著自第I狀態(tài)變更為第2狀態(tài),積分球14的光入射開口 15及光出射開口 16分別相對光產(chǎn)生部6的光出射部7及光檢測部9的光入射部11進行相對移動。此時,保持試料容納部3、光出射部7及光入射部11的相對位置關(guān)系。且,在第2狀態(tài)下,激發(fā)光LI自光產(chǎn)生部6出射并照射至試料容納部3。在試料S產(chǎn)生的熒光直接(未在積分球14內(nèi)多重反射)作為自試料S放出的被測定光L2c由光檢測部9檢測。此時,快門63、66關(guān)閉,快門70、68打開。如上所述,一旦獲得被測定光L2a、L2b、L2c的數(shù)據(jù),則通過個人計算機等的數(shù)據(jù)解析裝置,基于被測定光L2a、L2b的激發(fā)光成分的數(shù)據(jù),算出試料S吸收的激發(fā)光LI的光子數(shù)(與光子數(shù)成比例的值等的相當于光子數(shù)的值(以下相同))。試料S吸收的激發(fā)光LI的光子數(shù)相當于圖4的區(qū)域Al。另一方面,通過數(shù)據(jù)解析裝置,基于被測定光L2c的數(shù)據(jù),修正被測定光L2b的熒光成分的數(shù)據(jù)(細節(jié)參照非專利文獻I)。由此,即使因試料S對于熒光成分具有光吸收性而產(chǎn)生再吸收,仍可通過數(shù)據(jù)解析裝置算出經(jīng)修正的熒光的光子數(shù)以作為真實值(即,自試料S實際放出的熒光的光子數(shù))。自試料S放出的熒光的光子數(shù)相當于圖4的區(qū)域A2。其后,通過數(shù)據(jù)解析裝置,算出作為「自試料S放出的熒光的光子數(shù)」相對于「試料S所吸收的激發(fā)光LI的光子數(shù)」的試料S的量子產(chǎn)率。另,也有將未溶解有試料S的溶劑容納于試料管2,并將該試料管2安置于暗箱5,且在第I狀態(tài)下檢測被測定光L2a的情形。如以上說明,量子產(chǎn)率測定裝置IA中,其以成為試料管2的試料容納部3位于積分球14內(nèi)的第I狀態(tài)、及試料管2的試料容納部3位于積分球14外的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,使試料容納部3、光出射部7及光入射部11通過移動機構(gòu)30移動。由此,可在第2狀態(tài)下直接(無積分球14內(nèi)的多重反射)檢測熒光的光子數(shù),且基于第2狀態(tài)下檢測出的熒光的光子數(shù)修正第I狀態(tài)下檢測出的熒光的光子數(shù)。因此,根據(jù)量子產(chǎn)率測定裝置IA可正確且有效地測定試料S的量子產(chǎn)率。以上雖說明本發(fā)明的第I實施方式,但本發(fā)明并非限定于上述實施方式。例如,如圖5所示,可將光產(chǎn)生部6與暗箱5,及光檢測部9與暗箱5,分別通過光纖71光學(xué)連接。在該情形下,通過使各光纖71作為光出射部7及光入射部11移動,而無須使光產(chǎn)生部6及光檢測部9移動。[第2實施方式]圖6為本發(fā)明的第2實施方式的量子產(chǎn)率測定裝置的橫截面圖(a)及縱截面圖
(b)。如圖6所示,量子 產(chǎn)率測定裝置IB具有使構(gòu)成積分球14的多個部分14a、14b移動的移動機構(gòu)72,其在此點上與上述量子產(chǎn)率測定裝置IA有主要差別。移動機構(gòu)72在暗箱5內(nèi)支撐積分球14,且使構(gòu)成積分球14的多個部分14a、14b或開或閉。部分14a、14b由大致垂直于激發(fā)光LI的光軸且大致平行于被測定光L2的光軸的面分割成的半球體。移動機構(gòu)72以部分14a、14b的內(nèi)面朝向上方的方式打開部分14a、14b。另,移動機構(gòu)72閉合部分14a、14b時,使積分球14的光入射開口 15與光產(chǎn)生部6的光出射部7相對,且使積分球14的光出射開口 16與光檢測部9的光入射部11相對。其后,說明利用量子產(chǎn)率測定裝置IB測定量子產(chǎn)率的方法。首先,將未容納有試料S的空的試料管2安置于暗箱5。且,在試料容納部3位于積分球14內(nèi)的第I狀態(tài)(即,部分14a、14b閉合的圖6的狀態(tài))下,自光產(chǎn)生部6激發(fā)光LI出射并照射至試料容納部3。試料容納部3反射的激發(fā)光L1、及透射試料容納部3的激發(fā)光LI,在積分球14內(nèi)多重反射,且作為自試料容納部3放出的被測定光L2a由光檢測部9檢測。其后,如圖6所示,將試料S容納于試料管2,并將該試料管2安置于暗箱5。且,在試料容納部3位于積分球14內(nèi)的第I狀態(tài)(S卩,部分14a、14b閉合的狀態(tài))下,自光產(chǎn)生部6激發(fā)光LI出射并照射至試料容納部3。試料容納部3反射的激發(fā)光LI及試料S產(chǎn)生的熒光在積分球14內(nèi)多重反射,且作為自試料S及試料容納部3放出的被測定光L2b由光檢測部9檢測。其后,如圖7所示,以成為試料容納部3位于積分球14外的第2狀態(tài)的方式,通過移動機構(gòu)72使部分14a、14b移動。且,在第2狀態(tài)(即,部分14a、14b打開的狀態(tài))下,自光產(chǎn)生部6激發(fā)光LI出射并照射至試料容納部3。在試料S產(chǎn)生的熒光直接(無積分球14內(nèi)的多重反射)作為自試料S放出的被測定光L2c由光檢測部9檢測。以下,與上述的量子產(chǎn)率測定裝置IA同樣,通過數(shù)據(jù)解析裝置基于被測定光L2a、L2b、L2c的數(shù)據(jù)算出試料S的量子產(chǎn)率。如以上說明,根據(jù)量子產(chǎn)率測定裝置1B,其以成為試料管2的試料容納部3位于積分球14內(nèi)的第I狀態(tài)、及試料管2的試料容納部3位于積分球14外的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,使構(gòu)成積分球14的多個部分14a、14b通過移動機構(gòu)72移動。由此,可在第2狀態(tài)下直接(無積分球14內(nèi)的多重反射)檢測熒光的光子數(shù),且基于第2狀態(tài)下檢測出的熒光的光子數(shù)修正第I狀態(tài)下檢測出的熒光的光子數(shù)。因此,根據(jù)量子產(chǎn)率測定裝置IB可正確且有效地測 定試料S的量子產(chǎn)率。另外,在第2狀態(tài)下,由于部分14a、14b的內(nèi)面在與光檢測部9的光入射部11不相對的方向上打開,因此,即使被測定光L2在部分14a、14b的內(nèi)面反射,仍可抑制該反射光入射至光入射部11。以上雖說明本發(fā)明的第2實施方式,但本發(fā)明并非限定于上述實施方式。例如,移動機構(gòu)72可為使構(gòu)成積分球14的3個以上的部分移動的機構(gòu)。[第3實施方式]圖8為本發(fā)明的第3實施方式的量子產(chǎn)率測定裝置的橫截面圖(a)及縱截面圖
(b)。如圖8所示,量子產(chǎn)率測定裝置IC具有遮光構(gòu)件73與移動機構(gòu)80,在此點上其與上述量子產(chǎn)率測定裝置IA有主要差別。遮光構(gòu)件73以覆蓋試料容納部3的形狀形成,且具有用以使激發(fā)光LI入射的光入射孔73a、及用以使被測定光L2出射的光出射孔73b。優(yōu)選在該遮光構(gòu)件73的內(nèi)壁實施用于抗反射的涂飾等的處理。移動機構(gòu)80以成為遮光構(gòu)件73位于積分球14外的第I狀態(tài)、及遮光構(gòu)件73位于積分球14內(nèi)并覆蓋試料容納部3的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,使遮光構(gòu)件73移動。另,積分球14在光入射開口 15與光產(chǎn)生部6的光出射部7相對,且光出射開口 16與光檢測部9的光入射部11相對的狀態(tài)下,以覆蓋試料容納部3的方式配置于暗箱5內(nèi)。另外,在積分球14形成有插通遮光構(gòu)件73的開口 74,且在開口 74設(shè)置有開閉開口 74的快門75。其后,說明利用量子產(chǎn)率測定裝置IC測定量子產(chǎn)率的方法。首先,將未容納有試料S的空的試料管2安置于暗箱5。且,在遮光構(gòu)件73位于積分球14外的第I狀態(tài)(即,圖8的狀態(tài))下,自光產(chǎn)生部6激發(fā)光LI出射并照射至試料容納部3。試料容納部3反射的激發(fā)光L1、及透射試料容納部3的激發(fā)光LI,在積分球14內(nèi)多重反射,且作為自試料容納部3放出的被測定光L2a由光檢測部9檢測。此時,快門75關(guān)閉。其后,如圖8所示,將試料S容納于試料管2,并將該試料管2安置于暗箱5。且,在遮光構(gòu)件73位于積分球14外的第I狀態(tài)下,自光產(chǎn)生部6激發(fā)光LI出射并照射至試料容納部3。試料容納部3反射的激發(fā)光LI及試料S產(chǎn)生的熒光在積分球14內(nèi)多重反射,且作為自試料S及試料容納部3放出的被測定光L2b由光檢測部9檢測。此時,快門75關(guān)閉。
其后,如圖9所示,以快門75打開,成為遮光構(gòu)件73位于積分球14內(nèi)且覆蓋試料容納部3的第2狀態(tài)的方式,通過移動機構(gòu)80使遮光構(gòu)件73移動。且,在第2狀態(tài)下,自光產(chǎn)生部6激發(fā)光LI出射并照射至試料容納部3。在試料S產(chǎn)生的熒光直接(無積分球14內(nèi)的多重反射)作為自試料S放出的被測定光L2c由光檢測部9檢測。另,在第2狀態(tài)下,遮光構(gòu)件73的光入射孔73a與積分球14的光入射開口 15相對,且遮光構(gòu)件73的光出射孔73b與積分球14的光出射開口 16相對。以下,與上述的量子產(chǎn)率測定裝置IA同樣,通過數(shù)據(jù)解析裝置基于被測定光L2a、L2b、L2c的數(shù)據(jù)算出試料S的量子產(chǎn)率。如以上說明,根據(jù)量子產(chǎn)率測定裝置1C,其以成為遮光構(gòu)件73位于積分球14外的第I狀態(tài)、及遮光構(gòu)件73位于積分球14內(nèi)且覆蓋試料容納部3的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,使遮光構(gòu)件73通過移動機構(gòu)80移動。由此,可在第2狀態(tài)下直接(無積分球14內(nèi)的多重反射)檢測熒光的光子數(shù),并基于第2狀態(tài)下檢測出的熒光的光子數(shù)修正第I狀態(tài)下檢測出的熒光的光子數(shù)。因此,根據(jù)量子產(chǎn)率測定裝置IC可正確且有效地測定試料S的量子產(chǎn)率。[第4實施方式]圖10為本發(fā)明的第4實施方式的量子產(chǎn)率測定裝置的橫截面圖。如圖10所示,量子產(chǎn)率測定裝置ID具有導(dǎo)光系統(tǒng)76與光路切換機構(gòu)77、79,在此點上其與上述量子產(chǎn)率測定裝置IA有主要差別。
導(dǎo)光系統(tǒng)76在暗箱5內(nèi)具有自鄰接于連接光產(chǎn)生部6的光出射部7的位置至光檢測部9的光入射部11的途中的位置的光路,并將自試料S放出的被測定光L2直接導(dǎo)光至光檢測部9。導(dǎo)光系統(tǒng)76具有改變其光路的方向的反射鏡78。光路切換機構(gòu)77作為相對導(dǎo)光系統(tǒng)76的光路進退自由的反射鏡,當位于該光路上的情形時,其將入射至導(dǎo)光系統(tǒng)76的被測定光L2反射至導(dǎo)光系統(tǒng)76的光路上。光路切換機構(gòu)79作為相對光入射部11的光路與導(dǎo)光系統(tǒng)76的光路的交點進退自由的反射鏡,當位于該交點上的情形時,其將通過導(dǎo)光系統(tǒng)76經(jīng)導(dǎo)光的被測定光L2反射至光入射部11的光路上。即,光路切換機構(gòu)77、79以使成為經(jīng)由積分球14的光出射開口 16使被測定光L2入射至光檢測部9的第I狀態(tài)、及經(jīng)由導(dǎo)光系統(tǒng)76使被測定光L2入射至光檢測部9的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,切換被測定光L2的光路。另,積分球14在光入射開口 15與光產(chǎn)生部6的光出射部7相對,且光出射開口 16與光檢測部9的光入射部11相對的狀態(tài)下,以覆蓋試料容納部3的方式配置于暗箱5內(nèi)。其后,說明利用量子產(chǎn)率測定裝置ID測定量子產(chǎn)率的方法。首先,將未容納有試料S的空的試料管2安置于暗箱5。且,在經(jīng)由積分球14的光出射開口 16使被測定光L2入射至光檢測部9的第I狀態(tài)(S卩,圖10的狀態(tài))下,自光產(chǎn)生部6激發(fā)光LI出射并照射至試料容納部3。試料容納部3反射的激發(fā)光L1、及透射試料容納部3的激發(fā)光LI,在積分球14內(nèi)多重反射,且作為自試料容納部3放出的被測定光L2a由光檢測部9檢測。此時,光路切換機構(gòu)77位于導(dǎo)光系統(tǒng)76的光路外,光路切換機構(gòu)79位于光入射部11的光路與導(dǎo)光系統(tǒng)76的光路的交點外。其后,如圖10所示,將試料S容納于試料管2,并將該試料管2安置于暗箱5。且,在經(jīng)由積分球14的光出射開口 16使被測定光L2入射至光檢測部9的第I狀態(tài)下,自光產(chǎn)生部6激發(fā)光LI出射并照射至試料容納部3。試料容納部3反射的激發(fā)光LI及試料S產(chǎn)生的熒光在積分球14內(nèi)多重反射,且作為自試料S及試料容納部3放出的被測定光L2b由光檢測部9檢測。此時,光路切換機構(gòu)77位于導(dǎo)光系統(tǒng)76的光路外,光路切換機構(gòu)79位于光入射部11的光路與導(dǎo)光系統(tǒng)76的光路的交點外。其后,如圖11所示,以成為經(jīng)由導(dǎo)光系統(tǒng)76使被測定光L2入射至光檢測部9的第2狀態(tài)的方式,通過光路切換機構(gòu)77、79切換被測定光L2的光路。且,在第2狀態(tài)下,自光產(chǎn)生部6激發(fā)光LI出射并照射至試料容納部3。在試料S產(chǎn)生的熒光直接(無積分球14內(nèi)的多重反射)作為自試料S放出的被測定光L2c由光檢測部9檢測。此時,光路切換機構(gòu)77位于導(dǎo)光系統(tǒng)76的光路上,光路切換機構(gòu)79位于光入射部11的光路與導(dǎo)光系統(tǒng)76的光路的交點上。以下,與上述的量子產(chǎn)率測定裝置IA的情形同樣,通過數(shù)據(jù)解析裝置基于被測定光L2a、L2b、L2c的數(shù)據(jù)算出試料S的量子產(chǎn)率。如以上說明,根據(jù)量子產(chǎn)率測定裝置1D,其以成為經(jīng)由積分球14的光出射開口 16使被測定光L2入射至光檢測部9的第I狀態(tài)、及經(jīng)由導(dǎo)光系統(tǒng)76使被測定光L2入射至光檢測部9的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,通過光路切換機構(gòu)77、79切換被測定光L2的光路。由此,可在第2狀態(tài)下直接(無積分球14內(nèi)的多重反射)檢測熒光的光子數(shù),并基于第2狀態(tài)下檢測出的熒光的光子數(shù)修正第I狀態(tài)下檢測出的熒光的光子數(shù)。因此,根據(jù)量子產(chǎn)率測定裝置ID可正確且有效地測定試料S的量子產(chǎn)率。[第5實施方式]圖12為本發(fā)明的第5實施方式的量子產(chǎn)率測定裝置的橫截面圖。如圖12所示,量子產(chǎn)率測定裝置IE具有導(dǎo)光系統(tǒng)81與光路切換機構(gòu)85、86,在此點上其與上述量子產(chǎn)率測定裝置IA有主要差別。導(dǎo)光系統(tǒng)81具有自·光產(chǎn)生部6的光出射部7的途中的位置至光檢測部9的光入射部11的途中位置的光路,并將激發(fā)光LI直接導(dǎo)光至試料容納部3,且將自試料S放出的被測定光L2直接導(dǎo)光至光檢測部9。導(dǎo)光系統(tǒng)81具有對激發(fā)光LI進行導(dǎo)光的光纖82、對被測定光L2進行導(dǎo)光的光纖83、與將光纖82的光出射端部及光纖83的光入射端部捆束保持的光纖保持構(gòu)件84。光纖保持構(gòu)件84經(jīng)由通過快門88開閉的積分球14的開口 87相對試料容納部3進退自由。光路切換機構(gòu)85作為相對光出射部7的光路進退自由的反射鏡,當位于該光路上的情形時,其將激發(fā)光LI反射至導(dǎo)光系統(tǒng)81的光路上。光路切換機構(gòu)86作為相對光入射部11的光路進退自由的反射鏡,當位于該光路上的情形時,其將通過導(dǎo)光系統(tǒng)81導(dǎo)光的被測定光L2反射至光入射部11的光路上。即,光路切換機構(gòu)85、86以成為經(jīng)由光入射開口15使激發(fā)光LI照射至試料容納部3且經(jīng)由光出射開口 16使被測定光L2入射至光檢測部9的第I狀態(tài),及經(jīng)由導(dǎo)光系統(tǒng)81使激發(fā)光LI照射至試料容納部3且經(jīng)由導(dǎo)光系統(tǒng)81使被測定光L2入射至光檢測部9的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,切換激發(fā)光LI的光路及被測定光L2的光路。另,積分球14在光入射開口 15與光產(chǎn)生部6的光出射部7相對,且光出射開口 16與光檢測部9的光入射部11相對的狀態(tài)下,以覆蓋試料容納部3的方式配置于暗箱5內(nèi)。其后,說明利用量子產(chǎn)率測定裝置IE測定量子產(chǎn)率的方法。首先,將未容納有試料S的空的試料管2安置于暗箱5。且,在經(jīng)由光入射開口 15使激發(fā)光LI照射至試料容納部3且經(jīng)由光出射開口 16使被測定光L2入射至光檢測部9的第I狀態(tài)(S卩,圖12的狀態(tài))下,自光產(chǎn)生部6激發(fā)光LI出射并照射至試料容納部3。試料容納部3反射的激發(fā)光L1、及透射試料容納部3的激發(fā)光LI,在積分球14內(nèi)多重反射,且作為自試料容納部3放出的被測定光L2a由光檢測部9檢測。此時,光路切換機構(gòu)85位于光出射部7的光路外,光路切換機構(gòu)86位于光入射部11的光路外。另外,光纖保持構(gòu)件84位于積分球14外,且快門88關(guān)閉。其后,如圖12所示,將試料S容納于試料管2,并將該試料管2安置于暗箱5。且,在經(jīng)由光入射開口 15使激發(fā)光LI照射至試料容納部3且經(jīng)由光出射開口 16使被測定光L2入射至光檢測部9的第I狀態(tài)下,自光產(chǎn)生部6激發(fā)光LI出射并照射至試料容納部3。試料容納部3反射的激發(fā)光LI及試料S產(chǎn)生的熒光在積分球14內(nèi)多重反射,且作為自試料S及試料容納部3放出的被測定光L2b由光檢測部9檢測。此時,光路切換機構(gòu)85位于光出射部7的光路外,光路切換機構(gòu)86位于光入射部11的光路外。另外,光纖保持構(gòu)件84位于積分球14外,且快門88關(guān)閉。其后,如圖13所示,快門88打開,經(jīng)由積分球14的開口 87,光纖保持構(gòu)件84接觸或接近于試料容納部3。再者,以成為經(jīng)由導(dǎo)光系統(tǒng)81使激發(fā)光LI照射至試料容納部3且經(jīng)由導(dǎo)光系統(tǒng)81使被測定光L2入射至光檢測部9的第2狀態(tài)的方式,通過光路切換機構(gòu)85,86切換激發(fā)光LI的光路及被測定光L2的光路。且,在第2狀態(tài)下,自光產(chǎn)生部6激發(fā)光LI出射并經(jīng)由光纖82照射至試料容納部3。在試料S產(chǎn)生的熒光經(jīng)由光纖83直接(無積分球14內(nèi)的多重反射)作為自試料S放出的被測定光L2c由光檢測部9檢測。此時,光路切換機構(gòu)85位于光出射部7的光路上,光路切換機構(gòu)86位于光入射部11的光路上。以下,與上述的 量子產(chǎn)率測定裝置IA的情形同樣,通過數(shù)據(jù)解析裝置基于被測定光L2a、L2b、L2c的數(shù)據(jù)算出試料S的量子產(chǎn)率。如以上說明,量子產(chǎn)率測定裝置IE中,其以成為經(jīng)由光入射開口 15使激發(fā)光LI照射至試料容納部3且經(jīng)由光出射開口 16使被測定光L2入射至光檢測部9的第I狀態(tài),及經(jīng)由導(dǎo)光系統(tǒng)81使激發(fā)光LI照射至試料容納部3且經(jīng)由導(dǎo)光系統(tǒng)81使被測定光L2入射至光檢測部9的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,通過光路切換機構(gòu)85、86切換激發(fā)光LI的光路及被測定光L2的光路。由此,可在第2狀態(tài)下直接(無積分球14內(nèi)的多重反射)檢測熒光的光子數(shù),并基于第2狀態(tài)下檢測出的熒光的光子數(shù)修正第I狀態(tài)下檢測出的熒光的光子數(shù)。因此,根據(jù)量子產(chǎn)率測定裝置IE可正確且有效地測定試料S的量子產(chǎn)率。產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明,可正確且有效地測定試料的量子產(chǎn)率。符號說明1A、1B、1C、1D、1E量子產(chǎn)率測定裝置2試料管3試料容納部5 暗箱6光產(chǎn)生部7光出射部
9光檢測部11 光入射部14 積分球15 光入射開口16 光出射開口30、72、80 移動機構(gòu)73遮光構(gòu)件73a光入射孔73b光出射孔76,81導(dǎo)光系統(tǒng)77、79、85、86光路切換機構(gòu)LI激發(fā)光L2、L2a、L2b、L2c 被測定光S 試料
權(quán)利要求
1.一種量子產(chǎn)率測定裝置,其特征在于, 通過將激發(fā)光照射至用以容納試料的試料管的試料容納部,并檢測自所述試料及所述試料容納部的至少一者放出的被測定光,從而測定所述試料的量子產(chǎn)率, 具備: 暗箱,在內(nèi)部配置有所述試料容納部; 光產(chǎn)生部,具有連接于所述暗箱的光出射部,并產(chǎn)生所述激發(fā)光; 光檢測部,具有連接于所述暗箱的光入射部,并檢測所述被測定光; 積分球,具有使所述激發(fā)光入射的光入射開口、及使所述被測定光出射的光出射開口,且配置于所述暗箱內(nèi) '及 移動機構(gòu),以成為所述試料容納部位于所述積分球內(nèi)的第I狀態(tài)、及所述試料容納部位于所述積分球外的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,使所述試料容納部、所述光出射部、及所述光入射部移動,并在所述第I狀態(tài),使所述光出射部與所述光入射開口相對,且使所述光入射部與所述光出射開口相對。
2.一種量子產(chǎn)率測定裝置,其特征在于, 通過將激發(fā)光照射至用以容納試料的試料管的試料容納部,并檢測自所述試料及所述試料容納部的至少一者放出的被測定光,從而測定所述試料的量子產(chǎn)率, 具備: 暗箱,在內(nèi)部配置有所述試料容納部; 光產(chǎn)生部,具有連接于所述暗箱的光出射部,并產(chǎn)生所述激發(fā)光; 光檢測部,具有連接于所述暗箱的光入射部,并檢測所述被測定光; 積分球,具有使所述激發(fā)光入射的光入射開口、及使所述被測定光出射的光出射開口,且配置于所述暗箱內(nèi) '及 移動機構(gòu),以成為所述試料容納部位于所述積分球內(nèi)的第I狀態(tài)、及所述試料容納部位于所述積分球外的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,使構(gòu)成所述積分球的多個部分移動,并在所述第I狀態(tài),使所述光入射開口與所述光出射部相對,且使所述光出射開口與所述光入射部相對。
3.一種量子產(chǎn)率測定裝置,其特征在于, 通過將激發(fā)光照射至用以容納試料的試料管的試料容納部,并檢測自所述試料及所述試料容納部的至少一者放出的被測定光,從而測定所述試料的量子產(chǎn)率, 具備: 暗箱,在內(nèi)部配置有所述試料容納部; 光產(chǎn)生部,具有連接于所述暗箱的光出射部,并產(chǎn)生所述激發(fā)光; 光檢測部,具有連接于所述暗箱的光入射部,并檢測所述被測定光; 遮光構(gòu)件,具有用以使所述激發(fā)光入射的光入射孔、及用以使所述被測定光出射的光出射孔,且以覆蓋所述試料容納部的形狀形成; 積分球,具有使所述激發(fā)光入射的光入射開口、及使所述被測定光出射的光出射開口,并以在所述光入射開口與所述光出射部相對,且所述光出射開口與所述光入射部相對的狀態(tài)下覆蓋所述試料容納部的方式配置于所述 暗箱內(nèi);及 移動機構(gòu),以成為所述遮光構(gòu)件位于積分球外的第I狀態(tài)、及所述遮光構(gòu)件位于所述積分球內(nèi)且覆蓋試料容納部的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,使所述遮光構(gòu)件移動。
4.一種量子產(chǎn)率測定裝置,其特征在于, 通過將激發(fā)光照射至用以容納試料的試料管的試料容納部,并檢測自所述試料及所述試料容納部的至少一者放出的被測定光,從而測定所述試料的量子產(chǎn)率, 具備: 暗箱,在內(nèi)部配置有所述試料容納部; 光產(chǎn)生部,具有連接于所述暗箱的光出射部,并產(chǎn)生所述激發(fā)光; 光檢測部,具有連接于所述暗箱的光入射部,并檢測所述被測定光; 積分球,具有使所述激發(fā)光入射的光入射開口、及使所述被測定光出射的光出射開口,并以在所述光入射開口與所述光出射部相對,且所述光出射開口與所述光入射部相對的狀態(tài)下覆蓋所述試料容納部的方式配置于所述暗箱內(nèi); 導(dǎo)光系統(tǒng),將自所述試料放出的所述被測定光直接導(dǎo)光至所述光檢測部;及光路切換機構(gòu),以成為經(jīng)由所述光出射開口使所述被測定光入射至所述光檢測部的第I狀態(tài)、及經(jīng)由所述導(dǎo)光系統(tǒng)使所 述被測定光入射至所述光檢測部的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,切換所述被測定光的光路。
5.一種量子產(chǎn)率測定裝置,其特征在于, 通過將激發(fā)光照射至用以容納試料的試料管的試料容納部,并檢測自所述試料及所述試料容納部的至少一者放出的被測定光,從而測定所述試料的量子產(chǎn)率, 具備: 暗箱,在內(nèi)部配置有所述試料容納部; 光產(chǎn)生部,具有連接于所述暗箱的光出射部,且產(chǎn)生所述激發(fā)光; 光檢測部,具有連接于所述暗箱的光入射部,并檢測所述被測定光; 積分球,具有使所述激發(fā)光入射的光入射開口、及使所述被測定光出射的光出射開口,并以在所述光入射開口與所述光出射部相對,且所述光出射開口與所述光入射部相對的狀態(tài)下覆蓋所述試料容納部的方式配置于所述暗箱內(nèi); 導(dǎo)光系統(tǒng),將所述激發(fā)光直接導(dǎo)光至所述試料容納部,且將自所述試料放出的所述被測定光直接導(dǎo)光至所述光檢測部;及 光路切換機構(gòu),以成為經(jīng)由所述光入射開口將所述激發(fā)光照射至所述試料容納部且經(jīng)由所述光出射開口使所述被測定光入射至所述光檢測部的第I狀態(tài),及經(jīng)由所述導(dǎo)光系統(tǒng)使所述激發(fā)光照射至所述試料容納部且經(jīng)由所述導(dǎo)光系統(tǒng)使所述被測定光入射至所述光檢測部的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,切換所述激發(fā)光的光路及所述被測定光的光路。
全文摘要
量子產(chǎn)率測定裝置(1A)通過將激發(fā)光(L1)照射至用以容納試料(S)的試料管(2)的試料容納部(3),且檢測自試料(S)及試料容納部(3)的至少一者放出的被測定光(L2),從而測定試料(S)的量子產(chǎn)率。量子產(chǎn)率測定裝置(1A)具有在內(nèi)部配置有試料容納部(3)的暗箱(5);具有連接于暗箱(5)的光出射部(7),且產(chǎn)生激發(fā)光(L1)的光產(chǎn)生部(6);具有連接于暗箱(5)的光入射部(11),并檢測被測定光(L2)的光檢測部(9);具有使激發(fā)光(L1)入射的光入射開口(15)、及使被測定光(L2)出射的光出射開口(16)、且配置于暗箱(5)內(nèi)的積分球(14);及以成為試料容納部(3)位于積分球(14)內(nèi)的第1狀態(tài)、及試料容納部(3)位于積分球(14)外的第2狀態(tài)的各自的狀態(tài)的方式,使試料容納部(3)、光出射部(7)及光入射部(11)移動,并在第1狀態(tài),使光出射部(7)與光入射開口(15)相對,且使光入射部(11)與光出射開口(16)相對的移動機構(gòu)(30)。
文檔編號G01N21/64GK103250045SQ20118005739
公開日2013年8月14日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者井口和也 申請人:浜松光子學(xué)株式會社