CS210989B1

CS210989B1 - Design of the spectrofluorimeter

Info

Publication number: CS210989B1
Application number: CS916779A
Authority: CS
Inventors: Tomas Peceny
Original assignee: Tomas Peceny
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1982-01-29

Abstract

Vynález se týká^spektrofluorimetrú, tj. zařízeni, která umožňují budit luminiscenci měřeného vzorku monochromatickým zařízením - světlem - a měřit spektra této luminiscence, případně v polarizovaném zařízení. Podstata vynálezu spočívá v tom, Že budicí monochromátor nebo budicí zobrazovací soustava je opatřena mechanickými nebo optickými prostředky, výhodně odraznými zrcadly, které vytvářejí v rovině procházející vzorkem kolmo k ose budicího svazku obraz výstupní štěrbiny budicího monochrométoru odchýlený od roviny os budicího a pozorovaného svazku o úhel + 0° až 20° uhlových, a že zobrazovací soustava pozorovaného svazku nebo měřící monochromátor jsou opatřeny mechanickými nebo optickými prostředky, výhodně odraznými zrcadly, zobrazujícími vstupní štěrbinu měřícího monochrométoru na rovinu procházející vzorkem kolmo k ose pozorovaného svazku s odchylkou + 0° až 20° úhlových od roviny os budicího a pozo.- rovaného svazku. Vynálezu může být využito při výrobě spektrofluorimetrů a obdobných přístrojů a při experimentální práci ve fyzice.The invention relates to spectrofluorimeters, i.e. devices that allow the excitation of the luminescence of the measured sample by a monochromatic device - light - and the measurement of the spectra of this luminescence, optionally in a polarized device. The essence of the invention lies in the fact that the excitation monochromator or the excitation imaging system is provided with mechanical or optical means, preferably reflecting mirrors, which create in a plane passing through the sample perpendicular to the axis of the excitation beam an image of the output slit of the excitation monochromator deviated from the plane of the axes of the excitation and observed beam by an angle of + 0° to 20° angular, and that the imaging system of the observed beam or the measuring monochromator is provided with mechanical or optical means, preferably reflecting mirrors, which image the input slit of the measuring monochromator on a plane passing through the sample perpendicular to the axis of the observed beam with a deviation of + 0° to 20° angular from the plane of the axes of the excitation and observed beam. The invention can be used in the manufacture of spectrofluorimeters and similar devices and in experimental work in physics.

Description

Vynález se týká spektrofluorimetrů, tj. zařízeni, která umožňují budit - excitovat - luminiscenci měřeného vzorku monochromatickým zářením - světlem - a měřit spektra této luminiscence, případně v polarizovaném záření a s dalším ovlivňováním vzorku např. jeho teplotou nebo elektrickým nebo magnetickým polem.The present invention relates to spectrofluorimeters, i.e. devices which make it possible to excite the luminescence of a measured sample by monochromatic radiation - light - and to measure the spectra of this luminescence, optionally in polarized radiation, and with further influencing of the sample by its temperature or electric or magnetic field.

Při konstrukci spektrofluorimetrů se dosud používá uspořádání, při němž se pro měření emisních spekter využívá pozorovaného svazku záření odchýleného od budicího svazku. Pozorovaný svazek je většinou přibližně kolmý na budicí svazek. Obrazy štěrbin budicího a měřicího monochromátoru na roviny procházející vzorkem kolmo k osám budicího, respektive pozorovaného, svazku jsou v dosud používaných spektrofluorimetrech odchýleny podstatně od roviny os budicího a měřeného svazku; většinou jsou k ní přibližně kolmé. Dosud vyráběné spektrofluorimetry proto při měření luminiscence průhledných, tj. málo absorbujících a průsvitných látek, využívají, to znamená, zobrazují na vstupní štěrbinu měřícího monochromátoru, jen matlou Sást luminiskujícího objemu vzorku.In the construction of spectrofluorimeters, an arrangement has so far been used in which the observed beam of radiation deviated from the excitation beam is used to measure emission spectra. The observed beam is usually approximately perpendicular to the excitation beam. The images of the excitation and measurement monochromator slots on the planes passing through the sample perpendicular to the excitation or observed beam axes, in the spectrofluorimeters used hitherto, deviate substantially from the excitation and measurement beam axis plane; they are mostly perpendicular to it. Therefore, the hitherto produced spectrofluorimeters use only a fraction of the luminescent sample volume to measure the luminescence of the transparent, i.e., low-absorbing and translucent substances, that is to say, to the input slot of the measuring monochromator.

Tyto nevýhody odstraňuje konstrukění uspořádání štěrbin, zobrazovacích soustav a vzorků ve spektrofluorimetrů podle vynálezu, jehož podstata spoěívá v tom, že budicí monochromátor nebo budicí zobrazovací soustava je opatřena mechanickými nebo optickými prostředky, výhodně odraznými zrcadly, které vytvářejí v rovině procházející vzorkem kolmo k ose budicího svazku obraz výstupní štěrbiny budicího monochromátoru odchýlený od roviny os budicího a pozorovaného svazku o úhel + 0° až 20° úhlových, a že zobrazovací soustava pozorovaného svazku nebo měřicí monoohromátor jsou opatřeny mechanickými nebo optickými prostředky, výhodně odraznými zrcadly, zobrazujícími vstupní štěrbinu měřicího monochromátoru na rovinu procházející vzorkem kolmo k ose pozorovaného svazku s odchylkou + 0° až 20° úhlových od roviny os budicího a pozorovaného svazku.These drawbacks are overcome by the construction of the slots, imaging systems and specimens in the spectrofluorimeters of the invention, which consists in providing the excitation monochromator or excitation imaging system with mechanical or optical means, preferably reflecting mirrors, which form in a plane passing through the sample perpendicular to the excitation axis. image of the output slit of the excitation monochromator deviated from the plane of the excitation and observed beam axes by an angle of + 0 ° to 20 ° angular, and that the imaging system of the observed beam or measuring mono-chromator is provided with mechanical or optical means, preferably reflective mirrors a plane passing through the sample perpendicular to the axis of the observed beam with a deviation of + 0 ° to 20 ° angular from the plane of the excitation and observed beam axes.

Vyšší účinek vynálezu se jeví jednak v tom, že se při měření luminiscence průhledných a průsvitných látek využije podstatně větší luminiskující objem vzorku než dosud, zejména při použití monochromátorů s malou světelností a velkou dispersí, a za druhé v tom, že vzorek může mít zároveň tvar vrstvy, což je výhodné pro jeho ovlivňování teplotou, elektrickým a magnetickým polem.A higher effect of the invention appears to be that the luminescence of the transparent and translucent substances is measured by using a much larger luminescent sample volume than hitherto, especially when using monochromators with low luminosity and high dispersion, and secondly that the sample can also be shaped This is advantageous for its influence by temperature, electric and magnetic fields.

Na přiloženém výkresu je schematicky znázorněn vzorek X, osa X budicího svazku a osa X pozorovaného svazku. Rovina os budicího a pozorovaného svazku je označena tau, rovina procházející vzorkem χ kolmo k ose X budicího svazku je označena ro. Obraz štěrbiny budicího monochromátoru na rovinu ro vytvořený budicí zobrazovací soustavou je označen X, jeho odchylka od roviny tau je označena alfa. Rovina procházející vzorkem X kolmo k ose X pozorovaného svazku je označena delta. Obraz štěrbiny měřicího monochromátoru zobrazený zobrazovací soustavou pozorovaného svazku na rovinu delta je označen 2, jeho odchylka od roviny tau je označena beta.The attached drawing shows schematically the sample X, the X axis of the excitation beam and the X axis of the observed beam. The plane of the excitation and observed beam axes is denoted by tau, the plane passing through the sample χ perpendicular to the X axis of the excitation beam is denoted by ro. The image of the excitation monochromator slot on the plane ro produced by the excitation imaging system is denoted by X, its deviation from the tau plane is denoted by alpha. The plane passing through the sample X perpendicular to the X axis of the observed beam is indicated by delta. The image of the measurement monochromator slot displayed by the imaging system of the observed beam per delta plane is denoted by 2, its deviation from the tau plane is denoted by beta.

PřikladlHe did

Konkrétní provedení vynálezu:Specific embodiments of the invention:

Uspořádání, v němž se obrazy svislých štěrbin obou monochromátorů mezi monochromátory a vzorkem převracejí do vodorovné roviny soustavou zrcadel. Rovina tau je v tomto případě vodorovná. Toto uspořádání umožňuje použití obvyklých konstrukcí monochromátorů se svislými štěrbinami, ale část získaného světelného výkonu se ztrácí při odrazech na zrcadlech.Arrangement in which the images of the vertical slits of the two monochromators between the monochromators and the sample are inverted horizontally by a set of mirrors. The tau plane is horizontal in this case. This arrangement allows the use of conventional monochromator designs with vertical slits, but part of the obtained light output is lost when reflected on the mirrors.

Příklad 2Example 2

Uspořádání používající rovněž monochromátory se svislými štěrbinami, umístěnými na opačných stranách vzorku, z nichž je jedna níže (výše) než vzorek a světlo pro ni prochází přes zrcadlo umístěné pod (nad) vzorkem. Rovina tau je v tomto případě svislá. Toto uspořádání přináší navíc pouze jediný odraz a umožňuje použití obvyklých monochromátorů. V případě zo*Arrangements also using monochromators with vertical slits located on opposite sides of the sample, one of which is lower (higher) than the sample and the light passes through it through a mirror located below (above) the sample. The tau plane is vertical in this case. Moreover, this arrangement provides only a single reflection and allows the use of conventional monochromators. In the case of zo *

210989 2 brazení dutými zrcadly je však třeba zvolit vhodný tvar monochromátorů.210989 2 However, it is necessary to choose the appropriate shape of the monochromators.

Příklad 3Example 3

Uspořádání s monochromátory s vodorovnými štěrbinami a vhodným tvarem, konstruovanými přímo pro tento úěel. Rovina tau je v tomto případě vodorovná.Arrangement with monochromators with horizontal slots and suitable shape, designed specifically for this purpose. The tau plane is horizontal in this case.

Konstrukčního uspořádání Štěrbin, optiky a vzorku ve spektrofluorimetru podle vynálezu lze využít při výrobě spektrofluorimetrů a obdobných přístrojů a při experimentální práci ve fyzice.The slots, optics and specimens in the spectrofluorimeter of the present invention can be used in the manufacture of spectrofluorimeters and similar devices, and in experimental work in physics.

Claims

Spectrofluorimeter design to better utilize the luminescent sample volume when measuring the luminescence of transparent and translucent substances, characterized in that the excitation monochromator or excitation imaging system is provided with mechanical or optical means, for example reflecting mirrors, forming in a plane (ro) passing through the sample (3) to the excitation beam axis (4) a picture (1) of the excitation mochromator output slot, deviated from the excitation plane (tau) plane (4) and the observed beam axis (5) by an angle (alpha) + 0 ° to 20 ° angular, and the observed beam system or the measuring monochromator are fitted with mechanical or optical means, for example reflecting mirrors, showing the measuring slit of the measuring monochromator on a plane (ro) passing through the sample (3) perpendicular to the observed beam axis (5). 20 ° angular from the plane (tau) of the bud and observed volume.