CZ286103B6 - Způsob měření spektropolarimetrických vlastností opticky aktivních látek a dichrograf k provedení tohoto způsobu - Google Patents

Způsob měření spektropolarimetrických vlastností opticky aktivních látek a dichrograf k provedení tohoto způsobu Download PDF

Info

Publication number
CZ286103B6
CZ286103B6 CZ19932566A CZ256693A CZ286103B6 CZ 286103 B6 CZ286103 B6 CZ 286103B6 CZ 19932566 A CZ19932566 A CZ 19932566A CZ 256693 A CZ256693 A CZ 256693A CZ 286103 B6 CZ286103 B6 CZ 286103B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
measuring
analyzer
modulator
dichrograph
measuring beam
Prior art date
Application number
CZ19932566A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ256693A3 (en
Inventor
Jiří Ing. Rokos
Original Assignee
Rokos A Spol., S.R.O.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rokos A Spol., S.R.O. filed Critical Rokos A Spol., S.R.O.
Priority to CZ19932566A priority Critical patent/CZ286103B6/cs
Priority to NZ276059A priority patent/NZ276059A/en
Priority to ES95900603T priority patent/ES2122506T3/es
Priority to CA002153701A priority patent/CA2153701C/en
Priority to HU9502232A priority patent/HU219940B/hu
Priority to UA95073476A priority patent/UA35606C2/uk
Priority to US08/495,468 priority patent/US5621528A/en
Priority to DE69413203T priority patent/DE69413203T2/de
Priority to AU81386/94A priority patent/AU680961B2/en
Priority to SK933-95A priority patent/SK281023B6/sk
Priority to RU95116649A priority patent/RU2135983C1/ru
Priority to PL94310042A priority patent/PL175028B1/pl
Priority to BR9406418A priority patent/BR9406418A/pt
Priority to KR1019950703076A priority patent/KR100340457B1/ko
Priority to AT95900603T priority patent/ATE170976T1/de
Priority to DK95900603T priority patent/DK0681692T3/da
Priority to EP95900603A priority patent/EP0681692B1/en
Priority to JP51472795A priority patent/JP3562768B2/ja
Priority to CN94191327A priority patent/CN1089897C/zh
Priority to PCT/CZ1994/000026 priority patent/WO1995014919A1/en
Priority to FI953460A priority patent/FI114045B/fi
Priority to NO952946A priority patent/NO952946D0/no
Publication of CZ256693A3 publication Critical patent/CZ256693A3/cs
Publication of CZ286103B6 publication Critical patent/CZ286103B6/cs

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/19—Dichroism

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

Předmětem vynálezu je způsob měření propustnosti, cirkulárního dichroismu a optické rotace opticky aktivní látky, a to pomocí harmonické analýzy stavu polarizace elipticky modulovaného měřicího paprsku po jeho průchodu opticky aktivní látkou a analyzátorem, a to prostřednictvím amplitudových změn elektrického signálu, na který jsou převedeny odpovídající amplitudové změny měřicího paprsku. Při měření se z elektrického signálu vyčlení nultá harmonická složka, která odpovídá optické propustnosti (.tau.) opticky aktivní látky, první harmonická složka, která odpovídá jejímu cirkulárnímu dichroismu (.psi.) a druhá harmonická složka, která odpovídá její optické rotaci (.fi.), přičemž frekvence první harmonické složky odpovídá modulačnímu kmitočtu měřicího paprsku (4), načež se amplitudy takto zjištěných harmonických složek porovnají s jednotkovými veličinami, získanými při kalibraci. Dichrograf podle vynálezu je tvořen děličem (3) paprsku, ze kterého střídavě vystupují dva paralelní paprsky,ŕ

Description

Způsob měření spektropolarimetrických vlastností opticky aktivních látek a dichrograf k provedení tohoto způsobu
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu měření propustnosti, cirkulámího dichroizmu a optické rotace opticky aktivní látky, při kterém se pro zvolenou vlnovou délku měřicího paprsku po předchozí kalibraci měřicí soustavy a určení jednotkových měřených veličin zjišťuje pomocí harmonické analýzy stav polarizace elipticky modulovaného měřícího paprsku po jeho průchodu opticky aktivní látkou a analyzátorem, přičemž se amplitudové změny měřícího paprsku převedou na změny elektrického signálu.
Dosavadní stav techniky
V současné době se realizuje měření spekter cirkulámího dichroizmu tzv. spektropolarimetrickými přístroji - dichrografy, jejichž pomocí je možno po úpravě jejich optické soustavy měřit i další požadované veličiny téže zkoumané látky, jako je její optická rotace a absorpce. Pro měření cirkulámího dichroizmu je přístroj tvořen alespoň zdrojem paprsků o známé vlnové délce, lineárním polarizátorem, modulátorem elipticity, nosičem, případně kyvetou pro zkoumanou látku a detektorem záření. Pro měření optické rotace pomocí téhož přístroje je nutno instalovat před detektor analyzátor, který transformuje natočení roviny polarizace do změny amplitudy paprsku. Pro měření absorpce je naopak výhodné vyloučit z optické sestavy polarizační prvky, tedy polarizátor, modulátor elipticity a analyzátor.
V praxi to znamená, že pomocí stávajících postupů a s využitím známých typů dichrografu, nelze všechny tři uvedené veličiny měřit současně, tedy v reálném čase. To se ovšem značně nevýhodně projeví zejména v případech, kdy se vlastnosti zkoumané látky, kupříkladu její složení, mění rychle během chemické reakce, nebo když jde o nestálou látku s krátkodobým poločasem rozpadu, jako je kupříkladu hyaluronidáza.
Dalším nedostatkem stávajících dichrografu je, že neumožňují využití referenčního paprsku, ke stanovení odpovídající jednotky cirkulámího dichroizmu, protože v praxi nejsou dostupné etalonové látky, které vykazují konstantní cirkulámí dichroizmus v dostatečně široké spektrální oblasti, kupříkladu pro interval alespoň 300 až 600 nm. Tato skutečnost značně omezuje přesnost měření s použitím dosud známých dichrografu.
Úkolem vynálezu je navrhnout takový způsob měření, který podstatně zmenší uvedené nevýhody, tedy který umožní po úpravě použít stávajících typů dichrografu a měřit hodnoty cirkulámího dichroizmu, optické rotace a absorpce zkoumané látky současně, tedy v reálném čase a přitom umožní stanovit jednotku cirkulámího dichroismu v dostatečně širokém spektrálním intervalu.
Podstata vynálezu
Uvedený úkol řeší předmět vynálezu, kterým je způsob měření propustnosti, cirkulámího dichroizmu a optické rotace opticky aktivní látky, při kterém se pro zvolenou vlnovou délku měřícího paprsku po předchozí kalibraci měřicí soustavy a určení jednotkových měřených veličin zjišťuje pomocí harmonické analýzy stav polarizace elipticky modulovaného měřícího paprsku po jeho průchodu opticky aktivní látkou a analyzátorem, přičemž se amplitudové změny měřicího paprsku převedou na změny elektrického signálu.
- 1 CZ 286103 B6
Podstatou způsobu podle vynálezu je, že z elektrického signálu se následně vyčlení nultá harmonická složka, která odpovídá optické propustnosti opticky aktivní látky, první harmonická složka, která odpovídá jejímu cirkulámímu dichroismu a druhá harmonická složka, která odpovídá její optické rotaci, přičemž frekvence první harmonické složky odpovídá modulačnímu kmitočtu měřicího paprsku, načež se amplitudy takto zjištěných harmonických složek porovnají s jednotkovými veličinami, získanými při kalibraci.
Další podstatou způsobu podle vynálezu s použitím dvoupaprskového zařízení, u něhož druhý paprsek tvoří referenční paprsek, který se vydělí z měřicího je, že referenční paprsek se kalibruje a moduluje shodně s měřicím paprskem a změny amplitudy referenčního paprsku se převedou na změny elektrického signálu střídavě s převodem odpovídajících změn amplitud měřicího paprsku, přičemž frekvence střídání obou paprsků je alespoň lOx menší, než je modulační frekvence.
Podstatou dichrografu k provedení způsobu podle vynálezu, přičemž tento dichrograf je tvořen zdrojem paprsku o známé vlnové délce, lineárním polarizátorem, modulátorem elipticity, spojeným s generátorem modulačního napětí, měřeným vzorkem, analyzátorem a detektorem elektromagnetického záření, k jehož výstupu jsou připojeny alespoň dva úzkopásmové zesilovače je, že za lineárním polarizátorem je ve směru vstupního paprsku umístěn dělič paprsku, za kterým jsou vytvořeny dva paprsky, měřicí paprsek a referenční paprsek, přičemž v dráze měřicího paprskuje dále umístěn modulátor elipticity měřicího paprsku, připojený ke generátoru modulačního napětí a měřicí analyzátor, jejichž optické osy jsou vzhledem k optické ose lineárního polarizátoru orientovány pod úhlem 45° a mezi nimiž je uložen měřený vzorek, kupříkladu kyveta a v dráze referenčního paprsku je dále umístěn modulátor elipticity referenčního paprsku, jehož optická osa je vzhledem k optické ose lineárního polarizátoru orientována pod úhlem 45° a alespoň referenční analyzátor, jehož optická osa je vzhledem k optické ose lineárního polarizátoru orientována pod úhlem 45° ± zvolený jednotkový úhel, a že ve drahách měřicího paprsku a referenčního paprsku jsou dále umístěny optické prvky, výhodně zrcadla, k přivedení těchto paprsků na detektor elektromagnetického záření, k jehož výstupu je připojena trojice úzkopásmových zesilovačů, stejnosměrný zesilovač, první úzkopásmový zesilovač, jehož pracovní frekvence odpovídá frekvenci modulátorů elipticity a druhý úzkopásmový zesilovač, jehož pracovní frekvence odpovídá dvojnásobku frekvence modulátorů elipticity, a že je dále v drahách měřicího paprsku a referenčního paprsku upraven přerušovač paprsku. Jednotkový úhel má podle vynálezu výhodně hodnotu ±0,1° až +40°
Další podstatou vynálezu je, že přerušovač paprsků je součástí děliče vstupního paprsku, případně, že modulátor měřicího paprsku a modulátor referenčního paprsku jsou tvořeny společným modulátorem elipticity.
Podstatou vynálezu konečně je, že zdroj vstupního paprskuje tvořen monochromátorem.
Způsob měření a dichrograf podle vynálezu vykazuje proti dosavadnímu stavu techniky podstatný pokrok v tom, že umožňuje současně, tedy v reálném čase, měřit všechny tři uvedené veličiny zkoumané látky, tedy absorpci, optickou rotaci a cirkulámí dichroizmus, případně určit, které z posledních dvou vlastností zkoumaná látka nemá. Další výhodou předmětu vynálezu je, že měření mohou být prováděna kontinuálně v širokém rozsahu vlnových délek.
Přehled obrázků na výkresech
Příkladné provedení dichrografu podle vynálezu je schematicky znázorněno na připojených výkresech, kde je na obr. 1 znázorněno blokové schéma dvoupaprskového dichrografu a na obr. 2 až 4 průběhy elektrických vektorů polarizovaných paprsků v rovinách A a B podle obr. 1.
-2CZ 286103 B6
Příklady způsobu měření a provedení vynálezu
Dichrograf podle obr. 1 je tvořen zdrojem 1 vstupního monochromatického paprsku 100, kupř. laserem, nebo monochromatického paprsku s nastavitelně proměnnou vlnovou délkou, kupříkladu monochromátorem. Vstupní paprsek 100 prochází lineárním polarizátorem 2 a vstupuje do děliče 3 paprsků, tvořeného kupříkladu kombinací polopropustného a odrazného zrcadla. Za děličem 3 paprsku 100 je dále upraven přerušovač 30 paprsků, tvořený kupříkladu známým a proto neznázoměným rotačním členem - clonkou, jejíž činnost je řízena elektronicky. Z přerušovače 30 vystupuje vstupní paprsek 100 střídavě jako měřicí paprsek 4 a referenční paprsek 5, přičemž střídání je realizováno zvolenou přepínací frekvencí.
Měřicí paprsek 4 prochází dále modulátorem 64 elipticity měřicího paprsku, měřeným vzorkem 7, kupříkladu kyvetou s roztokem, jehož parametry se zjišťují, měřicím analyzátorem 8, který je tvořen kupříkladu krystalickým polarizátorem obvyklé konstrukce a zrcadlem 11 je přiveden na detektor 13 elektromagnetického záření, kupříkladu na vhodné fotoelektrické čidlo, jako je fotoelektrický násobič.
Referenční paprsek 5 prochází dále referenčním modulátorem 65 elipticity, jehož parametry jsou shodné s parametry modulátoru 65 měřicího paprsku. Výhodně je možno realizovat oba tyto modulátory elipticity jako společný modulátor 6. Dále prochází referenční paprsek 5 achromatickým čtvrtvlnovým fázovým elementem 9, který je kupř. tvořen známou dvojicí vzájemně protiběžně uložených klínových destiček z anizotropního materiálu, z nichž jedna je podélně posuvná a do referenčního paprsku 5 je vkládán alternativně, jak je uvedeno dále. Referenční paprsek 5 dále prochází referenčním analyzátorem JO, který má stejné vlastnosti a parametry, jako měřicí analyzátor 8. Po výstupu z referenčního analyzátoru 10 je referenční paprsek 5, podobně jako měřicí paprsek 4 přiveden zrcadlem 12 na stejný detektor 13 elektromagnetického záření.
K výstupům 134, 135. 136 detektoru 13 je připojena trojice zesilovačů, stejnosměrný zesilovač 14, první úzkopásmový zesilovač 15 a druhý úzkopásmový zesilovač 16. Úzkopásmové zesilovače 15, 16 jsou realizovány kupříkladu jako synchronní detektory v běžném zapojení a jsou současně připojeny ke generátoru 17 střídavých napětí, z nichž jedno - napětí o nižší frekvenci - je určeno pro řízení modulátoru 64, 65 elipticity měřicího a referenčního paprsku, případně společného modulátoru 6 elipticity a druhé má dvojnásobnou frekvenci aje určeno pro druhý úzkopásmový zesilovač 16. Jednou z nutných podmínek správné činnosti dichrografu konstruovaného podle vynálezu je, že pracovní frekvence generátoru 17 je podstatně, nejméně lOx větší, než je pracovní frekvence přerušovače 30. tedy než je frekvence přepínání vstupního paprsku 100 do směrů měřicího paprsku 4 a referenčního paprsku 5. V příkladném provedení u soustavy podle obr. 1 je pracovní frekvence přerušovače 30 paprsků kupř. 100Hz, zatímco pracovní frekvence generátoru 17 modulačního napětí je 50kHz.
Celá soustava dichrografu podle obr. 1 je doplněna ovládacím, registračním a vyhodnocovacím zařízením 18, které již nesouvisí s podstatou vynálezu a může být realizováno některými ze známých zařízení, nebo může být tvořeno řídicím počítačem, vybaveným odpovídajícím softwarem.
Na obr. 2 jsou v průmětu do roviny výkresu znázorněny prostorové stavy polarizace měřicího paprsku 4 v rovině A podle obr. 1, tedy před měřeným vzorkem 7. Příslušný elektrický vektor 41, přechází v průběhu modulace do tvaru elipsy, kruhu a naopak, lineárně polarizovaný stav odpovídá stavu polarizace při nulovém napětí na modulátoru 64 měřicího paprsku, případně na modulátoru 65 referenčního paprsku.
Na obr. 3 je pak znázorněna poloha elektrického vektoru 41 lineárně polarizovaného vstupního paprsku 40 v rovině B podle obr. 1, tedy po jeho průchodu kyvetou 7 s měřeným vzorkem
-3 CZ 286103 B6 v případě, že tento vykazuje pouze optickou rotaci. Na obr. 4 jsou pak znázorněny polohy či průběhy elektrického vektoru 41 v případě, že měřený vzorek vykazuje pouze cirkulámí dichroizmus. Z obr. 4 je zřejmé, že amplitudy levotočivé složky 422 a pravotočivé složky 421 jsou v důsledku fyzikálních vlastností měřené látky rozdílné. Důsledkem této skutečnosti je, že po jejich složení na výstupu změřeného vzorku 7 opisuje konec příslušného součtového elektrického vektoru elipsu, která je znázorněna na obr. 4 čárkovaně. V případě, že měřený vzorek 7 vykazuje jak optickou rotaci, tak cirkulámí dichroizmus, je osa výsledné elipsy pootočena o jistý úhel φ a elipticita je dána úhlem ψ, jehož tangenta je určena poměrem malé poloosy 442 a velké poloosy 441, jak je zřejmé z obr. 4. Vzhledem k tomu, že měřený vzorek 7 vykazuje prakticky vždy jistou absorpci, je amplituda příslušného vektoru v rovině B podle obr. 1, tedy za měřeným vzorkem 7 menší, než odpovídající amplituda téhož vektoru v rovině A, tedy před měřeným vzorkem 7.
Měření hodnot jednotlivých veličin je založeno na porovnání stavů polarizace měřicího paprsku 4 před měřicím analyzátorem 8 a referenčního paprsku 5 před referenčním analyzátorem 10 podle obr. 1.
Měřicí paprsek 4 je kupříkladu po průchodu modulátorem 64 elipticity modulován tak, jak je znázorněno na obr. 2. V případě, že měřený vzorek 7 vykazuje všechny tři měřené veličiny, tedy jistou absorpci, cirkulámí dichroizmus i optickou rotaci, mění se jednak amplitudy a tedy i související intenzity jeho elektrické složky úměrně hodnotám jednotlivých měřených veličin. Tyto změny jsou přitom vztaženy k původní rovině 400 lineárně polarizovaného měřicího paprsku a dané úhlové poloze měřicího analyzátoru 8.
Ve druhé větvi, tedy v referenčním paprsku 5, který je polarizován na výstupu z modulátoru 65 referenčního paprsku 5 stejně, jako měřicí paprsek 4 na výstupu z modulátoru 64. Referenční analyzátor 10 je přitom podle vynálezu orientován tak, že jeho polarizační rovina je vzhledem k odpovídající polarizační rovině měřicího analyzátoru 8 úhlově pootočena o jistý, předem zvolený a nastavený jednotkový úhel a, kupříkladu o 1°. Po průchodu referenčního paprsku 5 referenčním analyzátorem 10 tedy dojde k modifikaci intenzit 1 měřicího paprsku 4 a referenčního paprsku 5, takže na výstupech 134, 135. 136 detektoru 13 jsou generovány elektrické proudy, které obsahují nulovou harmonickou složku, úměrnou absorpci měřené látky, první harmonickou složku, úměrnou hodnotě cirkulámího dichroizmu měřené látky a druhou harmonickou složku, úměrnou optické rotaci měřené látky. Jednotlivé frekvenční složky jsou vztaženy k základní harmonické frekvenci, která odpovídá frekvenci generátoru 17 modulačního napětí modulátorů 64, 65 měřicího paprsku 4 a referenčního paprsku 5. Pro amplitudy jednotlivých uvedených harmonických složek platí vztahy pro nultou harmonickou......Io = ko.x pro první harmonickou.......Ij = ki.sin ψ a pro druhou harmonickou . . . . I2 = k2.sin φ kde τ je koeficient propustnosti měřené látky, ψ = 1 / 2 · arcsin- —----— Tr +TL 3φ=1/2(δκ-δ0, přičemž xR a Xl jsou koeficienty propustnosti cirkulámě polarizovaných paprsků R a L,
5r, 5l jsou posuvy paprsků R a L,
-4CZ 286103 B6 ψ je elipticita způsobená cirkulámím dichroismem a φ je úhel natočení roviny polarizace způsobené optickou rotací.
Koeficienty ko,ki,l<2 se určí jako konstanty měřicí soustavy kalibrací před měřením takto:
Koeficient ko je určen rozdílem fotoelektrických proudů v případech, kdy je měřený vzorek 7, tvořený kupř. kyvetou dle obr. 1 zaplněn jednak látkou s propustností τ=1, kupříkladu destilovanou vodou a jednak látkou s propustností τ=0, což lze simulovat kupříkladu uzavřením průchodu měřicího paprsku 4.
Pro měření koeficientu k] se do měřicího paprsku 4 instaluje před měřicí analyzátor 8 achromatický čtvrtvlnový fázový element 9 orientovaný pod úhlem 45° vzhledem k rovině 400 elektrického vektoru, který spolu směřicím analyzátorem 8, orientovaným vzhledem křovině 400 elektrického vektoru pod úhlem 45°+a simuluje přítomnost etalonové achromatické dichroické látky, jež vyvolává elipticitu měřicího paprsku 4 o hodnotě ψ = a. Veličina ψ je přitom nezávislá na vlnové délce zdroje 1 vstupního paprsku 100. Hodnota kj se přitom určí z rozdílu hodnot fotoelektrických proudů při orientaci měřicího analyzátoru 8 jednak pod úhlem 45°, jednak po jeho následném pootočení o zvolený jednotkový úhel a, kupříkladu o 1°. V praxi je výhodné volit jednotkový úhel z intervalu ±0,1° až 40°, a to v závislosti na charakteru měřené látky. Podobně se po vyloučení achromatického čtvrtvlnného fázového elementu 9 určí i koeficient kj.
Stejným postupem se provede měření koeficientů ko, kj aL, odpovídajících referenčnímu paprsku 5. Všechny tyto koeficienty pro měřicí paprsek 4 i referenční paprsek 5 jsou pak uloženy v ovládacím, registračním a vyhodnocovacím zařízení 18.
Po skončení kalibrace, která se provádí pouze při instalaci dichrografu a při periodických kontrolních měřeních, je achromatický čtvrtvlnový fázový element 9 z optické dráhy vyřazen a referenční analyzátor 10 je při měření ponechán pootočený o zmíněný, při kalibraci definovaný jednotkový úhel a, v popsaném příkladném provedení o 1°. Měřicí analyzátor 8 se natočí zpět do výchozí polohy a = 0°.
Při měření vzorku 7 jsou díky přerušovači 30 paprsku porovnávány amplitudy nultých harmonických měřicího paprsku 4 a referenčního paprsku 5, což umožňuje získat koeficient propustnosti τ měřeného vzorku 7 a současně jsou amplitudy první a druhé harmonické, které odpovídají stavu měřicího paprsku 4, porovnávány s jednotkovou amplitudiu druhé harmonické, která odpovídá referenčnímu paprsku 5. To umožňuje získat hodnoty cirkulámího dichroizmu ψ a optické rotace φ. Přitom poměr první a druhé harmonické referenčního paprsku 5 byl určen a zaregistrován ovládacím, registračním a vyhodnocovacím zařízením 18 při již popsané kalibraci.
Užití referenčního paprsku 5, který je modulován kupříkladu výhodně společným modulátorem 6 stejně, jako měřicí paprsek 4, umožňuje dosáhnout vysoké reprodukovatelnosti při měření absorpce, cirkulámího dichroizmu i optické rotace, a to díky vyloučení vlivu fluktuací zdroje 1 vstupního paprsku 100, společného modulátoru 6 elipticity, citlivosti detektoru 13 a souvisejícího elektronického řetězce. Stabilita společného modulátoru 6 se navíc průběžně zajišťuje díky soustavné kontrole poměru amplitud nulté a druhé harmonické referenčního paprsku 5.
Vysoká přesnost měření je dána přesností mikrometrických šroubů, kterými se natáčí měřicí analyzátor 8 i referenční analyzátor JO. Zvýšení přesnosti při měření cirkulámího dichroizmu je dosaženo díky simulaci achromatického čtvrtvlnového fázového elementu 9 a referenčního
-5 CZ 286103 B6 analyzátoru JO, který je v přítomnosti achromatického čtvrtvlnového fázového elementu využit jako kompenzátor cirkulámího dichroizmu. V tomto případě umožňuje dichrograf provádět měření s nejvyšší možnou přesností, tj. pomocí nulové kompenzační metody.
Při měření pro několik vlnových délek, kupříkladu s pomocí monochromátoru jako zdroje 1 vstupního monochromatického paprsku 100, se určení koeficientů ko až k7 provede analogicky pro všechny aplikované vlnové délky.
Průmyslové využití
Způsob měření spektropolarimetrických vlastností opticky aktivních látek a dichrograf podle vynálezu lze vzhledem k možnosti získání okamžitých hodnot absorpce, optické rotace a cirkulámího dichroizmu a k možnosti realizace měření pro vlnovou délku, prakticky libovolně zvolenou z daného spektrálního oboru, vhodně využít při výzkumu gyrotropních látek, zejména v oblasti organické chemie, farmakologie, biofyziky, biochemie apod.

Claims (7)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob měření spektropolarimetrických vlastností optických aktivních látek, při kterém se pro zvolenou vlnovou délku měřicího paprsku po předchozí kalibraci měřicí soustavy a určení jednotkových měřených veličin zjišťuje pomocí harmonické analýzy stav polarizace elipticky modulovaného měřicího paprsku po jeho průchodu opticky aktivní látkou a analyzátorem, přičemž se amplitudové změny měřicího paprsku převedou na změny elektrického signálu, vyznačující se tím, že z tohoto elektrického signálu se následně vyčlení nultá harmonická složka, která odpovídá optické propustnosti (τ) opticky aktivní látky, první harmonická složka, která odpovídá jejímu cirkulámímu dichroismu (ψ) a druhá harmonická složka, která odpovídá její optické rotaci (φ), přičemž frekvence první harmonické složky odpovídá modulačnímu kmitočtu měřícího paprsku (4), načež se amplitudy takto zjištěných harmonických složek porovnají s jednotkovými veličinami, získanými při kalibraci.
  2. 2. Způsob měření podle nároku 1 s použitím dvoupaprskového zařízení, u něhož druhý paprsek tvoří referenční paprsek, který se vydělí z měřicího paprsku, vyznačující se tím, že referenční paprsek (5) se kalibruje a moduluje shodně s měřicím paprskem (4) a změny amplitudy referenčního paprsku (5) se převedou na změny elektrického signálu střídavě s převodem odpovídajících změn amplitud měřicího paprsku (4), přičemž frekvence střídání obou paprsků je alespoň lOx menší, než je modulační frekvence.
  3. 3. Dichrograf k provedení způsobu podle nároku 2, tvořený zdrojem paprsku o známé vlnové délce, lineárním polarizátorem, modulátorem elipticity, spojeným s generátorem modulačního napětí, měřeným vzorkem, analyzátorem a detektorem elektromagnetického záření, k jehož výstupu jsou připojeny alespoň dva úzkopásmové zesilovače, vyznačující se tím, že za lineárním polarizátorem (2) je ve směru vstupního paprsku (100) umístěn dělič (3) paprsku, za kterým jsou vytvořeny dva paprsky, měřicí paprsek (4) a referenční paprsek (5), přičemž v dráze měřicího paprsku (4) je dále umístěn modulátor (64) elipticity měřicího paprsku (4), připojený ke generátoru (17) modulačního napětí a měřicí analyzátor (8), jejichž optické osy (60, 80) jsou vzhledem k optické ose (20) lineárního polarizátoru (2) orientovány pod úhlem 45° a mezi nimiž je uložen měřený vzorek (7), kupříkladu kyveta a v dráze referenčního paprsku (5) je dále umístěn modulátor (65) elipticity referenčního paprsku (5), jehož optická osa (60) je vzhledem
    -6CZ 286103 B6 k optické ose (20) lineárního polarizátoru (2) orientována pod úhlem 45° a alespoň referenční analyzátor (10), jehož optická osa (101) je vzhledem k optické ose (20) lineárního polarizátoru (2) orientována pod úhlem 45° ± zvolený jednotkový úhel (a), a že ve drahách měřicího paprsku (4) a referenčního paprsku (5) jsou dále umístěny optické prvky, výhodně zrcadla (11, 12), k přivedení těchto paprsků na detektor (13) elektromagnetického záření, k jehož výstupu je připojena trojice úzkopásmových zesilovačů, stejnosměrný zesilovač (14), první úzkopásmový zesilovač (15), jehož pracovní frekvence odpovídá frekvenci modulátorů (64, 65) elipticity a druhý úzkopásmový zesilovač (16), jehož pracovní frekvence odpovídá dvojnásobku frekvence modulátorů (64, 65) elipticity, a že je dále v drahách měřicího paprsku (4) a referenčního paprsku (5) upraven přerušovač (30) paprsku.
  4. 4. Dichrograf podle nároku 3, vyznačující se tím, že jednotkový úhel (a) má hodnotu ±0,1 ° až ±40°.
  5. 5. Dichrograf podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že přerušovač (30) paprsků je součástí děliče (3) vstupního paprsku.
  6. 6. Dichrograf podle některého z nároků 3až5, vyznačující se tím, že modulátor (64) měřicího paprsku (4) a modulátor (65) referenčního paprsku (5) jsou tvořeny společným modulátorem (6) elipticity.
  7. 7. Dichrograf podle některého z nároků 3 až 6, vyznačující se tím, že zdroj (1) vstupního paprsku (100) je tvořen monochromátorem.
CZ19932566A 1993-11-26 1993-11-26 Způsob měření spektropolarimetrických vlastností opticky aktivních látek a dichrograf k provedení tohoto způsobu CZ286103B6 (cs)

Priority Applications (22)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ19932566A CZ286103B6 (cs) 1993-11-26 1993-11-26 Způsob měření spektropolarimetrických vlastností opticky aktivních látek a dichrograf k provedení tohoto způsobu
NZ276059A NZ276059A (en) 1993-11-26 1994-11-25 Dichrograph for measuring circular dichroism, optical rotation and absorption spectra
ES95900603T ES2122506T3 (es) 1993-11-26 1994-11-25 Procedimiento y aparato de medicion del dicroismo circular, de la rotacion optica y de los espectros de absorcion.
CA002153701A CA2153701C (en) 1993-11-26 1994-11-25 Method and dichrograph for measurement of circular dichroism, optical rotation and absorption spectra
HU9502232A HU219940B (hu) 1993-11-26 1994-11-25 Eljárás és dikrográf optikailag aktív anyag cirkuláris dikroizmusának, optikai forgatásának és abszorpciójának mérésére
UA95073476A UA35606C2 (uk) 1993-11-26 1994-11-25 Спосіб вимірювання пропускання, кругового дихроїзму, оптичного обертання оптично активних речовин та дихрограф для його здійснення
US08/495,468 US5621528A (en) 1993-11-26 1994-11-25 Method and dichrograph for measurement of circular dichroism, optical rotation and absorption spectra
DE69413203T DE69413203T2 (de) 1993-11-26 1994-11-25 Verfahren und dichrograph zur messung von zirkularem dichroismus, optischer drehung und absortionsspektrum
AU81386/94A AU680961B2 (en) 1993-11-26 1994-11-25 Method and dichrograph for measurement of circular dichroism, optical rotation and absorption spectra
SK933-95A SK281023B6 (sk) 1993-11-26 1994-11-25 Spôsob merania spektropolarimetrických vlastností opticky aktívnych látok a dichrograf na vykonávanie tohto spôsobu
RU95116649A RU2135983C1 (ru) 1993-11-26 1994-11-25 Способ измерения пропускания, кругового дихроизма, оптического вращения оптически активных веществ и дихрограф для его осуществления
PL94310042A PL175028B1 (pl) 1993-11-26 1994-11-25 Sposób i urządzenie do pomiaru kąta dichroizmu kołowego, kąta skręcalności płaszczyzny polaryzacji i współczynnika transmisji ośrodków optycznie czynnych
BR9406418A BR9406418A (pt) 1993-11-26 1994-11-25 Processo e dicrógrafo para medida de dicroísmo circular rotação óptica e espectros de absorção
KR1019950703076A KR100340457B1 (ko) 1993-11-26 1994-11-25 원형이색성,광학회전및흡수스펙트럼측정방법및이색계
AT95900603T ATE170976T1 (de) 1993-11-26 1994-11-25 Verfahren und dichrograph zur messung von zirkularem dichroismus, optischer drehung und absortionsspektrum
DK95900603T DK0681692T3 (da) 1993-11-26 1994-11-25 Fremgangsmåde og dichrograf til måling af cirkulær dichroisme, optisk rotation og absorptionsspektra
EP95900603A EP0681692B1 (en) 1993-11-26 1994-11-25 Method and dichrograph for measurement of circular dichroism, optical rotation and absorption spectra
JP51472795A JP3562768B2 (ja) 1993-11-26 1994-11-25 円偏光ダイクロイズム、旋光および吸収スペクトルの測定方法および測定用ダイクログラフ
CN94191327A CN1089897C (zh) 1993-11-26 1994-11-25 用于测量圆二色性、旋光性和吸收光谱的方法和二向色描绘器
PCT/CZ1994/000026 WO1995014919A1 (en) 1993-11-26 1994-11-25 Method and dichrograph for measurement of circular dichroism, optical rotation and absorption spectra
FI953460A FI114045B (fi) 1993-11-26 1995-07-18 Menetelmä ja dikrograaffi kiertodikrografian, optisen rotaation ja absorptiospektrin mittaamiseksi
NO952946A NO952946D0 (no) 1993-11-26 1995-07-25 Fremgangsmåte og apparat for å måle sirkulær dikroisme, optisk dreining og absorpsjonsspektra

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ19932566A CZ286103B6 (cs) 1993-11-26 1993-11-26 Způsob měření spektropolarimetrických vlastností opticky aktivních látek a dichrograf k provedení tohoto způsobu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ256693A3 CZ256693A3 (en) 1995-08-16
CZ286103B6 true CZ286103B6 (cs) 2000-01-12

Family

ID=5465190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19932566A CZ286103B6 (cs) 1993-11-26 1993-11-26 Způsob měření spektropolarimetrických vlastností opticky aktivních látek a dichrograf k provedení tohoto způsobu

Country Status (22)

Country Link
US (1) US5621528A (cs)
EP (1) EP0681692B1 (cs)
JP (1) JP3562768B2 (cs)
KR (1) KR100340457B1 (cs)
CN (1) CN1089897C (cs)
AT (1) ATE170976T1 (cs)
AU (1) AU680961B2 (cs)
BR (1) BR9406418A (cs)
CA (1) CA2153701C (cs)
CZ (1) CZ286103B6 (cs)
DE (1) DE69413203T2 (cs)
DK (1) DK0681692T3 (cs)
ES (1) ES2122506T3 (cs)
FI (1) FI114045B (cs)
HU (1) HU219940B (cs)
NO (1) NO952946D0 (cs)
NZ (1) NZ276059A (cs)
PL (1) PL175028B1 (cs)
RU (1) RU2135983C1 (cs)
SK (1) SK281023B6 (cs)
UA (1) UA35606C2 (cs)
WO (1) WO1995014919A1 (cs)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19815932C2 (de) * 1998-04-09 2000-06-21 Glukomeditech Ag Verfahren zur Miniaturisierung eines Polarimeters zur Analyse niedrig konzentrierter Komponenten im flüssigen Meßgut auf optischer Basis sowie Vorrichtung zu seiner Durchführung
WO2005036215A2 (en) 2003-10-10 2005-04-21 Stheno Corporation Differential optical technique for chiral analysis
US7378283B2 (en) * 2003-10-14 2008-05-27 Biotools, Inc. Reaction monitoring of chiral molecules using fourier transform infrared vibrational circular dichroism spectroscopy
JP2007536519A (ja) * 2004-05-04 2007-12-13 ステノ コーポレイション ダブルリファレンスロックイン検出器
US20060001509A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-05 Gibbs Phillip R Systems and methods for automated resonant circuit tuning
EP1766368A2 (en) * 2004-06-30 2007-03-28 Stheno Corporation Systems and methods for chiroptical heterodyning
ATE484727T1 (de) * 2005-08-09 2010-10-15 Gen Hospital Corp Gerät und verfahren zur durchführung von polarisationsbasierter quadraturdemodulation bei optischer kohärenztomographie
CN100451610C (zh) * 2006-10-10 2009-01-14 宁波大学 一种圆二色性的测量装置及其测量方法
US8638434B2 (en) 2011-03-21 2014-01-28 University Of Calcutta Apparatus and methods for chirality detection
US9897543B2 (en) 2012-03-29 2018-02-20 University Of Calcutta Half-frequency spectral signatures
CN103616077B (zh) * 2013-12-04 2015-06-17 中国人民解放军陆军军官学院 一种任意柱矢量偏振光偏振态的测量系统及测量方法
RU2590344C1 (ru) * 2015-04-30 2016-07-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук Устройство для калибровки дихрографов кругового дихроизма
CN105300891B (zh) * 2015-11-17 2017-12-26 上海理工大学 基于重心算法的激光调频双光路旋光仪及测量方法
RU2629660C1 (ru) * 2016-11-28 2017-08-30 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН) Устройство для калибровки дихрографов кругового дихроизма

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3345907A (en) * 1963-06-17 1967-10-10 Wada Akiyoshi Dichroism spectroscopes
US3741660A (en) * 1971-10-27 1973-06-26 Cary Instruments Conversion of circular dichroism spectropolarimeter to linear dichroism measurement mode
US3831436A (en) * 1973-02-23 1974-08-27 R Sanford Multi-purpose real-time holographic polariscope
US4309110A (en) * 1978-04-23 1982-01-05 Leo Tumerman Method and apparatus for measuring the quantities which characterize the optical properties of substances
US4589776A (en) * 1982-09-27 1986-05-20 Chiratech, Inc. Method and apparatus for measuring optical properties of materials
JPS62118255A (ja) * 1985-11-19 1987-05-29 Toshimitsu Musha 磁界を用いた免疫反応の検出法
JPS62145165A (ja) * 1985-12-20 1987-06-29 Toshimitsu Musha 光の位相変調を利用した免疫反応の測定方法および装置
US5036204A (en) * 1989-07-24 1991-07-30 Philip Morris, Inc. Continuous concentration monitoring by circular dichroism
JPH0772700B2 (ja) * 1991-07-05 1995-08-02 日本分光株式会社 位相差制御装置及び方法

Also Published As

Publication number Publication date
HU9502232D0 (en) 1995-09-28
DK0681692T3 (da) 1999-06-07
PL310042A1 (en) 1995-11-13
KR100340457B1 (ko) 2003-06-11
CN1118625A (zh) 1996-03-13
ATE170976T1 (de) 1998-09-15
FI114045B (fi) 2004-07-30
WO1995014919A1 (en) 1995-06-01
CA2153701C (en) 2002-01-08
AU8138694A (en) 1995-06-13
RU2135983C1 (ru) 1999-08-27
DE69413203D1 (de) 1998-10-15
AU680961B2 (en) 1997-08-14
US5621528A (en) 1997-04-15
CN1089897C (zh) 2002-08-28
NO952946L (no) 1995-07-25
EP0681692A1 (en) 1995-11-15
HU219940B (hu) 2001-09-28
PL175028B1 (pl) 1998-10-30
JPH08509295A (ja) 1996-10-01
NO952946D0 (no) 1995-07-25
JP3562768B2 (ja) 2004-09-08
UA35606C2 (uk) 2001-04-16
FI953460A (fi) 1995-09-26
FI953460A0 (fi) 1995-07-18
CA2153701A1 (en) 1995-06-01
SK93395A3 (en) 1995-11-08
BR9406418A (pt) 1995-12-19
CZ256693A3 (en) 1995-08-16
ES2122506T3 (es) 1998-12-16
NZ276059A (en) 1996-12-20
SK281023B6 (sk) 2000-11-07
DE69413203T2 (de) 1999-02-18
EP0681692B1 (en) 1998-09-09
HUT72214A (en) 1996-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5872630A (en) Regression calibrated spectroscopic rotating compensator ellipsometer system with photo array detector
US4647207A (en) Ellipsometric method and apparatus
US5956147A (en) Two modulator generalized ellipsometer for complete mueller matrix measurement
US4589776A (en) Method and apparatus for measuring optical properties of materials
US4698497A (en) Direct current magneto-optic current transformer
US4822169A (en) Measuring assembly for analyzing electromagnetic radiation
CZ286103B6 (cs) Způsob měření spektropolarimetrických vlastností opticky aktivních látek a dichrograf k provedení tohoto způsobu
Hauge Survey of methods for the complete determination of a state of polarization
US6128080A (en) Extended range interferometric refractometer
WO2002042748A2 (en) Entangled photon ellipsometry
Okabe et al. Spectroscopic polarimetry using channeled spectroscopic polarization state generator (CSPSG)
JP3285365B2 (ja) フォトアレイ検出器を備える回帰較正による回転補正器型分光エリプソメータシステム
Okabe et al. Error-reduced channeled spectroscopic ellipsometer with palm-size sensing head
Jellison Jr et al. Accurate calibration of a photo-elastic modulator in polarization modulation ellipsometry
Masetti et al. Development of a novel ellipsometer based on a four-detector photopolarimeter
Stein A procedure for the accurate measurement of infrared dichroism of oriented film
EP1038165B1 (en) Regression calibrated spectroscopic rotating compensator ellipsometer system with photo array detector
Cattaneo et al. Nonlinear optical technique for precise retardation measurements
Segre Determination of both the electron density and the poloidal magnetic field in a tokamak plasma from polarimetric measurements of phase only
WO1998039633A9 (en) Regression calibrated spectroscopic rotating compensator ellipsometer system with photo array detector
Yarussi et al. Multichannel transmission ellipsometer for characterization of anisotropic optical materials
Jellison et al. Polarization modulation ellipsometry
Azzam Integrated photopolarimeters
Masetti et al. Development and test of a new grating-polarimeter and its application in ellipsometric measurements
Jin et al. Effect of multiple reflections on accuracy of electro-optic coefficient measurements

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 19931126