DD242485A1 - PHASE AND MODULATION FLOW RETROOMETER FOR SHORT-TERM SPECTROSCOPY - Google Patents
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Abstract
Ziel der Erfindung ist es, aussagekraeftige fluorometrische Messungen im Picosekundenbereich mit hoher Genauigkeit und Empfindlichkeit durchfuehren zu koennen. Die Aufgabe besteht darin, eine Fluorometer-Anordnung anzugeben, die Messungen der Phasenverschiebung und des Modulationsgrades des Fluoreszenzlichtes im Vergleich zum Anregungslicht mit hoher Empfindlichkeit fuer Modulationsfrequenzen bis etwa 1 000 MHz gestattet. Zum Nachweis des Fluoreszenzlichtes dient eine Avalanche-Photodiode, deren Verstaerkung niederfrequent getastet synchron zur Anregungsmodulation sinusfoermig moduliert wird, und deren zeitlich gemittelter Photostrom mit einem vom Tast-Schalter getriggerten Lock-in-Verstaerker in Abhaengigkeit von der Phasenlage der Hochfrequenzmodulation gemessen und mittels XY-Schreiber registriert wird. Aus zwei Registrierkurven fuer eine fluoreszierende und eine streuende Probe koennen die Phasenverschiebung sowie der Modulationsgrad ermittelt werden. Zur Anregung dienen beliebig periodisch intensitaetsmodulierte Lichtquellen. Insbesondere eignen sich modensynchronisierte cw-Laser und Argonlaser, die durch stabile 2-Moden-Oszillation sinusfoermig bis etwa 1 000 MHz modulierbar sind. Die Nachweisempfindlichkeit liegt bei etwa 1 Photon pro Laserperiode. FigurThe aim of the invention is to be able to carry out meaningful picosecond fluorometric measurements with high accuracy and sensitivity. The object is to provide a fluorometer assembly that allows measurements of the phase shift and the degree of modulation of the fluorescent light compared to the excitation light with high sensitivity for modulation frequencies up to about 1 000 MHz. To detect the fluorescent light, an avalanche photodiode is used, the amplification of which is modulated in a sinusoidal manner in sync with the excitation modulation, and whose time-averaged photocurrent is measured with a lock-in amplifier triggered by the touch-trigger as a function of the phase position of the radio-frequency modulation. Schreiber is registered. From two registration curves for a fluorescent and a scattering sample, the phase shift and the degree of modulation can be determined. For excitation serve any periodically intensity modulated light sources. In particular, mode-locked cw lasers and argon lasers are suitable, which can be modulated sinusoidally by stable 2-mode oscillation up to about 1 000 MHz. The detection sensitivity is about 1 photon per laser period. figure
Description
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Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der zeitaufgelösten Fluoreszenzspektroskopie im Picosekunden- und Nanosekundenbereich. Die Anwendung ist bei der Bestimmung von Fluoreszenzlebensdauern möglich und zweckmäßig.The invention relates to the field of time-resolved fluorescence spectroscopy in the picosecond and nanosecond range. The application is possible and useful in the determination of fluorescence lifetimes.
Zur Untersuchung des zeitlichen Abklingverhaltens von Fluoreszenzprozessen werden häufig Phasen- und Modulationsgrad-Fluorometer eingesetzt. Hierbei dient zur Anregung der fluoreszierenden Probe eine sinusförmig intensitätsmodulierte Lichtquelle bzw. ein modensynchronisierter cw-Laser (DD-PS 156398, G01N 21/00). Aus der Phasenverschiebung und der Abnahme des Modulationsgrades des Fluoreszenzlichtes im Vergleich zum Anregungslicht können Aussagen zum Abklingverhalten der Probe gewonnen werden.To study the temporal decay behavior of fluorescence processes, phase and modulation degree fluorometers are often used. In this case, a sinusoidally intensity-modulated light source or a mode-synchronized cw laser (DD-PS 156398, G01N 21/00) is used to excite the fluorescent sample. From the phase shift and the decrease in the degree of modulation of the fluorescent light in comparison to the excitation light statements can be obtained on the decay behavior of the sample.
Die Wahl der Modulationsfrequenz f hat großen Einfluß auf die erzielbare Meßgenauigkeit. Sehr exakte Untersuchungen sind möglich, wenn die Bedingung 2nfr>1 erfüllt ist (Spencer, R. D. u.a.,J.Chem. Phys. 52,1654, [1970]). Hierbei bedeutet τ die Fluoreszenzlebensdauer. Diese Bedingung zeigt, daß Fluoreszenzlebensdauern von 1 ns bis 100ps am genauesten bei Modulationsfrequenzen von 160 MHz bis 1600 MHz vermessen werden können.The choice of the modulation frequency f has a great influence on the achievable measurement accuracy. Very exact investigations are possible if the condition 2nfr> 1 is fulfilled (Spencer, R.D., et al., J. Chem. Phys. 52, 165, [1970]). Here, τ is the fluorescence lifetime. This condition shows that fluorescence lifetimes from 1 ns to 100 ps can be measured most accurately at modulation frequencies of 160 MHz to 1600 MHz.
In der Regel arbeiten Phasen- und Modulationsgrad-Fluorometer zur Gewährleistung hoher Nachweisempfindlichkeit auf der Basis von PtVotomultipliern. Diese sind jedoch infolge von Laufzeitstreuungen der Photo- bzw. Sekundärelektronen nicht für die Verarbeitung der genannten hohen Frequenzen geeignet. Das zur Zeit modernste Forschungsgerät mit Photomultipliern verfügt über einen Frequenzbereich von 1 MHz bis 160MHz (Jameson, D. M. u.a., Appl. Spectr. Rev. 20,55, [1984]), während das einzige kommerziell verfügbare Gerät bis maximal 30MHz arbeitet (Prospekt SLM 4800A der Firma SLM Instruments, Inc., Urbana, Illinois, USA).As a rule, phase and modulation-degree fluorometers work to ensure high detection sensitivity on the basis of PtVotomultipliern. However, these are not suitable for processing the high frequencies mentioned due to propagation delays of the photo- and secondary electrons. The most up-to-date research device with photomultipliers has a frequency range of 1 MHz to 160 MHz (Jameson, DM et al., Appl. Spectr. Rev. 20,55, [1984]), while the only commercially available device operates at a maximum of 30 MHz (prospectus SLM 4800A from SLM Instruments, Inc., Urbana, Ill., USA).
Es sind auch Phasenfluorometer bekannt, in denen Avalanche-Photodioden zum Nachweis hochfrequent modulierter Strahlung dienen (DD-PS 215398, G01N 21/64 und DD-PS 217024, G01N 21/64). Zur Erzielung hoher Empfindlichkeit wird bei diesen Anordnungen die Verstärkung der Avalanche-Photodioden hochfrequent moduliert. Der Nachteil besteht jedoch darin, daß nur Messungen der Phasenverschiebung möglich sind und keine Bestimmung des Modulationsgrades der Fluoreszenzstrahlung erfolgt. Die Aussagekraft der Messungen bei der Untersuchung von Proben mit komplexem Abklingverhalten ist daher erheblich eingeschränkt.Phase fluorometers are also known in which avalanche photodiodes serve to detect radio-frequency modulated radiation (DD-PS 215 398, G01N 21/64 and DD-PS 217024, G01N 21/64). To achieve high sensitivity, the amplification of the avalanche photodiodes is modulated at high frequency in these arrangements. The disadvantage, however, is that only measurements of the phase shift are possible and no determination of the degree of modulation of the fluorescence radiation takes place. The informative value of the measurements when examining samples with complex decay behavior is therefore considerably limited.
Ziel der Erfindung ist es, aussagekräftige fluorometrische Messungen im Picosekundenbereich mit hoher Genauigkeit und Empfindlichkeit durchführen zu können.The aim of the invention is to be able to perform meaningful fluorometric measurements in the picosecond range with high accuracy and sensitivity.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fluorometer-Anordnung anzugeben, die Messungen der Phasenverschiebung und des Modulationsgrades des Fluoreszenzlichtes im Vergleich zum Anregungslicht mit hoher Empfindlichkeit für Modulationsfrequenzen bis ca. 1000 MHz gestattet.The invention has for its object to provide a fluorometer array that allows measurements of the phase shift and the degree of modulation of the fluorescent light compared to the excitation light with high sensitivity for modulation frequencies up to 1000 MHz.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Fluorometer-Anordnung mit einer im Strahlengang der Anregungslichtquelle befindlichen fluoreszierenden Probe, deren Fluoreszenzlicht über ein optisches System aus zwei Linsen mit dazwischen angeordnetem drehbarem Polarisator und Farbfilter auf eine Avalanche-Photodiode gelangt, an deren Signalausgang ein Lock-in-Verstärker angeschlossen ist, und in der im Strahlengang der Anregungslichtquelle vor der fluoreszierenden Probe ein Strahlteiler zur Ablenkung eines Anteils der Strahlung auf einen Photodetektor mit nachgeschaltetem Verstärker angeordnet ist, wobei dessen Ausgang über einen Phasenschieber sowie einen darauffolgenden, niederfrequent periodisch arbeitenden Schalter in derWeise mit der Avalanche-Photodiode verbunden ist, daß das Signal zur Photodioden-Betriebsspannung addiert wird, wobei der Schalter über einen Referenzausgang verfügt, der zum Referenzeingang des Lock-in-Verstärkers geführt ist, und die erfindungsgemäß in nachfolgend beschriebener Weise ausgebildet ist.'The object is achieved by a fluorometer arrangement with a fluorescent sample located in the beam path of the excitation light source whose fluorescent light passes through an optical system comprising two lenses with a rotatable polarizer and color filter arranged thereon onto an avalanche photodiode, at whose signal output a lock-in Amplifier is connected, and is arranged in the beam path of the excitation light source in front of the fluorescent sample, a beam splitter for deflecting a portion of the radiation on a photodetector with a downstream amplifier, the output of which via a phase shifter and a subsequent, low-frequency periodically operating switch in the Avalanche photodiode is connected, that the signal is added to the photodiode operating voltage, wherein the switch has a reference output, which is guided to the reference input of the lock-in amplifier, and according to the invention in the following is formed described manner.
Die Anregungslichtquelle weist eine beliebige periodische Intensitätsmodulation auf. Der Verstärker ist als abstimmbarer Schmalbandverstärker ausgeführt. Der Phasenschieber verfügt über einen separaten Ausgang mit einer zur Phasenverschiebung proportionalen Gleichspannung, derzumX-Eingang eines XY-Schreibers geführt ist. DerY-Eingang des Schreibers ist mit dem Ausgang des Lock-in-Verstärkers verbunden.The excitation light source has any periodic intensity modulation. The amplifier is designed as a tunable narrowband amplifier. The phase shifter has a separate output with a phase shift proportional DC voltage fed to the X input of an XY recorder. The Y input of the recorder is connected to the output of the lock-in amplifier.
Mögliche Ausführungsformen der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Anregungslichtquelle eine sinusförmige Intensitätsmodulation aufweist, oder daß als periodisch intensitätsmodulierte Anregungslichtquelle ein modensynchronisierter cw-Laser vorhanden ist. Es ist auch möglich, daß im Strahlengang zwischen dem Strahlteilerund dem . Photodetektor eine variable optische Verzögerungseinheit angeordnet ist, die über ei.nen separaten Ausgang mit einer zur Verzögerung proportionalen Gleichspannung verfügt, der zum X-Eingang des XY-Schreibers geführt ist. In diesem Fall kann der Phasenschieber entfallen.Possible embodiments of the invention are characterized in that either the excitation light source has a sinusoidal intensity modulation, or that a mode-synchronized cw laser is present as the periodically intensity-modulated excitation light source. It is also possible that in the beam path between the beam splitter and the. Photodetektor a variable optical delay unit is arranged, which has a ei.nen separate output with a DC proportional to the delay, which is led to the X input of the XY-writer. In this case, the phase shifter can be omitted.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang zwischen dem Strahlteiler und dem Photodetektor ein Chopper angeordnet ist, dessen Referenzausgang mit dem Referenzeingang des Lock-in-Verstärkers verbunden ist. Hier kann der Schalter entfallen. Enthält die Anregungslichtquelle einen optischen Modulator, so kann ein separater Ausgang am Signalgenerator dieses Modulators zum Eingang des Schmalbandverstärkers geführt werden. In diesem Fall sind der Strahlteiler und der Photodetektor nicht erforderlich.A further embodiment of the invention is characterized in that a chopper is arranged in the beam path between the beam splitter and the photodetector, whose reference output is connected to the reference input of the lock-in amplifier. Here the switch can be omitted. If the excitation light source contains an optical modulator, then a separate output on the signal generator of this modulator can be led to the input of the narrowband amplifier. In this case, the beam splitter and the photodetector are not required.
Im Betrieb bewirkt sinusförmig intensitätsmoduliertes Anregungslicht in der Probe eine Fluoreszenzstrahlung, die ebenfalls sinusförmig moduliert ist. Es treten jedoch eine Phasenverschiebung sowie eine Reduzierung des Modulationsgrades im Vergleich zum Anregungslicht auf, die eng mit dem zeitlichen Abklingverhalten der Probe korreliert sind. Vom Photodetektor gelangt über den auf die Frequenz der Intensitätsmodulation abgestimmten Schmaibandverstärker sowie über den Phasenschieber und den Schalter ein sinusförmiges elektrisches Signal an die Avalanche-Photodiode. Infolgedessen kommt es zu einer Verstärkungsmodulation in der Photodiode, und der zeitlich gemittelte Photostrom hängt in seiner Größe von der relativen Phasenlage des Fluoreszenzphotostromes bezüglich der mit der Anregung korrelierten Verstärkungsmodulation ab. Da der Lock-in-Verstärker im Zusammenwirken mit dem Schalter der Stromdifferenz zwischen den beiden Zuständen „Modulation EIN" und „Modulation AUS" registriert, wird die Phasenabhängigkeit mit hoher Empfindlichkeit und Genauigkeit angezeigt. Nicht moduliertes Streulicht führt dagegen in beiden Zuständen zum gleichen zeitlich gemittelten Photostrom und liefert daher am Ausgang des Lock-in-Verstärkers kein Signal.In operation, sinusoidally intensity-modulated excitation light in the sample causes fluorescence radiation, which is likewise modulated sinusoidally. However, there is a phase shift and a reduction in the degree of modulation compared to the excitation light, which are closely correlated with the temporal decay behavior of the sample. The photodetector transmits a sinusoidal electrical signal to the avalanche photodiode via the low-power amplifier, which is tuned to the frequency of the intensity modulation, and via the phase shifter and the switch. As a result, gain modulation occurs in the photodiode, and the time-averaged photocurrent depends on the relative phase of the fluorescence photocurrent relative to the gain modulation-correlated excitation. Since the lock-in amplifier registers, in cooperation with the switch, the current difference between the two states "modulation ON" and "modulation OFF", the phase dependency is displayed with high sensitivity and accuracy. In contrast, unmodulated stray light leads to the same time-averaged photocurrent in both states and therefore does not provide a signal at the output of the lock-in amplifier.
Zur Realisierung einer Fluoreszenzmessung wird zunächst ein Streumedium anstelle derfluoreszierenden Probe eingesetzt und durch kontinuierliche Änderung des Phasenschiebers eine Sinuskurve mittels des XY-Schreibers aufgenommen. Sodann wird das Streumedium gegen die zu untersuchende Probe ausgetauscht und eine zweite Kurve registriert. Durch Vergleich beider Kurven kann die gesuchte Phasenverschiebung direkt abgelesen werden. Berücksichtigt man noch den üblicherweise am Stromversorgungsgerät der Avalanche-Photodiode ablesbaren mittleren Photostrom, so ist auch der Modulationsgrad des Fluoreszenzlichtes im Vergleich zum Anregungslicht aus den Amplituden der beiden Kurven bestimmbar. Bei Verwendung beliebig periodisch intensitätsmodulierter Anregungsstrahlung kann der Schmaibandverstärker auf die Grundwelle der periodischen Modulation bzw. auf verschiedene Oberwellen abgestimmt werden. In allen Fällen gelangt ein sinusförmiges elektrisches Modulationssignal an die Avalanche-Photodiode. Diese arbeitet daher als optoelektronischer Korrelator, wobei entsprechend der anliegenden Modulationsfrequenz eine Fourier-Selektion aus dem Frequenzgemisch der periodischen Intensitätsmodulation erfolgt. Die gemessenen Phasenverschiebungen bzw. Modulationsgrade sind somit unabhängig von der speziellen Modulationsform.To realize a fluorescence measurement, a scattering medium is first used instead of the fluorescent sample, and a sine curve is recorded by means of the XY recorder by continuously changing the phase shifter. Then the scattering medium is exchanged for the sample to be examined and a second curve is registered. By comparing both curves, the sought phase shift can be read directly. Taking into account the average photocurrent usually readable on the power supply unit of the avalanche photodiode, the degree of modulation of the fluorescent light can also be determined from the amplitudes of the two curves in comparison to the excitation light. When using any periodically intensity-modulated excitation radiation of the Schmaibandverstärker can be tuned to the fundamental wave of the periodic modulation or to different harmonics. In all cases, a sinusoidal electrical modulation signal is applied to the avalanche photodiode. This therefore operates as an optoelectronic correlator, wherein according to the applied modulation frequency, a Fourier selection from the frequency mixture of the periodic intensity modulation. The measured phase shifts or modulation degrees are thus independent of the specific modulation form.
In der erfindungsgemäßen Fluorometer-Anordnung wird kein hochfrequent modulierter Fluoreszenzphotostrom gemessen, sondern der zeitliche Mittelwert dieses Stromes. Der Lock-in-Verstärker kann daher einen hochohmigen Eingang sowie eine sehr geringe äquivalente Bandbreite besitzen. Auf diese Weise ergibt sich eine hohe Nachweisempfindlichkeit. Die Verstärkungsmodulation ist bis zu Frequenzen von ca. 1000 MHz an Avalanche-Photodioden realisierbar. Damit sind die zur Vermessung von Fluoreszenzproben mit Abklingzeiten im Picosekundenbereich optimalen Modulationsfrequenzen verfügbar.In the fluorometer arrangement according to the invention, no high-frequency modulated fluorescence photocurrent is measured, but the time average of this current. The lock-in amplifier can therefore have a high-impedance input and a very low equivalent bandwidth. In this way results in a high detection sensitivity. The gain modulation can be realized up to frequencies of about 1000 MHz on avalanche photodiodes. Thus, the optimal for the measurement of fluorescence samples with cooldowns in the picosecond range modulation frequencies are available.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ist das Schema des Phasen- und Modulationsgrad-Fluorometers dargestellt.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing the scheme of the phase and modulation degree fluorometer is shown.
Im Strahlengang der periodisch intensitätsmodulierten Anregungslichtquelle ML befindet sich die fluoreszierende Probe FS, deren Fluoreszenzlicht über die Linse L1, den drehbaren Polarisator P, das Farbfilter Fund die Linse L2 auf die Avalanche-Photodiode APD gelangt. Der Signalausgang der Avalanche-Photodiode APD ist an den Eingang des Lock-in-Verstärkers Ll angeschlossen.In the beam path of the periodically intensity-modulated excitation light source ML is the fluorescent sample FS whose fluorescent light passes through the lens L1, the rotatable polarizer P, the color filter Fund, the lens L2 on the avalanche photodiode APD. The signal output of the avalanche photodiode APD is connected to the input of the lock-in amplifier Ll.
Im Strahlengang der Anregungslichtquelle ML ist vor der Probe FS ein Strahlteiler T angeordnet, über den ein Anteil der · Strahlung auf den Photodetektor PD mit nachgeschaltetem abstimmbarem Schmalbandverstärker A gelangt, dessen Ausgang über den Phasenschieber PS sowie einen darauffolgenden, niederfrequent periodisch arbeitenden Schalter S in der Weise mit der Avalanche-Photodiode APD verbunden ist, daß das Signal zur Photodioden-Betriebsspannung addiert wird. Der Schalter S verfügt über einen Referenzausgang, der zum Referenzeingang des Lock-in-Verstärkers Ll geführt ist.In the beam path of the excitation light source ML, a beam splitter T is arranged in front of the sample FS, via which a portion of the radiation reaches the photodetector PD followed by a tunable narrowband amplifier A, the output of which via the phase shifter PS and a subsequent, low-frequency, periodically operating switch S in the Associated with the avalanche photodiode APD that the signal is added to the photodiode operating voltage. The switch S has a reference output, which is guided to the reference input of the lock-in amplifier Ll.
Der Phasenschieber PS besitzt einen separaten Ausgang mit einer zur Phasenverschiebung proportionalen Gleichspannung, der mit dem X-Eingang eines XY-Schreibers XY verbunden ist, wobei dessen Y-Eingang an den Ausgang des Lock-in-Verstärkers Ll angeschlossen ist.The phase shifter PS has a separate output with a phase shift proportional DC voltage which is connected to the X input of an XY recorder XY, with its Y input connected to the output of the lock-in amplifier Ll.
Als Anregungslichtquelle kann beispielsweise ein modensynchronisierter cw-Laser verwendet werden. Hat dieser Laser eine typische Länge des Resonators von 120cm, so beträgt die Impulsfolgefrequenzf = c/2L = 125MHz. Die Laserstrahlung ist somit dem Fourier-Theorem entsprechend gleichzeitig bei den Frequenzen 125 MHz, 250 MHz, 375 MHz usw. intensitätsmoduliert. Wird der Schmalbandverstärker nacheinander auf diese Frequenzen abgestimmt, so können phasen- und modulationsgradfluorometrische Messungen zwischen 125MHz und ca. 1000 MHz durchgeführt werden. Auf diese Weise ist es möglich, nach bekannten mathematischen.Verfahren das Abklingverhalten fluoreszierender Proben zu ermitteln.For example, a mode-synchronized cw laser can be used as the excitation light source. If this laser has a typical resonator length of 120cm, the pulse repetition frequency f = c / 2L = 125MHz. The laser radiation is thus intensity modulated according to the Fourier theorem simultaneously at the frequencies 125 MHz, 250 MHz, 375 MHz, and so on. If the narrowband amplifier is tuned successively to these frequencies, then phase and modulation degree fluorometric measurements between 125 MHz and about 1000 MHz can be carried out. In this way, it is possible to determine the decay behavior of fluorescent samples by known mathematical methods.
Bei Verwendung einer Silizium-Avalanche-Photodiode ergibt sich für einen zeitlich gemittelten Ausgangsstrom von 1 nA bei 0,3 Hz äquivalenter Bandbreite des Lock-in-Verstärkers für das Signal-Rausch-Verhältnis ein Wert von 7 103. Hierbei wurde eine Verstärkung von 100 angenommen. Der Ausgangsstrom von 1 nA entspricht einer Empfindlichkeit des Fluorometers von 1 absorbiertem Fluoreszenzphoton pro Laserimpuls. Diese hohe Empfindlichkeit wird wegen der verwendeten Frequenzen mit einer Zeitauflösung von ca. 3 ps kombiniert.When using a silicon avalanche photodiode results in a time-average output current of 1 nA at 0.3 Hz equivalent bandwidth of the lock-in amplifier for the signal-to-noise ratio, a value of 7 10 3rd Here, a gain of 100 was assumed. The output current of 1 nA corresponds to a sensitivity of the fluorometer of 1 absorbed fluorescence photon per laser pulse. This high sensitivity is combined because of the frequencies used with a time resolution of about 3 ps.
Benutzt man als Anregungslichtquelle einen Argonlaser, so kann ohne Verwendung von Modulatoren eine hochfrequente sinusförmige Intensitätsmodulation erzielt werden. Hierzu betreibt man den Laser in einem stabilen 2-Moden-Zustand. Für einen Argonlaser von 120 cm Resonatorlänge sind auf diese Weise die Modulationsfrequenzen 375MHz, 50OmHz, 625MHz, 750MHz und 875MHz erzielbar, wobei wegen der näherungsweise gleichen Intensität der beiden oszillierenden Moden ein Modulationsgrad größer 95% vorliegt. Ein solcher Laser ist hervorragend als Anregungslichtquelle für die erfindungsgemäße Fluorometer-Anordnung geeignet. Da die Ausgangsleistung hinreichend groß ist, kann der abstimmbare Schmalbandverstärker entfallen. Die Ausgangsspannung des Photodetektors genügt zur Erzeugung der Verstärkungsmodulation ;n der Avalanche-Photodiode.If an argon laser is used as the excitation light source, a high-frequency sinusoidal intensity modulation can be achieved without the use of modulators. To do this, the laser is operated in a stable 2-mode state. For an argon laser of 120 cm resonator length in this way the modulation frequencies 375MHz, 50OmHz, 625MHz, 750MHz and 875MHz can be achieved, wherein due to the approximately equal intensity of the two oscillating modes a modulation depth greater than 95% is present. Such a laser is outstandingly suitable as an excitation light source for the fluorometer arrangement according to the invention. Since the output power is sufficiently large, the tunable narrowband amplifier can be omitted. The output voltage of the photodetector is sufficient to generate the gain modulation ; n the avalanche photodiode.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD28193185A DD242485A1 (en) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | PHASE AND MODULATION FLOW RETROOMETER FOR SHORT-TERM SPECTROSCOPY |
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| DD28193185A DD242485A1 (en) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | PHASE AND MODULATION FLOW RETROOMETER FOR SHORT-TERM SPECTROSCOPY |
Publications (1)
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| DD242485A1 true DD242485A1 (en) | 1987-01-28 |
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ID=5572301
Family Applications (1)
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| DD28193185A DD242485A1 (en) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | PHASE AND MODULATION FLOW RETROOMETER FOR SHORT-TERM SPECTROSCOPY |
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| DD (1) | DD242485A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4234071A1 (en) * | 1992-10-09 | 1994-04-14 | Fraunhofer Ges Forschung | Phase fluorometer for material identification - has laser diode light source focused onto specimen, measurement and reference detectors, phase and modulation evaluation device |
| US5323010A (en) * | 1992-12-01 | 1994-06-21 | I.S.S. (Usa) Inc. | Time resolved optical array detectors and CCD cameras for frequency domain fluorometry and/or phosphorimetry |
-
1985
- 1985-10-21 DD DD28193185A patent/DD242485A1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4234071A1 (en) * | 1992-10-09 | 1994-04-14 | Fraunhofer Ges Forschung | Phase fluorometer for material identification - has laser diode light source focused onto specimen, measurement and reference detectors, phase and modulation evaluation device |
| US5323010A (en) * | 1992-12-01 | 1994-06-21 | I.S.S. (Usa) Inc. | Time resolved optical array detectors and CCD cameras for frequency domain fluorometry and/or phosphorimetry |
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Legal Events
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