DE102010008091B4 - Optisches Bauteil, Messgerät und Messverfahren - Google Patents

Optisches Bauteil, Messgerät und Messverfahren Download PDF

Info

Publication number
DE102010008091B4
DE102010008091B4 DE102010008091.8A DE102010008091A DE102010008091B4 DE 102010008091 B4 DE102010008091 B4 DE 102010008091B4 DE 102010008091 A DE102010008091 A DE 102010008091A DE 102010008091 B4 DE102010008091 B4 DE 102010008091B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coupling
reflector
optical component
reflector element
laser beam
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102010008091.8A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102010008091A1 (de
Inventor
Patentinhaber gleich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PADILLA VIQUEZ, GERARDO JOSE, DR., CR
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to DE102010008091.8A priority Critical patent/DE102010008091B4/de
Priority to PCT/DE2010/001482 priority patent/WO2011098059A1/de
Priority to US13/579,154 priority patent/US9140883B2/en
Publication of DE102010008091A1 publication Critical patent/DE102010008091A1/de
Priority to CR20120426A priority patent/CR20120426A/es
Application granted granted Critical
Publication of DE102010008091B4 publication Critical patent/DE102010008091B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/004—Systems comprising a plurality of reflections between two or more surfaces, e.g. cells, resonators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/0208—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using focussing or collimating elements, e.g. lenses or mirrors; performing aberration correction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/021—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using plane or convex mirrors, parallel phase plates, or particular reflectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G01J3/42—Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
    • 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
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N21/031—Multipass arrangements
    • 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
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)

Abstract

Optisches Bauteil (10) mit(a) einem ersten sphärischen Reflektor (12),(b) einem zweiten sphärischen Reflektor (14), der zum mehrfachen Reflektieren eines Lichtstrahls, insbesondere eines Laserstrahls (26), zwischen dem ersten Reflektor (12) und dem zweiten Reflektor (14) angeordnet ist,(c) einer Einkoppelvorrichtung, die ein innerhalb des Innenraums angeordnetes Einkoppel-Reflektorelement (16) umfasst, das zum Reflektieren eines einzukoppelnden Lichtstrahls (24) auf den ersten sphärischen Reflektor (12) angeordnet istdadurch gekennzeichnet, dass(d) das Einkoppel-Reflektorelement (16) einen Reflexionsgrad (p) von weniger als 10-2hat.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein optisches Bauteil mit (a) einem ersten sphärischen Reflektor und (b) einem zweiten sphärischen Reflektor, der zum mehrfachen Reflektieren eines Lichtstrahls, insbesondere eines Laserstrahls, zwischen dem ersten Reflektor und dem zweiten Reflektor angeordnet ist. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Messverfahren.
  • Derartige Bauteile sind aus der DE 1 199 401 A bekannt und werden beispielsweise als Mehrfachreflexionszellen in der timeable diode laser absorption spectroscopy (englisch für Absorptionsspektrokospie mit durchstimmbaren Dioden) verwendet. Derartige Mehrfachreflexionszellen sind auch als Herriott-Zellen bekannt. In diese wird ein Lichtstrahl, insbesondere ein Laserstrahl, durch ein kleines Loch in einem der beiden Reflektoren eingekoppelt und durch das Loch auch wieder ausgekoppelt.
  • Nachteilig an derartigen bekannten optischen Bauteilen ist der hohe Justageaufwand. Nachteilig ist zudem, dass Messgeräte, die bekannte Mehrfachreflexionszellen enthalten, lang bauen, wohingegen eine kompakte Bauweise bevorzugt wird.
  • Die DE 11 99 401 A bezieht sich allgemein auf einen optischen Verstärker, dessen Verstärkungswirkung auf stimulierter Emission der Fluoreszenzstrahlung eines angeregten selektiv fluoreszenten Mediums beruht, kurz auch als stimulierbares Medium bezeichnet.
  • Aus der DE 198 14 199 A1 ist eine Vorrichtung zur abstimmbaren Frequenzkonversion bekannt, die einen Ringresonator und ein brechendes Element aufweist, mittels dem die Resonatorlänge eingestellt werden kann. Solche Vorrichtungen sind in der Resonator-Abklingzeit-Spektroskopie nicht einsetzbar, da die brechenden Elemente eine zusätzliche Absorption bewirken.
  • Die DE 10 2006 047 257 A1 offenbart ein optisches Verzögerungsmodul zum Verlängern des Laufweges eines Lichtstrahls, mit einem ersten nicht-planen, vorzugsweise sphärischen, Spiegel und einem zweiten nicht-planen, vorzugsweise sphärischen, Spiegel, deren Krümmungsradien vorzugsweise gleich sind. Der erste und der zweite Spiegel sind auf einer gemeinsamen Achse mit ihren Hohlseiten einander gegenüberstehend in einem Spiegelabstand zueinander angeordnet, der vorzugsweise dem Krümmungsradius der Spiegel entspricht. Der Laserstrahl wird mittels einer reflektierenden Einkoppelfläche in das Verzögerungsmodul eingekoppelt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Justage zu erleichtern.
  • Die Erfindung löst das Problem durch ein optisches Bauteil gemäß Anspruch 1 und ein dieses Bauteil verwendendes Messverfahren.
  • Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass die Justage deutlich verbessert wird. Bei bestehenden optischen Bauteilen in Form von Multireflexionszellen muss nämlich sowohl der durch das Loch einfallende Strahl, insbesondere eines Laserstrahls, als auch der nach vielfacher Reflexion durch das Loch wieder austretende Strahl, insbesondere des Laserstrahls, relativ zu den übrigen Komponenten des Messgeräts aufwendig justiert werden. Bei dem erfindungsgemäßen optischen Bauteil ist es jedoch ausreichend, die Einkoppelvorrichtung zu bewegen, um den eingekoppelten und gleichzeitig den ausgekoppelten Strahls, insbesondere des Laserstrahls, zu justieren.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Bauteil ist nämlich nur der Ort der Platte relativ zu den sphärischen Reflektoren relevant, nicht aber der Winkel der Platte. Ändert sich der Winkel der Platte relativ zu einem der beiden Reflektoren, so trifft der reflektierte Strahl, insbesondere der Laserstrahl, an einer anderen Stelle auf den Einkoppel-Reflektor auf, die optischen Eigenschaften der beiden sphärischen Reflektoren führen aber dazu, dass der Strahl, insbesondere der Laserstrahl, wieder exakt auf dem Einkoppel-Reflektorelement ankommt. Eine bestimmte Anordnung des optischen Bauteils erlaubt auch die Benutzung der Zelle nicht nur als Multi-Reflexionszelle, sondern auch erstmalig als Fabry-Perot-Resonator. Damit kann das erfindungsgemäße Bauteil unter anderem auch die Messmethode der Resonator-Abklingzeit-Spektroskopie verwenden.
  • Es ist ein Vorteil, dass der Einkoppelwinkel, unter dem der einzukoppelnde Strahl, insbesondere der Laserstrahl, relativ zu einer Längsachse durch die beiden Mittelpunkte der sphärischen Reflektoren einfällt, in einem weiten Bereich variiert werden kann. Beispielsweise kann der einfallende Strahl, insbesondere der Laserstrahl, unter einem im Wesentlichen rechten Winkel relativ zur Längsachse einfallen. Das erlaubt die Herstellung kompakter Messgeräte.
  • Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einem Reflektor insbesondere jedes Bauelement verstanden, das dazu ausgebildet ist, um einen Lichtstrahl zu reflektieren. Insbesondere ist der Reflektor so ausgebildet, dass er bezüglich einer Wellenlänge eines einzukoppelnden Strahls, insbesondere des Laserstrahls, einen Reflexionsgrad von im Wesentlichen eins besitzt. Unter dem Merkmal, dass der Reflexionsgrad im Wesentlich eins beträgt, wird verstanden, dass es ein so hoher Reflexionsgrad ist, dass er in sehr guter Näherung als 1 angenähert werden kann. Beispielsweise ist der Reflexionsgrad größer als 99,999 %. Die Reflektivität ist also größer als 0,99999.
  • Es ist vorteilhaft, dass das Einkoppel-Reflektorelement innerhalb eines Innenraums angeordnet ist, der durch die beiden sphärischen Reflektoren aufgespannt wird. Dieser Innenraum umfasst alle Punkte, die auf Strecken liegen, die einen Punkt auf dem ersten Reflektor mit einem Punkt auf dem anderen Reflektor verbinden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das optische Bauteil eine Justiervorrichtung, mit dem die Einkoppelvorrichtung verbunden ist. Insbesondere ist die Justiervorrichtung ausgebildet zumindest zum translatorischen Bewegen des Einkoppel-Reflektorelements. Die Justiervorrichtung kann zudem zum Neigen des Einkoppel-Reflektorelements um zumindest einen Winkel ausgebildet sein.
  • Vorzugsweise hat das Einkoppel-Reflektorelement einen Transmissionsgrad von weniger als 10-1, insbesondere weniger als 10-3. Hierunter ist die relative Transmission bei einer Laser-Wellenlänge zu verstehen, die der Laserstrahl hat, der in das optische Bauteil einzukoppeln ist. Insbesondere ist die Transmission im Wesentlichen null. Vorzugsweise ist auch die Absorption durch das Einkoppel-Reflektorelement besonders gering und liegt vorzugsweise unterhalb von 10-3. In diesem Fall ist das Einkoppel-Reflektorelement ein quasi-idealer Reflektor und das optische Bauteil wirkt wie eine Herriott-Zelle, das heißt als Multireflexionszelle.
  • Vorzugsweise besitzt das Einkoppel-Reflektorelement eine erste plane Oberfläche und eine zweite plane Oberfläche, die parallel zur ersten planen Oberfläche verläuft. Unter dieser Voraussetzung verlässt der Strahl, insbesondere der Laserstrahl, das optische Bauelement in der gleichen Richtung wie der eingefallene Strahl, insbesondere Laserstrahl eingetreten ist. Gegebenenfalls haben der einfallende Strahl, insbesondere der Laserstrahl und der ausstrahlende Strahl, insbesondere der Laserstrahl, einen Versatz. Die Richtung, die durch den Richtungsvektor gegeben ist, ist jedoch in sehr guter Näherung gleich. Das erleichtert die Justage eines Messgeräts, in dem das optische Bauteil verbaut ist.
  • Vorzugsweise sind die erste Oberfläche und/oder die zweite Oberfläche verspiegelt. Bei dem Einkoppel-Reflektorelement kann es sich um ein Glas- oder Glaskeramik-Bauteil handeln. Dieses Bauteil kann dann mit einer beispielsweise metallischen Reflexionsschicht versehen sein.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist das Einkoppel-Reflektorelement eine Transmission von mehr als 0,9, insbesondere von mehr als 0,999, auf. In diesem Fall verliert der Strahl, insbesondere der Laserstrahl, bei seinem Weg durch das optische Bauteil nur sehr wenig an Intensität. Das optische Bauteil wirkt dann wie ein Fabry-Perot-Resonator. Anders als bei bekannten Fabry-Perot-Resonatoren ist das erfindungsgemäße Bauteil besonders leicht relativ zu anderen Komponenten eines Aufbaus zu justieren, in dem der Resonator eingesetzt ist.
  • Erfindungsgemäß ist auch ein Messgerät, das neben einem erfindungsgemäß optischen Bauteil eine Strahlquelle zum Erzeugen eines Strahls (z.B. von elektromagnetischer Strahlung) umfasst, wobei die Strahlquelle so angeordnet ist, dass der Strahl auf das Einkoppel-Reflektorelement trifft.
  • Insbesondere sind der erste und der zweite sphärische Reflektor so ausgebildet, dass sie bei den eingestrahlten Wellenlänge der Strahlen eine möglichst hohe Reflektivität besitzen. Vorzugsweise beträgt die Reflektivität mehr als 0,95.
  • Bevorzugt ist ein Reflektor-Querschnitt des Einkoppel-Reflektorelements mindestens so groß wie ein Laserstrahl-Querschnitt des Strahls, insbesondere des Laserstrahls. Unter dem Laserstrahl-Durchmesser wird der Durchmesser des 4σ-Intervalls verstanden, σ (sigma) ist die Standardabweichung der Verteilungsfunktion, die zum Beschreiben des Laserstrahls dient.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das Einkoppel-Reflektor-Element eines Transmission von mehr als 0,1 und weniger als 0,9 auf. Insbesondere kann die Transmission so gewählt werden, dass, in Abhängigkeit mit der Zahl von Reflexionen des Strahls in den sphärischen Spiegeln, die Intensität des transmittierten Strahls und die Intensität des reflektierten Strahls sehr ähnlich sind. Das optische Bauteil wirkt dann wie ein Michelson-Interferometer, wobei der Teil von der Strahlquelle bis Einkoppel-Reflektor-Element einen Arm und der Teil von einem sphärischen Spiegel zum anderen sphärischen Spiegel den anderen Arm darstellt. Wenn der Strahl „N“ mal den Abstand „L“ zwischen beiden sphärischen Spiegeln (für eine erlaubte Herriott-Zelle Konfiguration) durchquert, stellt das erfindungsgemäße Bauteil eine höhere Sensitivität dar, N-Mal höher als bei bekannten Michelson-Interferometern mit derselben Arm-Länge „L“.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines exemplarischen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt
    • 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen optischen Bauteils in einem schematisch eingezeichneten erfindungsgemäßen optischen Messgerät und
    • 2 eine schematische Schnittansicht des Bauteils gemäß 1.
  • 1 zeigt ein optisches Bauteil 10 mit einem ersten sphärischen Reflektor 12, einem zweiten sphärischen Reflektor 14 und einer Einkoppelvorrichtung in Form eines Einkoppel-Reflektorelements 16.
  • Das Bauteil 10 ist Teil eines Messgeräts 18, das zudem eine schematisch eingezeichnete Strahlquelle 20 in Form eines Lasers, und eine schematisch eingezeichnete Analyseeinheit 22 aufweist. Der Laser 20 sendet einen Lichtstrahl in Form eines Laserstrahls 24 aus, der auf das Einkoppel-Reflektorelement 16 trifft.
  • Der Strahl 24 wird im Wesentlichen vollständig vom Einkoppel-Reflektorelement 16 reflektiert, der reflektierte Strahl ist mit 26 bezeichnet. Der Strahl 26 wird von den beiden sphärischen Reflektoren 12 und 14 hin- und herreflektiert, bis der reflektierte Laserstrahl 26 erneut auf das Einkoppel-Reflektorelement 16 trifft, von wo er auf die Analyseeinheit 22 geleitet wird (Strahl 28). Der Strahl 28 verläuft in die gleiche Richtung wie der Strahl 24.
  • Über eine schematisch eingezeichnete Justiervorrichtung 30 kann das Einkoppel-Reflektorelement 16 in einer Y-Z Ebene bewegt werden. Die Z-Achse erstreckt sich dabei parallel zu einer Geraden durch die beiden Mittelpunkte der sphärischen Reflektoren 12 und 14. Die Y-Richtung und die X-Richtung sind die Ebene, auf der diese Linie durch die beiden Mittelpunkte senkrecht steht.
  • Das Einkoppel-Reflektorelement 16 ist als parallele, doppelseitige Spiegelplatte ausgebildet und besitzt eine erste Oberfläche 32 und eine parallel zur ersten Oberfläche 32 verlaufende zweite Oberfläche 34 (vgl. 2).
  • Aufgrund der Möglichkeit, den Strahl 24 von der Seite in das Bauteil 10 einzukoppeln, kann der Begriff Transversal Access Herriott Cell Type Cavity (TA-HCTC) verwendet werden.
  • Wegen der Autokorrektur des Strahlverlaufs durch die beiden sphärischen Reflektoren 12, 14, fällt der Strahl 26 genau auf der entgegengesetzten Seite des Strahls 24 auf das Einkoppel-Reflektorelement 16.
  • 2 zeigt eine schematische Schnittansicht des Bauteils 10 gemäß 1. Es ist zu erkennen, dass der Strahl 24 unter einem Einkoppelwinkel α zur z-Achse verläuft. Zur Bestimmung des Einkoppelwinkels α wird die z-Achse so gewählt, dass sie eine Längsachse L des Bauteils 10 durch die beiden Mittelpunkte M1 und M2 der Krümmungskreise der Reflektoren 12 und 14 schneidet.
  • Die y-Achse verläuft durch den Auftreffpunkt des Strahls 24 auf dem Einkoppel-Reflektorelement 16. Der Einkoppel-Winkel α ist dann der Winkel, den der einfallende Strahl 24 mit der z-Achse einschließt. Dieser Einkoppel-Winkel α kann vorteilhafterweise größer als 45° gewählt werden, so dass die Position des Lasers 20 (1) frei gewählt werden kann. Beispielsweise kann α ungefähr 90° betragen.
  • Es ist möglich, dass das Bauteil 10 ein erstes Einkoppel-Reflektorelement 16 (= 16.1), ein zweites Einkoppel-Reflektorelement 16, und ein drittes Einkoppel-Reflektorelement 16 aufweist, die gegeneinander ausgetauscht werden können. Beispielsweise haben die Einkoppel-Reflektorelemente 16, 16.2, 16.3 eine gemeinsame Koppelschnittstelle, die zu einer Schnittstelle an der Justiervorrichtung 30 korrespondiert. Dabei unterscheiden sich die beiden Einkoppel-Reflektoren 16., 16.2 und 16.3 dadurch, dass sie unterschiedliche Reflexionsgrade ρ besitzt. Beim Reflexionsgrad ρ = 1 ergibt sich eine Herriott-Zelle. Bei einem Reflexionsgrad, der sehr klein ist, beispielsweise kleiner als ρ = 10-2, kann das Bauteil 10 Bestandteil eines Resonator-Abklingzeit-Spektroskops sein. Beim Reflexionsgrad 10-2 < ρ < 1 kann das Bauteil 10 Bestandteil eines Interferometers höherer Sensitivität (ähnlich zu einem Michelson-Interferometer) sein.
  • Das Bauteil 10 wird vorzugsweise dadurch verwendet, dass in den Bereich zwischen die beiden Reflektoren 12, 14 ein Gas eingeleitet wird, das mit dem Strahl 24 wechselwirkt. Durch den langen Weg, den der Strahl aufgrund der Vielfachreflexionen im Bauteil 10 zurücklegt, ist die Absorption erhöht. Durch Messen der Absorption kann der Partialdruck eines Ziel-Gases im Gas zwischen den Reflektoren 12, 14 bestimmt werden. Bei bekanntem Druck (bzw. Partialdruck) kann eine Linienstärke eines Ziel-Gases im Gas zwischen den Reflektoren 12, 14 bestimmt werden. Es gibt viele andere mögliche Anwendungen der Erfindung; zum Beispiel als Interferometer kann das Bauteil 10 Bestandteil eines Fourier-Transform-Spektrometers sein, oder in einem anderen Bereich kann das Bauteil 10 Bestandteil eines Gravitations-Wellen-Detektors sein.
  • Der Strahl 24 wird vorzugsweise so erzeugt, dass er eine im Wesentlichen gaußkurvenförmige Intensitätsverteilung aufweist. Eine charakteristische Größe dieser Gaußkurve ist die Standardabweichung σ. Die Einkoppelvorrichtung 16 ist vorzugsweise so breit gewählt, dass der Laserstrahl 24 zumindest im Bereich von -4σ bis +4 σ auf die Einkoppelvorrichtung 16 fällt und von dort reflektiert wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Bauteil
    12
    Reflektor
    14
    Reflektor
    16
    Einkoppelreflektor
    18
    Messgerät
    20
    Strahlungsquelle
    22
    Analyseeinheit
    24
    Lichtstrahl
    26
    Lichtstrahl
    28
    Lichtstrahl
    30
    Justiervorrichtung
    32
    erste Oberfläche
    34
    zweite Oberfläche
    α
    Einkoppelwinkel
    L
    Längsachse
    M
    Mittelpunkte
    σ
    Standardabweichung

Claims (8)

  1. Optisches Bauteil (10) mit (a) einem ersten sphärischen Reflektor (12), (b) einem zweiten sphärischen Reflektor (14), der zum mehrfachen Reflektieren eines Lichtstrahls, insbesondere eines Laserstrahls (26), zwischen dem ersten Reflektor (12) und dem zweiten Reflektor (14) angeordnet ist, (c) einer Einkoppelvorrichtung, die ein innerhalb des Innenraums angeordnetes Einkoppel-Reflektorelement (16) umfasst, das zum Reflektieren eines einzukoppelnden Lichtstrahls (24) auf den ersten sphärischen Reflektor (12) angeordnet ist dadurch gekennzeichnet, dass (d) das Einkoppel-Reflektorelement (16) einen Reflexionsgrad (p) von weniger als 10-2 hat.
  2. Optisches Bauteil (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Justiervorrichtung, die mit der Einkoppelvorrichtung verbunden ist.
  3. Optisches Bauteil (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einkoppel-Reflektorelement (16) - eine erste plane Oberfläche (32) und - eine zweite plane Oberfläche (34), die parallel zur ersten Oberfläche (32) verläuft, aufweist.
  4. Optisches Bauteil (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Oberfläche (32) und die zweite Oberfläche (34) verspiegelt sind.
  5. Messgerät (18), gekennzeichnet durch - ein optisches Bauteil (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche und - eine Lichtquelle, insbesondere einen Laser (20), zum Erzeugen eines Lichtstrahls, insbesondere eines Laserstrahls (24), wobei die Lichtquelle (20) so angeordnet ist, dass der Lichtstrahl (24) auf das Einkoppel-Reflektorelement (16) trifft.
  6. Messgerät (18) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Einkoppel-Reflektorelement (16) einen Reflektor-Querschnitt aufweist, der mindestens so groß ist wie ein Strahl-Querschnitt des Lichtstrahls (24).
  7. Messgerät (18) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Spektroskop, insbesondere ein Resonator-Abklingzeit-Spektroskop, ist.
  8. Messverfahren, insbesondere Spektroskopieverfahren oder Partialdruckmessverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass ein optisches Bauteil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 verwendet wird, - ein Lichtstrahl, insbesondere ein Laserstrahl (24), mittels des Einkoppel-Reflektorelements (16) auf den ersten sphärischen Reflektor (12) reflektiert wird und - ein Lichtstrahl, insbesondere ein Laserstrahl (28), vom Einkoppel-Reflektorelement (16) aus dem optischen Bauteil ausgekoppelt wird.
DE102010008091.8A 2010-02-15 2010-02-15 Optisches Bauteil, Messgerät und Messverfahren Expired - Fee Related DE102010008091B4 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010008091.8A DE102010008091B4 (de) 2010-02-15 2010-02-15 Optisches Bauteil, Messgerät und Messverfahren
PCT/DE2010/001482 WO2011098059A1 (de) 2010-02-15 2010-12-15 Optisches bauteil
US13/579,154 US9140883B2 (en) 2010-02-15 2010-12-15 Optical component
CR20120426A CR20120426A (es) 2010-02-15 2012-08-14 Componente óptico

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010008091.8A DE102010008091B4 (de) 2010-02-15 2010-02-15 Optisches Bauteil, Messgerät und Messverfahren

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102010008091A1 DE102010008091A1 (de) 2011-09-08
DE102010008091B4 true DE102010008091B4 (de) 2021-02-25

Family

ID=43795095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010008091.8A Expired - Fee Related DE102010008091B4 (de) 2010-02-15 2010-02-15 Optisches Bauteil, Messgerät und Messverfahren

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9140883B2 (de)
CR (1) CR20120426A (de)
DE (1) DE102010008091B4 (de)
WO (1) WO2011098059A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2995687B1 (fr) * 2012-09-20 2015-03-13 Commissariat Energie Atomique Detecteur optique d'un gaz
DE102014104043B4 (de) * 2014-03-24 2016-06-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Multireflexionszellenanordnung
US10184883B2 (en) * 2016-11-17 2019-01-22 Lawrence Livermore National Security, Llc Detecting isotopologues of carbon dioxide in the atmosphere in concomitance of water or methane
EP3707463A4 (de) * 2017-11-06 2021-08-11 Technology Innovation Momentum Fund (Israel) Limited Partnership Interferometersystem und anwendung davon

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1199401B (de) * 1963-09-16 1965-08-26 Western Electric Co Optischer Verstaerker
DE19814199A1 (de) * 1998-03-25 1999-10-07 Las Laser Analytical Systems G Verfahren und Vorrichtung zur abstimmbaren Frequenzkonversion
DE102006047257A1 (de) * 2006-10-06 2008-04-10 Carl Zeiss Laser Optics Gmbh Optisches Verzögerungsmodul zum Verlängern des Laufweges eines Lichtstrahls, Pulsvervielfachungs- oder Streckungsmodul sowie Laserkristallisationssystem

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3437954A (en) 1965-03-31 1969-04-08 Bell Telephone Labor Inc Optical delay line devices
US6928001B2 (en) * 2000-12-07 2005-08-09 Saifun Semiconductors Ltd. Programming and erasing methods for a non-volatile memory cell

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1199401B (de) * 1963-09-16 1965-08-26 Western Electric Co Optischer Verstaerker
DE19814199A1 (de) * 1998-03-25 1999-10-07 Las Laser Analytical Systems G Verfahren und Vorrichtung zur abstimmbaren Frequenzkonversion
DE102006047257A1 (de) * 2006-10-06 2008-04-10 Carl Zeiss Laser Optics Gmbh Optisches Verzögerungsmodul zum Verlängern des Laufweges eines Lichtstrahls, Pulsvervielfachungs- oder Streckungsmodul sowie Laserkristallisationssystem

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011098059A1 (de) 2011-08-18
US9140883B2 (en) 2015-09-22
US20130050704A1 (en) 2013-02-28
DE102010008091A1 (de) 2011-09-08
CR20120426A (es) 2012-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2550128B1 (de) Vorrichtung zur beaufschlagung mit laserstrahlung
DE19611290C2 (de) Gassensor
EP2130026B1 (de) Photoakustische multipass-zelle mit konzentrierenden reflexionsmitteln
EP3221742B1 (de) Strahlteiler und anordnung zur untersuchung einer mittels elektromagnetischer strahlung anregbaren probe
EP0631163A1 (de) Bidirektionale optische Sende- und Empfangsanordnung
DE102010008091B4 (de) Optisches Bauteil, Messgerät und Messverfahren
EP2324389A1 (de) Terahertzstrahlungsquelle und verfahren zur erzeugung von terahertzstrahlung
EP1523669B1 (de) Vorrichtung zur ir-spektrometrischen analyse eines festen, flüssigen oder gasförmigen mediums semination
DE102013219830B4 (de) Optische Vorrichtung zur Reflexionsmessung unter diffuser Beleuchtung und Verfahren zum Optimieren einer solchen, sowie Verwendung der Vorrichtung
EP2680463B1 (de) Signalreflexionsvorrichtung für einen optischen Rückkopplungstest
DE102005010557A1 (de) Optischer Multiplexer/Demultiplexer
DE102006042642B4 (de) Terahertz Time-Domain Spektrometer
DE102006037470A1 (de) Plankonvexe Substratlinse
DE102015213147B4 (de) Verfahren zur Bestimmung und Messkopf zur Erfassung einer Oberflächeneigenschaft genau einer Seite einer lichtdurchlässigen Probe
DE4343345A1 (de) Verfahren und Vorrichtungen zur Messung der reflektiven bzw. transmittierenden optischen Eigenschaften einer Probe
DE102014220282A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur mehrfachreflektion von lichtstrahlen durch einen gemeinsamen brennpunkt
DE102022110651B4 (de) Kompaktes optisches Spektrometer
DE102016102431B3 (de) Langwegzelle
DE102015205699B4 (de) Spektrometer mit Monomodewellenleiter
EP4155784A1 (de) Vorsatzoptik-einrichtung zur verringerung der interferenzstreifen in einem laserspektroskopiesystem
EP3324499B1 (de) Laseranordnung sowie ein verfahren zur optischen verstärkung ultrakurzer laserimpulse
DE10238078C1 (de) Verfahren und Anordnung zur orts- und winkelaufgelösten Reflexionsmessung
DE102016211748A1 (de) Chromatisch-konfokale Messanordnung
DE102022002964A1 (de) Messanordnung zur Messung des Reflexionsgrades eines Messobjekts
DE102021127328A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum spektralen Verbreitern eines Laserpulses

Legal Events

Date Code Title Description
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VIQUEZ, GERARDO JOSE PADILLA, DR., CR

Free format text: FORMER OWNER: BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND, VERTR. D. D. BUNDESMINISTERIUM FUER WIRTSCHAFT UND TECHNOLOGIE, DIESES VERTR. D. D. PRAESIDENTEN DER PHYSIKALISCH-TECHNISCHEN BUNDESANSTALT, 38116 BRAUNSCHWEIG, DE

Owner name: PADILLA VIQUEZ, GERARDO JOSE, DR., CR

Free format text: FORMER OWNER: BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND, VERTR. D. D. BUNDESMINISTERIUM FUER WIRTSCHAFT UND TECHNOLOGIE, DIESES VERTR. D. D. PRAESIDENTEN DER PHYSIKALISCH-TECHNISCHEN BUNDESANSTALT, 38116 BRAUNSCHWEIG, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: GRAMM, LINS & PARTNER GBR, DE

Representative=s name: GRAMM, LINS & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWAEL, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: GRAMM, LINS & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWAEL, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: PADILLA VIQUEZ, GERARDO JOSE, DR., CR

Free format text: FORMER OWNER: VIQUEZ, GERARDO JOSE PADILLA, DR., HEREDIA, CR

R082 Change of representative

Representative=s name: GRAMM, LINS & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWAEL, DE

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee