DE102012205311B4 - Optische Vorrichtung, insbesondere Polarimeter, zur Detektion von Inhomogenitäten in einer Probe - Google Patents

Optische Vorrichtung, insbesondere Polarimeter, zur Detektion von Inhomogenitäten in einer Probe Download PDF

Info

Publication number
DE102012205311B4
DE102012205311B4 DE102012205311A DE102012205311A DE102012205311B4 DE 102012205311 B4 DE102012205311 B4 DE 102012205311B4 DE 102012205311 A DE102012205311 A DE 102012205311A DE 102012205311 A DE102012205311 A DE 102012205311A DE 102012205311 B4 DE102012205311 B4 DE 102012205311B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
sample
beam path
measuring
polarization
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.)
Active
Application number
DE102012205311A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102012205311A1 (de
Inventor
Martin Ostermeyer
Gerhard Pfeifer
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.)
Anton Paar GmbH
Original Assignee
Anton Paar GmbH
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 Anton Paar GmbH filed Critical Anton Paar GmbH
Priority to DE102012205311A priority Critical patent/DE102012205311B4/de
Priority to US13/565,299 priority patent/US9448161B2/en
Priority to CN201310099961.8A priority patent/CN103364348B/zh
Priority to JP2013073146A priority patent/JP6336710B2/ja
Publication of DE102012205311A1 publication Critical patent/DE102012205311A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102012205311B4 publication Critical patent/DE102012205311B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • G01N21/21—Polarisation-affecting properties
    • G01N21/211—Ellipsometry
    • 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
    • G01N21/21—Polarisation-affecting properties
    • 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
    • G01J4/00—Measuring polarisation of light
    • G01J4/04—Polarimeters using electric detection means
    • 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
    • G01N21/59—Transmissivity
    • 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
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8803—Visual inspection
    • 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
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • 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
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/90—Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
    • 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
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/90—Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
    • G01N21/9018—Dirt detection in containers
    • G01N21/9027—Dirt detection in containers in containers after filling
    • 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
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/94—Investigating contamination, e.g. dust
    • 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
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G01N2021/8848—Polarisation of light
    • 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
    • G01N21/29—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using visual detection

Abstract

Bereitgestellt ist eine optische Vorrichtung (100, 300), insbesondere Polarimeter, zum Analysieren einer flüssigen Probe (115, 315), aufweisend: ein Lichterzeugungssystem (101, 301, 355) zum Erzeugen von Licht (110, 310) zum flächigen Bestrahlen der Probe (115, 315); ein Detektionssystem (135, 335,), welches zum ortsaufgelösten Detektieren von Licht eingerichtet ist, welches von Transmission des zum flächigen Bestrahlen vorgesehenen Lichts durch die Probe herrührt; eine telezentrische Optik (129, 329) mit einer Linse (131, 331) zwischen der Probe (115, 315) und dem Detektionssystem (135, 335) und einer Aperturblende (133, 333) in der Brennebene (134, 334) der Linse (131, 331) zwischen der Linse (131, 331) und dem Detektionssystem (135, 335).

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung, insbesondere ein Polarimeter, zum Analysieren einer flüssigen Probe, wobei die optische Vorrichtung ausgebildet ist, Inhomogenitäten in der flüssigen Probe zu detektieren. Ferner ist die optische Vorrichtung vorzugsweise ausgebildet, isotrope Polarisationseigenschaften der flüssigen Probe zu messen.
  • Hintergrund
  • Bei einer konventionellen Polarisationsmessung mit Hilfe eines Polarimeters wird mit Hilfe einer Lichtquelle und mit einem Polarisator ein Messstrahl definierter Wellenlänge und eines definierten Polarisationszustandes erzeugt und die zu untersuchende Probe wird mit diesem polarisierten Messstrahl durchstrahlt. Befindet sich eine optisch aktive Substanz, beispielsweise in gelöster Form, in der Probe, so verändert sich bei Durchstrahlung der Probe der Polarisationszustand des Messstrahls. Der Polarisationszustand des durch die Probe gestrahlten Messstrahls ist insbesondere hinsichtlich einer Polarisationsrichtung verdreht und wird mittels einer Auswerteeinheit überprüft bzw. bestimmt. Dabei ist ein Analysator innerhalb eines Strahlenganges angeordnet, der ebenfalls den Polarisationszustand des Messstrahls verändert bzw. nur einen bestimmten Polarisationszustand passieren lässt.
  • Entweder wird die Orientierung des Polarisators, die Orientierung des Analysators oder die Orientierungen sowohl des Polarisators als auch des Analysators verändert, um eine Intensität von bei einem Detektor empfangener Messstrahlung zu minimieren. Aus den Orientierungen bzw. Verdrehungen des Polarisators und/oder des Analysators kann auf die Änderung des Polarisationszustandes aufgrund der Durchstrahlung durch die Probe geschlossen werden. Insbesondere kann die Drehung der Polarisationsrichtung aufgrund der Durchstrahlung durch die Probe bestimmt werden. Aus dem Drehwert kann wiederum beispielsweise eine Konzentration von optisch aktiven Substanzen in der Probe bestimmt werden.
  • Bei Durchführung einer Polarisations-Messung mittels eines konventionellen Polarimeters kann die Messung insbesondere durch Inhomogenitäten der Probe verfälscht werden, was die Bestimmung der isotropen Polarisationseigenschaften der Probe erschweren kann bzw. unmöglich machen kann.
  • Unter den Begriff Inhomogenität können u. a. folgende Phänomene fallen:
    • 1. Gasblasen, die entweder schon vor dem Befüllen eines Probenbehälters, insbesondere einer Küvette, in der Probe vorhanden waren oder die durch Verwirbelungen beim Befüllen der Küvette entstehen
    • 2. Partikel aus Verunreinigungen
    • 3. Mangelhafte Durchmischung einer Probe. Dies kann z. B. geschehen, wenn die Probe vor dem Messvorgang aufbereitet, z. B. verdünnt wird und anschließend nicht gut genug vermischt oder homogenisiert wird. Ein weiteres Beispiel sind feste Proben, die zur Messung aufgelöst werden und Partikel nicht gelöster Substanz enthalten können.
    • 4. Verschleppungsreste früherer Proben.
  • Inhomogenitäten stellen ein signifikantes praktisches Problem dar. Die bekannten Methoden zur Vermeidung von Inhomogenitäten sind nicht zuverlässig genug, oder zu aufwändig oder haben einen anderen negativen Nebeneffekt, so dass nach wie vor die Gefahr von Fehlmessungen durch inhomogene Proben besteht.
  • Da Inhomogenitäten also nicht zuverlässig vermieden werden können, besteht weiterhin die Notwendigkeit, sie erkennen zu können. Nach Erkennen von Inhomogenitäten können dann Gegenmaßnahmen ergriffen werden, oder es können zumindest falsche Messwerte verworfen werden. Um die hohen Qualitätsanforderungen insbesondere im Pharmabereich erfüllen zu können, muss die Erkennung von Inhomogenitäten sehr zuverlässig sein.
  • Eine bekannte Methode zur Erkennung von Inhomogenitäten besteht darin, die befüllte Küvette direkt visuell zu betrachten und daraufhin zu beurteilen. Eine Durchführung dieser Methode ist jedoch in vielen Fällen nicht möglich, z. B. weil der Küvettenkörper aus einem undurchsichtigen Material besteht, oder weil die Küvette im Messgerät so angebracht ist, dass eine direkte Sicht in die Flüssigkeit versperrt ist.
  • Daher wird in der Praxis häufig die Küvette vor jeder Messung aus dem Messgerät entfernt, um direkt durch die Küvette hindurchsehen zu können. Dieses Vorgehen ist zwar aussagekräftig, aber so unpraktisch und zeitaufwändig, dass es in der Praxis sehr häufig unterlassen wird. Zudem verhindert es eine Automatisierung z. B. durch Durchflussküvetten, Trichterküvetten oder Autosampler.
  • Weiterhin ist bei Durchführung dieser bekannten Verfahren kein objektivierbarer Befund dokumentierbar, sondern nur das Ergebnis der subjektiven Beurteilung eines Benutzers. Dies reicht für eine Qualitätssicherung häufig nicht aus.
  • US 6,643,021 B1 offenbart ein Kontrollverfahren eines Messsystems zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft, wobei die optische Eigenschaft einer flüssigen Probe dadurch gemessen wird, dass erstes Licht projiziert wird, um das transmittierte Licht zu analysieren. Das Verfahren weist ferner auf, dass zusätzliches Licht in einem Pfad des ersten Lichts oder in einer Peripherie davon projiziert wird, um, basierend auf einer Intensität von transmittiertem Licht des zweiten Lichtes, das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Blasen und/oder Partikeln zu detektieren, welche mit der Transmission des ersten Lichtes interferieren können. Nach Detektion der Blase und/oder Partikel können diese entfernt werden.
  • Dieser Ansatz kann nur gelingen, wenn sichergestellt ist, dass alle zu messenden Proben – bei homogener Befüllung der Küvette – für den zweiten Lichtstrahl die gleiche Transmission aufweisen. In einem Beispiel des Patents US 6,643,021 B1 wird im Messgerät z. B. die UV Absorption von Proteinproben mit den ersten Lichtstrahl gemessen. Da Proteine im NIR keine Absorption aufweisen, kann in diesem Falle die Intensität des zweiten Lichtstrahls im NIR Bereich zur Erkennung von Inhomogenitäten benutzt werden.
  • Die fundamentale Schwachstelle dieses bekannten Verfahrens ist jedoch, dass eine Schwächung des zweiten Lichtstrahls durch eine Absorption einer homogenen Probe als Inhomogenität interpretiert wird. Daher versagt das Verfahren immer dann, wenn Proben mit einem beliebigen Absorptionsspektrum gemessen werden sollen. Es ist nur in speziellen Fällen möglich, eine geeignete Wellenlänge zu finden, bei der die untersuchten Proben zuverlässig keine Absorption aufweisen.
  • Ein weiterer Nachteil der Methode aus US6,643,021 besteht darin, dass die Intensitätsschwächung, selbst wenn sie zu einer Erkennung einer Inhomogenität führt, keine Unterscheidung verschiedener Typen von Inhomogenitäten, wie Blasen oder Schlieren durch Probenverschleppung, ermöglicht. Dies erschwert das Auffinden geeigneter Gegenmaßnahmen. Probenverschleppungen oder Schmutzpartikel lassen sich z. B. nicht mit den im Patent empfohlenen Maßnahmen zum Eliminieren von Blasen – wie Schütteln oder Ultraschall – entfernen, sondern können nur durch eine Neubefüllung der Küvette behoben werden.
  • DE 699 38 274 T2 offenbart eine kontaktfreie Messung von Dimensions-Parametern von Behältern, wobei ein Innendurchmesser einer Mündung eines Behälters gemessen wird, wobei ist eine telezentrische Linse zwischen der Kamera und den Behältern angeordnet.
  • DE 10 2008 001 291 B3 offenbart ein hochpräzises Messverfahren zur Bestimmung von Material-Spannungen, wobei linear polarisiertes Licht erzeugt wird, durch das Objekt geführt wird und wobei eine durch eine Material-Spannung in dem Objekt verursachte Abweichung der Polarisation des aus dem Objekt austretenden Lichts gegenüber dem in das Objekt eingestrahlten Lichts bestimmt wird.
  • DE 100 04 889 B4 offenbart eine Verfahren und eine Vorrichtung zum optischen Erkennen von lokalen Verformungen, insbesondere Bläschen in einem Gegenstand, wobei ein telezentrischer Aufbau vorgesehen ist, der wenigstens eine optische Linsenanordnung in Strahlenrichtung hinter der Lichtquelle und wenigstens eine optische Linsenanordnung vor dem lichtempfindlichen Empfänger umfasst.
  • US 2007/0 165 210 A1 offenbart ein Hochdichte-Kanäle-Detektionsgerät. Wobei ein mittels der Probe reflektierter Lichtstrahl durch einen Strahlteiler passiert.
  • Es besteht daher ein Bedarf an einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Erkennung von Inhomogenitäten, bei denen die Küvette im Messgerät in messbereiter Position verbleiben kann und die eine moderner Qualitätssicherung genügende Dokumentation ermöglicht.
  • Insbesondere kann ein Bedarf für eine optische Vorrichtung zum Analysieren einer flüssigen Probe bestehen, wobei Inhomogenitäten der flüssigen Probe detektiert werden können und wobei insbesondere die optische Vorrichtung zum Vermessen von polarisationsändernden Eigenschaften der Probe ausgebildet ist.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optische Vorrichtung, insbesondere Polarimeter, bereitzustellen, welche zum Detektieren von Inhomogenitäten der Probe ausgebildet ist, ohne die Probe für eine derartige Analyse aus der Messvorrichtung entnehmen zu müssen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine optische Vorrichtung, insbesondere Polarimeter, zum Analysieren einer flüssigen Probe bereitgestellt, wobei die optische Vorrichtung ein Lichterzeugungssystem (eine oder mehrere Lichtquellen aufweisend) zum Erzeugen von Licht zum flächigen Bestrahlen (insbesondere über einen Querschnittsbereich der in einem Probenbehälter, insbesondere Küvette, enthaltenden Probe) der Probe, ein Detektionssystem, welches zum ortsaufgelösten Detektieren von Licht eingerichtet ist, welches von der Transmission der flächigen Bestrahlung durch die Probe herrührt, und eine telezentrische Optik mit einer Linse zwischen der Probe und dem Detektionssystem und einer Aperturblende (deren Durchtrittsfenster insbesondere hinsichtlich der Größe und/oder Form einstellbar ist) in der Brennebene der Linse zwischen der Linse und dem Detektionssystem aufweist. Dabei ist das Lichterzeugungssystem ferner zum Erzeugen eines Messlichtstrahls ausgebildet, welcher sich entlang einer optischen Achse durch die Probe ausbreitet.
  • Das Lichterzeugungssystem braucht lediglich eine (einzige) Lichtquelle aufzuweisen und das Detektionssystem braucht lediglich einen (einzigen) Flächendetektor aufweisen. Die optische Vorrichtung kann insbesondere als ein Polarimeter ausgebildet sein.
  • Um anhand des zweidimensionalen Bildes ortsaufgelösten Detektors die Homogenität der Probe beurteilen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die flächige Beleuchtung, d. h. das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene Licht, eine lateral möglichst homogene Intensitätsverteilung aufweist. Dies kann insbesondere durch Wahl einer inhärent homogen abstrahlenden Lichtquelle erreicht werden, hier seien insbesondere LEDs mit einer Phosphorkonvertierung sowie Gasentladungslampen erwähnt. Sollte die Lichtquelle nicht von sich aus homogen genug abstrahlen, so kann eine Homogenisierung (zum Erhalten einen lateral homogenen Intensitätsverteilung) durch zusätzliche Elemente (Homogenisatoren) erreicht werden.
  • Beispiele für nicht homogen abstrahlende Lichtquellen sind Glühlampen, bei denen die Struktur der Glühwendel die Homogenität stören kann sowie Leuchtdioden, bei denen die Emitterfläche durch Elektroden oder Bonddrähte strukturiert ist.
  • Das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene Licht kann gleich (oder zumindest approximativ gleich) gerichtete Lichtstrahlen („gerichtetes Licht”) und/oder diffuses Licht umfassen. Das diffuse Licht kann eine Mehrzahl von Lichtstrahlen umfassen, deren Ausbreitungsrichtungen verschieden sind. Das diffuse Licht kann beispielsweise durch Streuung von gerichtetem Licht an einem opaken Element, wie etwa einer Milchglasscheibe erzeugt sein.
  • Das das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene Licht kann über den Strahlquerschnitt homogen sein oder homogenisiert werden. Eine Möglichkeit, eine gerichtete homogene Beleuchtung zu erreichen ist eine Verwendung eines Diffusors und nachfolgendes Kollimieren.
  • Andere (lichtstärkere aber eher teurere) Methoden sind z. B.
    • – Führen in einer genügend langen Multimode-Glasfaser. Modenmischung sorgt für die Homogenisierung, ohne die numerische Apertur wesentlich zu erhöhen.
    • – Verwendung spezieller homogenisierender Lichtleiter. Sie haben einen vieleckigen Querschnitt, meist sechseckig, und kommen mit wenigen Zentimetern Lauflänge aus. Auch hier wird die numerische Apertur im Wesentlichen erhalten
  • Die flüssige Probe kann in einem Probenbehälter, insbesondere einer Küvette, aufgenommen sein. Die Küvette kann ein Eintrittsfenster und ein Austrittsfenster aufweisen, welche Durchtritt von Licht einer bestimmten Querschnittsfläche erlauben. Das Detektionssystem kann einen oder mehrere lichtempfindliche Sensoren aufweisen.
  • Die telezentrische Optik kann zur Abbildung einer Projektion der durchstrahlten Probe auf das Detektionssystem ausgebildet und angeordnet sein. Die telezentrische Optik kann insbesondere eine objektseitig telezentrische Optik sein. Die Aperturblende ist dabei in der bildseitigen Brennebene der Linse angeordnet. Die Linse kann insbesondere ein Linsensystem bestehend aus mehreren hintereinander angeordneten Linsen (konvex und/oder konkav) umfassen. Dementsprechend kann die Aperturblende in der bildseitigen Brennebene des Linsensystems angeordnet sein. Bei der objektseitig telezentrischen Optik verlaufen alle Hauptstrahlen im Objektraum parallel zur optischen Achse. Die optische Achse kann dabei durch das Eintrittsfenster und das Austrittsfenster der Küvette geführt sein.
  • Zwischen dem Eintrittsfenster und dem Austrittsfenster der Küvette wird die Probe entlang eines Probendurchstrahlungsganges durchstrahlt. Das Detektionssystem kann insbesondere eine Bild-gebende Detektionseinheit aufweisen. Das Detektionssystem erfasst ein zweidimensionales Bild der projizierten Probe aufgrund der flächigen Bestrahlung der Probe und der Abbildung mit der telezentrischen Optik. Verschiedene Punkte entlang des Probendurchstrahlungsganges werden durch die telezentrische Optik auf einen gleichen Punkt im Bildraum abgebildet. Dadurch enthält ein Bildpunkt (des Bildes), welcher durch das Detektionssystem erfasst wird, eine Information einer Projektion der Probe entlang des Probendurchstrahlungsganges.
  • Eine vollständig homogene Probe führt zu einem vollständig kontrastlosen Bild, welches von dem Detektionssystem erfasst wird. Sind jedoch Inhomogenitäten in der Probe vorhanden, wie etwa Luftblasen oder Schlieren aufgrund von unvollständiger Durchmischung oder unvollständiger Lösung von Komponenten, so wird von dem Detektionssystem ein Bild erfasst, welches entsprechend der Inhomogenitäten Kontraste, d. h. verschiedene Intensitäten an verschiedenen Bildpunkten, d. h. helle Bereiche und dunklerer Bereiche, aufweist. Die Projektion entlang des Probendurchstrahlungsganges wird durch die telezentrische Optik erreicht, welche insbesondere zu einem konstanten Abbildungsmaßstab für verschiedene Objektpunkte entlang des Probendurchstrahlungsganges führt.
  • Die Öffnungsgröße der Aperturblende kann abhängig von den Anforderungen an eine Konstanz des Abbildungsmaßstabes und insbesondere abhängig von Anforderungen an eine Bildschärfe eingestellt werden. Insbesondere kann die Aperturblende einen kreisförmigen Lichtdurchtrittsbereich bereitstellen.
  • Der Probenbehälter oder die Küvette kann über einen gesamten Querschnitt (des Eintrittsfensters und/oder des Austrittsfensters) (oder zwischen 50% und 100%, insbesondere 60% und 80% des gesamten Querschnitts) mit einem Lichtstrahl in Richtung der optischen Achse durchstrahlt werden. Das Abbild der durchstrahlten Probe kann mittels eines bildgebenden Detektors aufgenommen werden.
  • Es können Küvetten mit bis zu 200 mm Länge (oder zwischen 50 mm und 200 mm) eingesetzt werden.
  • Mit konventionellen Abbildungssystemen muss für eine ausreichende Auflösung die Schärfeebene durch Nachfokussierung entlang der optischen Achse bewegt werden, weil es nicht möglich ist, eine über die Gesamtdurchstrahlungslänge der Küvette hinreichend große Tiefenschärfe zu erzielen. Nachteilig einer solchen konventionellen Lösung ist zum einen der Aufwand für die Nachführung, gravierender ist aber, dass die Homogenität nur durch eine Reihe von Bildern unterschiedlicher Schärfeebenen bzw. durch einen kontinuierlichen Film zu beurteilen ist.
  • Vor diesem Hintergrund ist es überraschend, dass es mit Hilfe einer telezentrischen Abbildung gelingt, über die volle Länge der Küvette eine ausreichend scharfe Auflösung zu erzielen, so dass mit einem einzigen Bild die Homogenität im gesamten Messvolumen beurteilt und belegt werden kann.
  • Dabei erfüllt die telezentrische Abbildung zumindest drei Aufgaben:
    • 1. Eine objektseitige Telezentrie sorgt dafür, dass der Querschnitt der Küvette über die gesamte Länge hinweg mit dem substanziell gleichen Abbildungsmaßstab auf den Detektor abgebildet wird.
    • 2. Die durch die kleine Telezentrieblende bewirkte geringe Apertur des Systems erzeugt eine sehr große Schärfentiefe, so dass das System ohne Nachfokussierung Inhomogenitäten an beliebiger Position innerhalb der Küvette mit praxisrelevanter Auflösung abbilden kann.
    • 3. In typischen Polarimetern ist der Strahlengang durch die Küvette stark kollimiert. Die Kombination aus quasiparalleler Beleuchtung und telezentrischer Detektion ist besonders geeignet, um Schlieren mit hohem Kontrast sichtbar zu machen. Somit können Inhomogenitäten vom obigen Typ 3 und 4 (mangelhafte Durchmischung und Probenverschleppung) besonders gut erkannt werden. Die telezentrische Detektion ist hier sowohl der visuellen Kontrolle wie auch Detektionssystemen mit normaler Abbildung deutlich überlegen.
  • Ein objektseitiger telezentrischer Strahlengang wird dazu verwendet, um Objekte ohne perspektivische Verzerrung zu erfassen. Die Eintrittspupille der telezentrischen Optik liegt im Unendlichen, so dass die Hauptstrahlen im Innenraum der Küvette alle parallel zur optischen Achse verlaufen. Der Durchmesser der Linse muss also mindestens so groß sein wie der Durchmesser oder die lineare Ausdehnung des Ein- oder Austrittsfensters der Küvette. Der Abbildungsmaßstab eines in der Küvette befindlichen Objekts (Blase, Schliere, ...) verändert sich über die gesamte Küvettenlänge (bei axialer Verschiebung entlang der optischen Achse bzw. der Probendurchstrahlungsganges) nicht. Ein objektseitig telezentrischer Strahlengang lässt sich am einfachsten durch eine einzelne Sammellinse mit einer Aperturblende in der objektseitigen Brennebene realisieren.
  • Um ein Abbild ausreichender Tiefenschärfe zu erzielen, wird zumindest eine einfach telezentrische Abbildung verwendet. Die telezentrische Optik zeichnet sich dadurch aus, dass die Ein- oder Austrittspupille im Unendlichen liegt.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die telezentrische Optik eine weitere Linse (oder ein weiteres Linsensystem) zwischen der Aperturblende und zumindest einen Teil des Detektionssystems, insbesondere einem Flächendetektor, auf, wobei die weitere Linse derart angeordnet ist, dass die Aperturblende in der objektseitigen Brennebene der weiteren Linse liegt, um eine zweifach telezentrische Abbildung einer Projektion der Probe entlang der optischen Achse auf dem Flächendetektor zu erreichen.
  • Durch die zweifach telezentrische Abbildung kann das Detektionssystem, insbesondere der Flächendetektor, entlang der optischen Achse verschoben werden, ohne die Abbildung (insbesondere hinsichtlich der Bildgröße) der Projektion der Probe entlang der optischen Achse auf dem Flächendetektor zu verändern. Damit kann größere Flexibilität zum Aufbau der Vorrichtung bereitgestellt werden. Auch führt eine Verschiebung der Probe relativ zu der Linse, der Aperturblende und der weiteren Linse zu keiner Änderung der Abbildung der Projektion der Probe entlang der optischen Achse auf dem Flächendetektor.
  • Damit kann ein Justage der einzelnen Komponenten der optischen Vorrichtung vereinfacht werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Lichterzeugungssystem ferner ausgebildet zum Erzeugen eines Messlichtstrahls (welcher eine Mehrzahl von Lichtstrahlen aufweist, welche sich zumindest approximativ entlang einer gleichen Richtung, insbesondere entlang der optischen Achse, ausbreiten) ausgebildet, wobei sich der Messlichtstrahl entlang einer optischen Achse durch die Probe ausbreitet. Dabei verläuft die optische Achse insbesondere durch das Eintrittsfenster und das Austrittsfenster des Probenbehälters, insbesondere der Küvette. Der Messlichtstrahl kann im Gegensatz zur, insbesondere homogenisierten oder homogenen, flächigen Beleuchtung eine laterale Struktur aufweisen, welche z. B. durch eine Struktur des Emitters hervorgerufen wird. Der Messlichtstrahl kann dabei insbesondere einen definierten Polarisationszustand haben.
  • Damit kann die optische Vorrichtung auch als ein Polarimeter ausgebildet sein.
  • Der zur Polarisationsmessung erzeugte Messstrahl kann dabei auch zur Überprüfung der Füllqualität verwendet werden, oder es wird ein zusätzliche Lichtquelle mit passenden Eigenschaften verwendet. Dazu können Elemente wie Strahlteiler und/oder Umlenkspiegel verwendet werden, um die Füllqualität unabhängig von der Polarimetermessung durchführen zu können. Neben den Messtrahlenquellen können auch beliebige zusätzliche Strahlungsquellen verwendet werden. Kriterium für diese Lampen ist der sichtbare Bereich des Spektrums und/oder darüber hinausgehende Spektrenanteile, die in Kombination mit einem passenden Detektor ein auswertbares Abbild des Füllzustandes ergeben.
  • Als Detektoren können für das Detektionssystem beliebige Flächendetektoren eingesetzt werden, z. B. CCD-Kamerachips, intensified CCDs, Diodenarrays, NMOS, CMOS), dabei kann gegebenenfalls auch der Detektor des Polarimeters ortsaufgelöst verwendet werden und das Bild in geeigneter Weise ortsaufgelöst abtasten. Der Detektor kann dabei über den gesamten Spektralbereich empfindlich sein oder aber auch nur über einen Teilbereich des Spektrums bzw. monochrom nur die Wellenlänge des Messlichtes auswerten und damit auch unempfindlich gegen Fremdlicht werden.
  • Um beliebige Inhomogenitäten in der Küvette über eine telezentrische Optik identifizieren zu können, sollte eine gleichmäßige Ausleuchtung des gesamten Küvettenquerschnitts mit dem homogenisierten Licht gewährleistet sein. Wird direkt der räumlich begrenzte Messstrahl als bildgebende Lichtquelle verwendet, so kann dieser z. B. mittels einer Aufweitungsoptik zu einem flächigen gerichteten Strahlenbündel aufgeweitet werden und/oder mittels eines Diffusors (Mattscheibe, Milchglasscheibe, holographische Folie) aufgeweitet und homogenisiert werden.
  • Wenn die Füllqualität sichergestellt ist, wird die Polarimetermessung gestartet. Dazu wird gegebenenfalls der Homogenisator und/oder die telezentrische Optik aus dem Messstrahl geklappt. Alternativ können die optischen Wege der Messstrahlen für Füllqualitätsprüfung und Polarisationsbestimmung durch teildurchlässige Bauteile und/oder Umlenkspiegel vor und/oder nach (stromaufwärts und/oder stromabwärts) der Küvette bzw. der Probe voneinander getrennt geführt werden.
  • Werden in all diesen Fällen durch visuelle Beurteilung des zweidimensionalen Bildes durch den Benutzer oder durch eine automatisierte oder halbautomatisierte Bilderkennung vorhandene Inhomogenitäten detektiert, so können je nach Art der Verunreinigung unterschiedliche Abläufe definiert werden. Beispielsweise kann versucht werden, Blasen durch aus dem Stand der Technik bekannte Methoden (siehe z. B. die in US 6,643,021 B1 offenbarten Methoden) zu entfernen. Beispielhaft seien hier händisches oder automatisches Verkippen der Küvette sowie Ultraschallanregung genannt.
  • Im Falle von vorliegenden Inhomogenitäten, wie Schlieren oder Verschleppungen, kann der Programmablauf eine automatisierte Reinigung und/oder Neubefüllung der Küvette vorsehen. In einer halbautomatischen Variante kann die Messung gestoppt werden und der Bediener durch eine Ausgabe am Bildschirm über Art und Größe der Verschmutzung informiert werden, gegebenenfalls mit einem Bildbeleg beziehungsweise kann auf die Größe des dadurch bedingten Messfehlers hingewiesen werden. Damit kann der Bediener entscheiden, ob die Messung trotz Artefakt erfolgen soll.
  • Die Erfindung bezieht sich auf Polarimeter, die isotrope Polarisationseigenschaften flüssiger Proben messen. Ein typisches Polarimeter umfasst gemäß einer Ausführungsform z. B.
    • • Lichtquelle(n)
    • • Mittel zur Formung und Führung des Messtrahls
    • • Mittel zur Präparation eines definierten Polarisationszustandes des Lichts (Polarisationszustandsgenerator, PSG)
    • • Küvette mit der zu untersuchenden Probe, die entlang der Küvettenachse mit dem Messstrahl durchstrahlt wird
    • • Mittel zum Analysieren der durch den Durchgang durch die Probe veränderten Polarisationseigenschaften des Messstrahls (Polarisationszustandsanalysator, PSA)
    • • Mittel zur spektralen Selektion des Lichts
    • • Mittel zur Bestimmung der Probentemperatur
    • • Mittel zur Detektion des die Apparatur durchstrahlenden Lichts
    • • Auswerteeinheit mit Anzeigeeinheit für die ermittelten Probeneigenschaften.
  • Generell ist die Erfindung für alle Polarimeter anwendbar, die die isotropen Polarisationseigenschaften flüssiger Proben untersuchen, unabhängig von der genauen unten beschriebenen Ausführungsform des Polarimeters. Eine Übersicht gibt R. A. Chipman, ”Polarimetry”, Chapter 22 in ”Handbook of Optics Vol II”, Michael Bass (ed.), Optical Society of America 1995.
  • Als geeignete Lichtquellen sind neben thermischen Lichtquellen (Glühlampen), Leuchtdioden, Leuchtdioden mit Wellenlängenkonversion, Superlumineszensdioden, Laser, breitbandige Entladungslampen, schmalbandige Entladungslampen, wie Hohlkathodenlampen, und insbesondere Niederdruck-Spektrallampen geeignet. Es können auch mehrere Lichtquellen automatisch oder manuell austauschbar sein oder permanent (z. B. mittels wellenlängenselektiver Elemente) zu einem Messstrahl kombiniert werden. Der Messstrahl kann ferner mit Diffusoren und/oder Homogenisatoren aufbereitet und mit Linsen oder Spiegeln geführt werden.
  • Polarisationszustandsgenerator (PSG) und Polarisationszustandsanalysator (PSA) können nach diversen Prinzipien ausgeführt sein. PSGs und PSAs mit feststehenden, rotierenden oder modulierten Polarisationsfiltern, Verzögerungsplatten, Polarisationskompensatoren und Strahlteilern sind gemäß Ausführungsformen der Erfindung einsetzbar. Weitere Ausführungsformen von PSGs, PSAs sowie die zugehörigen Mess- und Auswertungstechniken werden auch in R. M. A. Azzam, ”Ellipsometry”, Chapter 27 in ”Handbook of Optics Vol II”, Michael Bass (ed.), Optical Society of America 1995 im Zusammenhang mit Ellipsometern beschrieben, sie lassen sich aber auch in allgemeinen Polarimetern verwenden.
  • Je nach Ausführungsform von PSG, PSA und Auswertealgorithmus können als Probeneigenschaft alle oder einige Komponenten der Müllermatrix der Probe bestimmt werden. Ein Beispiel ist die optische Aktivität der Probe, die durch die von der Probe verursachte Drehung der Polarisationsrichtung linear polarisierten Lichts gemessen wird.
  • Die Polarisationseigenschaften von Proben hängen in der Regel von der Wellenlänge des Lichts ab, daher kann eine wellenlängenselektive Messung durchgeführt werden. Zur spektralen Selektion können z. B. Farbfilter, Interferenzfilter, Monochromatoren oder simultan mehrkanalige spektral selektive Detektoren (z. B. Arrayspektrometer) verwendet werden. Eine spektrale Feinjustage kann z. B. durch das Verkippen von Interferenz-Bandpassfiltern, das Verschieben von Interferenz-Verlaufsfiltern oder das Variieren der Emittertemperatur der Lichtquelle erfolgen.
  • Die Polarisationseigenschaften von Proben hängen in der Regel auch von der Probentemperatur ab, daher kann diese durch in die Probe eintauchende oder an der Küvette angebrachte Temperaturfühler gemessen werden.
  • Als Detektoren sind insbesondere Photomultiplier, Photodioden, Avalachedioden, sowie CCD, NMOS und CMOS Detektoren möglich.
  • Als ein Beispiel misst ein Polarimeter die optische Aktivität einer Substanz. Als optische Aktivität wird die Eigenschaft chemischer Verbindungen bezeichnet, im festen Zustand oder in Lösung die Ebene von polarisiertem Lichts beim Durchgang um einen für die betreffende Verbindung charakteristischen Betrag zu drehen (Drehwert).
  • Optisch aktive Substanzen spielen in vielen Forschungsbereichen eine große Rolle, besonders aber in der Erforschung und Produktion von chiralen Molekülen in der chemischen und pharmazeutischen Industrie, in der Lebensmittelindustrie (beispielsweise bei der Charakterisierung von Zucker und Stärke) bis hin zur Überwachung und Regelung von physikalischchemischen und biotechnischen Prozessen.
  • Zur Bestimmung des Drehwertes α wird dabei die zu untersuchende Probe zwischen zwei Polarisationsfilter (Nicol'sche Prismen, Glan-Thompson-Polarisatoren, oder Turmalinplättchen oder Folienpolarisatoren) gebracht. Im 1. Filter (Polarisator) wird das parallel einfallende Licht polarisiert. Steht der 2. Filter (Analysator) um 90° gegen den Polarisator gedreht, so tritt kein Licht hindurch. Bringt man nun die optisch aktive Substanz (die flüssige Probe) zwischen die Filter, so dreht diese die Polarisationsrichtung des durchlaufenden Lichtes und man muss den Analysator oder den Polarisator um einen Winkel nachdrehen, um wieder die Auslöschung zu erreichen. Dieser Drehwinkel ist dem Drehvermögen der Substanz und ihrer Konzentration proportional.
  • Eine Quelle mit Polarisator kann den polarisierten Messstrahl definierter Wellenlänge erzeugen und die zu untersuchende Probe entlang der optischen Achse durchstrahlen. Die Polarimeterküvette kann die zu untersuchende Probe enthalten und kann zumindest an ihren zur optischen Achse senkrechten Endflächen für die Messstrahlung transparent sein. Der Polarisationszustand des durch die Probe gedrehten Messstrahls kann mittels einer Auswerteeinheit überprüft werden, wobei ein Analysator, der zumeist am Ausgang der Küvette angeordnet ist, sowie ein Detektor, der zumindest eine Intensität des Messstrahls ermittelt, verwendet wird. Die Ergebnisse können einer Auswerte- und Anzeigeeinheit zugeführt werden, die Analyse kann beispielsweise mittels definierter Drehung des Analysators mit einem Motor erfolgen. Die Regelung kann auf Basis des vom Detektor übermittelten Intensitätswertes der Messstrahlung durch Vorgabe z. B. von Schritten für einen Schrittmotor erfolgen. Zusätzlich kann zumeist auch eine Temperaturmessung erfolgen.
  • Das Messprinzip lässt sich im Detail durch unterschiedlich aufgebaute Messgeräte realisieren, beispielsweise kann nicht nur der Analysator sondern auch der Polarisator mittels eines Motors gedreht werden, bis die Drehung durch die untersuchte Substanz kompensiert wird. Dazu kann die Polarisationsebene des Messstrahls mittels Faradaymodulator frequenzvariiert werden und am Detektor mit derselben Frequenz das Messsignal detektiert werden, um Störeinflüsse (Streulicht) zu kompensieren. Derartige Messungen können in Richtung minimaler Intensität (Polarisator und Analysator sind gekreuzt) verlaufen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die optische Vorrichtung, insbesondere das Polarimeter, einen Polarisationszustandsgenerator auf, welcher stromaufwärts (bezogen auf eine Ausbreitungsrichtung des Messlichtstrahls) von der Probe in der optischen Achse angeordnet ist und eingerichtet ist, zusammen mit dem Lichterzeugungssystem den Messlichtstrahl mit einem definierten Polarisationszustand zu erzeugen.
  • Der Polarisationszustand kann z. B. ein linear polarisierter Zustand oder ein zirkular polarisierter Zustand oder ein elliptisch polarisierter Zustand des Messlichtstrahls sein. Der Polarisator kann z. B. lediglich derartiges Licht passieren lassen, welches linear entlang einer bestimmten Richtung polarisiert ist, wobei diese Richtung durch Verdrehen des Polarisators einstellbar sein kann. Damit kann in einfacher Weise ein Polarimeter aufgebaut werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die optische Vorrichtung ferner einen in der optischen Achse angeordneten Homogenisator auf, wobei das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene, insbesondere homogenisierte, Licht mittels eines Durchtritts des Messlichtstrahls durch den Homogenisator erzeugt ist.
  • Der Homogenisator kann einen Diffusor umfassen. Der Diffusor kann beispielsweise eine opake Scheibe, etwa eine Glasscheibe, insbesondere eine Milchglasscheibe umfassen. Mittels des Diffusors wird Licht des Messlichtstrahls in eine Mehrzahl von Lichtstrahlen konvertiert, welche verschiedene Ausbreitungsrichtungen aufweisen. Damit kann eine diffuse Beleuchtung der Probe erreicht werden. Ferner kann eine einzelne oder einzige Lichtquelle genügen, um sowohl den Messlichtstrahl als auch Licht für die homogene flächige Beleuchtung zu erzeugen. Somit kann die optische Vorrichtung vereinfacht werden.
  • Ist die verwendete Lichtquelle inhärent inhomogen, kann diese durch diverse im Stand der Technik bekannte Verfahren (etwa mittels eines Homogenisators) homogenisiert werden. Insbesondere können Diffusoren wie Mattscheiben, Milchglasscheiben, holographische Folien, strukturierte diffraktive Elemente, Mikrolinsenarrays, aber auch Lichtleiter, insbesondere Glasfasern sowie Lichtleiter mit vieleckigem Querschnitt verwendet werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform können Inhomogenitäten der bildgebenden Lichtquelle durch rechnerische Verfahren in der Auswerteeinheit softwareseitig unterdrückt bzw. nachträglich korrigiert werden. Dazu kann z. B. ein Referenzbild einer homogen befüllten Küvettte dienen: Gemäß dieser Ausführungsform wird auf Vorrichtungen zur Homogenisierung einer Lichtquelle mit für die flächige Beleuchtung inhärent ungenügender Homogenität verzichtet. Stattdessen wird das zweidimensionale Bild des Flächendetektors in einer Auswerteeinheit durch Software homogenisiert, beispielsweise, indem ein Referenzbild mit einer homogen befüllten Küvette (etwa zur Kalibrierung) herangezogen wird. Geeignete Algorithmen können die in diesem Referenzbild sichtbaren Inhomogenitäten aufgrund der nicht homogenen Beleuchtung mit den im Folgenden aufgenommenen Bildern verrechnen, so dass nur die durch die Probe verursachten Inhomogenitäten dargestellt werden. Die weitere Erkennung von Proben-Inhomogenitäten basiert dann auf dem so korrigierten zweidimensionalen Bild.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Homogenisator aus der optischen Achse ausschwenkbar und in die optische Achse einschwenkbar, um alternativ entweder den Messlichtstrahl oder das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene, insbesondere homogenisierte, Licht auf die Probe zu richten.
  • Dabei werden gemäß dieser Ausführungsform der Messlichtstrahl und das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene homogene Licht nicht gleichzeitig auf die Probe gerichtet, sondern zeitlich verschoben bzw. hintereinander. Damit kann auf einfache Weise zum Detektieren der Inhomogenitäten innerhalb der Probe mittels Einschwenkens des Homogenisators das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene, insbesondere homogene, Licht auf die Probe gerichtet werden und zum Bestimmen der polarisationsändernden Eigenschaften der Probe der Homogenisator aus der optischen Achse ausgeschwenkt werden, um somit den Messlichtstrahl auf die Probe zu richten.
  • Somit kann die optische Vorrichtung in einfacher und kompakter Weise konstruiert sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Lichterzeugungssystem eine erste Lichtquelle zum Erzeugen des zum flächigen Bestrahlen vorgesehenen, insbesondere homogenen, Lichts und eine zweite Lichtquelle zum Erzeugen des Messlichtstrahls auf, wobei die Vorrichtung einen Beleuchtungsspiegel aufweist, um das homogene Licht und/oder den Messlichtstrahl auf die Probe zu richten. Das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene, insbesondere homogene, Licht und der Messlichtstrahl können dabei gleichzeitig oder zeitlich nacheinander auf die Probe gerichtet werden. Bereitstellen einer ersten Lichtquelle und einer zweiten Lichtquelle ermöglicht insbesondere die Verwendung verschiedener Wellenlängenbereiche des homogenen Lichts bzw. des Messlichtstrahls.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Beleuchtungsspiegel teilweise durchlässig, insbesondere halbdurchlässig, um gleichzeitig sowohl das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene, insbesondere homogene, Licht als auch den Messlichtstrahl auf die Probe zu richten. Hierbei kann der Beleuchtungsspiegel insbesondere fest installiert sein, d. h. nicht bewegbar oder schwenkbar sein.
  • Ferner kann das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene, insbesondere homogene, Licht insbesondere keine Wellenlänge aufweisen, welche in dem Messlichtstrahl enthalten ist. Das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene, insbesondere homogene, Licht einerseits und der Messlichtstrahl andererseits können somit durch verschiedene Wellenlängen von Licht gebildet sein. Dabei kann das Detektionssystem zumindest eine Wellenlänge-selektierende Komponente, insbesondere ein Filter, aufweisen. Das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene, insbesondere homogene, Licht kann dabei durch Licht eines ersten Wellenlängenbereiches gebildet sein und der Messlichtstrahl kann dabei durch Licht eines zweiten Wellenlängenbereiches gebildet sein, wobei der erste Wellenlängenbereich verschieden von dem zweiten Wellenlängenbereich sein kann. Damit kann mittels stromabwärts angeordneter Filterkomponenten ein Trennen des zum flächigen Bestrahlen vorgesehenen, insbesondere homogenen Lichts von dem Messlichtstrahl vorgenommen werden, um die Inhomogenitätsmessung zuverlässig von der Polarisationsmessung zu trennen. Damit kann eine Vermessung der flüssigen Probe verbessert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Beleuchtungsspiegel bewegbar, insbesondere schwenkbar, um bei verschiedenen Positionierungen des Beleuchtungsspiegels (welcher in diese verschiedenen Positionierungen bewegbar ist) alternativ entweder das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene, insbesondere homogene, Licht oder den Messlichtstrahl auf die Probe zu richten. Damit kann auf einfache Weise Licht zur Inhomogenitätsmessung bzw. Licht zur Polarisationsmessung bereitgestellt werden. Dabei kann das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene, insbesondere homogene, Licht insbesondere eine Wellenlänge aufweisen, welche einer Wellenlänge des Messlichtstrahls gleicht. Insbesondere kann der erste Wellenlängenbereich dem zweiten Wellenlängenbereich gleichen. Diese Ausführungsform kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn das Lichterzeugungssystem lediglich eine Lichtquelle enthält. Diese Lichtquelle kann Licht des ersten Wellenlängenbereiches erzeugen, welcher dem zweiten Wellenlängenbereich gleichen kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung ferner einen Polarisationszustandsanalysator zum Ändern des Polarisationszustandes von durch die Probe hindurch getretenem Licht auf, wobei der Polarisationszustandsanalysator in einem Analysestrahlengang stromaufwärts zumindest eines Teils des Detektionssystems angeordnet werden kann oder angeordnet ist.
  • Der Polarisationszustandsanalysator kann insbesondere durch einen Polarisator (auch Analysepolarisator genannt) realisiert sein. Der Analysepolarisator kann zum Analysieren des Polarisationszustandes nach Durchtritt des Lichts durch die Probe verwendet werden. Dazu kann der Analysepolarisator insbesondere verdrehbar sein, um Licht, insbesondere linear polarisiertes Licht, verschiedener Polarisationszustände hindurch treten zu lassen. Insbesondere kann das durch die Probe getretene Licht linear polarisiertes Licht umfassen, welches entlang einer ersten Richtung linear polarisiert ist. Der Analysepolarisator kann derart verdreht werden, um lediglich Licht eines linearen Polarisationszustandes hindurch treten zu lassen, welches Licht linear in einer zweiten Richtung polarisiert ist. Die zweite Richtung kann dabei insbesondere senkrecht auf der ersten Richtung stehen, um eine Minimierung einer von dem Detektionssystem detektierten Lichtintensität zu erreichen. Die Orientierung des Analysepolarisators kann dabei die Änderung des Polarisationszustandes aufgrund der Durchstrahlung durch die Probe anzeigen bzw. bestimmbar machen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Detektionssystem in dem Analysestrahlengang einen Flächendetektor zumindest zum Detektieren von Licht, welches von Transmissionen des zum flächigen Bestrahlen vorgesehenen, insbesondere homogenen, Lichts durch die Probe herrührt, auf. Der Flächendetektor kann dabei zur Detektion eines Bildes der Probe verwendet werden, welches durch die telezentrische Abbildung der Projektion der Probe entlang der optischen Achse entsteht.
  • Dann können insbesondere nach einer Analyse des Bildes Inhomogenitäten der Probe, insbesondere aus einem ermittelten Kontrast in dem Bild, ermittelt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Flächendetektor zum Detektieren des durch die Probe transmittierten Messlichtstrahls eingerichtet, insbesondere wenn der Polarisationszustandsanalysator in dem Analysestrahlengang eingeschwenkt ist. Hierbei kann der Flächendetektor sowohl zur Erfassung des Bildes zum Vermessen der Inhomogenititäten der Probe verwendet werden als auch zur Durchführung der Polarisationsmessung der Probe verwendet werden. Wenn der Flächendetektor zum Vermessen der polarisationsändernden Eigenschaften der Probe verwendet wird, kann die telezentrische Optik aus dem Analysestrahlengang ausgeschwenkt sein oder alternativ auch eingeschwenkt bleiben. Änderungen des Polarisationszustandes des Messlichtstrahls aufgrund des Durchtritts durch die Linse und/oder die weitere Linse können zur Bestimmung der polarisationsändernden Eigenschaften der Probe mitberücksichtigt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die telezentrische Optik während der Polarisationsmessung in dem Strahlengang befindlich. Dabei können die Linse(n) für die telezentrische Optik so gewählt werden, dass sie die Messung des Drehwertes nicht beeinflussen (etwa rotationssymmetrische Ausführung). Falls die Linse(n) eine zusätzliche Drehung verursachen, dann ist dies korrigierbar bzw. kann bei der Bestimmung des Drehwertes der Probe berücksichtigt werden. Wenn die Aperturblende der telezentrischen Optik zu klein ist, kann sie während der Polarisationsmessung weiter geöffnet werden. Ein zusätzlicher Fotodetektor zur Durchführung der Polarisationsmessung ist gemäß dieser Ausführungsform nicht erforderlich.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Flächendetektor sowohl zur Erfassung des Bildes zum Vermessen der Inhomogenititäten der Probe verwendet als auch zur Durchführung der Polarisationsmessung der Probe. Die telezentrische Optik ist während der Polarisationsmessung in dem Strahlengang befindlich und etwaige polarisationsändernde Eigenschaften der telezentrischen Optik werden bestimmt und korrigiert, ggf. für jeden Bildpunkt (Pixel) separat. Die Information für die polarimetrische Messung kann dann aus dem zweidimensionalen Bild des Flächendetektors gewonnen werden, insbesondere, indem über einen Bereich des etwaig polarisationskorrigierten Bildes integriert wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird wie oben beschrieben der Flächendetektor sowohl zur Erfassung des Bildes zum Vermessen der Inhomogenititäten der Probe verwendet als auch zur Durchführung der Polarisationsmessung der Probe. Wenn in einem Teilbereich des zweidimensionalen Bildes des Flächendetektors Inhomogenitäten, insbesondere Blasen oder Partikel, erkannt werden, können diese Bereiche für die polarimetrische Messung verworfen werden. Insbesondere kann für die polarimetrische Messung über die nicht von Inhomogenitäten betroffenen Bereiche integriert und/oder gemittelt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird wie oben beschrieben die polarimetrische Messung aus dem zweidimensionalen Bild des Flächendetektors gewonnen. In dieser Ausführungsform kann eine der Anordnungen gewählt werden, wie sie für bildgebende Polarimeter im Stand der Technik bekannt sind. Bei bildgebenden Polarimetern enthalten die Bildpunkte jeweils eine lokale Polarisationsinformation.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zur Bestimmung der homogenen Polarisationseigenschaften der flüssigen Probe über die ortsaufgelöste Polarisationsinformation des zweidimensionalen Bildes gemittelt. Insbesondere können dabei durch Inhomogenitäten betroffene Bereiche verworfen werden. (Inhomogenität können im zweidimensionalen Bild mit ortsaufgelöster Polarisationsinformation insbesondere daran erkannt werden, dass der Polarisationskontrast einen Schwellwert übersteigt) Dabei kann die ortsaufgelöste Polarisationsinformation des zweidimensionalen Bildes zu einer verbesserten Erkennung von Inhomogenitäten führen, da die Polarisationsinformation für Inhomogenitäten besonders sensitiv ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Analysestrahlengang einen ersten Analysestrahlengang und einen von dem ersten Analysestrahlengang verschiedenen zweiten Analysestrahlengang auf, wobei das Detektionssystem in dem ersten Analysestrahlengang den Flächendetektor zum Detektieren von Licht, welches von Transmission des zum flächigen Bestrahlen vorgesehenen, insbesondere homogenisierten oder homogenen, Lichts durch die Probe herrührt, und in dem zweiten Analysestrahlengang stromabwärts des Polarisationszustandsanalysators einen Fotodetektor zum Detektieren des durch die Probe transmittierten Messlichtstrahls aufweist.
  • Der Fotodetektor kann dabei insbesondere eine höhere Empfindlichkeit aufweisen als einzelne Pixel des Flächendetektors, was eine Genauigkeit oder Empfindlichkeit der Polarisationsmessung verbessern kann. Auch kann die telezentrische Optik lediglich in dem ersten Analysestrahlengang angeordnet sein, ohne in dem zweiten Analysestrahlengang angeordnet zu sein. Die telezentrische Optik muss auch nicht bewegbar bzw. verschwenkbar sein, sondern kann fest innerhalb des ersten Analysestrahlenganges installiert sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung ferner einen Strahlteiler auf, welcher zwischen der Probe und dem Detektionssystem angeordnet ist, um gleichzeitig einen Teil von durch die Probe transmittiertem Licht entlang des ersten Analysestrahlenganges auf den Flächendetektor und einen anderen Teil von durch die Probe transmittiertem Licht entlang des zweiten Analysestrahlengangs auf den Fotodetektor zu lenken. Der Strahlteiler kann insbesondere einen Teil von Licht hindurchtreten lassen und den anderen Teil von Licht reflektieren. Der Strahlteiler kann auch als ein dichroitischer Strahlteiler ausgebildet sein, welcher wellenlängenabhängig einen Teil von Licht reflektiert und einen anderen Teil von Licht transmittieren lässt. Damit kann der Analysestrahlengang zuverlässig in den ersten Analysestrahlengang und den zweiten Analysestrahlengang aufgeteilt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung ferner einen Reflektor auf, welcher zwischen der Probe und dem Detektionssystem bewegbar, insbesondere einschwenkbar und ausschwenkbar, angeordnet ist, um alternativ (d. h. nicht gleichzeitig) durch die Probe transmittiertes Licht entweder entlang des ersten Analysestrahlengangs auf den Flächendetektor oder entlang des zweiten Analysestrahlengangs auf den Fotodetektor zu lenken. Damit kann eine Inhomogenitätsmessung der Probe vor oder nach einer Polarisationsmessung der Probe durchgeführt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung ferner ein Prozessierungs- und Steuersystem auf, welches Signale von dem Detektionssystem empfängt, basierend auf welchen das Prozessierungs- und Steuersystem ein zweidimensionales Bild der durchstrahlten Probe bestimmt (welches eine Projektion der durchstrahlten Probe repräsentieren kann), wobei das Prozessierungs- und Steuersystem insbesondere ausgebildet ist, das zweidimensionale Bild mittels Bildverarbeitung zu analysieren (insbesondere hinsichtlich eines Kontrastes innerhalb des Bildes), um eine Inhomogenität, insbesondere Luftblasen und/oder Schlieren, innerhalb der Probe zu detektieren. Das Prozessierungs- und Steuersystem kann dabei einen Prozessor und/oder einen Speicher umfassen, wobei der Prozessor durch ein Programmelement gesteuert sein kann, mittels welches eine Prozessierung bzw. eine Analyse des zweidimensionalen Bildes durchgeführt wird.
  • Luftblasen und/oder Schlieren können in dem zweidimensionalen Bild insbesondere Bereiche höherer oder niedrigerer Intensität repräsentieren als umliegende Bereiche des Bildes.
  • Insbesondere kann das Prozessierungs- und Steuersystem ausgebildet sein, den Kontrast des zweidimensionalen Bildes zu untersuchen und kann beispielsweise eine Inhomogenität detektieren, wenn der Kontrast in dem zweidimensionalen Bild einen Schwellwert überschritten hat. Weiterhin können insbesondere geometrische Abweichungen des zweidimensionalen Bildes von einem Referenzbild einer homogen befüllten Küvette bestimmt werden. Hierzu sind im Stand der Technik diverse Verfahren bekannt, welche angewendet werden können.
  • Wenn das zweidimensionale Bild ortsaufgelöste Polarisationsinformation enthält, kann eine Inhomogenität insbesondere daran erkannt werden, dass der Polarisationskontrast einen Schwellwert übersteigt.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Prozessierungs- und Steuersystem ausgebildet, den Polarisationszustandsgenerator (in dem Beleuchtungsstrahlengang) und/oder den Polarisationszustandsanalysator (in dem Analysestrahlengang) anzusteuern, so dass eine Orientierung einer Polarisationsrichtung von Licht, welches von dem Polarisationszustandsgenerator und/oder dem Polarisationszustandsanalysator durchgelassen wird, eingestellt wird, um insbesondere eine von den Detektionssystemen detektierte Intensität zu minimieren.
  • Dabei kann das Prozessierungs- und Steuersystem insbesondere ausgebildet sein, aus der eingestellten Orientierung mindestens eine optische Eigenschaft der Probe, insbesondere einen Drehwert einer Verdrehung einer Polarisationsrichtung des Lichts aufgrund der Durchstrahlung der Probe mit der Messstrahlung und/oder eine Konzentration einer optisch aktiven Komponente in der Probe, zu ermitteln. Damit kann eine zuverlässige Polarisationsmessung durchgeführt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung ferner einen Aktuator, insbesondere einen Elektromotor, auf, um den Homogenisator und/oder den Reflektor und/oder den Polarisationszustandsanalysator in die optische Achse bzw. den Analysestrahlengang einzuschwenken oder auszuschwenken. Damit kann alternativ eine Inhomogenitätsmessung und/oder eine Polarisationsmessung durchgeführt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung ferner einen Probenhalter zum Haltern eines Probenbehälters, insbesondere einer Küvette, zum Aufnehmen der Probe auf. Dabei kann der Probenhalter derart ausgebildet sein, dass der Probenbehälter derart relativ zu den anderen Komponenten der optischen Vorrichtung angeordnet werden kann, dass ein Austritts- und ein Eintrittsfenster des Probenbehälters in der optischen Achse angeordnet sind. Die optische Vorrichtung kann insbesondere ferner einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur der Probe aufweisen, wobei der Temperatursensor insbesondere an dem Probenbehälter befestigbar sein kann.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die optische Vorrichtung lediglich eine einzige Lichtquelle und einen einzigen Flächendetektor, sowie eine telezentrische Optik stromaufwärts des Flächendetektors. Ein Homogenisator ist aus dem Beleuchtungsstrahlengang einklappbar bzw. ausklappbar, um alternativ entweder homogenes Licht oder einem Messlichtstrahl auf die Probe zu richten.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die optische Vorrichtung lediglich eine einzige Lichtquelle mit inhärent homogener Abstrahlcharakteristik und einen einzigen Flächendetektor, sowie eine telezentrische Optik stromaufwärts des Flächendetektors. Auf einen separaten Homogenisator kann dann verzichtet werden.
  • Generell kann alternativ entweder der Messstrahl/polarisierte Strahl oder das homogenisierte Licht zur Detektion der Inhomogenitäten aus der optischen Achse gelenkt oder gespiegelt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt schematisch eine als Polarimeter ausgebildete optische Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 zeigt schematisch eine objektseitig telezentrische Optik, wie sie in dem Polarimeter der 1 verwendet wird;
  • 3 zeigt schematisch eine optische Vorrichtung, insbesondere Polarimeter, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 4 zeigt schematisch eine objektseitig und bildseitig telezentrische Optik, wie sie in dem Polarimeter der 3 verwendet wird.
  • Detaillierte Beschreibungen von einigen Ausführungsformen
  • 1 zeigt schematisch eine optische Vorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche optische Vorrichtung als ein Polarimeter ausgebildet ist.
  • Die optische Vorrichtung 100 weist eine Lichtquelle 101 auf, welche ein Lichterzeugungssystem zum Erzeugen sowohl von homogenisiertem oder homogenem (d. h. mit lateral homogener Intensitätsverteilung) Licht 110 als auch zum Erzeugen eines Messlichtstrahls 103 repräsentiert. Die Lichtquelle 101 umfasst dazu nicht illustrierte Strahlformungsoptik, um einen Messlichtstrahl 103 bestehend aus parallelen Lichtstrahlen zu formen. Zum Erzeugen eines definierten Polarisationszustandes des Messlichtstrahls 103 umfasst die optische Vorrichtung 100 einen Polarisator 105, dessen Orientierung durch einen nicht illustrierten Aktuator eingestellt werden kann. Der Messlichtstrahl 103, welcher entlang der optischen Achse 107 in der 1 von links nach rechts fortschreitet, hat somit nach Durchtritt durch den Polarisator 105 einen definierten Polarisationszustand.
  • Die optische Vorrichtung 100 umfasst ferner einen Homogenisator 109, welcher mittels eines Motors 111 über einen Arm 113 in die optische Achse 107 ein- bzw. ausgefahren werden kann. Der Homogenisator 109 wird verwendet, um aus dem Messlichtstrahl 103 bei Durchtritt durch den Homogenisator 109 Licht 110 mit einer gleichmäßigen Intensitätsverteilung zum flächigen Bestrahlen der Probe 115, die sich in der Küvette 117 befindet, zu erzeugen.
  • Falls die polarisationsändernden Eigenschaften der Probe 115 vermessen werden sollen, ist dazu der Homogenisator 109 aus dem der optischen Achse 107 entfernt, um somit den Messlichtstrahl 103, welcher aus parallelen Lichtstrahlen eines definierten Polarisationszustandes besteht, durch ein Eintrittsfenster 119 auf die Probe 115 und durch die Probe 115 hindurch durch ein Austrittsfenster 121 zu richten.
  • Die optische Vorrichtung 100 umfasst stromabwärts der Probe 115 einen Strahlteiler 123, welcher einen Analysestrahlengang 122 in einen ersten Analysestrahlengang 125 und einen zweiten Analysestrahlengang 127 aufteilt.
  • In dem ersten Analysestrahlengang 125 ist eine telezentrische Optik 129 mit einer Sammellinse bzw. einem Linsensystem 131 und einer Aperturblende 133 stromaufwärts eines Flächendetektors 135 angeordnet. Die Aperturblende 133 ist dabei in der bildseitigen Brennebene 134 der Linse bzw. des Linsensystems 131 angeordnet. Die Aperturblende 133 weist ein Durchtrittsfenster eines einstellbaren Durchmessers D auf. Bei homogener Beleuchtung der Probe 115, d. h. bei in die optische Achse 107 eingefahrenem Homogenisator 109, wird die Probe 115 mit homogenem Licht 110 beleuchtet und es wird mittels der telezentrischen Optik 129 eine Projektion der Probe 115 entlang der optischen Achse 107 auf den Flächendetektor 135 in Form eines zweidimensionalen Bildes abgebildet.
  • Mittels einer Steuerungs- und Auswertungskomponente 137 wird in das zweidimensionale Bild der Projektion der Probe 115 im Hinblick auf Inhomogenitäten ausgewertet bzw. untersucht. Dabei wird entweder visuell durch den Benutzer oder insbesondere mittels Bilderkennungssoftware oder Bildverarbeitungssoftware das Vorhandensein von Blasen, Schlieren, Fremdkörpern etc. automationsunterstützt festgestellt. Gegebenenfalls kann ein solches Bild auf eine Anzeigeeinheit des Polarimeters bzw. der optischen Vorrichtung 100 dargestellt werden. Für eine Messung der Homogenität bzw. Inhomogenität der Probe 115 ist wie oben ausgeführt, der Homogenisator 109 in der optischen Achse (bzw. dem Beleuchtungsstrahlengang) 107 angeordnet.
  • Um alternativ, d. h. zu einem anderen Zeitpunkt, die optischen Eigenschaften bzw. die polarisationsverändernden Eigenschaften der Probe 115 vermessen zu können, wird der Homogenisator 109 mittels des Aktuators 111 aus dem Beleuchtungsstrahlengang 107 entfernt, so dass der Messlichtstrahl 103 mit einem definierten Polarisationszustand bestehend aus parallelen Lichtstrahlen auf die Probe 115 und durch sie hindurch gerichtet wird. Dazu wird ferner der Teil von Licht ausgewertet, welcher mittels des Strahlteilers 123 entlang des zweiten Beleuchtungsstrahlenganges 127 umgeleitet wurde. Dieser Teil des Lichts in dem zweiten Analysestrahlengang 127 fällt durch einen Analysepolarisator 139 und wird mittels eines Fotodetektors 141 hinsichtlich der Intensität des durchgelassenen Lichtes detektiert.
  • Weitere Bauteile eines typischen Polarimeters, wie beispielsweise Fenster, Blenden, Faraday-Polarisator, Glan-Thompson-Polarisator etc. sind hier der Deutlichkeit halber nicht dargestellt.
  • Elektrische Signale, welche der Intensität des registrierten Lichts entsprechen, werden auch an die Steuerungs- und Auswerteeinheit 137 geführt. Mittels eines Motors 143 kann der Analysepolarisator 139 auf entsprechende Steuersignale des Steuerungs- und Prozessierungsmoduls 137 hin verdreht werden, um eine Intensität von Licht, welches von dem Fotodetektor 141 registriert wird, zu minimieren. Aus der Orientierung des eingestellten Analysepolarisators 139 kann sodann der Winkel (Drehwert) bestimmt werden, um den die Polarisationsrichtung des Messlichtstrahles 103 aufgrund des Durchtritts durch die Probe 115 verdreht worden ist. Aus diesem Drehwert kann wiederum eine Eigenschaft der Probe, wie etwa eine Konzentration von zumindest einer optisch aktiven Komponente, von dem Steuerungs- und Prozessierungssystem 137 bestimmt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Flächendetektor 135 sowohl für die Polarisationsmessung wie auch für die Erkennung von Inhomogenitäten genutzt werden. Ein zusätzlicher Fotodetektor 141 ist in einem solchen Fall nicht notwendig. Für diese kombinierte Verwendung des Flächendetektors 135 ist der Analysepolarisator 139 in dem zweiten Analysestrahlengang 125 entweder stromaufwärts der telezentrischen Optik 129 oder stromabwärts der telezentrischen Optik 129 angeordnet.
  • Die Aperturblende 133 oder auch Telezentrierblende 133 genannt, kann als ein fest in der Fokusebene 134 der Linse 131 montiertes transmissives LCD-Element realisiert sein, das umschaltbar wahlweise den gesamten Strahlquerschnitt der Messstrahlung 103 für die polarimetrische Messung passieren lässt oder im umgeschalteten Zustand nur einen kleinen zentralen Bereich des Strahls passieren lässt, um so als Telezentrierblende zu wirken. Das LCD-Element kann so ausgeführt sein, dass sich mehrere Durchmesser der Blendenöffnung (Durchmesser D in 1) einstellen lassen können, so dass abhängig von der Lichtschwächung durch eine gegebenenfalls stark absorbierende Probe ein optimales Verhältnis von Lichtstärke einerseits und Telezentrierwirkung sowie Schärfentiefe andererseits eingestellt werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die Aperturblende 133 eine Irisblende als im Durchmesser D variable Telezentrierblende aufweisen. Die Telezentrierblende 133 kann somit als ein mechanisch in seiner Größe veränderbares Element ausgeführt sein, wobei die Größe des Durchtrittfensters variiert werden kann, beispielsweise auf mechanischem Wege, wie etwa durch eine Irisblende.
  • Ein Temperaturfühler 118 übermittelt Daten, die die Temperatur anzeigen, an das Steuerungs- und Prozessierungssystem 137.
  • 2 zeigt Details der telezentrischen Abbildung, wie sie in dem Polarimeter 100 der 1 verwendet wird. Die telezentrische Abbildung der telezentrischen Optik 229 bildet die Projektion der Probe 215 entlang der optischen Achse 207 auf in einer Fläche angeordnete Pixelelemente des Flächendetektors 235 ab. Dazu wird die Probe mittels einer Lichtquelle 201 und einem Homogenisator 209 mit homogenisiertem Licht 210 flächig beleuchtet.
  • Von einem Punkt 245 der Probe 215 gehen Lichtstrahlen 247 aus, welche mittels der Linse 231 der telezentrischen Optik 229 zum Brennpunkt in der Brennebene 234 hin gebrochen werden. Der Brennpunkt ist dabei durch Bezugszeichen 249 bezeichnet. Die Aperturblende 233 ist in der bildseitigen Brennebene der Linse 231 angeordnet, welche die Brennweite f hat, wie in 2 illustriert ist. Der Objektpunkt 245 wird somit auf den Bildpunkt 251 abgebildet, wie von dem Flächendetektor 235 registriert wird. Ein anderer Objektpunkt 253, welcher von der optischen Achse 207 genauso weit entfernt ist und in der gleichen Richtung entfernt ist wie der Objektpunkt 245, wird ebenfalls mit gleichem Abbildungsmaßstab auf den Bildpunkt 251 abgebildet, auf den auch der Objektpunkt 245 abgebildet wird. Der Bildpunkt 251 enthält somit Informationen über eine Projektion der Probe 215 entlang der optischen Achse 207. Werden weitere Objektpunkte der Probe 215 betrachtet, welche entlang verschiedener Richtung und mit verschiedenen Abständen von der optischen Achse 207 angeordnet sind, entsteht somit auf dem Flächendetektor 235 ein zweidimensionales Bild, welches eine Projektion der Probe 215 entlang der optischen Achse 207 darstellt.
  • 3 illustriert schematisch eine optische Vorrichtung 300 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Gegensatz zu der optischen Vorrichtung 100, welche in 1 illustriert ist, weist die optische Vorrichtung 300 in 3 eine zweifach telezentrische Optik 329 auf, welche sowohl objektseitig telezentrisch als auch bildseitig telezentrisch ist. Andere Komponenten der optischen Vorrichtung 300 sind optischen Komponenten der optischen Vorrichtung 100 in Struktur und/oder Funktion ähnlich und sind mit Bezugszeichen versehen, die sich nur in der ersten Ziffer unterscheiden. Eine entsprechende detaillierte Beschreibung einiger dieser Komponenten kann somit der Beschreibung zu 1 oder 2 entnommen werden.
  • Neben der Lichtquelle 301, welche auch die optische Vorrichtung 100 in 1 aufweist, umfasst die optische Vorrichtung 300 ferner eine weitere homogenisierte oder homogene Lichtquelle 355, welche homogenes Licht 310 erzeugt und aussendet. Zur Beleuchtung der Probe 315 mit dem homogenisierten oder homogenen Licht 310 wird der Reflektor (im Folgenden auch Spiegel genannt) 361 mittels des Aktuators 359 in den Beleuchtungsstrahlengang 307 eingebracht, wobei das homogenisierte oder homogene Licht 310 an dem Spiegel 361 reflektiert wird, um durch das Eintrittsfenster 319 der Küvette durch die Probe 315 zu treten und aus dem Austrittsfenster 321 aus der Küvette 317 auszutreten.
  • Um die Homogenität der Probe 315 zu beurteilen bzw. zu vermessen, wird ein Spiegel 363 mittels des Aktuators 365 aus dem Analysestrahlengang 322 entfernt, so dass das homogenisierte oder homogene Licht 310 nach Transmission durch die Probe 315 auf die doppelt telezentrische Optik 329 fällt.
  • Die doppelt telezentrische Optik 329 umfasst die Linse (oder Linsensystem) 331, die Aperturblende 333 und eine weitere Linse (oder Linsensystem) 367, wobei die weitere Linse 367 derart angeordnet ist, dass die Aperturblende 333 in der objektseitigen Brennebene 334 der weiteren Linse 367 angeordnet ist. Ferner ist die Aperturblende 333 (wie in der Vorrichtung 100 der 1) in der bildseitigen Brennebene 334 der Linse 331 angeordnet.
  • Somit werden Objektpunkte 345, 353 mit gleichem Abstand von der optischen Achse 307 unabhängig von ihrer Position entlang der optischen Achse 307 auf ein- und demselben Bildpunkt 351 des Flächendetektors 335 abgebildet, wie aus 4 ersichtlich ist, welche die doppelt telezentrische Abbildung illustriert.
  • Der Flächendetektor 335 registriert somit ein zweidimensionales Bild, welches eine Projektion der Probe 315 entlang der optischen Achse 307 repräsentiert und leitet entsprechende elektrische Signale an das Steuerungs- und Prozessierungssystem 337 weiter.
  • In einer Ausführungsform wird das zweidimensionale Bild dargestellt und es wird dem Benutzer überlassen, die Füllqualität zu beurteilen. In einer weiteren Ausführungsform kann das Steuerungs- und Prozessierungssystem 337 aus den Bilddaten einen Grad der Homogenität bzw. einen Grad der Inhomogenität der Probe 315 bestimmen, indem etwa das zweidimensionale Bild hinsichtlich seines Kontrastes analysiert wird. Die Bestimmung des Kontrastes umfasst dabei die Bestimmung von minimalen Intensitätswerten und maximalen Intensitätswerten bzw. einer Varianz der Intensitätswerte des zweidimensionalen Bildes. Übersteigt beispielsweise die Varianz der Intensitätswerte innerhalb des zweidimensionalen Bildes eine gewisse Grenze, so kann auf eine Inhomogenität innerhalb der Probe, beispielsweise aufgrund von Luftblasen oder Schlieren, geschlossen werden, welche eine Polarisationsmessung der Probe als ungenau erscheinen lassen kann. Dazu können Maßnahmen getroffen werden, etwa Schütteln der Probe, Entfernen der Blasen etc., um die Inhomogenitäten innerhalb der Probe, welche festgestellt worden sind, zu reduzieren bzw. zu beseitigen.
  • Nach einer abermaligen Inhomogenitätsmessung kann festgestellt werden, dass die Homogenität nunmehr ausreichend ist, um sodann eine zuverlässige Polarisationsmessung durchführen zu können. Dazu wird der Spiegel 363 in den Analysestrahlengang 322 eingefahren und es wird der Spiegel 361 aus dem Beleuchtungsstrahlengang 307 entfernt, um somit Messstrahlung 303, welche mittels des Polarisators 305 einen definierten Polarisationszustand aufweist, auf die Probe 315 und durch sie hindurch treten zu lassen. Nach Reflexion an dem in den Analysestrahlengang 322 eingefahrenen Reflektor 363 tritt die Messlichtstrahlung durch den Analysepolarisator 339 und fällt sodann in die Fotodiode bzw. Fotodetektor 341, um der Intensität entsprechende elektrische Signale zu erzeugen. Wiederum kann der Analysepolarisator 339 mittels eines Motors 343, welcher von dem Steuerungs- und Prozessierungssystem 337 angesteuert ist, in seiner Orientierung verändert werden.
  • 4 zeigt nochmals einen Ausschnitt der optischen Vorrichtung 300 der 3, wobei lediglich die Telezentrieroptik 329 in größerem Detail illustriert ist, um ihre Wirkungsweise zu verdeutlichen. Die Linse 331 ist stromaufwärts der Aperturblende 333 in einem Abstand f1 angeordnet, wobei der Abstand f1 der Brennweite der Linse 331 entspricht. Ferner ist stromabwärts der Aperturblende 333 in einem Abstand f2 die weitere Linse 367 angeordnet, wobei der Abstand f2 der Brennweite der weiteren Linse 367 entspricht. Die Objektpunkte 345, 353, welche den gleichen Abstand von der optischen Achse 307 haben und in der gleichen Richtung von der optischen Achse 307 beabstandet sind, werden, unabhängig von ihrer Position entlang der optischen Achse 307, auf den Bildpunkt 351 abgebildet, wobei bei diesem Punkt 351 ankommende Intensität von Licht durch den Flächendetektor 335 ortsaufgelöst detektiert wird.
  • Ein beidseitig telezentrischer Strahlengang ist die Kombination aus objektseitig und bildseitig telezentrischem Strahlengang. Ein bildseitig telezentrischer Strahlengang entsteht im einfachsten Fall durch eine Aperturblende in der objektseitigen Brennebene einer Sammellinse.
  • Eintritts- und Austrittspupille liegen im Unendlichen, folglich ist das System afokal. Im Unterschied zur rein objektseitigen Telezentrie wird die tolerierbare Objektlage hier nicht durch die Schärfentiefe begrenzt. Man kann die Bildebene ohne Veränderung des Abbildungsmaßstabs nachfokussieren. Der einfachste Aufbau dazu besteht aus den zwei Sammellinsen 331 und 367, zwischen denen die Aperturblende 333 angebracht wird. Der Abstand einer Linse zur Aperturblende muss der jeweiligen Brennweite f1 bzw. f2 entsprechen.
  • Das einfach telezentrische System 100 (1, 2) zeichnet sich durch eine kostengünstigere Bauweise aus (nur eine Linse 131, einfacheres Tubussystem). Daraus resultiert auch eine kürzere Baulänge.
  • Die Abbildungsqualität- und dadurch die Auflösung – wird durch die Größe der Telezentrieblende 133, 333 begrenzt und wird umso geringer, je kleiner die Blende ist. Gleichzeitig wird allerdings auch der Tiefenschärfenbereich umso größer, je kleiner diese Blende ist. Die Auswahl der optimalen Blenden 133, 333 – und Linsendimension (133, 333, 367) richtet sich daher nach den maximalen Küvettenmaßen, die abgebildet werden sollen. Typische Blendendurchmesser liegen hierbei im Bereich einiger hundert Mikrometer.
  • Die Lichtquellen 301 und 355 in 3 können dabei insbesondere Licht von getrennten Wellenlängenbereichen erzeugen und wenn der Reflektor 361 und Reflektor 363 jeweils als teilweise durchlässiger Reflektor ausgeführt ist, kann eine Messung der Polarisationseigenschaften und der Homogenität der Probe 315 gleichzeitig erfolgen. Hier kann beispielsweise die Trennung der Komponenten auch mit einem Faraday-Polarisator in unterschiedlichen Frequenzbereichen erfolgen, wenn mittels des Faraday-Polarisators das zur Polarisationsmessung verwendetet Licht (periodisch) moduliert wird und so separat detektierbar ist.

Claims (18)

  1. Optische Vorrichtung (100, 300) zum Analysieren einer flüssigen Probe (115, 315), aufweisend: ein Lichterzeugungssystem (101, 301, 355) zum Erzeugen von Licht (110, 310) zum flächigen Bestrahlen der Probe (115, 315); ein Detektionssystem (135, 335), welches zum ortsaufgelösten Detektieren von Licht eingerichtet ist, welches von Transmission des zum flächigen Bestrahlen vorgesehenen Lichts (110, 310) durch die Probe herrührt; eine telezentrische Optik (129, 329) mit einer Linse (131, 331) zwischen der Probe (115, 315) und dem Detektionssystem (135, 335) und mit einer Aperturblende (133, 333) in der Brennebene (134, 334) der Linse (131, 331) zwischen der Linse (131, 331) und dem Detektionssystem (135, 335), wobei das Lichterzeugungssystem (101, 301, 355) ferner ausgebildet ist zum Erzeugen eines Messlichtstrahls (103, 303), welcher sich entlang einer optischen Achse (107, 307) durch die Probe (115, 315) ausbreitet.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die telezentrische Optik (329) eine weitere Linse (367) zwischen der Aperturblende (333) und zumindest einem Teil des Detektionssystems (335), insbesondere einem Flächendetektor, aufweist, wobei die weitere Linse (367) derart angeordnet ist, dass die Aperturblende (333) in der objektseitigen Brennebene (334) der weiteren Linse liegt, um eine zweifach telezentrische Abbildung einer Projektion der Probe entlang der optischen Achse (307) auf den Flächendetektor (335) zu erreichen.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, ferner aufweisend einen Polarisationszustandsgenerator (105, 305), welcher stromaufwärts von der Probe in der optischen Achse angeordnet ist und eingerichtet ist, zusammen mit dem Lichterzeugungssystem den Messlichtstrahl mit einem definierten Polarisationszustand zu erzeugen.
  4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, ferner aufweisend einen in der optischen Achse anordenbaren Homogenisator (109, 209, 309), wobei das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene, insbesondere homogenisierte, Licht (110, 210, 310) mittels eines Durchtritts des Messlichtstrahls (103,) durch den Homogenisator erzeugt ist.
  5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Homogenisator (109, 209, 309) aus der optischen Achse (107, 307) ausschwenkbar und in die optische Achse (107, 307) einschwenkbar ist, um alternativ entweder den Messlichtstrahl (103, 303) oder das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene, insbesondere homogenisierte, Licht (110, 210, 310) auf die Probe zu richten.
  6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Lichterzeugungssystem eine erste Lichtquelle (355) zum Erzeugen des zum flächigen Bestrahlen vorgesehenen, insbesondere homogenen, Lichts (310) und eine zweite Lichtquelle (301) zum Erzeugen des Messlichtstrahls (303) aufweist, wobei die Vorrichtung einen Beleuchtungsspiegel (361) aufweist, um das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene, insbesondere homogene, Licht und/oder den Messlichtstrahl auf die Probe zu richten.
  7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der Beleuchtungsspiegel (361) teilweise durchlässig ist, um gleichzeitig sowohl das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene, insbesondere homogene, Licht (310) als auch den Messlichtstrahl (303) auf die Probe zu richten, wobei das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene, insbesondere homogene, Licht insbesondere keine Wellenlänge aufweist, welche in dem Messlichtstrahl enthalten ist, wobei das Detektionssystem eine Wellenlänge-selektierende Komponente, insbesondere einen Filter, aufweist.
  8. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der Beleuchtungsspiegel (361) bewegbar ist, um bei verschiedenen Positionierungen des Beleuchtungsspiegels alternativ entweder das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene, insbesondere homogene, Licht (310) oder den Messlichtstrahl (303) auf die Probe zu richten, wobei das zum flächigen Bestrahlen vorgesehene, insbesondere homogene, Licht insbesondere eine Wellenlänge aufweist, welche einer Wellenlänge des Messlichtstrahls gleicht.
  9. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen Polarisationszustandsanalysator (139, 339) zum Ändern des Polarisationszustandes von durch die Probe hindurch getretenem Licht, wobei der Polarisationszustandsanalysator in einem Analysestrahlengang (127, 327) stromaufwärts zumindest eines Teils des Detektionssystems (141, 341) angeordnet werden kann.
  10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei das Detektionssystem in dem Analysestrahlengang einen Flächendetektor (135, 335) zumindest zum Detektieren von Licht, welches von Transmission des zum flächigen Bestrahlen vorgesehenen, insbesondere homogenen, Lichts durch die Probe herrührt, aufweist.
  11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei der Flächendetektor (135, 335) zum Detektieren des durch die Probe transmittierten Messlichtstrahls eingerichtet ist, insbesondere wenn der Polarisationszustandsanalysator (139, 339) in einen Analysestrahlengang (322, 122) eingeschwenkt ist.
  12. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei der Analysestrahlengang einen ersten Analysestrahlengang (125, 325) und einen von dem ersten Analysestrahlengang verschiedenen zweiten Analysestrahlengang (127, 327) aufweist, wobei das Detektionssystem in dem ersten Analysestrahlengang den Flächendetektor (135, 335) zum Detektieren von Licht, welches von Transmission des zum flächigen Bestrahlen vorgesehenen, insbesondere homogenen, Lichts (110, 210, 310) durch die Probe herrührt, und in dem zweiten Analysestrahlengang stromabwärts des Polarisationszustandsanalysators (139, 339) einen Photodetektor (141, 341) zum Detektieren des durch die Probe transmittierten Messlichtstrahls (103, 303) aufweist.
  13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, ferner aufweisend einen Strahlteiler (123), welcher zwischen der Probe und dem Detektionssystem angeordnet ist und eingerichtet ist, gleichzeitig einen Teil von durch die Probe transmittiertem Licht entlang des ersten Analysestrahlengangs (125) auf den Flächendetektor (135) und einen anderen Teil von durch die Probe transmittiertem Licht entlang des zweiten Analysestrahlengangs (127) auf den Photodetektor (141) zu lenken.
  14. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, ferner aufweisend einen Reflektor (363), welcher zwischen der Probe und dem Detektionssystem einschwenkbar und ausschwenkbar angeordnet ist, um alternativ durch die Probe transmittiertes Licht entlang des ersten Analysestrahlengangs (325) entweder auf den Flächendetektor (335) oder entlang des zweiten Analysestrahlengangs (327) auf den Photodetektor (341) zu lenken.
  15. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein Prozessierungs- und Steuersystem (137, 337), welches Signale von dem Detektionssystem empfängt, basierend auf welchen das Prozessierungs- und Steuersystem ein zweidimensionales Bild der durchstrahlten Probe bestimmt, welches eine optische Projektion der Probe entlang der optischen Achse repräsentiert, wobei das Prozessierungs- und Steuersystem insbesondere ausgebildet ist, das zweidimensionale Bild anzuzeigen und/oder abzuspeichern und/oder mittels Bildverarbeitung zu analysieren, um eine Inhomogenität, insbesondere Luftblasen und/oder Schlieren, innerhalb der Probe zu detektieren.
  16. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei das Prozessierungs- und Steuersystem ausgebildet ist, den Polarisationszustandsgenerator und/oder den Polarisationszustandsanalysator anzusteuern, sodass eine Orientierung einer Polarisationsrichtung von Licht, welches von dem Polarisationszustandsgenerator (105, 305) und/oder dem Polarisationszustandsanalysator (139, 339) durchgelassen wird, eingestellt wird, um insbesondere eine von dem Detektionssystem detektierte Intensität zu minimieren, wobei das Prozessierungs- und Steuersystem insbesondere ausgebildet ist, aus der eingestellten Orientierung mindestens eine optische Eigenschaft der Probe, insbesondere einen Drehwert einer Verdrehung einer Polarisationsrichtung des Lichts aufgrund der Durchstrahlung der Probe mit der Messstrahlung und/oder eine Konzentration einer optisch aktiven Komponente in der Probe, zu ermitteln.
  17. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen Aktuator (111, 143, 343, 359, 365), insbesondere Elektromotor, um den Homogenisator (109) und/oder den Reflektor (361, 363) und/oder den Polarisationszustandsanalysator (139, 339) in die optische Achse bzw. den Analysestrahlengang einzuschwenken und/oder auszuschwenken.
  18. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen Probenhalter zum Haltern eines Probenbehälters zum Aufnehmen der Probe und insbesondere aufweisend einen Temperatursensor (118, 318) zum Messen der Temperatur der Probe (115, 315).
DE102012205311A 2012-03-30 2012-03-30 Optische Vorrichtung, insbesondere Polarimeter, zur Detektion von Inhomogenitäten in einer Probe Active DE102012205311B4 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012205311A DE102012205311B4 (de) 2012-03-30 2012-03-30 Optische Vorrichtung, insbesondere Polarimeter, zur Detektion von Inhomogenitäten in einer Probe
US13/565,299 US9448161B2 (en) 2012-03-30 2012-08-02 Optical device, particularly a polarimeter, for detecting inhomogeneities in a sample
CN201310099961.8A CN103364348B (zh) 2012-03-30 2013-03-26 用于检测样本内的不均匀性的光学设备，特别是偏振计
JP2013073146A JP6336710B2 (ja) 2012-03-30 2013-03-29 試料内の不均質性を検知するための光学装置、特に偏光計

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012205311A DE102012205311B4 (de) 2012-03-30 2012-03-30 Optische Vorrichtung, insbesondere Polarimeter, zur Detektion von Inhomogenitäten in einer Probe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102012205311A1 DE102012205311A1 (de) 2013-10-02
DE102012205311B4 true DE102012205311B4 (de) 2013-10-17

Family

ID=49154775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102012205311A Active DE102012205311B4 (de) 2012-03-30 2012-03-30 Optische Vorrichtung, insbesondere Polarimeter, zur Detektion von Inhomogenitäten in einer Probe

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9448161B2 (de)
JP (1) JP6336710B2 (de)
CN (1) CN103364348B (de)
DE (1) DE102012205311B4 (de)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011005807B4 (de) * 2011-03-18 2017-02-16 Anton Paar Gmbh Küvette und optische Messvorrichtung
DE102011122209A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-27 Carl Zeiss Meditec Ag Vorrichtung zur Homogenisierung eines Laserstrahlprofils
US11885738B1 (en) * 2013-01-22 2024-01-30 J.A. Woollam Co., Inc. Reflectometer, spectrophotometer, ellipsometer or polarimeter system including sample imaging system that simultaneously meet the scheimpflug condition and overcomes keystone error
JP2016536575A (ja) * 2013-10-01 2016-11-24 エフ．ホフマン−ラ ロシュ アーゲーＦ． Ｈｏｆｆｍａｎｎ−Ｌａ Ｒｏｃｈｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ サンプルの状態を識別するための方法、サンプルを分析するための装置、および研究室自動化システム
WO2015171076A1 (en) * 2014-05-08 2015-11-12 National University Of Singapore Device for analysing a specimen and corresponding method
DE102014017552A1 (de) * 2014-10-15 2016-04-21 Retsch Technology Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Partikelgröße und/oder der Partikelform von Partikeln in einem Partikelstrom
US10132684B1 (en) * 2014-12-18 2018-11-20 J.A. Woolam Co., Inc. Reflectometer, spectrophometer, ellipsometer and polarimeter system with a super continuum laser-source of a beam of electromagnetism and improved detector system
NL2014262B1 (en) * 2015-02-09 2016-10-13 Stichting Vu Apparatus and method for controlling a plurality of optical traps.
AT517486B1 (de) * 2015-07-29 2022-11-15 Anton Paar Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Dichte von Flüssigkeiten
EP4067868A1 (de) * 2016-02-04 2022-10-05 Nova Biomedical Corporation Ein eich-licht-modul
JP6570497B2 (ja) * 2016-09-21 2019-09-04 富士フイルム株式会社 計測装置
DE102016012585A1 (de) * 2016-10-21 2018-04-26 Seidenader Maschinenbau Gmbh Vorrichtung zur Detektion von Luftblasen in einem mit Flüssigkeit befüllten Behälter
CN110914672A (zh) 2017-04-20 2020-03-24 生物梅里埃公司 光学测试平台
CN110348432A (zh) * 2018-04-01 2019-10-18 印芯科技股份有限公司 光学识别模块
JP2019203796A (ja) 2018-05-23 2019-11-28 株式会社東芝 光学検査装置及び光学検査方法
US10921235B2 (en) * 2018-09-17 2021-02-16 Honeywell International Inc. Foul-resistant coating of windows for optical particle sensing
US20220283070A1 (en) * 2019-08-30 2022-09-08 Centre National Dela Recherche Scientifique Method and device for the optical characterization of particles
CN114481455B (zh) * 2022-04-14 2022-06-28 天津齐邦新材料有限公司 一种长丝超细纤维面膜布及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6643021B1 (en) * 1999-01-22 2003-11-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for controlling optical property measurement system
DE10004889B4 (de) * 2000-02-05 2004-05-27 Basler Ag Verfahren und Vorrichtung zum optischen Erkennen von lokalen Verformungen, insbesondere Bläschen, in einem Gegenstand
US20070165210A1 (en) * 2006-01-13 2007-07-19 Industrial Technology Research Institute High-density channels detecting device
DE69938274T2 (de) * 1998-06-17 2009-02-26 Owens-Brockway Glass Container Inc., Perrysburg Inspektion einer Behältermündung mittels vom Behälterboden emittierter Infrarotstrahlung
DE102008001291B3 (de) * 2008-04-21 2009-07-09 Schott Ag Hochpräzises Messverfahren zur Bestimmung von Materialspannungen

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1959785A (en) * 1932-07-12 1934-05-22 Electrical Testing Lab Polariscope
US2503808A (en) * 1948-02-03 1950-04-11 Spreckels Sugar Company Photoelectric automatically balancing polariscope
US4355231A (en) * 1980-08-25 1982-10-19 Suncor Inc. Remote analysis using thermal radiation
JPS6388432A (ja) * 1986-10-02 1988-04-19 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd 異物検出方法並びにその装置
DE3825683C1 (de) * 1988-07-28 1989-12-28 Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch, De
SU1749783A1 (ru) * 1990-02-28 1992-07-23 Центральное конструкторское бюро "Фотон" Пол риметр дл измерени концетрации сахара в моче
JP3140664B2 (ja) * 1995-06-30 2001-03-05 松下電器産業株式会社 異物検査方法及び装置
US5786894A (en) * 1996-10-25 1998-07-28 International Paper Company Measurement of paper pulp and fiber visual characteristics
JP3332802B2 (ja) * 1997-05-30 2002-10-07 武晃 吉村 光周波数掃引式断層画像測定装置
FI111102B (fi) * 1997-09-22 2003-05-30 Metso Automation Oy Menetelmä suspensiossa olevien hiukkasten mittaamiseksi ja mittalaite
DE19949029C2 (de) * 1999-10-11 2002-11-21 Innovatis Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Charakterisierung einer Kulturflüssigkeit
WO2003029790A1 (en) * 2001-10-01 2003-04-10 Georgia Tech Research Corporation High-throughput chiral detector and methods for using same
US6717665B2 (en) * 2002-03-13 2004-04-06 Rudolph Research Analytical Polarimeter
DE102005031857B8 (de) * 2005-06-23 2006-11-16 GfG Ges. für Gerätebau mbH Optisches Analysegerät
DE102007013321A1 (de) * 2007-03-20 2008-09-25 Jenoptik Laser, Optik, Systeme Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Partikelgröße und/oder Partikelform eines Partikelgemisches
US8134719B2 (en) * 2010-03-19 2012-03-13 Carestream Health, Inc. 3-D imaging using telecentric defocus
US9128051B2 (en) * 2010-10-19 2015-09-08 Baxter International Inc. Optical imaging system for air bubble and empty bag detection in an infusion tube
CN202048893U (zh) * 2011-03-21 2011-11-23 东华大学 一种纺丝溶液气泡实时检测系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69938274T2 (de) * 1998-06-17 2009-02-26 Owens-Brockway Glass Container Inc., Perrysburg Inspektion einer Behältermündung mittels vom Behälterboden emittierter Infrarotstrahlung
US6643021B1 (en) * 1999-01-22 2003-11-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for controlling optical property measurement system
DE10004889B4 (de) * 2000-02-05 2004-05-27 Basler Ag Verfahren und Vorrichtung zum optischen Erkennen von lokalen Verformungen, insbesondere Bläschen, in einem Gegenstand
US20070165210A1 (en) * 2006-01-13 2007-07-19 Industrial Technology Research Institute High-density channels detecting device
DE102008001291B3 (de) * 2008-04-21 2009-07-09 Schott Ag Hochpräzises Messverfahren zur Bestimmung von Materialspannungen

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Azzam, Rasheed M. A.: Ellipsometry. In: Handbook of optics. Vol. 2, Devices, measurements, and properties. 2. ed. New York : McGraw-Hill,1995. S. 27.1-27.27. - ISBN 0-07-047974
Azzam, Rasheed M. A.: Ellipsometry. In: Handbook of optics. Vol. 2, Devices, measurements, and properties. 2. ed. New York : McGraw-Hill,1995. S. 27.1-27.27. - ISBN 0-07-047974 *
Chipman, Russell A.: Polarimetry. In: Handbook of optics. Vol. 2, Devices, measurements, and properties. 2. ed. New York : McGraw-Hill,1995. S. 22.1-22.37. - ISBN 0-07-047974
Chipman, Russell A.: Polarimetry. In: Handbook of optics. Vol. 2, Devices, measurements, and properties. 2. ed. New York : McGraw-Hill,1995. S. 22.1-22.37. - ISBN 0-07-047974 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012205311A1 (de) 2013-10-02
CN103364348B (zh) 2017-05-31
JP6336710B2 (ja) 2018-06-06
CN103364348A (zh) 2013-10-23
US20130258336A1 (en) 2013-10-03
US9448161B2 (en) 2016-09-20
JP2013213820A (ja) 2013-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012205311B4 (de) Optische Vorrichtung, insbesondere Polarimeter, zur Detektion von Inhomogenitäten in einer Probe
DE3713149A1 (de) Fernmess-spektrophotometer
DE112014004645T5 (de) System und Verfahren zur Inspektion feuchter Kontaktlinsen
AT510765B1 (de) Vorrichtung zur photometrischen bzw. spektrometrischen untersuchung einer flüssigen probe
DE102013224847B3 (de) Analysevorrichtung (Photometer) mit serieller Lichtführung
DE102004029212A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur optischen Auf- und/oder Durchlichtinspektion von Mikrostrukturen im IR
DE102011076133A1 (de) Prüfvorrichtung für eine Kamera sowie ein Verfahren zur Prüfung einer Kamera
DE69334168T2 (de) Spektrometer für linsenmesser
DE69920581T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Charakterisierung von Oberflächeneffekten
DE102015201823B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur automatisierten Klassifizierung der Güte von Werkstücken
EP1384104A2 (de) Vorrichtung und verfahren zur optischen messung von chemischen und/oder biologischen proben
DE102015001032A1 (de) Raman-Spektroskopie-Beleuchtungs- und Auslesesystem
DE19722751A1 (de) Meßgerät
EP3374755B1 (de) Lichtmikroskop und verfahren zum bestimmen einer wellenlängenabhängigen brechzahl eines probenmediums
DE102004017237B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung der optischen Güte eines transparenten Materials
WO2005043213A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur messung optischer eigenschaften eines objekts
DE3938142C2 (de)
EP1228355B1 (de) Verfahren und einrichtungen zum messen und bewerten des streuverhaltens von oberflächen
DE19637131C2 (de) Einrichtung zum Beurteilen des Reflexionsverhaltens eines Objektes, insbesondere einer Flüssigkristallanzeige
EP2271961B1 (de) Verfahren zum kalibrieren einer ablenkeinheit in einem tirf-mikroskop, tirf-mikroskop und verfahren zu dessen betrieb
DE102017127122A1 (de) Spektrometrisches Messgerät
DE102011076677A1 (de) Spektroskopische Messeinrichtung
EP3306304B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur analyse von alkoholischen getränken
EP3752816B1 (de) Vorrichtung für eine lichtspektroskopische analyse
WO2003002988A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur ortsaufgelösten messung einer schichtdicke

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20140118