DE102014113354B4 - Method for spectrometry and spectrometer - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Spektrometrie an einer Probe (12) mit den Schritten Bereitstellen der Probe (12) in Form einer chemischen Substanz (14) zwischen mindestens zwei flächigen Abschnitten aus einem Verpackungsmaterial (15, 16, 17), Bestrahlen der Probe (12) mit elektromagnetischer Strahlung (2) mit einer Mehrzahl von Frequenzen oder einem Frequenzband aus einem Frequenzbereich von 1 GHz bis 30 THz, wobei die elektromagnetische Strahlung (2) unter einem Einfallswinkel α auf einen der flächigen Abschnitte aus Verpackungsmaterial (15, 16, 17) auftrifft, und frequenzaufgelöstes Erfassen eines Maßes für die Intensität der unter dem Einfallswinkel auf die Probe (12) gestrahlten und durch die Probe (12) transmittierten oder von der Probe (12) reflektierten elektromagnetischen Strahlung (2) als ein Spektrum,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zusätzlich die Schritte umfasst:
Bestimmen einer Art des Verpackungsmaterials (15, 16, 17) der Probe (12), Bestimmen eines mittleren Brewster-Winkels ΘB,Mittel für Verpackungsmaterialien (15, 16, 17) dieser Art bei einer Frequenz aus dem Frequenzbereich mit den Schritten Bestimmen eines Maximalwerts ΘB,max für den Brewster-Winkel von Verpackungsmaterialien (15, 16, 17) dieser Art,
Bestimmen eines Minimalwerts ΘB,min für den Brewster-Winkel von Verpackungsmaterialien (15, 16, 17) dieser Art und
Berechnen eines mittleren Brewster-Winkels ΘB,Mittel für Verpackungsmaterialien (15, 16, 17) dieser Art als
und
Einstellen des Einfallswinkels α, so dass gilt α = ΘB,Mittel.
Method for spectrometry on a sample (12) comprising the steps of providing the sample (12) in the form of a chemical substance (14) between at least two planar sections of a packaging material (15, 16, 17), irradiating the sample (12) with electromagnetic Radiation (2) having a plurality of frequencies or a frequency band from a frequency range of 1 GHz to 30 THz, wherein the electromagnetic radiation (2) at an incident angle α on one of the flat sections of packaging material (15, 16, 17) impinges, and frequency-resolved acquisition of a measure of the intensity of the electromagnetic radiation (2) emitted at the angle of incidence on the sample (12) and transmitted through the sample (12) or reflected by the sample (12) as a spectrum,
characterized in that the method additionally comprises the steps of:
Determining a type of packaging material (15, 16, 17) of the sample (12), determining a mean Brewster angle Θ B, means for packaging materials (15, 16, 17) of this type at a frequency in the frequency domain, with the steps of determining Maximum value Θ B, max for the Brewster angle of packaging materials (15, 16, 17) of this type,
Determining a minimum value Θ B, min for the Brewster angle of packaging materials (15, 16, 17) of this type and
Calculating a mean Brewster angle Θ B, means for packaging materials (15, 16, 17) of this kind as
and
Adjusting the angle of incidence α such that α = Θ B, mean .
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spektrometrie an einer Probe mit den Schritten, Bereitstellen der Probe in Form einer chemischen Substanz zwischen mindestens zwei flächigen Abschnitten aus einem Verpackungsmaterial, Bestrahlen der Probe mit elektromagnetischer Strahlung und einer Mehrzahl von Frequenzen oder einem Frequenzband aus einem Frequenzbereich von 1 GHz bis 30 THz, wobei die elektromagnetische Strahlung unter einem Einfallswinkel α auf einen der flächigen Abschnitte aus Verpackungsmaterial auftrifft, und frequenzaufgelöstes Erfassen eines Maßes für die Intensität der unter dem Einfallswinkel auf die Probe gestrahlten und durch die Probe transmittierten oder von der Probe reflektierten elektromagnetischen Strahlung als ein Spektrum.The present invention relates to a method for spectrometry on a sample comprising the steps of providing the sample in the form of a chemical substance between at least two planar sections of a packaging material, irradiating the sample with electromagnetic radiation and a plurality of frequencies or a frequency band from a frequency range of 1 GHz to 30 THz, wherein the electromagnetic radiation impinges on one of the flat sections of packaging material at an angle of incidence α, and frequency-resolved detection of a measure of the intensity of the radiated at the angle of incidence on the sample and transmitted through the sample or reflected from the sample electromagnetic Radiation as a spectrum.
In einem Frequenzbereich elektromagnetischer Strahlung zwischen einem 1 GHz und 30 THz, auch als Terahertz-Frequenzbereich oder ferninfraroter Frequenz- oder Spektralbereich bezeichnet, sind viele Materialien, wie zum Beispiel Papier, Pappe, Keramik und eine Reihe von Kunststoffen, transparent und können durchleuchtet werden. Daraus ergeben sich potentielle Anwendungen insbesondere für bildgebende Systeme in der Qualitätskontrolle, Verpackungskontrolle, Sicherheitskontrolle sowie für die Überwachung chemischer Reaktionen.In a frequency range of electromagnetic radiation between 1 GHz and 30 THz, also referred to as terahertz frequency range or far-infrared frequency or spectral range, many materials, such as paper, paperboard, ceramics and a variety of plastics, are transparent and can be screened. This results in potential applications in particular for imaging systems in quality control, packaging control, security control and for the monitoring of chemical reactions.
Dabei entspricht die Frequenz von 1 THz einer Wellenlänge der elektromagnetischen Welle von 300 µm und einer Photonenenergie von 4,14 meV bzw. von 33 Wellenzahlen. Die Strahlung ist mithin nicht ionisierend und trifft anders als beispielsweise Röntgenstrahlung am anderen Ende des elektromagnetischen Spektrums, nicht auf gesundheitliche Vorbehalte.The frequency of 1 THz corresponds to a wavelength of the electromagnetic wave of 300 μm and a photon energy of 4.14 meV or 33 wave numbers. The radiation is therefore non-ionizing and unlike, for example, X-radiation at the other end of the electromagnetic spectrum, it does not encounter health concerns.
Systeme, die in dem genannten Frequenzbereich des elektromagnetischen Spektrums arbeiten, werden jedoch nicht nur zum Zwecke der Bildgebung, sondern auch zur Identifizierung von chemischen Substanzen, d.h. zur Spektrometrie, verwendet. Es hat sich nämlich gezeigt, dass bestimmte chemische Substanzen, beispielsweise solche, die wie Anthrax oder Sprengstoff sicherheitsrelevant sind, in dem genannten Frequenzbereich charakteristische Absorptionsbanden aufweisen. Gelingt es, ein Spektrum, d.h. ein frequenzaufgelöstes Maß für die Intensität der von einer chemischen Substanz reflektierten oder durch diese transmittierten elektromagnetischen Strahlung im genannten Frequenzbereich aufzunehmen, so kann dieses Spektrum mit bekannten Referenzspektren, die beispielsweise in einer Datenbank gespeichert sind, verglichen werden und die Substanz dadurch identifiziert werden.However, systems operating in said frequency range of the electromagnetic spectrum are used not only for the purpose of imaging but also for the identification of chemical substances, i. for spectrometry. It has in fact been found that certain chemical substances, for example those which are safety-relevant, such as anthrax or explosives, have characteristic absorption bands in the aforementioned frequency range. If it succeeds, a spectrum, i. To record a frequency-resolved measure of the intensity of the reflected or transmitted by a chemical substance electromagnetic radiation in said frequency range, this spectrum can be compared with known reference spectra, which are stored for example in a database, and the substance can be identified.
Von besonderem Interesse ist dabei die Identifizierung chemischer Substanzen in mehrlagigen Strukturen, so wie sie beispielsweise in Verpackungen, wie Kartons oder Briefumschlägen, vorliegen. Dabei hat es sich jedoch herausgestellt, dass selbst dann, wenn die in einer Verpackung enthaltene Substanz ein charakteristisches Spektrum in dem genannten Frequenzbereich aufweist, die Substanzen sich nicht immer eindeutig identifizieren lassen, da die Verpackung selbst zu Merkmalen, insbesondere Extinktionsmerkmalen, im Spektrum führt, welche die charakteristischen Absorptionen der eigentlichen chemischen Substanz überlagern.Of particular interest is the identification of chemical substances in multi-layered structures, such as those found in packaging such as cartons or envelopes. However, it has been found that even if the substance contained in a packaging has a characteristic spectrum in the aforementioned frequency range, the substances can not always be clearly identified, since the packaging itself leads to features, in particular extinction features, in the spectrum. which superimpose the characteristic absorptions of the actual chemical substance.
Die Veröffentlichung von
Die Veröffentlichung von R. Beigang et al.
Dem gegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Spektrometrie an einer chemischen Substanz in einer mehrlagigen Struktur sowie ein Spektrometer bereitzustellen, welche die Eindeutigkeit der Identifizierung einer chemischen Substanz in einer mehrlagigen Struktur anhand ihres Spektrums in dem genannten Frequenzbereich oder einem Ausschnitt daraus verbessern.In contrast, it is an object of the present invention to provide a method for spectrometry on a chemical substance in a multilayer structure and a spectrometer, which improve the uniqueness of the identification of a chemical substance in a multilayer structure on the basis of their spectrum in said frequency range or a section thereof ,
Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird gelöst durch ein Verfahren zur Spektrometrie an einer Probe mit den Schritten, Bereitstellen der Probe in Form einer chemischen Substanz zwischen mindestens zwei flächigen Abschnitten aus einem Verpackungsmaterial, Bestrahlen der Probe mit elektromagnetischer Strahlung mit einer Mehrzahl von Frequenzen oder einem Frequenzband aus einem Frequenzbereich von 1 GHz bis 30 THz, wobei die elektromagnetische Strahlung unter einem Einfallswinkel α auf einen der flächigen Abschnitte aus Verpackungsmaterial auftrifft, und frequenzaufgelöstes Erfassen eines Maßes für die Intensität der unter dem Einfallswinkel auf die Probe gestrahlten und durch die Probe transmittierten oder von der Probe reflektierten elektromagnetischen Strahlung als ein Spektrum, -
wobei das Verfahren zusätzlich die Schritte umfasst: Bestimmen einer Art des Verpackungsmaterials (
the method additionally comprising the steps of: determining a type of packaging material (
Es ist die Grundidee der vorliegenden Erfindung, dass bei der Spektrometrie an einer chemischen Substanz zwischen zwei flächigen Abschnitten aus Verpackungsmaterial die flächigen Abschnitte aus Verpackungsmaterial aufgrund von Mehrfachreflexionen und den damit verbundenen Interferenzen Extinktionseffekte bei der frequenzaufgelösten Messung der Transmission oder Reflexion verursachen, die sich den eigentlichen charakteristischen Merkmalen des Spektrums der chemischen Substanz überlagern.It is the basic idea of the present invention that in the spectrometry of a chemical substance between two flat sections of packaging material, the flat sections of packaging material due to multiple reflections and the associated interference cause extinction effects in the frequency-resolved measurement of transmission or reflection, which is the actual superimpose characteristic features of the spectrum of the chemical substance.
Diese Effekte sind jedoch aufgrund der Mehrlagigkeit des flächigen Verpackungsmaterials winkelabhängig. Diese Winkelabhängigkeit ist darauf zurückzuführen, dass die Reflexion an den flächigen Abschnitten aus Verpackungsmaterial ebenfalls winkelabhängig ist. Tritt keine Reflexion an den Abschnitten aus Verpackungsmaterial auf, so folgt daraus, dass auch keine Interferenzeffekte durch Mehrfachreflexion an den Abschnitten aus Verpackungsmaterial auftreten.However, these effects are dependent on the angle due to the multilayer nature of the flat packaging material. This angular dependence is due to the fact that the reflection on the flat sections of packaging material is also dependent on the angle. If no reflection occurs on the sections of packaging material, it follows that no interference effects due to multiple reflection occur on the sections of packaging material.
Treten keine Interferenzeffekte durch Mehrfachreflexionen an den beiden flächigen Abschnitten aus Verpackungsmaterial auf, so treten in dem erfassten Spektrum die charakteristischen Merkmale der chemischen Substanz zwischen den beiden flächigen Abschnitten aus Verpackungsmaterial deutlicher zu Tage.If there are no interference effects due to multiple reflections on the two flat sections of packaging material, the characteristic features of the chemical substance between the two flat sections of packaging material become more apparent in the detected spectrum.
Die Reflexionen an den flächigen Abschnitten aus dem Verpackungsmaterial sind dann minimiert, wenn der Einfallswinkel α der elektromagnetischen Strahlung gleich dem Brewster-Winkel ΘB des Verpackungsmaterials bei einer Frequenz aus dem Frequenzbereich der Hochfrequenzstrahlung ist.The reflections on the planar sections of the packaging material are then minimized if the angle of incidence α of the electromagnetic radiation is equal to the Brewster angle Θ B of the packaging material at a frequency from the frequency range of the high-frequency radiation.
Dies gilt insbesondere dann, wenn die elektromagnetische Strahlung, welche auf die Probe gestrahlt wird, linear polarisiert ist, wobei die Schwingungsebene der elektromagnetischen Strahlung parallel zur Einfallsebene der elektromagnetischen Strahlung (sogenannte p-Polarisation) ist.This applies in particular when the electromagnetic radiation which is radiated onto the sample is linearly polarized, the oscillation plane of the electromagnetic radiation being parallel to the plane of incidence of the electromagnetic radiation (so-called p-polarization).
Chemische Substanzen, welche sich mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder des erfindungsgemäßen Spektrometers erfassen lassen sind beispielsweise Drogen wie Heroin, Methamphetamin oder Extasy, Sprengstoffe wie PETN, RDX oder SEMTEX-H, Füll- und Streckmittel wie α-Laktose, Paracetamol oder Koffein, oder sogenannte Simulantien wie β-Laktose, p-Aminobenzoesäure (PABA), Weinsäure, Maltose.Chemical substances which can be detected with one embodiment of the method according to the invention and / or the spectrometer according to the invention are, for example, drugs such as heroin, methamphetamine or extasy, explosives such as PETN, RDX or SEMTEX-H, fillers and extenders such as α-lactose, paracetamol or Caffeine, or so-called simulants such as β-lactose, p-aminobenzoic acid (PABA), tartaric acid, maltose.
Dabei kann die chemische Substanz in einer Ausführungsform in Form eines geometrisch definierten Körpers, beispielsweise einer Tablette, aber alternativ auch als Pulver vorliegen.In one embodiment, the chemical substance may be present in the form of a geometrically defined body, for example a tablet, but alternatively also as a powder.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient insbesondere der Erfassung von Gefahrstoffen in Briefumschlägen und Päckchen. Dabei wird es der Normalfall sein, dass die Proben, welche dem erfindungsgemäßen spektroskopischen Verfahren unterzogen werden, keine sicherheitsrelevanten Substanzen enthalten, sondern dass zwischen den flächigen Abschnitten aus Verpackungsmaterial unkritische Materialien, bspw. Papier oder Luft, angeordnet sind. Auch diese fallen im Sinne der vorliegenden Anmeldung unter den Begriff der chemischen Substanz.The inventive method is used in particular for the detection of hazardous substances in envelopes and parcels. In this case, it will be the normal case that the samples which are subjected to the spectroscopic method according to the invention contain no safety-relevant substances, but that uncritical materials, for example paper or air, are arranged between the flat sections of packaging material. These also fall within the meaning of the present application under the concept of chemical substance.
Eine Probe im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist eine Struktur aus mindestens drei Schichten oder Lagen, nämlich den beiden flächigen Abschnitten aus Verpackungsmaterial und der chemischen Substanz dazwischen.A sample in the sense of the present application is a structure of at least three layers or layers, namely the two flat sections of packaging material and the chemical substance in between.
In einer Ausführungsform weist die Probe mindestens drei, vorzugsweise aber genau drei, Lagen oder Schichten auf, beispielsweise eine Lage der chemischen Substanz in einem Briefumschlag aus Papier als dem Verpackungsmaterial der flächigen Abschnitte.In one embodiment, the sample has at least three, but preferably exactly three, layers or layers, for example a layer of the chemical substance in a paper envelope as the packaging material of the flat sections.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Probe neben der chemischen Substanz eine Umverpackung aus einem dielektrischen Material, vorzugsweise aus Papier, Pappe, Kunststoff oder Kunststofffolie, oder aber aus einer Kombination dieser Materialien, umfasst.An embodiment of the method according to the invention is particularly useful if the sample in addition to the chemical substance comprises an outer packaging of a dielectric material, preferably of paper, cardboard, plastic or plastic film, or from a combination of these materials.
Besonders ausgeprägt lassen sich die Vorteile der vorliegenden Erfindung dann realisieren, wenn die Probe aus der chemischen Substanz und einer Umverpackung aus Papier oder Pappe besteht. Insbesondere geeignet ist eine Ausführungsform der Erfindung zur Spektrometrie an einer chemischen Substanz in einem Umschlag aus Papier oder Pappe, einem Umschlag aus Papier oder Pappe mit einem Sichtfenster, einem wattierten Umschlag aus Papier oder Pappe oder einem Umschlag, welcher Papier oder Pappe sowie eine Luftpolsterfolie umfasst.Particularly pronounced, the advantages of the present invention can be realized if the sample consists of the chemical substance and an outer packaging made of paper or cardboard. Particularly suitable is an embodiment of the invention for spectrometry on a chemical substance in an envelope made of paper or paperboard, an envelope made of paper or cardboard with a viewing window, a padded envelope made of paper or cardboard or an envelope comprising paper or paperboard and a bubble wrap ,
Ein flächiger Abschnitt im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist jeder Materialabschnitt, der dazu geeignet ist, eine Reflexion der elektromagnetischen Strahlung zu bewirken, sodass zusammen mit einer entsprechenden Reflektion von einem zweiten solchen flächigen Abschnitt aus Verpackungsmaterial ein Interferenzeffekt auftritt. Dies ist insbesondere gegeben für ebene flächige Abschnitte. In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Probe mindestens zwei ebene flächige Abschnitte auf, die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Diese Bedingung ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung beispielsweise bei einem Umschlag aus Papier oder Pappe erfüllt.A planar section in the sense of the present application is any section of material which is suitable for causing a reflection of the electromagnetic radiation, so that together with a corresponding reflection from a second such flat portion of packaging material an interference effect occurs. This is especially given for flat planar sections. In one embodiment of the invention, the sample has at least two flat planar sections, which are arranged substantially parallel to one another. This condition is met in the context of the present application, for example, in an envelope made of paper or cardboard.
Während Ausführungsformen denkbar sind, bei welchen die Probe zwei flächige Abschnitte aus jeweils einem Verpackungsmaterial aufweist, wobei sich die Verpackungsmaterialien der beiden flächigen Abschnitte voneinander unterscheiden, bestehen in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die beiden flächigen Abschnitte aus dem gleichen Verpackungsmaterial.While embodiments are conceivable in which the sample has two flat sections each of a packaging material, wherein the packaging materials of the two flat sections differ from each other, in a particularly preferred embodiment of the invention, the two flat sections of the same packaging material.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Probe aus einer chemischen Substanz und genau zwei flächigen Abschnitten aus einem Verpackungsmaterial gebildet. Die Probe wird dann beispielsweise durch Eintüten der chemischen Substanz in einen Umschlag bereitgestellt. Es sind jedoch Ausführungsformen denkbar, bei welchen die Umverpackung mehr als zwei flächige Abschnitte aus einem Verpackungsmaterial umfasst.In one embodiment of the invention, the sample is formed from a chemical substance and exactly two flat sections from a packaging material. The sample is then provided by, for example, bagging the chemical substance into an envelope. However, embodiments are conceivable in which the outer packaging comprises more than two flat sections of a packaging material.
Im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Terahertz-Frequenzbereich (THz-Frequenzbereich) ein Frequenzbereich von 1 GHz bis 30 THz, vorzugsweise jedoch ein Frequenzbereich von 100 GHz bis 5 THz, verstanden.For the purposes of the present application, the terahertz frequency range (THz frequency range) is understood as meaning a frequency range from 1 GHz to 30 THz, but preferably a frequency range from 100 GHz to 5 THz.
Um das charakteristische (Absorptions-)Spektrum einer chemischen Substanz erfassen zu können, ist es notwendig, die Substanz entweder mit einer Mehrzahl von voneinander verschiedenen Frequenzen oder einem ganzen Frequenzband aus dem genannten Frequenzbereich zu bestrahlen, wobei das Frequenzband auch den gesamten Frequenzbereich umfassen kann.In order to be able to detect the characteristic (absorption) spectrum of a chemical substance, it is necessary to irradiate the substance either with a plurality of mutually different frequencies or with an entire frequency band from the said frequency range, wherein the frequency band can also cover the entire frequency range.
Um die Spektren aufzunehmen, ist es erforderlich, ein Maß für die Intensität der unter dem Einfallswinkel auf die mehrlagige Struktur geleiteten und entweder durch die mehrlagige Struktur transmittierten oder von der mehrlagigen Struktur reflektierten elektromagnetischen Strahlung frequenzaufgelöst zu erfassen.In order to record the spectra, it is necessary to measure in a frequency-resolved manner a measure of the intensity of the electromagnetic radiation guided at the angle of incidence onto the multilayer structure and either transmitted through the multilayered structure or reflected by the multilayered structure.
Während es für die Realisierung der grundlegenden Idee der vorliegenden Erfindung zunächst unerheblich ist, ob das Spektrum der Probe in einer Reflexionsgeometrie oder in einer Transmissionsgeometrie erfasst wird, ist in einer Ausführungsform eine Transmissionsgeometrie, bei welcher sich die Probe zwischen einer Quelle für die elektromagnetische Strahlung und einem Detektor für die transmittierte Strahlung befindet, bevorzugt. In Transmissionsgeometrie sind die Absorptionslinien der zu identifizierenden chemischen Substanz ausgeprägter.While it is initially irrelevant to the realization of the basic idea of the present invention whether the spectrum of the sample is detected in a reflection geometry or in a transmission geometry, in one embodiment a transmission geometry in which the sample is located between a source for the electromagnetic radiation and a detector for the transmitted radiation is preferred. In transmission geometry, the absorption lines of the chemical substance to be identified are more pronounced.
Insbesondere dann, wenn die Messung bei dem Brewster-Winkel des Verpackungsmaterials oder mit nur sehr geringer Abweichung davon erfolgt, d.h. im Wesentlichen ohne dass Reflexionen an dem Verpackungsmaterial auftreten, ist das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Spektroskopie in Reflexionsgeometrie geeignet.In particular, when the measurement is made at the Brewster angle of the packaging material or with very little deviation therefrom, i. essentially without reflections on the packaging material, the method according to the invention is also suitable for spectroscopy in reflection geometry.
Im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird der Einfallswinkel der elektromagnetischen Strahlung auf die Probe immer als Abweichung zum Lot auf der Oberfläche eines der flächigen Abschnitte aus Verpackungsmaterial gemessen.For the purposes of the present application, the angle of incidence of the electromagnetic radiation on the sample is always measured as a deviation from the solder on the surface of one of the flat sections of packaging material.
Geht man von kollimierter, auf die Probe auftreffender elektromagnetischer Strahlung aus, so ist der Einfallswinkel im Sinne der vorliegenden Anmeldung der Winkel zwischen dem Lot auf dem flächigen Abschnitt aus Verpackungsmaterial in dem von der elektromagnetischen Strahlung bestrahlten Oberflächenbereich der Probe und einer Geraden parallel zur Ausbreitungsrichtung der kollimierten Strahlung.Assuming collimated electromagnetic radiation impinging on the sample, the angle of incidence for the purposes of the present application is the angle between the solder on the planar section of packaging material in the surface region of the sample irradiated by the electromagnetic radiation and a straight line parallel to the propagation direction of the sample collimated radiation.
Bei auf die Probe fokussierter elektromagnetischer Strahlung wird unter dem Einfallswinkel im Sinne der vorliegenden Anmeldung der Winkel zwischen dem Lot auf der Oberfläche der Probe bzw. deren Verpackungsmaterial und der Symmetrieachse des grob als Kegel beschreibbaren fokussierten Strahls der elektromagnetischen Strahlung verstanden.In the case of electromagnetic radiation focused on the sample, the angle of incidence in the context of the present application is understood to mean the angle between the solder on the surface of the sample or its packaging material and the axis of symmetry of the focused beam of the electromagnetic radiation which can be roughly described as a cone.
Unter einem Maß für die Intensität der elektromagnetischen Strahlung wird im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere die Intensität der Strahlung selbst, aber auch das elektrische Feld der Strahlung, dessen Quadrat proportional zu der Intensität ist, verstanden.For the purposes of the present invention, a measure of the intensity of the electromagnetic radiation is understood in particular to mean the intensity of the radiation itself, but also the electric field of the radiation whose square is proportional to the intensity.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das erfasste Spektrum ein Extinktionsspektrum, bei dem die Extinktion der elektromagnetischen Strahlung durch die Probe mit der chemischen Substanz gegen die Frequenz aufgetragen ist.In one embodiment of the invention, the detected spectrum is an absorbance spectrum in which the absorbance of the electromagnetic radiation through the chemical substance sample is plotted against the frequency.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann es zweckmäßig sein, wenn der Einfallswinkel α für jede Probe, deren Spektrum mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erfasst werden soll, individuell eingestellt wird. Dies setzt voraus, dass man zunächst das Verpackungsmaterial der flächigen Abschnitte der Probe analysiert, um dessen Brewster-Winkel zu bestimmen. In einer solchen Ausführungsform ist es dann zweckmäßig, wenn der Einfallswinkel gleich dem Brewster-Winkel des Verpackungsmaterials bei einer Frequenz aus dem Frequenzbereich ist.In one embodiment of the invention it may be expedient if the angle of incidence α is set individually for each sample whose spectrum is to be detected by means of the method according to the invention. This assumes that one first analyzes the packaging material of the flat sections of the sample in order to determine its Brewster angle. In such an embodiment, it is useful if the angle of incidence is equal to the Brewster angle of the Packaging material is at a frequency in the frequency range.
Gemäß der Erfindung soll jedoch ein und derselbe Einfallswinkel für eine Vielzahl von Proben verwendet werden. Dies unter der Voraussetzung, dass alle zu erfassenden Proben zwei flächige Abschnitte aus Verpackungsmaterial aufweisen, wobei alle Verpackungsmaterialien der zu spektroskopierenden Proben einen ähnlichen Brechungsindex in dem gewählten Frequenzbereich aufweisen und damit einen ähnlichen Brewster-Winkel. Zwei typische Arten von Verpackungsmaterial im Sinne der vorliegenden Anmeldung sind bspw. Papier und Pappe auf der einen Seite und Kunststoffe auf der anderen Seite.However, according to the invention, one and the same angle of incidence should be used for a plurality of samples. This is provided that all samples to be detected have two flat sections of packaging material, all packaging materials of the samples to be spectroscopically having a similar refractive index in the selected frequency range and thus a similar Brewster angle. Two typical types of packaging material in the context of the present application are, for example, paper and cardboard on one side and plastics on the other side.
Es wird zunächst die Art des Verpackungsmaterials der Probe bestimmt. Diese Bestimmung der Art des Verpackungsmaterials der zur spektroskopierenden Proben kann dabei in einer Ausführungsform der Erfindung dann erfolgen, wenn festgelegt wird, auf welche Proben mit welcher Art von flächigen Abschnitten aus einem Verpackungsmaterial das Verfahren grundsätzlich angewendet werden soll. Alternativ kann die Art des Verpackungsmaterials für jede individuellen Probe, die zur Spektroskopie ansteht, bestimmt und daraufhin der Einfallswinkel eingestellt werden. Ist die Art des Verpackungsmaterials der zu spektroskopierenden Probe bestimmt, so wird ein mittlerer Brewster-Winkel für Verpackungsmaterialien dieser Art bestimmt und der Einfallswinkel α so eingestellt, dass der Einfallswinkel α gleich dem mittleren Brewster-Winkel ΘB,Mittel ist.First, the type of packaging material of the sample is determined. In one embodiment of the invention, this determination of the type of packaging material for the specimen to be spectroscopically can then take place when it is determined to which samples with which type of areal sections of a packaging material the method is to be applied in principle. Alternatively, the type of packaging material for each individual sample pending for spectroscopy may be determined and then the angle of incidence may be adjusted. If the type of packaging material of the sample to be analyzed is determined, then a mean Brewster angle for packaging materials of this type is determined and the angle of incidence α is set so that the angle of incidence α is equal to the mean Brewster angle Θ B, average .
Es versteht sich, dass der auf diese Weise eingestellte Einfallswinkel α vom tatsächlichen Brewster-Winkel ΘB der konkreten zur spektroskopierenden Probe um ± 15° abweichen kann. Allerdings ist diese Abweichung des mittleren Brewster-Winkels ΘB,Mittel, vom tatsächlichen Brewster-Winkel ΘB des Verpackungsmaterials der konkreten Probe gering genug, dass immer noch die Vorteile einer Annäherung des Einfallswinkels an den tatsächlichen Brewster-Winkel ΘB realisiert werden.It is understood that the angle of incidence α set in this manner can deviate from the actual Brewster angle Θ B of the specific sample to be spectroscopically by ± 15 °. However, this deviation of the average Brewster angle Θ B, average , from the actual Brewster angle Θ B of the packaging material of the concrete sample is low enough that the advantages of approximating the angle of incidence to the actual Brewster angle Θ B are still realized.
Das Bestimmen eines mittleren Brewster-Winkels ΘB,Mittel für Verpackungsmaterialien einer Art umfasst zudem die folgenden Schritte: Bestimmen eines Maximalwerts ΘB,max für den Brewster-Winkel der Verpackungsmaterialien dieser Art, Bestimmen eines Minimalwerts ΘB,min für den Brewster-Winkel der Verpackungsmaterialien dieser Art und Berechnen eines mittleren Brewster-Winkels ΘB,Mittel für Verpackungsmaterialien dieser Art als
Ist die Art des Verpackungsmaterials bspw. „Papier und Pappe“ so beträgt der mittlere Brewster-Winkel ΘB,Mittel in einer Ausführungsform etwa 56°.If the type of packaging material is, for example, "paper and board", then the mean Brewster angle Θ B, means in one embodiment about 56 °.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren zusätzlich die Schritte: Vergleichen des erfassten Spektrums mit einem oder einer Mehrzahl von vorbestimmten und abgespeicherten Vergleichsspektren und Identifizieren der chemischen Substanz.In an embodiment of the invention, the method additionally comprises the steps of: comparing the detected spectrum with one or a plurality of predetermined and stored comparison spectra and identifying the chemical substance.
Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird auch durch ein Spektrometer für die Spektrometrie an einer chemischen Substanz in einer Probe gelöst, wobei das Spektrometer ausgestattet ist mit einer Quelle für elektromagnetische Strahlung mit einer Mehrzahl von Frequenzen oder einem Frequenzband aus einem Frequenzbereich von 1 GHz bis 30 THz, einem Detektor zum frequenzaufgelösten Erfassen eines Maßes für die Intensität der unter einem Einfallswinkel auf die Probe geleiteten und durch die Probe transmittierten oder von der Probe reflektierten elektromagnetischen Strahlung als einem Spektrum und der Probe in Form der chemischen Substanz zwischen mindestens zwei flächigen Abschnitten aus einem Verpackungsmaterial, wobei das Spektrometer (
Während das erfindungsgemäße Spektrometer mit jeder Art von Quelle und Detektor realisiert werden kann, welche es ermöglichen, gleichzeitig oder nacheinander verschiedene Frequenzen aus dem Frequenzbereich von 1 GHz bis 30 THz auf die Probe zu leiten und zu erfassen, eignen sich in besonderer Weise optoelektronische Ansätze zur kohärenten Erzeugung und Detektion der Terahertz-Strahlung für die Realisierung des erfindungsgemäßen Spektrometers.While the spectrometer according to the invention can be realized with any type of source and detector, which make it possible to simultaneously and successively different frequencies from the frequency range of 1 GHz to 30 THz to the sample to conduct and detect, in a special way optoelectronic approaches to coherent generation and detection of the terahertz radiation for the realization of the spectrometer according to the invention.
Um ein solches optoelektronisches Spektrometer mit einer Quelle und einem Detektor für den Frequenzbereich von 1 GHz bis 30 THz zu realisieren, weist dieses einen Laser, ein erstes optoelektronisches Hochfrequenzbauteil als Quelle sowie ein zweites optoelektronisches Hochfrequenzbauteil als Detektor für die elektromagnetische Strahlung und einen Strahlteiler, welcher so eingerichtet und angeordnet ist, dass er im Betrieb des Spektrometers einen Teil der von dem Laser emittierten elektromagnetischen Strahlung auf das erste Hochfrequenzbauteil leitet und einen Teil der von dem Laser emittierten elektromagnetischen Strahlung auf das zweite Hochfrequenzbauteil leitet, auf.To such an optoelectronic spectrometer with a source and a detector for the frequency range of 1 GHz to 30 THz too this has a laser, a first optoelectronic high-frequency component as a source and a second optoelectronic high-frequency component as a detector for the electromagnetic radiation and a beam splitter, which is arranged and arranged so that it is part of the electromagnetic radiation emitted by the laser during operation of the spectrometer leads to the first high-frequency component and directs a portion of the electromagnetic radiation emitted by the laser to the second high-frequency component, on.
In einer Ausführungsform eines solchen Spektrometers ist der Laser ein Laser zur Erzeugung ultrakurzer elektromagnetischer Impulse vorzugsweise mit einer Impulsdauer von 150 fs oder weniger.In one embodiment of such a spectrometer, the laser is a laser for generating ultrashort electromagnetic pulses, preferably with a pulse duration of 150 fs or less.
Das erste und das zweite optoelektronische Hochfrequenzbauteil als Quelle bzw. Detektor für die elektromagnetische Strahlung in einem Frequenzbereich von 1 GHz bis 30 THz ist in einer Ausführungsform jeweils alternativ ein photoleitfähiger Schalter oder ein elektrooptischer Kristall. Bei Verwendung eines elektrooptischen Kristalls werden die nicht-linearen Effekte im Kristall ausgenutzt, um aus der elektromagnetischen Strahlung des Lasers die elektromagnetische Strahlung in dem Frequenzbereich von 1 GHz bis 30 THz zu erzeugen.The first and second high-frequency optoelectronic components as electromagnetic radiation source and detector in a frequency range of 1 GHz to 30 THz are each alternatively a photoconductive switch or an electro-optic crystal in one embodiment. When using an electro-optic crystal, the non-linear effects in the crystal are exploited to generate from the electromagnetic radiation of the laser, the electromagnetic radiation in the frequency range of 1 GHz to 30 THz.
Bei der Verwendung eines photoleitfähigen oder photokonduktiven Schalters, gegebenenfalls in Kombination mit jeweils einer daran angeschlossenen Antenne, bewirkt das Auftreffen eines kurzen elektromagnetischen Impulses auf den photoleitfähigen Schalter bei einer entsprechenden elektrischen Vorspannung des Hochfrequenzbauteils einen kurzen Stromimpuls in dem Bauteil und somit die Abstrahlung eines breitbandigen Pulses im Terahertz-Frequenzbereich. Der kurze elektromagnetische Impuls des Lasers auf der Detektorseite dient demgegenüber dazu, den Detektor mit Hilfe des photoleitfähigen Schalters kurzzeitig zu Gaten, und so das elektrische Feld der gleichzeitig auf das Hochfrequenzbauteil des Detektors auftreffenden elektromagnetischen Strahlung im THz-Frequenzbereich messbar zu machen. Misst man an den Zuleitungen des photoleitfähigen Schalters des als Detektor verwendeten Hochfrequenzbauteils einen Strom, so lässt sich das Feld der elektromagnetischen Terahertz-Strahlung, welches auf das Hochfrequenzbauteil auftrifft, zeitaufgelöst erfassen.When using a photoconductive or photoconductive switch, optionally in combination with an antenna connected thereto, the impact of a short electromagnetic pulse on the photoconductive switch at a corresponding electrical bias of the high-frequency component causes a short pulse of current in the component and thus the emission of a broadband pulse in the terahertz frequency range. By contrast, the short electromagnetic pulse of the laser on the detector side serves to briefly gate the detector with the aid of the photoconductive switch, thus making it possible to measure the electric field of the electromagnetic radiation impinging on the high-frequency component of the detector in the THz frequency range. If a current is measured at the supply lines of the photoconductive switch of the high-frequency component used as the detector, then the field of the electromagnetic terahertz radiation which impinges on the high-frequency component can be detected in a time-resolved manner.
Das elektrische Feld der auf den Detektor auftreffenden elektromagnetischen THz-Strahlung treibt Ladungsträger in Längsrichtung über den Schalter. Dabei ist ein Stromfluss nur dann möglich, wenn gleichzeitig der photoleitfähige Schalter geschlossen ist, das heißt, der Schalter mit elektromagnetischer Strahlung des Lasers bestrahlt wird. Da der zum Schalten des photoleitfähigen Schalters verwendete elektromagnetische Impuls kurz gegenüber dem Zeitverlauf des elektrischen Feldes des von dem Detektor empfangenen Impulses im THz-Frequenzbereich ist, lässt sich das elektrische Feld des THz-Signals zeitaufgelöst abtasten bzw. messen, indem ein Zeitversatz zwischen dem auf den Schalter auftreffenden THz-Impuls und dem zum Schalten des photoleitfähigen Schalters verwendeten elektromagnetischen Impuls eingeführt und während der Messung variiert wird.The electric field of the electromagnetic THz radiation impinging on the detector drives charge carriers in the longitudinal direction over the switch. In this case, a current flow is only possible if at the same time the photoconductive switch is closed, that is, the switch is irradiated with electromagnetic radiation of the laser. Since the electromagnetic pulse used to switch the photoconductive switch is short of the time course of the electric field of the pulse received by the detector in the THz frequency range, the electric field of the THz signal can be time-resolved sampled by taking a time offset between the THz pulse striking the switch and the electromagnetic pulse used to switch the photoconductive switch are introduced and varied during the measurement.
Das so erfasste zeitaufgelöste elektromagnetische Feld lässt sich durch Fourier-Transformation in ein entsprechendes frequenzaufgelöstes Spektrum umwandeln.The time-resolved electromagnetic field thus detected can be converted by Fourier transformation into a corresponding frequency-resolved spectrum.
Es versteht sich, dass das Spektrometer in einer Ausführungsform mit einem photoleitfähigen Schalter als Detektor für die THz-Strahlung einen geeigneten Strom- oder Spannungsverstärker aufweist, welcher zum Erfassen der Ströme über den Schalter des Detektors mit diesem verbunden ist.It should be understood that in one embodiment, the spectrometer includes a photoconductive switch for detecting the THz radiation, a suitable current or voltage amplifier connected to it for detecting the currents through the switch of the detector.
Das optoelektronische Spektrometer mit den erfindungsgemäßen Hochfrequenzbauteilen lässt sich jedoch alternativ zu einem Laser mit kurzen elektromagnetischen Impulsen auch mit monochromatischer Laserstrahlung betreiben. Dazu stellt dann ein Laser oder auch zwei miteinander gekoppelte Laser zwei Laserfrequenzen mit einem Frequenzabstand, der gleich der zur Spektrometrie zu verwendenden elektromagnetischen Strahlung in dem Frequenzbereich von 1 GHz bis 30 GHz ist, bereit. Diese werden räumlich überlagert. Das so entstehende elektromagnetische Schwebungssignal wird auf die optoelektronischen Hochfrequenzbauteile als Quelle und Detektor geben. Das Schwebungssignal erzeugt hier dann monochromatische elektromagnetische Strahlung im THz-Bereich.However, the optoelectronic spectrometer with the high-frequency components according to the invention can also be operated with monochromatic laser radiation as an alternative to a laser with short electromagnetic pulses. For this purpose, a laser or even two lasers coupled together then provide two laser frequencies with a frequency spacing equal to the electromagnetic radiation to be used for the spectrometry in the frequency range from 1 GHz to 30 GHz. These are spatially superimposed. The resulting electromagnetic beating signal will be applied to the optoelectronic high frequency components as source and detector. The beat signal generates monochromatic electromagnetic radiation in the THz range.
In einer solchen Ausführungsform wird die Frequenz der elektromagnetischen Strahlung im THz-Bereich durch Abstimmung der Differenzfrequenz zwischen den beiden von dem oder den Lasern generierten elektromagnetischen Strahlungsanteilen eingestellt bzw. durchgestimmt.In such an embodiment, the frequency of the electromagnetic radiation in the THz range is set or tuned by tuning the difference frequency between the two electromagnetic radiation components generated by the one or more lasers.
Das Spektrometer weist eine Steuereinrichtung auf und das Spektrometer ist so eingerichtet, dass der Einfallswinkel, unter dem die elektromagnetische Strahlung auf die Probe auftrifft, durch die Steuereinrichtung einstellbar ist, wobei die Steuerreinrichtung so eingerichtet ist, dass sie im Betrieb des Spektrometers nach einer Eingabe einer Art des Verpackungsmaterials in die Steuereinrichtung einen mittleren Brewster-Winkel ΘB,Mittel für Verpackungsmaterialien dieser Art bestimmt und den Einfallswinkel α so einstellt, dass gilt α = ΘB,Mittel.The spectrometer has a control device and the spectrometer is set up such that the angle of incidence at which the electromagnetic radiation impinges on the sample can be set by the control device, wherein the control device is set up in such a way that, after the input of a Type of packaging material in the control means a mean Brewster angle Θ B, means for packaging materials of this type determined and the angle of incidence α adjusted so that α = Θ B, means .
Dabei kann die Eingabe der Art des Verpackungsmaterials der Probe insbesondere von einem Benutzer erfolgen. Für die Bestimmung des mittleren Brewster-Winkels ΘB,Mittel für die Art von Verpackungsmaterial bietet es sich an, dass die Steuereinrichtung einen Speicher aufweist, in welchem die mittleren Brewster-Winkel für verschiedene Arten von Verpackungsmaterialien gespeichert bzw. hinterlegt sind. In this case, the input of the type of packaging material of the sample can be done in particular by a user. For the determination of the average Brewster angle Θ B, means for the type of packaging material, it is recommended that the control means have a memory in which the average Brewster angles are stored for different types of packaging materials.
Dabei ist es grundsätzlich für die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Spektrometers unerheblich, ob zum Einstellen des Einfallswinkels die Probe gegenüber der Quelle und dem Detektor verschwenkt wird, sodass sich der Einfallswinkel ändert oder ob die Anordnung aus Quelle und Detektor gegenüber der feststehenden Probe gedreht wird.It is basically irrelevant to the operation of the spectrometer according to the invention, whether to adjust the angle of incidence, the sample is pivoted relative to the source and the detector, so that the angle of incidence changes or if the arrangement of source and detector with respect to the fixed sample is rotated.
Ein relatives Drehen oder Verschwenken zwischen Quelle und Detektor einerseits und der Probe andererseits lässt sich in einer Ausführungsform zum Einen mechanisch dadurch bewirken, dass die Probe oder die Anordnung aus Quelle und Detektor gegeneinander gedreht werden. Es sind jedoch auch rein elektronische Ausführungsformen möglich, bei welchen der Einfallswinkel über eine elektronische Strahlsteuerung, beispielsweise mit Hilfe eines Phased Array erreicht wird.In one embodiment, relative rotation or pivoting between the source and the detector on the one hand and the sample on the other hand can be effected mechanically on the one hand by rotating the sample or the arrangement of source and detector with respect to one another. However, purely electronic embodiments are also possible in which the angle of incidence is achieved via an electronic beam control, for example with the aid of a phased array.
Soweit zuvor Aspekte der Erfindung im Hinblick auf das erfindungsgemäße Spektrometer beschrieben wurden, so gelten diese auch für das entsprechende Verfahren zur Spektrometrie an einer chemischen Substanz in einer mehrlagigen Struktur und umgekehrt. Soweit das Verfahren mit einem Spektrometer gemäß dieser Erfindung ausgeführt wird, so weist dieses die entsprechenden Einrichtungen hierfür auf. Insbesondere sind Ausführungsformen des Spektrometers zum Ausführen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens geeignet.As far as aspects of the invention have been described above with regard to the spectrometer according to the invention, these also apply to the corresponding method for spectrometry on a chemical substance in a multilayer structure and vice versa. As far as the method is carried out with a spectrometer according to this invention, this has the corresponding facilities for this purpose. In particular, embodiments of the spectrometer are suitable for carrying out the previously described embodiments of the method.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren deutlich.
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1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Spektrometer gemäß der vorliegenden Erfindung. -
2 zeigt eine graphische Darstellung der erfassten Extinktion derProbe aus 1 in Abhängigkeit von der Frequenz bei einem Einfallswinkel, der gleich dem mittleren Brewster-Winkel für die Art des Verpackungsmaterials der Probe ist. -
3 zeigt zum Vergleich eine grafische Darstellung der erfassten Extinktion derProbe aus 1 in Abhängigkeit von der Frequenz bei einemEinfallswinkel von 0°.
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1 shows a schematic plan view of a spectrometer according to the present invention. -
2 shows a graphical representation of the detected absorbance of thesample 1 depending on the frequency at an angle of incidence equal to the average Brewster angle for the type of packaging material of the sample. -
3 shows for comparison a graphical representation of the detected absorbance of thesample 1 as a function of the frequency at an angle of incidence of 0 °.
Herzstück des dargestellten Spektrometers
In der dargestellten Ausführungsform bestehen die Quelle
Jedes der Hochfrequenzbauteile
Sowohl die Quelle
In der dargestellten Ausführungsform ist das Halbleitersubstrat für den photoleitfähigen Schalter ein bei niedrigen Temperaturen gewachsenes Galliumarsenid mit kurzen Ladungsträgerlebenszeit bzw. Ladungsträgereinfangzeiten.In the illustrated embodiment, the semiconductor substrate for the photoconductive switch is a low-lived gallium arsenide with short carrier lifetime or charge carrier trapping times.
Im Betrieb des Spektrometers
Betrachtet man das detektorseitig verwendete Hochfrequenzbauteil
Dabei führt das auf die Antenne des Detektors
In der dargestellten Ausführungsform des Spektrometers
Bei der Probe
Der Einfallswinkel α ist bei der dargestellten Ausführungsform des Spektrometers
Dabei wurde der mittlere Brewster-Winkel ΘB,Mittel für Papier als einer Art von Verpackungsmaterials der Probe
Es versteht sich, dass die Reflexionen an dem Verpackungsmaterial
In
Aufgetragen ist die Extinktion auf der y-Achse in beliebigen Einheiten sowie die Frequenz in Einheiten von THz auf der x-Achse. Deutlich erkennbar die für PABA charakteristischen Absorptionen bei etwa 0,6 THz und 0,8 THz.Plotted is the extinction on the y-axis in arbitrary units as well as the frequency in units of THz on the x-axis. Clearly visible are the absorptions characteristic of PABA at about 0.6 THz and 0.8 THz.
Das Spektrum aus
In einer alternativen Ausführungsform des Spektrometers aus
Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet.For purposes of the original disclosure, it is to be understood that all such features as will become apparent to those skilled in the art from the present description, drawings, and claims, even if concretely described only in connection with certain other features, both individually and separately any combination with other of the features or feature groups disclosed herein are combinable, unless this has been expressly excluded or technical conditions make such combinations impossible or pointless. On the comprehensive, explicit representation of all conceivable combinations of features is omitted here only for the sake of brevity and readability of the description.
Während die Erfindung im Detail in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung dargestellt und beschrieben wurde, erfolgt diese Darstellung und Beschreibung lediglich beispielhaft und ist nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht, so wie er durch die Ansprüche definiert wird. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and the foregoing description, such illustration and description is exemplary only and is not intended to limit the scope of the protection as defined by the claims. The invention is not limited to the disclosed embodiments.
Abwandlungen der offenbarten Ausführungsformen sind für den Fachmann aus den Zeichnungen, der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen offensichtlich. In den Ansprüchen schließt das Wort „aufweisen“ nicht andere Elemente oder Schritte aus und der unbestimmte Artikel „eine“ oder „ein“ schließt eine Mehrzahl nicht aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in unterschiedlichen Ansprüchen beansprucht sind, schließt ihre Kombination nicht aus. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht.Variations of the disclosed embodiments will be apparent to those skilled in the art from the drawings, the description and the appended claims. In the claims, the word "comprising" does not exclude other elements or steps, and the indefinite article "a" or "an" does not exclude a plurality. The mere fact that certain features are claimed in different claims does not exclude their combination. Reference signs in the claims are not intended to limit the scope of protection.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Spektrometerspectrometer
- 22
- HochfrequenzstrahlungRF radiation
- 33
- Quellesource
- 44
- Detektordetector
- 55
- Laserlaser
- 66
- elektromagnetischer Impuls im infraroten Spektralbereichelectromagnetic pulse in the infrared spectral range
- 77
- Strahlteilerbeamsplitter
- 88th
-
zweiter Teil des Impulses
6 second part of thepulse 6 - 99
-
erster Teil des Impulses
6 first part of theimpulse 6 - 1010
- Verzögerungsstreckedelay path
- 1111
- Steuer- und AuswerteeinrichtungControl and evaluation device
- 1212
- Probesample
- 1313
- Probenhaltersample holder
- 1414
- PABA-TablettePABA tablet
- 15, 1615, 16
- Papiertütepaper bag
- 1717
- Briefumschlagenvelope
Claims (8)
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---|---|---|---|
DE102014113354.4A DE102014113354B4 (en) | 2014-09-16 | 2014-09-16 | Method for spectrometry and spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014113354.4A DE102014113354B4 (en) | 2014-09-16 | 2014-09-16 | Method for spectrometry and spectrometer |
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DE102014113354A1 DE102014113354A1 (en) | 2016-03-17 |
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-
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- 2014-09-16 DE DE102014113354.4A patent/DE102014113354B4/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
„Comparison ofterahertz technologies fordetection and identification of explosives" Proceedings of SPIE, Band 9102 |
BEIGANG, René [et al.]: Comparison of terahertz technologies for detection and identification of explosives. In: Proceedings SPIE, Vol. 9102, 2014, S. 91020C-1 – 91020C-10. * |
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Also Published As
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