DE10223033B4 - Method for suppressing multiple scattering in studies on cloudy media by means of cross-correlation technique - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Unterdrückung der Mehrfachstreuung bei Untersuchungen an trüben Medien mittels Kreuzkorrelationstechnik, bei dem ein Medium in einem Untersuchungsbehälter angeordnet und durch zwei Laserstrahlen, deren Kreuzungspunkt im Untersuchungsbehälter liegt, beleuchtet wird, und wobei die von den Laserstrahlen gestreute Lichtintensität durch auf den Kreuzungspunkt justierte Detektionsoptiken aufgenommen und kreuzkorreliert wird und wobei die Richtungsvektoren der beiden, jeweils aus einem einfallenden Strahl und dem von einer Detektionsoptik aufgenommenen Anteil der Streulichtintensität gebildeten Streugeometrien, so angeordnet sind, dass sie gegenüber wenigstens einer, durch den Kreuzungspunkt der beleuchtenden Strahlen im Untersuchungsbehälter verlaufenden Ebene, um einen Winkel verkippt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beleuchtenden Strahlen (k1, k2) und die Richtungsvektoren so angeordnet sind, dass die beiden Streugeometrien in Bezug auf jede durch den Kreuzungspunkt der beiden sich im Untersuchungsbehälter kreuzenden beleuchtenden Strahlen (k1, k2) verlaufende Ebene unsymmetrisch angeordnet sind, so dass die beiden Detektionsoptiken wenigstens Anteile äquivalenter Lichtflecken aufnehmen und die von den beiden Detektionsoptiken...Method for suppressing multiple scattering in investigations on cloudy media by means of cross-correlation technique, in which a medium is placed in a test container and illuminated by two laser beams, the intersection of which is in the test container, and wherein the light intensity scattered by the laser beams received by adjusted to the intersection point detection optics and is cross-correlated and wherein the direction vectors of the two, each of an incident beam and the portion of the scattered light intensity recorded by a scattering light intensity scattering geometries formed are arranged so that they at least one, through the crossing point of the illuminating rays in the examination container extending plane around Angle are tilted, characterized in that the illuminating beams (k1, k2) and the directional vectors are arranged so that the two scattering geometries with respect to each by the Kreuzungsp Unkt of the two in the examination vessel crossing illuminating beams (k1, k2) extending plane are arranged asymmetrically, so that the two detection optics record at least portions of equivalent light spots and the two detection optics ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung der Mehrfachstreuung bei Untersuchungen an trüben Medien mittels Kreuzkorrelationstechnik, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The The invention relates to a method for suppressing multiple scattering in investigations on cloudy Media by cross-correlation technique, according to the preamble of the main claim.
Kreuzkorrelationstechnik ist geeignet zur Durchführung von Untersuchungen an trüben Medien durch den Einsatz der Lichtstreuung, da sich mit solchen Techniken der störende Einfluß des in trüben Medien auftretenden mehrfach gestreuten Lichtes unterdrücken läßt, bzw. die einfach gestreute Lichtintensität selektiert werden kann. Auf diese Weise lassen sich auch in trüben Medien zuverlässige Informationen über die dynamischen Prozesse solcher Medien gewinnen.Cross-correlation technique is suitable for implementation from investigations on cloudy Media through the use of light scattering, as with such Techniques of disturbing Influence of in murky media can suppressed multiply scattered light, or simply scattered Light intensity can be selected. In this way, you can also be in cloudy media reliable information about gain the dynamic processes of such media.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Durchführung von Kreuzkorrelationsuntersuchungen in trüben Medien anzugeben, dessen Justage bei gleichzeitiger hoher Genauigkeit einfach durchführbar ist.task It is the object of the present invention to provide a method for carrying out Indicate cross-correlation studies in cloudy media whose Adjustment while high accuracy is easy to perform.
Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dar.These Task is by a method with the features of the claim 1 solved. The dependent claims represent advantageous developments.
Danach sind die beiden das Probenvolumen beleuchtenden Strahlen und die Detektionsoptiken so angeordnet, dass die beiden, jeweils durch einen einfallenden Strahl und dem von einer Detektionsoptik aufgenommenen Anteil der Streulichtintensität gebildeten Streugeometrien in Bezug auf jede durch den Kreuzungspunkt der sich im Untersuchungsbehälter kreuzenden Beleuchtungsstrahlen verlaufende Ebene, unsymmetrisch angeordnet sind, jedoch so, dass die beiden Detektionsoptiken wenigstens Anteile äquivalenter Lichtflecken aufnehmen und dass die von diesen an nahezu transparenten Dispersionen aufgenommenen Streulichtintensitäten kreuzkorreliert sind.After that are the two beams illuminating the sample volume and the Detection optics arranged so that the two, respectively by an incident beam and that received by a detection optics Proportion of scattered light intensity formed scattering geometries with respect to each through the crossing point located in the examination container crossing lighting beams extending plane, unbalanced are arranged, however, so that the two detection optics at least Proportions of equivalent Record light spots and that of these to almost transparent Dispersions recorded scattered light intensities are cross-correlated.
In Ausgestaltung ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass der erste beleuchtende Strahl (k1) und die Richtung der von der ersten Detektionsoptik aufgenommenen Streulichtintensität (kB) eine Ebene E aufspannen und dass die Richtung des zweiten beleuchtenden Strahles (k2) gegenüber der Richtung des ersten beleuchtenden Strahles (k1) um einen Winkel phi gegenüber diesem verkippt ist, wobei eine erste Verkippachse in der Ebene E und senkrecht zur Richtung des ersten beleuchtenden Strahles (k1) liegt und dass die Richtung der von der zweiten Detektionsoptik aufgenommenen Streulichtintensität (kA) ebenfalls um einen Winkel phi gegenüber der Richtung der von der ersten Dektionsoptik aufgenommenen Streulichtintensität (kB) um eine zweite Verkippachse verkippt ist, wobei diese Verkippachse in der Ebene E und senkrecht zur Richtung des von der ersten Detektionsoptik aufgenommenen Streulichtintensität (kB) liegt, und dass die Richtungen der von den beiden Detektionsoptiken aufgenommenen Streulichtintensitäten (kA, kB) kreuzkorreliert werden und dass eine Kreuzkorrelationsfunktion bestimmt wird und dass der Winkel phi einen Wert aufweist, so dass die beiden Detektionsoptiken wenigstens Anteile äquivalenter Lichtflecken aufnehmen und dass die von den beiden Detektionsoptiken an nahezu transparenten Dispersionen aufgenommenen Streulichtintensitäten kreuzkorreliert sind.In Embodiment is provided according to claim 2, that the first illuminating Beam (k1) and the direction of the first detection optics recorded scattered light intensity (kB) spanning a plane E and that illuminating the direction of the second Ray (k2) opposite the direction of the first illuminating beam (k1) at an angle phi opposite this is tilted, with a first Verkippachse in the plane E and perpendicular to the direction of the first illuminating beam (k1) and that the direction of that received by the second detection optics Scattered light intensity (kA) likewise at an angle phi with respect to the direction of the first detection optics recorded scattered light intensity (kB) a second Verkippachse is tilted, said Verkippachse in the plane E and perpendicular to the direction of the first detection optics recorded scattered light intensity (kB), and that the directions of the two detection optics recorded scattered light intensities (kA, kB) are cross-correlated and that a cross-correlation function is determined and that the angle phi has a value such that the two detection optics record at least portions of equivalent light spots and that of the two detection optics to almost transparent Dispersions recorded scattered light intensities are cross-correlated.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 3 sieht im Unterschied zur Ausgestaltung nach Anspruch 2 vor, dass die Verkippwinkel phi für die beiden Streulichtintensitäten sich in bezug auf die Verkippachsen im Vorzeichen unterscheiden, d. h. dass die beiden Streulichtintensitäten in bezug auf die Ebene E in zwei verschiedene Richtungen verkippt sind.A Further embodiment of the method according to claim 3 sees in difference to the embodiment according to claim 2, that the tilt angle phi for the two Scattered light intensities differ in sign with regard to the tilting axes, d. H. that the two stray light intensities with respect to the plane E are tilted in two different directions.
In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass die Ebene E so angeordnet ist, dass sie senkrecht auf die Wand des Untersuchungsbehälters steht.In Embodiment, the invention provides that the plane E arranged so is that it is perpendicular to the wall of the sample container.
Vorteilhaft ist, wenn gemäß den Ansprüchen 6 und 7 eine einfache und genaue Möglichkeit der Einstellung des Verlaufs der beleuchtenden Strahlen unter einem bestimmten Winkel phi gegeben ist. Die beiden beleuchtenden Strahlen entstehen durch die Spaltung eines, auf einen entsprechend ausgestalteten Strahlteiler, auftreffenden Strahles. Dadurch ist gewährleistet, dass die Einstellung des Verkippwinkels phi einfach und genau erfolgt.Advantageous is, if according to claims 6 and 7 a simple and accurate way the setting of the course of the illuminating rays under one certain angle phi is given. The two illuminating rays arise through the splitting of one, to a suitably designed Beam splitter, incident beam. This ensures that that the adjustment of the tilt angle phi is simple and accurate.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
In
Eine
andere Ausführungsform
für eine
unsymmetrische Streugeometrie für
Kreuzkorrelationsuntersuchungen ist in
Diese
unsymmetrische Streugeometrie kann durch einen in
Eine
weitere vorteilhafte Ausführung
des Verfahrensaufbaus ist in
Die
Funktionsweise des Strahlteilers
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