DE1961141B2

DE1961141B2 - SPECTROMETER

Info

Publication number: DE1961141B2
Application number: DE19691961141
Authority: DE
Inventors: Andre Jean Chatillon sous Bagneux Botineau Jean Paris Girard, (Frank reich)
Original assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Current assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Priority date: 1968-12-11
Filing date: 1969-12-06
Publication date: 1971-11-18
Also published as: CH510871A; US3639062A; DE1961141A1; SU474165A3; FR1595001A; GB1292465A

Description

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Die Erfindung betrifft Spektrometer, die mit einem Elemente oder jedem anderen Element, das an der Dispersionssystem (Prisma oder Beugungsgitter), einem Weiterleitung des Flusses vom Eintritts- zum Austritts-Ein- und Austrittszonenelement für die Strahlung und element beteiligt ist, also z. B. einem Kollimatoreleeinem Empfänger versehen sind, der ein Signal liefert, ment, erteilt werden. Im Verlauf des Abtastens werden das proportional zu dem auf ihn einfallenden Strahlen- 5 nur jene Flüsse moduliert, die den Regelwellenlängen nuß ist. entsprechen und auf den Empfänger oder Wandler Als Eintritts- und Austrittselemente eines solchen fallen. Wird nun dem Wandler ein auf die Modulations-Gerätes dienen optische Zonenelemente, im allgemei- frequenz abgestimmter Wechselverstärker nachgenen ebener Form, die aus der Gesamtheit zweier Viel- schaltet, dann sind die Ausgangssignale des Verzählen von aneinander angrenzenden Bereichen mit io stärkers charakteristisch für die auf den Regelwellenjeweils wechselweise verschiedenartigem Durchlaß- längen befindlichen Flüssen und können somit Meßvermögen für die mit dem Spektrometer zu analysie- oder Aufzeichnungsgeräte steuern,
rende Strahlung bestehen, d. h., daß diese Bereiche Es sind auch mit Schwingungsmodulation versehene z. B. wechselweise jeweils durchlässig und undurch- Spektrometer bekannt, die nur ein einziges Element lässig oder durchlässig und reflektierend sein können. 15 enthalten, das gleichzeitig sowohl die Rolle des Ein-Dabei ist das durch die Bereichsgrenzen gebildete tritts- als auch des Austrittselementes spielt, wobei die Zeichnungsmuster dargestellt, daß man durch gegen- Kollimationsvorrichtung dergestalt ist, daß sie die vom seitiges Längsverschieben oder gegenseitige Drehung Eintrittselement über das dispergierende System geeines der mit identischen Bereichsgrenzenmuster ver- lieferten Bilder wieder in dieselbe Ebene projiziert, sehenen und aneinander anliegenden Fenster ein opti- 20 Derartige Spektrometer, die mit nur einem Element sches System erhält, das bei genauer Übereinstimmung und einer Schwingungsmodulation versehen sind, der Bereichsgrenzen beider Fenster infolge Reflexion bieten besondere Vorteile gegenüber Spektrometern oder Durchlässigkeit einen Extremwert (einen maxima- mit zwei getrennten Elementen und Schwingungslen oder minimalen) des empfangenen Strahlenflusses modulation, wie z. B. geringere Abmessungen, eine und für jede andere gegenseitige Stellung der Bereichs- 25 erhöhte Lichtstärke und eine bessere Korrektur der grenzenzeichnung einen mittleren Anteil des genannten optischen Aberrationen.The invention relates to spectrometers that use an element or any other element that is involved in the dispersion system (prism or diffraction grating), a forwarding of the flow from the entry to the exit entry and exit zone element for the radiation and element, so z. A collimator, a receiver providing a signal, ment. In the course of the scanning process, only those fluxes that are subject to the control wavelengths are modulated in proportion to the rays incident on it. correspond and fall on the receiver or transducer as the entry and exit elements of such. If the converter is now used for the modulation device by optical zone elements, generally frequency-matched alternating amplifiers according to a flat shape, which are made up of the total of two multiples, then the output signals of the counting of adjacent areas with io amplifiers are characteristic of the on the control waves alternately with different passage lengths located flows and can thus control measuring capabilities for the analysis or recording devices to be analyzed with the spectrometer,
Rende radiation exist, ie that these areas There are also provided with vibration modulation z. B. alternately each transparent and opaque spectrometer known that only a single element can be transparent or transparent and reflective. 15 included, which at the same time both the role of the entry and exit element formed by the area boundaries plays, the drawing patterns shown that one by counter-collimation device is such that it is the lateral longitudinal displacement or mutual rotation of the entry element Through the dispersing system, one of the images provided with identical area boundary patterns was projected again into the same plane, saw and adjoining window an optical 20 Such spectrometer, which is provided with only one element cal system, which is provided with exact correspondence and a vibration modulation, the range limits of both windows as a result of reflection offer particular advantages over spectrometers or permeability an extreme value (a maximum with two separate elements and Schwingungslen or minimum) of the received radiation flux modulation, such as. B. smaller dimensions, one and for every other mutual position of the area 25 increased light intensity and a better correction of the boundary drawing a mean proportion of the optical aberrations mentioned.

Flusses weiterleitet. Ein solches Spektrometer ist bei- Des weiteren sind Spektrometer mit zwei Elementen spielsweise in der deutschen Auslegeschrift 1 422 207 bekannt, bei denen besondersartig gestaltete Zeichbeschrieben, nungsmuster der Bereichsgrenzen der Elemente er-Forwards the river. Such a spectrometer is also two-element spectrometers For example, in the German Auslegeschrift 1 422 207 known, in which specially designed characters are described, pattern of the area boundaries of the elements

Besteht ein derartiges Spektrometer nicht nur aus 30 möglichen, die Modulation der auf die Regelwellen-Does such a spectrometer not only consist of 30 possible ones, the modulation of the

einem zwischen den beiden Zonenelementen angeord- längen abgestimmten Flüsse nicht mehr mittels Schwin-a flow that is coordinated between the two zone elements is no longer

neten dispergierenden System, sondern auch aus einer gung, sondern durch eine kontinuierliche, gegenseitigeneten dispersing system, but also from a movement, but through a continuous, mutual

Kollimationsvorrichtung, dann projiziert diese beim Drehung der Abbildungen des Eintrittselementes inCollimation device, then projects this when rotating the images of the entry element in

Durchgang einer polychromatischen Strahlung durch bezug auf das Austrittselement zu erhalten. DerartigeTo obtain the passage of polychromatic radiation by referring to the exit element. Such

das Spektrometer in die Ebene des Eintrittsfensters 35 Spektrometer mit einer Modulation durch Rotationthe spectrometer in the plane of the entrance window 35 spectrometer with a modulation by rotation

eine Vielzahl monochromatischer, auf Grund des Ein- bieten besondere Vorteile gegenüber Spektrometerna large number of monochromatic ones, due to the fact that they are used, offer particular advantages over spectrometers

flusses des dispergierenden Systems voneinander unter- mit Modulation durch Schwingung, z. B. einen beacht-flow of the dispersing system from each other with modulation by vibration, z. B. a noteworthy

schiedlicher Abbildungen des Eintrittselementes, die licheren Modulationshub (Differenz zwischen demdifferent images of the entry element, the lighter modulation range (difference between the

zum Austrittselement identische Abmessungen be- Maximal- und dem Minimalwert der verschiedenenDimensions identical to the exit element in terms of the maximum and minimum values of the various

sitzen, wobei das dispergierende System gewöhnlich 40 modulierten Flüsse, die im Verlauf eines Abtastenssitting, the dispersing system usually 40 modulated flows, which in the course of a scan

eine Drehbewegung ausführt, die in der Dispersions- nacheinander auf den Wandler fallen), sowie eineexecutes a rotary movement, which fall one after the other in the dispersion on the transducer), as well as a

ebene stattfindet und als Abtastbewegung bezeichnet Vereinfachung der mechanischen Vorrichtung zurplane takes place and is referred to as the scanning movement to simplify the mechanical device

wird, wodurch die erwähnten monochromatischen Ab- Steuerung des beweglichen, die Modulation bewirken-is, whereby the mentioned monochromatic down- control of the movable, the modulation effect-

bildungen nacheinander in Übereinstimmung mit dem denElements. Solche Spektrometer können jedoch nichtformations one after the other in accordance with the elements. However, such spectrometers cannot

Austrittselement gelangen. 45 mit nur einem Element ausgestattet sein, da sich dieExit element arrive. 45 must be equipped with only one element, since the

Sobald eine von einer monochromatischen Strah- vom dispergierenden System auf das in DrehbewegungAs soon as one of a monochromatic jet from the dispersing system to the in rotary motion

lung weitergeleitete Abbildung des Eintrittselementes befindliche Element projizierten Bilder in gleichemdevelopment forwarded mapping of the entry element located element projected images in the same

für eine momentane Stellung des dispergierenden Drehsinn und mit gleicher Geschwindigkeit wie diesesfor a momentary position of the dispersing direction of rotation and at the same speed as this

Systems kongruent zum Austrittselement ist, einer Element bewegen würden und somit der zu messendeSystem is congruent to the exit element, one element would move and thus the one to be measured

Strahlung, deren Wellenlänge aus diesem Grunde als 50 Fluß nicht moduliert wäre.Radiation whose wavelength, for this reason, would not be modulated as flux.

Regelwellenlänge bezeichnet wird, dann leitet das Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Spektro-Austrittselement entweder infolge Durchlässigkeit oder meter der beschriebenen Art mit nur einem einzigen infolge Reflexion einen maximalen (im allgemeinen den Element und mit Modulation durch kontinuierliche vollen) oder einen minimalen (im allgemeinen gleich Rotation oder Schwingung zu schaffen.
Null zu setzenden) Anteil jenes mit der durch das 55 Ein Spektrometer nach der Erfindung ist dadurch Eintrittsfenster eingetretenen Strahlung übereinstim- gekennzeichnet, daß das Zeichnungsmuster der Bemenden Flusses weiter, während für alle nicht in reichsgrenzen des Zonenelementes eine Symmetrie-Übereinstimmung stehenden Abbildungen das Aus- achse in der genannten Ebene besitzt und das Abbiltrittselement nur einen mittleren (im allgemeinen den dungssystem eine Mehrzahl monochromatischer, enhalben) Anteil der entsprechenden, durch das Eintritts- 60 antiomorpher Abbildungen des genannten Elements element eingetretenen Flüsse weiterleitet. in die erwähnte Ebene projiziert, von denen nur eineIt is therefore the object of the invention to provide a spectro-output element of the type described with only a single one as a result of reflection, a maximum (generally the element and with modulation by continuous full) or a minimum (generally equal to creating rotation or oscillation.
A spectrometer according to the invention is characterized in that the drawing pattern of the flow continues, while for all images that are not within the range of the zone element a symmetry correspondence has axis in the plane mentioned and the mapping element forwards only an average (in general the training system a plurality of monochromatic, half-equal) proportion of the corresponding flows entered through the entry 60 antiomorphic images of said element element. projected into the mentioned plane, only one of which

Um die zu den Regelwellenlängen gehörenden ihren Mittelpunkt in Übereinstimmung mit demIn order to have the center point belonging to the control wavelengths in accordance with the

Energien zu messen oder aufzuzeichnen, ohne daß die Elementmittelpunkt hat.To measure or record energies without having the element center point.

Energien die anderen Wellenlängen beeinflussen, ist es Es wird daran erinnert, daß man unter dem en-Energies affecting other wavelengths, it is reminded that one under the en-

bekannt, den Abbildungen des Eintrittselementes eine 65 antiomorphen Bild eines Gegenstandes ein zu einerknown, the images of the entry element a 65 antiomorphic image of an object one to one

periodische Bewegung in bezug auf das Austritts- Ebene symetrisches Bild des erwähnten Gegenstandes element zu erteilen, und zwar mittels einer periodischen versteht.periodic movement with respect to the exit plane symmetrical image of the mentioned object element to be granted, namely by means of a periodic understands.

Hin- und Herbewegung, die entweder einem der beiden Das Spektrometer nach der Erfindung kann so her-Back and forth movement, which either one of the two The spectrometer according to the invention can be

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gestellt werden, daß es sowohl nach dem sogenannten mustern der Bereichsgrenzen versehene Elementethat there are elements provided according to the so-called patterning of the area boundaries

Einstrahlsystem zur Ausführung spektrometrischer gegeneinanderliegend an, dann wird der von ihnen, imSingle-beam system for performing spectrometric opposed to each other, then the one of them, im

Messungen an einem Strahlungsfluß als auch nach Verlauf einer gegenseitigen, um eine senkrecht zu ihrerMeasurements on a radiation flux as well as on the course of a mutual, around one perpendicular to theirs

dem Doppelstrahlsystem zur Ausführung differentieller Berührungsebene angeordneten und durch das ge-the double beam system for the execution of differential contact planes and through the ge

spektrometrischer Messungen an zwei Strahlungs- 5 meinsame Zentrum führenden Achse ausgeführtenspectrometric measurements carried out on two axis leading to radiation 5 common center

flüssen Verwendung finden kann. Drehbewegung übertragene Fluß veränderlich undrivers can be used. Rotary motion transmitted flow variable and

Die nachfolgende, nur als Beispiel gedachte Be- periodisch sein und für eine bestimmte Stellung derThe following, only intended as an example, be periodic and for a certain position of the

Schreibung bezieht sich auf die schematische Dar- beiden Elemente zueinander ein Maximum erreicht,Spelling refers to the schematic dar- both elements to each other reached a maximum,

stellung, in der das gleich der Hälfte des einfallenden Flusses ist undposition in which this is equal to half of the incoming river and

Bild 1 eine Ausführungsform eines Elements und io ... . ... _Λ. ,. , π „ ,-Figure 1 shows an embodiment of an element and io .... ... _Λ . ,. , π ", -

Bild IA das Modulationsdiagramm des Flusses ^{fur eme} S^eS^eilseitlge Verschiebung um _Ύ RadianIA image, the modulation of the flow diagram ^{for eme} S ^e S ^eilseitl ge shift _Ύ Radian

darstellt, der mit diesem Element erhalten werden kann, /Π ... . t-hj r> · ι j -Λ ■ i. ij·that can be obtained with this element, / Π .... t-hj r> · Ι j -Λ ■ i. ij

Bild 2 stark schematisiert den Gesamtauf bau eines (τ ^{fur den Fal1 des Blldes 1}J ^{m bezu}S ^{auf die} Figure 2 shows the overall structure of a (τ ^{for the case of the image 1} J ^{m with respect to} S ^{to the}

Spektrometer nach der Erfindung darstellt, genannte Stellung den Wert Null erreicht.Representing a spectrometer according to the invention, said position reaches the value zero.

B i 1 d 3 eine zu B i 1 d 2 analoge Ansicht, jedoch für 15 Für ein gemäß B i 1 d 1 dargestelltes Element wirdB i 1 d 3 is a view analogous to B i 1 d 2, but for 15 for an element shown according to B i 1 d 1

eine andere Ausführungsart darstellt, das Aussehen der Veränderungen des übertragenenAnother embodiment represents the appearance of the changes in the transferred

B i 1 d 4 eine detailliertere Ansicht eines Spektro- Flusses im wesentlichen durch das Diagramm desB i 1 d 4 a more detailed view of a spectro flow essentially through the diagram of FIG

meters nach der Erfindung, als Ausführung nach dem B i 1 d e s IA veranschaulicht, in der F₀ den Wert desmeters according to the invention, illustrated as an embodiment according to the B i 1 of the IA, in which F ₀ the value of the

Einstrahlsystem ist, einfallenden, konstant angenommenen Stromes be-Single-beam system is, incident, assumed constant current

B i 1 d 5 eine zu Bild 4 analoge Ansicht, jedoch 20 deutet. Der Wert F des durch das Element übertra-B i 1 d 5 is a view analogous to Figure 4, but 20 indicates. The value F of the transmitted by the element

für eine andere Ausführungsart ist, genen Flusses schwankt von 0 bis F₀j2 in Abhängig-for another embodiment, the same flow varies from 0 to F ₀ j2 depending on

B i 1 d 6 eine zu den Bildern 4 und 5 analoge keit vom gegenseitigen Drehwinkel A der beidenB i 1 d 6 a speed analogous to the figures 4 and 5 of the mutual rotation angle A of the two

Ansicht, jedoch für eine andere Ausführunsgart ist, Elemente.View, however, for a different implementation type, elements.

B i 1 d 7 eine Ausführungsform eines Spektrometers Die Zeichnung der Bereichsgrenzen eines ElementesB i 1 d 7 an embodiment of a spectrometer The drawing of the range limits of an element

nach der Erfindung mit Doppelstrahlsystem darstellt, 25 gemäß B i IdI ist dadurch gekennzeichnet, daß manrepresents according to the invention with a double jet system, 25 according to B i IdI is characterized in that one

B i 1 d 8 Flußmodulationsdiagramme zeigt, die mit den Bereichsgrenzen folgend, vom Mittelpunkt 14 bisB i 1 d 8 shows flow modulation diagrams following with the range limits, from midpoint 14 to

dem in Bild 7 dargestellten Spektrometer erhalten zum Umfang 15 2 N unabhängige Wege ziehen kann,the spectrometer shown in Figure 7 can draw 2 N independent paths to the extent of 15,

werden, wie den durch einen dreifachen Strich gekennzeichnetenas indicated by a triple line

B i 1 d 9 eine Variante der Ausführungsform gemäß Weg 18, deren Gesamtheit eine RotationssymmetrieB i 1 d 9 a variant of the embodiment according to path 18, the entirety of which has a rotational symmetry

Bild 7 darstellt. 30 der Größe 2N ergibt, d. h., daß man in der Zeich-Fig. 7 represents. 30 of size 2N results, that is, in the drawing

In Bild 1 wird ein stark schematisiertes und nur nungsebene 2N Symmetrieachsen zeichnen kann, die als Beispiel dienendes Element dargestellt, das aus durch den Mittelpunkt 14 gehen, einem ebenen, in zwei Vielzahlen von Bereichen 11 Erteilt man dem Element eine Drehung mit dem und 12 aufgeteilten, optischen Zonenelement besteht, Wert P/Radian um eine Symmetrieachse wie Achse 18, bei dem jeder Bereich eine unterschiedliche Weiter- 35 so erhält man die zu sich selbst identische Zeichnung leitungseigenschaft des zu analysierenden Strahlungs- der Bereichsgrenzen wieder, was man dadurch ausflusses besitzt und z. B. jeweils entweder durchlässig drücken kann, daß man die Zeichnung der Bereichsund undurchlässig oder durchlässig und reflektierend grenzen dieses Elements als enantiomörph zu sich oder auch undurchlässig und reflektierend sein kann. selbst bezeichnet.In Figure 1, a highly schematic and only voltage plane 2N axes of symmetry can be drawn, which is shown as an example element that goes through the center point 14, a plane, divided into two multitudes of areas 11 If the element is given a rotation with the and 12 divided , optical zone element, value P / radian around an axis of symmetry such as axis 18, in which each area has a different line characteristic of the radiation to be analyzed and the area boundaries that are identical to each other z. B. each can press either permeable, that you can limit the drawing of the area and opaque or permeable and reflective, this element as an enantiomorph to itself or can be opaque and reflective. self-designated.

Die Grenzen der Bereiche stellen ein sich nicht 40 Dagegen ist die Gestalt der Bereiche nicht enantio-The boundaries of the areas do not arise 40 On the other hand, the shape of the areas is not enantio-

wiederholendes Zeichnungsmuster für zumindest morph zu sich selbst, denn Bereiche wie 11 befindenrepeating drawing pattern for at least morphing to itself, for areas like 11 are located

eine Bezugsrichtung dar. sich infolge der Drehung nunmehr an der Stelle vonrepresents a reference direction. As a result of the rotation, it is now at the point of

Die Summe der Oberflächen der beiden Vielzahlen Bereichen 12 und umgekehrt. Die Identität der Ge-The sum of the surfaces of the two plurality of areas 12 and vice versa. The identity of the

von Bereichen ist gleich groß. stalt der Bereiche kann nur hervorgerufen werdenof areas is the same size. shape of the areas can only be evoked

Ein die obengenannten Bedingungen erfüllendes 45 mittels einer Drehung um Element ist für die Ausstattung eines durch Schwingung modulierten Spektrometers geeignet.A 45 satisfying the above conditions by means of a turn around Element is suitable for equipping a spectrometer that is modulated by vibration.

In dem schematisch dargestellten Element bilden „.In the element shown schematically, “.

außerdem die durch die Linien der Bereichsgrenzen 13 -jt- Radian in der Ebene des Elementes also the 13 -jt- radians in the plane of the element by the lines of the area boundaries

hervorgerufenen Zeichnungsmuster sowie die Um- 50 1 p- evoked drawing samples as well as the um- 50 1 p-

fangszeichnung 15 des optischen Elementes eine l-J- im Falle des Bildes 1) der enantiomor-Capture drawing 15 of the optical element a lJ- in the case of Figure 1) the enantiomorphic

geradzahlige Rotationssymmetrie von der Größe 2N „u^„ au-u-ia even rotational symmetry of size 2N "u ^" au-u-ia

jj λ Tv, 1 1 j. λ λ , · ,r ■ rr ,, . . phen Abbildung, und den Mittelpunkt 14, wobei iv eine ganze Zahl istjj λ Tv, 1 1 j. λ λ , ·, r ■ rr ,,. . phen figure, and the center point 14, where iv is an integer

(N = 3 bei der Zeichnung nach Bild 1). Die maximale (N = 3 in the drawing according to Figure 1). The maximal

Anzahl unabhängiger Wege, das sind solche, die ent- 55The number of independent paths are those that are 55

weder keinen gemeinsamen Punkt oder gemeinsame In der folgenden, allgemeinen Beschreibung einesneither no common point nor common In the following, general description of a

Punkte wie Berührungs-, Umkehr oder- Schnittpunkte, Spektrometers nach der Erfindung und in den Be-Points such as points of contact, reversal or intersection points, spectrometers according to the invention and in the

dafür jedoch keinen gemeinsamen Abschnitt besitzen Schreibungen der verschiedenen Ausführungsmöglich-however, there is no common section for this.

und die man unter Verfolgung der Bereichsgrenzen keiten und deren Varianten bedeuten:and which one means by following the area boundaries and their variants:

einschlagen kann, stellen ein ungerades Vielfaches von 60can strike, represent an odd multiple of 60

2./V dar. »Element«:2./V represent. "Element":

Als Beispiel wurde ein derartiger Weg 16 durch einen Die Zeichnungsebene der Bereichsgrenzen,As an example, such a path 16 was carried out through a

starken Strich, ein anderer derartiger Weg 17 durch »Ausstrahlende Seite« des Elements:strong line, another such path 17 through the "radiating side" of the element:

einen Doppelstrich dargestellt. Jene Seite, von welcher der Strahlungsfluß zumshown by a double line. That side from which the radiation flow to the

Ein wie vorstehend definiertes Element ist geeignet, 65 Abbildungssystem geleitet wird;An element as defined above is suitable for directing 65 imaging system;

als Eintritts- und Austrittselement eines Spektrometers »Empfangsseite« des Elements:as entry and exit element of a spectrometer »receiving side« of the element:

mit kontinuierlicher Rotationsmodulation zu dienen. Jene Seite, die den vom Abbildungssystem zurück-to serve with continuous rotational modulation. The side that has the image back from the imaging system

Ordnet man zwei derartige, mit identischen Zeichnungs- geleiteten, monochromatischen Fluß empfängt;If one arranges two such monochromatic flows guided with identical drawings;

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»Abbildungssystem«: ^und der zu Abbildungen gehört, die sich nicht»Representation system«: ^and that belongs to images that are not

τ-.-- χ· ι ,τ- · ι ι- ι χ mit dem Element decken: er wird auf Grund einerτ -.-- χ · ι, τ- · ι ι- ι χ cover with the element: it is based on a

Die optische Vorrichtung die aus dem gesamten, bekannten Eigenschaft spektrometrischer EIe-The optical device, which from the entire, known property of spectrometric EIe-

eme Abtastbewegung ausfuhrenden dispergieren- _mente _amck _{die Drehun}/_{nicht moduliert}. _Das eme scanning export forming dispergieren- _elements _AMCK _{the Drehun} / _{not modulated.} _That

den System (Prisma oder Gitter) und der Kolli- ₅ entsprechende, vom Wandler 24 gelieferte Signalthe system (prism or grating) and the colli- ₅ corresponding signal delivered by the converter 24

mationsvomchtung zusammengesetzt: ist, wobei _{igt nicht moduliert und wird vom Wechse}i_ver-mationsvomchtung is composed: is, where _{igt is not modulated and is from the change} i _ve r-

das erwähnte, gesamte dispergierende System vom _{stärker 25 nicht übertragen}.
Element stammende, monochromatische Bilder,the mentioned, entire dispersing system of the _{stronger 25 does not transfer} .
Element-derived, monochromatic images,

die den verschiedenen Ausstrahlungen des zu _{Bej der in B} i! _{d 2} dargestellten Ausführungsart sindwhich corresponds to the various emanations of the _{person in B} i! _{d 2} are the embodiment shown

analysierenden Spektrums entsprechen, m die _{lo die QueUe 21 der ß} _f|J_{1 der Wandler} £ _{und die} Analyzing spectrum correspond, m the _{lo the QueUe 21 of the ß} _f | J _{1 of the converter} £ _{and the}

Elementebene projiziert. Elemente des Abbilungssystems 23 so angeordnet,Projected element plane. Elements of the imaging system 23 arranged in such a way that

daß die Achsen 201 und 202 des Flusses vor der Di-Unter Bezug auf B i 1 d 2 wird in äußerst schema- spersion und die Achsen 203 und 204 des monochrotischer Art der gesamte Zusammenbau eines Spektro- matichen Flusses, welcher der Regelwellenlänge der meters nach der Erfindung für eine Art der Ausfüh- 15 auf das genannte Element einfallenden Flüsse 201, 203 rung gezeigt. entspricht, einen gleichen Winkel mit der Achse 223 Der schematisch durch seine Achse 201 dargestellte des Elementes bilden, senkrecht zu dessen Ebene von der Quelle 21 ausgehende und zu analysierende stehen und durch dessen Symmetriezentrum führen. Strahlfluß fällt auf die Seite 221 eines Elementes 22. Anders ausgedrückt, sind die Quelle 21 und der Wand-Das Element 22 besteht aus zwei Vielzahlen von je- 20 ler 24 gemäß den Erzeugenden eines Rotationskegels weils undurchlässigen und durchlässigen Bereichen. angeordnet, dessen Achse 223 die Elementachse und Die Seite 222 kann als Ausgangspunkt jenes Anteiles dessen Spitze der Elementmittelpunkt ist, wobei die des Flusses 201 betrachtet werden, der das Element 22 im Abbildungssystem befindlichen Flußeintritts- und durchquert hat, während der andere Anteil des Flusses Flußaustrittsstellen 231 und 232 ebenfalls auf den für die Analyse verloren ist. Der durch das Element 25 erwähnten Erzeugenden angeordnet sind. Wäre diese 22 durchgegangene Fluß dringt an einer durch eine Bedingung nicht erfüllt, würden die vom Abbildungs-Öffnung 231 symbolisierten Stelle in das auf der Zeich- system 23 in die Elementebene 22 projizierten Bilder nung durch ein Gehäuse 23 symbolisierte Abbildungs- und besonders das mit der Regelwellenlänge übereinsystem ein. stimmende Bild mit anamorphosen Flecken versehen Durch das Abbildungssystem wird einerseits der 30 sein, und die Modulation wäre unkorrekt. Diese An-Strahlungsfluß in einen monochromatischen Fluß Ordnung gestattet es, den Einbau schwierig herzustellenzerstreut und andererseits so behandelt, daß er am der und zu regelnder Vorrichtungen für die Korrektur Ausgang des Abbildungssystems in Richtung 203 ge- der Anamorphose innerhalb des Abbildungssystems lenkt wird und in die Ebene des Elementes 22 eine zu vermeiden. Sie gestattet gleichfalls den automati-Vielzahl monochromatischer, enantiomorpher Ab- 35 sehen Ausgleich der meisten im Abbildungssystem bildungen des genannten Elementes projiziert, wobei auftretenden Aberrationen.that the axes 201 and 202 of the flow before the Di-With reference to B i 1 d 2 is in an extremely schematic version and the axes 203 and 204 of the monochrotic type the entire assembly of a spectro- matic flow, which is the regulating wavelength of the meter of the invention for one type of embodiment, rivers 201, 203 impinging on said element. corresponds to form an equal angle with the axis 223 that of the element, shown schematically by its axis 201 , are perpendicular to the plane of which emanating from the source 21 and are to be analyzed and run through its center of symmetry. Jet flow falls on the side 221 of an element 22. In other words, the source 21 and the wall-The element 22 consists of two pluralities of each 24 according to the generators of a cone of revolution because impermeable and permeable areas. whose axis 223 is the element axis and the side 222 can be used as the starting point of that portion of which the tip is the element center point, considering that of the river 201 that has flowed through the element 22 in the imaging system, while the other portion of the river has flow outlets 231 and 232 are also lost to the analysis. The generatrices mentioned by the element 25 are arranged. If this flow passed through 22 were not met by a condition, the position symbolized by the imaging opening 231 would be represented in the image projected on the drawing system 23 in the element plane 22 by a housing 23 and especially that with the Control wavelength over a system. Corresponding image provided with anamorphic spots. On the one hand, the imaging system will be 30, and the modulation would be incorrect. This on-radiation flow in a monochromatic flow order allows the installation to be difficult to produce, scattered and on the other hand treated in such a way that it is directed at the device to be controlled for the correction output of the imaging system in the direction of the anamorphosis within the imaging system and into the Avoid level of element 22 one. It also allows the automatic multitude of monochromatic, enantiomorphic images to compensate for most of the formations projected in the imaging system of the element mentioned, with aberrations occurring.

der Umriß der Elementabbildung, die zur Regelwellen- In einer Ausführungsart, bei der ein und dieselbethe outline of the element map that corresponds to the rule wave In one embodiment in which one and the same

länge gehört, mit dem Umriß des Elementes kongruent Elementseite, hier die Seite 222, gleichzeitig die Rollelength belongs, congruent with the outline of the element element side, here side 222, at the same time the role

ist. der Ausstrahlungs- und Empfangsseite spielt, ist dieis. the broadcasting and receiving side is the

Es ist nun vorgesehen, dem in Richtung 203 ge- 40 vom Abbildungssystem dem Fluß aufgezwungeneIt is now planned that the imaging system imposed on the river in direction 203

lenkten Fluß eine Drehung zu erteilen, entweder durch Anzahl von Reflexionen eine gerade Zahl, wodurchdirected flux to give a turn, either by number of reflections, whereby an even number

eine Drehung des Elementes 22 in seiner Ebene, wobei ermöglicht wird, enantiomorphe Bilder des Elementsa rotation of the element 22 in its plane, which enables enantiomorphic images of the element

dann die enantiomorphen Abbildungen in einem zum zu erhalten.then the enantiomorphic pictures in one to get.

Element entgegengesetzten Sinn drehen, oder durch Die Geradzahligkeit der Anzahl der ReflexionenRotate element in opposite sense, or by the even number of reflections

Drehung eines zum Abbildungssystem gehörenden 45 führt im übrigen nicht gezwungenermaßen zu einerRotation of a 45 belonging to the imaging system does not necessarily lead to a

Elementes, wobei dann das Element 22 unbeweglich geradzahligen Anzahl von Reflexionselementen imElement, then the element 22 immovable even number of reflective elements in the

bleibt. Abbildungssystem.remain. Imaging system.

Der das Element 22 durchquerende Anteil des Unter Bezug auf B i 1 d 3 wird eine andere Aus-Flusses 203, der den aus der Fläche 221 austretenden führungsform dargestellt, die sich von der vorher-Fluß 204 bildet, kann als Summe zweier Flüsse be- 50 gehenden nur durch die Anordnung der Elementebene trachtet werden, nämlich: in bezug auf die Achsen der Flüsse unterscheidet.With reference to B i 1 d 3, the portion of the element 22 traversing becomes a different off-flow 203, which shows the guide shape emerging from surface 221, which differs from the previous flow 204 forms, can only flow as the sum of two flows through the arrangement of the element level be sought, namely: differs in relation to the axes of the rivers.

Während bei der Ausführungsform gemäß B i 1 d 2While in the embodiment according to B i 1 d 2

aus einem, der durch die Energie gebildet wird, die Flüsse 201 und 203 auf die einander gegenüberderen Wellenlänge die Regelwellenlänge bildet, liegenden Seiten 221 und 222 des Elementes 22 fallen, d. h. die Wellenlänge jener Ausstrahlung, die die 55 so fallen sie in der Ausführungsart gemäß B i 1 d 3 auf monochromatische Abbildung hervorruft, deren die gleiche Seite 221. Die Bedingungen, die durch die Kontur mit der Kontur des Elementes überein- Ausführungsart gemäß B i 1 d 3 erfüllt werden, sind stimmt und die tatsächlich moduliert ist; dieser identisch mit jenen, die von der Ausführungsart Fluß wird durch einen Wandler 24, auf den der gemäß B i 1 d 2 erfüllt werden, außer, daß die vom Fluß 204 fällt, in ein elektrisches Signal umge- 60 Abbildungssystem aufgezwungene Anzahl von Rewandelt, Dieses modulierte Signal steuert, nach flexionen eine ungerade Zahl ist, weil gemäß B i 1 d 3 Verstärkung durch einen Wechselverstärker 25, die Ausstrahlungs- und Empfangsseite nunmehr einder auf die Modulationsfrequenz abgestimmt ist, ander gegenüberliegen.from one, which is formed by the energy that forms the fluxes 201 and 203 on the opposite wavelengths of the standard wavelength, lying sides 221 and 222 of the element 22, that is, the wavelength of the radiation that the 55 so they fall in the embodiment according to B i 1 d 3 causes on monochromatic image, the same side of which 221. The conditions which are met by the contour with the contour of the element are met and which are actually modulated; this, identical to that of the flow embodiment, is converted into an electrical signal by a transducer 24, on which the one according to B i 1 d 2 is fulfilled, except that that falls from the flow 204 , is converted into an electrical signal. This modulated signal controls, according to flexionen, is an odd number because, according to B i 1 d 3, amplification by an alternating amplifier 25, the transmission and reception side now being matched to the modulation frequency, are opposite to each other.

die in der Zeichnung nicht dargestellten Meß- Bei der einen wie bei der anderen Ausführungsform und Aufzeichnungsgeräte; 65 kann das Element aus einer Vielzahl von jeweils durchaus einem anderen Fluß, der sich aus der Gesamt- lässigen und reflektierenden Bereichen bestehen, heit der Energien zusammensetzt, deren Wellen- Diese Variante, z. B. bei einer Ausführungsart gemäß länge sich von der Regelwellenlänge unterscheiden Bild 2, enthält ein Abbildungssystem, bei der diethe measurement, not shown in the drawing, in the one as in the other embodiment and recorders; 65 may well be the element from a wide variety of each another river, which is made up of the overall casual and reflective areas, is composed of the energies whose waves- This variant, z. B. in an embodiment according to length differ from the regular wavelength Figure 2, contains an imaging system in which the

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Stromaustrittsstelle, wie durch eine gestrichelte Linie der Regelwellenlänge ist, bilden mit der Achse 223 dargestellt, in 233 angeordnet ist. Die Anordnung des des Elementes 22 gleiche Winkel. Das Element 22 Wandlers erfolgt dann, wie dargestellt, in 24. besteht aus den beiden Vielzahlen von jeweils durch-Current exit point, as indicated by a dashed line of the control wavelength, form with the axis 223 is located in 233. The arrangement of the element 22 is the same angle. The element 22 Converter then takes place, as shown, in 24. consists of the two multitudes of each through-

Bezugnehmend auf Bild 4 wird eine Ausführungs- lässigen bzw. undurchlässigen Bereichen,
art eines Spektrometers nach der Erfindung darge- 5 Die Ausstrahlungs- und die Empfangsseite sind die stellt, dessen Aufbau analog zum Aufbau der Spalt- beiden gegenüberliegenden Seiten 222 und 221 des spektrometer nach Littrow ist und bei dem als Elementes; die Anzahl der im Abbildungssystem auf-Dispersionssystem ein Prisma verwendet wird. tretenden Reflexionen ist eine ungerade Zahl.Referring to Figure 4, an execution-permeable or impermeable areas,
type of spectrometer according to the invention is shown. the number of a prism used in the imaging system on-dispersion system. kicking reflections is an odd number.

Die Bereiche der beiden Vielzahlen des Elementes 22 Die Modulation des Flusses wird durch eine Dre-The areas of the two multitudes of the element 22 The modulation of the flow is

sind jeweils durchlässig und reflektierend. io hung des Elementes 22 um seine Achse 223 erhalten.are each translucent and reflective. io hung of the element 22 about its axis 223 received.

Die Kollimationslinse 41 ist so angeordnet, daß einer In einer Variante wird die Modulation durch Schwin-The collimation lens 41 is arranged in such a way that a

ihrer Brennpunkte mit dem Symmetriemittelpunkt 223' gung des Kollimators 63 um eine in der Zeichnungsdes Elementes 22 zusammenfällt. In B i 1 d 4 ist der ebene gelegene Achse 65 hervorgerufen.
Weg der Achse 201 eines Elementarflusses dargestellt, Die erfindungsgemäße Ausbildung bezieht sichof their focal points coincides with the center of symmetry 223 'of the collimator 63 by one in the drawing of the element 22. In B i 1 d 4, the plane axis 65 is created.
The path of the axis 201 of an elementary flow is shown, the configuration according to the invention relates

der das Element in einem vom Mittelpunkt 223' ent- 15 nicht nur auf Einstrahl-Spektrometer, sondern auch fernten Punkt 224 durchstößt. Der Fluß durchquert auf Spektrometer mit zwei Strahlenbündeln, gewöhnein erstes Mal die Linse 41, das zum Abtasten des lieh Doppelstrahl-Spektrometer genannt, mit dem Spektrums um eine Achse 43 drehbar angeordnete differentielle Messungen an zwei Strahlungsflüssen Prisma 42, erhält in einem aus zwei ebenen Spiegeln 45 vorgenommen werden können, wobei der eine als und 44 bestehenden, rechtwinkligen Winkelspiegel 20 Bezugsfluß zu betrachten ist. Solche Spektrometer eine doppelte Brechung und durchquert ein zweites dienen z. B. zur Bestimmung des Absorptionsspek-MaI das Prisma 42 und die Kollimationslinse 41. Der trums einer Substanz und werden dann als Spektromit der Regelwellenlänge übereinstimmende, mono- photometer bezeichnet. .;which the element in one of the center point 223 'ent- 15 not only on a single-beam spectrometer, but also distant point 224 pierces. The river crosses on a spectrometer with two beams, habit first time the lens 41, called for scanning the borrowed double-beam spectrometer, with the Spectrum rotatable about an axis 43 arranged differential measurements on two radiation fluxes Prism 42, obtained in one of two flat mirrors 45 can be made, one as and 44 existing right angle corner mirrors 20 reference flow is to be considered. Such spectrometers a double refraction and crosses a second serve z. B. to determine the absorption spec-MaI the prism 42 and the collimating lens 41. The strums of a substance and are then called a spectromite called monophotometer, which corresponds to the control wavelength. .;

chromatische Elementarfluß wird von einem auf der B i 1 d 7 stellt eine Ausführungsform eines Doppel-chromatic elementary flow is from one on the B i 1 d 7 represents an embodiment of a double

Seite 222 befindlichen Punkt 225 reflektiert, der sym- 25 strahl-Spektrometers dar, dessen Bestandteile nach metrisch zum Punkt 224 bezüglich einer auf die Ab- dem Aufbau von Littrow angeordnet sind, d. h., bildungsebene senkrecht stehenden und durch die daß jeder der Strahlungsflüsse auf dem Gitter zwei Achse 223 verlaufenden Ebene ist und fällt auf den Reflexionsdispersionen unterliegt.
Wandler 24. Um die Prüfung der Abbildung zu erleichtern, sindPage 222 located point 225 is reflected, the symmetrical 25 beam spectrometer, the components of which are arranged metrically to point 224 with respect to a to the ab- the structure of Littrow, ie, vertical plane of education and through which each of the radiation flows on the Grating is two axis 223 plane and falls on which is subject to reflection dispersions.
Converter 24. To facilitate the examination of the figure, are

Bei der in Bild 5 dargestellten Ausführungsart 30 die Bündel, deren Strahlengang analysiert werden soll, besteht das Dispersionssystem aus einem Gitter 52, durch ihre Hauptachsen dargestellt, die durch die das zum Abtasten des Spektrums drehbar um eine Mittelpunkte der zum Spektrometer gehörenden Achse 55 angeordnet ist. Das Abbildungssystem ent- optischen Elemente verlaufen.In the embodiment 30 shown in Figure 5, the bundles whose beam path is to be analyzed the dispersion system consists of a grating 52, represented by its main axes which are represented by the that for scanning the spectrum can be rotated around a center point of the one belonging to the spectrometer Axis 55 is arranged. The imaging system de-optical elements run.

hält hier einen Spiegelkollimator 51. Außerdem ent- Der von der Quelle 700 ausgehende Strahlungsflußholds a mirror collimator 51 here. In addition, the radiation flux emanating from the source 700 is generated

hält es einen aus den Spiegeln 53 und 54 bestehenden 35 wird von den reflektierenden Flächen 701 und 702 Winkelspiegel. eines sogenannten Teilungselementes in zwei Bündelit holds a 35 consisting of the mirrors 53 and 54 is from the reflective surfaces 701 and 702 Corner mirror. a so-called dividing element into two bundles

In beiden Ausführungsarten spielt die Seite 222 des 7011 und 7021 (dargestellt als durchgehende bzw. ge-Elementes 22 die Rolle sowohl der Ausstrahlungs- als Stricheltd Linie) aufgeteilt. Diese beiden Bündel werauch der Empfangsseite. Die Anzahl der Reflexionen den an den Spiegeln 711 und 712 als Bündel 7012 bzw. im Abbildungssystem ist geradzahlig. Die Achsen der 40 7022 reflektiert.In both versions, side 222 of 7011 and 7021 plays (shown as a continuous or ge element 22 divided the role of both the broadcast and dashed line). These two bundles are also the receiving side. The number of reflections on mirrors 711 and 712 as bundles 7012 and in the mapping system is even. The axes of 40 7022 are reflected.

Ströme 201, 202, 203, 204 bilden gleiche Winkel mit In den Strahlengang eines dieser Bündel kann manCurrents 201, 202, 203, 204 form the same angle with one of these bundles

der Achse des Elementes 22. beispielsweise eine Probe der zu untersuchendenthe axis of the element 22, for example a sample of the one to be examined

Die Modulation kann durch Drehung des Elemen- Substanz (in der Zeichnung nicht dargestellt) eintes 22 um die Achse 223 zustande kommen, wobei sich schalten, während bekannterweise in den anderen dann die enantiomorphen Abbildungen mit der gleichen 45 Strahlengang des Bündels ein von einer Bedienungs-Frequenz wie das Element, aber in entgegengesetzter vorrichtung gesteuerter optischer Abschwächer ein-Richtung drehen. Sie kann ebenfalls durch Drehung geschaltet wird, dessen Verschiebung die Intensität des Winkelspiegels 44-45 oder des Winkelspiegels der Absorptionsstreifen der Probe anzeigt.
53-54 um eine Achse 46 oder 56 erfolgen, welche die Man kann auch den beiden Bündeln ebenfalls nichtThe modulation can come about by rotating the elementary substance (not shown in the drawing) one 22 about the axis 223, whereby, as is well known, in the others the enantiomorphic images with the same beam path of the bundle are Frequency as the element, but in the opposite device-controlled optical attenuator turn in one direction. It can also be switched by turning, the displacement of which indicates the intensity of the angle mirror 44-45 or the angle mirror of the absorption strips of the sample.
53-54 about an axis 46 or 56, which one cannot either with the two bundles

Winkelhalbierende des jeweiligen Winkelspiegels dar- 50 dargestellte Kompensationselemente zuordnen, um die stellt, wobei dann das Element 22 unbeweglich ist und Intensität des von den beiden Bündeln beförderten die enantiomorphen Abbildungen in eine Drehbewe- Flusses vor Zwischenschaltung der Probe auszugleichen, gung versetzt werden, deren Frequenz doppelt so Das Element 72 enthält zwei Vielzahlen abwechselndAllocate the angle bisector of the respective angle mirror shown- 50 shown compensation elements to the the element 22 being immobile and the intensity of that conveyed by the two bundles equalize the enantiomorphic images in a rotating movement flow before the interposition of the sample, The element 72 contains two pluralities alternately

hoch wie die Frequenz des Winkelspiegels ist. durchlässiger und reflektierender Bereiche für dieas high as the frequency of the corner mirror. permeable and reflective areas for that

In der Ausführungsart nach B i 1 d 5 kann die Mo- 55 Flüsse und wird in eine Drehbewegung um eine dulation des Flusses durch Schwingung des Spiegel- Achse 723 versetzt, die durch den Elementmittelpunkt kollimators 51 um eine in der Zeichnungsebene hegende und senkrecht zur Elementebene gerichtet ist.
Achse 57 erhalten werden. Ein Teil des Flußbündels 7012 wird von der Seite 721In the embodiment according to B i 1 d 5, the mo- 55 flows and is set in a rotary movement around a modulation of the flow by oscillation of the mirror axis 723, which through the element center point collimator 51 around a lying in the plane of the drawing and perpendicular to the element plane is directed.
Axis 57 can be obtained. Part of river bundle 7012 is from side 721

Unter Bezug auf B i 1 d 6 wird eine Ausführungs- des Elementes reflektiert und vom Gerät nicht behanform eines Spektrometers nach der Erfindung darge- 60 delt. Der andere Teil durchquert das Element gemäß stellt, welche den für Spaltspektrometer bekannten Achse 703.
Aufbau gemäß Ebert-Fastie benutzt. Ein Teil des Flußbündels 7022 wird von der Seite 722With reference to B i 1 d 6, an embodiment of the element is reflected and the device does not deal with a spectrometer according to the invention. The other part traverses the element according to which represents the axis 703 known for slit spectrometers.
Structure used according to Ebert-Fastie. Part of river bundle 7022 is from side 722

Das Abbildungssystem besteht aus zwei ebenen des Elementes gemäß Achse 703 reflektiert. Der Spiegeln 61 und 62, einem Spiegelkollimator 63 und ein andere, das Element durchquerende Teil wird vom um die Achse 64 in Drehung versetztes Gitter 66 zum 65 Gerät nicht behandelt.
Abtasten des Spektrums. Der Weg der durch das Element 72 weitergeleitetenThe imaging system consists of two planes of the element reflected along axis 703. The mirrors 61 and 62, a mirror collimator 63 and another part which traverses the element are not treated by the grating 66, which is set in rotation about the axis 64, to the device.
Sampling the spectrum. The path of the relayed through element 72

Die Achsen 201, 202, 203, 204 eines Elementar- Anteile der Bündel erfolgt nunmehr nach gemeinflusses abstrahlender Energie, deren Wellenlänge gleich samen Achsen, und im folgenden wird die von denThe axes 201, 202, 203, 204 of an elementary component of the bundle are now based on common flow emitting energy, the wavelength of which is equal to the same axis, and in the following is that of the

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beiden Flußanteilen beförderte Strahlungsenergie mit einnimmt, sobald sich nämlich die Abbildungen derboth parts of the river takes in the radiant energy transported as soon as the images of the

dem Ausdruck »Gesamtfluß« bezeichnet. Bereichsgrenzen mit den Bereichsgrenzen des Elemen-denoted by the term "total flow". Area limits with the area limits of the element

Der Gesamtfluß wird von einem Spiegelkollimator tes überdecken, sich also die Abbildungen der durch-The total flow is covered by a mirror collimator, i.e. the images of the

73 in Richtung 704 reflektiert, fällt auf ein Gitter 74, lässigen und reflektierenden Bereiche jeweils mit den73 reflected in the direction 704, falls on a grid 74, casual and reflective areas each with the

das zum Abtasten des Spektrums eine Drehbewegung 5 durchlässigen bzw. reflektierenden Bereichen des EIe-that a rotary movement 5 permeable or reflective areas of the egg to scan the spectrum

um eine Achse 75 ausführt und ihn nach der Richtung mentes überdecken, oder die periodisch eine nicht kon-about an axis 75 and cover it in the Mentes direction, or which periodically has a non-con-

705 zerstreut; der Gesamtfluß fällt dann auf einen gruente Lage einnimmt, sobald sich bei Überlagerung705 scattered; the total flow then falls to a green position as soon as it overlaps

"Winkelspiegel, der aus zwei ebenen, senkrecht auf- der Bereichsgrenzen die Abbildungen der durchlässi-"Angled mirror, which consists of two flat, perpendicular to the boundaries of the area, the images of the transparent

ein anderstehenden Spiegeln 76 und 77 besteht und gen Bereiche über den reflektierenden Bereichen undthere are standing mirrors 76 and 77 and areas above the reflective areas and

fällt dann erneut gemäß Richtung 706 auf das Gitter io umgekehrt befinden.then falls again in the direction 706 on the grid io reversed.

74. Er gelangt dann wiederum auf den Kollimator 73 Besitzt der gemäß Achse 7012 auf das Element 7274. It then arrives again at the collimator 73. The axis 7012 has it on the element 72

gemäß Richtung 707 und wird von dort gemäß Rieh- einfallende Regelfluß den Wert F₁ und der gemäßaccording to direction 707 and from there according to Rieh-incident control flow the value F ₁ and that according to

tung 708 auf das Element 72 zurückgeworfen. Achse 7022 einfallende Regelfluß den Wert F₂, danndevice 708 thrown back onto element 72. Axis 7022 incident control flow the value F ₂ , then

Ein Teil des Gesamtflusses wird durch Reflexion überträgt das Element 72 auf das AbbildungssystemPart of the total flow is transmitted by reflection from the element 72 to the imaging system

an der Seite 722 des Elementes 72 auf einen Wandler 15 einen Gesamtregelfluß gemäß Achse 703 mit dem Wert: oder Empfänger 741 geworfen, während der restlicheon the side 722 of the element 72 to a converter 15 a total control flow according to axis 703 with the value: or receiver 741 thrown during the remainder

Teil die durchlässigen Bereiche des genannten EIe- F 12 A- F 12 Part of the permeable areas of said EIe- F 12 A-F 12

mentes 72 durchquert und auf einen anderen Wandler ' oder Empfänger 742 geworfen wird.mentes 72 and thrown onto another transducer ' or receiver 742.

Bei diesem Aufbau' spielt dieselbe Seite 722 des 20 wobei der erste Ausdruck den Anteil des RegelflussesIn this setup, the same page 722 of Figure 20 plays with the first term being the portion of the rule flow

Elementes 72 gleichzeitig sowohl die Rolle der Aus- darstellt, der nach Durchquerung des ElementesElement 72 at the same time represents both the role of the train after crossing the element

strahlungs- als auch der Empfangsseite, und das aus gemäß Achse 7012 übertragen wird und der zweiteradiation and the receiving side, and that is transmitted from according to axis 7012 and the second

einem Kollimator 73, dem Gitter 74 und dem Winkel Ausdruck den Anteil des Regelflusses 7022 darstellt,a collimator 73, the grating 74 and the angle expression represents the proportion of the control flux 7022,

spiegel 76-77 zusammengesetzte Abbildungssystem der durch Reflexion an der Seite 722 des Elementesmirror 76-77 composite imaging system by reflection on side 722 of the element

zwingt durch seine Anordnung dem Gesamtfluß eine 25 übertragen wird.forces a 25 to be transmitted to the overall flow through its arrangement.

gerade Anzahl von Reflexionen auf. Sobald die vom Abbildungssystem gelieferte Ab-even number of reflections. As soon as the image provided by the imaging system

Die verschiedenen, auf das Element 72 fallenden bildung mit dem Element kongruent ist, empfängtThe various formation falling on the element 72 is congruent with the element, receives

oder von diesem weitergeleiteten Flußachsen ergeben der Wandler 741 keine zum Fluß 7011 gehörendeor from these forwarded flux axes, the converter 741 does not produce any that belong to the flux 7011

mit der Achse 723 gleiche Winkel; sie bilden alle die Energie, da der auf den Fluß 7011 bezogene Anteil desequal angles with axis 723; they all form the energy, since the portion of the 7011 related to the river

Erzeugenden eines Drehkegels, dessen Achse die 30 Gesamtflusses 708 beim Durchgang durch das ElementGenerating a cone of revolution, the axis of which is the total flow 708 as it passes through the element

Achse 723 des Elementes 72 und dessen Spitze der vollständig, also ohne Reflexion an der Seite 722, über-Axis 723 of element 72 and its tip completely, i.e. without reflection on side 722, over-

Symmetriemittelpunkt des Elementes ist, in dem es tragen wird.Is the center of symmetry of the element in which it will be carried.

auch von der Achse 723 durchquert wird. Tatsächlich Dagegen erhält unter gleichen Voraussetzungen, wird diese Bedingung jedoch nur, soweit es die di- d. h., sobald die vom Abbildungssystem gelieferte spergieerten Flüsse betrifft, von den Achsen jener 35 Abbildung des Elementes mit diesem kongruent ist, Anteile des Flusses erfüllt, welche die Strahlungs- der Wandler 741 den vollen Anteil am Gesamtfluß energie befördern, deren Wellenlänge gleich der Regel- 708, der zu dem Fluß 7021 gehört und ein erstes Mal wellenlänge der Dispersionsvorrichtung ist. Die Kon- nach Achse 703 und nach Behandlung im Abbildungstur der' vom Abbildungssystem gelieferten, enanti- system der Achse 708 folgend, ein zweites Mal nach morphen Abbildungen des Elementes 72 stimmt dann 40 Achse 7092 reflektiert wird. Der Wandler empfängt mit jener des genannten Elementes überein. demzufolge einen Fluß mit dem Wert F₂/2. is also traversed by the axis 723. In fact, on the other hand, under the same conditions, this condition is only fulfilled insofar as the di- that is, as soon as the sperious fluxes supplied by the imaging system are concerned with the axes of that imaging of the element is congruent with this, portions of the flux which the radiation - The converter 741 convey the full share of the total flux energy, the wavelength of which is equal to the rule 708, which belongs to the flux 7021 and is a first time the wavelength of the dispersion device. The con - according to axis 703 and after treatment in the imaging structure of the 'supplied by the imaging system, enantisystem following the axis 708, a second time after morphic images of the element 72 is then reflected 40 axis 7092. The transducer receives the same as that of the named element. Accordingly, a flow with the value _F2 / 2.

Es sind verschiedene Mittel vorgesehen, um die vom Dagegen empfängt der Wandler 742 auf Grund desVarious means are provided by which the converter 742 receives due to the

Abbildungssystem gelieferten Abbildungen des EIe- Durchganges durch das Element 72 einen Strom desImaging system provided images of the passage of the EIe through the element 72 a stream of the

mentes 72 in der besagten Elementebene drehen zu Wertes FJ2, der dem Anteil des Flusses 7012 entkönnen; diese Mittel ermöglichen entweder eine 45 spricht, welcher infolge Durchquerung des Elementesturn mentes 72 in said element level to value FJ2, which can be removed from the portion of the flow 7012; these means allow either a 45 speaking, which as a result of traversing the element

Drehung des Elementes um die Achse 723 oder eine 72 in Richtung der Achse 703 dem AbbildungssystemRotation of the element about the axis 723 or a 72 in the direction of the axis 703 of the imaging system

Drehung des aus den ebenen Spiegeln 76-77 bestehen- zugeleitet wurde. Der Wandler empfängt keinen Fluß,Rotation of the consisting of the plane mirrors 76-77 was supplied. The converter receives no flow

den Winkelspiegels um eine Achse 78, die senkrecht der zu dem vom Bündel 7022 beförderten Regelflußthe angle mirror about an axis 78 which is perpendicular to that of the control flow conveyed by the bundle 7022

zur Schnittkante der beiden Spiegel und in ihrer winkel- gehört.belongs to the cut edge of the two mirrors and their angled part.

halbierenden Ebene angeordnet ist. Die Strahlungen 5° Wenn dagegen die Abbildung des Elementes nicht des Gesamtflusses, deren Wellenlängen von der Regel- mit diesem kongruent ist, dann empfängt in analoger wellenlänge verschieden sind, werfen nach Durch- Weise der Wandler 741 nur die Energie F₁Jl, die dem querung des Abbildungssystems enantimorphe Ab- Anteil des Flusses 7012 entspricht, der infolge Durchbildungen des Elementes 72 in die Elementebene, deren querung des Elementes 72 dem Abbildungssystem zuKonturen nicht mit denen des genannten Elementes 55 geleitet, von ihm behandelt und danach von dem geübereinstimmen. Zufolge der gut bekannten Eigen- nannten Element gemäß Achse 7012 reflektiert wurde, schäften von Spektrometerelementen werden diese während der Wandler 742 nur die Energie F₂/2 emp-Strahlungen zur Hälfte zum Wandler 741 und zur fängt, die dem Flußanteil 7022 entspricht, der durch anderen Hälfte zum Wandler 742 geleitet, gleichgültig Reflexion an der Seite 722 des Elementes 72 zum Abweichen Winkel die genannten Abbildungen in bezug 60 bildungssystem gelenkt und nach Behandlung durch auf das erwähnte Element einnehmen. Die zugehörigen dieses wiederum infolge Durchquerung des Elementes Flüsse sind demnach nicht moduliert. 72 übertragen wird. (Die Verluste an Strahlungsenergie Der mit der Regelwellenlänge übereinstimmende bleiben unberücksichtigt, da sie im übrigen in gleicher Anteil des Gesamtflusses, Regelfluß genannt, liefert Weise auch die Flüsse 7012 und 7092 betreffen.) nach Behandlung durch das Abbildungssystem eine 65 Wenn die Abbildungen des Elementes Zwischenzur Elementabbildung enantimorphe Abbildung des Positionen einnehmen, die zwischen Kongruenz und Elementes 72, die im Verlauf der gegenseitigen Dre- Nichtübereinstimmung liegen, dann variieren die vom hung periodisch entweder die Lage der Kongruenz Wandler empfangenen Anteile der zugehörigen Flüssebisecting plane is arranged. The radiations 5 °, on the other hand, if the image of the element does not reflect the total flow, the wavelengths of which are congruent with this, then receives in analog wavelength are different, the converter 741 only casts the energy F ₁ Jl that corresponds to the crossing of the imaging system enantimorphic Ab- portion of the flow 7012 corresponds to that, as a result of the formation of the element 72 in the element plane, the crossing of the element 72 of which the imaging system does not lead to contours with those of the mentioned element 55, is treated by it and then matched by the. Was according to the well known properties called element according axis 7012 reflects transactions spectrometer elements these during the transducer 742 only the energy F ₂ / intercepts 2 emp radiations half to the transducer 741 and that corresponds to the flow ratio 7022, by other half passed to the transducer 742, indifferent reflection on the side 722 of the element 72 for deviating angle the images mentioned in relation to 60 education system directed and after treatment by take on the mentioned element. The associated rivers, in turn, due to the crossing of the element, are therefore not modulated. 72 is transmitted. (The losses of radiant energy that correspond to the control wavelength are not taken into account, since they also affect the flows 7012 and 7092 in an equal proportion of the total flow, called control flow.) After treatment by the imaging system, a 65 If the images of the element Zwischenzur Element mapping enantimorphic mapping of the positions that lie between congruence and element 72, which lie in the course of the mutual Dre mismatch, then vary the portions of the associated flows received by the hung periodically either the position of the congruence transducer

7012 und 7022 linear und in Abhängigkeit des für diese Position charakteristischen Winkels.7012 and 7022 linear and depending on the for this position characteristic angle.

Dieser Vorgang ist durch die in B i 1 d 8 dargestellten Diagramme zusammengefaßt. Das obere Diagramm bezieht sich auf die vom Wandler 741, das untere Diagramm auf die vom Wandler 742 empfangene Energie.This process is summarized by the diagrams shown in B i 1 d 8. The upper diagram relates to the energy received by the transducer 741, the lower diagram to the energy received by the transducer 742.

In jedem Diagramm gibt der dünne Strich die Werte der zum Fluß 7012 gehörenden Energie an, die gestrichelte Linie gibt die zum Fluß 7022 gehörende Energie und die stark ausgezogene Linie die Summe der genannten Energien an. Man erkennt, daß jeder Wandler eine Strahlungsenergie empfängt, deren Wert periodisch vonIn each diagram the thin line indicates the values of the energy belonging to the flux 7012, the dashed line Line gives the energy belonging to the river 7022 and the strong line gives the sum of the energies mentioned. It can be seen that each transducer receives a radiant energy, whose Periodic value from

ίί/2 bis F₂/2ίί / 2 to F _2/2

schwankt.fluctuates.

Jeder Wandler liefert demzufolge an seinem Ausgang ein moduliertes Signal, wobei die Amplitude der Modulation proportional zur Intensitätsdifferenz der Flüsse 7012 und 7022 ist.Each converter therefore delivers a modulated signal at its output, the amplitude of the Modulation is proportional to the difference in intensity of flows 7012 and 7022.

Das nach dem Doppelstrahlsystem angeordnete Gerät wird z. B. zur Bestimmung der Absorptionsspektralkurve einer zwischen einen der beiden Flüsse gelegten Probe verwendet, wobei von dem Signal ausgegangen wird, das von dem einen oder dem anderen Wandler geliefert wird.The device arranged according to the double jet system is z. B. to determine the absorption spectral curve a sample placed between one of the two rivers is used, starting from the signal supplied by one or the other transducer.

Vorteilhaft ist es, die Ausgangsstufe der beiden Wandler 741 und 742 an einen auf die Modulationsfrequenz abgestimmten Wechselverstärker anzuschließen. Da die Phasen der Ausgangssignale der genannten Wandler entgegengerichtet verlaufen (Bild 8), ist es möglich, durch Zwischenschaltung in einen oder auch beide Flüsse 7012 und 7022 einer oder mehrerer Kompensationsvorrichtungen das Gerät in eine Position zu bringen, für welche die von den beiden Flüssen beförderte Energie gleich groß ist. Man kann somit das Spektrometer für die Bestimmung der Kurven differentieller, spektrometrischer Aussagen der beiden Wandler verwenden, wobei einer von beiden als Eichgerät gewählt werden kann.It is advantageous to connect the output stage of the two converters 741 and 742 to an alternating amplifier that is matched to the modulation frequency. Since the phases of the output signals of the converters mentioned run in opposite directions (Fig 8), it is possible, by interposing one or both of the flows 7012 and 7022, to switch to one or more Compensation devices to bring the device into a position for which the two The energy carried by the rivers is the same. One can thus use the spectrometer to determine the curves use differential, spectrometric statements of the two transducers, one of the two can be selected as a calibration device.

In einer Variante ist einer der mit dem Wandler verbundenen Verstärker mit einer Phasenverschiebungsvorrichtung versehen, die eine Phasenverschiebung um eine halbe Modulationsperiode bewirkt. Die so erhaltenen elektrischen Signale werden jenen zugefügt, die sich am Ausgang des anderen Verstärkers befinden und beeinflussen vorteilhaft die Empfindlichkeit des Spektrometers.In a variant, one of the amplifiers connected to the converter is provided with a phase shifting device which shifts the phase by causes half a modulation period. The electrical signals thus obtained are added to those who are located at the output of the other amplifier and have a beneficial effect on the sensitivity of the Spectrometer.

Bei Einstrahl-Spektrometern kann auch eine Kombination angewendet werden, die aus einem Element mit zwei Vielzahlen von durchlässigen bzw. reflektierenden Bereichen und aus zwei den modulierten, in Gegenphase befindlichen Fluß empfangenden Wandlern besteht.In the case of single-beam spectrometers, a combination can also be used be applied that consist of one element with two pluralities of transmissive and reflective, respectively Areas and two transducers receiving the modulated flux in antiphase consists.

B i 1 d 9 bezieht sich auf eine Variante eines Doppelstrahl spektrometers nach der Erfindung, das nach dem Aufbau gemäß Ebert-Fastie angeordnet ist.B i 1 d 9 relates to a variant of a double beam spectrometer according to the invention, which after the Structure is arranged according to Ebert-Fastie.

Diese Variante besteht, wie die Ausführungsform nach B i 1 d 7, aus einer Quelle 700, einem Teilungselement 701-702, dem Spiegel 711 und 712, einem um eine Achse 723 drehbar angeordneten Element 72, einem Spiegelkollimator 73 und aus einem um eine Achse 75 drehbar angeordneten Dispersionsgitter 74 zum Abtasten des Spektrums.This variant, like the embodiment according to B i 1 d 7, consists of a source 700, a dividing element 701-702, the mirror 711 and 712, one um an axis 723 rotatably arranged element 72, a mirror collimator 73 and from a to a Axis 75 rotatably arranged dispersion grating 74 for scanning the spectrum.

Bei dieser Variante besteht das Abbildungssystem aus zwei ebenen Spiegeln 81 und 82, und der Gesamtfluß wird auf dem dispergierenden Gitter 74 nur ein einziges Mal reflektiert. Vom Element 72 ab folgt der Gesamtfluß im Abbildungssystem dem Weg der Achsen 703, 801, 802, 803, 804 und 708.In this variant, the imaging system consists of two plane mirrors 81 and 82, and the total flow is reflected only once on the dispersing grating 74. From element 72 the follows Total flow in the imaging system along the path of axes 703, 801, 802, 803, 804 and 708.

Bei dieser Variante sind die ausstrahlende Seite 722 und die empfangende Seite 721 einander gegenüberliegende Seiten des Elementes 72, und das Abbildungssystem zwingt dem Gesamtfluß eine ungerade Anzahl von Reflexionen auf.In this variant, the emitting side 722 and the receiving side 721 are opposite one another Sides of element 72, and the imaging system forces the total flow an odd number of reflections on.

In dieser Variante wurde nur ein einziger Wandler dargestellt.In this variant, only a single converter was shown.

Das Gerät kann auch mit einem zweiten Wandler ausgestattet werden, der wie der Wandler 742 in der Ausführungsart nach B i 1 d 7 angeordnet sein kann.The device can also be equipped with a second converter, like converter 742 in the Type of embodiment according to B i 1 d 7 can be arranged.

Die vom Gerät gemäß B i 1 d 9 gelieferten Modulationsdiagramme sind mit jenen, die von der Ausführungsart gemäß B i 1 d 7 geliefert werden, identisch und können in gleicher Weise ausgewertet werden.The modulation diagrams supplied by the device according to B i 1 d 9 correspond to those of the embodiment in accordance with B i 1 d 7 are identical and can be evaluated in the same way.

Die auf den B i 1 d e r η 7 und 9 dargestellten Geräte sind auch für eine Modulation durch Schwingung geeignet, die dadurch hervorgerufen werden kann, daß man den Spiegelkollimator 73 in einer parallel zur Drehachse 75 des Dispersionsgitters 74 verlaufenden Richtung in periodische Schwingungen versetzt.The devices shown on B i 1 d e r η 7 and 9 are also suitable for modulation by vibration, which can be caused by the mirror collimator 73 is in a parallel to the axis of rotation 75 of the dispersion grating 74 Direction displaced in periodic oscillations.

Claims

Patent claims:

1. Spectrometer device for the analysis of one of a source of polychxomatic radiation flux emanating from a single, in one plane located, the radiation propagation serving zone element, in the two multitudes of areas each with alternately different permeability for the radiation to be analyzed are arranged from an imaging system, which consists of one for scanning the spectrum movably arranged, dispersing system in connection with a collimation system is composed of a receiver for said radiation flux and from There is means for modulating the radiation flux, characterized in that the drawing pattern of the area boundaries of the zone element (22) has an axis of symmetry in the said plane and the imaging system (23) has a plurality of monochromatic, enantiomorphic images of said element (22) projected into said plane, from which only one has its center in correspondence with the element center.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the side (221) of the zone element (22), which directs the radiation flux to the imaging system (23), and the side (222) which the receives dispersed radiation flux, facing each other and the imaging system (23) has an odd number of reflections.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the same element side (222) the Directs radiation flow to the imaging system (23) and receives the dispersed radiation flow, the latter having an even number of reflections.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the modulation of the radiation flux by a rotary movement of the monochromatic Images are provided in relation to the zone element and in the plane of said element is.

5. Apparatus according to claim 4, characterized

shows that the rotational movement is achieved by rotating the element (22) around its axis of symmetry is obtained with the monochromatic images rotating in opposite directions.

6. Apparatus according to claim 4, characterized in that the imaging system (23) has a Contains corner mirrors (44, 45; 53, 54) and that the rotational movement of the images by rotation this angle mirror (44, 45; 53, 54) is caused (B i 1 d 4 and 5).

7. Apparatus according to claim 1, characterized in that the modulation of the radiation flux by vibratory motion of the monochromatic Images are provided in relation to the zone element and in the plane of that element is.

8. Apparatus according to claim 1, characterized in that it includes a second radiation receiver (741, 742) , each radiation receiver

(741, 742) receives a radiation flux modulated in phase opposition to the other receiver (Fig. 7).

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that each receiver is connected to an alternating amplifier is connected, which is tuned to the modulation frequency, one of the Amplifier is equipped with a phase shifting device that feeds the electrical signal imposes a phase shift equal to half a modulation period.

10. Apparatus according to claim 8, characterized in that it is equipped with means (701, 702) for dividing the radiation flux emanating from the source (700) into two bundles (7011, 7021) and means for balancing the energy of the two said bundles, wherein the element (722) directs the two mentioned bundles together to the imaging system.

For this purpose 3 sheets of drawings