DE19745945A1 - Verfahren und Anordnung zur optischen Probenuntersuchung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Pro­ benuntersuchung, bei welchem eine reflektierende Proben­ fläche mit monochromatischem, polarisiertem Licht beauf­ schlagt wird, die Intensität des von der Probenfläche unter Änderung des Polarisationszustandes geometrisch reflektierten Lichts über mindestens einen einem Analy­ sator nachgeordneten Photodetektor erfaßt wird, und aus der erfaßten Lichtintensität in einer Auswerteeinheit eine zu untersuchende Probeneigenschaft bestimmt wird. Die Erfindung betrifft weiter eine Anordnung zur opti­ schen Probenuntersuchung, mit einer monochromatisches, polarisiertes Licht erzeugenden, auf eine reflektierende Probenfläche eines Substrats ausrichtbaren Lichtquelle, einem im Strahlengang des von der Probenfläche unter Än­ derung des Polarisationszustandes geometrisch reflek­ tierten Lichts angeordneten Analysator, einem dem Analy­ sator nachgeordneten Photodetektor zur Erfassung der In­ tensität des reflektierten Lichts und einer Auswerteein­ heit zur Bestimmung einer zu untersuchenden Probeneigen­ schaft aus der erfaßten Lichtintensität.

Verfahren und Anordnungen dieser Art werden vor allem in der analytischen Chemie und medizinischen Diagnostik zur Analyse von Proben eingesetzt, welche eine den Polarisa­ tionszustand des eingestrahlten Lichts verändernde Pro­ beneigenschaft aufweisen. Bei einem bekannten Verfahren der gattungsgemäßen Art wird elliptisch polarisiertes Meßlicht unter einem vorgegebenen Einfallswinkel einge­ strahlt und die an der Probenfläche geänderte Elliptizi­ tät als Maß für eine charakteristische Oberflächeneigen­ schaft in absoluten Meßgrößen bestimmt. Hierfür ist es erforderlich, die Stellung eines Polarisators und des Analysators im Strahlengang des Meßlichts bei jeder Ein­ zelmessung zu variieren, um die Phasendifferenz und das Amplitudenverhältnis der Polarisationskomponenten zu be­ stimmen.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, ein vereinfachtes optisches Meßverfahren und ei­ ne entsprechende Meßanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, womit insbesondere in automatisch arbeitenden Meßgeräten Probeneigenschaften einer Probenfläche wie Beschichtungsart- und Stärke, Spannungen, Rauhigkeit und dergleichen charakteristische Größen, die sich auf das Reflexionsvermögen im Sinne einer Polarisationsänderung auswirken, durch optische Detektion schnell erfaßbar sind.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die in den Patentansprüchen 1 und 12 angegebenen Merkmalskombina­ tionen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter­ bildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß die Polari­ sationsänderung des reflektierten Lichts vom Einfalls­ winkel abhängt, und daß ,die Probeneigenschaft durch eine Relativmessung des Einfallswinkels des mit minimaler In­ tensität transmittierten Lichts erfaßbar ist. Um dies zu ermöglichen, wird in verfahrensmäßiger Hinsicht vorge­ schlagen, daß in einer Vergleichsmessung die Probenflä­ che in einem Referenzzustand und einem bezüglich der Probeneigenschaft zu untersuchenden Testzustand jeweils mit Lichtstrahlen unter verschiedenen Einfallswinkeln beaufschlagt und die Intensität des reflektierten Lichts in Abhängigkeit vom Einfallswinkel erfaßt wird, und daß die hhaProbeneigenschaft aus der Änderung des zugehöri­ gen Einfallswinkels eines Minimums der Lichtintensität bestimmt wird. Damit läßt sich die Meßgröße ohne Verän­ derung von Meßparametern während des eigentlichen Meßab­ laufs schnell erfassen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Er­ findung wird das einfallende Licht als Strahlenbündel fokussiert und das reflektierte Strahlenbündel durch ei­ ne Mehrzahl von im Abstand voneinander angeordneten, verschiedenen Einfallswinkeln zugeordneten Photodetekto­ ren simultan winkelabhängig erfaßt. Hierbei kann das einfallende Licht in einer Einfallsebene auf einen vor, auf oder hinter der Probenfläche liegenden Brennpunkt fokussiert werden, um entsprechend dem Öffnungswinkel des Strahlenbündels einen Einfallswinkelbereich abzudec­ ken.

Vorteilhafterweise werden die Photodetektoren in linea­ rer Anordnung in der Einfallsebene quer zur optischen Achse des reflektierten Strahlenbündels ausgerichtet, so daß jedem Einzeldetektor bei fortlaufender Numerierung innerhalb der Detektoranordnung ein definierter Ein­ fallswinkel bzw. Einfallswinkelbereich zugeordnet werden kann. Hierbei ist es zur Erhöhung der Winkelauflösung von Vorteil, wenn das reflektierte Licht an den Fotode­ tektoren als divergentes Strahlenbündel erfaßt wird.

Um den Meßaufbau hinsichtlich der Erzeugung von polari­ siertem Licht zu vereinfachen, ist es günstig, wenn die Probenflächen mit linear polarisierten Licht beauf­ schlagt wird, wobei das auffallende Licht an der Proben­ fläche elliptisch polarisiert reflektiert wird.

Zur gleichzeitigen Untersuchung verschiedener Proben bzw. Probenflächenbereiche kann die Probenfläche mit ei­ nem keilförmig räumlich ausgedehnten, linien- oder streifenförmig auffallenden Lichtbündel beaufschlagt werden, wobei das reflektierte Licht mittels einer Viel­ zahl über eine Empfangsfläche verteilt angeordneter Pho­ todetektoren simultan winkelaufgelöst und bezüglich der Probenflächenbereiche ortsaufgelöst erfaßt wird.

Zur Standardisierung der Messung insbesondere für Auto­ matisierungszwecke kann durch Kalibriermessungen eine funktionelle Abhängigkeit der Probeneigenschaft von der Änderung des Einfallswinkels des Intensitätsminimums als Kalibrierfunktion ermittelt werden, so daß sich bei der Vergleichsmessung die Probeneigenschaft aus der Ein­ fallswinkeländerung des Intensitätsminimums als zugeord­ neter Wert der Kalibrierfunktion bestimmen läßt.

Um Winkelabhängigkeiten der Lichtintensität, die nicht auf die Reflexionspolarisation zurückzuführen sind, zu eliminieren, kann durch eine Korrekturmessung ohne Ana­ lysator im Strahlengang des reflektierten Lichts eine Korrekturfunktion der Lichtintensität in Abhängigkeit vom Einfallswinkel ermittelt werden, mittels welcher die bei vorhandenem Analysator erfaßte Lichtintensität ge­ wichtet wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Er­ findung wird die Polarisationsart, die Polarisations­ richtung, der mittlere Einfallswinkel und/oder Einfalls­ winkelbereich des einfallenden Lichtes und/oder die Schwingungsebene des Analysators und/oder die Lichtwel­ lenlänge so eingestellt, daß eine maximale Winkelände­ rung des Intensitätsminimums und damit ein gut beobacht­ barer Meßeffekt bei der Vergleichsmessung auftritt.

Eine vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit der erfindungs­ gemäßen optischen Probenuntersuchung sieht vor, daß ein Probenmaterial unter Ablagerung eines darin enthaltenen Analyten auf ein Substrat aufgebracht wird, und daß an der so gebildeten Probenfläche die Konzentration des Analyten in dem Probenmaterial als zu untersuchende Pro­ beneigenschaft bestimmt wird.

Um ein breites Probenspektrum einer Analyse zugänglich zu machen, ist es von Vorteil, wenn das zur Reflexions­ polarisation aus einem Metall, Halbleiter oder Isolator bestehende Substrat mit einer zur spezifischen Anlage­ rung eines Analyten ausgebildeten Rezeptorschicht verse­ hen wird.

Im Hinblick auf eine Meßanordnung wird zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe vorgeschlagen, daß die Licht­ quelle zur Erzeugung von unter verschiedenen Einfalls­ winkeln auf die Probenfläche auffallenden Lichtstrahlen ausgebildet ist, und mittels des Photodetektors die Lichtintensität in Abhängigkeit vom Einfallswinkel er­ faßbar ist. Eine solche Meßanordnung ist vor allem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens geeig­ net
Um monochromatisches Meßlicht zu erzeugen, kann die Lichtquelle einem Laser, vorzugsweise einen Halbleiter­ laser oder eine Leuchtdiode aufweisen. Des weiteren kann die Lichtquelle zur Erzeugung eines in einer Einfall­ sebene auf einen vor, auf oder hinter der Probenfläche liegenden Brennpunkt fokussierten Strahlenbündels eine Sammellinse aufweisen.

Um einen ausgedehnten Probenflächenbereich streifen- oder linienförmig abzutasten, kann die Sammellinse als Zylinderlinse ausgebildet sein.

Zur linearen Polarisierung des Meßlichts in einer vorge­ gebenen Schwingungsebene umfaßt die Lichtquelle vorteil­ hafterweise einen Polarisator.

Weiter ist es von Vorteil, wenn der Photodetektor zur simultanen winkelabhängigen Erfassung des in einer Ein­ fallsebene oder einem Bereich von Einfallsebenen reflek­ tierten Strahlenbündels als ein- oder zweidimensionaler CCD-Sensor oder Photodiodenarray ausgebildet ist.

Zur digitalen Verarbeitung der Ausgangssignale des Pho­ todetektors kann die Auswerteeinheit einen über einen Analog/Digital-Umsetzer mit dem Photodetektor gekoppel­ ten Rechner aufweisen. Dabei ist es vorgesehen, daß die Auswerteeinheit eine Programmroutine zur Bestimmung der Probeneigenschaft aus der Änderung des zugehörigen Ein­ fallswinkels eines Intensitätsminimums des reflektierten Lichts aufweist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeich­ nung in schematischer Weise dargestellten Ausführungs­ beispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema einer Meßanordnung zur optischen Un­ tersuchung einer Probenfläche;
fig. 2 eine alternative Ausführungsform der Anordnung nach Fig. 1 in einer ausschnittsweisen perspekti­ vischen Darstellung;

Fig. 3 ein Meßdiagramm der mit der erfindungsgemäßen Meßanordnung erfaßten Lichtintensität in Abhän­ gigkeit vom Einfallswinkel;

Fig. 4 ein Diagramm einer Vergleichsmessung der Lichtin­ tensität in Abhängigkeit von der fortlaufenden Detektorzahl eines eindimensionalen Detektorar­ rays der Meßanordnung; und

Fig. 5 eine Referenzkurve der Probenkonzentration in Ab­ hängigkeit von der Winkeländerung des Intensi­ tätsminimums.

Die in der Zeichnung dargestellte Meßanordnung dient zur optischen Probenanalyse und besteht im wesentlichen aus einer auf eine reflektierende Probenfläche 10 eines Substrats 12 ausgerichteten Lichtquelle 14, einem im Strahlengang des von der Probenfläche 10 reflektierten Lichts angeordneten Analysator 14, einem dem Analysator nachgeordneten Photodetektor 18 und einer über einen Analog-Digitalwandler 20 mit dem Photodetektor 18 ver­ bundenen Auswerteeinheit 22.

Die Lichtquelle 14 weist zur Erzeugung von monochromati­ schem, linear polarisiertem Licht einen Laser 24 und ei­ nen Polarisator 26 auf. Um das von dem Laser 24 abge­ strahlte Parallelstrahlenbündel 28 als konvergentes Strahlenbündel 30 auf die Probenfläche 10 zu lenken, um­ faßt die Lichtquelle 14 bei dem in Fig. 1 gezeigten Aus­ führungsbeispiel eine sphärische Sammellinse 32. Diese ist mit ihrer Zentralachse schräg gegenüber der planaren Probenfläche 10 ausgerichtet, so daß die in dem einfal­ lenden Strahlenbündel 30 enthaltenen Lichtstrahlen in der gezeigten Einfallsebene unter verschiedenen Ein­ fallswinkeln α gegenüber dem Einfallslot 34 auf die Pro­ benfläche auffallen. Hierfür kann der Brennpunkt der Sammellinse 32 auch vor oder hinter der Probenfläche 10 liegen.

Das nach dem Reflexionsgesetz - einfallender und reflek­ tierter Strahl bilden mit dem Einfallslot gleiche Winkel o' - geometrisch reflektierte Strahlenbündel 36 läßt sich dann nach dem Durchgang durch den Analysator 16 mittels des Photodetektors 18 zweckmäßig als divergentes Bündel simultan winkelaufgelöst erfassen. Zu diesem Zweck weist der Photodetektor 18 eine Vielzahl von beispielsweise als Photodioden ausgebildete Einzeldetektoren 38 auf, die in linearer bzw. eindimensionaler Anordnung quer zur optischen Achse des Strahlenbündels 36 orientiert sind. Die Ausgangssignale der Einzeldetektoren 38, die ent­ sprechend deren Abfolge mit fortlaufender Detektorzahl n den zugehörigen Einfallswinkeln α zugeordnet werden, lassen sich über den Analog/Digital-Umsetzer 20 als di­ gitale Intensitätswerte in die beispielsweise durch ei­ nen Personalcomputer gebildete Auswerteeinheit 22 ein­ speisen und zur Bestimmung einer zu untersuchenden Pro­ beneigenschaft weiter verarbeiten.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, unterschiedliche Probenbereiche 40 der Pro­ benfläche 10 gleichzeitig abzutasten. Hierzu wird ein über eine nicht gezeigte Strahlungseinheit erzeugtes Parallelstrahlenbündel 28 mit rechteckigem Querschnitt über eine Zylinderlinse 42 als keilförmiges Bündel 30 auf einen linien- oder streifenförmigen Meßbereich der Probenfläche 10 fokussiert und das reflektierte Strah­ lenbündel 36 nach dem Durchgang durch den Analysator 16 an der Empfangsfläche eines als CCD-Sensor 44 ausgebil­ deten Photodetektors 18 zweidimensional pixelweise er­ faßt. Die nicht dargestellten Sensorzellen lassen sich dabei zeilenweise den Probenbereichen 40 und spaltenwei­ se den Einfallswinkeln α zuordnen.

Als Substrat 12 kann ein Siliciumwaver eingesetzt wer­ den, der in bekannter Weise dazu ausgebildet ist, einen Analyten, d. h. eine nachzuweisende Substanz (beispiels­ weise Biomoleküle) als Schicht 46 spezifisch anzulagern. Das Nachweisprinzip beruht darauf, daß die so gebildete Probenfläche 10 "optisch aktiv" ist in dem Sinne, daß der Polarisationszustand des einfallenden Lichts bei der Reflexion geändert wird. Speziell wird das linear pola­ risierte einfallende Strahlenbündel 30 durch Halbleiter­ reflexion elliptisch polarisiert. Die Elliptizität des reflektierten Strahlenbündels 36 hängt dabei von ver­ schiedenen Meßparametern ab, insbesondere der Wellenlän­ ge, der Polarisationsrichtung bzw. Schwingungsebene und dem Einfallswinkel der einfallenden Strahlen. Durch den Polarisationsnachweis mittels des Analysators 16 ergibt sich somit in der am Photodetektor 18 winkelabhängig er­ faßten Lichtintensität I bei gegebenem Zustand der Pro­ benfläche 10 ein Minimum I_m bei einem definierten Ein­ fallswinkel α_m (Fig. 3) . Zur Kompensation intrinsischer, vom Polarisationszustand unabhängiger Winkelabhängigkei­ ten kann in einer Korrekturmessung ohne Verwendung eines Analysators eine Korrekturfunktion der Lichtintensität ermittelt werden, mit der sich die bei nachfolgenden Un­ tersuchungen erfaßte Lichtintensität durch eine geeigne­ te Verknüpfung, beispielsweise durch Division winkelab­ hängig gewichten läßt.

Um in einer Analyse einen Analyten in einer Flüssigprobe nachzuweisen, wird diese auf das Substrat 12 bzw. eine darauf befindliche Rezeptorschicht zeitweise aufge­ bracht, wobei der Analyt in Abhängigkeit von seiner Kon­ zentration eine Schicht 46 definierter Dicke ausbildet. Diese zusätzliche Schicht führt als optisch nachweisbare Probeneigenschaft zu einer entsprechenden Änderung des zugehörigen Einfallswinkels α_m des Intensitätsminimums Im, so daß sich die Schichtdicke d und damit die Konzen­ tration des Analyten durch eine Vergleichsmessung be­ stimmen läßt. Hierbei wird für einen unbeschichteten Re­ ferenzzustand (durchgezogene Kurve in Fig. 4) und einen beschichteten Testzustand (gestrichelte Kurve in Fig. 4) durch eine Programmroutine der Auswerteeinheit 22 die Winkeländerung des Intensitätsminimums als Differenz der Detektorzahl (ΔAn = j-i) ermittelt und ein entsprechender Konzentrationswert zugeordnet. Die Zuordnung kann wie aus Fig. 5 ersichtlich dadurch erfolgen, daß durch Kali­ briermessungen und Interpolation der Meßwerte oder Kur­ venanpassung ein funktioneller Zusammenhang zwischen der Winkeländerung Δn und der Probenkonzentration C als Ka­ librierfunktion ermittelt wird, und daß bei Tests von Proben unbekannter Konzentration aus der Winkeländerung An des Intensitätsminimums der zugeordnete Funktionswert der Kalibrierfunktion als Meßergebnis bestimmt wird. Zur Erhöhung der Meßempfindlichkeit können für eine gegebene Probenart die probenunabhängigen Meßparameter so einge­ stellt werden, daß eine maximale Winkeländerung Δn auf­ tritt.

Das vorstehend beschriebene Meßprinzip ist nicht auf Konzentrationsbestimmungen beschränkt. Vielmehr lassen sich in der erfindungsgemäßen Weise auch weitere charak­ teristische Oberflächengrößen und Materialeigenschaften untersuchen, sofern sich diese auf den Polarisationszu­ stand des Meßlichts auswirken.

Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfin­ dung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur opti­ schen Probenuntersuchung. Eine reflektierende Probenflä­ che 10 wird mittels einer Lichtquelle 14 mit polarisier­ tem Licht beaufschlagt und das unter Änderung des Pola­ risationszustandes geometrisch reflektierte Licht über einen einem Analysator 16 nachgeordneten Photodetektor 18 erfaßt. Zur Bestimmung einer den Polarisationszustand beeinflussenden Probeneigenschaft wird die Probenfläche 10 mit einem konvergenten Strahlenbündel 30 beaufschlagt und die Intensität des reflektierten Strahlenbündels 36 winkelabhängig erfaßt. Die Probeneigenschaft läßt sich damit durch eine Vergleichsmessung aus der Änderung des zugehörigen Einfallswinkels eines Minimums der erfaßten Lichtintensität bestimmen.

Claims (19)

1. Verfahren zur optischen Probenuntersuchung, bei welchem eine reflektierende Probenfläche (10) mit monochromatischem, polarisiertem Licht beauf­ schlagt wird, die Intensität des von der Proben­ fläche (10) unter Änderung des Polarisationszu­ standes geometrisch reflektierten Lichts über min­ destens einen einem Analysator (16) nachgeordneten Photodetektor (18) erfaßt wird, und aus der erfaß­ ten Lichtintensität in einer Auswerteeinheit (22) eine zu untersuchende Probeneigenschaft bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ver­ gleichsmessung die Probenfläche (10) in einem Re­ ferenz- und Testzustand jeweils mit Lichtstrahlen (30) unter verschiedenen Einfallswinkeln beauf­ schlagt und die Intensität des reflektierten Lichts (36) in Abhängigkeit vom Einfallswinkel er­ faßt wird, und die Probeneigenschaft aus der Ände­ rung des zugehörigen Einfallswinkels eines Mini­ mums der Lichtintensität bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einfallende Licht als Strahlenbündel (30) in einer Einfallsebene auf einen vor, auf oder hinter der Probenfläche (10) liegenden Brennpunkt fokussiert wird, und das reflektierte Strahlenbün­ del (36) über eine Mehrzahl von im Abstand vonein­ ander angeordneten, verschiedenen Einfallswinkeln zugeordneten Photodetektoren (18; 38, 44) simultan winkelabhängig erfaßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodetektoren (18;38,44) in linearer An­ ordnung in der Einfallsebene quer zur optischen Achse des reflektierten Strahlenbündels (36) aus­ gerichtet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das reflektierte Licht an den Photo­ detektoren als divergentes Strahlenbündel (36) er­ faßt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Probenfläche (10) mit linear polarisiertem Licht (30) beaufschlagt wird, und das auffallende Licht an der Probenflä­ che (10) elliptisch polarisiert reflektiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Probenfläche (10) mit einem keilförmig räumlich ausgedehnten Licht­ bündel (30) beaufschlagt wird, und das reflektier­ te Licht (36) mittels einer Vielzahl über eine Empfangsfläche verteilt angeordneter Photodetekto­ ren (44) simultan erfaßt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß durch Kalibriermessungen eine funktionelle Abhängigkeit der Probeneigen­ schaft von der Änderung des Einfallswinkels des Intensitätsminimums als Kalibrierfunktion ermit­ telt wird, und bei der Vergleichsmessung die Pro­ beneigenschaft aus der Einfallswinkeländerung des Intensitätsminimums als zugeordneter Wert der Ka­ librierfunktion bestimmt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß durch eine Korrekturmes­ sung ohne Analysator (16) im Strahlengang des re­ flektierten Lichts eine Korrekturfunktion der Lichtintensität in Abhängigkeit vom Einfallswinkel ermittelt wird, und die bei vorhandenem Analysator (16) erfaßte Lichtintensität mit der Korrektur­ funktion gewichtet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Polarisationsart, die Polarisationsrichtung, der mittlere Einfalls­ winkel und/oder Einfallswinkelbereich des einfal­ lenden Lichtes (30) und/oder die Schwingungsebene des Analysators (16) und/oder die Lichtwellenlänge so eingestellt werden, daß eine maximale Winkelän­ derung des Intensitätsminimums bei der Vergleichs­ messung auftritt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß ein Probenmaterial unter Ablagerung eines darin enthaltenen Analyten auf ein Substrat (12) aufgebracht wird, und an der so gebildeten Probenfläche (10) die Konzentration des Analyten in dem Probenmaterial als zu untersuchen­ de Probeneigenschaft bestimmt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß das aus einem Metall, Halbleiter oder Isolator bestehende Substrat (12) mit einer zur spezifischen Anlagerung eines Analy­ ten ausgebildeten Rezeptorschicht versehen wird.

12. Anordnung zur optischen Probenuntersuchung, mit einer monochromatisches, polarisiertes Licht er­ zeugenden, auf eine reflektierende Probenfläche (10) ausrichtbaren Lichtquelle (14), einem im Strahlengang des von der Probenfläche (10) unter Änderung des Polarisationszustandes geometrisch reflektierten Lichts angeordneten Analysator (16), einem dem Analysator (16) nachgeordneten Photode­ tektor (18) zur Erfassung der Intensität des re­ flektierten Lichts und einer Auswerteeinheit (22) zur Bestimmung einer zu untersuchenden Probenei­ genschaft aus der erfaßten Lichtintensität, da­ durch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (14) zur Erzeugung von unter verschiedenen Einfallswinkeln auf die Probenfläche (10) auffallenden Lichtstrah­ len ausgebildet ist, und mittels des Photodetek­ tors (18) die Lichtintensität in Abhängigkeit vom Einfallswinkel erfaßbar ist.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lichtquelle (14) einen Laser (24), vorzugsweise einen Halbleiterlaser oder eine Leuchtdiode aufweist.

14. Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lichtquelle (14) eine Sam­ mellinse (32,42) zur Erzeugung eines in einer Ein­ fallsebene auf einen vor, auf oder hinter der Pro­ benfläche (10) liegenden Brennpunkt fokussierten einfallenden Strahlenbündels (30) aufweist.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, da durch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (14) ei­ ne als Zylinderlinse (42) ausgebildete Sammellinse aufweist.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (14) ei­ nen Polarisator (26) zur linearen Polarisierung des Lichts in einer vorgegebenen Schwingungsebene aufweist.

17. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß der Photodetektor (18) zur simultanen winkelabhängigen Erfassung des re­ flektierten Strahlenbündels (36) als ein- oder zweidimensionaler CCD-Sensor (44) oder Photo­ diodenarray (38) ausgebildet ist.

18. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (22) einen über einen Analog/Digital-Umsetzer (20) mit dem Photodetektor (18) gekoppelten Rechner auf­ weist.

19. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (22) eine Programmroutine zur Bestimmung der Probenei­ genschaft aus der Änderung des zugehörigen Ein­ fallswinkels eines Intensitätsminimums des reflek­ tierten Lichts aufweist.