DE2153315B2 - Verfahren zur interferometrischen Spektralanalyse einer optischen Eigenschaft einer Probe, sowie Interferenz-Spektralphotometer hierfür - Google Patents
Verfahren zur interferometrischen Spektralanalyse einer optischen Eigenschaft einer Probe, sowie Interferenz-Spektralphotometer hierfürInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur interferomerischen Spektralanalyse einer optischen Eigenschaft,
«besondere der Absorption oder des Brechungsindex, iner Probe mittels einer Interferometeranordnung, bei
welchem ein von einer Strahlungsquelle erzeugtes, itrahlung verschiedener Wellenlängen, vorzugsweise
eine Kontinuumstrahlung, enthaltendes Meßstrahlbündel in zwei Teilstrahlen aufgespaltet, die beiden
Teilstrahler, nach Durchlaufen gesonderter Strahlen gänge mit einstellbar veränderlicher optischer Wegdifferenz rekombiniert und in Oberlagerung einem
Strahlungsempfänger zur Erzeugung eines der Intensität der auffallenden Gesamtstrahlung proportionalen
Signals zugeführt werden, wobei die zu untersuchende Probe je nach der zu analysierenden Eigenschaft in den
to Meßstrahlengang an einer Stelle vor der Aufteilung in die beiden Teilstrahlen, oder nach der Rekombination
der beiden Teilstrahlen, oder in einen der beiden Teilstrahlen eingebracht wird und durch Aufzeichnung
des Ausgangssignals für verschiedene optische Weg
differenzen der beiden Teilstrahlen ein Interferogramm
erzeugt und aus den Interferogrammen mit und ohne Probe durch Fourier-Transformation die Spektralanalyse der betreffenden Eigenschaft der Probe gewonnen
wird
Dieses Verfahren der interferometrischen Spektroskopie und hierfür geeignete Interfe, 2nz-Spektralphotometer sind bekannt, vgl. beispielsweise »Beckman
Report«, 1,1969, S. 3 bis 8, insbesondere Figuren 5 und 6 auf den S. 5 und 6, sowie die britischen Patentschriften
10 56 566 und 1103 270. Der Hauptvorteil dieser interfertmetrischen Spektralphotometrie besteht darin,
daß am Strahlungsdetektor grundsätzlich die gesamte Intensität der im beobachteten Wellenlängenbereich
nach Absorption durch die Probe vorhandenen
Strahlung zur Verfügung steht und nicht nur, wie bei der
herkömmlichen dispersiven Spektralphotometrie, die verhältnismäßig geringe Strahlungsintensität der durch
die Wellenlängenaussonderungsvorrichtung (beispielsweise ein Prismen- oder Gitter-Monocnromator)
ausgesonderten mehr oder weniger monochromatischen Strahlung. Hierdurch gewinnt die interferometrische Spektroskopie besonderes Interesse für spektralphotometrische Untersuchungen in Wellenlängenbereichen, wie etwa dem langwelligen fernen Infrarot (FIR),
für welche nur verhältnismäßig intensitätsschwache kontinuierliche Strahlungsquellen zur Verfugung stehen, woraus sich ernsthafte Schwierigkeiten bei der
Konzeption von Spektralphotometern üblicher Art ergaben, wenn Auflösungsvermögen und Meßzeiten
den im sichtbaren oder im klassischen Infrarotbereich
üblichen Werten entsprechen sollen. Die Interferenz-Spektralphotometrie erbringt hier eine prinzipielle
Verbesserung des Signal-Rauschverhältnisses. Das Prinzip der interferometrischen Spektralphotometrie
so beruht auf dem Grundgedanken, daß bei einer
Veränderung der Wegdifferenz der im Interferometer interferierenden Strahlenbündel sich das Interferenz·
muster der aus der Interferometeranordnung austretende.! Gesamtstrahlung ändert. Trägt man die Werte der
am Ausgang gemessenen Gesamtstrahlungsintensitftt in
Abhängigkeit von der jeweiligen eingestellten Wegdifferenz der interferierenden Teilstrahlbündel auf, so
erhält man ein sogenanntes Interferogramm, aus welchem sich duich die mathematische Operation der
μ Fourier-Transformation die zugehörige Spektralverteilung der gemessenen Strahlung, und damit bei
Einbringung einer Probe in den Interferometcrstrahlengang und Auswertung der mit und ohne Probe
erhaltenen Interferogramme, die Spektralverteilung
es einer bestimmten optischen Eigenschaft der Probe,
beispielsweise das Absorpiions-Spektrum oder der spektrale Verlauf des Brechungsindex der Probe,
ermitteln läßt Der wesentliche Unterschied gegenüber
der üblichen dispersiven Spektralphotometrie beruht
somit darin, daß nach dem eigentlichen Meßvorgang kein Spektrum, sondern ein lnterferogramm vorliegt,
das jedoch die eigentlich gewünschte Spektralinformation in verborgener Form enthält.
Im einzelnen wird etwa bei der bevorzugten
Verwendung einer Michelson-Interferometeranordfiung bei der interferometrischen Spektralphotometrie,
wie sie etwa in Fig.5 des genannten »Beckman-Report«, t, 1969 bzw. in den genannten britischen
Patentschriften 10 56 566 und Il 03 270 vorgesehen ist.
bei der interferometrischen Spektralphotometrie in der Weise vorgegangen, daß man aufeinanderfolgende
Ablesungen der Intensität des aus dem Interferometer austretenden Ausgangsstrahlbündeis im Verlauf der
Vorschubbewegung des »Scanning«- bzw. Abtastspiegels vornimmt, und zwar mit und ohne Probe im
Strahlengang.
Der in das Interferometer eintretende Strahl wird durch eine halbdurchlässige und reflektierende Membran in zwei Teilstrahlen oder Komponentenstrahlen
aufgespalten; der reflektierte und der durchgelassene Teilstrahl werden durch zwei Spiegel in solcher Weise
auf die Membran zurückreflektiert, daß diese Teilstrahlen oder Komponentenstrahlen wieder zu einem Strahl
rekombiniert werden, der dann das Interferometer verläßt.
Einer dieser Spiegel, der sogenannte »Scanningooder Abtastspiegel, ist dabei in Richtung parallel zur
Einfallsrichtung des auf ihn auftreffenden Teilstrahls verstellbar. Bei der Verschiebung dieses Scanning-Spiegels ändert sich der Gangunterschied zwischen den
beiden Teilstrahlen (und zwar ist die Änderung des Gangunterschieds zwischen den beiden Teilstrahlen für
eine bestimmte Verschiebung des Scanning-Spiegels gleich dem Zweifachen dieser Verschiebung); eine
graphische Darstellung der Intensität des aus dem Interferometer austretenden Strahls in Abhängigkeit
von dem Gargunterschied zwischen den beiden Teilstrahlen wird als sogenanntes lnterferogramm
bezeichnet Ein Maß der Spektralverteilung des aus dem Interferometer austretenden Strahls (d. h. die Darstellung der Energieverteilung der Strahlung in Abhängigkeit von der Frequenz) läßt sich durch Fourier-Transformation des Interferogramms gewinnen.
Eine Information über die Absorptions-Eigenschaften einer Probe kann man erhalten, indem man ein
lnterferogramm mit in den Strahlengang an einer Stelle entweder vor der Aufspaltung oder hinter der
Rekombination eingebrachter Probe aufnimmt und sodann ein weiteres sogenanntes »backgroundw-Interferogramm ohne !-"robe zur Ermittlung der Eigenschaften der Hintergrundstrahlung aufzeichnet Aus den
Fourier-Transformationen der beiden !nterferogramme
kann der Absorptionskoeffizient für die betreffende Probe als Funktion der Frequenz über eine gewählte
Bandbreite ermittelt werden.
Eine Information über den Brechungsindex einer Probe läßt sich gewinnen, indem man die Probe so
anordnet, daß einer der Teilstrahlen des durch die halbdurchlässige und reflektierende Membran in dem
Michelson-Interferometer aufgespaltenen Strahls bzw. Strahlbündels nur teilweise, nicht zur Gänze durch die
Probe verläuft Ein mit der Probe in dieser Stellung aufgenommenes lnterferogramm besitzt zwei Hauptspitzen; aus der Kenntnis des Abstands zwischen dieser.
Spitzen und der Dicke der Probe läßt sich der durchschnittliche Brechungsindex über eine bestimmte
Bandbreite der Strahlung berechnen. Um jedoch den Brechungsindex der Probe als Funktion der Frequenz
berechnen zu können, müssen zwei weitere Interferogramme aufgenommen werden, und zwar eines mit der
Probe im Strahlengang eines Teilstrahls, und das andere, ein sogenanntes Hintergrund-Interferogramm, ohne
Probe im Strahlengang.
Den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur interferometrischen Spektralphotometrie haftet somit
ίο der Nachteil an, daß wenigstens zwei, ggf. sogar drei
gesonderte Durchgänge zur Messung der erforderlichen zwei bzw. drei Interferogramme als Grundlage für
die Gewinnung des eigentlich gewünschten Spektrums der betreffenden Probeneigenschaft erforderlich sind,
was nicht nur mühsam und zeitaufwendig, sondern auch meßtechnisch insofern nachteilig ist, als hierdurch
zeitliche Intensitätsschwankungen der Strahlungsquelle, zeitliche Änderungen der Detektorempfindlichkeit
sowie gegebenenfalls nicht auszuschließende zeitliche
2ü Änderungen des geometrischen Strahlengangverlaufs in
die Messung eingehen und die Meßgenauigkeit beeinträchtigen. Dies gilt grundsätzlich auch für das aus
den eingangs erwähnten britischen Patentschriften 10 56 566 und 1103 270 bekannte Verfahren, bei
2) welchem jeweils in jeder Einstellung der optischen
Wegdifferenz der beiden Teilstrahlen des einzigen Meßstrahlenbündels jeweils zwei oder drei Werte (mit
Probe, ohne Probe bzw. mit einer Vergleichssubstanz) gemessen und so insgesamt schrittweise zwei oder drei
jo Interferogramme bestimmt werden, wobei entweder die
Probe und ggfs. eine Vergleichssubstanz abwechselnd in den stationären einzigen Meßstrahlengang eingebracht
oder bei fest angeordneter Probe (und ggfs. fest angeordneter Vergleichssubstanz) der einzige Meß
strahlengang abwechselnd geometrisch umgeschaltet
wird. Auch dieses Verfahren, bei dem jeweils für jede Einstellung der optischen Wegdifferenz zwei bzw. drei
Aufzeichnungen vorgenommen werden müssen, ist mühsam und zeitaufwendig und mit Fehlermöglichkei
ten durch zeitliche Schwankungen der Strahlungsquel
lenintensität bzw. der Detektorempfindlichkeit bzw. durch nicht genau reproduzierbare geometrische
Strahlengangsverläufe behaftet.
Der Erfindung liegt somit als Aufgabe die Schaffung
■>■>
eines Verfahrens zur interferometrischen Spektralanalyse einer Probeneigenschaft und eines Interferenz-Spektralphotometers hierfür zugrunde, das in einem
einzigen Abtast-Durchgang des Interferometers in einfacher, insbesondere zur automatischen Durchfüh
rung geeigneter Weise die gleichzeitige Gewinnung
eines Interferogramms der Probe und des »Hi-ter
grund«-Interferogramms mit hoher Meßgenauigkeit
gewährleistet
eingangs genannten Art gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Interferometeranordnung mit zwei von
einer gemeinsamen Strahlungsquelle abgeleiteten Strahlenbündeln beaufschlagt wird, wobei die Probe in
den Strahlengang des einen Strahlenbündels einge
bracht wird, daß die beiden Strahlbündel die Interfero
meteranordnung parallel zueinander durchlaufen, in gleicher Weise in je zwei Teilstrahlen aufgespalten und
aus diesen wieder rekombiniert werden, daß die beiden Strahlbündel mit unterschiedlichen Frequenzen intensi
tätsmoduliert werden und dem gemeinsamen Strah
lungsempfänger zugeführt werden, aas dessen Ausgangssignal die den beiden Strahlbündeln zugeordneten
Signalkomponenten durch phasensynchrone Gleich-
richtung abgetrennt werden, derart daß in einem einzigen Abtast-Durchgang der Interferometeranordnung
gleichzeitig die Interferogramme mit und ohne Probe gewonnen werden.
Indem nach dem Grundgedanken der Erfindung das Interferenz-Spektralphotometer eingangsseitig mit
zwei gesonderten, jedoch von der gleichen Strahlungsquelle
abgeleiteten Eingangsstrahlbündeln beaufschlagt wird, weiche das Interferenzspektralphotometer parallel
zueinander durchlaufen, als Informationsträger für to zwei Interferogramme dienen und am Ausgang des
Interferometers von einem einzigen Strahlungsdetektor empfangen werden, aus dessen gemeinsamen Ausgangssignal
die beiden Interferogramm-Informationen durch Demodulation getrennt gewonnen werden, wird erfindungsgemäß
in einem einzigen Abtast-Durchgang die gleichzeitige Gewinnung zweier Interferogramme in
einfacher, für automatische Auswertung geeigneter
L L_ ι ι η * 1* * 4 ·· I * \~
Zeitliche Schwankungen der Strahlungsquellen-Intensitat
oder der Detektorempfindlichkeit oder geringfügige geometrische Strahlengangsverlagerungen bleiben
beim erfindungsgemäßen Verfahren ohne Auswirkung auf das Meßergebnis. Rci dem erfindungsgemäßen
Verfahren ist zuverlässig gewährleistet, daß für jede jeweilige Einstellung der optischen Weglängendifferenz
die Intensitäten der den beiden Parallel-Strahlbündeln entsprechenden Komponenten der Detektorausgangsgröße
im genau gleichen Zeitpunkt bestimmt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbeson- Jo
dere ^ur spektralphotometrischen Vermessung des
Absorptionsvermögens oder des Brechungsindex einer Probe, wobei in beiden Fällen die erforderlichen
Proben- und Hintergrund-Interferogramme in einem einzigen Abtastvorgang gewonnen werden. Bei Anwendung
zur Messung des Absorptionsspektrums sollte die Probe dabei vorzugsweise an einer vor der Strahlaufspaltung
oder an einer nach der Strahlrekombination gelegenen Stelle in den Strahlengang eines der beiden
Parallelstrahlbündels eingebracht werden; zur Bestimmung
des spektralen Verlaufs des Brechungsindex der Probe muß die Probe in den Strahlengang eines der
Teilstrahlen eines der beiden Parallelstrahlbündel eingebracht werden.
7weistrahlverfahren, bei welchen Licht einer gemeinsamen Strahlungsquelle längs zwei Strahlengängen
gelenkt wird, von welchen der eine als Proben- und der andere als Vergleichs- oder Bezugsstrahlengang dient,
und wobei die beiden Strahlengänge ggfs. auch wieder vereint und einem gemeinsamen Detektor zugeführt
werden, in Verbindung mit unterschiedlicher Modulation der beiden Strahlengänge zur Unterscheidung der
den beiden Strahlengängen zugeordneten Signalkomponenten im gemeinsamen Ausgangssignal eines gemeinsamen
einzigen Strahlungsdetektors, sind in der optischen Meßtechnik und speziell auch in der
herkömmlichen dispersiven Spektralphotometrie an sich bekannt, vgl. beispielsweise »Zeiss-Werkzeitschrift«,
1956, Nr. 21, S. 76 bis 81, »Revue de Physique Applique«, Bd. 1,1966, März, S. 32 bis 36, sowie deutsche
Patentschrift 10 75 856. Der Grundgedanke der vorliegenden
Erfindung, im Rahmen der Interferenz-Spektralphotometrie die Interferometeranordnung eingangsseitig
mit zwei von der gleichen Strahlungsquelle abgeleiteten Eingangsstrahlbündeln zu beaufschlagen, f>5
weiche die Interferometeranordnung parallel durchsetzen und ohne spektrale Auflösung einem gemeinsamen
Strahlungsdetektor zugeführt sind, wobei aus dem einen Ausgangssignal des gemeinsamen Strahlungsdetektors
zwei gesonderte Interferogramme gewonnen werden können, ist hieraus jedoch nicht bekannt und auch nicht
nahegelegt. Während bei den bekannten Zweistrahlverfahren auf dem Gebiet der herkömmlichen dispersiven
Spektralphotometrie ausgangsseitig jeweils spektral gleichartige Strahlbündel gleichzeitig gemessen und
miteinander verglichen werden, liegen beim erfindungsgemäßen Verfahren ausgangsseitig jeweils nach Intensität
und spektraler Zusammensetzung unterschiedliche Strahlbündel vor, so daß keine einfache Vergleichbarkeit
mit den bekannten Zweistrahlverfahren gegeben ist.
Aus der US-Patentschrift 35 35 024 ist es im Rahmen eines Michelson-Interferometers zur Spektralanalyse
ankommender Strahlung, beispielsweise der Strahlung eines Himmelskörpers bei Beobachtung von einem
Raumfahrzeug aus, bekannt, das Interferometer parallel
Strahlung einer hiervon verschiedenen Bezugslichtquelle durchlaufen zu lassen; das mit einem gesonderten
Detektor gemessene Ausgangsstrahlbündel der Bezugslichtquelle dient dabei nicht zur Gewinnung eines
eigenen Interferogramms, sondern als Teil eines Regelsystems zur Stabilisierung der Interferometeranordnung
gegen von dem Trägerfahrzeug auf das Interferometer ausgeübte Vibrationen und Stöße. Das
Ausgangssignal des Bezugsstrahlengangs dient dabei als Korrektur-Regelsignal zur Verstellung der optischen
Wegdifferenz-Einstellvorrichtung zur Kompensation von durch fahrzeugbedingte Vibrationen und Stöße
verursachten Verstellungen.
Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung, zur gleichzeitigen Gewinnung zweier Interferogramme ein
Interferenz-Spektralphotometer mit zwei von der gleichen Lichtquelle herrührenden und auf den gleichen
Detektor arbeitenden Parallelstrahlbündeln zu beaufschlagen, ist hieraus nicht bekannt.
Ähnliches gilt bezüglich der französischen Patentschrift 14 56 634, welche speziell die Durchführung der
Fourier-Transformation für ein herkömmlich erstelltes Interferogramm betrifft und in diesem Zusammenhang
eine ihrerseits optischinterferometrische Anordnung zur Gewinnung der Fourier-Koeffizienten betrifft. Auch
soweit gemäß den F i g. 2 und 3 das Interferometer zur Gewinnung des Interferogramms einerseits und das
Interferometer zur optischen Erzeugung der Fourier-Koeffizienten andererseits zu einer Interferometer-Anordnung
verschmolzen sind, welche von zwei Parallelstrahlbündeln durchlaufen wird, sind bei der bekannten
Anordnung notwendigerweise verschiedene Lichtquellen für die beiden Strahlengänge vorgesehen, nämlich
die eine Strahlungsquelle, deren Licht untersucht werden soll, und eine weiße Lichtquelle zur interferometrischen
Gewinnung der Fourier-Koeffizienten. Im übrigen werden bei dieser bekannten Anordnung die
beiden Parallelstrahlbündel ausgangsseitig gesonderten Strahlungsdetektoren zugeführt, und zwar notwendigerweise,
weil das Ausgangsstrahlbündel der weißen Lichtquelle bei der bekannten Anordnung anschließend
in einem Dispersions-Spektrographen zerlegt werden muß, zur Gewinnung der erwähnten Fourier-Koeffizienten.
Das Meßverfahren der vorliegenden Erfindung ist auch hieraus nicht bekannt oder nahegelegt
Die Erfindung betrifft auch ein Interferenz-Spektralphotometer zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens. Ausgehend von einem Interferenz-Spektralphotometer nach dem Stand der Technik etwa
gemäß »Beckman-Report«, t, 1969, S. 3 bis 8, insbesondere
Figur 5 oder Figur 6, oder nach den britischen Patentschriften 10 56 566 oder 11 03 270 kennzeichnet
sich das Interferenz-Spektralphotometer gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Ausbildung der
Strahlerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung zweier von der gleichen Lichtquelle abgeleiteter Eingangsstrahlbündel,
'velche die Interferometeranordnung parallel zueinander durchlaufen, derart daß beide
Eingangsstrahlbündel in je zwei Teilstrahlen aufgespalten, die beiden Teilstrahl paare in gleicher Weise zur
Erzeugung gleichartiger einstellbar veränderlicher optischer Wegdiiferenzen beeinflußt und beide Teilstrahlenpaare
jeweils wieder zu einem Ausgangsstrahlbündel rekombiniert werden, durch eine Vorrichtung
zur Einbringung der zu untersuchenden Probe in den Strahlengang eines der Strahlbündel, durch eine
Vorrichtung zur Intensitätsmodulation der beiden Strahlbündel mit unterschiedlichen Frequenzen, durch
eine gemeinsame Empfängervorrichtung für die beiden rekombinierten Strahlbündel zur Erzeugung eines der
jeweiligen momentanen Gesamtintensität Leider Strahlbündel proportionalen Ausgangssignals, durch
der Meß- bzw. Registriervorrichtung zugeordnete, auf das gemeinsame Ausgangssignal der Empfängervorrichtung
ansprechende Schaltmittel zur Abtrennung von der jeweiligen Intensität der beiden Strahlbündel
proportionalen Signalkomponenten aus dem gemeinsamen Ausgangssignal, sowie durch Ausbildung der Meßbzw.
Registriervorrichtung zur gesonderten Aufzeichnung bzw. Registrierung der den beiden Strahlbündeln
entsprechenden Signalkomponenten, derart daß in einem einzigen Abtastdurchgang der Vorrichtung zur
Erzeugung einer einstellbar veränderlichen optischen Wegdifferenz der beiden Teilstrahlpaare gleichzeitig
die Interferogramme mit und ohne Probe gewonnen werden.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, daß die Modulationsvorrichtung zur Intensitätsmodulation der beiden
Strahlen so angeordnet ist, daß das Strahlbündel, in dessen Strahlengang die Probe eingebracht wird, vor
seinem Durchtritt durch die Probe moduliert wird. Hierdurch wird jegliche Beeinflussung des betreffenden
Interferogramms durch von der Probe emittierte Strahlung eliminiert.
Die Vorrichtung zur teilweisen Reflexion und die Vorrichtung zur Überlagerung der reflektierten und
durchgelassenen Teilstrahlen können beispielsweise einen Bestandteil eines Mach-Zehnder-Interferometers
bilden; vorzugsweise sind sie jedoch Bestandteil eines Interferometers vom Michelson-Typ, wobei die Reflektorvorrichtung
den Scanning- oder Vorschubspiegel des Interferometers bildet
Vorzugsweise weist die Vorrichtung zur Modulation der Strahlungsintensität der beiden Strahlen jeweils
eine Vorrichtung zur periodischen Unterbrechung jedes der beiden Strahlen auf. Vorzugsweise wird diese
Unterbrechung der Strahlen durch periodisches Einbringen und Wiederentfernen eines strahlungsundurchlässigen
Gegenstandes in den betreffenden Strahlengang bewirkt Diese Art der Strahlmodulation gewährleistet,
daß die Eigenschaften der Strahlung in den betreffenden Strahlengängen durch die Modulation
nicht beeinflußt werden, während gleichzeitig die Messung der Amplituden der entsprechenden Komponenten
der Deiektorausgangsgröße erleichtert wird.
Als Vorrichtungen zur periodischen Untei brechung
der Strahlen dienen vorzugsweise zwei rotierende Zerhacker, deren jeder jeweils einen der beiden
Strahlen unterb'cht und die jeweils mit konstanter Drehzahl angetrieben sind. Mit einer solchen Anordnung
ist es möglich, die Länge jeder Unterbrechung des betreffenden Strahls sowie die Unterbrechungsfrequenz
über lange Zeitperioden mit hohem Genauigkeitsgrad konstant zu halten. Die Zerhacker können jeweils aus
einer Platte mit einer Öffnung oder mit einer Anzahl von in gleichen Abständen und gleicher Erstreckung in
ίο Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse angeordneten
öffnungen bestehen. Alternativ kann jeder Zerhak ker mehrere in gleichen Abständen und mit gleicher
Erstreckung in Umfangsrichlung bezüglich der Drehachse angeordnete Zerhackerklingen bzw. -Sektoren
aufweisen.
Zum Drehabtrieb der beiden Zerhacker kann ein gemeinsamer Motor vorgesehen sein. Die Zerhacker
können dann jeweils durch den gemeinsamen Motor beispielsweise über eine geeignete Übersetzung angetrieben
werden. Alternativ können zwei Antriebsmotoren, je einer für jeden Zerhacker, vorgesehen -»ein, die
mit einer Wechselspannung vom gleichen Oszillator beaufschlagt werden, wobei die Frequenzen der
Antriebsspannungen gleich der Oszillatorfrequenz oder gleich einem Bruchteil der Oszillatorfrequenz sein
können.
Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß das Modulationsaggregat für die
Intensitätsmodulation der beiden Strahlbündel zwei rotierende Zerhacker, deren jeder jeweils einen der
Strahlen bzw. Strahlbündel unterbricht, sowie Vorrichtungen zum Antrieb der beiden Zerhacker mit
konstanter Drehzahl aufweist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die Vorrichtung zur
Bestimmung der Amplituden der den beiden Strahlen entsprechenden Komponenten der Detektor-Ausgangsgröße
eine Vorrichtung zur phasenempfindlichen Gleichrichtung der Detektor-Ausgangsgröße mit den
Modulationsfrequenzen der Strahlen mittels Bezugsschwingungen, die jeweils in Phase mit den Modulationen
der beiden Strahlen sind, sowie Glättschaltungen für die Signale nach der phasenempfindlichen Gleichrichtung
aufweist. Die phasenempfindliche Gleichrichtung mit nachfolgender Glättung ergibt zwei Gleichstromsignale,
deren Amplituden ein Maß der betreffenden, von den beiden Strahlen herrührenden Komponenten
der Detektor-Ausgangsgröße darstellen. Vorzugsweise werden die Bezugsschwingungen nach Maßgabe
der Ausgangsgrößen von zwei Photozellen erzeugt, die jeweils einem der beiden Strahlen zugeordnet sind und
wobei jeweils das auf die Photozellen auffallende Licht durch die die Intensitätsmodulation der betreffenden
Strahlen bewirkende Modulationsvorrichtung mit der gleichen Frequenz und in konstanter Phasenbeziehung
zur Modulation der betreffenden Strahlen moduliert wird.
Den nach der phasenempfindlichen Gleichrichtung erhaltenen, den beiden Komponenten der Detektorausgangsgröße
entsprechenden Signalen werden im allgemeinen verschiedene Harmonische der betreffenden
Modulationsfrequenz sowie Wechselstromkomponenten mit Frequenzen überlagert sein, welche der Summe
bzw. der Differenz zwischen der einen Modulationsgrundfrequenz und ihren Harmonischen und der
anderen Mcduiationsgrundfrequenz und ihren Harmonischen entsprechen. Einer der besonderen Vorteile der
erfindungsgemäß vorgesehenen phasenempfindlichen
Gleichrichtung besteht darin, daß die Harmonischen gleicher Ordnung in den den beiden Komponenten der
Detektorausgangsgröße nach der phasenempfindlichen Gleichrichtung entsprechenden Signalen nicht mehr
vorliegen. Die anderweitigen unerwünschten Wechsel-Stromkomponenten können im allgemeinen durch
geeignete Filterschaltungen vor und/oder nach der phasenempfindlichen Gleichrichtung weitgehend eliminiert
werden.
Als Glättungsschaltungen können jeweils Tiefpaßfilter
verwendet werden, deren Grenzfrequenz niedriger als die Frequenz, mit welcher der betreffende Strahl
moduliert ist und auch niedriger als die Differenz zwischen den Modulationsirequenzen der beiden
Strahlen liegt. ι·>
Vorzugsweise können die Modulationsfrequenzen der beiden Parallelstrahlen bzw. -Strahlbündel und der
Empfindlichkeilsbereich des Detektors so gewählt sein, daß die Detektor-Ausgangsgröße für Strahlung, die mit
einer der Differenz zwischen den Modulationsfrequenzen der beiden Parallelstrahlen entsprechenden Frequenz
moduliert ist, klein ist im Vergleich zur Detektor-Ausgangsgröße für die gleiche Strahlung bei
Modulation mit einer der Modulationsfrequenzen der beiden Parallelstrahlen. Dies trägt zur Unterdrückung
der Grunddifferenzfrequenz und damit zur Erhöhung der Genauigkeit, mit welcher die Amplituden der den
beiden Strahlen entsprechenden Komponenten der Detektor-Ausgangsgröße gemessen werden können,
bei.
Der Detektor kann vom Golay-Typ sein und einen
flexiblen, gasgefüllten Behälter aufweisen, wobei der Behälter die auf einem Teil seiner Oberfläche
auffallende Strahlung absorbiert und ein Wechselstromsignal erzeugt, das proportional den sich ausbildenden
Änderungen der Krümmung eines von dem strahlungsabsorbierenden Teil verschiedenen Teils der Behälteroberfläche
ist. Das Wechselstromsignal kann von einer Photozelle erzeugt werden, auf welche Licht auffällt, das
von dem erwähnten anderen Oberflächenteil des Detektorbehälters reflektiert wird. Alternativ kann an
dem erwähnten anderen Oberflächenteil ein biegsames Metallteil befestigt sein, oder dieser andere Oberflächenteil
aus einem derartigen flexiblen Metallteil bestehen, das die eine Seite eines Kondensatormikrophons
in einer geeigneten Detektorschaltung bildet. Ein derartiger Detektor kann für Strahlung im Wellenlängenbereich
von 5 χ 10-' cm bis 5 χ 10—· cm verwendet
werden.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des Verfahrens und der spektroskopischen Vorrichtung
gemäß der Erfindung zur Spektraluntersuchung von Proben anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser
zeigt
Fig. 1 eine schematische Teilans'.cht der Vorrichtung;
F i g. 2 eine Schnittansicht durch die Modulationsvorrichtung für die Strahlen, wobei der Schnitt längs der
Linie X-Xin F i g. 1 gelegt ist;
F i g. 3 ein Blockschaltbild der dem Detektor zugeordneten elektronischen Schaltungen.
F i g. 1 zeigt zwei von der gleichen Strahlungsquelle ausgehende, zueinander parallele Lichtstrahlen bzw.
-Strahlbündel, die über eine Modulationseinheit 1, in weicher sie mit unterschiedlichen Frequenzen zerhackt
werden, einem Michelson-Interferometer 2 zugeführt werden. Die beiden aus dem interferometer austretenden
Strahlen bzw. Strahlbündel werden auf einen gemeinsamen Detektor fokussiert; mittels geeigneter
elektronischer Schaltungen können die Amplituden der jeweils von den beiden Strahlbündeln erzeugten
Komponenten der Detektor-Ausgangsgröße (die ein Maß für die jeweilige Intensität der auf den Detektor
auftreffenden beiden Strahlen sind) gleichzeitig bestimmt werden. Für Durchlässigkeitsmessjngen (Absorptionsmessungen)
wird die Probe in den Strahlengang eines der Strahlbündel vor der Strahlteilung oder
nach der Wiedervereinigung eingebracht; für Messungen des Brechungsindex wird die Probe in den
reflektierten oder durchgelassenen Teilstrahl eines der Strahlbündel eingebracht.
Das Michelson-Interferometer weist — wie üblich — eine halbdurchlässige und reflektierende Membran 3
auf, die mit ihrer Ebene unter 45° bezüglich der Ebenen von zwei zueinander rechtwinklig angeordneten Spiegeln
4 und 5 geneigt angeordnet ist. Die beiden Paralielstrahlen bzw. -Strahlbündel sind so angeordnet,
daß sie normalerweise senkrecht auf den Spiegel 4 auffallen. Der sogenannte Scanning- oder Abtastspiegel
5 ist in einer zu seiner Normalen parallelen Richtung mit einer konstanten Geschwindigkeit mittels einer (nicht
dargestellten) Antriebsvorrichtung verstellbar, die so einstellbar bzw. regelbar ist, daß der Betrag dei'
Verstellgeschwindigkeit des Scanning- bzw. Abtastspiegels für jede beliebige spezielle Abtastbewegung
einstellbar ist.
Die in F i g. 2 dargestellte Modulationseinheit 1 weist einen Kasten 6 auf, in dessen Vorder- und Rückwandung
zwei öffnungen 7 und 8 zum Durchtritt der beiden parallelen Strahlen bzw. Strahlbündel vorgesehen sind.
Die Größe jeder der öffnungen 7 und 8 ist veränderlich, derart, daß die Strahlungsintensität in jedem Strahl bzw.
Strahlbündel variiert werden kann. In dem Kasten 6 sind zwei drehbare Organe 9 und 10 angeordnet, die aus drei
bzw. vier sich nach außen erstreckenden Schaufeln bzw. Blendensektoren bestehen. Die Organe 9 bzw. 10 sind so
angeordnet, daß sie bei ihrer Rotation jeweils periodisch einen der beiden Parallelstrahlen bzw. -Strahlbündel
unterbrechen. Die Kanten der Blendensektoren jedes der beiden Blendenorgane verlaufen in radialen, zur
Drehachse der betreffenden Blende senkrechten Richtungen und sind in Umfangsrichtung bezüglich der
Drehachse mit gleichen Winkelabständen angec- dnet.
Die beiden Zerhackerblenden 9 und 10 werden von Motoren 11 bzw. 12, die jeweils von dem gleichen
Oszillator angetrieben bzw. gesteuert sind, mit der gleichen Drehzahl angetrieben. Wegen der unterschiedlichen
Anzahl von Blendensektoren ergeben sich trotz der gleichen Antriebsdrehzahl der beiden Zerhackerblenden
9 und 10 unterschiedliche Unterbrecher- bzw. Zerhackerfrequenzen für die Lichtstrahlen.
In dem Kasten 6 sind ferner auch zwei (nur schematisch angedeutete) Photozellen-Aggregate 13
und 14 angeordnet, die jeweils aus einer Photozelle und einer Lichtquelle in solcher Anordnung bestehen, daß
die Sektoren der Zerhackerblenden 9 und 10 bei ihrer Drehung das auf die Photozelten auffallende Licht
unterbrechen. Das auf die Photozellen auffallende Licht wird dabei jeweils für die gleiche Zeitdauer und mit der
gleichen Frequenz wie der zugehörige Strahl und damit in einer konstanten Phasenbeziehung mit der Strahlmodulation
unterbrochen. Die Photozellen-Aggregate 13 und 14 sind in horizontaler Richtung verschiebbar, um
die Phase der Unterbrechungen der jeweiligen Photozeilc
bezüglich der Phase der Unterbrechungen des zugehörigen Strahls bzw. Strahlbündels einstellen zu
können. Die Ausgangsgrößen der Photozellen dienen
zur phasenempfindlichen Gleichrichtung der Ausgangsgröße des Detektors.
Als Strahlungsdetektor dient ein Golay-Detektor 15.
Der Umstand, daß das Ansprechverhalten des Golay-Detektors von der frequenz einer Intensitätsänderung
der auf ihn auffallenden Strahlung abhängig ist, bedeutet
eine Einschränkung hinsichtlich der Wahl der Modulationsfrequenzen für die Strahlmodulation. Für die
spezielle beschriebene Vorrichtung haben sich Modalationsfrequenzen von 10 Hz für den einen Strahl und ι ο
15 Hz für den anderen Strahl sowie 10,5 Hz für den
einen Strahl und 13 Hz für den anderen Strahl als zufriedenstellend erwiesen.
Wie im einzelnen aus Fig.3 ersichtlich, wird die
Ausgangsgröße des Golay-Detektors 15 in zwei Teile aufgespalten, die jeweils getrennten Signalpfaden
zugeleitet werden. Mit Hilfe der in jedem dieser Signalpfade bzw. -kanäle vorgesehenen elektronischen
Schaltungen kann jeweils die Amplitude einer Komponente der Detektor-Ausgangsgröße bestimmt werden.
Im einzelnen werden die beiden Teile der Ausgangsgröße des Golay-Detektors jeweils einem BandpaP.filter
16 bzw. 17 zugeführt, die jeweils Frequenzen gleich der
jeweiligen Grundfrequenz des betreffenden Signals durchlassen, hingegen Frequenzen gleich oder größer
als die dritte Harmonische des betreffenden Signals unterdrücken. Die Bandpaßfilter 16 bzw. 17 unterdrükken ferner auch einen gewissen Teil der den
Komponenten der Detektorausgangsgröße zugeordneten Summen- und Differenzfrequenzen.
Die Ausgangsgrößen der Bandpaßfilter 16 bzw. 17 werden über Verstärker 18 bzw. 19 phasensmpfindlichen Gleichrichtern 20 bzw. 21 zugeführt, wo sie nach
Maßgabe der Ausgangsgrößen der Photozellen 13 bzw. 14 phasenempfindlich gleichgerichtet werden. Im
praktischen Betrieb werden die Photozellen-Aggregate anfänglich zunächst horizontal so lange verschoben,
unter gleichzeitiger Änderung der Phasen der Modulationen der Photozellen-Ausgangsgrößen bezüglich der
Phasen der Unterbrechung der betreffenden Strahlen, bis die Ausgangsgrößen der phasenempfindlichen
Detektoren 20 bzw. 21 ein Maximum zeigen.
Die Ausgangsgrößen der phasenempfindlichen Gleichrichter 20 und 21 werden zur Glättung Tiefpaßfiltern 22 bzw. 23 zugeführt Unter Zugrundelegung der
oben erwähnten speziellen Modulationsfrequenzen können die Filter beispielsweise eine Grenzfrequenz
von 1 Hz besitzen, d. h. daß sie Frequenzen unterhalb 1 Hz durchlassen. Die Ausgangsgrößen der Tiefpaßfilter 22 und 23 stellen jeweils Gleichstromsignale dar, so
deren Amplitude ein Maß der Amplitude derjenigen Komponenten der Detektor-Ausgangsgröße darstellt,
die von dem betreffenden zugeordneten, auf den Detektor auffallenden Strahl herrührt.
Der Golay-Detektor und die Bauteile in den beiden Signalkanälen in welchen die Detektor-Ausgangsgröße
aufgeteilt wird, sind so ausgebildet und angeordnet, daß die Ausgangsgrößen der beiden Signalkanäle in linearer
Beziehung zu der Intensität des entsprechenden auf den Detektor auffallenden Lichtstrahls bzw. -Strahlbündels
stehen.
Die Differenzfrequenz, die normalerweise die größte
Amplitude hätte, d. h. die Differenzfrequenz zwischen
den beiden Grundfrequenzen, mit weichen die Strahlen
moduliert sind, kann bis zu einem gewissen Grad durch
eine geeignete Wahl der Modulationsfrequenzen durch den Golay-Detektor selbst reduziert werden. Bei
Verwendung der erwähnten Modulationslreauenzen von 10 Hz und 15 Hz oder 10,5 Hz und 13 Hz wird die
jeweilige Grunddifferenz-Frequenz von ii Hz bzw. 2,5 Hz durch den Detektor reduziert, da die Ausgangsgröße des Detektors für mit einer Frequenz: von 5 Hz
und 2,5 Hz modulierte Strahlung klein im Vergleich zu seiner Ausgangsgröße für die gleiche Sttnhlung bei
Modulation mit Frequenzen von 10 Hz bis 15 Hz ist
Die geglätteten Signale werden schließlich über eine logische Kontrollschaltung 24 einem Analog-Digital-Konverter 23 zugeführt, und die so gewonnene
Digital-Information kann auf Papierstreifen oder Magnetband registriert oder in dem Konverter
gespeichert werden.
Die Betriebs- um! Arbeitsweise der Vorrichtung ist
wie folgt: Nach Einbringen der Probe in den Strahlengang eines der Strahlen bzw. Strahllbündel vor
dessen Strahlteilung bzw. nach der Rekombination oder in den Strahlengang eines der Teilstrahlen eines der
beiden Hauptstrahlen, wird der Scanning- bz.iv. Abtastspiegel des Michelson-Interferometers in bekannter
Weise mit einer konstanten Geschwindigkeit verschoben, und es werden aufeinanderfolgend Ablesungen der
von den beiden Tiefpaßfiltern durchgelassenen Signale jeweils gleichzeitig und in gleichen Zeitabständen im
Verlauf der Abtastbewegung des Scannirg-Spiegels vorgenommen, jede dieser Ablesungen wird kurzzeitig
gespeichert, wobei die logische Kontrollschaltung dem Analog-Digital-Konverter zunächst die eiern einen
Strahl zugeordnete Ablesung und sodann die (gleichzeitige) zu dem anderen Strahl gehörige Ablesung zuführt
Alternativ können jeweils paarweise aufeinanderfolgende Ablesungen der Ausgangsgröße der Tiefpaßfilter im
Verlauf der Vorschubbewegung des Scanning-Spiegels um gleiche Abstände in aufeinanderfolgende Vorschubstellungen vorgenommen werden.
Aus den so erhaltenen Interferogrammen kann mil Hilfe eines geeigneten Computers die gewünschte
Information über die Durchlässigkeit und/oder der Brechungsindex einer Probe gewonnen werden.
Claims (11)
1. Verfahren zur interferometrischen Spektralanalyse einer optischen Eigenschaft, insbesondere der
Absorption oder des Brechungsindex, einer Probe s mittels einer Interferometeranordnung, bei welchem
ein von einer Strahlungsquelle erzeugtes, Strahlung verschiedener Wellenlängen, vorzugsweise eine
Kontinuumstrahlung, enthaltendes Meßsfrahlbündel
in zwei Teilstrahlen aufgespaltet, die beiden Teilstrahlen nach Durchlaufen gesonderter Strahlengänge mit einstellbar veränderlicher optischer
Wegdifferenz rekombiniert und in Oberlagerung einem Strahlungsempfänger zur Erzeugung eines
der Intensität der auffallenden Gesamtstrahlung is proportionalen Signals zugeführt werden, wobei die
zu untersuchende Probe je nach der zu analysierenden Eigenschaft in den Meßstrahlengang an einer
Stelle vor der Aufteilung in die beiden Teilstrahlen, oder nach d«r Rekombination der beiden Teilstrahlen, oder in einen der beiden Teilstrahlen eingebracht wird und durch Aufzeichnung des Ausgangssignals für verschiedene optische Wegdifferenzen
der beiden Teilstrahlen ein Interferogramm erzeugt und aus den Interferogrammen mit und ohne Probe
durch Fourier-Transformation die Spektralanalyse der betreffenden Eigenschaft eier Probe gewonnen
wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Interferometeranordnung mit zwei von einer gemeinsamen Strahlungsquelle abgeleiteten Strahl-
bündeln beaufschlagt wird, wobei die Probe in den Strahlengang des einen Strahlbündels eingebracht
wird, daß die beiden Strahll ündel die Interferometeranordnung parallel zueinander durchlaufen, in
gleicher Weise in je zwei Teilst« hlen aufgespalten und aus diesen wieder rekombiniert werden, daß die
beiden Strahlbündel mit unterschiedlichen Frequenzen intensitätsmoduliert werden und dem gemeinsamen Strahlungsempfänger zugeführt werden, aus
dessen Ausgangssignal dip den beiden Strahlbündeln zugeordneten Signalkomponenten durch phasensynchrone Gleichrichtung abgetrennt werden, derart daß in einem einzigen Abtast-Durchgang der
Interferometeranordnung gleichzeitig die Interferogramme mit und ohne Probe gewonnen werden.
2. Interferenz-Spektralphotometer zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer
Strahlung verschiedener Wellenlängen, vorzugsweise Kontinuumsstrahlung, in dem interessierenden
Wellenlängenbereich emittierenden Strahlungsquel-Ie, mit einer von der Strahlungsquelle beaufschlagten
Strahlerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines Eingangsstrahlbündels, mit einer Vorrichtung zur
Aufspaltung des Eingangsstrahlbündels in zwei Teilstrahlen, mit einer Vorrichtung zur Erzeugung
einer einstellbar veränderlichen optischen Wegdifferenz der beiden Teilstrahlen, mit einer Vorrichtung
zur Rekombination der beiden Teilstrahlen, mit einer Vorrichtung zur Einbringung der zu untersuchenden Probe in den Strahlengang an einer vor der
Aufspaltung, nach der Rekombination, bzw. in einem der Teilstrahlengänge gelegenen Stelle, mit einer
Empfängervorrichtung für das rekombinierte Ausgangsstrahlbündel zur Erzeugung eines dessen
Intensität proportionalen Ausgangssignals, sowie mit einer auf dieses Ausgangssignal ansprechenden
Meß- bzw. Registriervorrichtung zur Aufzeichnung eines Interferogramms in Abhängigkeit von einem
Abtastvorgang der Vorrichtung zur einstellbaren Veränderung der optischen Wegdifferenz der
beiden Teilstrahlen, gekennzeichnet durch eine Ausbildung der Strahlerzeugungsvorrichtung zur
Erzeugung zweier von der gleichen Lichtquelle abgeleiteter Eingangsstrahlbünde!, welche die Interferometeranordnung parallel zueinander durchlaufen, derart daß beide Eingangsstrahlbündel in je zwei
Teilstrahlen aufgespalten, die beiden TeilstraMpaare
in gleicher Weise zur Erzeugung gleichartiger einstellbar veränderlicher optischer Wegdifferenzen
beeinflußt und beide Teilstrahlenpaare jeweils wieder zu einem Ausgangsstrahlbündel rekombiniert werden, durch eine Vorrichtung zur Einbringung der zu untersuchenden Probe in den Strahlengang eines der Strahlbündel, durch eine Vorrichtung
zur Intensitätsmodulation der beiden Strahlbündel mit unterschiedlichen Frequenzen, durch eine
gemeinsame Empfängervorrichtung für die beiden rekombinierten Strahlbündel zur Erzeugung eines
der jeweiligen momentanen Gesamtintensität beider Strahlbündel proportionalen Ausgangssignals, durch
der Meß- bzw. Registriervorrichtung zugeordnete, auf das gemeinsame Ausgangssignal der Empfängervorrichtung ansprechende Schaltmittel zur Abtrennung von der jeweiligen Intensität der beiden
Strahlbündel proportionalen Signalkomponenten aus dem gemeinsamen Ausgangssignal, sowie durch
Ausbildung der Meß- bzw. Registriervorrichtung zur gesonderten Aufzeichnung bzw. Registrierung der
den beiden Strahlbündeln entsprechenden Signalkomponenten, derart daß in einem einzigen
Abtastdurchgang der Vorrichtung zur Erzeugung einer einstellbar veränderlichen optischen Wegdifferenz der beiden Teilstrahlpaare gleichzeitig die
Interferogramme mit und ohne Probe gewonnen werden.
3. Interferenz-Spektralphotometer nach Anspruch 2, in Ausbildung als Michelson-Interferometer, dadurch gekennzeichnet, dätf die Vorrichtung
zur Aufspaltung der von der Strahlerzeugungsvorrichtung gelieferten beiden Parallel-Eingangsstrahlbündel in die beiden Teilstrahlpaare und zur
Rekombination dieser beiden Teilstrahlpaare zu den beiden Ausgangsstrahlbündeln einen teildurchlässigen, teilreflektierenden Strahlenteiler aufweist, welcher die beiden auffallenden Eingangsstrahlbündei
jeweils in einen teilweise reflektierten und einen teilweise durchgemessenen Teilstrahl aufspaltet und
die beiden Teilstrahlpaare nach Reflexion der einen bzw. anderen Teilstrahlen jedes Teilstrahlpaars an je
einem Reflektor (4, 5) durch Überlagerung zu den beiden Ausgangsstrahlbündeln rekombiniert, und
daß die Vorrichtung zur Erzeugung jeweils gleicher, einstellbar veränderlicher optischer Wegdifferenzen
zwischen den beiden Teilstrahlen jedes Teilstrahlpaars die beiden Reflektoren (4,5) des Michelson-Interferometers umfaßt, von welchen wenigstens der
eine (5) in Richtung parallel zur Einfallsrichtung der auf ihn auffallenden einen Teilstrahlen der beiden
Teilstrahlpaare versehieblich angeordnet ist.
4. Interferenz-Spektralphotometer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung zur Erzeugung gleicher, einstellbar veränderlicher optischer Wegdifferenzen zwischen
den beiden Teilstrahlen jedes Teilstrahlpaars wenigstens einen Teil eines Michelson-Interferometers
aufweist, dessen Scanning- bzw. Abtastspiegel (5)
einen verschiebbaren gemeinsamen Reflektor für die einen Teilstrahlen der beiden Teilstrahlpaare
bildet
5. Jnterferenz-Spektralphotometer nach einem
oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsvorrichtung (1,
Fig. 1) jeweils einen rotierenden Zerhacker (9,10)
für jedes der beiden Parallelstrahlbündel aufweist
6. Interferenz-Spektralphotometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den
beiden Parallelstrahlbündeln zugeordneten Zerhakker nach Anzahl oder Form unterschiedliche
Zerhackerblenden aufweisen und von einem Motor mit konstanter Drehzahl angetrieben sind.
7. Interferenz-Spektralphotometer nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die auf das Ausgangssignal des gemeinsamen Strahlungsdetektors (15) ansprechenden Schaltmittel zur Abtrennung der den Intensitäten der beiden Ausgangsstrahlbündel proportionalen Signalkomponenten jeweils einen auf die
Modiilationsfrequenzen der beiden Strahlbündel
abgestimmten Phasensynchrondetektor (20 bzw. 21, Fig.3) sowie Glättungsschaltungen (22 bzw. 23)
aufweisen, welchen die betreffenden Signalkomponenten nach der phasensynchronen Demodulation
zugeführt sind.
8. Interferenz-Spektralphotometer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Glättungsschaltungcn jeweils ein Tiefpaßfilter (22 bzw.
23) aufweisen, dessen Grenzfrequenz unter der Modulationsfrequenz des zugeordneten Strahlbündels liegt und auch kleiner als die Differenz zwischen
den Modulationsfrequenzen der beiden Parallelstrahlbündel ist
9. interferenz-Spektralphotometer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulationsvorrichtung eine Vorrichtung (11, 12, Fig. 1)
zur Erzeugung von Phasenbezugssignalen für die phasensyrchrone Demodulation zugeordnet ist
10. Interferenz-Spektralphotometer nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die auf das Ausgangssignal des gemeinsamen Strahlungsdetektors (15) ansprechenden Schaltmittel zur Abtrennung der der Intensität
der beiden Parallelstrahlen entsprechenden Signalkomponenten je ein Bandpaßfilter (16 bzw. 17) mit
einem Durchlaßband entsprechend der jeweiligen Modulationsfrequenz des zugeordneten Parallelstrahlbündels aufweisen.
11. Interferenz-Spektralphotometer nach einem
oder mehreren der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die den jeweiligen Intensitäten
der beiden Ausgangsstrahlbündeln entsprechenden Signalkomponeaten über eine Logikschaltung (24)
einem Analog-Digital-Wandler zur Gewinnung und gegebenenfalls Aufzeichnung der beiden Interferogramme zugeführt sind.
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Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |