DE2338305A1 - Double refraction measurement method - uses electromagnetic wave spectrum in ultra-violet, visible and infra-red ranges - Google Patents
Double refraction measurement method - uses electromagnetic wave spectrum in ultra-violet, visible and infra-red rangesInfo
- Publication number
- DE2338305A1 DE2338305A1 DE19732338305 DE2338305A DE2338305A1 DE 2338305 A1 DE2338305 A1 DE 2338305A1 DE 19732338305 DE19732338305 DE 19732338305 DE 2338305 A DE2338305 A DE 2338305A DE 2338305 A1 DE2338305 A1 DE 2338305A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- light
- anisotropy
- continuous
- spectrum
- polarization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims description 8
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 4
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 2
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims description 2
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 abstract description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 238000012538 light obscuration Methods 0.000 description 2
- 235000003403 Limnocharis flava Nutrition 0.000 description 1
- 244000278243 Limnocharis flava Species 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 238000000255 optical extinction spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/21—Polarisation-affecting properties
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
Description
Vereinigung zur Förderung det> Instituts für 2338305 KunststoffVerarbeitung in Industrie und Handwerk an der Rhein.-Westf. Techn.Hochschule Aachen e.V., 51 Aachen, Pontstr. 49Association for the Promotion of> Institute for 2338305 plastics processing in industry and Craft at the Rhein.-Westf. Technical University Aachen e.V., 51 Aachen, Pontstr. 49
Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Doppelbrechung mit Hilfe einer Analyse des Spektrums elektromagnetischer Wellen, insbesondere im ultravioletten, visuellen und ultraroten BereichMethod and device for determining the birefringence with the aid of an analysis of the electromagnetic spectrum Waves, especially in the ultraviolet, visual, and ultraviolet regions
Der Anmeldungsgegenstand betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Doppelbrechung mit Hilfe einer Analyse des Spektrums elektromagnetischer Wellen, insbesondere im ultravioletten, visuellen und ultraroten Bereich, wobei man mit Hilfe der Spannungsoptik die Doppelbrechung A n, d.i. die Differenz der Lichtbrechungsindizes in Anisotropierichtung (rij. ) und senkrecht dazu (njj, in optisch aktiven Werkstoffen bestimmen kann. Auf diese Weise kann eine Meßgröße gewonnen werden, durch die z.B. der durch den Herstellungsprozeß im Endprodukt bei transparenten und transluzenten Werkstoffen erzeugte molekulare Orientierungszustand und somit die Anisotropie .einer Vielzahl physikalischer Eigenschaften beurteilt werden kann.The subject of the application relates to a method and a device for determining the birefringence with the aid of an analysis of the spectrum of electromagnetic waves, in particular in the ultraviolet, visual and ultraviolet range, whereby the birefringence A n, di the difference in the light refractive indices in the anisotropy direction (rij .) and perpendicular to it (njj, in optically active materials. In this way, a measurable variable can be obtained through which, for example, the molecular orientation state and thus the anisotropy of a multitude of physical properties generated by the manufacturing process in the end product in the case of transparent and translucent materials can be judged.
Die physikalischen Hintergründe für das Zustandekommen der Doppelbrechung sind an sich bekannt.The physical background for the occurrence of birefringence is known per se.
Zur Erläuterung der Grundlagen der Erfindung und eines Ausführungsbeispiels soll die beigefügte Zeichnung dienen. In dieser stellen dar:To explain the principles of the invention and an exemplary embodiment the attached drawing is intended to serve. In this represent:
Abb. 1 die Aufspaltung eines linear polarisierten Lichtstrahls in die beiden Hauptspannungsrichtungen Q 1 und GT2»Fig. 1 the splitting of a linearly polarized light beam into the two main stress directions Q 1 and GT 2 »
Abb. 2 die Entstehung des Gangunterschiedes durch die unterschiedlichen Lichtgeschwindigkeiten in Anisotropierichtung und senkrecht dazu (c1>Cp)iFig. 2 the origin of the path difference due to the different speeds of light in the anisotropy direction and perpendicular to it (c 1 > Cp) i
- 2 409886/0824 - 2 409886/0824
Abb. 3 die zirkulär polarisierte Welle, Abb. 4 die linear polarisierte Welle,Fig. 3 the circularly polarized wave, Fig. 4 the linearly polarized wave,
Abb. 5 das Transmissionsspektrum unterschiedlich hoch verstreckter Flachfolien aus Polystyrol (ν>,>ί;ΐ),Fig. 5 the transmission spectrum of differently stretched flat films made of polystyrene (ν>,> ί; ΐ),
Abb. 6 die Anordnung der ϊ-le 13einrichtung zur kontinuierlichen Ermittlung des Orientierungsgrades.Fig. 6 the arrangement of the ϊ-le 13 device for continuous Determination of the degree of orientation.
Trifft eine linear polarisierte Lichtwelle auf ein optisch aktives Medium, so wird sie in zwei zueinander senkrechte bevorzugte Richtungen zerlegt, wie in Abb. 1 gezeigt ist, in der die Lichtquelle mit 9, der Polarisator mit 11, das Kodell mit F und der Analysator mit 12 bezeichnet sind. Das Phänomen der Doppelbrechung beruht darauf, dai3 die Ausbreitungsgeschwindigkeiten der beiden Lichtwellen-Komponenteri innerhalb des doppelbrechenden Mediums in den beiden zueinander senkrechten Schwingungsebenen voneinander verschieden sind; sie treten zeitlich versetzt aus dem Medium aus, haben also einen Gangunterschied in einer bestimmten Größenordnung ψ (siehe Abb. 2). Beim Austritt aus dem Medium addieren sich die beiden Lichtwellen-Komponenten wieder vektoriell zu einer Welle, die, analog zur Eintrittswelle, je nach der Grüße des Gangunterschieds im allgemeinen Fall elliptisch, in speziellen Fällen zirkulär oder linear polarisiert sein kann. Zirkulare Polarisation (Abb. 3) tritt auf, wenn der Gangunterschied der Komponenten die Werte ^ » -J-, jj7r» η TT .... bzw. Y = (2z+1) · "S hat, wobei die Ordnungszahl ζ die Werte O, 1, 2, »*. usw. haben kann. Lineare Polarisation (Abb. 4) wird erreicht, wenn γ = ζ·ττ ist, wobei wiederum ζ = 0, 1, 2, ... usw. sein kann. Im Falle, daß f = 2·2·τ(ζ = 0, 1, 2, ... entsprechend ganzzahligen Vielfachen der Wellenlänge X) ist, schwingt die linear polarisierte Ausgangswelle in der gleichen Ebene wie die linear polarisierte Eingangswelle, d.h. durch einen hinter dem doppelbrechenden Medium aufgestellten Analysator, der identisch mit dem Polarisator ist, jedoch im allgemeinen eine um 90° zu diesem gedrehte Polarisationsebene hat, dringt kein Licht durch; es erfolgt also Lichtau3löschung.If a linearly polarized light wave hits an optically active medium, it is split into two preferred directions perpendicular to each other, as shown in Fig. 1, in which the light source with 9, the polarizer with 11, the code with F and the analyzer with 12 are designated. The phenomenon of birefringence is based on the fact that the propagation speeds of the two light wave components within the birefringent medium are different from one another in the two mutually perpendicular planes of vibration; they emerge from the medium staggered in time, so they have a path difference of a certain order of magnitude ψ (see Fig. 2). When leaving the medium, the two light wave components add again vectorially to form a wave which, analogous to the entry wave, can generally be elliptical, in special cases circular or linearly polarized, depending on the size of the path difference. Circular polarization (Fig. 3) occurs when the path difference of the components has the values ^ »-J-, jj7r» η TT .... or Y = (2z + 1) · "S , where the ordinal number ζ the Can have values 0, 1, 2, »*. Etc. Linear polarization (Fig. 4) is achieved when γ = ζ · ττ, where again ζ = 0, 1, 2, ... etc. can be In the event that f = 2 · 2 · τ (ζ = 0, 1, 2, ... corresponding to integer multiples of the wavelength X), the linearly polarized output wave oscillates in the same plane as the linearly polarized input wave, ie through An analyzer installed behind the birefringent medium, which is identical to the polarizer, but generally has a plane of polarization rotated by 90 ° to it, does not allow light to penetrate; light is therefore extinguished.
- 3 409886/0824 - 3 409886/0824
Das gilt bei monochromatischem Licht, während bei weißem Licht die Komplementärfarbe zur ausgelöschten erscheint. Da der Gangunterschied Y , der auch als Phasenverschiebung ψ* bezeichnet wird, wobeiΨ* - f £- ist, eine lineare Funktion des von den Lichtwellen zurückgelegten Weges im doppelbrechenden Medium darstellt, bezieht man ihn auch auf die Dicke d der betrachteten Probe des Mediums. Die Doppelbrechung ergibt sich dann zuThis applies to monochromatic light, while to white light the complementary color to the extinguished one appears. Since the path difference Y , which is also referred to as the phase shift ψ * , where Ψ * - f £ -, is a linear function of the path covered by the light waves in the birefringent medium, it is also related to the thickness d of the sample of the medium under consideration . The birefringence then results to
/\n = n„ -/ \ n = n "-
Diese an sich bekannten Grundsätze wurden bisher in der Praxis in mehreren bekannten Verfahren angewendet. Bei dem einen Verfahren wird die Doppelbrechung Δη dadurch bestimmt, daß bei Bekanntsein des Gangunterschieds an mindestens einer Stelle der betrachteten Probe, z.B. mit monochromatischem Licht die Stelle einer Lichtauslöschung mit dem Gangunterschied f= ζ -^ (z=0, 1, 2, ...) bestimmt wurde. Die Ordnung ζ (z = ungerade, z.B. 2,3&4) wird dann mit dem Kompensationsverfahren von Senarmont bestimmt. Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens ist der Umstand, daß der Gangunterschied mindestens an einer Stelle der Probe bekannt sein muß.These principles, known per se, have hitherto been applied in practice in several known methods. In one method, the birefringence Δη is determined by the fact that, if the path difference is known, the point of light extinction with the path difference f = ζ - ^ (z = 0, 1, 2,. ..) was determined. The order ζ (z = odd, e.g. 2, 3 & 4) is then determined using Senarmont's compensation method. A disadvantage of this known method is the fact that the path difference must be known at least at one point on the sample.
Auch mit Hilfe des Berek-Kompensators der Firma Zeiß kann diese Bestimmung durchgeführt werden. .This determination can also be carried out with the help of the Berek compensator from Zeiß. .
Eine weitere Möglichkeit der näherungsweisen Bestimmung des Gangunterschieds besteht in der subjektiven Farbbeurteilung bei der Verwendung von weißem Licht. Da das subjektive Farbempfinden aber sehr, unterschiedlich ist, ist dieses Verfahren im allgemeinen recht ungenau, selbst dann, wenn man eine von der l'irma Zeiß, Oberkochen, herausgegebene Färb-Vergleichstafel benutzt. Another possibility for the approximate determination of the The path difference lies in the subjective color assessment when using white light. Because the subjective perception of color but is very, very different, this procedure is generally quite imprecise, even if one of the dye comparison chart published by l'irma Zeiß, Oberkochen, is used.
Ein Kachteil dieser bekannten Verfahren besteht auch in der Langwierigkeit und der Umständlichkeit des dabei nötigen Meßaufwandes. A disadvantage of this known method also consists in the Length and the inconvenience of the necessary measurement effort.
409886/0824409886/0824
Es ist auch bereits bekannt, den Orientierungsgrad von optisch aktiven Werkstoffen über eine Bestimmung der Anisotropie einiger physikalischer Eigenschaften zu ermitteln, z.B. der Differenz der maximalen Zugspannung in Anisotropierichtung und senkrecht dazuIt is also already known the degree of orientation of optical active materials by determining the anisotropy of some physical properties, e.g. the difference in the maximum tensile stress in the anisotropy direction and perpendicular to it
Δ(?'= Gu- Cp± = f (Orientierungszustand) oder der Differenz der WärmeleitfähigkeitΔ (? '= Gu-Cp ± = f (orientation state) or the difference in thermal conductivity
A A = /\j| - /\j_ = f (Orientierungszustand). Diese Beziehungen sind analog zu A A = / \ j | - / \ j_ = f (orientation state). These relationships are analogous to
Δ η = riji - nl = f (Orientierungszustand).Δ η = riji - nl = f (orientation state).
Auch dieses Verfahren ist umständlich und zeitraubend und eignet sich daher nicht für quasi kontinuierliche Anwendungen. This method is also cumbersome and time-consuming and is therefore not suitable for quasi-continuous applications.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Meßmethode sowie eine Vorrichtung zu ihrer Durchführung zu schaffen, die eine quasi kontinuierliche Beurteilung physikalischer Eigenschaften und'deren Anisotropie gestattet, z.B. bei der Herstellung von verstreckbaren Flachfolien aus Piastomeren (optisch aktiven Werkstoffen). Bei Kenntnis des Orientierungsgrades und der Temperaturgeschichte während der Verstreckung und Abkühlung lassen sich eindeutige Rückschlüsse auf die Höhe und Anisotropie der genannten Eigenschaften ziehen. Außerdem soll die Homogenität und die Richtung dieser Eigenschaften bestimmt werden.The invention is therefore based on the object of providing a measuring method and a device for carrying it out create that allows a quasi continuous assessment of physical properties and their anisotropy, e.g. in the production of stretchable flat films made of plastics (optically active materials). Knowing the The degree of orientation and the temperature history during stretching and cooling allow clear conclusions to be drawn draw on the level and anisotropy of the properties mentioned. It also aims to ensure homogeneity and the direction of this Properties are determined.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Analyse des Transmissions- bzw. Absorptions-Spektrums zur Bestimmung bzw. Berechnung des in doppelbrechenden Medien aufgrund einer vorhandenen Anisotropie auftretenden Gangunterschiedes der bei der Doppelbrechung entstehenden senkrecht aufeinander stehenden Lichtwellen-Komponenten einer linear polarisierten Eingangs-Lichtwelle heranzuziehen. To achieve this object, it is proposed according to the invention to analyze the transmission or absorption spectrum for determining or calculating that which occurs in birefringent media due to an existing anisotropy Path difference between the lightwave components that are perpendicular to one another during the birefringence a linearly polarized input light wave.
- 5 409886/082/, - 5 409886/082 /,
Dieses Meßergebnis kann zur Steuerung des Herstellungsprozesses von Folien und zur quasi kontinuierlichen Qualitätskontrolle mit Rechnersteuerung verwendet werden, indem sein Ausgangssignal den entsprechenden Stellen der Maschine zugeleitet wird.This measurement result can be used to control the manufacturing process of foils and for quasi-continuous quality control can be used with computer control by sending its output signal to the appropriate points of the machine will.
Bei einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens kann zur Aufnahme des polarisationsoptischen Transmissions- "bzw. Absorptions-Spektrums eine kontinuierlich durchstimmbare Lichtquelle, z.B. ein Monochromator oder ein Spektrometer vorgesehen sein.In a device for performing this method, the polarization-optical transmission "or Absorption spectrum a continuously tunable light source, e.g. a monochromator or a spectrometer be provided.
Zur Aufnahme des polarisationsoptischen Transmissions- bzw. Absorptions-Spektrums kann ein optischer Vielkanal-Analysator, also ein Detektorsystem, welches für eine Vielzahl diskreter Wellen je einen zugehörigen Detektor, z.B. 500 Detektoren für den Wellenbereich 0,3 - 1»1 &η\ besitzt, Anwendung finden. Schließlich kann zur Zerlegung des vom Analysator einfallenden Lichts ein Monochromator und zur Analysierung ein Detektorsystem vorgesehen sein. Diese Anordnungen beruhen auf der Erkenntnis, daß es in Abhängigkeit vom Grad der Anisotropie und der Dicke der jeweiligen Folie immer eine Bezugswellenlänge X-o gibt, bei der der durch den Doppelbrechungseffekt hervorgerufene Gangunterschied y genau gleich der Bezugswellenlänge Xg selbst ist, also f = λ_, sodaß man jetzt auch Δη = A^ schreiben kann; dabei ist die Ordnungszahl ζ = 1. Zur kontinuierlichen Identifizierung dieser Bezugswellenlänge bieten sich die oben angeführten Maßnahmen an, wobei bei der ersten eine kontinuierlich durchstimmbare Lichtquelle und ein Detektorsystem, das in der Lage ist, ein breites Lichtwellenspektrum in eine Vielzahl diskreter Wellenlängen aufzulösen, Anwendung finden (quasi kontinuierlich). Bei einer weiteren, eleganteren Maßnahme wird weißes Licht verwendet, das ein breites Wellenspektrum vom nahen Ultraviolett bis hin zum nahen Ultrarot überstreicht. Das Detektorsystem enthält eine Vielzahl von Photodetektoren, von denen jeder nur auf eineTo record the polarization-optical transmission or absorption spectrum, an optical multi-channel analyzer, i.e. a detector system, which has an associated detector for a large number of discrete waves, e.g. 500 detectors for the wave range 0.3 - 1 »1 & η \ , Find application. Finally, a monochromator can be provided to break down the light incident from the analyzer and a detector system can be provided for analysis. These arrangements are based on the knowledge that, depending on the degree of anisotropy and the thickness of the respective film, there is always a reference wavelength Xo at which the path difference y caused by the birefringence effect is exactly the same as the reference wavelength Xg itself, i.e. f = λ_, so that one can now also write Δη = A ^; The ordinal number is ζ = 1. The measures listed above are suitable for the continuous identification of this reference wavelength, with the first using a continuously tunable light source and a detector system that is able to resolve a broad spectrum of light waves into a large number of discrete wavelengths find (almost continuously). Another, more elegant measure uses white light, which sweeps over a broad spectrum of waves from near ultraviolet to near ultraviolet. The detection system contains a large number of photodetectors, each of which only points to one
- 6 409886/0824 - 6 409886/0824
- O-- O-
bestimmte Wellenlänge anspricht. Das gesamte zu analysierende Wellensystem und somit, bei konstanter Zahl von Photodetektoren, der Wellenlängen-Abstand von einem Detektor zum anderen, kann durch geeignete Vorsätze variiert werden, wodurch man Abstände von weniger als 1 nm Wellenlänge erreicht. Wird aufgrund des Gangunterschieds im doppelbrechenden Medium eine Wellenlänge vom Analysator nicht durchgelassen, bzw. beträgt der Gangunterschied ganzzahlige Vielfache einer bestimmten Wellenlänge, so zeigen die zugehörigen Detektoren kein Signal, wie in Abb. 5 zu sehen ist. Der Gangunterschied wird durch den Detektor angezeigt, der die Lichtauslöschung bei der längsten Wellenlänge angibt. Die Analyse des von der Lichtquelle angebotenen Wellenspektrums kann in Bruchteilen von Sekunden durchgeführt werden, was für eine kontinuierliche Messung von großer Bedeutung ist. Es gibt Detektoren, die in der Lage sind, den Bereich 300 = /\ =. ^ 1100 nm zu analysieren.responds to a certain wavelength. The entire wave system to be analyzed and thus, with a constant number of photodetectors, the wavelength distance from one detector to another can be varied by means of suitable attachments, whereby distances of less than 1 nm wavelength are achieved. Is due to the path difference in the birefringent medium a wavelength is not allowed through by the analyzer or the path difference is an integer multiple of a certain wavelength, the associated detectors show no signal, as can be seen in Fig. 5. The path difference is indicated by the detector indicating the light extinction at the longest wavelength. The analysis of the wave spectrum offered by the light source can be performed in a fraction of a second, what a continuous measurement is of great importance. There are detectors that are able to detect the area 300 = / \ =. ^ To analyze 1100 nm.
Mit den so ermittelten Bezugswellenlängen und der laufend mit bekannten Verfahren gemessenen Foliendicke bestimmt sich die gesuchte Doppelbrechung nachThe reference wavelengths determined in this way and the film thickness continuously measured using known methods are used the birefringence sought after
Die Festlegung des durchzustimmenden Wellenlängenbereichs ist einerseits von Werkstoff daten, z.B. mittlerem Brechungsindex, Polarisierbarkeit der Strukturelemente in den 3 Haupt achsen, Molekulargewicht, und andererseits von der Foliendicke d sowie von den Absolutwerten der Prozeßvariablen abhängig. In der Praxis wird man den interessierenden Wellenlängenbereich durch Versuchsmessungen in Abhängigkeit von Werkstoff, Foliendicke und Fertigungsbedingungen festlegen.The determination of the wavelength range to be tuned depends on the one hand on material data, e.g. mean refractive index, The polarizability of the structural elements in the 3 main axes, molecular weight and, on the other hand, depends on the film thickness d and on the absolute values of the process variables. In practice, the wavelength range of interest is determined by experimental measurements as a function of Define material, film thickness and manufacturing conditions.
Eine direkte Ermittlung des Gangunterschieds aus dem Transmissions-Spektrum ist nur dann durchführbar, wenn sie im Bereich des zur Verfügung stehenden Wellenspektrums liegt, was nur in Sonderfällen zutrifft. Mit Hilfe des Transmissions-Spektrums (Abb. 5) läßt sich jedoch der Gangunterschied be-A direct determination of the path difference from the transmission spectrum can only be carried out if it is in the range of the available wave spectrum, what only applies in special cases. With the help of the transmission spectrum (Fig. 5), however, the path difference can be
- 7 409886/0824 - 7 409886/0824
rechnen. Dabei ergibt sich für die Verwendung von monochromatischem Licht:calculate. This results in the use of monochromatic Light:
f = ζ·Λ f = ζ · Λ
und für die Isochromatenand for the isochromats
λ = -γ für ζ = 1, 2, ...λ = -γ for ζ = 1, 2, ...
Das bedeutet, daß eine völlige Undurchlässigkeit nur bei Wellenlängen eintritt, deren ganzzahlige Vielfache den Gangunterschied ψ ergeben, oder f = .0 ist.This means that complete impermeability only occurs at wavelengths whose integral multiples result in the path difference ψ , or f = .0.
Sind aus dem Transmissions-Spektrum zwei aufeinanderfolgende Transmissions-Minima (Lichtundurchlässigkeit) bei Λ ^. und Λ
< Xp) bekannt, und handelt es sich nicht um Absorptions1
banden, die für transparente Folien im sichtbaren Bereich elektromagnetischer Wellen nicht vorhanden sind, so giltIf there are two consecutive transmission minima (opacity) at Λ ^. and Λ <Xp), and it is not a question of Absorption1
bands that are not available for transparent films in the visible range of electromagnetic waves, the following applies
*~f z= Z . h = (Z-1) ' λ * ~ fz = Z. h = (Z-1) 'λ
A„ ■ λ2
und daraus wird γ = --■&
.A " ■ λ 2
and this becomes γ = - ■ & .
Häufig genügt die Analyse des Spektrums im visuellen Bereich (350 - 750 nm),um für hochverstreckbare optisch aktive Werkstoffe den Anisotropiegrad angeben zu können.It is often sufficient to analyze the spectrum in the visual range (350 - 750 nm) to find highly stretchable, optically active materials to be able to specify the degree of anisotropy.
Eine Anlage zur Anwendung des Verfahrens ist am Beispiel der quasi kontinuierlichen Qualitätskontrolle, insbesondere des Orientierungsgrades, im Extrusionsprozeß bei der Herstellung einer Kunststoff-Folie in Abb. 6 dargestellt. Dabei wird das Material aus dem Extruder 1 durch ein Werkzeug 2 ausgetrieben und einem Glatt- und Kühl-Walzwerk 3 zugeführt, in dem die Verstreckung zu der Solldicke der Folie F erfolgt. Hinter das Glatt- und Kühl-Walzwerk ist eine Heizeinrichtung 4 geschaltet, der eine Einrichtung zur Messung der Dicke 5 folgt. Die Folie F wird dann durch eine Meßanordnung 6 geführt, in der das Verfahren gemäß dem Anmeldungsgegenstand durchgeführt wird. Sie gelangt schließlich zwischen einem Paar Abzugswalzen 8 hindurch zur Aufwicklung 7.A system for applying the method is exemplified by the quasi-continuous quality control, in particular the Degree of orientation, shown in Fig. 6 in the extrusion process during the production of a plastic film. It will Material expelled from the extruder 1 by a tool 2 and fed to a smooth and cooling rolling mill 3, in which the stretching to the desired thickness of the film F takes place. A heating device 4 is located behind the smoothing and cooling roller mill switched, which is followed by a device for measuring the thickness 5. The film F is then passed through a measuring arrangement 6, in which the procedure is carried out according to the subject of the application. She eventually gets between one Pair of take-off rollers 8 through for winding 7.
- b 409886/082A - b 409886 / 082A
Die Meßeinrichtung 6 selbst weist eine Lichtquelle 9 auf, von der das verwendete Licht durch einen Lichtleiter 10 zu einem Polarisator 11 gelangt, in dem die erforderliche linear polarisierte Welle entsteht. Nach dem Durchdringen der zu messenden Folie F gelangt die Lichtwelle in einen Analysator 12 und von dort in ein Detektor system 13. Zu der Anlage gehört ein Vielfachschreiber 14, indem die verschiedenen Meßdaten, wie Foliendicke d, Walzendrehzahl n^, Drehzahl der Antriebsschnecke η , Drehzahl der Abzugswalzen n., Lichtabsorption o( The measuring device 6 itself has a light source 9, from which the light used passes through a light guide 10 to a polarizer 11, in which the required linearly polarized wave is produced. After penetrating the film F to be measured, the light wave arrives in an analyzer 12 and from there into a detector system 13. The system includes a multiple recorder 14 in which the various measurement data, such as film thickness d, roller speed n ^, speed of the drive screw η, Speed of the take-off rollers n., Light absorption o (
, Viskosität Q , Wellenlänge'λ » Lichttransmission T und Temperatur $ der Folie sowie der Walzen und der Schnecke laufend aufgeschrieben werden., Viscosity Q , wavelength 'λ' light transmission T and temperature $ of the film as well as the rollers and the screw are continuously recorded.
Von der Einrichtung 9-14 kann der Herstellungsprozeß automatisch in der Weise gesteuert werden, daß bei Auftreten von Abweichungen von den Sollwerten Impulse zur Berichtigung auf die zuständigen Teile der Anlage gegeben werden. Die Lichtquelle 9 kann durchstimmbar sein und als Monochromator bzw. Spektrometer ausgebildet werden. Der Detektor 13 kann als Prisma bzw. Gitter oder als optischer Vielkanal-Analysator mit einer Vielzahl von Detektoren zur Auswertung von weißem Licht gestaltet sein. Es kann auch das vom Analysator einfallende Licht durch einen Monochromator zerlegt und durch ein Detektorsystem analysiert werden. Schließlich kann zur Auswertung auch eine Interferenzmessung herangezogen werden. Je nach verwendeter Detektorart wird die Lichtquelle monochromatisches oder weißes Licht aussenden.The production process can be controlled automatically by the device 9-14 in such a way that when Deviations from the setpoints, impulses for correction are given to the responsible parts of the system. The light source 9 can be tunable and designed as a monochromator or spectrometer. The detector 13 can be used as Prism or grating or as an optical multi-channel analyzer with a large number of detectors for evaluating white Be designed light. The light coming from the analyzer can also be broken down by a monochromator and by a Detector system can be analyzed. Finally, an interference measurement can also be used for the evaluation. Depending on Depending on the type of detector used, the light source will emit monochromatic or white light.
409886/0Θ24409886 / 0Θ24
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19732338305 DE2338305C3 (en) | 1973-07-27 | 1973-07-27 | Method and device for determining the linear birefringence of a material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19732338305 DE2338305C3 (en) | 1973-07-27 | 1973-07-27 | Method and device for determining the linear birefringence of a material |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2338305A1 true DE2338305A1 (en) | 1975-02-06 |
| DE2338305B2 DE2338305B2 (en) | 1978-10-12 |
| DE2338305C3 DE2338305C3 (en) | 1979-06-13 |
Family
ID=5888204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19732338305 Expired DE2338305C3 (en) | 1973-07-27 | 1973-07-27 | Method and device for determining the linear birefringence of a material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2338305C3 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0225590A2 (en) * | 1985-12-11 | 1987-06-16 | Hoechst Aktiengesellschaft | Method and device for determining variations in thickness or orientation within a web of optically active material |
| US4692026A (en) * | 1984-09-25 | 1987-09-08 | Hoechst Aktiengesellschaft | Process and apparatus for continuous determination of the states of anisotropy of optically active materials |
| WO1994006616A1 (en) * | 1992-09-15 | 1994-03-31 | Heinz Gross | Device and process for controlling the bead size in the glazing rolls |
| US5929993A (en) * | 1998-03-03 | 1999-07-27 | J.A. Woollam Co. Inc. | Total film retardance monitoring system, and method of use |
| US5936735A (en) * | 1998-03-31 | 1999-08-10 | Eastman Kodak Company | Apparatus and method for determining the optical retardation of a material |
| US6034774A (en) * | 1998-06-26 | 2000-03-07 | Eastman Kodak Company | Method for determining the retardation of a material using non-coherent light interferometery |
| CN114384018A (en) * | 2021-12-27 | 2022-04-22 | 中国科学院福建物质结构研究所 | Measuring device for measuring weak anisotropy in large-size isotropic transparent medium, measuring method and application |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62157549A (en) * | 1985-12-30 | 1987-07-13 | Kanzaki Paper Mfg Co Ltd | Anisotropy measuring apparatus for sheet-like light transmitting sample |
| DE4211467C2 (en) * | 1992-04-06 | 1996-06-13 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Procedure for the determination of spatial anisotropy states of a low-oriented biaxial object |
| DE102010011864B4 (en) * | 2010-03-18 | 2022-12-22 | Brückner Maschinenbau GmbH & Co. KG | Process for online determination of mechanical and/or optical properties of a plastic film |
-
1973
- 1973-07-27 DE DE19732338305 patent/DE2338305C3/en not_active Expired
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4692026A (en) * | 1984-09-25 | 1987-09-08 | Hoechst Aktiengesellschaft | Process and apparatus for continuous determination of the states of anisotropy of optically active materials |
| EP0225590A2 (en) * | 1985-12-11 | 1987-06-16 | Hoechst Aktiengesellschaft | Method and device for determining variations in thickness or orientation within a web of optically active material |
| DE3543632A1 (en) * | 1985-12-11 | 1987-06-19 | Hoechst Ag | METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THICKNESS AND / OR ORIENTATION CHANGES WITHIN AN OPTICALLY ACTIVE MATERIAL RAIL |
| EP0225590A3 (en) * | 1985-12-11 | 1990-02-14 | Hoechst Aktiengesellschaft | Method and device for determining variations in thickness or orientation within a web of optically active material |
| US4909630A (en) * | 1985-12-11 | 1990-03-20 | Hoechst Aktiengesellschaft | Method and device for determining the change in thickness and/or orientation within a strip of optically active material |
| WO1994006616A1 (en) * | 1992-09-15 | 1994-03-31 | Heinz Gross | Device and process for controlling the bead size in the glazing rolls |
| US5529730A (en) * | 1992-09-15 | 1996-06-25 | Gross; Heinz | Methods and apparatus for controlling the bead height in a plastic web extruder |
| US5929993A (en) * | 1998-03-03 | 1999-07-27 | J.A. Woollam Co. Inc. | Total film retardance monitoring system, and method of use |
| US5936735A (en) * | 1998-03-31 | 1999-08-10 | Eastman Kodak Company | Apparatus and method for determining the optical retardation of a material |
| US6034774A (en) * | 1998-06-26 | 2000-03-07 | Eastman Kodak Company | Method for determining the retardation of a material using non-coherent light interferometery |
| CN114384018A (en) * | 2021-12-27 | 2022-04-22 | 中国科学院福建物质结构研究所 | Measuring device for measuring weak anisotropy in large-size isotropic transparent medium, measuring method and application |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2338305B2 (en) | 1978-10-12 |
| DE2338305C3 (en) | 1979-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0534166B1 (en) | Procedure and apparatus for the quantitative determination of optic active substances | |
| DE2343869C3 (en) | Device for measuring a property of foam-like material | |
| DE2014531A1 (en) | Method and apparatus for measuring the concentration of suspended solid particles using circularly polarized light | |
| EP0225590B1 (en) | Method and device for determining variations in thickness or orientation within a web of optically active material | |
| DE102016008084A1 (en) | Spatially staggered Raman spectroscopy scanner | |
| EP0917945B1 (en) | Method and device for continuous shrinkage control of an amorphous film | |
| DE112014001353T5 (en) | Film production method, film production process monitoring device and film inspection method | |
| DE2338305A1 (en) | Double refraction measurement method - uses electromagnetic wave spectrum in ultra-violet, visible and infra-red ranges | |
| DE112017008060T5 (en) | Accessory for an infrared spectrometer | |
| EP0995076A1 (en) | Method and device for determining the thickness of paper or cardboard by measuring on a continuous material web | |
| EP2237025A2 (en) | Method and device for characterising a thin silicon layer on a translucent substrate | |
| DE3435059C2 (en) | ||
| EP2703772B1 (en) | Sensor for detecting a moving strip | |
| DE1048045B (en) | Gloss meter | |
| DE2744168C3 (en) | Magneto-optical spectrophotometer | |
| DE2116782C3 (en) | Method and device for determining the volume per unit length of thread-like products in the textile industry | |
| EP1371978A1 (en) | Microwave apparatus for quality evaluation of strand-like materials | |
| DE1648748C3 (en) | Method of testing a piece of uniformly toughened glass | |
| DE102015201909B4 (en) | Method and system for determining an optical path difference between partial light waves arising in a birefringent object | |
| EP3104164A1 (en) | Measuring system for monitoring the quality of test objects | |
| DE2449475A1 (en) | Determination of anisotropic state of optically active materials - uses measurement of double refraction of orientation by compensator giving path difference | |
| DE102010041814B4 (en) | Ellipsometer | |
| DE3447878A1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR CONTINUOUSLY MEASURING THE POLARIZATION PROPERTY | |
| DE2329181A1 (en) | DEVICE FOR MEASURING A PROPERTY OF A TAPE MATERIAL | |
| WO2006042524A1 (en) | Rapid measurement of large path differences in birefringent materials without and with false colours |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |