DE2437310A1

DE2437310A1 - Spectrometer with primary optical system - consisting of transparent plate has plate made out of quartz crystal with sides perpendicular to light path

Info

Publication number: DE2437310A1
Application number: DE2437310A
Authority: DE
Inventors: Karl Slickers
Original assignee: APPLIED RES LAB
Current assignee: APPLIED RES LAB
Priority date: 1974-08-02
Filing date: 1974-08-02
Publication date: 1976-02-19

Abstract

The plate cut from a quartz crystal plate (15) whose sides and its sides are optically flat and are perpendicular to the light path. The spectrum is produced by an electric arc struck between electrodes (10) enclosed in a chamber (3). A current of argon is admitted to the chamber through a pipe (8) and leaves through a second pipe (9). The light from the arc enters the vacuum spectrometer (2) through the quartz plate and falls on a diffraction grating (6). Light diffracted from the grating falls on a photocell (7). A vacuum pump (4) of normal pattern is connected to the spectrometer by a pipe (4).

Description

EINTRITTSOPTIK FÜR SPEKTROMETHR =============================== Die Erfindung bezieht sich auf ein Spektrometer mit einer Eintritts- oder Primäroptik. ENTRANCE OPTICS FOR SPECTROMETER ================================= The The invention relates to a spectrometer with entrance or primary optics.

Seit der anwendung der Spektralanalyse besteht die Primär- oder Eintrittsoptik der spektrometer aus einer Kondensorlinse, um die Intensitätsausbeute der zu messenden Signale zu vergrößern.Primary or entrance optics have existed since the application of spectral analysis the spectrometer consists of a condenser lens to the intensity yield of the to be measured To enlarge signals.

Diese Kondensorlinsen weisen alle möglichen bekannten sphärischen und chromatischen fehler auf. Es hat nicht an Versuchen gefehlt, diese Fehler abzustellen oder zu verringern - was aber iii allen Fällen zu kostspieligen Linsenkombinationen föhrte. Diese haben aus Kostengründen steinen inrjan in die Spektromete@ gefunden; man hat vielmehr die durch die @insenfehler der Kondensorlinsen bedingten Ungenauigkeiten in Kauf genommen.These condenser lenses have all possible known spherical ones and chromatic errors. There has been no shortage of attempts to remedy these errors or to reduce it - but in all cases this leads to costly lens combinations led. For cost reasons, they found stones inrjan in the spectrometers @; rather, one has the inaccuracies caused by the lens errors of the condenser lenses accepted.

Es wurde nunmehr gefunden, daß zum einen eine preiswerte Primäroptik zur Verfügung steht, die darüber hinaus eine stark verbesserte Anzeigegenauigkeit sowie Reproduzierbarkeit der Meßwerte erbringt, wenn sie eine optisch durchlässige Platte mit im wesentlichen senkrecht zur- durchtretenden Licht angeordneten @intritts-und Austrittsfläche aufweist, insbesondere wenn die Platte eine Quarzplatte ist.It has now been found that, on the one hand, inexpensive primary optics is available, which also has a greatly improved display accuracy and reproducibility of the measured values provides if they are optically transparent Plate with essentially perpendicularly arranged light passing through it Has exit surface, especially if the plate is a quartz plate.

Wie vorstehend erwähnt, werden mit dem erfindungsgemäßen Spektrometer die analytischen Ergebnisse sowohl in Bezug auf Reproduzierbarkeit als auch auf Genauigkeit wesentlich verbessert. Der Intensitätsverlust der gemessenen Signale gegenüber der mit einer Linse gewonnenen Intensitäten (etwa ein Faktor 10 in Abhängigkeit von der optischen Anordnung) kann beim derzeitigen Stand der Photomultiplier - sowie der Verstärkertechnik ohne jeden Nachteil in Kauf genommen werden.As mentioned above, with the spectrometer according to the invention the analytical results in terms of both reproducibility and Significantly improved accuracy. The loss of intensity of the measured signals compared to the intensities obtained with a lens (about a factor of 10 depending on from the optical arrangement) can with the current state of the photomultiplier - as well as the amplifier technology can be accepted without any disadvantage.

Die ereindung ist in folgenden anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie der Zeichnung näher erläutert. Liierbei zeichen Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Spektrometers; Fig. 2 die Photostromverteilung von Fe 2714 Å bei mehreren Linzelentladungen unter Verwendung einer herkömmlichen Quarzlinse als Primäroptik in einem Spektrometer und Fig. 3 die Photostromverteilung gemäß Fig. 2 unter Verwendung eines Spektrometers gemäß der Erfindung, also mit einer Quarzplatte als Eintrittsoptik.The invention is explained below with the aid of the description of an exemplary embodiment and the drawing explained in more detail. Liierbei characters Fig. 1 is a schematic representation of the spectrometer according to the invention; Fig. 2 shows the photocurrent distribution of Fe 2714 Å for multiple line discharges using a conventional quartz lens as primary optics in a spectrometer and FIG. 3 shows the photocurrent distribution according to Fig. 2 using a spectrometer according to the invention, so with a Quartz plate as entrance optics.

Gemäß Fig. 1 besteht ein Spektrometer 1 im wesentlichen aus einem Spektrometerkörper 2 und einer Entladungskammer 3.According to FIG. 1, a spectrometer 1 consists essentially of one Spectrometer body 2 and a discharge chamber 3.

Handelt es sich urn ein Vakuumspektrometer, dann ist an den Spektrometerkörper 2 eine Pumpe 4 iiber eine Leitung 5 angeschlossen.If it is a vacuum spectrometer, then it is to the spectrometer body 2, a pump 4 is connected via a line 5.

Mit der Pumpe 4 wird in dem Spektrometerkörper 2 Vakuum erzeugt.The pump 4 generates a vacuum in the spectrometer body 2.

Bei Luftspektrometern entfallen natürlich diese Vorrichtungen.In the case of air spectrometers, of course, these devices are not required.

Darüber hinaus sind in dem Spektrometerkörper 2 ein Gitter 6 sowie Photomultiplier 7 in üblicher Weise zur Erzeugung und Auswertung von Spektrallinien der zu untersuchenden Strahlung vorgesehen.In addition, a grating 6 as well as are in the spectrometer body 2 Photomultiplier 7 in the usual way for generating and evaluating spectral lines the radiation to be examined provided.

Die Strahlung wird in der Entladungskammer 3 mittels Lochspannungselektroden 10 erzeugt. Zum Spülen der Entladungskammer 3 wird über eine Lintrittsleitung 8 ein Inertgas, z.. Argon, ein-und über eine Austrittsleitung 9 wieder abgeleitet. Lin Teil der Strahlung Stammt vom material der zu untersuchenden Probe.The radiation is in the discharge chamber 3 by means of hole voltage electrodes 10 generated. To rinse the discharge chamber 3, a feed line 8 an inert gas, for example argon, is introduced and discharged again via an outlet line 9. Lin part of the radiation comes from the material of the sample to be examined.

Spektrometerkammer 2 und Entladungskammer 3 sind durch eine Eintrittsoptik voneinander getrennt, die in erfindungsgemäßer Weise als Platte, insbesondere als Quarzplatte 15 ausgebildet ist.Spectrometer chamber 2 and discharge chamber 3 are through entry optics separated from one another, in the manner according to the invention as a plate, in particular as Quartz plate 15 is formed.

In Fig. 2 ist die Photostromverteilung von Fe 2714 2 mehrerer Linzelentladungen gezeigt, wie sie an einem Oszillografen bei Verwendung einer üblichen Quarzlinse abgelesen wurden. hierbei unterscheiden sich die Amplituden h vom kleinsten bis zum größten Wert etwa wie 1 : 8. Eci Verwendung einer Quarzplatte 15 anstelle einer @@arzlinse als Primär- oder Eintrittsoptik ergibt sich unter gleichen Bedingungen eine Photostromverteilung gemäß Fig. 3.In Fig. 2 the photocurrent distribution of Fe 2714 is 2 of several Linzel discharges shown on an oscilloscope using a standard quartz lens have been read. here the amplitudes h differ from the smallest to to the largest value roughly like 1: 8. Eci using a quartz plate 15 instead of one @@ arzlinse as a primary or entrance optic results under the same conditions a photocurrent distribution according to FIG. 3.

hier unterscheiden sich die Amplituden einer Anzahl von Entladungen nur noch wie etwa 1 : 1,2, d.h. etwa um 20%, Es liegt auf der Hand, daß bei einer Photostromverteilung gemäß Fiy. 3 die analytischen Ergebnisse des erfindungsgemäßen Spektrometers sowohl in Bezug auf Reproduzierbarkeit als auch Genauigkeit gegenüber einer Photostromverteilung nach Fig. 2 erheblich verbessert werden Jer Intensitätsverlust, der sich bei Verwendung einer Platte gegenüber einer Linsc (etwa um einen Faktor 10 in Ab@ängigkeit von der ob tischen A@ordnung) einstellt, kann bei@@ be@tigen Stand der Photomultiplier sowie der Verstärkertechnik ohne Machteil ohne weiteres in nauf @enommen werden.here the amplitudes of a number of discharges differ only like about 1: 1.2, i.e. about 20%. It is obvious that with one Photocurrent distribution according to Fiy. 3 the analytical results of the invention Spectrometer in terms of both reproducibility and accuracy a photocurrent distribution according to FIG. 2 considerably be improved Jer loss of intensity that occurs when using a plate versus a lensc (about a factor of 10 depending on the upper table order), the photomultiplier as well as the amplifier technology can with @@ be @ good status without any disadvantage be accepted without further ado.

Die erfindungsgemöße Quarzplatte 15 ist in einer Halterung 12 vorgesehen, die an dem Spektrometer 1 einschiebbar vorgesehen sein kann.The quartz plate 15 according to the invention is provided in a holder 12, which can be slidable on the spectrometer 1.

Claims

PAT @ W @@ SPRÜ @@@

============== 1. Spectrometer with entrance optics, characterized in that the mintrittaoptik an optically transparent plate with @. @essential thinks Has entrance and exit surfaces that are normalized to the light passing through.

2. Spectrometer according to claim 1, characterized in that the Plate is an @uarz plate (15).

L e r s e i t e