DE2605712C3 - Vorrichtung zur Messung des Absorptionsvermögens einer MeBprobe im optischen Bereich mit einem Laser und einer optischen Brückenanordnung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bereits ein Laser-Absorptions-Spektroskop mit einer Brückenanordnung bekannt, bei welcher zwecks Eliminierung des Einflusses der Wasserabsorption der Laserstrahl in zwei Teil strahlen aufgespalten wird, wobei im Strahlengang der beiden Teilstrahlen ein Unterbrecherrad angeordnet ist, durch welches abwechselnd der Meß- und Vergleichsstrahl freigegeben wird und so die nachgeordnete Meß- und Vergleichszel- <i5 Ie durchdringt, worauf die; Teilstrahlen wieder zusammengefaßt werden und einen Strahlungsdetektor beaufschlagen. Der Abgleich der Brückenanordnung erfolgt durch Dickenändenmg an einer der Zellen (Zeitschrift »Biomedizinische Technik«, Band 20, Ergänzungsband, 1975, Mai, Seiten 291,292).

Die Brückenanordnung besteht aus einer Reihe von Elementen, wie Strahlteilern, Spiegeln und den beiden Zellen; die Genauigkeit der Messung hängt nun wesentlich von der Stabilität einer aus diesen Elementen bestehenden Brückenanordnung und der Vermeidung von Verschmutzung der Elemente ab.

Es ist auch bereits die Strahlteilung und Strahlvereinigung mittels transparenter Quadern bekannt (DE-AS 12 71 420).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und verschmutzungsfreie Brückenanordnung mit einer hohen Stabilität zu schaffen, die sich auch über lange Zeiträume nicht ändert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs I angegebenen Maßnahmen gelöst

Eine Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 2.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert

Die Brückenanordnung besteht aus drei transparenten Quadern I, II, HI und einem zwischen den Quadern II, III laufenden Unterbrecherrad R.

Der von einer nicht weiter dargestellten Strahlungsquelle ausgehende Laserstrahl L tritt bei £ beispielsweise in den bei etwa 10 μπι transparenten, aus Germanium bestehenden Quader I ein; die Oberfläche Fl des Quaders I ist optisch poliert und mit Ausnahme der Strahleintrittssstelle E mit einer Verspiegelung versehen, die gleichzeitig ein Schutz gegen Verstaubung ist

Die Quader II, III bestehen ebenfalls aus Germanium.

In dem Spalt von etwa 0,05 mm zwischen den Quadern I und II ist bei P i die Meßsubstanz und bei P 2 die Vergleichssubstanz eingeschlossen; beide Substanzen sind durch eine Abstandsstü tze St getrennt auf der sich der Quader I abstützt; nach außen sind die Substanzen von flexiblen Dichtungen Di, D 2 eingeschlossen.

Mittels einer Mikrometerschraube S oder einer Piezokeramik mit nachgeschalteter Elektronik können unter Heranziehung der Abstandsstütze St und des Abstandsquaders Il durch Wippenwirkung die Spalte d\ und di relativ zueinander verstellt und abgeglichen werden.

Der Laserstrahl L wird an der Unterfläche F2 des Quaders I in zwei Teilstrahlen Ti, T2 zerlegt; der Teilstrahl Ti durchdringt die Meßsubstanz Pi, während der Teilstrahl 72 nach zweimaliger Reflexion an den Flächen Fl, F2 des Quaders I durch die Vergleichssubstanz läuft.

Beide Strahlen Ti, T2 verlaufen dann in einem bestimmten Abstand parallel durch den Abstandsquader II und den durch die Quader II, III gegebenen Luftspalt Sp, in welchem durch das Unterbrecherrad R abwechselnd Meß- und Vergleichsstrahl unterbrochen werden; der Meßstrahl Ti wird an der mit einer Verspiegelung versehenen Oberfläche F6 des Quaders IH reflektiert und trifft an der Unterfläche F5 mit dem Vergleichsstrahl T2 zusammen, von der aus beide Strahlen den Quader III durchlaufen und am Punkt A der Oberfläche F6 des Quaders III die Brückenanordnung verlassen, um auf einen nicht weiter dargestellten Strahlungsdetektor zu fallen.

Zur Unterbrechung der Teilstrahlen kann anstelle

s Unterbrecherrades auch ein Ein- und Ausschalten Reflexion des Strahles 72 beispielsweise durch :re Spiegel od, dgl. erfolgen,
ie mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ;sondere darin, daß die bisher einzelnen und auch ilich getrennten Elemente der Brückenanordnung ihlteiler. Spiegel) in die Quader integriert sind, so dali sich ein sehr kompakter und stabiler Brückenaufbau ergibt; aus dem Meßstrahl wird durch Reflexion der Vergleichsstrahl abgeleitet; ferner besteht eine sehr genaue Abgleichmöglichkeit für die die MeB- und Vergleichssubstanz aufnehmenden Spalte d\, d2-, schließlich ist eine Störung des Brückengleichgewichts durch Verschmutzung usw. auf ein Minimum reduziert

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zur Messung des Absorptionsvermögens einer Meßprobe im optischen Bereich, mit einem Laser, einer optischen Brückenanordnung, die einen von der Laserstrahlung beaufschlagten Strahlenteiler zur Erzeugung eines die Meßprobe durchsetzenden Meßstrahls und eines eine Referenzprobe durchsetzenden Vergleichsstrahls, eine Strahlvereinigungseinrichtung zur Zusammenführung von MeS- und Vergleichsstrahl nach Durchgang durch die Meß- bzw. Referenzprobe sowie eine Einrichtung zur wechselweisen Unterbrechung von Meß- und Vergleichsstrahl aufweist, und mit einem '5 Detektor hinter der Strahlvereinigungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet,

daß als Strahlenteiler ein erster transparenter Quader (I) vorgesehen ist, dessen dem Laser zugewandte Oberfläche (Fi) poliert und mit Ausnahme «Jer von der Laserstrahlung (L) beaufschlagten Stelle (E) mit einer Verspiegelung zur Reflexion von aus dem Inneren des ersten Quaders (I) zu dieser Oberfläche (Fi) gelangender Strahlung versehen ist, daß ein zweiter transparenter Quader (II) im Abstand zum ersten Quader (^angeordnet ist,
daß in dem zwischen ersten und zweiten Quader (I bzw. II) gebildeten Spalt die Meßprobe im Wege eines mittels des ersten Quaders aus der Laserstrahlung abgespalteten und den Meßstrahl bildenden ersten Teilsl.ahls (Ti) und die Referenzprobe im Wege eines mittels .des err."^n Quaders aus der Laserstrahlung abgespaltenen und den Vergleichsstrahl bildenden zweiten Teilstrr>hls (T2) angeordnet ist,

daß als Strahlvereinigungsvorrichtung im Abstand zum zweiten Quader (II) ein dritter transparenter Quader (III) vorgesehen ist, dessen dem zweiten Quader (II) abgewandte Oberfläche (FS) im Auftreffbereich eines der beiden Teilstrahlen (Ti bzw. T2) verspiegelt ist und
daß die Einrichtung (R) zur wechselweisen Unterbrechung von Meß- und Vergleichsstrahl in dem zwischen dem zweiten und dritten Quader (II bzw. III) gebildeten weiteren Spalt (Sp)angeordnet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Einrichtung (R) zur wechselweisen Unterbrechung von Meß- und Vergleichsstrahl in einen der Teilstrahlen (Ti bzw. T2) einschaltbare reflektierende Mittel umfaßt