DE2901738A1

DE2901738A1 - Spektralphotometer

Info

Publication number: DE2901738A1
Application number: DE19792901738
Authority: DE
Inventors: Rudolf Farkas; Michel Moulin; Georges Revillet
Original assignee: F Hoffmann La Roche AG
Current assignee: F Hoffmann La Roche AG
Priority date: 1978-01-20
Filing date: 1979-01-17
Publication date: 1979-07-26
Also published as: NL181301C; US4241998A; IT1110038B; JPS6116010B2; NL181301B; IT7919457A0; DE2901738C2; NL7900381A; FR2415291B1; FR2415291A1; GB2013362B; CA1115545A; JPS54110886A; GB2013362A

Description

PATENTANWÄLTE

WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ

PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE HANDATAIRBS AGREES PRES l'OFFICE EUROPEEN DES BREVETS

DB .-ING. FRANZ VUESTHOFF DR. PHIL. FREDA VUESTHOFF (1927-I9J6) DIPL.-ING. GERHARD PULS (1952-1971) DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; DIPL-VIRTSCH₁-InCRUPERT GOETZ

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D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2 -

telefon: (089) 66 ίο si telegramm: protectpatent telex: 524070

1A-51 656

Anmelder:

F. Hoffmann-La Roche & Co.
Aktiengesellschaft
Grenzacherstraße 124-184
CH-40O2 Basel, Schweiz

Titel:

Spektralphotometer

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ORIGINAL INSPECTED

PATENTANWÄLTE

W (JESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ

PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE EUROPEEN DES BREVETS

DR.-ING. FRANZ WUESTHOFF DR. PHIL. FREDA WUESTHOFF (1927-1956) DIPL.-ING. GERHARD PULS (1952-I971) DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; DIPL.-WIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 66 20 51 telegramm: protectpatent telex: 524070

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Beschreibung

Spektralphotometer

Die Erfindung "betrifft ein Spektralphotometer und bezieht sich insbesondere auf ein Spektralphotometer, das für die optische Analyse von Proben in einem Rotationsanalysator verwendbar ist.

Es sind Zweistrahl-Spektralphotometer bekannt, bei denen die Verdoppelung des Strahls durch physisches Trennen bzw.Aufteilen eines von einem Monochromator gelieferten Strahls erhalten wird (H. Moenke und L. Moenke-Blankenburg, "Optische Bestimmungsverfahren und Geräte für Mineralogen und Chemiker", Akademische Verlagsgesellschaft Geest & Portig K.-G., Leipzig 1965, S. 185-307). Diese Teilung in zwei Strahlen hat zum Zweck, die Intensitätsänderungen der Lichtquelle des Spektralphotometers auszugleichen. Einer der Strahlen dient als Intensitätsvergleichsgröße, der andere durchsetzt die Meßprobe.

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Pur die Durchführung der Hauptfunktionen von Spektralphotometern werden verschiedene Lösungen benutzt. Die Lichtquelle ist von einer oder von zwei kontinuierlich emittierenden Halogen-, Deuterium-, Quecksilber-Lichtbogen- oder/und Xenon-Lampen gebildet. Als Monochromatoren finden entweder Dispersionsgeräte mit Prisma oder Dispersionsgeräte mit Gitter Verwendung. Die Detektoren oder Strahlungsempfänger sind im allgemeinen Photovervielfacher oder Photoröhren und, bei bestimmten, jüngeren Entwicklungen, Silicium-Photodioden. Die Vielfalt der verfügbaren Bauteile und die verschiedenen möglichen Strukturen ergeben für die Verwirklichung eines Spektralphotometers zahlreiche Kombinationsmöglichkeiten.

Die Nachteile der bekannten Spektralphotometer gehen hauptsächlich auf die verwendete Lichtquelle und den verwendeten Monochromator zurück.

Die im sichtbaren Spektrum am häufigsten verwendete Lichtquelle ist mit Sicherheit die Wolfram-Halogen-Lampe. Ihre Nachteile sind jedoch allgemein bekannt:

- sehr schwache Emission im Ultravioletten,

- sehr starke Lichtintensitätsänderung im nutzbaren Spektrum: die Lichtintensität bei 290 nm ist um etwa den Paktor 900 schwächer als bei 700 nm,

- hoher Streulichtanteil, daher Notwendigkeit zur Verwendung teuerer Sperrfilter,

- das System zum Ausgleichen der wellenlängenabhängigen Lichtintensitätsänderung muß eine große Dynamik besitzen,

- verhältnismäßig kurze Lebensdauer,

- schlechte Lichtausbeute von 8 lm/W,

- hohe Verlustleistung, und

- verhältnismäßig schweres und sperriges elektrisches Speisegerät für die Lampe.

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Um die sich mit diesem Lampen-Typ im Ultravioletten ergebenden Schwierigkeiten zu mildern, benutzen einige Spektralphotometer eine zweite Lichtquelle, die im allgemeinen von einer Deuterium-Lampe gebildet ist. Jedoch sind bei dieser Lösung ein hoher Preis und ein großer Raumbedarf zusätzliche Nachteile.

Als andere Lichtquelle werden Lampen mit verschiedenen Arten elektrischer Entladung benutzt, beispielsweise Xenon-, Quecksilber-, Argon-Lampen. Die Xenon-Lampen weisen im benutzten Spektralbereich das gleichmäßigste Spektrum auf, und ihre Lichtausbeute ist im übrigen mit beispielsweise 21 lm/W bei einer Lampe von 150 W sehr viel besser als die einer Wolfram-Lampe. Diese Lampen werden im allgemeinen für höhere Leistungen als 100 W angeboten, und ihre Verwendung macht hinsichtlich der Kühlung ernsthafte Schwierigkeiten. Das Speise- bzw. Versorgungsgerät und die Halterung für diesen Lampen-Typ benötigen viel Raum und sind sehr teuer.

Der Gitter-Monochromator bildet für eine kontinuierliche Änderung der Wellenlänge die zweckdienlichste Lösung. Jedoch muß der Streulicht- bzw. Falschlichtanteil, der sich aus der Kombination der Lampe mit dem Monochromator ergibt, sehr gering, in der Praxis kleiner als 1 . 10"^ sein, wenn Messungen mit einem Linearitätsfehler unter 1,5$ bis zur 100Ofachen Abschwächung durchgeführt werden sollen, was. einer dekadischen Extinktion bzw. einem dekadischen Extinktionsfaktor 3 entspricht. Für diese Leistungen werden Doppel-Gitter- Monochromatoren eingesetzt, da die Monochromatoren mit einem einzelnen Gitter einen zu hohen Streulichtanteil aufweisen. Diese Doppel-Gitter-Monochromatoren sind jedoch teuer, nehmen viel Raum ein und erfordern einen relativ großen Zeitaufwand für ihre Ausrichtung.

In der US-PS 3 810 696 ist bereits ein Spektralphotometer beschrieben, das eine Blitzlampe und einen Monochromator oder ein Interferenzfilter aufweist, um zwei Lichtstrahlen

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zu erzeugen, von denen der erste eine Meßprobe durchdringt und der zweite an einem Detektor oder Empfänger auftrifft, der ein Bezugs- oder Vergleichssignal abgibt, das der Intensität des zweiten Strahls entspricht. Diese Patentschrift enthält keinerlei Hinweis weder auf die Schwierigkeiten oder Nachteile, die durch die Schwankungen der Position des Lichtbogens in der Blitzlampe zwischen zwei aufeinanderfolgenden Blitzen bedingt sind, noch auf Hilfsmittel, die zwischen der Blitzlampe und dem Monochromator angeordnet sind, um diese Schwierigkeiten zu überwinden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Spektralphotometer zu schaffen, das in der klinischen Chemie mit einem Analysator verwendbar ist, bei dem ein Rotor sich mit etwa 1000 UpM dreht und volumenmäßig kleine Proben trägt. Ein derartiges Spektralphotometer _{soll die} nachstehend aufgeführten Merkmale aufweisen, die von keinem bekannten Spektralphotometer derzeit gleichzeitig erfüllt werden:

- Messung der Extinktion von flüssigen < Proben in Küvetten, die sich mit etwa 1000 UpM drehen)

- kurze Dauer der Messung der am Rotor angeordneten 30 Proben, z.B. weniger als 350 ms;

- für eine Messung verfügbares Zeitintervall kleiner als 50 um;

- kleines Volumen der Flüssigkeitsprobe: 200 ul;

- kontinuierliche Wahl der Wellenlängen zwischen 290 nm und 700 nm;

- Bandenbreite: 8 nm;

- dekadischer Extinktionsfaktor in einem großen Bereich von 0,0 bis 3»0 meßbar; dieses Merkmal ist bei den automatisch arbeitenden Geräten von besonderer Bedeutung, damit die großen Unterschiede bei den dekadischen Extinktionsfaktoren abgedeckt werden können, die bei der biologischen Untersuchung von Proben mit

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normalem und mit pathologischem Befund auftreten, z.B. zwischen lipämischem und normalem Blutserum;

• Reproduzierbarkeit der Messungen im Einklang mit den Forderungen enzymatischer Reaktionen (Standardabweichung (F < 5 . 10 Extinktionseinheit); dies ist als Reproduzierbarkeit der an ein und derselben Probe vorgenommenen Extinktionsmessungen zu verstehen; es handelt sich dabei um einen Punkt von besonderer Bedeutung bei der Anwendung der kinetischen Verfahren, wo die zeitliche Änderung des Extinktionsfaktors klein ist, eine gute Reproduzierbarkeit daher eine Verkürzung der Meßdauer erlaubt; außerdem ist bei diesen Verfahren der Extinktionsgrad gelegentlich ziemlich hoch (1,7 bis 2,2); deshalb muß die Reproduzierbarkeit in einem großen Extinktionsbereich ausgezeichnet sein;

ausgezeichnete Linearität zwischen dem Extinktionsfaktor und der Konzentration in einem großen Extinktionsbereich; diese Linearität vereinfacht die Benutzung des Instrumentes, indem sie die Benutzung einer Eichkurve überflüssig macht; bei hohem Extinktionsfaktor und insbesondere im Ultravioletten ist die Linearität schwierig zu erzielen: sie ist von der Reinheit des monochromatischen Lichtes abhängig, die sich mit einem Falschlichtanteil charakterisieren läßt, der definiert ist durch das Verhältnis der Intensität des außerhalb des gewählten Spektralbereiches emittierten Restlichtes zur Lichtintensität innerhalb dieses Bereiches;

geringer Raumbedarf; dieses Merkmal ist von Vorteil für ein Instrument, das meistens in kleinen, räumlich sehr beengten Laboratorien eingesetzt wird;

geringer Wartungsbedarf;
niedrige Gestehungskosten.

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Aus Gründen des Raumbedarfs und im Hinblick auf die Gestehungskosten des zu verwirklichenden Spektralphotometers ist es außerdem von Vorteil, wenn als Empfänger Silicium-Photodioden in Verbindung mit Verstärkern mit riedrigem Grundstörpegel verwendet werden.

Die Erzielung der vorstehend angegebenen photometrischen Leistungen bei so kurzen Meßzeiten schafft besondere technische Schwierigkeiten im Zusammenhang einerseits mit dem zu erreichenden Rauschabstand und andererseits mit der Erzeugung eines Lichtstrahles, der die notwendige spektrale Reinheit aufweist. Außerdem ergibt sich aus der Gestalt der zur Aufnahme der Proben benutzten Züvetten die Notwendigkeit, einen Lichtstrahl zu verwenden, der auf einer relativ großen Länge einen kleinen Querschnitt aufweist; deswegen ist die numerische Apertur des Objektivs begrenzt und folglich ist auch der Raumwinkel begrenzt, in dem das von der Lichtquelle ausgesandte Licht aufgefangen wird.

Da reproduzierbare Messungen mit einer maximal lOOOfachen Abschwächung des Signals durch die Probe durchgeführt werden sollen, ist es daher notwendig, daß der Rauschabstand bei Extinktion Null wenigstens 2 . 1(K beträgt. Die Messung während eines sehr kleinen Zeitintervalls von weniger als 50 us erfordert einen Verstärker mit weitem Durchlaßband,· wodurch es schwierig ist, den angestrebten Rauschabstand zu erzielen, da, wie bekannt, das Rauschen mit der Breite des Durchlaßbandes des Verstärkers zunimmt. Der Einfluß dieses Rauschens ist groß im Vergleich zu dem bei üblichen Spektralphotometern vorhandenen Rauschen, bei denen sich der Einfluß des Rauschens auf die Meßergebnisse durch Integrieren des Meßsignals über eine oder mehrere Sekunden mildern läßt. Die Erzielung eines genügenden Rauschabstandes wird noch dadurch schwieriger gemacht, daß die Verwendung von Silicium-Photodioden angestrebt wird, deren Verbindung mit einem Verstärker ein sehr viel stärkeres Rauschen verursacht als bei Photovervxelfachern mit niedriger Lichtintensität.

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Dies gilt insbesondere für die Wellenlängen unter 400 nra bei den Messungen starker Extinktion (A = 3)> wegen der geringeren Empfindlichkeit dieser photoelektrischen Empfänger in diesem Teil des Spektrums.

Damit die vorstehend angegebenen photometrischen Eigenschaften erzielt werden, muß der vom Monochromator gelieferte Lichtstrahl eine große spektrale Reinheit aufweisen, um die an sich bekannten Schwierigkeiten auszuschalten, die sich aus den durch das Streu- bzw. Palschlicht eingeführten Mcht-Linearitäten und aus den Bandbreiteneffekten ergeben. Die Erzielung eines Lichtstrahles, der die zur Erfüllung der gestellten photometrischen Forderungen notwendige spektrale Reinheit aufweist, bietet gewisse Schwierigkeiten, wenn gleichzeitig versucht wird, die Kosten des Spektralphotometers und seinen Raumbedarf auf ein Geringstmaß herabzusetzen.

Zur Erfüllung dieser Forderungen ist man bestrebt, den Falschlichtanteil auf einen Wert von etwa 1 . 10""⁴ für eine Wellenlänge von 290 nm durch Verwendungeines Monochromators herabzusetzen, der ein Gitter mit kurzer Brennweite (etwa 100 mm) benutzt, und dies bei einem mittels eines Filters auf 270 bis 380 nm begrenzten Spektralbereich der Emission.

Das Spektralphotometer ist erfindungsgemäß zusammengesetzt aus

a) einer Blitzlampe,

b) einem optischen Stabilisator zum Stabilisieren der räumlichen Verteilung des aus jedem Blitz der Blitzlampe gewonnenen Lichtstrahles,

c) einem Gitter-Monochromator, der das vom optischen Stabilisator abgegebene Licht dispergiert und einen ausgesonderten Lichtstrahl abgibt,

d) einem optischen Strahlenteiler, der den ausgesonderten Lichtstrahl in zwei Lichtstrahlen aufteilt, von denen der erste eine Meßprobe durchdringt und der zweite an einem Empfänger

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auftrifft, der ein Vergleichssignal erzeugt, das der Intensität des zweiten Lichtstrahls entspricht, und aus

e) einem zweiten Empfänger, der so angeordnet ist, daß er den aus der Meßprobe austretenden Lichtstrahl zu empfangen vermag.

Das erfindungsgemäße Spektralphotometer erlaubt es, die weiter oben genannten angestrebten Leistungen zu erzielen und bietet außerdem die folgenden Vorteile:

• - sehr geringer Leistungsbedarf und sehr niedrige Verlustleistung, daher kostengünstiges Versorgungsgerät von geringem Raumbedarf und Möglichkeit, wegen Freiheit von thermischen Auflagen, die Lampe in einen optischen Block von gedrängter Bauweise einzugliedern (sh. Fig. 6),

- lange Lebensdauer der Lichtquelle (mehr als 20 » 10 Blitze) und der Empfänger, daher gute Betriebssicherheit und geringer Wartungsbedarf,

- keine Stabilisierungszeit für die Emission der als Lichtquelle benutzten Lampe.

Weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schrägansicht der optischen Baugruppe eines erfindungsgemäßen Spektralphotometers,

Fig.2 eine bevorzugte Anordnung der Elektroden der Blitzlampe 11 in Fig. 1,

Fig. 3 einen Axialschnitt durch einen Teil des Lichtstrahl-Stabilisators der optischen Baugruppe gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform der optischen Baugruppe gemäß Fig. 1,

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Pig. 5 ein Prinzipschaltbild, das die Verwendung eines erfindungsgemäßen Spektralphotometers in einem Rotationsanalysator verdeutlicht,

Fig. 6 eine Schrägansicht, die die gedrängte Bauweise und den geringen Raumbedarf eines erfindungsgemäßen Spektralphotometers verdeutlicht,

Fig. 7 einen Axialschnitt durch einen Teil einer anderen Ausführungsform eines Lichtstrahl-Stabilisators, die ebenfalls in der optischen Baugruppe gemäß Fig. 1 verwendbar ist,

Fig. 8 Schrägansichten des Rohres 14 gemäß Fig. 1 zur Verdeutlichung eines Verfahrens zu seiner Herstellung,

Fig. 9 eine Schrägansicht eines Eintrittsobjektivs ohne das Rohr 14 für den Monochromator,

Fig. 10a, 10b, 11a und 11b je ein Diagramm zur Verdeutlichung der Änderungen der Lichtintensitätsverteilung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Blitzen am Eintrittsspalt des Monochromators bei Verwendung des Eintrittsobjektivs gemäß Fig. 9.

Die in Fig. 1 dargestellte optische Baugruppe eines erfindungsgemäßen Spektralphotometers weist eine Blitzlampe 11 auf, ein nachfolgend Stabilisator genanntes optisches Gerät, das aus einem sphärischen Spiegel 12, einer Linse 13 (Brennweite 8 mm, Durchmesser 12,5 mm) und einem Rohr 14 zusammengesetzt ist und dazu dient, die Raum- und WinkelverteiLung des von der Blitzlampe 11 zu einem Gitter-Monochromator 16 gesandten Lichtes konstant zu halten, und einen plattenförmigen Strahlenteiler 17, der einen Teil des vom Monochromator 16 weitergeleiteten Lichtstrahles zur Erzeugung eines Vergleichssignals in Richtung einer Silicium-Photodiode 18 reflektiert und den Rest des vom Monochromator 16 gelieferten Lichtstrahls durch Linsen 19 und 21, je mit einer Brennweite von 13 mm und einem Durchmesser von 8 mm, eine eine Probe enthaltende Küvette 22, eine Linse 23 und eines von Filtern 24 für die Trennung der Beugungsordnungen hindurch zu einer Silicium-Photodiode 25 sendet, die ein elektrisches Signal erzeugt,

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das der Intensität des durch die Probe durchgelassenen Strahls entspricht.

Die optische Baugruppe gemäß Pig. 1 weist ferner ein Ablenkorgan 15 für nach nullter Ordnung gebeugtes Licht auf, eine Maske 27 zum Verringern des Streulichts und ein Wähl- und Anzeigegerät 26 für die zur Messung gewählte Wellenlänge .

Die Blitzlampe 11 ist eine Xenon-Lampe, mit der sich Lichtimpulse mit einer Dauer von etwa 2,3 us erzeugen lassen, die somit deutlich kürzer sind als die Durchgangszeit ( > 150 us) einer Probe durch die Achse des Lichtstrahls bei einem Schnelläufer-Rotationsanalysator mit beispielsweise einem Rotor, an dem 30 Proben angeordnet sind und der sich mit 1000 UpM dreht.

Die Blitzlampe 11 ist als Kolbenlampe ausgeführt und hat eine Leistung von etwa 7 W. Wenn die in der Blitzlampe 11 je Blitz freigesetzte Energie 0,3 Joule während einer Dauer von 2,3 us ist, dann entspricht die während dieser 2,3 us emittierte mittlere Leistung der Leistung einer kontinuierlich emittierenden Xenon-Lampe von 130 kW. Polglich wird durch die Verwendung einer mit Impulsen beaufschlagten Lampe eine Verstärkung der Lichtintensität und somit des Rauschabstandes erzeugt. Die Vorteile, die sich durch die Verwendung der Blitzlampe 11 erzielen lassen, sind:

- eine einzige Lichtquelle für das gesamte Spektrum,

- extrem niedrige Verlustleistung,

- geringe Abmessungen für die Baugruppe aus Lampe und Versorgungsgerät,

- verhältnismäßig gleichmäßiges Spektrum,

- lange Lebensdauer,

- sehr hohes monochromatisches Lichtniveau.

Die Benutzung einer mit Impulsen beaufschlagten Lichtquelle des Gasentladungs-Typs trifft jedoch auf Schwierigkeiten,

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die an die Tatsache gebunden sind, daß sich der Lichtbogenweg zwischen zwei Blitzen zufällig ändert. Daraus ergibt sich eine Änderung der emittierten Lichtenergie und ihrer räumlichen Verteilung. Diese Änderungen müssen gemildert oder ausgeglichen werden, damit mit einem Spektralphotometer reproduzierbare Messungen durchgeführt werden können.

Die Änderungen der Lichtenergie werden durch die Tatsache ausgeglichen, daß mit einem doppelten Strahl gearbeitet wird, d.h. mit einem die Probe durchsetzenden Strahl und einem Vergleichs strahl, so daß die Änderungen die Meßergebnisse nicht wesentlich beeinflussen.

Um eine Stabilisierung der räumlichen Lage der Blitze zu •erzielen, ist es vorteilhaft, wenn eine Kolben-Blitzlampe benutzt wird, bei der der Abstand zwischen der Anode 31 und der Kathode 32 etwa 1,5 mm beträgt und eine Zündelektrode 33 gemäß Fig. 2 sehr nahe an der Kathode 32 angeordnet ist, z.B. in einem Abstand von 0,2 bis 0,5 mm. Besonders vorteilhaft ist die Benutzung einer Blitzlampe mit einer Anode und einer Kathode, die je die Gestalt eines rechteckigen Plättchens haben, wobei die Plättchen in derselben Ebene und so angeordnet sind, daß der jedem Blitz entsprechende Lichtbogen zwischen zwei Ecken der genannten Plättchen gezogen wird. Beim gezeigten Beispiel ist eine von der EG & G, Inc., Salem, Massachusetts (USA) hergestellte Lampe des Typs FX-233U verwendet, die auch durch eine Lampe des Typs XFX-119U derselben Herstellerin ersetzt werden kann.

Um die Schwankungen in der räumlichen Verteilung dex Blitzintensität auf ein Geringstmaß herabzusetzen, ist es auch von Vorteil, wenn die Blitzlampe 11 so angeordnet ist, daß die Längsrichtung der in der Achse der Elektroden erzeugten Blitze parallel zur Breitenrichtung eines Eintrittsspalts 93 (sh. Fig. 9) verläuft.

Diese beiden zuletzt genannten Maßnahmen tragen dazu bei, die durch Lage Schwankungen des Lichtbogens zwischen zwei

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Blitzen hervorgerufenen Änderungen der Wellenlänge des vom Monochromator 16 abgegebenen Strahls auf ein Geringstmaß herabzusetzen.

Der Strahlstabilisator in der optischen Baugruppe gemäß Fig. weist die schon erwähnte Linse 13 (Kondensator) auf, die den von der Blitzlampe 11 erzeugten Blitz auf den Eingang des Rohres 14 abbildet. Gemäß Fig. 3 werden die Lichtstrahlen an den Innenwänden des Rohres reflektiert, was am Ausgang des Rohres 14 eine praktisch konstante räumliche Verteilung der Intensität des Strahls 42 ergibt. Vorzugsweise ist der Stabilisator so angeordnet, daß das Einfallen der direkt von der Kathode 32 und der

Anode 31 ausgesandten Lichtstrahlen in das Rohr 14 vermieden wird, da die räumliche Lage dieser Lichtstrahlen besonders unstabil ist, d.h. sie erfährt zwischen zwei Blitzen eine wesentliche Änderung.

Das Rohr 14 weist das Licht reflektierende Innenwände auf. Auf seinen Eingang wird der Lichtbogen abgebildet, sein Ausgang ist unmittelbar am Eintrittsspalt des Monochromators 16 angeordnet. Seine Innenabmessungen entsprechen denen des genannten Eintrittsspaltes, und sein Querschnitt kann rund, quadratisch oder rechteckig sein. Die aufeinanderfolgenden Reflexionen des Lichtes an den Fänden erlauben es, die räumliche Verteilung der Intensität des Lichtstrahls am Ausgang des Rohres 14 konstant zu machen, unabhängig von den Schwankungen, zwischen zwei Blitzen, in der räumlichen Verteilung der Intensität des Strahls am Eingang des Rohres 14. Diese Unabhängigkeit nimmt mit der Länge des Rohres 14 zu, jedoch, wegen der Erhöhung der Zahl der Reflexionen, auf Kosten der Lichtausbeute. Bei einer Länge zwischen 11 und 22 mm ist noch ein gewisser Einfluß der LageSchwankungen des Lichtbogens in der Blitzlampe 11 auf die Reproduzierbarkeit der Messungen zu beobachten, obwohl bei einer Länge von 11 mm bereits eine beträchtliche Verbesserung der Reproduzierbarkeit gegenüber ^{den onne}Rohr 14 erhaltenen Werten dieses Parameters festgestellt werden kann.

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Bei der Durchführung von Versuchen zur Ermittlung der Reproduzierbarkeit mit einem Rohr 14 von 33 nun Länge und 1,5 mm Durchmesser sowie mit einem Rohr gleicher Länge, jedoch mit quadratischem Querschnitt von 1,5 . 1_f 5 mm, wurden verschiedene Lampen und Lampen-Typen verwendet. Für diese Versuche wurde die Küvette 22 durch ein Filter ersetzt, dessen dekadischer Extinktionsfaktor sich bei einer Änderung der Wellenlänge um 10 nm zwischen 0,4 und 2 veränderte.

Für die Änderung des dekadischen Extinktionsfaktors wurden die nachstehend angegebenen Standardabweichungen erhalten:

ohne Rohr mit Rohr

σ = 2 . 10"³ bis 4 . 10~³ <T = 3 . 10"⁴ bis 5 . 10"⁴

Diese Ergebnisse zeigen in eindrucksvoller Weise die Verbesserung der Reproduzierbarkeit CT , die durch die Verwendung dieses Lichtstabilisierungs-Rohres 14 am Eintrittsspalt des Monochromators 16 erzielt wird.

Ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen des Rohres 14 besteht darin, zwei Halbzylinder 111 und 112 (Fig. 8) aufeinanderzusetzen, auf deren Innenwände eine reflektierende Schicht 113 aufgedampft worden ist, beispielsweise eine Aluminiumschicht mit einer Schutzschicht aus Magnesiumfluorid. Der Werkstoff der Halbzylinder 111 und 112 kann Glas, Metall oder auch geformter Kunststoff sein. Das Rohr 14 läßt sich somit zu einem mäßigen Gestehungspreis herstellen und kann eine akzeptable Lebensdauer aufweisen.

Um eine Beschädigung der Wände des Rohres 14 zu verhindern, dient die Fokussierlinse 13 (Fig. 1) als Verschlußteil für die Eintrittsseite des Rohres 14. Bei Bedarf kann am Ausgang des Rohres 14 eine Quarzplatte oder eine Linse mit kurzer Brennweite angeordnet sein, die am Gitter einen Abschnitt aus dem Innern des Rohres 14, in dem der Lichtstrahl stabilisiert ist, abbildet.

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Das Rohr 14 stellt eine sehr gute Lösung zur Verbesserung der Reproduzierbarkeit des Spektralphotometers COBAS in allen denkbaren Betriebszuständen dar, insbesondere bei hohem dekadischem Extinktionsfaktor und außerhalb der maximalen' Extinktion der Meßprobe. Ferner sind dank dieses Rohres 14 die Annahmekriterien für Blitzlampen hinsichtlich der räumlichen Stabilität ihres Lichtbogens weniger streng.

Das Rohr 14 des Lichtstrahl-Stabilisators läßt sich auch mit anderen Mitteln verwirklichen, beispielsweise unter Verwendung eines massiven Zylinders 14' aus Quarz, bei dem die Lichtstrahlen durch Totalreflexion an den Wänden dieses Zylinders vermischt werden (sh. Fig. 7), oder auch mit einem Bündel verflochtener optischer Fasern.

Die Funktion des Lichtetrahl-Stabilisators im erfindungsgemäßen Spektralphotometer ergibt sich ohne weiteres aus der Betrachtung der Schwierigkeiten, die bei einer in Fig. dargestellten Anordnung auftreten, die einen solchen Stabilisator nicht aufweist, d.h. bei einer Anordnung, bei der der von der Lampe erzeugte Blitz auf den Eintrittsspalt des Gitter-Monochromators direkt abgebildet wird. Eine solche Anordnung ist in Fig. 9 schematisch dargestellt. Der Lichtbogen in der Blitzlampe 11 wird durch die Linse 13 auf den Eintrittsspalt 93 des Monochromators abgebildet. Dieses Bild hat eine bestimmte Verteilung der Lichtintensität IL, deren Profil sich zwischen zwei Blitzen nach der Lage des Lichtbogens ändert (Fig. 10a, 10b, 11a, 11b). Fig. 10a und 10b zeigen die Änderung dieser Verteilung zwischen einem ersten Blitz (Fig. 10a) und dem folgenden Blitz (Fig. 10b) in der Beugungsebene ZOY. Fig. 11a und 11b zeigen die Änderung dieser Verteilung zwischen einem ersten Blitz (Fig. 11a) und dem folgenden Blitz (Fig. 11b) in einer zur Beugungsebene rechtwinkligen Ebene ZOX. Aus der Betrachtung der Änderungen dieser Verteilung in der Beugungsebene ZOY, die durch die Mittelpunkte der Eintritts- und Austrittsspalte und des Gitters geht, ergibt sich, daß der mittlere Winkel der aus diesem Spalt austretenden und auf

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das Gitter auffallenden Strahlen sich mit den Veränderungen der Lichtenergieverteilung an diesem Spalt ändert. Da die Wellenlänge des auf den Austrittsspalt fallenden Lichtstrahls vom Einfallswinkel der Strahlen abhängig ist, ergibt sich eine Änderung der gewählten mittleren Wellenlänge. Dies wirkt sich als schlechte Reproduzierbarkeit aus, wenn sich die Absorption der Probe oder die Empfindlichkeit der Emp- -

fänger mit der Wellenlänge ändert. Im übrigen führen in der zur Beugungsebene ZOY rechtwinkligen Ebene ZOX die Lageänderungen des Lichtbogens zwischen zwei Blitzen ebenfalls zu einer Änderung der mittleren Position des Lichtstrahlwinkels, wodurch am plattenförmigen Teiler 17 der Einfallswinkel geändert wird. Die Fresnelsehen Gesetze über die Schrägreflexion zeigen, daß der Reflexionskoeffizient vom Einfallswinkel und von der Polarisation des Lichtes abhängig ist. Eine Änderung des Einfallswinkels ruft eine Änderung des Reflexionskoeffizienten hervor und beeinflußt somit die Reproduzierbarkeit der Messungen. Zur Verdeutlichung dieser Änderungen sei eine Versetzung der mittleren Position der Lichtverteilung am Eintrittsspalt um 0,1 mm angenommen, was bei einem mittleren Einfallswinkel von 45 Grad in einem Monochromator von 100 mm Brennweite einer Winkeländerung von 5,9 . 10 Grad entspricht. Diese Winkeländerung ruft eine Änderung von etwa 2 °/oo des Verhältnisses des vom Teiler 17 reflektierten Lichtes zum durchgelassenen Licht hervor.

Außerdem kann in allen Medien, die von den Lichtstrahlen erfaßt werden, sei es vom Meßstrahl oder vom Vergleichsstrahl, die Transmission räumliche Unregelmäßigkeiten aufweisen, beispielsweise Spuren, hervorgerufen durch Staubteilchen oder andere Verunreinigungen. In einem solchen Fall wird die Reproduzierbarkeit durch Änderungen der räumlichen Verteilung der Strahlintensität zwischen zwei Blitzen ebenfalls beeinträchtigt. Die Änderungen der räumlichen Empfindlichkeit der Empfänger haben ebenfalls eine ähnliche Wirkung zur Folge.

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32	•	96	32	mm
30	•		30	mm
1800	8
99,	8	mm
42°
95,	mm
98,	mm

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Die Aufgabe des weiter oben beschriebenen Stabilisators besteht also darin, dazu beizutragen, daß die negative Auswirkung der Verlagerungen des Lichtbogens zwischen zwei Blitzen auf die Reproduzierbarkeit der mit dem Spektralphotometer ausgeführten Messungen auf ein Geringstmaß herabgesetzt werden.

Der verwendete Monochromator weist ein holographisches konkaves Gitter 16 auf, das von der Firma Jobin-Yvon hergestellt wird und die folgenden Merkmale aufweist:

- Abmessungen des Trägers

- Nutzfläche

- Anzahl der Furchen je mm

- Krümmungsradius

- Winkel zwischen den Schenkeln

- Abstand Eintrittsspalt-Gitter

- Abstand Gitter-Austrittsspalt

Das Gitter 16 ist astigmatisch korrigiert für 290 und 600 nm, der Astigmatismus bleibt jedoch außerhalb dieser Wellenlängen gering.

Im Innern des Monochromators sind Ablenk- bzw. Abdeckorgane, wie das Abdeckorgan 15 (Fig. 1 und 6), angeordnet, die eine Minderung des Streulichtes, hervorgerufen durch Reflexionen und Streuungen an den Wänden des Monochromators, erlauben. Die Schrägstellung dieser Abdeckorgane ist so gewählt, daß das von den Wänden des Monochromators rieht absorbierte Licht in solche Richtungen reflektiert wird, daß es nicht mehr auf den Austrittsspalt fallen kann. Diese Anordnung ist somit von den herkömmlichen Anordnungen verschieden, wo die Wände des Monochromators rechtwinklig zur Beugungsebene angeordnet sind und deshalb das nichtabsorbierte Licht, in Richtungen reflektiert wird, in denen es auf das Gitter zurückfallen und dann durch den Austrittsspalt hindurchtreten kann. Dies trifft insbesondere für die nullte Beugungsordnung bei Anordnungen in gedrängter Bauweise zu. Ohne die vorstehend erwähnten Abdeckorgane

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wäre das durch die nullte Beugungsordnung bedingte Streulicht ebenso groß wie das dem Gitter eigene Streulicht in der verwirklichten Anordnung.

Der in Fig. 1 dargestellte plattenförmige Teiler 17 ist eine Platte aus Quarz mit geringer Dicke von beispielsweise etwa 0,2 mm. Der Teiler 17 trennt den vom Monochromator kommenden Strahl in einen ersten Strahl, der den Teiler 17 und die Meßprobe bzw. Küvette 22 durchdringt, und in einen zweiten, vom Teiler 17 reflektierten Strahl auf, der an der Photodiode 18 auftrifft,- die ein der Intensität des zweiten Strahls entsprechendes Vergleichssignal erzeugt. Diese physische unterteilung des vom Monochromator kommenden Strahls erlaubt es, die Schwankungen der je Blitz emittierten Energie auszugleichen. Diese Schwankungen haben keinen Einfluß auf die Ergebnisse der spektralphotometrischen Messung, da diese ausgehend vom Energieverhältnis zwischen dem aus der Probe 22 austretenden Strahl und dem an der Photodiode 18 auftreffenden Strahl errechnet werden.

Wie weiter oben im Zusammenhang mit der Beschreibung der Arbeitsweise des Stabilisators für den Strahl am Eintrittsspalt des Monochromators 16 erwähnt, führen die Änderungen der Lichtbogenposition zwischen zwei Blitzen zu einer Änderung des Einfallswinkels am Teiler 17 und dadurch zu einer Änderung des Reflexionskoeflfizienten des Teilers 17. Die Änderung des Reflexionskoeffizienten hat ihrerseits Einfluß auf die Reproduzierbarkeit der Messungen. Um die Änderungen des Reflexionskoeffizienten des Teilers 17 so klein wie möglich zu halten, ist es von Vorteil, wenn der Teiler 17 senkrecht zur Beugungsebene und mit einem ' möglichst kleinen Einfallswinkel angeordnet ist, denn die Änderungen des Reflexionskoeffizienten des Teilers 17 sind bei kleinen Einfallswinkeln geringfügig. Um für den plattenförmigen Teiler 17 einen kleinen Einfallswinkel zwischen beispielsweise 10 und 25 Grad, vorzugsweise von etwa 14 Grad zu erzielen, unter Beibehaltung einer einfachen optischen Anordnung, ist der Teiler 17 im Innern des

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Monochromators im Strahlengang des vom holographischen Gitter 16 zum Ausgangsspalt 94 (Fig. 6) des Monochromators konvergierenden lichtStrahles angeordnet. Damit läßt sich ein konvergierender Vergleichsstrahl erzielen, der an einem zum Austrittsspalt 94 reziproken Spalt und dann direkt an der Vergleichsphotodiode 18 auftrifft.

Die von den Linsen 19 und 21 gebildete optische Baugruppe bildet das Gitter des Monochromators 16 auf daB Eintrittsfenster der Küvette 22 und den Austrittsspalt 94 des Monochromators 16 auf das Austrittsfenster der Küvette 22 ab. Diese Konfiguration gestattet die optimale Ausnutzung des Lichtströme s.

Die der Probe nachgeschalteten Filter 24 für die Trennung der Beugungsordnungen sind Bandpaßfilter aus gefärbtem Glas, die dazu dienen, das durch die Fluoreszenz bestimmter Proben bedingte Licht und das sich aus höheren Beugungsordnungen ergebende Licht auszusondern und das Streu- bzw. Falschlicht zu mildern.

Der die Probe durchdringende Lichtstrom wird schließlich auf die Photodiode 25 fokussiert, die ein seiner Intensität entsprechendes Signal erzeugt.

Der von jeder der Photodioden 18 und 25 gelieferte Photostrom wird für jeden Lichtimpuls integriert, und die sich ergebenden Signale werden nach analog-digitaler Umsetzung von einem Mikroprozessor verarbeitet.

Die beschriebene Lösung ist für Rotationsanalysatoren besonders geeignet; sie hat einen einfachen optischen Aufbau mit einer geringen Anzahl von Bauteilen. Wegen der sehr kurzen Dauer des Blitzes, nämlich 2,3 us, sind während der Fortbewegung der Probe die Randeffekte (Leitung des Lichtes durch die Wände der Küvette 22) vermieden.

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Das PrinzipSchaltbild der Fig. 5 verdeutlicht die Verwendung des erfindungsgemäßen Spektralphotometers 61 (sh. Pig. 1) in einem Rotationsanalysator mit einem Rotor 62, an dem die in Fig. 1 dargestellten, die Proben enthaltenden Küvetten 22 angeordnet sind. Die Drehrichtung des Rotors 62 während der spektralphotometrischen Messungen ist mit einem Pfeil 74 angegeben. Ein programmierbares Versorgungsgerät 64 speist die Blitzlampe 11 des Spektralphotometers 61. Die Steuerung der gesamten Anordnung und die Errechnung der Ergebnisse geschehen mit einem Mikroprozessor 66, der die vorzunehmenden Messungen auslöst, sobald sich die gewählte Probe exakt in der Achse des Lichtstrahls befindet. Diese Stellung ist mittels eines optischen Stellungsabtasters 65 ermittelbar, der Markierungen am Rotor 62 erfaßt. Das Signal, das dem von der Photodiode 25 (Fig. 1) aufgefangenen Lichtstrahl entspricht, d.h. dem von der Probe in der Küvette 22 durchgelassenen Strahl, wird in einer Integrierschaltung 67 integriert. Eine weitere Integrierschaltung 68 integriert das Signal, das dem von der Photodiode 18 (Fig. 1) aufgefangenen Lichtstrahl entspricht, d.h. dem Vergleichsstrahl. Das Ausgangssignal der Integrierschaltung 67 wird von einem Verstärker 69 mit selbstregelnder Verstärkung verstärkt, der an den Mikroprozessor 66 angeschlossen ist. Eine Multiplexerschaltung 71 verbindet abwechselnd die Ausgänge der Integrierschaltung 68 (Vergleichssignal) und des Verstärkers 69 (Meßsignal) mit einem Analog-Digital-Umsetzer 72, der die ihm zugeführten analogen Signale umformt und sie in digitaler Form an den Mikroprozessor 66 weiterleitet. Mittels des Verstärkers 69 verfügt der Meßsignalkanal über eine automatische Anpassung der Verstärkung in Abhängigkeit von der Abschwächung des Signals, so daß der für die Auflösung beste Bereich des Umsetzers 72 benutzt wird. Außerdem wird die Spannungshöhe des einfallenden Signals oder des durchgelassenen Signals im Hinblick auf die optimale Ausnutzung des Umsetzers 72 in Abhängigkeit von der Wellenlänge durch Ändern der Speisespannung des Versorgungsgerätes 64 für die Blitzlampe 11 eingestellt; diese Ein- bzw. Nachstellung wird ebenfalls vom Mikroprozessor 66 gesteuert.

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Der Mikroprozessor 66 führt alle Berechnungen durch, z.B. die Berechnungen zur Bestimmung der Transmission, des dekadischen Extinktionsfaktors, des Mittelwertes von mehreren Meßpunkten, der Konzentration; er sendet die den Berechnungsergebnissen entsprechenden Signale einem Anzeige- und/oder Aufzeichnungsgerät 73.

Die Zweistrahl-Spektralphotometer erlauben es, die Intensität sschwarikungen der Lichtquelle und auch die unerwünschten Abweichungen der photometrischen Merkmale der Probe auszugleichen, z.B. die zeitlichen Änderungen des dekadischen Extinktionsfaktors des Reagens bei bestimmten Analysen der klinischen Chemie. Hierbei werden die Messungen gegen eine Vergleichsprobe vorgenommen, welche dieselbe Abweichung wie die Meßprobe aufweist. Unter den Zweistrahl-Spektralphotometern sind wenige, die zwei physisch voneinander getrennte Strahlen aufweisen, die gleichzeitig ein Vergleichs- und ein Meßsignal liefern, da die entsprechenden Einrichtungen wegen des verwickelten Aufbaus des optischen Teils und des doppelten photoelektrischen Empfangssystems relativ teuer sind. Häufiger werden verschiedene Vorrichtungen angetroffen, bei denen die Messungen der Vergleichsprobe und der Meßprobe nacheinander unter Verwendung einer mechanischen Umlegevorrichtung vorgenommen werden, wobei letztere entweder den Lichtstrahl von einer Probe auf die andere umlegt oder die Proben in den Strahlengang ein und desselben Strahls verbringt. Diese Lösung weist meistens ein einziges Empfangssystem auf und erlaubt nicht, die Intensitätsschwankungen der Lichtquelle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Messungen auszugleichen.

Die Verwendung einer Blitzlampe macht zwar ein System mit zwei photoelektrischen Empfängern erforderlich, erlaubt dagegen jedoch die Verwendung von billig herzustellenden Silicium-Photodioden, deren photometrisches Verhalten hinsichtlich des Rauschabstandes zufriedenstellend ist.

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Das erfindungsgemäße Spektralphotometer gleicht bei Rotationsanalysatoren die unerwünschten photometrischen Abweichungen durch Umschalten zwischen den Vergleichs- und Meßproben aus, wobei sich diese Umschaltung daraus ergibt, daß das Spektralphotometer, wenn sich der Rotor dreht, Signale erzeugt, die für die Absorption sowohl in den Meßproben als auch in wenigstens einer Vergleichsprobe repräsentativ sind, die zwischen den Meßproben am Rotor angeordnet ist.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spektralphotometers ist besonders für Rotationsanalysatoren geeignet; sie ist jedoch gemäß Fig. 4 abwandelbar, um ein allgemeiner verwendbares Zweistrahl-Spektralphotometer zu erhalten, das Vorteile gegenüber bekannten Vorrichtungen aufweist.

Fig. 4 zeigt die abgewandelte Ausführungsform eines Zweistrahl-Spektralphotometers, das keine bewegliche mechanische Bauteile aufweist. Die Aufteilung des ausgesonderten Strahls in zwei Meßstrahlen geschieht auf statischem Wege. In den Strahlengang jedes der beiden Strahlen kann eine Probe angeordnet werden. In diesem Falle werden Strahlen von ungefähr gleicher Intensität angestrebt. Hierfür wird an der Platte 51 aus Quarz ein Ronchi-Gitter mit einer Teilung zwischen 0,3 und 1 mm angeordnet. Dieses Gitter . zeichnet sich durch einen regelmäßigen Wechsel zwischen reflektierenden und transparenten Streifen aus. Wie beim zuerst beschriebenen Beispiel gelangt der die Platte 51 durchdringende Strahl durch einen Austrittsspalt und wird dann mittels einer Linse

53 zu einem Lichtstrahl geformt, der eine Vergleichsprobe

54 und ein in Fig. 4 nicht gezeichnetes Bandpaßfilter durchsetzt und an der Photodiode 25 auftrifft. Der von der Platte 51 reflektierte Strahl tritt nach Ablenkung durch einen Umlenkspiegel 52 durch einen Austrittsspalt hindurch und gelangt über eine Linse 55 zur Photodiode 18. In den Strahlengang dieses reflektierten Strahls lassen sich Meßproben 56 einsetzen.

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Die Erfindung schafft somit ein allgemein verwendbares Zweistrahl-Spektralphotometer ohne bewegliche mechanische Bauteile, das die sich aus der Verwendung einer Blitzlampe ergebenden Vorteile aufweist. Das Spektralphotometer dient definitionsgemäß zum Messen der Transmission oder des dekadischen Extinktionsfaktors innerhalb eines gegebenen Spektralbereiches bei den verschiedensten Proben, beispielsweise zur Durchführung der üblichen Messungen der für Analysen der klinischen Chemie benutzten Lösungen bei feststehender Küvette.

Diese optischen Messungen können zur Ermittlung des dekadischen Extinktionsfaktors bei einigen vorbestimmten Wellenlängen oder auch zur Aufzeichnung des Durchlaßverhaltens der Probe über einem kontinuierlichen Spektralbereich dienen. Im letzteren Falle wird der Betrag des Verhältnisses der bei Abwesenheit einer Probe aufgefangenen Signale zuerst in einem Speicher des Mikroprozessors gespeichert. Dies erlaubt es, das Grundrauschen exakt auszuscheiden und somit die Meßgenauigkeit zu erhöhen. Für die Wahl der Wellenlängen wird das Gitter dann mittels eines Motors verstellt.

Von den in der Beschreibungseinleitung schon erwähnten Vorteilen ist wichtig, daß das erfindungsgemäße Spektralphotometer, wie in Fig. 6 dargestellt, von sehr gedrängter und raumsparender Bauweise ist. Außer den schon weiter oben in Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Bauteilen zeigt Fig. ein Gehäuse 91, in dem ein Vorverstärker für das Signal angeordnet ist, das der Intensität des von der Probe durchgelassenen Lichtstromes entspricht, eine Wählvorrichtung 92 für die Filter 24 für die Trennung der Beugungsordnungen (sh. Fig. 1), eine Platte 93 mit dem Eintrittsspalt des Monochromator 16, dessen Austrittsspalt an einer Platte 94 ausgebildet ist, ferner eine Einstellschraube 95 zum Regulieren der Position des Gehäuses 91, eine Achse 96 für die motorbetätigte Wahl der Wellenlängen, und ein Anschlußstück 97 zum Verbinden mit dem Versorgungsnetz, falls das Versorgungsgerät 64 vom Netz gespeist wird.

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Claims

1. Spektralphotometer, insbes. für optische Schnellanalysator vom Drehküvettentyp, gekennzeichnet durch

b) einen optischen Stabilisator (Spiegel 12, Linse 13, Rohr 14) zum Stabilisieren der räumlichen Verteilung des aus jedem Blitz der Blitzlampe (11) gewonnenen Lichtstrahls,

c) einen Gitter-Monochromator (16), der das vom Stabilisator, abgegebene Licht dispergiert und einen ausgesonderten Lichtstrahl abgibt,

d) einen optischen strahlenteiler (17; 51), der den ausgesonderten Lichtstrahl in zwei Lichtstrahlen aufteilt, von denen der erste eine Meßprobe durchdringt und der zweite auf einen Empfänger (Photodiode 18) auftrifft, der ein Vergleichssignal erzeugt, das der Intensität des zweiten Lichtstrahls entspricht, und durch

e) einen zweiten Empfänger (Photodiode 25), der so angeordnet ist* daß er den aus der Meßprobe austretenden Lichtstrahl zu empfangen vermag.

2. Spektralphotometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Blitzlampe (11) eine Zündelektrode (33) aufweist, die von der Kathode (32) in geringerem Abstand als von der Anode (31) angeordnet ist, um die Lichtbogenlage zu stabilisieren.

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ORIGINAL INSPECTED

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3. Spektralphotometer nach . Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator ein Rohr (14) mit reflektierenden Innenwänden zur Erzeugung von Mehrfachreflexionen des aus einem Blitz gewonnenen Lichtstrahls enthält.

4. Spektralphotometer nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Monochromator ein holographisches konkaves Gitter (16) aufweist.

5. Spektralphotometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Strahlenteiler (17) für den ausgesonderten Lichtstrahl eine Quarzplatte geringer Dicke ist, die unter einem Einfallainkel zwischen 10 und 25 Grad zum ausgesonderten Lichtstrahl angeordnet ist.

6. Spektralphotometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Strahlenteiler (51) für den ausgesonderten Lichtstrahl eine Quarzplatte (51) mit alternierend angeordneten transparenten und reflektierenden Streifen ist.

7. Spektralphotometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator einen vollen Quarzzylinder (14*) zur Erzeugung von Mehrfachreflexionen des aus einem Blitz gewonnenen Lichtstrahls enthält.

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