DE3443727C2

DE3443727C2 - Mikroskopphotometer für Bildscanning und Wellenlängenscanning

Info

Publication number: DE3443727C2
Application number: DE19843443727
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dr. Wien Lihl
Original assignee: C Reichert Optische Werke AG
Current assignee: Leica AG Austria
Priority date: 1984-11-30
Filing date: 1984-11-30
Publication date: 1990-08-02
Also published as: EP0183415A3; DE3443727A1; EP0183415A2; JPS61133917A

Abstract

Bei einem Mikrophotometer kann zwischen Wellenlängenscanning, welches mit einem hoch auflösenden Gittermonochromator durchgeführt wird, und Bildscanning durch Ein- und Ausschieben einer optischen Umlenkeinrichtung bequem und leicht gewählt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikroskopphotometer für Bildscanning und Welienlängenscanning mit einem Gittermonochromator im Abbildungsstrahlengang zur Lichtmeßeinrichtung für das Welienlängenscanning und einer Meßblende im Abbildungsstrahlengang zur Lichtmeßeinrichtung für das Bildscanning.

Beim Leitz MPV 3 handelt es sich bspw. um ein Mikroskopphotometer dieser Art. Bei diesem bekannten Mikroskopphotometer, bei dem für das Weilenlängenscanning von einem hoch auflösenden Gittermonochromator und für das hoch auflösende Bildscanning von den Sirahlengang relativ zur mcublci'iuc ändernden Schwingspiegeln Gebrauch gemacht wird, sind voneinander getrennte und gegeneinander austauschbare Bausteine für das Bildscanning und das Weilenlängenscanning vorgesehen. Ein derartiger Umbau wird als umständlich empfunden.

Aus der DE-OS 26 28 551 ist ein Mikroskopphotometer bekannt, bei dem durch eine in den Strahlengang hinein- und herausführbare optische Umlenkeinrichtung in Form eines Spiegels der Abbildungsstrahlengang einmal über eine Meßprobe — nämlich bei herausgenommener Umlenkeinrichtung — und das andere Mal — nämlich bei eingeschobener Umlenkeinrichtung — über einen Vergleichsstandard geführt wird. Insofern handelt es sich hier um einen Austausch von Meßprobe und Vergleichsstandard.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Mikroskopphotometer der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß beim Wechsel von Bildscanning auf Weilenlängenscanning und umgekehrt kein Umbau am Mikroskopphotometer erforderlich ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßblende für das Bildscanning und der Gittermonochromator für das Weilenlängenscanning in Reihe an festen Positionen im Abbildungsstrahlengang angeordnet sind und daß eine optische Umlenkeinrichtung vorgesehen ist, die für das Bildscanning zur Überbrükkung des Gittermonochromators in den Abbildungsstrahlengang hinein- oder aus dem Abbildungsstrahlengang herausführbar ist

Beim Erfindungsgegenstand, bei dem die Bildscanningeinrichtung und die Wellenlängenscanningeinrichtung optisch in Reihe geschaltet sind, kann also die WeI-lenlängenscanningeinrichtung wahlweise überbrückt werden, so daß es nicht mehr notwendig ist, einen teuren Baustein gegen einen anderen auszutauschen. Vielmehr genügt es, eine leicht von Hand durchführbare Umschaltung durch ein Hineinschieben einer optischen Umlenkeinrichtung in den Abbildungsstrahlengang zur Lichtmeßeinrichtung oder ein Herausschieben der optischen Umlenkeinrichtung aus dem Abbildungsstrahlengang zur Lichtmeßeinrichtung vorzusehen. Dadurch wird nicht nur die Handhabung einfacher, sondern es wird auch die Anordnung billiger.

Zweckmäßigerweise ist zur Bündelung der Strahlen beim Bildscanning an der gleichen Stelle wie beim Weilenlängenscanning ein Linsensystem derart angeordnet, daß es sich bei Überbrückung des Gittermonochromators im Abbildungsstrahlengang zur Lichtmeßeinrichtung befindet. Diese Stelle liegt nahe der Eintrittsstelle in die Lichtmeßeinrichtung, die bspw. ein Photomultiplier ist Dadurch werden die unterschiedlichen Längen der Strahlengänge beim Bildscanning und beim Wellenlängenscanning ausgeglichen.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Linsensystem im Strahlengang für das Bildscanning feststehend angeordnet und weist die optische Umlenkeinrichtung zwei gemeinsam verschiebbare Spiegel auf,

so von denen der eine vor dem Linsensystem und der andere nach dem Linsensystem in den Strahlengang für das Bildscanning zur Überbrückung des Linsensystems und Umlenkung des Strahles zum Gittermonochromator für das Weilenlängenscanning einschiebbar ist.

In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die optische Umlenkeinrichtung einen in den Strahlengang für das Weilenlängenscanning ein- und ausschiebbaren Spiegel zur Umlenkung des Strahles in die Lichtmeßeinrichtung bei gleichzeitiger Überbrük-

bu kung des Gittermonochromators auf, wobei der Spiegel mit dem Linsensystem starr verbunden ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung stellt dar

F i g. 1 schematisch einen Teil des Strahlenganges in einem Mikroskopphotometer,

F i g. 2 schematisch eine Draufsicht auf den sich an den in F i g. 1 gezeigten Teil anschließenden Teil des Strahlenganges des Mikroskopphotometers bei einer

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ersten Ausführungsform der Erfindung und

Fig.3 schematisch eine Seitenansicht des weiteren Teils des Strahlenganges bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In F i g. 1 ist mit 10' die Objektebene, mit 12' das Mikroskopobjektiv, mit 14' ein Teilefprisma, mit 16' die Teilerfläche des Teilerprismas, mit 18' der Mikroskopeinblick, mit 20' die Zwischenbildebene im Mikroskopeinblick und mit 22' das Okular bezeichnet Das Objekt auf der Objektebene 10' wird über das Mikroskopobjektiv direkt auf die Zwischenbildebene 20' des Mikroskopeinblicks 18' abgebildet, wobei der Strahl durch die Teilerfläche 16' hindarchtritt

Der Strahlengang für das Photometer zweigt an der Teilerfläche 16' in Fig. 1 nach links ab, die ein Teil des Lichtes vom Objekt nach links reflektiert Das Mikroskopobjektiv 12' bildet dabei das Objekt in einer Ebene ab, in der eine Meßblende 12 vorgesehen ist. Diese Meßblende blendet aus der vergrößerten Zwischenabbildung des Objektes einen Bereich aus, wobei das Licht des ausgeblendeten Bereichs dann anschließend in einem Photometer gemessen wird.

Der Abbildungsstrahl vom Mikroskopobjektiv kommt in das in Fig.2 dargestellte Photometer von rechts her, wobei er die Meßblende 12 durchsetzt

Die Meßblende 12 ist für das Bildscanning quer zur Strahlrichtung verschiebbar, um alle Bildbereiche photometrisch abtasten zu können. Das ist alles bekannt.

Die Meßblende 12 wird nun beim Bildscanning durch eine feststehende Linse 14, die im Strahlengang 16 liegt, nahe der Eintrittsstelle einer Lichtmeßeinrichtung J8, z. B. eines Photomultipliers, bei 20 abgebildet.

Soll nun anstelle des Bildscannings vom Wellenlängenscanning Gebrauch gemacht werden, so wird eine optische Umlenkeinrichtung mit zwei Spiegeln 22 und 24 in den Strahlengang 16 geschoben. Der eine Spiegel 22 befindet sich dann vor der Linse 14, während sich der andere Spiegel 24 nach der Linse befindet Die Spiegel 22 und 24 sind dabei an einem Träger 26 angeordnet, der an einem Sockel 28 mit Hilfe einer Schwalbenschwanzführung 30 quer zum Strahlengang 16 verschiebbar gelagert ist und in der eingeschobenen Stellung die Linse 14 in abdeckender Weise umgreift. Der Spiegel 22 lenkt in der eingeschobenen Stellung den Strahl zu einem Gittermonochromator 32 um, der um eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Achse 34 in an sich bekannter Weise schwenkbar angeordnet ist, wobei vom Gittermonochromator 32 der Strahl zum Spiegel 24 hin umgelenkt wird, der dann den Strahl zum Photomultiplier 18 hin umlenkt. Der Strahlengang zwischen den Spiegeln 22 und 24, der bei dem mit Hilfe des Gittermonochromators durchgeführten Wellenscanning gegeben ist, ist im Gegensatz zu dem beim Bildscanning verwirklichten Strahlengang 16 mit dem Bezugszeichen 2fc versehen.

Die Linse 14 sorgt dafür, daß beim Bildscanning (Strahlengang 16) die Pupille bei 20 abgebildet wird, weil das Feld sich in diesem Falle bewegt, so wie beim Wellenlängenscanning die Meßblende bei 20 abgebildet wird.

Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.3 kommt von rechts der Strahl vom Mikroskopobjektiv und durchsetzt die quer zum Strahl mit Hilfe eines Motors in: bekannter Weise verfahrbare Meßblende 12. Beim Wellenlängenscanning, also wenn die Meßblende stationär bleibt, trifft der Strahl von der Meßblende 12 auf den Gittermonochromator 32 im Bereich der Drehachse 34 auf, ohne vorher abgelenkt zu werden. Dort

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60 wird er mit Hilfe von zwei feststehenden Umlenkspiegeln 40 und 42 zu dem Lichtmeßgerät 18, das wiederum ein Photomultiplier ist, geführt, wobei die Meßblende 12 kurz vor dem Eintritt in den Phatomultiplier bei 20 abgebildet wird. Dieser beim Wellenlängenscanning verwirklichte Strahlengang ist wiederum mit 16 bezeichnet.

In der Zeichnung ist auch noch dargestellt, wie der Gittermonochromator 32 zum Wellenlängenscanning mit Hilfe eines Motors 44 verschwenkt werden kann, um die Lichtintensitäten nach der Wellenlänge aufzuschlüsseln. Der Motor 44 treibt über eine Spindel 46 eine Mutter 48 an, die sich längs der Spindel 46 verschiebt wobei ein mit dem Gittermonochromator 32 starr verbundener Arm 50 lose in die Mutter 48 greift

Soll anstelle des Wellenlängenscannings das Bildscanning durchgeführt werden, so wird in den Strahlengang 16 für das Wellenlängenscanning eine optische Umlenkeinrichtung 52 eingeschoben, die ein den von rechts kommenden Strahl unter Überbrückung des Gittermonochromators 32 zum Photomultiplier 18 hin umlenkendes Umlenkprisma 54 sowie eine mit dem Umlenkprisma 54 starr verbundene Linse 56 aufweist, die beim Bildscanning die Pupille bei 20 abbildet. Das Prisma 54 und die Linse 56 sind auf einem Träger 58 befestigt, der über eine Schwalbenschwanzführung 60 verschiebbar an einem Sockel 62 gelagert ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 ist zusätzlich zum Gittermonochromator noch ein Interferenzverlauffilter 64 vorgesehen, das mit Hilfe eines Motors 66 und einer Spindel 68 zur Durchführung eines Wellenlängenscannings in den Strahl nahe der Abbildung 20 der Meßblende 12 eingefahren werden kann, wenn der Gittermonochromator mit Hilfe des Umlenkprismas 54 optisch überbrückt ist. Es kann also beim Strahlengang für das Bildscanning auch ein Wellenlängenscanning mit Hilfe des Interferenzverlauffilters 64 durchgeführt werden, wobei dann natürlich nicht gleichzeitig auch ein Bildscanning durchgeführt wird.

40 Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mikroskopphotometer für Bildscanning und Weilenlängenscanning mit einem Gittermonochromator im Abbildungsstrahlengang zur Lichtmeßeinrichtung für das Weilenlängenscanning und einer Meßblende im Abbildungsstrahlengang zur Lichtmeßeinrichtung für das Bildscanning, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßblende (12) für das Bildscanning und der Gittermonochromator (32) für das Weilenlängenscanning in Reihe an festen Positionen im Abbildungsstrahlengang angeordnet sind und daß eine optische Umlenkeinrichtung (22, 24; 52) vorgesehen ist, die für das Bildscanning zur Überbrückung des Gittermonochromators (32) in den Abbildungsstrahlengang hinein- oder aus dem Abbildungsstrahlengang herausführbar ist

2. Mikroskopphotometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bündelung der Strahlen beim Bildscanning an der gleichen Stelle (20) wie beim Welienlängenscanning ein Linsensystem (14, 56) derart angeordnet ist, daß es sich bei Überbrükkung des Gittermonochromators (32) im Abbildungsstrahlengang zur Lichtmeßeinrichtung (18) befindet

3. Mikroskopphotometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsensystem (14) im Strahlengang (16) für das Bildscanning feststehend angeordnet ist und daß die optische Umlenkeinrichtung gemeinsam verschiebbare Spiegel (22, 24) aufweist, von denen der eine vor dem Linsensystem (14) und der andere nach dem Linsensystem (14) in den Strahlengang (16) für das Bildscanning einschiebbar ist.

4. Mikroskopphotometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Umlenkeinrichtung (52) ein in den Strahlengang für das Weilenlängenscanning ein- und ausschiebbarts optisches Umlenkelement (54) zur Umlenkung der Strahlen in die Lichtmeßeinrichtung (18) bei gleichzeitiger Überbrückung des Gittermonochromators (32) aufweist, wobei das optische Umlenkelement (54) mit dem Linsensystem (56) starr verbunden ist.