DE3901825C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasanalysegerät nach dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.

Derartige Gasanalysegeräte sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie weisen ein optisches Kammfilter auf, das im wesentlichen frequenzäquidistante Durchlaßfenster aufweist, die genau auf charakteristische, im wesentlichen frequenz­ äquidistante Absorptionslinien eines Gases gelegt sind. Da­ mit gelingt es, mehrere Linien eines Gas-Bandenspektrums gleichzeitig auszuwerten, und zwar frei von Störungen, bei­ spielsweise durch dazwischenliegende Linien eines Fremd­ gases.

Ein derartiges Kammfilter kann aus zwischen zwei Polarisa­ tionsfiltern befindlichen doppelbrechenden Elementen beste­ hen. Dabei bestimmt die Länge des bzw. der doppelbrechenden Elemente den Frequenzabstand der Durchlaßfenster des Kamm­ filters. Die absolute Frequenzlage dieser Durchlaßfenster kann z.B. durch Feinverstellung der Elementlänge, bei­ spielsweise über Temperaturänderung eingestellt werden.

Durch Anlegen einer elektrischen Spannung an mindestens eines der doppelbrechenden Elemente läßt sich unter Aus­ nutzung des elektro-optischen Effektes die optische Verzö­ gerung verändern. Dadurch werden alle Durchlaßfenster gleichsinnig frequenzverschoben. Diese elektrische Modula­ tion der Frequenzlage des Kammspektrums wird insbesondere dazu verwendet, mit einer angelegten elektrischen Wechsel­ spannung den Kamm von Durchlaßfenstern abwechselnd genau auf die Absorptionslinien bzw. zwischen diese Linien zu le­ gen. Der Lichtempfänger erhält dann abwechselnd das ge­ wünschte Absorptionssignal und einen Vergleichswert, d.h. ein Wechselsignal, dessen Amplitude proportional zur Ab­ sorption durch das zu analysierende Gas und damit ein Maß für dessen Konzentration ist. Dadurch kann die Höhe des von dem zu untersuchenden Gas erzeugten Signales erheblich ge­ nauer bestimmt werden als aus einer Absolutmessung.

Für eine genügend hohe Lichtleistung am Lichtempfänger muß der Lichtstrahl einen möglichst großen Querschnitt aufwei­ sen. Entsprechend groß im Querschnitt müssen auch alle op­ tischen Elemente im Strahlengang sein. Da die zur elek­ tro-optischen Modulation erforderlichen Feldstärken sehr hoch sind, sind also die an ein Modulatorelement anzulegen­ den elektrischen Spannungen entsprechend hoch. Sie liegen bei herkömmlichen Konstruktionen in der Größenordnung von 10 000 Volt und mehr. Derartig hohe Spannungen lassen sich aber für Routineanwendung außerhalb experimenteller Labor­ aufbauten nur mit großem Aufwand beherrschen. Es treten Sicherheitsprobleme auf und Probleme hinsichtlich der Zu­ verlässigkeit der elektronischen Bauelemente.

Bekannte Gasanalysegeräte für Routinemessungen verwenden daher ein anderes Modulationssystem, bei dem beispielsweise rotierende Polarisationsfilter eingesetzt werden, die eben­ falls ein Umschalten zwischen einem Absorptionssignal und einem Vergleichssignal bewirken. Ein solches mechanisches Modulationssystem ist aber störanfälliger als ein rein elektronisches.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein optisches Gasanalysegerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine konstruktiv einfachere und zuverlässi­ gere Modulation des Kammfilters ohne mechanisch bewegte Teile erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruches 1 gelöst.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß ein doppelbre­ chendes Element, wie im folgenden noch im einzelnen erläutert wird, auch bei sandwichartigem Schichtaufbau als optisch verzögerndes Element in einem Kammfilter verwendbar ist und dabei den Strahldurchgang nicht wesentlich stört. Für die benötigte Modulation ist lediglich die angegebene Orientierung der Kristallachsen in den Schichten zu beach­ ten und dafür Sorge zu tragen, daß in den einzelnen Schich­ ten im wesentlichen dieselben elektrischen Feldstärken herrschen. Der Schichtaufbau wird dann vom Lichtstrahl durchlaufen, ohne daß dieser so gestört wird, daß eine Lichtauswertung im Lichtempfänger nicht mehr möglich ist. Dünne Schichten erfordern gegenüber einem dicken Block bei derselben elektrischen Feldstärke aber nur elektrische Spannungen, die erheblich niedriger liegen. Bei geeignet dünnen Schichten können die elektrischen Spannungen bei­ spielsweise unter 100 Volt liegen, also in einem sicher­ heitstechnisch und elektrotechnisch leicht beherrschbaren Bereich. Damit lassen sich Gasanalysegeräte der eingangs genannten Art bauen, die ohne Sicherheitsbedenken sind und langdauernde Funktionssicherheit garantieren.

Vorteilhaft sind dabei die Merkmale des Anspruches 2 vorge­ sehen. Bei gleicher Schichtdicke sind an den Schichten ebenfalls gleiche elektrische Spannungen anzulegen, die auf einfache Weise aus einer Spannungsquelle ableitbar sind.

Die Schichtebenen können prinzipiell in beliebiger Richtung zum Strahl ausgerichtet sein. Die optimale Orientierung hängt unter anderem vom verwendeten Material des doppelbre­ chenden Elementes ab, also von der günstigsten Richtung der Kristallachsen relativ zu Ausbreitungs- und Polarisations­ richtung des Lichtes sowie zur elektrischen Feldstärke für die Erzeugung des Modulationseffektes. Erstrecken sich die Schichtebenen quer zum Lichtstrahl, so sind die Elektroden zumindest teilweise lichtdurchlässig auszubilden, um den Lichtstrahl durchlassen zu können. Bei einigen Materialien, wie z.B. LiNbO₃, erhält man bei gleicher elektrischer Feld­ stärke ein größeres Modulationssignal, wenn das elektrische Feld senkrecht zum Lichtstrahl orientiert ist. Bei dieser Anordnung sind vorteilhaft nach Anspruch 3 die Elektroden reflektierend ausgebildet. Die das Element durchlaufenden Teilstrahlen des Lichtstrahles verlaufen dann unter mehr­ fachen Reflexionen immer nur in einer Schicht. Die Refle­ xionswinkel sind sehr groß (streifender Einfall), und es ergeben sich dann nur vernachlässigbar kleine Störungen des Modulationseffektes.

Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 4 vorgesehen. Diese Bedingung ist dann einzuhalten, wenn alle Schichten des Elementes aus demselben Material bestehen. Ist die relative Lage von elektrischer Feldstärke und den Kristallachsen in allen Schichten gleich, so erzeugen alle Schichten den gleichen Modulationseffekt. Der Lichtstrahl wird dann homogen moduliert, woraus eine besonders geringe Breite der Durchlaßfenster des Kammfilters, d.h. hohe Se­ lektivität resultiert.

Ferner sind vorteilhaft die Merkmale des Anspruches 5 vor­ gesehen. Bei dieser Konfiguration sind die elektrischen Feldstärken und daher auch die anzulegenden elektrischen Spannungen in aufeinanderfolgenden Schichten entgegenge­ setzt gerichtet. An der Grenzfläche benachbarter Schichten reicht dann also jeweils eine Elektrode aus, um beide Schichten mit elektrischer Spannung zu beaufschlagen. Sind die Schichten auch gleich dick, so kann überall zwischen benachbarten Schichten nur jeweils eine Elektrode angeord­ net sein. Diese Elektroden können dann abwechselnd an die beiden Pole einer einzigen Modulationsspannungsquelle ge­ legt werden.

Schließlich sind vorteilhaft die Merkmale des Anspruches 6 vorgesehen. Ein solches Bandfilter beschränkt die Band­ breite des Kammfilters und schaltet außerhalb der Band­ breite liegende optische Störungen aus (z.B. Absorptionsli­ nien von Fremdgasen).

In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Gasanalysegerätes,

Fig. 2a bis 2d das Absorptionsspektrum des zu analysie­ renden Gases und Transmissionsspektren der Filter des Gerätes,

Fig. 3 und 4 zwei Schichtaufbauten mit elektrischer Beschaltung und

Fig. 5 und 6 den Strahldurchgang durch ein ungeschich­ tetes und ein geschichtetes doppelbrechen­ des Modulatorelement.

Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen Gasanalysegerätes.

Zwischen einer Lichtquelle 1 und einem Lichtempfänger 2, der, wie schematisch dargestellt, elektrisch an ein Aus­ wert- und Steuergerät 3 angeschlossen ist, verläuft ein Lichtstrahl, der mit strichpunktierter Achse und gestri­ chelten Strahlbegrenzungslinien dargestellt ist. Zum Kolli­ mieren bzw. Fokussieren des Lichtes sind zwei Linsen 4 vor­ gesehen.

Das Licht durchläuft eine Küvette 5, die, wie mit Anschluß­ stutzen und Pfeilen dargestellt, von einem zu untersuchen­ den Gasgemisch durchströmt wird.

Ein bestimmtes Gas soll mit dem dargestellten Gasanalysege­ rät qualitativ und quantitativ analysiert werden. Dieses Gas weist ein charakteristisches Absorptionslinienspektrum auf, das in Teilbereichen zum Nachweis und zur Diskriminie­ rung gegenüber anderen Gasen geeignet ist. Dieser charakte­ ristische Teil des Linienspektrums ist in Fig. 2a in einem Diagramm (Absorption A aufgetragen als Funktion der Fre­ quenz ν) dargestellt.

Zum Ausblenden dieses charakteristischen Spektrums der Fig. 2a gegenüber frequenzbenachbarten Störungen ist zunächst ein Durchlaßbandfilter 6 vorgesehen, das den in Fig. 2d idealisiert dargestellten Transmissionsverlauf aufweist (Darstellung: Transmission T als Funktion der Frequenz ν).

Falls zwischen den in Fig. 2a dargestellten nachzuweisenden Absorptionslinien Fremdlinien liegen oder sonstiges Fremd­ licht vorhanden ist, würden diese den Nachweis verfälschen. Um derartige Störungen auszuschalten, ist ein Kammfilter im Lichtstrahl angeordnet, das ein doppelbrechendes Element 7 enthält. Als doppelbrechendes Element sind Kristalle wie z. B. LiNbO₃, LiTaO₃ oder KH₂PO₄ geeignet. Vor und hinter dem doppelbrechenden Element 7 sind zum Kammfilter gehörige Polarisationsfilter 8 im Lichtstrahl angeordnet. In bekann­ ter Weise erzeugt das Kammfilter 8, 7, 8 eine kammförmige Transmissionskurve, die in Fig. 2b (Transmission T als Funktion der Frequenz ν) zu sehen ist. Im dargestellten Beispiel befinden sich innerhalb des Durchlaßbandes des Filters 6 sieben Transmissionsfenster des Kammfilters, die im wesentlichen frequenzäquidistant so angeordnet sind, daß sie möglichst genau mit den in Fig. 2a dargestellten Ab­ sorptionslinien des zu analysierenden Gases übereinstimmen. Auf den Lichtempfänger 2 gelangt also im wesentlichen nur die Strahlung, die das Gas absorbieren kann. Dazwischenlie­ gende Störungen sind ausgeschaltet. Es ergibt sich also eine hohe Nachweisgenauigkeit für die in Fig. 2a darge­ stellten gewünschten Linien.

Für die gewünschte Messung der Konzentration des Gases wird die Frequenzlage des Kammfilters periodisch moduliert, und zwar laufend hin- und hergeschaltet zwischen den in den Fig. 2b und 2c dargestellten Transmissionsverläufen des Kammfilters. Bei einem Transmissionsverlauf nach Fig. 2c ist das Gas transparent, da Strahlung, die das Gas absor­ bieren könnte, diesem nicht angeboten wird. Bei einem Transmissionsverlauf nach Fig. 2b kann das Gas Strahlung absorbieren. Die Intensität auf dem Detektor ist gleich der lntensität im Falle des Transmissionsverlaufes nach Fig. 2c abzüglich des Anteiles, der von dem Gas absorbiert wird. Das Intensitäts-Wechselsignal bei dieser Modulation ent­ spricht also der vom zu analysierenden Gas absorbierten Strahlung und ist damit ein Maß für die gesuchte Konzentra­ tion dieses Gases.

Um die Transmission des Kammfilters zwischen den Frequenz­ stellungen der Fig. 2b und 2c hin- und herzuschalten, kann - und dieses ist Stand der Technik - die doppelbrechende Wirkung des doppelbrechendes Elementes 7 unter Ausnutzung des elektro-optischen Effektes verändert werden. Durch An­ legen einer elektrischen Spannung an das doppelbrechende Element 7, und zwar im dargestellten Ausführungsbeispiel quer zur Richtung des Lichtstrahles mittels zweier Elektro­ denplatten 9, kann die doppelbrechende Wirkung und somit die spektrale Lage der Transmission des Kammfilters ver­ schoben werden. Dazu steuert das Auswerte- und Steuergerät 3 einen Verstärker 10, der eine periodisch variierende Spannung U an die Elektrodenplatten 9 anlegt. Wird diese beispielsweise zwischen Spannung O und Spannung U_π ständig hin- und hergeschaltet, so ergeben sich bei geeigneter Größe von U_π die in den Fig. 2b und 2c dargestellten Trans­ missionsverläufe des Kammfilters.

An die Elektroden 9 des Elementes 7 kann eine elektrische Gleichspannung angelegt werden, um die Durchlaßfenster des Kammfilters gemäß Fig. 2b in ihrer Frequenzlage genau auf die Linien der Fig. 2a abzustimmen. Dann wird dieser stati­ schen Grundspannung, die für die Feinabstimmung erforder­ lich ist, die Modulationsspannung überlagert, die zum Ver­ schieben des Transmissionsverlaufes des Kammfilters zwi­ schen den Darstellungen der Fig. 2b und 2c erforderlich ist.

Der Frequenzabstand der Durchlaßfenster des Kammfilters läßt sich über die elektrische Modulation nicht verändern, er ist fest vorgegeben durch die Länge des Elementes 7.

In der Darstellung der Fig. 1 ist nur ein doppelbrechendes Element 7 vorgesehen. Es können jedoch auch mehrere doppel­ brechende Elemente hintereinander geschaltet sein, von denen beispielsweise nur eines elektrisch moduliert wird. Je nach verwendetem Material des doppelbrechenden Elemen­ tes, also der günstigsten Lage der Kristallachsen und der daraus sich ergebenden Richtung des anzulegenden Feldes, kann die Orientierung der elektrischen Feldstärke quer zur Richtung des Lichtstrahles, wie dargestellt, gegebenenfalls aber auch schräg oder parallel zur Richtung des Lichtstrahles zweckmäßig sein. In letzteren Fällen sind op­ tisch durchlässige Elektrodenplatten erforderlich.

Gasanalysegeräte mit elektro-optischer Modulation wurden verschiedentlich im Laborversuchsaufbau verwirklicht, wobei die notwendigen elektrischen Feldstärken zur Erzeugung einer ausreichend hohen Modulation des Transmissionsver­ laufes des Kammfilters sehr hoch sind. Für ausreichende Empfindlichkeit des Gerätes muß der in Fig. 1 dargestellte Lichtstrahl einen möglichst großen Querschnitt, das doppelbrechende Element 7 damit also eine große Dicke in der Richtung senkrecht zum Lichtstrahl aufweisen. Die anzu­ legenden elektrischen Spannungen liegen dabei in der Größenordnung von 10 000 Volt und mehr. Diese Spannungen lassen sich aber außerhalb des Versuchslabors nur schwierig beherrschen. Es wären Sicherheitsprobleme und Probleme der Funktionssicherheit zu lösen, insbesondere beim elektri­ schen Verstärker 10.

Erfindungsgemäß ist das elektrisch modulierte, doppelbre­ chende Element 7 aus sandwichartig angeordneten Schichten aufgebaut, wie in einem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 ge­ zeigt. Strichpunktiert ist die Achse des Lichtstrahles dar­ gestellt. Das doppelbrechende Element 7 besteht aus Schich­ ten 11, die sich parallel zum Lichtstrahl erstrecken, also quer zu diesem übereinandergestapelt sind. Jede Schicht ist auf ihren beiden Seiten mit Elektroden 12, 13 beschichtet, die jeweils elektrisch mit Verbindungsleitern 14, 15 kon­ taktiert sind, welche, wie dargestellt, an die beiden Pole des Hochspannungsverstärkers 10 angeschlossen sind. Die Schichten sind alle gleich dick, so daß in allen Schichten die dargestellte gleich hohe und gleich gerichtete elektri­ sche Feldstärke E herrscht. Es liegen also in allen Schichten dieselben Verhältnisse vor wie in dem aus nur einem Kristall bestehenden doppelbrechenden Element 7, das in Fig. 1 dargestellt ist. Die zur Erzeugung derselben elektrischen Feldstärke anzulegende elektrische Spannung U ist jedoch erheblich kleiner. Bei M Schichten ist sie nur noch U_π/M. Bei 100 Schichten ergibt sich also eine Reduzierung der anzulegenden Spannung von z. B. 10 000 Volt auf 100 Volt, also eine Reduzierung auf einen elektronisch und sicherheitstechnisch leicht beherrschbaren Wert.

Wie Fig. 3 zeigt, ist bei den Schichten dafür Sorge zu tra­ gen, daß deren für die elektro-optische Modulation rele­ vante Kristallachsen - hier dargestellt durch die Achse c - in allen Schichten im wesentlichen dieselbe relative Lage zum Feldstärkevektor E sowie zum Lichtausbreitungsvektor und zu den Achsenrichtungen der Polarisatoren besitzt. Dann ist die optische Verzögerung des Lichtstrahles in allen Schichten im wesentlichen gleich, ebenso der beabsichtigte Modulationseffekt. Alle Teilstrahlen des Lichtstrahles, die durch unterschiedliche Schichten laufen, werden dann also im wesentlichen gleich behandelt. Kleine Abweichungen kön­ nen zugelassen werden. Sie führen lediglich zu einer ge­ ringfügigen Verbreiterung der Durchlaßfenster des in den Fig. 2b und 2c dargestellten Kammspektrums.

Der in Fig. 3 dargestellte Schichtaufbau, bestehend aus den Schichten 11 doppelbrechenden Materiales und elektrisch leitenden Elektrodenschichten 12, 13 sowie den beim darge­ stellten Aufbau notwendigerweise dazwischen erforderlichen elektrischen Isolationsschichten 16 kann beispielsweise durch Zersägen eines doppelbrechenden Kristalles, geeigne­ tes Beschichten mit Elektroden und Zusammensetzen herge­ stellt werden oder auch durch abwechselnde Schichtauftra­ gung, beispielsweise in Aufdampftechnik.

Der Schichtaufbau der Fig. 3 hat den Nachteil, daß die je­ weils benachbart liegenden Elektrodenschichten 12 und 13 auf unterschiedlichen Potentialen liegen, sie also mit einer isolierenden Schicht 16 getrennt werden müssen. Diese muß eine gewisse Mindestdicke haben, die den Lichtdurchlaß in Richtung der strichpunktierten Strahlachse vermindert.

Dieser Nachteil wird bei dem vorteilhafteren Aufbau der Fig. 4 vermieden. Hier sind benachbarte doppelbrechende Schichten 17 mit ihrer Kristallachse c antiparallel orien­ tiert, im Ausführungsbeispiel genau senkrecht zur strich­ punktierten Strahlachse. Entsprechend müssen die elektri­ schen Feldstärkevektoren in benachbarten Schichten eben­ falls antiparallel liegen. Daraus ergibt sich der wesentli­ che Vorteil, daß zwischen zwei Schichten 17 nur eine Elek­ trode 18 bzw. 19 erforderlich ist. Diese Elektroden sind abwechselnd über die Verbindungsleiter 14, 15 an die Hoch­ spannungsversorgung angeschlossen.

Die Erfindung wurde erst ermöglicht durch die Erkenntnis, daß der in den Fig. 3 bzw. 4 dargestellte Schichtaufbau den in Richtung der strichpunktiert dargestellten Strahlachse hindurchgehenden Lichtfluß nicht derart wesentlich stört, daß der Lichtempfänger 2 kein auswertbares Signal mehr er­ hält. Dies ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt.

Fig. 5 zeigt ein homogenes doppelbrechendes Element 7 und die strichpunktierte Achse des Lichtstrahles. Unter Berück­ sichtigung der Tatsache, daß Teilstrahlen des in Fig. 1 ge­ strichelt dargestellten Lichtstrahles nicht genau parallel zur strichpunktierten Achse laufen, sondern in einem gewis­ sen Winkel zu dieser, ist in Fig. 5 ein repräsentativer Teilstrahl dargestellt. Zur klareren Darstellung ist die Winkelabweichung des Teilstrahles gegenüber der Achse des Gesamtstrahles stark übertrieben.

Fig. 5 zeigt die Brechung an der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche des doppelbrechenden Elementes 7 und den Lichtweg im Element, dessen Länge für die optische Verzöge­ rung des Teilstrahles verantwortlich ist.

In Fig. 6 ist ein doppelbrechendes Element dargestellt, das gemäß Ausführungsform der Fig. 4 aus Schichten 17 besteht. Es sind zwei Teilstrahlen des Lichtstrahles dargestellt, von denen der untere in seinem Winkel zur Achse des Gesamt­ strahles genau dem der Fig. 5 entspricht. Es ist zu erken­ nen, daß dieser Teilstrahl in der Schicht, in die er ein­ tritt, an den Schichtgrenzen reflektiert wird und im darge­ stellten Falle nach zweimaliger Reflexion das Element ver­ läßt. Die Anzahl der Reflexionen ist vom Eintrittswinkel abhängig. Der obere dargestellte Teilstrahl hat einen ande­ ren Winkel und wird daher einmal mehr in seiner Schicht re­ flektiert und verläßt das Element unter einem Winkel, der gegenüber dem Einfallswinkel symmetrisch zur Strahlachse gespiegelt ist. Dieser Effekt führt zwar zu Vertauschungen der Teilstrahlen im austretenden Lichtstrahl, jedoch stört dies die Auswertung am Lichtempfänger 2 nicht. Wichtiger ist, daß, wie einfache geometrische Überlegungen zeigen, alle Teilstrahlen in dem geschichteten Element gemäß Fig. 6 auch bei mehrfacher Reflexion in einer Schicht dieselbe op­ tische Weglänge innerhalb des Elementes zurücklegen, also dieselbe optische Verzögerung erleiden, wie bei einem unge­ teilten Element gemäß Fig. 5, vorausgesetzt, es handelt sich um dasselbe doppelbrechende Material und dieselbe Länge des Elementes in Richtung der strichpunktiert darge­ stellten Strahlachse.

Die Winkel der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Teilstrah­ len zur strichpunktiert dargestellten Strahlachse sind aus Gründen der zeichnerischen Darstellbarkeit stark übertrie­ ben. Tatsächlich liegen die Teilstrahlen alle nahezu pa­ rallel zur Strahlachse. Die Reflexionswinkel innerhalb der Schichten 17 (Fig. 6) sind also sehr groß (fast 90°). Pha­ senfehler bei der Reflexion sind dann vernachlässigbar. Auch hieraus entstehen keine Störungen. Alle Teilstrahlen behalten im wesentlichen dieselbe optische Verzögerung.

Um, wie in Fig. 6 dargestellt, eine gute Reflexion der Teilstrahlen an den Schichtgrenzen zu erreichen, also in­ tensitätsvermindernde Absorption zu vermeiden, sind die je­ weils an den Schichtgrenzen der Schichten 17 vorgesehenen Elektroden 12, 13 bzw. 18, 19 vorteilhaft derart ausgebil­ det, daß sie zu den Schichten 11 bzw. 17 hin hochreflek­ tierend wirken. Die Elektroden können also beispielsweise als Silber- oder Aluminiumschichten ausgebildet sein.

Bei bestimmten Materialien für die doppelbrechenden Schich­ ten kann es erforderlich sein, den Schichtaufbau mit Schichtrichtung quer zum Strahl anzuordnen, also mit elek­ trischen Feldvektoren E in Richtung des Lichtstrahles. Dann müssen die Elektrodenschichten 12, 13 und die gegebenen­ falls vorhandenen Isolierschichten 16 optisch transparent sein.

Claims (6)

1. Optisches Gasanalysegerät mit einem zwischen einer Lichtquelle und einem Lichtempfänger verlaufenden Lichtstrahl, in welchem eine Gasstrecke und ein Kamm­ filter angeordnet sind, welches mindestens ein zwischen zwei Polarisationsfiltern angeordnetes doppelbrechendes Element aufweist, von denen wenigstens ein Element un­ ter angelegter elektrischer Spannung den spektralen op­ tischen Transmissionsverlauf des Kammfilters moduliert, dadurch gekennzeichnet, daß das modulierende Element (7) in einer Richtung quer zur elektrischen Feldstärke (E) in Schichten (11; 17) unterteilt ist, die an den Trennflächen Elektroden (12, 13; 18, 19) aufweisen, die derart spannungsbeaufschlagbar sind, daß in allen Schichten im wesentlichen derselbe Betrag der elektri­ schen Feldstärke (E) herrscht, wobei die Schichten mit ihren Kristallachsen (c) derart orientiert sind, daß die resultierende optische Verzögerung für alle Schich­ ten im wesentlichen gleich ist.

2. Gasanalysegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schichten (11, 17) von gleicher Dicke sind.

3. Gasanalysegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit quer zum Lichtstrahl orientierter elektrischer Feldstärke, dadurch gekennzeichnet, daß Elektroden (12, 13; 18, 19) zum lnneren der Schichten hin optisch reflektierend ausgebildet sind.

4. Gasanalysegerät nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß in allen Schichten (11; 17) die elektrische Feldstärke (E) im wesentlichen dieselbe relative Lage zu den für die elektro-optische Modulation maßgeblichen Kristallachsen des Schicht­ materials besitzt.

5. Gasanalysegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß jeweils aufeinanderfolgende Schichten (17) mit antiparalleler elektrischer Feldstärke (E) beaufschlag­ bar sind.

6. Gasanalysegerät nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß im Lichtstrahl ein die spektrale Kammbreite beschränkendes Bandfilter (6) an­ geordnet ist.