DE3913228C2 - Spektroskopiesystem diffuser Reflexion und Verfahren zum Erhalten eines diffusen Reflexionsspektrums - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Spektroskopie und im einzelnen das Gebiet der Infrarot-Fourier-Transform-Spektroskopie diffuser Reflexion (DRIFT-Spektroskopie).

Die Druckschrift DD 2 59 453 A1 zeigt die spektralanalytische Messung in diffuser Re­ flexion mit Hilfe einer Meßeinrichtung, die aus einem Offaxis-Ellipsoidspiegel und meh­ reren Planspiegeln besteht.

In der Druckschrift G. Kortüm "Reflexionsspektroskopie", Berlin 1969; Kapitel IV sind bereits Grundlagen der Reflexionsspektroskopie zum Messen diffus reflektierter Strah­ lung gezeigt.

Die Druckschrift P. R. Griffiths, J.A. de Haseth "Fourrier Transform Infrared Spectrosco­ py", New York 1986, Seiten 194-201 lehrt bereits Grundlagen der Fourrier transformier­ ten Infrarot-Spektroskopie.

Ein Reflexionsspektrum eines pulverisierten, granulierten Materials oder eines gemahlenen Materials in einem Bindemittel (Matrix) besteht typisch aus zwei verschiedenen spektroskopischen Komponenten, die der Energie entsprechen, welche spiegelnd von der Oberfläche der Probe reflektiert wird, sowie der Energie, welche innerhalb der Probe diffus reflektiert wird. Spiegelnd reflektierte Energie enthält spektroskopische Merkmale, die von der Oberfläche der Probe abgeleitet werden, wobei diese Merkmale häufig in Reaktion auf eine Veränderung an der Oberfläche wechseln. Häufig kön­ nen spiegelnde Reflexionsspektren nicht leicht verglichen werden mit einem Spiegelreflexions-Bezugsspektrum, um ein Probenmaterial zu identifizieren.

Im Gegensatz dazu tritt diffus reflektierte Energie vor der Reflexion in die Probe und/oder die Probenmatrix ein. Die spektroskopischen Merkmale eines diffusen Reflexionsspektrums sind wie die Merkmale eines Transmissionsspektrums eindeutig für ein bestimmtes Material. Das Bezugsspektrum eines Mate­ rials kann für diffuse Reflexion erstellt werden und mit einem bekannten diffusen Reflexionsspektrum verglichen wer­ den, um die Zusammensetzung der Probe zu identifizieren, einschließlich ihrer Komponenten und den Konzentrations-Prozentsätzen dieser Komponenten. Die Probenidentifizierung und/oder die Probenkomponenten-Konzentrationen für diese er­ fordern, daß man das Spektrum diffus reflektierter Energie gesondert von dem Spektrum spiegelnd reflektierter Energie erhält.

Es sind verschiedene spektroskopische Systeme erdacht worden, um die diffuse Komponente eines Reflexionsspektrums von der spiegelnden Komponente zu trennen. Einige dieser spektrosko­ pischen Systeme arbeiten nach dem Apertur-Ausschließungsprin­ zip, das zuerst von Fuller und Griffiths vorgeschlagen worden ist. Das Apertur-Ausschließungsprinzip nimmt an, daß die Oberfläche der Probe dazu neigt, sich wie ein Spiegel zu ver­ halten. Ein wohldefinierter Strahl einfallender Energie strahlt von der Probe gemäß dem Snellschen Gesetz zurück und bildet einen einigermaßen gut definierten Strahl spiegelnd reflektierter Energie. Die spiegelnd reflektierte Energie ist also beschränkt auf einen bekannten Bereich der Apertur eines Sammelspiegels. Es wird als gegeben angenommen, daß Energie in allen anderen Bereichen diffus reflektiert worden ist. Der Bereich der Apertur, der die spiegelnd reflektierte Energie aufweist, wird blockiert, so daß einige oder die gesamte diffus reflektierte Energie zu dem Detektor gelenkt wird.

Das Apertur-Ausschließungsprinzip funktioniert nur, solange sich die Probe wie ein Spiegel verhält. Viele Materialien besitzen aber eine granulierte Oberfläche. Die einfallende Strahlungsenergie strahlt von jedem Korn spiegelnd zurück entsprechend seiner besonderen Orientierung und Größe relativ zu der Wellenlänge der einfallenden Energie. Die kumulative Wirkung spiegelnder Reflexion von sämtlichen Körnern in einem Beleuchtungsbereich ist ein Phänomen, das als Spiegelstreuung (specular scatter) bezeichnet wird. Spiegelstreuung kann spiegelnd reflektierte Energie über alle Reflexionswinkel streuen. Einige Materialien zeigen soviel Spiegelstreuung, daß spiegelnd reflektierte Energie etwa gleichmäßig über alle Reflexionswinkel verteilt ist und daher die spiegelnde Kompo­ nente des Reflexionsspektrums von der diffusen Komponente bei der Apertur des Sammelspiegels untrennbar ist.

Eine Alternative zur Aperturausschließung umfaßt das Plazie­ ren einer Blockiereinrichtung auf oder nahe benachbart der Oberfläche der Probe, um spiegelnd reflektierte Energie aus­ zublenden, wie zum Beispiel gezeigt ist in US-PS 4,661,706, die der Erwerbers der vorliegenden Erfindung besitzt. Ein Strahl einfallender Energie fällt auf die Probe auf einer Seite der Sperre, und diffus reflektierte Energie wird von der anderen Seite der Sperre gesammelt. Die einfallende Ener­ gie muß in die Probe eindringen, um unter die Sperre zu kom­ men und den Detektor zu erreichen. Der Detektor empfängt also nur diffus reflektierte Energie. Versuche haben wiederholt gezeigt, daß die Blockiereinrichtung im wesentlichen die ge­ samte spiegelnd reflektierte Energie aus einem Reflexions­ spektrum entfernt.

Die Blockiereinrichtung weist aber einige Beschränkungen auf. Die Einfallsseite der Sperre sollte mehr Energie diffus reflektieren, da sie mehr Gesamtenergie besitzt. Die Sperre hindert also den größten Teil der diffus reflektierten Ener­ gie daran, den Detektor zu erreichen. Außerdem besteht ein gewöhnlicher Grund dafür, ein Reflexionsspektrum einem her­ kömmlichen Transmissionsspektrum vorzuziehen, darin, daß die Probe für die Quellenenergie undurchlässig ist. Diffuse Re­ flexion tritt also gewöhnlich nur von den Bereichen der Probe ein, die sich nahe der Oberfläche befinden. Die Blockierein­ richtung besitzt daher die unbeabsichtigte Wirkung, den Pro­ benbereich auf einen Bereich zu beschränken, welcher der Sperre benachbart ist. Die relativ niedrige Durchsatzeffi­ zienz und die beschränkte Probengröße, die bei Verwendung der Blockiereinrichtung erhalten werden, sind unerwünschte Merkmale bei einigen Anwendungen wie beispielsweise der Quali­ tätskontrolle, welche die Probenahme makroskopischer Proben ohne Beachtung mikroskopischer Inhomogenitäten umfaßt.

Es besteht ein Bedarf für ein optisches System diffuser Re­ flexion, welches eine hohe Durchsatzeffizienz sowie eine gute Ausschließung spiegelnd reflektierter Energie aufweist von Proben, die Spiegelstreuung zeigen.

Die Erfindung erwägt ein Diffusreflexionssystem, welches ein neues Prinzip von Brennebenenunterscheidung verwendet, um die diffuse Reflexionskomponente eines Reflexionsspektrums zu extrahieren. Viele Proben, die wesentliche Beträge von Spie­ gelstreuung zeigen, besitzen eine wohldefinierte Oberfläche mit vielen kleinen Körnern spiegelnd reflektierenden Mate­ rials. Die Erfindung nimmt also an, daß Spiegelreflexion und Spiegelstreuung in einer wohldefinierten Ebene auftreten wie beispielsweise der Oberfläche einer Probe, und daß diffuse Reflexion von innerhalb der Probe oder der Proben/Matrix-Kom­ bination stattfindet. Für Probenoberflächen mit relativ kleinen Körnern werden die spiegelnd reflektierten und die spiegelnd gestreuten Komponenten des Reflexionsspektrums in einer fernen Feldblendenebene gefiltert, die einer Proben­ bildebene entspricht. Diffuse Energie in dem Probenrefle­ xionsspektrum, welche auszugehen scheint von Bereichen, die nicht durch das Bild des Filters ausgeschlossen werden, wird auf einen Detektor eines Spektrometers gerichtet, beispiels­ weise eines herkömmlichen FT-IR-Spektrometers. Die Wirksam­ keit des Bildebenenfilters bei der Elimination von Spiegel­ streuung hängt ab von dem Ausmaß, in dem Spiegelstreuung beschränkt ist auf eine wohldefinierte optische Ebene an der Oberfläche der Probe, dem Ausmaß, in dem die Energie in die Probe oder die Probenmatrix eindringt, der numerischen Aper­ tur des Beobachtungssystems und der Abbildungsqualität des Beobachtungssystems.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Probe in einer Brennebene eines optischen Systems plaziert. Das optische System bildet ein Bild auf der Oberfläche der Probe, welches optische Information über einen fernen Feld­ blendenfilter oder Strahlteiler umfaßt. Das optische System bildet dann die Oberfläche der Probe auf die ferne Feldblende ab. Spiegelnd reflektierte Energie von der Oberfläche der Probe ist fokussiert und behält daher die Bildinformation über das Bild des Filters. Im Gegensatz dazu ist Energie, die diffus von innerhalb der Probe reflektiert wird, nicht fokus­ siert und breitet sich über die Feldblende aus. Unter der Annahme, daß die Energie von der Oberfläche der Probe spie­ gelnd reflektiert wird und die Energie von innerhalb der Probe diffus reflektiert wird, wird die spiegelnde Komponente des Reflexionsspektrums räumlich beschränkt auf bestimmte Wahlbereiche oder Streifen, wo sie ausgeschlossen wird, zum Beispiel, indem sie zu der Quelle zurück reflektiert wird. Ein Teil der diffus reflektierten Energie, die nicht auf diese Wahlbereiche beschränkt ist, wird durch den Feldblen­ denfilter auf den Detektor gerichtet.

Der Feldblendenfilter kann einen Reflexionsbereich-Strahltei­ ler umfassen mit einer Anordnung reflektierender Oberflächen mit reflektierenden "Inseln", die zum Beispiel ein Gitter reflektierender flacher Drähte oder reflektierender Flächen umfassen. Die reflektierenden Oberflächen, welche die ein­ fallende Energie von der Quelle empfangen, brauchen keine besondere Symmetrie bezüglich der optischen Achse des opti­ schen Systems aufzuweisen. Das optische System bildet die Einfalls-Reflexionsbereiche des Filters auf die Probe ab und bildet von der Probe reflektierte Energie auf den Filter ab. Von der Oberfläche der Probe spiegelnd reflektierte Strah­ lungsenergie ist fokussiert und fällt zurück auf die Einfalls-Reflexionsbereiche des Filters, um aus dem System ausgeschieden zu werden. Ein Teil der von innerhalb der Probe diffus reflektierten Strahlungsenergie ist nicht fokussiert. Also füllt ein Teil dieser defokussierten, diffus reflektierten Energie Bereiche zwischen den Einfalls-Refle­ xionsbereichen des Filters. Die räumliche Trennung der Kompo­ nenten des Reflexionsspektrums bei dem Feldblendenfilter gestattet es, die defokussierte, diffus reflektierte Energie auf einen Detektor zu richten.

Das optische System kann auch einen ersten Feldblenden-Gitter­ filter, einen Brechungs-Strahlteiler und einen zweiten Gitterfilter umfassen. Der erste Gitterfilter ist das Negativ des zweiten Gitterfilters, was bedeutet, daß Energie, die durch den ersten Filter durchgeht und durch den übrigen Teil des optischen Systems fokussiert bleibt, durch den zweiten Filter blockiert wird. Das optische System bildet ein Bild auf der Oberfläche der Probe, welches optische Information über den ersten Gitterfilter umfaßt. Das optische System bil­ det dann die Oberfläche der Probe auf den zweiten Gitterfil­ ter ab. Spiegelnd reflektierte Energie von der Probe ist fokussiert und wird also durch den zweiten Filter blockiert, wogegen diffus reflektierte Energie von der Probe den zweiten Filter passiert zu einem Detektor.

Die Einfalls-Reflexionsbereiche oder Einfalls-Gitterdurch­ laßbereiche sind nahe beieinander angeordnet, um eine flache Probenbildebene besser zu definieren. Um bedeutende Beugungs­ effekte zu vermeiden, muß aber der Abstand zwischen Refle­ xionsbereichen oder Gitterbereichen größer sein als X, wobei X = LRS = 0,61 l/NA. In dieser Gleichung ist LRS die kleinste auflösbare Trennung, l die Wellenlänge der Energie und NA die numerische Apertur des optischen Systems. Die re­ lative Größe und Abstandsteilung der Reflexionsbereiche kann mit der Körnigkeit der Probe zunehmen, um teilweise die rau­ here Oberfläche einer körnigen Probe auszugleichen und dabei noch in der Lage zu sein, die meiste Spiegelstreuung aus dem System zu eliminieren durch Rückreflexion von den größeren Reflexionsbereichen.

Durch Verwendung eines oder mehrerer ferner Feldblendenfilter zur Trennung der diffus reflektierten Energie von der spie­ gelnd reflektierten Energie in dem Reflexionsspektrum hat die Erfindung den Effekt der Morphologie oder mikroskopischen Geografie der Probe oder der Probenmatrix eliminiert. Die Er­ findung erfordert nicht, daß die Probe für die vorzunehmende Analyse erwärmt, gemischt, gerührt oder auf irgendeine Art behandelt wird.

Die Erfindung erwägt ferner Großbereichs-Probenprüfung, um die Wirkungen lokalisierter Heterogenitäten zu vermindern und den Rauschabstand des resultierenden Spektrums zu verbessern. Die Größenbemessung wird ganz einfach erzielt durch Vergröße­ rung des Fokusbereichs an der Oberfläche der Probe. Ein Fokusbereichsdurchmesser von 1 mm bis 25 mm wird für beson­ ders nützlich gehalten für Infrarotmessungen von Substanzen in einer Qualitätskontrollumgebung. Die Erfindung ist aber nicht auf diesen Fokusbereichsdurchmesser beschränkt und ist in Verbindung mit einem IR-Mikroskop-Zusatzgerät verwendet worden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1a schematisch ein optisches System diffuser Refle­ xion, welches einen Facetten-Strahlteiler bei einer Feldblende verwendet, um die spiegelnde Komponente eines Diffusreflexionsspektrums auszufiltern;

Fig. 1b eine vergrößerte Detailansicht des Facetten-Strahl­ teilers von Fig. 1 zur Erläuterung der Energieein­ gabe, der Energieausgabe und der Reflexionsmuster der Sägezahn-Reflexionsflächen des Facetten-Strahl­ teilers;

Fig. 1c einen stark vergrößerten Aufriß eines Probenbe­ reichs mit unregelmäßiger körniger Oberfläche in der Probenebene des optischen Systems zur schemati­ schen Darstellung von Eingangsenergie, die spie­ gelnd reflektiert wird, von Eingangsenergie, die spiegelnd gestreut wird, und Eingangsenergie, die diffus reflektiert wird von der Probe;

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform des in Fig. 1 gezeigten Systems, die ein vereinfachtes Optik­ system zum Zweck der Makroprobenprüfung umfaßt;

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform des in Fig. 2 gezeigten optischen Systems diffuser Reflexion, worin der Facetten-Strahlteiler ersetzt ist durch einen Reflexionsbereich-Strahlteiler;

Fig. 3a einen Aufriß eines Drahtgitters, das als Filter in der Feldblendenebene in der Ausführung von Fig. 3 verwendet wird; und

Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform des in Fig. 1 gezeigten Systems, die einen ersten und einen zwei­ ten fernen Feldblendenfilter und einen Brechungs-Strahlteiler umfaßt.

Fig. 1a zeigt eine Ausführungsform eines Spektroskopie­ systems diffuser Reflexion, das allgemein mit dem Bezugszei­ chen 1 bezeichnet ist, welches einen Filter oder eine Maske bei einer Feldblende verwendet. Das System umfaßt eine Ener­ giequelle 2, die einen Energiestrahl 3 durch das System richtet. Die Begriffe Energie und Energiestrahl, wie sie hier benutzt werden, umfassen Energien verschiedener Wellenlängen von sichtbarem Licht bis zu dem Strahlungsenergiespektrum, wobei infrarote Energie bevorzugt wird.

Der Energiestrahl 3 wird von einem konkaven Transferspiegel 4 auf einen Brennpunkt in einer Feldblendenebene 5 reflektiert. Ein allgemein mit dem Bezugszeichen 6 bezeichneter Filter ist in der Feldblendenebene 5 angeordnet. Wie unten im einzelnen besprochen, ist der Filter 6 vorzugsweise ein Facetten-Strahl­ teiler mit Eingangsflächen, welche die einfallende Energie in beabstandeten Streifen in der Normalenrichtung von der Feldblendenebene reflektieren. Ein Kondensorlinsen-Spie­ gelsystem 8 fokussiert die räumlich gestreifte Energie auf eine ferne Bildebenenmaske 9. Die von der fernen Bildebenen­ maske 9 ausgehende Energie tritt in eine Cassegrain-Linse ein, die allgemein mit 10 bezeichnet ist. Die Cassegrain-Linse 10 umfaßt einen Sekundärspiegel 12 und einen Hauptspie­ gel 13, die dazu dienen, die einfallende Energie auf einen Probenbereich 14 auf der Probenebene 15 zu fokussieren.

Die Probe 14 umfaßt ein granuliertes Pulvermaterial oder ein gemahlenes Material in einer Grundmasse (Matrix). Die Probe kann ein einzelnes Material sein oder kann aus einer Anzahl von Bestandteilen oder Komponentenmaterialien bestehen. Die Probe muß nicht speziell behandelt oder gemischt werden, sondern kann statt dessen zur Analyse in ihrem unbehandelten Zustand auf der Probenebene plaziert werden.

Die von dem Probenbereich spiegelnd reflektierte Energie wird zurückgeführt und abgebildet auf die ferne Bildebenenmaske 9 und den Filter 6. Wie unten erläutert, reflektiert der Filter 6 fokussierte, spiegelnd reflektierte Energie auf den Trans­ ferspiegel 4 zurück, wogegen er defokussierte, vorwiegend diffus reflektierte Energie über einen konkaven Transferspie­ gel 17 zu einem Detektor 16 lenkt. Der Detektor 16 empfängt die diffus reflektierte Energie und verwandelt sie in spek­ troskopische Daten über den Probenbereich, wobei die Daten dem Forscher in dem Datenterminal 18 zur Verfügung stehen. Aus diesen Daten der diffusen Reflexion kann der Forscher die Zusammensetzung der Probe und ihrer Bestandteile identifizie­ ren, einschließlich der Konzentrations-Prozentsätze dieser Bestandteile.

In Betrieb wird das Bild der Einfalls-Reflexionsfläche des Facetten-Strahlteilers oder Filters 6 in der Feldblendenebene 5 räumlich definiert oder abgebildet in der Bildebenenmaske 9, bevor es auf die Probe 14 in der Probenebene 15 abgebildet wird. Die Energie bildet eine ungerade Zahl von Bildebenen, so daß Energie, die spiegelnd von der Probe 14 reflektiert wird, zu der Einfallsfläche des Facetten-Strahlteilers zu­ rückkehrt, von welcher sie ursprünglich reflektiert wurde. Die von dem Probenbereich 14 zurückgeführte fokussierte Ener­ gie wird also durch den Facetten-Strahlteiler 6 zu der Ener­ giequelle 2 zurück reflektiert. Einige von der Probe zurückgeführte defokussierte Energie ist in Streifen zwischen den Einfallsflächen oder Eingangsflächen des Facetten-Strahl­ teilers enthalten und trifft also andere Ausgangsflächen des Facetten-Strahlteilers 6 zur Reflexion dieser defokussierten Energie zu dem Detektor 16.

Fig. 1b trägt bei zum Verständnis des Aufbaus und der Wirkungsweise des Facetten-Strahlteilers 6. Der Facetten-Strahl­ teiler 6 umfaßt einen Körper 20 mit einer Sägezahnkante oder einem Querschnitt, der eine Mehrzahl paralleler Ein­ gangsflächen 21 und eine Mehrzahl paralleler Ausgangsflächen 22 bildet. Die Eingangsflächen 21 sind unter einem Winkel θ₁ zu der Normalen der Feldblendenebene 5 geneigt, wogegen die Ausgangsflächen 22 entgegengesetzt unter einem Winkel θ₂ zu der Normalen geneigt sind.

Die ankommende Einfallsenergie bildet einen Winkel Φ zu der Feldblendenebene 5. Der einfallende Energiestrahl von der Energiequelle 2 trifft auf die reflektierenden Oberflächen jeder einzelnen Eingangsfläche 21 in dem Strahlenweg. Der Winkel Φ der Einfallsenergie und der Eingangsflächenwinkel θ₁ werden so gewählt, daß die Strahlungsenergie von den Ein­ gangsflächen 21 in einer Richtung entlang dem optischen Weg des Systems reflektiert wird. Da die Einfallsenergie auf eine Mehrzahl beabstandeter paralleler Eingangsflächen 21 trifft, verläßt die normal reflektierte Energie den Facetten-Strahl­ teiler in einem Muster allgemein paralleler Energiestreifen, die schematisch in schraffierten Streifenbereichen 23 darge­ stellt sind. Die Energiestreifen 23 sind durch Streifen 24 ohne Energie von der Energiequelle getrennt, wobei die Strei­ fen 24 auf die Ausgangsflächen 22 ausgerichtet sind, welche wegen ihrer Orientierung keine Energie von der Energiequelle reflektieren.

Das Bild des Facetten-Strahlteilers 6 wird durch die ein­ fallenden Energiestreifen 23 auf die Probe in der Probenebene 15 projiziert. Das Strahlteilerbild umfaßt eine Reihe von Energiestreifen, die den Reflexionsoberflächen jeder Ein­ gangsfläche 21 des Facetten-Strahlteilers entsprechen.

Fig. 1c trägt bei zum Verständnis der Wechselwirkung der Strahlungsenergie mit der Probenoberfläche einer diffus re­ flektierenden Probe, welche Spiegelstreuung zeigt. Es ist eine körnige Probenoberfläche mit einer unregelmäßigen Ober­ flächenkontur 25 des Typs gezeigt, den man bei diffus reflek­ tierendem Material antrifft.

Einfallende Energiestreifen 23a-d würden in der Probenbrennebene wie von einem Spiegel reflektiert, um Ener­ giestreifen 23a′-d′ zu bilden, wenn nicht Oberflächenunste­ tigkeiten oder -unregelmäßigkeiten vorhanden wären, die durch die körnige Beschaffenheit der Probe eingeführt werden. Die einfallenden Energiestrahlen streuen teilweise deshalb, weil sie von der profilierten Oberfläche jedes Kornes nahe der Brennebene unregelmäßig reflektiert werden, wie durch Strah­ len 23a′′-d′′ erläutert. Da aber die Körner normalerweise relativ klein sind, treten die spiegelgestreuten Reflexionen an den Körnern normalerweise ziemlich nahe der Proben­ brennebene auf. An sich und wegen der relativen Größe und Teilung der Eingangsflächen 21 ist die spiegelgestreute Energie 23a′′-d′′ noch hauptsächlich scharf eingestellt auf das optische System. Die spiegelnd reflektierte Energie 23a′-d′ und die spiegelnd gestreute Energie 23a′′-d′′ behalten wegen der Scharfeinstellung die Information über das Bild des Strahlteilers bei der Probe und kehren also zu dem Strahlteiler in Bändern 23a′-d′ zurück, um auf die gleichen Eingangsflächen 21 des Strahlteilers zu treffen. Die spie­ gelnden Reflexionen, die von der Oberfläche der Probe 14 zurückkehren, werden durch die Eingangsflächen 21 zu der Energiequelle 2 zurück reflektiert, um wirksam aus dem System ausgeschieden oder gefiltert zu werden.

Ein Teil der Einfallsenergie 23a-d kann die Oberfläche der Probe 14 durchdringen und in diese Probe eindringen, bevor die Energie aus der Probe nach außen zurück reflektiert wird, wie schematisch bei 23a′′′-d′′′ dargestellt. Die diffuse Reflexionsenergie 23a′′′-d′′′ wird über den gesamten Lichtweg gestreut, während sie durch das optische System zu dem Facet­ ten-Strahlteiler zum Filtern zurückkehrt. Also wird ein Teil der diffus reflektierten Energie von der Probenfläche zu dem Facetten-Strahlteiler 6 in den Streifen 24 zwischen den fo­ kussierten Energiestreifen 23 zurückkehren. Diese defokus­ sierte diffus reflektierte Energie in den Bändern 24 scheint von Oberflächenbereichen auszugehen, die nicht durch das Bild des Filters bei der Probe ausgeschlossen sind. Diese defokus­ sierte oder gefilterte Energie trifft auf Ausgangsflächen 22 auf dem Facetten-Strahlteiler und wird auf den Detektor 16 gerichtet. Also trennt oder filtert der Facetten-Strahlteiler danach, von wo die Energie ausgeht relativ zu dem fokussier­ ten Bild des Facetten-Strahlteilers in der Probenebene 15, so daß nur die defokussierte, vermutlich diffus reflektierte Strahlungsenergie zu dem Detektor 16 reflektiert wird.

Die relative Effizienz der Erfindung beim Trennen der spiegelnden oder gerichteten und der diffusen Komponenten des Reflexionsspektrums von der Probe hängt ab von den Abständen der Flächen 21 und 22 auf dem Facetten-Strahlteiler 6 relativ zu der Eindringtiefe der Energie bei dem Probenbereich im Vergleich zu dem fokussierten Bild des Facetten-Strahlteilers in der Probenebene 15. Ein Probenbereich mit einer seichten Energie-Eindringtiefe erfordert, daß die Flächen 21 und 22 auf dem Facetten-Strahlteiler 6 nahe beieinander plaziert werden, so daß die Oberfläche des Probenbereichs fast gleich­ mäßig mit Energie versorgt wird. Im Gegensatz dazu sollte ein Probenbereich, welcher eine große Energie-Eindringtiefe besitzt, größere Flächen 21 und 22 aufweisen, die durch größere Abstände getrennt sind.

Die obere Grenze für den Abstand der Flächen des Facetten-Strahl­ teiler 6 wird durch Überlegungen zur Konstruktion und zur Probenahme bestimmt. Zum Beispiel sollten die Größe und Trennung der Flächen 21 und 22 des Facetten-Strahlteilers 6 zu der Wellenlänge der Einfallsenergie korreliert sein. Fer­ ner sollten die Flächen 21 und 22 durch einen ausreichenden Abstand getrennt sein, damit der Facetten-Strahlteiler 6 keine bedeutenden Beugungseffekte erzeugt.

Der Ort der Probe ist besonders kritisch, insofern die Probenoberfläche bei einem qualitativ hochwertigen optischen Brennpunkt gelegen sein muß. Ein Verfahren zum Positionieren der Probe bei einem guten Brennpunkt besteht darin, sichtba­ res Licht entlang einem Teil des gleichen optischen Weges wie die Probenenergie zu richten und das in Fig. 1a gezeigte vi­ suelle Beobachtungssystem zu verwenden, um dieses sichtbare Licht auf die Probenebene 15 zu fokussieren.

In dieser Hinsicht wird ein Abschnitt eines Strahls sichtba­ ren Lichtes 27 von einer Lampe 28 reflektiert von einem Bre­ chungs-Strahlteiler 29 auf einen schwenkbaren Spiegel 30. Wenn der schwenkbare Spiegel 30 in den optischen Weg der Energie geschwenkt wird, wie durch die gestrichelte Linie 30a dargestellt, wird die Energie von der Energiequelle 2 gesperrt, und sichtbares Licht von der Lampe 28 wird von dem Spiegel 29 reflektiert. Dieses reflektierte sichtbare Licht wird in der fernen Bildebenenmaske 9 fokussiert, so daß der Sekundärspiegel 12 und der Hauptspiegel 13 das sichtbare Licht auf die gleiche Probenebene fokussieren, auf welche die Strahlungsenergie in dem Probenprüfmodus fokussiert wird. Ein Teil des reflektierten Lichtes durchläuft den Brechungs-Strahl­ teiler 29 zu einem Spiegel 31, wo er mit einem Okular 32 beobachtet werden kann. In dem Betrachtungs-Modus mit sichtbarem Licht kann der Benutzer die Bildebenenmaske 9 ver­ stellen, um die Größe der Öffnung bei der fernen Bildebene zu variieren und damit die Größe des untersuchten Oberflächenbe­ reichs zu steuern, und kann die Probenebene vertikal verstel­ len, um das optische System zur anschließenden Probenprüfung mit Strahlungsenergie scharfzustellen.

Es versteht sich, daß das in Figur Ia gezeigte optische System entweder ein Probenahmesystem mit niedriger Vergröße­ rung oder ein Mikroskop mit hoher Vergrößerung umfassen kann.

Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Ausführung des in Fig. 1 gezeigten Systems, welche besonders gut geeignet ist zur Makro-Stichprobenprüfung von Probenflächenbereichen zu Quali­ tätkontrollzwecken. Die Bauelemente der Ausführung in Fig. 2, welche den Bauelemente der Ausführung in Fig. 1 gleich sind, sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Wie ein Vergleich der gemeinsamen Bezugszeichen zeigt und wie nachfolgend im einzelnen beschrieben, ist das Spektroskopie­ system diffuser Reflexion in Fig. 2 der Ausführung in Fig. 1 sehr ähnlich, abgesehen davon, daß die ferne Bildebenen­ maske und zugehörige Linsen eliminiert sind und das sichtbare Betrachtungssystem vereinfacht ist.

In Fig. 2 fokussiert der konkave Transferspiegel 4 Energie von der Energiequelle 2 auf die Eingangsflächen des Facetten-Strahl­ teilers 6. Der Sekundärspiegel 12 richtet die von dem Facetten-Strahlteiler 6 reflektierte Energie auf den Haupt­ spiegel 13. Der Hauptspiegel 13 bildet ein Bild des Facetten-Strahl­ teilers 6 auf der Probe 14 in der Probenebene 15.

Der Hauptspiegel 13 sammelt die von der Probe 14 reflektierte Energie, so daß sie durch den Sekundärspiegel 12 zu dem Facetten-Strahlteiler 6 zurückgeführt wird. Der Facetten-Strahl­ teiler 6 trennt die spiegelnd reflektierte Energie von der Probe 14 von Energie, die von innerhalb der Probenbe­ reichs-Oberfläche diffus reflektiert wird, wie oben erläu­ tert. Die Eingangsflächen 21 des Facetten-Strahlteilers führen fokussierte Energie, die von der Probe spiegelnd reflektiert wird, zu der Energiequelle zurück, wogegen die Ausgangsflächen 22 des Facetten-Strahlteilers unfokussierte Energie, die von der Probe reflektiert wird, über den konka­ ven Transferspiegel 17 auf den Detektor 16 richten.

Das in Fig. 2 gezeigte Makroprüfsystem kann auch Mittel zum automatischen Positionieren einer Mehrzahl von Proben 14 in dem Brennpunkt des Hauptspiegels 13 umfassen. Zum Beispiel können Proben 14 sequentiell in Stellung gebracht werden auf einer endlosen Bahn oder einem Förderer, der eine Mehrzahl von Probenhaltern umfaßt.

Das optische System des in Fig. 2 gezeigten Makroprüfgeräts kann in einem Betrachtungs-Modus mit sichtbarem Licht fokus­ siert werden. Das Betrachtungssystem mit sichtbarem Licht umfaßt eine Lampe 28, die einen sichtbaren Lichtstrahl 27 er­ zeugt, welcher durch den Brechungs-Strahlteiler 29 entlang dem optischen Weg der Strahlungsenergie reflektiert wird. Das Okular 32 ist in axialer Ausrichtung auf diesen optischen Weg positioniert. Die Probenebene 15 kann visuell beobachtet wer­ den durch Schwenken oder Verschieben des Facetten-Strahltei­ lers 6 aus dem optischen Weg des Okulars 32. Der sichtbare Lichtstrahl 27 wird von dem Brechungs-Strahlteiler 29 reflek­ tiert zu der Probenebene 15 und kehrt durch den Brechungs-Strahl­ teiler 29 zu dem Okular 32 zurück. Alternativ kann die Quelle sichtbaren Lichts zwischen dem Hauptspiegel und der Probe plaziert werden, so daß das Okular 32 ein Dunkelfeld­ bild der Probenebene 15 erhält. Das ausgerichtete Okular 32 gestattet das Ausrichten und Fokussieren der Probenebene 15 und der Probe 14 darauf in dem Brennpunkt des Hauptspiegels 13.

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführung des in Fig. 2 ge­ zeigten Spektrometergerätes diffuser Reflexion, welches eine andere Art Filter oder Maske in der Feldblendenebene verwen­ det. Transferspiegel 35 und 36 richten Strahlungsenergie 3 von der Energiequelle 2 auf einen Brennpunkt bei einem Filter 37 wie beispielsweise einem "Insel"-Strahlteiler oder Draht­ gitter. Der Filter 37 kann zahlreiche Formen annehmen mit unterschiedlichen Mustern reflektierender Oberflächen oder unterschiedlichen Mustern reflektierender Oberflächenbe­ reiche, die mit durchlässigen Flächenbereichen oder offenen Bereichen gekoppelt sind. Wie zum Beispiel in Fig. 3a ge­ zeigt, kann der Filter 37 ein Kreuzgitter reflektierender Drähte 38 aufweisen, die ein Muster offener durchlässiger Bereiche 39 definieren. Die reflektierenden Drähte 38 sind analog den Eingangsflächen 21 auf dem Facetten-Strahlteiler 6, während die offenen durchlässigen Bereiche 39 den Aus­ gangsflächen 22 analog sind.

Die in gemusterten Streifen von dem Filter 37 reflektierte Einfallsenergie tritt in den Sekundärspiegel 12 und den Hauptspiegel 13 der Cassegrain-Linse 10 ein, um den divergie­ renden Strahl gestreifter Strahlungsenergie in der Proben­ ebene 15 zu fokussieren. Ein fokussiertes Bild des Filters 37 wird in der Probenebene 15 gebildet durch die auf die Probe 14 auftreffende Energie.

Einfallende Strahlungsenergie, die von der Probe 14 in der Probenebene 15 spiegelnd reflektiert wird, wird auf die Re­ flexionsbereiche des Filters 37 abgebildet, so daß es aus dem System verloren geht, indem es zurück zu der Energiequelle 2 reflektiert wird. Wie oben beschrieben, ist ein Teil der einfallenden Strahlungsenergie, die von der Probe diffus re­ flektiert wird, nicht auf den Brennpunkt eingestellt und läuft zwischen den reflektierenden Bereichen des Filters 37 zu dem Spiegel 40. Transferspiegel 41 und 42 richten die dif­ fus reflektierte Strahlungsenergie von dem Spiegel 40 auf den Detektor 16. Der Reflexionsbereichsteiler oder Filter 37 funktioniert im wesentlichen auf die gleiche Art wie der re­ flektierende Facetten-Strahlteiler in Fig. 1a, abgesehen davon, daß die diffus reflektierte Strahlungsenergie zwischen den Reflexionsbereichen durchläuft, anstatt von den Ausgangs­ flächen mit reflektierenden Oberflächen reflektiert zu wer­ den.

Die Ausführung in Fig. 3 besitzt auch ein Betrachtungs- und Fokussiersystem mit sichtbarem Licht, wie in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben, und umfaßt eine Lampe 28, einen Bre­ chungs-Strahlteiler 29 und ein Okular 32, die axial ausge­ richtet sind auf den optischen Weg. Wenn der Spiegel 40 und der Filter 37 aus dem Weg geschwenkt oder verschoben werden, wird sichtbares Licht durch die Cassegrain-Linse 10 auf die Probe 14 fokussiert, wobei das Probenbild in dem Okular 32 betrachtet wird, um eine Verstellung der Probenebene 15 zu ermöglichen und damit das optische System scharfzustellen.

Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführung des in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Spektrometergerätes diffuser Reflexion, welches zwei Filter bei zwei diskreten Feldblendenebenen und einen Brechungs-Strahlteiler verwendet. Transferspiegel 44 und 45 richten Strahlungsenergie 3 von der Energiequelle 2 auf einen Brennpunkt bei einer ersten fernen Feldblendenebene 47. Ein erster Filter 48 ist in der Feldblendenebene in dem optischen Weg des System positioniert. Der erste Filter 48 umfaßt ein Gitter mit gekreuzten reflektierenden Drähten 38, welche offene durchlässige Bereiche 39 dazwischen definieren, wie in Fig. 3a gezeigt.

Die Strahlungsenergie, die auf das reflektierende Drahtgitter auftrifft, wird aus dem System ausgeschieden. Die Energie, die durch die offenen oder durchlässigen Bereiche 39 in dem ersten Gitterfilter 48 hindurchgeht, wird in diskreten Ener­ giestreifen auf einen Brechungs-Strahlteiler 49 gerichtet. Die von dem Brechungs-Strahlteiler 49 reflektierten ein­ fallenden Energiestreifen treten in den Sekundärspiegel 12 und den Hauptspiegel 13 der Cassegrain-Linse 10 ein, um die gestreifte Strahlungsenergie bei der Probe 14 in der Proben­ ebene 15 zu fokussieren. Ein fokussiertes Bild des ersten Filters 48 wird in der Probenebene 15 gebildet durch die Energie, die auf die Probe 14 auftrifft.

Der Hauptspiegel 13 sammelt die von der Probe 14 reflektierte Energie, so daß sie durch den Sekundärspiegel 12 zu dem Bre­ chungs-Strahlteiler zurückgeführt wird. Ein Teil der von der Probe 14 reflektierten Energie passiert den Brechungs-Strahl­ teiler 49 zu einem zweiten Drahtgitter-Filter 50, der in einer zweiten fernen Feldblendenebene 51 positioniert ist. Der zweite Drahtgitter-Filter 50 ist im gleichen Abstand von dem Brechungs-Strahlteiler 49 positioniert wie der erste Fil­ ter 48. Der zweite Filter 50 ist ein Negativ des ersten Filters 48 oder ein Komplement zu diesem, was bedeutet, daß Energie, die durch den ersten Filter durchgeht und durch den übrigen Teil des optischen Systems fokussiert bleibt, durch die reflektierenden Drähte des zweiten Filters 50 blockiert wird.

Wie oben besprochen, bleibt die von der Probe 14 spiegelnd gestreute und spiegelnd reflektierte Energie fokussiert und wird aus dem System ausgeschieden, indem sie von dem Draht­ gitter 38 des zweiten Filters 50 reflektiert wird. Die diffus reflektierte Energie von der Probe 14 wird über das gesamte Reflexionsspektrum ausgebreitet, wobei diese diffus reflek­ tierte Energie positioniert ist zwischen den Streifen fokus­ sierter Energie, welche die offenen oder durchlässigen Bereiche 39 des zweiten Filters 50 zu einem schwenkbaren Spiegel 52 passiert. Transferspiegel 54 und 55 richten die diffus reflektierte Strahlungsenergie von dem schwenkbaren Spiegel 52 auf den Detektor 16.

Die Ausführungsform in Fig. 4 besitzt auch ein Betrachtungs- und Fokussiersystem mit sichtbarem Licht, wie in Verbindung mit den Fig. 2 und 3 beschrieben. Das System mit sicht­ barem Licht umfaßt eine Lampe 28, einen Brechungs-Strahltei­ ler 29 und ein Okular 32, die axial ausgerichtet sind auf den optischen Weg. Wenn der Spiegel 52 aus dem optischen Weg ge­ schwenkt wird, wird sichtbares Licht durch die Cassegrain-Linse 10 auf die Probe 14 fokussiert, wobei das Probenbild in dem Okular 32 betrachtet wird, um eine vertikale Verstellung der Probenebene 15 zu ermöglichen und damit das optische System scharfzustellen.

In der vorgehenden Beschreibung sind die Prinzipien, bevor­ zugten Ausführungsformen und Betriebsweisen beschrieben worden. Es soll aber nicht so ausgelegt werden, daß die zu schützende Erfindung auf diese besonderen Formen beschränkt sein soll, da diese nur als Erläuterung anzusehen sind. Abwandlungen und Veränderungen können von dem Fachmann vorge­ nommen werden, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen. Zum Beispiel könnten alle optischen Systeme umgekehrt werden, wobei die einfallende Energie von unten statt von oben auf die Probe auftrifft. In solchem Fall würde die Probe durch ein energiedurchlässiges Fenster von unten gehalten. Diese Orientierung kann einige Vorteile mit sich bringen wie zum Beispiel die Möglichkeit, eine kleinere Probenmenge zur Durchführung der Analyse zu verwenden. Dementsprechend ist die obige detaillierte Beschreibung als beispielhaft anzuse­ hen und nicht als Beschränkung des Rahmens und des Gedankens der Erfindung, welche in den Ansprüchen dargelegt sind.

Claims (15)

1. Spektroskopiesystem diffuser Reflexion, gekennzeichnet durch eine Energiequelle (2), eine Probe (14) in einer Probenebene (15), eine Einrichtung zum Richten der Energie von der Energiequelle (2) auf einen Brennpunkt in einer Feld­ blendenebene (5), einen Filter (6) in der Feldblendenebene (5), der dazu dient, die Energie von der Energiequelle (2) zu der Probe (14) hin zu reflektieren in räumlich getrennten Energiestreifen (23), sowie eine Einrichtung, die dazu dient, die Energiestreifen (23) auf die Probe (14) in der fokussier­ ten Probenebene (15) zu richten, um ein Bild des Filters (6) in der Probenebene (15) zu bilden, und von der Probe (14) re­ flektierte Energie zu dem Filter (6) zurückzuführen, wobei der Filter (6) dazu dient, spiegelnd reflektierte fokussierte Energie von der Probe (14) aus dem System herauszulenken und diffus reflektierte, unfokussierte Energie von der Probe (14) zu einem Detektor (16) zu lenken.

2. Spektroskopiesystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Filter (6) ein Strahlteiler mit einem säge­ zahnförmigen Querschnitt ist, der eine Mehrzahl paralleler reflektierender Eingangsflächen (21) bildet, die in einer Richtung geneigt sind, sowie eine Mehrzahl paralleler reflek­ tierender Ausgangsflächen (22), die in einer anderen Richtung geneigt sind, wobei die Eingangsflächen (21) die Energie von der Energiequelle (2) reflektieren, um die Energiestreifen (23) zu bilden, und die von der Probe (14) spiegelnd reflek­ tierte fokussierte Energie aus dem System heraus reflektie­ ren, und wobei die Ausgangsflächen (22) die von der Probe (14) diffus reflektierte unfokussierte Energie zu dem Detektor (16) reflektieren.

3. Spektroskopiesystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Filter (37) ein Muster reflektierender und nichtreflektierender Bereiche (38, 39) aufweist, wobei die re­ flektierenden Bereiche (38) des Strahlteilers (37) die Energie von der Energiequelle (2) reflektieren, um die Ener­ giestreifen zu bilden, und die von der Probe (14) spiegelnd reflektierte fokussierte Energie aus dem System heraus re­ flektieren, und wobei die nichtreflektierende Bereiche (39) die von der Probe (14) diffus reflektierte, unfokussierte Energie zu dem Detektor (16) durchlassen.

4. Spektroskopiesystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Energiequelle (2) Strahlungsenergie liefert und die Einrichtung zum Richten und Zurückführen eine Cassegrain-Linse (10) umfaßt, die benachbart der Probenebene (15) positioniert ist.

5. Spektroskopiesystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Kondensorlinse (8), die dazu dient, die Strah­ lungsenergiestreifen (23) auf eine ferne Bildebene zwischen dem Filter (6) und der Cassegrain-Linse (10) zu fokussieren.

6. Spektroskopiesystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Betrachtungssystem mit sichtbarem Licht mit einer Quelle (28) sichtbaren Lichtes (27), einer Einrichtung (29, 30) zum Richten des sichtbaren Lichtes (27) entlang einem optischen Weg auf die Probe (14), welcher dem Weg der Strah­ lungsenergie entspricht, und eine Betrachtungseinrichtung (32) zum Betrachten eines Bildes der Probe (14) in sichtbarem Licht entlang dem optischen Weg zum Zweck der Fokussierung oder Positionierung.

7. Spektroskopiesystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Betrachtungssystem mit sichtbarem Licht mit einer Quelle (28) sichtbaren Lichtes (27), einer Einrichtung (29, 30) zum Richten des sichtbaren Lichtes (27) entlang einem optischen Weg auf die Probe (14), welcher dem Weg der Strah­ lungsenergie entspricht, und eine Betrachtungseinrichtung (32) zum Betrachten eines Bildes der Probe (14) in sichtbarem Licht entlang dem optischen Weg zum Zweck der Fokussierung oder Positionierung.

8. Spektroskopiesystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Maske (9) in der fernen Bildebene, wobei die Maske (9) in dem Betrachtungsmodus mit sichtbarem Licht verstellt wird, um auf einen Oberflächenbereich der Probe (14) zu zielen zur Strahlungsenergie-Probenprüfung.

9. Spektroskopiesystem diffuser Reflexion, gekennzeichnet durch eine Energiequelle (2), eine Probe (14) in einer Pro­ benebene (15), eine Einrichtung zum Richten der Energie von der Energiequelle (2) auf einen Brennpunkt in einer ersten Feldblendenebene (47), einen ersten Filter (48) in der ersten Feldblendenebene (47), der dazu dient, die Energie von der Energiequelle (2) zu der Probe (14) hin zu reflektieren in räumlich getrennten Energiestreifen, eine Einrichtung, die dazu dient, die Energiestreifen auf die fokussierte Proben­ ebene (15) zu richten, um ein Bild des ersten Filters (48) in der Probenebene (15) zu bilden, und von der Probe (14) re­ flektierte Energie zu einem zweiten Filter (50) in einer zweiten Feldblendenebene (51) zurückzuführen, wobei der zweite Filter (50) dazu dient, spiegelnd reflektierte fokus­ sierte Energie von der Probe (14) aus dem System herauszulen­ ken und diffus reflektierte unfokussierte Energie von der Probe (14) zu einem Detektor (16) zu lenken.

10. Spektroskopiesystem nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste und der zweite Filter (48, 50) Draht­ gitter mit entgegengesetzten Reflexions- und Durchlaßmustern sind, so daß der zweite Filter ein Komplement des ersten Fil­ ters (48) ist.

11. Spektroskopiesystem nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung zum Richten und Zurückführen einen Brechungs-Strahlteiler (49) und eine Cassegrain-Linse (10) umfaßt.

12. Verfahren zum Erhalten eines diffusen Reflexionsspek­ trums in einem optischen System, dadurch gekennzeichnet, daß Strahlungsenergie in das System eingeleitet wird, daß die Strahlungsenergie auf eine Feldblende fokussiert wird, daß bei der Feldblende ein Filter positioniert wird, daß die einfallende Strahlungsenergie von der Quelle von dem Filter reflektiert wird, um diskrete Strahlungsenergiestreifen zu bilden, daß die Strahlungsenergiestreifen auf einen Brenn­ punkt in einer Probenebene gerichtet werden, die eine Probe enthält, wobei ein Bild des Filters in der Probenebene gebildet wird, daß die spiegelnd und diffus reflektierte Strahlungsenergie von der Probe gesammelt wird und zu dem Filter zurückgeführt wird, daß die spiegelnd reflektierte Probenenergie von der diffus reflektierten Probenenergie bei dem Filter abgetrennt wird, und daß nur die diffus reflek­ tierte Energie von dem Filter auf einen Detektor gerichtet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiestreifen auf eine ferne Bildebene fokussiert werden und die ferne Bildebene maskiert wird, um den Oberflä­ chenbereich der Probe zu definieren, der durch die Strah­ lungsenergie kontaktiert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sichtbares Licht entlang einem optischen Weg gelenkt wird, der dem Weg der Strahlungsenergie entspricht, und daß ein Bild der Probe in sichtbarem Licht betrachtet wird, um die Optik oder die Position der Probe zu positionieren.

15. Verfahren zum Erhalten eines diffusen Reflexionsspek­ trums in einem optischen System, dadurch gekennzeichnet, daß Strahlungsenergie in das System eingeleitet wird, daß die Strahlungsenergie auf eine erste Feldblende fokussiert wird, daß bei der Feldblende ein erstes Filter positioniert wird, um diskrete Strahlungsenergiestreifen zu bilden, daß die dis­ kreten Strahlungsenergiestreifen auf einen Brennpunkt in einer Probenebene gerichtet werden, die eine Probe enthält, daß ein Bild des ersten Filters in der Probenebene gebildet wird, daß die spiegelnd und diffus reflektierte Strahlungs­ energie von der Probe gesammelt wird und zu einem zweiten Filter in einer zweiten Blendenebene zurückgeführt wird, daß die spiegelnd reflektierte Probenenergie von der diffus re­ flektierten Probenenergie bei dem zweiten Filter abgetrennt wird, und daß nur die diffus reflektierte Energie von dem zweiten Filter auf einen Detektor gerichtet wird.