DE950413C - Interferometer - Google Patents

Description

• Interferometer Die Erfindung betrifft ein Interferometer, insbesondere zur Untersuchung von Flüssigkeiten und Gasen, und zeichnet sich dadurch aus, daß es eine planparallele Platte aufweist, deren eine Fläche zur Strahlenteilung und -wiedervereinigung und deren andere Fläche als Spiegel dient, daß ferner ein Winkelspiegel mit veränderbarem Winkel für die Umlenkung sowohl der an der Strahlenteilungsfläche reflektierten als auch der durch diese Fläche durchgelassenen Strahlen vorgesehen ist und daß die Platte und der Winkelspiegel derart ausgebildet und angeordnet sind, daß die an der Teilungsschicht reflektierten Lichtstrahlen bei Einfall in den Winkelspiegel auf eine andere Spiegelfläche des Winkelspiegels treffen als die durch die Teilungsschicht hindurchgelassenen Strahlen. Dadurch wird erreicht, daß die geteilten Strahlen im Interferometer in entgegengesetzter Richtung umlaufen, so daß die Interferenzerscheinungen, welche bei Einführung einer zu untersuchenden Probe in den einen Lichtweg und einer Vergleichsprobe in den anderen Lichtweg erzeugt werden, im allgemeinen, d. h. sofern der Winkel des Winkelspiegels nicht gerade go0 beträgt, im Endlichen-liegen, und es können durch Änderung des Winkels des Winkelspiegels die Streifenbreite und deren Abstand voneinander geregelt werden. Gegenüber den bekannten Geräten, welche aus einer planparallelen Glasplatte und einem rechtwinkligen Prisma bestehen, wobei Glasplatte und Prisma derart angeordnet sind, daß die geteilten Lichtstrahlen zunächst auf die eine reflektierende Fläche des Prismas fallen und dann auf die andere, wird insofern ein Vorteil erzielt, als bei der letztgenannten Anordnung die Interferenzerscheinungen stets im Unendlichen liegen. Eine Änderung des Prismenwinkels hat daher keinen Einfluß auf den Streifenabstand, denn die interferierenden Strahlen ändern wohl ihre Richtung, bleiben aber im übrigen stets parallel. Es müssen also, um eine Streifenregelung vornehmen zu können, andere geeignete Mittel, z. B. zusätzliche planparallele Platten, welche in den Lichtwegen anzuordnen sind, vorgesehen werden, welche das Gerät komplizieren und die Bedienung unbequem machen.
• Die genannten Streifenregelungen sind aber notwendig, wenn z,B. an Hand der Brechzahlen der zu untersuchenden Flüssigkeiten auf die Konzentration von in den Flüssigkeiten gelösten Gasen über einen großen Bereich geschlossen werden soll.
• Mit dem erfindungsgemäßen Gerät ist es dazu nur erforderlich, zur Messung hoher Konzentrationen, welche eine große Streifenzahl pro Längeneinheit erfordern, den Winkel des Winkelspiegels etwas über go hinaus zu vergrößern und umgekehrt, zur Bestimmung niedriger Konzentrationen, den Winkel etwas zu verkleinern.
• Da eine solche Verstellung des Winkelspiegels verhältnismäßig große Anforderungen an die Ausbildung der Verstellvorrichtung des Winkelspiegels stellt, hat es sich als zweckmäßlig erwiesen, den Winkelspiegel durch an seine Stelle schaltbare Spiegelprismen mit verschiedenen Prismenwinkeln zu ersetzen. Damit scharfe Interferenzstreifen erhalten werden, ist die Lichtteilnngsfläche der planparallelen Platte in bekannter Weise halbdurchlässig verspiegelt, so daß die zu messende Probe und die Vergleichsprobe von Lichtströmen gleicher Intensität durchstrahlt werden. Damit zwischen der Glasplatte und dem Winkelspiegel genügend llaum erhalten wird, um die zu untersuchende Probe und die Vergleichsprobe nebeneinander ohne Schwierigkeiten anordnen zu können, wie bei anderen Interferometern bekannt auf die Lichtteilungsfläche der planparallelen Platte ein Prisma gekittet, wodurch eine Brechung der in die planparallele Platte eintretenden Lichtstrahlen vermieden wird. Da es schwierig ist, eine solche Verkittung so vorzunehmen, daß die dem Winkelspiegel zugewandten Seiten der planparallelen Platte und des Prismas keinen Winkel miteinander bilden, wodurch zusätzliche Interferenzen auftreten würden, kittet man vorteilhaft auf diese Flächen eine weitere planparallele Glasplatte, so daß ein eventuell verbleibender Keilraum mit Kitt angefüllt wird.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
• Auf eine Glasplatte I mit parallelen Flächen 3 und I4 ist ein rechtwinkliges Prisma 2 gekittet. In der Kittfläche 3 ist einehalbdurchlässige Spiegelschicht 3' angeordnet. Auf die Glasplatte I und das Prisma 2 ist eine weitere planparallele Glasplatte4 gekittet, um Störungen in den Interferenzerscheinungen der Anordnungen zu vermeiden, welche z. B. durch einen beim Zusammenkitten der Platte I und des Prismas 2 verbleibenden Luftkeil I3 entstehen können. Durch die aufgekittete Platte 4 werden solche Interferenzen vermieden, wenn der Keil I3 mit Kitt ausgefüllt wird. Mit Abstand von der Glasplatte 4 ist ein auswechselbares rechtwinkliges Prisma 5 angeordnet, wobei der Abstand so groß ist, daß zwischen dem Prisma 5 und der Glasplatte 4 eine Küvette mit Kanälen -6, 7 und 8 vorgesehen werden kann. In dem Kanal 7 ist eine zu untersuchende Flüssigkeit und in den Kanälen 6 und 8 eine Vergleichsflüssigkeit enthalten. Ein durch das Prisma 2 eintretender Lichtstrahl 9 wird an der halbdurchlässigen Spiegelschicht 3' geteilt. Der eine Teil 10 des Lichtstrahls g geht durch den Kanal 6 und wird durch das Prisma 5 in den Kanal 8 gelenkt. Nach Reflexion an der Fläche 14 der Glasplatte I durchsetzt er die halbdurchlässige Spiegelschicht im Punkt II. Der von der halbdurchlässigen Spiegelschicht 3' durchgelassene Teil 12 des Strahles 9 durchsetzt nach Reflexion an der Fläche 14 den Kanal 7, tritt in das Prisma 5 und durchsetzt den Kanal j erneut, wonach er sich im Punkt II mit dem Strahlenanteil 10 vereinigt. Da der Strahlenanteil 10 nur die Vergleichsflüssigkeit durchläuft und der Anteil I2 nur die zu untersuchende Flüssigkeit, weisen beide Strahlenanteile gegeneinander einen Gangunterschied auf und interferieren im Punkt II. Ihr Gangunterschied und das dadurch bewirkte Verschieben des Interferenzstreifenbildes geben ein Maß für das Brechzahlverhältnis der zu untersuchenden und der Vergleichsprobe. Im Fall, daß das Prisma 5 durch ein nicht rechtwinkliges Prisma, wie durch das Prisma 5' angedeutet ist, ersetzt wird, sind die das Prisma 5' verlassenden Lichtstrahlen, wie beispielsweise für die Strahlen IO' und I2' angedeutet ist, gegeneinander geneigt, und sie interferieren jetzt mit benachbarten Strahlen, wobei die dabei entstehenden Interferenzstreifen näher zusammengerückt oder auseinandergezogen erscheinen, je nachdem ob der Prismenwinkel des Prismas 5' größer oder kleiner als go'C ist. Durch Wahl des Prismenwinkels kann deshalb leicht ein gewünschter Streifenabstand in dem Gerät eingestellt werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Interferometer, insbesondere zur Untersuchung von Flüssigkeiten und Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß es eine planparallele Platte aufweist, deren eine Fläche zur Strahlenteilung und -wiedervereinigung und deren andere Fläche als Spiegel dient, daß ferner ein Winkelspiegel mit veränderbarem Winkel für die Umlenkung sowohl der an der Strahlenteilungsfläche reflektierten als auch der durch die Fläche hindurchgelassenen Strahlen vorgesehen ist und daß die Platte und der Winkelspiegel derart ausgebildet und angeordnet sind, daß die an der Teilungsschicht reflektierten Lichtstrahlen bei Einfall in den Winkelspiegel auf eine andere Spiegelfläche des Winkelspiegels treffen als die durch die Teilungsschicht hindurchgelassenen Strahlen.
2. 2. Interferometer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelspiegel durch an seine Stelle schaltbare Prismen mit verschiedenen Prismenwinkeln ersetzt ist.
3. 3. Interferometer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Lichtteilungsfläche der planparallelen Platte ein Prisma und auf der Seite des Winkelspiegels auf die planparallele Platte und das Prisma eine weitere planparallele Platte gekittet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 536 309; USA.-Patentschriften Nr. 2 57I 937, 2 583 596.