JP6336710B2 - 試料内の不均質性を検知するための光学装置、特に偏光計 - Google Patents
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Description
2.汚染による粒子、
3.試料の不十分な混合。これは、例えば、試料が測定工程前に用意される場合、例えば希釈に続いて十分に混合されず、均質化されなかった場合に発生する可能性がある。別の例として、測定するために溶解される固体試料および粒子が溶解しない物質を含んでいる可能性がある。
不均質性は重大な現実的問題を意味する。不均質性を回避する周知の方法は、信頼性に欠けるか、費用が掛かり過ぎるか、あるいは別のマイナス副作用があって、依然として不均質試料による計測誤差の危険性が存在する。
十分に長いマルチモードグラスファイバに導く方法がある。
モード混合は、数値的な開口度を本質的に上げることなく、均質化をもたらす。
テレセントリック光学系の入射瞳は無限遠にあり、その結果、キュベットの内部空間における主光線は全て光軸に対して平行に進む。したがって、レンズの直径は少なくとも、キュベットの入射窓と射出窓の直径または直線大きさと同じ大きさでなければならない。キュベット内に存在する物体(泡、条痕等)の結像縮尺はキュベット全長(光軸に沿った軸方向の移動または試料透過光路)に対して変化しない。物体側テレセントリック光路は、最も単純には、物体側焦点面に開口絞りを有する1個の集光レンズによって実現することができる。
測定光線の形成手段とガイド手段
光の限定された偏光状態の準備手段(偏光状態発生器、PSG)
キュベット軸に沿って測定光線が透過される被検試料を入れたキュベット
試料を透過することによって変化する測定光線の偏光特性の分析手段(偏光状態分析器、PSA)
光のスペクトル選択手段
試料温度の判定手段
装置を透過する光の検知手段
確認された試料特性に対する表示ユニットを有する評価ユニット
一般的に本発明は、以下に詳細に述べる偏光計の実施形態に関わらず、液体試料の等方
性偏光特性を検査する全ての偏光計に対して適用可能である。概要は、米国光学会、1995年、マイケル・バス編集「光学ハンドブック第2巻」のR.A.チップマン著「偏光分析法」の第22章に記載されている。
オード、超高輝度発光ダイオード、レーザ、高帯域放電ランプ、中空陰極ランプのような狭帯域放電ランプ、および特に低圧スペクトルランプが適している。また、複数電源を自動または手動で交換可能であり、あるいは持続的に(波長選択要素を用いて)測定光線に組合わせることが可能である。測定光線はさらに、拡散器および/またはホモジナイザを用いて拡大し、およびレンズまたは反射鏡に導くことが可能である。
測定光線が試料に向けられる。それによって、光学装置を簡単にかつコンパクトに構成することができる。
その際、平面照射のために用意される特に均質化された光は、特に測定光線の波長と同じ波長を備えことができる。特に第1波長領域は第2波長領域に同じであることができる。したがってこの実施形態は特に、光生成システムが1つの光源のみを持つ場合に有利である。この光源は、第2波長と同じ第1波長領域の光を生成することができる。
テレセントリック光学系229のテレセントリック結像は、試料215の投影像を光軸207に沿って平面検知器235の平面に配置された画素要素上に結像する。そのために試料は光源201とホモジナイザ209とを用いて均質化された光210によって平面状に照明される。
に示した光学装置100に対して、図3の光学装置300は、物体側もテレセントリック性で像側もテレセントリック性を持つ二重テレセントリック光学系329を備える。光学装置300の他の構成要素は、光学装置100の構成要素と構造および/または機能において同様であり、頭の数字のみ異なる参照符号を持つ。これらの構成要素の対応する詳細説明は図1または図2を援用することができる。
Claims (17)
- 液体試料を分析するための光学装置であって、
試料を平面照射する光を生成するための光生成システムと、
平面照射のために用意された光が試料を透過することに由来する光を位置分解して検知するために設置される検知システムと、
試料と検知システムの間にレンズを有し、およびレンズと検知システムの間にレンズの焦点面に開口絞りを有するテレセントリック光学系と、を備え、
前記光生成システムはさらに、光軸に沿って試料を通って伝播する測定光線を生成するために形成され、
当該光学装置は、さらに、試料の上流側で光軸内に配置され、および、光生成システムと共に、測定光線に限定された偏光状態を生成するために調整された偏光状態発生器と、検知システムの少なくとも一部の上流側で分析光路内に配置されることができる、試料を透過する光の偏光状態を変更するための偏光状態分析器と、
を備える光学装置。 - テレセントリック光学系は、開口絞りと検知システムの少なくとも一部分との間に別のレンズを備え、別のレンズは、光軸に沿った試料の投影像の二重テレセントリック結像を検知システム上に得るために、開口絞りが別のレンズの物体側焦点面にあるように形成される、請求項1に記載の装置。
- さらに、光軸内に配置可能なホモジナイザを備え、平面照射のために用意された光が測定光線の透過を用いてホモジナイザによって生成される、請求項1又は2に記載の装置。
- ホモジナイザは、測定光線または平面照射のために用意された光を交互に試料へ向けるために、光軸から旋回取出し可能であり、および光軸へ旋回挿入可能である、請求項3に記載の装置。
- 光生成システムは、平面照射のために用意された光を生成するための第1光源と、測定光線を生成するための第2光源とを備え、装置は平面照射のために用意された光および/または測定光線を試料へ向けるために、照明反射鏡を備える、請求項1から4のいずれか一項記載の装置。
- 照明反射鏡は、平面照射のために用意された光も測定光線も試料へ向けるために部分透過性であり、平面照射のために用意された光は測定光線に含まれる波長を含まず、検知システムは波長選択性構成要素を備える、請求項5に記載の装置。
- 照明反射鏡は、照明反射鏡の異なる位置において、平面照射のために用意された光または測定光線を交互に試料へ向けるために動かすことが可能であり、平面照射のために用意された光は測定光線の波長と同じ波長を備える、請求項5に記載の装置。
- 検知システムは、少なくとも平面照射のために用意された光が試料を透過することによって生成される光を検知するための平面検知器を分析光路内に備える、請求項1から7のいずれか一項記載の装置。
- 平面検知器は、偏光状態分析器が分析光路内に旋回挿入された場合に、試料を透過した測定光線を検知するために設置される、請求項8に記載の装置。
- 分析光路は第1分析光路と、第1分析光路とは異なる第2分析光路とを備え、検知システムは、第1分析光路内に平面照射のために用意された光が試料を透過することによって生成する光を検知するための平面検知器を、および偏光状態分析器の下流側の第2分析光路内に試料を透過した測定光線を検知するための光検知器を備える、請求項8に記載の装置。
- さらに、試料と検知システムの間に配置されて、および試料を透過した光の一部を第1分析光路に沿って平面検知器へ、かつ試料を透過した光の別の一部を第2分析光路に沿って光検知器へ導くために調整される分光器を備える、請求項10に記載の装置。
- さらに、試料を透過した光を第1分析光路に沿って平面検知器へ、または第2分析光路に沿って光検知器へ交互に導くために、試料と検知システムの間に旋回挿入可能に、かつ旋回取出しが可能なように配置される反射体を備える、請求項10に記載の装置。
- さらに、検知システムからの信号を受信する処理・制御システムを備え、その信号に基づいて処理・制御システムは、光軸に沿った試料の光学的投影像を代表する透過された試料の二次元画像を判定し、処理・制御システムは試料内部の不均質性を検知するため、二次元画像を表示し、および/または記憶し、および/または画像処理によって分析するために形成される、請求項1から12いずれか一項記載の装置。
- 処理・制御システムは、偏光状態発生器および/または偏光状態分析器を制御するために形成され、その結果、検知システムによって検知される強度を最小化するために、偏光状態発生器および/または偏光状態分析器を通る光の偏光方位が調整され、
処理・制御装置は、調整された方位から試料の少なくとも1つの光学特性、測定光線による試料の透過に基づく光の偏光方向回転の回転値、および/または試料内の光学活性成分の濃度を確認するために形成される、請求項13に記載の装置。 - さらに、ホモジナイザ、および/または反射体、および/または偏光状態分析器を光軸内または分析光路内に旋回挿入し、および/または旋回取出しするために、作動装置を備える、請求項1から14のいずれか一項記載の装置。
- さらに、試料を収納する試料容器を支持するための試料支持器を備え、試料の温度を測定するための温度センサを備える、請求項1から15のいずれか一項記載の装置。
- 平面照射のために用意される光が、均質化されている、請求項1から16のいずれか一項記載の装置。
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