NL8500795A - Meetkop voor spectra. - Google Patents

Description

τ *---· 4 '

Meetkop voor spectra.

De uitvinding heeft betrekking op een meet-kop voor spectra in overeenstemming met het samenvattende begrip van de conclusie.

Fotometers van spectra dienen voor het 5 registreren van de spectraalkarakteristiek van de meetobjecten.

De tegenwoordig gewone inrichtingen zijn als op de grond of op een tafel staande inrichtingen uitgevoerd, veelal met geïntegreerde computer en grafiekschrijver. Zij werken bij voorkeur met prisma- of traliemonochromators, deels echter ook met 10 reeksen verwisselbare interferentie-kleurfilters of met inter- ferentie-verloopfilters. Het registreren van meetwaarden vindt daaraanvolgend plaats.

Ook is reeds voorgesteld,vanwege het tegelijkertijd meten^netwerkelementen uit de lichtvezeltechniek, 15 bijvoorbeeld glasvezel-lichtgeleiders uit meerdere delen, aan te brengen, om aan de achtenkleurfilters aangebrachte lichtont-vanginrichtingen telkens gedeelten van het van het monster komende gemeten licht toe te voeren; bij dergelijke inrichtingen wordt overigens meestal slechts een gering lichttech-20 nisch effect bereikt.

Bovendien is bekend, bijvoorbeeld bij inrichtingen voor de "meetwijze met drie gebieden"5 zoals bij inrichtingen voor de kleurentelevisieopname}interferentie-kleurver-deelspiegels te gebruiken. De laatste tijd worden ook voor 25 aftastinrichtingen, die voor het maken van doorsneden in kleur gebruikt worden, interferentie-kleurverdeelinrichtingen ingeschakeld: zo is bijvoorbeeld uit het Amerikaanse octrooi met 41 80 330 een/interferentie-kleurverdeelinrichting werkende aftast-leeskop (meetkop voor spectra) voor het gelijktijdig 30 toelaten door acht achterinterferentiefilters opgestelde licht- ontvanginrichtingen bekend geworden; de maximum doorlaatwaarden van deze filters liggen bij de golflengtes 420 nm, 460 nm, 500 nm, 540 nm, 580 nm, 620 nm, 660 nm, 700 nm; het stapsge- 85 0 0 7 9 5 f .

'N..· ¥ » - 2 - wijze interval bedraagt dus 40 nm; voor de halfwaardebreedte van de filters wordt +/- 20 nm opgegeven. Dit betekent dat de doorlaatgebieden van de filters elkaar reeds halverwege tussen de maximum doorlaatwaarden beginnen te overlappen.

5 Het is duidelijk dat het voor de verwezen lijking van meetproblemen vereiste hoge spectrale oplossende vermogen het gebruik van overeenkomstig smalbandige interferen-tiefilters vereist. Zij genieten bijvoorbeeld bij toepassingen in de druktechniek evenals in de chemische analysetechniek de 10 voorkeur. Bij zulke toepassingen staan bijvoorbeeld interferen- tielijnfilters ter beschikking, waarvoor in het spectraal gebied 400 nm - 699 nm een halfwaardebreedte van 9 - 14 nm en een tiende-waardebreedte van maximaal 25 nm aangegeven wordt, hetgeen metingen met filters waarvan het golflengteinterval onge-15 veer 30 nm bedraagt, zonder meer mogelijk maakt.

Moeilijkheden blijken echter toch bij dergelijke kleine golflengteintervallen bij gebruik van het bekende systeem van de stralengangvertakking met achter elkaar geplaatste interferentie-kleurverdeelinrichtingen: vanwege na-20 tuurkundige redenen heeft de niet geheel te benutten spectrale overgangszone tussen maximale weerkaatsing en maximaal doorlaten namelijk een bij afzonderlijke kleurverdeelinrichtingen verschillende spectrale bandbreedte van minstens 35 nm. Met het oog op de nagestreefde hoge lichtopbrengst en mogelijke 25 gevolgen van vervaardigingstoleranties van kleurverdeelinrich tingen blijkt het gebruik van het bekende kleurverdeelsysteem bij relatief kleine golflengteintervallen van het -gebied van da.: meetfilters ondoelmatig.

Aan de uitvinding ligt nu de vraag ten 30 grondslag om een overal inzetbare, zowel zelfstandig voor metingen van opvallend licht}alsook in verbinding met inrichtingen en machines voor metingen van opvallend en doorvallend lichtste gebruiken meetkop voor spectra overeenkomstig het samenvattend begrip van de conclusie te verschaffen, waarbij 35 een ten opzichte van de stand van de techniek wezenlijk ver- 8500735 ' > - 3 - hoogd spectraal oplossend vermogen bij hoog licht-technisch rendement bereikt wordt.

Deze vraag wordt door een meetkop voor spectra overeenkomstig het samenvattend begrip van de conclusie 5 door de karakteristieke kenmerken in de conclusie opgelost.

Voor het realiseren van de aselectieve, aldus golflengteonafhankelijke eerste stralingsdeling kunnen verschillende middelen ingeschakeld worden: bijzonder voordelig zijn neutrale lichtverdeelinrichtingen op dunne, op de achter-10 zijde ontspiegelde glazen platen met een verhouding weerkaat- sing/doorlaten van 1 : 1 bij hoekinstelling van 45° bij de optische as van de leesoptiek. Ook zogenaamde stralingsdelings-kubussen kunnen aangebracht worden. Het is ook mogelijk de stralenbundel door een onmiddellijk achter de leesoptiek inge-15 voegd spiegel- of prismasysteem direkt uit te splitsen.

Ter verdere verduidelijking wordt hieronder de plaatsing van de filters voor een als voorbeeld genomen golflengtereeks in tabelvorm gegeven.

Reeks van meetgolflengtes: 20 440 nm 470 nm 500 nm 530 nm 560 nm 590 nm 620 nm 780 nm

Verdeling van de filters over de beide deelbundels: Deelbundel Ά Deelbundel B

filternr. meetgolflengte Filternr. meetgolflengte 15 440 nm 12 470 nm 25 16 500 nm 13 530 nm 17 560 nm 14 590 nm 18 620 nm 19 780 nm

Een voorbeeld voor een meetkop voor spectra 30 overeenkomstig de uitvinding is in de figuur afgebeeld. Hierin betekent: 1 het blokvormig meetkop-lichaam met de ontspiegelde uit twee achromaten bestaande leesoptiek 2, waarvan de optische as met 3 aangegeven is. De van de leesoptiek 35 uitgaande lichtbundel valt eerst op de aselectieve stralings- ___—---JË 8500795 - 4 - verdeelinrichting (neutraal-lichtverdeelinrichting) 4, die het splitsen in de doorgelaten deelbundel A en de weerspiegelde deelbundel B bewerkstelligt. 5 spiegelt volledig ter omkering van de deelbundel B. 6 en 7 zijn interferentie-kleurver-5 deelinrichtingen, waarvandaan telkens spectrale gedeelten van de deelbundel B op de achter de interferentiefilters 12, 13, 14 aan de voorzijde bij het meetkoplichaam aangebrachte lichtontvanginrichtingen 20, 21, 22 geleid worden. De deelbundel A komt achtereenvolgens bij de interferentie-kleurver-10 deelinrichtingen 8 en 9; het door beide kleurverdeelinrich- tingen doorgelaten spectrale gedeelte van de bundel A bereikt na passeren van het filter 19 de lichtontvanginrichting 27.

Het door de lichtverdeelinrichting 8 weerkaatste deel van de bundel A bereikt de interferentie-kleurverdeelinrichting 10, 15 waarvandaan het licht in twee bundels bij de filters 15 en 16 en bij de lichtontvanginrichtingen 23 en 24 geraakt. Het door de kleurverdeelinrichting 8 doorgelaten, echter door de kleur-verdeelinrichting 9 weerkaatste spectraalgedeelte van de deelbundel A bereikt de kleurverdeelinrichting 11, waarvandaan 20 het licht bij de filters 17 en 18 en bij de lichtontvanginrich tingen 25 en 26 geraakt.

8500795

Claims (1)

1. - 5 - Meetkop voor spectra voor het tegelijkertijd registreren van de door belichte of doorgelichte meetob- ' jecten uitgaande straling in minstens acht golflengtegebieden 5 met behulp van a) minstens acht lichtontvanginrichtingen en met hiervoor geschakelde interferentiefliters evenals b) een daarbij te gebruiken door interferen-tie-kleurverdeelinrichtingen opgebouwd stralenvertakkings- 10 stelsel, met het kenmerk, dat c) het spectruminterval tussen opeenvolgende meetgolflengten kleiner is dan het spectruminterval tussen het gebied van hoge weerkaatsing en het gebied van hoge doorlaat van de interferentie-kleurverdeelinrichtingen (6, 7, 15 8, 9, 10, 11), d) er voorzien is in uit tenminste twee achromatische lensgedeelten bestaande leesoptiek (2), e) een aselectieve stralingsverdeelinrich- aangebracht is ting (4) bij de ingang van het stralenvertakkingsstelsel^ die 20 de uit de leesoptiek (2) gevormde stralenbundel in een eerste deelbundel (A) en een tweede deelbundel (B) verdeelt, f) de eerste deelbundel (A) en de tweede deelbundel (B) telkens met behulp van meerdere interferentie-kleurverdeelinrichtingen (6, 7, 8, 9, 10, 11) zo verdeeld worden, 25 dat alle niet bruikbare spectrale overgangsgebieden tussen maximale weerkaatsing en maximale doorlaat van de in de tweede deelbundel (B) ingevoegde interferentie-kleurverdeelinrich- , tingen (6, 7) met geheel te gebruiken spectrale weerkaatsings-en doorlaatgebieden van de in de eerste deelbundel (A) inge-30 voegde interferentie-kleurverdeelinrichtingen (8, 9, 10, 11) samenvallen en dat niet bruikbare spectrale overgangsgebieden van de in de eerste deelbundel (A) ingevoegde interferentie-kleurverdeelinrichtingen (8, 9, 10, 11) met geheel te gebruiken spectrale weerkaatsings- en doorlaatgebieden van de in de twee-35 de deelbundel (B) ingevoegde interferentie-kleurverdeelinrich- 8500795 - 6 - S tingen (6, 7) overeenstemmen, en g) interferentiefilters voor opeenvolgende meetgolflengtesafwisselend bij de eerste deelbundel (A) en bij de tweede deelbundel (B) gevoegd zijn. 8500795