WO1981000301A1 - Spectrometer with light guide - Google Patents

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WO1981000301A1
WO1981000301A1 PCT/DE1980/000108 DE8000108W WO8100301A1 WO 1981000301 A1 WO1981000301 A1 WO 1981000301A1 DE 8000108 W DE8000108 W DE 8000108W WO 8100301 A1 WO8100301 A1 WO 8100301A1
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PCT/DE1980/000108
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M Kessler
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M Kessler
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/04—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
    • G02B6/06—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres the relative position of the fibres being the same at both ends, e.g. for transporting images

Definitions

  • the invention relates to a spectrometer consisting of an honochromator and light guides for conveying the light and a scanning device for the plane of the exit slit.
  • the invention is intended to remedy this.
  • spectral slit images are flat on the spectral entry slit image of the Spect rometers adapted light guides are recorded and passed to a scanning device and that the cross sections of the light guides are flatly adapted to the scanning device.
  • the scanning device is a rotating indexing wheel with at least one light guide, which causes the light to be transmitted from the scanning line to the axis of the indexing wheel.
  • a light commutator of this type has the advantage that, due to the simplicity of the ratchet wheel, simple drives are also possible, in which no imbalances and no large bearing loads occur, in particular at changing speeds, and which are easy to manufacture.
  • the ratchet wheel can be designed as a roller, in which the decreasing light guide is arranged on the circumference of the roller.
  • the switching wheel can also be designed as a circular area, with the decreasing light guide arranged on this circular area.
  • the cross sections of the light guides adapted to the slit images have axially running side edges on the scanning side, because this enables a maximum intensity of the transmitted light.
  • Optical fibers on the scanning side have radially extending side edges.
  • the intensity curve when sweeping a light guide through the scanning light guide is to have a function other than a triangle function, i.e. if a parabolic function of time is desired, the light guide of the switching wheel on the scanning side can have a cross-section that determines this intensity function of energy transmission, the light guide is circular on the axial side.
  • the light guides of the scanning device have funnel-shaped, reflecting light inlets behind the mechanical interruption.
  • a tachometer generator is arranged on the rotating indexing wheel, electronic switching and display functions can be derived therefrom.
  • the particularly noise-sensitive phase-sensitive rectification can be used or the trigger pulse for a display oscillograph can be derived from this tachogenerator. This is particularly important if the arrangement is to be operated at changing speeds.
  • the ratchet wheel is advantageously designed as an impeller of an air turbine.
  • the ratchet wheel is designed as an armature of an electric motor.
  • Fig. 1 an arrangement with a radiation course parallel to the axis of the ratchet wheel
  • Fig.2 an arrangement with a radiation path perpendicular to the axis of the ratchet wheel.
  • a light source 1 irradiates a gap 11 of a monochromator with light 1000 via an illuminating lens 5.
  • the spectrally split light appears in the image plane of the exit gap 12.
  • Spectral line bundle 124 is a collection of spectrally decomposed images of the entrance slit.
  • the energy of the spectrally split light is absorbed by light guides 1100, 1150, ... 1300, which in its receiving area 1101, 1151, ... match the extension of the Spectral range is adapted, which is to be transmitted. Accordingly, it completely fills the height of the spectral image plane 12 and the width as far as a wavelength bandwidth can be permitted by the receiver, the light guide or the measurement problem. With regard to the requirement of sufficient energy at the receiver, the wavelength interval will be large; with regard to the spectral resolution, the wavelength interval will be made small.
  • the delivery surfaces of the light guides 1100 ... on the output side are arranged in a ring.
  • the surfaces 1102 ..., 1302 ... have radially running edges and are arranged in the smallest possible ring 1200, the scanning line.
  • An optical switching drum 300 rotates in front of the scanning line 1200. It contains an optical waveguide 310 which, on the side opposite the scanning line 1200, has an input surface 302 which is adapted to the output surfaces 1302 ... of the scanning line 1200.
  • the light guide 310 guides the light energy received from the output surfaces 1302... To the output surface 303 lying in the axis of the switching wheel 300. From there, the light is fed via an adaptation cone 41 to a light guide 40, which feeds it to a receiver 45. From here, the light energy is processed in electrical form as a signal in a known manner.
  • the arrangement works in the following way: Light 1000 falls on the entrance slit 11 of the monochromator 10, is spectrally broken down therein and projected into the spectral image plane 12. There is the. spectral light energy 110 recorded by light guide 1100 ..., brought to a new surface format 1302 ... and positioned for scanning on scanning line 1200. There the energy is sampled at high speed and sent to a receiver. In this way, the spectral energy is fully utilized in an arrangement which can be installed, for example, from the entry gap 11 to the sensing ring 1200 in a closed housing 1500, because readjustments are no longer required here. This is a distinct advantage, particularly with arrangements that are to be used clinically.
  • the drive of the arrangement which can take place aerodynamically or electrically, as well as the tachogenerator for signaling the position of the shift drum and the electronic components for further processing of the measurement signal.
  • the light guides 1100 ..., 1350 ... are arranged in a cylindrical holder 1201 in which the switching drum 301 rotates.
  • the spectrally split light goes over surface 1101 and light guide 1100 to delivery surfaces 1102.
  • the light 110 is then received by the receiving surface 33 of the rotating switching drum 301 when the surfaces 33 and 1102 face each other.
  • the forwarding runs via the delivery surface 32 and the light guide 42-40-43 to a receiver, not shown.
  • the switching function that is to say the intensity curve of the energy when the receiving surfaces of the shift drums are passed over the dispensing surfaces of the annular or cylindrical arrangements of the dispensing surfaces 1101, 1102 ... is a triangular function in the examples given. It can easily be influenced by changing the cross-sections of the receiving and delivery surfaces on the scanning line accordingly.
  • a parabolic curve can be achieved with circular surfaces.

Abstract

The aim is to rid oneself of the mechanical imprecisions in a spectrometer comprised of a monochromator (10), of light guides (1100) for light transmission and of a sampling device (1200) for the output slot level. To this effect, the spectral images are sensed by multiple faces adapted to the input spectral image of a light guide and supplied to a sampler (1200). It is the section (1102) of the light guide which is adapted to the sampling device.

Description

SPEKTROMETER MIT LICHTLEITERN.SPECTROMETER WITH LIGHT GUIDES.
Die Erfindung betrifft ein Spektrometer, bestehend aus einem Honochromator und Lichtleitern zur Fortleitung des Lichtes und einer Abtastvorrichtung für die Ebene des Austrittspaltes.The invention relates to a spectrometer consisting of an honochromator and light guides for conveying the light and a scanning device for the plane of the exit slit.
Bei Anordnungen der bezeichneten Gattung, beispielsweise bei Oberf lächenref lexionsspekt rometern, insbesondere, wenn diese bei bewegten Objekten verwendet werden sollen, ist es erforderlich, das Spektrum periodisch und mit grosser Geschwindigkeit zu durchlaufen, sodass der Ort der Messung über eine Periode hin sich nicht wesentlich verschieben kann. Dazu werden Abtastfrequenzen ab 10/sek für das gesamte Spektrum verwendet.In the case of arrangements of the type described, for example in the case of surface reflection spectrometers, in particular if these are to be used for moving objects, it is necessary to run through the spectrum periodically and at high speed, so that the location of the measurement over a period is not essential can move. Sampling frequencies from 10 / sec are used for the entire spectrum.
Die bisher bekannten Anordnungen müssen häufig nachjustiert werden, weil die benutzten mechanischen Abtasteinrichtungen gleichzeitig maximale optische Energie liefern sollen und hohen mechanischen Belastungen durch die grossen Geschwindigkeiten ausgesetzt sind.The previously known arrangements often have to be readjusted because the mechanical scanning devices used are to deliver maximum optical energy at the same time and are exposed to high mechanical loads due to the high speeds.
Hier soll die Erfindung Abhilfe schaffen.The invention is intended to remedy this.
Sie löst die Aufgabe dadurch, dass die spektralen Spaltbilder durch flächig an das spektrale Eintrittsspaltbild des Spekt rometers angepasste Lichtleiter aufgenommen und zu einer Abtastvorrichtung geleitet werden und dass die Querschnitte der Lichtleiter flächig an die Abtastvorrichtung angepasst sind.It solves the problem in that the spectral slit images are flat on the spectral entry slit image of the Spect rometers adapted light guides are recorded and passed to a scanning device and that the cross sections of the light guides are flatly adapted to the scanning device.
Der Vorteil einer solchen Anordnung besteht darin, dass die Bildebene des Austrittspaltes nicht selbst abgetastet wird, sodass mechanisch bedingte Ungenauigkeiten sich nicht auf das spektrale Auflösungsvermögen des Monochromators auswirken. Die mechanische Abtastung wird vielmehr an eine Stelle verlegt, an der nur noch Intensitätsschwankungen durch mechanische Ungenauigkeiten verursacht werden könnten, überdies bestehen jedoch noch Möglichkeiten, diese zu eliminieren.The advantage of such an arrangement is that the image plane of the exit slit is not itself scanned, so that mechanically caused inaccuracies do not affect the spectral resolution of the monochromator. Rather, the mechanical scanning is moved to a place where only intensity fluctuations could be caused by mechanical inaccuracies, but there are still ways to eliminate them.
Damit ist es möglich geworden, einen Monochromator zu schaffen, der fest und abgeschlossen aufgebaut werden kann und der nicht mehr nachträglich und während des Betriebes justiert we rden muss.This has made it possible to create a monochromator that can be set up firmly and locked and that no longer has to be adjusted subsequently and during operation.
In einer sehr vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Abtasteinrichtung ein rotierendes Schaltrad mit mindestens einem Lichtleiter, das die Fortleituπg des Lichtes von der Abtastlinie zur Achse des Schaltrades bewirkt.In a very advantageous embodiment of the invention, the scanning device is a rotating indexing wheel with at least one light guide, which causes the light to be transmitted from the scanning line to the axis of the indexing wheel.
Ein Lichtkommutator dieser Art hat den Vorteil, dass durch die Einfachheit des Schaltrades auch einfache Antriebe möglich sind, bei denen, insbesondere bei wechselnden Geschwindigkeiten keine Unwuchten und keine grossen Lagerbelastungen auftreten und die einfach herstellbar sind.A light commutator of this type has the advantage that, due to the simplicity of the ratchet wheel, simple drives are also possible, in which no imbalances and no large bearing loads occur, in particular at changing speeds, and which are easy to manufacture.
Dabei sind zwei Konfigurationen möglich: einmal kann das Schaltrad als Walze ausgebildet sein, bei der der abnehmende Lichtleiter auf dem Walzenumfang angeordnet ist. Das Schaltrad kann aber auch als Kreisfläche ausgebildet sein, mit dem abnehmenden Lichtleiter auf dieser Kreisfläche angeordntt. Im ersten Falle ist es vorteilhaft, wenn die Querschnitte der an die Spaltbilder angepassten Lichtleiter auf der Abtastseite axial verlaufende Seitenkanten aufweisen, weil dadurch eine maximale Intensität des übertragenen Lichtes ermöglicht wird.Two configurations are possible: First, the ratchet wheel can be designed as a roller, in which the decreasing light guide is arranged on the circumference of the roller. The switching wheel can also be designed as a circular area, with the decreasing light guide arranged on this circular area. In the first case, it is advantageous if the cross sections of the light guides adapted to the slit images have axially running side edges on the scanning side, because this enables a maximum intensity of the transmitted light.
Ebenso ist es bei einem kreisförmigen Schaltrad von Vorteil, wenn die Querschnitte der an die Spaltbilder angepasstenIn the case of a circular indexing wheel, it is also advantageous if the cross sections match those adapted to the gap patterns
Lichtleiter auf der Abtastseite radial verlaufende Seitenkanten aufweisen.Optical fibers on the scanning side have radially extending side edges.
Falls jedoch der Intensitatsverlauf beim überstreichen eines Lichtleiters durch den abtastenden Lichtleiter eine andere als eine Dreiecksfunktion aufweisen soll, wenn also etwa eine Parabelfunktion der Zeit gewünscht wird, kann der Lichtleiter des Schaltrades auf der Abtastseite einen diese Intensitätsfunktion der Energieübertragung bestimmenden Querschnitt aufweisen, wobei der Lichtleiter auf der axialen Seite kreisförmig ist.However, if the intensity curve when sweeping a light guide through the scanning light guide is to have a function other than a triangle function, i.e. if a parabolic function of time is desired, the light guide of the switching wheel on the scanning side can have a cross-section that determines this intensity function of energy transmission, the light guide is circular on the axial side.
In einer anderen Weiterentwicklung der Erfindung weisen die Lichtleiter der Abtastvorrichtung hinter der mechanischen Unterbrechung trichterförmige, spiegelnde Lichteinläufe auf.In another development of the invention, the light guides of the scanning device have funnel-shaped, reflecting light inlets behind the mechanical interruption.
Durch diese einfache Anordnung können mechanische Ungenauigkeiten beim Betrieb des Schaltrades vollständig eliminiert werden, weil der Trichter alle Strahlung in den aufnehmenden Lichtleiter einführt. Der etwas grössere Austrittswinkel auf der Empfängerseite ist dabei deshalb nicht von grosser Bedeutung, weil hier die Abstände zum Empfänger klein gehalten werden können.This simple arrangement means that mechanical inaccuracies in the operation of the ratchet wheel can be completely eliminated because the funnel introduces all the radiation into the receiving light guide. The somewhat larger exit angle on the receiver side is not of great importance because the distances to the receiver can be kept small here.
Wenn an dem rotierenden Schaltrad ein Tachogenerator angeordnet ist, können elektronische Schalt-und Anzeigefunktionen davon abgeleitet werden. So kann beispielsweise die besonders rauschgünstige phasenempfindliche Gleichrichtung zur Anwendung kommen oder der Triggerimpuls für einen Anzeigeoszillografen kann von diesem Tachogenerator abgeleitet werden. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die Anordnung mit wechselnden Geschwindigkeiten betrieben werden soll.If a tachometer generator is arranged on the rotating indexing wheel, electronic switching and display functions can be derived therefrom. For example, the particularly noise-sensitive phase-sensitive rectification can be used or the trigger pulse for a display oscillograph can be derived from this tachogenerator. This is particularly important if the arrangement is to be operated at changing speeds.
Wechselnde, insbesondere aber auch sehr hohe Abtastgeschwindigkeiten lassen sich mit einer Luftturbine erreichen, wobei die Regelung der Drehzahl hier besonders einfach ist. Vorteilhaft ist demnach das Schaltrad als Laufrad einer Luftturbine ausgebildet.Changing, but in particular very high scanning speeds can be achieved with an air turbine, with the speed control being particularly simple here. Accordingly, the ratchet wheel is advantageously designed as an impeller of an air turbine.
Falls andererseits ein Elektromotor als Antrieb des Schaltrades vorgesehen ist, kann es vorteilhaft sein, wenn das Schaltrad als Anker eines Elektromotrs ausgebildet ist.If, on the other hand, an electric motor is provided to drive the ratchet wheel, it can be advantageous if the ratchet wheel is designed as an armature of an electric motor.
Aus der Zeichnung, in der die Erfindung schematisch dargestellt ist, sind weitere Einzelheiten der Erfindung ersichtlich und sie wird anhand der Zeichnung im Folgenden erläutert. Es zeigen:From the drawing, in which the invention is shown schematically, further details of the invention can be seen and it is explained below with reference to the drawing. Show it:
Fig.1: eine Anordnung mit einem Strahlungsverlauf parallel zur Achse des Schaltrades; Fig.2: eine Anordnung mit einem Strahlungsverlauf senkrecht zur Achse des Schaltrades.1: an arrangement with a radiation course parallel to the axis of the ratchet wheel; Fig.2: an arrangement with a radiation path perpendicular to the axis of the ratchet wheel.
In Fig.1 bestrahlt eine Lichtquelle 1 einen Spalt 11 eines Monochromators über eine Beleuchtungslinse 5 mit Licht 1000. Nach Dispersion an dem -nicht gezeichneten- Dispersionselement im Inneren des Monochromators 10 erscheint das spektral zerlegte Licht in der Bildebene des Austrittspaltes 12. Beispielsweise ist das Spektral linienbündel 124 eine Ansammlung von -spektral zerlegten- Bildern des Eintrittspaltes.In FIG. 1, a light source 1 irradiates a gap 11 of a monochromator with light 1000 via an illuminating lens 5. After dispersion on the — not shown — dispersion element inside the monochromator 10, the spectrally split light appears in the image plane of the exit gap 12. For example, this is Spectral line bundle 124 is a collection of spectrally decomposed images of the entrance slit.
Die Energie des spektral zerlegten Lichtes wird durch Lichtleiter 1100,1150, ...1300 aufgenommen, die in ihrer Aufnahmefläche 1101,1151,... an die Ausdehnung des Spektralbereiches angepasst ist, der übertragen werden soll. Er füllt demnach die Höhe der Spektralbildebene 12 vollständig und die Breite soweit aus, wie eine Wellenlängenbandbreite vom Empfänger, vom Lichtleiter oder vom Messproblem her zugelassen werden kann. Hinsichtlich der Forderung einer hinreichenden Energie am Empfänger wird man das Wellenlängenintervall gross, hinsichtlich des spektralen Auflösungsvermögens wird man das Wellenlängenintervall klein machen.The energy of the spectrally split light is absorbed by light guides 1100, 1150, ... 1300, which in its receiving area 1101, 1151, ... match the extension of the Spectral range is adapted, which is to be transmitted. Accordingly, it completely fills the height of the spectral image plane 12 and the width as far as a wavelength bandwidth can be permitted by the receiver, the light guide or the measurement problem. With regard to the requirement of sufficient energy at the receiver, the wavelength interval will be large; with regard to the spectral resolution, the wavelength interval will be made small.
Die Abgabeflächen der Lichtleiter 1100... an der Ausgangsseite sind ringförmig angeordnet. Die Flächen 1102...,1302... haben radial verlaufende Kanten und sind in einem möglichst kleinen Ring 1200, der Abtastlinie, angeordnet.The delivery surfaces of the light guides 1100 ... on the output side are arranged in a ring. The surfaces 1102 ..., 1302 ... have radially running edges and are arranged in the smallest possible ring 1200, the scanning line.
Vor der Abtastlinie 1200 rotiert eine optische Schaltwalze 300. Sie enthält einen Lichtleiter 310, der auf der der Abtastlinie 1200 gegenüberliegenden Seite eine Eingangsfläche 302 aufweist, die auf die Ausgangsflächen 1302... der Abtastlinie 1200 angepasst ist. Der Lichtleiter 310 leitet die aus den Ausgangsflächen 1302... aufgenommene Lichtenergie zu der in der Achse des Schaltrades 300 liegenden Ausgangsfläche 303. Von dort aus wird das Licht über einen Anpassungskonus 41 einem Lichtleiter 40 zugeführt, der dieses einem Empfänger 45 zuleitet. Von hier aus wird die Lichtenergie in elektrischer Form als Signal in bekannter Weise weiterverarbeitet.An optical switching drum 300 rotates in front of the scanning line 1200. It contains an optical waveguide 310 which, on the side opposite the scanning line 1200, has an input surface 302 which is adapted to the output surfaces 1302 ... of the scanning line 1200. The light guide 310 guides the light energy received from the output surfaces 1302... To the output surface 303 lying in the axis of the switching wheel 300. From there, the light is fed via an adaptation cone 41 to a light guide 40, which feeds it to a receiver 45. From here, the light energy is processed in electrical form as a signal in a known manner.
Die Anordnung wirkt auf folgende Weise: Licht 1000 fällt auf den Eintrittspalt 11 des Monochromators 10, wird darin spektral zerlegt und in die spektrale Bildebene 12 projeziert. Dort wird die. spektrale Lichtenergie 110 durch Lichtleiter 1100... aufgenommen, auf ein neues Flächenformat 1302... gebracht und abtastfähig auf Abtastlinie 1200 positioniert. Dort wird die Energie mit hoher Geschwindgkeit abgetastet und einem Empfänger zugeleitet. Auf diese Weise erfolgt eine volle Ausnutzung der spektralen Energie in einer Anordnung, die beispielsweise vom Eintrittspalt 11 bis zum Abtastring 1200 in ein geschlossenes Gehäuse 1500 eingebaut sein kann, weil hier Nachjustierungen nicht mehr erforderlich sind. Das ist insbesondere bei Anordnungen, die klinisch verwendet werden sollen, ein deutlicher Vorteil.The arrangement works in the following way: Light 1000 falls on the entrance slit 11 of the monochromator 10, is spectrally broken down therein and projected into the spectral image plane 12. There is the. spectral light energy 110 recorded by light guide 1100 ..., brought to a new surface format 1302 ... and positioned for scanning on scanning line 1200. There the energy is sampled at high speed and sent to a receiver. In this way, the spectral energy is fully utilized in an arrangement which can be installed, for example, from the entry gap 11 to the sensing ring 1200 in a closed housing 1500, because readjustments are no longer required here. This is a distinct advantage, particularly with arrangements that are to be used clinically.
In der Zeichnung nicht dargestellt ist der Antrieb der Anordnung, der aerodynamisch oder elektrisch erfolgen kann, sowie der Tachogenerator zur Lagemeldung der Schaltwalze und die elektronischen Komponeneten zur Weiterverarbeitung des Messignals.Not shown in the drawing is the drive of the arrangement, which can take place aerodynamically or electrically, as well as the tachogenerator for signaling the position of the shift drum and the electronic components for further processing of the measurement signal.
Es ist auch möglich, der Li chteinlauffläche 302 einen Einlaufadapter, beispielsweise in Form eines innenverspiegelten Trichters vorzuschalten. Das Hauptmerkmal der Erfindung, die mechanischen Ungenauigkeiten des Abtastvorganges dorthin zu verlagern, wo nur noch die Intensität schwanken kann, diese dort aber durch Adapter zu eliminieren, ist dadurch unberührt.It is also possible to precede the light inlet surface 302 with an inlet adapter, for example in the form of an internally mirrored funnel. The main feature of the invention, to shift the mechanical inaccuracies of the scanning process to where only the intensity can fluctuate, but to eliminate it there by means of adapters, is unaffected by this.
Diese Lösung ist bei einer Anordnung nach Fig.2 verwirklicht. Hier sind die Lichtleiter 1100..., 1350... in einer zylindrischen Halterung 1201 angeordnet, in der die Schaltwalze 301 rotiert. Hierbei geht das spektral zerlegte Licht über Fläche 1101 und Lichtleiter 1100 zu Abgabeflächen 1102. Das Licht 110 wird sodann von der Aufnahmefläche 33 der rotierenden Schaltwalze 301 dann aufgenommen, wenn sich die Flächen 33 und 1102 gegenüber stehen. Die Weiterleitung verläuft über die Abgabefläche 32 und den Lichtleiter 42-40-43 auf einen nicht gezeichneten Empfänger.This solution is realized in an arrangement according to Fig.2. Here the light guides 1100 ..., 1350 ... are arranged in a cylindrical holder 1201 in which the switching drum 301 rotates. Here, the spectrally split light goes over surface 1101 and light guide 1100 to delivery surfaces 1102. The light 110 is then received by the receiving surface 33 of the rotating switching drum 301 when the surfaces 33 and 1102 face each other. The forwarding runs via the delivery surface 32 and the light guide 42-40-43 to a receiver, not shown.
Welche der in Fig.1 oder Fig.2 beschriebenen Formen zur Verwendung kommt, hängt von den Konstruktionsbedingungen ab, die für die anderen Komponenten des Spektrometers eingehalten werden müssen.Which of the forms described in Fig.1 or Fig.2 is used depends on the design conditions that are met for the other components of the spectrometer Need to become.
Die Schaltfunktion, also der Intensitätsverlauf der Energie bei überfahren der Aufnahmeflächen der Schaltwalzen über die Abgabeflächen der ringförmigen oder der zylinderförmigen Anordnungen der Abgabeflächen 1101,1102... ist bei den angegebenen Beispielen eine Dreiecksfunktion. Sie kann dadurch leicht beeinflusst werden, dass die Querschnitte der Aufnahme-und Abgabeflächen an der Abtastlinie entsprechend geändert werden.The switching function, that is to say the intensity curve of the energy when the receiving surfaces of the shift drums are passed over the dispensing surfaces of the annular or cylindrical arrangements of the dispensing surfaces 1101, 1102 ... is a triangular function in the examples given. It can easily be influenced by changing the cross-sections of the receiving and delivery surfaces on the scanning line accordingly.
So lässt sich beispielsweise bei kreisförmigen Flächen ein parabelförmiger Verlauf erreichen.For example, a parabolic curve can be achieved with circular surfaces.
Es sind aber ohne weiteres auch andere Schaltfunktionen zu erzeugen, die auf die jeweiligen Erfordernisse angepasst sind und ohne weiteres durch die Gestaltung des Abgabe-Aufnahmeflächenpaares bestimmbar ist. However, other switching functions can also be easily generated, which are adapted to the respective requirements and can easily be determined by the design of the delivery / receiving surface pair.

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Spektrometer, bestehend aus einem Monochromator und Lichtleitern zur Fortleitung des Lichtes einer Abtastvorrichtung, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die spektralen Spaltbilder (110) durch flächig (1101...) an das spektrale Eintrittspaltbild (12) des Spektrometers angepasste Lichtleiter (1100...) aufgenommen und zu einer Abtastvorrichtung (1200,1201) geleitet werden und dass die Querschnitte (1102...) der Lichtleiter (1100...) flächig an die Abtastvorrichtung (1200,1201) angepasst sind.1. Spectrometer, consisting of a monochromator and light guides for conveying the light of a scanning device, characterized in that the spectral slit images (110) by flat (1101 ...) to the spectral entrance slit image (12) of the spectrometer adapted light guides (1100 .. .) are recorded and passed to a scanning device (1200, 1201) and that the cross sections (1102 ...) of the light guides (1100 ...) are adapted to the scanning device (1200, 1201).
2. Spektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung (1200,1201) ein rotierendes Schaltrad (300,301) mit mindestens einem Lichtleiter (310,311) aufweist, der die Fortleitung des Lichtes (110) von der Abtastlinie (1200,1201) zur Achse des Schaltrades (300,301) bewirkt.2. Spectrometer according to claim 1, characterized in that the scanning device (1200, 1201) has a rotating switching wheel (300, 301) with at least one light guide (310, 311) which transmits the light (110) from the scanning line (1200, 1201) to Axis of the ratchet wheel (300,301).
3. Spektrometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte (1102...) der an die Spaltbilder angepassten Lichtleiter (1100...) auf der Abtastseite axial verlaufende Seitenkanten aufweisen.3. Spectrometer according to claim 2, characterized in that the cross sections (1102 ...) of the light guides (1100 ...) adapted to the slit images have axially extending side edges on the scanning side.
4. Spektrometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte (1102...) der an die Spaltbilder angepassten Lichtleiter (1100...) auf der Abtastseite radial verlaufende Seitenkanten aufweisen.4. Spectrometer according to claim 2, characterized in that the cross sections (1102 ...) of the light guides (1100 ...) matched to the slit images have radially extending side edges on the scanning side.
5. Spektrometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter des Schaltrades auf der Abtastseite einen die Intensitätsfunktion der Energieübertragung bestimmenden Querschnitt (303,32) aufweist und auf der axialen Seite kreisförmig ist.5. Spectrometer according to claim 2, characterized in that the light guide of the switching wheel on the scanning side has a cross-section determining the intensity function of the energy transmission (303, 32) and is circular on the axial side.
6. Spektrometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiter der Abtastvorrichtung hinter der mechanischen Unterbrechung trichterförmige, spiegelnde Lichteinläufe (4) aufweisen.6. Spectrometer according to claim 2, characterized in that the light guides of the scanning device behind the mechanical interruption have funnel-shaped, reflecting light inlets (4).
7. Spektrometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das rotierende Schaltrad (300,301) einen Tachogenerator aufweist.7. Spectrometer according to claim 2, characterized in that the rotating switching wheel (300,301) has a tachometer generator.
8. Spektrometer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Tachogenerator die elektronischen Schalt-und Anzeigefunktionen steuert.8. Spectrometer according to claim 7, characterized in that the tachogenerator controls the electronic switching and display functions.
9. Spektrometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltrad als Laufrad einer Luftturbine ausgebildet ist.9. Spectrometer according to claim 2, characterized in that the switching wheel is designed as an impeller of an air turbine.
10. Spektrometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltrad als Anker eines Elektromotors ausgebildet ist. 10. Spectrometer according to claim 2, characterized in that the switching wheel is designed as an armature of an electric motor.
PCT/DE1980/000108 1979-07-24 1980-07-22 Spectrometer with light guide WO1981000301A1 (en)

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DE2929883 1979-07-24
DE19792929883 DE2929883A1 (en) 1979-07-24 1979-07-24 SPECTROMETER WITH LIGHT GUIDES

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DE2929883A1 (en) 1981-02-19
EP0032918A1 (en) 1981-08-05

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