DE112011103836T5

DE112011103836T5 - Spektrophotometer

Info

Publication number: DE112011103836T5
Application number: DE112011103836T
Authority: DE
Inventors: Shuhei Yamamura; Yoshisada Ebata; Shigeru Matsui; Hideyuki Akiyama
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2013-08-29
Also published as: CN103221802A; US20130222789A1; JP2012112663A; WO2012067068A1

Abstract

In einem Spektrophotometer vom Einstrahl-Typ können sehr stabile Transmissions- und Absorptionsspektren mit einem hohen SNR aufgenommen werden, indem Drift auch dann über einen längeren Zeitraum unterdrückt wird, wenn sich die Lichtintensität der Lichtquelle im Zeitverlauf verändert. Das Spektrophotometer weist Folgendes auf: eine Lichtquelle; eine Probenküvette; einen Polychromator, der ein Transmissionsspektrum einer in der Probenküvette befindlichen Probe erzeugt, indem ein Teil des Lichts aus der Lichtquelle, der durch die Probenküvette hindurchgegangen ist, in mehrere spektrale Komponenten zerlegt wird; einen Bildsensor, der das Transmissionsspektrum der Probe erfasst; einen Photodetektor zur Überwachung der Lichtquelle, der einen Teil des Lichts aus der Lichtquelle erfasst, der nicht durch die Probenküvette hindurchgegangen ist; und eine Verarbeitungseinheit, die das Transmissionsspektrum der Probe unter Verwendung des Ausgangssignals aus dem Photodetektor zur Überwachung der Lichtquelle korrigiert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Spektrophotometer zur Messung des Transmissionsspektrums oder Absorptionsspektrums einer Probe, insbesondere auf ein Spektrophotometer vom Einstrahl-Typ.
STAND DER TECHNIK
Als Spektrophotometer zur Messung eines Transmissionsspektrums oder Absorptionsspektrums ist herkömmlich ein Spektrophotometer vom so genannten Zweistrahl-Typ bekannt. In dem Spektrophotometer vom Zweistrahl-Typ werden zwei Küvetten, eine Küvette mit einer Probe und eine Küvette mit einer Referenz, bereitgestellt, die Intensität des Lichtes, das jede Küvetten passiert hat, wird erfasst und das Transmissionsspektrum wird erhalten, indem das Verhältnis der jeweiligen Lichtintensitäten ermittelt wird. Ferner kann durch logarithmische Transformation der Ordinate des Transmissionsspektrums das Absorptionsspektrum erhalten werden. Da in dem Spektrophotometer vom Zweistrahl-Typ ein Lichtstrahl für die Probenküvette und ein Lichtstrahl für die Referenzküvette gleichzeitig gemessen werden, kann der Vorteil erzielt werden, dass ein korrektes Transmissionsspektrum der Probe auch dann aufgenommen werden kann, wenn sich die Lichtintensität aus einer Lichtquelle im Zeitablauf verändert.
Die JP-Patentveröffentlichungen (Kokai) Nr. 59-230124 A (1984) und 63-198832 A (1988) beschreiben Beispiele des Spektrophotometer vom Zweistrahl-Typ 0526-72460P-AS/AS unter Verwendung eines Bildsensors. Bei dem Spektrophotometer vom Zweistrahl-Typ unter Verwendung eines Bildsensors besteht das Problem, dass der Aufbau komplex ist, das Volumen erhöht wird und die Herstellungskosten hoch sind. Ein mit einem Bildsensor ausgerüstetes Spektrophotometer verwendet daher im Allgemeinen einen Einstrahl-Typ.
Die JP-Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 11-108830A (1999) beschreibt ein Extinktionsmessgerät vom Einstrahl-Typ, bei dem Licht aus einer Lichtquelle mittels eines dispergierenden Elements spektral zerlegt wird und das dispergerte Licht mit einem Photodetektor vom Array-Typ detektiert wird.
Ferner beschreibt die JP-Patentveröffentlichung (Kokai) No. 61-53527A (1986) ein Spektrophotometer, das mit zwei Arten von Lichtquellen ausgestattet ist, einer Deuteriumlampe für einen ultravioletten Bereich und einer Halogenlampe für einen sichtbaren Bereich.
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: JP-Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 59-230124 A (1984)
Patentdokument 2: JP-Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-198832 A (1988)
Patentdokument 3: JP-Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 11-108830 A (1999)
Patentdokument 4: JP-Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 61-53527 A (1986)

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
ZU LÖSENDE PROBLEMSTELLUNG
Das Spektrophotometer vom Einstrahl-Typ hat beispielsweise den Vorteil eines vereinfachten Aufbaus, eines kleineren Volumens und geringerer Kosten. Mit einem Spektrophotometer vom Einstrahl-Typ ist es jedoch schwierig, das korrekte Transmissionsspektrum der Probe aufzunehmen, wenn sich die Lichtintensität der Lichtquelle im Zeitverlauf verändert.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Erfassung sehr stabiler Transmissions- und Absorptionsspektren mit einem hohen SNR in einem Spektrophotometer vom Einstrahl-Typ zu ermöglichen, indem Drift auch dann für einen langen Zeitraum unterdrückt wird, wenn sich die Lichtintensität der Lichtquelle im Zeitverlauf verändert.
LÖSUNG DER PROBLEMSTELLUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Spektrophotometer auf: eine Lichtquelle; eine Probenküvette; einen Polychromator, der ein Transmissionsspektrum einer in der Probenküvette befindlichen Probe erzeugt, indem ein Teil des Lichts aus der Lichtquelle, der durch die Probenküvette hindurchgegangen ist, in mehrere spektrale Komponenten zerlegt wird; einen Bildsensor, der das Transmissionsspektrum der Probe erfasst; einen Photodetektor zur Überwachung der Lichtquelle, der einen Teil des Lichts aus der Lichtquelle erfasst, der nicht durch die Probenküvette hindurchgegangen ist; und eine Verarbeitungseinheit, die das Transmissionsspektrum der Probe unter Verwendung des Ausgangssignals aus dem Photodetektor zur Überwachung der Lichtquelle korrigiert.
Die Verarbeitungseinheit führt eine Korrektur durch, indem das Transmissionsspektrum durch einen Berichtigungskoeffizienten dividiert wird, der aus dem Ausgangssignals aus dem Photodetektor zur Überwachung der Lichtquelle ermittelt wird.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung können bei einem Spektrophotometer vom Einstrahl-Typ sehr stabile Transmissions- und Absorptionsspektren mit einem hohen SNR und über einen langen Zeitraum erhalten werden, indem Drift auch dann unterdrückt wird, wenn sich die Lichtintensität der Lichtquelle im Zeitverlauf verändert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht den Aufbau eines ersten Beispiels eines Spektrophotometers gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 veranschaulicht ein Beispiel der Wellenlängenspektren der Emissionsintensität einer Halogenlampe und einer Deuteriumlampe.
3 veranschaulicht zeitliche Änderungen der Emissionsintensität der Halogenlampe und der Deuteriumlampe.
4A ist eine weitere Figur, die die zeitliche Änderung der Emissionsintensität der Halogenlampe und der Deuteriumlampe veranschaulicht.
4B ist eine weitere Figur, die die zeitliche Änderung der Emissionsintensität der Halogenlampe und der Deuteriumlampe veranschaulicht.
5 veranschaulicht den Aufbau eines zweiten Beispiels des Spektrophotometers gemäß der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine vergrößerte Teilansicht des zweiten Beispiels des Spektrophotometers gemäß der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf 1 wird im Folgenden ein erstes Beispiel eines erfindungsgemäßen Spektrophotometers beschrieben. Das Spektrophotometer nach dem ersten Beispiel umfasst eine erste und eine zweite Lichtquelle 1 und 2, eine Probenküvette 5, eine Detektionsoptik, eine Verarbeitungseinheit für die Detektionsoptik, eine Optik zur Überwachung der Lichtquelle, eine Verarbeitungseinheit für das System zur Überwachung der Lichtquelle und einen Computer 17. Die Detektionsoptik umfasst einen dichroitischen Spiegel 3, eine abbildende Linse 7, einen Polychromator 10 und einen eindimensionalen Bildsensor 12. Es kann anstelle des eindimensionalen Bildsensors 12 ein zweidimensionaler Bildsensor verwendet werden. Die Verarbeitungseinheit für die Detektionsoptik umfasst einen Verstärker 15 und einen A/D-Wandler 16.
Die Optik zur Überwachung der Lichtquelle umfasst einen ersten und einen zweiten Lichtwellenleiter 21A und 21B, eine erste und eine zweite Linse 23A und 23B und einen ersten und einen zweiten Photodetektor zur Überwachung der Lichtquelle 24A und 24B. Bei den Lichtwellenleitern 21A und 21A kann es sich um optische Faserbündel handeln. Die Verarbeitungseinheit für die Optik zur Überwachung der Lichtquelle umfasst einen ersten und einen zweiten Verstärker 25A und 25B und einen A/D-Wandler 26.
Die erste Lichtquelle 1 ist eine Lichtquelle für einen Bereich längerer Wellenlängen, wohingegen es sich bei der zweiten Lichtquelle 2 um eine Lichtquelle für einen Bereich kürzerer Wellenlängen handelt. In diesem Beispiel wird als erste Lichtquelle 1 eine Halogenlampe für einen sichtbaren Bereich und als zweite Lichtquelle 2 eine Deuteriumlampe für einen ultravioletten Bereich verwendet. Die Probenküvette 5 kann eine Probenküvette mit einer Struktur umfassen, die für verschiedene Arten von Proben geeignet ist, wie Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase. In dem gezeigten Beispiel ist die Probenküvette 5 eine Durchflusszelle für flüssige Proben. Eine Probe fließt wie durch Pfeile gezeigt entlang der optischen Achse der Detektionsoptik. Die Durchflusszelle ist für die Verwendung bei einem Flüssigchromatograph-Detektor geeignet.
Zunächst werden nun die Detektionsoptik und die Verarbeitungseinheit für die Detektionsoptik beschrieben. Das aus der ersten und der zweiten Lichtquelle 1 und 2 abgegebene Licht wird durch den dichroitischen Spiegel 3 zusammengeführt und tritt dann in die Probenküvette 5 ein. Das Licht, das die Probenküvette 5 passiert hat, wird durch die abbildenden Linse 7 gesammelt und tritt dann in den Polychromator 10 ein. Der Polychromator 10 umfasst einen Eintrittsspalt 10A und ein spektral dispergierendes Element 10B. Das spektral dispergierende Element 10B kann ein Beugungsgitter sein. Das einfallende Licht, das den Eintrittsspalt 10A passiert hat, wird durch das spektral dispergierende Element 10B spektral zerlegt, wodurch auf einer ausgangsseitigen Fokalebene ein Abbild 11 des Transmissionsspektrums erzeugt wird. Das Abbild 11 des Transmissionsspektrums spiegelt die spektralen Transmissionscharakteristika der flüssigen Probe in der Probenküvette 5 wider. Das Abbild 11 des Transmissionsspektrums wird für jeden spektralen Bereich durch den eindimensionalen Bildsensor 12 in ein elektrisches Signal umgewandelt. Das elektrische Signal wird durch den Verstärker 15 verstärkt und durch den A/D-Wandler 16 in ein digitales Signal umgewandelt. Das in die digitale Form gebrachte Signal wird in einem Speicher des Computers 17 gespeichert. Ein Absorptionsspektrum kann erhalten werden, indem das Transmissionsspektrum einer logarithmischen Transformation unterzogen wird.
Als nächstes werden die Optik zur Überwachung der Lichtquelle und die Verarbeitungseinheit für das System zur Überwachung der Lichtquelle beschrieben. Das aus der ersten und der zweiten Lichtquelle 1 und 2 abgegebene Licht wird über den ersten und den zweiten Lichtwellenleiter 21A und 21B zur ersten bzw. zur zweiten Linse 23A bzw. 23B geleitet, durch die das Licht jeweils gesammelt wird. Das gesammelte Licht wird von dem ersten bzw. dem zweiten Photodetektor 24A bzw. 24B zur Überwachung der Lichtquelle detektiert und in elektrische Signale umgewandelt. Die elektrischen Signale werden durch den ersten bzw. den zweiten Verstärker 25A und 25B verstärkt und durch den A/D-Wandler 26 in jeweilige digitale Signale umgewandelt. Die digital umgewandelten Detektionssignale werden in dem Speicher des Computers 17 gespeichert.
Eine eingangsseitige Endfläche des ersten Lichtwellenleiters 21A wird in der Nähe der ersten Lichtquelle 1 angeordnet. Auf diese Weise wird nur ein Teil der Emission aus der ersten Lichtquelle 1 über die eingangsseitige Endfläche des ersten Lichtwellenleiters 21A erfasst. Eine eingangsseitige Endfläche des zweiten Lichtwellenleiters 21B wird in der Nähe der zweiten Lichtquelle 2 angeordnet. Auf diese Weise wird nur ein Teil der Emission aus der zweiten Lichtquelle 2 über die eingangsseitige Endfläche des zweiten Lichtwellenleiters 21B erfasst. Die Lichtwellenleiter 21A und 21B sind so angeordnet, dass sie den Strahlengang von den beiden Lichtquellen 1 und 2 zur Probenküvette 5 nicht stören.
Die eingangsseitigen Endflächen des ersten und zweiten Lichtwellenleiters 21A und 21B sind so angeordnet, dass die Emission aus der zweiten Lichtquelle 2 nicht von dem ersten Lichtellenleiter 21A erfasst wird und die Emission aus der ersten Lichtquelle 1 nicht von dem zweiten Lichtellenleiter 21B erfasst wird.
Der erste Lichtellenleiter 21A ist ferner so angeordnet, dass das aus der ausgangsseitigen Endfläche des ersten Lichtellenleiters 21A austretende Licht über die erste Linse 23A in den ersten Photodetektor 24A zur Überwachung der Lichtquelle eintritt. Der zweite Lichtellenleiter 21B ist so angeordnet, dass das aus der ausgangsseitigen Endfläche des zweiten Lichtellenleiters 21B austretende Licht über die zweite Linse 23B in den zweiten Photodetektor 24B zur Überwachung der Lichtquelle eintritt.
Nun wird zunächst die Blindwertkorrektur beschrieben. In dem mit Hilfe des eindimensionalen Bildsensors 12 erhaltenen Abbild 11 des Transmissionsspektrums spiegeln sich nicht nur die spektralen Transmissionscharakteristika der Probe in der Probenküvette 5 wider, sondern auch die optischen Eigenschaften infolge der Apparatur, wie beispielsweise die spektralen Emissionseigenschaften der Lichtquellen 1 und 2 und die spektralen Effizienzcharakteristika des Polychromators 10. Solche optischen Eigenschaften infolge der Apparatur müssen aus der Intensitätsverteilung des Abbildes 11 des Transmissionsspektrums entfernt werden.
Zunächst wird ein Abbild des Transmissionsspektrums ohne den Durchfluss einer Probe durch die Probenküvette 5 aufgenommen. Der Begriff ”ohne den Durchfluss einer Probe durch die Probenküvette 5” kann den Durchfluss von Wasser oder einer Blindprobe umfassen. Das aufgenommene Abbild des Transmissionsspektrums wird als Referenztransmissionsspektrum in dem Speicher des Computers 17 gespeichert. Das Referenztransmissionsspektrum gibt die optischen Eigenschaften infolge der Apparatur wieder.
Dann wird ein Abbild des Transmissionsspektrums mit Durchfluss einer Probe als Gegenstand der Analyse in der Probenküvette 5 aufgenommen und das aufgenommene Abbild des Transmissionsspektrums wird in dem Speicher des Computers 17 als Transmissionsspektrum der Probe gespeichert. Das Transmissionsspektrum der Probe umfasst sowohl die spektralen Transmissionscharakteristika der Probe als auch die optischen Eigenschaften infolge der Apparatur.
In dem Transmissionsspektrum finden die optischen Eigenschaften infolge der Apparatur als Multiplikation ihren Niederschlag. Daher kann durch die optischen Eigenschaften infolge der Apparatur dividiert werden, um den Einfluss der optischen Eigenschaften infolge der Apparatur zu entfernen. Und zwar kann die Intensität jeder Wellenlänge in dem Transmissionsspektrum der Probe durch die Intensität der entsprechenden Wellenlänge in dem Referenztransmissionsspektrum dividiert werden. Auf diese Weise erhält man das Transmissionsspektrum der Probe, aus dem die optischen Eigenschaften infolge der Apparatur entfernt wurden.
Die Blindwertkorrektur für das Absorptionsspektrum wird folgendermaßen durchgeführt. Durch logarithmische Transformation des Referenztransmissionsspektrums und des Transmissionsspektrums der Probe erhält man ein Referenzabsorptionsspektrum und ein Absorptionsspektrum der Probe. In den Absorptionsspektren spiegeln sich die optischen Eigenschaften infolge der Apparatur als Addition wider. Daher können die optischen Eigenschaften infolge der Apparatur subtrahiert werden, um den Einfluss der optischen Eigenschaften infolge der Apparatur zu entfernen. Und zwar kann von der Intensität jeder Wellenlänge in dem Absorptionsspektrum der Probe die Intensität der entsprechenden Wellenlänge in dem Referenzabsorptionsspektrum abgezogen werden. Auf diese Weise erhält man das Absorptionsspektrum der Probe, aus dem die optischen Eigenschaften infolge der Apparatur entfernt wurden.
Wenn sich die Emissionsintensität der Lichtquellen 1 und 2 ändert, verändern sich von den optischen Eigenschaften infolge der Apparatur die spektralen Emissionscharakteristika der Lichtquellen 1 und 2. Demnach ändert sich das Referenztransmissionsspektrum, wenn die Emissionsintensität der Lichtquellen 1 und 2 verändert wird. Da das Spektrophotometer dieses Beispiels vom Einstrahl-Typ ist, besteht eine Diskrepanz zwischen dem Zeitpunkt der Aufnahme des Referenztransmissionsspektrums und dem Zeitpunkt der Aufnahme des Transmissionsspektrums der Probe. Wenn sich die Emissionsintensität der Lichtquellen 1 und 2 während der Aufnahmezeiten der beiden Transmissionsspektren ändert, tritt in dem Transmissionsspektrum ein Fehler auf. Um dies zu vermeiden, kann das Referenztransmissionsspektrum nach Bedarf aufgenommen werden, sodass das aktuelle Referenztransmissionsspektrum jederzeit verwendet werden kann.
Wenn es sich bei der Probenküvette um eine Durchflusszelle handelt, kann eine Analyse durchgeführt werden, um zu ermitteln, wie sich die Komponentenkonzentration oder das Zusammensetzungsverhältnis der in der Durchflusszelle fließenden Flüssigkeit innerhalb einer vorgegebenen Zeit verändert. In einem solchen Fall kann das Referenztransmissionsspektrum nicht bedarfsgerecht aufgenommen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher nach der Blindwertkorrektur eine Lichtintensitätskorrektur durchgeführt. Wie im Folgenden detailliert beschrieben wird, wird die Emissionsintensität der Lichtquellen 1 und 2 unter Verwendung der Optik zur Überwachung der Lichtquellen gemessen und das Transmissionsspektrum und das Absorptionsspektrum werden entsprechend korrigiert.
2 veranschaulicht ein Beispiel des Emissionsintensitätsspektrums der Halogenlampe und der Deuteriumlampe, worin die Ordinate die Emissionsintensität und die Abszisse die Wellenlänge zeigt. Die Kurve 201 gibt das Emissionsspektrum der Halogenlampe an, die Kurve 202 zeigt das Emissionsintensitätsspektrum der Deuteriumlampe. Die Halogenlampe emittiert Licht im sichtbaren Bereich, wohingegen die Deuteriumlampe Licht im UV-Bereich emittiert. Die spektralen Bereiche des Lichts aus den beiden Lampen überlappen sich jedoch zum Teil. An der Abszisse gibt es demnach 3 spektrale Bereiche W₁, W₂ und W₃. Der erste spektrale Bereich W₁ ist ein Bereich, in dem lediglich die Emission aus der Deuteriumlampe vorhanden ist. Der zweite spektrale Bereich W₂ ist ein Bereich, in dem sich die Emissionen aus den beiden Lampen überlappen. Der dritte Bereich W₃ ist ein Bereich, in dem lediglich die Emission aus der Halogenlampe vorhanden ist.
3 veranschaulicht ein Beispiel der zeitlichen Änderungscharakteristika der Emissionsintensität der Halogenlampe und der Deuteriumlampe. Wie aus 3 hervorgeht, gibt es keine große Korrelation zwischen der zeitlichen Schwankung der Halogenlampe und der zeitlichen Schwankung der Deuteriumlampe.
4A veranschaulicht die Korrelation zwischen der Emissionsintensität des Lichts aus der Deuteriumlampe am Beginn der Messung und der Emissionsintensität 10 Minuten später. Die Abszisse zeigt die Emissionsintensität für jede Wellenlänge am Beginn der Messung, die Ordinate zeigt die Emissionsintensität für jede Wellenlänge 10 Minuten nach dem Beginn der Messung. 4B veranschaulicht die Korrelation zwischen der Emissionsintensität des Lichts aus der Halogenlampe am Beginn der Messung und der Emissionsintensität 10 Minuten später. Die Abszisse zeigt die Emissionsintensität für jede Wellenlänge am Beginn der Messung, die Ordinate zeigt die Emissionsintensität für jede Wellenlänge 10 Minuten nach dem Beginn der Messung. Es ist ersichtlich, dass der überwiegende Teil des Ausmaßes der Änderung eine Komponente darstellt, die unabhängig von der Wellenlänge mit einem konstanten Quotienten schwankt, auch wenn bei beiden Lampen kleine Änderungen, die abhängig von der Wellenlänge schwanken, zwischen der Emissionsintensität am Beginn der Messung und der Emissionsintensität 10 Minuten später zu sehen sind.
Aus den graphischen Darstellungen der 4A und 4B ist ersichtlich, dass eine deutliche Verbesserung erzielt werden kann, wenn ein einzelner Korrekturwert ermittelt wird, indem die Emissionsintensitäten in einem breiten Spektralbereich für jede Lichtquelle zusammengelegt werden, und die Lichtintensität, mit der die Probe bestrahlt wird, auf der Basis des Korrekturwertes für jede Wellenlänge korrigiert wird.
Im Folgenden wird die Korrektur der Lichtintensität für das Photospektrometer nach dem vorliegenden Beispiel beschrieben. Zunächst wird der Einfachheit halber ein Fall behandelt, bei dem nur die Halogenlampe, d. h. die erste Lichtquelle 1 der beiden Lichtquellen verwendet wird. Es wird angenommen, dass das Referenztransmissionsspektrum zur Zeit t = 0 aufgenommen wird und danach das Transmissionsspektrum S(λ, ti) (λ bedeutet die Wellenlänge) der Probe zur Zeit t = ti (i = 1, 2, 3, ...). Die Emissionsintensität der Halogenlampe zur Zeit t = 0 und t = ti (i = 1, 2, 3, ...) ist H(0) bzw. H(ti). Unter Verwendung des Referenztransmissionsspektrums wird für das Transmissionsspektrum der Probe wie oben beschrieben eine Blindwertkorrektur durchgeführt. Nach der Blindwertkorrektur wird an dem Transmissionsspektrum der Probe ferner die Lichtintensitätskorrektur ausgeführt. In dem Transmissionsspektrum spiegelt sich die Änderung der Lichtintensität der Lichtquelle als Multiplikation wider. Um den Einfluss der Änderung der Lichtintensität der Lichtquelle zu entfernen, kann in dem Transmissionsspektrum der Probe die Intensität jeder Wellenlänge durch einen Berichtigungskoeffizienten α dividiert werden, der die Änderung der Lichtintensität der Lichtquelle wiedergibt. Das Transmissionsspektrum S'(λ, ti) der Probe nach der Korrektur kann durch den folgenden Ausdruck ermittelt werden. S'(λ, ti) = S(λ, ti)/α = S(λ, ti)/(H(ti)/H(0)) (1)
S(λ, ti) ist das Transmissionsspektrum der Probe nach der Blindwertkorrektur und S'(λ, ti) ist das Transmissionsspektrum der Probe nach der Lichtintensitätskorrektur. Die Ausdrücke H(0) und H(ti) auf der rechten Seite der Gleichung (1) bedeuten ein Ausgangssignal aus dem Photodetektor zur Überwachung der ersten Lichtquelle 24A. Der Nenner α = H(ti)/H(0) auf der rechten Seite der Gleichung ist der Berichtigungskoeffizient.
Wie durch Gleichung (1) ausgedrückt wird, bedeutet Zeit t = ti (i = 1, 2, 3, ...) das Zeitintervall zum Erfassen des Transmissionsspektrums der Probe. In diesem Beispiel entspricht die Zeitspanne zum Überwachen der Änderung der Lichtintensität jeder Lampe dem Zeitintervall zum Aufnehmen des Transmissionsspektrums der Probe. Das Zeitintervall zum Überwachen der Änderung der Lichtintensität jeder Lampe kann jedoch auch auf eine im Hinblick auf die zeitliche Änderungscharakteristik jeder Lampe geeignete Zeitspanne festgelegt werden.
In dem vorliegenden Beispiel wurde der Fall beschrieben, in dem nur die Halogenlampe verwendet wurde. Dasselbe kann jedoch auch für den Fall gelten, wenn anstelle der Halogenlampe nur die Deuteriumlampe verwendet wird. Dasselbe kann außerdem auch für ein System gelten, bei dem die Emission der beiden Lampen im Laufe der Zeit umgeschaltet wird. Dasselbe kann ferner auch für die Messung in dem ersten spektralen Bereich W₁ mit der Emission nur von der Deuteriumlampe oder in dem dritten Bereich W₃ mit der Emission nur von der Halogenlampe in 2 gelten.
Als Nächstes wird ein Fall betrachtet, bei dem wie in Beispiel 1 der 1 die Emissionen aus beiden Lampen durch den dichroitischen Spiegel zusammengeführt werden, sodass die Probe stets mit den Emissionen aus beiden Lichtquellen gleichzeitig bestrahlt wird. Dies entspricht der Messung in dem zweiten spektralen Bereich W₂ in 2, in dem sich die Spektralbereiche der beiden Lampen, der Deuteriumlampe und der Halogenlampe, überlappen.
Es wird angenommen, dass das Referenztransmissionsspektrum zur Zeit t = 0 aufgenommen wird und danach das Transmissionsspektrum der Probe S(λ, ti) (λ bedeutet die Wellenlänge) zur Zeit t = ti (i = 1, 2, 3, ...). Die Emissionsintensität der Halogenlampe zur Zeit t = 0 und t = ti (i = 1, 2, 3, ...) ist H(0) bzw. H(ti). Die Emissionsintensität der Deuteriumlampe zur Zeit t = 0 und t = ti (i = 1, 2, 3, ...) ist D(0) bzw. D(ti). Unter Verwendung des Referenztransmissionsspektrums wird für das Transmissionsspektrum der Probe wie oben beschrieben eine Blindwertkorrektur durchgeführt. Nach der Blindwertkorrektur wird an dem Transmissionsspektrum der Probe ferner die Lichtintensitätskorrektur ausgeführt. In dem Transmissionsspektrum spiegelt sich die Änderung der Lichtintensität der Lichtquelle als Multiplikation wider. Um den Einfluss der Änderung der Lichtintensität der Lichtquelle zu entfernen, kann in dem Transmissionsspektrum der Probe die Intensität jeder Wellenlänge durch einen Berichtigungskoeffizienten β dividiert werden, der die Änderung der Lichtintensität der Lichtquelle wiedergibt. Das Transmissionsspektrum S'(λ, ti) der Probe nach der Korrektur kann durch den folgenden Ausdruck ermittelt werden. S'(λ, ti) = S(λ, ti)/β = S(λ, ti)/{(H(ti) + D(ti))/(H(0) + D(0))} (2)
S(λ, ti) ist das Transmissionsspektrum der Probe nach der Blindwertkorrektur und S'(λ, ti) ist das Transmissionsspektrum der Probe nach der Lichtintensitätskorrektur. Die Ausdrücke H(0) und H(ti) auf der rechten Seite der Gleichung (2) bedeuten das Ausgangssignal aus dem Photodetektor zur Überwachung der ersten Lichtquelle 24A, und die Ausdrücke D(0) und D(ti) auf der rechten Seite der Gleichung (2) bedeuten das Ausgangssignal aus dem Photodetektor zur Überwachung der zweiten Lichtquelle 24B. Der Nenner β = (H(ti) + D(ti))/(H(0) + D(0)) auf der rechten Seite der Gleichung ist der Berichtigungskoeffizient.
Wie durch Gleichung (2) ausgedrückt wird, bedeutet die Zeit t = ti (i = 1, 2, 3, ...) das Zeitintervall zum Erfassen des Transmissionsspektrums der Probe. In diesem Beispiel entspricht die Zeitspanne zum Überwachen der Änderung der Lichtintensität jeder Lampe dem Zeitintervall zum Aufnehmen des Transmissionsspektrums der Probe. Das Zeitintervall zum Überwachen der Änderung der Lichtintensität jeder Lampe kann jedoch auch auf eine im Hinblick auf die zeitliche Änderungscharakteristik jeder Lampe geeignete Zeitspanne festgelegt werden.
In dem Absorptionsspektrum spiegelt sich die Änderung der Lichtintensität der Lichtquelle als Addition wider. Daher kann von der Intensität jeder Wellenlänge in dem Absorptionsspektrum der Probe ein Wert subtrahiert werden, der durch logarithmische Transformation der Berichtigungskoeffizienten erhalten wird, um den Einfluss der Änderung der Lichtintensität der Lichtquelle zu beseitigen.
In dem Zähler und Nenner für den Berichtigungskoeffizient β auf der rechten Seite der Gleichung (2) werden die Ausgangssignale H(0) und H(ti) aus dem Photodetektor zur Überwachung der ersten Lichtquelle 24A und die Ausgangssignale D(0) and D(ti) aus dem Photodetektor zur Überwachung der zweiten Lichtquelle 24B unverändert addiert. Das Verhältnis der Ausgangssignale aus den beiden Detektionsoptiken kann sich jedoch in Anhängigkeit von dem Einbauzustand der jeweiligen Lichtwellenleiter, der Charakteristika der Photodetektoren hinsichtlich der spektralen Empfindlichkeit und anderen Einflüsse verändern. Daher kann es sein, dass bei dem Licht, das tatsächlich in die Probenküvette 5 eintritt, das Verhältnis der beiden Ausgangssignale H(t) und D(t) das Verhältnis der Lichtintensität aus der ersten Lichtquelle 1 und der Lichtintensität aus der zweiten Lichtquelle 2 nicht korrekt wiedergibt.
Daher wird bei dem Licht, das tatsächlich in die Probenküvette 5 eintritt, das Verhältnis der Lichtintensität aus der ersten Lichtquelle 1 und der Lichtintensität aus der zweiten Lichtquelle 2 vorab gemessen. Eines der Ausgangssignale H(t) und D(t) der beiden Detektionsoptiken wird mit dem Verhältnis, k, multipliziert, sodass: H(t) + D(t) ist H(t) + k × D(t) oder k × H(t) + D(t). Demnach kann das Transmissionsspektrum S'(λ, ti) der Probe unter Berücksichtigung der Ausgangssignale H(t) und D(t) aus den beiden Detektionsoptiken nach der Korrektur durch den folgenden Ausdruck ermittelt werden. S'(λ, ti) = S(λ, ti)/{(H(ti) + k × D(ti))/(H(0) + k × D(0))} (3)
Wenn k = 1, entspricht Gleichung (3) der Gleichung (2). Gemäß dem vorliegenden Beispiel kann daher auch dann ein sehr stabiles Spektrum aufgenommen werden, bei dem der Einfluss der Änderung der Lichtintensität korrigiert wurde, wenn sich die Emissionsintensität der Lichtquellen zeitlich verändert.
Mit Bezug auf 5 wird nun ein zweites Beispiel des Spektrophotometers gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Spektrophotometer umfasst die erste und die zweite Lichtquelle 1 und 2, die Probenküvette 5, Detektionsoptiken, eine Verarbeitungseinheit für die Detektionsoptik, Optiken zur Überwachung der Lichtquelle und den Computer 17. Im Vergleich mit dem in 1 veranschaulichten Beispiel 1 unterscheidet sich das Spektrophotometer nach dem vorliegenden Beispiel in der Konfiguration der Optiken zur Überwachung der Lichtquelle. Dieses Beispiel unterscheidet sich ferner dadurch, dass die Verarbeitungseinheit für die Optiken zur Überwachung der Lichtquelle weggefallen ist und stattdessen die Verarbeitungseinheit für die Nachweisoptiken verwendet wird.
Im Folgenden wird die Konfiguration der Optiken zur Überwachung der Lichtquelle beschrieben, wobei indes die Beschreibung der Detektionsoptiken und der Verarbeitungseinheit für die Detektionsoptiken ausgelassen wird. Die Optiken zur Überwachung der Lichtquellen umfassen den ersten und den zweiten Lichtwellenleiter 21A und 21B und eine Linse 22. In dem Spektrophotometer dieses Beispiels wird der eindimensionale Bildsensor 12 sowohl für die Nachweisoptiken als auch für die Optiken zur Überwachung der Lichtquellen verwendet.
Mit Bezug auf 6 wird nun ein Verfahren unter Verwendung des eindimensionalen Bildsensors 12 gemäß dem zweiten Beispiel des erfindungsgemäßen Spektrophotometers beschrieben. In dem gezeigten Beispiel weist der eindimensionale Bildsensor 12 1024 Pixel in einer Lichtempfangsfläche auf. Von den 1024 Pixeln werden 4 Pixel als Pixel 121 zur Überwachung der zweiten Lichtquelle verwendet; vier benachbarte Pixel werden als Trennpixel 122 einsetzt; vier daran angrenzende Pixel werden als Pixel 120 zur Überwachung der ersten Lichtquelle verwendet; und die restlichen Pixel 123 werden als Pixel der Detektionsoptik verwendet. Die ersten und zweiten Pixel 120 und 121 zur Überwachung der Lichtquelle umfassen die Funktion der Photodetektoren 24A bzw. 24B zur Überwachung der ersten und zweiten Lichtquelle des in der 1 veranschaulichten ersten Beispiels des Spektrophotometers.
Der Abstand des eindimensionalen Bildsensors 12 in der Richtung, in der die Pixel angeordnet sind, liegt im Allgemeinen in der Größenordnung von etwa 25 Mikrometern. Im Vergleich mit dem Abstand zwischen den beiden Photodetektoren 24A und 24B zur Überwachung der beiden Lichtquellen nach dem in 1 veranschaulichten ersten Beispiel ist der Abstand zwischen den beiden Pixeln 120 und 121 zur Überwachung der beiden Lichtquellen geringer. Das aus der ausgangsseitigen Fläche der beiden Lichtwellenleiter 21A und 21B austretende Licht wird daher durch die gemeinsame Linse 22 gesammelt, sodass auf den beiden Pixeln 120 und 121 zur Überwachung der beiden Lichtquellen ein verkleinertes Bild gebildet wird.
Das Trennpixel 122 wird zwischen den beiden Pixeln 120 und 121 zur Überwachung der beiden Lichtquellen vorgesehen, um ein Übersprechen zwischen den optischen Signalen oder elektrischen Signalen von den Pixeln 120 und 121 zur Überwachung der beiden Lichtquellen zu verhindern. Das Trennpixel 122 wird zwischen dem Pixel 120 zur Überwachung der ersten Lichtquelle und dem Pixel 123 der Detektionsoptik vorgesehen, um ein Übersprechen zwischen den optischen Signalen oder elektrischen Signalen von dem ersten Pixel 120 und dem Pixel 123 der Detektionsoptik zu verhindern.
In dem vorliegenden Beispiel gibt eine Summe der Ausgangssignale aus den vier Pixeln des Pixels 120 zur Überwachung der ersten Lichtquelle H(t) von Gleichung (2) an, und eine Summe der Ausgangssignale aus den vier Pixeln des Pixels 121 zur Überwachung der zweiten Lichtquelle gibt D(t) von Gleichung (2) an. In dem vorliegenden Beispiel kann das Verfahren zur Korrektur der Änderung der Lichtintensität der ersten und der zweiten Lichtquelle 1 und 2 dem des ersten Beispiels entsprechen. Die Beschreibung des Verfahrens kann daher entfallen.
Als Effekt ähnlich zu dem des ersten Beispiels kann in diesem Beispiel ein sehr stabiles Spektrum, bei dem der Einfluss der Änderung der Lichtintensität korrigiert wurde, selbst dann aufgenommen werden, wenn sich die Emissionsintensität der Lichtquellen zeitlich ändert. Gemäß dem vorliegenden Beispiel können ferner die Optik zur Überwachung der Lichtquelle und die Verarbeitungseinheit, die in dem ersten Beispiel erforderlich sind, weggelassen werden, sodass eine Vorrichtung mit geringeren Kosten und einem kleineren Platzbedarf bereitgestellt werden kann.
In dem vorliegenden Beispiel werden vier Pixel als die beiden Pixel zur Überwachung der Lichtquelle verwendet, die Anzahl der Pixel kann jedoch natürlich bedarfsgemäß erhöht oder erniedrigt werden, sodass ein für die oben beschriebenen Berechnungen erforderliches SNR erhalten wird.
Es wurden Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei dem Fachmann indes jedoch klar ist, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt ist und verschiedene Abweichungen innerhalb des in den Ansprüchen beschriebenen Umfangs der Erfindung möglich sind.
Bezugszeichenliste

1, 2: Lichtquelle
3: Dichroitischer Spiegel
5: Messküvette
7: Abbildende Linse
10A: Eintrittsspalt
10: Polychromator
11: Abbild des Transmissionsspektrums
12: Bildsensor
15: Verstärker
16: A/D-Wandler
17: Computer
21A, 21B: Lichtwellenleiter
22, 23A, 23B: Linse
24A, 24B: Photodetektor zur Überwachung der Lichtquelle
25A, 25B: Verstärker
26: A/D-Wandler
120, 121: Pixel zur Überwachung der Lichtquelle
122: Trennpixel
123: Pixel der Detektionsoptik

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 59-230124 A [0003, 0006]
JP 63-198832 A [0003, 0006]
JP 11-108830 A [0004, 0006]
JP 61-53527 A [0005, 0006]

Claims

Spektrophotometer, das Folgendes aufweist: eine Lichtquelle; eine Probenküvette; einen Polychromator, der ein Transmissionsspektrum einer in der Probenküvette befindlichen Probe erzeugt, indem ein Teil des Lichts aus der Lichtquelle, der durch die Probenküvette hindurchgegangen ist, in mehrere spektrale Komponenten zerlegt wird; einen Bildsensor, der das Transmissionsspektrum der Probe erfasst; einen Photodetektor zur Überwachung der Lichtquelle, der einen Teil des Lichts aus der Lichtquelle erfasst, der nicht durch die Probenküvette hindurchgegangen ist; und eine Verarbeitungseinheit, die das Transmissionsspektrum der Probe unter Verwendung des Ausgangssignals aus dem Photodetektor zur Überwachung der Lichtquelle korrigiert, wobei die Verarbeitungseinheit die Korrektur durchführt, indem das Transmissionsspektrum durch einen Berichtigungskoeffizienten dividiert wird, der eine Änderung der Lichtintensität der Lichtquellen widerspiegelt, die aus dem Ausgangssignal des Photodetektors zur Überwachung der Lichtquelle ermittelt wird.
Spektrophotometer nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungseinheit ein Transmissionsspektrum S'(λ, ti) (λ bedeutet die Wellenlänke) nach Korrektur gemäß dem folgenden Ausdruck ermittelt: S'(λ, ti) = S(λ, ti)/(H(ti)/H(0)) (1) worin H(0) und H(ti) die Emissionsintensitäten der Lichtquelle zur Zeit t = 0 bzw. t = ti (i = 1, 2, 3, ...) bedeuten und S(λ, ti) das Transmissionsspektrum der Probe zur Zeit t = ti (i = 1, 2, 3, ...) ist.
Spektrophotometer nach Anspruch 1, wobei zur Zeit t = 0 durch den Polychromator ein Referenztransmissionsspektrum ohne Probe als zu analysierendes Objekt in der Probenküvette aufgenommen wird und das Transmissionsspektrum S(λ, ti) (λ bedeutet die Wellenlänge) der Probe zur Zeit t = ti (i = 1, 2, 3, ...) unter Verwendung des Referenztransmissionsspektrums korrigiert wird.
Spektrophotometer nach Anspruch 1, das ferner einen Lichtwellenleiter aufweist, um den Teil des Lichts aus der Lichtquelle, der nicht durch die Probenküvette hindurchgegangen ist, zu dem Photodetektor zur Überwachung der Lichtquelle zu leiten.
Spektrophotometer nach Anspruch 1, wobei der Bildsensor Pixel umfasst, von denen einige als Photodetektor zur Überwachung der Lichtquelle verwendet werden und die anderen als Photodetektor zum Erfassen des Transmissionsspektrums der Probe.
Spektrophotometer nach Anspruch 5, wobei die Pixel des Bildsensors einen kein Licht empfangenden Pixelbereich aufweist, der zwischen einem als Photodetektor zur Überwachung der Lichtquelle verwendeten Pixelbereich und einem Pixelbereich zum Erfassen des Transmissionsspektrums der Probe angeordnet ist.
Spektrophotometer nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungseinheit durch logarithmische Transformation des Transmissionsspektrums ein Absorptionsspektrum ermittelt und die Korrektur durchführt, indem von dem Absorptionsspektrum der Berichtigungskoeffizient abgezogen wird, der die Änderung der Lichtintensität der Lichtquelle wiedergibt und aus dem logarithmisch transformierten Wert des Ausgangssignals des Photodetektors zur Überwachung der Lichtquelle ermittelt wird.
Spektrophotometer nach Anspruch 1, wobei: die Lichtquelle eine erste Lichtquelle und eine zweite Lichtquelle umfasst, die beide unterschiedliche Bereiche der spektralen Emission aufweisen; und die Verarbeitungseinheit ein Transmissionsspektrum S'(λ, ti) (λ bedeutet Wellenlänge) nach Korrektur gemäß dem folgenden Ausdruck ermittelt: S'(λ, ti) = S(λ, ti)/β = S(λ, ti)/{(H(ti) + D(ti))/(H(0) + D(0))) (2) worin: H(0) und H(ti) bedeuten die Emissionsintensität der ersten Lichtquelle zur Zeit t = 0 bzw. t = ti (i = 1, 2, 3, ...); D(0) und D(ti) bedeuten die Emissionsintensität der zweiten Lichtquelle zur Zeit t = 0 bzw. t = ti; und S(λ, ti) ist das Transmissionsspektrum der Probe zur Zeit t = ti (i = 1, 2, 3, ...).
Spektrophotometer nach Anspruch 8, worin die erste Lichtquelle eine Halogenlampe für einen sichtbaren Bereich und die zweite Lichtquelle eine Deuteriumlampe für einen ultravioletten Bereich ist.
Spektrophotometer, das Folgendes aufweist: eine erste Lichtquelle und eine zweite Lichtquelle mit jeweils unterschiedlichen Bereichen der spektralen Emission; eine Probenküvette; Detektionsoptiken, die aus einem Teil des Lichts aus der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle, der durch die Probenküvette hindurchgegangen ist, ein Transmissionsspektrum einer in der Probenküvette befindlichen Probe erzeugen; Optiken zur Überwachung der Lichtquelle, die einen Teil des Lichts aus der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle erfassen, der nicht durch die Probenküvette hindurchgegangen ist; und eine Verarbeitungseinheit, die das Transmissionsspektrum der Probe unter Verwendung des Ausgangssignals aus den Optiken zur Überwachung der Lichtquelle korrigiert, wobei die Verarbeitungseinheit die Korrektur durchführt, indem das Transmissionsspektrum durch einen Berichtigungskoeffizienten dividiert wird, der eine Änderung der Lichtintensität der Lichtquellen widerspiegelt, die aus dem Ausgangssignal der Optiken zur Überwachung der Lichtquelle ermittelt wird.
Spektrophotometer nach Anspruch 10, wobei die Verarbeitungseinheit ein Transmissionsspektrum S'(λ, ti) (λ bedeutet die Wellenlänge) nach Korrektur gemäß dem folgenden Ausdruck ermittelt: S'(λ, ti) = S(λ, ti)/{(H(ti) + k × D(ti))/(H(0) + k × D(0))} (3) worin H(0) und H(ti) die Emissionsintensität der ersten Lichtquelle und D(0) und D(ti) die Emissionsintensität der zweiten Lichtquelle zur Zeit t = 0 bzw. t = ti (i = 1, 2, 3, ...) bedeuten; S(λ, ti) das Transmissionsspektrum der Probe zur Zeit t = ti (i = 1, 2, 3, ...) ist; und k das Verhältnis der Lichtintensität aus der ersten Lichtquelle und der Lichtintensität aus der zweiten Lichtquelle bedeutet.
Spektrophotometer nach Anspruch 10, wobei zur Zeit t = 0 durch die Detektionsoptik ein Referenztransmissionsspektrum ohne Probe als zu analysierendes Objekt in der Probenküvette aufgenommen wird und das Transmissionsspektrum S(λ, ti) (λ bedeutet die Wellenlänge) der Probe zur Zeit t = ti (i = 1, 2, 3, ...) unter Verwendung des Referenztransmissionsspektrums korrigiert wird.
Spektrophotometer nach Anspruch 10, worin: die Detektionsoptik einen Polychromator umfasst, der das Transmissionsspektrum der in der Probenküvette befindlichen Probe erzeugt, indem der Teil des Lichts aus der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle, der durch die Probenküvette hindurchgegangen ist, in mehrere spektrale Komponenten zerlegt wird, sowie einen Bildsensor, der das Transmissionsspektrum der Probe erfasst; und die Optik zur Überwachung der Lichtquelle einen ersten und einen zweiten Lichtwellenleiter umfasst, die den Teil des Lichts aus der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle aufnehmen, der nicht durch die Probenküvette hindurchgegangen ist, wobei das durch den ersten und den zweiten Lichtwellenleiter aufgenommene Licht von dem Bildsensor erfasst wird.
Spektrophotometer nach Anspruch 13, wobei der Bildsensor Pixel umfasst, von denen einige als Photodetektor zur Überwachung der Lichtquelle verwendet werden und die anderen als Photodetektor zum Erfassen des Transmissionsspektrums der Probe.
Spektrophotometer nach Anspruch 14, worin die Pixel des Bildsensors einen kein Licht empfangenden Pixelbereich aufweisen, der zwischen einem als Photodetektor zur Überwachung der Lichtquelle verwendeten Pixelbereich und einem Pixelbereich zum Erfassen des Transmissionsspektrums der Probe angeordnet ist.
Spektrophotometer nach Anspruch 10, worin die erste Lichtquelle eine Halogenlampe für einen sichtbaren Bereich und die zweite Lichtquelle eine Deuteriumlampe für einen ultravioletten Bereich ist.
Spektrophotometer, das Folgendes aufweist: eine erste Lichtquelle und eine zweite Lichtquelle mit jeweils unterschiedlichen Bereichen der spektralen Emission; eine Probenküvette; Detektionsoptiken, die aus einem Teil des Lichts aus der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle, der durch die Probenküvette hindurchgegangen ist, ein Transmissionsspektrum einer in der Probenküvette befindlichen Probe erzeugen; Optiken zur Überwachung der Lichtquelle, die einen Teil des Lichts aus der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle erfassen, der nicht durch die Probenküvette hindurchgegangen ist; und eine Verarbeitungseinheit, die das Transmissionsspektrum der Probe unter Verwendung des Ausgangssignals der Optiken zur Überwachung der Lichtquelle korrigiert, worin: die Detektionsoptik einen Polychromator umfasst, der das Transmissionsspektrum der in der Probenküvette befindlichen Probe erzeugt, indem der Teil des Lichts aus der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle, der durch die Probenküvette hindurchgegangen ist, in mehrere spektrale Komponenten zerlegt wird, sowie einen Bildsensor, der das Transmissionsspektrum der Probe erfasst; und der Bildsensor einen Pixelbereich, der als Photodetektor für die Optik zur Überwachung der Lichtquelle verwendet wird, und einen Pixelbereich zum Erfassen des Transmissionsspektrums der Probe aufweist.
Spektrophotometer nach Anspruch 17, wobei die Verarbeitungseinheit ein Transmissionsspektrum S'(λ, ti) (λ bedeutet die Wellenlänge) nach Korrektur gemäß dem folgenden Ausdruck ermittelt: S'(λ, ti) = S(λ, ti)/{(H(ti) + k × D(ti))/(H(0) + k × D(0))} (3) worin H(0) und H(ti) die Emissionsintensität der ersten Lichtquelle und D(0) und D(ti) die Emissionsintensität der zweiten Lichtquelle zur Zeit t = 0 bzw. t = ti (i = 1, 2, 3, ...) bedeuten; S(λ, ti) das Transmissionsspektrum der Probe zur Zeit t = ti (i = 1, 2, 3, ...) ist; und k das Verhältnis der Lichtintensität aus der ersten Lichtquelle und der Lichtintensität aus der zweiten Lichtquelle bedeutet.
Spektrophotometer nach Anspruch 17, wobei zur Zeit t = 0 durch den Polychromator ein Referenztransmissionsspektrum ohne Probe als zu analysierendes Objekt in der Probenküvette aufgenommen wird und das Transmissionsspektrum S(λ, ti) (λ bedeutet die Wellenlänge) der Probe zur Zeit t = ti (i = 1, 2, 3, ...) unter Verwendung des Referenztransmissionsspektrums korrigiert wird.
Spektrophotometer nach Anspruch 17, worin: die Optik zur Überwachung der Lichtquelle einen ersten Lichtwellenleiter, der Licht aus der ersten Lichtquelle aufnimmt, und einen zweiten Lichtwellenleiter umfasst, der Licht aus der zweiten Lichtquelle aufnimmt; das von dem ersten und dem zweiten Lichtquellenleiter aufgenommene Licht zu dem Pixelbereich des Bildsensors geleitet wird, der als Photodetektor für die Optik zur Überwachung des Bildsensors verwendet wird.