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Doppelkammer für Zweistrahlinterferometer Die Neuerung betrifft eine
Doppelkammer für Zweistrahlinterferometer zur Aufnahme von Flüssigkeiten oder Gasen,
die zum Lichteintritt tmd Lichtaustritt an ihren Stirnseiten mit je einem Fenster
versehen ist.
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Bei der Messung, beispielsweise der Bestimmung von Konzentrationen,
mit Hilfe eines Zweistrahlinterferometers findet ein einmaliger Durchtritt der Lichtstrahlenbündel
durch die Doppelkammer statt. Bekanntlich hängt die Genauigkeit einer interferometrischen
Messung in hohem Maße von der Schichtdicke des zu untersugehenden Mediums, also
von der Kammerlänge ab. Sie ist dieser proportional. Es könnte also die Empfindlichkeit
eines Interferometers durch eine entsprechende Verlängerung der Doppelkammer gesteigert
werden, was jedoch zu einer unliebsame Vergrößerung des gesamten Gerätes führen
würde. Eine andere Möglichkeit zur Steigerung der Meßgenauigkeit besteht darin,
bei unveränderter Kammerlänge die Strahlenbündel mehrere Male durch die Kammern
zu leiten, bevor sie zur Interferenz gebracht werden. Neuerungsgemäß wird das dadurch
erreicht, daß die Innenflächen der Fenster zum Teil einen Spiegelbelag tragen und
so ausgebildet und im optischen Strahlengang angeordnet sind, daß ein in eine Kammer
eintretendes Strahlenbündel diese nach mehrfacher Reflexion parallel zu sich selbst
versetzt verläßt.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn sowohl die Doppelkammer
als auch die an ihren Stirnflächen sie verschließenden Fenster prismatisch ausgebildet
sind, wobei die brechenden Kanten des Kammerprismas einerseits und der Fensterprismen
andererseits auf entgegengesetzten Seiten des optischen Strahlenganges liegen, und
wenn die prismatischen Fenster in der Nähe der Prismenbasen verspiegelt sind. Bei
Verwendung dieser Doppelkammer in einem Zweistrahlinterferometer erübrigt sich eine
Veränderung in der Anordnung der einzelnen optischen Elemente, da bei geeigneter
Bemessung der Prismen eintretendes und austretendes Strahlenbündel in einer Geraden
liegen.
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Eine andere, die Helligkeit des Interferenzbildes fördernde und optische
Glieder zum Auseinanderziehen der Lichtstrahlenbündel erübrigende, empfehlenswerte
Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Kammerfenster aus planparallelen,
zueinander parallel
| liegenden Glasplatten bestehen, die derart schräg im optischen |
Strahlengang liegen, daß zwei an einer Stirnfläche der Doppelkammer liegende Fenster
eine Dachkante miteinander bilden, und daß ferner der nicht verspiegelten Fläche
des einen Fensters die verspiegelte Fläche des anderen gegenüberliegt. Soll eine
mehrfache Reflexion der Lichtbündel an den verspiegelten Flächen und damit eine
weitere Genauigkeitssteigerung der Messung erreicht werden, so ist es vorteilhaft,
die verspiegelten Flächen der Fenster größer auszubilden als die zugehörigen nicht
verspiegelten Flächen.
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Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Neuerung sind
in
den Figuren 1 bis 4 der Zeichnung in Verbindung mit den optischen Gliedern eines
Zweistrahlinterferometers z. T. im Schnitt, z. T. in Ansicht dargestellt. In den
Figuren 1 und 2 ist ein Interferometer mit einer Doppelkammer dargestellt, die wie
ihre Fenster als Prisma ausgebildet ist. Fig. 3 und 4 zeigen eine Doppelkammer,
deren Fenster aus planparallelen Glasplatten bestehen.
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Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Zweistrahlinterferometer
enthält eine linienförmige Lichtquelle 1, einen Kollimator 2, eine Blende mit zwei
parallel zueinander verlaufenden Schlitzen 3 und 4, einen aus zwei Glasplatten 5
; 6 bestehenden Kompensator, eine schräg gestellte planparallele Glasplatte 7 und
ein Fernrohr mit einem Objektiv 8 und einem Zylinderlinsenokular 9. Die Kompensatorplatte
5 ist um eine rechtwinklig zur Lichtrichtung liegende Drehachse X-X drehbar gelagert.
Im oberen Teil des Interferometerstrahlenganges ist eine Doppelkammer 10 ; 11 mit
keilförmig ausgebildeten Fenstern 12 ; 13 vorgesehen, die an ihren Innenflächen
an den schraffierten Teilen 14 ; 15 verspiegelt sind.
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Das von der linienförmigen Lichtquelle 1 ausgesandte Strahlenbündel
wird mit Hilfe des Kollimator 2 parallel gerichtet und durch die Blende 3 ; 4 geteilt.
Ein Teil jedes Lichtbündels durchsetzt die Kammer 10 bzw. 11, ein anderer Teil geht
an ihr vorbei.
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Der die Doppelkammern 10 und 11 durchlaufende Teil des Lichtbündels
wird infolge der prismatischen Wirkung der Fenster durch das Fenster 12 von der
brechenden Kante des Prismas weggebrochen
und verläßt nach Reflexion
*an den Spiegelflächen 15 ; 14 der Fenster 13 ; 12 die Doppelkammer durch das Fenster
13, das das Lichtbündel wieder in die ursprüngliche Richtung lenkt. Die parallelen
Strahlen der Teillichtbündel werden mittels des Fernrohrobjektivs 8 zu Interferenzbildern
vereinigt und mittels des Zylinderlinsenokulars 9 beobachtet. Ist dabei das von
den die Kammern durchsetzenden Lichtstrahlen erzeugte Interferenzbild gegenüber
dem Interferenzbild verschoben, das von den an den Kammern vorbeilaufenden Lichtstrahlen
erzeugt wird, so kann diese Verschiebung durch Drehung der Kompensatorplatte um
die Achse X-X rückgängig gemacht werden. Die planparallele. Glasplatte 7, deren
Dicke und Neigung genau berechnet ist, dient zur Hebung der Lichtstrahlen, wodurch
der sonst im Gesichtsfeld des Fernrohrs erscheinende, durch den Boden der Doppelkammer
verursachte, die Messung störende Trennungsstrich beider Interferenzbilder ausgeschaltet
ist.
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In den Fig. 3 und 4 ist ein Zweistrahlinterferometer darge-
| stellt, das in seinem Aufbau und in seiner Wirkungsweise dem
in den |
| Fig. 1 und 2 dargestellten gleicht. Das von der linienförmigen |
| t |
| Lichtquelle 1 ausgesandte und von dem Kollimator 2 parallel
ge- |
| richtete Strahlenbündel wird mittels der Blende 3 ; 4 in zwei |
| Strahlenbündel aufgeteilt, von denen jedes mit seinem oberen
Teil die |
| Doppelkammer 10 ; 11 sowie die Kompensatorplatten 5 ; 6 und
mit |
seinem unteren Teil die planparallele Platte 7 durchsetzt. Beide Teilstrahlenbündel
werden durch das Objektiv 8 eines Fernrohrs zu Interferenzbildern vereinigt und
sind mit Hilfe des Zylinderlinse okulars 9 des Fernrohrs der Betrachtung zugänglich.
Die Kompensatorplatte
5 ist um die Achse X-X drehbar gelagert.
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Die Doppelkammer 10 ; 11 weist als Fenster vier planarallele Glasplatten
16 ; 17 ; 18 ; 19 auf, von denen die zu einer Kammer 10 bzw. 11 gehörenden 16 ;
17 bzw. 18 ; 19 zueinander parallel angeordnet sind und von denen zwei an einer
Stirnfläche der Doppelkammer angebrachte Glasplatten 16 ; 18 bzw. 17 ; 19 eine Dachkante
miteinander bilden. Jede der vier Glasplatten ist an ihrer dem Kammerinneren zugekehrten
Fläche mit einer Verspiegelung 20 bzw. 21 bzw. 22 bzw. 23 versehen. Dabei ist die
Verspiegelung nur teilweise vorgenommen, und zwar sind die Glasplatten 16 ; 18 in
der Nähe der von ihnen gebildeten Dachkante frei vom Spiegelbelag, während die Glasplatten
17 ; 19 in der Nähe der von ihnen gebildeten Dachkante verspiegelt sind. Die Schiefstellung
der Glasplatten im Strahlengang und die Größe der Verspiegelung sind ein Kriterium
dafür, wie oft das Strahlenbündel die Kammer durchsetzt. Im vorliegenden'Beispiel
wird die Kammer fünfmal vom Strahlenbündel durchsetzt, was einer fünffachen Genauigkeit
der Messung gegenüber einem einmaligen Durchtritt des Strahlenbündels durch dieselbe
Kammer entspricht.