DE1920143A1 - Messsystem fuer Zirkular-Dichroismus - Google Patents

Description

DfPL..tN6. DR. IUR.

VOLKER BUSSE DIETRICH BUSSE

den 13. April

MöSERSTRÄSSE 20 / 24

GARY UIB 5HBHEi¹CS
2/2.4 South Peck Road,
Monrovia, California yi 016,
U.S.A.

"lleiisystem fur Zirkular-Dichroisraus¹¹

Die Erfindung befaßt sich, im wesentlichen mit einer
Geräte-Ausrüstung fur zirkular-dichroitische Messungen mit polarisiertem licht. Sie befaßt sich insbesondere mit der Genauigkeit solcher Messungen.

Wie in der US-Patentschrift j 257 By^- ausgeführt, war es bisher bei der Messung von Zirkular-Diehrοismus (dieser ist eine sehr nützliche, optische Eigenschaft und ist definiert als die Absorptions-Differenz eines optisch aktiven Probenstückes bei Bestimmung unter dem Einsatz von links-zirkular-polarisiertem Licht und reehts-zirkularpolarisiertem licht) notwendig, das Verhältnis von Wechselstrom- und Gleichstromkomponenten eines elektrischen Signals zu bekommen, das am Ausgang eines Detektors, z.B. einer Photoröhre, erhalten wurde. Das auf den Detektor auffallende Licht, weiches in der Erzeugung eines solchen Signals resultiert, wird typischerweise durch Übertragung als

Strati von e-ner Cueile abgeleitet, v/elchf.- e.'ntn i-ionociin.— mator umfaßt, dann durci einen Polu.ri3 ^rttGr uuf. .a.ijcch.-einhti Pol-...cieationz- oder eleu.tüuootlsea.en aodul -,ϊλ.·.γ geführt, Ln welchem das pxanar-polarisieri;e üerit in eine;.· variierenden Art und ".»ei.-e e_iioti^eh «polar·.. . (gekennzeichnet durch z..ei entgegengesetzt rotierende, zirkular-polarisierte Komponenten, deren rej-^ive Gr. en äch. zeitlich zy'ilisCii ändern - bei einer 'Lxodulf.tions— Frequenz" -, so da^> die vorherrschende Komponente abwechselnd rechts- und links-zirlcular-pol-irii-iert Ist), und schließlich durch exn ProbenstllCxC. Ist dieses Probenstuck zirkular-dichroitioCh, dann absorbiert -:-e die zxr^ul ir üolarisierten Komponenten entgegengesetzten Vorzeichen=? und periodisch sich ändernder, relativer Grube un-jleichmä^Ie;, so daii die Gesamtmenge an anfallendem licht uuf die Photorohre oder -zelle einer entsprechenden, periodischen Änderung unterworfen ist, d.h. sie ist großer, wenn die :cjherrschende zirkular-polarisierte Komponente des durch, daa ProbenstUck hindurchgehenden Lichts-das /orzeiehen aufweist, welches in einem geringeren Ausmaße v'.-3n den ProbenstücK absorbiert wird, und sie ist kleiner, wenn die vorlaerrsc iende zirkular-polarisierte Komponente das "Vorzeichen aufweist, welches in einem grütieren AGi-na^e \^ron de?!¹ Probenstüclr absorbiert v/ird. Die fluI:tuierende Ec-sreonente des Äusgangssignals der PiDfcorohre oder -zelle weist eine Frequenz auf, die gleich der Ilodulationsfrequens ist und eine Amplitude aufweist, die proportional der Differenz zwischen den über-

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tragungHguten li-r die Eii/kuHar-poiarisierten Komponenten entgegengesetzten Vorzeichens ist. Die Gleichstrom-Komponente entspricht andererseits der durchschnittliehen oder mittleren Vbertragung dop Proben? U'.ckes für Licht der interessierenden Wellenlänge.

Er hat f.iCii dabei in der Praxis herausgestellt, da~ das vorerv/; bn-e Yerüältnis-^irerfaliren bestenfalls eine Annäherung an den wa.iren Wert dec- Zirkular-Dicliroismus ergibt und es :?ich in bestimmten Füllen durch naenteilige Ungenauigkeit hervorhebt. So kann beispielsweise der in der Annäherung li.erende Fehler ein bedeuusamer Lruchteil von eine.?,} Prozent OG. Probei;st; c :cn verden, -bei denen der Dichroic nut ein .'!o-bntel des öurchscimittlichen Abrorbierungmiertee dee Proben ^tUc"kr V-eträgt.

Ler järfjndun.: liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung 2,-ü L-chaff en, --iclche die Ungenau igle eiten in der llessung von Zirkular-PicuroiGmuti wesentlich verringert, xsm so dem 7„rerw hn oen i'roblem vorzubeugen.

Lie Erfindung geht aus von einem System mix einer Zone zur Aufnahme eines dichroitischen Probenstückes, eines au± Licht ansprechenden Detektors und einer Einrichtung zum Übertragen eines Lichtstrahlc an den Detektor über das Irobenstück, welche einen im Weg dieses Lichtstrahls angeord-

BAD ORIGi_NAL

netejs Polarisations-Modulator umfaßt, der im Betrieb eine zyklische Änderung des resultierenden Ausgangssignals des Detektors in abwechselnder Übereinstimmung mit der Übertragung von reohts- und links-zirkular-polarisiertem Licht bewirkt. Bei einem solchen System ist die Erfindung nach ihrem Hauptmerkmal dadurch verkörpert, daß eine Signale verarbeitende Einrichtung,(welche typischerweise einen logarithmischen Verstärker umfassen kann) vorgesehen ist, die zur Verarbeitung der Detektor-Ausgangssignale mit dem Detektor elektrisch verbunden ist, um Ausgangssignalwerte zu erhalten, die im wesentlichen proportional zu log Ij₁ und log I_R sind, wobei I_R gleich dem Detektor-Ausgangssignal während eines Bestiramungsintervalls der Übertragung von vorherrschend rechts-zirkular-polarisiertem licht und I₁ gleich dem Detektor-Ausgangssignal während eines Bestimmungsintervalls der "übertragung von vorherrschend links-zirkularpolarisiertem Licht istj weiterhin ist-ein auf das verarbeitete Ausgangssignal ansprechender Schaltkreis vorgesehen, um so die Größe der Differenz zwischen solchen Ausgangs signalwerten abzuleiten. Anders ausgedrückt sind die Signale verarbeitende Einrichtung und der Schaltkreis derart betätigbar, daß sie ein modifiziertes Signal erzeugen, welches im wesentlichen proportional (innerhalb einer vorbestimmten, additiven Konstanten) zu dem Logarithmus des durch den Detektor erzeugten.Signals ist,und dann aus dem modifizierten Signal eine Wechselstrom-Komponente erzeugen, deren Amplitude die Differenz zwischen log Ij, und log I-r darstellt.

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Die Erfindung umfaßt weiterhin die folgenden Merlanale und Torteileϊ

Es is.t eine Einrichtung vorgesehen, welche die Amplitude des modifizierten Signals mit einem positiven oder einem negativen Wert in Abhängigkeit davon Eur Abbildung bringt, welcher der Vierte von log I₁- und log I_{R größe3? als}

der andere ist.

Es ist eine Ausxfahleinrichtimg für optische Wellenlängen vorgesehen 5 welche Licht einer nominellen Wellenlänge zur Übertragung zu dem Detektor auswählt und die Breite des Wellenlängebandes dieses Lichtes auf" etwa diese nominelle oder im wesentlichen zentrale Wellenlänge begrenzt, zusammen mit einer Steuerung, auf weiche sowohl diese Auswahleinrichtung für die Wellenlänge wie auch die Abbildungseinrichtung anspricht, so daß die Abbildungseinrichtung automatisch zeitlich aufeinanderfolgend gemessene Werte des Zirkular-Dichroismus bei verschiedenen Wellenlängebändern aufzeichnen kann.

Es ist ein Detektor in der Form eines Photovervielfältigers mit einer Photokathode und einem logarithmischen Verstärker vorgesehen, der entweder (1) die Form eines herkömmlichen, elektronischen Yerstärkers, in dessen Rückführungsschleife ein Element angeordnet istj dessen Spannungs-Strom-Kennlinie logarithmisch ist, oder (2) die form von Dynoden zusammen mit einer Anode des Photovervielfältigers aufweisen kann.

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Der vorerwähnte, Differenz ableitende Schaltkreis-* ist in
der Porm eines synchronen filters vorgesehen, der das angenähert sinusförmige Ausgangssignal des logarithinischen Verstärkers in ein Ausgangssignal vob rechteckiger Wellenform ;; umwandelt, bei welcher Ableitung ein relativ geräuschfreies Messen des Zirlralar-Dichroismus möglieli ist.

Es ist ein Aufzeichnungs-Schaltkreis tob außerordentlich
vorteilhafter Nützlichkeit in Verbindung mit dem synchronen Filter vorgesehen, wie dies noch näher beschrieben wird«

Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung wie
auch Einzelheiten der dargestellten Ausführungsformen
werden in der naelfblgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung näher beschrieben«, In der Zeichnung zeigen* -

Pig, 1 in schematischer Darstellung ein die Erfindung
verkörperndes System zum Messen von Zirkular-Dichroismus eines Probenstückes, . -

Pig. 2 schematische Darstellungen zweier Ausführungsformen und 2a *. ■ .*

von logarithmischen Verstärkern, die in dem System

nach Pig. 1 Verwendung finden können,
Pig* i ein Netzwerk, welches stellvertretend für eine

Ausführungsform einer synchronen "Vorrichtung (Pilter) ist, die in Pig. 1 Verwendung finden kann,
Pig. 4- ein Netzwerk, das stellvertretend für eine Ausführungsform einer Anzeige- oder Aufzeichnungsvorrich-

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tüng ist, die eich insbesondere für das System nach

Pig, 1 eignet,
Pig. 5 eine Wellenform, die stellvertretend für den Ausgang

des Betektors nach Pig» 1« ist,
Fig. 6 eine Wellenform, die stellvertretend für den Ausgang des iogarithmischen Wandlers oder der Logmatrix nach

Fig. i ist_f und
Pig. 7 eine scheinatisehe Darstellung eines ersatzweisen

Ü?eils eines optischen Systems, das in Fig. 1 Verwendung finden kann.

In dem System nach Fig. 1 sendet das mit "Quelle" bezeichnete Element 10 elektromagnetische Strahlen als ein Kontinuum
über einen relativ breiten Bereich von Wellenlängen aus, die in sichtbaren, infraroten und/oder ultravioletten Bereichen des elektroiBagnetischen Spektrums liegen können. Der Ausdruck "Licht" findet nachfolgend Verwendung für die Bezeichnung irgendeines dieser Strahlen«, Der Monochromator 11
besitzt die Punktion der Auswahl eines verhältnismäßig schmalen Bandes von Wellenlängen aus diesem Kontinuum zum Zwecke der Messung des Zirkular-Dichroismus des Erobenstuckes, wie dies an sich bekannt ist. In Abhängigkeit von der Art der
Anwendung !kann der Monochromator ein verhältnismäßig grobes Gerät sein oder aber eine feine Hoch-Auflösungs-Varichtung, wie z.B. die in dem automatischen Aufzeiehnungs-Spektrophotometer Modell 15, das von der Firma Gary Instruments,
Monrovia, Californien, hergestellt wira, verwendete Vor-

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BAD ORfQlNAL

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richtung. Ein Antrieb 12 kann über eine Abtaststeuerung 13 mit dem Monochromator gekoppelt sein, um ihn zu veranlassen, in zeitlicher Aufeinanderfolge von den Strahlen für die Übertragung bei 14 unterschiedlich schmale Wellenlängenbänder auszuwählen, wobei eine solche Anordnung getroffen ist, daß die nominellen oder zentralen Wellenlängen der ausgewählten Bänder den Ort einer leicht ändernden Funktion der Zeit- einer monotonen Funktion- angenähert konstanter Steilheit bilden.

Aus dem den Monochromator verlassenden Strahl 14 wird eine im wesentlichen planar-polarisierte Komponente durch das · Polarisierelement 15 ausgewählt und bei 16 beispielsweise als ordentlicher oder Hauptstrahl übertragen, während der außerordentliche oder ITebenstrahl 16a in geeigneter Weise eleminiert wird. (Natürlich kann auch der außerordentliche Strahl Verwendung finden und der ordentliche Strahl eleminiert werden; im Falle der alternativ möglichen Verwendung eines dichroitischen Polarisators tritt nur ein Ausgangsstrahl auf)« In diesem Zusammenhang wird verwiesen auf den Spektropolarimeter llodell 60, welcher von der Firma Gary Instruments hergestellt wird; verwiesen wird auch auf den Aufsatz "Circular Dichroism Theor3^r and Instrumentation¹¹, von -^bU- Shumays and Duffield, Analytical Chemistry, Bd. j'ö, Juni 1966.

i)as planar-Ooiarieierte Licht des Strahles 16 fdllt auf'den

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Modulator 1? bekannter Ausfuhrungsformen (verwiesen wird beispielsweise auf den vorerwähnten Aufsatz von Abu- Shumays and Duffield) auf, so dairf den Modulator bei 18 verlassendes Licht im allgemeinen elliptisch polarisiert ist, d.h. elektri sehe und magnetische Vektoren aufweist@ deren jeweilige Spitzen in der Zeit eine Ellipse beschreibt, wenn eine Projektion auf eine Ebene senkrecht zu der Richtung der Licht· ausbreitung vorgenommen wird. Dieses Licht kann als gleichwertig mit zv/ei gegeneinander rotierenden, zirkular-polarisie· ten Komponenten angesehen werden, die vektoriell addiert sind und deren relative Größen die Größe der Elliptizität bestimmen. Das algebraische Vorzeichen der Elliptizität wird durch die Drehrichtung des resultierenden Vektors bestimmt, d.h. durch den "Sinn" der größeren, zirkular-polarisierten Komponente.

Der Modulator 17 ändert im Betrieb zyklisch die Elliptizität des elliptisch polarisierten Lichtes 18, und zwar abwechselnd zwischen positiven und negativen Werten, d.h. die links- und rechts-zirkular-polarisierten Komponenten werden vorherrschend abwechselnd gemacht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist diese zyklische Änderung der Elliptizität kontinuierlich und gleichförmig - und tatsächlich nahezu sinusförm-i^ eine "Schritt-i¹unktion"-Modulation ("d.h, eine schrittweise Abwechslung zwischen im wesentlichen allen links- und im wesentlichen allen rechts-zirkular-polarisierten Lichts) ist jedoch gleichfalls annehmbar und in vielen !Fällen zu bevorzugen. '

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Den Modulator bei 18 verlassendes Lieht fällt auf das Probenstück 19 auf, welches "bei 70 oder durch einen gleichwertigen Halter in der Zone, 20 abgestützt ist und welches ungleichförmig die zirkular-polarisierten Komponenten entgegengesetzten "Sinns" absorbiert. Indem die Elliptizität periodisch: ihr Yorzeiohen ändert, ist folglich die Intensität des bei 22 durch das Probenstück übertragenen Lichts einer entsprechenden periodischen Änderung unterworfen, d.h. die Intensität wird größer, wenn das durch das Probenstück hindurchgehende Licht eine vorherrschende zirkular-polarisierte Komponente des Sinns besitzt, welcher in einem geringeren Ausmaß durch das Probenstück absorbiert wird, sie wird hingegen kleiner, wenn die vorherrschende zirkular-polarisierte Komponente des Sinns ist, der durch das Probenstück in einem größeren Ausmaße absorbieit wird. Diese periodische Intensitäts-lnderung läßt sich natürlich in fluktuierende und "stetige" oder "konstante" Komponenten auflösen.

Ein Detektor, wie eine Photoröhre oder -zelle 21, nimmt sowohl die fluktuierenden wie auch die stetigen Komponenten des von dem Probenstück bei 22 übertragenen Licht-iTuxes auf und erzeugt einen entsprechenden Stromausgang, der sowohl fluktuierende wie auch stetige Komponenten enthält. Die fluktierenden Komponente-stellt angenähert sinusförmigen Wechselstrom einer Frequenz dar, welche gleich der Frequenz des Modulators und ungerader Oberschwingungen desselben ist und in ihrer Größe der Differenz zwischen den tJbertragungsgüten für die zirkular-polarisierten

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Komponenten entgegengesetzten Sinns entspricht. Die stetige oder Gleichstromkomponente entspricht in ihrer Größe der durchschnittlichen oder mittleren Übertragung des ProbenstüQkes für licht im allgemeinen bei der interessieren-

den Wellenlänge.

Das Ausgangesignal der Photoröhre oder -zelle geht bei 25 durch einea Vorverstärker 24, für welchen das Zirkular-Diehroismus-Zusatzgerät Modeil 6001, hergestellt von Gary Instruments, Verwendung finden kann. Hinter dem Vorverstärker kommt das Signal zu der Signale verarbeitenden Einrichtung. Diese Einrichtung, welche durch den logarithmischen Wandlerblock 26 bezeichnet ist, verarbeitet den Signaleingang 25, um bei 2? ein modifiziertes Signal zu erhalten, das im wesentlichen proportional (innerhalb einer vorbestimmten, additiven Konstanten) zu dem Logarithmus des Eingangssignais 25 ist, und um eine Wechselstrom-Komponente des modifizierten Signals zu bilden. Der Wandler 26 besitzt eine logarithmische Ansprasiiemplindlichkeit und kann deshalb als "logmatrix" angesehen v/erden. Er kann typischerweise eine nicht-lineare Vorrichtung, wie ezne Diode 23 (oder einen Transistor), in der Rückführuiijsschleife eines •Betriebeverstärkers 29, v,Ie in Piß. £ aargestellt, aufweisen oder ein komplizierteres 1-ietzv/erk flr eine noch höhere G-enaufekeit. Für "die in Pig. 2 dargestellte Anordnung und für einen herlrSmnilielien Ph-atovervielfaltiger-AusgangssGha..tlcreis ist der Vorverstärker 24 vorzugsweise ein Umkehrversturner.

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Fig. 2a zeigt eine weitere Ausführungsform eines Wandlers, bei dem der auf Licht ansprechende Detektor die Form eines' Pbabovervielfältigers 30 einnimmt und die "Logmatrix¹¹ als eine Rückführungssteuerung 31 für die an die Dynoden 32 des Photovervielfältigers angelegte Spannung auftritt. Licht 22 von dem Probenstück fällt auf die Photokathode 35 auf, und die Ansprechempfindlichkeit der Rückführungssteuerung 31 erzeugt eine solche Dynodenspannung bei 35, wie sie benötigt wird, um den Anoden-Stromausgang bei 34 auf einem vorbestimmten, konstanten Wert zu halten. Es ist erkennbar, da^ die bei S3 erscheinende, resultierende Dynodenspannung im wesettlichen proportional zu dem Logarithmus des "Zwischenraum-Stromes" der Photokathode bei j>G und deshalb zu dem Logarithmus der Intensität des bei 22 auffallenden Lichts ist.

Abhängig von dem verwendeten Modulationssystem kann das Signal am Ausgang des Vorverstärkers 2<_r eine quadratische, ej ne sinusförmige oder eine andere Wellenform aufweisen. Es sei, lediglich zum Zwecke der Darstellung, angenommen, daic die Wellenform sinusförmig wie in Pig. 5 dargestellt ist, in welcher der Maßstab entlang der Ordinatenach.se etwa linear ist, ,jedoch ict die Gro^e der Wechselstrom-Eomponente relativ zu der Gleichstrom-Komponente zum Zwecke der Darstellung übertrieben. Die Gleichstrom-Koroncnente ict mit I _ = 1/2 (Ι_Ώ + I_T) bezeicnnet, wobei

^- ave -Π- Jj

In = Detektor-Äüsgang(s-Signal) wehrend eines κ

J3estiicmurai--3intervallü eier übertragung von

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vorherrschend rechts-zirkular-polarisiertem Licht, und I-r = Detektor-Ausgang(s-Signal) während eines Bestimmungsintervalls der Übertragung von vorherrschend linkszirlmlar-polarisiertem Licht.

Während das Signal durch die Logmatrix 26 hindurchgeht, wird es "verzerrt" und nimmt die in Pig.6 angedeutete ]?orm an; in J?ig.6 ist der Maßstab der Ordinate im wesentlichen linear, jedoch ist sowohl die relative Größe der Wechselstrom-Komponente wie auch der "Yerzerrung" zum Zwecke der Yeranschaulichung übertrieben. Die Wechselstrom-Komponente wird proportional zu der Spitze-zu-Spitze-Differenz zwischen den Logarithmen der Spitzen- und Ealsignale des Yorverstü.ricer-Ausgangs sein, d.h. die Amplitude der Wechselstroxn-Koaponente wird gleich oder proportional sein zu:

¹T?

log I_Pl - log I₁ = log ψ- (1)

Mit der Definition fur die Absorbierungs-Differenz fur Zirkular-Dichroismus läßt sich folgende Gleichung aufstellen:

A = A_L - A_R = log \_ - log fo (2)

¹L. ¹R

¹Q/¹^ = log % V^{1 1}

¹L

I = Detektor-Ausgang(s-Signal) (&.auch Fig. 5)entsprechend der Intensität

des-in das Probenstück 19 als Strahl . 18 .eindringenden Lichts*

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. - 14 -

Ein Yergleich der vorstellenden Gleichungen (1) und (2) zeigt daß der Wechselstrom-Ausgang der Logmatrix proportional, oder identisch zu dem v/ahren Wert des Zirkular-Di ehr ο Ismus -ist.

Von der Logmatrix oder dem V/andler 26 wird das "-verzerrte"
Signal 27 gemäß einer Ausiihrungsform durch einen Synchron-Filter 40 hindurchgeleitet, der bei 31 durch eine gemeinsame Antriebseinrichtung 92 mit dem Modulator 17 synchronisiert
ist.

In einer vergleichbaren Ausführungsform kann die Reihenfolge

ze

der Logmatrix/und des Filters 40 entlang des Signelweges
umgekehrt sein, was in der Tat gewisse Yorteile im Hinblick auf das ideale 'Verhalten bringt. In noch einer weiteren
Ausführungsform kann auf den Filter 40 verzichtet werden*

In jede« Fall wird das Signal bei 27 oder bei 4? dann zu
einer Abbildungs-Yorriehtung 41, wie beispielsweise eiöeip
Wechselstrom-Yoltmeter., einem Re gis trierstreif en-Aui zeichner oder einem anderen, geeigneten Gerat, geführte Die "Vorrichtung oder Anzeigeeinrichtung 4I besitzt die Funktion einer
Messung der Amplitude des verzerrten W^ehselütrom-Autgangs- ; signals-der Iiogmatrix und-sollte phaseneiBOxindllch sein _n \ .(um die Information hinsichtlieh des algebraischen Yar-_; _ \

zeichens des Zirkular-JDichroismus. zu Epeiehern)*. Wenn fein, \ Synchrön-F-titer Yerwendung findet, wie dies in der .201(3UHZuOg₁ dargestellt ist, dann •eiafpä.ngt die AbMlviurjgsTQrr-iohtüne;4'fe ■

ein Wechselstrom-Signal von rechteckformiger Wellenform und arbeitet auf einer Wechselβtrom-B sis mit einer quadrati schen Wellenform, um so die Amplitude der rechteckförmigen Wellenform genauestens zur Abbildung zu bringen.

Während der Ausgang der Logmatrix unmittelbar der Anzeigeeinrichtung 41 zugeführt v/erden kann, schafft die Verwendung eines Synchron-Filters 40 gewisse zusätzliche Vorteile und Funktionen. Er schafft beispielsweise eine geeignete Einrichtung zur Einstellung der Zeitkonstante des Systems, um so eine Aufzeichnung entweder mit kurzen Zeitkonstanten (für eine rasche Ansprechempfindliclikeit und deshalb für eine rasche Erzielung eines vollständigen Zirkular-Dichroismus-Spektrums) oder mit langen Zeitkonstanten zu ermöglichen (für einen guten G-eräuschausgleica in Fällen, wo ein solcher Ausgleich über lange Perioden zur Verbesserung des wirksamen Signal-zu-Geräusch-Verhältnisees der Abbildung erwünscht ist). Er schafft auch die Möglichkeit, die Signal-Wellenform rechteckförmig zu gestalten, um so eine Verarbeitung durch eine besondere Type eines phasenempiindlichen Auizeichnungssystems zu ermöglichen.

Fig. 3 veranschaulicht einen vorteilhaften Synchron-Filter, wie· er im Block 4u gemäß Fig. 1 Verv/endun^j finden kann. Der Filter umfa»T ein Kopplungs-iietzwerli nit einem Vorsc.ha.ltwiderstand -A und parallelen Kondensatoren 42 und ,4p.. Weiter hin-umfaßt das lietzweric einen Scüal"cer v5, -der schematisch

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als ein vibrierender median!scher Kontakt dargestellt ist ■und der synchron, gesteuert durch eine Einrichtung 92, mit dem Modulator 17 betätigt wird, um so abwechselnd den Widerstand 44 in Reihe mit den entsprechenden Kondensatoren 42 und ο so zu schalten, daß das Signal bei 27 in den einen Kondensator geht, wahrend der Detektor 21 (Pig.1) vorherr sehend links-zirkular-polarisiertes Licht empfängt, .und in den anderen Kondensator, v/ülirend der Detektor vorherrschend rechts-zirkular-polarxsiertes.Licht empfängt. Dadurch wird dem Signal ara Auegang 47 des Filters eine nahezu rechteck-' förmige Wellenform erteilt, während der Eingang, wie in Fig. 6 gezeigt, verzerrt sinusförmig ist. Die Geschwindigkeit, mit welcher sicn das Ausgangssignal bei 47 ändern kann, kann durch die Einetellung des· "uiderstandes 44 oder der Kondensatoren q2 und <\-j (oder sowohl des Widerstandes wj. e aucii der Kondensatoren) bestimmt werden ι eine solche Einstellung schafft dementsprechend eine bequeme Möglichkeit zum Einstellen der Zeitkonstanten des Aufzeiclinungssystems. Zusätzlich erlaubt die phasenempfindliche Kennlinie eine sehr hohe relative Dämpfung einmal der möglicherweise vorliegenden Quadraturkomponenten und zum and-eren der geraden OberschwingungsKomponenten. Dadurch wird ein relativ empfindliches ITull-Ausgleich-Auf Zeichnungssystem geschaffen, welches relativ frei von Lberiastungsscüwierigkeiten und dessen Geräusch nahezu KuIl ist, wie dies nachfolgend näher beschrieben "vird.

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In 5¹Ig. 4 ist eine Ausführungsform eines außerordentlich . vorteilhaften Schaltkreises dargestellt, welcher auf das verarbeitete Ausgangssignal am Ausgang 4.7 anspricht, um die Größe der Differenz zwischen den Werten von log I^ und log I-j. abzubilden. Der dargestellte Schaltkreis umfaßt einen Diiferentialverstärker 50 mit einer ersten und einer zweiten Eingangsklemme 51 und 52 und einer Widerstandsbrucke 53 mi"t Widerstandsabschnitten 55a und 53b und einem dritten Abschnitt 55c, welcher ein 3?eil eines Schleifdraht-Potentiometers 54 mit einem beweglichen Element, wie einem "Wischer" oder Schleifkontakt 55, ist. Der Schaltkreis umfaßt auch eine Quelle 56 für ein Bezugssignal und einen Antriebsmotor 57» der auf den Verstärtcer-Ausgang bei 58 anspricht, um den Wischer 55 zu bewegen. Die Brücke ist mit der Bezugssignalqueile bei 56a und 56b und durch den Wischer 55 mit der Yerstärker-Eingangeklemme 51 elektrisch verbunden. Der Ausgang von dem logarithmischen Wandler oder der Iiogmatrix 26, und von dem Filter -_r0, falls ein solcher vorhanden, welcher in Pig.' 1 bei 47 gezeigt ist, wird durch die Verbindungen 4-7a und Vfb am Punkt 61 an die Brücke bzw. an die Eingangsklemme 52 des Verstärkers abgegeben. Die Polarität des Ausgangüsignals 5b muß in geeigneter Weise in Wechselbeziehung zu der Innenverdrahtung und der mechanischen Montageanordnung des Motors 57 gewählt werden, so daß das bewegliche Element 55 in eine Hull-Lage getrieben wird, in welcher die Brücke im Ausgleich steht und die Lage des Wischers stellvertretend für den Zirkular-Di ehr ο Ismus des Probenstüekss

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ist. Eine Verlängerung 55a des Wischers für eine Aufzeichnungsfeder ist in Pig. 1 in einem aufzeichnenden Zustand auf einen Registrierstreifen 60 dargestellt, wobei dieser Registrierstreifen bei 12 in geeigneter ¥eise in einer Richtung senkrecht zu der Bewegung der Aufzeichnungsfeder angetrieben ist,und zwar als eine Funktion der lionochromatortätigkeit, wodurch verschiedene Punkte entlang der Länge des Registrierstreifens unterschiedliche Iiichtwellenlängen darstellen, wahrend Punkte quer über die Breite des . Registrierstreifens Werte für den Zirkular-Dichroismus

■<su·.-.

darstellen, so daß ein Schaubild. automatisch erzeugt wird, dasdie Abhängigkeit des Zirkular-Dichroismus von der Wellenlänge festhält.

Ist im einzelnen das CD-Signal null, dann v;irä sich der- Wischer 55 entlang des Schleifdrahtes 5;>e etwa zu der "Bull-Lage" hin bewegen, bestimmt durch die relativen Widerstandswerte der Widerstandsabschnitte 5^a und 5>b* Gleichzeitig wird sich die Federverlängerung 55a in eine entsprechende "Uull-Lage" entlang der Breite des Streifens 60 bewegen. Wenn die Abschnitte 53a und 5^b "beispielsweise gleiche Widerstände darstellen, dann befindet sich die "Null-lage" entlang des S chi elf draht es 53e in dessen Mitte; ist andererseits entweder der Abschnitt 53a oder der Abschnitt 53b zur Bestimmung eines sehr kleinen oder lull-Widerstandswertes gemacht, dann wird dadurch die "Null^-lage entlang des Sohle if draht es 35c zu dem ^II oberen Punkt" bzw. dem "unteren Punkt¹¹ des Schleif drahte ε- (viU in

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Pig.4 dargestellt) bewegt. Natürlich sind die relativen Widerstandswerte der Abschnitte 5:>a und 5^b nach dem Wunsche der Bedienungsperson einstellbar, wodurch die "ΙΤυ11"-Ι&^'β entlang des Schleifdrahtes 'jdc und entsprechend quer über die Breite des Registrierstreifeno 6ü nach Wunsch ausgewählt werden !rönnen.

Wenn ein von null abweichendes OD-Signal von dem Synchron-Filter nach Pig. 3 in Reihe mit dem Brückenausgang (beispielsweise, zwischen dem Fixanschluß 61 und dem Versturkereingang 52) eingegeben wird, dann vird sich dieses Jignal zu dem Signal an dem Pixanechluß 61 addieren oder von diet em subtrahieren (je in Abhängigkeit von der Phase), wodurch der Eingang in den Verstärker 5'^ geändert wird. Dies wird eine Rotation des Antriebamotors 57 bewirken, wodurch der Wischer in einer neuen Wischerlage zum Gleichgewicht gebracht wird. Die Polarität des quer über n-is. und uVb zur Anwendung gebrachten Signals -7 bestimmt in Wechselbeziehung zu der Polarität des Bezugssignair», we j. ehe s bei 56a und 56b aufgegeben ist, das algebraische Vorzeichen der Abbildung d.h. die ilichtun£ auf dem Streifen, die den positiven Zirkular-DichroiGiflus darstelle.

Es ist erwünscht, daio der Antrieb 57 abstoppen sollte, "wenn die Ortsveranderung des '.vifCiers von der "Hu 11 "-Lage bewirkt daii der Differential-Verstärker von der rechten Seite der Brücke ein gerade für den Ausgleich des in den SignaTweg -

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von der linken Seite der Brücke her eingebrachten CD-Signals ausreichendes Zuwachs- oder Differentialsignal empfängt. Wenn das Bezugssignal und das CD-Signal nicht dieselbe Wellenform aufweisen, dann kann kein echter oder wahrer Ausgleich erzielt werden, weil dann kein Bruchteil des Bezugssignals vorliegt, welcher abgezweigt oder abgezapft werden kann, um so zu jedem Zeitpunkt das Signal von dem Synchron-Filter aufzuheben. Abhängig von der exakten Natur des zur Verwendung kommenden Verstärkers und des Motors wäre das Ergebnis einer solchen unzureichenden Aufhebung ein unberechenbares Verhalten des Systems, d.h. die augenblicklichen, von null abweichenden Spannungen am Eingang ' des Differential-Verstärkers könnten diesen Verstärker- überlasten j solche Spannungen könnten auchj, falls sie durch den Verstärker an die MotoaM'/ieklimgen Überträgen werden · wurden, ein Überhitzen der Wicklungen 'bewirken^^:. obgleich sie nicht in der lage siad, eiae Drehung dar- Motorweile .zu ; bewirken; oder ©s könnte schließlich ei» aysiein&tisoh&r-'..;./-.. Fehler Eingang finden, der- di© $>sder in ein®, üngeasffe;"Esg0 =._; des G-Ieichgewiclitsotstasäes versetze» i'mräe_o ...-"■:-. ""--.".: ?;;

Bs iet deshalb erwünscht, das Cl-Signal uad" dasi.-die- Ba?Ö©le®-■;' antreibende Bezugssignal einander änsi3ps,BS©aiövfteS;l;:öaffi Signal von dem Detektor sieht genau siatisföKiaig is* (wegen der latur der Modulation, uad dsr optiseiisa tuiag) "verschiedene Oberechmngiixigea übs .,l«Iötol "frequeas enthält ₅ ist es is gewisses?" Hiasieixt■ ein BezugBSigBö-l zn €rzetig@n_? v/elöhes ■-sich iB "Bezug- auf ;das■

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GD-Signal genauestens aufheben läßt. Dieses Problem wird dadurch vertieft, daß das CD-Signal durch, die Logmatrix geführt wird, in der ihm eine weitere Verzerrung von seiner reinen, sinusförmigen Formgebung aufgegeben wird.

Diese Probleme werden in der beschriebenen Torrichtung dadurch vermieden, daß bei 56 ein Bezugssignal rechteckiger Wellenform erzeugt wird und daß der Synchron-Filter nach Pig. 3 dazu verwendet wird, das Signal von der Logmatrix rechteckig zu gestalten (square-off), wodurch die Wellenform der beiden Signale einander in ihrer Form ähnlich gemacht werden. Dabei ist weiter zu beachten, daß die Abbildungs- oder Anzeigeeinrichtung 41 die Größe des Unterschiedes zvrischen log I-r. und I„ abbildet, d.h. log I-j- / Ln, mit einem positiven oder negativen Wert für diese, und zwar in Abhängigkeit davon, welcher der Werte von log I-j- oder log I^ großer als der andere ist.

In Fig.- 7 ist eine unterschiedliche Anordnung der Elemente des Gesamtsystems zwischen dem Monochromator 11 und dem Detektor 21 dargestellt. Wie aus der Darstellung hervorgeht, sind die Lagen des Probenstückes und des Polarisators umgewechselt, so daß von dem Monochromator kommendes Licht aufeinanderfolgend durch das Probenstück 19a in der Zone 2üa, den Modulator 17a und dann durch den Polarisator 15a geht.

Dieses optische System arbeitet gegenüber dem System nach

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3fig. 1 darin unterschiedlich, daß im wesentlichen "zufällig" polarisiertes oder "nicht polarisiertes" Licht, welches zu gleichen Teilen aus links- und rechts-zirkular-polarisiertem Licht besteht, durch das Probenstück 19a hindurchgeführt wird, wodurch die zirkular-polarisierten Komponenten entgegengesetzten Sinns ungleich gedampft werdenJ der Modulator 17a und der Polarisator 15a wirken dann als ein"Zirkular-Polarisations-Analysator", um der Photoröhre oder -zelle eine Strahl zu übertragen, dessen Intensität"zu den Torherrschend links- und rechts-zirkular-polarisierten Komponenten des durc das Probenstück 19a übertragenen Lichts linear in einer Wechselbeziehung steht. Der.Modulator 17a und der Polarisator 15a können mit den entsprechenden Elementen, welche in dem System nach Fig. 1 Verwendung finden, identisch sein (wenngleich in diesem optischen System gegenüber dem "'System nach Fig.1 einige Polarisatoren des Doppelbrechungs-Typs in dem Strahl umzukehren wären - d.h., sie müßten einfach gedreht werden -). Me resultierende Lichtintensität und ihre Zeitenänderung an der Photoröhre oder -zelle sind die gleichen wie in dem System nach Pig. 1 (vorausgesetzt, daß (1) echte oder wahre Zufallspolarisation des Lichts τοη dem Monochromator 11 vorliegt, ein Zustand, der die Einfügung eines Diffusers oder einer anderen Ausführungsform eines Polarisations-"'Verzerrers" (polarization "scrambler") zwischei dem Monochromator 11 und dem Probenstück 19a erforderlich machen könnte, oder (2) irgendeine systematische Kompensiere^ für keine zufällige Polarisation des Lichts von dem Monochromator 11 vorgenommen wird). Im Bahnen der vorliegenden

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Erfindung sind also die beiden optischen Systeme gegeneinander austauschbar, d»h. mit jedem der beiden optischen Systeme erhält man gleiche elektrische Signale.

Die Vorrichtung in ihrer Gesamtheit kann daher zusammengefaßt die folgenden Elemente in einer Kombinat-ion enthalten:

a) eine Quelle (beispielsweise Element 10) von im wesentlichen zufällig polarisiertem Licht mit einem relativ breiten WeIlenlängeband;

b) einen Monoohromator (beispielsweise Element 1,), der sum Empfang solchen Idchts angeordnet ist und' äavoB ausgewähltes Licht eines relativ schmalen ¥ell@nläag@lJöBd©B Masitfälilt_s welohes eine nominelle Wellenlänge besltstf

o) ©ia©s 3?ola^£sat©2 {fö©Ispi©!sw@is@ wie Element 15) ₅ der das &uBg@\fähHie MeM; empfängt 'taad welcher Kompo-

vernag", die lineare

Lehse besitsea,

die in äem Bolasäsatos¹ f ©ststsfet iisd im-viesestlichen. seakreeiit eu fiese EleMusg der Austeeitung das ausge-Y/äliltes Melits In Sea SOiasisa-feor steht ι ■ " · ein Modiilator-El©ss2St'" Cb©ispi@lsw@is© ü&ä Element 17), das eisi© sieh-sylcligcli asdssael© .y liaears Doppelbrechung besitzt issid.-'vfeloliss asgsosäaet" ist,■" die von den Polarisator sieht giisliek:g©¥i@s@Si@a Xom^onsnisän des ausgewä&lt^a Mjsh^B'-zn -eapfasg©a uaä aus diesen elliptisch-polssisiestes Mekt su fossseBg - dessen Elliptisität ia libereinstiiaiauag mit der zyklisch sich

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ändernden Doppelbrechung sich zyklisch ändert, wobei unter elliptisch-polarisiertem Licht ein Bolches verstanden wird, weiches sich aus ungleichen Mengen zirkular-polarisierten Lichts entgegengesetzten Sinns zusammensetzt; oder ein Modulatorelement, wie das Element 17a in Fig. 7, welches die umgekehrte Punktion besitzt, wie vorstehend zu Fig. 7 beschrieben;

e) eine Einrichtung (beispielsweise das Element 20) zum Abstützen eines Probenstückes 19 in einer Lage, in welcher es das elliptisch-polarisierte Licht empfängt und dieses als einen gedämpften Strahl zumindest zu einem Teil überträgt, wodurch jede zirkulardichroitische Kennlinie des Probenstückes als eine ungleiche Übertragung der zirkular-polarisierten Komponenten entgegengesetzten Sinns festgelegt wird und wodurch sich wiederum die Intensität, des gedämpften Strahls zyklisch in Übereinstimmung mit der sich ändernden Elliptizitat und einer solchen ungleichen Übertragung ändert; oder eine Einrichtung (beispielsweise das Element 20a) zur Abstützung eines Probenstückes 19a, welche in einer umgekehrten Art und Weise auf einen Lichtstrahl fungiert, wie oben zu Fig. 7 beschrieben;

f) eine photoelektrische Detektor-Einrichtung (wie die zusammengefaßten Elemente 21 und 24)_s die zum Empfang des gedämpften Strahls und ansprechend hierauf zur Erzeugung eines elektrischen Signals angeordnet ist, dessen Größe im v/esentliehen proportional zn der

Intensität des gedämpften Strahls ist, wodurch diese Größe sich zyklisch in Übereinstimmung mit der sich zyklisch ändernden Elliptizität und einer solchen "ungleichen Übertragung ändert;

g) einen elektrischen Verstärker (beispielsweise die Elemente 29 oder 26), der zum Empfang des Signals an der Eingangsklemme und hierauf ansprechend zur Erzeugung in Abhängigkeit eines verstärkten Signals an einer Ausgangsklemme angeschlossen ist;

h) eine Pestdiode (wie das Element 23), die in einem Rückführungs-Schaltkreis zwischen der Eingangs-und der Ausgangsklemme angeschlossen ist und eine im wesentlichen logarithmische Spannung-Strom-Kennlinie über einen Betriebsbereich aufweist, wodurch das verstärkte Signal im"wesentlichen proportional zu dem Logarithmus dec Größe wird und wodurch wiederum das verstärkte Signal sich Z3>-klisch ändert in Übereinstimmung mit der sieh zyklisch ändernden Elliptizität und mit solchen ungleichen. Absorbierungswerten des Probenstückes für zirkular-polarisierte Komponenten entgegengesetzten Sinns, wobei jeder ungleiche Absorbierungswert mit dem Übertragungswert in Wechselbezieh-ung steht, welche folgende Gleichung erfüllt:

Absorbieriüing = - Qg₁₀ (Übertragung);

i) eine Abbildungseinrichtung (wie die zusammengefaßten Elemente 4-1 ,-55a und 60), die auf die Größe der sich

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zyklisch ändernden Komponenten des verstärkten Signals anspricht, die in Übereinstimmung mit der sich zyklisch ändernden Elliptizität vorhanden sind, um .... einen gemessenen Wert des Dichroismus anzuzeigen, wobei die Grüße der Komponenten im wesentlichen in einer linearen Wechselbeziehung zu der Differenz zwischen solchen ungleichen Absorbierungswerten für die zirkular-polarisierten Komponenten entgegengesetzten Sinns steht und wobei die Differenz des Zirkular-Dichroismus folgende Gleichung erfüllt?

Zirkular-Dichroismus = Αχ — An

wobei A-r und A_R die entsprechenden Absorbierungswerte des Probenstücks für links- und rechtszirkular-polarisiertes Licht sind;

3) eine Abtast-Einrichtung (wie die zusammengefaßten Elemente 12 und 13) für eine kontinuierliche Einstellung des Monoehromators, um in zeitlicher Aufeinanderfolge licht unterschiedlicher Wellenlänge bänder auszuwählen, welche sukzessiv benachbarte, nominelle Wellenlängen besitzen,^: wodurch die Abbildungseinrichtung eine, kontinuierliche Folge der gemessenen Werte anzeigt, welche jeweils den sukzessiven, nominellen Wellenlängen entsprechen, und k) eine Einrichtung (beispielsweise das Element 1.2.), die im Betrieb synchron mit der Abtasteinrichtung zur Steuerung der Abbildungseinrichtung zusammenwirkt, um so auch die sukzessiven, nominellen Wellen·

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längen gleichzeitig mit den entsprechenden, gemessenen Werten anzuzeigen, wodurch jeder der gemessenen Werte der entsprechenden, nominellen Wellenlänge zugeordnet sein kann. ₄

Dabei versteht es sich, daß die vorstehend aufgeführten Elemente (f) - (h) alternativ die in Verbindung mit Pig. 2a beschriebene Form aufweisen können.Es liegt für den lachmann weiterhin auf der Hand, die vorstehenden Elemente (b) und (c) miteinander zu kombinieren, wie dies bei PoIarisations-Monochromatoren in der Technik bekannt ist, und daß, falls erwünscht, das Element (d) dann innerhalb derart kombinierter Elemente (b) und (c) angeordnet werden kann, wie dies gleichfalls bekannt iet, ohne daiü dabei der offenbarte Erfindungsgedanke verlassen wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der bei 40 in Fig. 1 dargestellte Synchron-Filter alternativ durch einen Synchron-Gleichrichter oder Demodulator herkömmlicher AusführungsforiD ersetzt werden. In diesem Fall wird (1) ein DC-Signal von der Logmatrix und dem Synchron-Gleichriehter bei 47a und 47b in gleicher Art und Weise zur Anwendung gebracht, wie das in den oben beschriebenen Systemen erzeugte Signal mit einer reehteckförmigen oder einer sinusförmigen Wechselstrom-Welle j (2) ein gemeinsamer Intrieb für den lolarisatioHS-Modulator land den elektrischen Demodulator muß alsdann bei 92 in derselben Pigur

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¹ *

t J τ ϊ a

- 28 -

ersetzt werden; (3) die Quelle für das Bezugssignal bei 56 in Fig. 4 sollte eher eine Gleichstrom-Quelle sein als eine Wechselstrom-Quelle oder eine Quelle für eine Weohselatrom-Spannung von reohteckförniiger Wellenform\ und (4) der Differential-Verstärker bei 40 sollte ein solcher des Q-leichstrom-iDyps sein*

Aufgrund derartiger Vorkehrungen wird die Brlioke eher auf einer Gleichstrom-Basis als auf einer Wechselstrom-Basis mit rechteokförmiger Wellenform arbeiten* Wenngleich dies gegenüber dem oben beschriebenen Wechselstrom-System gewisse Nachteile bringt, wird dadurch doch eine einfachere Aubführungsform geschaffen, welche im Betrieb gleichfalls einfacher ist.

Schließlich kann noch im Rahmen des offenbarten Erfindungsgedankens das Pripzip der "Iiogmatrix" in jeder beliebigen Art verschieden möglicher Messungen einer Differential-Absorbierung Verwendung finden, wie bei der Messung des "linear-Dichroismue^M oder der polarisierten Fluoressenz". Die oben aufgeführten Elemente (a) - (k) stellen auf jeden Fall nur beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dar.

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Claims (1)

1. 3?ä tent anafffriiohe:

   π) Meßsystem für Zirkular-Dichröismus mit einer Zone zur Aufnähme eines diehroitisehen Probensttickes, einem auf Licht'--anstechendenDetektor und einer Einrichtung zum Übertragen, eines Lichtstrahls zu dem Detektor über das Pröbenstüek, welche einen im· Weg dieses lichtstrahls angeordneten. Polarisation's-Modulator umfaßt, der im Betrieb eine zyklische Änderung des resultierenden Ausgangssignals des Detektors entsprechend der Übertragung von rechts- und links-zirkularpolarlsiertem Eichte bewirkt, gekennzeichnet durch eine Signale verarbeitende Einrichtung (26, Fig.2, Fig.2a), welche mit dem Detektor (21) zur Terarbeitung der resultierenden. Ausgangssignale elektrisch verbunden ist, um verarbeitete Ausgangssignal-Werte zu erhalten, welche im wesentlichen proportional zu log I^ und log Ijv sind, wobei Ity gleich dem Detektor-Ausgangssignal während eines Bestimmungsintervalls der Übertragung von. vorherrschend rechts-zirkular-polarisiertein Licht und I-r gleich dem Detektor-Ausgangssignal während eines Bestimmungsintervalls der Übertragung von vorherrschend links-zirkular-polarisiertem Licht ist, und durch einen auf das verarbeitete Ausgangssignal ansprechenden Schaltkreis (4-1» ]?ig*1) zur Ableitung der &röße der Differenz zwischen, diesen Werten.

   2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale verarbeitende Einrichtung einen logarithmischen Terstärker (26) umfaßt.

   3. System nach Anspnich 1 oder 2, dadurch gökennzeich-

   netf daß d©3* Schaltkreis ^ilne BlBari der Größe siit einem posiM-yen oder negativen Ifert Iß Äbliänglgirelt äaröÄ Tiafaßt, welcher &ex Werte log I₃^ und Ig ^Öfiear als d«r andere

   nadi Aus|ä*ueii 1,2 oder 3y dädttrölt zeicnüei;, daß der Scimltiseeits einen; Ueniodtilatöi* ciier zjriliseh-ssracliroii mit dem Modulator betätigt isft.

   5« System nach; einem der vorliergeliendeB ABsirüciie>, da-

   durch, gelceönzeiclmet, daß der Schaltkreis einen S^ebrös-PiIter (40) iuit einein Eopplungs-Üfetzwerk aus eiueas Torsdhalt ■widerstand (44) und paa^llelen Eondensatoreii (42,43) unjfaßt, wobei das Fetzwerk weiterMn eine synehroii iitlt deffi^: Polarisations-Modulator zur Bewirtung' einer derart Reihenschaltung des Widerstandes (44) mit deir Kondensatoren (42,43'j hetätigbare Schalteinriciittiiig" (45) umfaßt, daß der J'ilter-iiusgaiig durch, eineii. im wesentlicheii rechteckigeii Wellenzug gefeeamzfeichiieii ist, in welchem abwechselnde BallbperiGdeö Größen aiifWeiseÄ, welefie· dem Absorbierusgs^eriaogem des I?röbenstüekes für Üiöht einer links- bzw. reehts-zirioalarea JPölarisatlon entsprechen=.

   6. SysteiB nach, einem der vorhergehenden A&sprüehe, . -:

   dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis eines:

   Differential-VerstärJcer (50) mit einer erstem '(JfT)" und einer

   zweiten (52) Singangsklemme_t einer Widerstandsbrücke (53) mit einem ?otentiometer (54) Bit einem beweglichen Element (55)f einer BezugsBignal-Quelle (56) und einem auf den Atisgang dee Verstärkers (50) ansprechenden Antrieb (57) enir Bewegung des Potentiometer-Kiementeβ (S5) umfaßt, wobei die Brücke (53) mit der Besugasignal-Quelle (56) und mit den Terstärker-Eingangßklemmen (51,52) elektrisch verbunden ist, υπ in einer solchen Art und Weise eine Abwandlung des verarbeiteten Ausgangssignals su erhalten« daß das bewegliche Elentnt (55) in eine Lage bewegt wird, in weicher die Brücke (53) Ausgeglichen ist, wobei diese Lage stellvertretend für die Größe des Zirkular-Dichroismue des ProbenStückes ist.

   7· System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sezugsslgnal und die Abwandlung des verarbeiteten Ausgangesignals im wesentlichen dieselbe Wellenform aufweisen.

   8, Torrichtung eur Aufnahme eines Probenstückes zum Messen dessen Zirkular-Dichroismus, das einen charakteristischen Übertragungsweg für vorherrschend rechts-zirkularpolarisiertes Licht und einen charakteristischen Übertragungswert für vorherreoliend links-zirkular-polarisiertes Licht hat, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (10,11,15,17, zur Erzeugung eines ersten elektrischen Signals, welches abwechselnd im wesentlichen proportional zu einem jeden der Übertragungswerte ist, eine Signale verarbeitende Einrichtung (26,Pig·2, Pig· 2a) zum Empfang dieses ersten Signals und zur Erzeugung eines modifizierten, elektrischen Signals,

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   welches innerhalb einer vorbestimmten, additiven Konstanten im wesentlichen proportional zu dem Logarithmus des ersten Signals ist, wobei diese Einrichtung auch der Formung eines Ausgangssignals dient, welches im wesentlichen proportional zu einer Wechselstrom-Komponente des modifizierten Signals i&t, und durch eine Abbildungs-Einrichtung (<r1|Fig.4)f welche zur Anzeige eines gemessenen Wertes des Zirkular-Dichroismus auf das Ausgangssignal anspricht.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dab die ein erstes elektrisches Signal erzeugende Einrichtung eine Einrichtung (10,11,15,17) zum Erzeugen eines Lichtstrahls, dessen Intensität abwechselnd im wesentlichen proportional zu jedem der tibertragungswerte ist, und einen lichtempfindlichen BeteIrtor (21) umfaßt, welcher diesen Lichtstrahl aufnimmt und in Abhängigkeit davon das erste elektrische Signal erzeugt.

   1u. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Lichtstrahl erzeugende Einrichtung eine eine Zone zur Aufnahme eines Probenstückes bestimmende Einrichtung (20), eine Licht entlang eines optischen Weges quer zu dieser Zone aussendende Quelle (10) und in Kombination ein Polarisationselement (15) und einen zyklisch änderbaren, optischen Verzögerer (17) umfaßt, welche entlang des optischen Weges angeordnet sind und mit einem gegebenenfalls in der Zone angeordneten Srofetnetttplt und mit Licht y^jjpt Her Quelle sror Erzeugung des liehtstrahls zusammenwirken.

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   M-: ' Ιβ»

   ent-

   Ikang dä«a iajfcfcifeaBSiieii Ifeg^tir Begrenzung tor Breite des Wellen-ULängerbaiiäea -ites den iBetektor erreichenden Lichtstrahles angeordnet ist. .

   12. Yorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Wellenlänge-Steuereinrichtung (1:5), welche auf Handbedienung anspricht, wobei die Wellenlänge-Auswahleinrichtung (11) auf diese Wellenlänge-Steuereinrichtung anspricht und auch die Abbildungs-Einrichtung (41) auf diese Wellenlänge-Steuereinrichtung anspricht, um auch einen Parameter des in seiner Breite begrenzten Wellenlängebandes anzuzeigen, wodurch der gemessene Wert des Zirkular-Dichroismus diesem Parameter zugeordnet sein kann.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter eine das in seiner Breite begrenzte Wellenlängeband charakterisierende, nominelle Wellenlänge und daß die Steuereinrichtung durch die Bedienungsperson programmierbar ist, um die Auswahleinrichtung (40) in zeitlicher Aufeinanderfolge zu einem automatischen Auswählen verschiedener Wellenlängenbänder zu bringen, wodurch die Abbildungseinrichtung (4I) in wechselseitiger Zuordnung automatisch die in zeitlicher Aufeinanderfolge gemessenen Wert© des Zirkular-Dichroismus bei diesen unterscb-iedliehen Wellenlängebändern und die entsprechenden, zeitlich aufeinanderfolgenden Werte der nominellen

   ^909845/1134 BAD OHONAL

   Η. Vorrichtung nach eineio dear i&nsprtiche -10^,11^,12 13,- dadurch gekennzeielinet, dai3 das ^olarisations (15) Licht von der Quelle (10,41) empfängt und flakon, linear-polarisiertes Licht erzeugt,. wat>ei der änderbare Verzögerer (17) dieses linear-polarisierte -licht empfängt und da-yon Licht erzeugt, welches abwechselnd vorherrschend rechts- und vorherrschend links-zirkular-polarisiert ist, und wobei weiterhin die Zone (20) entlang des optischen Weges zwischen dem Yerzögerer (17) und dem Detektor (21) angeordnet ist, wodurch ein gegebenenfalls in der Zone (20) angeordnetes Probenstück (19) das licht von dem Verzögerer (17) empfangen und zumindest einen Teil des vorherrschenden, rechts- und vorherrschend links-zirkular-polarisierten Lichts entlang des optischen Weges (22) zu dem Detektor (21) hin übertragen kann, und zwar jeweils im Verhältnis zu den charakteristischen Übertragungswerten.

   15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10,11,12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone (20a, Fig.7) von der Quelle (10,11) im wesentlichen nicht polarisiertes Licht empfängt, welches aus links- und rechts-zirkular-^ polarisierten Bestandteilen von im wesentlichen gleicher Intensität zusammengesetzt sein soll, "wobei ein gegebenenfalls in der Zone (20a) angeordnetes Probenstück (19a) zumindest einen Teil der rechts- und links-zirkularpolarisierten Bestandteile entlang des optischen Weges

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   BAD ORIGINAL

   i- Γ«

   zu dere änderbaren Verzögerer (17a) hin übertragen kann, und zwar jeweils in Abhängigkeit von den charakteristischen Lbex'tragungswerten, wobei weiterhin das Polarisations-Elenent (15a) eine tibertragungs-Aeh.se aufweist und wobei schließlich das Polarisationseiement (15a) die planarpolarisierten Komponenten au !'nimmt und wahlweise entlang dec. optischen We ge ε zu dem Detektor (21) hin übertragt, wobei die planar-polarisierten Komponente vorherrschend abwechselnd den rechts- und links-zlrkular-polarißierten Bestandteilen entsprechen, und zwar mit Intensitäten, wie diese nach der Übertragung durch die Zone (2üa) hergestellt sind.

   16. Torrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dai» die einen Strahl erzeugende Einrichtung eine Lichtquelle (Iu) zur Sendung von Licht entlang einee optischen Weges und eine auf einem solchen optischen Weg angeordnete Einrichtung (11,15,17) umfaßt, welche dieses Licht empfängt und davon elliptisch-polarisiertes Licht erzeugt, das abwechselnd vorherrschend links- und vorherrschend rechtezirkular-polarisiert ist, wobei diese Einrichtung dieses elliptisch-polarisierte Licht entlang des optischen Weges zu der Zone hin sendet, und wobei weiterhin eine eine Zone zur Aufnahme eines Probenstückes (19) derart bestimmende Einrichtung (20) vorgesehen, ist, daß ein in der Zone gegebenenfalls angeordnetes Probenstüclr das elliptischpolarisierte Licht empfangen lc&nn, welches jstiMindöst su einem Teil in ÜbereiÄBtiimntjng alt den charalrteristisohen

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   ■.'■■■■■ BAD ORIGINAL

   Übertragungswerten durch die Zone und entlang des optischen Weges zu dem Detektor *(21) hin. übertragen wird, wobei das , durch die Zone übertragene elliptisch-polarisierte Licht den Lichtstrahl formt.

   17. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Strahl erzeugende Einrichtung eine eine Zone (20) zur Aufnahme eines Probenstückes bestimmende Einrichtung, eine Lichtquelle (1ü) zur Sendung von Licht zu dieser Zone hin, wobei die die Zone bestimmende Einrichtung einem gegebenenfalls in der Zone angeordneten Probenstück erlaubt, das Licht zu empfangen und durch die Zone rechts- und links-zirkular-polarisierte Bestandteile des Lichts im Verhältnis zu den charakteristischen Übertragungswerten zu übertragen und eine Einrichtung (17a,15a,Pig.7) umfaßt, welche durch die Zone .übertragenes Licht aufnimmt und davon modifiziertes Licht erzeugt, dessen Intensität abwechselnd im wesentlichen proportional zu den Intensitäten der rechts- und links-zirkular-polarisierten Bestandteile ist, die durch die Zone übertragen werden, wobei das modifizierte Licht den Lichtstrahl bildet.

   18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die ein. Signal verarbeitende Einrichtung einen elektrischen Verstärker (29) mit einer ersten und einer zweiten Anschlußklemme, eine einen Bückführungeweg zwischen diesen Anschlußklemmen bestimmende

   909845/1134 "~ *

   Einrichtung* ein elektrisches El^iöent (23) _r weiches diesem Eückführungsweg a»ge.sehl^sseii ±aü und eine im wesentlichen -. logarithmisch.©, elektrische Ansprechkennlinie aufweist, und eine Einrichtung zum Aulgeben des ersten, elektrischen Signals an die erste Anschlußklemme umfaßt, wodurch das modifizierte Signal an der zweiten Anschlußklemme erscheint.

   19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die ein. Signal verarbeitende Einrichtung eine zum Empfang des modifizierten Signals angeschlossene Einrichtung (h-0) für die wahlweise Dämpfung einer Gleichstrom-Komponente dieses modifizierten. Signals und eine mit dieser wahlweisen. Dämpfungseinrichtung verbundene Einrichtung (47) umfaßt zur Abgabe von verhältnismäßig ungedämpften Komponenten des modifizierten Signals an die Abbildungseinrichtung.

   20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal-Verarbeitungseinriehtung einen elektrischen Verstärker (30), weloher zum Empfang des ersten, elektrischen. Signals und in. Abhängigkeit davon zur Formung eines zweiten Signals angeschlossen ist und welcher im Betrieb durch einen in Wechselbeziehung zu dem ersten und dem zweiten Signal stehenden Zunahme-Parameter gekennzeichnet ist, eine Einrichtung (32) zur Herstellung des Zunahme-Parameters und eine Einrichtung 01), welche auf das zweite Signal zur Herstellung eines Steuersignals

   . 1020143

   anspricht, das die den Zunahme-Parameter hersteilende Einrichtung derart steuert, daß das zveite Signal."'auf einem im wesentlichen konstanten, von einem Hull-Wert abweichenden Wert selbst dann gehalten wird,"wenn- die charakteristischen Übertragungswerte ungleich sein und dadur-ch das erste Signal zyklisch sich ändern sollte, umfaßt, wobei die den Zunahme-Parameter herstellende Einrichtung durch eine angenäherte logarithmische Jünderung des Steuersignals mit dem Zunahme-Parameter über einen Betriebsbereich gekennzeichnet ist und wobei das modifizierte Signal im 'Verhältnis zu diesem Steuersignal erzeugt wird.

   21. Vorrichtung nach Anspruch 2ü, dadurch gekennzeichnet, daiJ die Erzeugungseinrichtung eine Einrichtung (1ü,-11,15,17) zum Erzeugen eines lichtstrahls, dessen Intensität abwechselnd im wesentlichen proportional zu jedem der Übertragungswerte ist, und einen lichtempfindlichen. Detektor (;>Q, Fig. 2a) umfaßt, welcher den Lichtstrahl aufnimmt und in Abhängigkeit davon das erste elektrische Signal erzeugt, wobei d-3r Detektor die Photokathode (55), deren ausgestrahlter Elektronenstrahl das erste elektrische Signal ist, eines Photovervielfältigers umfaßt, wobei der Verstärker Dynoden (32) und eine Anode (34) des Photovervielfältigers umfaßt, wobei weiterhin die eine Zunahme herstellende Einrichtung eine Spannungszufuhr (35) umfaßt, welche zum Anlegen von. Spannungen zwisehen einer der Dynoden und der Photokathode und zwischen

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   bestimmten Dynoden angeschlossen ict, wobei das Steuersignal eine im wesentlichen lineare Funktion dieser Spannungen und das zweite Signal ein elektrischer Strom von der Anode ist, und wobei schließlich die ein Steuersignal herstellende Einrichtung eine Verstärkungseinrichtung O1) umfaßt, die den Strom aufnimmt und die Spannungszufuhr regelt.

   22. Verfahren zur Bestimmung des Zirkular-Diehrοismus in einem Probenstück, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein erstes Signal gebildet wird, welches abwechselnd proportional zu der Übertragung eines solchen Probenstückes von Licht zweier ganz bestimmter Polarisations-Stadien ist, daß dann das erste Signal zur daraus erfolgenden Bildung eines zweiten Signals behandelt wird, welches im wesentlichen proportional zu dem Logarithmus des ersten Signals ist und daß schließlich ein sieh mit der Zeit ändernder Teil des zweiten Signals als ein Maß für den Dichroismus verwendet wird.

   BADORIGINAL

   -Ho-

   L e e r s e i f e