DE2604666A1

DE2604666A1 - Monochromator zur nutzung zweier wellenlaengen

Info

Publication number: DE2604666A1
Application number: DE19762604666
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr Ing Jaenchen
Original assignee: CAMAG CHEMIE
Current assignee: CAMAG CHEMIE
Priority date: 1976-02-06
Filing date: 1976-02-06
Publication date: 1977-08-11
Also published as: CH600317A5; FR2340541B1; FR2340541A1; US4140399A; GB1507448A

Description

CAMAG Chemie-Erzeugnisse und
A&sorptionstechnik AG
Homburger Straße 24

4152 Mattenz /Schweiz
Unser Zeichen: C 5075

Monochromator zur Nutzung zweier Wellenlängen

Monochromatoren finden hauptsächlich Anwendung in lichtelektrischen Spektrometern, gelegentlich auch Spektralphotometer genannt. Ein Monochromator dient zur Zerlegung piychromatischen Lichts mit dem Zweck, Licht nur einer Wellenlänge - monochromatisches Licht - auszusondern, um dieses zu Meßzwecken im Apparat weiterzuleiten.

Zur eigentlichen Lichtζerlegung im Monochromator dient entweder ein Prisma oder ein Gitter. Wenn im folgenden von "Gitter" die Rede ist , kann an dessen Stelle im Prinzip auch stets ein Prisma benutzt werden.

Ein Monochromator besteht aus einem Lichteintrittsspalt, dem Gitter, dem Austrittsspalt sowie Linsen oder/und Spiegeln zur Bündelung und Richtungslenkung der Lichtstrahlen.

Pr/fü

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26CK666

Bei bisher bekannten Monochromatoren erfolgt die Wellenlängenauswahl des monochromatischen Lichts dadurch, daß das lichtzerlegende Element (Gitter) in der Weise zum einfallenden Lichtstrahl gedreht wird, daß das Licht der gewünschten Wellenlänge genau auf den Austrittsspalt fällt. Licht aller übrigen Wellenlängen wird von den Wänden des Monochromator absorbiert, d. h. vernichtet.

Für bestimmte Aufgaben werden lichtelektrische Spektrometer benötigt, bei denen Licht zweier verschiedener monochromatischer Wellenlängen ausgesondert wird. Ein Beispiel dafür ist ein Chromatogramm-Spektrometer, bei dem das Chromatogramm mit Licht zweier verschiedener Wellenlängen abgetastet wird. Die eine Wellenlänge wird so gewählt, daß sie im Bereich des Absorptionsmaximums der zu bestimmenden Probe liegt, die andere so, daß sie störende Einflüsse des Chromatogramm-Untergrundes erfaßt. Die Signale beider Wellenlängen werden mittels elektronischer Prozessoren so zueinander in Beziehung gesetzt, daß ein optimales Signal/Rauschverhältnis und damit eine hohe Meßgüte erreicht wird.

In derartigen "Zwei-Wellenlängen-Geräten" benutzte man bisher zwei Monochromatoren zur Erzeugung der beiden monochromatischen Strahlungsarten. Es ist dabei für die weitere Betrachtung unerheblich, ob dazu Licht aus zwei StrahlungsqteLlen verwendet wird, ob Licht einer Strahlungsquelle durch einen Halbspiegel oder äquivalente Mittel geteilt wird, der übliche Pail, oder ob die Strahlungsteilung vor oder nach der Passage durch das zu messende Medium erfolgt. In jedem Falle werden bei den bekannten Geräten zwei Monochromatoren benötigt.

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Die Erfindung hat die Aufgabe, bei der Nutzung zweier Wellenlängen mit nur einem Monochromator auszukommen. Das hat sowohl den Vorteil der Einsparung teurer Bauelemente als auch denjenigen erhöhter Lichtstärke, da eine Teilung des Strahles auf zwei Monochromatoren unnötig wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Spektrum wenigstens an einer Stelle durch ein bewegliches Lichtleitelement abgegriffen wird. Zweckmäßig sind das oder die beweglichen Lichtleitelemente, z. B. Faseroptiken, auf einem bzw. zwei beweglichen Armen angeordnet, mit denen sie unabhängig voneinander auf einem Bogen um das fest angeordnete dispergierende Gitter herumgeführt werden können. Jede Winkelstellung eines Schwenkarmes entspricht dann einer bestimmten Wellenlängeneinstellung.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann auch die bisherige Art, das dispergierende Gitter zur Wellenlängeneinstellung zu drehen, mit einem Lichtleitelement auf einem Schwenkarm kombiniert sein, das dann die zweite Wellenlänge abgreift, während die erste Wellenlänge von einem fest angeordneten Austrittsspalt erfaßt wird. Diese Anordnung kann in solchen Fällen Torteile bieten, in denen Strahlung der einen Wellenlänge über einen längeren Lichtweg weitergeleitet werden muß, während die Intensität der anderen Wellenlänge schon nach kurzer Leitungsstrecke, z. B. zu Referenzzwecken, gemessen werden soll.

Fig. 1 und 2 der Zeichnung zeigen in schematischer Form ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Draufsicht bzw. in perspektivischer Darstellung.

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Gemäß Fig. 1 trifft das -einfallende plychromatische Licht 1 auf das fest angeordnete Gritter 2. Die erzeugte spektrale Dispersion ist über den Bogen 3 verteilt. Auf diesem lassen sich die beiden als Lichtleitelemente dienenden Faseroptikelemente 4 und 4' mittels der Schwenkarme 5 und 5' entlangführen. Die Schwenkarme werden durch Schrittmotore 6 und 6', Stößel 7 und 7' und Bolzen 8 und 8^f sowie Rückholfedern 9 und 9¹ "bewegt.

Die Faseroptikelemente 4, 4' haben nahe ihrer einen Kante einen Eintrittsspalt 10. Die Faseroptik erweitert sich zur anderen Seite 11 hin, auf der unmittelbar ein nicht dargestellter Fotosensor montiert sein kann. Die beiden Faseroptikelemente 4, 4' sind so auf den Schwenkarmen angeordnet, daß diejenigen ihrer Seiten, welche nahe den Eintrittsspalten liegen, einander zugewandt sind, so daß der Abstand der gleichzeitig abzugreifenden Wellenlängen wenige Nanometer betragen kann.

Die Bandbreite der jeweiligen monochromatischen Strahlung wird durch die räumliche Ausdehnung, d. h. die Breite des Eintrittsspalts bestimmt. Die Bandbreite kann ira Sinne einer Verkleinerung durch mechanische Verschmälerung, z. B. Abdeckung, verändert werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Monochromator zur Nutzung zweier Wellenlängen, dadurch gekennzeichnet, daß das Spektrum wenigstens an einer Stelle durch ein bewegliches Lichtleitelement abgegriffen wird.

2. Monochromator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Lichtleitelemente auf einem bzw. zwei Schwenkarmen angeordnet sind.

3. Monochromator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitelemente aus einer Faseroptik bestehen.

4. Monochromator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schwenkarm dem Lichtleitelement ein Photosensor zugeordnet ist.

5. Monochromator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswahl der zweiten abzugreifenden Stelle des Spektrums das lichtzerlegende Element beweglich und ihm ein Eintrittsspalt zugeordnet ist.

6. Monochromator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen motorischen Antrieb des oder der Schwenkarme beispielsweise unter Verwendung eines Schrittmotors.

ORIGINAL INSPECTED 709832/0133