DE2721891A1

DE2721891A1 - Stabiles zweikanalspektrometer mit einzelfilter

Info

Publication number: DE2721891A1
Application number: DE19772721891
Authority: DE
Inventors: Marshall Lapp; Carl Murray Penney
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1976-05-18
Filing date: 1977-05-14
Publication date: 1977-12-01
Also published as: JPS52152780A; US4081215A; IT1085547B; FR2352290B1; GB1583992A; FR2352290A1; JPS6049847B2

Description

StabilesZweikanalspektrometer mit Einzelfilter

Der Erfindung betrifft spektrometrische Instrumente, sie bezieht sich insbesondere auf Instrumente zur gleichzeitigen Betrachtung mehrerer Spektralbereiche des von einem Medium gestreuten oder emittierten Lichtes, um Eigenschaften des Mediums zu überprüfen. Die Prinzipien der Erfindung und einige ihrer wünschenswerten Eigenschaften lassen sich in Verbindung mit Raman-Temperaturmessungen in heißen gasförmigen Medien, wie z.B. einer Flamme, erläutern, für die der Erfindungsgegenstand verwendet wird.

Wenn ein Lichtstrahl durch eine Flamme hindurchtritt, wechselwirkt ein Teil des Lichts mit molekularen Teilchen in der Flamme und wird aus dem Strahl abgelenkt. Eines der Strahlablenkungsprozesse wird allgemein als Raman-Streuung bezeichnet, wobei der

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Begriff "Streuung" einen Reemissionsprozeß kennzeichnet, der sofort einsetzt. Dieser Prozeß stellt einen Austausch einer beträchtlichen Energiemenge zwischen dem Photon des gestreuten Lichts und den Streumolekülen dar, wodurch das gestreute Licht wesentlichen Verschiebungen in der Wellenlänge unterliegt. Die resultierenden Banden des gestreuten Lichts sind für das spezielle Streumolekül charakteristisch. Die Intensität jeder Bande ist proportional zur Anzahl der Moleküle in dem speziellen Ursprungszustand, der zu dieser Bande führt; d.h. die Intensität einer Raman-Streulinie ist direkt proportional zur numerischen Dichte der entsprechenden Moleküle und ist unabhängig von der numerischen Dichte anderer Moleküle. Die Raman-Streuung kann daher verwendet werden, um eine direkte Information über die Zusammensetzung und die erregten Zustandsdichten der Moleküle in einem System zu erhalten.

Für Gase im thermischen Gleichgewicht hängt das Raman-Spektrum sowohl von der Dichte als auch der Temperatur ab. Die Temperaturabhängigkeit ist unabhängig von der Dichte und in geeigneten Spektralbereichen ausreichend stark, um empfindliche Temperaturmessungen von Tiefstemperaturen bis zu Verbrennungstemperaturen zu ermöglichen. Die spektralen Auflösungskanäle müssen jedoch bezüglich einander stabil sein, und auf Grund der Schwäche der Raman-Streuung muß jedes beliebige verwendete Instrument zur Spektralauflösung einen sehr hohen Lichtdurchgang ermöglichen. Diese Anforderungen werden durch die kompakte, nicht störan fällige, stabile und wirksame Vorrichtung gemäß der Erfindung erfüllt.

Teraperaturmessungen aus Raman-Spektren lassen sich dadurch durchführen, daß das Intensitätsverhältnis zweier deutlicher Raman-Linien oder zweier benachbarter Spektralbanden längs des Raman-Spektrums erzeugt werden. Die beiden Intensitäten werden gleichzeitig gemessen, es läßt sich eine hohe zeitliche Auflösung erzielen, und es sind Realzeit-Messungen möglich. Da die Raman-

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Messungen auf zwei benachbarte schmale Banden begrenzt werden können, werden sie im wesentlichen gleichartig von Störeffekten beeinflusst, die sich herausheben, wenn das Intensitätsverhältnis gebildet wird. Eine hierin beschriebene Ausführungsform der Erfindung betrifft die Bestimmung von Flammentemperatur, wobei das Verhältnis der Streuintensitäten z.B. in der Grundschwingsungsbande und der Bande des ersten oberen Zustandes der schwingenden Raman-Streuung eines molekularen Stoffes in der Flamme gebildet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einfache, störunanfällige, stabile und wirksame Vorrichtung zur Messung der Intensitäten zweier oder mehrerer Spektralbanden des Lichts zu schaffen.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine kompakte Zweikanal-Flammentemperaturmeßvorrichtung mit einem Einzelfilter zu schaffen, die auf schwingende (vibrational) Raman-Streuung des Laser-Lichts anspricht.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein vereinfachtes Verfahren und eine vereinfachte Vorrichtung anzugeben, um in Realzeitmessungen das Verhältnis der Grundschwingungsbande und der Bande des ersten oberen Zustandes der schwingenden Raman-Streuung des Laser-Lichts von einem molekularen Stoff in einer Flamme zu bestimmen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung überwacht ein stabiles Zwelkanalspektrometer das von einem Medium abgege bene Licht, wobei es eine Eigenschaft des Mediums bestimmt. Das Spektrometer enthält Einrichtungen, um das von dem Medium herrührende Licht zu kollimieren, und ferner Einrichtungen, um das kollimierte Licht in zwei Strahlen aufzuteilen. Beide Strah len werden unter einem unterschiedlichen Winkel durch dasselbe Interferenzfilter geleitet, wobei die Winkel so gewählt sind, daß die entsprechende Durchlaßbande des Filters mit einem der beiden zu beobachtenden Banden übereinstimmt. Es lassen sich

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geteilten optische Nachweiseinrichtungen in Form eines einzelnenVoptischen Detektors verwenden, wobei die beiden vom Filter

getrennte herrührenden Strahlen je auf eine Wahrnehmungsstelle des Detektors auftreffen. Vorgesehen sind auf den Detektor ansprechende Einrichtungen, die eine Anzeige des Verhältnisses der Lichtintensität auf beiden Wahrnehmungsstellen des Detektors liefern.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Bestimmung der Flammentemperatur angegeben, bei dem aus einem Laser stammendes Licht an einer Flamme gestreut wird. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein kleiner Teil des gestreuten Lichts kollimiert wirdflaß das kollimierte Licht in zwei Strahlen aufgespalten wird, daß beide Strahlen gemeinsam durch ein Interferenzfilter unter unterschiedlichen Winkeln hindurchlaufen, daß die Winkel derart gewählt sind, daß die jeweils entsprechende Durchlaßbande des Filters mit je einem der beiden Streubanden zusammenfällt, die beobachtet werden sollen. Das Intensitätsverhältnis der zwei von dem Einzelfilter herrührenden Strahlen wird gemessen und erzeugt eine Anzeige der Flammentemperatur.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.

In den Figuren zeigen :

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Flammenbestrahl- und Streulicht-Nachweisanordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Temperaturabhängigkeit der schwingenden Raman-Streuung des Stickstoffs, das bei einer Wellenlänge von 4880 Angström erregt ist;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Lichtnachweisvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der

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Erfindung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Lichtnachweisvorrichtung gemäß einer zweiten Ausbildungsform der Erfindung; und

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Lichttransmission durch die in den Vorrichtungen gemäß Fig. 3 und 4 verwendeten Interferenzfilter für einen Bereich des Lichteinfallswinkels, mit dem das Licht auf die Filter auftrifft.

In Figur 1 ist eine Quelle 10 eines hoch monochromatischen Lichts, wie z.B. ein Laser, längs einer Achse 13 ausgerichtet und bestrahlt einen Teil einer Flamme 11. Eine Lichtnachweisvorrichtung 12 ist auf die Flamme gerichtet und liegt typischerweise außerhalb der Achse des durch den Laser 10 erzeugten Strahls. Das durch die Gasmoleküle in der Flamme gestreute Licht wird auf den Eingang der optischen Nachweisvorrichtung mittels optischer Fokuseiereinrichtungen 14, die z.B. als Linse dargestellt sind, fokussiert.

Figur 2 zeigt eine Spektralverteilung der schwingenden Raman-Streuung der Stickstoffmoleküle, die durch ein Licht mit einer Wellenlänge von 4880 Angström erregt sind. Diese Kurven wurden von M. Lapp in dem Beitrag "Flame Temperatures From Vibrational Raman Scattering" in der Veröffentlichung Laser Raman Gas Diagnostics* herausgegeben von M. Lapp und CM. Penney, S. 107 bis 122 (Plenum Press, 1974) aufgestellt. Die Apparatur nach Figur 1, bei der der Laser 10 Licht mit einer Wellenlänge von 4880 Angström emittiert, kann daher verwendet werden, um Flammentemperaturen dadurch zu bestimmen, daß das Verhältnis der Streuintensitäten der Grundschwingungsbande und der Bande des ersten oberen Zustandes der schwingenden Raman-Streuung der Stickstoffmoleküle der Flamme gemessen wird. Diese Banden können im gestreuten Licht separiert werden, so daß deren Inten-

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sitätsverhältnis durch Verwendung eines Gitterspektrometers oder eines Interferenzfilter bestimmt werden kann, wobei letzteres deshalb wünschenswerter ist, da Interferenzfilter bei vorgegebenen Kosten mehr Licht sammeln können, weniger störanfällig sind und einfach aufzubauen sind. Es ist ferner wünschenswert, die Grundschwingsbande und die Bande des ersten oberen Zustande gleichzeitig zu beobachten, um äquivalente Daten zu erhalten, und um eine Zeitauflösung in der Größenordnung einer Mikrosekunde oder besser zu erhalten, wobei an Stelle des Lasers 10 ein gepulster Laser verwendet wird.

In der in Figur 3 dargestellten Ausfuhrungsform der Lichtnachweisvorrichtung wird das in einem kleinen Bereich einer Flamme (typischerweise ein Bereich mit zylindrischem Volumen von etwa 1 mm Länge und 0,1 mm Durchmesser) gestreute monochromatische Licht aufgesammelt und in der in Figur 1 dargestellten Weise auf einen Schlitz 20 fokussiert. Das durch den Schlitz hindurchlaufende Licht wird durch die Linse 21 kollimiert und auf ein Biprisma 22 geleitet (es handelt sich bevorzugt um ein Fresnel-Biprisma, um die mögliche Empfindlichkeit gegenüber räumlichen Schwankungen zu verringern). Das Biprisma bricht die Strahlen des einfallenden Lichtes in zwei Strahlenbündel auf. Die beiden vom Biprisma abgehenden Strahlenbündel treffen auf einem Interferenzfilter 23 auf.

Die Einfallwinkel der beiden auf das Filter 23 gerichtete Strahlenbündel werden durch geeignete Orientierung des Filters um seine Neigungsachse 28 so ausgewählt, daß die entsprechenden Durchlaßbanden des Filters mit den beiden betreffenden Raman-Streubanden zusammenfallen, die beobachtet werden sollen. Da das Verhältnis der Streuintensitäten in der Grundschwingungsbande und der Bande des ersten oberen Zustande der Raman-Schwingungsstreuung gesucht ist, wobei die Streuung durch Stickstoffgas erzeugt wird, sind die Durchlaßbanden bevorzugt um 5506 Angström und 5496 Angström herum angeordnet, wobei jede Bandbreite z.B. ungefähr 5 Angström beträgt.

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Nach dem Austritt aus dem Filter 23 werden die Strahlenbündel räumlich dadurch voneinander getrennt, daß sie durch eine Linse 24 auf getrennte Wahrnehmungsbereiche 25 refokussiert werden. Diese Bereiche können zwei separate Wahrnehmungsbereiche eines einzigen zusammengesetzten Detektors, wie z.B. einer geteilten Photodiode (split photodiode) der zur Positionwahrneh mung verwendeten Bauart sein, es können Vielkathoden-Photovervielfacher, oder ein optischer Vielkanaldetektor sein, so z.B. der sogenannte Optical Multichannel Analyzer, der von der Princeton Applied Research Corporation, Princeton, New Jersey, unter dem Handelsnamen OMA verkauft wird. Die Verwendung eines einzigen Detektors kann die relative Stabilität zwischen zwei beliebigen Nachweiskanälen erhöhen.

Die Ausgangssignale der Nachweiskanäle 25» die der Intensität des von dem betreffenden Kanals wahrgenommenen Lichtstrahls entsprechen, werden einem Verhältnis-Nachweiskreis 26 zugeführt, der ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Amplitude proportional zum Verhältnis der anliegenden Eingangsignale ist. Das Ausgangs signal des Verhältnis-Nachweiskreises 26 wird einer Anzeigevor richtung 27, z.B. einem Voltmeter, zugeführt, das eine Sichtan zeige der Amplitude dieses Ausgangssignals abgibt.

In Betrieb entspricht der von einem der Kanäle des Photodetek tors 25 wahrgenommene Lichtstrahl der Fundamentalbande des ge streuten Lichts, während der von dem anderen Kanal des Photo detektors wahrgenommene Strahl der Bande des ersten oberen Zustands des gestreuten Lichts entspricht. Die Ausgangssignale des Photodetektors 25 kennzeichnen daher die Amplituden dieser beiden Lichtstrahlen, und die Anzeigevorrichtung 27 erzeugt da her eine Anzeige des Intensitätsverhältnisses der beiden Banden des gestreuten Lichts. Da dieses Verhältnis ein Maß für die Temperatur der Moleküle darstellt, die das Laser-Licht streuen, ist die durch die Anzeigevorrichtung 27 erzeugte Anzeige proportional zu dieser Temperatur. Auf diese Weise lässt sich daher die Temperatur eines Punktes innerhalb der Flamme von fern

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bestimmen.

Eine genaue Orientierung des Interferenzfilters 23 bezüglich der einfallenden Lichtstrahlen ist für das erfogreiche Arbeiten der in Figur 3 dargestellten Vorrichtung kritisch. Wenn der Winkel zwischen einem Lichtstrahl und der Normalen eines Interferenzfilters von null an erhöht wird, bewegt sich der Durchlaßbereich des Filters nach kürzeren Wellenlängen hin. Dieses Verhalten ist graphisch in Figur 5 dargestellt. Wie ferner in Figur 5 dargestellt ist, bleibt die Gestalt des Durch laßbereichs oder der Durchlaßbande nahezu konstant bei kleinen Winkeln 0 zwischen einem auf einem Interferenzfilter, wie dem Filter 23 nach Figur 3, einfallenden Lichtstrahl und der normalen Richtung zu diesem Filter (d.h. wenn 0 kleiner als etwa 20° ist). Die Mitten-Wellenlänge läßt sich für jeden beliebigen Winkel 0 ausdrücken als :

λ(40 = X₀ [1 - (Si_n ²GS)/η²]

wobei 4₀ die Mitten-Wellenlänge für normalen Lichteinfall (d.h., für 0=0) darstellt, und wobei η der effektive Brechungsindex der Filterschichten (typischer Wert 1,45) ist. Die obige Gleichung kann zur Berechnung der Winkel 0 verwendet werden, die z.B. Durchlaßbereiche bei 5506 und 5496 Angström liefern, wobei diese Winkel der Grundschwingungsbande und der Bande des ersten oberen Zustande des mit 4880 Angström erregten Stickstoffs entsprechen. Die resultierenden Winkel sind in Tabelle I dargestellt.

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Tabelle I

Winkelabhängigkeit des Durchlaßbereichs des Interferenzfilters für η = 1,45

(Angström)	0 (5506 Angström)	0 (5496 Angström)	0
5506 5509 ο 59 5515.97 5545.91	0° 3° 5° 10°	5.011° 5.842° 7.081° 11.198°	5.011° 2.842° 2.081° 1.198°

Dieser oben stehenden Tabelle läßt sich entnehmen, daß die Kollimation des gestreuten Lichts in der Größenordnung von 0,3° bis 1° in einer Ebene senkrecht zur Neigungsachse 28 dee Filters 23 sein muß. D.h., in der zur Schwenkachse 28 des Filters senkrechten Ebene müssen die auf das Filter auftreffenden Lichtstrahlen zu einem winkel kollimiert sein, der wesentlich kleiner als Λ 0 ist, damit die durch Unvollkommenheit der Kollimation vorhandene Ausbreitung der Durchlaßbereiche kleiner als die Separation zwischen den Durchlaßbereichen ist. Die Länge des Schlitzes 20 (normal zur Ebene, in der Figur 3 dargestellt ist) ist größer als dessen Breite, wodurch eine Kollimation in der durch den Schlitz verlaufenden und die Neigungsachse des Filters einschliessenden Ebene ungefähr 2° sein kann. Diese Kollimationswinkel ( die den Divergenzwinkel zwischen den am breitesten beabstandeten Strahlen in den auf das Interferenzfilter gerichteten Strahlenbündel darstellen) lassen sich mit dem in Figur 3 dargestellten Aufbau leicht realisieren, und die durch den Aufbau erforderlichen Winkelgrößen eignen sich für eine kompakte und störunanfällige Anordnung.

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Figur 4 zeigt eine zweite bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der Mehrfachreflexionen verwendet werden, um einen zweiten Lichtstrahl zu erzeugen, der ursprünglich von der ersten Oberfläche des Interferenzfilters reflektiert wurde, das durch den ersten kollimierten Lichtstrahl angestrahlt wurde. Insbesondere wird, wie in der Ausführungsform nach Figur 3» das von einem schmalen Bereich in einer Flamme gestreute monochromatische Licht (typischerweise besitzt der Bereich wiederum ein zylindrisches Volumen von etwa 1 mm Länge und 0,1 mm Durchmesser) gesammelt und gemäß der in Figur 1 dargestellten Weise auf einem Spalt 30 fokussiert. Das durch den Schlitz hindurchtretende Licht wird durch die Linse 31 kollimiert und auf ein Interferenzfilter 32 geleitet. Das Filter 32 ist um seine Neigungsachse 36 so orientiert, daß der Einfallswinkel des kollimierten Lichtstrahls vom Schlitz 30 mit dem Winkel übereinstimmt, der erforderlich ist, damit Licht derjenigen Wellenlänge durch das Filter hindurchtreten kann, die der Bande des ersten oberen Zustande der Raman-Streuung entspricht. Dieses Licht wird nach dem Austritt aus dem Filter durch eine Linse 33 auf einem der Kanäle eines Aufspalt-Photodetektors 25 in einer Weise refokussiert, die der bei der Vorrichtung nach Figur 3 geschilderten Weise ähnlich ist.

Da das Licht vom Schlitz 30 mit einem von der normalen Richtung leicht abweichenden Einfallswinkel auf das Filter 32 auftrifft, reflektiert die vom gestreuten Licht bestrahlte erste Oberfläche des Filters 32 das Licht zurück durch die Kollimationslinse 31 mit einer Winkelabweichung gegenüber dem durch den Schlitz 30 hindurchtretenden gestreuten Licht. Dieser reflektierte Strahl wird auf einen ersten Reflektor, z.B. einen Spiegel 34 geleitet, der das Licht auf einen zweiten Reflektor, z.B. einen Spiegel reflektiert, von wo der Lichtstrahl zurück durch die Kollimationslinse 31 auf das Interferenzfilter 32 reflektiert wird. Der Einfallswinkel dieses reflektierten Lichtstrahls auf das Filter 32 ist so gewählt, daß er mit dem Winkel übereinstimmt, der erforderlich ist, damit Licht mit einer der Grundschwingungsbande der

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Raman-Streuung entsprechenden Wellenlänge durch das Filter 32 hindurchtritt. Das vom Filter 32 austretende Licht in der Grundschwingungsbande der Raman-Streuung wird durch die Linse 33 auf den zweiten Kanal des Aufspalt-Photodetektors 25 refokussiert. Wie in der Anordnung nach Figur 3 wird ein Ausgangssignal von jedem der Kanäle des Photodetektors 25 einem Verhältnis-Nachweiskreis 26 zugeführt, und die Anzeigeeinrichtung 27 liefert eine Ausgangsanzeige, die in Temperaturwerten der zu Überwachenden Flamme geeicht sein kann. Es sei bermerkt, daß die Vorrichtung nach Figur 4 eine etwas kleinere Stabilität besitzen kann, dagegen jedoch eine höhere Ausbeute als die Vorrichtung nach Figur 3 besitzt. Die Winkelabhängigkeit des Interferenzfilters 32 in Figur 4 ergibt sich wie diejenige des Interferenzfilters 23 der Figur 3 aus obenstehender Tabelle I. Wie bei der Vorrichtung nach Figur 3 muß die durch die Linse 31 erfolgende Kolllmation des gestreuten Lichts in der Größenordnung von 0,3° bis 1° in der Ebene senkrecht zur Neigungsachse 36 des Filters, und ungefähr 2° in derjenigen Ebene sein, die mit der Neigungsachse des Filters und der Longitudinalachse des Schlitzes 30 zusammenfällt.

Figur 5 zeigt, wie schon erwähnt, die Auswirkung einer Änderung des Einfallswinkels des auf ein Filter, z.B. auf das Filter 32 nach Figur 4, einfallenden Lichts als Ergebnis der Filterneigung. Während also das Filter geneigt wird, um den Einfallswinkel 0 von null Grad gegen 45 Grad zu erhöhen, nimmt die Durchlässigkeit des Filters ab, und die Selektivität des Filters nimmt auf Grund der mit wachsendem Einfallswinkel wachsenden Bandbreite des Durchlaßbereichs des Filters ab. Während der Einfallswinkel zunimmt, nimmt darüberhinaus die Mitten-Wellenlänge des Durchlaßbereiche des Filters ab, so daß bei kleineren Einfallswinkeln die Grundschwingungsbande der Raman-Streuung durch das Filter hindurchtreten kann, während bei größeren Einfallswinkeln die Bande des ersten oberen Zustande der Raman-Streuung durch das Filter hindurchlaufen kann. Die Verwendung zweier gleichzeitiger Strahlen, die durch das Interferenzfilter in der Vorrichtung entweder nach Figur 3 oder Figur 4 hindurchtreten kann, gestattet folglich

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eine gleichzeitige Bestimmung der Lichtintensität in der Grundschwingungsbande und der Bande des ersten oberen Zustande der Raman-Schwingungsstreuung, wobei das Verhältnis dieser Werte verwendet wird, um Realzeit-Temperaturdaten zu erhalten.

Vorstehend wurde ein Zweikanalspektrometer mit Einzelfilter beschrieben, das auf Laserlicht anspricht, das von einem Medium gestreut oder reflektiert wird, wobei das Spektrometer ein einfaches, störunanfälliges, stabiles und wirksames Instrument zur Messung des Intensitatsverhältnisses zweier Strahlen monochromatischen Lichts darstellt, die zwei verschiedene Wellenlängen besitzen. Die Vorrichtung ermöglicht eine Realzeitmessung eines Verhältnisses der Grundschwingungsbande und der Bande des ersten oberen Zustande der Raman-Schwingungsstreuung des Laserlichts eines molekularen Stoffes in einer Flamme.

Es sei bemerkt, daß sich das spektrometrische Instrument der vorliegenden Erfindung auch für Messungen an Medien verwenden läßt, die nicht als molekularer Stoff in einer Flamme vorliegen, bei denen jedoch eine physikalische Größe des Mediums eine charakteristische Änderung in den überwachten Spektren hervorruft. So lassen sich z.B. auf die hier beschriebene Weise Temperaturmessungen der Atmosphäre vornehmen, wobei diese Messungen auf der Rotations-Ramanstreuung und nicht so sehr auf der Schwingungs-Ramanstreuung basieren. Allgemeiner lassen sich auch Farbrer -gleiche durch Überwachung des von einem Medium herrührenden Lichte durchführen.

Obwohl lediglich gewisse bevorzugte Merkmale der Erfindung in Verbindung mit den Figuren beschrieben wurden, sind viele Abwandlungen und abgewandelte Ausführungsformen für den Fachmann möglich.

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Claims

Ansprüche

Spektrometer zur gleichzeitigen Messung der Lichtintensität in zwei Spektralkanälen,
gekennzeichnet durch, ein Interferenzfilter (23> 32);

Einrichtungen (22; 32, 3^, 35) zur Aufteilung von überwachtem Licht in zwei kollimierte Strahlen, wobei jeder Stranl in einer getrennten Richtung gegen das Filter (23; 32) derart gelenkt wird, daß der Einfallswinkel jedes Strahles auf das Filter (23;, 32) mit dem Einfallswinkel übereinstimmt, der für den Durchgang durch das Filter (23; 32) von einem getrennten Wellenlängenband erforderlich ist, das beobachtet werden soll;

optische Nachweiseinrichtung (25), die auf jeden getrennten und aus dem Filter (23> 32) austretenden Strahl ansprechen, und
Einrichtungen (26, 27), die auf die Nachweiseinrichtungen

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(25) ansprechen und eine Anzeige über die Intensitäten der aus dem Filter (23, 32) austretenden Strahlen liefern.
2. Spektrometer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (22; 32, 34, 35) zur Aufteilung des kollimierten, Überwachten Lichts in zwei Strahlenbündel ein Fresnel-Biprisma (22) enthalten, das in den Pfad des Überwachten Lichts eingefügt ist,
3. Spektrometer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (22; 32, 34, 35) zur Aufteilung des kollimierten, Überwachten Lichts in zwei Strahlen Reflektoreinrichtungen (34, 35) enthalten, die in dem Pfad des von dem Interferenzfilter (32) reflektierten Licht angeordnet sind und das vom Interferenzfilter (32) reflektierte Licht zurück zu dem Interferenzfilter (32) unter einem vorgegebenen Winkel bezüglich des direkten Pfads des gegen das Interferenzfilter (32) laufenden überwachten Lichts leiten.
4. Spektrometer nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionseinrichtungen (34, 35) einen ersten Reflektor (34) und einen zweiten Reflektor (35) enthalten, daß der erste Reflektor in dem Pfad des vom Interferenz filter (32) reflektierten Licht angeordnet ist und das vom Interferenzfilter (32) reflektierte Licht auf den zweiten Reflektor (35) leitet, daß der zweite Reflektor das auf ihn auffallende Licht zurück zum Interferenz filter (32) unter einem vorgegebenen Winkel bezüglich des direkten Pfads des gegen das Interferenzfilter (32) einfallenden, überwachten Lichts leitet.
5. Vorrichtung zur Bestimmung der Temperatur eines gasförmigen

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Mediums in einer Raman-Temperatursonde, wobei Licht eines Lasers durch das gasförmige Medium gestreut wird, gekennzeichnet durch:

ein Interferenzfilter (23; 32);

Einrichtungen (22; 32, 3^, 35) zur Aufteilung des von dem gasförmigen Medium gestreuten Lichts in zwei kollimierte Strahlenbündel, wobei jedes der Strahlenbündel derart geleitet wird, daß er unter unterschiedlichen Winkeln durch das Filter (23; 32) hindurchtritt, wobei Jeder der Winkel so gewählt ist, daß das entsprechende Durchlaßband des Filters mit je einem der beiden zu beobachtenden Streu banden zusammenfällt;

optische Nachweiseinrichtungen (25), die gleichzeitig auf die beiden getrennten, und vom Filter (23, 32) herrührenden Strahlenbündel ansprechen, und

Einrichtungen (26, 27), die auf die Nachweiseinrichtungen (25) ansprechen und eine Anzeige des Intensitätsverhältnisses der von dem Filter (23; 32) herrührenden Strahlenbündel liefern.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Nachweiseinrichtungen (25) einen einzigen geteilten optischen Detektor (25) enthalten, daß die beiden vom Filter (23; 32) herrührenden Strahlenbündel auf Je einen separaten Wahrnehmungsbereich des Detektors (25) auftreffen, und daß die auf die Nachweiseinrichtungen (25) ansprechenden Einrichtungen (26, 27) das Verhältnis der Lichtintensität von jeder Nachweisstelle des Detektors (25) anzeigt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (22; 32, 34, 35) zur Aufteilung des

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gestreuten Lichts in zwei kollimierte Strahlenbündel ein Fresnel-Biprisma (22) enthalten, das im Pfad des vom gasförmigen Medium gestreuten Lichts angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (22; 32, 34, 35) zur Aufteilung des gestreuten Lichts in zwei kollimierte Strahlen Reflektoreinrichtungen (34, 35) enthalten, die in dem Pfad des vom Interferenzfilter (32) reflektierten Lichts angeordnet sind und das vom Interferenzfilter (32) reflek tierte Licht unter einem vorgegebenen Winkel zurück zum Interferenzfilter leiten, wobei der Winkel bezüglich des direkten Pfads des vom gasförmigen Medium gestreuten, und auf das Filter zueilenden Lichts vorgegeben ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoreinrichtungen (34, 35) einen ersten Spiegel (34) und einen zweiten Spiegel (35) enthalten, daß der erste Spiegel (34) in dem Pfad des vom Interferenzfilter (32) reflektierten Lichts angeordnet ist und das vom Interferenzfilter reflektierte Licht auf den zweiten Spiegel (35) leitet, daß der zweite Spiegel (35) das auf ihn auffallende Licht zurück zum Interferenzfilter (32) unter einem Winkel leitet, der bezüglich des direkten Pfads des vom gasförmigen Medium gestreuten, und auf das Filter zueilenden Lichts vorgegeben ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (22; 32, 34, 35) zur Aufteilung des gestreuten Lichts in zwei kollimierte Strahlen ein Fresnel-Biprisma (22) enthalten, das in dem Pfad des vom gasförmigen Medium gestreuten Lichts angeordnet ist.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (22; 32, 3h, 35) zur Aufteilung des gestreuten Lichts in zwei kollimierte Strahlen Reflektoreinrichtungen (3^, 35) enthalten, die in dem Pfad des vom Interferenzfilter (32) reflektierten Lichts angeordnet sind und das vom Interferenzfilter (32) reflektierte Licht unter einem vorgegebenen Winkel zurück zum Interferenzfilter leiten, wobei der Winkel bezüglich des direkten Pfads des durch das gasför mige Medium gestreuten, und auf das Filter zulaufenden Lichts vorgegeben ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Nachweiseinrichtungen (25) einen optischen Vielkanaldetektor (25) enthalten, daß die beiden vom Filter (23; 32) herrührenden Strahlenbündel auf separate Wahrnehmungsstellen des Detektors (25) auftreffen, und daß die Einrichtungen (26, 27), die auf die Nachweiseinrichtungen (25) ansprechen, eine Anzeige des Verhältnisses der Lichtintensität auf irgendeinem Paar der Wahrnehmungsstellen des Detektors (25) erzeugen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Nachweiseinrichtungen (25) einen Vielkathoden-Photovervielfacher enthalten, daß die beiden vom Filter (23; 32) herrührenden Strahlenbündel je auf eine separate Wahrnehmungsstelle des Photovervielfachers (25) auftreffen, und daß die Einrichtungen (26, 27), die auf die Nachweiseinrichtungen (25) ansprechen, das Verhältnis der Lichtintensität von irgendeinem Paar der Wahrnehmungsstellen des Photovervielfachers (25) anzeigen.

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14. Verfahren zur Messung der Lichtintensität in zwei Spektralbanden,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Interferenzfilter mit vorgegebenem Durchlaßbereich derart orientiert wird, daß Licht in einer der beiden Spektralbanden durch das Filter hindurchtritt und das Licht der anderen der beiden Spektralbanden von dem Filter reflektiert wird, und daß das vom Filter reflektierte Licht unter einem derartigen Winkel zurück zum Filter reflektiert wird, daß der Durchlaßbereich des Filters mit der anderen der Spektralbanden zusammenfällt.

15« Verfahren zur Bestimmung der Intensität zweier Spektralbanden von einfallendem Licht, dadurch gekennzeichnet, daß das einfallende Licht in zwei kollimierte Strahlen aufgespalten wird, und daß jeder der beiden Strahlenbündel jeweils unter einem bezüglich eines Interferenzfilters verschiedenen Winkel durch das Interferenzfilter geleitet wird.

16. Verfahren zur Bestimmung der Temperatur eines gasförmigen Mediums, bei dem monochromatisches Licht durch das gasförmige Medium eine Raman-Streuung erfährt, gekennzeichnet durch

die Kollimation eines Teils des vom gasförmigen Medium gestreuten Lichts,

das Aufspalten des kollimierten Lichts in zwei Strahlen,

das Lenken der beiden Strahlen derart, daß sie gemeinsam durch ein Interferenzfilter unter verschiedenen Winkeln hindurchtreten, wobei die Winkel derart gewählt sind, daß der entsprechende Durchlaßbereich des Filters jeweils mit jedem der beiden zu beobachtenden Streubanden

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zusammenfällt, und

das Messen des Intensitatsverhältnisses der beiden vom Filter herkommenden Strahlen, um eine Anzeige über die Temperatur des gasförmigen Mediums zu erlangen.

17. Verfahren zur Bestimmung der Temperatur eines gasförmigen Mediums, bei dem monochromatisches Licht am gasförmigen Medium eine Raman-Streuung erfährt, gekennzeichnet durch

die Kollimation eines Teils des vom gasförmigen Medium gestreuten Lichts,

das Ausrichten eines Interferenzfilters mit einem vorgegebenen Durchlaßbereich, derart, daß das kollimierte, gestreute Licht in einem Spektralbereich durch das Filter hindurchtritt und in einem zweiten Spektralbereich vom Filter reflektiert wird,

das Reflektieren des vom Filter reflektierten Lichts zurück zu dem Filter unter einem derartigen Winkel, daß der Durchlaßbereich des Filters mit dem zweiten Spektralbereich oder Spektralbande zusammenfällt, und

das Messen des Intensitätsverhältnisses zwischen ersten und zweiten Spektralbereichen, die vom Filter austreten, um eine Anzeige über die Temperatur des gasförmigen Mediums zu erlangen.

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