DE2116386A1

DE2116386A1 - Anordnung zum Messen der Lichtabsorption

Info

Publication number: DE2116386A1
Application number: DE19712116386
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. M ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-03-30
Filing date: 1971-03-30
Publication date: 1972-10-12

Description

Anordnung zum Messen der Lichtabsorption Es ist bekannt, Meßinstrumente zum Messen der Lichtabsorption mit Lichtquellen verschiedener Ärt auszurüsten. Derartige Lichtquellen haben verschiedene Machteile: Meist wird eine Vielzahl verschiedener Wellenlängen gleichzeitig ausgesandt, so daß aufwendige optische Systeme zum Ausfiltrieren von monochromatischem Licht notwendig sind.
Es wird nun vorgeschlagen, in Meßinstrumenten zum Messen der Licht absorption als Lichtquellen in die optische achse Leuchtdioden odci Halbleiterlaser aus Gallium-Arsenid) einzubringen.
Als Licht emittierende Halbleiter kommen Dioden für verschiedene Wellenlängen in Frage, z.B. für Wellenlängen sichtbaren Lichts oder für IR- oder UV-@icht. Die Form des Lichtstrahls soll nicht durch aufwendige optische Systeme und letztlich durch die spaltform, so@dern durch die Anzahl und/oder Form oder Anordnung menrerer Licht emittierender Halbleiter, die wahlweise einzeln oder kombiniert eingeschaltet werden können, bestimmt werden.
Die Lichtintensität kann - in bekannter Weise - durch Anderung deZ, Stromstärke variiert werden, um sich dem Ausmaß der Strahlenabsorption im zu untersuchenden Medium anzupassen.
Diese Anordnung kann zum Messen der Lichtabsorption durch Durchstrahlung oder durch Reflexion dienen. In jedem Fall dienen als Lichtempfänger übliche Instrumente, z.B. Fotozellen oder Sekundareleiitronellvervielfacher.
Um mit der gleichen Anordnung bei mehreren Wellenlängen, z.B. mit rotem, grünem und IR-Licht wahlweise arbeiten zu kölanen, sollen die verschiedenen Licht emittierenden halbleiter (1) auf einer Wechseleinrichtung (2) so justiert werden, daß sie durch einfaches Verschieben oder - bei kreisförmiger Anordnung - durch Verdrehen einerseits in kontakt zur S-tromquelle kommen und andererseits die zentrale Achse (,) des optischen Systems erreichen. Dabei is-t es - bei Verwendung kleinerer Leuchtdioden und kleiner Lichtempfänger - möglich, in die zen-trale Achse gleichzeitig mehrere parallel gerichtete Dioden und mehrere Lichtempfänger (4) einzubringen, die jeweils paarweise bei verschiedenen Wellenlängen arbeiten. Dadurch kann die Spezifität zur Erkennung verschiedener Stoffe oder Stoffgemische gegenüber den bisherigen Meßverfahren wesentlich erhöht werden.
Bei gleichzeitiger Absorptionsmessung bei verschiedener Wellenlänge ist es besoilders vorteilhaft, Jeweils einen Licht emittierenden Halbleiter (1) und einen Lichtempfänger (4) auf der gleichen Seite des absorbierenden Mediums anzuordnen, während auf der gegenüberliegenden Seite sich ebenfalls ein Licht emittierender Halbleiter und ein Lichtempfünger befinden.
Es kann dadurch auf einen Lichtempfänger nur das Licht der gegenübersitzenden Leuchtdiode fallen. Ein Auftreffen von Störlicht von der zweiten Leuchtdiode ist damit ausgeschlossen. imine verbesserte Selektivität gegen Stölicht kann zusätzlich dadurch erreicht werden, daß vor die Lichtempfänger entsprechende Lichtfilter gesetzt werden.
Eine weitere wesentliche Verbesserung, besonders bei engen @aumverhältnissen, besteht darin, zwei oder mejirere Licht emittierende halbleiter, die verschiedene Lichtwellenlängen aussenden, in einer Fassung oder Gehäuse oder auf einem Halbleitersubstrat zu vereinigen, um die Lichtstrahlen für alle verwendeten Wellenlängen gemeinsam justieren zu können. Falls diese Licht emittierenden lialbleiter mit verschiedenen Frequenzen betrieben werden, kann das Licht der verschiedenen Dioden auf einen gemeinsamen Empfänger fallen. Die Absorption bei den verschiedenen Wellenlängen kann dann nach den üblichen Regeln der Hochfrequenztechnik durch elektronische Auftrennung der einzelnen Frequenzen und getrennte Messung ihrer Intensität bestimmt werden. Als Ergänzung kann die eine Fassung oder das Gehäuse noch einen Lichtempfänger enthalten. Dieser Lichtempfänger nimmt dann entweder die Lichtstrahlung der-Licht emittierenden Halbleiter aus dem eigenen Gehäuse durch Reflexion auf, oder die Lichtstr@len von gegenüberliegenden Leuchtdioden werden auf den Lichtempfänger gerichtet.
Die trägheitslose Lichtemission durch die Licht emittierednen Halbleiter entsprechend der Variation der Stromstärke macht es möglich, die Registrierung des Lichtempfnages in den Lichtempfängern nach den bekannten Regeln der Hochfrequenztechnik auszuführen. So können z ß. bei Verwendung zweier parallel gerichteter Leuchtdioden, die Verschiedene Lichtwellenlängen ansenden und die mit zwei verschiedenen Frequenzen betrieben werden, die Differenz frequenzen durch Schwebungsanalyse nachgewiesen werden, deren Amplitude ein Maß für die unterschiedliche Absorption bei den Wellenlängen ist.
Derartige Anordnungen zum Messen der Lichtabsorption bei einer oder verschiedenen Wellenlängen können viöl einfacher und kleiner gebaut werden als die üblichen Instrumente, da optische Systeme wie Linsen und besonders Prismen wegfallen können. Außerdem sind die gleichell Änordnungen sowohl im Bereich des sichtbaren Lichts als auch Jenseits der sichtbaren Lichtwellenlängen anwendbar.
Werner erlauben sie auf einfache Weise die gleichzeitige Messung der Absorption oder Reflexion bei verschiedenen Wellenlängen sowohl mit sichtbarem als auch unsiclltbarem Licht.

Claims

Ansprüche:

1 Anordnung zum Messen der Lichtabsorption durch Durchstrahlung oder Reflexion dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquellen Licht emittierende Halbleiter wie Leuchtdioden oder Halbleiterlaser in die optische Achse eingesetzt werden.
2) Anordnung gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die leuchtende Fläche durch Zusammenschalten mehrerer Licht emittierender Halbleiter variiert werden kann.
3) Anordnung gemäß Anspruch 1 und/oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Licht emittierende halbleiter für verschiedene Wellenlängen auf einem Träger so angeordnet sind, daß jeweils der gewünschte Licht emittierende Malbleiter durch Translation oder Rota on in die optische Achse des Meßsystems gebracht wird.
4) Anordnung gemäß Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß von mehreren Lichtempfängern für verschiedene Wellenlängen jeweils ein Empfänger durch Translation oder Rotation in die optische Achse gebracht wurden kann.
5) Anordnung gemäß Anspruch 1-4 dadurch gekennzeichnet, daß in die optische hchse gleiciizeitig zwei oder mehrere Licht emittierende Halbleiter für verschiedene Wellenlängen eingebracht werden, deren jeweiliger Lichtstrshi auf einen oder verschiedene, getrennte Lichtempfänger fällt.
O Anordnung gemäß Anspruch 1-5 dadurch gekennzeichn-et, daß zwei oder mehrere gegeneinander verschiebbare Träger mit Licht emittierenden Halbleitern für verschiedene Wellenlangen besetzt sind, wobei die Träger so Justiert sind, daß eine beliebige Kombination der Halbleiter verschiedener Träger in die optische Achse eingebracht werden kann.
7) anordnung gemäß Anspruch 1-6 dadurch gekennzeichnet, daß sich Licht verschiedener Wellenlängen emittierende Halbleiter gegenüberstehen.
8) Anordnung gemäß Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Licht emittierende Halbleiter, die Licht verschiedener Wellenlängen aussenden, in einer Fassung oder einem Gehäuse oder auf einem iialbleitersubstrat vereinigt sind, wobei die Passung oder das Gehäuse wahlweise zusätzlich noch einen Licht empfänger enthält.