DE2822739B2 - Meßvorrichtung zur spektroskopischen Untersuchung von polyatomaren Molekülen - Google Patents
Meßvorrichtung zur spektroskopischen Untersuchung von polyatomaren MolekülenInfo
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Description
65
)ie Erfindung betrifft eine spektroskopische Vorrichg, mit deren Hilfe polyatomare Moleküle in einer
ier nicht gekannten Weise analysiert werden
können. Sie erlaubt die Bestimmung charakteristischer
Molekülzustände, die in konventionellen Absorptionsoder Fluoreszenzmessungen aus verschiedenen Gründen (z. B. wegen der verwaschenen breiten Banden)
nicht beobachtet werden können.
Spektroskopische Untersuchungen im ultravioletten,
sichtbaren und infraroten Spektralbereich liefern seit vielen Jahren wertvolle Infomationen über die Eigenschaften von großen Molekülen und ihre WechseSwirkung mit der Umgebung.
Bei den gegenwärtig bekannten spektroskopischen Untersuchungen vom ultravioletten bis infraroten
Spektralbereich wird die Transmission einer Probe untersucht oder das Emissionsspektrum nach vorheriger optischer Anregung analysiert. Weiterhin wird das
für die Moleküle spezifische Ramanspektrum in kommerziellen Ramanspektrometern ausgemessen.
Die bekannten Meßverfahren geben bei polyatomaren Molekülen häufig nur begrenzte Informationen.
Insbesondere enthalten die elektronischen Übergänge wegen der großen Breite der Absorptions- und
Fluoreszenzbanden nur wenig spektroskopische Einzelheiten. Bisher ist es nur in Sonderfällen bei tiefen
Temperaturen in speziellen Festkörpermatrizen möglich geworden, detaillierte Strukturen bei den elektronischen Übergängen aufzudecken. Siehe hierzu E. V.
Shpol'skii: Soviet Phys. Uspekhi, vol. 3 (1960) Seite 372; G. V. Svishchyov: Opt. Spectry, vol. 18 (1965) Seite 350.
Außerdem ist eine Notiz (R. H. Barnes, C. E. Moeiler, J.
F. Kircher, C. M. Verber, Appl. Phys. Lett, vol. 24 [1974]
Seite 610) erschienen, nach der ein kleines Molekül in der Gasphase einer nicht konventionellen Zweistufenanregung ausgesetzt wurde. Dabei stand die Fluoreszenz von ICI zwischen elektronischen Zuständen im
Vordergrund. Das dort gemessene Spektrum liefert keinerlei Information, die man mit konventioneller
Absorptionsspektroskopie nicht auch erhalten könnte (siehe Ref. 7,8 der Arbeit). In dieser Veröffentlichung
wurde nicht erkannt, daß man mit geeigneten Zweistufenanregungsverfahren speziell bei polyatomaren Molekülen anstelle der breiten, verwaschenen
Spektren detaillierte Absorptionsspektren messen kann, die neue Informationen über charakteristische Molekülzustände liefern. Die in diesen Arbeiten beschriebenen
Vorrichtungen sind außerdem nur für Zweistufenanregungen in kleinen Molekülen, die im Gaszustand
vorliegen, geeignet, da nur dort die Lebensdauer genügend lang sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Meßvorrichtung anzugeben, mit der bei beliebiger
Temperatur auch in der kondensierten Phase ein neues, für das Molekül charakteristisches Spektrum beobachtet werden kann und damit zusätzliche Informationen
über die Eigenschaften des Moleküls und seine Umgebung erhalten werden können.
Diese Aufgabe wird nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Moleküle der zu
untersuchenden Probe in mindestens zwei Schritten, die relativ zueinander zu genau definierten Zeitpunkten
erfolgen, angeregt, nämlich mit zwei geeigneten ultrakurzen Lichtimpulsen bestrahlt werden, wobei die
Besetzung des durch die zwei Lichtimpulse angeregten Zurtands über das emittierte Fluoreszenzlicht, über eine
Durchlässigkeitsänderung oder durch akustische oder ramanspektroskopische Nachweismethoden registriert
wird.
Um derartige Untersuchungen auszuführen, müssen Lichtquellen mit abstimmbarer Frequenz, hinreichender
Intensität und geeigneter Zeitdauer hergestellt werden, die synrhronisierbar sind.
Als besonders geeignet für derartige Untersuchungen ist dabei nach Anspruch 2 eine Vorrichtung, in der im
ersten Anregungsschritt (a) ein Molekülschwingungsniveau besetzt wird und im zweiten Schritt ein Übergang
in ein angeregtes elektronisches Niveau erfolgt. Die Ansprüche 3 bis 6 geben verschiedene Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung an; so kann die Anregung
der Molekülschwingung durch Einstrahlen eines infraroten Lichtimpulses erfolgen oder durch Einstrahlen
von zwei Frequenzen aus dem sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich mit einer Frequenzdifferenz, die gleich der Frequenz der Molekülschwingung
ist. Das letztere Verfahren führt dann zu einer Anregung über den sogenannten Ramaneffekt. Durch Absorption
eines zweiten Lichtquants werden die angeregten Moleküle in einen Zustand eines angeregten elektronischen Niveaus übergeführt. Das Messen der Besetzung
dieses Zustands als Funktion der eingestrahlten Frequenzen liefert die für das Verfahren spezifische
Informationen. Die Besetzung dieses Zustands kann durch Messen der Durchlässigkeit des zweiten Lichtstrahls oder durch geeignetes Registrieren der nachfolgenden Fluoreszenzemission mit einem Spektrometer
und einem Photomultriplier bestimmt werden. Für die Durchlässigkeitsmessung eignet sich insbesondere eine
breitbandige Lichtquelle, weil damit das gesamte Spektrum gleichzeitig registriert werden kann.
Die Unteransprüche 7 bis 14 betreffen die Ausgestaltung der Lichtquellen. Für die erfindungsgemäße
Vorrichtung sind Lichtquelllen mit möglichst hoher Intensität nötig. Aus diesem Grund wählt man als
Lichtquelle zweckmäßigerweise Laser, die möglichst gepulst oder intermittierend arbeiten. Je kürzer die
Impulsdauer ist, um so weniger wird die zu untersuchende Probe bei gleicher Intensität durch Aufheizen gestört
werden. Deshalb sind für die Meßanordnung ultrakurze Lichtimpulse von Nd-GIas-, YAG- und Farbstofflasern
sehr gut geeignet Die Verwendung dieser extrem kurzen Impulse verhindert darüber hinaus, daß sich die
im ersten Schritt erzeugte Besetzung auf viele andere Zustände verteilen kann. Eies würde zu einem
Verschmieren der Struktur führen. Die für das Verfahren nötige frequenzvariablen Lichtimpulse werden mit Farbstofflasern oder in nichtlinearen Kristallen
mittels parametrischer Prozesse erzeugt Im letzteren Fall kann bei der Wahl geeigneter Medien von Lasern
mit festen Frequenzen ausgegangen werden.
Die Synchronisation (Unteransprüche 15 bis 17) kann
dadurch erreicht werden, daß mit einem Pumplaser durch Aufspalten in Teilstrahlen voneinander unabhängig durchstimmbare Lichtimpulse erzeugt werden oder
daß von einer durchstimmbaren Lichtquelle Teilstrahlen
durch einen Strahlteiler ausgekoppelt werden und zur Erzeugung einer zweiten oder weiteren Frequenz
verwendet werden.
Wie in Anspruch 22 ausgeführt, ist es zur Erhöhung
der Meßgenauigkeit zweckmäßig, die in die Probe eingestrahlten Lichtimpulse möglichst genau zu analysieren und deren momentane Eigenschaften, wie z. B.
Energie, Frequenzposition und Linienbreite, bei der
Auswertung der Meßergebnisse jeweils mit zu berücksichtigen. Bei der Verwendung von intermittierenden
Lichtquellen erhält man durch Verwendung von frequenzselektiven und phasenempfindlichen Verstärkern bei der Signalregistrierung eine besonders hohe
Empfindlichkeit (siehe Anspruch 26).
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die damit gemessenen Spektren neue, bisher
nicht bekannte Details über die Struktur von polyatomaren Molekülen und ihrer Wechselwirkung mit der
Umgebung zu beobachten erlauben und gleichzeitig zur zerstörungsfreien analytischen Bestimmung von Molekülen herangezogen werden können. Insbesondere
erlaubt die Vorrichtung die Bestimmung des elektronischen 0-O-Übergangs und die Beobachtung molekül-
spezifischer Schwingungszustände. Es ermöglicht z. B. detaillierte Untersuchungen über den Einfluß von
verschiedenen Lösungsmitteln auf polyatomare Moleküle; dabei können Frequenzverschiebungen bei den
elektronischen Übergängen sehr genau gemessen
werden. Auch über die Kopplung von Schwingungszuständen und elektronischen Zuständen lassen sich
Aussagen machen.
Diese Erkenntnisse sind von erheblicher Bedeutung auf den Gebieten, wo häufig polyatomare Moleküle
Verwendung finden, z. B. in der Biologie, der Medizin (Anfärbung von Zellen) und der Technik (z. B. Färben
von Geweben). Umfassende Informationen über Schwingungszustände ermöglichen Aussagen darüber,
ob und in welcher Weise die untersuchten polyatomaren
Moleküle mit ihrer Umgebung chemisch reagieren
können. Außerdem tragen diese Erkenntnisse wesentlich dazu bei, die Funktion von biologischen Systemen
zu verstehen, die dann möglicherweise biotechnisch nutzbar gemacht werden können.
Jo Die übrigen Unteransprüche 18 bis 28 betreffen
Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben. Außerdem wird in zwei Diagrammen das
mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemessene
strukturreiche Spaktrum den glatten konventionellen Absorptionsspektren gegenübergestellt
In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer mögli
chen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor
richtung zur spektroskopischen Untersuchung von polyatomaren Molekülen;
F i g. 2 eine schematische Darstellung für eine Vorrichtung zur erfindungsgemäßen spektroskopischen
« Untersuchung von polyatomaren Molekülen, in der
ultrakurze, frequenzvariable Lichtimpulse verwendet
werden, die in nichtlinearen Medien mit Hilfe eines
parametrischen Prozesses erzeugt werden;
spektrometer gemessenen Spektrum von Nilblau-A-Oxazon;
F i g..3b im Gegensatz dazu ein mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Lichtimpulsen gemessenes Spektrum des gleichen Moleküls, wobei die Summe
der Frequenzen 5Ί + $■? der beiden Lichtimpulse den
gleichen Frequenzbereich fiberstreicht der auch in Abb. 3a gezeigt ist (νί = 2935cm-1 = const %
variabel).
dargestellt, in der die Moleküle mit zwei synchronisierbaren Lasern stufenweise angeregt werden.
Für die zwei Anregungsstufen der untersuchten Molekaie werden hier zwei möglichst kurze Laserlichtimpulse verwendet von denen mindestens einer in der
Frequenz variiert werden kann. Diese abstimmbaren Lichtimpulse können in den Lichtquellen 1 und 2 z. B.
mit Farbstofflasern erzeugt werden. Eine Synchronisiereinrichtung 3 dient dazu, den Zeitpunkt der Emission
der Lichtimpulse aus den Systemen 1 und 2 so einzustellen, daß sie gleichzeitig in der zu untersuchenden
Probe 11 ankommen. Dies kann auf elektrooptischem oder optischem Wege erreicht werden.
Mit Hilfe der Strahlteiler 4 und 6 wird ein kleiner Teil der Lichtimpulse ausgekoppelt und mit den Einrichtungen
5 und 7 analysiert. Dort kann z. B. mit Photodetektoren die Energie oder mit Spektrographen die
Frequenzposition und die Linienbreite der Impulse gemessen werden. Der Spiegel oder das Umlenkprisma
8 und der Strahlteiler 9 dienen dazu, die beiden Lichtimpulse zum Überlagern zu bringen. Sie werden
anschließend mit der Linse 10 in die zu untersuchende Probe U fokussiert. Der Probenraum ist so gestaltet,
daß Einrichtungen zum Aufheizen und Abkühlen der Probe angebracht werden können, um das Messen in
einem großen Temperaturbereich zu ermöglichen.
Das von der Probe nach der Anregung emittierte Fluoreszenzlicht wird mit einer geeigneten Einrichtung
12 registriert. Das Fluoreszenzlicht durchläuft zuerst frequenzselektive Filter, ein Spektrometer oder eine
Kombination von beiden und wird anschließend von einem Photomultiplier registriert.
Im zweiten Beispiel gemäß F i g. 2 wird eine Anordnung dargestellt, mit der Moleküle untersucht
werden können, die im grünen und blauen Spektralbereich absorbieren und eine Fluoreszenz im Roten
zeigen.
Als primäre Lichtqulle 13 wird ein modengekoppeltes Nd-Glas-Lasersystem oder ein YAG-Lasersystem verwendet,
das Einzelimpulse bei der Wellenlänge Xp= 1,06 μ liefert. Diese Lichtimpulse werden durch
einen Strahlteiler 14, z. B. einem teildurchlässigen dielektrischen Spiegel, in zwei Teile aufgeteilt.
In der unteren Hälfte der Zeichnung ist die Erzeugung
eines durchstimmbaren Lichtimpulses im infraroten Spektralbereich schematisch dargestellt, der zur Anregung
einer Molekülschwingung dient. Der Strahl wird zunächst mit einem Spiegel oder Prisma 15 umgelenkt.
Mit einem Strahlteiler 16 wird ein kleiner Teil des primären Lichtimpulses zum Analysieren in einer
Einrichtung 17 ausgekoppelt Dort kann z. B. mit einer geeigneten Vorrichtung dessen Energie, Intensität oder
Impulsdauer gemessen werden. Die primären Lichtimpulse dienen dann in den beiden doppelbrechenden
Kristallen i9A und 19ß — man kann an dieser Stelle
z. B. LiNbOj-Kristalle verwenden — als Pumplichtquelle
für einen parametrischen Prozeß, in dem der Pumpimpuls in zwei Lichtimpulse aufgespalten wird.
Die Summe der Frequenzen der beiden erzeugten Lichtimpu'se ist dabei gleich der Frequenz des
Pumplichtimpulses. Durch Verändern des Winkels zwischen optischer Achse und der Richtung des
eingestrahlten Pumplichtimpulses oder durch Verändern der Temperatur lassen sich die Frequenzen der
erzeugten Lichtimpulse durchstimmen. Die Anordnung aus zwei Kristallen wird gewählt, um die Divergenz und
Linienbreite der erzeugten Lichtimpulse zu verringern. Das Filter 20 läßt schließlich nur noch den für den ersten
Anregungsschritt benötigten infraroten Lichtimpuls ") durch. Mit dem Strahlteiler 6 wird ein Teil dieses
infraroten Lichtimpulses ausgekoppelt und mit einem Spektrometer 21 gemessen. Es kann an dieser Stelle
auch ein Spektrograph 21 und eine geeignete Photodetektoranordnung 22 verwendet werden, um zusätzlich
κι auch noch die Linienbreite eines jeden Impulses
bestimmen zu können.
Der zweite Teilstrahl, der vom Strahlteiler 14 ausgekoppelt wird, dient zur Erzeugung eines abstimmbaren
Lichtimpulses im Sichtbaren. Mit Hilfe eines
ii nichtiinearen Kristalls 24, wie z.B. KDP, wird die
Frequenz des primären Lichtimpulses verdoppelt. Ein Teil dieses frequenzverdoppelten Lichtimpulses mit der
Wellenlänge 530 nm, der allein von dem Filter 25 durchgelassen wird, wird mit dem Strahlenteiler 26
2« ausgekoppelt und mit der Photozelle 27 registriert, um dessen Energie bestimmen zu können. Dieser frequenzverdoppelte
Lichtimpuls dient nun als Pumpimpuls für einen parametrischen Prozeß in den Kristallen 26A und
2SB, ganz analog zu dem in den Kristallen 19. Der Unterschied besteht nur darin, daß hier Lichtimpulse im
roten Spektralbereich erzeugt werden. Auch hier können LiNbCh-Kristalle als nichtlineares Material
verwendet werden. Das Filter 29 schließlich läßt nur die roten Lichtimpulse durch, deren Energie nach dem
Ji) Auskoppeln mit Hilfe eines Strahlteilers 4 mit der
Photozelle 5 registriert wird. Ein Spektrograph 30 und eine geeignete Detektoreinrichtung (z. B. ein optischer
Vielkanalanalysator) 31 dient dazu, die Frequenzposition und Linienbreite der roten Lichtimpulse zu
J5 bestimmen.
Mit Hilfe des Spiegels oder eines Umlenkprismas 8 und eines Strahlteilers 9 werden der infrarote Impuls
mit der Frequenz V\ und der rote Impuls mit der
Frequenz V2 zum Überlagern gebracht und mit der Linse
10 in die zu untersuchende Probe 11 fokussiert. Die zeitliche Synchronisation erfolgt mit Hilfe der beiden
Verzögerungseinrichtungen 18 und 23, die jeweils aus drei Prismen aufgebaut sind. Ein Verschieben des um
180° reflektierenden Prismas bewirkt eine Veränderung
der optischen Weglänge, womit auch die Laufzeit der Lichtimpulse verändert wird.
Das eigentliche Meßsignal ist bei dieser Vorrichtung das von der Probe emittierte Fluoreszenzsignal. Es wird
mit der Linse 32 auf den Eintrittsspalt eines Spektrometers 33 fokussiert und dann mit einem Photomultiplier
34 als Funktion der eingestrahlten Frequenzen v\ und ?2
gemessen. Die Signale der Photozellen 5 und 22 werden zur Normierung des Signals herangezogen.
Selbstverständlich können mit dem parametrische Prozeß mit anderem Kristallmaterial auch andere
Frequenzbereiche erfaßt werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (28)
1. Vorrichtung zur optischen Ermittlung charakteristischer Energieniveaus von Molekülen durch
Zweiphotonen- bzw. Zweistufenanregung, dadurch gekennzeichnet, daß
a) eine oder mehrere erste Lichtquellen eine polyatomare Moleküle enthaltende Probe mit
einem oder mehreren ultrakurzen, monochromatischen Lichtimpulsen bestrahlen, die ein
erstes Energieniveau in den polyatomaren Molekülen anregt;
b) eine oder mehrere zweite, mit den ersten synchronisierte Lichtquellen die Probe mit is
einem oder mehreren zweiten Lichtimpulsen nach einer Zeit bestrahlen, die noch in die
Lebensdauer des ersten Energieniveaus fällt;
c) die Zeit zwischen den Lichtimpulsen definiert einstellbar ist;
d) die Wellenlänge des Lichts mindestens einer der
Lichtquellen veränderbar ist;
e) Mittel vorgesehen sind, um die nach dem zweiten Lichtimpuls erreichte Besetzung des
Endniveaus durch Fluoreszenz, Adsorptionsänderung, akustisch und/oder massenspektroskopisch zu messen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch erste Lichtquellen Molekülschwingungen angeregt werden und das Bestrahlen «>
mit den zweiten Lichtquellen zu einem elektronischen Übergang führt
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lichtquelle einen infraroten
Lichtimpuls aussendet, durch den eine Molekülschwingung durch resonante Absorption angeregt
wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei erste Lichtquellen die Probe
gleichzeitig mit zwei Lichtimpulsen mit verschiede- «o
nen Frequenzen bestrahlen, wobei die Differenz der beiden Frequenzen im Bereich der Schwingungsfrequenz der Moleküle liegt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der ersten Lichtquellen eine «
derartige Frequenz besitzt, daß sie gleichzeitig als zweite Lichtquelle verwendet werden kann, die die
angeregten Moleküle in einen angeregten elektronischen Zustand überführt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Lichtquelle die Proben mit einem Impuls mit großer
Frequenzbreite (Kontinuum) bestrahlt, um gleichzeitig die Absorptionsänderung an verschiedenen
Frequenzpositionen zu bestimmen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anregung intermittierende Lichtquellen verwendet werden.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß kohärente Lichtquellen (Laser) (1 und 2) zur Anregung verwendet
werden (F ig. 1).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch Modenkopplung erzeugte
ultrakurze Lichtimpulse als Lichtquellen verwendet werden.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle fre
quenzabstimmbare Farbstofflaser verwendet werden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6 und einem der
Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
zvfeite Lichtquelle ein Kontinuum mit großer Fiequenzbreite aussendet, das durch Laserlichi in
einem nichtlinearen Prozeß erzeugt wird.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer Lichtquelle mit Hilfe eines parametrischen Prozesses in nichtlinearen Materialien die Frequenz einer
kohärenten Pump-Lichtquelle abstimmbar gemacht wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpimpulse mit fester
Frequenz und die im nichtlinearen Medium (19a, 28a) erzeugten Lichtin?pulse mit variabler Frequenz
durch ein zweites nichtlineares Medium (196, 2Sb) geführt werden, damit die spektralen Eigenschaften,
die Intensität und die Divergenz der erzeugten Impulse verbessert und die Impulsdauer verkürzt
werden (F i g. 2).
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß als nichtlineares Medium doppelbrechende Kristalle verwendet
werden, wobei die Frequenz durch Drehen der Kristalle oder durch Verstellen der Temperatur
änderbar ist
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit zwischen
den Lichtimpulsen dadurch einstellbar ist, daß eine Pump-Lichtquelle durch einen Strahlenteiler (14) in
zwei Teilstrahlen aufgespalten wird, die dann durch geeignete Durchstimmeinrichtungen voneinander
unabhängige, in ihrer Frequenz einstellbare Lichtquellen a und b darstellen, und daß durch optische
Verzögerungseinrichtungen (18, 23) der Zeitpunkt des Eintreffens der beiden Teilstrahlen in der Probe
bestimmt wird, wobei beide Teilstraheln kollinear (8 und 9) oder unter einem Winkel in die zu
untersuchende Probe eingstrahlt werden (F i g. 2).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem frequenzvariablen Lichtimpuls mindestens ein zweiter
Lichtimpuls mit festem Frequenzabstand zur erstgenannten oder mit einer von der ersten unabhängig
variierbaren Frequenz erzeugt wird, wobei die erstgenannte und die damit erzeugten Lichtimpulse
für die Anregung verwendet werden, die Zeitbeziehung zwischen den einzelnen Schritten durch
Verzögerungseinrichtungen eingestellt wird und die für die Anregungsschritte notwendigen Strahlen in
die zu untersuchende Probe kollinear oder unter einem Winkel eingestrahlt werden.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitbeziehung
zwischen den Lichtimpulsen durch elektrooptische Schalter oder z. B. mechanische Verschlüsse einstellbar ist.
18. Vorrichtungen nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen
vorhanden sind, mit denen die eingestrahlten Lichtquellen und das gegebenenfalls emittierte
Fluoreszenzlicht polarisiert werden können bzw. deren Polarisationsrichtung verändert werden kann,
um von den einzelnen Polarisationsrichtungen abhängige Spektren messen zu können.
19. Vorrichtung nach Anspruch 15, 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet, daß beide Lichtquellen von
einem modengekoppelten Nd-Glas-Lasersystem oder YAG-Lassrsystem, das in Teilstrahlen aufgespalten wird, gepumpt wird.
20. Vorrichtung nach Anspruch 7, 10 und einem der Ansprüche 15 oder 18, dadurch gekennzeichnet,
daß ein modengekoppelter Ionenlaser als Pump-Lichtquelle von mindestens zwei intermittierenden
frequenvariablen Farbstofflasern verwendet wird.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
20, dadurch gekennzeichnet, daß zur Registrierung
des Fluoreszenzlichts vor dem Photodetektor bzw. Photomultiplier (29) ein Spektrometer, Interferenzfilter, Farbglasfiher oder eine Kombination dieser
Elemente (33) verwendet wird, um Störlicht auszuschalten und die Empfindlichkeit der Registrierung zu erhöhen (F i g. 2).
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
21, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontrolle der
Frequenz und der Linienbreite der einzelnen frequenzvariablen Lichtquellen ein Teil durch
Strahlteiler (6, 9) ausgekoppelt wird und mit Spektrographen (21, 30) und nachfolgenden optischen Analysatoren (22,31) überwacht wird, um die
Genauigkeit in der Frequenzskala der gemessenen Spektren zu erhöhen (F i g. 2).
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
22, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtimpulse in
die zu untersuchende Probe mit Linsen oder Spiegeloptiken (10) fokussiert werden, um die )0
Meßsignale zu vergrößern und die Nachweisempfindlichkeit zu erhöhen (F i g. 1).
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
23, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensitäten der
anregenden Lichtstrahlen mit Photodetektoren (5,7) !5
gemessen werden und zur Normierung des Meßsignals verwendet werden (F i g. 1, F i g. 2).
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
24, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Abblocken der ersten Lichtquellen vorhanden
sind, so daß das von thermisch angeregten Schwingungszuständen erzeugte Signal allein gemessen werden kann und bei der Messung mit der
optischen Anregung des Schwingungszustands rechnerisch berücksichtigt werden kann.
26. Vorrichtung nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß
phasenempfindliche Verstärker oder sogenannte Boxcar Integratoren bei der Registrierung verwendet werden.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Prozeßrechner zur Erfassung und Auswertung aller Einzelmeßwerte und zur Steuerung der gesamten Anlage,
insbesondere der Einstellung der Frequenzen und deren Überwachung verwendet wird.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeßrechner so ausgebildet ist, daß das bei der Messung entstehende
Spektrum auf einem Display oder einem graphisehen Terminal sofort wiedergegeben wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19782822739 DE2822739C3 (de) | 1978-05-24 | 1978-05-24 | Meßvorrichtung zur spektroskopischen Untersuchung von polyatomaren Molekülen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19782822739 DE2822739C3 (de) | 1978-05-24 | 1978-05-24 | Meßvorrichtung zur spektroskopischen Untersuchung von polyatomaren Molekülen |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2822739A1 DE2822739A1 (de) | 1979-11-29 |
| DE2822739B2 true DE2822739B2 (de) | 1980-10-30 |
| DE2822739C3 DE2822739C3 (de) | 1981-07-30 |
Family
ID=6040127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19782822739 Expired DE2822739C3 (de) | 1978-05-24 | 1978-05-24 | Meßvorrichtung zur spektroskopischen Untersuchung von polyatomaren Molekülen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2822739C3 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4216189A1 (de) * | 1992-05-15 | 1993-11-18 | Med Laserzentrum Luebeck Gmbh | Verfahren zur Materialerkennung |
| DE19957808A1 (de) * | 1999-12-01 | 2001-06-13 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Stoffkonzentrationen und/oder der Strömungsgeschwindigkeit in Gasen, Aerosolen und Stäuben |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2438294B2 (de) * | 1974-08-09 | 1977-05-18 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Infrarotgasanalysator |
-
1978
- 1978-05-24 DE DE19782822739 patent/DE2822739C3/de not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4216189A1 (de) * | 1992-05-15 | 1993-11-18 | Med Laserzentrum Luebeck Gmbh | Verfahren zur Materialerkennung |
| DE19957808A1 (de) * | 1999-12-01 | 2001-06-13 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Stoffkonzentrationen und/oder der Strömungsgeschwindigkeit in Gasen, Aerosolen und Stäuben |
| DE19957808C2 (de) * | 1999-12-01 | 2002-10-10 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur Bestimmung von Stoffkonzentrationen und/oder der Strömungsgeschwindigkeit in einem Gas, Aerosol oder Staub und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2822739C3 (de) | 1981-07-30 |
| DE2822739A1 (de) | 1979-11-29 |
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| OAP | Request for examination filed | ||
| OD | Request for examination | ||
| OGA | New person/name/address of the applicant | ||
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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