用于测量试样的偏振光学性质的光学测量系统的制作方法_3

文档序号:9233986阅读:来源:国知局

[0061]所述的制造方法还基于如下认识:通过将至少一个组件、尤其是光学组件直接安置和固定在机械支架结构上,可以以特别紧凑的结构形式实现作为偏振计形成的光学测量系统。
[0062]应当指出,参照不同的发明主题记载了本发明的实施方案。特别是,用装置权利要求记载了本发明的一些实施方案,而用方法权利要求记载了本发明的其它实施方案。然而,在本申请的教导下,对于本领域技术人员而言很清楚的是,除非另外明确指出,除了属于一种发明主题类型的特征的组合以外,属于不同类型的发明主题的特征的任意组合也是可能的。
[0063]本发明的其它优点和特征从目前优选的实施方案的以下示例性描述得出。本申请的附图的各个图仅仅是示意性的,并且不应当视为是按比例的。
【附图说明】
[0064]图1示出一种用于偏振光学测量的光学测量系统,其中将光学组件光源、PSG和PSA以及待测试样直接布置在机械支架结构上。
[0065]图2示出一种光学测量系统,其中试样容器通过机械支架结构中的凹穴实现。
[0066]图3示出一种具有控温装置的光学测量系统,该控温装置布置在机械支架结构的下侧上。
[0067]图4示出一种具有外壳的光学测量系统,该外壳将控温装置包围。
[0068]图5示出一种光学测量系统,其中机械支架结构具有多个支架元件,所述多个支架元件平行于测量系统的光学轴方向彼此间隔开。
[0069]图6示出一种光学测量系统,其中机械支架结构具有多个支架元件,所述支架元件垂直于测量系统的光学轴方向彼此间隔开。
[0070]图7a和7b各自以放大的视图示出一种布置,通过该布置既可以实现图6中所示的耦合机构,也可以实现热电元件在第二(下部)支架元件上的良好的热连接。
[0071]图8a示出一种光学系统,其中机械支架结构在平行于所用的控温元件并且垂直于光学轴的平面中具有用于夹持元件的空隙。
[0072]图8b示出沿着来自图8a的布置800的点A_A、垂直于光学轴的截面。
[0073]其中附图标记的含义:
[0074]100:光学测量系统,偏振计110:外壳
[0075]120:机械支架结构/光具座130:光源
[0076]130a:测量光/分析光路/光学轴150:试样容器
[0077]152:试样空间壁面190:样品池
[0078]PSG:偏振状态发生器PSA:偏振状态分析器
[0079]200:光学测量系统,偏振计
[0080]220:机械支架结构/光具座
[0081]222:突起252:试样空间壁面 254:密封衬垫
[0082]300:光学测量系统,偏振计 310:外壳
[0083]370:控温装置372:热电元件/Peltier元件
[0084]374:冷却器
[0085]400:光学测量系统,偏振计
[0086]500:光学测量系统,偏振计520a:第一支架元件
[0087]520b:第二支架元件520c:第三支架元件
[0088]525a:第一親合结构525b:第二親合结构
[0089]600:光学测量系统,偏振计620a:第一支架元件
[0090]620b:第二支架元件625:耦合机构
[0091]800:光学测量系统,偏振计820:机械支架结构/光具座
[0092]824:夹持元件/杆825:收缩点
[0093]826:样品池垫板830:空隙
[0094]852:试样空间壁面853:封装
【具体实施方式】
[0095]应当指出,在以下详细说明中,与其它实施方案的相应特征或组件相同或者至少功能相同的不同实施方案的特征或组件被赋予相同的附图标记或者与相同或者至少功能相同的特征或组件的附图标记仅仅在第一个数字上存在区别的附图标记。为了避免不必要的重复,已经参照此前已描述的实施例进行解释的特征或组件在下文中不再详细解释。
[0096]此外应当指出,以下所述的实施方案仅仅代表了本发明的可能的实施方式中的有限选择。尤其是,可以将各个实施方案的特征以合适的方式彼此组合,以使得对于本领域技术人员而言,基于这里明确呈现的实施方式,可以认为多种不同的实施方案也已明显公开。
[0097]此外应当指出,使用有关空间的概念例如“前”和“后”、“上”和“下”、“左”和“右”等来描述一个元件与另一个元件或其它元件的关系,如图中所示。因此,这些有关空间的概念可以用于与图中所示的方向不同的方向。然而显然应当理解,所有这些有关空间的概念为了描述的简单性而涉及图中所示的方向,这并不必然是限制性的,因为根据本发明的一种实施方案的装置在应用中可以采用与附图中所示的方向不同的方向。
[0098]图1示出用于偏振光学测量的光学测量系统100。该光学测量系统100 (也称为偏振计)具有外壳110,机械支架结构120存在于该外壳中。机械支架结构120构成偏振计100的底盘,并且在本文中也称为光具座或者整体光具座。
[0099]在光具座120的上侧上,沿着分析光路130a(在图1中从左向右)依次布置:(a)光源130,(b)偏振状态发生器PSG,(c)试样容器150以及(d)偏振状态分析器PSA。光源130可以例如为半导体激光器,它发射测量光130a并将其馈送到分析光路130a中。偏振状态发生器PSG以已知的方式保证由光源130发出的测量光130a被线性偏振。当然,偏振状态发生器PSG也可以将测量光130a以其它方式偏振。例如,尚开偏振状态发生器PSG的测量光130a可以发生圆偏振。
[0100]将待测的光学活性试样或偏振光学试样布置在试样容器150中。根据这里所示的实施例,待测试样是液体试样,该液体试样存在于样品池190中,在这里为所谓的流通样品池190。样品池190位于光具座120上并且在空间上通过未示出的夹具可拆卸地固定在试样空间壁面152上。
[0101]在穿过位于样品池190中的试样的过程中,测量光的偏振状态被改变,其中该改变取决于试样的偏振光学性质。离开试样的测量光130然后入射到偏振状态分析器PSA上,该偏振状态分析器测量偏振状态并因此也测量偏振状态与已尚开偏振状态发生器PSG的测量光130a相比的改变。通过未示出的附接在偏振状态分析器PSA上的数据处理单元分析相应的测量值。在这方面应当指出,偏振状态分析器PSA除了纯的光学元件(例如该光学元件保证仅仅具有特定的偏振的光通过)以外还可具有检测器,该检测器在最简单的情况下仅仅检测通过纯的光学元件并入射在检测器上的测量光130a的强度。
[0102]作为偏振计形成的光学测量系统100可以使用机械可移动的棱镜或者法拉第调制器与合适的光检测器结合作为偏振状态发生器PSG和/或偏振状态分析器PSA。为了偏振光学性质的实际测量,可以使用不同的分析方案,例如通过寻找强度最小值或强度最大值,和/或通过对通过待测试样的偏振旋光的补偿。
[0103]根据这里所示的实施例,偏振状态发生器PSG和偏振状态分析器PSA各自具有一个偏振滤光镜,其中这两个偏振滤光镜之一可以通过马达被旋转。该旋转用编码器测量。由此确定偏振轴通过试样的旋转。该测量原理具有如下优点:它很紧凑而且产生很少的废热,因此很适合与整体光具座120结合。这尤其适用于具有控温光具座的实施方案,所述实施方案将在下面参照图3至6进行说明。
[0104]应当指出,这里所述的光学测量系统100与已知的偏振计的区别尤其在于,光学组件光源130、偏振状态发生器PSG和偏振状态分析器PSA直接安置在光具座120上。含有待测试样的样品池190也直接位于光具座120上。在已知的偏振计情况下将光学组件与支架结构间隔开的机械底座构造在这里被有意省略了。
[0105]从图1可以看出,外壳110与试样空间壁面152 —起形成一个空间结构,该空间结构包围光学测量系统100的所有光学组件并因此避免有害的外部影响,并使得从外部向试样容器150的可自由访问性成为可能。因此,样品池190可以由使用者轻易地从光学测量系统100移除并用具有新的待测液体试样的新的样品池190替换。
[0106]为了避免不必要地减弱测量光130a,试样空间壁面152具有未示出的光学窗,测量光130可以在没有严重减弱的情况下穿过该光学窗。
[0107]直观地说,在该光学测量系统100的情况下,光具座120的上侧构成样品池垫板。因此,样品池直接位于光具座120上,在该光具座上还直接安装光学测量系统100的其它的制约测量精度的组件。由此产生特别紧凑的、稳定的构造。此外,在样品池垫板中不需要必须密封的套管。为了避免例如由不期望地外泄的试样液体导致的污染,仅仅需要将试样空间壁面152通过合适的图1中未示出密封元件相对于光具座120的上侧进行密封。
[0108]图2示出一种光学测量系统200,其中将目前标有附图标记220的光具座形成为产生凹穴,样品池190位于该凹穴中。从图2可以看出,该凹穴位于两个突起222之间,所述突起从光具座220的上侧向上延伸。因此,光具座220的突起222部分地承担试样空间壁面252的任务,或者将由外壳110形成或安置到外壳110上的试样空间壁面252向下延长。试样空间壁面252和各个突起222之间的密封衬垫254保证了光学测量系统200的内部空间相对于试样区域被密封。意外泼溅的试样液体可以收集在凹穴中并从这里容易地拭去。因此不必担心外泄的试样液体导致的光学测量系统200的内部空间的污染。
[0109]因为泼溅的试样液体收集于试样空间150的底部,对密封衬垫254没有高的要求。它只需防止在侧面喷
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