182910. lajstromszámú szabadalom • Optikai berendezés spektrumanalitikai mintavizsgálatok céljára
1 182910 2 kromatikus fény a 15 mintán át a diffúz fehér 18 visszaverőelemre jut. A 18 visszaverőelem által visszavert fény belép a 20 fényvezető kábelek 20a végfelületein- amelyek itt is egy kúpos 57 tartóelemen, kúpfelületen, körben helyezkednek el - és azt a 20 fényvezető kábelek másik végükre továbbítják, ahol a fény egy fényérzékelőre vetítődik, amely detektálja, mint ahogy azt már az 5. ábra leírása kapcsán részleteztük. Más esetben a mintát az 1. ábrán látható változtatható nyílású 17 fényrekesz szomszédságába tehetjük. Ekkor a 12 fényrekeszen és a 15 mintán áthaladó sugárzást fogja a 17 fényérzékelő venni, miután azt a 20 fényvezető kábelek összegyűjtötték és továbbították hozzá. A 8. ábrán a találmány szerinti berendezés egy másik példaképpeni kiviteli alakjának távlati képe látható. Egy wolframszálas izzólámpát tartalmazó 21 fényforrás szélessávú fehér fénysugárzást vetít az ábrázolt optikai elemeken keresztül fényfolt formájában a 28 mintára. Magát a fényforrásoptikát a 9. ábra mutatja be részletesebben, ahol egy 21a izzószálat tartalmazó 21 fényforrás látható. Mivel ennél a kiviteli alaknál a 28 mintát inkább fehér fénnyel kell megvilágítani az 1. ábra szerinti berendezésben alkalmazott monokromatikus fény helyett, a 18 mintára vetítendő megvilágítás ideálisan egy köralakú fényfolt. Mivel a wolfram-izzószálak általában nem köralakúak, ennél a kiviteli alaknál is optikai úton végezzük a wolfram-szálas izzólámpa fénypontjának módosítását. Ennek érdekében a 21 fényforrás mögött a 8. ábrán látható módon egy 22 fényszórótükröt helyeztünk el, hogy a 21a izzószál mellé annak 21b valós képét képezzük le. Az így kialakított sugárforrás négyzetes alakú, ami jobban megközelíti az ideális köralakot, mint az egyenes 71a izzószál. A négyzetes fénypontot a 24 lencse leképezi, a 27 lencse viszont a 25 fényrekesznél lévő képet vetíti tovább a 28 mintára. Egy változtatható nyílású 25 fényrekesz a 24 lencse szomszédságában helyezkedik el, hogy szabályozza annak méretét, és így a 28 mintára vetített sugárzás intenzitását is. A 26 tükör azért szükséges, hogy a 21 fényforrásból kiinduló sugármenetet a 28 minta felé terelje. Betettünk egy infravörös 26a szűrőt is a zavarfény és a fényforrás által termelt fölösleges hőenergia csökkentésére. Más esetben olyan szűrőt alkalmazhatunk az infravörös 26a szűrő helyett, amely átengedi az infravörös sugárzást, ha a rácsot vagy az optikai rendszer más részeit a minta infravörös analízisére választottuk ki. A két 24 és 27 lencse fentebb leírt alkalmazásának az az előnye, hogy ez az elrendezés közel köralakú, változtatható méretű fényfoltot ad a 28 mintán. Mivel a fényforrás formája a 22 fényszórótükör révén, amely leképezi a 21a izzószál mellé annak 21b valós képét- megközelítőleg négyzetalakú, a 24 lencsén áthaladó sugárzás lényegében ki foga tölteni a 24 lencsét. Ennek eredményeképpen, amikor a 27 lencse fókuszálja a 24 lencsével szomszédos 25 fényrekesz képét a 28 mintára, majdnem szabályos köralakú fényfolt jelenik meg a 28 mintán. Annak érdekében, hogy a 21b valós képet úgy helyezzük el, hogy a 21a izzószál és a 21b való kép négyzetet alkossanak, a 3. ábrán bemutatott szerkezetet használjuk. így azonos szerkezeti felépítésű fényforrás-optika alkalmazható mindkét kiviteli alakban, vagyis abban, ahol a mintát szélessávú fehér fénnyel világítjuk meg és abban a kiviteli alakban is, ahol a mintát a rács által felbontott keskenysávú fénnyel sugározzuk be. A 11. ábrán vázlatosan látható a teljes bemeneti optika sugármenete a 8. ábra szerinti berendezés kiemelt részleteként függőleges metszetben. A 28 mintára, amely egy 34 tartólemezen helyezkedik el, vetített fényfoltot a 28 minta a fentebb leírt optika révén diffúzán visszaveri. A visszavert sugárzást egy száloptikás fényvezető 29 kábelköteg kábeleinek végfelületei összegyűjtik. A 29 kábelköteget számos egyedi fényvezető kábel alkotja, melyek belépő végükkel egy kúpfelületen helyezkednek el a mintáról visszavert fény teljeskörű felvétele érdekében. A fényvezető kábelek belépő végei egy kúpos 57 tartóelemre vannak szerelve, amely átlátszó anyagból készülhet a visszavert zavarfény csökkentése céljából. A 29 kábelköteg fényvezető kábeleinek kilépő végfelületei egy egyenesbe vannak rendezve, hogy egy 30 belépőrést alkossanak. A 28 mintáról visszavert fényt a száloptikás fényvezető kábelek belső reflexiói útján jó hatásfokkal továbbítják és a fény teljesen kitölti a 30 belépőrést. A 29 kábelköteg optikai paramétereit úgy választottuk meg, hogy minden egyes kábel a 28 mintáról olyan visszavert fénysugarat vesz, amelyiknek beesési térszöge egyenlő azzal a szöggel, amelyben a 31 diffrakciós rács veszi ugyanezen fénysugarat. Ismét a 8. ábrára hivatkozva a 29 kábelköteg egyenes végfdületei által képezett 30 belépőrésből kilépő fény így r 29 kábelköteggel átvitt képet olyan tér szögben vetít' a 31 diffrakciós rácsra, hogy a 29 kábelköteggel felvett és átvitt fény teljesen kitölti a 31 diffrakciós rácsot. Ez a kiviteli változat, amely a 29 kábelköteget alkalmazza, lehetővé teszi, hogy a 31 diffrakciós rács optimálisan hasznosítsa a 28 mintáról visszaverődött és a 29 kábelköteggel átvitt fényintenzitást. A 31 diffrakciós rács ebben a kiviteli alakban is — az 1. ábra kiviteli alakjával kapcsolatban már korábban leírtak szerint — nagy sebességgel lengőmozgást végez, és így lehetővé teszi a 32 kilépőrésre irányított spektrális fény gyors letapogatását. A 32 kilépőrésen áthaladó monokromatikus fény a 33 fényérzékelőre jut a minta spek-rálanalízise céljából. Más esetben olyan holografikus diffrakciós rács is alkalmazható, mely az infravörös sugáizást bontja fel, ha a minta infravörös analízise a cél. A 8. ábrán a 32 kilépőrés után a sugármenetben egy a 7. ábra 7 szűrőtárcsájával azonos felépítésű 7 szűrőtárcsát helyeztünk el. A 7 szűrőtárcsa szinkronban van a 31 diffrakciós rács lengetésével ugyanabból a célból, mint az 1. ábra szerinti berendezés ismertetett 7 szűrőtárcsája. A 8. ábra szerinti kiviteli alakot tovább módosíthatjuk úgy, hogy a 28 mintán áteresztett sugárzást detektáljuk, mint ezt a 10. ábra mutatja. A 28 mintát úgy helyeztük el, hogy a 28 mintán áthaladó sugármenetet egy diffúz fehér 34a visszaverőelem veri vissza. A visszavert fényt aztán egy 29 kábelköteg száloptikás fényvezet 3 kábeleinek belépő végfelületei gyűjtik össze, mint ahogy ezt már a 8. ábra kapcsán leírtuk, és a 29 kábelköteg egyes fényvezető kábeleiben belső reflexió útján jut el a fény a másik végen lévő lineárisan kötegelt kilépő végfelületekre, amelyek a 30 belépőrést alkotják. A működés ezután teljesen megegyezik a 8. ábránál fentebb leírt esettel. A 12. ábra vázlatosan bemutatja az 1. ábra 5 diffrakciós rácsának ill. a 7. ábra 31 diffrakciós rácsának nagysebességű lengetésére szolgáló vezértárcsás hajtómechanizmi st. A hajtómechanizmus két egyforma szívalakú konjugáltan összekapcsolt 35 és 36 vezértárcsát tartal-7 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
