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DE2324502A1 - POLARIZATION INTERFEROMETER WITH BEAM POLARIZATION AND DECELERATION DEVICE - Google Patents

POLARIZATION INTERFEROMETER WITH BEAM POLARIZATION AND DECELERATION DEVICE

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Publication number
DE2324502A1
DE2324502A1 DE19732324502 DE2324502A DE2324502A1 DE 2324502 A1 DE2324502 A1 DE 2324502A1 DE 19732324502 DE19732324502 DE 19732324502 DE 2324502 A DE2324502 A DE 2324502A DE 2324502 A1 DE2324502 A1 DE 2324502A1
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DE
Germany
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sample
polarization
changes
wavelength
path
Prior art date
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Pending
Application number
DE19732324502
Other languages
German (de)
Inventor
Jack Jay Duffield
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Varian Medical Systems Inc
Original Assignee
Varian Associates Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Varian Associates Inc filed Critical Varian Associates Inc
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Pending legal-status Critical Current

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Description

PATENTANWÄLTE . y->j p^-<j JjPATENT LAWYERS. y-> j p ^ - <j Jj

DR. CLAUS REINLÄNDER
DiPL-ING. KLAUS BERNHARDT
DR. CLAUS REINLÄNDER
DiPL-ING. KLAUS BERNHARDT

D-8MONCHEN60 O O O / r Λ οD-8MONCHEN60 O O O / r Λ ο

THEODOR-STORM-STRASSÜ 1«? Z 0 Z 4 U U £THEODOR-STORM-STRASSÜ 1 «? Z 0 Z 4 U U £

YARIAN Associates» Palo AItO9 CaIes USAYARIAN Associates »Palo AItO 9 CaI es USA

Polarisationsinterferometer ait Strafelpolarisieru^gs- und -verzögerungseinrichtungPolarization interferometer ait Strafelpolarisieru ^ gs- and delay device

Priorität: 15» Mai 1972 - USA - Serial Ho, 253 303Priority: May 15, 1972 - USA - Serial Ho, 253 303

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Einrichtung zum Messen von polarisationsabhängigen» optischen Eigenschaften von Proben und betrifft insbesoadexe die Anwendung von interferometrisches Techniken mit zugehöriger Abtastung bei derartigen Messungen.The invention relates generally to a device for measuring polarization-dependent optical properties of samples and particularly affects the application of interferometric techniques with associated sampling with such measurements.

Das Messen des zirkulären Dichroismus (einer sehr nützlichen optischen Eigenschaft von Substanzen und definiert als die Differenz in der Absorption einer optisch aktiven Probe, wenn diese unter Verwendung von links^zirkular polarisiertem Licht und dann rechts-zirkular polarisiertem Licht bestimmt wird)umfaßte in der Vergangenheit* und wie ZeB11 in dem US-Patent 3 257 894 beschrieben ist» den Schritt der Gewinnung des Verhältnisses von Wechsel-und Gleichstrom« komponenten eines elektrischen Signales» das als Ausgangssignal eines Detektors» wie zJo einer Fotozelle » erhalten wurde. Das Lichtp das auf den Detektor fälltMeasuring circular dichroism (a very useful optical property of substances and defined as the difference in absorption of an optically active sample when determined using left-hand circularly polarized light and then right-hand circularly polarized light) has included in the past * and as ZeB 11 is described in US Pat. No. 3,257,894 "the step of obtaining the ratio of alternating and direct current" components of an electrical signal "obtained as the output signal of a detector" such as a photocell ". The light p that falls on the detector

309848/0948 eso/2 309848/0948 eso / 2

die Erzeugung dieses Signales bewirkt9 stammt typlsoherweise von dem Aussenden eines Strahles von einer Quelle mit einem · Monochromator und durch einen Polarisator „■ dann"durch eine Polarisations einrichtung oder einen elektrooptischen "Modulators in welchem das linear polarisierte Licht in sich zyklisch ändernder Weise (gekennzeichnet durch zwei gegeneinander rotierende» zirkulär polarisierte Komponenten^ wobei sich. die relativen Größen der beiden Komponenten mit der Zeit zyklJschverMndern - mit einer ^Modulatiosgfrequenz88 - so daS die Grundkomponente abwechselnd rechts- und links«=zirkular polarisiert wird) eÄptisch polarisiert und schließlich dux-eh eine Probe geschickt wird» Die letztere absorbiert, wenn sie Zirkular dichroitisch ist9 ungleichmäßig die zirkulär polarisierten Komponenten entgegengesetzten Sinnes und. periodisch sich ändernder Polarisation^ s© daß der Gesamtbetrag des' auf d ie Fotc seile auf treffenden Lichtes einer- entsprechenden periodischen Yeränderung unterliegt, CLh09 größer wlrds i-jeno, die vorherrschende zirkulär polarisierte Komponente dos durch die Probe laufenden Lichtes denjenigen Sinn aufweist, der zu einem geringeren- Grade durch die Probe absorbiert irirds, und kleiner wira9 wenn die vorherrschende zirkulär polarisierte Komponente den Sinn besitzt 9 der durch die Prob© in eines stärkeren Maße absorbiert wirdo Die schwankende Komponente " des Ausgangssignales der Fotozelle .. izat ein© gleich der Modulationsfrequenz nnd eine. AaplJtai portional der Differenz zwischen den BurehlaSpegeXn für die zirkular polarisierten Komponenten entgegengesetzten · Sinnes β Die Gleichstromkoiaponeate entspricht andererseits dem Durchschnitt oder der mittleren Durchlässigkeit der Probe für Licht der interessierenden VeilenlSnge.the generation of this signal is caused 9 typically comes from the emission of a beam from a source with a · monochromator and a polarizer by two counter-rotating "circularly polarized components," whereby the relative sizes of the two components change cyclically over time - with a modulation frequency of 88 - so that the basic component is alternately right and left = circularly polarized). Before a sample is sent »The latter absorbs, if it is circular dichroic 9, the circularly polarized components of opposite sense and unevenly. periodically changing polarization ^ s © that the total amount of light hitting the photocopies is subject to a corresponding periodic change, CLh 09 wlrd s i-jeno, the predominant circularly polarized component of the light passing through the sample has the same meaning that is absorbed to a lesser extent by the sample, and less is 9 when the predominant circularly polarized component has the sense 9 that is absorbed by the sample to a greater extent o The fluctuating component "of the output signal of the photocell .. izat a © equal to the modulation frequency NND a. AaplJtai proportional to the difference between the BurehlaSpegeXn for the circularly polarized components of opposite sense · β the Gleichstromkoiaponeate other hand, corresponds to the average or the average transmittance of the sample for light of interest VeilenlSnge.

Das obige und ähnliche Systeme erfordern das Vorsehen teurer Einrichtungen einschließlich des Mbziochromators vsaä eines elektro-optisehen Modialators · ■ Obgleich man sieb viel® Gedanken gemacht ami das Weglasses, dieserThe above and similar systems require the provision of expensive facilities including Mbziochromators vsaä an electro-optic see Modialators · ■ Although one sieve viel® thoughts made a mi the Weglasses, this

sinii die obensinii the above

309848/0-948309848 / 0-948

bei den vorhandenen Apparaturen zum Messen des Dichroismus in Proben verwendet, d.h. es ist kein brauchbarer Ersatz gefunden wordeneUsed in existing equipment to measure dichroism in samples, i.e. it is not a viable substitute found

Eine Einrichtung zum Messen des Zirkularen Dichroismus kann gewöhnlicherweise auch leicht zum Messen des linearen Dichroismus verwendet werden, der definiert ist als die Differenz in der Absorption einer Probe für linear polarisiertes Licht mit der Polarisationsrichtung entsprechend der maximalen Absorption durch die Probe und einer Richtung senkrecht zu der Richtung maximaler Absorption. Der lineare Dichroismus ist eine andere nützliche optische Eigenschaft von Substanzen und ist diejenige Eigenschaft, von der zum Beispiel die nützlichen Eigenschaften von dünnen Polarisatoren wie z„B„ "Polaroid" abhängen. Er kann mit der oben beschriebenen Einrichtung gemessen werden durch Einführen einer 1/4-Wellenlängen-"Vorspannung11 in die Polarisationseigenschaxtsn des Lichtstrahles durch Überlagern eines ausreichenden einseitig gerichteten Potentials in den elektro-optischen Modulator zusätzlich zu dem wechselnden Potential, oder durch Einführen eines 1/4-WellenXängenverzögerungsgliedes konventioneller Art in den Lichtstrahl. Der durch die Probe laufende Lichtstrahl verändert sich dann zyklisch zwischen zwei orthogonal zueinander linear polarisierten Komponenten, Bei der Modulationsfrequenz absorbiert eine linear dichroitisch« Probe diese beiden Komponenten in ungleicher Weise und erzeugt entsprechende periodische Änderungen des Betrages des auf die Fotozelle . auf treffenden Lichtes o A device for measuring circular dichroism can usually also easily be used for measuring linear dichroism, which is defined as the difference in absorption of a sample for linearly polarized light with the direction of polarization corresponding to the maximum absorption by the sample and a direction perpendicular to that Direction of maximum absorption. Linear dichroism is another useful optical property of substances and is the property on which, for example, the useful properties of thin polarizers such as "" Polaroid "depend. It can be measured with the device described above by introducing a 1/4 wavelength bias voltage 11 into the polarization properties of the light beam by superimposing a sufficient unidirectional potential in the electro-optical modulator in addition to the alternating potential, or by introducing a 1 The light beam passing through the sample then changes cyclically between two orthogonally linearly polarized components of the photocell. impinging light o

yie aus der obigen Beschreibung hervorgehen dürfte, sind die bekannten Systeme auch noch dadurch beschränkt, daß die Messungen eines dichroitischen Spektrums jeweils nury as should be apparent from the description above the known systems are also limited by the fact that the measurements of a dichroic spectrum are only

3 0 9848/09483 0 9848/0948

für ein Wellenlängenband durchgeführt werden müssen und die Bänder nacheinander durch einen Abtastmechanismus in dem Monochromator geändert werden=, Dies -ist insbesondere in dem Infrarotbereich des Spektrums lästig 9 wo infolge der sehr kleinen Werte von Dichroismus 9 die man gewöhnlicherweise antrifft s und wegen der unten erwähnten Eigenschaft "konstanten Rauschens" gewöhnlicher fotometrischer Anzeigesysteme 9 für die Messung in jedem Wellenlängenband eine sehr lange Zeit benötigt wird 9 um genügend Information zu sammeln,, um genaue Bestimmungen so kleiner Differenzen in der Absorption zu ermöglichenοmust be performed for a wavelength band and the bands are changed successively by a scanning mechanism in the monochromator = This -is especially in the infrared region of the spectrum troublesome 9 where due to the very small values of dichroism 9 that are found usually mentioned s and because of the downward Property of "constant noise" of conventional photometric display systems 9, a very long time is required for the measurement in each wavelength band 9 in order to collect enough information to enable precise determinations of such small differences in absorption o

Bei gewöhnlichen Absorptionsmessungen ist es seit einiger Zeit bekannt t daß durch Verwendung von Verfahrens die im allgemeinen als "Fourier-Spektroskopie" bezeichnet werden und ein Interferometer verwenden, Messungen bei vielen Wellenlängen gleichzeitig durchgeführt werden könnten» wobei die Wellenlänge durch eine unterschiedliche Signalfrequenz gekennzeichnet istf die der auf den Detektor " fallenden Strahlung aufgedrückt ist. Die Signale werden nachfolgend entsprechend der Frequenz durch ein mathematisches Verfahren "aussortiert"„ das dadurch gekennzeichnet ist j, daß die inverse Fourier-Transform ierte derjenigen Signale genommen wird* die von dem Detektor gesammelt und elektrisch aufgezeichnet sind. Durch das gleichzeitige Durchführen von Messungen bei vielen Wellenlängen ist es möglich, so genaue oder genauere Messungen bei jeder Wellenlänge zu erzielen, eis in der gleichen Zeit mit einem einzigen Wellenlängenband bei Verwendung eines Monochromator zur Wellenlängenbandtrennung hätten erzielt werden können * unter der Annahme eines konstanten Detektorrauschens, gleicher optischer Bandbreite oder Auflösungs gleichen Übertragungswirkungsgrades und gleicher "Lichterfassung" oder gleichen "Durchsatzes"„At ordinary absorption measurements, it is known for some time t that are obtained by using the process commonly referred to as "Fourier spectroscopy", and use an interferometer measurements could be carried out simultaneously at many wavelengths "where the wavelength is characterized by a different signal frequency f which is imposed on the radiation falling on the detector. The signals are then "sorted out" according to the frequency by a mathematical process that is characterized in that the inverse Fourier transform of those signals is taken * which are collected by the detector and By taking measurements at many wavelengths at the same time, it is possible to obtain so accurate or more accurate measurements at each wavelength, ei in the same time with a single wavelength band using a monochromator for wavelength band separation h ätten * can be achieved under the assumption that the detector noise, the same optical bandwidth or resolution s same transmission efficiency and the same "light detection" or like "throughput""

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Ein anderer Vorteil interf erometrischer Modulation liagt in der Tatsache 9 daß es für ein gegebenes Ä^flösungsirsrmögen der Einrichtung möglich ist„ melir Strahlung durch ein Interferometer als durch einen Monochromator zu schi&en* Dies gilt aus zwei Gründen: Der erste isG8 daß die "Lichterfassung" d«he der geometrische Faktor, der die Fähigkeit des Apparates zur Übertragung von Strahlung bestimmt, für ein Interferometer größer als für einen Monochromator gefunden wurde» Der zweite ist, daß der Monochromator gewöhnlicherweise viel mehr optische Elemente enthältgVon denen jeder einen gewissen Verlust in das System'bringt j damit kann der Übertragungswirkungsgrad des Monochromator leicht geringer sein ,auch für eine gegebene einzelne Wellenlänge, als ^ener für ein Interferometer,, trotz der Tatsache, daß ein typischer Strahlenteiler in ainem Interferometer die durch das Interferometer geschickte Lichtintensität um einen Faktor 2 an dem Strahlwiedervereinigungspunkt verringert, da die Hälfte der Strahlung zu der Quelle zurückkehrt«Another advantage interf erometrischer modulation liagt in the fact 9 that for a given Ä ^ the means flösungsirsrmögen possible is "melir radiation through an interferometer as through a monochromator to ski & s * This is true for two reasons: The first isG 8 that the" light detection "d" h e the geometric factor which determines the ability of the apparatus for transmission of radiation, it was found larger for an interferometer than a monochromator "the second is that the monochromator usually much more optical elements enthältgVon each having a certain loss in The system brings about that the transmission efficiency of the monochromator can be slightly lower, even for a given single wavelength, than for an interferometer, despite the fact that a typical beam splitter in an interferometer reduces the light intensity sent through the interferometer by a factor 2 at the beam re-merging point, since the Half of the radiation returns to the source "

Vor der DOS 2 130 974Before the DOS 2 130 974

war kein V/eg bekannt, die obige interfsrometrische Kadulationsteehnik auf die Messung des Zirkularen Dichroismus anzuwenden. Diese DOS beschreibt einen Interferenz-PoiarisationsHModulatorj mit relativ beweglichen Reflektoren zum Herstellen von Quellenlicht und ist gekennzeichnet durch die Erzeugung vernachlässig barer Amplitudenmodulation bei Nichtvorhandensein von Dichroismus in der optischen Kette, die dem Modulator und dem Detektor folgt. Sowohl linearer als auch zirkulärer Dichroismus in ^enem Bereich des Instrumentes was no V / eg known, the above interfsrometric Apply cadulation technology to the measurement of circular dichroism. This DOS describes an interference polarization modulator with relative movable reflectors for producing source light and is characterized by negligible production amplitude modulation in the absence of Dichroism in the optical chain that follows the modulator and detector. Both linear and circular dichroism in one area of the instrument

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wandelt jedoch die Polarisationsmodulation in eine Amplituden=» modulation umo Die Polarisationsmodulation ist gekennzeichnet durch eine unterschiedliche Frequenz für oe&e Wellenlänge der Strahlung! dadurch können die Signale 9 die durch die Wechselwirkung der Strahlung mit der dichroitischen Probe hervorgerufen werden,, alle gleichzeitig aufgezeichnet und nachfolgend getrennt werden durch eine einfache elektronische Freqxe nztrennung oders vorzugsweise, durch die Verwendung eines Computers zum Ableiten der inversen Fourier-Trans*· formiertender Gesamtheit von Frequenzen, die das komplette Signal bilden» und dadurch ein Übertragungsspektrum entsprechend dem. Dichroismus erhalten werden*. Das Übertragungsspektrum wiederum kann in dem Falle des zirkulären Dichroismus in Dichroismus umgewandelt werden durch Teilung durch das gewöhnliche Übertragungsspektrum (entsprechend der gewöhnlichen Absorption), welches durch gewöhnliche Fourier-Spektroskopie gewonnen werden kann»however converts the polarization modulation into an amplitude modulation o The polarization modulation is characterized by a different frequency for o e & e wavelength of the radiation! characterized the signals 9 which are caused by the interaction of radiation with the dichroic sample ,, all of which are simultaneously recorded and subsequently separated nztrennung by a simple electronic Freqxe or S, preferably, by the use of a computer for deriving the inverse Fourier transform * · forming totality of frequencies that form the complete signal »and thereby a transmission spectrum corresponding to the. Dichroism will be preserved *. In the case of circular dichroism, the transmission spectrum, in turn, can be converted into dichroism by dividing it by the ordinary transmission spectrum (corresponding to ordinary absorption), which can be obtained by ordinary Fourier spectroscopy »

Obgleich die in der genannten DOS _. beschriebene spezielle Polarisationsinterferometereinrichtung gewisse ungewöhnliche Vorteile aufweist, ergebe», sich in Verbindung mit der hier beschriebenen Interferometereinriehtung zusätzliche außergewöhnliche Vorteileo Although the DOS _. special polarization interferometer device described has certain unusual advantages, it results in connection with the interferometer device described here additional extraordinary advantages or the like

Zusammenfassung der„Erfindung Summary of the “Invention

Es ist eine Hauptaufgabe der Erfindung s für eine Dichroismus-Meßeinrichtung der oben genannten Art eine Interferometer» anordnung verbesserter Konstruktion zu schaffen« Allgemein gesagt umfaßt die Anordnung:It is a primary object of the invention s for a dichroism measuring device of the type mentioned above one interferometer "arrangement improved design" Generally speaking, includes the arrangement:

a) eine Quelle linear polarisierter elektromagnetischer Strahlung unterschiedlicher Wellenlängen Λ 9 a) a source of linearly polarized electromagnetic radiation of different wavelengths Λ 9

309848/0948 ,„ 309848/0948 , "

O O O I? lO O O I? l

b) die verbesserte Interferometerancrdnuag zum Beeinflussen der Strahlung von der Quells , um einen Strahl zu schaffens der für 3ede Wellenlänge gekennzeichnet ist durch eise ESiptizität, die sich zwischen links- und rechts-zirkularer Polarisation ändert und zwischen denen die Strahlpolarisation in einer Richtung linear wird, -wenn die Eü&ptizität sich von einer links«= zu einer rechts-zirkularen Polarisation ändert, und in einer anderen Richtung linear wird, wenn sich die EHiptizität von einer rechtsin eine links-zirkulare Polarisation ändert 9 wobei die charakteristische Frequenz Na einer solchen Änderung als Funktion der Wellenlänge variiert 9 b) the improved Interferometerancrdnuag for influencing the radiation from the wellspring to provide a beam s is marked for 3ede wavelength by else ESiptizität which varies between left- and right-circular polarization and between which the beam polarization is linear in a direction If the eu & pticity changes from a left to a right-circular polarization, and becomes linear in another direction if the ehipticity changes from a right to a left-circular polarization 9 where the characteristic frequency N a of such a change varies as a function of wavelength 9

c) einen Probenraum, der vorgesehen ist zum Schaffen eines Durchlasses für einen elliptisch polarisierten Strahl durch eine dichroitisch« Probe in dem RaUm6 wobei die Probe in unterschiedlicher Weise die abwechselnd polarisierte Strahlung einer charakteri« stischen Gruppe von Wellenlängen Ä absorbiert» undc) for providing a passage for an elliptically polarized beam by a dichroic "sample in the space 6 in which the sample in different ways absorbs a sample chamber which is provided alternately polarized radiation of a CHARACTERI" stischen group of wavelengths Ä »and

d) einen Detektor zum Feststellen der Strahliiitensität» der in dem von dem Probenraum ausgehenden Strahlengang angeordnet und dadurch gekennzeichnet ist9 daß er ein Ausgangssignal liefert, welches in seiner Intensität mit der Frequenz N_ variiert s d) arranged a detector for detecting the Strahliiitensität "in the outgoing of the sample space beam path and 9 characterized in that it provides an output signal which varies in intensity with the frequency N_ s

alal

wenn sich die Probe in dem genannten Raum befindet, wobei das Ausgangssignal der Verarbeitung angepaBt ist, um ein dichroitisch^ s Spektrum zu erzeugen, wslches sich mit der Wellenlänge Jl ändert«when the sample is located in said space, wherein the output signal of the processing is angepaBt to produce a dichroic ^ s spectrum wslches with wavelength changes Jl "

309848/0 94 8309848/0 94 8

¥ie zu sehen sein wird9 enthält die verbesserte Interferemeteranordnung einen Strahlenteiler zum Durchlassen und Reflektieren des von der Quelle kommenden Lichtes in zwei Strahlen, strahlreflektierende und -polarisierende Einrichtungen in den entsprechenden Wegen der beiden Strahlen, wobei zumindest die reflektierenden Einrichtungen relativ zueinander beweglich sind, und eine Betätigungseinrichtung zum Bewirken einer solchen Relativbewegung der Einrichtungen zur Steuerung del? Frequenzen N.;· Insbesondere kann Jede der polarisierenden Einrichtungen einen Reflexions-Polarisator oder einen Spiegel zusammen mit einem Durchlaßpolarisator enthalten, der vorgesehen ists um sowohl den auf den Spiegel fallenden'als auch den von dem Spiegel reflektierenden Strahl hindurchzulassen, oder eine Gruppe von Retroreflek-, (Rückstrahlern) · . v .· „ * . . , „^ , toren zum Trennen des in die Gruppe eintretenden Strahles von dem die Gruppe verlassenden Strahl zusammen mit einem Durchgangspolarisator In dem Weg dieses Strahles, wie noch zu sehen sein wird«Will be seen ¥ ie 9 the improved Interferemeteranordnung includes a beam splitter for transmitting and reflecting the light coming from the source light into two beams, beam reflecting and -polarisierende devices in the respective paths of the two beams, wherein at least the reflective means are movable relative to each other, and an actuating device for causing such a relative movement of the devices for controlling del? N. frequencies; · In particular, each of the polarizing means comprise a reflective polarizer or a mirror with a pass polarizer, which is provided to both the s pass therethrough to the mirror fallenden'als also the reflecting mirror of the beam, or a group of Retroreflective, (reflectors) ·. v . · " * . . , "^ , Gates to separate the ray entering the group from the ray leaving the group together with a transit polarizer in the path of this ray, as will be seen"

Wahlweise kann die verbesserte Interferometeranordnung einen Strahlenteiler enthalten, wie erwähnt, Strahlreflexionseinrichtungen in den entsprechenden Wegen der beiden Strahlen, wobei diese Einrichtungen relativ zueinander beweglich sind, eine Strahlverzögerungseinrichtung in dem Weg mindestens eines der beiden Strahlen und eine Betätigungsvorrichtung sum Bewirken einer solehen Relativbewegung der beiden genannten Einrichtungen, um die Frequenzen N0 zu steuern» Die genannten EinrichtungenOptionally, the improved interferometer arrangement may include a beam splitter, as mentioned, beam reflecting devices in the respective paths of the two beams, these devices being movable relative to one another, a beam retarding device in the path of at least one of the two beams and an actuator for effecting such a relative movement of the two mentioned Facilities to control the frequencies N 0 »The facilities mentioned

CLCL

können Spiegel oder Retroreflektoren, enthalten und die Strahlverzögerungseinrichtung kann aus ^/Mfiellenlängen-Verzögerer in dem Weg desjenigen Strahles bestehen, der zweimal durch die Verzögerungseinrichtung geschickt wird, oder aus einem 1/&Wellenlängen-Verzögerer in dem Wegmay contain mirrors or retroreflectors, and the The beam retarder can consist of a length retarder consist in the path of the beam which is sent twice through the delay device, or from a 1 / & wavelength retarder in the path

309848/0948 _./q309848/0948 _./q

des Strahles s der nur einmal durch die Verzögerungseinrichtung geschickt wirdg außerdem kann ein weiterer 1/2 .-Wellenlängen-Verzögerer vorgesehen und als Kompensationseinrichtung in dem Weg desjenigen Strahles verwendet werden» der durch den Strahlenteiler geleitet wird.of the beam of s wirdg only once through the delay means further another 1/2.-wave retarder may be provided and be used as a compensating device in the path of that beam "which is passed through the beam splitter.

Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie Einzelheiten der dargestellten Ausführungsbeispiele werden noch besser verstandlich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen:These and other features and advantages of the invention as well Details of the illustrated exemplary embodiments can be better understood from the following description and the drawings in which:

Fig. 1 eine Darstellung des Gesamtsystemes ists Fig. 1 is a representation of the overall system s

Id Ansichten senkrecht zu den in Fige 1 gezeigten Strahl stellen sind,Id perpendicular views are set to those shown in Figure 1 e beam,

Figo 2 ein Diagramm ist, das für swei Wellenlängen die Änderung der Polarisation als Funktion der Zeit darstellt»Figo 2 is a diagram for two wavelengths represents the change in polarization as a function of time »

Fig. 3 eine Wellenform ist* die den Dichroismus als eine Funktion der Wellenlänge darstellt s.Figure 3 is a waveform * depicting dichroism as a function of wavelength s .

Figo 4 eine Polarisationsfolge zeigte wie sie für die Erfindung charakteristisch ist,;FIG o 4 showed a polarization sequence that is characteristic for the invention ,;

Figs 5 eine Polarisationsfolge zeigt,, wie sie für einen konventionellen elektrooptischen Modulator charakteristisch ist, undFigs 5 shows a polarization sequence, as it is for is characteristic of a conventional electro-optic modulator, and

Figo 6 = 9 Darstellungen von Teilen des' Systemes sind? die andere abgewandelte Formen der Erfindung zeigen«Figo 6 = 9 representations of parts of the 'system are ? showing other modified forms of the invention "

'309848/0948 «»../10'309848/0948 «» ../10

«=■ ru <=»«= ■ ru <=»

i^sfuhrliche Besehreibung Detailed description

In Fig. 1S die mit der Messung von zirkulärem Dichroismus zu tun hatj sind mit 10 und 11 eine Lichtquelle und eine Kollimatorlinse dargestellt, wobei die Welle eine breitbandige elektromagnetische Strahlung wie zeBo Licht unter·= schiedlicher Wellenlängen Z lieferte Eine Aperturblen&e befindet sich bei 110» Zwischen der Lichtquelle und dem, Probenraum 12 befindet sieh eine Anordnung,die man allgemein als Polarisationsinterferoraeter bezeichnen Kaxms mit Strahlreflexions- und -polarisatienseinricktimgen zum Beeinflussen des von der Quelle kommenden -Liehtes derart» daß bei 13 ein Strahl erzeugt wird» der für jede Wellenlänge durch Qine EMptizität charakterisiert istj» die sich zwischen einer links» und einer rechts·= zirkulären Polarisation ändert und zwischen welchen die Strahlpolarisation linear wird mit einer Richtung, die sich von einer als ""parallel" oder Mpl! bezeicimeten Lage in eine mit "senkrecht11 oder nstr bezeichnete Lage ändert« Bisse Bezeichnung ist üblich und die Frequenz N · dieser Änderung ist eine Funktion der Lichtwellenliage9 A light source and a collimator lens are shown in Fig. 1 S the hatj to do with the measurement of zirkulärem dichroism 10 and 11 is shown, wherein the shaft is provided a broad-band electromagnetic radiation such as e B o light under · = schiedlicher wavelengths Z A Aperturblen & e is at 110 »Between the light source and the sample space 12 there is an arrangement that is generally referred to as a polarization interferometer Kaxm s with beam reflection and polarization controls for influencing the light coming from the source in such a way that a beam is generated at 13» which is characterized for each wavelength by Qine EMpticity which changes between a left and a right circular polarization and between which the beam polarization becomes linear with a direction which is called "parallel" or M p l! Position changes to a position marked "perpendicular 11 or n s tr " Bisse designation is common and d The frequency N · of this change is a function of the light wave position 9

wobei a « mit bestimmten Wellenlängen in Verbindungwhere a «is associated with certain wavelengths

stehende Zahlenstanding numbers

N s bestimmten Wellenlängen zugeordneteN s assigned to certain wavelengths

&iderungsfrequenzen der EQiptizität sind«,The frequency of changes in the EQipticity are ",

Figo 2 zeigt solchs änderungen der Polarisation als Funktion dar Zeit t für bestimmten. Wellenlängen Z «j und Z 0 tmä. kann für andere Wellenlängen verallgemeinert werden* wea-a man Linien anderer Neigung hinzufügt, die für andere Wellen- Figure 2 shows these things o changes in polarization as a function of time t is for certain. Wavelengths Z «j and Z 0 tmä. can be generalized for other wavelengths * wea-a is other lines inclination adds the other shaft

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längen repräsentativ sind und von ienen ^ede im Punkt nüllter Ordnimg durch die Nullachse der ortischen Phase geht« Han beachte, daß die Linien sieh unbegrenzt in beiden Richtungen erstrecken und daß ihr Bereich τοη der Geschwindigkeit und dem Abstand abhängt, der vort dem noch zu beschreibenden beweglichen Schlitten durchlaufen wird,, In dem Interferometer von Fig. 1 ist die Neigung einer ^eden Linie umgekehrt proportional der entsprechenden Wellenlänge»lengths are representative and, of course, are more nulled in the point Ordnimg through the zero axis of the ortic phase goes "Han note that the lines appear to extend indefinitely in both directions and that their range is τοη of velocity and depends on the distance in front of the one to be described moving carriage is traversed, in the interferometer of Fig. 1, the inclination of a line is reversed proportional to the corresponding wavelength »

Der Probenraum 12 ist vorgesehen, um des Durchlaufen des Strahles 13 durch z.B. eine zirkulär dichroitisch^ Probe 14 in dem Raum zu bewirken, wobei, die Probe in typischer Weise das links* und rechts-idrkular polarisierte Licht einer charakteristischen Wellenlänge unterschiedlich absorbierte Ein Detektor 15 zum Feststellen der Strahlintensität befindet sich in dem Weg des Strahles 13a, der den Probenraum 12 durchlaufen hat» und ein Kondensor oder eine andere optische Anordnung 16 kann ir. bekannter ¥eise in den Strahlengang eingefügt werden, um die Größe des Strahles auf dem Detektor zu verringern, line Linse oder eine andere optische Einrichtung 16a kann den Strahl 13 auf die Probe in dem Raum 12 fokussieren. Ein anderer Probenraum ist bei 12a angedeutet, wobei aber auch andere Stellen brauchbar sind» Die Intensität des Ausgangssignales des Detektors am Punkt 17 ist dadurch gekennzeichnet, daß es sich mit Frequenzen N_ ändert, wenn sich eine Probe 14 in dem Raum 12 befindet.The sample space 12 is provided to allow the passage through of the beam 13 through e.g. a circular dichroic ^ Effecting sample 14 in the space, wherein, the sample in typically the left * and right idrkular polarized Light of a characteristic wavelength differently absorbed. A detector 15 for determining the beam intensity is located in the path of the beam 13a, which has passed through the sample space 12 »and a condenser or some other optical arrangement 16 may be more known ¥ can also be inserted into the beam path to reduce the size of the beam on the detector, line lens or another optical device 16a can focus the beam 13 onto the sample in the space 12. Another sample space is indicated at 12a, but other places can also be used »The intensity of the output signal of the detector at point 17 is characterized in that it is at frequencies N_ changes when a sample 14 is in the space 12.

Das Ausgangssignal des Detektors, eine Interferogramm-Funktion F (Na), wird nachfolgend durch eine Einrichtung weiterbehandelt, die allgemein mit 18 bezeichnet ist* um ein dichroitisches Spektrum zu erzeugen, das sich mit der Wellenlänge Z ändert, wie in Fig „3 zu sehen ist οThe output signal of the detector, an interferogram function F (N a ), is subsequently further processed by a device, which is generally designated by 18 *, in order to generate a dichroic spectrum which changes with the wavelength Z , as shown in FIG see is ο

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Bei Abwesenheit einer Probe liefert der Detektor idealerweise ein konstantes (oder Gleichstrom-) Ausgangssignal, abgesehen von Störsignalen oder zufälligen Schwankungen,, Der Ausdruck "idealerweise" wird verwendet, weil ein Detektor ,der vollständig frei von einem Ansprechen auf eine lineare Polarisation ist, sehr ungewöhnlich ist. In der Praxis wird ein Vorteil aus der Tatsache gezogen, daß der zirkulär© Dichroismus zu dem Signal, welches aus linearen. Effekten resultiert, um 90° phasenverschoben ist und deshalb im Prinzip in der Berechnung vollständig von dem linearen Verhalten getrennt werden kann. In der Praxis ist diese Trennung natürlich niemals vollständig, aber bei sorgfältiger Einstellung und sorgfältigem Aufbau kann dies sehr nützlich sein»In the absence of a sample, the detector ideally delivers a constant (or direct current) output signal, apart from interfering signals or random fluctuations, The term "ideally" is used because a Detector that is completely free from response linear polarization is very unusual. In practice, benefit is taken from the fact that the circular © dichroism to the signal which from linear. Effects results, out of phase by 90 ° and can therefore in principle be completely separated from the linear behavior in the calculation. In in practice, of course, this separation is never complete, but with careful adjustment and care Structure this can be very useful »

Die dargestellte Einrichtung 18 kann einen Verstärker enthalten, dessen Eingang so angeschlossen ist, daß er das Detektorausgangssignal 17 empfängt; eine Digitalisierungseinrichtung 20 (wie z.B. ein Analog-Digital-Umsetzer) ist angeschlossen«, um das analoge Ausgangssignal 21 des Verstärkers aufzunehmen und ein entsprechendes digitales Ausgangssignal 22 zu liefern; mit der Digitalisierungseinriöhtung ist ein Digitalrechner 23 verbunden, um wie erwähnt ein Fourier8sches dichroitisches DurclilaSspektrum Δ ^j^r { X ) oder Δ T_ _ ( X ), und in Verbindung mit der GleichungThe device 18 shown may include an amplifier, the input of which is connected to receive the detector output signal 17; a digitizing device 20 (such as an analog-to-digital converter) is connected in order to receive the analog output signal 21 of the amplifier and to supply a corresponding digital output signal 22; A digital computer 23 is connected to the digitization unit to generate, as mentioned, a Fourier 8 dichroic DurclilaSspektrum Δ ^ j ^ r {X) or Δ T_ _ ( X ), and in conjunction with the equation

p—S μp-S µ

A τη nA&v* A fP «■» / 5 T? /ΚΓ \ ν Wff ji A τη nA & v * A fP «■» / 5 T? / ΚΓ \ ν Wf f ji

N
1
N
1

die unten definierte Demodulationsfunktion abzuleiten. Eine nützliche Rechentechnik ist beschrieben auf Seite 1667 des Artikels "What is the Fast Fourier Transform?", Proceedings of the IEEE, Band 55, Nr. 10.derive the demodulation function defined below. A useful computing technique is described on page 1667 of the article "What is the Fast Fourier Transform?", Proceedings of the IEEE, Volume 55, No. 10.

309848/094 8 ,._309848/094 8, ._

υ ο ο / I J υ ο ο / I J

Ein Fourier-Spektroskopie-Durchlaßspektrum T(J2) wird für die gewöhnliche Durchstrahlung der gleichen Probe in üblicher Weise abgeleitet, 'and der Rechnerbaustein 23a dividiert dann Δτμβ{^) oder ΔΤ (2 ) durch T( um am Ausgangspunkt 90 den negativen Wert des ange näherten Absorptionsspektrums & A1 Ώ( Z) oder Λ , t „ »zu,erhalten, t _ . ,., ^ ,_ . Z\ A s ( Ji } yder dem zirkulären bw» linearen Dichroismus entspricht, wie in Fig« 3 dargestellt ist. line Anzeigevorrichtung für linearen oder zirkulären Dichroismus ist in Fig. 1 bei 91 angedeutet. Wenn es erwünscht ist, kann das Ausgangssignal 21a von der Digitalisierungseinrichtung durch eine Aufzeichnungseinrichtung 24 für die spätere Verarbeitung durch einen Rechner aufgezeichnet werden. Bine andere Methode zum Ableiten des Spektrums T(X ) würde lediglich das Drehen des Ursprungspolarisators 26 umfas'seng so daß sein Polarisationseffekt bei 45° zu der dargestellten Richtung liegt, worauf ein erneutes Laufenlassen des Systems und eine Berechnung des oben definierten Integrales folgt. Andererseits ksrm das Spektrum T(X) auch durch alleiniges Entfernen des Polarisators erzielt werden, was vorzuziehen wäre, wenn ein linearer Dichroismus gemessen wird. Die Interferometer einrichtung zum Erzeugen des Strahles 13 kam eine zugehörige Abtastgeschwindigkeit V haben, '.die dadurch gekennzeichnet ist, daß für eine ausgewählte Wellenlänge λ_ des von der Quelle 10 gelieferten Lichtes es eine zugeordnete Frequenz Na der Änderung der StrahleHiptizität gibts wie oben beschrieben ist und z.Bs durch «?ie folgende Gleichung wiedergegeben werden kannA Fourier spectroscopy transmission spectrum T (J2) is derived in the usual way for the usual irradiation of the same sample, and the computer module 23a then divides Δτ μβ {^) or ΔΤ (2 ) by T (by the negative value at the starting point 90 of the approximated absorption spectrum & A 1 Ώ (Z) or Λ , t "" to, received, t _.,., ^, _. Z \ A s ( Ji } y which corresponds to the circular bw »linear dichroism, as in Fig Line indicator for linear or circular dichroism is indicated in Fig. 1 at 91. If desired, the output 21a from the digitizer can be recorded by recorder 24 for later computer processing to derive the spectrum T ( X ) would only involve rotating the original polarizer 26 so that its polarization effect is at 45 ° to the direction shown, followed by running the system again and a Calculation of the integral defined above follows. On the other hand, the spectrum T (X) can also be obtained by removing the polarizer alone, which would be preferable when measuring linear dichroism. The interferometer device for generating the beam 13 came to have an associated scanning speed V, which is characterized in that for a selected wavelength λ _ of the light supplied by the source 10 there is an associated frequency N a of the change in the beam hipicity s as above is described and, for example, s can be represented by the following equation

N0 - (N 0 - (

30S848/Q948 .-./1430S848 / Q948 .-. / 14

Diese Gleichung stellt eine Form dar? welche die Gleichung (1) annehmen kann ,und die ''zu beschreibenden Einrichtungen arbeiten im allgemeinen sos daß sie der Gleichung (2) genügen» Dia Gleichung (2) kann angesehen werden als Darstellung der Bedingung 9 daß jede Wellenlänge Z^ den Polarisationszyklus mit einercharakteristischen Geschwindigkeit durchläuft. So läuft in Fig. 2 die Wellenlänge Z 1 durch den PolarisatioRszyklus mit einer Periode T1 in Verbindung mit einer Frequenz M^i wogegen die Wellenlänge X« den Polarisationszy^lus mit einer Periode T2 iß Verbindung mit einer Frequenz H2 durchläuft, wobsi T2 iffi allgemeinen von T^ verschieden ist« Man beachte 9 daß diese für die gleiche Abtastgeschwindigkeit V der relativ zueinander beweglichen reflektierenden Einrichtungen in der beschriebenen Interferometeranordnung auftreten.,This equation represents a form ? which may take the equation (1), and the '' work to be described devices generally so s to satisfy "Dia equation (2), the equation (2) can be regarded as representing the condition 9 that each wavelength Z ^ the polarization cycle traverses at a characteristic speed. Thus, in FIG. 2, the wavelength Z 1 runs through the polarization cycle with a period T 1 in connection with a frequency M 1, whereas the wavelength X 1 runs through the polarization cycle with a period T 2 in connection with a frequency H 2 , wobsi T 2 iffi generally differs from T 1. Note 9 that these occur for the same scanning speed V of the reflecting devices which are movable relative to one another in the interferometer arrangement described.,

In Figo 1 wirkt der lineare Polarisator 26 auf das von der Quelle kommende Licht 2? ein9 um dieses linear zu polarisieren, wie z,B. in Figo 1a durch den Vektor 28 dargestellt ist* Ein Strahlenteiler ist vorgesehen, um einen Teil des Lichtstrahles 29 zu reflektieren und damit den reflektierten Strahl zu bilden und um einen Teil des Strahles 29 Hindurch·= zulassen und damit den Strahl 32 zu erzeugen»In FIG. 1, the linear polarizer 26 acts on the light 2 coming from the source. a 9 to polarize it linearly, e.g. is shown in FIG o 1a by the vector 28 * A beam splitter is provided to a part of the light beam to reflect 29 and thereby to form the reflected beam and a portion of the beam to allow 29 passing · =, and thus to generate the beam 32 "

Ein mit 38 bezeichneter Reflesclons-Polarisator ist relativ zu dem Reflexions-Polarisator 35 und zu dem Strahlenteiler JO und außerdem in der positiven oder negativen Y-Richtung und mit einer GeschwindigkeitA Reflesclons polarizer designated 38 is relative to the reflective polarizer 35 and to the beam splitter JO and also in the positive or negative Y direction and at one speed

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V beweglich, vie beschrieben wurde, Zu diesem Zwecke kann der Reflexions-Polarisator 38 auf einem durch eine Betätigungseinrichtung 37 beweglichen Schlitten befestigt werden. Der Reflexions-Polarisator (ein Beispiel dafür ist das von der Polaroid Corporation verkaufte und als Reflektor benutzte Modell 186-0240) erzeugt einen Strahl 48, der zu dem Strahlenteiler 30 üiit einem charakteristischen Polarisationsvektor zurückkehrt, der in der X-Richtung orientiert ist, wie in Fig. 1b durch den Vektor 49 angedeutet ist. Der Übersichtlichkeit wegen ist der Strahl 48 als von dem Strahl 31 entfernt dargestellt; normalerweise fallen diese Strahlen jedoch zusammen.V movable, as has been described, for this purpose the reflective polarizer 38 can be on a through an actuator 37 movable carriage are attached. The reflection polarizer (a An example of this is model 186-0240 sold by Polaroid Corporation and used as a reflector) generates a beam 48 which is directed to the beam splitter 30 returns with a characteristic polarization vector, which is oriented in the X direction, as indicated in FIG. 1b by the vector 49. For the sake of clarity, ray 48 is shown as being removed from ray 31; normally however, these rays coincide.

Der Reflexions-Polarisator 35 wirkt auf den Strahl 32 ein9 um einen rückwärts lauf ea·^ m ΛΖζη erzeugen mit einer Polarisation in der Richtaag d3s Vektors 43 in Richtung der Z-Achse, wie in Fig« 1c gezeigt ist» In dieser Beziehung kann der Polarisais1 35 von der gleichen Art wie der Polarisator 38 sein0 Die Strahlen und 48 werden in dem Strahlenteiler 30 wieder miteinander vereint, um einen Strahl 13 mit einer zugehörigen Polarisationsmodulation zu erzeugen 9 wie unten noch in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben wird» In dieser Hinsicht kann die Zeitkoordinate T, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, als die Phasendifferenz <Δ Ρ zwischen dem Vektor 43 und dem Vektor 49 bestimmend oder als der Bewegungsstrecke der Betätigungseinrichtung 37 entsprechend angesehen werden. Die Strahlen und 48 sind separate aber kohärent linear-polarisierte Strahlen von ungefähr gleicher Intensität und haben senkrecht zueinander liegende Polarisationsrichtungen; außerdem ist einer dieser Strahlen in seiner Phase im Hinblick auf den anderen fortwährend verzögert,The reflection polarizer 35 acts on the beam 32 a 9 to produce a backward course ea · ^ m ΛΖζη with a polarization in the direction d3s vector 43 in the direction of the Z-axis, as shown in Fig «1c» In this relation the polarisais 1 35 may be of the same type as the polarizer 38 0 The beams 14 and 48 are combined again in the beam splitter 30 in order to generate a beam 13 with an associated polarization modulation 9 as will be described below in connection with FIG. In this regard, the time coordinate T, as shown in FIG. 2, can be regarded as determining the phase difference <Δ Ρ between the vector 43 and the vector 49 or as corresponding to the movement distance of the actuating device 37. The beams 14 and 48 are separate but coherently linearly polarized beams of approximately equal intensity and have directions of polarization perpendicular to one another; besides, one of these rays is continually delayed in phase with respect to the other,

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wobei die Verzögerungsrate unterschiedlich ist für unterschiedliche Wellenlängen innerhalb des Bandes„where the delay rate is different for different wavelengths within the band "

Die Grundforderung ist hier nicht,daß bestimmte Richtungen vorhanden sind, sondern, daß die miteinander wieder kombinierten Polarisationsrichtungen senkrecht zueinander liegen. Genauergesagt müssen die separaten Strahlen, die durch das Interferometer wieder vereinigt werden» wenn sie unabhängig voneinander betrachtet werden, koaxial sein und ihre Polarisationsvektoren müssen in zueinander senkrechten Richtungen liegen. Obgleich Fig. 1b diese Richtungen als X und Z zeigt, ist es überhaupt nicht notwendig, daß eine dieser Richtungen die Z-Richtung und die andere die Y-oder X-Richtung ist; es ist jedoch wichtige daß die beiden Strahlen der linear polarisierten Strahlung, die durch das Interferometer wieder vereinigt werden und die die oben beschriebenen Polarisationsvektoren haben, keine resultierende Komponente aufweisen, die in ihrer Intensität oder Amplitude wesentlich schwankt. Anderenfalls würde das Instrument auf gewöhnliche Absorption ansprechen, und dieser viel größere Effekt würde dazu neigen, irgendeinen zirkulären Dichroismus zu überdecken sowie die scheinbare Größe eines linearen Dichroismus zu verändern. Das beschriebene Interferometer kann so eingestellt werden, daß es im wesentlichen keine Amplitudenmodulation der kombinierten Strahlen bei 13 erzeugt.The basic requirement here is not that certain directions exist, but that they are related to one another again combined polarization directions are perpendicular to each other. To be more precise, the separate Rays that are recombined by the interferometer »when viewed independently must be coaxial and their polarization vectors must be in mutually perpendicular directions lie. Although Fig. 1b shows these directions as X and Z, it is not at all necessary that a of these directions is the Z direction and the other is the Y or X direction; however, it is important that the two beams of linearly polarized radiation reunited by the interferometer and which have the polarization vectors described above do not have a resulting component have, which varies significantly in their intensity or amplitude. Otherwise the instrument would respond to ordinary absorption, and this much larger effect would tend to be some to cover up circular dichroism as well as the apparent size of a linear dichroism change. The interferometer described can be adjusted so that there are essentially none Amplitude modulation of the combined beams at 13 is generated.

Es sei darauf hingewiesen, daß ein Schlitten 36a für den Reflexions-Polarisator 35 in der X-Richtung mit einer Geschwindigkeit V bewegt werden kann,It should be noted that a carriage 36a for the reflection polarizer 35 in the X direction can be moved at a speed V,

309848/0948 „../17309848/0948 "../17

während der Schlitten 36 in der Y=-Richtung nicht bewegt wird« Die Grundforderung ist lediglich eine relative Bewegung zwischen den Reflexions-Polarisatoren0 while the carriage 36 is not moved in the Y = direction. The basic requirement is only a relative movement between the reflection polarizers 0

Die oben erwähnte Demodulationsfunktion K(Jl) kann abgeleitet werden durch Betätigen der Einrichtung zum Bestimmen der Lage des Bewegungsschlittens 36 im Hinblick auf die Lage, wo die beiden Strahlwege gleich sind, was die Bewegung zwischen dem Strahlenteiler und den Reflektorgruppen 35 und 36 und zurück (d.h. die sogenannte Lage "nullter Ordnung") betrifft. Eine solche Einrichtung kann zwei Hilf slichtstrahlen, ZoBo im sichtbaren Bereich des Spektrumss enthaltene Ein Strahl ist ein breitbandiger Strahl 80, der von einer Quelle 81 ausgeht, durch einen Polarisator 98 polarisiert wird und durch das Interferometer in umgekehrte Beziehung zu den oben erwähnten Strahlen 31s. 48, 32, 42 und 13 läuft, aber mit der gleichen optischen Gesamtweglänge zwischen der Aufspaltung und der Wiedervereinigung. Nach der Wiedervereinigung läuft der resultierende Strahl bei 82 durch einen Polarisator 75 oder eine andere streng lineare dlchroitische Einrichtung und wird bei 83 untersucht, und das resultierende Signal läuft bei 84 zu der Rechnereinheit 23b, Das durch diesen Strahl erzeugte Xnterferogramm hat eine einzelne starke Spitze oder ein Intensitätsmaximum, welches ungefähr bei der Lage nullter Ordnung auftritt und damit diese kennzeichnet und die Lage der Nullphase der Demodulationsfunktion M (x?) bestimmteThe demodulation function K (Jl) mentioned above can be derived by operating the means for determining the position of the moving carriage 36 with regard to the position where the two beam paths are equal, which increases the movement between the beam splitter and the reflector groups 35 and 36 and back ( ie the so-called "zero order" position). Such a device can include two auxiliary light beams, ZoBo contained in the visible range of the spectrum s . A beam is a broadband beam 80 which emanates from a source 81, is polarized by a polarizer 98 and is inversely related to the above-mentioned beams 31s by the interferometer . 48, 32, 42 and 13 runs, but with the same total optical path length between the split and reunion. After reunification, the resulting beam passes through a polarizer 75 or other strictly linear dichroic device at 82 and is examined at 83, and the resulting signal passes to the computer unit 23b at 84. The interferogram produced by this beam has a single strong peak or an intensity maximum which occurs approximately at the position of the zero order and thus characterizes it and which determines the position of the zero phase of the demodulation function M (x?)

718718

309 848/0948309 848/0948

Ein zweiter Strahl 85 ist ein Laserstrahls der bei 86 erzeugt wird und -vorzugsweise rar eine oder einige axiale Sehwingungsarten aufweist und streng linear polarisiert istc Nach dem Durchlaufen durch das Interferometer in entgegen= gesetzter Richtung zu den oben erwähnten Strahlen9 jedoch mit der gleichen optischen Weglänge 9 läuft der wiederver·= einigte resultierende Strahl 87 durch einen mit 76 bezeichne« ten PolarisatorP obgleich das gleiche dichroitisch^ Element verwendet werden kannj, falls es-erwünscht ist9 und wird bei 88 untersucht und läuft dann bei 89 zu der Rechner= einheit 23b s in welcher ein Streifenzähl» und «meßsystera vorgesehen ist, welches ermöglicht, daß die BestiffiDXing der von dem Schlitten durchlaufenen Entfernung durch Zählen der Streifen von der Lage nullter Ordnung absolut und exakt festgestellt wird» Das Ausgangssignal von dem Streifenzählsystem %«Lrd dann durch die Rechnereinheit 23b ausgewertet, um die Demodulations-Kosinus- oder -Sinus·= funktion M( Z ), d.h. cos(N_tj oder sin(lTt) zu liefern, die für die Erzeugung der inversen Fouriertransformierten erforderlich sind, wobei Kosinus oder Sinus in entsprechend®! ¥eise einem linearen oder einem zirkuläres. Dichroismus entsprechen9 tje nach denij, was gerade zu messen istoA second beam 85 is a laser beam which is generated at 86 and - preferably rarely has one or several types of axial visual oscillation and is strictly linearly polarized. After passing through the interferometer in the opposite direction to the above-mentioned beams 9, however, with the same optical path length 9 the recombined resulting beam 87 passes through a polarizer P labeled 76, although the same dichroic element can be used if so desired 9 and is examined at 88 and then passes at 89 to the computer unit 23b s in which a strip counting and measuring system is provided, which enables the determination of the distance traveled by the carriage by counting the strips from the zero order position to be absolutely and precisely determined the computer unit 23b evaluated to determine the demodulation cosine or sine = function M ( Z ), ie to supply cos (N_tj or sin (lTt), which are required for generating the inverse Fourier transform, where cosine or sine in corresponding®! ¥ either a linear or a circular one. Dichroism corresponds to 9 t depending on what is to be measured

Es gibt Profcena welche gleichzeitig sowohl linearen als.· 8."Ch zirkulfiren Dichroismus zeigen., B'ür eine komplette Untersuchung müßte das Interferogramm einer solchen Probe in dem Rechner zwejnal verarbeitet werden 9 einmal mit geder Demodulationsfunktion s und man würde dann die beiden separaten (linear und zirkulär) Dichroismusspektreii einer solchen Probe erhalten. Das Zirkulare Dichroismusspektrum würde Absorptionsbänder zeigen, die immer einigen der Wellenlängenlagen für gewöhnliche Absorption entsprechen, wogegen das lineare Dichroismusspektrum nicht notwendigerweiseThere are a Profcen which simultaneously both linear. · 8. "Ch zirkulfiren dichroism show., B'ür would have a complete investigation, the interferogram of such a sample to be processed in the computer zwejnal 9 once with geder demodulation function s and one would then the two separate (linear and circular) dichroism spectra of such a sample.The circular dichroism spectrum would show absorption bands that always correspond to some of the wavelength positions for ordinary absorption, whereas the linear dichroism spectrum would not necessarily

309848/0948 BADORlGiNAl.309848/0948 BADORlGiNAl.

dem gewöhnlichen Absorptionsspektrum entsprechen würde 8 obgleich es dies gewöhnlich tun würde. Zum Wiederholen trägt das eine Interferogramm die Informationen sowohl für das lineare als auch für das zirkuläre Dichroismusspektrum.would correspond to the ordinary absorption spectrum 8 although it would ordinarily do so. For repetition, the one interferogram carries the information for both the linear and the circular dichroism spectrum.

Fig. 4 zeigt die Modulationsart der wiedervereinigten Strahlen bei 13 und wie sie die wiederholte zyklische Folge durchläuft, wovon die folgende Aufstellung ein vollständiger Zyklus mit willkürlichem Anfangspunkt istsFigure 4 shows the mode of modulation of the recombined beams at 13 and how they form the repeated cyclic sequence runs through, of which the following list is a complete cycle with an arbitrary starting point

101 - links zirkulär polarisiert101 - left circularly polarized

102 - elliptisch polarisiert (links)102 - elliptically polarized (left)

103 - linear polarisiert in der npn-Richtung103 - linearly polarized in the n p n direction

104 - elliptisch polarisiert (rechts)104 - elliptically polarized (right)

105 - rechts zirkulär polarisiert105 - right circularly polarized

106 - elliptisch polarisiert (rechts)106 - elliptically polarized (right)

107 - linear polarisiert in der flsn-Richtung107 - linearly polarized in the fl s n direction

108 - elliptisch polarisiert (links) 101 - links zirkulär polarisiert usw.108 - elliptically polarized (left) 101 - left circularly polarized etc.

Diese Folge stellt nur diskrete Funkte in einem kontinuierlichen Fortschreiten einer elliptischen Polarisation dar« die sich ergibt, wenn zwei kohärente Strahlen einer polarisierten Strahlung koaxial und mit ihren Polarisationsvektoren senkrecht zueinander orientiert kombiniert werden und die Phase des einen Strahles im Hinblick auf den anderen fortschreitend zunimmt.This sequence represents only discrete points in a continuous progression of an elliptical polarization results when two coherent rays of polarized radiation are coaxial and with their polarization vectors oriented perpendicular to each other and the phase of one ray with respect to the other progressively increases.

Wie es bei der Fourier'sehen Absorptionsspektroskopie üblich ist, kann die Spiegelbewegung entweder eine schrittweise oder kontinuierliche sein. Gleichfalls kann entwederAs is the case with Fourier's absorption spectroscopy As is common, the mirror movement can be either gradual or continuous. Likewise, either

..,/20 309848/0948.., / 20 309848/0948

der Absolutwert der Intensität ©der ihr. Differential in bezug auf die Weglänge gemessen werden. Die Einrichtung in Figc 1 kann als ein Beispiel für eine Einrichtung zum Erzeugen der oben erläuterten Polarisationsfolge angesehen werdenβthe absolute value of the intensity © of you. Differential can be measured with respect to the path length. The device in Fig 1 c can werdenβ regarded as an example of a means for generating the polarization sequence described above

Ein wichtiger UnterschM zwischen der Polarisationsfolge von Fig. 4 und denen? die durch konventionelle elektrooptische Modulatoren (wie ZeB0 dem in dem US-Patent 3 257 894 beschriebenen) erzeugt werden, besteht darin9 daß in der Folge von Fig„ 4 die linearen Phasen bei 103 und 107 verschieden sind, wogegen in der Folge, die durch den elektro-optischen Modulator erzeugt wird» die linearen Phasen die gleiche Vektorrichtung habeno Siehe ζβΒ-β die linearen Phasen 103 in der Folge von Fig. 5»sWie sie durch einen konventionellen elektrooptischen Modulator erzeugt wird«, Die letztere Folge schreitet zyklisch durch fünf der in Figo 4 gezeigten Zustände fort* beginnend mit dem ersten Zustand 101 oder dem dritten Zustand 103» abhängig davon, ob ein zirkularer oder ein linearer Dichroismus zu messen ist* Sie kehrt dann in umgekehrter Richtung durch die gleiche Folge zurück p anstatt durch die Zustände 106* 107 und 108 wie in Figo 4 fortzuschreiten«, Der Fourier8sehe Modulator schreitet durch den vollständigen Zyklus fort und wiederholt fortlaufend immer wieder den Zyklus in der OriginalfolgeβAn important difference between the polarization sequence of Fig. 4 and those ? by conventional electro-optical modulators (such ZeB 0 the process described in U.S. Patent 3,257,894) are generated, is 9 that in the sequence of Figure "4, the linear phases are different at 103 and 107, whereas in the sequence, the is generated by the electro-optic modulator "the linear phases have the same vector direction o See ζ β Β- β the linear phases 103 in the sequence of FIG. 5" How it is generated by a conventional electro-optic modulator ", The latter sequence proceeds cyclically through five of the states shown in FIG. 4 * beginning with the first state 101 or the third state 103 "depending on whether a circular or a linear dichroism is to be measured * It then returns in the opposite direction through the same sequence p instead to proceed through the states 106 * 107 and 108 as in FIG. 4. The Fourier 8 see modulator proceeds through the complete cycle and continuously repeats the Cycle in the original sequence

Es ist wichtig* daß eine klare Unterscheidung gemacht wird zwischen einem Betrieb in dem - infraroten und einem Betrieb in dem ultravioletten oder dem sichtbaren Bereich des Spektrums <= Es ist bekannt t daß in dem infraroten Bereichs wo die Messungen nicht durch das statistische* It is important that a clear distinction is made between an operation in which: - infrared and operating in the ultraviolet or the visible region of the spectrum <= t It is known that where the measurements are not random in the infrared range by the

309848/0948309848/0948

23245622324562

Auftreten von Photonen begrenzt sind, sondern vielmehr durch Rauschen, das im Detektor oder dem mit dem Detektor verwendeten Verstärker auftritt oder durch das Strahlungs-' feld verursachet wird, welchem der Detektor auf allen Seiten ausgesetzt ist, so daß das Rauschen pro Einheit des Frequenz· bandes im wesentlichen unabhängig von der Lichtintensität ist, der durch Fotirierspektroskopie erreichbare Vorteil in dem Signal-Stönrerhältnis viel größer ist, als wenn Messungen mit einem guten Fotoverstärker durchgeführt werden. In dem letzteren wird das Rauschen durch die statistische Verteilung des Auftretens von Photonen verursacht und nimmt dadurch mit der auf den Detektor fallenden Gesamtlichtintensität zu. Auf diese Weise vergrößert mit SOtoverstärkem ^edes zusätzliche Wellenlängenband das Rauschen proportional der Quadratwurzel des gesamten PhotonenflusseSi, Die Zunahme des Rauschens beeinträchtigt den Pegel, dersndeieifalls in dem Signal-Rausch-Verhältnis auftreten würde„ Mit anderen Worten, obgleich Fourier5sehe Dichroismusmessungen Vorteile in dem ultravioletten oder dem sichtbaren Bereich des Spektrums haben können, umfassen diese Vorteile nicht den sog. "Fellgett-Vorteil", nämlich daß die Zeit für das gleichzeitige Messen einer großen Anzahl von Bändern durch Fourier-Spektroskopie ungefähr gleich ^ener ist, die zum Messen eines einzigen Bandes durch konventionelle Spektroskopie benötigt wird, wobei man einen Monochromator dazu benutzt, das gewünschte Wellenlängeband auszusondern und die anderen Bänder auszuschließen eOccurrence of photons are limited, but rather by noise that occurs in the detector or the amplifier used with the detector or is caused by the radiation field to which the detector is exposed on all sides, so that the noise per unit of frequency band is essentially independent of the light intensity, the advantage that can be achieved by photographic spectroscopy in the signal-to-noise ratio is much greater than when measurements are carried out with a good photo amplifier. In the latter, the noise is caused by the statistical distribution of the occurrence of photons and thus increases with the total light intensity falling on the detector. In this way, increases with SOtoverstärkem ^ ach additional wavelength band noise is proportional to the square root of the total PhotonenflusseSi, the increase in noise affected the level dersndeieifalls in the signal-to-noise ratio would occur "In other words, although Fourier 5 See Dichroismusmessungen benefits in the ultraviolet or the visible range of the spectrum, these advantages do not include the so-called "Fellgett advantage", namely that the time for simultaneously measuring a large number of bands by Fourier spectroscopy is approximately the same as that for measuring one single band is required by conventional spectroscopy, using a monochromator to weed out the desired wavelength band and exclude the other bands e

Die in Fig. 6 gezeigte modifizierte Form der Erfindung umfaßt wiederum Elemente 10, 26, 11, 30, 16a und 12, wie oben beschrieben; die Strahlreflektier- und -Polarisiereinriehtungen umfassen hier jedoch Spiegel 140 und 141 und, wie zu sehen, Durchlaßpolarisatoren 142 und 143»The modified form of the invention shown in Fig. 6 again comprises elements 10, 26, 11, 30, 16a and 12, as described above; the beam reflecting and polarizing devices but here include mirrors 140 and 141 and, as can be seen, transmission polarizers 142 and 143 »

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22 - . 23245Θ222 -. 23245Θ2

Die letzteren sind in entsprechender Weise um 45° raid -»45° zu der Richtung der linearen Polarisation des eintretenden Strahles 29 orientiert» Der Polarisator 142 ist vorgesehen^ um die Strahlen 31a und 4Sa5 die auf den Spiegel 140 auf treffen bzw0 von diesem reflektiert werden^ hindurclm£h ssen? der Polarisator 143 ist vorgesehen^ die Strahlen 32a und 42a hindurchzulassen, die auf dea Spiegel 141 treffen bzw* von ihm reflektiert werden«,. Ein Beispi©! eines solchen Polarisators ist das mit HR bezeichnete Modell, ein Erzeugnis der Polaroid Corporation. Die Element© 35» 36 und 37 sind ebenfalls die gleichem wie in Figo 1 und der Strahl 13 ist der gleiche wie oben beschrieben*,The latter are oriented in a corresponding manner by 45 ° raid -> 45 ° to the direction of the linear polarization of the entering beam 29. The polarizer 142 is provided around the beams 31a and 4Sa 5 which hit the mirror 140 or 0 from this be reflected ^ hindurclm £ h ssen? the polarizer 143 is provided ^ laundri the rays pass therethrough 32a and 42a, are reflected from the mirror 141 or meet dea * ",. An example ©! one such polarizer is the model labeled HR, a product of Polaroid Corporation. The elements © 35 » 36 and 37 are also the same as in Figo 1 and the beam 13 is the same as described above *,

Eine bevorzugte' RHach-Zendern-Version d@r Erfindung9 wie sie in Fige 7 zu sehen ist, urafaSt ebenfalls Elemente 1O5, 26, 11, 30, 16a, 12t 35» 36 und 37 wi© ©b@a beschrieben! die Strahlreflektier«- uad »Polaris£@?<§isn*ichtungen enthalten' hier jedoch ^©^eils ©in® Gruppe νοώ Retroreflektoren, die vorgesehen sind, um dea in ein© Gruppe eintretenden Strahl von dem die Gruppe verlassenden Strahl zu tremien, sowie einen DurchlaßpSLarisator in dem ¥@g dieses Strahls, Beispielsweise enthält die Retroreflektorgruppe 146 im Winkel von 90° angeordnete Spiegel 146a *aad 146b, ale den Strahl 31b von dem Strahl täb tr©an©n$ und die Retroreflektorgruppe 147 enthält im Winkel v©a 90° angeordnete Spiegel 147a und 147b, die des Strahl 32b v©a dem Strahl 42b trennen. Ein gemeinsamer 'Strahlentsilur %md -wiedervereiniger 30 wird wi@ obeastehead und lineare Durchlaßpolariaatorea 150 und 15 ' entweder vorzugsweise hinter den RetroP3fl©kto7gpi@geln (wie gezeigt) oder zwischen oder y@v ilmea aageoröaet werden. Die Achse des Polarisator 150 ist alt 0° relativ zu der Sbene von Fig. 7 (d»h9 des* X^RicIittisg) imd di©A preferred 'R Hach-Zender n version d @ r Invention 9 as seen in Figure 7 e, urafaSt also 1O elements 5, 26, 11, 30, 16a, 12 t 35' 36 and 37 wi © © b @a described! However, the beam reflectors "- uad" Polaris £ @? <§isn * gauges contain ^ © ^ eils © in® group νοώ retroreflectors, which are provided to tremend the beam entering a group from the beam leaving the group and a DurchlaßpSLarisator in the ¥ @ g of this beam, for example contains the retroreflector group 146 at an angle of 90 ° arranged mirror 146a * aad 146b, ale the beam 31b of the beam Taeb tr © at © n $ and the retroreflector group 147 includes an angle Mirrors 147a and 147b arranged at 90 °, which separate beam 32b from beam 42b. A common 'Strahlentilur % md reunicator 30 will be wi @ obeastehead and linear pass polarizers 150 and 15' either preferably behind the retroP3fl © kto7gpi @ geln (as shown) or between or y @ v ilmea aageoröaet. The axis of the polarizer 150 is old 0 ° relative to the plane of FIG. 7 (ie 9 of the * X ^ RicIittisg) and di ©

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Achse des Polarisators 151 ist mit 90v zn der Ebene van 7 (d.h. der Z-Riehtung) orientiert»The axis of the polarizer 151 is oriented at 90 v zn to the plane of 7 (ie the Z direction) »

Ein prinzipieller Vorteil der Anordnung von Fig0 7 gegenüber jener von Fige 6 besteht darins daß in dem austretenden Strahl keine Strahlung, die von dem Polarisator in Figo reflektiert ist9 wiedervereinigt wird, so daß die Neigung zur Erzeugung von unmodulierter oder amplitudenmodulierter Strahlung verringert ist.A principal advantage of the arrangement of FIG 0 7 over that of FIG e 6 is s that no radiation in the emerging beam which is reflected by the polarizer in Figo is reunited 9, so that the inclination for the generation of non-modulated or amplitude-modulated radiation reduced is.

In beiden Figuren 6 und. 7 ist der Strahl 13 dadurch gekenn= zeichnet, daß er eine orthogonale Polarisationsrichtung besitzt, wie sie bei 43 und 49 in Fig. 1d angedeutet ist»In both Figures 6 and. 7 the beam 13 is thereby marked = shows that it has an orthogonal direction of polarization, as indicated at 43 and 49 in Fig. 1d »

Der den Strahlenteiler-Wiedervereiniger 30 verlassende Strahl 155 kann su einem Referenzdetektor zurückgeführt οάΘτ in einer Weise gleich jener verwendet werdens für welche der Strahl 13 benutzt wirds d.he für eine nachfolgende Untersuchung durch eine Probe geschickt werden und so weiter^ Dieser Strahl ist in Figo 7 als in einer horizontalen Richtung verlaufend dargestellte S are of the beam splitter Wiedervereiniger 30 exiting beam 155 may su a reference detector recycled οάΘτ in a manner equal to that used for which the beam 13 is used s d.he for subsequent examination by a sample to be sent and so on ^ This beam is in Fig. 7 as shown extending in a horizontal direction

Hinsichtlich des Durchlaufens des Strahles durch die Probe zeigt die Probe für rein zirkulären Dichroismus keinen Unterschied in der Absorption für linear polarisiertes Licht ρ ganz gleich wie es in dem Strahl orientiert ist.» Im Falle von linearem Dichroismus tritt genau das Gegen·= teil ein= Wenn die Probe in dem Strahl genau orientiert istf zeigt sie einen Unterschied in der Absorption für linear polarisierte Strahlung mit einer Richtung der linearen Polarisation gegenüber jener mit der dazu fsenkrec^ten Richtung linearer Polarisation. Wenn die Probe rein linear dichroitisch ist, so zeigt sie keinenWith regard to the passage of the beam through the sample, the sample for purely circular dichroism shows no difference in absorption for linearly polarized light ρ no matter how it is oriented in the beam. " In the case of linear dichroism exactly occurs Compared = part a = If the sample is oriented exactly in the beam f shows a difference in absorption for linearly polarized radiation having a direction of linear polarization opposite to that with the fsenkrec to ^ th direction linear polarization. If the sample is purely linear dichroic, it does not show any

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./24./24

Unterschied in der Absorption für die zirkulär polarisierten Komponenten«Difference in absorption for the circularly polarized Components «

Wenn das Signal für rein linearen Dichroismus bei einer gegebenen Wellenlänge exakt um 90° phasenverschoben ist zu dem Signal für rein zirkulären Dichroismus, können diese beiden Signale durch die Kosinus- bzw» Sinus-Demodulationsfunktion unabhängig demoduliert werden«If the signal for purely linear dichroism is a given wavelength is exactly 90 ° out of phase with the signal for purely circular dichroism these two signals are demodulated independently by the cosine or "sine demodulation function"

Die in den Figo 8 und 9 gezeigten abgewandelten Formen der Erfindung umfassen ebenfalls Elemente 10, 26, 11, 30, 16as 12, 35p 36 und 37, wie sie oben erwähnt sind» Die Strahlreflektier einrichtungen bestehen in Fig. 8 aus Spiegeln 160 und 161 und in Fig. 9 aus Retroreflektoren und 163 ähnlich jenen bei 146 und 147 in Fig„7oThe modified forms of the invention shown in FIGS. 8 and 9 also comprise elements 10, 26, 11, 30, 16as 12, 35p 36 and 37, as mentioned above. The beam reflecting devices in FIG. 8 consist of mirrors 160 and 161 and in Fig. 9 of retroreflectors and 163 similar to those at 146 and 147 in Fig. 7o

In jeder der Fig. 8 und 9 ist eine Strahlverzögerungseinrichtung in dem Weg mindestens eines der beiden Strahlen angeordnet^, die durch den Strahlenteiler 30 hindurchgelassen bzw., von ihm reflektiert werden. Die in Figo 8 gezeigte Verzögerungseinrichtung besteht aus einem Viertelwellenlängenplättchen 166 im Weg desjenigen Strahles, der die Verzögerungseinrichtung zweimal durch«= läuft» d.h, den Strahlwegen 32c und 42c. Das Plättchen 166 ist + oder -45° zu der Polarisationsrichtung des Strahles 32ε orientiert. Die in Fig. 9 gezeigte Verzögerungseinrichtung besteht aus einem Halbwellenverzögerer 167 in dem Weg des Strahles 31d, der von dem Strahlenteiler 30 reflektiert ist» Der Verzögerer 167 ist so weitgehend achromatisch als möglich gemacht, so daß ein großer Spektralbereich überdeckt werden kann» Der Linearpolarisator 26 in Fig. 9 kann seine Achse entweder unter 0° oder 90° zu der Ebene der Fig. haben und die Achse des Verzögerers 167 liegt unter 45° zu jener Ebeneo Ein Halbwellenplättchen 168 kann in dem Weg des durch denIn each of Figs. 8 and 9, a beam retarder is disposed in the path of at least one of the two beams transmitted through and reflected by beam splitter 30, respectively. The retardation device shown in FIG. 8 consists of a quarter-wave plate 166 in the path of that beam which "passes" the retardation device twice, ie, the beam paths 32c and 42c. The plate 166 is oriented + or -45 ° to the polarization direction of the beam 32ε. The delay device shown in FIG. 9 consists of a half-wave retarder 167 in the path of the beam 31d, which is reflected by the beam splitter 30. The retarder 167 is made as largely achromatic as possible, so that a large spectral range can be covered in Fig. 9 can its axis either at 0 ° or 90 ° to the plane of Fig have. and the axis of the retarder 167 is less than 45 ° to that plane o A half-wave plate 168 in the path of the can by the

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Strahlenteiler hindurchgelaufenen Strahles 32d angeordnet und als Kompensator verwendet werden, d„he um die Weglänge zu kompensieren, die durch das Halbwellenplättchen wegen seiner Dispersion verursacht ist» Es ist ähnlich wie das Plättchen 167 ausgebildet ,seine Achse ist jedoch parallel oder senkrecht zu der Strahlpolarisation orientiert 9 so daß es keine relative Phasenverzögerung in dem zweiten Strahl erzeugt. Das Anpassungsplättchen 167 erzeugt eine Phasenverzögerung entweder des ordentlichen oder des außerordentlichen Strahles in dem Halbwellenplättchen 168O Wenn erwünscht, können die Lagen des Verzögerers 167 und des !Compensators 168 gegeneinander vertauscht werden«Beam splitter having passed beam are arranged 32d and used as a compensator, d "h e to compensate for the path length caused by the half-wave plate for its dispersion" It is similar to the lamina 167 is formed, but its axis is parallel or perpendicular to the beam polarization orients 9 so that it does not create a relative phase lag in the second beam. The adjustment plate 167 provides a phase delay of either the ordinary or the extraordinary beam in the half-wave plate 168 O If desired, the layers of the retarder 167 and the! Compensators 168 can be interchanged "

Der Strahlenteiler in den Figo 6 bis 9 kann aus einem dünnen Metallfilm auf einer Trägerglasplatte be stehen 9 wie es üblich ist„ Die Verzögerer 166 bis 168 sind übliche Einrichtungen. Der Zweck der Anordnungen der Fig. 6 bis 9 ist natürlich, einen Strahl 13 mit einer Polarisationsmodulation zu erzeugen, wie oben in Verbindung mit Fig„ 4 beschrieben ist.The beam splitter in FIGS. 6 to 9 can be made of a thin metal film on a carrier glass plate 9, as is customary, “The retarders 166 to 168 are common devices. The purpose of the arrangements of FIGS. 6-9 is of course to produce a beam 13 with polarization modulation as described above in connection with FIG.

An bekannten Elementen, die für gewisse dargestellte Blöcke in Fig«, 1 brauchbar sind, wurden folgende ermittelt sThe following were determined from known elements which are useful for certain blocks shown in FIG. 1

Block 15 - Mullard-TGS-Pyroelektrischer DetektorBlock 15 - Mullard TGS Pyroelectric Detector

(2 mm im Quadrat), ein Erzeugnis der Mullard Company, Sathampton, Englands,(2 mm square), a product of the Mullard Company, Sathampton, England,

Block 19 " VorverstärkerMoiell 225 t ein ErzeugnisBlock 19 "Pre-amplifierMoiell 225 t one product

der Princeton Applied Research Labs, Princeton, New Jersey., ,Princeton Applied Research Labs, Princeton, New Jersey.,,

Block 20 - Analog -Digital-Rechner Modell AN 271 Pf,Block 20 - analog-digital computer model AN 271 Pf,

15 Bit mit "Abtast- und Halte w*wahl9 ?r. ein Erzeugnis von Analogie,, Wakefield,15 bit with "sample and hold w * choice 9? R. A product of analogy, Wakefield,

Hass.Hate.

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Block 23 - Rechner Modell 620/L-105 mit 24K SpeicherBlock 23 - Computer model 620 / L-105 with 24K memory

620-06 TTY Steuerung; TTT (Fernschreiber) Modell ASR35; 620/L-116 Prioritätsunterbrechungsbausteini und 620=80 gepufferte Eingabe/Ausgabe=Steuerung 9 Erzeugniss e von VARIAN Data Machines, 2722 Michelson Drive, Irvine, CaIo620-06 TTY control; TTT (Teletype) Model ASR35; 620 / L-116 priority interrupt module and 620 = 80 buffered input / output = control 9 products from VARIAN Data Machines, 2722 Michelson Drive, Irvine, CaIo

Block 23a - Rechner zum Teilen von <ΔΤ( Jl) durch T( Jl )|Block 23a - computer for dividing <ΔΤ ( Jl) by T ( Jl ) |

siehe Block 23» der verwendet wird, wenn keine Daten gesammelt werden^ doiu für diesen Zweck im Zeitmultiplex betrieben -jr oder eine Doppelmaschine mit kleinerem Speicher (4K) und ohne TTYesee block 23, which is used when no data is collected ^ doiu for operated for this purpose in time-division multiplex -jr or a double machine with a smaller one Memory (4K) and without TTYe

Block 23b - Streifenzähler und "Spitzenmitten "-Identi fizierer ο Siehe Block 23aοBlock 23b - Stripe Counter and "Peak Centers" Identi ficer ο See block 23aο

Block 24 ·= Aufnahmegerät; sie Block 23a obeno Block 24 * = recorder; see block 23a above o

Block 91 - Anzeigevorrichtung; Varian Data MachinesBlock 91 - display device; Varian Data Machines

Modell 620-72 Digital-Kurvenschreiber und Steuerung.Model 620-72 digital chart recorder and control.

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Claims (1)

PatentansprücheClaims ί Λ J Einrichtung zum Messen von Dichroismus s gekennzeichnet durchί Λ J device for measuring dichroism s characterized by a) eine Quelle elektromagnetischer Strahlung mit verschiedenen Wellenlängen Z ,a) a source of electromagnetic radiation with different wavelengths Z , b) eine Interferometereinrichtung zum Beeinflussen der Strahlung von der Quelle, um einen Strahl zu erzeugen, der für ^ede Wellenlänge gekennzeichnet ist durch eine Elliptizität, die sich zwischen links- und rechtszirkularer Polarisation ändert und zwischen welchen die Strahlpolarisation in einer Richtung linear wird, wenn sich die Elliptizität von einer links- zu einer rechts-zirkularen Polarisation ändert und linear in der anderen Richtung wird, wenn sich die Elliptizät von einer rechts« zu einer links-zirkularen Polarisation ändert, wobei die charakteristische Frequenz N& dieser Änderung als Funktion der Wellenlänge variiert,b) an interferometer device for influencing the radiation from the source in order to generate a beam which, for each wavelength, is characterized by an ellipticity which changes between left and right circular polarization and between which the beam polarization becomes linear in one direction when the ellipticity changes from a left to a right circular polarization and becomes linear in the other direction when the ellipticity changes from a right to a left circular polarization, the characteristic frequency N & of this change as a function of the wavelength varies, c) einen Probenraum zum Schaffen eines Durchganges des elliptisch polarisierten Strahles durch eine dichroitische Probe in dem Raum, wobei die Probe in unterschiedlicher Weise die abwechselnd polarisierte Strahlung einer charakteristischen Gruppe von Wellenlängen I absorbiert, undc) a sample space for creating a passage of the elliptically polarized beam through a dichroic sample in the space, the sample absorbing the alternately polarized radiation of a characteristic group of wavelengths I in different ways, and d) einen Detektor zum Messen der Strahlintensität, der in dem Weg des Strahles angeordnet ist, der von dem Probenraum ausgeht und dadurch gekennzeichnet ist, daß er ein Ausgangssigna} liefert, welches sich in seiner Intensität mit der Frequenz Na ändert,d) a detector for measuring the beam intensity which is arranged in the path of the beam which emanates from the sample space and is characterized in that it supplies an output signal which changes in its intensity with the frequency N a , 309848/0948309848/0948 ■ . 23245Θ2 W ■. 23245Θ2 W. wenn si*, eine Probe in dem Raum befindet, wobei das Ausgangs signal für eine nachfolgende Verarbeitung angepaßt ist, um dichroitische Spektren zu erzeugen^ die sich mit der Wellenlänge Z ändern, dadurch gekennzeichnet, daßif si *, a sample is in the room, the output signal being adapted for subsequent processing to generate dichroic spectra which change with the wavelength Z , characterized in that e) die Einrichtung einen Strahlenteiler enthält 9 um das Licht der Quelle in zwei Strahlen durchzulassen und zu reflektieren, daß in den entsprechenden liegen der beiden Strahlen Strahlreflektier- und Polarisier·= einrichtungen vorgesehen sind» von denen zumindest die Reflektiereinrichtungen relativ zueinander beweglich sind, und daß eine Betätigungseinrichtung vorgesehen ist zum Bewirken einer solchen relativen Bewegung der genannten Einrichtungen, um die Frequenzen N_ zu steuern·e) the device contains a beam splitter 9 to transmit and reflect the light of the source in two beams, that beam reflecting and polarizing devices are provided in the corresponding lying of the two beams, of which at least the reflecting devices are movable relative to one another, and that an actuating device is provided for effecting such a relative movement of the said devices in order to control the frequencies N_ a.a. ο Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet^ daß die genannten Einrichtungen einen Reflexionspolarisator enthalteneο device according to claim 1, characterized gekennz e ^ ic HNET that said means include a reflective polarizer contained 3ο Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ede der Einrichtungen einen Spiegel enthält und daß ein Durchlaßpolarisator vorgesehen fet, um sowohl den auf den Spiegel fallenden Strahl als auch den vom Spiegel reflektierten Strahl hindurchzulassen„3ο Device according to claim 1, characterized in that each of the devices contains a mirror and that a transmission polarizer is provided to allow both the beam falling on the mirror and the beam reflected by the mirror to pass through. ο Einrichtung nech Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Einrichtungen eine Gruppe, von Retroreflektoren zum Trennen des in die Gruppe eintretenden Strahles von dem die Gruppe verlassenden Strahles und eisen Durchlaßpolarisator in dem Weg Jenes Strahles enthält»ο device according to claim 1, characterized in that each of the devices contains a group of retroreflectors for separating the beam entering the group from the beam leaving the group and a polarizer in the path of that beam » 309848/0948309848/0948 ../A3../A3 23245622324562 5. Einrichtung zum Messen von Dichroismus, gekennzeichnet durch5. Device for measuring dichroism, characterized by a) eine Quelle elektromagnetischer Strahlung mit . verschiedenen ¥ellenTängen A. s a) having a source of electromagnetic radiation. different lengths A. s b) eine Interferometereinrichtung zum Beeinflussen der Strahlung von der Quelle, um einen Strahl zu erzeugen, der für jede Wellenlänge gekennzeichnet ist durch eine Elliptizität, die sich zwischen links- und rechtszirkulärer Polarisation ändert und zwischen welchen die Strahlpolarisation in einer Richtung linear wird» wenn sich die Elliptizität von einer links- zu-einer rechtszirkularen Polarisation ändert und linear in der anderen Richtung wird, wenn sich die Elliptizät von einer rechts- zu einer linkszirkularen Polarisation ändert, wobei die charakteristische Frequenz HL dieser Änderung als Funktionb) an interferometer device for influencing the Radiation from the source to create a beam, which is characterized for each wavelength by an ellipticity that extends between left and right circular polarization changes and between which the beam polarization becomes linear in one direction »if the ellipticity of a left-to-right circular polarization changes and becomes linear in the other direction when it changes the ellipticity changes from a right to a left circular polarization, with the characteristic Frequency HL of this change as a function CLCL der Wellenlänge variiert,the wavelength varies, c) einen Probenraum zum Schaffen eines Durchganges des elliptisch polarisierten Strahles durch eine dichroitische Probe in dem Raum, wobei die Probe in unterschiedlicher Weise die abwechselnd polarisierte Strahlung einer charakteristischen Gruppe von Wellenlängen X absorbiert, undc) a sample space for creating a passage of the elliptically polarized beam through a dichroic sample in the space, the sample absorbing the alternately polarized radiation of a characteristic group of wavelengths X in different ways, and d) einen Detektor zum Messen der Strahlintensität, der in dem Weg des Strahles angeordnet ist? der von dem Probenraum ausgeht und dadurch gekennzeichnet ist, daß er ein Ausgangssignal liefert, welches sich in seiner Intensität mit der Frequenz IT ändert,d) a detector for measuring the beam intensity placed in the path of the beam ? which emanates from the sample space and is characterized in that it supplies an output signal which changes in intensity with the frequency IT, elel wenn sich eine Probe in dem Raum befindet, wobeiif there is a sample in the room, where .../A4 309848/094 8... / A4 309848/094 8 " 2324562"2324562 das Ausgangssignal für eine nachfolgende Verarbeitung angepaßt ist, um diehroitische Spektren zu erzeugen/ die sich mit der Wellenlänge Z ändern» dadurch gekennzeichnet, daßthe output signal is adapted for subsequent processing in order to generate the throic spectra / which change with the wavelength Z »characterized in that e) die Einrichtung einen Strahlenteiler enthält zum Durchlassen und Reflektieren des Lichtes von der Quelle in zwei Strahlen, eine Strahlreflektier* einrichtung in den entsprechenden Wegen der beiden Strahlen, wobei die Einrichtungen relativ zueinander beweglich sind, eine Strahlverzögerungseinrichtung in dem Weg mindestens eines der beiden Strahlen und eine Betätigurgseinrichtung zum Bewirken einer solchen relativen Bewegung der genannten Einrichtungen um die Frequenzen N_ zu steuern»e) the device includes a beam splitter for transmitting and reflecting the light from the Source in two beams, a beam reflecting device in the corresponding paths of the two Beams, the devices being movable relative to one another, a beam retarding device in the path at least one of the two beams and an actuator for causing one such relative movement of the said devices to control the frequencies N_ » 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet. daß 3ede der Einrichtungen einen Spiegel enthält·6. Device according to claim 5, characterized. that each of the facilities contains a mirror 7. Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennze iehnet. daß 3ede der Einrichtungen eine Qruppe von Retro* reflektcren zum Trennen des in die Qruppe ein» tretenden Strahles von dem die Gruppe verlassenden Strahl enthält.7. Device according to claim 5 » characterized iehnet marked. 3ede that the means comprise a Qruppe of R e tro * reflektcren for separating the containing of the Qruppe a "passing beam group exiting beam. 8. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet« daß die Strahlverzögerungseinrichtung aus einem Viertelwellenlängenverzögerer in dem Weg des Strahles besteht, der zweimal durch den Verzögerer läuft.8. Device according to claim 5, characterized in that «the beam retarder consists of a quarter-wave retarder in the path of the beam which runs twice through the retarder. 9. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet. daß die Strahlverzögerungseinrichtung aus einem Halbwellenverzögerer in dem Weg desjenigen Strahles besteht, der einmal durch den Verzögerer läuft«,9. Device according to claim 5, characterized. that the beam retarder consists of a half-wave retarder in the path of the beam that once passes through the retarder «, 3 0 9848/094 83 0 9848/094 8 1Oo Einrichtung nach Anspruchs?, dadurch gekennzeichnet. daß die den von dem Strahlenteiler reflektierten Strahl empfangende Strahlreflektiereinrichtung einen Reflexions-Polarisator enthält,1Oo device according to claim ?, thereby marked ichnet. that the beam reflecting device receiving the beam reflected by the beam splitter contains a reflection polarizer, 11. Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen weiteren Halbwellenverz5gerer? der nur als Kompensator in dem Weg des Strahles arbeitet, der durch den Strahlenteiler hindurchgelaufen ist»11. Device according to claim 8, characterized by a further half-wave delay ? which only works as a compensator in the path of the beam that has passed through the beam splitter » 309848/0948309848/0948
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