DE2212498A1 - Raman spectrometer - Google Patents
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- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
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- G01J3/44—Raman spectrometry; Scattering spectrometry ; Fluorescence spectrometry
Description
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Nihon Denshi Kabushiki Kalsha Nakagami-cho, Akishima-shl, TOKYO / JapanNihon Denshi Kabushiki Kalsha Nakagami-cho, Akishima-shl, TOKYO / Japan
Die Erfindung betrifft ein Raman-Spektrometer, insbesondere, ein solches, das ein Raman-Spektrum mit hoher Auflösung und hoher Empfindlichkeit liefert.The invention relates to a Raman spectrometer, in particular one that has a high resolution and high Raman spectrum Sensitivity supplies.
Bei dem bekannten Raman-Spektrometer wird das Raman-Licht von einer Unterauchungsprobo aus gestreut, indem diese Mate·.In the known Raman spectrometer, the Raman light scattered from a submersion by this mate ·.
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rialprobe mit einem monochromatischen Laserbündel bestrahlt wird. Das gestreute Raman-Licht wird sodann in einen Monochromator gerichtet und je nach der Wellenlänge durch ein Beugungselement, beispielsweise ein Gitter oder ein Prisma, gebeugt.rial sample irradiated with a monochromatic laser beam will. The scattered Raman light is then passed into a monochromator directed and depending on the wavelength by a diffraction element, for example a grating or a prism, bent.
Dieses gebeugte Raman-Licht wird durch den Auslaßschlitz des Monochromators geleitet und von einer Meßeinrichtung, beispielsweise einem photoelektrischen Verstärker, erfaßt. Das Beugungselement wird sodann gedreht, um die verschiedenen Lichtwellenlängen durch den Schlitz und in den Detektor zu leiten. Schließlich werden die erfaßten Signale in ein Aufzeichnungsgerät eingegeben, das mit der Drehung des Beugungselementes synchronisiert ist und das Raman-Spektrum aufzeichnet. This diffracted Raman light is emitted through the outlet slit of the Monochromator guided and detected by a measuring device, such as a photoelectric amplifier. That Diffractive element is then rotated to direct the different wavelengths of light through the slit and into the detector conduct. Finally, the captured signals are entered into a recorder entered, which is synchronized with the rotation of the diffraction element and records the Raman spectrum.
Die so erhaltene Auflösung des Raman-Spektrums ist durch die Spektralbreite des LaserbUndels und durch die Auflösung bzw. das Auflösungsvermögen des Monochromators selbst bestimmt. D.h., wenn beispielsweise die Spektralbreite des Laserbündels groß ist, ist auch die Spektralbreite des Raman-Spektrums groß, Wenn demgemäß das Raiimn-Spekfcrunt zwei Spitzen bzw. Gipfel aufweist, deren WeLJ.anzahlen außerordentlich nahe beieinander liegen, »o wird dieses Spektrum lediglich als eine Spitze aufgezeichnet, selbst wenn das Auflösungsvermögen des Monochromators hoch 1st, Wenn andererseits das Auflösungsvermögen des Monochromators klein ist, ist es unmöglich, ein genaues Raman-Spektrum aufzuzeichnen. Beim gegenwärtigen Stand der Technik 1st es jedoch möglich, die Spektralbreite des Laserstrahlbündöls bis auf 0,01 cm" oder sogar weniger zu verengen. Aus diesem Grund ist die Auflösung des Raman-Spektrums durch die Auflösung das Monochromators begrenzt.The resolution of the Raman spectrum thus obtained is by the Spectral width of the laser beam and through the resolution or determines the resolution of the monochromator itself. That is, if, for example, the spectral width of the laser beam is large, the spectral width of the Raman spectrum is also large. Accordingly, if the Raiimn spectrum has two peaks, whose number of WeLJ. is extraordinarily close to one another lie, »o this spectrum is only recorded as a peak, On the other hand, even if the resolving power of the monochromator is high, On the other hand, if the resolving power of the Monochromator is small, it is impossible to get an accurate Raman spectrum to record. With the current state of the art, however, it is possible to adjust the spectral width of the laser beam down to 0.01 cm "or even less. For this reason, the resolution of the Raman spectrum is limited by the The resolution of the monochromator is limited.
Da die Auflösung eines üblichen Monochromator meistens bei 0,h cm"1 liogt, werden zwei beliebige Raman-Linien, derenSince the resolution of a conventional monochromator usually at 0, h cm "1 liogt be any two Raman lines whose
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Wellenzahlen innerhalb dieses Bereiches liegen, zwangsläufig als eine einzige Linie aufgezeichnet. Wavenumbers lying within this range are bound to be recorded as a single line.
Da weiterhin die Breite des Einlaß- und Auslaßschlitzes des Monochromators außerordentlich gering sein sollte, um eine hohe Auflösung zu erhalten, sind die Lichtverluste vergleichsweise groß, was zur Folge hat, daß die Empfindlichkeit des Monochromators nachteilig beeinflußt wird.Furthermore, since the width of the inlet and outlet slits of the monochromator should be extremely small to one To obtain high resolution, the light losses are comparatively large, with the result that the sensitivity of the Monochromator is adversely affected.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Raman-Spektrometer mit hoher Auflösung und großer Empfindlichkeit zu schaffen.The invention is therefore based on the object of a Raman spectrometer with high resolution and great sensitivity.
Erfindungsgemäß besteht die Lichtquelle für das Raman-Spektrometer aus einem Farblaser, einem parametrischen Laser oder einem Raman-Laser, d.h. aus einem Laser, durch den die Wellenzahl des in Schwingungen versetzten Lichtes geändert werden kann. Darüber hinaus ist zwischen der zu untersuchenden Probe und dem Lichtdetektor wenigstens ein Fabry-Perot-Interferometer vorgesehen, so daß Licht mit einer einen vorbestimmten Wert aufweisenden Wellenzahl hindurchgeleitet wird. Diese Art eines Interferometers besteht aus zwei hochreflektierenden Platten mit niedrigem Absorptionsvermögen, die parallel angeordnet sind; dieses Interferometer arbeitet nach dem Interferenz-Prinzip, das auf der Vielfachreflexion des Lichts zwischen den beiden Platten beruht. Die Wellenzahl des durch das Interferometer geleiteten Lichts wird durch den Abstand zwischen den Platten und durch die Brechungszahl des zwischen den Platten befindlichen Mediums bestimmt. Es ist möglich, die Spektralbreite des durch das Interferometer geleiteten Lichte auf weniger als 0,01 cm zu verringern.According to the invention, there is the light source for the Raman spectrometer from a color laser, a parametric laser or a Raman laser, i.e. from a laser through which the wavenumber of the vibrated light can be changed. In addition, there is between the sample to be examined and the light detector at least one Fabry-Perot interferometer provided so that light having a wavenumber having a predetermined value is passed therethrough. This kind an interferometer consists of two highly reflective Low absorbency panels arranged in parallel are; this interferometer works according to the interference principle, which is based on the multiple reflection of light between the two plates. The wavenumber of the Interferometer guided light is determined by the distance between the plates and determined by the refractive index of the medium located between the plates. It is possible, the spectral width of the transmitted through the interferometer Reduce clearances to less than 0.01 cm.
Bei der obengenannten Anordnung ist die Differenz in der Wellenzahl zwischen dein β in fallenden Lasers trahlbUnd el und dem von elor" Wntijfiuoliiinfjsprobe ausgestreuten Raman—Licht kon—With the above arrangement, the difference is in the Wave number between your β in falling laser beam beam and el the Raman light scattered by Elor "Wntijfiuoliiinfjsprobe"
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stant, und zwar unabhängig davon, welche Wellenzahl das einfallende Bündel aufweist.stant, regardless of which wave number is incident Has bundle.
Aus diesem Grund kann durch Abtasten der Wellenzahl des einfallendenLaserstrahlbündele und durch Erfassen des durch das Interferometer hindurchgeleiteten Raman-Lichtes ein Raman-Spektrum mit hoher Auflösung aufgezeichnet werden.For this reason, by scanning the wave number of the incident laser beam and detecting a Raman spectrum by detecting the Raman light transmitted through the interferometer can be recorded with high resolution.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:Further features, details and advantages of the invention emerge from the claims and from the following description preferred embodiments based on the drawing. This shows in:
Flg. 1 eine Ausführungsform des Raman-Spektrometers, bei dem als Lichtquelle ein Farblaser verwendet wird;Flg. 1 shows an embodiment of the Raman spectrometer in which a color laser is used as the light source;
Fig. 2 Übertragungskurven des Interferenzfilters und der beiden Fabry-Perot-Interferometer, die bei der Ausführungs· form gemäß Fig. 1 verwendet werden;Fig. 2 transfer curves of the interference filter and the two Fabry-Perot interferometer, which in the execution form according to Figure 1 are used;
Fig. 3 Spektren des Laserlichts und des Ratnanllchta jFig. 3 Spectra of laser light and Ratnanllchta j
Fig. k Übertragungskurven eines einzigen Fabry-Perot-Interferometers zur Überwachung der Wellenzahl des Laserlichts; FIG. K shows the transmission curves of a single Fabry-Perot interferometer for monitoring the wave number of the laser light; FIG.
Flg. 5 eine abgewandelte Ausführungsform des beim Spektrometer gemäß Fig. 1 verwendeten Farblasers}Flg. 5 shows a modified embodiment of the spectrometer according to Fig. 1 used color laser}
Fig. 6 einen erfindungsgemäß verwendeten parametrischen Oscillator;6 shows a parametric used according to the invention Oscillator;
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform des Spektrometers, bei dem ein Fabry-Perot-Interferometer und ein Monochromator verwendet werden und7 shows a further embodiment of the spectrometer at a Fabry-Perot interferometer and a monochromator be used and
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Pig, 8 das ÜbertragungsSpektrum hiervon„Pig, 8 the transmission spectrum of this "
Bei der Ausführungsform gemäß Pig. 1 ist ein Farblaser 1 vorgesehen) dieser besteht aus einem einen organischen Farbstoff, wie beispielsweise Rodamin 6G, enthaltenden Laserrohr 2, aus einem zwei Spiegel 3,4 aufweisenden Laserresonator und aus einem Prisma 5 zum Auswählen der Wellenzahl des Laserlichtes. Der Farbstoff wird durch Bestrahlen des Laserrohres 2 mit von einer nicht dargestellten Quelle ausgesandtem Laserlicht erregt und das sich ergebende fluoreszierende Licht, das ein breites Band von Wellenzahlen umfaßt, wird durch das Prisma 5 gebeugt. Der Lichtstrahl mit einer solchen Wellenzahl, die der durch die Spiegel 3,k gebildeten Resonanzbedingung genügt, wird durch angeregte Ausstrahlung in Schwingungen versetzt, verstärkt und als Hochleistungslaserlicht 7 durch den Spiegel 4 geleitet. Dieses Hochleistungslaserlicht 7 trifft dann auf die Probe 8 auf und bewirkt, daß diese Ramanllcht ausstreut, das durch eine Linse 10 in paralleles Licht umgewandelt wird, bevor es durch einen Interferenzfilter 11, der eine transparente Basis, wie beispielsweise Glas, und evaporierte, d.h. abgedampfte Membranen aufweist, und durch swal Fabry-Perot-Interferometer 12, 13 geleitet wird, die jeweils zwei reflektierende bzw. spiegelnde Platten aufweisen. Die Übertragungskurven des Interferenzfilters 11 und der beiden Interferometer 12,13 sind in Fig. 2a, b und c dargestellt. Der Interferenzfilter 11 und die Interferometer 12, 13 sind so eingestellt, daß die Kurven bei der Wellenzahl Vq einen Scheitel bilden. Bei einem Fabry-Perot-Interferometer mit parallelen Ebenen wird der Abstand & zwischen zwei Scheiteln und die halbe Breite Su jedes Scheitels folgendermaßen ausgedrückt tIn the embodiment according to Pig. 1 a color laser 1 is provided) this consists of a laser tube 2 containing an organic dye such as Rodamin 6G, a laser resonator having two mirrors 3, 4 and a prism 5 for selecting the wave number of the laser light. The dye is excited by irradiating the laser tube 2 with laser light emitted from a source (not shown), and the resulting fluorescent light, which comprises a wide band of wavenumbers, is diffracted by the prism 5. The light beam with such a wave number that satisfies the resonance condition formed by the mirrors 3, k is set in oscillation by excited radiation, amplified and passed through the mirror 4 as high-power laser light 7. This high-power laser light 7 then strikes the sample 8 and causes it to scatter Raman light, which is converted into parallel light by a lens 10 before it passes through an interference filter 11, which has a transparent base, such as glass, and evaporated, ie evaporated Has membranes, and is passed through swal Fabry-Perot interferometers 12, 13, each having two reflecting or specular plates. The transmission curves of the interference filter 11 and the two interferometers 12, 13 are shown in FIGS. 2a, b and c. The interference filter 11 and the interferometers 12, 13 are set so that the curves form an apex at the wave number Vq. In a Fabry-Perot interferometer with parallel planes, the distance & between two vertices and half the width S u of each vertex is expressed as follows
2nt2nt
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Hierbei bedeutet!Here means!
η a Brechungezahl des Mediums zwischen den beiden Reflexionsplatten, die jedes Interferometer.aufweist} t a Abstand zwischen jedem Plattenpaar} P β FeLiihei-t, d.h. ein Parameter, der durch den Reflexionsfaktor und die Flachheit der Platten bestimmt ist. D.h. L und ^(j vergrößern sich bei abnehmendem t. Aus diesem Grund können durch entsprechende Einstellung der Interferometer 12, 13 die geeigneten Übertragungskurven erzielt werden. Fig. 2d zeigt die kombinierte Übertragungskurve des Filters 11 und der beiden Interferometer 12, 13· Die Kurve weist bei ^O einen scharfen Scheitel auf, wobei die halte Breite des WellenscheLtels durch die halbe Breite der aus Fig. 2b ersichtlichen Wellenscheitel bestimmt ist. Wenn beispielsweise der Abstand zwischen den Platten des ersten Interferometers I cm beträgt, das Medium zwischen den Platten Luft Int (Brechungsindex i) und die Feinheit F des Interferometers bei .50 liegt, beträgt die halbe Breite des aus Fig. 2d ersichtlichen Scheitels 0,01 cm"1.η a Refractive index of the medium between the two reflection plates, which every interferometer has} ta distance between each pair of plates} P β FeLiihei-t, ie a parameter that is determined by the reflection factor and the flatness of the plates. That is, L and ^ (j increase with decreasing t. For this reason, the appropriate transmission curves can be achieved by setting the interferometers 12, 13. Fig. 2d shows the combined transmission curve of the filter 11 and the two interferometers 12, 13 · the curve has a sharp apex at ^ O, the width of the wave crest being determined by half the width of the wave crest shown in Fig. 2b If, for example, the distance between the plates of the first interferometer is 1 cm, the medium between the plates is air Int (Refractive index i) and the fineness F of the interferometer is .50, half the width of the apex shown in FIG. 2d is 0.01 cm " 1 .
Wie schon beschrieben, arbeiten der Filter 11 und die beiden Interferometer 12, 13 als ein einziger Monochromator, und ββ tritt lediglich das Ramanlioht mit der vorbestimmten Wellenzahl, «las aus den verschiedenen Wellenzahlen in dem von der Probe 8 ausgestreuten Ramanlicht ausgewählt wurde, durch den Filter 11 und durch die Interferometer 12, 13 hindurch. Danach wird das Licht mittels einer Linse ~\h auf einer Meßeinrichtung 15» beispielsweise einem Photo- bzw. Lichtverstärker, gebündelt und aufgefangen. In der Brennpunktebene der Linse 14 ist eine Iris 22 bzw. eine Blende angeordnet, die verhindert, daß schräg in die Interferometer 12, 13 eintretendes Licht durch den Detektor 15 hindurchgeht. Das erfaßte bzw, aufgefangene Signal wird zu einem Schaltkreis 16 geleitet, der im wesentlichen einen Photonen-Zähler und einen Verstärker auf- As already described, the filter 11 and the two interferometers 12, 13 work as a single monochromator, and only the Raman light with the predetermined wave number passes through which was selected from the various wave numbers in the Raman light scattered by the sample 8 Filters 11 and through the interferometers 12, 13. Thereafter, the light by a lens ~ \ h is, for example, a photon or light amplifiers, and concentrated on a measuring device 15 "collected. In the focal plane of the lens 14, an iris 22 or a diaphragm is arranged, which prevents light entering the interferometers 12, 13 from passing through the detector 15. The detected or the collected signal is passed to a circuit 16 which substantially up a photon-counter and an amplifier
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weist, und nach der Zählung in eine AufZeichnungseinrichtung 17 eingegeben.and after counting into a recorder 17 entered.
Bei der oben beschriebenen Anordnung wird die Wellenzahl des Laserstrahlbiindels dadurch abgetastet, daß das Prisma 5 gedreht wird, das einen Teil des Farbstofflasers 1 bildet 5 hierdurch wird die Wellenzahl des Lichts, das der Resonanzbedingung des Laserresonators (Spiegel 3» Ό genügt, verändert, die ihrerseits die Wellenzahl des Laserstrahlbündels abtastet.In the arrangement described above, the wave number of the laser beam bundle is scanned by rotating the prism 5, which forms part of the dye laser 1 5 in turn scans the wave number of the laser beam.
Aus Fig. 3 ist das LichtSpektrum TT des die Probe 8 bestrahlt From Fig. 3, the light spectrum T T of the sample 8 is irradiated
!enden Laserstrahlbündels, das Lichtspektrum 1^ des von der Probe 8 ausgestreuten Ramanlichtes und die kombinierte Übertragungskurve I 0 des Interferenzfilters 11 und der beiden Fabry-Perot-Interferometer 12, 13 ersichtlich. Da die Wellenzahldifferenz zwischen dem Laserstrahlbündel und dem Raraanlicht konstant, ist, wird durch Abtasten der Wellenzahl des Laserstrahlbündels auch die Wellenzahl des Ramanlichtes abgetastet. Aus diesem Grund ändert sich entsprechend dem Abtasten der Wellenzahl des Laserlichtes die Intensität des Ramanlichtes mit einer Wellenzahl \>0, und sie wird durch die Aufzeichnungseinrichtung 17 aufgezeichnet.At the end of the laser beam, the light spectrum 1 ^ of the Raman light scattered by the sample 8 and the combined transmission curve I 0 of the interference filter 11 and the two Fabry-Perot interferometers 12, 13 can be seen. Since the wave number difference between the laser beam and the rare light is constant, the wave number of the Raman light is also scanned by scanning the wave number of the laser beam. For this reason, in accordance with the scanning of the wave number of the laser light, the intensity of the Raman light changes with a wave number 0 , and it is recorded by the recording device 17.
Um die Veränderung der Wellenzahl des Laserstrahlbündele überwachen zu können, ist im Lichtweg zwischen dem Laser 1 und der Probe 8 ein Halbepiegel 18 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise angeordnet. Das vom Spiegel 18 reflektierte Laaerstrahlbündel durchläuft ein Fabry-Perot-Interferometer 19 und wird von einem Detektor 20 erfaßt. Die Scheitel der Ausgangssignal-Wellenform des Detektors 20 sind, wie aus Fig. h ersichtlich, abstandsgleich. Nachdem das Ausgangssignal durch einen Verstarker 21 verstärkt worden ist, wird es in die Aufzei chnungseinrichtuii'K 17 eingegeben und zusammen mit dem Ramanspektrum auf dem Aui'zeicimiingspapier aufgezeichnet. Da der Abstand zwischen Jeweils zwei der Gipfel, die das Spektrum ge-In order to be able to monitor the change in the wave number of the laser beam bundle, a half mirror 18 is arranged in the light path between the laser 1 and the sample 8 in the manner shown in FIG. The Laaer beam reflected by the mirror 18 passes through a Fabry-Perot interferometer 19 and is detected by a detector 20. The vertices of the output signal waveform of the detector 20 are, as can be seen from Fig. H, equidistant. After the output signal has been amplified by an amplifier 21, it is input into the recording device 17 and recorded on the recording paper together with the Raman spectrum. Since the distance between two of the peaks that make up the spectrum
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maß Flg. k bilden, durch den Abstand zwischen den beiden Reflexioneplatten, die das Interferometer 1° aufweist, bestimmt ist, läßt sich die Wellenzahl des Raman-Spektrums durch Vergleich des Spektrums mit der Ausgangssignal-Wellenform des Detektors 20 feststellen*measured Flg. k , is determined by the distance between the two reflection plates, which the interferometer has 1 °, the wave number of the Raman spectrum can be determined by comparing the spectrum with the output signal waveform of the detector 20 *
Da die Auflösung des Raman-Spektrums durch den Abstand zwischen den beiden Reflexionsplatten, die das Fabry-Perot-Interferometer aufweist, bestimmt ist, ist es möglich, ein Raman-Spektrum mit einer Auflösung von 0,01 cm" oder mehr zu erhalten. Da weiterhin ein vollkommen optisches System verwendet wird, ist es möglich, den Verlust an Ramanlicht bemerkenswert zu verringern, wodurch ein Raman-Spektrometer mit einer hohen Empfindlichkeit gesohaffen ist.Since the resolution of the Raman spectrum is determined by the distance between the two reflection plates that the Fabry-Perot interferometer has, it is possible to use a Raman spectrum with a resolution of 0.01 cm "or more obtain. Furthermore, since an entirely optical system is used, it is possible to remarkably reduce the loss of Raman light, thereby using a Raman spectrometer is of high sensitivity.
Bei der abgewandelten Ausführungsform des Farbstofflasers gemäß Fig. 5 besteht der Laserresonator aus einem Gitter 32 und einem einzigen Spiegel 33. Der in der Laserröhre 31 enthalten· Farbstoff wird auf die gleiche zuvor beschriebene Weise durch Bestrahlen der Röhre 31 mit Laserlicht Jk erregt, und das erzeugte fluoreszierende Licht, das ein breites Band von Wellenzahlen umfaßt, wird durch das Gitter 32 gebeugt. Der Lichtstrahl mit einer solchen Wellenzahl, die der durch das Gitter 32 und den Spiegel 33 bestimmten Resonanzbedingung genügt, schwingt. Die Wellenzahl des Lichtes wird durch Drehen des Gitters 32 abgetastet.In the modified embodiment of the dye laser according to FIG. 5, the laser resonator consists of a grating 32 and a single mirror 33. The dye contained in the laser tube 31 is excited in the same manner previously described by irradiating the tube 31 with laser light Jk , and that generated fluorescent light comprising a wide band of wavenumbers is diffracted by the grating 32. The light beam with such a wave number that satisfies the resonance condition determined by the grating 32 and the mirror 33 oscillates. The wavenumber of the light is scanned by rotating the grating 32.
Bei der aus Fig. 6 ersichtlichen Ausführungsforra wird ein YAG-Kristall 41, der ein Teil eines YAG-Lasers kO bildet und angeregte Nd-Ionen (doped Nd Ions) enthält, von einer Lampe kZ bestrahlt, um die Ionen anzuregen. Es wird daher vom Kristall 41 Licht ausgesandf, dessen Wellenlänge duroh einen zweiten Oberschwingungeerzeuger hj verdoppelt wird. Das Lioht mit einer bestimmten Wellenlänge (beispielsweise 0,53")» dl· der Resonanzbedingung eines aus zwei Spiegeln kk, h$ und einenIn the embodiment shown in FIG. 6, a YAG crystal 41, which forms part of a YAG laser kO and contains excited Nd ions (doped Nd ions), is irradiated by a lamp kZ in order to excite the ions. The crystal 41 emits light, the wavelength of which is doubled by a second harmonic generator hj . The light with a certain wavelength (for example 0.53 ")» dl · the resonance condition of one of two mirrors kk, h $ and one
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Prisma 46 bestehenden Laserresonator genügt, schwingt. Bine zwischen dem Kristall 41 und dem Spiegel 45 angeordnete Ultraschall-Q-Schaltvorrichtung 47 erzeugt -Riesenimpuls- Laserlicht 48, das durch den Spiegel 45 hindurch geleitet und durch schnelles Betätigen der Schaltvorrichtung 47 als sich wieder- _ holend impulsmoduliertes Intensivlaserlicht verwendet wird. Daraufhin tritt das Riesenimpuls-Laserlicht 48 in einen parametrischen Oszillator ein, der aus zwei einen zweiten Laserresonator bildenden Spiegeln 49» 50 und aus einem LiNbO-- oder dgl. nicht linearen-Kristall 51 besteht. Nach dem Eintritt des Laserlichtes in den parametrischen Oscillator wird die Wellenzahl des Laserlichtes in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen den beiden Spiegeln 49, 50 und der Temperatur des nicht linearen Kristalls 51 geändert, so daß das Laserlicht 52 mit der gewünschten Wellenzahl durch den Spiegel 50 hindurchtritt. Schließlich wird die Wellenzahl des hindurchgetretenen Laserlichtes durch Variieren der Kristalltemperatur abgetastet.Prism 46 existing laser resonator is sufficient, oscillates. Bine Ultrasonic Q-switching device 47 arranged between crystal 41 and mirror 45 generates giant pulse laser light 48 which is passed through mirror 45 and through rapid actuation of the switching device 47 as again- _ fetching pulse-modulated intensive laser light is used. The giant pulse laser light 48 then enters a parametric oscillator, which consists of two mirrors 49 »50 forming a second laser resonator and a LiNbO-- or the like. Non-linear crystal 51 is made. After the laser light has entered the parametric oscillator, the wave number of the laser light as a function of the distance between the two mirrors 49, 50 and the temperature of the nonlinear crystal 51 is changed so that the laser light 52 having the desired wavenumber through the mirror 50 passes through. Finally, the wave number of the laser light that has passed through is scanned by varying the crystal temperature.
Wie aus Fig. 7 ersichtlich, fällt das von der Probe 8 ausgestreute Ramanllcht über eine Linse 60 zur Erzeugung parallelstrahligen Lichtes, ein Fabry-Perot-Interferometer 61 und Über eine PokuÄerlinse 62 in einen Monochromator 6J ein. Nachdem das Ramanlicht durch den Monochromator 63 hindurchgetreten 1st, wird es von einem Detektor 15 erfaßt, und die Ausgangsimpulse des Photo- bzw. Lichtverstärkers werden von einer Zählschaltung 16 gezählt. Das Interferometer 61 ist so eingestellt, daß die halbe Breite jedes Scheitels des übertragungsspektrums verringert wird und die Wellenzahl eines Scheitels 1>q beträgt, wie aus Fig. 8a ersichtlioh. Der Monochromator ist ebenfalls derart eingestellt, daß die Wellenzahl eines Scheitels des erwähnten Spektrums Iq beträgt, wie aus Fig. 8b ersichtlich. Aus diesem Grund hat das kombinierte übertragung* Spektrum des Pabry-Perot-Interferoneters 6^ und des Monochromator· 6j einen Scheitel, dessen Wellemsahl, wie ausAs can be seen from FIG. 7, the Raman light scattered by the sample 8 is incident on a monochromator 6J via a lens 60 for generating parallel beam light, a Fabry-Perot interferometer 61 and via a PokuÄer lens 62. After the Raman light has passed through the monochromator 63, it is detected by a detector 15 and the output pulses of the photo amplifier are counted by a counting circuit 16. The interferometer 61 is set in such a way that half the width of each vertex of the transmission spectrum is reduced and the wave number of an vertex is 1> q, as can be seen from FIG. 8a. The monochromator is also set in such a way that the wave number of an apex of the spectrum mentioned is Iq, as can be seen from FIG. 8b. For this reason, the combined transmission * spectrum of the Pabry-Perot interferoneter 6 ^ and the monochromator 6j has a vertex, the wave of which, as from
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Fig. 80 ersichtlich, v>q beträgt* Da darüber hinaus die Scheitelbreite durch das Interferometer 61 bestimmt ist» kann die halbe Breite bedeutend verringert werden.Figure 80 can be seen., V> q is * In addition, since the peak width is determined by the interferometer 61 ', the half-width can be significantly reduced.
Aufgrund der geschilderten Anordnung ergibt sich ein Raman-Spektrum mit einer hohen Empfindlichkeit, da ein lichtstarker Monochromator, beispielsweise ein Einzelmonochromator, verwendet werden kann.The arrangement described results in a Raman spectrum with a high sensitivity, since a powerful monochromator, for example a single monochromator, can be used.
M 209840/07S8 M 209840 / 07S8
Claims (6)
das in eine Lichtauswahleinrichtung gerichtet, durch ein
drehbares Beugungselement gebeugt, von einem Detektor erfaßt und von einer Aufzeichnungseinrichtung aufgezeichnet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Laserlichtquelle vorgesehen ist, mittels der die Wellenzahl des in Schwingungen versetzten und auf die Untersuchungsprobe (8) gerichteten Laserlichtes abtastbar ist, und daß die Lichtauswahleinrichtung (11, 12, 13) zwischen der Probe und dem Detektor (15) wenigstens ein Fabry-Perot-Interferometer (12, I3) aufweist, mittels dem das von der Probe aufgrund des hierauf auftreffenden Laserlichtee ausgestreute Ramanlicht nach der Wellenzahl auswählbar ist*./Raman spectrometer, in which an examination sample irradiated by a laser beam scatters Raman light,
directed into a light selector, through a
rotatable diffraction element is diffracted, detected by a detector and recorded by a recording device,
characterized in that a laser light source is provided by means of which the wave number of the vibrated laser light directed onto the test sample (8) can be scanned, and that the light selection device (11, 12, 13) between the sample and the detector (15) at least a Fabry-Perot interferometer (12, I3), by means of which the Raman light scattered by the sample due to the laser light falling on it can be selected according to the wave number *
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| JP1539771A JPS515314B1 (en) | 1971-03-18 | 1971-03-18 |
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Family Applications (1)
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