專(zhuān)利名稱(chēng)：用于測(cè)量圓二色性、旋光性和吸收光譜的方法和二向色描繪器的制作方法
技術(shù)范疇本發(fā)明的主題在于通過(guò)分光偏振方法測(cè)量光學(xué)旋光材料的圓二色性、旋光性和吸收光譜，以及實(shí)現(xiàn)該測(cè)量方法的設(shè)備的組成。
背景技術(shù)：
目前圓二色性光譜可以通過(guò)分光偏振設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，其光學(xué)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)改裝后的二向色描繪器，也可以用于測(cè)試材料其它一些光學(xué)性能(如旋光和/或吸收)的測(cè)量。為了測(cè)量圓二色性，此設(shè)備至少必須包括已知波長(zhǎng)的光源、線(xiàn)偏振器、橢圓調(diào)制器、供測(cè)試材料使用的支架和/或樣品池以及檢測(cè)器。為用同一設(shè)備測(cè)量旋光性，需在檢測(cè)器之前插入檢偏器，以將偏振方向轉(zhuǎn)換為光振幅的變化。為了測(cè)量吸收，比較有利的作法是從光學(xué)系統(tǒng)中排除偏光之件，即排除起偏器、橢圓調(diào)制器和檢偏器。
實(shí)際上這就意味著，通過(guò)利用已知類(lèi)型二向色描繪器目前采用的方法，以上指出的所有三種光學(xué)性能不可能同時(shí)即實(shí)時(shí)進(jìn)行測(cè)量。這在被測(cè)試材料的性能或組分于化學(xué)反應(yīng)中迅速變化的情況下，或者在對(duì)不穩(wěn)定的有機(jī)材料(如透明質(zhì)酸酶)進(jìn)行測(cè)量的情況下，就不方便。
現(xiàn)有二向色描繪器的其它缺陷，實(shí)際上在于它不能利用參考光線(xiàn)來(lái)確定圓二色性的對(duì)應(yīng)單位，這是因?yàn)樵诳山邮軐挾鹊墓庾V區(qū)(例如在從300至600nm的波長(zhǎng)間隔)內(nèi)事實(shí)上不存在能夠表示不變的圓二色性的適合的標(biāo)準(zhǔn)材料。這一事實(shí)便使目前已知的二向色描繪器的測(cè)量受到局限。
本發(fā)明的目的在于精心擬定一種基本上能夠減少上述缺陷的測(cè)量方法，并能在對(duì)現(xiàn)有二向色描繪器進(jìn)行改進(jìn)之后，在可接受寬度的光譜區(qū)內(nèi)同時(shí)對(duì)圓二色性、旋光性和吸收光譜進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。
發(fā)明的揭示上述目的是通過(guò)本發(fā)明的主題來(lái)達(dá)到的，本發(fā)明主題為一種測(cè)量光學(xué)旋光材料的透過(guò)率、圓二色性和旋光性的方法，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，針對(duì)一定波長(zhǎng)，首先對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)并確定單位值，測(cè)量光通過(guò)待測(cè)旋光性物質(zhì)和檢偏器，光振幅的變化被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的改變，對(duì)帶有調(diào)制橢圓度的該測(cè)量光偏振態(tài)進(jìn)行諧波分析，即實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的測(cè)量。
根據(jù)本發(fā)明的方法的主題，在于將分別對(duì)應(yīng)于旋光性材料的透過(guò)率、圓二色性、旋光性的零次諧波、一次諧波、二次諧波分類(lèi)出來(lái)，而一次諧波分量的頻率與調(diào)制頻率相對(duì)應(yīng)，并且通過(guò)這種方法確定的諧波分量的幅度，要同通過(guò)校準(zhǔn)取得的單獨(dú)的一些單位值進(jìn)行對(duì)比。
根據(jù)本發(fā)明的方法，利用雙光線(xiàn)部件產(chǎn)生第二路光線(xiàn)作為參考光還有更進(jìn)一步的目的，在于此參考光線(xiàn)與測(cè)量光線(xiàn)一樣被校準(zhǔn)和被調(diào)制，而且參考光振幅的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，與測(cè)量光振幅的相應(yīng)變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，兩者是交替的，其中測(cè)量和參考這兩條光線(xiàn)交換的頻率，至少要比調(diào)制頻率小10倍。
為此方法提供保證的二向色描繪器，是由已知波長(zhǎng)的光源、線(xiàn)偏振器、與調(diào)制電壓發(fā)生器相聯(lián)的橢圓調(diào)制器、測(cè)量樣品、檢偏器和電磁輻射檢測(cè)器構(gòu)成的，至少有兩個(gè)短程放大器接在該檢測(cè)器的輸出端，根據(jù)本發(fā)明，在線(xiàn)偏振器后的入射光線(xiàn)中設(shè)置有光轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)，其后形成測(cè)量和參考兩條光線(xiàn)；在測(cè)量光線(xiàn)的光路中，進(jìn)一步設(shè)置有與調(diào)制電壓發(fā)生器和測(cè)量檢偏器相聯(lián)的測(cè)量光線(xiàn)橢圓調(diào)制器，其中測(cè)量檢偏器的光軸與線(xiàn)偏振器的光軸成45°角，并且在它們之間放置有測(cè)量樣品，例如樣品池；在參考光線(xiàn)的光路中，進(jìn)一步設(shè)置有參考光線(xiàn)橢圓調(diào)制器，且其光軸與線(xiàn)偏振器光軸成45°角；并且在上述參考光線(xiàn)的光路中，進(jìn)一步至少設(shè)置有參考檢偏器，其光軸與線(xiàn)偏振器光軸成45°±單元角α；而且在測(cè)量光線(xiàn)和參考光線(xiàn)的光路中進(jìn)一步設(shè)置有光學(xué)元件，優(yōu)先采用的是將這些光線(xiàn)反射到電磁輻射通用檢測(cè)器上的反射鏡，與該檢測(cè)器輸出端相聯(lián)的是三個(gè)一組的短程放大器、交流放大器，第一短程放大器的工作頻率與橢圓調(diào)制器的頻率對(duì)應(yīng)，第二短程放大器的工作頻率與橢圓調(diào)制器的二倍頻對(duì)應(yīng)；并且在測(cè)量和參考光線(xiàn)的光路中，進(jìn)一步設(shè)置有光線(xiàn)斷續(xù)器。單元角優(yōu)先采用的值為0.1°±至±40°。
此外，光線(xiàn)斷續(xù)器可以作為入射光開(kāi)關(guān)的一部分來(lái)構(gòu)成，而且測(cè)量光線(xiàn)橢圓調(diào)制器和參考光線(xiàn)橢圓調(diào)制器可以作為通用橢圓調(diào)制器來(lái)構(gòu)成。
最后，根據(jù)本發(fā)明，入射光的光源可以由單色儀來(lái)構(gòu)成。
作為本發(fā)明主題的測(cè)量方法和二向色描繪器，能對(duì)現(xiàn)有技術(shù)程度提供顯著進(jìn)步性，它能夠同時(shí)(實(shí)時(shí))測(cè)量上述三種光學(xué)特性，即圓振二色性、旋光性和吸收，或者檢測(cè)哪一些光學(xué)性能能夠在待測(cè)材料中被測(cè)量到。本發(fā)明的主題的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，是能夠在很寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)安排連續(xù)性測(cè)量。
圖示簡(jiǎn)介二向色描繪器設(shè)備的實(shí)例，示意表示在附圖中。

圖1表示二向色描繪器的布局；圖2～4則表示圖1中平面A及B處偏振光線(xiàn)的狀態(tài)。
測(cè)量方法實(shí)例與發(fā)明的實(shí)現(xiàn)根據(jù)圖1的二向色描繪器，由光源1輸入單色光100如激光或波長(zhǎng)可調(diào)的單色光(可由如單色儀得到)。輸入的光線(xiàn)100將通過(guò)線(xiàn)偏振器2，并且進(jìn)入例如由(半透半反鏡和全反鏡)相結(jié)合形成的光開(kāi)關(guān)3。在光開(kāi)關(guān)3之后，光100處于光線(xiàn)斷續(xù)器30處，例如斷續(xù)器由電子控制旋轉(zhuǎn)的元件(截光器)構(gòu)成。由光線(xiàn)斷續(xù)器30出來(lái)的光線(xiàn)，交替地作為測(cè)量光線(xiàn)4或者參考光線(xiàn)5。這種交替是通過(guò)預(yù)先調(diào)整開(kāi)關(guān)頻率來(lái)達(dá)到的。
測(cè)量光線(xiàn)4進(jìn)一步將通過(guò)測(cè)量光線(xiàn)的橢圓調(diào)制器64、其參數(shù)需被測(cè)量的測(cè)量樣品7(例如帶有溶液的樣品池)、測(cè)量檢偏器8(例如由具有常用結(jié)構(gòu)的晶體偏振器構(gòu)成)和反射鏡11，并射向檢測(cè)器13，該檢測(cè)器13可以是某種電磁輻射用的傳感器，例如一些常用的光電傳感器，如光電倍增管。
參考光線(xiàn)5將通過(guò)參考光橢圓調(diào)制器65，其與測(cè)量光線(xiàn)的測(cè)量調(diào)制器64相同。比較有利的作法是讓兩個(gè)調(diào)制器能夠作為通用的調(diào)制器6來(lái)實(shí)現(xiàn)。隨后參考光線(xiàn)5將通過(guò)消色差的四分之一波長(zhǎng)相位元件9，由一對(duì)各向異性材料制成的取向相反的平片構(gòu)成。這些平板之一可作為徑向運(yùn)動(dòng)，并且進(jìn)入進(jìn)一步指出的交替定位的參考光線(xiàn)5中。參考光線(xiàn)5進(jìn)一步將通過(guò)參考檢偏器10，它具有與測(cè)量檢偏器8相同的特性和參數(shù)。在從參數(shù)檢偏器出來(lái)之后的光線(xiàn)5將與測(cè)量光線(xiàn)4一樣，由反射鏡12射向同一電磁輻射檢測(cè)器13。
在檢測(cè)器13的輸出端134，135和136有三個(gè)一組的放大器，即交流放大器14、第一短程放大器15和第二短程放大器16。短程放大器15和16例如是由同步探測(cè)器共聯(lián)組成，并且同交流電壓發(fā)生器17相連；來(lái)自交流電壓發(fā)生器17的一種低頻電壓，被用于控制測(cè)量光線(xiàn)和參考光線(xiàn)的橢圓調(diào)制器64和65，或者控制橢圓通用調(diào)制器6。具有二倍頻的第二種電壓，被用于第二個(gè)短程放大器16。作為構(gòu)成本發(fā)明二向性描繪器正常運(yùn)行的必要條件之一在于，電壓發(fā)生器17的工作頻率，需足夠大，至少要比光線(xiàn)斷續(xù)器30的工作頻率(即將入射光100轉(zhuǎn)換成測(cè)量光線(xiàn)4和參考光線(xiàn)5方向時(shí)的頻率)大10倍。按照?qǐng)D1執(zhí)行，例如光線(xiàn)斷續(xù)器30的工作頻率為100Hz，而調(diào)制電壓發(fā)生器17的工作頻率為50KHz。
根據(jù)圖1的二向色描繪器的整個(gè)系統(tǒng)，是由控制、記錄、計(jì)算用的設(shè)備18來(lái)完成的，它并不限定本發(fā)明的主題，并可包括配備必要軟件的控制計(jì)算機(jī)。
為清楚起見(jiàn)，圖2中表示的是圖1中平面A處(即在被測(cè)樣品7之前)入射光線(xiàn)100的空間偏振狀態(tài)。相應(yīng)的電矢量41在受到調(diào)制時(shí)被轉(zhuǎn)為橢圓、圓形式、反過(guò)來(lái)也一樣。線(xiàn)偏振狀態(tài)則與測(cè)量光線(xiàn)的調(diào)制器64或參考光線(xiàn)5的調(diào)制器65處在零電壓下的偏振態(tài)相對(duì)應(yīng)。
圖3表示圖1中B平面處(即在入射光線(xiàn)通過(guò)帶有測(cè)量樣品的樣品池7之后)線(xiàn)偏振的入射光線(xiàn)40的電矢量41的位置，在這種情況下僅表示旋光性。圖4表示被測(cè)樣品表明僅具有圓二色性情況下，電矢量41的位置和/或狀態(tài)。從圖4中可以看出，左旋的分量421和右旋的分量422的幅度不同，是由于被測(cè)材料的物理性能不同造成的。這一事實(shí)的結(jié)果在于，在它們從被測(cè)樣品7的輸出端發(fā)生相干之后，相應(yīng)的合成電矢量便形成橢圓，其在圖4中以虛線(xiàn)表示。在測(cè)量樣品7既表明具有旋光性又表明具有圓二色性的情況下，所得到的橢圓的軸將轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度φ，而且橢圓度是由角度ψ確定的，其正切則由圖4中看到的短半軸442與長(zhǎng)半軸441之比決定。由于被測(cè)樣品7實(shí)際上總表明具有某種吸收這一事實(shí)，故在圖1B平面處(即在被測(cè)樣品7之后)相應(yīng)矢量的幅度，小于A平面處(即在被測(cè)樣品7之前)同一矢量的幅度。
對(duì)于光學(xué)參量值的測(cè)量，是基于比較測(cè)量檢偏δ之前測(cè)量光量4的狀態(tài)和參考檢偏器10之前參考光線(xiàn)5的狀態(tài)，根據(jù)圖1。
測(cè)量光線(xiàn)4例如在通過(guò)測(cè)量光線(xiàn)4的調(diào)制器64之后其橢圓度被調(diào)制，如圖2所示。在被測(cè)樣品7表明所有三種測(cè)量參數(shù)(即某種的吸收、圓二色性和旋光性)的情況下，光線(xiàn)的電分量的幅度以及對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度的變化，將與被測(cè)參數(shù)的值成正比。這些變化則與線(xiàn)偏振測(cè)量光線(xiàn)的起始平面400和測(cè)量檢偏器8相應(yīng)的角度位置有關(guān)。
在第二條光路，即在參考光線(xiàn)5中，參考光線(xiàn)5在其參考光線(xiàn)調(diào)制器64的輸出端和測(cè)量光線(xiàn)4在其測(cè)量光線(xiàn)調(diào)制器64的輸出端一樣被偏振。參考檢偏器10按照本發(fā)明定向，以使其偏振面與測(cè)量檢偏器8的相應(yīng)偏振面，轉(zhuǎn)動(dòng)一定的預(yù)選和調(diào)整的單元角α，例如1°。在參考光線(xiàn)5通過(guò)參考檢偏器10之后，測(cè)量光線(xiàn)4和參考光線(xiàn)5的強(qiáng)度I均發(fā)生變化，從而使檢測(cè)器13的輸出端134、135和136產(chǎn)生出電流，其所包含的零次諧波分量與被測(cè)材料的吸收成正比，一次諧波分量與被測(cè)材料的圓二色性值成正比，二次諧波分量與被測(cè)材料的旋光性成正比。單獨(dú)測(cè)得的分量與基準(zhǔn)諧波相關(guān)，而基準(zhǔn)諧波與測(cè)量光線(xiàn)和參考光線(xiàn)的調(diào)制器64和65用的調(diào)制電壓發(fā)生器17的頻率對(duì)應(yīng)。對(duì)于各個(gè)特定的諧波分量的幅度而言，以下的關(guān)系式是適用的對(duì)于零次諧波來(lái)說(shuō)I0＝K0×τ對(duì)于一次諧波來(lái)說(shuō)I1＝K1×sinφ對(duì)于二次諧波來(lái)說(shuō)I2＝K2×τψ式中τ＝被測(cè)材料的透射率；ψ=1/2arcsinτR-τ1τR-τL;]]>φ＝1/2(δR－δL)；τR，τL—圓偏振光線(xiàn)R和L的透射率；δR，δL—光線(xiàn)R和L的相移；ψ—由圓二色性產(chǎn)生的橢圓度；φ—由旋光性產(chǎn)生的偏振面旋轉(zhuǎn)。
系數(shù)K0，K1和K2是在測(cè)量之前通過(guò)校準(zhǔn)作為測(cè)量系統(tǒng)的常數(shù)確定的，其過(guò)程如下系數(shù)K0的確定，是當(dāng)被測(cè)樣品7由圖1的樣品池構(gòu)成，并由充以透射率τ＝1的材料(例如蒸餾水)與充以透射率τ＝0的材料相比的光電流差來(lái)確定，可以通過(guò)關(guān)閉測(cè)量光線(xiàn)4進(jìn)行模擬。
為了測(cè)量系數(shù)K1，需在測(cè)量檢偏器8之前將一個(gè)消色差的四分之一波長(zhǎng)相位元件9插入測(cè)量光線(xiàn)4中，其方向則與電矢量40的平面成45°角，再結(jié)合與電矢量40的平面成45°±α角的測(cè)量檢偏器8，能夠模擬一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)消色差二向性物質(zhì)的存在，該物質(zhì)會(huì)引起測(cè)量光線(xiàn)4有ψ＝α值的橢圓度。ψ的值與入射光線(xiàn)100的光源1的波長(zhǎng)無(wú)關(guān)。K1值的確定，是由或者在45°角內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量檢偏器8，或者在其調(diào)整在選定單位角之后再轉(zhuǎn)動(dòng)它，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的光電流之差所確定。實(shí)際上優(yōu)先選擇此單元角范圍在±0.1°至±40°之間。與此類(lèi)似，在除去消色差四分之一波長(zhǎng)相位元件9之后再確定系數(shù)K2。
通過(guò)同樣方法可以測(cè)量與參考光線(xiàn)5對(duì)應(yīng)的比例系數(shù)K0，K1和K2。所有這些比例系數(shù)均儲(chǔ)存在計(jì)算設(shè)備18中。在測(cè)量少數(shù)波長(zhǎng)時(shí)，例如以單色儀作為入射單色光100的光源1，確定系數(shù)K0，K1和K2的做法類(lèi)似于對(duì)于所有需要的波長(zhǎng)。
首次安裝校準(zhǔn)之后，并且/或者為了進(jìn)行周期性測(cè)量，需要將消色差四分之一波長(zhǎng)相位元件9從光路中除去，而且參考檢偏器10保持在調(diào)整到上述單元角的位置。測(cè)量檢偏器8轉(zhuǎn)動(dòng)到起始位置α＝0°。
在對(duì)樣品7進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于光線(xiàn)斷續(xù)器30的存在，能夠比較測(cè)量光線(xiàn)和參考光線(xiàn)的零次諧波的振幅，便能夠得到被測(cè)樣品7的透射率τ；與此同時(shí)，將與測(cè)量光線(xiàn)4對(duì)應(yīng)的一次和二次諧波的幅度同與參考光線(xiàn)5對(duì)應(yīng)的二次諧波的單元幅度對(duì)比，便能夠得到圓二色性和旋光性的值。參考光線(xiàn)5的一次諧波和二次諧波之比是在校準(zhǔn)時(shí)得到，且在校準(zhǔn)過(guò)程中被計(jì)算設(shè)備18存儲(chǔ)和記錄。
利用受到例如共用調(diào)制器6以與測(cè)量光線(xiàn)4同樣的方式調(diào)制的參考光線(xiàn)5，便能取得測(cè)量吸收、圓二色性和旋光性的高重復(fù)性，這是由于消除了光源1，通用調(diào)制器6、橢圓度、檢測(cè)器13靈敏度的波動(dòng)以及由此波動(dòng)引起的整個(gè)相連的電子線(xiàn)路的波動(dòng)。此外連續(xù)測(cè)量時(shí)通用調(diào)制器6的穩(wěn)定性，是通過(guò)不斷地核對(duì)參考光線(xiàn)5的零次諧波和二次諧波振幅之比來(lái)保證的尤其是在連續(xù)測(cè)量時(shí)。
測(cè)量的高精度是由調(diào)節(jié)測(cè)量檢偏器8和參考檢偏器的測(cè)微絲桿的精度提供的。提高圓二色性測(cè)量的精度，可以通過(guò)將消色差四分之一波長(zhǎng)相位元件9與參考檢偏器10組合模擬消色差的單元標(biāo)準(zhǔn)具來(lái)達(dá)到，在消色差四分之一波長(zhǎng)相位元件9存在時(shí)檢偏器10被用作圓二色性補(bǔ)償器。在這種情況下，此二向色描繪器可以通過(guò)零補(bǔ)償方法以最高的精度進(jìn)行測(cè)量。
根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量光學(xué)旋光材料分光偏振特性的方法和二向性描繪器，由于能夠直接得到吸收、旋光性和圓二色性的值，并能實(shí)現(xiàn)從一定的光譜區(qū)內(nèi)選定波長(zhǎng)的測(cè)量，故可以成功地用于旋光材料的研究，具體如有機(jī)化學(xué)的前沿領(lǐng)域、作物學(xué)、生物物理學(xué)、生物化學(xué)等。
編號(hào)明細(xì)表1 光源100 輸入光線(xiàn)2 線(xiàn)偏振器20 被線(xiàn)偏振化的波的平面3 光開(kāi)關(guān)30 光線(xiàn)斷續(xù)器4 測(cè)量光線(xiàn)40 調(diào)制器的入射光線(xiàn)400 線(xiàn)偏振化的光平面41 線(xiàn)偏振化的電矢量42 圓偏振化的電矢量420 附加電矢量421 左旋分量422 右旋分量43 橢圓偏振光的電矢量44 合成后的電矢量441 長(zhǎng)半軸442 短半軸443 橢圓的軸5 參考光線(xiàn)6 通用橢圓調(diào)制器60 調(diào)制器的光軸
64 測(cè)量光線(xiàn)的橢圓調(diào)制器65 參考光線(xiàn)的橢圓調(diào)制器7 被測(cè)樣品(樣品池)8 測(cè)量檢偏器80 測(cè)量檢偏器光軸9 消色差四分之一波長(zhǎng)相位元件90 消色差四分之一波長(zhǎng)相位元件光軸10 參考檢偏器101 檢偏器光軸11，12 反射鏡13 檢測(cè)器134 檢測(cè)器的第一輸出端135 檢測(cè)器的第二輸出端136 檢測(cè)器的第三輸出端14 交流放大器15 第一短程放大器16 第二短程放大器17 調(diào)制電壓發(fā)生器18 控制、記錄和計(jì)算設(shè)備I 光線(xiàn)強(qiáng)度K0，K1，K2諧波分量比例系數(shù)α 檢偏器轉(zhuǎn)動(dòng)的單元角(圓二色性)β 檢偏器轉(zhuǎn)動(dòng)的單元角(旋光性)τ 被測(cè)樣品的透射率
ψ 由圓二色性產(chǎn)生的橢圓度φ 由旋光性產(chǎn)生的偏振面轉(zhuǎn)角δR，δL光線(xiàn)圓分量R和L的相移R，L 光線(xiàn)的右旋和左旋分量
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量光學(xué)旋光材料透射率、圓二色性和旋光性的方法，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，針對(duì)一定波長(zhǎng)，在對(duì)測(cè)量系統(tǒng)預(yù)先進(jìn)行校準(zhǔn)并確定單位值之后，測(cè)量光通過(guò)待測(cè)旋光性物質(zhì)和檢偏器，光振幅的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的改變，對(duì)帶有調(diào)制橢圓度的該測(cè)量光偏振態(tài)進(jìn)行諧波分析，即實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的測(cè)量方法。其特征在于使零次諧波分量、一次諧波分量和二次諧波分量分別同被測(cè)光學(xué)旋光材料的透射率、圓二色性和旋光性對(duì)應(yīng)歸類(lèi)，而且一次諧波分量的頻率與調(diào)制頻率相對(duì)應(yīng)，并且通過(guò)這種方法確定的諧波分量的幅度，要同通過(guò)校準(zhǔn)取得的單獨(dú)的一些單元值進(jìn)行對(duì)比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的測(cè)量方法，利用雙光線(xiàn)設(shè)備來(lái)形成作為參考光線(xiàn)的第二條光線(xiàn)，其特征在于參考光線(xiàn)(5)與測(cè)量光線(xiàn)(4)一樣被校準(zhǔn)和被調(diào)制，而且參考光振幅改變轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，與測(cè)量光振幅改變轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，兩者是交替進(jìn)行的，其中測(cè)量和參考這兩條光線(xiàn)(4和5)交換的頻率，至少要比調(diào)制頻率小10倍。
3.用于提供權(quán)利要求2中測(cè)量方法的二向色描繪器，是由已知波長(zhǎng)的光源、線(xiàn)偏振器、與調(diào)制電壓發(fā)生器相聯(lián)的橢圓調(diào)制器、測(cè)量樣品、檢偏器和電磁輻射檢測(cè)器構(gòu)成的，至少有兩個(gè)短程放大器接在該檢測(cè)器的輸出端，其特征在于在線(xiàn)偏振器(2)后的入射光線(xiàn)(100)中設(shè)置有光轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)(3)，其后形成測(cè)量和參考兩條光線(xiàn)(4和5)；在測(cè)量光線(xiàn)(4)的光路中，進(jìn)一步設(shè)置有與調(diào)制電壓發(fā)生器(17)和測(cè)量檢偏器(8)相聯(lián)的測(cè)量光線(xiàn)(4)橢圓調(diào)制器(64)，其中測(cè)量檢偏器(8)的光軸(80)與線(xiàn)偏振器(2)的光軸(20)成45°度，并且在它們之間放置有測(cè)量樣品(7)，例如樣品池；在參考光線(xiàn)(5)的光路中，進(jìn)一步設(shè)置有參考光線(xiàn)(5)橢圓調(diào)制器(65)，且其光軸(60)與線(xiàn)偏振器(2)的光軸(20)成45°角；并且在上述參考光線(xiàn)(5)的光路中，進(jìn)一步至少設(shè)置有參考檢偏器(10)，其光軸(101)與線(xiàn)偏振器(2)的光軸(20)成45°±單元角(α)；而且在測(cè)量光線(xiàn)(4)和參考光線(xiàn)(5)的光路中進(jìn)一步設(shè)置有光學(xué)元件，最好采用的是將這些光線(xiàn)反射到電磁輻射通用檢測(cè)器(13)上的反射鏡(11，12)，與該檢測(cè)器(13)輸出端相聯(lián)的是三個(gè)一組的短程放大器、交流放大器(14)，第一短程放大器(15)的工作頻率與橢圓調(diào)制器(64，65)的頻率對(duì)應(yīng)，第二短程放大器(16)的工作頻率與橢圓調(diào)制器(64，65)的二倍頻對(duì)應(yīng)；并且在測(cè)量和參考光線(xiàn)(4和5)的光路中，進(jìn)一步設(shè)置有光線(xiàn)斷續(xù)器(30)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的二向色描繪器，其特征在于，單元角(α)具有的值為±0.1°至±40°。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的二向色描繪器，其特征在于，光線(xiàn)斷續(xù)器(30)構(gòu)成入射光線(xiàn)(100)開(kāi)關(guān)(3)的一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5任一權(quán)利要求的二向色描繪器，其特征在于，測(cè)量光線(xiàn)(4)的橢圓調(diào)制器(64)和參考光線(xiàn)(5)的橢圓調(diào)制器(65)由通用橢圓調(diào)制器(6)來(lái)構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一權(quán)利要求的二向色描繪器，其特征在于，入射光線(xiàn)(100)的光源(1)，是由單色儀構(gòu)成的。
全文摘要
一種二向色描繪器和相應(yīng)的測(cè)量方法，能夠用來(lái)并行地根據(jù)檢測(cè)器光電流的一次諧波測(cè)量圓二色性，根據(jù)二次諧波測(cè)量旋光性，以及根據(jù)零次諧波測(cè)量透射率。它包括光線(xiàn)開(kāi)關(guān)(3)，由其交替輸出兩條平行的光線(xiàn)，即測(cè)量光線(xiàn)(4)和參考光線(xiàn)(5)，通過(guò)一個(gè)通用的橢圓調(diào)制器(6)和消色差的相位元件(9)，在對(duì)圓偏單元校準(zhǔn)時(shí)相位元件(9)設(shè)置在參考光線(xiàn)(5)中。此外，它還包括兩個(gè)檢偏器，即在測(cè)量光線(xiàn)(4)中位于樣品池(7)之后的測(cè)量檢偏器(8)和參考光線(xiàn)(5)中的參考檢偏器(10)。測(cè)量檢偏器(8)與調(diào)制器(6)一樣具有旋轉(zhuǎn)45°的光軸。參考檢偏器(10)在測(cè)量時(shí)對(duì)于測(cè)量檢偏器(8)旋轉(zhuǎn)一單元角，例如1°。
文檔編號(hào)G01N21/19GK1118625SQ94191327
公開(kāi)日1996年3月13日 申請(qǐng)日期1994年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月26日
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