DE69730188T2

DE69730188T2 - Vorrichtung zur Messung optischer Spektren

Info

Publication number: DE69730188T2
Application number: DE69730188T
Authority: DE
Inventors: Takashi Iwasaki
Original assignee: Ando Electric Co Ltd
Current assignee: Ando Electric Co Ltd
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2017-10-23
Also published as: EP0840101B1; JP3106979B2; DE69730188D1; EP0840101A1; US5880833A; JPH10132660A

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein optisches Spektralmessgerät zum Messen der Kenndaten des optischen Spektrums einer Lichtquelle.
Diese Anmeldung basiert auf der in Japan eingereichten Patentanmeldung No. Hei 08-290853.
Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Untenstehend wird ein in 3 gezeigtes, herkömmliches optisches Spektralmessgerät erläutert. 3 zeigt eine Lichtquelle 51, sowie ein Spektroskop 70, welches als ein „Czerny-Turner"-Dispersionsspektroskop ausgebildet ist. Dieses Spektroskop weist einen Einfalllichtspalt 52 auf, Spiegel 53 und 55 mit konkaven Oberflächen, ein Beugungsgitter 54, sowie einen Ausgangslichtspalt 56.
Die Vorrichtung bzw. das Gerät umfasst einen optischen Detektor bzw. Sensor 57, eine Verstärkerschaltung 58, einen AD-Wandler 59, einen Motor 60, eine Antriebsschaltung 61, eine CPU (Zentralprozessoreinheit) 62, einen Anzeigeabschnitt 63 und eine Spaltsteuereinheit 65.
In diesem Beispiel fällt ein Strahl von der Lichtquelle 51 auf den Einfalllichtspalt 52. Das Licht wird durch den Spiegel 53 mit konkaver Oberfläche bzw. Konkavoberflächenspiegel 53 zu einem parallelen Strahl bzw. Bündel umgewandelt und fällt auf das Beugungsgitter 54.
Eine Mehrzahl von Rillen ist auf der Oberfläche des Beugungsgitters 54 ausgebildet. Das Beugungsgitter 54 kann um einen beliebigen Winkel um eine parallel zu diesen Rillen verlaufende Achse mittels eines Motors 60 gedreht werden. Die Antriebsschaltung 61 ändert den Winkel des Beugungsgitters 54 durch Steuern des Motors 60 gemäß den Anweisungen von der CPU 62.
Von dem oben stehend genannten parallelen Strahl reflektiert das Beugungsgitter 54 nur gebeugtes Licht einer bestimmten Wellenlängenkomponente, die durch den Winkel des Beugungsgitters 54 bestimmt wird, in die Richtung des Konkavoberflächenspiegels 55. Der Konkavoberflächenspiegel 55 bildet das gebeugte Licht auf dem Ausgangslichtspalt 56 ab.
Nur innerhalb der Breite des Ausgangslichtspaltes 56 fallende Wellenlängenkomponenten können den Ausgangslichtspalt 56 passieren. Zu diesem Zeitpunkt setzt die Spaltsteuereinheit 65 die Breite des Ausgangslichtspalts 56 entsprechend der Anweisung von CPU 62.
Der optische Detektor 57 empfängt das durch den Ausgangslichtspalt 56 tretende Licht und wandelt das Licht in ein elektrisches Signal um, das proportional zur Leuchtstärke bzw. Lichtintensität ist. Die Verstärkerschaltung 58 verstärkt die Ausgabe des optischen Detektors 57 auf eine der Eingabe des AD-Wandlers 59 angemessene Spannung. Der AD-Wandler 59 wandelt die Ausgabe der Verstärkerschaltung 58 in ein Digitalsignal.
Anschließend an die Messschritte gibt CPU 62 eine Anweisung an die Spaltsteuereinheit 65 und setzt die Breite des Ausgangslichtspalts 56. Als nächstes gibt CPU 62 eine Anweisung an die Antriebsschaltung 61 und setzt die Wellenlänge der durch den Ausgangslichtspalt 56 tretenden Welle durch Verdrehen des Winkels des Beugungsgitters 54. Zu diesem Zeitpunkt wird die Leuchtstärke aus der Ausgabe des AD-Wandlers 59 abgegriffen.
Die CPU 62 streicht die durch den Ausgangslichtspalt 56 tretende Wellenlänge von einer Messbeginn-Wellenlänge bis zu einer Messende-Wellenlänge ein und zeigt die wiederholend erhaltende Wellenlänge und Intensitätskenngrößen als ein optisches Spektrum auf dem Anzeigenabschnitt 63 an.
Die Bandbreite der durchgelassenen bzw. durchtretenden Wellenlänge (oder Wellenlängenauflösung ) RB des oben stehenden „Czerny-Turner" – Dispersionsspektroskop wird näherungsweise wie folgt dargestellt, vorausgesetzt, dass die Trennweite des Konkavoberflächenspiegels 53 und des Konkavoberflächenspiegels 55 gleich sind und dass die Breite des Ausgangslichtspalts 56 größer als die des Einfalllichtspalts 52 ist. RB = 2d/(m·f)S·cosβ (1)d ist ein Rillenabstand des Beugungsgitters 54, m ist ein Beugungsgrad des Beugungsgitters 54, f ist eine Brennweite der Konkavoberflächenspiegel 53 und 55, und
β ist ein Winkel zwischen dem Beugungslicht des Beugungsgitters 54 und der Normale des Beugungsgitters 54.
Durch Drehung des Beugungsgitters 54, um die Wellenlänge der Welle zu ändern, ändert sich β. Dies bedeutet, dass die Bandbreite der Wellenlänge sich in Abhängigkeit von der Wellenlänge der Welle auf Basis der Formel (1) ändert.
Um das Spektroskop 70 für einen großen Wellenlängenbereich einzusetzen kann ein Beugungsgrad des Beugungsgitters 54 geändert werden. Beispielsweise wird bei einem Beugungsgitter 54 mit 900 Spalten pro mm Sekundärlicht im Wellenlängenbereich von 350 nm bis 600 nm und Primärlicht im Wellenlängenbereich von 600 nm bis 1750 nm verwendet. In diesem Fall wird die Breite des Ausgangslichtspalts 56 entsprechend des Grads des geänderten Beugungsgitters 54 gewählt, um die gewünschte Bandbreite der Wellenlänge für den jeweiligen Beugungsgrad erzielen zu können.
Die Breite des Ausgangslichtspalts 56 wird bestimmt, um die entwickelte Auflösung am Mittelpunkt der gemessenen Wellenlänge für jeden Beugungsgrad zu erzielen. Dies führt zu einer Bandbreite der Wellenlänge mit einer Differenz zwischen dem Sekundärlicht-Fall und dem Primärlicht-Fall.
Das obenstehende Beispiel ist so aufgebaut, dass die gewünschte Bandbreite der Wellenlänge bei der Wellenlänge von 550 nm erzielt wird, wenn das Sekundärlicht verwendet wird und bei 1350 nm, wenn das Primärlicht verwendet wird.
4 zeigt die Wellenlängencharakteristik bzw. -kenngrößen der Bandbreite der Wellenlänge. Im obenstehenden Beispiel beträgt die Bandbreite der Wellenlänge 8,5 nm für das Sekundärlicht und 13 nm für das Primärlicht, wobei 600 nm ein Schaltpunkt ist.
Das zu messende Lichtspektrum ist im allgemeinen breiter als die Bandbreite der Wellenlänge. Mit anderen Worten tritt in dem Beispiel mit einer in 4 gezeigten Wellenlängen-Bandbreitencharakteristik das Problem auf, dass das gemessene optische Spektrum unerwünschte Eigenschaften von hohen Werten im Bereich von kurzen Wellenlängen aufweist. Ebenso tritt ein Problem auf, dass das optische Spektrum am Schaltpunkt des Grads diskontinuierlich.
5 zeigt das Ergebnis einer Messung des LED-Lichtspektrums unter Verwendung eines optischen Spektralmessgeräts mit einer Wellenlänge von 660 nm als Lichtquelle 51. Wie in dieser 5 gezeigt, ist das optische Spektrum am Punkt A diskontinuierlich.
Das bekannte Dokument DE 32 24 737 A1 lehrt ein optisches Spektrometer, welches ein mit einer Spaltfunktion des Spektrometers aufgenommenes, tatsächliches Spektrum zusammen mit der Spaltfunktion des Spektrometers einem Rechner zuführt. Der Rechner liefert ein Spektrum höherer Auflösung, das bezüglich der Spalt funktion entwickelt wurde. Die spektrale Bandbreite dieses entwickelten Spektrums kann durch den Rechner verändert werden. Eine vorteilhafte Signalverarbeitung für die Entwicklung wird ebenso abgegeben. Das rechnerimplementierte Spektrometer gemäß dieses Dokuments löst jedoch die obenstehend ausgeführten Probleme eines herkömmlichen optischen Spektrometers nicht.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Spektralmessgerät bereitzustellen, mit dem das korrekte optische Spektrum und die Lichtintensität bzw. Leuchtstärke für eine Frequenzeinheit ohne einen Einfluss der Änderung der Wellenlängenbandbreite durch unterschiedliche gemessene Wellenlängen gemessen werden kann.
Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein optisches Spektralmessgerät bereit, das ein Beugungsgitter umfasst, welches parallel einfallendes Licht beugt und das gebeugte Licht entsprechend dem Einfallswinkel ausgibt; einen Ausgangslichtspalt, der dazu eingerichtet, das gebeugte Licht mit einer Wellenlänge, die kleiner als die Breite des Spalts ist, hindurchtreten zu lassen; ein Messmittel, das die Lichtintensität des gebeugten Lichtes misst, welches durch den Ausgangslichtspalt hindurchtritt; ein Steuermittel, welches die Breite des Spalts und den Einfallswinkel steuert; ein Speichermittel, das die Bandbreite der Wellenlänge des durch den Ausgangslichtspalt hindurchtretenden Lichtes speichert; ein Umwandlungsmittel, das Licht in das parallel einfallende Licht umwandelt; ein Bündelungsmittel, das das von dem Beugungsgitter gebeugte Licht in dem Ausgangslichtspalt bündelt. Das Gerät korrigiert die Lichtintensität entsprechend der Wellenlängenbandbreite des durch den Ausgangslichtspalt hindurchtretenden Lichts. Die Wellenlängenbandbreite des hindurchtretenden Lichts wird näherungsweise durch RB = 2d/(m·f)S·cosβ wiedergegeben, wobei d der Spaltabstand des Beugungsgitters ist, m der Beugungsgrad des Beugungsgitters, f die Brennweite des Umwandlungsmittels und des Bündelungsmittels, und β ein Winkel des gebeugten Lichts vom Beugungsgitter zur Normalen des Beugungsgitters.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein optisches Spektralmessgerät bereit, welches die Wellenlängenbandbreite des durch den Ausgangsschlitz durchtretenden Lichts in eine Frequenz umwandelt und die Lichtintensität mit der Wellenlängenbandbreite des durch den Ausgangsschlitz hindurchtretenden Lichts korrigiert.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein optisches Spektralmessgerät bereit, das ein Anzeigemittel aufweist, welches das Messergebnis des Messmittels anzeigt.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein optisches Spektralmessgerät bereit, bei dem ferner sowohl das Umwandlungsmittel, das Licht in das parallel einfallende Licht umwandelt, als auch das Bündelungsmittel, das das gebeugte Licht vom Beugungsgitter in dem Ausgangslichtspalt bündelt, ein Konkavoberflächenspiegel ist.
Mit dem optischen Spektralmessgerät der vorliegenden Erfindung ist es dem Beugungsgitter ermöglicht, das parallel einfallende Licht zu beugen und das gebeugte Licht entsprechend des Einfallwinkels auszugeben, dem Ausgangslichtspalt ermöglicht, das gebeugte Licht mit einer der Breite des Spalts entsprechenden Wellenlänge hindurchtreten zu lassen, dem Messmittel, die Lichtintensität des durch den Ausgangslichtspalt hindurchtretenden, gebeugten Lichts zu messen, dem Steuermittel, die Breite des Spalts und den Einfallwinkel zu steuern, dem Speichermittel die Bandbreite der Wellenlänge des durch den Ausgangsspalt hindurchtretenden Licht zu speichern, wobei es möglich ist, die Lichtintensität mit der Bandbreite der Wellenlänge des durch den Ausgangslichtspalts hindurchtretenden Lichts zu korrigieren. Es ist ebenfalls möglich, das korrekte optische Spektrum ohne einen Einfluss der Änderung der Wellenlängenbandbreite zu messen, in dem die Wellenlängenbandbreite des durch den Ausgangsschlitz hindurchtretenden Lichts in eine Frequenz umgewandelt wird und in den die Lichtintensität mit der Wellenlängenbandbreite des durch den Ausgangslichtspalts hindurchtretenden Lichts eingestellt wird.
Es ist ebenfalls möglich, die Lichtintensität pro Frequenzeinheit bzw. pro Stück Frequenz ohne einen Einfluss der durch die verschiedenen Wellenlängen verursachten Änderungen der Wellenlängenbandbreite zu messen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Schaubild, das die Anordnung eines optisches Spektralmessgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Diagramm, das eine Messung durch obenstehende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein Schaubild, das eine Anordnung eines herkömmlichen optischen Spektralmessgeräts darstellt.
4 ist ein Diagramm, das die Wellenlängenkenngrößen der Wellenlängenbandbreite zeigt.
5 ist ein Diagramm, das die Messung durch ein optisches Spektralmessgerät mit einer in 3 dargestellten Anordnung und mit einer in 4 dargestellten Kenngröße zeigt.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
A. Anordnung
Nachstehend wird ein optisches Spektralmessgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, welche ein Schaubild ist, die die Anordnung der oben stehenden Ausführungsformen darstellt. In 1 sind eine Lichtquelle 1, einen Einfalllichtspalt 2 und einen Konkavoberflächenspiegel 3 umfasst. Die Lichtausgabe durch die Lichtquelle 1 wandert durch den Einfalllichtspalt 2 zum Konkavoberflächenspiegel 3 und wird den Einfalllichtspalt 2 zum Konkavoberflächenspiegel 3 und wird durch den Konkavoberflächenspiegel 3 zu parallelem Licht umgewandelt.
Das durch den Konkavoberflächenspiegel 3 reflektierte Licht läuft weiter zum Beugungsgitter 4. Eine Mehrzahl von Rillen sind auf der Oberfläche des Beugungsgitters 4 ausgebildet, wobei das Beugungsgitter 4 durch den unten stehend genannten Motor 10 um eine Achse gedreht wird, die parallel zu den Rillen ist.
Das Beugungsgitter 4 beugt nur die durch den Einfallwinkel des parallelen Lichts bestimmte, spezielle bzw. spezifische Wellenlänge.
Das durch das Beugungsgitter 4 gebeugte Licht wird durch den Konkavoberflächenspiegel 5 reflektiert und auf den Ausgangslichtspalt 6 fokussiert. Der Ausgangslichtspalt 6 wird bezüglich der Spaltbreite durch die unten stehend genannte Spaltsteuereinheit 15 gesteuert.
Zudem bilden der obenstehend genannte Einfalllichtspalt 2, Konkavoberflächenspiegel 3 und 4, das Beugungsgitter 4, und der Ausgangslichtspalt 6 das „Czerny-Turner"-Dispersionsspektroskop 20.
Das durch den oben stehend genannten Ausgangslichtspalt hindurchtretende Licht fällt auf den optischen Detektor 7. Der optische Detektor 7 wandelt das einfallende Licht in ein elektrisches Signal um, das proportional zu seiner Intensität ist, wobei das elektrische Signal durch die Verstärkerschaltung 8 auf ein spezifisches Niveau verstärkt wird und durch den AD-Wandler 9 empfangen wird.
CPU 12 ist zum Steuern des gesamten optischen Spektralmessgeräts eingerichtet. Die CPU 12 ist mit dem AD-Wandler 9 verbunden, der Spaltsteuereinheit 15, der Antriebsschaltung 11, dem Anzeigeabschnitt 13 und einem Speicher 14 der Wellenlängenbandbreite.
Die oben stehend genannte Antriebsschaltung 11 wird durch einen DA-Wandler und einen Leistungsverstärker (in 1 nicht gezeigt) gebildet und steuert den Motor 10 durch die Anweisung der CPU 12.
Das Beugungsgitter 4 empfängt die Anweisung durch die CPU 12 und kann über die Antriebsschaltung 11 um einen beliebigen Winkel gedreht werden. Zum selben Zeitpunkt reflektiert das Beugungsgitter 4 nur das gebeugte Licht mit einer spezifischen Wellenlänge, die durch einen beliebigen Winkel gegenüber dem einfallenden Licht festgelegt wird.
Die Spaltsteuereinheit 15 verändert die Öffnungsbreite des Ausgangslichtspalts 6 unter Steuerung durch die CPU 12. Zur gleichen Zeit tritt nur das Licht mit einer kleineren Wellenlänge als die Breite des Ausgangslichtspalts 6 durch den Ausgangslichtspalt 6 hindurch.
Die Kenngrößen der Bandbreite der hindurchtretenden Wellenlänge für die durch das Dispersionsspektroskop 20 gemessene Wellenlänge werden in dem Wellenlängenbandbreiten-Speicher 14 gespeichert. Beispielsweise wird in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Bandbreite der Wellenlänge für alle 10 nm im Bereich von 350 nm bis 1750 nm gespeichert. Der tatsächlich gemessene oder berechnete Wert wird im voraus gespeichert.
Die CPU 12 streicht die durch den Ausgangslichtspalt hindurchtretende Wellenlänge von einer Messanfangs-Wellenlänge bis zu einer Messende-Wellenlänge ein und zeigt die wiederholend erhaltene Wellenlänge und Intensitätskenngrößen auf dem Anzeigeabschnitt 13 als ein optisches Spektrum an.
B. Erstes Messverfahren
Als nächstes wird ein Messverfahren mit einem Anpassen an das optische Spektrum durch eine Anwendung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung beschrieben. Zunächst gibt bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die CPU 12 einen Befehl an die Spaltsteuereinheit 15 ab und setzt die Breite des Ausgangslichtspalts 6.
Als nächstes setzt die CPU 12 die durch den Ausgangslichtspalt 6 durchzulassende Wellenlänge, indem ein Befehl an die Antriebsschaltung 11 abgegeben wird, um den Winkel des Beugungsgitters 4 zu verändern. Danach wird die Lichtintensität des Ausgangslichts aus der Ausgabe des AD-Wandlers 9 empfangen.
Auf diese Weise streicht die CPU 12 die durch den Ausgangslichtspalt 6 hindurchtretende Wellenlänge ausgehend von einer Messbeginn-Wellenlänge bis zu einer Messende-Wellenllänge ein und zeigt die wiederholend erhaltene Wellenlänge und Intensitätskenngrößen auf dem Anzeigenabschnitt 13 als ein optisches Spektrum an.
Das auf diese Weise gemessene optische Spektrum wird durch P(λ) wiedergegeben. λ gibt die Wellenlänge an jedem Messpunkt im Bereich der zu messenden Wellenlänge wieder. Beispielsweise läuft λ als 600,0, 600,1, .... 700,0 fort, falls mit einem 0,1 nm – Intervall von 600 nm bis 700 nm gemessen wird.
P(λ) gibt die an der Wellenlänge von λ gemessene Lichtintensiät wieder. Somit wird das optische Spektrum auf dem Anzeigenabschnitt 13 als ein X-Y-Graph mit der Abszisse (X) von λ und der Ordinate (Y) von P(λ) angezeigt.
Als nächstes wird die jedem Messpunkt (λ) entsprechende Wellenlängenbandbreite RB(λ) basierend auf der in dem Speicher der Bandbreite der Wellenlänge 14 abgelegten Wellenlängenbandbreite bestimmt. Falls die einem Messpunkt entsprechende Wellenlänge nicht gespeichert ist, wird RB(λ) durch eine auf dem nächsten Wert der in den Speicher gespeicherten Wellenlängenbandbreite basierenden Art von linearer Interpolation bestimmt.
Ferner wird PO(λ), welches ein angepasstes bzw. eingestelltes optisches Spektrum ist, durch die folgende Formel bestimmt: PO(λ) = P(λ)/RB(λ)
Anschließend zeigt CPU 12 PO(λ) auf dem Anzeigeabschnitt 13 als ein angepasstes optisches Spektrum an.
Durch dieses Verfahren wird die entsprechend allen gemessenen Wellenlängen mit dem Dispersionsspektroskop 20 vorhergehend gemessene Wellenlängenbandbreite in den Wellenlängenbandbreiten-Speicher gespeichert und das gemessene optische Spektrum mit einer der gemessenen Wellenlänge entsprechenden Wellenlängenbandbreite des Dispersionsspektroskops 20 angepasst.
Da das oben stehend genannte PO(λ) mit der Wellenlängenbandbreite eingestellt wird, kann ein richtiges bzw. korrektes optisches Spektrum auch bei einer inkonstanten Wellenlängenbandbreite im Bereich der gemessenen Wellenlänge angezeigt werden oder falls ein diskontinuierlicher Änderungspunkt der Wellenlängenbandbreite im Bereich der gesamten Wellenlänge vorhanden ist angezeigt werden. 2 zeigt ein durch die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemessenes Ergebnis.
C. Zweites Messverfahren
Als nächstes wird ein weiteres Verfahren zum Einstellen der Messung erläutert, dass durch die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird.
Zunächst wird für jeden Messpunkt λ die entsprechende Wellenlängenbandbreite RB(λ) basierend auf der in dem Speicher der Wellenlängenbandbreite gespeicherten Wellenlängenbandbreite bestimmt.
Hier wird in einem Fall, wie dem oben stehend genannten, bei dem die einem Messpunkt entsprechende Wellenlänge nicht gespeichert ist, λ so bestimmt, dass eine lineare Interpolation basierend auf dem nächsten Wert der Wellenlängenbandbreite in dem Speicher gespeichert wird.
Anschließend wird die Wellenlängenbandbreite RB(λ) in die Frequenzbandbreite RBF(λ) entsprechend der folgenden Formel umgewandelt. RBF(λ) = RB(λ) × C/λ2 (2)in oben stehender Formel stellt λ die Wellenlänge im Vakuum dar und C die Lichtgeschwindigkeit.
Ferner werden unter Verwendung der folgenden Formel angepasste Kenngrößen des optischen Spektrums PO(λ) bestimmt. PO = P(λ)/RBF(λ) (3)
Anschließend zeigt CPU 12 dass PO(λ) als eine Kenngröße des optischen Spektrums auf dem Anzeigenabschnitt an.
Bei diesen Verfahren wird die in dem Speicher der Wellenlängenbandbreite gespeicherte Wellenlängenbandbreite in die Frequenzbandbreite umgewandelt und das gemessene optische Spektrum mit der der gemessenen Wellenlänge entsprechenden Frequenzbandbreite eingestellt.
Wie obenstehend erwähnt wird bei der vorliegenden Erfindung die vorhergehend durch das Dispersionsspektroskop 20 gemessene, jeder gemessenen Wellenlänge entsprechende Wellenlängenbandbreite in den Wellenlängenbandbreiten-Speicher 14 gespeichert und das gemessene optische Spektrum durch die der gemessenen Wellenlänge entsprechenden Bandbreite der Wellenlänge eingestellt. Daher kann das korrekte optische Spektrum ohne einen Einfluss der der gemessenen Wellenlänge entsprechenden Änderung der Wellenlängenbandbreite gemessen werden.
Die gespeicherte Bandbreite der Auflösung wird in die Bandbreite der Frequenz umgewandelt und das optische Spektrum durch die dem gemessenen optischen Spektrum entsprechende Bandbreite der Frequenz eingestellt. Daher kann die Lichtintensität pro Frequenzeinheit ohne einen Einfluss der der gemessenen Wellenlänge entsprechenden Änderung der Wellenlängenbandbreite gemessen werden.
Das oben stehend unter B genannte erste Messverfahren stellt das optische Spektrum mit einer Lichtintensität pro Wellenlängeneinheit dar und das oben stehend unter C genannte zweite Messverfahren stellt die optische Intensität pro Frequenzeinheit dar, wodurch es sich von dem ersten Verfahren unterscheidet. Die beiden Verfahren werden in Abhängigkeit von den Messzielen angewendet.
Ferner kann die vorliegende Erfindung bei den ersten und zweiten oben stehend genannten Messverfahren auf das optische Spektralmessgerät mit wählbarer Bandbreite der Wellenlänge durch Verändern der Breite des Ausgangslichtspalts 6 angewandt werden.
In diesen Fällen soll die tatsächliche Wellenlängenbandbreite gespeichert werden, die der jeweils möglichen Wellenlängenbandbreite entspricht (oder der Breite des Ausgangslichtspalts), wobei die der Breite des jeweiligen Ausgangslichtspalts entsprechende Wellenlängenbandbreite für einen Einstellvorgang verwendet werden soll.
Ferner kann die vorliegende Erfindung bei dem Aufbau eingesetzt werden, der zulässt, dass das von der Lichtquelle 1 emittierte Licht durch den Lichtleiter zum Dispersionsspektroskop 20 läuft. In diesem Fall dient die Ausgabe des Lichtleiters als der Einfalllichtspalt 2, wodurch der Einfalllichtspalt 2 weggelassen werden kann.
Die vorliegende Erfindung kann bei der Anordnung angewandt werden, die einen die Konkavoberflächenspiegel 3 und 5 ersetzenden Konkavoberflächenspiegel aufweist. Alternativ dazu können die Konkavoberflächenspiegel 3 und 5 durch eine Linse ersetzt werden. Ferner kann die vorliegende Erfindung bei einem herkömmlichen zweistufigen Spektroskop angewandt werden.

Claims

Optisches Spektralmeßgerät umfassend: ein Beugungsgitter (4), das dazu eingerichtet ist, parallel einfallendes Licht zu beugen und das gebeugte Licht entsprechend dem Einfallswinkel abzugeben; einen Ausgangslichtspalt (6), der dazu eingerichtet, besagtes gebeugtes Licht mit einer Wellenlänge, die kleiner ist als die Breite des Spaltes (6), hindurchtreten zu lassen; ein Meßmittel (7, 8, 9), das dazu eingerichtet ist, die Lichtintensität des gebeugten Lichtes, das durch besagten Ausgangslichtspalt (6) hindurchtritt, zu messen; ein Steuermittel (11, 12, 15), das dazu eingerichtet ist, besagte Breite des Spaltes und besagten Einfallswinkel zu steuern; und ein Speichermittel (14), das dazu eingerichtet ist, die Bandbreite der Wellenlänge des durch besagten Ausgangslichtspalt (6) hindurchtretenden Lichtes zu speichern; ein Umwandlungsmittel (3), das dazu eingerichtet ist, Licht in besagtes parallel einfallendes Licht umzuwandeln; ein Bündelungsmittel (5), das dazu eingerichtet ist, das gebeugte Licht von besagtem Beugungsgitter (4) in besagten Ausgangslichtspalt (6) zu bündeln; dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Gerät dazu eingerichtet ist, besagte Lichtintensität entsprechend besagter Bandbreite der Wellenlänge des durch besagten Ausgangslichtspalt (6) hindurchtretenden Lichtes zu korrigieren; wobei besagte Bandbreite der Wellenlänge des hindurchtretenden Lichtes näherungsweise durch RB = 2d/(m·f)·S·cosβ gegeben ist, worin d die Gitterkonstante des Beugungsgitters (4) ist, m die Beugungsordnung des Beugungsgitters (4) ist, f die Brennweite besagten Umwandlungsmittels (3) und besagten Bündelungsmittels (5) ist, β ein Winkel zwischen dem Beugungslicht des Beugungsgitters (4) und der Normalenrichtung des Beugungsgitters (4) ist, und S die Breite des Spaltes (6) ist.
Optisches Spektralmeßgerät nach Anspruch 1, wobei ferner besagtes Gerät dazu eingerichtet ist, besagte Bandbreite der Wellenlänge des durch besagten Ausgangslichtspalt (6) hindurchtretenden Lichtes in eine Frequenz umzuwandeln, und besagte Lichtintensität mit besagter Bandbreite der Wellenlänge des durch besagten Ausgangslichtspalt (6) hindurchtretenden Lichtes zu korrigieren.
Optisches Spektralmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend ein Anzeigemittel (13), das dazu eingerichtet ist, das Meßergebnis besagten Meßmittels (7, 8, 9) anzuzeigen.
Optisches Spektralmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ferner sowohl besagtes Umwandlungsmittel (3), das dazu eingerichtet ist, Licht in besagtes parallel einfallendes Licht umzuwandeln, als auch besagtes Bündelungsmittel (5), das dazu eingerichtet ist, das gebeugte Licht von besagtem Beugungsgitter (4) in besagten Ausgangslichtspalt (6) zu bündeln, jeweils ein Spiegel mit konkaver Oberfläche ist.