(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の屈折率の指標となる情報を確認する屈折計の運転波長特性を校正する校正装置であって、
自己トレーサブルに校正可能な、少なくとも部分的に屈折計外にある確認装置を備え、前記確認装置は、前記屈折計の設定可能な目標運転波長特性と実際運転波長特性との間の不一致に対する指標となる情報を確認するために設置され、前記情報に基づいて前記屈折計を校正することができる、校正装置。
【請求項２】
前記確認装置は、校正可能な、および／または校正された、分光計を、前記屈折計の前記実際運転波長特性を確認するために備える、請求項１に記載の校正装置。
【請求項３】
前記確認装置は、
測定用電磁放射線を、前記屈折計から連結光学系にアウトプットするために、前記屈折計に光学的に連結される前記連結光学系を備え、
前記屈折計の前記実際運転波長特性を確認するために、アウトプットされた前記測定用電磁放射線を分析する分光計を備える、請求項１または請求項２に記載の校正装置。
【請求項４】
前記連結光学系は、測定用電磁放射線を前記屈折計から前記連結光学系にアウトプットするために、測定すべき試料を収容する前記屈折計の測定面に光学的に連結される、請求項３に記載の校正装置。
【請求項５】
前記測定面と前記連結光学系の間の光学的連結を補助する連結液体を備える、請求項４に記載の校正装置。
【請求項６】
前記測定面と前記連結光学系の間の光学的連結を補助するために、前記連結光学系に弾力性の連結材料を備える、請求項４または請求項５に記載の校正装置。
【請求項７】
前記屈折計から測定用電磁放射線をアウトプットするために、前記連結光学系は、前記屈折計のセンサ路内に挿入可能な光方向変換要素を備える、請求項３に記載の校正装置。
【請求項８】
前記確認装置は、前記屈折計の前記実際運転波長特性を確認するために設置される、請求項１乃至７のいずれかに記載の校正装置。
【請求項９】
前記確認装置は、前記屈折計内に目標運転波長特性の校正用電磁放射線を一時的に供給する、校正された校正用電磁放射線源を備え、前記校正用電磁放射線は、試料との相互作用により、電磁放射線検知器によって検知器第１データとして検知可能であり、
前記屈折計に前記校正用電磁放射線が供給されていない間は、前記試料は、前記屈折計の測定用電磁放射線源からの前記実際運転波長特性の測定用電磁放射線を用いて照射可能であり、かつ、前記測定用電磁放射線は、前記試料との相互作用により前記電磁放射線検知器によって検知器第２データとして検知可能である、請求項１に記載の校正装置。
【請求項１０】
前記確認装置は、前記屈折計の測定用電磁放射線源からの測定用電磁放射線を前記目標運転波長特性へ一時的に単色化するための単色光分光器を備え、単色化された前記測定用電磁放射線は、試料との相互作用により、電磁放射線検知器によって検知器第１データとして検知可能であり、
前記測定用電磁放射線が単色化されていない間は、前記試料は前記実際運転波長特性の前記測定用電磁放射線を用いて照射可能であり、かつ、前記測定用電磁放射線は、前記試料との相互作用により前記電磁放射線検知器によって検知器第２データとして検知可能である、請求項１に記載の校正装置。
【請求項１１】
前記確認装置を用いて確認された情報に基づいて、前記実際運転波長特性を、前記目標運転波長特性の方向に正しく合わせることができるように屈折計を調整する波長制御装置をさらに備える、請求項１乃至１０のいずれかに記載の校正装置。
【請求項１２】
試料の屈折率の指標となる情報を確認する屈折計であって、
前記屈折計は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の少なくとも部分的に屈折計外にある校正装置と共同作用する波長制御装置を備え、前記波長制御装置を用いて、前記校正装置の前記確認装置によって確認された情報に基づいて、前記実際運転波長特性を前記目標運転波長特性の方向に正しく合わせることができる、屈折計。
【請求項１３】
前記屈折計は、
測定面上に取り付けられた試料へ測定用電磁放射線を放射する測定用電磁放射線源を備え、
測定用電磁放射線と試料の相互作用により測定用電磁放射線を検知する測定用電磁放射線検知器を備える、請求項１２に記載の屈折計。
【請求項１４】
前記屈折計は、
前記測定用電磁放射線から運転波長特性を選択する波長選択要素を備える、請求項１３に記載の屈折計。
【請求項１５】
前記屈折計は、作動装置を備え、
前記作動装置は、前記実際運転波長特性を前記目標運転波長特性の方向に調整するため、前記波長選択要素を操作する前記波長制御装置を用いて制御できる、請求項１４に記載の屈折計。
【請求項１６】
前記屈折計は、波長制御装置を備え、
前記波長制御装置は、前記測定用電磁放射線源の前記実際運転波長特性を前記測定用電磁放射線源の温度変化を用いて前記目標運転波長特性の方向に調整する、請求項１３に記載の屈折計。
【請求項１７】
前記屈折計は、前記試料の屈折率の指標となる情報を、一方は基準固体の測定面上の前記試料と、他方は前記基準固体との間の境界面における全反射の臨界角に基づいて確認するために形成される、請求項１２乃至１６のいずれかに記載の屈折計。
【請求項１８】
アセンブリであって、
試料の屈折率の指標となる情報を確認するために請求項１２乃至１７のいずれかに記載の屈折計を備え、
前記屈折計の運転波長特性を校正するために、請求項１乃至１０のいずれかに記載の校正装置を備える、アセンブリ。
【請求項１９】
前記校正装置は、前記屈折計から分離可能におよび／またはそこから取り外し可能に形成され、その結果、分離後に前記校正装置は、別の屈折計の運転波長特性を校正するために使用することができる、請求項１８に記載のアセンブリ。
【請求項２０】
前記校正装置と前記屈折計は、
前記屈折計から前記校正装置を分離後、
前記屈折計が、試料の屈折率の指標となる情報を確認するために運転準備されるように構成される、請求項１８または請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２１】
前記校正装置は、一部分が前記屈折計内に統合され、かつ、その他の部分は前記屈折計から分離して、または分離可能に形成される、請求項１８に記載のアセンブリ。
【請求項２２】
前記屈折計および／または前記校正装置は、確認された情報を前記校正装置から前記屈折計に伝達するデータ伝達装置を備え、前記情報を用いて前記実際運転波長特性を前記目標運転波長特性の方向に正しく合わせることができる、請求項１８乃至２１のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項２３】
試料の屈折率の指標となる情報を確認する屈折計の運転波長特性を校正するための方法であって、
自己トレーサブルに校正可能な、少なくとも部分的に屈折計の外にある確認装置を用いて、屈折計の設定された目標運転波長特性と実際運転波長特性との間の不一致に対する指標となる情報が確認され、前記情報に基づいて前記屈折計が校正される方法。
【請求項２４】
前記不一致に対する指標となる情報に基づいて、前記実際運転波長特性が前記目標運転波長特性の方向に正しく合わせられるように前記屈折計の調整が、さらに行われる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
ユーザにより設置された場所で駆動している間に、前記屈折計の校正が実施される、請求項２３または請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記屈折計の校正において、前記屈折計のセンサ路に介入することなくその波長特性が検査される、請求項２３乃至２５のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は校正装置、屈折計、アセンブリ、および屈折計の波長を校正する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
屈折計を用いて物質の屈折率を測定することができる。物質または試料の屈折率は光の波長と物質または試料の温度の両方に依存する。したがって、測定結果を比較できるようにするために、屈折計においては特定の波長と温度とによって測定される。測定中の標準波長または標準温度からの逸脱は測定誤差を招く。それぞれ関連する測定原理によるセンサ機能に特有な測定誤差がこれに加わる。その１つの例は光学構造を狂わせる機械的な変化である。
【０００３】
関連する従来技術は、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７０３０９８９号
【特許文献２】米国特許第７４９２４４７号
【特許文献３】米国特許第８７６０６４０号
【特許文献４】米国特許第５７２９３４７号
【特許文献５】独国特許第１０２００９０３３９７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
提供する本発明の課題は、屈折計の正確な長期運用を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は独立請求項に記載の特徴を有する対象物によって解決される。さらなる実施例は従属請求項において示される。
【０００７】
本発明の一実施例に基づいて、試料の屈折率の指標となる情報を確認する屈折計の運転波長特性を校正するための校正装置が提供され、校正装置は自己トレーサブルに校正できる（かつ望ましくは少なくとも部分的に屈折計の外部にある）確認装置を備え、この確認装置は屈折計の設定可能な目標運転波長特性と実際運転波長特性との間の不一致に対する指標となる情報を確認するために設置されて、その情報に基づいて屈折計は校正可能であり、もしくは校正される。
【０００８】
本発明の別の実施例に基づいて、試料の屈折率の指標となる情報を確認する屈折計が提供され、屈折計は上記の特徴を有する少なくとも部分的に屈折計の外部にある校正装置と共同作用する波長制御装置を備え、校正装置の確認装置によって確認された情報に基づいて、波長制御装置を用いて実際運転波長特性を目標運転波長特性の方向に導くことができる（特に実際運転波長特性を目標運転波長特性に調整する、または正しく合わせることができる）。
【０００９】
本発明の別の実施例に基づいて、試料の屈折率の指標となる情報を確認するための特に上記の特徴を有する屈折計と、屈折計の運転波長特性を校正するための特に上記の特徴を有する校正装置とを備えたアセンブリが用意される。
【００１０】
本発明の他の実施例に基づいて、試料の屈折率の指標となる情報を確認する屈折計の運転波長特性を校正する方法が用意され、自己トレーサブルに校正できる（かつ望ましくは少なくとも部分的に屈折計の外部にある）確認装置を用いて、屈折計の設定可能な目標運転波長特性と実際運転波長特性との間の不一致に対する指標となる情報が確認され、この情報に基づいて屈折計は校正可能であり、もしくは校正される。
【００１１】
本発明の枠内において「運転波長特性」という概念は、分光計の運転中に試料の屈折率を決定するために使用される電磁放射線における特に波長、波長領域、分光特性または中心波長周りの分布関数を意味する。
【００１２】
本発明の枠内において「設定可能な目標運転波長特性」という概念は、特に完全に校正された屈折計において理想的に存在するような屈折計を用いて屈折率を測定するための運転波長特性を意味する。目標運転波長特性は、特に唯一の（または基本的に唯一の）所望測定波長における（またはこの理想的な測定波長周りの一定の分光領域における）測定を特徴づけることができる。
【００１３】
本発明の枠内において「実際運転波長特性」という概念は、特に最早強制的に理想的に調整されていない屈折計において（例えば最初は理想的に調整されて、かつその調整が時間経過と共に失われていくような屈折計において）現実に存在するような屈折計を用いて屈折率を測定するための運転波長特性を意味する。すなわち、実際運転波長特性は目標運転波長特性から逸脱している可能性があり、その場合、この逸脱は校正によって確認することができ、かつ調整によって完全にまたは部分的に補正することができる。
【００１４】
本発明の枠内において「トレーサブルに校正可能な確認装置」という概念は、特に標準校正器によって固有の後校正を自己達成できる確認装置を意味する。換言すればこれは、例えば（特に波長放射および／または波長検知および／または波長単色化に関わる）波長精度を自ら失った場合に自己校正するような確認装置を可能にする。それによって、確認装置の不正確なまたは（例えば時間経過において）失われた調整による誤差を抑制すること、もしくは再び補正できることが保証される。「少なくとも部分的に屈折計の外部にある確認装置」とは、運転中において、または常に、空間的に屈折計の外部に配置される少なくとも１つの部分領域を備えることを意味する。このような校正装置は、標準校正器によって校正するために屈折計から取り外すことができるので、特に良好にもしくは簡単にトレーサブルに校正できる。「トレーサブルに校正する」とは特に、校正において使用される測定手段と標準は、それ自体が正確に校正された測定手段によって校正されている等々、根源（例えば連邦科学技術院）の（特に国家）標準まで達することを証明できる証明書の連鎖が得られることを意味する。その場合、それによって校正は（例えば国家）標準にトレーサブルである。
【００１５】
本発明の枠内において「運転波長特性間の不一致に対する指標となる情報」という概念は、特に目標運転波長特性と実際運転波長特性が互いに逸脱しているという定性的な情報を意味し、または目標運転波長特性と実際運転波長特性が互いにどれだけ逸脱しているかという定量的な情報を意味し、または現在の実際運転波長特性が提示されていて、その結果、目標運転波長特性との比較が（例えば確認装置によって自ら、または別の存在物によって、また例えば波長制御装置によって）実行可能であるという情報のみを意味する。
【００１６】
本発明の一実施例に基づいて、屈折計の波長を校正するための、および場合によって、もしくは必要に応じて調整するための可能性が創出される。これは例えば、時効効果、光学構成要素の狂い、温度変動等に基づいて時間経過と共に屈折計の運転波長特性が変化する場合に有利であることができる。特に、屈折率を測定するために屈折計内で使用される光の波長を測定し、および屈折計の波長をトレーサブルに校正し、調整する装置と方法が用意される。可能性のある波長の不一致を確認するために屈折計に形成される校正装置の確認装置は、少なくとも部分的に屈折計の外部、もしくは屈折計から分離して設置されることによって、この確認装置自体を適切な校正基準を用いて校正することができる。それによって、校正の際に特に確認装置の不正確性によって引き起こされる可能性のある望ましくないアーチファクトを強制的に排除することができる。また、このような少なくとも部分的に屈折計から取り外しできる、もしくは屈折計から分離して校正できる校正装置は、これを用いて多数の異なる屈折計を校正することができる、すなわちこのような校正装置は携帯式もしくは万能式校正プローブとして使用することができる利点を持つ。
【００１７】
さらに、校正装置、屈折計、アセンブリおよび方法の付加的な典型的実施例を説明する。
【００１８】
典型的な一実施例に基づいて、確認装置は、校正可能な、および／または校正された、特に所定の（特に法的な）標準に基づいて検定された分光計を、屈折計の実際運転波長特性を確認するために備えることができる。すなわち、屈折計の外部、もしくは屈折計から分離して設置することができるこのような分光計を用いて、例えば目標運転波長に対して調整された屈折計の実際運転波長を正確に確認することができる。このような分光計はそれ自体が正確に校正可能であり、その結果、同様に後続する校正の基礎となる情報の検出は誤差を避けて行うことができる。
【００１９】
典型的な一実施例に基づいて、確認装置は、測定用電磁放射線を屈折計から連結光学系にアウトプットするために設置される連結光学系を屈折計に光学的に連結させることができ、およびそれによって屈折計の実際運転波長特性を確認するために、アウトプットされた測定用放射線を分析するための分光計（例えば上記タイプの分光計）を備えることができる。それによって連結光学系は、測定用放射線を実際波長等の確認に対する基礎として抽出するために好ましくは屈折計上に乗せることが可能な、または屈折計内に挿入することが可能な光プローブであることができる。
【００２０】
典型的な一実施例に基づいて、測定用電磁放射線を屈折計から連結光学系にアウトプットするために、連結光学系は（測定運転中に）測定すべき試料を収容するための屈折計の測定面に光学的に連結して設置することができる。対応する実施例は例えば図５に示されている。屈折計の測定面は、基準固体（例えば測定用プリズムまたは測定用半球）の外側に向いた表面、もしくは利用者が接近できる表面とすることができ、その表面上に屈折計を用いて屈折率が確認される試料を取り付けることができる。試料の代わりに連結光学系を測定面に取り付けることによって、測定用放射線の一部を実際運転波長特性を分析するために屈折計から導き出す、もしくは分岐させることができる。この特に好ましい形態は、屈折計の光学的に敏感な内部（すなわち屈折計のセンサ路）に侵入することなく、完全に非侵襲的態様において実際運転波長特性を確認することを可能にする。それによって、校正プロセスによって引き起こされる屈折計センサ路内の光学部品アセンブリの新たな狂いを有利に回避することができる。
【００２１】
典型的な一実施例に基づいて、校正装置は特に屈折率に整合する連結液体を測定面と連結光学系との間の光学結合を補助するために備えることができる。基準固体と連結光学系との間の著しく屈折率が異なる媒体間の境界面において形成される屈折および／または反射の結果としてアウトプットされる電磁放射線の望ましくない損失は、このような連結液体によって抑制することができる。連結液体は光学的に透明でなければならない。
【００２２】
典型的な一実施例に基づいて、校正装置は測定面と連結材料との間の光学結合を支援するために弾力性の連結材料を備えることができる。基準固体と連結光学系との間の著しく屈折率が異なる媒体間の境界面において形成される屈折および／または反射の結果としてアウトプットされる電磁放射線の望ましくない損失は、このような弾力性の連結材料によって抑制することができる。連結材料は光学的に透明でなければならず、例えば弾力性ポリマまたは可撓性ポリマによって実現することができる。
【００２３】
典型的な一実施例に基づいて、測定用電磁放射線を屈折計のセンサ路からアウトプットするために、連結光学系は光方向変換要素、特にビームスプリッタまたは反射鏡を備える。対応する実施例は例えば図６に示されている。屈折計からの測定用電磁放射線のアウトプットは、選択的に基準固体の測定面の（測定用電磁放射線の伝播方向に対して）上流において、または下流において実施することができる。光方向変換要素は分析に対して一時的に簡単に、屈折計内部の光学路内に入れることができ、その場合、屈折計からアウトプットされる測定用電磁放射線は光導体等を介して屈折計から導き出され、続いて例えば実際運転波長特性を確認するためにトレーサブルに校正可能な分光計を用いて分析される。
【００２４】
典型的な一実施例に基づいて、屈折計の実際運転波長特性を確認するための確認装置が設置される。代替の実施例に基づいて、確認装置は実際運転波長特性と目標運転波長特性との差のみを確認することもできる。
【００２５】
典型的な一実施例に基づいて、確認装置は、屈折計内に目標運転波長特性の校正用電磁放射線を一時的に供給する、校正可能な校正用電磁放射線源を備え、その校正用電磁放射線は、試料との相互作用により電磁放射線検知器によって検知器第１データとして検知可能である。屈折計への校正用電磁放射線の非供給の間に、試料は、実際運転波長特性の測定用電磁放射線を用いて屈折計の測定用電磁放射線源によって照射可能であり、測定用電磁放射線は、試料との相互作用により電磁放射線検知器によって検知器第２データとして検知可能である。このような実施例は図７に示されている。屈折計が完全に調整された場合、すなわち、実際運転波長特性が目標運転波長特性に合致している場合、検知器は校正用放射線源の理想的な波長特性とこれと同一の屈折計の実際の波長特性との間を区別することができないので、検知器第１データと検知器第２データは同一である。検知器第１データと検知器第２データとの間の差が確認された場合、屈折計の測定波長は、その差がより小さくなるまで、またはさらに差がなくなるまで変化させることができる。それによって屈折計は再び校正される。
【００２６】
典型的な一実施例に基づいて、確認装置は屈折計の測定用電磁放射線源からの測定用電磁放射線を目標運転波長特性へ一時的に単色化するための単色光分光器を備えることができ、単色化された測定用電磁放射線は、試料との相互作用により電磁放射線検知器によって検知器第１データとして検知することができる。測定用電磁放射線の非単色化の間は試料は実際運転波長特性の測定用電磁放射線によって照射することができ、かつ、測定用電磁放射線は試料との相互作用により検知器第２データとして検知することができる。このような実施例は図８に示されている。屈折計が完全に校正された場合、すなわち実際運転波長特性が目標運転波長特性に合致する場合、単色光分光器は運転波長特性に何も変化を与えないので、検知器第１データと検知器第２データは同一である。検知器第１データと検知器第２データの間の差が確認された場合、屈折計の測定波長は、その差が十分に小さくなるまで、またはさらに差がなくなるまで変化させることができる。それによって屈折計は再び校正される。
【００２７】
典型的な一実施例に基づいて、校正装置は、確認装置を用いて確認された情報に基づいて、実際運転波長特性を目標運転波長特性の方向に変化させる（特に実際運転波長特性を目標運転波長特性に正しく合わせる）ことができるように屈折計を調整する波長制御装置をさらに備える。波長制御装置は選択的に屈折計の部分として、および／または校正装置の部分として実装することができる。何れの場合においても、波長制御装置は、実際運転波長特性と目標運転波長特性との間の不一致を、この不一致が減少する、またはさらになくなるように屈折計の波長特性を後調整するための契機とすることが可能である。このことは、不一致が定量的に測定されるので調整が完璧であることと同じことを意味しており、かつ校正が完璧であることと同じことを意味している。
【００２８】
典型的な一実施例に基づいて、屈折計が、測定用電磁放射線を測定面に取り付けられた試料へ放射するための測定用電磁放射線源、特に測定用広帯域放射線源を備え、および試料と測定用電磁放射線との相互作用により測定用電磁放射線を検知する測定用電磁放射線検知器が設けられる。例えば、測定用電磁放射線源は発光ダイオード、例えば広帯域発光ダイオード、またはその他の光源であることができる。
【００２９】
典型的な一実施例に基づいて、屈折計は測定用電磁放射線から運転波長特性を選択するための波長選択要素、例えば干渉帯域通過フィルタ、少なくとも１つの交換可能なフィルタ、調整可能な光学要素、プリズム、格子、単色光分光器、および／または測定用電磁放射線源を加熱するための加熱装置を備えることができる。このような波長選択要素を適切に制御する、使用する、取り除く、加減する、配置することによって、測定用放射線源によって提供される一定の測定用波長、または一定の測定用波長帯域を選択することができ、かつ屈折計の運転波長特性を適切に調整することができる。
【００３０】
典型的な一実施例に基づいて、屈折計は、実際運転波長特性を目標運転波長特性の方向に導くために、波長選択要素を操作するための波長制御装置を用いて調整される作動装置（例えば備え付けの電気モータ）を備える。このような作動装置は、例えば電気的または光学的制御によって波長選択要素を設定可能な態様において配置することができ、それによって所望の波長特性を選択することができる可動の制御要素である。
【００３１】
典型的な一実施例に基づいて、屈折計は、試料の屈折率の指標となる情報を、基準固体、特にプリズムまたは半球の測定面上の試料とこの基準固体との間の境界面における全反射の臨界角から確認するために形成されることができる。その測定原理は例として図１に詳細に示されかつ説明される。
【００３２】
典型的な一実施例に基づいて、校正装置は屈折計から可逆に分離可能に形成され、その結果、分離後に校正装置は別の屈折計の運転波長特性を校正するために使用することができる。この態様において、単一の校正装置を、資源節減策として多数の異なる屈折計を校正するために使用することができる。この校正装置は例えば、屈折計（例えばその測定面）に装着することができ、かつ付随する測定から得られる情報を屈折計に戻すことができる携帯式の校正プローブとして使用することができ、それによって屈折計の内部において校正目的で運転波長特性の調整を行うことができる。
【００３３】
典型的な一実施例に基づいて、校正装置と屈折計は、屈折計からの校正装置の分離後に（および測定すべき試料を屈折計の測定面に取り付けた後に）、屈折計を試料の屈折率の指標となる情報を確認するために直ちに使えるように形成することができる。校正終了後に屈折計から校正装置を取り外した後、屈折計の測定面へ試料を取り付けることのみを必要とし、試料の屈折率測定を開始することができる。したがって、屈折計の後校正に関わる費用は極めて少ない。
【００３４】
典型的な一実施例に基づいて、校正装置は一部が屈折計内に統合され、他の部分は屈折計から分離され、または分離可能に形成される。例えば屈折計の運転波長特性を制御するための波長制御装置は屈折計の部分として形成され、それに対して実際運転波長特性と目標運転波長特性との間の不一致を確認するための、特に実際運転波長特性を確認するための確認装置は校正装置の部分として計画することができる。
【００３５】
典型的な一実施例に基づいて、屈折計および／または校正装置は、確認された情報を校正装置から屈折計に伝達するためのデータ伝達装置、特に有線式および／または無線式データ伝達装置を備えることができ、この情報を用いて実際運転波長特性を目標運転波長特性の方向に調整することができる。したがって実際運転波長特性の分析は、屈折計外部の校正装置を用いて非侵襲的に、すなわち屈折計内の敏感なセンサ路を乱すことなく行うことができる。したがって屈折計内の測定波長の固有の調整は校正装置から屈折計への対応するデータ転送に基づいて行うことができる。
【００３６】
典型的な一実施例に基づいて、ユーザにより設置された場所で駆動している間に、屈折計の校正を実施することができる。携帯式で、かつ望ましくは屈折計のセンサ路に介入しない校正装置によって専門知識がなくてもユーザにおいて校正を実施することができるが、そうでない場合は複雑な屈折計を校正のためにメーカに送付しなければならない。
【００３７】
しかし代替に、確認装置による確認結果は、屈折計を調整する要請と共に、ユーザにおける生の出力情報をメーカに送付することも可能である。
【００３８】
典型的な一実施例に基づいて、校正の際に屈折計は、屈折計内の光学路に介入することなく、特に屈折計を開放することなくその波長特性を検査することができる。それによって屈折計の内部の敏感な光学路は校正によって乱されない。
【００３９】
以下、提供する本発明の典型的な実施例を以下の図面の参照符号を用いて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】試料を測定中の運転状態における本発明の典型的な実施例に基づく屈折計の一部分を示す。
【００４１】
【図２】後続する校正の基礎となる情報を確認するために、屈折計から連結光学系へ、および連結光学系から接続された光導体へ測定用電磁放射線をアウトプット中の運転状態における、本発明の典型的な一実施例に基づく屈折計の一部分と校正装置の一部分とを示す。
【００４２】
【図３】後続する校正の基礎となる情報を確認するために、屈折計から連結光学系へ、および連結光学系から分光計へ測定用電磁放射線を直接アウトプット中の運転状態における、本発明の典型的な一実施例に基づく屈折計の一部分と校正装置の一部分とを示す。
【００４３】
【図４】後続する校正の基礎となる情報を確認するために、屈折計から光導体へ測定用電磁放射線を直接アウトプット中の運転状態における、本発明の典型的な一実施例に基づく屈折計の一部分と校正装置の一部分とを示す。
【００４４】
【図５】本発明の典型的な一実施例に基づく校正装置を有する屈折計を示す。
【００４５】
【図６】本発明の典型的な別の実施例に基づく校正装置を有する屈折計を示す。
【００４６】
【図７】本発明の典型的なさらに別の実施例に基づく校正装置を有する屈折計を示す。
【００４７】
【図８】本発明の典型的な他の実施例に基づく校正装置を有する屈折計を示す。
【００４８】
異なる図面中の同一または類似の構成要素は同一の参照符号を持つ。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
本発明の典型的な実施例を図面を参照して説明する前に、さらに本発明の若干の一般的な観点と根底にある技術を説明しておく必要がある。
【００５０】
すなわち本発明の実施例は、屈折計を用いる屈折率測定の際に、校正の枠内において波長における誤差を確認し、および場合によってもしくは必要に応じて調整によって誤差を減らすことができる、ことによって誤差を抑制する。すなわち本発明の典型的な実施例は、屈折計における測定用波長を校正し、かつ調整するための解決策に関する。本発明の典型的な実施例の有利な効果をさらによく理解するために、異なる種類の誤差の影響を明らかにすることが役立つ。
屈折計によって測定される屈折率は試料によって決まるが、しかしさらに種々のタイプの誤差によって決まる。すなわち、
【数１】
0006726023.tif 000002
【００５１】
ここで、
0006726023.tif 000003
は、屈折計の現在の波長λと現在の試料温度Ｔによる、およびセンサＳの現在の状態によって生じる測定誤差Δｎ（Ｓ）を有する屈折計の直接測定値である。これら全てのパラメータは時間と共に変化する可能性があり、したがってその正確性を確保するために、屈折計を反復校正すること、および場合によって調整することが有利になる。
【００５２】
物質の屈折率ｎ（λ０，Ｔ０）は標準化された波長λ０と標準温度Ｔ０とにおいて検査される。
【００５３】
屈折計は既知の屈折率ｎ（λ０，Ｔ０）を有する基準物質の測定によって校正することができ、および場合によっては適切に後調整することができる。これに対して（例えば国家）標準にトレーサブルな基準物質を使用することができ、かつさらに標準も幾つかの国家度量衡機関（例えば米国標準技術局ＮＩＳＴ、独国連邦科学技術院ＰＴＢ）によって直接定義される。
【００５４】
これらのトレーサブルな屈折率標準の使用はまた、屈折計のトレーサブルな校正と調整をもたらすことがユーザの一般的な期待である。如何なる前提がこの期待を満たすのか、以下において検証する。
校正において既知の基準値と測定値の間の差異が確認される。すなわち、
【数２】
0006726023.tif 000004
引き続く調整において、このように確認された差異は屈折計内に記憶され、かつそのように調整された屈折計による以降の測定において、正しい値を出力するために自動的に測定値から減算される。すなわち、
【数３】
0006726023.tif 000005
【００５５】
ここで、差異Δｎは屈折計の純粋な機器特性であり、したがって試料に依存せずに調整に対応する式（３）よって補正することができる、ということを暗黙裡に出発点としている。
しかし式（１）は、温度誤差において試料の温度係数ｄｎ／ｄＴが、および波長誤差において試料の波長分散ｄｎ／ｄλが、全差異に対して寄与していることも示している。すなわち、
【数４】
0006726023.tif 000006
【００５６】
したがって、基準物質による校正において確認される差異は、温度と波長の誤差が十分に小さい場合にのみ、異なる温度係数ｄｎ／ｄＴおよび／または異なる波長分散ｄｎ／ｄλを有する別の物質の測定の調整に対して使用することができる、ことが明白である。言い換えれば、説明した校正と調整を屈折率標準を用いて有意に実施することができるためには、温度誤差もしくは波長誤差が小さいことが前提である。その誤差がどの程度に小さくなければならないかは、屈折計に要求される全体精度と測定すべき試料の相違性とに依存する。
【００５７】
多くの屈折計は１つの波長のみで測定される。標準波長または目標波長として一般的に５８９．３ｎｍが使用される。
【００５８】
波長は典型的に、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）のような広帯域の光源によって生成され、そのスペクトル領域は精度要件に基づいて、場合によっては波長選択要素によって狭められる。これに対して、例えば干渉帯域通過フィルタを使用することができる。適度の精度要件を有する単純な屈折計において、干渉フィルタなしにＬＥＤを使用することもできる。複数の波長によって測定できる屈折計において、例えば交換可能なフィルタ、または例えば単色光分光器のような調整可能な要素を使用することができる。精密な屈折計において、干渉フィルタの精度は、中心波長の製造上のばらつきのため、部分的に十分でない。その場合、その中心波長は干渉フィルタの傾斜によって標準波長に調整することができる。
【００５９】
通常の屈折計において、波長は屈折計の製造の際に波長選択要素の選択または調整によって確定することができる。
【００６０】
その際に、波長選択要素の初期選択または調整が十分正確に行われない場合に、波長誤差が生じる可能性がある。例えばＬＥＤが他のフィルタリングがなく使用される場合に、ＬＥＤの製造上のばらつきによって、差異のある波長となる可能性がある。同様に干渉フィルタにおいて、波長のは個体間のばらつきが避けられない。調整可能な要素の調整の際に誤差が入り込む可能性がある。
【００６１】
決定要素の波長が時間と共に老化または狂い（調整不良等）によって変化する場合に、別の誤差が発生する可能性がある。
【００６２】
さらに、波長選択要素が温度依存性を備えていて、かつ測定の際の屈折計の周囲温度が選択または調整時点の温度と異なる場合に、誤差が生じる可能性がある。特に黄色ＬＥＤは著しい温度応答性を備えているので、ここでは特に、その放射スペクトルが別の波長選択要素によって限定されないＬＥＤに言及すべきである。
【００６３】
現状、屈折計の波長を現場でトレーサブルに測定できず、したがってまた校正できず、あるいは有効性を確認できないので、機器ユーザは波長誤差を容易に識別することができず、または防止することができない。このような理由で、今日までその波長を製造後に調整できる屈折計は存在しない。
【００６４】
上述したように、温度誤差が十分に小さいこと、それによって温度測定がトレーサブルに校正されることも、屈折率のトレーサブルな校正と調整にとって有利である。
【００６５】
本発明の実施例の有利な一面は、最新の品質標準に適合させるための（例えば国家）標準への校正または調整のトレーサビリティである。これは、校正または調整の際に使用する測定機器または標準はそれ自体が国家標準にトレーサブルである、ことによって達成することができる。
【００６６】
このことから、屈折計内に完全にかつ固定して組み込まれた自己校正できない波長計は、屈折計の波長をトレーサブルに校正する、または調整するために適していないことが分かる。次に、それでは、この波長計自体をどのようにトレーサブルに校正するのかという問題が生じる。これに関して、当初の固定して組み込まれる屈折計の波長選択要素のみの問題から、固定して組み込まれる波長計へと問題が波及してきている。
【００６７】
本発明の典型的な実施例による上記の問題の解決策は、屈折計を用いて簡単な態様においてその波長精度を検査することができる、すなわち本発明における所定の典型的実施例によって、特に有利には、屈折計を外す必要のない校正装置、または別の態様において屈折計に組み込む必要がある校正装置を提供することである。これは、屈折率測定のために屈折計によって使用される光の波長をトレーサブルに校正できる測定機器を用いて外部から測定すること、すなわち校正することを可能にする。
【００６８】
本発明の典型的な実施例による容易でトレーサブルな波長の校正によって、波長の調整可能性を有する実用的な屈折計が装備され、その結果、測定の際に確認される波長誤差は屈折計の製造後でも調整によって排除することができる。この態様において、屈折計の波長はトレーサブルに調整することもできる。
【００６９】
図１は、試料１９を測定中の運転状態における本発明の典型的な実施例に基づく屈折計１の一部分を示す。
【００７０】
この屈折計１は、基準固体２に対する境界面（測定面２４参照）における全反射の臨界角から試料１９の屈折率を決定する。
【００７１】
その場合、屈折計における波長安定化のために固定して組み込まれる従来型の干渉フィルタが知られている（図示していない）。
【００７２】
基準固体２は例えばプリズム（測定プリズムとも言う）としてまたは半球として形成することができる。プリズムを有するこのようなアセンブリを図１に示した。試料１９が屈折計１の測定面２４に取り付けられた場合、測定用電磁放射線源３から出る測定用電磁放射線６の照射の際に、対応する全反射の臨界角αＧよりも急勾配の角度αで測定面２４に当たる強度Ｉを有するこのような光（透過した電磁放射線２６参照）は試料１９内で屈折する（図１のグラフ５０参照）。屈折計１の特性測定範囲は非常に小さい屈折率に限定される。これは、試料１９がない屈折計１において、一般的に如何なる測定光も外へ進まないことを意味する。反射した測定用電磁放射線は図１において参照符号７で示され、位置敏感性測定用電磁放射線検知器８に当たる。参照符号４はレンズを表す。
【００７３】
図２は、後続する校正の基礎となる情報を確認するために、屈折計１から連結光学系１５へ、および連結光学系１５から接続された光導体１２へ測定用電磁放射線をアウトプット中の運転状態における、本発明の典型的な一実施例に基づく屈折計１の一部分と校正装置１６の一部分とを有するアセンブリ２０の一部分を示す。
【００７４】
すなわち本発明の一実施例は、ここで、屈折計１によって屈折率測定のために使用される光の波長を外部から測定することを可能にする校正装置１６を実装する。本発明の典型的な実施例（例えば図２、図３および図４参照）に基づいて実現される原理は、屈折計１から導き出されて次に例えば校正された分光計１３（図２には示されていない、例えば、図３を参照）において分析することができるように、試料１９なしに連結光学系１５が屈折計１の測定表面２４上におかれることにある。
【００７５】
そのために、連結光学系１５が屈折計１の測定面２４に光学的に接触させられる、すなわち、別の波長分析のために電磁放射線を基準固体２から測定面２４を通って連結光学系１５に移行させることができるように光学的に連結されることは有利である。これに対して、測定面２４と連結光学系１５との間の光学的な連結を改善するために連結液体（図示していない）を用意することは有益である。
【００７６】
連結光学系１５は連結液体（図示していない、「屈折率整合液体」、例えば液浸油）を用いて光学的に基準固体２としての測定プリズムに連結することができる。さらに、基準固体２としての測定プリズムへの効果的な連結を得るために、（例えばエラストマーからなる、図示していない）光学層を連結光学系１５に取り付けることもできる。
【００７７】
すなわち、図２に基づいて、連結光学系１５は、屈折計１からの光のアウトプットの連結要素として用いられる。適切な角度でそれに取り付けられる光導体１２は、測定光の波長を測定する分光計１３（図２には示されていない、図３の参照符号１３参照）に光を導く。
【００７８】
図３は、後続する校正の基礎となる情報を確認するために、屈折計１から連結光学系１５へ、および連結光学系１５から分光計１３へ測定用電磁放射線を直接アウトプット中の運転状態における、本発明の典型的な一実施例に基づく屈折計１の一部分と校正装置１６の一部分とを示す。すなわち、図３のように、連結光学系１５は、連結光学系１５にアウトプットされた光を光導体１２なしに分光計１３に直接方向変換するように形成される。
【００７９】
図４は、後続する校正の基礎となる情報を確認するために、屈折計１から光導体１２へ測定用電磁放射線を直接アウトプット中の運転状態における、本発明の典型的な一実施例に基づく屈折計１の一部分と校正装置１６の一部分とを示す。すなわち、図４のように、図２と図３に記載の独立した連結体１５は不要とされるか、もしくは光導体１２自体によって実装される。したがって連結は、アウトプットされた光を分光計（図４には示されていない、図３の参照符号１３参照）に導く、望ましくは斜めに研磨された光導体１２において直接行われる。
【００８０】
本発明の典型的な実施例に基づいて、上に説明した校正装置１６は、各屈折計１の波長を調整するために利用される。そのために屈折計１は、その波長を調整可能な波長選択要素（図５〜図８の参照符号９参照）によって屈折計１の製造後も変更することができるように設計される。
【００８１】
図５は、本発明の典型的な一実施例に基づく屈折計１と校正装置１６とを有するアセンブリ２０を示す。
【００８２】
厳密に言えば、屈折計１が測定モード（例えば図１参照）において運転された場合に、屈折計１は試料１９（図５には示されておらず、かつ図５に基づく校正モードにおいては用意されない）の屈折率の値を確認するための指標となる情報を形成する。試料１９の屈折率を測定するための屈折計１の測定原理は、試料１９の屈折率の指標となる情報が基準固体２の測定面２４上の試料１９と基準固体２との間の境界面における全反射の臨界角から確認されることに基づく（図１も参照）。
【００８３】
さらに校正装置１６は、屈折計１との相互作用によって図５に示した校正モードにおいて屈折計１の運転波長特性を校正するために形成される。校正装置１６は自動的にトレーサブルに校正できて、かつ屈折計外にある（すなわち屈折計１の外部に用意される）確認装置１７を備え、確認装置１７は屈折計１の設定可能な目標運転波長特性と屈折計１の実際運転波長特性との間の不一致に対する指標となる情報を確認するために設置される。この外部で検出される情報に基づいて屈折計１は以下のように校正することができる。厳密に言えば、図５に基づく確認装置１７は、屈折計１の実際運転波長特性、すなわち現在の屈折計１の測定用波長を決定するために用意される。確認装置１７の詳しい機能原理を以下に詳細に説明する。確認装置１７を屈折計１の外部に配置し、かつ屈折計１から分離する、もしくは取り外し可能に形成することによって、確認装置１７は現在の測定用波長自体を決定するために図示していない校正器によって校正可能であり、したがってそれ自体は屈折計１の校正の際に特筆すべき誤差源にはならない。
【００８４】
屈折計１は屈折計外の校正装置１６と相互に作用する波長制御装置１１を備える。波長制御装置１１を用いて、校正装置１６の確認装置１７を用いて確認された情報に基づいて実際運転波長特性を目標運転波長特性の方向に戻すように導くことができ、それによって屈折計１は波長調整される。換言すれば、現在の実際測定用波長が設定仕様に基づいて屈折計１が動作すべき目的測定用波長または目標測定用波長から逸脱していることを確認装置１７が確認した場合、実際の測定用波長を目的測定用波長に一致させるために、波長制御装置１１は以下に詳しく説明する態様において測定用波長を変更する。
【００８５】
最初に屈折計１の構造を詳細に説明する必要がある。屈折計１は、測定用電磁放射線６としての光を放射するための広帯域発光ダイオード形の測定用電磁放射線源３を含む。測定用電磁放射線６はレンズ４と、測定用電磁放射線源３の広帯域スペクトルから一定の測定用波長を選択する、制御可能な波長選択要素９とを通って別のレンズ５へ、さらにそこから通常の測定運転において基準固体２の測定面２４上に取り付けられた屈折率を決定する試料１９へ達する。図５は運転状態におけるアセンブリ２０を示してはいるが、しかし図示した運転状態において屈折計１を校正しなければならないので測定面２４上には試料１９が取り付けられていない。すなわち測定面２４上には校正運転における連結体１５が外部プローブとしておかれている。
【００８６】
測定面２４の領域において反射した測定用電磁放射線７は光学レンズ２９を通って、測定用電磁放射線７を検知するための測定用電磁放射線検知器８に達する。測定用放射線検知器８は位置敏感性検知器であり、例えば位置敏感性素子の１次元アレイまたは２次元アレイである。
【００８７】
波長選択要素９は測定用電磁放射線６から運転波長を選択するために利用され、例えば干渉帯域通過フィルタとして形成することができる。屈折計１はさらに、望ましい波長変更を実施するために、特に調整された状態と比して望ましくない状態に制御された実際運転波長を、目標運転波長の方向に調整するために、波長制御装置１１を用いて波長選択要素９を操作するために設置される作動装置１０を含む。図５に図示したように波長制御装置１１は作動装置１０を制御する以外に、測定用電磁放射線源３も、測定用電磁放射線検知器８に含まれる検知器データも制御する。さらに波長制御装置１１を用いて、測定用電磁放射線源３の温度推移、およびそれに伴って測定用電磁放射線源３から放射される波長を制御することができる。
【００８８】
さらに、校正装置１６を詳細に説明する。校正装置１６の確認装置１７は、屈折計１の実際運転波長を確認するために、設定された標準に基づいて校正された分光計１３を備える。さらに、測定用電磁放射線を屈折計１から連結光学系１５にアウトプットするために、確認装置１７は屈折計１と光学的に連結するために設置される連結光学系１５を含む。分光計１３は、屈折計１の実際運転波長を確認するため、光導体１２を介して連結光学系１５からアウトプットされる測定放射線を分析して受信する。そのために、連結光学系１５は屈折計１の（本来は正規の測定運転において試料１９を収容するために使用される）測定面２４上におかれ、それによって光学的に連結される。選択的に屈折率整合連結液体（図示していない）または弾力性の連結材料（図示していない）を、測定面２４と連結光学系１５の間の光学的な連結を支援するために、連結光学系１５において使用することができる。
【００８９】
図５のように、有利には、校正装置１６全体は屈折計１から分離可能に形成され、その結果、分離後に校正装置１６は別の屈折計（図には示されていない）の運転波長を校正するために使用することができる。屈折計１は図５に基づいて、屈折計１から校正装置１６を分離後、試料１９の屈折率を確認するために運転準備され、そのために試料１９が測定面２４に取り付けられる。
【００９０】
校正装置１６はさらに、実際波長に関して確認された情報を校正装置１６の確認装置１７から屈折計１の波長制御装置１１に伝達するための有線または無線のデータ伝達装置１４を備える。この情報を用いて、波長制御装置１１は通知された実際運転波長を、波長制御装置１１が予め知ることができる目標運転波長の方向に調整することができる。そのために、波長制御装置１１は、基準固体２に入る測定用波長を変更するために、もしくはそれによって屈折計１を調整するために、波長選択要素９を移動させるように作動装置１０を適切に制御することができる。すなわち、図５に基づいて、屈折計１の測定光（測定用電磁放射線６）の波長は、波長選択要素９としての広帯域干渉フィルタの傾斜によって変更することができる。傾斜、およびそれに伴う波長は、波長制御装置１１形の制御ユニットの作動装置１０によって調整される。調整は、上述した校正装置１６を用いて屈折計１の実際運転波長が測定され、およびこの値が（データ伝達装置１４形の）有線接続または無線接続を通して屈折計１の制御ユニット／波長制御装置１１に伝達されることによって行われる。制御ユニット／波長制御装置１１は作動装置１０を用いて、測定される波長が設定波長に対応するように波長選択要素９を調整する。あるいはまた、校正装置１６は測定された波長を最初にコンピュータまたはプロセッサ（図示していない）へ送ることができ、コンピュータまたはプロセッサは調整プロセスを制御して、望ましい波長調節値を屈折計１内の制御ユニット／波長制御装置１１に送る。
【００９１】
この方法に代えて、別の調整可能な波長選択要素９、例えばプリズム、格子（特にホログラフィック格子）等を使用することができる。重心波長を調整するために、干渉フィルタを傾斜させる以外に、挿入可能な線形可変フィルタ、帯域通過フィルタ、またはエッジフィルタ、または液晶帯域通過フィルタ、または電子式に調整可能なフィルタモジュールを使用する可能性も存在する。
【００９２】
あるいはまた、波長制御ユニット１１は、メモリチップに記憶された測定用電磁放射線源３の温度校正曲線を用いて、意図する目標運転波長を調整することができる。
【００９３】
図６は、本発明の典型的な別の実施例に基づく校正装置１６を有する屈折計１を示す。
【００９４】
図６に基づいて、測定用電磁放射線６を屈折計１からアウトプットするために、連結光学系１５は光方向変換要素２５（例えばビームスプリッタ）を備える。これは図６に基づいて測定面２４の上流側で行われるが、しかし代わりに測定面２４の下流側で行うこともできる。
【００９５】
すなわち、図５の代わりに、図６に示すように連結体は連結光学系１５の形で、屈折計１のセンサ系内に統合することもできる。その場合、センサ系から測定光を導き、かつその特性評価に基づいて次に測定光の波長を校正するために、測定用電磁放射線源３とここでは測定プリズムとして形成された基準測定体２との間にも、あるいは基準測定体２と測定用電磁放射線検知器８との間にも、ここでは光導体１２を有するビームスプリッタとして形成された光学的連結要素／連結光学系１５を組み込むことができる。したがって、測定用電磁放射線源３と波長選択要素９との組み合わせによって規定される測定用波長を前校正されたおよび／または認定された分光計１３を用いて測定するために、図６のように、測定光は屈折計１から導かれる。あるいはまた、または標準化された分光計を補足するために、マイケルソン・ラムダメータ等を使用することができる
【００９６】
図７は本発明の典型的なさらに別の実施例に基づく校正装置１６を有する屈折計１を示す。ここで図７は、試料１９（例えば事前に知られている特性を有するテスト試料）が屈折計１の測定面２４に取り付けられている点において図５および図６と異なっている。
【００９７】
図７に基づいて、屈折計１の外にある確認装置１７は、屈折計１内に目標運転波長の校正用電磁放射線を一時的に供給するために調整された（および何時でも新たにトレーサブルに校正可能であり、かつ場合によって調整可能である）校正用電磁放射線源２１を備える。校正用電磁放射線源２１および接続された光導体１２を用いて、センサ路内に挿入された反射鏡３０、特に部分透過性の反射鏡が、校正用電磁放射線によって照射され、そこから校正用電磁放射線が試料１９へ向けて反射され、そして試料１９との相互作用により測定用電磁放射線検知器８によって検知器第１データとして検知される。別の期間において、屈折計１への校正用電磁放射線の供給の代わりに、同じ試料１９が、屈折計１の測定用電磁放射線源３からの実際運転波長の測定用電磁放射線６を用いて照射され、測定用電磁放射線６は試料１９との相互作用により測定用電磁放射線検知器８に達し、その場合、測定用電磁放射線検知器８は検知器第２データを検知する。検知器第１データが検知器第２データと異なる場合、実際の現在の実際測定用波長は目標測定用波長からずれており、そして、一致させることによって目標測定用波長に調整することができる。そのために、検知器第１データおよび検知器第２データが供給される波長制御装置１１は、波長選択要素９の位置を変えるために作動装置１０を制御し、それによって発光ダイオードとして形成された測定用電磁放射線源３の広帯域スペクトルから別の補正された測定用波長が選択される。これに代えて、波長制御装置１１を、測定用電磁放射線源３の温度推移を制御でき、それによって実際運転波長を調整するように構成することができる。
【００９８】
したがって図７は、波長λ０を放射する校正用電磁放射線源２１（例えばナトリウムスペクトルランプ）形の校正された外部光源を有する、図５と図６に代わる本発明の実施例を示している。校正された波長λ０を有する光がセンサ路内に供給され、それに対して反射鏡３０および光導体１２が設けられている。テスト試料はプリズム上の試料１９として測定される（ｎ１λ）。その後、校正された光源、すなわち校正用電磁放射線源２１は切断されるか、またはフェードアウトされる。次に測定用電磁放射線源３、すなわち屈折計１の光源を用いてプリズム上の同一テスト試料が測定され（ｎ２λ）、かつ波長選択要素９としての干渉フィルタが２つの屈折率が一致する（ｎ１＝ｎ２）まで調整される。
【００９９】
校正された外部光源、すなわち校正用電磁放射線源２１は校正された単色光分光器＋任意の光源を用いて実現することもでき、または調整可能な任意の単色光分光器と、校正された分光計を介して測定可能な光源とを用いて実現することもできる。
【０１００】
図８は、本発明の典型的な他の実施例に基づく校正装置１６を有する屈折計１を示す。
【０１０１】
図８に基づいて、確認装置１７は、屈折計１の測定用電磁放射線源３からの測定用電磁放射線を目標運転波長に一時的に単色化するための単色光分光器２２を備える。単色化された測定用電磁放射線は試料１９との相互作用に基づいて、電磁放射線検知器８によって検知器第１データとして検知される。電磁放射線の単色化が行われない別の期間において、同一試料１９は実際運転波長の電磁放射線を用いて照射される。次に測定用電磁放射線は試料１９との相互作用に基づいて電磁放射線検知器８によって検知器第２データとして検知される。次に検知器第１データと検知器第２データとの差から、必要な波長調整の大きさが確認される。それに対して、検知器第１データと検知器第２データが一致する場合、調整は必要なく、もしくは屈折計１は校正されている。
【０１０２】
したがって図８は、図７による波長校正に対する代替実施形態を表現している。その場合、測定用電磁放射線源３からの光は方向変換され（それに対してシャッタ３１を差し込むことができる）、反射鏡３２を介して校正されたまたは校正可能な単色光分光器２２に導かれ、および別の反射鏡３３を介して再びセンサ路に戻して供給される。テスト試料（基準固体２としてのプリズムの測定面２４の上にある参照符号１９参照）の屈折率ｎ１が測定される。図７と同様に、シャッタ３１が引き出された状態において、波長選択要素９としての干渉フィルタはｎ２＝ｎ１になるまで調整される。
【０１０３】
図７と図８に対するテスト試料は、例えば１つの波長分散（ｄｎ／ｄλ≠０）を備えた試料、例えば水であることができる。
【０１０４】
本発明の別の典型的な実施例は、特に、波長が主として測定用電磁放射線源３の重心波長によって決定される屈折計１に適している。このケースにおいて、測定用電磁放射線源３（例えばレーザダイオード）の波長は温度の変更によって調整することができる。本発明の実施例に対応する波長の調整は、測定用電磁放射線源３を温度調節装置によって適切な温度にすることによって行われ、その結果、望ましい波長が得られる。
【０１０５】
補足として、「備えている」と言う表現は他の要素またはステップを除外するものではなく、「１つの」と言う表現は多数を除外するものではないことに留意しなければならない。さらに、上述の一実施例への参照指示によって説明された特徴またはステップは、上述の別の実施例の別の特徴またはステップとの組み合わせにおいても使用できることに留意しなければならない。請求項における参照符号は限定するものと解釈されるすべきではない。
【符号の説明】
【０１０６】
１    屈折計
２    基準固体、または基準測定体
３    測定用電磁放射線源
４    レンズ
５    レンズ
６    測定用電磁放射線
７    測定用電磁放射線
８    測定用電磁放射線検知器
９    波長選択要素
１０  作動装置
１１  波長制御装置
１２  光導体
１３  分光計
１４  データ伝達装置
１５  連結光学系、または連結体
１６  校正装置
１７  確認装置
１９  試料
２０  アセンブリ
２１  校正用電磁放射線源
２２  単色光分光器
２４  測定面
２５  光方向変換要素
２６  電磁放射線
２９  レンズ
３０  反射鏡
３１  シャッタ
３２  反射鏡
３３  反射鏡
５０  グラフ
α    角度
αＧ    臨界角
Ｉ    強度
【図１】
0006726023.tif 000007
【図２】
0006726023.tif 000008
【図３】
0006726023.tif 000009
【図４】
0006726023.tif 000010
【図５】
0006726023.tif 000011
【図６】
0006726023.tif 000012
【図７】
0006726023.tif 000013
【図８】
0006726023.tif 000014