(57)【要約】【課題】本発明は、三次元相互相関技術を用いて混濁媒体の検査を行い、多重散乱の影響を抑えるようにした携帯型の装置、並びにその装置を調整するための調整方法に関する。【解決手段】装置は、基板（１）を具備し、その上に調節可能なレーザー（２）が傾斜装置にまたはミラーによってレーザービームを検査すべき媒体を満たした水ばち（６）の壁面に直交するように位置決めされている。装置は半透明板（７）を具備しており、半透明板は、幾つかの部分は完全にミラーコートされ他の部分は半透明にミラーコートされており、ビームスプリッタ（４）として作用する。半透明板（７）は位置決め固定部材（１８）を用いて基板（１）にしっかりと取着されており、位置決め固定部材（８）の半透明板（７）の支持面（１６）は基板（１）に対して或る固定した角度とされている。位置決め固定部材（８）は基板（１）および水ばち取付部材に着脱可能に取着されており、水ばち取付部材は水ばち（６）および基板（１）上に置かれた液が満たされた円筒状半透明容器（７０）の置き場を有している。水ばちが連続的に位置決めされることを許容する水ばち取付部材（５）の移動装置もまた基板（１）に設けられている。少なくとも２つの検出光学器の傾動および移動装置が設けられていてそれらが装置の検出側で基板に固定位置決めされるとともに基板が基板（１）上でしっかりとロックされるようになっている。装置には、更に光子増幅器および相互相関または自己相関関数を受取る相関器が設けられている。
2004502927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調節のために媒体がテスト容器（６）内に置かれ、交差点がテスト容器（６）内に位置するように傾斜された２つの平行なレーザービーム（Ｂ、Ｃ）により照らされ、検出光学器（１４ａ、１４ｂ）がこの交差点に調節されて検出される散乱光の位置関係がレーザービーム（Ｂ、Ｃ）のそれと一致するようにし、散乱光が検出光学器（１４ａ、１４ｂ）により受入れられるとともに相互相関の振幅が傾斜可能なミラー（１５）を用いることにより最適化されている、三次元相関技術を用いて混濁媒体の検査中に多重散乱を抑える方法において、最初にレーザービーム（Ａ）が容器（６）の壁面を直交して打つように方向付けられ且つ反射ビーム（Ａ１）が入射レーザービーム（Ａ）内に戻るように該壁面で反射されて、該レーザービーム（Ａ）は２つの平行なレーザービーム（Ｂ、Ｃ）にスプリットされ、これら平行なレーザービーム（Ｂ、Ｃ）はその交差点がテスト容器（６）内に位置するように傾斜され、次のステップにおいてこの交差点を通過するミラー面（８７）がテスト容器（６）内に設けられ、交差するレーザービーム（Ｂ、Ｃ）はそれにより反射され、反射されたレーザービームは検出側に設けられた検出光学器（１４ａ、１４ｂ）に受入れられ、ミラー表面（８７）は次いで取除かれて弱く散乱している液体がテスト容器（６）に満たされ、相関関数の振幅が最適化されることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、該方法の更なるステップにおいて液体で満たされた円筒状半透明容器（８５）が該容器がテスト容器（６）を囲むようにして置かれ、レーザービーム（Ｂ、Ｃ）の交差点は次いでテスト容器（６）の中心軸線（８６）上に交差点が位置するように再調節され、検出光学器（１４ａ、１４ｂ）の位置は重なった容積がテスト容器（６）の中心軸線（８６）上にあるように再調節され、そして振幅が更に最適化されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、この方法のこのステップにおいて円筒状浴容器（８５）が水により満たされており、そしてテスト容器（６）が混濁液体により満たされていることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３の方法において、水が満たされている円筒状浴容器（８５）の直径は光学器が円筒状浴の長手方向軸線と直交する方向で、検出光学器の側方から見ると散乱光の収束または平行なビーム束となっている散乱光を受入れるようになっていることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の何れかの１項において、レーザービーム（Ａ）がレーザー（２）の傾斜装置および／またはミラーにより位置決めされていることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の方法において、テスト容器が小ばち（６）であることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の方法において、検出光学器が一体形のレンズ系を具備したガラス繊維から構成されていることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の方法において、水ばちの壁面と直交してレーザービーム（Ａ）を位置決めするために、色の濃い液体が水ばち内に置かれているかまたは水ばちがミラーコートされていることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の方法において、レーザービーム（Ｂ、Ｃ）が水ばち（６）の内部において交差していることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載の方法において、レーザービーム（Ｂ、Ｃ）が水ばち（６）の中心軸線（８６）上において互いに交差していることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか１項に記載の方法において、ミラー面（８７）が水ばち（６）内に対角線上に設けられていることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか１項に記載の方法において、水ばち（６）がガラスまたはプラスチックにより作られていることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２の何れか１項に記載の方法において、レーザービーム（Ａ）を水ばち壁面に直交して位置させるために、レーザービーム（Ａ）の位置および水ばち（６）から反射されたビーム（Ａ１）の位置がそのビーム径路に設けられたガラス板によって固定されていることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れか１項に記載の方法において、傾斜した平行なレーザービーム（Ｂ、Ｃ）の交差点を水ばち（６）の長手方向軸線または中央軸線（８６）上に調節するために、僅かに混濁した媒体が水ばちに置かれることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１３において、僅かに混濁した媒体の屈折率が引続いて検査される媒体の屈折率とできるだけ一致させられていることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１〜１５の何れか１項に記載の方法において、レーザービーム（Ａ）が最初に２つの平行なレーザービーム（Ｂ、Ｃ）にスプリットされ、そしてこれらレーザービーム（Ｂ、Ｃ）は次いでレンズ（４）によって水ばち内で焦点を結ばれることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１〜１４の何れか１項に記載の方法において、レーザービーム（Ａ）が先ず最初にレンズによって焦点を結ばれそして次いでそれらの交差点が水ばち（６）内部に位置するように傾斜している２つのレーザービーム（Ｂ、Ｃ）にスプリットされることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１〜１７の何れかに記載の方法において、レーザービーム（Ａ）がプリズム（７４）によって２つのレーザービーム（Ｋ、Ｌ）にスプリットされ、その交差点（Ｍ）が水ばち（６）の内部に位置していることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１〜１８の何れか１項に記載の方法において、ミラー面（８７）を内部に具備した水ばち（６）が液体により満たされており、その液体の屈折率が検査されるべき媒体の屈折率とほぼ等しいことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１および５〜１９の何れか１項に記載の方法において、テスト容器（６）が液体で満たされた円筒状浴容器（８５）内に置かれることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１〜２０の何れか１項に記載の方法において、方形の水ばちが用いられたときにレーザービーム（Ａ）が水ばちの垂直壁面上に直交して向けられることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１〜２１の何れか１項に記載の方法において、散乱光が一定の散乱角度で検出光学器（１４ａ、１４ｂ）内に設けられていることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項１〜２１の何れか１項に記載の方法において、この方法が可変散乱角度の調節器を具備した試験に用いられることを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項１１に記載の方法において、ミラー面（８７）が水ばち固定部材（５）の中央軸線（８６）を越えて延在するように位置されていることを特徴とする方法。
【請求項２５】
基板（１）上に位置する照明側面および検出側面を有しており、該照明側面には、検査すべき媒体とともに固定部材（５）に置かれるテスト容器（６）に加えて、レーザー光源（２）、平行なレーザービーム生成配置（３）およびこの配置を傾斜させる装置（４）が設けられ、前記検出側面には少なくとも１つの傾斜可能なミラー（１５）並びに散乱光を受入れるように固定部材に設けられ少なくとも２つの光子増幅器および相互相関または自己相関関数を受取る１つの相関器を具備した少なくとも２つの検出光学器（１４ａ、１４ｂ）が設けられている、三次元相互相関技術を用いて混濁した媒体の検査中に多重散乱を抑えるための装置、特に請求項１〜２４の何れか１項に記載の方法を実施する装置において、該装置が携帯型であることを特徴とする装置。
【請求項２６】
請求項２５の装置において、テスト容器が円筒状または方形状水ばち（６）であることを特徴とする装置。
【請求項２７】
請求項２５または２６に記載の装置において、検出光学器がレンズ系を一体的に設けられたガラス繊維（１４ａ、１４ｂ）により形成されていることを特徴とする装置。
【請求項２８】
請求項２５〜２７の何れか１項に記載の装置において、平行なビームを生成する配置がビームスプリッタ（４）であることを特徴とする装置。
【請求項２９】
請求項２９において、ビームスプリッタ（４）が基板（１）に取着された位置決め固定部材（８）に固定的に設けられていることを特徴とする装置。
【請求項３０】
請求項２５〜２９の何れか１項に記載の装置において、位置決め固定部材（８）が基板（１）に着脱自在に取着されていることを特徴とする装置。
【請求項３１】
請求項２５〜３０の何れか１項に記載の装置において、ビームスプリッタ（４）が平面状の平行な半透明板（７）により形成されており、この半透明板はレーザービームがスプリットされて板（７）の後側から２つの平行ビームとして出て行くようにした前面（７ａ）を具備しており、板（７）の前側（７ａ）はビーム入射側の外側に位置する領域が全ミラーコートされており、そして後側（７ｂ）は伝達されたビーム（Ｂ）が出て行く領域（２３）において半透明ミラーコートされていることを特徴とする装置。
【請求項３２】
請求項３１の装置において、板（７）の延長面上にあり、板（７）の延長面内において板（７）の平面的な横方向表面（７ａ、７ｂ）に平行な、そして入射光ビーム（Ａ）の入射点（Ｄ）を通っている傾動軸線（Ｐ）のまわりにビームの入射角度（γ）を変えるために、板（７）が傾斜可能であることを特徴とする装置。
【請求項３３】
請求項２２に記載の装置において、傾動軸線（Ｐ）が入射光ビーム（Ａ）の入射点（Ｄ）を入射ビームの平面と直交して通過することを特徴とする装置。
【請求項３４】
請求項３１〜３３の何れか１項に記載の装置において、板（７）の前側（７ａ）がビーム入力側の領域（２１）において反射防止コートされていることを特徴とする装置。
【請求項３５】
請求項３１〜３４の何れか１項に記載の装置において、板（７）の後側（７ｂ）が前側（７ａ）の全ミラーコートされた領域（２２）から反射されたビーム（Ｃ）が出る領域（２４）において反射防止コートされていることを特徴とする装置。
【請求項３６】
請求項３１〜３５の何れか１項に記載の装置において、板（７）に直交して見たときに、後側（７ｂ）の部分的にミラーコートされた領域（２３）が前側（７ａ）の全ミラーコートされた領域（２２）と重なっている、重なった領域（２７）が存在していることを特徴とする装置。
【請求項３７】
請求項３１〜３６の何れか１項に記載の装置において、板（７）の後側（７ｂ）の半透明ミラーコートされた領域（３２）が全ミラーコートされた領域（３０）と入射ビームの領域（２９）または板（７）の反射防止コートされた領域（７ａ）との間の分割線（３４）に対応する線（３３）から進み、前側（７ａ）の全ミラーコートされた領域（３０）の方向に延び、分割線（３４）からの距離（Δｄ）が板（７）の厚み（ｆ）、ビームの入射角（γ）、および板材料の屈折率（ｎ）により決まる平行線（３４ａ）に会うように、重なった領域が構成されており、ビームの入射角（γ）を変化させるために板（７）が傾動軸線（３５）のまわりに傾動可能で且つ傾動軸線に沿って移動可能であることを特徴とする装置。
【請求項３８】
請求項３１〜３７の何れか１項に記載の装置において、後側（７ｂ）の半透明ミラーコートされた領域（２３）が前側（７ａ）の反射防止コートされた領域（２１）に対応し、前側（７ａ）の全ミラーコートされた領域（２２）が後側（７ｂ）の反射防止コートされた領域（２４）と対応し、そしてビームの入射角（γ）を変化させるために板（７）が傾動軸線（Ｐ）のまわりに傾動可能であるとともに傾動軸線（Ｐ）に直交する平面において光ビーム（Ａ）の入射点とビームの入射角（γ）の変化に対応する傾動軸線（Ｐ）とが互いにある距離だけ離されているように、入射ビーム（Ａ）の方向に直交する方向に移動可能であることを特徴とする装置。
【請求項３９】
請求項３１〜４０の何れか１項に記載の装置において、後側（７ｂ）の半透明ミラーコートされた領域（２３）が前側（７ａ）の反射防止コートされた領域（２１）と対応し、前側（７ａ）の全ミラーコートされた領域が後側（７ｂ）の反射防止コートされた領域（２４）と対応し、ビームの入射角（γ）を変化させるために板（７）が傾動軸線のまわりに傾動可能であるとともに、光ビーム（Ａ）の入射点とビームの入射角（γ）の変化に対応する傾動軸線（Ｐ）とが互いにある距離だけ離されているように、傾動軸線（Ｐ）に直交する方向（Ｒ）にビーム（Ａ）の入射方向に移動可能であることを特徴とする装置。
【請求項４０】
請求項３１〜３９の何れか１項に記載の装置において、板（７）がガラス板であることを特徴とする装置。
【請求項４１】
請求項３１〜４０の何れか１項に記載の装置において、板（７）の反射防止コートされ、ミラーコートされ、そして全ミラーコートされた領域が板にアルミニウムまたは銀コートし、または誘電体コートされて作られたものであることを特徴とする装置。
【請求項４２】
三次元相関技術を用いて混濁した媒体の検査中に多重散乱を抑圧する装置にビームスプリッタ板（７）を用いること。
【請求項４３】
請求項２５〜４２の何れか１項に記載の装置において、前記板が位置決め固定部材（８）に光学平面に対して傾斜角４５°をなして設けられていることを特徴とする装置。
【請求項４４】
請求項２５〜４４の何れか１項に記載の装置において、ソケットに設けられたビームスプリッタ板（７）が位置決め固定部材（８）の表面（１６）にその全表面が密着していることを特徴とする装置。
【請求項４５】
請求項２５〜４４の何れか１項に記載の装置において、位置決め固定部材（８）の面（１６）が解析のために特定される光学平面に対してある固定した角度をなして傾斜していることを特徴とする装置。
【請求項４６】
請求項２５〜４５の何れか１項に記載の装置において、ガラスプリズム（７４）がレーザービーム（Ａ）を水ばち（６）の内部において交差するように傾斜されている２つの平行なビーム（Ｋ、Ｌ）にスプリットするためのビームスプリッタとして設けられていることを特徴とする装置。
【請求項４７】
請求項２５〜４６の何れか１項に記載の装置において、水ばち固定部材（８）が２部材から作られており、外側の固定部材の内側壁面と内側の固定部材の外側壁面が同一形状を有していることを特徴とする装置。
【請求項４８】
請求項２５〜４７の何れか１項に記載の装置において、水ばち固定部材（８）は温度制御されておりそして絶縁されていることを特徴とする装置。
【請求項４９】
請求項２５〜４８の何れか１項に記載の装置において、水ばち固定部材が連続的に調整可能なｘ−ｙ移動装置（７７、７８）を具備していることを特徴とする装置。
【請求項５０】
請求項２５〜４９の何れか１項に記載の装置において、水ばち固定部材が種々の角度をなして伝達されるレーザー光用の多数の開口を具備していることを特徴とする装置。
【請求項５１】
請求項２５〜５０の何れか１項に記載の装置において、ガラス繊維固定部材（１３ａ、１３ｂ）が手動によりまたはモータ制御により調節可能であることを特徴とする装置。
【請求項５２】
請求項２５〜５１の何れか１項に記載の装置において、ミラー（１５ａ、１５ｂ）およびガラス繊維（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）からなるシステムが種々の角度をなして伝達される散乱光を検出する検出器の検出側に設けられていることを特徴とする装置。
【請求項５３】
請求項５２に記載の装置において、個々のミラーおよびガラス繊維の位置が互いに変化可能に調節可能であることを特徴とする装置。
【請求項５４】
基板（１）を用いており、該基板（１）上に調節可能なレーザー（２）が傾動装置にまたはミラーによってレーザービームを検査すべき媒体を満たした水ばち（６）の壁面に直交するように位置決めされ、半透明板（７）を具備し、該半透明板（７）は幾つかの部分が完全にミラーコートされ他の部分が半透明ミラーコートされていてビームスプリッタ（４）として作用し、前記半透明板（７）は位置決め固定部材（１８）を用いて基板（１）にしっかりと取着されており、位置決め固定部材（８）の半透明板（７）の支持面（１６）は基板（１）に対して或る固定した角度とされており、位置決め固定部材（８）は基板（１）および水ばち取付部材に着脱可能に取着されており、該水ばち取付部材は水ばち（６）および基板（１）上に置かれた液が満たされた円筒状半透明容器（７０）の置き場を有し、連続的に位置決めされることを許容する水ばち取付部材（５）の移動装置が設けられ、ミラー面（８７）が設けられた水ばち（６）が用いられ、少なくとも２つの検出光学器の傾動および移動装置が設けられていてそれらが装置の検出側で基板に固定位置決めされるとともに基板が基板（１ａ）上でしっかりとロックされるようになっていることを特徴とする三次元相互相関技術を用いて混濁媒体の検査を行い、多重散乱の影響を抑えるようにした携帯型の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は請求項１および２４の前提部分に記載の三次元の相互相関技術を用いて混濁媒体の検査時に多重散乱を抑える方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
長年に亘り、光散乱技術は液体サンプルの特定、例えば懸濁液、エマルジョンおよびポリマー溶液の粒子サイズ分布および分子量の決定、ダイナミックプロセス並びに構造特性などの特定に、確立した方法として位置付けられている。しかしながら、従来の光散乱技術は高度に希釈されたまたは透明なサンプルのみしか解析できないという欠点が常にあり、そして光散乱に付随する問題のため混濁したサンプルはこの方法によっては行えない。相互相関技術は多重散乱の影響を抑えそして単一散乱光を選ぶために開発されてきた光散乱技術である。これらの技術は殆ど透明から高度に不透明な範囲までの広範な濃度範囲に亘っての検査を許容する。単一の散乱光の割合が数パーセントというような極めて混濁したサンプルさえも検査することができる。
【０００３】
角度依存測定用の三次元相関技術の技術装置および方法が知られている。三次元相関解析および装置の調整は従来のＤＬＳ解析に比較して著しく難しいものである。このような構造は当然に多くの部品を含んでおり、それらは衝撃や振動に対して敏感でありそしてそれらは従って工業的な使用または日常の検査に適していない。加えて角度依存光散乱装置は高価であり、そして多くの調整手順のゆえに操作に時間を必要とする。Ａｂｅｒｌｅ他がＰｒｏｇｒ．Ｃｏｌｌｉｄ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．１０４，１２１（１９９７）において提案している装置は９０°の固定した散乱角度に対してのみデザインされているものであるが、この装置は同様に調整に時間がかかりそして同様に衝撃に対して敏感な要素を含んでいる。三次元相関装置の調整は僅かな衝撃による外乱に対して敏感であり、そのためこの装置は逆な信号を送ったりまたは全く送らなかったりすることになる。
【０００４】
ドイツ特許出願公開第１９７ ５５ ５８９Ａ１号明細書もまた可変散乱角度調整の調整手順および相関技術を用いての混濁媒体のテストを行う装置について開示している。サンプルを照射するレーザーの幾何学的条件を「コピーする手順」が検出光学器のための散乱角度θを０°にして行うという事実に基づいている。このステップが行われる前に、しかしながら、全装置は正しい角度調整に対して予備調整をしなければならない。換言すれば、測角器の回転点が入射レーザービームと整合され、温度制御浴の中間点とサンプルの水ばちが測角器の回転点と整合され、温度制御浴の長手方向軸線が光学平面と整合される等が行われる。この調整は複雑でありそしてオペレーターに高度の技術的知識を要求する。加えて、開示されている装置は、大きなスペースを必要としそして僅かな衝撃に対しても敏感であるから、静止状態での使用にのみが意図されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、実施が容易な調整方法を提供し、そして使用者に優しく（ｕｓｅｒ−ｆｒｉｅｎｄｌｙ）安価な装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、請求項１および２４の特徴部分に記載した構成により達成される。更に従属クレームにより有効な開発を示すものである。
【０００７】
三次元相関解析においては、僅かな調整誤差または調整不良が容易に相互相関信号の測定においての全信頼性に影響する。従って、調整それ自体が精度および安定性に対して極めて重要である。散乱ビームの入射方向および検出方向により特定される幾何学は三次元の空間に存在しているので、屈折効果が空気、水ばち材料および調整中に考慮すべきサンプル液体の間の変り目において生る。従って、後の測定工程において生じるであろう条件を既に調整状態において確実とすることが重要である。
【０００８】
テスト容器に存在する媒体を照らす２つのレーザービームは媒体中において最大の最適交差とならねばならない。この目的のために、２つの平行なビームが生成されそれらは次いで傾斜されそれにより交差点がテスト容器内に存在するようにされている。２つのビームの平行度の質をより高めれば高めるほど、例えばレンズを用いることにより達成されるビーム間の交差はよりよいものとなる。平行度が不十分なときには、レーザービームは全く交差しないか、または検査されるべき媒体の小容積内でのみ交差する。もし調整の初期に２つのレーザービームが不十分または全く交差していなければ、自己相関関数を測定するための必須要件の１つがもう既に満たされないことになる。もし高精度で調整が行われても、自己相関関数を測定することは困難となろう。加えて、引続く調整がうまく行われても、もし引続く衝撃または他の要因（搬送、操作）がレーザービームの平行を妨げるならば、相互相関信号の更なる測定は同様に行えない。２つの検出光学器もまた、オーバーラップする容積について知られていると同様に、同一のサンプル容積からの散乱光を検出できるように調整されればならない。このオーバーラップした容積は、内部で２つのレーザービームが交差している媒体の容積とできる限り一致していなければならない。ここにおいて同様に、もし散乱光が検出光学器に到達する共通の容積が存在しないならば、相互相関関数は測定し得ない。
【０００９】
調整方法は次のように行われる。
最初のステップにおいて、本発明の１つの効果的な実施例によれば、レーザービームが液体が満たされた水ばちのテスト容器の壁面を打つようにレーザービームが調整される。決定する因子は、レーザービームが光学平面と平行整合するというよりは、レーザービームがテスト容器の壁面に対して直交して整合すること、換言するならばレーザービームの水ばちに対する位置決めであることが見出だされている。この目的のために、レーザーは傾動装置および／またはミラーを用いてレーザービームが水ばち固定部材内に存在する水ばちの壁面を直交して打つように調整されている。この目的のために、本方法の実施例では水ばちが使用され、この水ばちにより水ばち壁面に対する入射レーザー光は最大の最適反射を行う。このことは濃いまたは黒い液体を水ばち内に置くことにより達成される。水ばち材料（ガラスまたはプラスチック）とともに、黒い／濃い液体はミラーとして作用する。ミラーコートされた水ばちまたは水ばちの大きさを有する反射金属ブロックを使用することもまた適切である。反射光およびレーザーから発射された光の位置は次いで薄いガラス板を用いて測定され、このガラス板は反射水ばちから最大の可能な距離ではあるが、しかしこの水ばちとレーザーとの間のビーム径路内に置かれる。このようにして、調節の正確さが向上される。加えて、この調整は光学平面を形成する装置の基板とは独立となる。このことは水ばち固定部材の個々の要素の製造にとって非常に有益である。テスト容器の壁面に対してレーザービームを直角に入射させる調整は次のように行われる。レーザーから発射されたレーザービームは傾動装置またはミラーを用いて傾斜され、それによって水ばち壁面で反射されたレーザービームがレーザーから発射されたレーザービームに戻る。このことはビーム径路に置かれたガラス板を用いることによって容易に観測される。反射レーザービームおよびレーザーから発射されたレーザービームの衝撃点は、ビームがガラス板を打ったときに光の輝点を作る。レーザーから発射されたレーザービームは２つの光の点が重なるように調整される。本方法の好ましい実施例においては、レーザービームは先ず水ばちの中心軸線に対応して水ばちに印付けられた中心線を打つように調整される。この中心線は長手方向の縁に平行に走り長手方向の縁から等間隔な線である。レーザービームは次いでこの中心線に対して垂直方向に変位されて中心線に交差する。
【００１０】
この方法の第２のステップは条件の発生を含んでおり、すなわち引続いて行われる「複写工程」が最大の正確さをもって進められる。レーザービームは２つの平行なビームにスプリットされる。平行なビームは次いでそれらの交差点が水ばちの中に位置するように傾斜される。注意をはらって入射レーザービームを傾斜させることによって、これらのレーザービームは空気からガラス（または空気からプラスチック）およびガラス（またはプラスチック）から試験されるべき媒体への変位中に屈折される。実際に実験しても、この方法によってのみ調節が完了した後に検出光学器の交差容積がレーザービームの交差容積と確実に重なるようになる。測定に際してレーザービームの交差点が引続く測定中に検出光学器の交差容積の位置、すなわち、この方法の次のステップにおいてミラー面が存在している位置にあることが重要である。ミラー面は好ましくはテスト容器の中心軸線を含んでいる。もし交差点がこのミラー面の前方または後方に位置していたならば、これによって重なった容積から散乱光を受ける２つの検出光学器が、「複写プロセス」によって、レーザービームの交差点の後方または前方に位置することになる。
【００１１】
レーザービームはレーザービームのビーム径路中に置かれたレンズを用いて焦点が合わされてもよい。この方法のステップのために、ミラーコートされた水ばちが新しい水ばちと置換えられる。屈折率が引続いて検査されるべき媒体のそれとできるだけ近い僅かに混濁した液体が水ばち内に置かれると、２つのレーザービームの交差点が特に良好に観測される。レーザービームの径路は僅かに混濁した液体の散乱光を通して写し出される。水ばちに印を付けることによって水ばちの中心を示し、そして交差するレーザービームは印付けに沿って拡大レンズを用いて容易に観測される。
【００１２】
平行なレーザービームはレンズの焦点において交差するので、レンズの位置もまた容易に極めて正確に決定される。他の方法として、この方法のこのステップは次のようにして行ってもよい。すなわちレーザービームは先ずレンズを通して焦点が結ばれ、そしてこの焦点を結んだレーザービームは次いで２つのレーザービームにスプリットされ、それらは水ばちの内部において好ましくは水ばちの中心軸線の上で、交差するように方向付けられる。この配置は、より長い焦点距離を有するレンズを用いることができるという利点があり、そしてオーバーラップ領域の半径を拡大する効果をもたらす。もしレンズが全て省略されそしてその代わりに特別に設計されたプリズムが用いられた場合にも同様なことが当てはまり、このプリズムはレーザービームを２つのビームにスプリットしそして交差点が所望により重なった容積内に位置するようにビームを傾斜さる。
【００１３】
この方法の第３のステップにおいて、対角線のミラー面が水ばちの中に設けられる。発明の好ましい実施例においては、ミラー面は水ばちの中心軸線を含んでもよく、そしてそれにより水ばち固定部材の中心軸線も同様に含んでもよい。検査されるべき媒体の屈折率の値とできるだけ近い屈折率の液体が水ばちの中にあり、そしてその結果として、複写工程において検出光学器の重なった容積もビームが交差できる最も大きな容積からなっている。
【００１４】
この方法の第４のステップにおいて、反射されたレーザー光は検出光学器によって受止められる。ミラー面を有している水ばちは次いで僅かに散乱する液体を備えた水ばちに置換えられ、そして相互相関関数の振幅が公知の方法に従って最適化される。ガラス繊維内にレーザー光を反射させることを組合わせることによって、ビームが円筒状容器内に存在しそして水ばちを囲んでいる液体の屈折効果によって損われないという事実により向上される。サンプル水ばちの水ばち壁の垂線に対しての傾斜のみならず重なった容積の位置に関しても、「複写工程」はこのようにして著しく向上される。本出願に記載された方法によれば、液体で満たされた円筒状浴を用いる必要はない。しかしながら、このような浴を用いて本方法を実施することもできる。
【００１５】
図２２に概略的に示されているこの発明の更なる方法は、次のようにして行われる。すなわち、僅かに混濁した液体を含んだ水ばちが円筒状透明容器内に置かれ、そして再調整が行われる。一体としたレンズを具備したガラス繊維を検出光学器として用いることが好ましい。レンズは受けられた光線をガラス繊維の芯に焦点を結ぶように一般に位置決めされる。シングルモード繊維をガラス繊維として用いることが好ましい。理想的には、このような繊維は平行な光線ビーム束のみを受け入れる。屈折率分布形レンズ（ＧＲＩＮレンズ）をレンズとして用いることが好ましい。レディーメイド形のＧＲＩＮレンズが一体的に組込まれたガラス繊維システムを用いてもよい。一体形のＧＲＩＮレンズを具備したシングルモード繊維として、しかしながら、検出特性が末広がりであり、すなわちシングルモード繊維に組合わされたビーム束が完全に平行でなく、代りに代表的には０．３°の拡開角度を有する。この欠点をなくしそしてそこから散乱光がガラス繊維に到達する領域を制限するために、テスト容器は液体が満たされた円筒状の透明容器であってもよく、また液体が満たされた円筒状の透明容器に設けられてもよい。この容器の半径は少なくとも充分に小さく、それによって検出されたビーム束の拡開が円筒状容器の長手方向軸線に直交して偏るようにし、すなわちガラス繊維が平行なビーム束からなっている重なった領域から散乱した光の部分のみを受け入れるようにする。円筒状容器の半径をより一層小さく設定してそれによってガラス繊維が円筒状容器の長手方向軸線に直交し拡開する光の束からなっている光を受け入れるようにすることも好ましい。このようにして検出光学器の重なった領域の大きさは円筒状容器の長手方向軸線に直交して小さくすることができる。
上述した調節方法は角度依存解析にも用いることができる。
【００１６】
一般的な装置は次のようにして設計されている。すなわち装置は照明側および検出側からなっている。この装置の基板にこれらはしっかりと取着されているが、特にそれらの光学的および物理的重要度に鑑みて、変化する条件下において連続的に操作するのに適していない。この理由によって、その装置が測定操作に使用される各時間の前に面倒な調整手順が行われなければならないから、一般的な装置は変化するような測定場所には使用し得ない。使用者に優しい装置とするために、個々の要素を互いに関連付けて、基板によって形成される光学平面に対するレーザービームの位置が、それ故に照らされる容積と検出される容積が変化しないようにし、そしてそれ故に入射ビームおよび検出散乱光がサンプルの同一箇所から確実に生じるようにすることが重要である。サンプルを照らしているビームの交差点が一定に保たれることが重要であり、そして一定の散乱角度で検出光学器へ伝達される散乱光が常に一定であるサンプル容積から発することが重要である。検出光学器そして相互相関関数の振幅もまた測定作業中また装置が使用されている場合でも一定を保たれていなければならない。この目的のために、検出光学器およびその上流に設けられたミラーの位置決めは一定に保たられねばならない。本発明による装置の構成は、それによって個々の要素の位置決めが一定でそして検出光学器は自己再調整可能であり、それによって測定が信頼できる状態で行われることを可能とする。
【００１７】
この目的のために、ビームスプリッタ配置が平行なレーザービームを生成するために用いられており、ビームスプリッタは位置決め固定部材に設けられていて、その基板に対する位置は変化せず、すなわち平行なビームの案内と光学平面に対する平行なビームの位置は変化しない。１つの効果的な実施例においては、この発明によれば、位置決め取付け部材にある固定角度で位置決めされており調整ステップを必要としないビームスプリッタ板が提供され、それによりビームの案内が定位置に位置決めされる。この実施例においては、本発明は基板に位置決めされるべきガラスプリズムを提供し、このガラスプリズムはレーザービームをスプリットするとともに同時に２つの出てくるビームを、水ばちの中心軸線の上でそれらが交差するように傾斜させる。調整不良時において、優秀なソフトウェアによりコントロールされているモータを用いることにより検出光学器が自動的に再調整されるということは特に効果的である。他の方法として、ガラス繊維固定部材が用いられており、それは調整の目的のため移動可能であるが、その装置の連続操作中は固定位置に止まっている。
【００１８】
本発明の１つの効果的な実施例においては、平面に平行な前側および後側を具備しビームスプリッタとして作用する透明板が提供され、それにより２つの平行な光ビームにスプリットされるべき光ビームは板の前側を打ちそして板の後側を２つの平行なビームとして出て行く。この目的のために、板の前側はビーム入射側の外側の領域において全ミラーコートされている。板の後側は出側光ビームの領域において半透明ミラーコートされている。光ビームの入射角度を変えるために、そしてそれにより出て行く光ビーム間の間隔を変えるために、板は傾動軸線のまわりに傾動可能である。傾動軸線は板の延長面内にあり、それは板の平面に平行な横方向面と平行しており、入射光ビームの入射点に交差する。単一の板のみを用いて、このようにして、位置決め固定部材における板の傾斜角度の位置を変えるか、または異なる傾斜角度を持った位置決め固定部材を用いることによって、互いに異なる間隔を有する平行なビームを用いる測定を行うことが可能となる。
【００１９】
板の前側に入射光ビームの領域に反射防止コーティングを施すことが特に効果的である。この領域における強度損失はこのようにして防止される。これと同様なことは後側の反射防止領域にも当てはまる。
【００２０】
この実施例においては、重なった領域が存在し、そこにおいては、板に直交する方向を見ると、前側の全ミラーコートされた領域は後側の半透明ミラーコートされた領域と重なっている。
【００２１】
本発明においてはビームスプリットが次のようにして行われる。
入力光ビームが板の前側を打ち、板を通過しそして板の後側の半透明ミラーコート領域を打つときに部分的に反射されそして部分的に伝達される。伝達されたビームは入力光ビームに対して位置の移動のみを行う。半透明コート領域において反射されたビームは前側の全ミラーコートされた領域を打ち、それによりビームは再度反射されそして次いで、入射光および出力光ビームと平行し、板の後側の半透明コートされた領域に出て行く。
【００２２】
更に付加的に重なった領域が設けられており、それにより後側の半透明ミラーコートされた領域がミラーコートされた領域と入射光の領域、または前側の反射防止領域との間の分割線に対応する線を越えそして前側全ミラーコートされた領域の方向に延在しそして分割線と平行する線に交わる。この後の分割線からの間隔は板の厚さ、入射光の角度および板材料の屈折率に依存する。板はビームの入射角度を変更するために、傾動軸線のまわりに傾動可能であり、同時に傾動軸線に沿って移動可能である。このようにしてビームの入射角度の広範な範囲に亘り、板の後側で伝達されたビームは常に半透明ミラーコート領域を打ちそして板を出て行き、そして後側の半透明ミラーコート領域および前側のミラーコート領域から反射された光ビームは常に反射防止コートされた領域を打ちそして板を出て行く。これは平行なビーム間に形成される間隔が広範の値に亘って連続的に調節されることを可能とする。このことは板厚さ、板材料の屈折率、および板の傾動角度または光の入射角度に依存する。
【００２３】
本発明の１つの効果的な実施例においては、ビームスプリッタ板が携帯可能な装置に置かれた固定部材にしっかり設けられている。固定部材は好ましくは光学平面に対して４５°未満の傾斜角度を有している位置に設けられている。この配置により、前側のガラス／空気境界において反射されたビームは光学平面に直交する方向に向けられ、このようにして反射光を容易に検出することができる。
【００２４】
この実施例において、本発明は重なった領域が存在しないことを提供する。すなわち後側の半透明ミラーコートされた領域は前側のビーム入射領域（反射防止コートされた領域）に対応し、そして前側の全ミラーコートされた領域は後側の反射防止コートされた領域と対応する。この実施例において、板は傾動軸線のまわりに傾動可能であって、それによりビームの入射角度を変更し、そして入射光線の方向に直交して、傾動軸線に直交する平面内において、光ビームの入射点とビームの入射角度の変化に対応する傾動軸線とが互いに間隔が開けられるように移動可能である。更にビームの入射角度が変更可能に板が傾動可能であり、そして入射光ビームの傾動軸線に直交し且つ入射光の方向に移動可能である。板の傾動およびそれに対応する移動によって出て行く平行ビーム間の間隔は、非常に狭い間隔から非常に大きい間隔まで、広範囲に亘って調整可能である。
【００２５】
もし板が、板の位置が連続的に変化することを許容する固定部材に設けられていれば、ビームからの距離は連続的に変化するであろう。
【００２６】
２つの平行するビームを生成するために、重なった領域が、板に直交する方向に見て、伝達されたビームの出て行く点と入射ビームの入射点との間の距離と少なくとも同程度であり、しかも後で述べた入射光の入射位置点と伝達されそして前側および前側の半透明コートされた領域および後側の全ミラーコートされた領域において反射されたビームの出側点との間の距離よりも小さいことが必須である。請求項３１、３２および３３の実施例の結果として、最大の傾動角度を達成することが可能であり、そして出て行くビームは常に半透明ミラーコートされた領域または後側の反射防止コートされる領域を打つ。上述の構成はこの領域を所与の板厚さおよび特定の板材料で構成するために必須であり、すなわち特定の屈折率を可能な限り大きくするものである。
【００２７】
透明板をガラス板で構成することが良好である。
反射防止コート、半透明ミラーコート、および全ミラーコート領域は板をアルミニウムまたは銀でコーティングし、または誘導体コーティングすることにより準備することができる。
【００２８】
【実施例】
本発明の装置を添付図面および実施例を参照してより詳細に説明する。
図１は本装置の側面図の概略を示す図である。
図２は水ばち固定部材の前面図であり、レーザービームの交差領域の異なる種々の配置を示している。
図３は装置の上面図である。
図４は水ばちの上面図を示しており、レーザービームの交差領域の異なる種々の配置を示している。
図５はビームスプリッタ用の位置決め固定部材の側面図である。
図６はビームスプリッタ板の断面図であり、ビーム径路を書き入れている。
図７は円板のコーティング配置を示している。
図８は種々の傾動角度における板移動を示す概略図である。
図９はガラス繊維固定部材の側面図である。
図１０は図９のガラス繊維固定部材の正面図である。
図１１は異なる固定散乱角度を検出するための照明側および検出側の図である。
図１２は散乱角度の可変調整配置の更なる実施例の上面図である。
図１３は図１２の実施例の側面図である。
図１４は検出光学器の概略図であり、２つのミラーと３つのガラス繊維固定部材を示している。
図１５はガラスプリズムビームスプリッタの概略図でありビーム径路を示している。
図１６および図１９は種々の水ばち固定部材の側面図を示す。
図１７、図１８、図２０および図２１は図１６の水ばち固定部材のｘ−ｙ移動位置要素の種々の実施例を示す。
図２２は円筒状浴容器を用いる調整中のビーム径路の概略図である。
図２３は円筒状水ばちを用いるビーム径路の概略図である。
図２４は方形水ばちを用いるビーム径路の概略図である。
【００２９】
図１は本発明に係る装置の概略図を側面図で示すものである。この装置は基板１、レーザー２、ビームスプリッタ３、レンズ４、水ばち６用の固定部材５を有している。レーザービームＡは水ばち６の壁面に直交するようにこのような目的に公知な適切な傾動装置または固定部材を用いて基板１に平行するよう整合できる。レーザービームはガラス板７の形態をしたビームスプリッタ３を打ち、このスプリッタ３はレーザービームＡを適切なコーティングによって実際的に等しい強さの２つのレーザービームＢ、Ｃにスプリットし、ここにレーザービームＢ、Ｃは入射レーザービームＡに対して変位されているが、入射レーザービームＡと同方向である。ガラス板７は位置決め固定部材８に設けられており、この位置決め固定部材８によってガラス板７は衝撃に耐えるように安定に設けられており、ガラス板７は基板１に対して解析によって特定され或る角度をなして傾斜している。レーザービームＢ、Ｃは共にレンズ４を用いて焦点が結ばれており、それによって２つのレーザービームは水ばち６の内部において重なる。水ばち固定部材５は固定部材５ａ、５ｂ、５ｃからなっており、この固定部材５ａ、５ｂ、５ｃは水ばち６の形に従っており、この水ばち６は付加的な取付け部材９に設けられている。本発明の１つの好ましい実施例においては、固定部材５ａ、５ｂ、５ｃの外側の大きさは固定部材９の内側の大きさと一致しそれに従っており、従って固定部材５ａ、５ｂ、５ｃの中心位置決めが確実に行われる。加えて、本発明の好ましい実施例の１つにおいては、固定部材５ａ、５ｂ、５ｃは両レーザービームＢ、Ｃの重なった領域が水ばち固定部材５ａの中心部に、水ばち固定部材５ｂの隅部にそして水ばち壁面固定部材５ｃから小さな間隔を開けて設けられている。レーザービームの交差点が水ばちの中心軸線上にあるならば、この方法によって交差位置がより一層容易に位置決めされるから、これは調整のために好ましい。混濁液体を用いた解析においては、交差位置は水ばちの隅にあってもよいし、または水ばち壁面から小さな間隔を開けていてもよい。水ばち固定部材５は穴を有している。穴１０ａは入力レーザービームの両方が水ばち６を照らすことができるように設けられている。他の穴１０ｃによって、伝達されたレーザービームはビームストッパーまたはレーザー強度測定装置上の位置１１で出会う。
【００３０】
図３に示すように、穴１０ｂは散乱光１０が固定部材５を入力レーザービームと直交する方向に出て行くことを許容する。入射レーザービームの方向およびそれに直交し散乱光が水ばち固定部材５を出て行く方向により規定される平面が「光学平面」である。固定部材５ａ、５ｂ、５ｃは水ばち６の長手縁が光学平面に直交するように設けられている。散乱光の或る部分がミラー５を打ち、このミラー５は散乱光をガラス繊維固定部材１３ａへ向け、それによって散乱光はガラス繊維１４ａによって集められる。ミラー１５は傾動部材に設けられており、この傾動部材によってミラーは２つの傾動軸線のまわりに傾動可能である。傾動軸線の１つは光学平面に直交する軸線のまわりの傾動を許容する。他の傾動軸線は光学平面とミラーの延長面とに平行している。両軸線はミラーの直後方に位置する共通の点を通過している。穴１０ｂを出た散乱光の他の部分はガラス繊維固定部材１３ｂを打って散乱光がガラス繊維１４ｂによって受入れられるようにしている。ガラス繊維固定部材１３ａ、１３ｂおよびミラー１５は調整されて入射レーザービームの幾何学的構成と一致する幾何学的構成を有する散乱光の部分のみがガラス繊維１４ａ、１４ｂによって受入れられる。すなわち、他の因子の中でとりわけ、ガラス繊維１４ａ、１４ｂの光学面に対する傾動角度がその状態において両入射レーザーＢ、Ｃがレンズ４の焦点効果によって光学平面に対して傾動される傾動角度に一致する。本発明の１つの好ましい実施例においては、固定部材９、５ａ、５ｂ、５ｃは温度制御可能でありそして絶縁層１２によって囲まれている。
【００３１】
図５はビームスプリッタ固定部材８を側面図で示している。ガラス板７が環状ソケット１５に設けられており、このソケット１５は位置決め取付け部材８の傾斜面１６に止めネジ１７によって止められていて、ガラス板７は傾斜面１６に押圧されている。位置決め固定部材８は穴１８を有しており、ガラス板７を出るレーザービームＢ、Ｃがこの穴１８を通して受入れられる。ビームスプリッタ固定部材８の好ましい実施例においては例えばダイオードからなるレーザーパワー測定装置２０を具備した固定部材１９が上端部に設けられている。
【００３２】
図６に示されるビームスプリッタ板７は平面平行前側および後側７ａ、７ｂを有しており、この前後側７ａ、７ｂには好ましくはコーティングが施されている。板７の前側７ａは入射ビームＡの反射防止コートが領域２１に適切なコーティングにより施されていおり、そして他の領域、すなわち領域２２（入射光ビームＡの外側）は適切なコーティングを用いて全ミラーコートとされている。板７の後側７ｂは半透明ミラーコートが１つの領域２３において施されており、そして他の領域２４においては反射防止コートがされている。板７は厚さｆを有している。入射光ビームＡはＤにおいて入りそして点Ｅにおいて板７の後側に施された半透明ミラーコート領域２３により部分的な反射と部分的な伝達がされる。伝達されたビームＢは入射光ビームＡに対して僅かに空間的に変位されており、そして伝達されたビームＢの方向は入射光ビームＡの方向と一致している。後側７ｂの半透明ミラーコート領域２３から反射されてたビーム２５は板７の前側７ａの全ミラーコート面２２により再度反射され、そして点ＦにおいてビームＡ、Ｂと平行して板７を出る（ビームＣ）。
【００３３】
板７は傾動軸線Ｐのまわりに傾動可能である。傾動軸線Ｐは板７の延長面にありそして横方向面、すなわち前側７ａおよび後側７ｂに平行し且つ入射ビーム面に直交する方向に、光ビームＡの入射点Ｄを通って延びている。光ビームＡの点Ｄにおける入射角度γは入射光ビームＡと横方向面７ａ、７ｂへの垂線２６との間の角度である。この角度γは同時に板７の傾動角度ともなっている。図６に図示される板７は更に重なり領域２７を有している。重なり領域２７はこの領域においては、板７に直交して見ると、前側の全ミラーコートされた領域２２とそして後側の半透明ミラーコートされた領域２３が互いに重なっているところである。分割線２６ａが領域２１、２２を分けている。板７を傾けそしてそれによって角度γを変えることによって、板７を出て行く２つの平行光ビームＢ、Ｃ間の距離２８は特定の範囲の値において変えることができ、そして例えば、所望の値に調整できる。板７を連続的に傾け、そしてそれによって角度γを連続的に変えることによってビームＢ、Ｃ間の間隔２８を連続的に変えることができる。このビーム間隔２８の変化は、角度γの値および傾動軸線Ｐまたは光Ａの入射位置点Ｄを通る板２６の垂線と平行ビームＢ、Ｃの出口点Ｅ、Ｆとの間の幾何学的位置関係によって決定される。２つの平行ビームを生成するために、重なった領域２７は傾動軸線Ｐまたは板に対する垂線２６と伝達されたビームＢの出側の出口点Ｅとの間の間隔と少なくとも同じ大きさでなければならないが、しかしながら傾動軸線Ｐと第２の平行ビームＣの出口点Ｆとの間の間隔よりも狭くなければならない。
【００３４】
図７は透明板７の一実施例を示し、この透明板７は広範な値において角度γの可能な限り大きな値で使用することを可能とするものである。この目的のために、反射防止コートされた領域２９および全ミラーコートされた領域３０がそれぞれ面平行プレート７の前側７ａの各半分に設けられている。反射防止コートされた領域３１および半透明ミラーコートされた領域３２が後側７ｂに設けられている。図７に示されるように、境界線３３はこれら板７の裏側において２つの領域３１、３２の間を走っており、この境界線は一端部において２つの領域３０、２９間の分割線３４に対応している線との交差点Ｓを有するようになっている。境界線３３の他の端部は分割線３４と間隔Δｄで平行に走っている線３４ａとの交差点を有している。間隔Δｄは板の厚さ、最大傾動角度γおよび板材料の屈折率に依存して、次のように示される。
【００３５】
Δ＝ｄ ｔａｎ（ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎγｍａｘ／ｎ））
後側７ｂにおいて、反射防止コートされた領域３１は比例してより小さい領域に亘っている。板７を垂直に見ると、後側の半透明ミラーコートされた領域３２は前側７ａの反射防止コートとされた領域２９と同じ円弧となっており、そして裏側３２の反射防止コートされている領域３１は板７ａの全ミラーコートされた領域３０と同じ円弧となっている。このような構成とした板７は、光ビームの入射位置Ｄを通って走っている傾動軸線３５に沿って移動可能なように設けられ、そしてこの移動および傾動移動の組合わせの結果として出側の平行ビーム間の間隔は広範囲に亘り連続的に調整可能である。出側のビーム間の間隔ａは次のように求められる。
【００３６】
ａ＝２ｆ ｃｏｓγｔａｎ（ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎγｍａｘ／ｎ））
図８は板７の実施例を示し、この実施例において前側の２つの領域および後側の２つの領域は互いに対応しており、それによって重なった領域は生じていない。図８に示すように、出て行くビーム間の間隔３６、３７を大きな範囲とするために，板７は入射ビームＡの方向に直交するＲ方向に移動可能であり、それによって入射光ビームＡの入射点Ｄとビームの入射角度γの変化に対応する傾動軸線Ｐとが或る間隔引離され、それによって伝達されるビームＢは常に後側の半透明コートされた領域を打ちそして他の平行ビームＣは後側の反射防止コートされた領域を打つ。
【００３７】
検出側のガラス繊維固定部材として２つの実施例が示されており、１つの実施例においてはガラス繊維固定部材１３ａ、１３ｂが用いられ、それにより非常に小さなスペースにおいてガラス繊維光学器の極めて安定な手動による位置決めを可能とし、全ての必要な程度の自由度が可能である。この実施例は高価である。第２の実施例は良好な自動調整のためにガラス繊維固定部材１３ａ、１３ｂおよびミラー１５の要素の調整に用いられる。
【００３８】
図９および図１０は第１の実施例のためのガラス繊維固定部材１３ａ、１３ｂの構造を示す。ガラス繊維は適切なブッシュ３９を用いて設けられる。ブッシュ３９は板４０の上に設けられ、この板４０は基板１ａに対して傾動可能である。ゴム状材料により作られたリング４１が板４０と基板１ａの間に位置決めされることによって傾動が可能となり、そして板４０は基板１ａに対してネジ４２によって押圧されてもよい。この目的のために穴４３が板４０に設けられており、その穴４３をネジ４２が貫通し、そしてネジ４２を締結するネジ山４４が板１に設けられている。調整が行われた後の安定を高めるために、板４０は締付けネジ４５によって基板１ａにロックナットによって固定されている。基板１ａは、付加的な取付け部材３１に設けられている。基板１ａは調整ネジ４８、ロックリング４９、ディスクスプリング５０およびネジ受け５１からなりネジ５２によって取付け部材４１に設けられているシステムを介して移動可能である。移動方向は基板１ａの平面に直交し且つ光学面に直交する方向である。穴５３が取付け部材４６に設けられており、その穴５３を通してネジ５４が挿入され、そして基板１ａにはネジ山５５が設けられており、このネジ山５５にネジ５４を締付けることができる。基板１ａは取付け部材４６に締付けネジ５６を用いて締付けられる。基板１ａおよび板４０とともに取付け部材４６もまた光学平面に平行し且つ基板１ａの延長面の方向に平行して移動可能である。この目的のために、取付け部材４６には調整ネジ５７、締付けリング５８、ディスクスプリング５９およびネジ受け６０からなりネジ６１によって装置の基板１に設けられる付加的なシステムが取付けられている。加えて、ガイド６２内に押込み可能なタブ６１が取付け部材４６に設けられている。ガイド６２はネジ６３によって基板１に締結されている。タブ６０は調整が完成した後に締付けネジ６４を用いて基板に取付けてもよい。
【００３９】
自己調整システムとして、モータ駆動装置およびピエゾ電気要素が基板１ａの移動に用いられている。この目的のために公知のミニ位置決めユニットが用いられており、そのユニットは基板１ａが光学平面に直交した方向に移動可能なように設けられ、そして光学平面に平行で基板１ａの延長面に走る他の方向に移動するようになっていてもよい。モータ駆動装置およびピエゾ電気要素が同様にミラー２５の傾動のために用いられている。巧妙なソフトウエア制御を用いて、光学要素が最大の信号振幅が達成されるように相互作用プロセスにおいて調整されている。加えてソフトウエア制御によって最適化された調整の長期間に亘る安定性が確実に増される。
【００４０】
図１１は図３に示した装置の更に効果的な実施例を示す。付加的な穴６５ｄが設けられており、その穴６５ｄを通して散乱光が９０°より大きい角度θ１を出て、そして散乱光は角度９０°より小さい角度θ２で穴６５ｅを出る。後側の方向θ１および前側の方向θ２に加えて散乱光はθ＝９０°の散乱光の特性を検査する可能性として検査すべきサンプルについて更に情報が得られる。これらの角度θ＝９０°、θ２、θ１に対し、ミラー１５、ガラス繊維固定部材１３ａ、１３ｂ、およびガラス繊維１４ａ、１４ｂからなるシステムが存在している。散乱光の一部はミラー１５を打ち、ミラー１５は散乱光をガラス繊維固定部材１３ａに散乱光がガラス繊維１４ａによって集められるように方向付ける。要素１５、１３ａおよび１３ｂの互いの位置は可変であってもよく、そしてスペースを経済的に配分するという視点から達成されてもよい。ミラー１５は傾動可能な取付け部材に設けられており、この取付け部材はミラー１５のそれぞれが２つの軸線のまわりに傾動可能である。傾動軸線の１つは光学平面に直交する軸線のまわりに傾動することを許容する。他の傾動軸線は光学平面およびミラーの延長面に平行している。両軸線はミラーの直後方に位置する共通点を通過している。ガラス繊維固定部材１３ａ、１３ｂは次のように調整される。すなわち光レーザービームの幾何学的形態と一致する幾何学形態を有する散乱光の一部がガラス繊維に受取られるようにされている。すなわち、ガラス繊維１３ａ、１３ｂの光学平面に対する傾動角度は２つの入力レーザービームが光学平面に対してレンズ４の焦点効果により傾動される傾動角度と一致されている。
【００４１】
図１２（上面図）および図１３（側面図）は本発明の可変散乱角度θの更に良好な実施例を示す。この場合に散乱面を一様に上昇させる付加的な要素が必要である。従って、レーザー２、ビームスプリッタ３およびレンズ４からなる要素が適切な高さまで補助手段６６によって持上げられる。ミラー５５およびガラス繊維固定部材１３ａ、１３ｂからなるシステムが装置６８に連結された板６７に設けられている。このようにしてミラー１５およびガラス繊維固定部材１３ａ、１３ｂからなる要素が取付け部材６９および回転装置６８の共通中心点のまわりに回転可能である。取付け部材６９は好ましくは円筒状ガラス容器７０を具備しており、その中心にはサンプル水ばち６が置かれる。取付け部材６９は適切な高さにスロット７１を有しており、それによって散乱光がガラス繊維に到達することができる。本発明の好ましい実施例においては、取付け部材がプラットホーム７２にガラス水ばちの長手方向軸線が光学平面に対して直交するように取付け部材６９が移動可能であり且つ傾動可能なように設けられており、水ばちの中心点は回転装置６８の回転点と一致している。加えてプラットホーム７２および回転装置６８が付加的な板７３の上に設けられていることが好ましく、この付加的な板７３は円筒状の浴容器７０の中心点が回転装置６８の中心点とともに入射レーザービームによって打たれるように移動される。
【００４２】
図１２および図１３に述べた配置のために、固定ガラス繊維取付け部材１３ａ、１３ｂおよびレーザービームＡを２つの平行なレーザービームＢ、Ｃへスプリットする固定装置３の使用は、ミラー１５を固定傾動取付け部材付の要素を調整および分割コンポーネントとして使用することに加えて、特に良好であり、これは回転装置の操作よって調整を著しく損ねる可能性がある衝撃が起こり得るものであるからである。同様に、本発明の他の実施例においては、ミラー１５およびガラス繊維固定部材１４ａ、１４ｂおよび基板１ａの動力化し制御可能な傾動要素を具備した配置を設け、優れたソフトウエアを用いた自己調整形装置とすることが好ましい。
【００４３】
図１４はの検出側に要素を配置した本発明の他の良好な実施例を示す。ミラーを調整補助手段および散乱面の分離のために用いることによって、ガラス繊維固定部材１３ａおよびガラス繊維１４ａからなる要素がガラス繊維固定部材１３ｂに対して如何なる所望の位置にも配置できる。この方法により、ミラー１５ｂ、ガラス繊維固定部材１３ｃおよびガラス繊維１４ｃからなる付加的なシステムが容易に設置でき、このようにして同一の散乱角度θで付加的な散乱平面が得られる。
【００４４】
図１５はガラスプリズム７４を示し、レーザービームＡが２つのレーザービームＫおよびＬに分割されて、これら２つのレーザービームが照明を当てられたサンプル容積の内側に位置している点Ｍで重なっている。レーザービームＡはガラスプリズム７４の傾斜した反射防止コートされた面７５を打つ。ビームＡは半透明ミラーコートされた面７６をＳにおいて打つ。
【００４５】
ビームの一部が受入れられ、そしてガラスプリズム７４を位置Ｑにおいて出る。位置Ｑにおけるガラスプリズム面は傾斜されていて出て行くビームＫが点Ｍを通過するようになっている。入射レーザービームＡの他の部分は半透明ミラーコート面７６で反射され、全ミラーコート面上の点Ｎを打ち、そして完全にそこで反射されてそしてガラスプリズム７４をＪで出て行く。点Ｊを含んでいるガラスプリズム面は傾斜されていて、それによって出て行くビームＬが同様に点Ｍを通過するようにしている。
【００４６】
図１６〜図２１は本発明に係る水ばち取付け部材を図示し、この部材は水ばちが水平面内でｘ−ｙ方向に移動することを許容する。水ばち６はｘ−ｙ移動装置に設けられており、このｘ−ｙ移動装置は第１の下部移動装置７７および第２の上部移動装置７８からなっている。上部移動装置７８はその中心部に開口を有していて水ばち６が上方から可能な限り最も正確な方法で、遊びなしに、挿入可能となっている。下部移動装置７７は開口７８および２つのトラック７９、８０を有しており、下部トラック７９および上部トラック８０はそれに垂直に直交している。上部第１移動装置７８は上部トラック８０に置かれそして一方向に移動可能とされる。下部移動装置７７は取付け部材８１上の下部トラック７９の上部に置かれる。取付け部材８１は一方、その上部側面に反対のトラック８２を有しており、このトラック８２はトラック７９と係合する。図１７（ｂ）は図１６の取付け部材を側面図で示す。図１７（ａ）は取付け部材８１を、同様に側面図で、示すが９０°だけ回転されている。取付け部材８１は開口８１ａを有し、この開口８１ａに本発明の１つの好ましい実施例においては、液体で満たされた円筒状の透明容器８１ｂが置かれる。加えて、取付け部材８１は取付け装置８２を用いて全取付け部材８３内に押し込まれる。
【００４７】
全取付け部材の内側形状は取付け部材８４との外形と一致するように円錐形状をしている。本発明の１つの好ましい実施例において、全取付け部材８３は断熱層８４の内部に設けられている。
【００４８】
本発明の好ましい実施例において、トラック８０および／または７９および／または対向するトラック８２はあり溝ガイド（図１９〜図２１）またはプリズム状ガイドとして構成されている。
【００４９】
図２２は円筒状浴容器８５内の水ばち６の配置内のビーム径路を概略的に示す。
【００５０】
図２３および２４は水ばち壁面に直交する手順ステップ１に記載したように水ばち壁面に直交するレーザービームの整合を示す。レーザービームＡは内面または外面が黒い液体でミラーコートされている水ばち壁面によって反射される。この反射されたビームＡ１は入射ビームＡに戻る。手順のステップ３において水ばち６内に置かれたミラー面８７は水ばち６の中心軸線８６を通過する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本装置の側面図の概略を示す図である。
【図２】
水ばち固定部材の前面図であり、レーザービームの交差領域の異なる種々の配置を示している。
【図３】
装置の上面図である。
【図４】
水ばちの上面図を示しており、レーザービームの交差領域の異なる種々の配置を示している。
【図５】
ビームスプリッタ用の位置決め固定部材の側面図である。
【図６】
ビームスプリッタ板の断面図であり、ビーム径路を書き入れている。
【図７】
円板のコーティング配置を示している。
【図８】
種々の傾動角度における板移動を示す概略図である。
【図９】
ガラス繊維固定部材の側面図である。
【図１０】
図９のガラス繊維固定部材の正面図である。
【図１１】
異なる固定散乱角度を検出するための照明側および検出側の図である。
【図１２】
散乱角度の可変調整配置の更なる実施例の上面図である。
【図１３】
図１２の実施例の側面図である。
【図１４】
検出光学器の概略図であり、２つのミラーと３つのガラス繊維固定部材を示している。
【図１５】
ガラスプリズムビームスプリッタの概略図でありビーム径路を示している。
【図１６】
種々の水ばち固定部材の側面図を示す。
【図１７】
図１６の水ばち固定部材のｘ−ｙ移動位置要素の種々の実施例を示す。
【図１８】
図１６の水ばち固定部材のｘ−ｙ移動位置要素の種々の実施例を示す。
【図１９】
種々の水ばち固定部材の側面図を示す。
【図２０】
図１６の水ばち固定部材のｘ−ｙ移動位置要素の種々の実施例を示す。
【図２１】
図１６の水ばち固定部材のｘ−ｙ移動位置要素の種々の実施例を示す。
【図２２】
円筒状浴容器を用いる調整中のビーム径路の概略図である。
【図２３】
円筒状水ばちを用いるビーム径路の概略図である。
【図２４】
方形水ばちを用いるビーム径路の概略図である。
【符号の説明】
１　基板
４　ビームスプリッタ
６　テスト容器
７　半透明板
７ａ　前側
７ｂ　後側
８　位置決め固定部材
１４ａ、１４ｂ　検出光学器
１５　ミラー
７４　プリズム
８５　円筒状半透明容器
８６　中心軸線
８７　ミラー面
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｋ、Ｌ　レーザービーム
Ａ１　反射ビーム
Ｄ　入射点
Ｍ　交差点
Ｐ　傾動軸線
γ　入射角度
【図２２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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