Kreuzkorrelationstechnik ist geeignet zur Durchführung von Un- tersuchungen an trüben Medien durch den Einsatz der Licht- streuung, da sich mit solchen Techniken der störende Einfluß des in trüben Medien auftretenden mehrfach gestreuten Lichtes unterdrücken läßt, bzw. die einfach gestreute Lichtintensität selektiert werden kann. Auf diese Weise lassen sich auch in trüben Medien zuverlässige Informationen über die dynamischen Prozesse solcher Medien gewinnen.

Die DE 197 55 589 beschreibt ein Verfahren zur Durchführung von Untersuchungen an trüben Medien mittels Kreuzkorrelation- stechnik bei dem gleichzeitig zwei Streuexperimente am selben Streuvolumen durchgeführt werden, und zwar so, daß die Wellen- vektoren der beiden Streuexperimente unterschiedlich, aber die Streuvektoren dieser Streuexperimente nach Betrag und Richtung gleich sind. Die Streugeometrien von 3D Kreuzkorrelationsexpe- rimenten zeichnen sich durch eine symmetrische Anordnung ge- genüber einer, durch den Kreuzungspunkt der beleuchtenden Strahlen im Untersuchungsbehälter verlaufenden Ebene aus. Die Justageprozedur von derartigen 3D Kreuzkorrelationsuntersu- chungen ist hochempfindlich bzw. technisch aufwendig und muß sehr präzise ausgeführt werden. Eine nicht optimale Justage führt schnell zu einer mangelhaften Qualität der Kreuzkorrela- tionssignale.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Durchführung von Kreuzkorrelationsuntersuchungen in trüben Me- dien anzugeben, dessen Justage bei gleichzeitiger hoher Genau- igkeit einfach durchführbar ist.

Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dar.

Danach sind die beiden das Probenvolumen beleuchtenden Strah- len und die Detektionsoptiken so angeordnet, dass die beiden, jeweils durch einen einfallenden Strahl und dem von einer De- tektionsoptik aufgenommenen Anteil der Streulichtintensität gebildeten Streugeometrien in Bezug auf jede durch den Kreu- zungspunkt der sich im Untersuchungsbehälter kreuzenden Be- leuchtungsstrahlen verlaufende Ebene, unsymmetrisch angeordnet sind, jedoch so, dass die beiden Detektionsoptiken wenigstens Anteile äquivalenter Lichtflecken aufnehmen und dass die von diesen an nahezu transparenten Dispersionen aufgenommenen Streulichtintensitäten kreuzkorreliert sind.

In Ausgestaltung ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass der er- ste beleuchtende Strahl (kl) und die Richtung der von der er- sten Detektionsoptik aufgenommenen Streulichtintensität (kB) eine Ebene E aufspannen und dass die Richtung des zweiten be- leuchtenden Strahles (k2) gegenüber der Richtung des ersten be- leuchtenden Strahles (kl) um einen Winkel phi gegenüber diesem verkippt ist, wobei eine erste Verkippachse in der Ebene E und senkrecht zur Richtung des ersten beleuchtenden Strahles (kl) liegt und dass die Richtung der von der zweiten Detektionsop- tik aufgenommenen Streulichtintensität (kA) ebenfalls um einen Winkel phi gegenüber der Richtung der von der ersten Dektion- soptik aufgenommenen Streulichtintensität (kB) um eine zweite Verkippachse verkippt ist, wobei diese Verkippachse in der Ebene E und senkrecht zur Richtung des von der ersten Detekti- onsoptik aufgenommenen Streulichtintensität (kB) liegt, und dass die Richtungen der von den beiden Detektionsoptiken auf- genommenen Streulichtintensitäten (kA, kB) kreuzkorreliert werden und dass eine Kreuzkorrelationsfunktion bestimmt wird und dass der Winkel phi einen Wert aufweist, so dass die bei- den Detektionsoptiken wenigstens Anteile äquivalenter Licht- flecken aufnehmen und dass die von den beiden Detektionsopti- ken an nahezu transparenten Dispersionen aufgenommenen Streu- lichtintensitäten kreuzkorreliert sind.

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 3 sieht im Unterschied zur Ausgestaltung nach Anspruch 2 vor, dass die Verkippwinkel phi für die beiden Streulichtintensitä- ten sich in bezug auf die Verkippachsen im Vorzeichen unter- scheiden, d. h. dass die beiden Streulichtintensitäten in bezug auf die Ebene E in zwei verschiedene Richtungen verkippt sind.

In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass die Ebene E so angeordnet ist, dass sie senkrecht auf die Wand des Untersu- chungsbehälters steht.

Vorteilhaft ist, wenn gemäß den Ansprüchen 6 und 7 eine einfa- che und genaue Möglichkeit der Einstellung des Verlaufs der beleuchtenden Strahlen unter einem bestimmten Winkel phi gege- ben ist. Die beiden beleuchtenden Strahlen entstehen durch die Spaltung eines, auf einen entsprechend ausgestalteten Strahl- teiler, auftreffenden Strahles. Dadurch ist gewährleistet, dass die Einstellung des Verkippwinkels phi einfach und genau erfolgt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 Schematische Darstellung des Verlaufs der beleuchten den Strahlen und der Streugeometrien in bezug auf eine Ebene bei einem nicht symmetrischen Strahlenverlauf.

Fig. 2 Schematische Darstellung des Verfahrensaufbaus zu Fig. 1 Fig. 3 Eine andere Darstellung des Strahlen-und Streugeome- trieverlaufs in Bezug auf eine Ebene Fig. 4 Schematische Darstellung des Verfahrensaufbaus zu Fig. 3 Fig. 5 Schematische Darstellung des Verfahrensaufbaus mit einem Strahlteiler Fig. 6 Strahlteiler der Fig. 5 In Fig. 1 ist schematisch der Strahlenverlauf der beleuchten- den Strahlen kl und k2, und der Verlauf der durch die Detekti- onsoptiken'aufgenommenen Streuintensitäten kA und kB und die Streuvektoren q1A und q2B dargestellt. Im Unterschied zur 3D Kreuzkorrelationstechnik ist die Streugeometrie nicht symme- trisch zur x-y Ebene,, d. h. zu der Ebene E. Die Wellenvekto- ren k2 und kB liegen in der x-y-Ebene. Die beiden Wellenvekto- ren kl und kA sind gegenüber diesen Vektoren um denselben Win- kel (p verkippt, so, daß die Streuvektoren q1A = kl,-kA und q2B = k2,-kB dieselbe Richtung besitzen. D. h., die Verkippung liegt für den einen Vektor kl oberhalb und für den anderen Vek tor kA unterhalb der x-y-Ebene. Die Beträge |q1Alund |q2B| der Streuvektoren sind leicht unterschiedlich. Der Grund hierfür liegt in den leicht unterschiedlichen Streuwinkeln 01 und 62.

Die Wellenvektoren k2 und kB befinden sich in diesem Verfahren in der x-y-Ebene. Dadurch, daß wenigstens eine der beiden Streuebenen in der x-y-Ebene liegt, wird die Justage verein- facht und verbessert.

Fig. 2 zeigt die Verfahrensanordnung für die unsymmetrische Streugeometrie der Fig. l. Der beleuchtende Strahl 2 wird in zwei parallele Strahlen 9a und 9b durch den Strahlteiler 3 ge- teilt. Es tritt nun einer der beiden parallelen Laserstrahlen 9b durch die Mitte einer Linse 4 und wird deshalb nicht abge- lenkt. Der andere beleuchtende Strahl 9a trifft seitlich auf die Linse 4 und wird dadurch zu dem ersten beleuchtenden Strahl um den Winkel phi verkippt. Beide Strahlen 9a, 9b kreu- zen sich im Untersuchungsbehälter 1. Die in dem zu untersu- chendem Medium gestreute Lichtintensität wird detektiert und kreuzkorreliert. Auf der Detektionsseite wird die Intensität des Streulichtes von zwei Single-Mode-Fasern 5a, 5b aufgenommen und an zwei Photomultiplier 7a, 7b weitergeleitet, deren Aus- gangssignale dann von einem Korrelator 8 kreuzkorreliert wer- den. Vor einer der Fasern 5a, 5b befindet sich für die Justage des Verfahrens ein Spiegel 6.

Eine andere Ausführungsform für eine unsymmetrische Streugeo- metrie für Kreuzkorrelationsuntersuchungen ist in Fig. 3 ge- zeigt : Hier liegen die Wellenvektoren kl und kB in der x-y- Ebene. Die beiden Wellenvektoren kA und k2 sind gegenüber die- sen Vektoren um denselben Winkel (p verkippt. Diese Verkippung liegt für beide Wellenvektoren kA und k2 entweder oberhalb oder unterhalb der x-y-Ebene. In Fig. 3 liegt diese Verkippung bei- spielsweise unterhalb der x-y-Ebene. Dann ist der Betrag der beiden Streuvektoren gleich und es gilt : qj= 2 = ! qL aber die Richtung von q1A und q2B ist leicht unterschiedlich.

Diese unsymmetrische Streugeometrie kann durch einen in Fig. 4 dargestellten Verfahrensaufbau realisiert werden. Dieser Ver- fahrensaufbau unterscheidet sich von der Darstellung der Fig. 2 dadurch, dass der Strahl 9a durch die Mitte der Linse 4 und der Strahl 9b unterhalb der Mittellinie der Linse 4 auf diese trifft.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung des Verfahrensaufbaus ist in Fig. 5 beschrieben. Der beleuchtende Strahl 2 trifft auf ei- nen Strahlteiler 11 auf und wird in zwei Teilstrahlen lla, llb gespaltet. Der Strahl lla wird gleichzeitig so abgelenkt, daß sich beide Teilstrahlen lla, llb im Untersuchungsbehälter 1 kreuzen. Bei der unsymmetrischen Strahlführung muß lediglich einer der beiden Laserstrahlen lla geneigt werden. Durch den Einsatz des Strahlteilers 11 wird sowohl die Justage weiter vereinfacht als auch die Stabilität des Verfahrensablaufs er- höht.

Die Funktionsweise des Strahlteilers 11 ist in Fig. 6. darge- stellt. Der Strahlteiler 11 ist ein planparalleles, auf einer Seite 16 abgeschrägtes Glasplättchen. Der Laserstrahl 2 tritt an der Stelle 13 in das Glasplättchen 11 ein. In einer vor- teilhaften Ausführung ist das Glasplättchen 11 an dieser Stel- le wenigstens teilweise entspiegelt. Das Glasplättchen 11 ist gegenüber der Richtung des Laserstrahles 2 um einen Winkel y geneigt. Daher ändert der Laserstrahl 2 beim Eintritt in das Glasplättchen seine Richtung und trifft an der Stelle 14 auf eine Beschichtung, die einen Teil der Intensität des Laser- strahles reflektiert und den anderen Teil 17 durchläßt. Der reflektierte Anteil des Laserstrahles trifft an der Stelle 15 auf eine vollverspiegelte Schicht und wird möglichst vollstän- dig reflektiert. Der an der Stelle 15 reflektierte Laserstrahl 18 verläßt das Glasplättchen 11 an der Stelle 16 so, daß er den Teilstrahl 17 an einer vorgegebenen Stelle 19 kreuzt.

Durch die Veränderung des Neigungswinkels y läßt sich mit dem Glasplättchen 11 der Abstand der Teilstrahlen 17 und 18 an den Austrittsstellen 14 und 16 sowie der Abstand des Kreuzungs- punktes 19 von den Austrittstellen 14 und 16 variieren.