1.用于分析物質(zhì)(100)的方法,其包括以下步驟:
-將光學(xué)介質(zhì)(10)布置在物質(zhì)表面上,使得所述光學(xué)介質(zhì)(10)的表面(12)的至少一部分與所述物質(zhì)表面相接觸;
-發(fā)射具有激發(fā)波長(zhǎng)的激發(fā)光束,其通過與所述物質(zhì)表面相接觸的所述光學(xué)介質(zhì)(10)的表面(12)的區(qū)域到所述物質(zhì)表面上;
-發(fā)射探測(cè)光束,其通過所述光學(xué)介質(zhì)(10)到與所述物質(zhì)表面直接接觸的所述光學(xué)介質(zhì)(10)的表面(12)的區(qū)域上,使得所述探測(cè)光束和所述激發(fā)光束在所述光學(xué)介質(zhì)(10)和所述物質(zhì)表面的界面處重疊,在所述界面處所述探測(cè)光束被反射;
-直接或間接地檢測(cè)所反射的探測(cè)光束的偏轉(zhuǎn)作為所述激發(fā)光束的波長(zhǎng)的函數(shù);和
-基于檢測(cè)到的所述探測(cè)光束的偏轉(zhuǎn)作為所述激發(fā)光束的波長(zhǎng)的函數(shù)來分析物質(zhì)(100)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其還包括以下步驟:
校準(zhǔn)所述探測(cè)光束,使得所述探測(cè)光束在所述光學(xué)介質(zhì)(10)和所述物質(zhì)表面之間的界面處經(jīng)歷全內(nèi)反射。
3.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述激發(fā)光束是紅外光束。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述激發(fā)光束是強(qiáng)度調(diào)制的激發(fā)光束,尤其是脈沖的激發(fā)光束。
5.如權(quán)利要求4所述的方法,其中調(diào)制頻率,尤其是脈沖速率,為5至2000Hz,優(yōu)選10至1000Hz,特別優(yōu)選20至700Hz。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法,其中對(duì)于不同的調(diào)制頻率,重復(fù)發(fā)射所述激發(fā)光束的步驟,并且分析所述物質(zhì)(100)的步驟包括基于檢測(cè)到的所述探測(cè)光束的偏轉(zhuǎn)作為所述激發(fā)光束的波長(zhǎng)和調(diào)制頻率的函數(shù)來分析所述物質(zhì)(100)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法,其中所述分析所述物質(zhì)(100)的步驟包括從基于第二調(diào)制頻率下檢測(cè)到的所述探測(cè)光束偏轉(zhuǎn)的數(shù)值中減去基于第一調(diào)制頻率下檢測(cè)到的所述探測(cè)光束偏轉(zhuǎn)的數(shù)值,或者
其中所述分析所述物質(zhì)(100)的步驟包括將基于第一調(diào)制頻率下檢測(cè)到的所述探測(cè)光束偏轉(zhuǎn)的數(shù)值除以基于第二調(diào)制頻率下檢測(cè)到的所述探測(cè)光束偏轉(zhuǎn)的數(shù)值。
8.如權(quán)利要求6所述的方法,其中所述分析所述物質(zhì)(100)的步驟包括從基于不同波長(zhǎng)的所述激發(fā)光束的第二調(diào)制頻率下檢測(cè)到的所述探測(cè)光束偏轉(zhuǎn)的數(shù)值中減去基于不同波長(zhǎng)的所述激發(fā)光束的第一調(diào)制頻率下檢測(cè)到的所述探測(cè)光束偏轉(zhuǎn)的數(shù)值,其中所述數(shù)值優(yōu)選是光譜吸收強(qiáng)度值,或者
其中所述分析所述物質(zhì)(100)的步驟包括將基于不同波長(zhǎng)的所述激發(fā)光束的第一調(diào)制頻率下檢測(cè)到的所述探測(cè)光束偏轉(zhuǎn)的數(shù)值除以基于不同波長(zhǎng)的所述激發(fā)光束的第二調(diào)制頻率下檢測(cè)到的所述探測(cè)光束偏轉(zhuǎn)的數(shù)值,其中所述數(shù)值優(yōu)選是光譜吸收強(qiáng)度值。
9.如權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的方法,其中分析步驟包括將基于不同調(diào)制頻率下檢測(cè)到的所述探測(cè)光束偏轉(zhuǎn)的數(shù)值與所述物質(zhì)(100)中的不同區(qū)域,優(yōu)選與所述物質(zhì)(100)中的位于不同深度的區(qū)域相關(guān)聯(lián)。
10.如權(quán)利要求4至9中任一項(xiàng)所述的方法,其中使用光學(xué)斬波器(22)調(diào)制所述激發(fā)光束。
11.如權(quán)利要求4至10中任一項(xiàng)所述的方法,其中檢測(cè)所述探測(cè)光束的偏轉(zhuǎn)包括用鎖定放大器(50)放大相關(guān)聯(lián)的測(cè)量信號(hào)。
12.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述激發(fā)光束的波長(zhǎng)是變化的,其中特別地
-所述波長(zhǎng)在預(yù)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)周期性調(diào)諧,或者
-選擇性設(shè)定特征波長(zhǎng),尤其是可疑物質(zhì)的吸收波長(zhǎng)。
13.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述激發(fā)光束是激發(fā)激光束,和/或其中所述探測(cè)光束是探測(cè)激光束。
14.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中設(shè)定所述探測(cè)光束的偏振,使得所反射的探測(cè)光束的偏轉(zhuǎn)最大。
15.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述激發(fā)光束是通過量子級(jí)聯(lián)激光器(20)產(chǎn)生的。
16.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述激發(fā)波長(zhǎng)選自6μm至13μm,優(yōu)選8μm至11μm。
17.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述激發(fā)光束通過光學(xué)裝置聚焦在所述光學(xué)介質(zhì)(10)的所述表面(12)上,其中所述光學(xué)裝置尤其包括拋物面鏡(23)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法,其中通過發(fā)射可見光的校準(zhǔn)激光器(60)調(diào)節(jié)所述光學(xué)裝置。
19.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述探測(cè)光束的波長(zhǎng)在可見范圍內(nèi)。
20.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述探測(cè)光束的偏轉(zhuǎn)
-是通過布置在虹膜光圈(41)后的光檢測(cè)器,尤其是光電二極管(40),確定的,或者
-是通過PSD確定的。
21.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中在檢測(cè)所述偏轉(zhuǎn)之前,所述探測(cè)光束被反射回到所述界面上的與所述激發(fā)光束重疊的區(qū)域額外至少一次,優(yōu)選額外二至五次。
22.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述物質(zhì)(100)是患者皮膚,所述方法包括另外的步驟:
通過附著和去除織物條以去除死皮細(xì)胞來準(zhǔn)備皮膚表面,
其中所述織物條包括粘附到所述皮膚表面的材料。
23.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述物質(zhì)(100)是患者皮膚,并且所述物質(zhì)(100)的分析包括:
確定所述患者的血糖水平,
確定所述患者皮膚的水含量,
確定所述患者皮膚的蛋白質(zhì)組成,或者
確定所述患者皮膚的不同皮膚層中的蛋白質(zhì)組成。
24.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述物質(zhì)(100):
是流動(dòng)或靜止的流體或乳劑,并且所述物質(zhì)(100)的分析包括確定所述流體的糖含量、醇含量、脂肪和/或蛋白質(zhì)含量;
是燃料,并且所述物質(zhì)(100)的分析包括確定所述燃料的醇含量、菜籽油甲酯含量、鉛或苯含量;
是淡水或鹽水,并且所述物質(zhì)(100)的分析包括確定水污染;或者
是體液。
25.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中基于檢測(cè)到的所述探測(cè)光束的偏轉(zhuǎn),將吸收強(qiáng)度值與所述激發(fā)光束的波長(zhǎng)相關(guān)聯(lián)。
26.如權(quán)利要求22或23和權(quán)利要求25所述的方法,其中所述物質(zhì)(100)的分析包括確定所述患者的血糖水平,并且其中將所述吸收強(qiáng)度值與校正的吸收強(qiáng)度值相比較,所述校正的吸收強(qiáng)度值表示在已知血糖水平并且在所述激發(fā)光束的這一精確波長(zhǎng)下的患者皮膚的吸收強(qiáng)度值。
27.如權(quán)利要求26所述的方法,其中基于所述比較確定所述患者的當(dāng)前血糖水平,其中所確定的血糖水平偏離校正期間的所述血糖水平越多,所述吸收強(qiáng)度值偏離校正的吸收強(qiáng)度值越多。
28.用于分析物質(zhì)(100)的系統(tǒng),其包括:
光學(xué)介質(zhì)(10);
用于發(fā)射具有激發(fā)波長(zhǎng)的激發(fā)光束的裝置(20),
其中用于發(fā)射所述激發(fā)光束的裝置(20)被布置成使所發(fā)射的激發(fā)光束進(jìn)入所述光學(xué)介質(zhì)(10)并且在所述光學(xué)介質(zhì)(10)的表面(12)上的預(yù)定點(diǎn)再次離開它;以及
測(cè)量裝置,其中所述測(cè)量裝置包括用于發(fā)射探測(cè)光束的裝置(30),所述裝置(30)被布置成使所發(fā)射的探測(cè)光束進(jìn)入所述光學(xué)介質(zhì)(10),并且在操作期間,所述探測(cè)光束和所述激發(fā)光束在所述光學(xué)介質(zhì)(10)和物質(zhì)表面的界面處重疊,在所述界面處所述探測(cè)光束被反射,
并且其中所述測(cè)量裝置包括用于接收所反射的探測(cè)光束并且用于直接或間接地檢測(cè)所反射的探測(cè)光束偏轉(zhuǎn)的裝置(40、50、51、52)。
29.如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng),其中在操作中所述探測(cè)光束在所述光學(xué)介質(zhì)(10)和所述物質(zhì)表面之間的界面處經(jīng)歷全內(nèi)反射。
30.如權(quán)利要求28和29中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其中所述激發(fā)光束是紅外光束。
31.如權(quán)利要求28至30中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其中所述探測(cè)光束是強(qiáng)度調(diào)制的探測(cè)光束,尤其是脈沖的探測(cè)光束,
其中所述用于接收所反射的探測(cè)光束并且用于直接或間接地檢測(cè)所反射的探測(cè)光束偏轉(zhuǎn)的裝置(40、41、50、51、52)優(yōu)選地包括鎖定放大器(50)。
32.如權(quán)利要求31所述的系統(tǒng),其中調(diào)制頻率,尤其是脈沖速率為5至2000Hz,優(yōu)選10至1000Hz,并且特別優(yōu)選20至700Hz。
33.如權(quán)利要求31或32所述的系統(tǒng),其還包括光學(xué)斬波器(22),其中所述光學(xué)斬波器(22)位于所述激發(fā)光束的光束路徑中,并且適于調(diào)制所述激發(fā)光束的強(qiáng)度。
34.如權(quán)利要求28至33中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其中所述激發(fā)光束是激發(fā)激光束,并且用于發(fā)射所述激發(fā)光束的裝置(20)被配置為用于發(fā)射不同激發(fā)頻率的激發(fā)激光束。
35.如權(quán)利要求28至34中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其具有適于將所述激發(fā)光束聚焦在預(yù)定點(diǎn)上的光學(xué)裝置,其中所述光學(xué)裝置優(yōu)選包括拋物面鏡。
36.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng),其還包括用于校準(zhǔn)所述光學(xué)裝置的校準(zhǔn)激光器(60)。
37.如權(quán)利要求28至36中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其中用于發(fā)射所述激發(fā)光束的裝置(20)是量子級(jí)聯(lián)激光器(20)。
38.如權(quán)利要求28至37中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其中用于發(fā)射所述激發(fā)光束的裝置(20)在6μm至13μm,優(yōu)選8μm至11μm的激發(fā)波長(zhǎng)范圍內(nèi)是可調(diào)諧的。
39.如權(quán)利要求28至38中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其中所述探測(cè)光束的波長(zhǎng)在可見范圍內(nèi)。
40.如權(quán)利要求28至39中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其中所述用于接收所反射的探測(cè)光束并且用于直接或間接地檢測(cè)所反射的探測(cè)光束偏轉(zhuǎn)的裝置(40、41、50、51、52)
-包括光檢測(cè)器,尤其是光電二極管(40),以及虹膜光圈(41),其中所述光檢測(cè)器被布置在所述虹膜光圈(41)后,或者
-包括PSD。
41.如權(quán)利要求28至40中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其中在檢測(cè)所述偏轉(zhuǎn)之前,所述探測(cè)光束被反射回到所述界面上的與所述激發(fā)光束重疊的區(qū)域中額外至少一次,優(yōu)選額外二至五次。
42.用于確定患者血糖水平的設(shè)備,其包括如下:
-權(quán)利要求28至41中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),
-用于設(shè)定所述激發(fā)光束的不同波長(zhǎng)的控制器,和
-邏輯單元或計(jì)算單元(52),其被配置為由檢測(cè)到的所述探測(cè)光束的偏轉(zhuǎn)作為所述激發(fā)波長(zhǎng)的函數(shù)來確定患者皮膚中的血糖水平,當(dāng)所述光學(xué)介質(zhì)與所述患者皮膚接觸時(shí),使得從所述光學(xué)介質(zhì)(10)的所述預(yù)定點(diǎn)處射出的所述激發(fā)光束進(jìn)入皮膚。
43.用于分析物質(zhì)(100)的設(shè)備,其包括如下:
-權(quán)利要求31至33中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),
-用于設(shè)定所述激發(fā)光束的不同調(diào)制頻率的控制器,和
-邏輯單元或計(jì)算單元(52),其被配置為通過檢測(cè)到的不同調(diào)制頻率下所述探測(cè)光束的偏轉(zhuǎn)來分析所述物質(zhì)(100),當(dāng)所述光學(xué)介質(zhì)與所述物質(zhì)(100)接觸時(shí),使得從所述光學(xué)介質(zhì)(10)的所述預(yù)定點(diǎn)處射出的所述激發(fā)光束進(jìn)入所述物質(zhì)(100)。
44.如權(quán)利要求43所述的用于分析物質(zhì)(100)的設(shè)備,其中所述物質(zhì)(100)是患者皮膚,并且所述邏輯單元或計(jì)算單元(52)被配置為由檢測(cè)到的不同調(diào)制頻率下所述探測(cè)光束的偏轉(zhuǎn)來分析所述患者皮膚的不同層。
45.用于分析流體或乳劑成分的設(shè)備,其包括如下:
-權(quán)利要求28至41中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),
-用于設(shè)定所述激發(fā)光束的不同波長(zhǎng)的控制器,和
-邏輯單元或計(jì)算單元(52),其被配置為由檢測(cè)到的所述探測(cè)光束的偏轉(zhuǎn)作為所述激發(fā)波長(zhǎng)的函數(shù)來確定所述流體或乳劑的成分,當(dāng)所述光學(xué)介質(zhì)與所述流體或乳劑接觸時(shí),使得從所述光學(xué)介質(zhì)(10)的所述預(yù)定點(diǎn)處射出的所述激發(fā)光束進(jìn)入所述流體或乳劑。