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Die Erfindung betrifft ein Gitterspektrometer, insbesondere ein Hochleistungs-Gitterspektrometer, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs und ein entsprechendes Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Nebenanspruchs.
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Ein Gitterspektrometer nutzt die optische Beugung an einem Gitter zur Interferenz des Lichtes. Ein derartiges Gitter wird als Beugungsgitter bezeichnet. Das zu analysierende Licht gelangt beispielsweise über optische Elemente, wie es beispielsweise Linsen oder auch Lichtleiter sind, zu einem spaltförmigen Lichteintritt. Die Ausrichtung des Spaltes stimmt mit der Ausrichtung der Furchen/Linien des Beugungsgitters überein. Die Beugung/Interferenz erzeugt das Spektrum. Empfänger werten das Spektrum aus. Für qualitative Auswertungen von Spektren werden beispielsweise Sekundärelektronenvervielfacher und Halbleiterdetektoren eingesetzt, die Photonen in elektrische Signale umwandeln. Beispielsweise können lineare Halbleiterdetektoren oder CCD- oder CID-Flächendetektoren verwendet werden.
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Bei einem Hochleistungs-Gitterspektrometer wird eine zu analysierende Strahlung über einen Eintrittsspalt auf ein optisches Gitter und von dort auf eine Empfängerzeile gelenkt. Diese besteht aus vielen Einzelsensoren, die jeweils nur einen definierten kleinen Anteil des eingestrahlten Spektrums, beispielsweise UV-VIS-, IR-Strahlung, empfangen sollen. Eine Trennung des Spektrums erfolgt mittels des Gitters, wobei die Sensoren üblicherweise im ganzen Mess-Spektrum empfindlich sind.
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Im Allgemeinen bewirkt jede Strahlung, die nicht auf einem vorgesehenen Weg auf den Sensor trifft, eine Verringerung einer Empfindlichkeit beziehungsweise es ergeben sich Fehlmessungen. Jedes optische Bauteil, einschließlich einem Empfänger, einem Gitter und einem Gehäuse, reflektiert einen Teil der eingeleiteten Strahlung. Zudem sendet jedes ungekühlte Bauteil ungerichtete Infrarot-Strahlung aus. Bei Hochleistungsspektrometern soll verhindert werden, dass diese Streustrahlung auf die Empfängerzeile trifft.
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Herkömmlicherweise wird ein vorgesehener Strahlengang mittels einfacher, seitlich angebrachter Blenden zwischen Eintrittsspalt und Gitter beziehungsweise Gitter und Empfänger begrenzt. Problematisch dabei sind die Blendenkanten, die wiederum als Streuzentren wirken.
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Es ist Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Spektrometrie von zu analysierender Strahlung mit hoher Empfindlichkeit bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch und ein Verfahren gemäß dem Nebenanspruch gelöst.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Vorrichtung zur Messung eines Spektrums einer von einer Lichtquelle emittierten zu analysierenden Strahlung, mit einem einen ersten Mittelpunkt aufweisenden Eintrittsspalt zur Erzeugung einer spaltförmigen Lichtquelle der Strahlung; einem einen zweiten Mittelpunkt aufweisenden optischen Beugungsgitter zur Ablenkung einer mittels der spaltförmigen Lichtquelle entlang einer durch den ersten und den zweiten Mittelpunkt in einer Hauptebene verlaufenden Achse emittierten Strahlung in Richtung zu einem eine Mehrzahl von jeweils einen definierten Anteil des Spektrums der Strahlung erfassenden Einzelsensoren aufweisenden Empfängerbereich geschaffen. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein den Eintrittsspalt bereitstellendes und das Beugungsgitter und den Empfängerbereich relativ zum Eintrittsspalt positionierendes Gehäuse mindestens eine Innenwand aufweist, die eine eine Streustrahlung der Strahlung absorbierende und alternativ oder kumulativ eine n-fach reflektierte Streustrahlung von dem Empfängerbereich weg reflektierende Materialausbildung aufweist, mit n Element N und n ≥ 1. N entspricht der Menge der natürlichen Zahlen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zum Messen eines Spektrums einer von einer Lichtquelle emittierten zu analysierenden Strahlung, mit den Schritten Bereitstellen eines einen ersten Mittelpunkt aufweisenden Eintrittsspalts zum Erzeugen einer spaltförmigen Lichtquelle der Strahlung; Bereitstellen eines einen zweiten Mittelpunkt aufweisenden optischen Beugungsgitters zum Ablenken einer mittels der spaltförmigen Lichtquelle entlang einer durch den ersten und den zweiten Mittelpunkt in einer Hauptebene verlaufenden Achse emittierten Strahlung in Richtung zu einem eine Mehrzahl von jeweils einen definierten Anteil des Spektrums der Strahlung erfassenden Einzelsensoren aufweisenden Empfängerbereich vorgesehen. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch Ausbilden mindestens einer Innenwand eines den Eintrittsspalt bereitstellenden und das Beugungsgitter und den Empfängerbereich relativ zum Eintrittsspalt positionierenden Gehäuses, wobei die Innenwand eine eine Streustrahlung der Strahlung absorbierende und alternativ oder kumulativ eine n-fach reflektierte Streustrahlung von dem Empfängerbereich weg reflektierende Materialausbildung aufweist, mit n Element N und n ≥ 1.
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Mittels entsprechend absorbierender und reflektierender Materialausbildungen wird beispielsweise aus Richtung des Eintrittspalts oder von dem Empfängerbereich zurückreflektierte Streustrahlung absorbiert beziehungsweise von dem Empfängerbereich weg reflektiert oder weg umgelenkt. Dies betrifft ebenso durch zusätzliche Bestandteile einer Vorrichtung zum Messen eines Spektrums bewirkte Streustrahlung.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in Verbindung mit den Unteransprüchen beansprucht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann für den Fall der absorbierenden Materialausbildung, das Material als eine absorbierende Lackschicht erzeugt sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann für den Fall der absorbierenden Materialausbildung, ein Absorptionskoeffizient des absorbierenden Materials größer 90% über einen gesamten genutzten Wellenlängenbereich sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann für den Fall der absorbierenden Materialausbildung, das absorbierende Material Graphit aufweisen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann für den Fall der reflektierenden Materialausbildung, das reflektierende Material als eine einen räumlichen Verlauf oder eine Strukturierung aufweisende Reflektionsschicht erzeugt sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Reflektionsschicht mit einer Oberfläche ausgebildet sein, deren Normalenvektoren jeweils mit einem Winkel ungleich 90° oder ungleich 180° zu einem Normalenvektor einer Ebene E1 stehen, die durch den ersten und den letzten Einzelsensor des als eine Empfängerzeile ausgebildeten Empfängerbereichs und den zweiten Mittelpunkt verläuft.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Reflektionsschicht mit einer ebenen Oberfläche ausgebildet sein, deren Normalenvektor mit einem Winkel zwischen 2° und 88° oder zwischen 92° und 178° zu einem Normalenvektor einer Ebene E1 steht, die durch ein erstes und ein letztes Pixel des als eine Empfängerzeile ausgebildeten Empfängerbereichs und den zweiten Mittelpunkt verläuft.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Reflektionsschicht mit einer gekrümmten Oberfläche ausgebildet sein, deren Normalenvektoren jeweils mit einem Winkel zwischen 2° und 88° oder zwischen 92° und 178° zu einem Normalenvektor der Ebene E1 stehen, die durch ein erstes und ein letztes Pixel des als eine Empfängerzeile ausgebildeten Empfängerbereichs und den zweiten Mittelpunkt verläuft.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Oberfläche Teil einer Kegelmantelfläche sein, deren Innendurchmesser sich mit größerem Abstand zum Beugungsgitter verkleinert.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Reflektionsschicht auf mindestens einer mittels des Gehäuses fixierten Platte erzeugt sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Reflektionsschicht die Streustrahlung in Richtung auf eine absorbierende Innenwand ablenken, die einen Absorptionskoeffizient größer 98% über einem gesamten genutzten Wellenlängenbereich aufweist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann ein von dem zweiten Mittelpunkt einen definierten Abstandsbereich aufweisender äußerer Randbereich des Beugungsgitters mittels einer Abdeckung abgedeckt sein, die eine eine Streustrahlung der Strahlung absorbierende und alternativ oder kumulativ eine von dem Empfängerbereich weg reflektierende Materialausbildung aufweist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Empfängerbereich mittels eines Rahmens umfasst sein, der eine eine Streustrahlung der Strahlung absorbierende und alternativ oder kumulativ eine von dem Empfängerbereich weg reflektierende Materialausbildung aufweist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Beugungsgitter ein Reflektionsbeugungsgitter sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Beugungsgitter zum Eintrittspalt konkav gebogen sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Frequenz-Messbereich des Empfängerbereichs auf eine Oktave begrenzt sein.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
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1: ein herkömmliches Ausführungsbeispiel eines Gitterspektrometers;
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2: ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Gitterspektrometers;
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3: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Beugungsgitters;
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4: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
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5: ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Gitterspektrometers:
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6a und 6b: Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Innenwände.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen Gitterspektrometers. Eine Lichtquelle emittiert Strahlung S, die durch einen Eintrittspalt 5 in ein Spektrometer eintritt. Beispielsweise kann ein mittels des Eintrittspaltes 5 erzeugte Licht einer linienförmigen Lichtquelle mittels einer Linse L parallelisiert werden und danach ein optisches Beugungsgitters 3 durch Laufen und von diesem auf einen Empfängerbereich 1 abgelenkt wird. Dabei kann der Empfängerbereich 1 eine Anzahl N von Einzelsensoren aufweisen, die jeweils einen definierten Anteil des zu analysierenden Spektrums der Strahlung S erfassen können. Dabei kann der Empfängerbereich 1 beispielsweise als eine Empfängerzeile ausgebildet sein. Die Strahlung S verläuft entlang einer Achse A von einem ersten Mittelpunkt des Eintrittspalts 5 zu einem zweiten Mittelpunkt des optischen Beugungsgitter 3. 1 zeigt ein Transmissionsbeugungsgitter. Die optische Achse A liegt orthogonal zu einer Fläche des Empfängerbereichs 1 beziehungsweise zu einer Empfängerzeile. Die Empfängerzeile kann eine Vielzahl von Einzelsensoren P1 ... Pn ... PN aufweisen. Die Einzelsensoren erfassen zusammen ein Spektrum Δf der zu analysierenden Strahlung S. Die optische Achse A liegt in einer Hauptebene H. Die Darstellung gemäß 1 liegt in dieser Hauptebene H. Eine Ebene E1 wird definiert über die folgenden drei Punkte, und zwar erstes Pixel einer Empfängerzeile, letztes Pixel der Empfängerzeile und einem Mittelpunkt des Spektrometergitters 3. Ein Raum R1 wird definiert aus der Summe aller möglichen Strahlenverläufe zwischen dem Eintrittspalt 5 und der für die Abbildung auf die Empfängerzeile 1 genutzte Gitterfläche des Beugungsgitters 3. Ein Raum R2 wird definiert aus der Summe aller möglichen Strahlverläufe zwischen der Empfängerzeile 1 und der für die Abbildung auf der Empfängerzeile 1 genutzten Gitterfläche des Beugungsgitters 3. Die Definitionen gelten entsprechend für ein Reflektionsbeugungsgitter.
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2 entspricht der Abbildung 1, wobei gleiche Bestandteile gleiche Bezugszeichen aufweisen. Zusätzlich zeigt 2 eine Abdeckung 7, mit der ein von dem Mittelpunkt des Beugungsgitters 3 einen definierten Abstandsbereich aufweisender äußerer Randbereich 3a des Beugungsgitters 3 abgedeckt ist. Das Beugungsgitter 3 kann beispielsweise kreisförmig ausgebildet sein. Zusätzlich zeigt 2 einen Rahmen 9, der die Empfängerzeile 1 umfasst. Des Weiteren zeigt 2 eine Innenwand I eines Gehäuses G. Insbesondere die Abdeckung 7, der Rahmen 9 und die dargestellte Innenwand I des Gehäuses G weisen eine eine Streustrahlung Sr der Strahlung S absorbierende und alternativ oder kumulativ eine von dem Empfängerbereich 1 wegflektierende Materialausbildung auf. Für den Fall einer absorbierenden Materialausbildung, kann das Material beispielsweise als eine absorbierende Lackschicht erzeugt sein. Für den Fall der reflektierenden Materialausbildung kann das Material als eine reflektierende einen räumlichen Verlauf oder eine Strukturierung aufweisende Reflektionsschicht erzeugt sein. Beispielsweise kann die Reflektionsschicht an einer Oberfläche der Materialausbildung erzeugt sein. Dies betrifft insbesondere die Abdeckung 7 und den Rahmen 9. 2 zeigt eine Innenwand I des Gehäuses G, wobei beispielsweise die Oberfläche der Innenwand als Ebene ausgebildet ist und deren Normalenvektor in der Hauptebene H die Achse A unter einem Schnittwinkel φG < 88 Grad derart schneidet, dass die Oberfläche von dem Empfängerbereich 1 wegorientiert ist. Alle Oberflächen von Abdeckung 7, Rahmen 9 und Innenwand I des Gehäuses G sind besonders vorteilhaft derart ausgestaltet, dass Streustrahlung von dem Empfängerbereich 1, der beispielsweise als Empfängerzeile erzeugt ist, vollständig absorbiert, oder zumindest teilweise absorbiert und die verbleibende Strahlung von dem Empfängerbereich 1 wegreflektiert wird. Alternativ können Oberflächen derart ausgebildet sein, dass diese vollständig wegreflektieren, oder zumindest größtenteils wegreflektieren und die verbleibende Strahlung absorbieren. Eine zu analysierende Strahlung S soll ausgehend von dem Eingangspalt 5 mittels des Beugungsgitters 3 lediglich direkt auf den Empfängerbereich 1 gelenkt werden.
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Jede weitere Strahlung, die nicht auf diesem direkten Wege auf den Empfängerbereich 1 gelangt, kann als Streustrahlung Sr bezeichnet werden. Streustrahlung Sr ist beispielsweise indirekte, aus Richtung des Eintrittspalts kommende Strahlung sowie eine vom Empfänger zurückreflektierte Strahlung, die jeweils beispielsweise über eine Innenwand des Gehäuses, einen Randbereich 3a des Beugungsgitters 3 oder einem Randbereich des Empfängerbereichs 1 ohne die Gegenstände der vorliegenden Erfindung indirekt auf den Empfängerbereich 1 gelangt.
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Im Spektrometer wird die Abdeckung 7 als eine Blende für das Beugungsgitter 3 derart verwendet, dass die auf der Abdeckung 7 auftreffende Strahlung so reflektiert wird, dass diese den Raum R2 verlässt und somit nicht direkt in die Empfängerzeile fällt. Die Abdeckung 7 ist so strukturiert und/oder beschichtet, dass auf die Abdeckung 7 von jeglicher Seite auftreffende Strahlung größtenteils absorbiert wird. Die Abdeckung 7 reflektiert und absorbiert ebenso eine vom Beugungsgitter 3 reflektierte Streustrahlung, welche von der Seite der Empfängerzeile auf die Rückseite der Abdeckung 7 fällt. Die Abdeckung 7 des Beugungsgitter 3 absorbiert die innerhalb des Beugungsgitters 3 weitergeleitete Streustrahlung und reflektiert einen wesentlichen Teil der auftreffenden Streustrahlung gezielt zu mindestens einer Innenwand I des Gehäuses G, wobei die Innenwand I diese Streustrahlung absorbiert und alternativ oder kumulativ von dem Empfängerbereich 1 weg reflektiert. Innenwände I eines Gehäuses G sind beispielsweise derart ausgebildet, dass die Normalen der Innenflächen die Achse A in der Hauptebene H unter einem Schnittwinkel φG < 88 Grad schneiden. Derartige Innenflächen sind ebenso reflektierend und/oder absorbierend ausgebildet. Es wird eine verbesserte Unterdrückung der störenden Streustrahlung und in Folge dessen eine größere Empfindlichkeit bereitgestellt. Zusätzlich kann die Empfängerzeile einen Rahmen 9 besitzen, der ebenso als Blende wirkt, und zwar insbesondere für die Strahlung, die von außerhalb des Raumes R2 kommt, so dass diese Streustrahlung nicht auf die Empfängerzeile fällt. Der Rahmen 9 für die Empfängerzeile ist ebenso reflektierend und/oder absorbierend bereitgestellt.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optischen Beugungsgitters 3. Es werden zur Reduzierung von Streustrahlung im Strahlengang so wenig optische Bauteile verwendet wie möglich. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines gekrümmten Reflektionsgitters 3, das gemäß 3 bevorzugt konkav zum Eintrittspalt 5 erzeugt ist. Auf diese Weise können herkömmliche Spiegel vermieden werden. Des Weiteren wird ein Ordnungsfilter nicht benötigt, wenn der Frequenz-Messbereich des Empfängerbereichs 1 auf eine Oktave begrenzt ist. Als Streustrahlungsquelle verbleibt nun lediglich das Beugungsgitter 3, insbesondere der Randbereich 3a einschließlich einer dazugehörigen Außenkante. Fertigungsbedingt ist ein Außendurchmesser des Beugungsgitters 3 größer, als der genutzte Bereich. Es wird eine Abdeckung 7 für das Beugungsgitter verwendet. Die Abdeckung 7 kann auf der zum Empfängerbereich 1 orientierten Seite und auf der zum Eintrittspalt 5 orientierten Seite mit absorbierendem Lack beschichtet sein, wobei ein Absorptionskoeffizient bevorzugt zwischen 0,7 und 1 bereitgestellt ist. Die Abdeckung 7 deckt den ungenutzten Randbereich 3a des Beugungsgitters 3 vollständig ab.
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Gemäß einem ersten Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden Innenwände I eines einen Eintrittsspalt 5 bereitstellendes und ein Beugungsgitter 3 und einen Empfängerbereich 1 relativ zum Eintrittsspalt 5 positionierenden Gehäuses G für eine Streustrahlung Sr möglichst maximal sowohl absorbierend als auch vom Empfängerbereich weg reflektierend bereitgestellt. Diese Innenwände I des Gehäuses G eines Spektrometers umschließen einen ersten Raum R1 und einen zweiten Raum R1 gemäß deren Definition in Verbindung mit 1. Mittels eines zweiten Schritts werden der Lichtspalt 5, das Beugungsgitter 3 und der Empfängerbereich 1 derart in dem Gehäuse G justiert, dass zu analysierende Strahlung S möglichst entlang eines kürzesten Weges direkt auf den Empfängerbereich 1 abgebildet wird. Mit einem Schritt S3 erfolgt eine Optimierung der absorbierenden und/oder reflektierenden Materialausbildungen. Es ist besonders vorteilhaft, wenn mindestens eine Innenwand I eine von einem kürzesten Wege abweichende Streustrahlung Sr absorbiert und/oder insbesondere eine n-fach reflektierte Streustrahlung von dem Empfängerbereich 1 weg reflektiert, wobei n Element N und n ≥ 1 ist. Das heißt, die Innenwände I sind derart ausgebildet, dass bereits mindestens einmal durch Bestandteile der Vorrichtung reflektierte Streustrahlung wirksam absorbiert und/oder vom Empfängerbereich weg reflektiert wird. Eine Optimierung berücksichtigt bevorzugt zusätzlich bereits einmal reflektierte Streustrahlung und damit weitere unerwünschte Strahlungsumlenkungen nach einer ersten Reflektion von Streustrahlung. Auf diese Weise kann eine potenziell auf den Empfängerbereich 1 fallende Streustrahlung zusätzlich wirksam verringert werden und auf diese Weise eine Empfindlichkeit eines herkömmlichen Spektrometers zusätzlich erhöht werden.
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5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gitterspektrometers. Es ist ein Reflektionsbeugungsgitter dargestellt. Eine Lichtquelle emittiert Strahlung S, die durch einen Eintrittspalt 5 in das Spektrometer eintritt. Beispielsweise kann ein mittels des Eintrittspaltes 5 erzeugtes Licht einer linienförmigen Lichtquelle von dem optischen Reflektionsbeugungsgitter 3 reflektiert und von diesem auf einen Empfängerbereich 1 abgelenkt werden. Dabei kann der Empfängerbereich 1 eine Anzahl N von Einzelsensoren aufweisen, die jeweils einen definierten Anteil des zu analysierenden Spektrums der Strahlung S erfassen können. Es kann der Empfängerbereich 1 beispielsweise als eine Empfängerzeile ausgebildet sein. Die Strahlung S verläuft zunächst entlang einer Achse A, die von einem ersten Mittelpunkt des Eintrittspalts 5 zu einen zweiten Mittelpunkt des optischen Reflektionsbeugungsgitters 3 verläuft. Die Empfängerzeile kann eine Vielzahl von Einzelsensoren P1 ... Pn ... PN aufweisen. Die Einzelsensoren erfassen zusammen ein Spektrum Δf der zu analysierenden Strahlung S. Eine Ebene E1 wird hier definiert über die folgenden drei Punkte, und zwar erstes Pixel einer Empfängerzeile, letztes Pixel der Empfängerzeile und der Mittelpunkt des Reflektionsbeugungsgitters 3. Ein Raum R1 wird definiert aus der Summe aller möglichen Strahlenverläufe zwischen dem Eintrittspalt 5 und der für die Abbildung auf die Empfängerzeile 1 genutzte Gitterfläche des Reflektionsbeugungsgitters 3. Ein Raum R2 wird definiert aus der Summe aller möglichen Strahlverläufe zwischen der Empfängerzeile 1 und der für die Abbildung auf der Empfängerzeile 1 genutzten Gitterfläche des Reflektionsbeugungsgitters 3.
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Zusätzlich zeigt 5 eine Abdeckung 7, mit der ein von dem Mittelpunkt des Beugungsgitters 3 einen definierten Abstandsbereich aufweisender äußerer Randbereich 3a des Beugungsgitters 3 abgedeckt ist. Des Weiteren zeigt 5 einen Rahmen 9, der die Empfängerzeile 1 umfasst. 5 zeigt eine Innenwand I eines Gehäuses G. Die Abdeckung 7, der Rahmen 9 und die dargestellte Innenwand I des Gehäuses G weisen eine eine Streustrahlung Sr der Strahlung S absorbierende und alternativ oder kumulativ eine von dem Empfängerbereich 1 wegflektierende Materialausbildung auf. Für den Fall einer absorbierenden Materialausbildung, kann das Material beispielsweise als eine absorbierende Lackschicht erzeugt sein. Für den alternativen oder kumulativen Fall der reflektierenden Materialausbildung kann das Material als eine reflektierende einen räumlichen Verlauf oder eine Strukturierung aufweisende Reflektionsschicht erzeugt sein. 5 zeigt eine Innenwand I des Gehäuses G, wobei die Innenwand I kegelförmig oder konusförmig ausgebildet ist und die Oberfläche der Innenwand I von dem Empfängerbereich 1 wegorientiert ist. Die Abdeckung 7 gemäß 5 ist mittels der Innenwand I des Gehäuses G erzeugt. Das Gehäuse G stellt den Eintrittsspalt 5 bereit und positioniert das Beugungsgitter 3 und den Empfängerbereich 1 relativ zum Eintrittsspalt 5. Das Beugungsgitter 3 ist in einer Ausnehmung der Innenwand positioniert. Mittels der Ausnehmung wird der Innendurchmesser der Innenwand derart vergrößert, dass eine Stufe erzeugt wird, auf der das Beugungsgitter 3 fixiert wird. Eine derartige Stufe erzeugt gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Abdeckung 7, die einen Randbereich 3a des Beugungsgitters 3 für die Strahlung S abdeckt. Des Weiteren ist die Innenwand I derart kegelförmig ausgebildet, dass sich deren Innendurchmesser mit größerem Abstand zum Beugungsgitter 3 verkleinert. Das Beugungsgitter 3 ist gemäß 5 ein Reflektionsbeugungsgitter, und die Abdeckung 7 ist an einer dem Empfängerbereich 1 zugewandte Seite des Beugungsgitters 3 in dem Randbereich 3a ausgebildet, wobei auf der dem Empfängerbereich 1 abgewandten Seite des Reflektionsbeugungsgitters eine Antireflektionsschicht AR ausgebildet ist, die für Reststrahlung gezielt transparent ist. Alternativ kann eine Abdeckung 7 auf der Seite zum Eintrittspalt 5 derart geformt sein, dass sowohl Streustrahlung aus Richtung des Eintrittspalts 5, als auch die, vom Empfänger 1 zurück reflektierte Streustrahlung zur Innenwand I des Gehäuses G reflektiert wird. Im Spektrometer gemäß 5 sind die Innenwand I und die Abdeckung 7 derart ausgebildet, dass diese einen Strahlenverlauf in dem ersten Raum R1 und in dem zweiten Raum R2 nicht behindern und damit direkte Strahlung in beiden Räumen R1 und R2 nicht auf die Innenwand I und die Abdeckung 7 treffen kann.
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Zusätzlich kann die Empfängerzeile einen Rahmen 9 aufweisen, der als Blende wirkt, und zwar insbesondere für die Strahlung, die von außerhalb des Raumes R2 kommt, so dass diese Streustrahlung nicht auf die Empfängerzeile fällt. Der Rahmen 9 für die Empfängerzeile ist ebenso reflektierend und/oder absorbierend bereitgestellt. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden zur Reduzierung von Streustrahlung im Strahlengang so wenig optische Bauteile verwendet wie möglich. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines gekrümmten Reflektionsgitters 3, das gemäß 3 beispielsweise konkav zum Eintrittspalt 5 erzeugt ist. Auf diese Weise können herkömmliche Spiegel vermieden werden. Ebenso wird ein Ordnungsfilter nicht benötigt, da gemäß der vorliegenden Erfindung der Frequenz-Messbereich des Empfängerbereichs 1 auf eine Oktave begrenzt ist. Alle weiteren Wände des Gehäuses G können ebenso mit absorbierendem Lack beschichtet und ebenso so geneigt oder strukturiert sein, dass auftreffende Strahlung nicht zum Empfänger reflektiert werden kann. Auf diese Weise wird eine verbesserte Unterdrückung der störenden Streustrahlung und in Folge dessen eine größere Empfindlichkeit bereitgestellt.
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6a und 6b zeigen Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Innenwände I. Dabei sind die Innenwände I in einer Querschnittsebene der Darstellung gemäß 5 gezeigt. 6a zeigt auf einer linken und auf einer rechten Seite jeweils eine als Reflektionsschicht mit einer Oberfläche ausgebildete Innenwand I, deren Normalenvektoren N jeweils mit einem Winkel ungleich 90° oder ungleich 180° zu einem Normalenvektor N einer Ebene E1 stehen, die durch den ersten und den letzten Einzelsensor P1 und PN des als eine Empfängerzeile ausgebildeten Empfängerbereichs 1 und den Mittelpunkt des Beugungsgitters 3 verläuft. Gemäß 6a ist eine Reflektionsschicht einer Innenwand I jeweils mit einer ebenen Oberfläche ausgebildet, wobei deren Normalenvektor N mit einem Winkel zwischen 2° und 88° oder zwischen 92° und 178° zu einem Normalenvektor N der Ebene E1 steht, die ebenso alternativ durch ein erstes und ein letztes Pixel des als eine Empfängerzeile ausgebildeten Empfängerbereichs 1 und den Mittelpunkt des Beugungsgitters verlaufen kann. 6b zeigt Reflektionsschichten mit jeweils einer gekrümmten Oberfläche, deren Vielzahl von Normalenvektoren N jeweils mit einem Winkel zwischen 2° und 88° oder zwischen 92° und 178° zu einem Normalenvektor N der Ebene E1 stehen. Die Oberflächen der Innenwände I der 6b können Teil einer Kegelmantelfläche sein, deren Innendurchmesser sich mit größerem Abstand zum Beugungsgitter verkleinert. Die jeweiligen Reflektionsschichten können auf mittels des Gehäuses G fixierten Platten erzeugt sein. Die Reflektionsschichten der 6a lenken die Streustrahlung Sr gezielt in Richtung nach oben auf eine absorbierende nicht dargestellte Innenwand ab, die einen Absorptionskoeffizient größer 98% über einem gesamten genutzten Wellenlängenbereich aufweist.
