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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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Zur Einstellung eines Polarisationszustandes von Licht in einem Fourier-Transform-Spektrometer können reflektierende oder absorbierende Polarisatoren verwendet werden. Beide Arten von Polarisatoren gibt es in verschiedensten Ausführungen. Bei miniaturisierten Consumerprodukten werden häufig dünne absorbierende oder reflektierende Polarisationsfolien eingesetzt. Bei absorbierenden Polarisatoren wird eine Polarisationskomponente, deren Transmission nicht erwünscht ist, vom Material des Polarisators absorbiert und überwiegend in Wärme umgewandelt. Bei reflektierenden Polarisatoren wird der nicht erwünschte Polarisationsanteil reflektiert, d. h. wieder in die Herkunftsrichtung oder eine andere Richtung als die Transmissionsrichtung des Lichts zurückgesendet. Beim bestimmungsgemäßen Einsatz eines Polarisators können so mindestens 50 Prozent der eingestrahlten Lichtleistung verloren gehen.
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Bei einem statischen, auf einem Savart-Polariskop basierenden Fourier-Transform-Mikrospektrometer kann ein Diffusor vor einem Polarisator und einem später im optischen Pfad folgenden zweiten Polarisator, der auch als Analysator bezeichnet wird, eingesetzt werden. Da reflektive Polarisatoren billiger und dünner als absorptive Polarisatoren sind und darüber hinaus zum Polarisationsrecycling genutzt werden können, werden diese hier bevorzugt verwendet.
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In der
WO 95/02171 ist beispielsweise ein Fourier-Transform-Spektrometer beschrieben, das eine doppelbrechende optische Komponente umfasst, wobei ein erster Polarisator im Strahlengang vor der doppelbrechenden optischen Komponente angeordnet ist und ein zweiter Polarisator im Strahlengang hinter der doppelbrechenden Komponente angeordnet ist. Die Polarisatoren sind als Polaroidschichten ausgeführt, wobei die Polaroidschichten als absorbierende Polarisatoren wirken.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Fourier-Transform-Spektrometer, ein Verfahren zum Herstellen eines Fourier-Transform-Spektrometers und ein Verfahren zur Darstellung eines elektromagnetischen Spektrums gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
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Es wird ein Fourier-Transform-Spektrometer mit folgenden Merkmalen vorgestellt:
- einem Diffusorelement zum Streuen von Licht;
- einem ersten Polarisatorelement zum Polarisieren von aus dem Diffusorelement austretendem Licht;
- einem doppelbrechenden Aufspaltungselement zum Aufspalten von aus dem ersten Polarisatorelement austretendem Licht in unterschiedlich polarisierte Strahlenbündel;
- einem als Analysator fungierenden zweiten Polarisatorelement zum Polarisieren von aus dem Aufspaltungselement austretenden Strahlenbündeln, wobei das erste Polarisatorelement und das zweite Polarisatorelement voneinander abweichende Polarisationsverfahren verwenden; und
- einem Detektorelement zum Detektieren von aus dem zweiten Polarisatorelement austretendem Licht.
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Unter einem Fourier-Transform-Spektrometer, nachfolgend kurz Spektrometer genannt, kann eine Vorrichtung zur Darstellung eines elektromagnetischen Spektrums verstanden werden. Beispielsweise kann das Spektrometer als Mikrospektrometer ausgeführt sein. Unter einem Diffusorelement, beispielsweise in Form einer Streuscheibe, kann ein optischer Filter zur ungerichteten Verteilung von Licht verstanden werden. Unter einem Polarisatorelement kann ein Polarisator verstanden werden, der eine einfallende Strahlung so filtert, dass nur Strahlung mit einer bestimmten Polarisationsrichtung den Polarisator verlässt. Dies lässt sich mit unterschiedlichen physikalischen Effekten erreichen, beispielsweise durch Lenken desjenigen Anteils der Strahlung, der eine unpassende Polarisationsrichtung hat, an einen zweiten Ausgang oder durch Absorption dieses Anteils. Beispielsweise kann es sich bei dem ersten Polarisatorelement um einen Polarisator handeln, der unerwünschte Strahlenanteile durch Reflexion dieser Strahlenanteile in eine von einer Transmissionsrichtung abweichende Richtung herausfiltert, während es sich bei dem zweiten Polarisatorelement um einen Polarisator handeln kann, der unerwünschte Strahlenanteile durch Absorption dieser Strahlenanteile herausfiltert. Unter einem Analysator kann ein Polarisator zum Feststellen oder Messen einer vorhandenen Polarisation verstanden werden. Unter einem doppelbrechenden Aufspaltungselement kann ein optisches Bauteil aus zwei oder mehreren doppelbrechenden Kristallen verstanden werden. Beispielsweise kann es sich bei dem Aufspaltungselement um ein sogenanntes Savart-Element oder Savart-Polariskop handeln. Unter einem Detektorelement kann ein optisches Sensorelement verstanden werden. Beispielsweise kann das Detektorelement als ein Array aus einer Mehrzahl lichtsensitiver Pixel ausgeführt sein. Unter austretendem Licht kann ein transmittierter Strahlenanteil verstanden werden.
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Der hier vorgestellte Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass ein Fourier-Transform-Spektrometer, etwa in Form eines statischen Fourier-Transform-Mikrospektrometers, mit auf unterschiedlichen physikalischen Filterprinzipien basierenden Polarisatoren in einem Strahlengang vor bzw. nach einem doppelbrechenden Aufspaltungselement realisiert werden kann.
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Beispielsweise kann durch Nutzung eines reflektierenden Polarisators als erster Polarisator und eines absorbierenden Polarisators als zweiter Polarisator, d. h. als Analysator, bei einem statischen Fourier-Transform-Mikrospektrometer erreicht werden, dass eine eigentlich falsche, d. h. reflektierte Polarisation recycelt wird, wodurch das Spektrometer im Vergleich zu anderen Ausführungsformen lichtstärker wird und ein besseres Signal-zu-RauschVerhältnis aufweist oder auch kürzere Messzeiten ermöglicht. Dabei ist unter einem ersten Polarisator ein dem Aufspaltungselement vorgeschalteter Polarisator und unter einem zweiten Polarisator ein dem Aufspaltungselement nachgeschalteter Polarisator zu verstehen. Da als erster Polarisator ein reflexiver Polarisator genutzt wird und ein solcher Polarisator im Allgemeinen eine geringe Winkelabhängigkeit aufweist, kann ein besseres Interferenzbild und somit ein besseres Spektrum erzeugt werden. Wird der reflektive Polarisator beispielsweise hinter einem Diffusorelement eingesetzt, so kann durch Nutzung von Polarisationsrecycling, d. h. durch eine erneute Nutzung von eigentlich verlorenem Licht, die Lichteffizienz des Spektrometers deutlich gesteigert werden, ohne dass störende Reflexionen verursacht werden.
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Zudem können störende mehrfach reflektierte Signale im Interferenzbild unterdrückt werden, indem durch Nutzung eines absorbierenden Polarisators als zweiter Polarisator vermieden wird, dass Licht vom zweiten Polarisator zu den doppelbrechenden Kristallen des Aufspaltungselementes reflektiert, dort wieder aufgespalten, rückreflektiert und schließlich auf dem Detektorelement als ein die Leistung des Spektrometers beeinträchtigendes Störsignal abgebildet wird.
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Ebenfalls vorteilhaft ist, dass durch den absorbierenden zweiten Polarisator eventuell auftretende störende Doppelaufspaltungen halbiert werden.
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Schließlich ergibt sich durch den hier vorgestellten Ansatz auch eine Kosten- und Platzersparnis.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das erste Polarisatorelement als reflektierender Polarisator und das zweite Polarisatorelement als absorbierender Polarisator ausgeführt sein. Dadurch kann die Lichteffizienz und Darstellungsqualität des Spektrometers deutlich gesteigert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Spektrometer ein Abbildungselement zum Abbilden des aus dem zweiten Polarisatorelement austretenden Lichts auf einen vorbestimmten Abschnitt des Detektorelements aufweisen. Bei dem Abbildungselement kann es sich je nach Ausführungsform um eine Einzellinse, ein Linsensystem, ein Objektiv oder eine oder mehrere Mikrolinsen handeln. Dadurch kann sichergestellt werden, dass alle oder zumindest ein Großteil der aus dem zweiten Polarisatorelement austretenden Lichtstrahlen auf ein und denselben Abschnitt des Detektorelements gelenkt werden.
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Beispielsweise kann das Abbildungselement zumindest ein Linsenelement oder, zusätzlich oder alternativ, zumindest ein Spiegelelement aufweist. Dadurch kann das Abbildungselement kostengünstig bereitgestellt werden.
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Es ist ferner vorteilhaft, wenn das erste Polarisatorelement oder, zusätzlich oder alternativ, das zweite Polarisatorelement als polarisierende Folie, Hardplastik, Glaselement oder Drahtgitterpolarisator oder als eine Kombination aus zumindest zwei der genannten Polarisatorformen ausgeführt ist. Dadurch kann das erste oder zweite Polarisatorelement kostengünstig bereitgestellt werden. Ferner kann dadurch die Bauform des Spektrometers möglichst kompakt gehalten werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Aufspaltungselement als Savart-Element ausgeführt sein. Unter einem Savart-Element, auch als Savart-Polariskop bekannt, kann ein aus zumindest zwei doppelbrechenden Kristallen mit unterschiedlich ausgerichteten Hauptachsen zusammengesetztes Aufspaltungselement verstanden werden. Ein solches Savart-Element weist besonders günstige optische Eigenschaften beim Aufspalten von Licht in unterschiedlich polarisierte Strahlenanteile auf.
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Das Savart-Element kann gemäß einer Ausführungsform als Plattenverbund aus zumindest einer doppelbrechenden ersten Platte und einer doppelbrechenden zweiten Platte ausgeführt sein. Dadurch kann das Savart-Element in flacher Bauform ausgeführt werden.
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Dabei können die erste Platte und die zweite Platte unterschiedlich dick sein. Dadurch kann ein asymmetrisches Savart-Element realisiert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte zumindest eine Verzögerungsplatte, beispielsweise eine λ/2-Platte, angeordnet sein. Dadurch können sich die optischen Achsen der beiden Platten in ein und derselben Ebene befinden.
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Je nach Ausführungsform kann die erste Platte oder, zusätzlich oder alternativ, die zweite Platte aus Vanadat, Kalzit, Rutil oder einer Kombination aus zumindest zwei der genannten Werkstoffe gefertigt sein. Dadurch kann das Aufspaltungselement kostengünstig hergestellt werden.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Fourier-Transform-Spektrometers gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen, wobei das Verfahren zumindest den folgenden Schritt umfasst:
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Anordnen des ersten Polarisatorelements in einem Strahlengang zwischen dem Diffusorelement und dem Aufspaltungselement und des zweiten Polarisatorelements in einem Strahlengang zwischen dem Aufspaltungselement und dem Detektorelement, um das Fourier-Transform-Spektrometer herzustellen.
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Zudem schafft der hier vorgestellte Ansatz ein Verfahren zur Darstellung eines elektromagnetischen Spektrums, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- Streuen von Licht mittels eines Diffusorelements;
- Polarisieren von aus dem Diffusorelement austretendem Licht mittels eines ersten Polarisatorelements;
- Aufspalten von aus dem ersten Polarisatorelement austretendem Licht in unterschiedlich polarisierte Strahlenbündel mittels eines doppelbrechenden Aufspaltu ngselementes;
- Polarisieren von aus dem Aufspaltungselement austretenden Strahlenbündeln mittels eines als Analysator fungierenden zweiten Polarisatorelements, wobei das erste Polarisatorelement und das zweite Polarisatorelement voneinander abweichende Polarisationsverfahren verwenden; und
- Detektieren von aus dem zweiten Polarisatorelement austretendem Licht mittels eines Detektorelements, um das elektromagnetische Spektrum darzustellen.
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Dieses Verfahren kann beispielsweise unter Verwendung eines Spektrometers gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen ausgeführt werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Spektrometers gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische Darstellung eines Spektrometers gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Spektrometers gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Darstellung eines elektromagnetischen Spektrums gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Spektrometers 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Beispielhaft gezeigt ist ein Spektrometer in Form eines statischen Fourier-Transform-Mikrospektrometers auf Basis eines Savart-Polariskops. Das Spektrometer 100 umfasst ein Diffusorelement 102 zum Streuen von Licht, kurz auch Diffusor genannt, über das Licht, dessen Spektrum mittels des Spektrometers 100 dargestellt werden soll, in das Spektrometer 100 einfällt. Dem Diffusorelement 102 ist ein erstes Polarisatorelement 104 zum Polarisieren des aus dem Diffusorelement 102 austretenden und gestreuten Lichts nachgeschaltet, hier in Form eines reflektierenden Polarisators. Das vom ersten Polarisatorelement 104 polarisierte Licht trifft auf ein als das Savart-Polariskop fungierendes doppelbrechendes Aufspaltungselement 106, das ausgebildet ist, um das polarisierte Licht in unterschiedlich polarisierte Strahlenbündel aufzuspalten. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Aufspaltungselement 106 als Plattenverbund aus einer ersten Platte 108 und einer zweiten Platte 110 ausgeführt. Bei den Platten 108, 110 handelt es sich je um eine doppelbrechende Kristallplatte. Beispielhaft sind die beiden Platten 108, 110 in 1 im Wesentlichen gleich dick, wobei die jeweiligen optischen Achsen der Platten 108, 110 unterschiedlich ausgerichtet sind. Das vom ersten Polarisatorelement 104 polarisierte Licht trifft dabei auf die erste Platte 108. Gegenüber der zweiten Platte 110 ist ein als Analysator fungierendes zweites Polarisatorelement 112 angeordnet, das ausgebildet ist, um die aus dem Aufspaltungselement 106 austretenden Strahlenbündel durch erneute Polarisierung zur Interferenz zu bringen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das zweite Polarisatorelement 112 im Gegensatz zum ersten Polarisatorelement 104 als absorbierender Polarisator ausgeführt. Die aus dem zweiten Polarisatorelement 112 austretenden Lichtstrahlen treffen schließlich auf ein Detektorelement 114, beispielsweise in Form eines zweidimensionalen Detektorarrays, das ausgebildet ist, um das Spektrum des in das Spektrometer 100 einfallenden Lichts in einem entsprechenden Interferenzbild darzustellen.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist in einem Strahlengang zwischen dem zweiten Polarisatorelement 112 und dem Detektorelement 114 ein Abbildungselement 116 angeordnet, das hier beispielhaft als Einzellinse ausgeführt ist. Das Abbildungselement 116 ist ausgebildet, um das aus dem zweiten Polarisatorelement 112 austretende Licht auf einen bestimmten Abschnitt des Detektorelements 114 zu lenken.
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Wie aus 1 ersichtlich, können alle Komponenten des Spektrometers 100 entlang einer gemeinsamen Achse 118 hintereinander angeordnet sein. Dadurch können die Lichtwege durch das Spektrometer 100 möglichst kurz gehalten werden. Denkbar sind jedoch auch andere Anordnungen der Komponenten des Spektrometers 100.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Spektrometers 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu 1 sind die beiden Platten 108, 110 gemäß dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel unterschiedlich dick ausgeführt, wobei die zweite Platte 110 eine geringere Dicke als die erste Platte 108 aufweist. Eingezeichnet sind zudem beispielhaft vier Lichtwege 1, 2, 3, 4 durch das Spektrometer 100.
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Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes anhand der 1 und 2 nochmals mit anderen Worten beschrieben.
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Das Spektrometer 100 ist beispielsweise als statisches Fourier-Transform-Mikrospektrometer mit dem Diffusorelement 102, dem ersten Polarisatorelement 104, dem Aufspaltungselement 106 in Form eines Savart-Elements, das durch zwei doppelbrechende Kristalle mit unterschiedlich ausgerichteten Hauptachsen, gegebenenfalls mit zusätzlicher Wellenplatte, gebildet ist, dem zweiten Polarisatorelement 112 als Analysator oder analysierendem Polarisator, dem Abbildungselement 116 in Form einer Linse und dem Detektorelement 114 in Form eines 2D-Fotodetektor-Arrays realisiert.
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Bei dem Spektrometer 100 wird durch das Diffusorelement 102 zunächst eine möglichst homogene Intensitäts- und Winkelverteilung des einfallenden Lichts erzeugt. Dann wird das Licht mit dem ersten Polarisatorelement 104 polarisiert, beispielsweise unter einem Winkel von 45 Grad zu einer x- und y-Achse, und dann durch das Savart-Element in ein horizontal polarisiertes und ein vertikal polarisiertes Strahlenbündel aufgespalten. Beide Strahlenbündel durchlaufen je nach Polarisation und Einfallswinkel einen unterschiedlich langen Lichtweg in den Kristallen des Savart-Elements. Somit ist der optische Weglängenunterschied zwischen den Lichtstrahlen unterschiedlicher Polarisation vom jeweiligen Einfallswinkel i des Lichts abhängig. Anschließend projiziert der Analysator, d. h. das zweite Polarisatorelement 112, die beiden Polarisationszustände wieder auf einen Polarisationszustand, hier unter einem Winkel von 45 Grad zur x- und y-Achse, damit das Licht miteinander interferieren kann. Im Anschluss bildet das Abbildungselement 116 alle Lichtstrahlen mit der gleichen Ausbreitungsrichtung, also dem gleichen Einfallswinkel i, auf ein und denselben eng begrenzten Bereich auf dem Detektorelement 114 ab.
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Je nach Phasenunterschied interferiert das Licht konstruktiv oder destruktiv. Dabei wird auf dem Detektorelement 114 ein 2D-Interferenzbild erzeugt, aus dem mittels Fourier-Transformation ein Spektrum bestimmt werden kann.
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Bei Nutzung eines reflektierenden Polarisators als Analysator können störende Lichtreflexionen entstehen. Nach dem Durchlaufen des Savart-Elements treffen alle aufgespaltenen Lichtstrahlen, jeweils horizontal oder vertikal polarisiert, auf den Analysator. Dort wird nur ein bestimmter Polarisationszustand transmittiert, normalerweise mit einem Winkel von 45 Grad zur x- und y-Achse. Das Licht des senkrecht darauf stehenden Polarisationszustandes wird bei Nutzung eines reflektierenden Polarisators als Analysator wieder in das Savart-Element zurückgelenkt. Nach dem erneuten Durchlaufen des Savart-Elements, bei dem die Lichtstrahlen wieder aufgespalten werden, wird ein Teil des Lichts vom ersten Polarisatorelement 104 vor dem Savart-Element erneut auf das Savart-Element reflektiert. Ein Teil dieses Lichts, das wieder in eine horizontale und vertikale Polarisationskomponente zerlegt wurde, kann schlussendlich durch das zweite Polarisatorelement 112 transmittieren, wie dies die in 2 eingezeichneten Lichtwege 3, 4 verdeutlichen. Somit können durch das mehrmalige Passieren des Savart-Elements massive Störungen des Interferenzbildes entstehen.
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Wird hingegen ein absorbierender Polarisator als Analysator verwendet, der beispielsweise etwas dicker als ein reflektierender Polarisator ist, so kann vermieden werden, dass Licht vom zweiten Polarisatorelement 112 zurück ins Savart-Element reflektiert wird. Nur die gewünschten Lichtstrahlen tragen dann zum Interferenzbild bei.
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Der beim zweiten Polarisatorelement 112 störende Effekt der Rückreflexion kann bezüglich des ersten Polarisatorelements 104 in einen Nutzeffekt gewandelt werden, indem ein reflektierender Polarisator als erstes Polarisatorelement 104 verwendet wird und somit ein nicht nutzbarer, nicht transmittierter Anteil des einfallenden Lichtes wiederverwendet wird. In diesem Fall reflektiert das erste Polarisatorelement 104 das einfallende Licht zurück auf das Diffusorelement 102. Ein Anteil des reflektierten Lichts wird durch das Diffusorelement 102 zurück auf die untersuchte Szene oder Probe geworfen und ist zunächst verloren. Dies ist in 2 durch den Lichtweg 1 dargestellt. Ein signifikanter Anteil des reflektierten Lichts wird durch das Diffusorelement 102 wieder in Richtung des Spektrometers 100 gestreut und fällt ein zweites Mal auf das erste Polarisatorelement 104, wie dies der Lichtweg 2 verdeutlicht. Bei der Streuung im Diffusorelement 102 kommt es zu einem Aufmischen der Polarisation, sodass ein Teil des eigentlich schon verlorenen Lichts beim zweiten Einfall auf das erste Polarisatorelement 102 schließlich transmittiert wird.
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Mit einem reflektierenden Polarisator als erstem Polarisatorelement 104 ist demnach ein Recycling desjenigen Lichtanteils möglich, der beim ersten Lichteinfall vom ersten Polarisatorelement 104 reflektiert, vom Diffusorelement 102 aufgemischt und zurück auf das Spektrometer 100 gestreut wurde. Hieraus resultiert eine besonders hohe Lichteffizienz oder Lichtstärke.
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Das zweite Polarisatorelement 112 ist beispielsweise als absorptiv polarisierende Folie oder als absorptiver Polarisator aus einer dünnen Hardplastik oder Glasplatte oder als absorptiver Drahtgitterpolarisator ausgeführt.
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Das erste Polarisatorelement 104 ist beispielsweise als reflexiv polarisierende Folie, als reflexiver Polarisator aus einer dünnen Hardplastik oder Glasplatte oder als reflexiver Drahtgitterpolarisator ausgeführt.
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Das Savart-Element ist beispielsweise aus zwei gleich dicken doppelbrechenden Platten 108, 110 realisiert, wobei die optische Achse der einen Platte unter einem Winkel von 45 Grad zur x- und z-Achse ausgerichtet ist und die optische Achse der anderen Platte unter einem Winkel von 45 Grad zur y- und z-Achse ausgerichtet ist. Denkbar ist auch eine Ausrichtung mit vertauschten Achsen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist zwischen den beiden doppelbrechenden Platten 108, 110 eine Verzögerungsplatte, beispielsweise eine λ/2-Platte, angeordnet, wobei die optischen Achsen beider Platten 108, 110 in einer Ebene ausgerichtet sind.
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Alternativ ist das Savart-Element asymmetrisch aus zwei unterschiedlich dicken Platten 108, 110 realisiert, wobei die optische Achse der einen Platte unter einem Winkel von 45 Grad zur x- und z-Achse ausgerichtet ist und die optische Achse der anderen Platte in Richtung der y-Achse weist. Denkbar ist auch eine Ausrichtung mit vertauschten Achsen.
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Andere, ähnliche Savart-Elemente zur Verwendung als Aufspaltungselement 106 sind ebenfalls denkbar. Als Materialien für das Savart-Element eignen sich besonders Vanadat, Kalzit und Rutil. Das Diffusorelement 102 ist je nach Ausführungsbeispiel als Diffusorfolie, Diffusorhardplastik oder Diffusorglaselement ausgeführt. Das Abbildungselement 116 ist beispielsweise als Einzellinse, Linsensystem, Objektiv, etwa als katadioptrisches Objektiv, oder Mikrolinse realisiert. Das Detektorelement 114 ist beispielsweise aus Silizium, Germanium oder InGaAs realisiert.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Herstellungsverfahrens 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 300 kann beispielsweise zur Herstellung eines Spektrometers, wie es vorangehend anhand der 1 und 2 beschrieben ist, ausgeführt werden. Dabei werden in einem optionalen ersten Schritt 310 die verschiedenen Komponenten des Spektrometers bereitgestellt, d. h. das Diffusorelement, das erste und zweite Polarisatorelement, das Aufspaltungselement und das Detektorelement. In einem zweiten Schritt 320 wird das erste Polarisatorelement in einem Strahlengang zwischen dem Diffusorelement und dem Aufspaltungselement angeordnet, während das zweite Polarisatorelement in einem Strahlengang zwischen dem Aufspaltungselement und dem Detektorelement angeordnet wird.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zur Darstellung eines elektromagnetischen Spektrums gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 400 kann beispielsweise mittels eines Spektrometers, wie es vorangehend anhand der 1 und 2 beschrieben ist, ausgeführt werden. Dabei wird in einem ersten Schritt 410 das in das Spektrometer einfallende Licht mittels des Diffusorelements gestreut. In einem zweiten Schritt 420 wird das aus dem Diffusorelement austretende Licht mittels des ersten Polarisatorelements polarisiert. In einem dritten Schritt 430 wird das aus dem ersten Polarisatorelement austretende Licht mittels des doppelbrechenden Aufspaltungselementes in unterschiedlich polarisierte Strahlenbündel, beispielsweise in ein horizontal und ein vertikal polarisiertes Strahlenbündel, aufgespalten. In einem vierten Schritt 440 werden die aus dem Aufspaltungselement austretenden Strahlenbündel mittels des zweiten Polarisatorelements erneut polarisiert, um diese miteinander zu überlagern. Die Polarisierung der Strahlenbündel erfolgt dabei auf der Basis eines Filterverfahrens, das von einem vom ersten Polarisatorelement verwendeten Filterverfahren abweicht. Insbesondere erfolgt die Polarisierung im Schritt 440 durch Absorption nicht erwünschter Strahlenanteile, während die Polarisation im zweiten Schritt 420 beispielsweise durch Reflexion nicht erwünschter Strahlenanteile erfolgt. Die vom zweiten Polarisatorelement transmittierten Strahlenanteile werden in einem fünften Schritt 450 mittels des Detektorelements detektiert. Dabei wird ein das Spektrum des in das Spektrometer einfallenden Lichts repräsentierendes Interferenzbild erzeugt.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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