DE4101557A1 - Empfangseinrichtung fuer echelle-polychromatoren - Google Patents
Empfangseinrichtung fuer echelle-polychromatorenInfo
- Publication number
- DE4101557A1 DE4101557A1 DE19914101557 DE4101557A DE4101557A1 DE 4101557 A1 DE4101557 A1 DE 4101557A1 DE 19914101557 DE19914101557 DE 19914101557 DE 4101557 A DE4101557 A DE 4101557A DE 4101557 A1 DE4101557 A1 DE 4101557A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- spectral lines
- blaze angle
- intensity
- echelle
- receiving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- LYKJEJVAXSGWAJ-UHFFFAOYSA-N compactone Natural products CC1(C)CCCC2(C)C1CC(=O)C3(O)CC(C)(CCC23)C=C LYKJEJVAXSGWAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/18—Generating the spectrum; Monochromators using diffraction elements, e.g. grating
- G01J3/1809—Echelle gratings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/30—Measuring the intensity of spectral lines directly on the spectrum itself
- G01J3/36—Investigating two or more bands of a spectrum by separate detectors
Description
Die Erfindung betrifft eine Empfangseinrichtung für Echelle-Polychromatoren
und dient zur Bestimmung der Intensität verschiedener
Spektrallinien eines Strahlungsspektrums.
Echelle-Spektrometer haben gegenüber anderen Spektrometern den
Vorteil einer höheren Auflösung oder eines kleineren, kompakteren
Aufbaus bei gleicher Auflösung. Überlicherweise wird in derartigen
Geräten ein Dispersionsprisma zur Ordnungstrennung verwendet.
Dabei sind bestimmten Orten in einer Fokalfläche bestimmte Wellenlängen
zugeordnet, wobei jeder Wellenlänge in mehreren Ordnungen
auftritt. In welcher Ordnung die jeweilige Wellenlänge am
intensivsten erscheint, hängt vom Blazewinkel des verwendeten
Echelle-Gitters ab.
Zur Bestimmung der Intensität verschiedener Spektrallinien sind
in der Fokalebene Empfangseinrichtungen angeordnet. Diese können
Austrittsspalte sein, deren gegenseitige Lage in Form einer Maske
fixiert sind und denen Lichtleiter nachgeschaltet sind, die das
Licht von den Austrittsspalten wahlweise zu Empfängern leiten
(DD-WP 21 76 26). Ebenfalls bekannt sind Anordnungen von Halbleiter-
Empfängern in der Fokalebene.
Die aus der Technologie der Gitterherstellung resultierende
Blazewinkel-Toleranz, die noch verstärkt wird durch Meßfehler bei
der Prüfung der Gitter sowie Änderungen des wirksamen Blazewinkels,
infolge einer Unterschiedlichkeit zwischen Prüf- und Einsatzbedingungen,
ist meist so groß, daß die Ordnung, in der eine
Spektrallinie am intensivsten erscheint, sich von Gitter zu Gitter
verschieben kann, insbesondere bei hoher Ordnung am unteren
Ende des Spektralbereiches. In einer bestimmten, für den Nominalwert
des Blazewinkels günstigen Ordnung kann sich die Intensität
um mehr als einen Faktor 10 (10 dB) ändern. Die Folge ist eine
wesentliche Verschlechterung der Nachweisgrenze.
Wird die Blazewinkel-Toleranz so stark eingeengt, daß sich die
intensivste Ordnung der Linien nicht verschiebt, wird die Gitterausbeute
stark eingeschränkt, was ebenfalls unökonomisch ist.
Es ist das Ziel der Erfindung, mit vertretbarem ökonomischen
Aufwand ein hohes Nachweisvermögen bei emissions- bzw. absorbtions-
spektrokopischen Messungen zu gewährleisten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Einfluß einer Intensitätsverschiebung
von einer Ordnung zur anderen infolge der
Blazewinkel-Toleranz zwischen verschiedenen Gittern auf die Nachweisgrenze
zu vermindern.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Empfangseinrichtung
für Echelle-Polychromatoren gelöst, in denen ein Echelle-Gitter
verwendet wird, dessen Blazewinkel innerhalb eines Blazewinkel-
Toleranzbereiches liegt. Die Empfangseinrichtung besteht aus
ortsfesten, in einer Fokalfläche angeordneten Empfangselementen
für Spektrallinien. Für mindestens einen Teil der Spektrallinien
ist neben einem ersten Empfangselement ein weiteres vorgesehen.
Vorteilhafterweise sind die weiteren Empfangselemente für
diejenigen Spektrallinien vorgesehen, für die ein Intensitätsverlust
von mehr als 8 dB infolge der Lage des Blazewinkels am
Rande des Toleranzbereiches auftritt.
Die intensivste Ordnung m in der eine Spektrallinie der Wellenlänge
λ bei einem Soll-Blazewinkel ε₀ erscheint berechnet sich
nach
wobei auf die nächstliegende ganze Zahl m zu runden ist. Hierbei
sind
a der Gitter-Einfallswinkel und
g der Gitter-Strichabstand.
g der Gitter-Strichabstand.
Der maximal mögliche Intensitätsverlust in dB ergibt sich nach
wobei für den Blazewinkel ε der jeweils ungünstigere Wert einzusetzen
ist. Die sinc-Funktion ist als sinc ×=sin x/x zu berechnen.
Mit ∆ε für die Blazewinkel-Toleranz ist
ε=ε₀ + ∆ε für <m und
ε=ε₀ - ∆ε für <m
ε=ε₀ - ∆ε für <m
einzusetzen. Das weitere Empfangselement ist bei Überschreiten
der Grenze für den Intensitätsverlust in der Ordnung
m′=m + 1 für <m und
m′=m - 1 für <m
m′=m - 1 für <m
vorzusehen.
Es ist ebenfalls vorteilhaft, neben den Empfangselementen für die
Spektral-Analyse solche für Justier- und Prüfzwecke vorzusehen.
So ist es zur Prüfung des Blazewinkels günstig, eine der Prüflinien
in zwei benachbarten Ordnungen mit Empfangselementen zu
bestücken, auch wenn die Grenze für den Intensitätsverlust nicht
überschritten wird.
Empfangselemente in der Empfangsvorrichtung sind entweder Spalte
einer Spaltmaske, von denen lichtführende Mittel zu Empfängern
ausgehen oder Teile eines Halbleiter-Empfängers.
Die Erfindung soll nachstehend anhand der schematischen Zeichnung
näher erläutert werden. Die Figur zeigt die Anordnung von
Empfangselementen E in einem Teil der Fokalebene eines Polychromators,
wie er z. B. in den DD-WP 21 76 26 und 22 69 62 beschrieben
ist. In der Anordnung sind die Empfangselemente E für 134 Spektrallinien
zu Analysenzwecken (meist zwei Linien je Element) und
vier Spektrallinien für Justier- und Prüfzwecke entsprechend DD-
WP 26 03 26 einem Wellenlängenbereich von 193 bis 852 nm vorgesehen.
Auf der Grundlage der Daten
α=68,2° - Gitter-Einfallswinkel
g=13,3 nm - Gitter-Strichabstand
ε₀=64,2° - Gitter-Blazewinkel
∆ε=0,5° - Blazewinkel-Toleranz
g=13,3 nm - Gitter-Strichabstand
ε₀=64,2° - Gitter-Blazewinkel
∆ε=0,5° - Blazewinkel-Toleranz
sind gemäß der Erfindung zu den 138 Empfangselementen E sowie 1
bis 6 zusätzlich weitere sechs Empfangselemente 1′ bis 6′ entsprechend
dem Kriterium für den maximalen Intensitätsverlust
hinzugefügt:
Claims (5)
1. Empfangseinrichtung für Echelle-Polychromatoren mit einem
Echelle-Gitter, dessen Blazewinkel innerhalb eines Blazewinkel-
Toleranzbereiches liegt, bestehend aus ortsfesten in
einer Fokalfläche angeordneten Empfangselementen für Spektrallinien,
gekennzeichnet dadurch, daß für mindestens einen
Teil der Spektrallinien neben einem ersten Empfangselement
ein weiteres vorgesehen ist.
2. Empfangseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,
daß die weiteren Empfangselemente für diejenigen Spektrallinien
vorgesehen sind, für die ein Intensitätsverlust von
mehr als 8 dB infolge der Lage des Blazewinkels am Rande des
Blazewinkel-Toleranzbereiches auftritt.
3. Empfangseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet
dadurch, daß neben den Empfangselementen für die Spektrallinien
zur Spektralanalyse, Empfangselemente für Spektrallinien
zu Justier- und Prüfzwecken vorgesehen sind.
4. Empfangseinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch,
daß die Empfangselemente Spalte einer Spaltmaske sind, von
denen lichtführende Mittel zu Empfängern ausgeben.
5. Empfangseinrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch,
daß die Empfangselemente Teile eines Halbleiter-Empfängers
sind.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD33754290A DD291837A2 (de) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | Empfangseinrichtung fuer echelle-polychromatoren |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4101557A1 true DE4101557A1 (de) | 1991-08-08 |
Family
ID=5616245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19914101557 Withdrawn DE4101557A1 (de) | 1990-02-02 | 1991-01-21 | Empfangseinrichtung fuer echelle-polychromatoren |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD291837A2 (de) |
| DE (1) | DE4101557A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19620807B4 (de) * | 1995-06-07 | 2006-07-27 | Varian, Inc., Palo Alto | Festkörperdetektor |
-
1990
- 1990-02-02 DD DD33754290A patent/DD291837A2/de not_active IP Right Cessation
-
1991
- 1991-01-21 DE DE19914101557 patent/DE4101557A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19620807B4 (de) * | 1995-06-07 | 2006-07-27 | Varian, Inc., Palo Alto | Festkörperdetektor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD291837A2 (de) | 1996-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1783468B1 (de) | Verfahren zur Auswertung von Echelle-Spektren | |
| EP0098423B1 (de) | Gitterspektrometer | |
| DE102009003413B4 (de) | Echelle-Spektrometeranordnung mit interner Vordispersion | |
| EP0362562A2 (de) | Spektrometer zur gleichzeitigen Intensitätsmessung in verschiedenen Spektralbereichen | |
| EP0442596B1 (de) | Echelle-Polychromator | |
| DE2229541A1 (de) | Spektrometer | |
| DE3322639A1 (de) | Konkavgitterspektrometer | |
| DE2829802A1 (de) | Spektrograph | |
| WO1992021948A1 (de) | Echelle-polychromator | |
| DD141862A1 (de) | Optisches system fuer spektralgeraete | |
| EP0269790B1 (de) | Warnvorrichtung für Laserstrahlung | |
| DE4101557A1 (de) | Empfangseinrichtung fuer echelle-polychromatoren | |
| DE4223212C2 (de) | Gitter-Polychromator | |
| DE10011462C2 (de) | Optisches Spektrometer mit Astigmatismuskompensation | |
| DD291837A5 (de) | Empfangseinrichtung fuer echelle-polychromatoren | |
| DE10247742B4 (de) | Hochauflösendes Spektrometer | |
| DE19814660C1 (de) | Gitterspektrometer und Verfahren zur Messung spektraler Intensitäten von weißem Licht | |
| DE19612794A1 (de) | Fourier-Spektrometer | |
| DD291837B5 (de) | Empfangseinrichtung für Echelle-Poiychromatoren | |
| DE102014108138B4 (de) | Spektralsensor zur spektralen Analyse einfallenden Lichts | |
| DE19900308A1 (de) | Echelle-Spektrometer geringer Baugröße mit zweidimensionalem Detektor | |
| DD148254A1 (de) | Optische anordnung fuer gekreuzte dispersion | |
| DE2115979C3 (de) | Vorrichtung zur Messung der Intensität eines Lichtbündels an unterschiedlichen Stellen eines linienförmigen Bereiches mit einem Lichtleitstab | |
| DE1422588C (de) | Zonenelement fur Spektrometer | |
| DE112014007078B4 (de) | Gitterspektrometer mit verbesserter auflösung |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CARL ZEISS JENA GMBH, O-6900 JENA, DE |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |