Ein typisches Gitterspektrometer besteht aus folgenden Hauptteilen

1. Eintrittsspalt: Er dient dazu, die Lichtmenge, die in das Instrument eintritt, und die Größe des Lichts zu begrenzen.

2. Optisches System: Es dient dazu, die Richtung der Lichtausbreitung zu ändern, um Lichtkollimation, Dispersion und Fokussierung zu erreichen.

3. Dispersive Elemente: Sie sind ein wichtiger Bestandteil des optischen Systems des Spektrometers und dienen der räumlichen Trennung der Lichtdispersion unterschiedlicher Wellenlängen. Das am häufigsten verwendete Dispersionselement ist derzeit das Beugungsgitter.

4. Fotodetektor: Die Intensität von Lichtsignalen unterschiedlicher Wellenlängen wird mittels fotoelektrischer Umwandlung erfasst. Als Fotodetektor kann ein CCD/CMOS-Array oder ein PMT verwendet werden.

5. Datenverarbeitungsschaltungen und Anwendungssoftware: Sie dienen der Verarbeitung elektronischer Signale sowie der Aufzeichnung und Analyse von Spektraldaten.

Gekreuzte Czerny-Turner-Optik

1. Eintrittsspalt 2. Kollimatorspiegel 3. Beugungsgitter 4. Fokussierspiegel 5. Fotodetektor

Hauptleistungsparameter des Mikrogitterspektrometers

1. Wellenlängenbereich: Der Wellenlängenbereich, den das Spektrometer erfassen kann.

2. Optische Auflösung: Die kleinste Wellenlängendifferenz, die von einem Spektrometer aufgelöst werden kann, wird üblicherweise als Halbwertsbreite (FWHM) ausgedrückt.

3. Empfindlichkeit: Die minimale Lichtenergie, die vom Spektrometer erfasst werden kann, wird hauptsächlich durch die photoelektrischen Eigenschaften des Detektors bestimmt.

4. Dynamikbereich: Das Spektrometer ist in der Lage, das Verhältnis des maximalen zum minimalen Spektralsignal zu messen.

5.SNR: Das Verhältnis der Signalenergie zum Rauschpegel des Spektrometers.

6. Spektrale Erfassungsgeschwindigkeit: Die Zeit, die das Spektrometer bei einer bestimmten einfallenden Lichtenergie benötigt, um eine vollständige Messung durchzuführen.

Die wichtigsten Einflussfaktoren auf die Leistungsfähigkeit von Miniatur-Gitterspektrometern

Bei Miniatur-Gitterspektrometern stehen die oben genannten sechs Parameter in engem Zusammenhang und beeinflussen sich gegenseitig. Es gibt drei Hauptkomponenten, die die Leistung von Mikro-Gitterspektrometern beeinflussen:

1. Eintrittsspalt: Der Detektor des Spektrometers dient dazu, das durch den Spalt hindurchtretende Licht abzubilden. Die Größe des Spalts beeinflusst direkt die Auflösung und den Lichtstrom des Spektrometers. Im Allgemeinen gilt: Je kleiner die Spaltbreite, desto höher die spektrale Auflösung, aber desto geringer der Lichtstrom.

2. Beugungsgitter: Das Beugungsgitter zerlegt das auf seine Arbeitsfläche einfallende Licht in den Raum. Je höher die Liniendichte der Arbeitsfläche, desto stärker die Zerlegung. Spektrometer mit Beugungsgittern hoher Liniendichte weisen bei gleicher optischer Plattform und CCD-Detektor eine höhere spektrale Auflösung, aber einen engeren Spektralbereich auf.

3. Fotodetektor: Der Fotodetektor bestimmt direkt den Spektralbereich, die Empfindlichkeit, die Auflösung und das Signal-Rausch-Verhältnis des Spektrometers. Heutzutage ist eine breite Palette von Fotodetektoren erhältlich, die den Anforderungen der meisten Detektionsanwendungen gerecht werden.