Untersuchungen zu Fabry-Pérot Filterfeldern - KOBRA - Universität ...
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Beschreibung von Spektrometern, basierend auf unterschiedlichen Licht beugenden Elementen<br />
Abtastender Ansatz gegenüber arraybasiertem Ansatz<br />
Bei einer spektroskopischen Messung müssen alle spektralen Komponenten einzeln<br />
gemessen werden. Grundsätzlich gibt es zwei Ansätze dafür. Zum einen eine sequenzielle<br />
Messung mittels abtastender Technologie und <strong>zu</strong>m anderen eine parallele Messung,<br />
basierend auf flächigen Array-Detektoren.<br />
Der abtastende Ansatz<br />
In einem abtastenden Spektrometer werden die Messungen in einer zeitlichen Abfolge<br />
gemacht. Zwei Konfigurationen sind dabei möglich und beide werden in der Praxis benutzt.<br />
Wenn die relative Position des einfallenden Lichtstrahls als fest gilt, dann wird unter<br />
Berücksichtigung der Position des WSEs <strong>zu</strong>m Detektor die erste spektrale Komponente<br />
gemessen. Anschließend wird die Position des WSEs im Verhältnis <strong>zu</strong>m Detektor ein wenig<br />
geändert und die nächste spektrale Komponente wird gemessen. Eine Rotation des WSEs<br />
über einen gut definierten Winkelbereich ermöglicht die Abtastung und Aufzeichnung des<br />
gesamten Spektrums. Alternativ da<strong>zu</strong> kann auch der Fotodetektor entlang aller spektralen<br />
Linien bewegt werden.<br />
Arraybasierter Ansatz<br />
Bei einem arraybasierten Ansatz erfolgt die Messung parallel, wodurch eine große Anzahl<br />
von Detektoren benötigt wird. Dieser Umstand beschreibt schon einen<br />
auflösungslimitierenden Faktor des Ansatzes. Im Gegensatz <strong>zu</strong> dem vorherigen Ansatz<br />
müssen bei den Messungen keine Bauteile mechanisch bewegt werden, wodurch sich der<br />
arraybasierte Ansatz sehr gut eignet, um schnelle Messungen durch<strong>zu</strong>führen. In der Praxis<br />
gibt es kommerziell erhältliche Systeme mit einem WSE und einer Detektorzeile.<br />
Ausdrücke der Spektroskopie<br />
Kohärente Wellen<br />
Als kohärente Wellen werden Wellenzüge bezeichnet, die beliebig lange Zeiten ohne<br />
Phasensprünge laufen und somit immer eine feste Phasenbeziehung <strong>zu</strong>einander haben. Ein<br />
Beispiel für Kohärenz ist eine monochromatische Lichtwelle, wobei es in der Praxis keine<br />
exakt monochromatische Lichtquelle gibt. Das oft als monochromatisch bezeichnete<br />
Laserlicht, das aus einer Folge von <strong>zu</strong>fällig schwankenden Zeitpunkten der Emission von<br />
Lichtwellen besteht, kann als eine Folge von harmonischen Wellenzügen endlicher Länge<br />
gesehen werden. Diese Wellen lassen sich durch ihre mittlere Zeitdauer, die Kohärenzzeit<br />
in Sekunden bezüglich der Kohärenz, kennzeichnen. Es gilt: je größer die Kohärenzzeit,<br />
desto monochromatischer die Strahlungsquelle. Die räumliche Länge der Kohärenz<br />
zwischen zwei oder mehr Teilwellen wird als Kohärenzlänge in Metern bezeichnet. Sie<br />
bestimmt sich aus:
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