Auflösung Eigenbau-Spektrometer

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MikeB
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Auflösung Eigenbau-Spektrometer

Beitrag von MikeB » Do 01 Jun, 2017 9:42 am

Hallo Allerseits!

Zum Einstieg in die Materie Laser und Optik habe ich mir aus günstigen Komponenten (zwei Achromate, Transmissionsgitterfolie mit 1000 Linien/mm, 50µ Netzwerk-Glasfaser zum Licht einleiten, Rasperry PiCam ohne Objektiv als CMOS Sensor) ein einfaches Spektrometer gebaut. Eigentlich sollte das nur ein Vorversuch und eine Spielerei werden, mich hat dann aber erstaunt, welche Auflösung dieses primitive Ding hat. Nachdem die beiden Natrium D Linien gut zu erkennen sind, würde ich spontan und unqualifiziert sagen, dass die Auflösung bei ca. 1nm liegen muss. Finde das phänomenal, damit habe ich nicht gerechnet.

Dieser schnelle Erfolg macht neugierig und Lust auf mehr.

Wie weit kann man das treiben? Ich habe gelesen, dass es bei der Auflösung der auf Gittern basierenden Spektrometer eine physikalisch bedingte Obergrenze gibt. Wie weit kommt man mit handelsüblichen, besseren Komponenten an diese Grenze heran? Wie könnte man mit einfachen Mitteln überhaupt eine bessere Auflösung überprüfen? Die Natrium D Linien liegen ca. 1nm auseinander, gibt es einfach zu erzeugende und näher beieinander liegende Linien, die man zum Test der Auflösung verwenden könnte?

Bei meiner Suche nach weiteren Informationen bin ich auch noch über ein ganz wildes Projekt gestolpert:

https://translate.google.com/translate? ... F253947%2F (Die englische Google-Übersetzung ist brauchbar, die deutsche ist richtig grottig)

Der Aufbau ist gefühlte 100-Mal komplizierter als das, was ich bisher gebaut habe. Habe mir aber trotzdem überlegt, ob es sich lohnen würde, etwas vergleichbares zu bauen. Theoretisch sollte das, bei entsprechend genauem Aufbau mit etwas besseren Materialien, doch recht genau sein. Am Ende des Artikels erwähnt der Autor, dass sein FT Spektrometer ungenauer ist als selbstgebaute Grating basierende Spektrometer. Ich vermute, das könnte einerseits am doch recht provisorischen Aufbau und dem PC-Interface via Soundkarte liegen, andererseits könnte es aber auch sein, dass es mit vertretbaren Mitteln einfach nicht genauer geht. Ich kann das nicht wirklich beurteilen, könnte bitte jemand diesbezüglich Erfahrungswerte beisteuern? Die Idee an sich fasziniert mich ohne Ende, der Aufwand ist aber auch richtig groß, lohnt es sich für mich in Bezug auf die erreichbare Auflösung, dass ich mich weiter damit beschäftige? Was meinen die Fachleute dazu?

Viele Grüße
Mike

Physikfan
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Re: Auflösung Eigenbau-Spektrometer

Beitrag von Physikfan » Fr 23 Feb, 2018 9:47 am

Hallo Mike

Du gibst Dir ja die Antwort selbst:
"Am Ende des Artikels erwähnt der Autor, dass sein FT Spektrometer ungenauer ist als selbstgebaute Grating basierende Spektrometer."

Mit einem Holzaufbau kann man da keine wirkliche Freude haben, denn das Herz dieses Spektrometers ist ein Michelson-Interferometer, die spektrale Information wird gewonnen, indem man die beiden Wege der beiden Strahlen miteinander vergleicht, d.h. Lambda/10 bis Lambda/100 Stabilität ist für dieses Interferometer unabdingbar.
Ein paar Millimeter mehr oder weniger beim Aufbau spielen bei Deinem Gitterspektrometer keine Rolle, die Auflösung wird
im Prinzip nur von der Anzahl der Gitterfurchen (natürlich auch von der Qualität des Gitters) bestimmt, die Du beleuchtest.
Solltest Du wirklich Appetit auf die FT-Spektroskopie haben, besorge Dir doch über Ebay eine IR-FT-Spektrometer Leiche und schau Dir dort einmal den Aufbau an und vielleicht bringst Du so ein Gerät zum Laufen, das wäre schon absolut toll.

Viele Grüße

Physikfan

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