Das Spektrometer - Grundlage eines guten Messsystems

Optische Spektrometer bestimmen die spektrale Zusammensetzung von Lichtstrahlung. Zusammen mit Einkoppeloptiken und einer Absolut-Kalibrierung wird ein solches Messgerät zu einem Spektralradiometer. Da alle radiometrischen, photometrischen und farbmetrischen Größen per Software aus den Spektraldaten errechnet werden, kommt der Qualität und Genauigkeit des Spektrometers eine besondere Bedeutung zu. Deshalb investiert Instrument Systems hier besonders viel in Forschungs- und Entwicklungsaufwendungen, um immer technologisch führende Produkte anbieten zu können.

Herzstück eines optischen Spektrometers ist ein Beugungsgitter, das die zu messende Lichtstrahlung in deren spektrale Anteile räumlich aufspaltet und auf einen Detektor projiziert. Optische Spektrometer werden von Instrument Systems in zwei unterschiedlichen Bauweisen hergestellt:

Array-Spektrometer mit feststehendem Beugungsgitter und einer Detektorzeile
Scannende Spektrometer mit Einzel-Detektor und einem sich drehenden Beugungsgitter

Die einzelnen Spektrometer-Modelle im Überblick

Modell	Typ	Einsatzbereich	Merkmale
MAS40	CCD-Array	Preiswertes Einstiegsmodell	Stromversorgung über USB-Schnittstelle; Dunkelstrommessung und Dichtfilterwechsel erfolgen manuell
LED Station	CCD-Array	Komplettes MAS 40 für LED Messungen	Adapter für Lichtstärke, Lichtstrom und Abstrahlwinkel werden direkt angeflanscht
CAS 120	CCD-Array	LED-Produktion und Qualitätssicherung	Modellvarianten UV/VIS und VIS; Dunkelstrom-Shutter und Dichtefilterrad sind integriert; sehr robust und zuverlässig
CAS140CT	CCD oder InGaAs-Array	Die Referenz im Labor und in der Qualitätssicherung	Verschiedene Modelle von 200 - 2150 nm; Dunkelstrom-Shutter und Dichtfilterrad sind integriert; hohe Genauigkeit und Signalempfindlichkeit
SPECTRO320	Scannend	High-End, flexibel und universell	Höchste Messdynamik und variable Spektralauflösung, Spektralbereich max. 200 - 5000 nm in einem Gerät; Einzel- und Doppelmonochromator

Array-Spektrometer

bestehen aus einem feststehenden Beugungsgitter und einer Detektor-zeile (beispielsweise einem CCD-Sensor). Da das gesamte Spektrum durch die Detektorzeile simultan erfasst wird, können sehr kurze Messzeiten im Millisekundenbereich erzielt werden. Array-Spektrometer sind sehr robust und eignen sich insbesondere für den industriellen Einsatz. Beispiele sind das MAS 40, CAS 120 und CAS 140CT.

Scannende Spektrometer

beruhen auf einem Einzel-Detektor und einem sich drehenden Beugungsgitter. Da das Spektrum während des Drehvorgangs des Beugungsgitters sequenziell abgetastet wird, benötigen scannende Spektrometer eine Messzeit von mehreren Sekunden bis Minuten. Sie bieten eine sehr hohe Signaldynamik und Spektralauflösung sowie einen breiten Spektralbereich, da mehrere Gitter und Detektoren in einem Gerät integriert werden können. Der SPECTRO 320 von Instrument Systems beruht auf diesem Konzept und eignet sich vor allem als universelles High-End Spektrometer für Forschung und Entwicklung.