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ANORDNUNG ZUR SPEKTROSKOPIE UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DER ANORDNUNG


Kurzfassung

Die vorgeschlagene Erfindungsidee beinhaltet ein Echelle-Spektrometer mit dem ein sehr großer Wellenlängenbereich erfasst werden kann.


Hintergrund

Zur spektroskopischen Untersuchung von Proben werden Spektrometer-Module benötigt, welche von einer Probe stammendes Licht mit Hilfe eines Gitters in ihrer Spektralfarben zerlegen. Je nach Anwendungsfeld sind bei der Auswahl eines geeigneten Spektralsensors verschiedene Kriterien zu beachten: - Bandbreite (zugängliches Wellenspektrum), - spektrale Auflösung (Unterscheidung zwischen zwei eng benachbarten Wellenlängen), - Simultan-Messung des gesamten Spektrums oder Abscannen des Spektrums (schnelle oder langsame Messung), - Streulichtverfahren und Dynamikumfang (hellste und dunkelste Lichtintensität innerhalb eines Spektrums, die noch zuverlässig gemessen werden können), - Numerische Apertur (Lichteinfallswinkel), - Stabilität des Moduls (bevor Dejustage oder Falschmessung eintritt), - Größe und Masse des Moduls, - Preis für Komponenten, deren Zusammenbau und die Justage


Bilder & Videos


Lösung

Der Kerngedanke ist die Integration der Querdispersionsfunktion (Querdispersionsgitter) in das Echelle-Gitter. Ein zweites Querdispersionselement würde damit unnötig. Dazu soll in die tiefe Echelle-Gitter-Struktur ein senkrecht stehendes Feingitter angebracht werden. Während das Echelle-Gitter das Licht in Hauptdispersionsrichtung effizient aufspaltet und in mehreren überlappenden Ordnungen konzentriert, bewirkt das Feingitter eine zusätzliche Ablenkung senkrecht zur Hauptdispersionsrichtung und damit die Trennung der einzelnen Beugungsordnungen. Das Bild wird anschließend von einem Flächen-Detektor erfasst. Das Spektrum wird damit nicht mehr als sehr lange Linie auf dem Detektor abgebildet, sondern auf mehrere benachbarte Linien verteilt. Dies reduziert mit der benötigten Kantenlänge des Detektors insbesondere die zu erwartende Bildfeldwölbung bei der Anwendung in einem Spektrometer.


Vorteile

Wie üblich lassen sich nicht alle Kriterien durch ein Gerät gleichzeitig erfüllen. Die hier vorgestellte Lösung soll es ermöglichen, ein in Massenfertigung preisgünstiges Spektrometer zu bauen, welches trotzdem eine hohe spektrale Auflösung im Verbund mit einer hohen Stabilität des Moduls aufweist.


Anwendungsbereiche

- Pharmazie, - Biotechnologie, - Glas- und Solarindustrie, - Lebensmittelindustrie, - Astronomie, z.B. für die Aufnahme von Sternspektren mit hoher Auflösung, - analytische Chemie zur quantitativen und qualitativen Bestimmung von Elementen, im Speziellen in der Optischen ICP-Emissions-Spektrometrie (ICP-OES) und der Gaschromatographie (siehe Echelle-Plasma-Emissions-Detektor)


PATON | Patentmanagement Thüringer Hochschulen

Sascha Erfurt
03677 69 4569
sascha.erfurt@tu-ilmenau.de
www.paton.de
Adresse
Langewiesener Str. 37
98693 Ilmenau



Entwicklungsstand

Demonstrationsexemplar


Patentsituation

  • DE 10 2015 108 818 anhängig

Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsstellenleiterin)

c/o PROvendis GmbH
Schloßstr. 11-15
D-45468 Mülheim an der Ruhr