MountainSource-Hyperchromator - durchstimmbare Lichtquelle für höchste Brillanz (185 – 2500 nm)
Der Hyperchromator ist ein Monochromator, der von Mountain Photonics speziell für die lasergepumpte Plasmalichtquelle XWS-30 von ISTEQ entwickelt wurde. Diese emittiert eine ausgesprochen hohe Strahldichte und eignet sich besonders gut zur Erzeugung von monochromatischem Licht im Wellenlängenbereich von 190 – 2200 nm (UV/VIS/NIR). Im Verbund mit dem Hyperchromator erhält man eine durchstimmbare Lichtquelle, die die Eigenschaften der Plasma-Lichtquelle optimal nutzt und die Emissionsoberfläche des Plasmavolumens ohne Eingangsspalt nahezu verlustfrei direkt auf den Ausgang (z.B. auf den Ausgangsspalt oder einen Detektor) abbildet.
Das Licht wird mit einem Spiegel direkt aus dem Plasma der Lichtquelle mit einer Blendenöffnung bis f/1.5 nahezu verlustfrei und ohne zusätzlichen Eingangsspalt aufgenommen. Am Ausgang kann das Licht in eine optische Multimode-Faser eingekoppelt werden, wodurch der Hyperchromator einfach in bestehende Systeme integriert werden kann.
Diese Vorgehensweise nutzt die hohe Strahldichte sowie den breiten Wellenlängenbereich der durchstimmbaren Lichtquelle optimal aus und sorgt für einen maximalen Lichtdurchsatz.
Hauptmerkmale
- Breiter, durchstimmbarer Wellenlängenbereich von DUV bis NIR (190 bis 2200 nm)
- Verschiedene Konfigurationen des Monochromators durch Auswahl verschiedener optischer Gitter möglich
- Gleichmäßige Verteilung der Ausgangsleistung
- Halbwertsbreiten von 1 – 20 nm
- Leistung: Bis zu 800 µW bei einer Halbwertsbreite von 6 nm
- Etendue-abgestimmt auf ISTEQ XWS-30
- Geringerer Lichtverlust, da kein Eingangsspalt vorhanden ist
- Integrierter Shutter
- Benutzerfreundliche Software, Windows GUI, LabView, DLL oder RS-232
Der Hyperchromator wird über eine USB-Schnittstelle vom PC oder Laptop mit einer nutzerfreundlichen Software angesteuert. Eine externe Steuerung und Integration in bestehende Systeme über LabVIEW, Python etc. ist selbstverständlich möglich.
Standardmäßig verfügt der Monochromator über ein motorisiertes Single-Grating. Er kann optional mit einem Dual-Grating ausgestattet werden, um komfortabel und ohne manuelle Gitterwechsel, Messungen im gesamten Wellenlängenbereich von 200 – 2200 nm vorzunehmen.
Des Weiteren kann man die Halbwertsbreite des Ausgangslichtes mit einem einstellbaren Spalt weiter reduzieren.
Die Stärke dieses Monochromators liegt in Anwendungen, die den Einsatz einer schnellen und durchstimmbaren Punktlichtquelle erfordern. Durch die Auswahl geeigneter optischer Gitter, kann der Hyperchromator je nach Anwendung konfiguriert bzw. optimiert werden.
Anwendungen
- Sensorkalibrierung
- Sensorcharakterisierung
- Charakterisierung von Spektrometern
- Vermessung von Gittern
- Fluoreszenzanregung
Spezifikationen
| Optischer Eingang | ISTEQ XWS-30 plasmagepumpte Lichtquelle, direkt an den Monochromator gekoppelt |
| Optischer Ausgang | Quarzfasern, SMA oder FC/PC, 100-600 µm Kerndurchmesser, oder freistrahlend mit verstellbarem Spalt oder unterschiedlichen Kollimationsoptionen |
| Wellenlängenbereich | 185 – 2500 nm*, 2 Gitter |
| Apertur | f/1.5 oder f/2, abhängig von der geforderten Auflösung bzw. Durchsatz |
| Bandbreite | 1-10 nm FWHM * |
| Ausgangsleistung | Bis zu 800 µW (bei Blaze-Wellenlänge, 6 nm Bandbreite und 400 µm Faser) |
| Wiederholbarkeit | Typ. 0.1 nm |
| Scanning Geschwindigkeit | 40-100 nm/s * |
| Schnittstelle | USB/RS-232, LabVIEW™-based GUI, |
Funktionsweise
In der Regel funktionieren Monochromatoren mit einem Eingangsspalt, auf den das Licht der Lichtquelle abgebildet wird. Der Nachteil dieser Herangehensweise ist der hohe Lichtverlust insbesondere im UV- sowie im Deep-UV-Bereich.
Der Hyperchromator nutzt hier die Möglichkeiten der Lichtquelle, indem er das sehr kleine lasergepumpte Plasma ohne zusätzlichen Eingangsspalt direkt auf einen Spiegel leitet und dadurch den Lichtverlust maßgeblich verringert.
Grating-Optionen
Die Halbwertsbreite des Lichts wird unter Anderem durch die Anzahl der Linien des optischen Gitters (Gratings) bestimmt. Mithilfe verschiedener Gitter kann die durchstimmbare Lichtquelle daher für verschiedene Anwendung optimiert werden. Mountain Instruments bietet eine große Auswahl optischer Gitter von 300 – 3600 lines/mm.
Der Hyperchromator verfügt in der einfachen Version über ein Single-Grating, das von einem Stepper-Motor automatisch in die korrekte Position gebracht wird.
Für Anwendungen, die einen breiteren Wellenlängenbereich erfordern, steht optional ein automatischer Zweifach-Gitterwechsler zur Verfügung.
Die nachfolgende Beispiel-Grafik zeigt die Ausgangsleistung des Hyperchromators mit der ISTEQ XWS-30 und der Verwendung eines Gitters von 600 lines/mm. Die Lichtquelle verwendet einen Diodenlaser zum Antrieb des Plasmas, welches das Licht von 170 nm über den sichtbaren Bereich bis ins nahe Infrarot emittiert.
Weitere Lichtquellen-Optionen
Die MountainSource-Hyperchromator wurde hinsichtlich der technischen Spezifikationen der Lichtquelle XWS-30 von Isteq optimiert. Optional können auch weitere Lichtquellen aus der XWS-Serie in den Monochromator eingebaut werden, um eine durchstimmbare Lichtquelle zu erhalten: