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Spektrometer Erweiterung: Czerny-Turner Konfiguration
6.2.2.
Referenzspektrum
Das genaue Spektrum der Lichtquelle und die spektrale Sensitivität des Photodetektors
sind unbekannt. Um eine separate Vermessung des Spektrums der Lichtquelle und der
spektralen Sensitivität des Photodetektors zu vermeiden, kann ein Referenzspektrum
ohne Probe aufgenommen werden.. Im Folgenden ist die Prozedur dazu angegeben:
•
Drehen Sie die Mikrometerschraube der PR01(/M) Rotationsplattform sehr
vorsichtig entgegen des Uhrzeigersinns, bis Sie klar einen Wert auf der
Vernierskala ablesen können. Notieren Sie den abgelesenen Winkel und das
Signal des Multimeters.
•
Rotieren Sie die Plattform in festen Winkelschritten mittels Drehung der
Mikrometerschraube entgegen des Uhrzeigersinns. Zeichnen Sie für jeden
Schritt den Winkel und das Multimeter-Signal auf, bis nach einer Gesamtdrehung
von etwas mehr als 10° das Ende des Rotationsbereichs erreicht ist (Die
Mikrometerschraube lässt sich weiterdrehen, aber die Plattform wird sich nicht
mehr bewegen. Drehen Sie nicht zu weit, sonst löst sich die Mikrometerschraube
von der Stage).
•
Schirmen Sie das Licht von der Quelle komplett ab (oder schalten Sie die Quelle
aus) und notieren Sie das Signal des Multimeters. Dieses Hintergrundsignal wird
später von den Messwerten abgezogen.
Das auf diesem Weg erhaltene Spektrum ist noch nicht das genaue Spektrum der
Lichtquelle. Dafür müsste das Signal für alle Wellenlängen mit der jeweiligen Sensitivität
des Detektors bei dieser Wellenlänge multipliziert werden (welche für den unkalibrierten
Detektor in diesem Versuchspaket leider nicht verfügbar ist). Allerdings kürzt sich die
Detektorsensitivität bei der späteren Berechnung der Transmissionsspektren heraus
(siehe Abschnitt 6.2.4), sodass genaue Transmissionsspektren auch ohne Kenntnis über
die Sensitivität aufgenommen werden können.
In Abbildung 31 ist eine Beispiel für ein Referenzspektrum gezeigt, welches mit einer
LEDW7E Lichtquelle und einer Schrittbreite von 10 arcmin (entspricht etwa 4 nm)
aufgenommen wurde. Beachten Sie, dass eine LED, wie Sie hier aus Kosten- und
Einfachheitsgründen verwendet wird, nicht die ideale Lichtquelle für ein kommerzielles
Spektrometer wäre, da die Intensität über der Wellenlänge stark schwankt. Ein
Schwarzkörperstrahler, etwa eine Glühlampe, wäre in diesem Fall zu bevorzugen. Bitte
beachten Sie auch, dass die Peak-Positionen und deren relative Intensität zwischen
einzelnen LEDs, sogar aus derselben Packung, leicht schwanken können. Daher sind
kleinere Abweichungen vom in Abbildung 31 gezeigten Spektrum zu erwarten.
Hinweis: Seien Sie sich bewusst, dass die PR01(/M) Plattform einen signifikanten
Backlash
aufweist,
Mikrometerschraube folgt nicht sofort eine Rotation der Plattform. Wir empfehlen deshalb,
die beabsichtigten Messpunkte sehr vorsichtig anzupeilen, so dass keine Änderung der
Rotationsrichtung notwendig wird.
Hinweis: Die Schrittweite sollte etwa dem in Kapitel 6.2.1 festgelegten Bandpass
entsprechen. Die kleinste Skaleneinteilung der Vernierskala ist 5 arcmin, was etwa 2 nm
Rev A, 28. September 2020
d.h.
nach
einer
Kapitel 6: Aufgabenbeispiele
Änderung
der
Rotationsrichtung
Seite 46
der
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