Ein neuartiges Spektrometer erzielt über das gesamte sichtbare Spektrum zwischen 350nm und 650nm eine Auflösung von etwa 40pm.
Das ist möglich, indem das einfallende Licht auf einem zweidimensionalen Detektor ausgewertet wird. In einer Richtung ("Grobauflösung") liefert ein Transmissionsgitter und/oder Prisma eine Auflösung von etwa 0,5nm. Jedes dieser 0,5nm breiten spektralen Intervalle wird dann mithilfe eines Etalons ("Feinauflösung") längs der zweiten Richtung spektral fein aufgelöst, so dass sich insgesamt bis zu 20000 spektrale Kanäle ergeben.
Im Folgenden werden die wesentlichen Funktionsprinzipien und die im Rahmen eines gemeinsamen ZIM-Projekts erzielten Ergebnisse gezeigt.
Das Prinzip des Spektrometers besteht aus zwei "gekreuzten" Auflösungen, die auf einem zweidimensionalen Bildsensor erzeugt werden.
Längs der einen Achse wird das einfallende Licht mittels eines Gitters und Prismas mit einer relativ groben Auflösung von etwa 0,5nm aufgespalten (links).
Längs der dazu senkrechten Achse fällt das Licht unter variierendem Winkel auf ein Etalon, dessen Finesse den jeweiligen Spektralbereich von 0,5nm wesentlich feiner auflösen kann (Mitte und rechts).
Bislang gibt es einen Laboraufbau der Größe von etwa LxBxH = 55cm x 22cm x 18cm. Er hat eingangsseitig einen Spalt mit variabler Breite, der typisch auf 50µm eingestellt ist. Als Kamera wird eine USB-Kamera (Typ: SBIG ST-8300M/C) mit einem CCD-Sensor und 3326x2504 Pixeln eingesetzt.
Als Beispiel ist hier das Spektrum von Neon dargestellt. Die rote Linie gibt die Auflösung durch das Gitter an. In schwarz ist die resultierende Auflösung dargestellt, wenn die Information des Etalons mit einbezogen wird. Die Auflösung beträgt dann beispielsweise 25pm (ganz rechts).
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