Oriel MS257 1/4 m Monochromator und Abbildender Spektrograph

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1 MINISPEKTOMETER BENCHTOP SPEKTROMETER FT-IR SPEKTROMETER ZUBEHÖR FÜR 1196 Spektrographische Instrumente Oriel MS257 1/4 m Monochromator und Abbildender Spektrograph MS257 1/4 Monochromator/Spektrograph mit in die Spalteinheit am Eingang integriertem F-Zahl Adapter Der MS257 ist ein vollautomatisches, effizientes 1/4 m Gerät, das für die meisten spektroskopischen Anwendungen geeignet ist. Als F/3,9 Gerät mit einer Brennweite von 257,4 mm kann der MS257 als Monochromator oder Abbildender Spektrograph eingesetzt werden. Es findet dabei eine Punkt-zu-Punkt Abbildung vom Eingangsspalt auf den Ausgangsspalt statt. Streulicht ist vernachlässigbar, wiedereintretende Spektren sind eliminiert. Der MS257 verfügt über zwei Ausgänge und einen Eingang (mit optionalem Zubehör sind zwei Eingänge möglich) und kann mit vier Gittern ausgestattet werden. Hohe Effizienz Durch die kleine F-Zahl von 3,9 (bei einer numerischen Apertur von 0,128) und die bis zu 5 mm breiten und 20 mm hohen Spalte wird ein effizienter Durchsatz gewährleistet. Die Dispersion entspricht ungefähr der unserer anderen 1/4 m Monochromatoren und ist doppelt so groß wie die unserer 1/8 m Systeme. Sowohl die Spiegel als auch die Gitter des MS257 tragen zu einem noch höheren Durchsatz bei. Alle Optiken verfügen über eine Beschichtung aus Aluminium und Magnesiumfluorid, was sich positiv auf ihre UV-Effizienz auswirkt (Goldbeschichtung auf Anfrage erhältlich). Mit der Gitterhalterung für mehrere Gitter können zur Abdeckung des Wellenlängenbereichs bis zu vier Gitter kombiniert werden Revolverkopf mit mehreren gittern Breite optische trennung Filterrad Spalt-baugruppe mit motorantrieb Axialer ausgang Zwei detektoreingänge Hilfseingang Shutter Seitlicher ausgang Motorisierter Flip Motor Hochgeschwindigkeitsantrieb Feinfokussierung RS-232, IEEE-488 und TTL-anschlüsse Eingebaute Spaltsteuerung mit motorantrieb IEEE-schnittstelle Abb. 1 MS257 Monochromator und Spektrograph mit ausgewähltem optionalem Zubehör Kombigerät: 1/4 m Monochromator und abbildender Spektrograph Gitterhalterung für vier Gitter mit automatischer Gitterwechselfunktion Zwei automatisch wählbare Ausgänge mit flacher Fokusebene Streulicht vernachlässigbar, keine wiedereintretenden Spektren RS-232 Schnittstelle, optionale IEEE-488 Schnittstelle Optischer Aufbau Der MS257 baut auf eine asymmetrische Czerny-Turner Konfiguration auf. Die F-Zahl des Eingangs beträgt 3,9. Eingang und Ausgang weisen mit 220,0 bzw. 257,4 mm verschiedene Brennweiten auf. Das Design wurde ganz speziell auf folgende Anforderungen zugeschnitten: Minimierung der Koma im relevanten Wellenlängenbereich Eliminierung von durch die beiden Hauptspiegel mehrfach gebeugtem Licht Eliminierung von mehrfach gebeugtem Licht durch Reflexionen vom Fenster oder von der Oberfläche eines Detektors in der Brennebene Optimierung für eine möglichst flache Brennebene im gesamten relevanten Wellenlängenbereich Optimierung der Abbildungseigenschaften durch korrigierte Optiken (Toroidalspiegel) im gesamten relevanten Wellenlängenbereich Eingänge und Ausgänge Telefon: +49-(0) Fax: +49-(0) Der MS257 verfügt über einen Eingang und zwei Ausgänge (vgl. Abb. 2). In der Regel wird der auf der Achse gelegene Ausgang verwendet, da für ihn kein Umlenkspiegel benötigt wird, d.h. es kommt nicht zu Lichtverlusten durch eine weitere reflektierende Oberfläche. Durch seine in-line Konfiguration bietet der seitliche Ausgang jedoch höhere Flexibilität bei der Detektormontage. Für den Einsatz des seitlichen Ausgangs wird der Spiegel benötigt. Dieser Spiegel ist vorjustiert und kann auch am Arbeitsplatz eingesetzt werden. Bei Verwendung beider Ausgänge und bei regelmäßigem Umschalten zwischen den Ausgängen empfiehlt sich der Einsatz des Motorischen Kippspiegels Der MS257 kann so programmiert werden, dass er bei einer bestimmten Wellenlänge automatisch auf den anderen Ausgang umschaltet. Die Wiederholgenauigkeit des Spiegelantriebs ist hervorragend und liegt besser als 0,05 nm (bei Einsatz eines 1200 L/mm Gitters). Diese Präzision ist bei Wechsel des Detektors während des Scans eine wichtige Voraussetzung für wiederholbare Ergebnisse. Mit einem Hilfseingang oder einer Motorischen Strahllenkung (Modell V oder V) kann der MS257 zu einem Monochromator bzw. Spektrographen mit vier Ports umgerüstet werden. Dieses externe Zubehör enthält einen ähnlichen motorischen Spiegel wie der Ausgang des Mit diesem Spiegel

2 Spektrographische Instrumente 1197 können wahlweise zwei Lichtquellen an den Eingang angeschlossen werden, z.b. eine Deuteriumlampe oder eine Quarz-Halogen- Lampe (siehe Abb. 3). Der Spiegel kann mit der MS257 Befehlssprache gesteuert werden. Die Handsteuerung ist nicht für die Steuerung der Geräte und geeignet. Die optischen Weglänge der Strahlumlenkung beträgt 165 mm. Eine detaillierte Beschreibung finden Sie auf Seite Eingang axialer Ausgang Abb. 2 Axialer und lateraler Ausgang des MS257 Lampengehäuse der Serie Q mit QTH Lichtquelle seitlicher Ausgang optionaler Auskoppelspiegel Automatische Filterwechsel Zur automatischen Auswahl des passenden Filters für bestimmte Spektralbereiche können Wechselmarken in den MS257 geladen werden. Dies ist insbesondere bei Scans in einem großen Spektralbereich von Bedeutung, um Streulicht und höherere Ordnungen zu eliminieren. Ordnungssortierende Filter sind auf Seite 1294 beschrieben. Externe Montage zur Optimierung der optischen Leistung Die Filter werden vor dem Eingangsspalt extern montiert. Obwohl es intuitiv einfacher erscheint, die Filterräder ins Gehäuse einzubauen, sollte aus Gründen der Leistungsoptimierung darauf verzichtet werden, denn der Brechungsindex und die Stärke der Filter würden einen signifikanten Einfluss auf die Brennweite des Kollimationsspiegels ausüben. Da diese Auswirkung von Wellenlänge zu Wellenlänge und von Filter zu Filter verschieden ausfiele, würden Abbildungen und Auflösung davon negativ beeinflusst. Bei Punkt-zu-Punkt Abbildungen mit Mehrkanalfasern muss die Brennweite konstant sein, um eine gute Auflösung auch am Rand der Brennebene zu gewährleisten. Der MS257 wurde so konzipiert und gefertigt, dass die Fehler in der Brennweite im Bereich von Bruchteilen von Millimetern liegen. Durch die Montage der Filter vor dem Eingangsspalt wird der Lichtdurchsatz nur unwesentlich beeinflusst. Da der Spalt als zweite Lichtquelle fungiert, bleibt die Brennweite unverändert Hilfseingang MS257 Lampengehäuse mit D 2 Lichtquelle Hilfseingang MS257 Abb. 3 Mit der Motorischen Strahlumlenkung können Sie automatisch zwischen zwei Lichtquellen umschalten. Korrigierte Optiken für Spektrale Abbildungen Wir bieten eine ganze Reihe von Optiken für den MS257 an. Die sphärischen Optiken von hoher Qualität zeichnen sich durch eine hervorragende Auflösung im gesamten Wellenlängenbereich aus. Wird der MS257 nicht für abbildende Anwendungen eingesetzt, sind sie die richtige Wahl. Für abbildende Anwendungen bieten wir den MS an. Dieser ist mit computeroptimierten Toroidalspiegeln ausgestattet, mit denen präzise Abbildungen des Eingangsspalts auf eine flache Bildebene erzeugt werden können. Filterrad für den MS257 Mit dem MS257 lassen sich bis zu zwei optionale Filterräder (Modell 77737) automatisch steuern. Jedes Filterrad enthält bis zu fünf Filter mit 25,4 mm Durchmesser und einer nutzbaren Apertur von 22 mm. Das Öffnungsverhältnis beträgt auch bei Einsatz beider Filterräder F/3,9. 57,1 114,3 Abb. 4 Dimensionen des MS257 Filterrads Shutter für den MS257 germany@newport.com Web: newport.com 28,7 136,7 Wir bieten zwei interne Shutter für den MS257 an. Wählen Sie den für Ihre Anwendung am besten geeigneten. Shutter zum Messen des Untergrundes Der ist ein Shutter mit Magnetantrieb, der bei Darkscans und Dunkelstrommessungen geschlossen werden kann. Auch bei Wechsel des Gitters, des Filters oder des Ausgangs lässt sich der Shutter automatisch schließen. So wird der Detektor gegen Bestrahlung mit zu hoher Intensität geschützt. Bei Verwendung des MS257 als abbildender Spektrograph sollte der Shutter mit dem CCD Detektor getriggert werden. Der ,4 MINISPEKTOMETER BENCHTOP SPEKTROMETER FT-IR SPEKTROMETER ZUBEHÖR FÜR

3 1198 Spektrographische Instrumente MINISPEKTOMETER BENCHTOP SPEKTROMETER FT-IR SPEKTROMETER Shutter kann über die Befehlssprache des MS257, über das Handsteuerungsgerät, direkt über ein extern gesendetes TTL- Signal oder über die optionale TRACQ Software gesteuert werden. Technische Daten des Shutters Lecklicht < 0,001% Min. Öffnungszeit 0,2 s Max. Frequenz 0,5 Hz Schaltzeit ~2 ms Ansprechverzögerung ~20 ms Beschichtung Blende Schwarz eloxiert Externer Trigger TTL Schneller Shutter Für Anwendungen mit hoher Wiederholrate und kurzen Bestrahlungszeiten empfiehlt sich der Schnelle Shutter Dieser Shutter kann bei kurzer Öffnungszeit mit einer Wiederholrate von bis zu 40 Hz betrieben werden. Der Shutter kann über die Befehlssprache des MS257 angesteuert und getriggert werden. Für die präzise Synchronisierung externer Ereignisse ist darüber hinaus ein TTL-Ausgangssignal vorgesehen. Der Shutter ist ideal für den Einsatz in Kombination mit dem Abbildenden Spektrographen MS257 mit unserem InstaSpec CCD Detektor mit hoher Wiederholrate. Technische Daten des Lecklicht <0,01% Min. Öffnungszeit 5 m s Max. Frequenz 40 Hz (kurze Öffnungszeiten) Schaltzeit 1.5 ms Ansprechverzögerung 2.5 ms Beschichtung Blende AlMgF 2 Triggersignal Ausgang TTL Signal bei Öffnung größer 90% Externer Trigger TTL Fokusfeineinstellung Der MS257 wurde zur Optimierung der optischen Leistung mit einer Fokusfeineinstellung versehen. Die Einstellung ist ab Werk für Fokussierung auf den Ausgangsspalt vorkonfiguriert. Bei Verwendung des MS257 als Spektrograph mit einem anderen CCD Detektor als unserem InstaSpec können Sie mit dieser Fokusfeineinstellung den Ausgangsspiegel des MS257 am Arbeitsplatz neu positionieren. Auf diese Art kann die Position der Abbildung in die Brennebene des Detektors wie z.b. ein Dioden-Array oder CCD Detektor optimiert werden. Montage Der MS257 wiegt etwa 18 kg. Daher lässt sich optisches Zubehör auf seine Ports montieren. Zur festen Montage auf einen optischen Tisch sollte der Montagesatz verwendet werden. Mit dem Montagesatz kann der MS257 mit einer horizontalen Verstellung von ±9,6 mm auf einem metrischen (M6) oder zolligen (1/4-20) optischen Tisch befestigt werden. Die optische Achse des MS257 wird dadurch um 9,6 mm auf ingesamt 136,7 mm erhöht Gitterhalterung für mehrere Gitter (patentiert) Gitter Wir bieten einen einzelnen Gitterhalter und eine Gitterhalterung für ein bis vier Gitter an. Mit der Gitterhalterung kann über eine Taste am Handsteuerungsgerät oder automatisch während des Scanvorgangs das Gitter gewechselt werden. Die Gitterhalterung bietet einen bisher unerreichten Automatisierungsgrad ohne Einbuße an optischer Leistungsfähigkeit. Ähnlich wie konventionelle Monochromatoren mit einem einzelnen Gitter scant diese hochpräszise Halterung die Oberfläche des gewählten Gitters und garantiert so im gesamten Scanbereich des Gitters eine hervorragende Auflösung und einen optimalen Lichtdurchsatz. Die Auswahl des Gitters erfolgt mit einem zweiten, senkrecht zur Scanachse stehenden Antrieb, so dass die genaue Wellenlängenauswahl davon unbeeinträchtigt bleibt. Der Gitterwechsel dauert etwa 0,5 s. Die Gitter werden mit einer Genauigkeit im Bereich weniger Bogensekunden positioniert. ZUBEHÖR FÜR Telefon: +49-(0) Fax: +49-(0)

4 Spektrographische Instrumente 1199 Tabelle 1 Technische Daten der Gitter (Array Bandpass auf Basis einer 25 mm breiten Brennebene) Reziproke Dispersion (nm/mm)* Modell Liniendichte (I/mm) Blaze- Wellenlänge Art Spitzen- Effizienz (%) Mehrkanal Array Bandpass (nm)** Primäre Wellenlänge (nm)*** Holografisch 65 1, nm Holografisch 65 2, nm Holografisch 80 3, nm Liniengitter 80 3, nm Liniengitter 80 3, nm Liniengitter 70 6, nm Liniengitter 85 6, nm Liniengitter 80 6, nm Liniengitter 85 6, nm Liniengitter 90 6, nm Liniengitter 90 9, ,2 µm Liniengitter 85 9, ,2 µm Liniengitter 80 12, ,6 µm Liniengitter 85 12, ,6 µm Liniengitter 90 12, ,6 µm , Liniengitter 60 15, ,8 µm Liniengitter 85 19, ,4 µm Liniengitter 70 25, ,2 µm Liniengitter 85 25, ,2 µm Liniengitter 85 25, ,2 µm Liniengitter 95 25, ,2 µm ,6 413 Liniengitter 60 31, ,8 µm Liniengitter 80 51, ,4 µm * Bei Blaze-Wellenlänge ** Mit 2,54 cm Array, Gitter an der Blaze-Wellenlänge zentriert. *** Der primäre Wellenlängenbereich befindet sich dort, wo die Gittereffizienz 20% beträgt. Spalteinheiten für den MS257 Wir bieten eine ganze Reihe von präzisen Spalten mit fester Breite sowie mit Mikromoterschrauben justierbare oder motorisch angetriebene Spalte an. Alle sind mit unserem Oriel 1,5 Zoll Standardflansch ausgerüstet. Optisches Zubehör wie Faseroptiken, Diffusoren und Fokussierlinsen lassen sich direkt montieren. Spalte mit fester Breite Kostengünstigste Lösung für eine bestimmte Spaltgröße Höchste Genauigkeit und Präzision Werden nur ein oder zwei Spaltbreiten benötigt oder kommt es auf besonders hohe Genauigkeit an, sind Festspalte die beste Wahl. Auch für Anwendungen mit hoher Auflösung empfehlen sich die schmalen Festspalte. Alle Festspalte werden in einen präzise gefertigen Rahmen montiert, das in das Festspaltgehäuse eingeschoben wird. Justierbare Spalteinheit mit Mikrometerschraube Im Bereich von 4 µm bis 3,0 mm stufenlos verstellbar ± 10 µm Wiederholgenauigkeit ± 10 µm Genauigkeit von 4 µm bis 250 µm; ±5% zwischen 250 µm und 3 mm germany@newport.com Web: newport.com Obere mechanische Begrenzung der Wellenlänge (für das angegeben Gitter) Die Spaltbreite kann beim mit einer präzisen Mikrometerschraube stufenlos von 4 µm bis 3,0 mm verstellt werden. Auch die Spalthöhe ist im Bereich zwischen 2 mm und 15 mm verstellbar. Motorisch justierbare Spalteinheit 2 µm Schritte im Bereich von 4 µm bis 2,0 mm ±5 µm Wiederholgenauigkeit ±10 µm Genauigkeit Die motorische Spalteinheit verwendet einen Mikroschrittmotor. Die Spaltbreite liegt zwischen 4 µm und 2,0 mm, die Spalthöhe beträgt 15 mm und kann per Handsteuerungsgerät, per Computer oder automatisch vom MS257 eingestellt werden, um den festgelegten Bandpass konstant zu halten. Es können komplette Scans mit automatischer Justage für jeden Datenpunkt durchgeführt werden. Für die motorischen Spalteinheiten wird die Spaltsteuerkarte benötigt. Mit einer Steuerkarte können bis zu drei motorische Spalte (einer pro Port) gesteuert werden. Auch eine motorische Spalteinheit (Modell 77738) mit speziell gewölbtem Spalt ist erhältlich. Diese Spalteinheit enthält 20 mm hohe Spalte, die durch eine leichte Wölbung die inhärente Krümmung der Abbildung am Eingangsspalt ausgleichen. Die Spaltbreite liegt wie bei der Spalteinheit zwischen 4 µm und 2.0 mm (Wiederholgenauigkeit und Genauigkeit entsprechen ebenfalls dem 77722). Trotz seiner größeren Höhe von 20 mm sind Durchsatz und Auflösung des besser. MINISPEKTOMETER BENCHTOP SPEKTROMETER FT-IR SPEKTROMETER ZUBEHÖR FÜR

5 1200 Spektrographische Instrumente MINISPEKTOMETER BENCHTOP SPEKTROMETER FT-IR SPEKTROMETER Datenaustausch mit dem MS257 Der MS257 verfügt über alle grundlegenden Steuerungen und ist somit sofort einsatzbereit. Jeder MS257 ist mit einem einfachen Hilfsprogramm ausgestattet, womit Gerätekonfigurationen in Computerdateien gespeichert und wieder geladen werden. Es gibt drei Möglichkeiten des Datenaustauschs mit dem MS257 : 1. Über die TTL Level E/A-Buchse auf der Geräterückseite 2. Über die Handsteuerung 3. Über einen externen Computer und die Protokolle der RS-232 oder der IEEE-488 Schnittstelle Der MS257 ist für TTL, Handsteuerung und RS-232 Schnittstelle vorkonfiguriert. Für Datenaustausch über GPIB wird die optionale IEE-488 Schnittstelle benötigt. Die TTL Schnittstelle des MS257 Der MS257 ist mit binären E/A-Schnittstellen ausgerüstet und bietet dadurch die Möglichkeit, die Datenerfassung eng mit dem Scanprozess zu verbinden. Hierfür sind folgenden Synchronisationssignale vorgesehen (vorausgesetzt, das optionale Zubehör ist installiert): Während des Scanvorgangs wird von der Start- bis zur Endwellenlänge das Gate TTL Signal [SCAN] ausgegeben. In stationärem Zustand wird an jedem Datenpunkt das Gate TTL Signal [WAIT] ausgegeben. Ist der optionale schnelle Shutter zu 90% geöffnet, wird das TTL Signal [SHUTTER OUT] ausgegeben. Ist der motorische Ausgangsspiegel auf Port B eingestellt, wird das TTL Signal [PORT] ausgegeben. Mit dem externen TTL Signal [GO] können Scans gestartet und zum nächsten Datenpunkt gewechselt werden. Der Shutter kann über das externe TTL Signal [SHUTTER IN] getriggert werden. Handsteuerung Die Handsteuerung ist für einen einfachen Zugriff auf die am häufigsten benötigen MS257 Funktionen unerlässlich. In seinen 40 Tasten und dem vierzeiligen, hintergrundbeleuchteten LCD Display steckt eine hoher Funktionsumfang. Entgegen anderen Handsteuerungsgeräten wurde der speziell für den MS257 konzipiert. Die Steuerungstasten sind daher mit klaren Beschriftungen versehen. Mit der Handsteuerung kann auf die meisten Systemfunktionen direkt zugegriffen werden. Optionale Software für den MS257 Für den MS257 sind folgende Softwareoptionen verfügbar: Befehlssatz des MS257 (im Gerät enthalten) Konfigurationsprogramm (im Gerät enthalten) LabView VIs (ohne Aufpreis optional erhältlich) TRACQ Basic oder Pro für die Datenerfassung (optional), siehe Beschreibung auf Seite 1220 MS257 Basic Die zahlreichen Funktionen und das Zubehör des MS257 können über eine Reihe leicht zu merkender Befehle gesteuert werden. Jedem Gerät wird von Newport ein MS257 Programmierhandbuch beigelegt, das eine detaillierte Beschreibung aller Gerätefunktionen mit den jeweiligen zugehörigen Befehlen enthält. MS257 Basic Befehle können über die RS-232 Schnittstelle oder über die optionale IEE-488 Schnittstelle gesendet werden. Zubehör Software Der MS257 enthält eine einfache Software zur Prüfung des Datenaustauschs zwischen Ihrem Computer und dem MS257. Darüber hinaus können mit dieser Software auf einfache Art alle Systemparameter des MS257 angezeigt und auf einem Speichermedium gespeichert werden. Auch die Wiederherstellung einer früheren Systemkonfiguration ist möglich. VIs für Labview Wenn der MS257 zusammen mit anderen von LabView gesteuerten Geräten eingesetzt werden soll, empfiehlt sich VIs. Mit dieser Bibliothek können Sie Schnittstelle und Anwendungen für den MS257 in LabView selbst schreiben. Unsere Vertriebsspezialisten informieren Sie gerne. TRACQ Software TRACQ ist ein integriertes Paket zur radiometrischen Datenerfassung und Steuerung des MS257 sowie ausgewählter Oriel Detektorsysteme. Mit TRACQ können Sie den MS257 und den Detektor steuern und Daten in Echtzeit erfassen, verarbeiten und anzeigen. ZUBEHÖR FÜR Telefon: +49-(0) Fax: +49-(0)

6 Spektrographische Instrumente 1201 MS257 Doppelmonochromator Tabelle 2 Vergleich des additiven bzw. subtraktiven Doppelmonochromator MS257 mit dem Einfachmonochromator MS257 Konfiguration Streulicht Dispersion theoretisch Koma Spaltkrümmung Auflösungslimit (typisch) Einfachmonochromator MS257 TM 3 x 10-4 at 250 nm (Deut. + Glasfilter) 0,31 mm/nm Remanent Gering 0,10 nm 1,5 x nm mit 633 nm Additiver Doppelmonochromator MS257 TM 1 x ,62 mm/nm Additiv Substraktiv 0,07 nm Subtraktiver Doppelmonochromator MS257 TM 1 x ,31 mm/nm Substraktiv Substraktiv 0,12 nm Spaltgehäuse (fest eingebaut, mit Mikrometerschraube oder Motorantrieb) Spaltgehäuse (fest eingebaut, mit Mikrometerschraube oder Motorantrieb) drehende Spiegel drehende Spiegel Spaltgehäuse (fest eingebaut, mit Mikrometerschraube oder Motorantrieb) 1,4 mm Abstand 2,8 mm Abstand Abb. 5 Simulierter Strahlweg und schematische Darstellung des Doppelmonochromators MS257 in additiver Konfiguration (Modell 77719). Additive Konfiguration Bei einem additiven Doppelmonochromator ist die Auflösung etwas besser als bei einem Einfachmonochromator. Bei einem additiven Doppelmonochromator wird der Spektralbereich am Ausgang des ersten Monochromators vom zweiten Monochromator erneut dispergiert. Mit einem additiven Doppelmonochromator lässt sich also rechnerisch (ohne Berücksichtigung von Abbildungsfehlern) im Vergleich zu einem Einfachmonochromator die doppelte Auflösung erzielen. Anders ausgedrückt sollte bei Verwendung desselben Gitters die Auflösung eines 1/4 m Doppelmonochromators genauso hoch sein wie die eines 1/2 m Einfachmonochromators. In der Praxis trifft dies nie genau zu, da Abbildungsfehler, Ausrichtung und Synchronisation die Auflösung des Doppelmonochromatorsystems leicht beeinträchtigen drehende Spiegel 1,4 mm Abstand 0 mm Abstand Abb. 6 Simulierter Strahlweg und schematische Darstellung des Doppelmonochromators MS257 in subtraktiver Konfiguration (Modell 77715). Subtraktive Konfiguration germany@newport.com Web: newport.com Mit subtraktiver Dispersion ist die Homogenisierung des Spektrums im zweiten Monochromator gemeint. In der Regel liegt der Wellenlängenbereich am Ausgang eines Monochromators in einem engen Spektralbereich; die Wellenlängen an den beiden Rändern unterscheiden sich nur wenig. In einem System mit subtraktiver Dispersion wird das Spektrum, das aus dem ersten Monochromator durch den mittleren Spalt fällt, am Ausgangsspalt des Doppelsystems gemischt. Rein rechnerisch wird das Licht in einem Doppelmonochromatorsystem in subtraktiver Konfiguration nur im ersten Einfachmonochromator dispergiert. Auch hier liegen die tatsächlich erzielbaren Ergebnisse jedoch durch Abbildungsfehler, Ausrichtung und Synchronisierung unter den theoretischen Werten. Die Auflösung eines subtraktiven Doppelmonochromators ist etwas niedriger als die eines Einfachmonochromators. MINISPEKTOMETER BENCHTOP SPEKTROMETER FT-IR SPEKTROMETER ZUBEHÖR FÜR

7 MINISPEKTOMETER BENCHTOP SPEKTROMETER FT-IR SPEKTROMETER ZUBEHÖR FÜR 1202 Spektrographische Instrumente Streulicht beim Doppelmonochromator MS257 Der größte Vorteil eines Doppelmonochromatorsystems (in additiver oder subtraktiver Konfiguration) ist die hohe Streulichtunterdrückung. Unter Streulicht versteht man jegliche von der benötigten Wellenlänge abweichende Strahlung, die durch den Monochromator auf das Detektorsystem fällt. Der MS257 weist im Vergleich zu anderen 1/4 m Monochromatoren zwar sehr niedrige Streulichtwerte auf, für bestimmte Anwendungen können jedoch noch bessere Werte notwendig sein. In einem MS257 Doppelmonochromatorsystem fällt zunächst sowohl das Signal als auch das Streulicht des ersten Monochromator in den zweiten Monochromator, der dann als sehr schmaler variabler Filter arbeitet und das Streulicht um weitere 3 Größenordnungen reduziert. Da die in den zweiten Monochromator einfallende Strahlung erneut dispergiert wird und so zu Streulicht führen kann, sollte der mittlere Spalt so eng wie möglich sein. Theoretisch wird das Optimum erreicht, wenn der mittlere Spalt exakt den Eingangs- und Ausgangsspalten des Systems entspricht; danach nimmt das Streulicht zwar noch weiter ab, jedoch wird auch der Durchsatz stark beeinträchtigt. Um dieses Problem zu vermeiden, empfehlen wir für additive Systeme die Verwendung eines mittleren Spalts, der mindestens doppelt so breit wie der Eingangs- und Ausgangsspalt ist. Bei subtraktiven Systemen sollte der Ausgangsspalt mindestens doppelt so breit wie Eingangsspalt und der mittlere Spalt sein. Synchronisation und Steuerung des Doppelmonochromators Der MS257 verfügt über einen internen Mikroprozessor, welcher den Scanprozess und Zubehör wie Filterräder und Gitterhalter steuert. In einem Doppelmonochromatorsystem nehmen beide Einheiten unabhängig voneinander Befehle von der Steuerung entgegen. Da beide Einheiten identisch konfiguriert sind, wird kein elektronisches Zubehör benötigt. Sie müssen die Einheiten lediglich in den Handshaking Modus schalten und dann beiden Einheiten denselben Befehl senden. Die mit Abstand einfachste Lösung zum Aufbau dieser virtuellen Verbindung ist die IEE-488 Schnittstelle. Wir weisen darauf hin, dass ein MS257 Doppelmonochromatorsystem nicht mit der TRACQ Software gesteuert werden kann. Unsere Vertriebsingenieure geben Ihnen gerne detaillierte Informationen über die erhältlichen Optionen zur Steuerung des MS257 Doppelmonochromatorsystems. Komponenten eines MS257 Doppelmonochromatorsystems Die Bausätze für additive bzw. subtraktive Doppelmonochromatorsysteme bestehen aus zwei in Tandem geschalteten MS257 Einfachmonochromatoren. Mit einer mechanischen Baugruppe wird eine lichtdichte Verbindung zwischen den beiden Monochromatoren hergestellt. Die beiden Einheiten werden in stabiler Ausrichtung auf eine 686 x 686 mm große Grundplatte montiert. Für ein komplettes MS257 Doppelmonochromatorsystem benötigen Sie: Zwei MS257 Monochromatoren Einen Bausatz für einen Additiven oder einen Subtraktiven Doppelmonochromator Mindestens einen Seitlichen Ausgangsspiegel für die Konfiguration, zwei für die Konfiguration Drei Spalteinheiten: Einen Eingangsspalt, einen mittleren Spalt und einen Ausgangsspalt Zwei Gitterhalterungen mit jeweils identischen Gittern Technische Daten Telefon: +49-(0) Fax: +49-(0) Die folgenden Spezifikationen basieren auf einem l/mm Gitter, einem 10 µm x 2 mm Spalt bei einer Wellenlänge von 546 nm. System Design Czerny-Turner Asymmetrical Konfiguration In Line mit Umlenkspiegeln, zusätzlicher Axialport Ports 1 Eingang, 2 Ausgänge (mit Zubehör zwei Eingänge möglich) Nutzbarer 170 nm bis 24 µm (gitterabhängig) Wellenlängenbereich F-Zahl (Eingang) 3,9 Brennweite (Eingang) 220,0 mm Brennweite (Ausgang) 257,4 mm Included Angle at Grating Hauptspiegel (77700) Sphärisch Hauptspiegel (77702) Toroidal Optische Höhe 127 mm Streulicht 3 x 10-4 at 250 nm (Deut. + Glasfilter) 1,5 x nm mit 633 nm Gewicht 18 bis 20,5 kg Optisches Feld Gesamtes Feld 28 mm x 28 mm Fläche der Brennebene (77702) 28 mm x 10 mm Winkel zwischen Brennebene und Montageebene (77700) 3,1 Winkel zwischen Brennebene und Montageebene (77702) 6,7 Nutzbare Fläche in der Brennebene (Alle Ports) 30,0 mm Imaging Horizontale Vergrößerung (beide Modelle) 1,1 Vertikale Vergrößerung (77702) 1,6, begrenzt durch Abbildungsfehler* ~40 µm Image Vertical Stability ± 125 µm Image Horizontal Stability ± 5 µm * Wir empfehlen aus praktischen Gründen, dass der Abstand zwischen 200 µm Eingangskanälen von Rand zu Rand gemessen weniger als 150 µm betragen sollte. Ports Wiederholgenauigkeit Portwechsel Dauer Portwechsel Gitter ±0,05 nm 5 s Rotation Gitter Optisches Zentrum auf Gitteroberfläche Gittergröße 50 x 50 mm Kinematic Repeatability ±0.1 nm Dauer Gitterwechsel ~1 s je Gitter Wiederholgenauigkeit Gitterwechsel (Wellenlänge) ±0,06 nm Wiederholgenauigkeit Gitterwechsel (Vertikale Bildposition) ± 125 µm Wellenlängen Reziproke Dispersion 3,22 nm/mm Wellenlängenauflösung 0,1 nm typisch, <0,15 nm max. Wellenlängengenauigkeit ±0,1 nm typisch, <0.15 nm max. Wiederholgenauigkeit Wellenlänge ±0,028 nm typisch, <0,06 nm max. Schrittweite Wellenlänge nm Geschwindigkeit Wellenlängenantrieb Maximal 280 nm/s Temperaturstabilität c nm/ C Drift Wellenlänge c nm/hr

8 Spektrographische Instrumente 1203 Kalibrierung Interferometrisch abgestimmter Antrieb Werkseitig auf den internen opto-mechanischen Referenzschalter eingestellt Individuelle Gitterkalibrierfaktoren Systemsteuerung Zentrale Steuerung über On Board CPU Externe Steuerung per Handgerät Programmierte Steuerung per externem Computer Handsteuergerät Tastenfeld mit 40 Tasten Hintergrundbeleuchtete Supertwist LCD mit 4 Zeilen à 20 Zeichen 5 Statuslampen Wechsel zwischen Remote- und Lokalmodus Schneller Shutter (Modell 77717) Lecklicht <0,01% Konfiguration Im Normalzustand geschlossen Schaltzeit 1.5 ms Ansprechverzögerung 2.5 ms Taktzeit 25 ms (burst) Minimum window 5,0 ms Beschichtung Blende AlMgF 2 Triggersignal Ausgang TTL Signal bei Öffnung größer 90% Externer Trigger TTL Filterrad Unterstützte Filteräder 2 Optische Weglänge je Filter 38 mm Anzahl Filter pro Rad 5 Filtergröße 25 mm Max. Dicke 10 mm Nutzbare Apertur 22 mm Wechselzeit Filter ~1 s je Filter Zusätzlicher Eingangsport (Modelle & 77765) 4,26 m langes Kabel Shutter (Model 77755) für Untergrundmessungen Lecklicht < 0,001% Schaltzeit ~2 ms Ansprechverzögerung ~20 ms Max. Frequenz 0,5 Hz Beschichtung Blende Schwarz eloxiert Eingangsspalt axialer Ausgangsspalt seitlicher Ausgangsspalt Abb. 7 Abmessungen von Eingang und Ausgang des MS257 mit Montageskizze. 183 Öffnungsverhältnis 4,9 Wechselzeit 5 s Abmessungen 190 x 165 x 150 Eingang 110 V/60 Hz oder 220 V/50 Hz (Modell abhängig), 1 A 42,6 21,3 germany@newport.com Web: newport.com 21,3 42,6 4 Bohrungen mit Gew Ø 40,3 (0,03 x 45 Abschrägung) passend zur gegenüberliegenden Seite (Toleranz ±0,25 mm optische Höhe: 127 MINISPEKTOMETER BENCHTOP SPEKTROMETER FT-IR SPEKTROMETER ZUBEHÖR FÜR

9 1204 Spektrographische Instrumente Eingang α Brennebene Toroide - α = 6,7 Kugeln - α = 3, α Bohrungen mit Gew. 1/4-20 und Fuß MINISPEKTOMETER Abb. 8 Abmessungen des MS257 Abb. 9 Abmessungen des MS257 Bestell-Information MS257 Ausführungen Modell Beschreibung MS257 1/4 m Spektrograph/Monochromator MS257 1/4 m Abbildender Spektrograph/Monochromator Gitterhalterungen (Gitter separat bestellen) Modell Beschreibung Gitterhalter Gitterturm für mehrere Gitter BENCHTOP SPEKTROMETER FT-IR SPEKTROMETER ZUBEHÖR FÜR Gitter Modell Liniendichte (I/mm) Blaze-Wellenlänge Gittertyp Primäre Wellenlänge (nm) Maximale Wellenlänge (mechanisch limitiert) Holografisch nm Holografisch nm Holografisch nm Liniengitter nm Liniengitter nm Liniengitter nm Liniengitter nm Liniengitter nm Liniengitter nm Liniengitter nm Liniengitter ,2 µm Liniengitter ,2 µm Liniengitter ,6 µm Liniengitter ,6 µm Liniengitter ,6 µm , Liniengitter ,8 µm Liniengitter ,4 µm Liniengitter ,2 µm Liniengitter ,2 µm Liniengitter ,2 µm Liniengitter ,2 µm ,6 413 Liniengitter ,8 µm Liniengitter ,4 µm Telefon: +49-(0) Fax: +49-(0)

10 Spektrographische Instrumente 1205 Spalteinheiten Modell Beschreibung Spalteinheit mit Mikrometerschraube Motorgetriebene Spalteinheit gekrümmt (benötigt 77712) Motorgetriebene Spalteinheit gekrümmt (benötigt 77712) Steuereinheit für Motorisierte Spalte (steuert bis zu 3 Spalte) Halter für Festspalte Festspalte Modell Spaltbreite (µm) Spalthöhe (mm) Auflösung (nm) , , , , , , , , , Zubehör Modell Beschreibung Handsteuerung IEEE-488 Schnittstelle (GPIB) Motorisierter Kippspiegel, 110 V Motorisierter Kippspiegel, 220 V Motorisierter Ausgangsspiegel Spiegel für Seitenausgang (fest) Motorisiertes Filterrad MS257 Montagesatz Montagesatz für MS257 Doppelmonochromator, Dispersion Substraktiv Montagesatz für MS257 Doppelmonochromator, Dispersion Additiv Schneller Shutter Langsamer Shutter Weitere Informationen finden Sie auf unserer Website. germany@newport.com Web: newport.com MINISPEKTOMETER BENCHTOP SPEKTROMETER FT-IR SPEKTROMETER ZUBEHÖR FÜR