Spektrum Messen

Michael Gromov schrieb:
> wie würdet Ihr das Spektrum 2 schmaler Lichtquellen messen und diese
> vergleichen?

Mit einem Gittermonochromator scannen bzw. mit einem Gitterpolychromator 
direkt messen.

Wie genau sollen die Spektren von der Amplitude her vermessen werden und 
wie hoch sollen die Spektren spektral aufgelöst werden. Es macht einen 
gewaltigen Unterschied, ob man eine blaue von einer roten Lampe 
unterscheiden möchte, oder ob man Dopplerverschiebung im km/s-Bereich 
auflösen möchte.

Die Spektren sollte man natürlich von der Intensität her normieren. Wenn 
sich über die Breite des Spektrums die Empfindlichkeit des Detektor oder 
Effizienz des Spektrometers sich ändert, müsste man das eigentlich auch 
noch berücksichtigen, wenn es das Spektrometer nicht schon von sich aus 
tut. Bei doch so unterschiedlichen Wellenlängen wie rot (ca. 650 nm) und 
blau (ca. 450 nm) kommt noch die Frage ob man die Spektren als Funktion 
der Wellenlänge oder als Funktion der Frequenz (bzw. Energie) 
betrachtet. Das macht für die Breite durchaus einen Unterschied.

Es ist auch nicht sicher das da eine Gauß-glocke als Kurvenform raus 
kommt. Da gibt es auch einige andere theoretisch begründete 
Kurvenformen, je nach Lichtquelle.

Durch verändern der Integrationszeit sollte sich nichts wesentliches, 
außer der Intensität verändern. Das ist also schon eine gute Möglichkeit 
die unterschiedliche Intensität grob zu berücksichtigen. Den 
Feinabgleich macht man dann vermutlich besser rechnerisch bei der 
Darstellung der Spektren am PC.

Graufilter könnte man nehmen, aber die können auch zusätzliche Fehler 
verursachen.

Michael Gromov schrieb:
> welche fehler könnte ein Graufilter verursachen?
> Ich kenne da keine wesentlichen Rausch oder Störeinflüsse...

Erste Fehlermöglichkeit ist, dass das Filter kein ideales Graufilter 
ist.

Farbneutral ist alles, was auf der elektrischen Seite passiert, also
Integrationszeit, Verstärkung, ...

Kalibiert werden muß das Spektrometer sowieso, einmal bzgl. der 
Wellenlänge (Vergleich mit bekannter Linienlampe, z.B. Hg) und zum 
anderen bzgl. der spektralen Empfindlichkeit (Vergleich mit einem 
bekannten kontinuierlichen Spektrum). Außerdem muß das Dunkelsignal 
abgezogen werden.

Wenn man auf der Elektrischen Seite die Möglichkeit hat die 
Integrationszeit zu verstellen, geht das sicher einfacher als optisch 
per Filter.

Der Graufilter kann halt zum einen doch eine unerwünschte 
Farbabhägigkeit haben. Dazu kommen dann noch die Reflexion an der 
Oberfläche (ist auch ggf. schwach  Farbahängig) und eine Verlängerung 
des optischen Weges. Die Fehler werden vermutlich klein sein, sind aber 
vermeidbar. Außerdem ist die kürzere Integrationszeit billiger.

Rene Schube schrieb:
> Mit einem CCD Zeilensensor kann man das auch relativ einfach
> digitalisieren.

Was für einen Sensor nimmt man da am besten: RGB gibt es ja massenweise, 
aber da müsste man das Summensignal aus allen 3 Kanälen bilden und die 
liegen ja optisch auch nicht auf der gleichen Höhe.

Grausensoren gibt es ja kaum noch, zumindest wüsste ich nicht, wo man 
die herbekommen könnte. Aus alten Faxgeräten vielleicht, aber reicht da 
Pixelanzahl und Kontrastumfang für brauchbare Messungen?

Und die professionellen von Hamamatsu liegen preislich ja jenseits von 
Gut und Böse. Allerdings sind die qualitativ natürlich bestens geeignet.

Eine so hohe Auflösung will man für die CCD Zeile gar nicht. Bei den 
meisten Sensoren sind die Pixel quadratisch, und bei hoher Auflösung 
entsprechend auch sehr schmal. Auch die alten Faxgeräte hatten meist 
etwas über 200 dpi (mit nur 72 dpi müßte schon sehr alt sein). Das wären 
dann etwa 1600 Punkte. Das ist für ein einfaches Selbstbau Spektrometer 
völlig ausreichend. Man hat schon genug damit zu tun die Daten so 
schnell einzusammeln.

Die 3 Zeilen nebeneinander die man bei dn RGB Sensoren hat helfen da 
schon etwas und und über die Filterfunktion kann man ggf. etwas bei 
Reflexen höherer Ordnung erfahren.

Der Kontrast Umfang ist bei den CCDs vielleicht nicht besonders gut, 
aber ein gutes streuarmes Gitter ist auch nicht so leicht zu bekommen. 
Entsprechend braucht man gar keinen so großen Dynamikumfang - es reicht 
die Integrationszeit an die Helligkeit anzupassen.