Linespec™ CMOS und CCD Arrayspektrometer

Komponenten des LineSpec™ Spektrometers

Wir haben zwei Modelle von LineSpec™ Linear-Arrays im Angebot: einen 2048 Pixel CCD-Detektor und einen 1024 Pixel CMOS-Detektor. Beide Systeme werden als betriebsbereite Komplettsätze angeboten:

• MS125™ Spektrograph
• Die gewählten Gitter
• Der gewählte Eingangsspalt mit Spalthalterung
• 2048 CCD- oder 1024 CMOS-Detektor mit Befestigungsflansch
• LineSpec™ Software

MS125™ Spektrograph

Wir haben den MS125™ auf Grund der hohen Auflösung und Durchsatzleistung, seinem wirtschaftlichen Preis und seiner kompakten Bauweise für diese Systeme ausgewählt. Der MS125™ besitzt einen Mikrometerschraubenantrieb und eine Brennweite von 1/8 m, (120 mm).

Tabelle 1 Gitteroptionen für lineare LineSpec^TM Array-Spektrometer

Vergleich von CMOS- und CCD-Detektoren

Ein wichtiger Leistungsparameter bei der Wahl zwischen CMOS oder CCD ist das größte vom Detektor erreichbare S/R-Verhältnis. Das größte S/R-Verhältnis ist dann erreicht, wenn sich der Detektor knapp an der Sättigungsgrenze befindet und der Hauptbeitrag des Rauschens vom Schrotrauschen kommt. Wenn zum Beispiel das Signal stark genug ist, um den Detektor innerhalb der kürzest möglichen Belichtungszeit zu sättigen, dann kann der Beitrag des Dunkelrauschens vernachlässigt werden, was auch für den Beitrag des Detektorrauschens zutrifft, da es unkorreliert zum Schrotrauschen ist. Um ein signal mit hoher Auflösung (kleinster messbarer Änderung) der Intensität zu messen, benötigt man ein besseres S/R-Verhältnis als die gewünschte Auflösung. Wenn man beispielsweise eine 0,3 %-Änderung der Intensität einer Spektrallinie messen will, so muss das S/R-Verhältnis idealerweise mindestens 5mal besser sein, was ein S/R-Verhältnis von 0,3%/5 = 0,06%, oder 0,06 von 100, bzw. 1667:1 voraussetzt. Ein solches S/R-Verhältnis kann jedoch nur mit einem Detektor mit einer Well-Kapazität von 1667², d.h. >2.780.000 Elementarladungen erreicht werden. Kein CCD kann ein solches S/N-Verhältnis mit einer einzigen Messung erreichen, wohl aber ein CMOS. Ein CMOS-Detektor ist jedoch nicht so empfindlich wie ein CCD, und benötigt daher stärkere Signale.
Die Hauptunterschiede zwischen CCD- und CMOS-Detektoren liegen in der Sensitivität und im Umfang des dynamischen Bereiches. Da CCD-Pixel 2,9 mal größer als CMOS-Pixel sind, trifft auf den CCD-Detektor 2,9 mal mehr Licht. Die höhere Verstärkung trägt auch zur 23,4-fach höheren Sensitivität des CCD-Detektors bei. Generell besitzt der CCD eine 2,9 x 23,4 = 67,9 mal höhere Sensitivität als der CMOS-Detektor. Andererseits besitzen CMOS-Detektoren eine 24-30 mal höhere Kapazität als die linearen CCDs, was bei CMOS-Detektoren ein ca. 4 mal höheres Signal zu Rausch-Verhältnis als für CCD-Detektoren ergibt.
Kurz, CMOS-Detektoren werden für Messungen bei hohen Dynamikbereichen mit starken Signalen und hohen S/R-Verhältnissen eingesetzt, während CCD-Detektoren für schwache Signale verwendet werden.

LineSpec^TM Datenerfassungs- und Steuerungssoftware

Die LineSpec™ Software (im Lieferumfang der Spektrometer oder Einzeldetektoren enthalten) ist eine intuitiv bedienbare Software zur Instrumentensteuerung und Datenerfassung für Windows-Betriebssysteme (Windows 98/W2K/XP). Das Programm wird für spektrographische Routinemessungen und deren Datenerfassung eingesetzt, wie z.B. Dauer-, Einzel- und Mittelwertscans; Absorptions-, Transmissions- und Emissionsspektren; Messung der Strahlungsintensität. Wir haben ebenfalls LabView-Treiber und ein OEM-Entwicklerpaket im Angebot.

Kalibrierzubehör

Um die größtmögliche Wellenlängenpräzision Ihres Systems zu gewährleisten, empfehlen wir die Verwendung eines bekannten Spektralinien-Sets, z.B. unser 78822 HgAr Kalibrierset, wobei die LineSpec™ Software sich dann über eine quadratische Regression über die bekannten Peaks einstellt. Die Einheit 78822 beinhaltet ein Netzgerät, einen Montageadapter zum Anschluss der Lampe an den MS125^TM sowie eine HgAr-Kalibrierlampe.

Technische Daten

Newport Resource e-Catalogs *

• Newport Resource e-Catalog, pages 1317-1318 (English)
• Newport Resource e-Catalog, pages 1317-1318 (French)
• Newport Resource e-Catalog, pages 1317-1318 (German)