Cornerstone™ 130 1/8 m Monochromator

Oriel Cornerstone™ 130 1/8 m Monochromator

Neue Modelle mit USB 2.0 Schnittstelle; IEEE-488 und RS-232 weiterhin verfügbar
Hervorragende Streulichtkontrolle
Motorischer Wellenlängenantrieb
Gleichzeitiger Betrieb von zwei Gittern, einzeln austauschbar
Elektronischer Shutter

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Overview
Specifications
Drawings

Optischer Aufbau

Der optische Aufbau des Instruments beruht auf dem out-of-plane Ebert-Fastie Design. Dank der linearen 180°-Anordnung kann das komplette System schnell ausgerichtet werden. Das kompakte Design sorgt darüber hinaus für eine kleine Grundfläche, so dass das Gerät nur wenig Platz benötigt.
Der optische Aufbau des Cornerstone™ 130 wurde computeroptimiert, um eine maximale Auflösung, größtmöglichen Durchsatz und minimales Streulicht zu gewährleisten. Obwohl es sich bei dem Instrument um ein schnelles F/3,7 System handelt, sorgt der optimierte Aufbau für hervorragende Streulichtunterdrückung und minimale Aberration.

Abb. 1 Optischer Aufbau des Cornerstone 130 Monochromators

Motorischer Wellenlängenantrieb

Der Cornerstone™ 130 ist unser einziger vollautomatischer Monochromator, der komplett über den Computer gesteuert wird. Bei der Entwicklung des Wellenlängenantriebs stand eine Optimierung der Geschwindigkeit im Vordergrund, ohne jedoch Genauigkeit oder Präzision zu beeinträchtigen. Mit dem Direktantrieb wird eine Höchstgeschwindigkeit von 205 nm/s erreicht. Die Wellenlänge kann mit einem 1200 1/mm Gitter auf 0,50 nm genau eingestellt werden . Gescannt wird mit einer hohen Präzision von 0,11 nm. Der Cornerstone™ 130 verwenet den Wellenlängenantrieb auch zum Wechseln der Gitter. Der schnelle Antrieb ermöglicht einen Gitterwechsel in nur etwa 10 Sekunden.

Streulicht

Streulicht gibt es in zahlreichen verschiedenen Formen; es kann durch unterschiedliche konstruktions- und fertigungsbedingte Faktoren verursacht werden. Der Cornerstone™ 130 gewährleistet durch eine durchdachte Konstruktion, bewährte Materialien und ein hochqualitatives Fertigungssystem eine starke Streulichtunterdrückung. Die Intensität des über dem eigentlichen Signal gemessenen Streulichts hängt von zahlreichen experimentalen Faktoren und von der Leistungsfähigkeit des Instruments ab. Beim Vergleich der Streulichtunterdrückung ist es wichtig, auf identische Bedingungen zu achten. Die spektrale Verteilung der Quelle und die spektrale Antwort des Detektionssystems sind bei der Bestimmung des Streulichtverhaltens häufig die ausschlaggebenden Faktoren.
Um einen aussagekräftigen Vergleich zu bieten, wurden folgende Streulichttests durchgeführt. Dabei wurde ein Oriel UV-VIS Photomultiplier Modell 77340 verwendet. Beim ersten Test wurde auch eine Oriel Deuteriumquelle verwendet.

Messung 1*

Unter Verwendung eines holographischen Gitters mit Blazewellenlänge 250 nm betrug das Signal bei 210 nm mit einer Glasplatte im Strahlweg 0,1 % des Signals bei 210 nm ohne Glasplatte. Bei 250 nm betrug das Streulichtsignal nur 0,025 % des nicht geblockten Signals.

Messung 2**

Ein HeNe Laser @ 632,8 nm wurde auf den Eingangsspalt mit F = 4 fokussiert. Die bei 612,8 nm und 652,8 nm gemessene Streustrahlung betrug im Durchschnitt 0,008 % des 632,8 nm-Signals. Der Test wurde mit einem 1200 l/mm Gitter mit 500 nm Blazewellenlänge durchgeführt. Das spektrale Antwortverhalten des Detektors ist in diesem Fall nicht relevant, da die Quelle nur bei 632,8 mm emittiert.

Gerätesteuerung

Die Nutzung der gesamten Leistung des Cornerstone™ 130 ist durch die Auswahl von drei verschiedenen Steuerungsmöglichkeiten sehr einfach. Es sind zwei Varianten des Cornerstone™ 130 verfügbar: ein Modell mit IEEE-488 und RS-232 Schnittstelle und ein anderes Modell mit USB 2.0 Schnittstelle. Die optionale Handfernsteuerung ist mit beiden Modellen kompatibel.

Handsteuerung

Die Handsteuerung 74009 ist eine speziell für die Cornerstone™ Monochromatoren entwickelte Steuerung. Ein Lernen von Eingabebefehlen oder Tastenkombinationen entfällt, da die Funktionen der 24 Tasten eindeutig ausgewiesen sind, z.B. "Step Up", "Go Wave" und "Shutter." Das hintergrundbeleuchtete LCD-Display zeigt ständig die Gitterlinien/mm, die Filterradposition, die aktuelle Wellenlänge und den Shutterstatus an. Die Handsteuerung 74009 ermöglicht eine intuitive Bedienung der wichtigsten Funktionen des Cornerstone™ 130.

Computersteuerung

Bei der Entwicklung der Computerschnittstelle wurde besonderer Wert auf Einfachheit und Benutzerfreundlichkeit gelegt. Der ASCII-Befehlssatz des Cornerstone™ 130 ermöglicht eine einfache Bedienung via den RS-232 oder GPIB Schnittstelle. Beispielsweise lautet die Eingabe zum Schließen des Shutters “SHUTTER C” und zum Einlegen des zweiten Gitters “GRAT 2”. Die USB-Version verwendet ein ActiveX Controlset für um die Programmierung mit VB, LabView, Excel, MatLab und anderen Applikationen.

Komplette Softwarepakete

Unser Angebot umfasst verschiedene Programme für den Cornerstone™:

Eine einfache Hilfssoftware für die Inbetriebnahme des Gerätes (im Lieferumfang des Cornerstone™ 130 enthalten)
Zur LabView-Programmierung werden VIs zur Verfügung gestellt (im Lieferumfang des Cornerstone™ 130 enthalten)
TRACQ Basic™ ist eine optionale Software zur Gerätesteuerung und Datenerfassung. Die Software steuert den Cornerstone^TM 130, Zubehör, den Oriel Merlin™ Digital Lock-In und das neue Leistungsmessgerät. Mit TRACQ^TM Basic lassen sich Einstellungen, wie Gitterwechsel, Datenerfassung usw. eingeben. Der Cornerstone^TM arbeitet dann vollautomatisch.
TRACQ^TM Pro ist eine optionale Software für anspruchsvolle Radiometrie-Anwendungen. Die Software ist in erster Linie eine Ergänzung zu unseren InstaSpec™ Spektrometern, kann jedoch alle Spektroskopiegeräte von Oriel (auch die Cornerstone^TM Monochromatoren) steuern.

Auswechselbare Gitter

Dei Gitter des Cornerstone™ 130 werden in einem vorjustierten Halter geliefert. So können die Gitter vor Ort einzeln austauschen. Wenn eine höhere Auflösung benötigt wird oder sich der Wellenlängenbereich ändert, so kann einfach das benötigte Gitter nachbestellt werden ohne das komplette Gerät einzuschicken. Ein Gitter lässt sich innerhalb weniger Minuten austauschen, und Sie erhalten stets reproduzierbare Ergebnisse. Der Cornerstone™ 130 kann zwei Gitter gleichzeitig aufnehmen. Wenn Sie nur ein Gitter verwenden möchten, bestellen Sie bitte den Gitterplatzhalter 74005.
Unser Angebot umfasst eine komplette Auswahl an holographischen und gerillten Gittern. In Tabelle 1 sind unsere Standard Cornerstone™ Gitter aufgelistet. Spezielle Gitter sind auf Anfrage erhältlich.

Tabelle 1 Technische Daten der Gitter für den Cornerstone™ 130 1/8 m Monochromator

Die Gitter werden in vorjustierten Haltern geliefert, die sich jederzeit in den Cornerstone™ 130 einsetzen und wieder entfernen lassen.

Liniendichte (I/mm)	Blaze-Wellenlänge	Art	Reziproke Dispersion (nm/mm)*	Spitzen-Effizienz (%)	Primäre Wellenlänge **	Obere mechanische Begrenzung der Wellenlänge (für das angegebene Gitter)	Modell
3600 l/mm	405 nm	Holographisch	1,7	60	180 - 405 nm	530 nm	74020
2400 l/mm	250 nm	Holographisch	3,3	65	180 - 750 nm	800 nm	74021
1800 l/mm	500 nm	Holographisch	4,1	80	300 - 1070 nm	1070 nm	74022
1200 l/mm	250 nm	Holographisch	6,7	65	180 - 650 nm	1600 nm	74023
1200 l/mm	350 nm	Liniengitter	6,6	80	200 - 1600 nm	1600 nm	74024
1200 l/mm	750 nm	Liniengitter	6,2	85	450 - 1600 nm	1600 nm	74025
600 l/mm	200 nm	Liniengitter	13,3	70	180 - 500 nm	3200 nm	74026
600 l/mm	750 nm	Liniengitter	13,2	75	450 - 2000 nm	3200 nm	74027
600 l/mm	1 mm	Liniengitter	13	80	600 - 2500 nm	3200 nm	74028
600 l/mm	1,6 mm	Liniengitter	12,2	90	900 - 3000 nm	3200 nm	74035
300 l/mm	2 mm	Liniengitter	26	90	1100 - 5000 nm	6400 nm	74029
200 l/mm	1 mm	Liniengitter	40	85	600 - 2200 nm	9600 nm	74030
150 l/mm	800 nm	Liniengitter	53	80	425 - 1600 nm	12,8 mm	74034
150 l/mm	6 mm	Liniengitter	52	75	4,5 - 12 mm	12,8 mm	74031
75 l/mm	7 mm	Liniengitter	105	80	4,5 - 20 mm	25,6 mm	74032
50 l/mm	12 mm	Liniengitter	157	80	7 - 23 mm	38,4 mm	74033

Spalteinheiten

Für den Cornerstone™ 130 gibt es drei Typen von Spalteinheiten. Wählen Sie für den Eingangs- und Ausgangsspalt des Monochromators den gleichen Typ und die gleiche Größe. Alle Spalteinheiten sind mit einem 1,5 Zoll Außenflansch versehen.

Spalteinheit mit Mikrometerschraubenantrieb

Stufenlos verstellbare Breite zwischen 4 mm und 3 mm
Stufenlos verstellbare Höhe zwischen 1 und 15 mm
±10 mm Wiederholgenauigkeit
±10 mm Genauigkeit zwischen 4 und 250 mm, ±5 % zwischen 250 mm und 3 mm

Bei dieser Spalteinheit wird die Breite mit einer Präzisions-Mikrometerschraube eingestellt.

Spalteinheit mit mehreren festen Positionen

8 feste Spaltpositionen von 50 mm bis 3,16 mm
Spalthöhe von 1 bis 12 mm einstellbar

Die Spalteinheit besteht aus einer Drehscheibe mit acht festen Spaltpositionen. Über ein Handrad wird die Scheibe auf die gewünschte Spaltbreite gedreht. Um eine hohe Wiederholgenauigkeit zu gewährleisten verfügt jede Position über eine Arretierung.

Festspalteinheit

Kostengünstige Lösung für eine Spaltgröße
Feste Breite und Höhe

Für Anwendungen, bei denen nur wenige Spaltgrößen benötigt werden, sind feste Spalte die kostengünstigste Lösung. Die präzise gefertigten Spalte werden auf einem Halter montiert. Mit dem Halter für feste Spalte 77294 lassen sich die Spalte am Monochromator befestigen.

Optionales motorisiertes Filterrad

Wählen Sie das motorisierte Filterrad 74010 zur Aufnahme von Ordnungs- oder Neutraldichtefiltern. Das Filterrad 74010 kann bis zu sechs Filter mit 25,4 mm Durchmesser ohne Verringerung der F-Zahl aufnehmen (nutzbare Apertur, 22 mm) und wird vom Cornerstone™ 130 gesteuert. Das Auswechseln benachbarter Filter dauert nur 1,5 Sekunden.

Einfacher Filterwechsel

Bei den meisten Filterrädern muss der Aufbau beim Filterwechsel abgebaut werden. Unser Modell 74010 bietet Filter in individuellen Haltern, die von oben in die richtige Position einrasten. Das Filterrad 74010 verfügt über sechs verschiedene Filterhalter. Unter Modellnummer 74011 sind die Filterhalter auch separat erhältlich. Mit Hilfe der Halter 74011 kann jeder beliebige Filter geschützt und in das Filterrad aufgenommen werden. Der Stifthalter 74012 eignet sich für die Montage eines Filterhalters 74011 auf einem optischen Stift.

Montage

An der Basis des Cornerstone™ 130 befinden sich 1/4-20 Bohrungen für die Stiftmontage. Für die Festmontage des Instruments auf einen optischen Tisch (metrisch oder imperial) oder eine Schiene, bestellen Sie bitte die Grundplatte 74006. Durch die Grundplatte erhöht sich die optische Höhe von 35,6 mm um weitere 6,35 mm. Um die Positionierung einer Oriel Lichtquelle an den Cornerstone^TM zu erleichtern, bieten wir Montagesätze an.

Technische Daten

Brennweite	130 mm
Öffnungsverhältnis	F/3,7
Nutzbarer Wellenlängenbereich	180 nm bis 24 mm mit auswechselbaren Gittern
Spektrale Auflösung *	0,50 nm
Wellenlängengenauigkeit	0,50 nm
Wellenlängenpräzision	0,08 nm
Scangeschwindigkeit	350 nm/s
Gewicht	6,9 lb 3 kg

* Mit 1200 1/mm Gitter, 10 mm x 2 mm Spalt

Abb. 3 Abmessungen der Spalteinheit mit Mikrometerschraube 74001