31.12.2006
Array-Spektroradiometer werden aufgrund ihrer einfachen Handhabbarkeit und ihrer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit in immer größerem Umfang in der quantitativen Messtechnik und Qualitätsmanagement der Industrie eingesetzt. Als größter Nachteil derartiger Spektroradiometer gilt ihr begrenzter Dynamik-Bereich, die schlechte Streulichtunterdrückung, sowie mögliche Einflüsse von Fluoreszenz und spiegelnden Reflexen (z. B. durch Ordnungsfilter) innerhalb der Spektroradiometer.
Mit der TULIP-Apparatur (Tunable Lasers in Photometry) der PTB wurde die Eignung von durchstimmbarer gepulster Laserstrahlung zur Charakterisierung von Array-Spektroradiometern untersucht [1]. Messfehler durch Streulicht, Fluoreszenz, höhere Ordnungen und spiegelnde Reflexe lassen sich nahezu vollständig korrigieren [2], wenn bei jeder gemessenen Wellenlänge die durch andere Wellenlängenbereiche der eingekoppelten Strahlung hervorgerufenen Signalanteile korrigiert werden. Technisch kann dies realisiert werden, indem mit Hilfe der Messung durchstimmbarer monochromatischer Laserstrahlung eine n x n Dimensionale Streulicht-Korrekturmatix (n = Anzahl der Pixel des Detektorarrays) bestimmt wird, die jedem Pixel des Detektorarrays einen n-dimensionalen Streulichtvektor zuordnet.
Streulichtmatrix eines Array-Spektroradiometers ohne Ordnungsfilter
Das Ergebnis der Untersuchungen in der PTB zeigt, dass auch gepulste Laserstrahlung zur Bestimmung von Streulichtmatrizen geeignet ist. Dies ist von Bedeutung, da durchstimmbare gepulste Laser im Vergleich zu Dauerstrichlasern deutlich größere Spektralbereiche mit wesentlich geringerem Aufwand abdecken können. Mit dem Kurz-Puls-TULIP Aufbau der PTB, dessen lückenlos durchstimmbarer Spektralbereich zurzeit auf 220 nm bis 2000 nm erweitert wird, steht somit ein für derartige Charakterisierungen besonders geeigneter Messplatz zur Verfügung, der auch als „Special Facility Pilot Project“ der europäischen metrologischen Forschungsregion (iMERA) internationale Bedeutung gewonnen hat.
Streulichtmatrix eines Array-Spektroradiometers ohne Ordnungsfilter
Literatur:
[1] A. Sperling, O. Larionov, U. Grusemann, S. Winter, Straylight correction of array spectroradiometers using tunable pulsed and cw lasers, Proceedings of the 9th International Conference on New Developments and Applications in Optical Radiometry, 17. -19. Oct. (2005), p. 93-94, ISBN-10 3-033-00570-5
[2] Yuqin Zong, Steven W. Brown, B. Carol Johnson, Keith R. Lykke, Yoshi Ohno, Simple stray light correction method for array spectroradiometers, Applied Optics, Vol. 45, pp.1111-1119, (2006)