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Spektrometerkomponenten

Filter

Bei den Filtern stehen Farbfilter (Absorptionsfilter) und Interferenzfilter zur Auswahl.

Farbfilter (Absorptionsfilter)

Die Wirkung der Farb- bzw. Absorptionsfilter beruht auf einer spezifischen Absorption des Filtermaterials. Dieses kann entweder eine Farblösung sein oder eine absorbierende Substanz, die in Glas- oder Quarzplatten eingebettet oder auf diese aufgedampft ist (Kantenfilter).

Als Farblösungen eignen sich z.B. Gemische aus Nickel- und Cobaltsulfat in unterschiedlichen Konzentrationsverhältnissen. Unter Zusatz von weiteren Komponenten können damit Filterlösungen für fast alle Spektrallinien von Quecksilberlampen hergestellt werden.

Bei den Kantenfiltern ändert sich die Durchlässigkeit innerhalb eines kleinen Wellenlängenbereiches, so dass ein Teil des Lichts ausgeblendet wird. Bei Kurzpassfiltern nimmt die Transmission mit zunehmender Wellenlänge ab, bei Langpassfiltern zu. Bandfilter lassen Licht eines größeren Spektralbereichs hindurchtreten.

Durch Filter-Kombination kann ein Wellenlängenbereich von 10 bis 30nm herausgefiltert werden. Die Bandbreite ist groß, die Wahl der Kantenlage ist eingeschränkt.

Interferenzfilter

Die Wirkung der Interferenzfilter beruht auf Reflexion und Interferenz von Teilstrahlen, die an den Grenzflächen dünner Schichten aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes (Metallschichten auf Quarz) entstehen.

Die senkrecht auf den Filter treffende Strahlung, für die die Hälfte der Wellenlänge ein ganzzahliges Vielfaches der Schichtdicke ist, wird verstärkt, alle anderen Wellenlängen werden durch Interferenz geschwächt oder gelöscht. Je größer die Zahl der Metallschichten ist, um so schmaler wird der selektierte Wellenlängenbereich.

Idealerweise sollte nur Licht einer Wellenlänge durchgelassen werden (Linienfilter), praktisch ergibt sich ein schmaler Wellenlängenbereich in Form einer Glockenkurve mit einer Bandbreite von einigen Nanometern.

Um Interferenzen höherer Ordnung auszublenden, wird das Interferenz-System zusätzlich in Farbgläser eingebettet. Theoretisch kann mit Interferenzfiltern jede gewünschte Wellenlänge selektiert werden.

Hinweis
Die auf den Filtern angegebene Transmissionswellenlänge gilt nur für senkrechten Einfall des Lichts. Eine Änderung des Einfallswinkels führt zu einer Verschiebung des Maximums zu kleineren Wellenlängen hin; die Durchlassbande wird breiter, die Intensität des durchgelassenen Lichts nimmt ab.
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