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Raman-Gerätetechnik

Detektoren in der Raman-Spektroskopie

Detektoren, die in der Raman-Spektroskopie zum Einsatz kommen, beruhen auf dem Fotoeffekt. Der Fotomultiplier, der nach dem Prinzip des äußeren Fotoeffekts arbeitet, war der wichtigste Raman-Detektor in früheren Jahren (1960 bis ca. 1980/90). Heute werden häufiger Halbleiterdetektoren (innerer Fotoeffekt) verwendet. Für den sichtbaren Spektralbereich kommen überwiegend Si-Detektoren, sowohl als Zeilen- als auch als CCD-Detektor (charged-coupled device) zum Einsatz, während für den NIR-Bereich Germanium- bzw. InGaAs -Detektoren üblich sind.

Wichtige Forderungen an einen Detektor sind:

  • Empfindlichkeit (wie stark ändert sich das elektrische Signal in Abhängigkeit der Änderung des optischen Signals)
  • konstante Empfindlichkeit über einen möglichst großen spektralen Bereich
  • große spezifische Detektivität D *
  • direkte Proportionalität zwischen elektrischem Signal und optischem Signal
  • kurze Ansprechzeit
  • Einsatzmöglichkeiten eines Detektors (zu erfassender Spektralbereich)
  • Zuverlässigkeit und Haltbarkeit

Um Detektoren untereinander vergleichen zu können, nutzt man die spezifische Detektivität D * als relativen Parameter:

D * [ cm Hz 1 2 W 1 ] = ( aktive Detektoroberfläche ) 1 2 NEP NEP - Rausch-äquivalente Leistung

Die Rausch-äquivalente Leistung (Noise Equivalent Power, NEP) gibt an, welche Strahlungsleistung auf dem Detektor gerade noch nachgewiesen werden kann, d.h. ein Signal-Rausch-Verhältnis von 1 ergibt.

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