Kompaktes Kaskadenspektrometer zur Effizienzhomogenisierung im VIS Bereich

Klassische Spektrometeransätze lassen sich durch den Einsatz von Blazegittern nur für einen schmalen Wellenlängenbereich auf hohe Effizienz optimieren. Neben einer verringerten Sensitivität abseits der Blazewellenlänge führt dies auch zu störenden Falschlicht, verursacht durch Licht in nicht genutzten Beugungsordnungen. Um diese Probleme zu vermeiden stellen wir ein neuartiges über den gesamten VIS Bereich effizienzhomogenisiertes Spektrometerkonzept mit einer Beugungseffizienz von über 75% vor. Dies wird erreicht durch ein speziell auf die Unterdrückung von höheren Ordnungen optimiertes Gitter, bei dem durch mehrmalige Rückführung der nullten Beugungsordnung zur Beugung am Gitter die gewünschte hohe Effizienz über einen breiten Spektralbereich realisiert werden kann. Um unerwünschte Verluste bei der Strahlumlenkung zu vermeiden, ist das Gitter in eine mittels Totalreflexion führende Mikrostruktur integriert. Im Beitrag werden verschiedene Gitteroptionen sowie das zugehörige Optik-Design und Herstellungsmöglichkeiten diskutiert. Die Bewertung der Vorgeschlagenen Lösungen erfolgt dabei anhand von Simulationen und ersten experimentellen Befunden.