一种光谱计装置（１０）具有一个光谱计（１４），用于在一个探测器（４２）上产生一种来自辐射源的辐射的第一波长范围的光谱，它包含一个阶梯光栅（３６）用于对于进入光谱计装置（１０）里的辐射在一个光分散方向（４６）上进行光谱分解；包含一个用于分散的元件（３４）用于借助于对所述辐射在一个横向分散方向（４８）上的光谱分散来进行序列分离，此横向分散方向与阶梯光栅（３６）的主分散方向形成一个角度，因此可以产生具有多数分开序列（５２）的二维光谱（５０）；包含一个成像的光学装置（２４，３８）用于使通过入射间隙（２０）进入光谱计装置（１０）的辐射在一个成像平面（４０）里成象，并且包含一个面积探测器（４２），它具有许多探测元件在成象平面（４０）里成象，并且包含一个面积探测器（４２），它在成象平面（４０）里具有许多探测元件的一种二维布置。所述装置的特征在于，设有另外一个光谱计（１２），它具有至少另外一个进行分散的元件（６４）和另外一个成像的光学装置（６０，６６），用于在同一个探测器（４２）上产生一种来自一个辐射源的辐射的与第一波长范围不同的第二波长范围的光谱（６８）。所述光谱可以按面积或者随时间在探测器上进行分离。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光谱计装置，它具有一个光谱计，用于在一个探测器上产生一种来自辐射源的辐射的第一波长范围的光谱，它包含有(a)一个阶梯光栅，用于对进入到光谱计装置的辐射在一个主分散方向上进行光谱分解；(b)一个用于分散的元件，用于借助于对在一个横向分散方向上的辐射的光谱分解进行序列分离，此横向分散方向与阶梯光栅的主分散方向形成一个角度，因此可以产生一种具有多数分离序列的二维光谱，(c)一个成像的光学装置，用于使通过入射间隙进入到光谱计装置里的辐射在一个成像平面里成像，并且(d)有一个面积探测器，它具有许多探测元件在成像平面里的二维布置。在这样一种阶梯光栅-光谱计中，应用了具有一种阶梯形(阶梯光栅(频率)＝阶梯)横断面的光栅。通过具有一个对应闪耀角的阶梯形构造产生一种衍射图，它使衍射的强度集中在高的序列里，例如在第50至100的序列里。因此可以在紧凑的装置中达到高的光谱分辨率。这些序列可以根据射入波长的不同而相互重叠。因而使序列再次横向于分散平面地进行分散，以便分离开各种不同的所出现的序列。因此得到一种二维的光谱，它可以用面积探测器来检测。一种这样的阶梯光栅-光谱计具有内部序列分离，它与具有外部序列分离的阶梯光栅-光谱计是不同的，后者只是来自一个小的光谱范围的辐射进入到光谱计中。在具有内部序列分离的光谱计中，在探测器上产生一种二维构造形式的光谱。这种构造由基本上相互平行布置的、一个自由光谱范围的大小的光谱段组成。应用一种具有许多探测元件的面积探测器就可以以高的分辨率同时地检测一个大的波长范围。所述横向分散通常选择得如此大，以致于序列到处被完全分离开了。为了在整个光谱范围上保证有这样的光谱范围其中在各个序列之间产生了一个没有被利用的中间空间。因此在应用一种棱镜用于在短波光谱范围里横向分散时由于较高的折射率形成了比在较长波的光谱范围里更大的中间空间。在已知的装置中不利的是若要以高分辨率和足够的光电导率来检测较大的光谱范围的话，探测器通常必须要很大。另外还有以下问题如果辐射源以很不相同的光谱强度发射的话。因此使所述在光谱学中重要的光谱范围从193nm至852nm虽然被一些辐射器完全遮盖住了，但在350nm以上的范围里所述强度往往高出在200nm的短波光谱范围里时达多个数量级。通常探测器并没有充足的动态范围，因此光谱范围只能用灵敏度的损失同时进行检测，或者必须相互分开地用不同的曝光时间来测量。
技术介绍
已知有一种装置，其中利用了序列之间的中间空间。光谱计设有一种装置用于使射入到光谱计里的光进行预分散。使光在一个具有很小角度的棱镜上进行预分散。此外选择一个射入间隙高度，它与短波光谱范围里两个序列之间的一个中间空间的最大宽度相一致。通过合适地照射射入间隙可以使短波辐射完全进入到光谱计里。长波光谱范围的辐射通过预分散只是部分地射到所述射入间隙上。因此在序列分离并不如此大的那些范围里一个较小的射入间隙高度是有效的。按此方式对于一般的强度弱的短波光谱范围来说使光电导率提高。通过这种装置，虽然完全充分地利用了探测器表面，但探测器大小仍相同。每个探测器元件的照射强度实际上通过所述装置也并没有被改变。为此在附带的光学元件上总之出现损失。另外还已知有一种装置，它通过在整个光谱范围上更加均匀的横向分散更好地充分利用探测器表面。这种更加均匀的横向分散通过如下方法来达到通过两个逆向的不同材料的棱镜引起横向分散。所述分散则由两种材料的分散差值得出。必须应用大的棱镜角，以便达到足够大的差值。对应地在同时只是小的合成分散时出现了高的透射损失。另外还已知了一种装置，它应用了棱镜和光栅的组合用于产生横向分散。棱镜在短波光谱范围里有一种较高的分散，而光栅则在长波光谱范围里。所述组合比单单其中一个元件来说产生了一种更均匀的横向分散。然而在此装置中不利的是由于横向分散光栅的不同的序列使序列分离的单值性失去了。这里如果要在宽的范围上同时地进行测量的话，对于探测器的动态范围也存在困难。
技术实现思路
本专利技术的任务是提出一种开头所述种类的光谱计装置，其中可以更好地充分利用所提供的探测器表面，并且同时可以减小所需要的探测器表面。本专利技术的另外的任务是，提出一种具有已改善的动态范围的光谱计。按照本专利技术如下来解决该任务设置了另外一个光谱计装置，它具有另外一个进行分散的元件和另外一个成像光学装置，用于产生从一个辐射源到同一个探测器上的辐射的与第一波长范围不同的第二波长范围的一种光谱。由于在一个分离开的光路里使用了附加的光学元件，就可以使光谱分布在两个光谱范围上。在这种情况下，光学元件—也就是说进行分散的元件、反射镜、入射间隙宽度等等各自可以适应于测量任务。按此方式例如可以使强度强烈的波长范围的光电导率变小，而对强度弱的范围则变大。因此使所述射到探测器上的辐射更好地适应其动态范围。强的光谱线可以同时地在弱光谱线旁进行测量。另外这两个由不同的光谱计装置在共同的成像平面里所产生的光谱可以被相同的探测器范围来检测，因此探测器的外形尺寸总的来说就更小。然后也不再需要读出这么多的探测器元件，因而减小了读出时间。在光谱计之内并没有使用可活动的部件，如翻转反射镜或削波器。这使制造和调节更容易。另外除了在一定条件下用于主要的辐射分配之外并不需要光学元件—如半透明的反射镜、光分离器或类似元件，它们使光电导率降低。这种光谱计装置的特别优点在于两个光谱清晰地在探测器上成象。有色的或其余的成像错误被最小化。这在二维的连续光谱时特别重要，因为这些光谱规定了探测器所处的一个平面。所述另一个进行分散的元件同样也优选为一个阶梯光栅。在这里，可以设置一个配属于第二阶梯光栅的进行分散的元件，用此元件可以对由第二阶梯光栅分散了的辐射在一个横向分散方向上进行光谱分解，以用于序列分离，此横向分散方向与第二阶梯光栅的分散方向形成一个角度。那么整个装置包括有两个独立的阶梯光栅-光谱计，它们二者应用相同的探测器。在每个阶梯光栅-光谱计里产生了不同光谱范围的一个二维阶梯光栅-光谱。每个光谱计可以适应于所述光谱范围。那么就可以使光电导率适应于探测器的动态范围。光学元件的反射性和透射可以对于各自的光谱范围进行优化。在本专利技术的一种设计方案中各设有一个棱镜作为用于序列分离的进行分散的元件。在本专利技术的一种特别优选的设计方案中，另一个光谱计装置与第一光谱计装置对称地布置，其中探测器位于对称平面上并垂直于该对称平面。在这样一种装置中，探测器并不是垂直地位于探测器和相机镜头之间的连接线上。这例如可以通过一种按照概念“四面体(Tetraeder)装置”而已知的装置来实现，在此装置中，阶梯光栅的分散方向垂直于在成像光学装置上的偏转角。在此，成像光学装置分别由一个准直镜和一个照相反射镜构成。在此装置中准直和照相反射镜的中点布置在阶梯光栅的分散平面之内。在本专利技术的一种设计方案中设有一个反射镜，用于使入射间隙和准直镜之间的光路折弯。另外可以设有用来影响反射镜曲率的装置，从而可以对成像误差、尤其是散光进行弥补。所述用于影响反射镜曲率的装置可以由一个反射镜框和至少一个纵向压力装置构成，后者在反射镜高度上延伸，并基本上在中间从后面指向反射镜地施加一个压力，使得形成一个取决于压力的反射镜曲率。该压力装置可以由一个可调整的调整螺钉的力来加载。本文档来自技高网...
【技术保护点】
光谱计装置（１０），它具有一个光谱计（１４），用于在一个探测器（４２）上产生一种来自辐射源的辐射的第一波长范围的光谱，包含有：（ａ）一个阶梯光栅（３６），用于对于进入到光谱计装置（１０）中的辐射在一个主分散方向（４６）上进行光谱分散，（ｂ）一个进行分散的元件（３４），用于借助于对于所述辐射在一个横向分散方向（４８）上的光谱分解来进行序列分离，此横向分散方向与阶梯光栅（３６）的主分散方向形成一个角度，因此可产生一种具有多个分开序列（５２）的二维光谱（５０），（ｃ）一个成像的光学装置（２４，３８），用于使通过入射间隙（２０）进入到光谱计装置（１０）里的辐射在一个成像平面里（４０）里成像，并且（ｄ）一个面积探测器（４２），它在成像平面（４０）里具有许多探测器元件的一种二维布置，其特征在于，（ｅ）设有另一个光谱计（１２），它具有至少另一个进行分散的元件（６４）和另一个成像光学装置（６０，６６），用于在同一个探测器（４２）上产生一个与第一波长范围不同的、来自辐射源的辐射的第二波长范围的光谱（６８）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：H贝克罗斯，S弗洛雷克，G维塞曼，M奥克鲁斯，
申请(专利权)人：应用光学电子光学及光谱学开发研究所，分析科学促进学会，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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