ARYELLE Butterfly Echelle-Spektrometer – Schmetterling mit Adleraugen
LTB Lasertechnik Berlin präsentiert sein neues Echelle-Spektrometer ARYELLE Butterfly für die simultane Elementanalyse mittels laserinduzierter Plasmaspektroskopie (LIBS). Dieses Spektrometer findet somit vielfältige Anwendungsmöglichkeiten bei der Materialanalyse und Prozeßkontrolle, z. B. in der Stahl-, Glas- und Keramikindustrie, der Geologie und der Umweltanalytik.
Das ARYELLE Butterfly-Konzept basiert auf dem kompakten Echelle-Spektrographen ARYELLE, der mit großer Wellenlängenstabilität, hohem spektralen Auflösungsvermögen und Lichtdurchsatz Spektren relativ frei wählbarer Dimension erzeugen kann. Die Spektren von zwei symmetrisch angeordneten Spektrographen gleicher Bauart beleuchten einen gemeinsamen Detektor.
Die beiden Spektrographen können dabei bezüglich der Bauelementeparameter von Eintrittsspalt, Echelle-Gitter, Prisma und Abbildungsoptik frei dimensioniert werden. Damit besitzt der Doppelspektrograph ARYELLE Butterfly die Möglichkeit, mit enormer Variabilität Weitbereichs-LIBS-Spektren zu vermessen. Die Trennung des Spektralbereiches bei Verwendung nur eines Detektors ist die kostengünstige Lösung, um die Detektorfläche äußerst effektiv zu nutzen, die Auslesezeit zu verkürzen und die Belichtungszeiten flexibel zu gestalten. Der Wechsel im Beleuchtungsstrahlengang erfolgt PC-gesteuert im ms-Bereich.
LTB Lasertechnik Berlin bietet sein ARYELLE Butterfly Spektrometer sowohl mit einer CCD-Kamera mit Chopper als auch mit einer ICCD-Kamera an. Die Nutzung einer CCD in Kombination mit einem Chopper ermöglicht gegenüber einer ICCD als Detektor eine bessere Abtastung der Linien infolge der besseren Ortsauflösung des Detektors. Im Vergleich wird ein um einen Faktor von ca. 10 besseres Signal-Rausch-Verhältnis durch das geringere Eigenrauschen erreicht und das bei einem niedrigeren Gerätepreis. Vorteile der ICCD sind die bessere zeitliche Auflösung und die größere Variabilität in der Ansteuerung.
Die von LTB für die ARYELLE-Serie entwickelte Steuer- und Auswerte-Software Sophi for ARYELLE kontrolliert alle Spektrometer- und Detektorfunktionen. Nach der Zuordnung der Rohdaten zu entsprechenden Wellenlängen werden alle Linien des Spektrums automatisch mit einem integrierten Spektralatlas analysiert und wenn möglich den entsprechenden Elementen zugeordnet und aufgelistet. Auch quantitative Analysealgorithmen sollen künftig integriert werden. Für eine quantitative Messung ist eine Kalibrierung mit vergleichbaren Referenzmaterialien notwendig.