CTS-150-C

Das kompakte DIY-Spektrometer für Lehre und Forschung

Mit dem CTS-150-C stellen wir die nächste Generation unseres DIY-Spektrometers vor. Aufbauend auf dem bewährten Design mit bisher 200 mm Brennweite haben wir das Konzept konsequent weiterentwickelt und kompakter gestaltet.

Das CTS-150-C verbindet hohe Praxistauglichkeit, solide optische Leistung und ein besonders attraktives Preis-Leistungs-Verhältnis. Es eignet sich ideal für den Einsatz in der Lehre – von Schulen bis hin zu Hochschulen – sowie für Forschungsanwendungen.

• 150 mm Brennweite – ermöglicht einen kleineren Aufbau bei gleichzeitig erhöhter Lichtstärke. Für die meisten spektroskopischen Anwendungen in der Lehre ist dies vollkommen ausreichend.

• Eureca-Chrommaske als Spalt – eine kostengünstige und zugleich präzise Lösung, um die Einstiegshürde für eigene Experimente noch weiter zu senken.

• Optionales robustes Aluminiumgehäuse – durch die kompaktere Bauform lässt sich das CTS-150-C vollständig in ein stabiles Gehäuse integrieren. So ist es besser geschützt und noch einfacher im Laboralltag einsetzbar.

Ein besonderer Vorteil des CTS-150-C ist die umfangreiche Sammlung an Beispielspektren, die bereits mit diesem und ähnlichen DIY-Spektrometern aufgenommen wurde. Sie umfasst unter anderem Messungen zu Farbstoffen, Mineralien, Fluoreszenzproben und verschiedenen Alltagsmaterialien. Diese frei zugänglichen Beispiele geben einen praxisnahen Einblick in die Einsatzmöglichkeiten und erleichtern den Einstieg in eigene Experimente erheblich. Lehrende und Studierende können so direkt an vorhandene Daten anknüpfen und das Spektrometer effizient in Lehre und Forschung einsetzen.

Aluminiumprofile als Basis

Als Basis nutzen wir wieder Aluminiumprofile, wie sie z. B. auch im Maschinenbau oder der Solarindustrie eingesetzt werden. Aus solchen Profilen lassen sich mittels Winkelverbindern sehr stabile Rahmen aufbauen, auf denen dann die optischen Komponenten, eingebettet in Haltemodule aus dem 3D-Drucker, befestigt werden.

Die Befestigung von Winkelverbindern sowie der Module erfolgt mit Nutensteinen, welche in die Nut der Aluprofile geschoben und mittels Schraube fixiert werden. Dies ermöglicht eine freie Positionierung der Module entlang eines Profils, worüber dann die Justage von z. B. optischen Weglängen erfolgen kann.

Lichtleiter aus Kunststoff

Für die Lichteinkopplung ins Spektrometer nutzt das CTS-150-C kostengünstige Toslink-Lichtleiter aus der Audiotechnik. Sie sind preiswert, leicht verfügbar und durch ihre standardisierten Stecker besonders einfach in der Handhabung. Damit lassen sich Aufbauten schnell realisieren und flexibel anpassen. Toslink-Lichtleiter arbeiten zuverlässig im sichtbaren Bereich, zeigen aber im UV- und NIR-Bereich höhere Verluste und sind mechanisch weniger robust als Spezialfasern. Für den Einsatz in der Lehre und für die meisten Experimente im Labor sind sie dennoch eine sehr praktische und wirtschaftliche Lösung, die perfekt zum Konzept des CTS-150-C passt.

Chrommasten als Eingangsspalt

Die Lichteinkoplung in des Spektrometer erfolgt über den Lichtleiter zunächst in ein Haltermodul für Chrommasken von Eureca. Diese Chrommasken der Größe 9x9mm werden hierbei in eine Vertiefung im Halter eingelegt und mit einem verschraubbaren Deckel gesichert. Dies ermöglicht das schnelle und einfache Austauschen verschiedener Spalttypen, um so das Spektrometer gezielt an bestimmte Applikationen anzupassen. Zur Verfügung stehen wählbare Spaltbreiten von 10µm, 30µm ud 100µm.

Hochwertige 25mm-Spiegel

Als fokussierende Elemente werden zwei Spiegel mit einem Durchmesser von 25,4 mm (1") genutzt. Ein Spiegel  besitzt einen zusätzlichen Kippmechanismus, mit dem dieser um einige Grad in der Horizontalen geneigt werden kann, um das optisches Signal so exakt auf den Detektor zu lenken.

Die Spiegel sind dichroitisch für den Spektralbereich von 400 bis 750 nm beschichtet und weisen keine chromatische Abberation auf.

Hochwertiges Beugungsgitter

Im CTS-150-C kommen hochwertige reflektierende, geritzte Beugungsgitter mit einer Größe von 25 x 25 und einem Blaze bei 500 nm zum Einsatz. Diese Gitter bieten ein ausgewogenes Verhältnis zwischen spektraler Auflösung und Lichtausbeute und sind damit optimal auf typische Anwendungen im sichtbaren Bereich abgestimmt. 

Es stehen Gitter mit 300, 600 oder 1200 Linien pro Millimeter zu Verfügung, um so widerum das System optimal auf eine bestimmte Anwendung hin zu optimieren.

MDH-LSMD-5S

Als Detektor wird im CTS-150-C unsere bewährte Zeilenkamera vom Typ e9u-LSMD-TCD1304-STD eingesetzt. Sie basiert auf dem Toshiba TCD1304-Sensor mit 3648 Pixeln und bietet eine sehr gute Kombination aus Empfindlichkeit, Dynamik und Linearität. Dank der integrierten Elektronik lässt sich die Kamera einfach ansteuern und liefert stabile, reproduzierbare Spektraldaten. Durch die enge Integration in das Spektrometer ergibt sich eine zuverlässige und leicht nutzbare Gesamtlösung, die speziell auf den Einsatz in der Lehre und in experimentellen Anwendungen zugeschnitten ist.