Zweidimensionale photonische Kristalle als Beugungsgitter für Ramanspektrometer

Als Lichtquelle dient ein Laser mit definierter Wellenlänge. Aufgrund der geringen Intensität der Ramanlinien im Vergleich zur anregenden Laserstrahlung muss vor dem Detektor ein Filter platziert werden, der das Laserlicht stark unterdrückt.Auf der Basis von zweidimensionalen photonischen Kristallen wurde ein Beugungsgitter für Ramanspektrometer entwickelt, das bestimmte Frequenzen nicht beugt. Der photonische Kristall wird entsprechend der Wellenlänge des Lasers dimensioniert. In Kombination mit einem passenden Oberflächenabschluss lässt sich damit bei ausgewählten Wellenlängen die Beugeeffizienz des Gitters um mehrere Größenordnungen abschwächen und der Einsatz eines Filters wird überflüssig.

Ein Spektrometer, das mit einem solchen Beugungsgitter ausgestattet ist, kann sehr kompakt aufgebaut werden, z. B. als Taschen-Spektrometer. Es erfordert einen geringen Aufwand in Herstellung und Bedienung, was sich in niedrigen Kosten für Anschaffung und Betrieb niederschlägt. Die meist sehr empfindlichen Detektoren werden nicht überladen; Störsignale werden auf diese Weise vermieden.

Dr. Stephan Gärtner
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
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