Wie sieht ein kreuzgestreutes Spektrum in der Realität aus (von Echelle-Spektrographen)?

Die direkte Visualisierung eines kreuzgestreuten Echelle-Spektrums ist ein nettes Experiment (ich mache es mit meinen Astronomiestudenten der Oberstufe, wenn ich darüber unterrichte), aber es ist ein wenig schwierig, weil Ihre Intuition von anderen Arten von Gittern Sie in die Irre führen kann wie man Dinge für die Anzeige arrangiert.

Der Schlüssel liegt in der Erkenntnis, dass der Blaze-Winkel eines Echelle-Gitters sehr hoch ist, oft 60° oder mehr. (Ich sehe, Ihres hat 75°.) Hier ist ein Diagramm, das hilft, die Auswirkungen davon zu visualisieren:

(von hier )

Schaut man sich dort den Lichtweg für das Echelle-Gitter an, sieht man, dass es sehr steil beleuchtet wird und das gestreute Licht fast in die gleiche Richtung wie die Beleuchtung zurückgeht. Das sagt Ihnen, was Sie tun müssen, nämlich eine Lichtquelle zu haben, die neben (oder sogar hinter) Ihrem Kopf kommt, so dass das Licht mehr oder weniger in die gleiche Richtung auf das Gitter scheint, in die Sie schauen. Sie möchten, dass das Licht an einer Stelle auf das Gitter fällt, die nahezu senkrecht zu den geneigten Flächen der Facetten steht.

Folgendes mache ich:

1. Legen Sie Ihr Echelle-Gitter auf eine flache Oberfläche wie einen Tisch, so ausgerichtet, dass die kurze Seite des Rechtecks ​​zu Ihnen zeigt.
2. Als Lichtquelle verwende ich eine kleine LED-Taschenlampe und schneide ein Stück Pappe aus, um den größten Teil der Ausgabe zu maskieren, wobei nur ein kleiner Lichtkreis (wie nur eine der LEDs) durchgelassen wird.
3. Halten Sie mit einer Hand die Taschenlampe neben Ihr Gesicht und zeigen Sie auf das Gitter.
4. Andererseits können Sie ein normales Transmissionsgitter als Kreuzverteiler verwenden. Schauen Sie durch das Handgitter auf das Echelle-Gitter, während Sie es mit der Taschenlampe beleuchten. Möglicherweise müssen Sie experimentieren, um zu sehen, in welche Richtung Sie Ihr Gitter drehen müssen, damit seine Streuung senkrecht zu der von der Echelle ist.
5. Je nach Blaze-Winkel müssen Sie sich möglicherweise in die Hocke setzen, damit Sie in einem ausreichend niedrigen Winkel auf das Echelle-Gitter blicken. Mit Ihrem 75°-Blaze-Winkel bedeutet dies, dass Sie das Gitter nur etwa 15° von der Horizontalen aus beleuchten und betrachten möchten. Auch hier hilft Ihnen die Bezugnahme auf das Bild oben, zu sehen, was zu tun ist.

Bearbeiten: Es hilft auch, den Raum so weit wie möglich abzudunkeln, damit das Licht, das Sie sehen, (so viel wie möglich) nur von diesem einen Strahl stammt, ohne dass Streulicht aus anderen Winkeln einfällt.

Viel Glück! Fühlen Sie sich frei, mit Fragen fortzufahren.

Sie machen es falsch, wenn Sie versuchen, Ihre Abb. 2 zu kreuzen. Sie sollten Ihre Abb. 1 kreuzweise verteilen.

Ein "kreuzdispergiertes" Spektrum erfordert, dass die dispersiven Elemente im rechten Winkel stehen.

Ihre Abb.1 zeigt das gestreute Spektrum von der Echelle mit überlappenden Ordnungen.

Um die Ordnungen zu trennen, betrachten Sie Abb. 1 mit dem Kreuz-Dispersions-Element, aber mit der Quer-Disperser-Dispersionsrichtung entlang der y-Achse Ihrer Bilder. Ein Schema wäre etwa so, wo die Gitterlinien mit Linien angezeigt werden. (Ich glaube, dieses Bild stammt ursprünglich aus der Optical Astronomical Spectroscopy von CR Kitchin).

Die Schlitzausrichtung wäre parallel zu den Lineaturen auf der Echelle, aber Sie müssen den Schlitz kurz genug machen, damit die Ordnungen durch den Kreuzverteiler getrennt werden können.

Das sollte so etwas wie das unten gezeigte erzeugen, wenn Sie es mit einer Kontinuumsquelle beleuchten. Was Sie genau sehen, hängt von der Dispersionsleistung des Kreuzverteilers ab (sollte niedrig sein und oft werden Prismen verwendet), wie groß Ihr CCD ist und wie lang Ihr Spalt ist.