Linsen für Spektroskop

    Hallo ich bin neu hier.

    Bin der elbflitter und hab da ein Anliegen was nicht viel mit Astronomie zu tun hat. Ich hoffe aber das man mir hier dennoch helfen kann


    Ich sammle Edelsteine aus Flussseifen und habe mir zur Bestimmung der Absorptionslinien ein Kameraspektroskop gebaut, welches bei sehr dünnen Steinen funktiiniert, und ich die Steine bestimmen kann.

    Als Lichtquelle benutze ich eine Xenon Taschenlampe da die Xenonlampe das volle Spektrum hat. Das Licht reicht aber nicht aus um dicker Steine 2mm+ ausreichend zu durchleuchten. Jetzt wollte ich das Licht gern auf ein 1mm Durchmesser Glasfaser bündeln indem ich mir eine Linsenkonstruktion Bau ich habe schon Feldversuch mit einer einfachen sammellinse gemacht welche sehr vielversprechend aussehen leider ist der Durchmesser des Brennpunkts immernoch knapp 1 cm groß. Wie bekomme ich das Licht am besten weiter gebündelt.


    Mfg Elbflitter

    Hallo Elbfitter,


    der Lichtbuendelung auf einen Glasfaserkern sind durch die Ausdehnung der Lichtquelle einerseits, der numerischen Apertur der Glasfaser andererseits, Grenzen gesetzt.


    Deine LIchtquelle, ob nun ein Xenonlampenfilament oder beispielsweise eine weisse LED, die auch ein Kontinuum hat, ist ausgedehnt. Eine Linse kann einen Teil dieser ausgedehnten Lichtquelle auf den Faserkern projizieren. Nun koenntest Du eine Linse kuerzerer Brennweite nehmen, um einen groesseren Anteil der ausgedehnten Lichtquelle auf den Faserkern projizieren zu koennen. Aber das laesst sich nur mit einer kuerzeren Brennweite Deiner Linse erreichen. Und irgendwann wird dann das Oeffnungsverhaeltnis schneller, als die numerische Apertur Deiner Faser zulaesst.

    Typische numerische Aperturen von Glasfasern sind 0.12 (= f/4.17) und 0.22 (= f/2.27). Allgemein gilt N=1/2NA, wobei NA die numerische Aperture und N die Oeffnungszahl ist.

    Versuchts Du beispielsweise mit einer f/2-Linse, mehr Licht auf den Faserkern zu konzentrieren, dann ueberschreitet ein Anteil des Lichts die numerische Apertur. Dieses Licht wird dann nicht mehr durch den Lichtleiter transportiert und geht verloren.


    Der beste Ansatz ist, eine Kontinuumsquelle zu finden, die eine moeglichst geringe lineare Ausdehnung hat und dabei eine moeglichst grosse Helligkeit aufweist.

    Hallo JSchmoll


    Danke für die Erklärung. Ich werde es noch mal mir einer Linse Versuchen ich suche schon über ein Jahr nach einer Lichtquelle die hell ist und von blau bis rot das volle Spektrum hat ohne die üblichen Täler der LED. Oft kommt bei den LED ja ein farbbreich nur sehr schwach durch.

    Wenn jemand eine solche Lichtquelle kennt würde ich mich über einen Tip freuen


    Mfg Elbflitter

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