Monochromator and Method for Monochromator-Based Electromagnetic Radiation

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This invention describes a monochromator system for selecting narrow bandwidths (wavelengths) of electromagnetic radiation, such as light. Unlike conventional monochromators that often use diffraction gratings and mirrors, this design relies primarily on a prism and adjustable lenses. The prism can be rotated to select specific wavelengths, while movable lenses ensure that the focused output remains sharp across the chosen spectral range, compensating for chromatic aberration. The invention can also comprise a system of multiple such monochromators for even higher spectral purity and broader ranges, and computer-controlled adjustments are possible for high precision.

Use CasesContent extracted from patent full text and abstract with AI.

• Spectroscopic analysis in physics, chemistry, biology laboratories
• Scientific instrumentation for measuring light spectra, e.g., for photodetectors or calibration
• Industrial quality control tasks requiring precise wavelength selection (e.g., semiconductor manufacturing)
• Medical diagnostics involving optical measurements
• Environmental monitoring (e.g., spectroscopic detection of pollutants)
• Research in photonics and optical component development
• Microelectronics fabrication where controlled illumination is needed

BenefitsContent extracted from patent full text and abstract with AI.

• Continuous, gapless wavelength selection over a broad spectral range (from deep ultraviolet to near-infrared)
• Improved light throughput and intensity due to the use of prisms and absence of mirrors
• Higher spectral purity and reduced stray light with multi-stage systems
• Precise compensation for chromatic focus shifts via movable lenses, ensuring optimal imaging at all wavelengths
• Robustness and simplicity in mechanical design compared to grating-based systems
• Potential for full computer automation, enabling fast, repeatable, and precise wavelength tuning
• Compact arrangement when multiple stages are used thanks to shared optical paths

Technical Classifications (CPCs)

Inventors & Applicants

Patent Abstract

Die Erfindung betrifft einen Monochromator (1), aufweisend eine Eintrittsöffnung (2) für elektromagnetische Strahlung sowie eine Austrittsöffnung (3), ein Prisma (4), eine erste und eine zweite Linse (11,12), wobei die erste Linse (11) in einem Strahlengang (5) zwischen dem Prisma (4) und der Eintrittsöffnung (2) und die zweite Linse (12) im Strahlengang (5) zwischen dem Prisma (4) und der Austrittsöffnung (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Prisma (4) in Bezug zu den Öffnungen (2,3) zwischen zumindest einer ersten und einer zweiten Stellung drehbar ist, wobei in der ersten Stellung eine erste Wellenlänge von (durch die Eintrittsöffnung des Monochromators) einfallender elektromagnetischer Strahlung auf die Austrittsöffnung (3) abgebildet wird und wobei in der zweiten Stellung eine zweite Wellenlänge der (durch die Eintrittsöffnung in den Monochromator) einfallenden elektromagnetischen Strahlung auf die Austrittsöffnung (3) abgebildet wird, wobei zumindest die zweite Linse (12) korrespondierend zur ersten und zweiten Stellung des Prismas (4) entlang des Strahlengangs (5) zwischen einer ersten und einer zweiten Position verschiebbar ist, sodass eine chromatische Verschiebung eines Fokus an der Austrittsöffnung (3) kompensierbar ist.Weiterhin betrifft die Erfindung ein Monochromator-System (10), sowie insbesondere computerimplementierte Verfahren zur Monochromatisierung elektromagnetischer Strahlung mittels des Monochromators (1) oder des Monochromator-Systems (10).