Studierendenlabor Fourier-Spektroskopie

Hamburger Sternwarte

Im Frühjahr 2010 wurde an der Hamburger Sternwarte ein infrarot/optisches Forschungsspektrometer (hochauflösendes Fouriertransformspektrometer Bruker IFS125HR) beschafft. Das Gerät wird für Präzisionsspektroskopie in der Astronomie und Laborastrophysik und für die Langzeitüberwachung von sekundären Frequenz-standards eingesetzt.

Die Fourierinterferometrie/-spektroskopie ist eine wichtige Methode mit vielen Anwendungsmöglichkeiten in der Physik und Astronomie. Da einerseits von den Studierenden verstärkt Interesse an praktischen Lehrinhalten gezeigt wird, andererseits das Forschungsgerät zur Zeit für 'heiße' Themen relevant ist (Exoplaneten, Variation der Naturkonstanten), sollte das FTS in den Lehrbetrieb einbezogen, und mit den beantragten Mittel aus den Studiengebühren dafür ausgerüstet werden.

Neben der Vereinfachung des Betriebs und der Erhöhung der Betriebsicherheit bestanden die wichtigsten Maßnahmen in der Implementierung von optischen Ports und externen Meßplätzen, sowie der Möglichkeit der Beobachtung der Sonne als erster astronomischer Strahlungsquelle.

Das Bild zeigt im Hintergrund das das große Michelson-Interferometer. Die Optomechanik zur Ansteuerung der externen Eingänge und Ausgänge befindet sich im Vakuumbereich. Der Eingang für konvergente Strahlung in der Aussparung auf der rechten Seite wird durch die dem jeweiligen Experiment angepasste Optik auf dem (mobilen) optischen Tisch gespeist. Daneben wird hier bei Sonnenbeobachtungen das vom einem externen Solarverfolger und der größen Adapteroptik erzeugte Sonnenbild projiziert. Am Ausgang für parallele Strahlung (Bildmitte) formiert eine externe Optik - hier ein Teleskopobjektiv - den Spektrometer-Strahl für externe Proben oder Bilddetektoren.

Für einfache Sonnenbeobachtungen kann Sonnenlicht über eine Glasfaser in den externen Eingangsfokus des FTS geleitet werden. Für Sonnenbeobachtungen mit höherer Ortsauflösung (z.B. für Sonnenflecken) und für Atmosphärenmessungen mit der Sonne als Hintergrundquelle ist ein Spezialteleskop nötig. Mangels geeigneter (und bezahlbarer) kommerzieller Geräte wird im Rahmen einer Diplomarbeit ein Sonnenverfolger konstruiert.

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Günter Wiedemann | gwiedemann@hs.uni-hamburg.de