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DESIS Design und Spezifikationen

Das DESIS -Spektrometer ist für den Spektralbereich von 400 bis 1000 nm (VIS-NIR) optimiert. Das Institut für Optische Sensorsysteme hat eine lange Tradition und im Bereich des (Bild-) Spektrometers im Weltraum (MKS auf IK21, MOS auf IRS, MeRTIS auf Bepi Colombo) und ist an einigen neueren Entwicklungen beteiligt (EnMAP, Sentinel 4). Aus dieser Tradition und der damit verbundenen Erfahrung ist nun DESIS entstanden.

DESIS: anspruchsvolles Design für MUSES auf der ISS:

• Kompakte Struktur mit einer minimalen Anzahl von optischen Komponenten (Linse, Spalt, Primärspiegel, konvexes Gitter und CMOS-Array-Detektor)
• Hat ein korrigiertes, telezentrisches Objektiv (robust, einfache Einstellung, geringe Masse) mit flachem Feld und minimalen Aberrationen
• Sphärischer Primärspiegel, der Kollimations- und Abbildungsoptik kombiniert
• Konvexes Gitter als Dispersionselement, die entsprechende Optimierung des Spektrometers bei hoher räumlicher und spektraler Auflösung bis zu einer flachen Brennebene
• Das speziell entwickelte Rillenprofil des Gitters führt zu einer vollständigen Unterdrückung des Spektrums zweiter Ordnung und einer minimalen Polarisationsempfindlichkeit
• Zwei Eingangsspiegel ermöglichen die Änderung des Blickwinkels  

DESIS-Spektrometer Leistungsdaten

DESIS: ein Offner- Spektrometer

Das optische Design des Offner-Spektrometers basiert auf einem von A. Offner konzipierten, abbildenden Spiegelsystem und einem telezentrischen Objektiv als Voroptik. Das Spiegel-Abbildungssystem zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, dass sich mit wenigen optlschen Bauteilen eine durch den symmetrischen Strahlenverlauf bedingte, nahezu aberrationsfreie Abbildung im Maßstab 1:1 erreichen lässt. Zwei entscheidende Modifikationen wandeln das Offner- Spiegelsystem in ein leistungsfähiges, abbildendes Spektrometer um.

Das eintreffende Licht wird durch einen Spalt begrenzt und der sekundäre Konvexspiegel wird durch ein konvexes Beugungsgitter ersetzt.  Das Bild Offner-Spektrometer zeigt den schematischen Aufbau. Um Abbildungsfehler  im Spektrometer durch weit außeraxiale Strahlen zu reduzieren, sowie die Baugröße des Primärspiegels gering zu halten, wird ein telezentrischer Strahlengang gewählt.

Der einfache Aufbau und die guten Abbildungseigenschaften dieser Spektrometer-Konzeption bieten ideale Voraussetzungen für eine optisch hochauflösende, mechanisch stabile und kompakte Gerätekonstruktion eines abbildenden Spektrometers.