Ein CCD-oder ladungsgekoppeltes Gerät ist ein hochempfindlicher Photonendetektor. Es ist in eine große Anzahl lichtempfindlicher kleiner Bereiche unterteilt, die als Pixel bezeichnet werden und mit denen ein Bild des interessierenden Bereichs zusammengesetzt werden kann.
Ein CCD ist ein Mehrkanal-Array-Detektor auf Siliziumbasis aus UV -, sichtbarem und nahezu Infra-Licht. Diese werden für die Spektroskopie verwendet, da sie extrem lichtempfindlich sind. Das macht diese Detektoren für die Analyse des inhärent schwachen Raman-Signals geeignet., Es ermöglicht auch den Mehrkanalbetrieb, dh das gesamte Spektrum kann in einer einzigen Erfassung erfasst werden.
CCDs werden weit über Sensoren in Digitalkameras hinaus eingesetzt. Versionen, die für die wissenschaftliche Spektroskopie verwendet werden, sind von einem wesentlich höheren Grad, um die bestmögliche Empfindlichkeit, Gleichmäßigkeit und Rauscheigenschaften zu geben.
CCD-Detektoren sind typischerweise eindimensional, als linear oder zweidimensional bezeichnet, als Flächenarrays von Tausenden oder Millionen einzelner Detektorelemente bezeichnet. Diese Elemente werden als Pixel bezeichnet., Jedes Element interagiert mit Licht, um eine Ladung aufzubauen. Je heller das Licht und / oder je länger die Interaktion ist, desto mehr Ladung wird registriert. Am Ende der Messung zieht die Ausleseelektronik die Ladung von den Elementen, und jeder einzelne Ladungswert wird gemessen.
In einem typischen Raman-Spektrometer wird das Raman-Streulicht unter Verwendung eines Beugungsgitters dispergiert. Dieses dispergierte Licht wird auf die lange Achse des CCD-Arrays projiziert. Das erste Element erkennt Licht von der niedrigen cm-1 – Kante des Spektrums., Das zweite Element erkennt Licht von der nächsten spektralen Position und so weiter. Das letzte Element erkennt Licht von der hohen cm-1 – Kante des Spektrums.
CCDs benötigen ein gewisses Maß an Kühlung, um sie für die hochwertige Spektroskopie geeignet zu machen. Dies geschieht typischerweise entweder unter Verwendung der Peltier-Kühlung, die für Temperaturen bis zu-90 ° C geeignet ist, und der kryogenen Kühlung mit flüssigem Stickstoff. Die meisten Raman-Systeme verwenden Peltier-gekühlte Detektoren, aber flüssigstickstoffgekühlte Detektoren haben immer noch Vorteile für bestimmte spezielle Anwendungen.