22/03/03Abstrakt
Spektrometre er en nøgleenhed i moderne videnskabelig forskning og industrielle anvendelser. For yderligere at udvide deres anvendelsesområde har forskere foreslået et dobbeltkanalspektrometer, der inkorporerer otte undergitre, som erstatter de mekaniske bevægelige dele, der anvendes i traditionelle designs. To sæt firkantede spektre bruges til diffraktion og billeddannelse i henholdsvis det øvre og nedre fokusplan af Dhyana 90A-kameraet. Kameraets kvanteeffektivitet ved 400 nm er omkring 90 %. Ud over de omkostningseffektive fordele ved det spektroskopiske system muliggør spektrometerets kompakte design samtidig måling af flere spektre.
Fig. 1 Skematisk illustration af spektrometersystemet. (a) S1 og S2 er to uafhængige optiske spalter. G1 og G2 er to sæt gitre, der hver består af 4 undergitre. De 4-foldede spektrallinjer fra G1 og G2 er afbildet med høj opløsning på henholdsvis den øvre og nedre del af BSI-CMOS array-detektorens fokusplan. (b) Et sæt optiske elementer (S1, G1, spejle 1 og 2 og filtersæt F) er arrangeret således, at spektrallinjerne i kanal 1 er afbildet på den øvre del af BSI-CMOS-detektorens D fokusplan. De grå positioner vist i F1 og F2 i (a) er blanke (uden filtre).
Fig. 2 Fotografi af det kompakte spektrometer konstrueret i overensstemmelse med det foreslåede design
Analyse af billeddannelsesteknologi
Imidlertid er spektrometre i nogle situationer nødt til at måle mere end ét lyssignal på samme tid. Konventionel detektormåling i forskellige tidsintervaller vil lide under tidsrelaterede fejl eller fejl forårsaget af skiftende lysbaner. Og det er vanskeligt at bruge forskellige detektorer til at opnå den samme kvanteeffektivitet under forskellige miljøforhold. For at overvinde disse vanskeligheder studerer forskere derfor et nyt kompakt spektrometer baseret på Dhyana 90A. Dhyana 90A har et bredt spektralområde (200-950 nm detektionsbølgelængde), høj billedhastighed (24 billeder pr. sekund), høj opløsning (bedre end 0,1 nm/pixel) og et 16-bit højt dynamisk område. Denne brug af en avanceret todimensionel BSI-CMOS array-detektor, der deles af flere spektrale kanaler, håber at repræsentere en fremtidig tendens inden for avanceret spektrometreudvikling.
Referencekilde
Zang KY, Yao Y, Hu ET, Jiang AQ, Zheng YX, Wang SY, Zhao HB, Yang YM, Yoshie O, Lee YP, Lynch DW, Chen LY. Et højtydende spektrometer med to spektrale kanaler, der deler den samme BSI-CMOS-detektor. Sci Rep. 2018 23. august;8(1):12660. doi: 10.1038/s41598-018-31124-y. PMID: 30139954; PMCID: PMC6107652.
