22.3.2003Abstrakti
Spektrometrit ovat avainasemassa nykyaikaisessa tieteellisessä tutkimuksessa ja teollisissa sovelluksissa. Laajentaakseen sovellusaluetta entisestään tutkijat ovat ehdottaneet kaksikanavaista spektrometriä, jossa on kahdeksan hilaa, jotka korvaavat perinteisissä malleissa käytetyt mekaaniset liikkuvat osat. Dhyana 90A -kameran ylemmässä ja alemmassa polttotasossa käytetään kahta nelikertaista spektrisarjaa diffraktioon ja kuvantamiseen. Kameran kvanttitehokkuus 400 nm:ssä on noin 90 %. Spektroskooppisen järjestelmän kustannustehokkaiden etujen lisäksi spektrometrin kompakti rakenne mahdollistaa useiden spektrien samanaikaisen mittaamisen.
Kuva 1 Spektrometrijärjestelmän kaaviokuva. (a) S1 ja S2 ovat kaksi itsenäistä optista rakoa. G1 ja G2 ovat kaksi hilaryhmää, joista kumpikin koostuu neljästä alihalastosta. G1:n ja G2:n neljään kertaan taitetut spektriviivat kuvataan suurella resoluutiolla BSI-CMOS-ilmaisimen polttotason ylä- ja alaosaan. (b) Yksi optisten elementtien ryhmä (S1, G1, peilit 1 ja 2 sekä suodinsarja F) on järjestetty siten, että kanavan 1 spektriviivat kuvataan BSI-CMOS-ilmaisimen D polttotason yläosaan. Kuvassa (a) F1:ssä ja F2:ssa esitetyt harmaat kohdat ovat tyhjiä (ilman suodattimia).
Kuva 2. Valokuva ehdotetun suunnitelman mukaisesti rakennetusta kompaktista spektrometristä
Kuvantamistekniikan analyysi
Spektrometrien on kuitenkin joissakin tilanteissa mitattava useampaa kuin yhtä valosignaalia samanaikaisesti. Perinteiset ilmaisinmittaukset eri aikaväleillä kärsivät aikaan liittyvistä virheistä tai muuttuvien valoreittien aiheuttamista virheistä. Ja eri ilmaisimien käyttäminen saman kvanttitehokkuuden saavuttamiseksi erilaisissa ympäristöolosuhteissa on vaikeaa. Siksi näiden vaikeuksien voittamiseksi tutkijat tutkivat uutta kompaktia spektrometriä, joka perustuu Dhyana 90A:han. Dhyana 90A:lla on laaja spektrialue (200–950 nm:n havaitsemisaallonpituus), korkea kuvataajuus (24 kuvaa sekunnissa), korkea resoluutio (parempi kuin 0,1 nm/pikseli) ja 16-bittinen laaja dynaaminen alue. Tämän edistyneen kaksiulotteisen BSI-CMOS-matriisidetektorin, jota jakavat useat spektrikanavat, toivotaan edustavan edistyneiden spektrometrien kehityksen tulevaisuuden trendiä.
Viitelähde
Zang KY, Yao Y, Hu ET, Jiang AQ, Zheng YX, Wang SY, Zhao HB, Yang YM, Yoshie O, Lee YP, Lynch DW, Chen LY. Korkean suorituskyvyn spektrometri, jossa on kaksi spektrikanavaa ja jotka jakavat saman BSI-CMOS-detektorin. Sci Rep. 23. elokuuta 2018;8(1):12660. doi: 10.1038/s41598-018-31124-y. PMID: 30139954; PMCID: PMC6107652.
