03/03/2022Abstrait
Les spectromètres sont des instruments essentiels à la recherche scientifique moderne et aux applications industrielles. Afin d'étendre leur champ d'application, des chercheurs ont proposé un spectromètre à deux canaux intégrant huit sous-réseaux, remplaçant ainsi les pièces mobiles mécaniques des modèles traditionnels. Deux ensembles de spectres quadruples sont utilisés pour la diffraction et l'imagerie, respectivement dans les plans focaux supérieur et inférieur de la caméra Dhyana 90A. Le rendement quantique de cette caméra à 400 nm est d'environ 90 %. Outre son faible coût, la conception compacte du spectromètre permet la mesure simultanée de plusieurs spectres.
Figure 1. Illustration schématique du spectromètre. (a) S1 et S2 sont deux fentes optiques indépendantes. G1 et G2 sont deux réseaux de diffraction, chacun composé de 4 sous-réseaux. Les raies spectrales quadruples issues de G1 et G2 sont imagées avec une haute résolution respectivement sur les parties supérieure et inférieure du plan focal du détecteur CMOS BSI. (b) Un ensemble d'éléments optiques (S1, G1, miroirs 1 et 2, et filtre F) est agencé de sorte que les raies spectrales du canal 1 soient imagées sur la partie supérieure du plan focal du détecteur CMOS BSI D. Les emplacements grisés de F1 et F2 en (a) correspondent à des zones vierges (sans filtre).
Figure 2. Photographie du spectromètre compact construit conformément au modèle proposé.
Analyse des technologies d'imagerie
Cependant, dans certaines situations, les spectromètres doivent mesurer simultanément plusieurs signaux lumineux. Les mesures effectuées par des détecteurs conventionnels à différents intervalles de temps sont sujettes à des erreurs temporelles ou induites par des variations du trajet optique. De plus, il est difficile d'obtenir le même rendement quantique avec différents détecteurs dans des conditions environnementales variées. C'est pourquoi, afin de surmonter ces difficultés, les chercheurs étudient un nouveau spectromètre compact basé sur le Dhyana 90A. Ce dernier se caractérise par une large gamme spectrale (longueur d'onde de détection de 200 à 950 nm), une fréquence d'acquisition élevée (24 images par seconde), une haute résolution (inférieure à 0,1 nm/pixel) et une plage dynamique étendue de 16 bits. L'utilisation d'un détecteur matriciel BSI-CMOS bidimensionnel avancé, partagé par plusieurs canaux spectraux, pourrait préfigurer une future tendance dans le développement des spectromètres de pointe.
Source de référence
Zang KY, Yao Y, Hu ET, Jiang AQ, Zheng YX, Wang SY, Zhao HB, Yang YM, Yoshie O, Lee YP, Lynch DW, Chen LY. Spectromètre haute performance à deux canaux spectraux utilisant le même détecteur BSI-CMOS. Sci Rep. 2018 Aug 23;8(1):12660. doi: 10.1038/s41598-018-31124-y. PMID: 30139954; PMCID: PMC6107652.
