22/03/03Astratto
Gli spettrometri sono uno strumento chiave nella moderna ricerca scientifica e nelle applicazioni industriali. Per ampliare ulteriormente il loro campo di applicazione, i ricercatori hanno proposto uno spettrometro a doppio canale che incorpora otto sottoreticoli, sostituendo le parti meccaniche mobili utilizzate nei modelli tradizionali. Due set di spettri quadrifold vengono utilizzati per la diffrazione e l'imaging rispettivamente nel piano focale superiore e inferiore della fotocamera Dhyana 90A. L'efficienza quantica della fotocamera a 400 nm è di circa il 90%. Oltre ai vantaggi economici del sistema spettroscopico, il design compatto dello spettrometro consente la misurazione simultanea di più spettri.
Fig. 1 Illustrazione schematica del sistema spettrometrico. (a) S1 e S2 sono due fenditure ottiche indipendenti. G1 e G2 sono due serie di reticoli, ciascuno composto da 4 sottoreticoli. Le linee spettrali a 4 pieghe di G1 e G2 vengono visualizzate ad alta risoluzione rispettivamente sulla parte superiore e inferiore del piano focale del rivelatore a matrice BSI-CMOS. (b) Un set di elementi ottici (S1, G1, specchi 1 e 2 e set di filtri F) è disposto in modo tale che le linee spettrali del canale 1 vengano visualizzate sulla parte superiore del piano focale del rivelatore BSI-CMOS D. Le posizioni in grigio mostrate in F1 e F2 in (a) sono vuote (senza filtri).
Fig 2 Fotografia dello spettrometro compatto costruito secondo il progetto proposto
Analisi della tecnologia di imaging
Tuttavia, in alcune situazioni gli spettrometri devono misurare più segnali luminosi contemporaneamente. Le misurazioni convenzionali con rivelatori in intervalli di tempo diversi risentono di errori temporali o indotti dalla variazione del percorso della luce. È inoltre difficile utilizzare rivelatori diversi per ottenere la stessa efficienza quantistica in condizioni ambientali diverse. Pertanto, per superare queste difficoltà, i ricercatori stanno studiando un nuovo spettrometro compatto basato su Dhyana 90A. Il Dhyana 90A offre un'ampia gamma spettrale (lunghezza d'onda di rilevamento 200-950 nm), un'elevata frequenza di fotogrammi (24 fotogrammi al secondo), un'elevata risoluzione (superiore a 0,1 nm/pixel) e un'elevata gamma dinamica a 16 bit. L'utilizzo di un rivelatore array BSI-CMOS bidimensionale avanzato, condiviso da più canali spettrali, rappresenta una tendenza futura nello sviluppo di spettrometri avanzati.
Fonte di riferimento
Zang KY, Yao Y, Hu ET, Jiang AQ, Zheng YX, Wang SY, Zhao HB, Yang YM, Yoshie O, Lee YP, Lynch DW, Chen LY. Uno spettrometro ad alte prestazioni con due canali spettrali che condividono lo stesso rilevatore BSI-CMOS. Sci Rep. 23 agosto 2018;8(1):12660. doi: 10.1038/s41598-018-31124-y. PMID: 30139954; PMCID: PMC6107652.
