2022/03/03Astratto
Gli spettrometri sono strumenti fondamentali nella ricerca scientifica moderna 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, in sostituzione delle parti meccaniche mobili utilizzate nei modelli tradizionali. Due set di spettri quadrupli vengono utilizzati per la diffrazione e l'imaging rispettivamente nel piano focale superiore e inferiore della telecamera Dhyana 90A. L'efficienza quantica della telecamera a 400 nm è di circa il 90%. Oltre ai vantaggi in termini di rapporto costo-efficacia del sistema spettroscopico, il design compatto dello spettrometro consente la misurazione simultanea di più spettri.
Figura 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 quadruplicate di G1 e G2 vengono proiettate ad alta risoluzione rispettivamente sulla parte superiore e inferiore del piano focale del rivelatore a matrice BSI-CMOS. (b) Una serie di elementi ottici (S1, G1, specchi 1 e 2 e set di filtri F) è disposta in modo tale che le linee spettrali del canale 1 vengano proiettate sulla parte superiore del piano focale del rivelatore BSI-CMOS D. Le posizioni grigie mostrate in F1 e F2 in (a) sono vuote (senza filtri).
Figura 2 Fotografia dello spettrometro compatto realizzato secondo il progetto proposto
Analisi della tecnologia di imaging
Tuttavia, in alcune situazioni gli spettrometri devono misurare più segnali luminosi contemporaneamente. Le misurazioni con rivelatori convenzionali a intervalli di tempo diversi risentono di errori temporali o di errori indotti da percorsi ottici variabili. Inoltre, è difficile utilizzare rivelatori diversi per ottenere la stessa efficienza quantica in condizioni ambientali differenti. Pertanto, per superare queste difficoltà, i ricercatori stanno studiando un nuovo spettrometro compatto basato sul Dhyana 90A. Il Dhyana 90A offre un ampio intervallo spettrale (lunghezza d'onda di rilevamento 200-950 nm), un'elevata frequenza di acquisizione (24 fotogrammi al secondo), un'alta risoluzione (superiore a 0,1 nm/pixel) e un'elevata gamma dinamica a 16 bit. L'utilizzo di un rivelatore a matrice BSI-CMOS bidimensionale avanzato, condiviso da più canali spettrali, si propone di rappresentare 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 rivelatore BSI-CMOS. Sci Rep. 23 agosto 2018;8(1):12660. doi: 10.1038/s41598-018-31124-y. PMID: 30139954; PMCID: PMC6107652.
