22/03/03תַקצִיר
ספקטרומטרים הם מכשיר מפתח במחקר מדעי מודרני וביישומים תעשייתיים. כדי להרחיב עוד יותר את טווח היישומים שלהם, חוקרים הציעו ספקטרומטר דו-ערוצי המשלב שמונה סריגות משנה, המחליפות את החלקים הנעים המכניים המשמשים בעיצובים מסורתיים. שתי קבוצות של ספקטרום מרובע משמשות לדיפרקציה והדמיה במישור המוקד העליון והתחתון של מצלמת Dhyana 90A, בהתאמה. יעילות הקוונטים של המצלמה ב-400 ננומטר היא כ-90%. בנוסף ליתרונות העלות-תועלת של המערכת הספקטרוסקופית, העיצוב הקומפקטי של הספקטרומטר מאפשר מדידה בו זמנית של ספקטרומים מרובים.
איור 1 איור סכמטי של מערכת הספקטרומטר. (א) S1 ו-S2 הם שני חריצים אופטיים בלתי תלויים. G1 ו-G2 הם שתי קבוצות של סריגות, כל אחת מורכבת מ-4 תת-סריגות. קווי הספקטרל המקופלים 4 מ-G1 ו-G2 מצולמים ברזולוציה גבוהה בחלקים העליונים והתחתונים, בהתאמה, של מישור המוקד של גלאי מערך BSI-CMOS. (ב) קבוצה אחת של אלמנטים אופטיים (S1, G1, מראות 1 ו-2, ומערכת מסננים F) מסודרת כך שקווי הספקטרל של ערוץ 1 מצולמים בחלק העליון של מישור המוקד של גלאי BSI-CMOS D. המיקומים האפורים המוצגים ב-F1 ו-F2 ב-(א) ריקים (ללא מסננים).
איור 2 תצלום של הספקטרומטר הקומפקטי שנבנה בהתאם לתכנון המוצע
ניתוח טכנולוגיית הדמיה
עם זאת, ספקטרומטרים צריכים למדוד יותר מאות אור אחד בו זמנית במצבים מסוימים. מדידה בגלאים קונבנציונליים במרווחי זמן שונים תסבול משגיאות הקשורות לזמן או משגיאות הנגרמות על ידי שינוי נתיבי אור. וקשה להשתמש בגלאים שונים כדי להשיג את אותה יעילות קוונטית בתנאי סביבה שונים. לכן, כדי להתגבר על קשיים אלה, חוקרים חוקרים ספקטרומטר קומפקטי חדש המבוסס על Dhyana 90A. ל-Dhyana 90A טווח ספקטרלי רחב (אורך גל גילוי 200-950 ננומטר), קצב פריימים גבוה (24 פריימים לשנייה), רזולוציה גבוהה (טובה מ-0.1 ננומטר/פיקסל) וטווח דינמי גבוה של 16 סיביות. שימוש זה בגלאי מערך BSI-CMOS דו-ממדי מתקדם המשותף למספר ערוצים ספקטרליים מקווה לייצג מגמה עתידית של פיתוח ספקטרומטרים מתקדמים.
מקור ההפניה
Zang KY, Yao Y, Hu ET, Jiang AQ, Zheng YX, Wang SY, Zhao HB, Yang YM, Yoshie O, Lee YP, Lynch DW, Chen LY. ספקטרומטר בעל ביצועים גבוהים עם שני ערוצים ספקטרליים החולקים את אותו גלאי BSI-CMOS. Sci Rep. 23 באוגוסט 2018;8(1):12660. doi: 10.1038/s41598-018-31124-y. PMID: 30139954; PMCID: PMC6107652.
