2022/03/03抽象的な
分光器は、現代の科学研究および産業用途において重要な装置です。その応用範囲をさらに拡大するため、研究者らは、従来の設計で使用されていた機械的な可動部品を置き換える8つのサブグレーティングを組み込んだデュアルチャンネル分光器を提案しました。2組の四重スペクトルが、それぞれDhyana 90Aカメラの上部焦点面と下部焦点面での回折とイメージングに使用されます。このカメラの400nmにおける量子効率は約90%です。分光システムのコスト効率の高さに加え、分光器のコンパクトな設計により、複数のスペクトルを同時に測定することが可能です。
図1 分光器システムの概略図。(a) S1とS2は2つの独立した光学スリットである。G1とG2はそれぞれ4つのサブグレーティングからなる2組のグレーティングである。G1とG2からの4重折り畳まれたスペクトル線は、それぞれBSI-CMOSアレイ検出器の焦点面の上部と下部に高解像度で結像される。(b) 1組の光学素子（S1、G1、ミラー1と2、およびフィルタセットF）は、チャネル1のスペクトル線がBSI-CMOS検出器Dの焦点面の上部に結像されるように配置されている。(a)のF1とF2に示されている灰色の位置は、フィルタなしの空白である。
図2 提案された設計に基づいて構築された小型分光計の写真
画像技術の分析
しかし、分光器は状況によっては複数の光信号を同時に測定する必要があり、従来の検出器による測定では、時間に関連する誤差や光路の変化によって生じる誤差の影響を受けます。また、異なる環境条件下で同じ量子効率を実現するために異なる検出器を使用することも困難です。そこで、これらの困難を克服するために、研究者らはDhyana 90Aをベースとした新しい小型分光器を研究しています。Dhyana 90Aは、広いスペクトル範囲（検出波長200～950 nm）、高いフレームレート（毎秒24フレーム）、高解像度（0.1 nm/ピクセル未満）、および16ビットの高ダイナミックレンジを特徴としています。複数のスペクトルチャネルで共有されるこの高度な2次元BSI-CMOSアレイ検出器の使用は、将来の高度な分光器開発のトレンドを示すものと期待されています。
参考資料
Zang KY、Yao Y、Hu ET、Jiang AQ、Zheng YX、Wang SY、Zhao HB、Yang YM、Yoshie O、Lee YP、Lynch DW、Chen LY。「同じBSI-CMOS検出器を共有する2つのスペクトルチャネルを備えた高性能分光計」。Sci Rep. 2018年8月23日;8(1):12660。doi: 10.1038/s41598-018-31124-y。PMID: 30139954; PMCID: PMC6107652。
