03/03/2022Resumo
Espectrômetros são dispositivos essenciais na pesquisa científica moderna e em aplicações industriais. Para ampliar ainda mais seu leque de aplicações, pesquisadores propuseram um espectrômetro de canal duplo que incorpora oito subgrades, substituindo as partes móveis mecânicas utilizadas em projetos tradicionais. Dois conjuntos de espectros quádruplos são utilizados para difração e imageamento nos planos focais superior e inferior da câmera Dhyana 90A, respectivamente. A eficiência quântica da câmera em 400 nm é de aproximadamente 90%. Além das vantagens de custo-benefício do sistema espectroscópico, o design compacto do espectrômetro permite a medição simultânea de múltiplos espectros.
Figura 1. Ilustração esquemática do sistema do espectrômetro. (a) S1 e S2 são duas fendas ópticas independentes. G1 e G2 são dois conjuntos de grades de difração, cada um consistindo de 4 subgrades. As linhas espectrais quadruplicadas de G1 e G2 são projetadas com alta resolução nas partes superior e inferior, respectivamente, do plano focal do detector de matriz BSI-CMOS. (b) Um conjunto de elementos ópticos (S1, G1, espelhos 1 e 2 e conjunto de filtros F) é disposto de forma que as linhas espectrais do canal 1 sejam projetadas na parte superior do plano focal do detector BSI-CMOS D. As posições em cinza mostradas em F1 e F2 em (a) estão em branco (sem filtros).
Figura 2. Fotografia do espectrômetro compacto construído de acordo com o projeto proposto.
Análise da tecnologia de imagem
No entanto, em algumas situações, os espectrômetros precisam medir mais de um sinal de luz simultaneamente. Medições convencionais com detectores em diferentes intervalos de tempo sofrem com erros relacionados ao tempo ou erros induzidos por mudanças no caminho da luz. Além disso, é difícil usar detectores diferentes para obter a mesma eficiência quântica em diferentes condições ambientais. Portanto, para superar essas dificuldades, pesquisadores estudam um novo espectrômetro compacto baseado no Dhyana 90A. O Dhyana 90A apresenta uma ampla faixa espectral (comprimento de onda de detecção de 200 a 950 nm), alta taxa de quadros (24 quadros por segundo), alta resolução (melhor que 0,1 nm/pixel) e alta faixa dinâmica de 16 bits. Espera-se que o uso de um detector de matriz BSI-CMOS bidimensional avançado, compartilhado por múltiplos canais espectrais, represente uma tendência futura no desenvolvimento de espectrômetros avançados.
Fonte de referência
Zang KY, Yao Y, Hu ET, Jiang AQ, Zheng YX, Wang SY, Zhao HB, Yang YM, Yoshie O, Lee YP, Lynch DW, Chen LY. Um espectrômetro de alto desempenho com dois canais espectrais compartilhando o mesmo detector BSI-CMOS. Sci Rep. 2018 Aug 23;8(1):12660. doi: 10.1038/s41598-018-31124-y. PMID: 30139954; PMCID: PMC6107652.
