22/03/03Абстрактный
Спектрометры играют ключевую роль в современных научных исследованиях и промышленных приложениях. Для дальнейшего расширения области их применения исследователи предложили двухканальный спектрометр, включающий восемь субрешеток, заменяющих механические подвижные части, используемые в традиционных конструкциях. Два набора квадрифолдных спектров используются для дифракции и визуализации в верхней и нижней фокальной плоскости камеры Dhyana 90A соответственно. Квантовая эффективность камеры на длине волны 400 нм составляет около 90%. Помимо экономичности спектроскопической системы, компактная конструкция спектрометра позволяет одновременно измерять несколько спектров.
Рис. 1. Схематическое изображение системы спектрометра. (a) S1 и S2 — две независимые оптические щели. G1 и G2 — два набора решёток, каждый из которых состоит из 4 субрешёток. Спектральные линии, сформированные 4-кратным смещением от G1 и G2, отображаются с высоким разрешением в верхней и нижней частях фокальной плоскости матричного детектора BSI-CMOS соответственно. (b) Один набор оптических элементов (S1, G1, зеркала 1 и 2 и набор фильтров F) расположен таким образом, что спектральные линии канала 1 отображаются в верхней части фокальной плоскости детектора BSI-CMOS D. Позиции F1 и F2, обозначенные серым цветом на рисунке (a), являются пустыми (без фильтров).
Рис. 2 Фотография компактного спектрометра, построенного в соответствии с предлагаемой конструкцией
Анализ технологий визуализации
Однако в некоторых ситуациях спектрометрам необходимо измерять более одного светового сигнала одновременно. Измерение с помощью обычного детектора в разные промежутки времени будет страдать от ошибок, связанных со временем, или ошибок, вызванных изменением путей распространения света. И сложно использовать разные детекторы для достижения одинаковой квантовой эффективности в разных условиях окружающей среды. Поэтому, чтобы преодолеть эти трудности, исследователи изучают новый компактный спектрометр на основе Dhyana 90A. Dhyana 90A отличается широким спектральным диапазоном (длина волны детектирования 200–950 нм), высокой частотой кадров (24 кадра в секунду), высоким разрешением (лучше 0,1 нм/пиксель) и 16-битным высоким динамическим диапазоном. Такое использование усовершенствованного двумерного матричного детектора BSI-CMOS, используемого несколькими спектральными каналами, надеется представить будущую тенденцию развития передовых спектрометров.
Источник ссылки
Zang KY, Yao Y, Hu ET, Jiang AQ, Zheng YX, Wang SY, Zhao HB, Yang YM, Yoshie O, Lee YP, Lynch DW, Chen LY. Высокопроизводительный спектрометр с двумя спектральными каналами, использующими один и тот же детектор BSI-CMOS. Sci Rep. 23 августа 2018 г.;8(1):12660. doi: 10.1038/s41598-018-31124-y. PMID: 30139954; PMCID: PMC6107652.
