22. 3. 2003Abstrakt
Spektrometre sú kľúčovým zariadením v modernom vedeckom výskume a priemyselných aplikáciách. Aby výskumníci ďalej rozšírili rozsah ich použitia, navrhli dvojkanálový spektrometer, ktorý obsahuje osem submriežok, ktoré nahrádzajú mechanické pohyblivé časti používané v tradičných konštrukciách. Na difrakciu a zobrazovanie v hornej a dolnej ohniskovej rovine kamery Dhyana 90A sa používajú dve sady štvornásobných spektier. Kvantová účinnosť kamery pri 400 nm je približne 90 %. Okrem nákladovo efektívnych výhod spektroskopického systému umožňuje kompaktná konštrukcia spektrometra simultánne meranie viacerých spektier.
Obr. 1 Schematické znázornenie spektrometrického systému. (a) S1 a S2 sú dve nezávislé optické štrbiny. G1 a G2 sú dve sady mriežok, každá pozostáva zo 4 čiastkových mriežok. Štvornásobne zložené spektrálne čiary z G1 a G2 sú zobrazené s vysokým rozlíšením v hornej a dolnej časti ohniskovej roviny detektora BSI-CMOS. (b) Jedna sada optických prvkov (S1, G1, zrkadlá 1 a 2 a sada filtrov F) je usporiadaná tak, že spektrálne čiary kanála 1 sú zobrazené v hornej časti ohniskovej roviny detektora BSI-CMOS D. Sivé polohy zobrazené v F1 a F2 v (a) sú prázdne (bez filtrov).
Obr. 2 Fotografia kompaktného spektrometra skonštruovaného podľa navrhovaného návrhu
Analýza zobrazovacej technológie
Spektrometre však v niektorých situáciách potrebujú merať viacero svetelných signálov súčasne. Meranie konvenčnými detektormi v rôznych časových intervaloch trpí chybami súvisiacimi s časom alebo chybami spôsobenými meniacimi sa svetelnými dráhami. A je ťažké použiť rôzne detektory na dosiahnutie rovnakej kvantovej účinnosti v rôznych podmienkach prostredia. Preto, aby sa tieto ťažkosti prekonali, výskumníci študujú nový kompaktný spektrometer založený na Dhyana 90A. Dhyana 90A sa vyznačuje širokým spektrálnym rozsahom (detekčná vlnová dĺžka 200 – 950 nm), vysokou snímkovou frekvenciou (24 snímok za sekundu), vysokým rozlíšením (lepším ako 0,1 nm/pixel) a 16-bitovým vysokým dynamickým rozsahom. Toto použitie pokročilého dvojrozmerného BSI-CMOS detektora zdieľaného viacerými spektrálnymi kanálmi dúfa, že bude predstavovať budúci trend vývoja pokročilých spektrometrov.
Zdroj referencie
Zang KY, Yao Y, Hu ET, Jiang AQ, Zheng YX, Wang SY, Zhao HB, Yang YM, Yoshie O, Lee YP, Lynch DW, Chen LY. Vysokovýkonný spektrometer s dvoma spektrálnymi kanálmi zdieľajúcimi ten istý BSI-CMOS detektor. Sci Rep. 2018, 23. augusta;8(1):12660. doi: 10.1038/s41598-018-31124-y. PMID: 30139954; PMCID: PMC6107652.
