22/03/03เชิงนามธรรม
สเปกโตรมิเตอร์เป็นอุปกรณ์สำคัญในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่และการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม เพื่อขยายขอบเขตการใช้งานให้กว้างขวางยิ่งขึ้น นักวิจัยได้เสนอสเปกโตรมิเตอร์แบบสองช่องสัญญาณที่ประกอบด้วยซับเกรตติงแปดตัว แทนที่ชิ้นส่วนกลไกที่เคลื่อนไหวได้ที่ใช้ในการออกแบบแบบดั้งเดิม มีการใช้สเปกตรัมแบบควอดริโฟลด์สองชุดสำหรับการเลี้ยวเบนและการถ่ายภาพในระนาบโฟกัสบนและล่างของกล้อง Dhyana 90A ตามลำดับ ประสิทธิภาพควอนตัมของกล้องที่ 400 นาโนเมตรอยู่ที่ประมาณ 90% นอกจากข้อได้เปรียบด้านความคุ้มค่าของระบบสเปกโตรสโคปีแล้ว การออกแบบที่กะทัดรัดของสเปกโตรมิเตอร์ยังช่วยให้สามารถวัดสเปกตรัมหลายชุดพร้อมกันได้
รูปที่ 1 ภาพประกอบแผนผังของระบบสเปกโตรมิเตอร์ (a) S1 และ S2 เป็นช่องแสงอิสระสองช่อง G1 และ G2 เป็นช่องแสงสองชุด แต่ละชุดประกอบด้วยช่องแสงย่อย 4 ช่อง เส้นสเปกตรัมที่พับ 4 เส้นจาก G1 และ G2 ถูกถ่ายภาพด้วยความละเอียดสูงบนส่วนบนและส่วนล่างของระนาบโฟกัสของชุดตรวจจับ BSI-CMOS (b) ชุดองค์ประกอบแสงหนึ่งชุด (S1, G1, กระจก 1 และ 2 และชุดฟิลเตอร์ F) ถูกจัดเรียงในลักษณะที่เส้นสเปกตรัมของช่องสัญญาณ 1 ถูกถ่ายภาพบนส่วนบนของระนาบโฟกัสของชุดตรวจจับ BSI-CMOS D ตำแหน่งสีเทาที่แสดงใน F1 และ F2 ใน (a) ว่างเปล่า (ไม่มีฟิลเตอร์)
รูปที่ 2 ภาพถ่ายของเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ขนาดกะทัดรัดที่สร้างขึ้นตามการออกแบบที่เสนอ
การวิเคราะห์เทคโนโลยีการถ่ายภาพ
อย่างไรก็ตาม ในบางสถานการณ์ เครื่องสเปกโตรมิเตอร์จำเป็นต้องวัดสัญญาณแสงมากกว่าหนึ่งสัญญาณในเวลาเดียวกัน การวัดด้วยเครื่องตรวจจับแบบเดิมในช่วงเวลาที่ต่างกันจะประสบปัญหาความคลาดเคลื่อนที่เกี่ยวข้องกับเวลาหรือความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากการเปลี่ยนเส้นทางแสง และเป็นการยากที่จะใช้เครื่องตรวจจับที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพควอนตัมเดียวกันภายใต้สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน ดังนั้น เพื่อเอาชนะปัญหาเหล่านี้ นักวิจัยจึงศึกษาเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ขนาดกะทัดรัดรุ่นใหม่ที่ใช้ Dhyana 90A Dhyana 90A มีช่วงสเปกตรัมกว้าง (ความยาวคลื่นตรวจจับ 200-950 นาโนเมตร) อัตราเฟรมสูง (24 เฟรมต่อวินาที) ความละเอียดสูง (ดีกว่า 0.1 นาโนเมตรต่อพิกเซล) และช่วงไดนามิกสูง 16 บิต การใช้เครื่องตรวจจับอาร์เรย์ BSI-CMOS สองมิติขั้นสูงที่ใช้ร่วมกันโดยช่องสเปกตรัมหลายช่องนี้ หวังว่าจะแสดงให้เห็นถึงแนวโน้มการพัฒนาเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ขั้นสูงในอนาคต
แหล่งที่มาอ้างอิง
Zang KY, Yao Y, Hu ET, Jiang AQ, Zheng YX, Wang SY, Zhao HB, Yang YM, Yoshie O, Lee YP, Lynch DW, Chen LY. สเปกโตรมิเตอร์ประสิทธิภาพสูงที่มีช่องสเปกตรัมสองช่องที่ใช้ตัวตรวจจับ BSI-CMOS ตัวเดียวกัน Sci Rep. 2018 ส.ค. 23;8(1):12660. doi: 10.1038/s41598-018-31124-y. PMID: 30139954; PMCID: PMC6107652.
