2022/03/03Soyut
Spektrometreler, modern bilimsel araştırmalarda ve endüstriyel uygulamalarda kilit bir cihazdır. Uygulama alanlarını daha da genişletmek için araştırmacılar, geleneksel tasarımlarda kullanılan mekanik hareketli parçaların yerini alan sekiz alt ızgara içeren çift kanallı bir spektrometre önerdiler. Dhyana 90A kameranın üst ve alt odak düzleminde sırasıyla kırınım ve görüntüleme için iki set dörtlü spektrum kullanılmaktadır. Kameranın 400 nm'deki kuantum verimliliği yaklaşık %90'dır. Spektroskopik sistemin maliyet etkin avantajlarına ek olarak, spektrometrenin kompakt tasarımı, birden fazla spektrumun eş zamanlı olarak ölçülmesini sağlar.
Şekil 1. Spektrometre sisteminin şematik gösterimi. (a) S1 ve S2, iki bağımsız optik yarıktır. G1 ve G2, her biri 4 alt ızgaradan oluşan iki ızgara setidir. G1 ve G2'den gelen 4 katlı spektral çizgiler, BSI-CMOS dizi dedektörünün odak düzleminin sırasıyla üst ve alt kısımlarına yüksek çözünürlükte görüntülenir. (b) Bir optik eleman seti (S1, G1, aynalar 1 ve 2 ve filtre seti F), kanal 1'in spektral çizgilerinin BSI-CMOS dedektörü D'nin odak düzleminin üst kısmına görüntüleneceği şekilde düzenlenmiştir. (a)'da F1 ve F2'de gösterilen gri renkli konumlar boştur (filtresiz).
Şekil 2. Önerilen tasarıma uygun olarak inşa edilen kompakt spektrometrenin fotoğrafı.
Görüntüleme teknolojisinin analizi
Ancak, spektrometrelerin bazı durumlarda aynı anda birden fazla ışık sinyalini ölçmesi gerekir. Farklı zaman aralıklarında yapılan geleneksel dedektör ölçümleri, zamana bağlı hatalardan veya değişen ışık yollarından kaynaklanan hatalardan etkilenir. Ayrıca, farklı çevresel koşullar altında aynı kuantum verimliliğini elde etmek için farklı dedektörler kullanmak zordur. Bu nedenle, bu zorlukların üstesinden gelmek için araştırmacılar, Dhyana 90A tabanlı yeni bir kompakt spektrometre üzerinde çalışmaktadırlar. Dhyana 90A, geniş bir spektral aralığa (200-950 nm algılama dalga boyu), yüksek kare hızına (saniyede 24 kare), yüksek çözünürlüğe (piksel başına 0,1 nm'den daha iyi) ve 16 bit yüksek dinamik aralığa sahiptir. Çoklu spektral kanallar tarafından paylaşılan gelişmiş iki boyutlu BSI-CMOS dizi dedektörünün bu kullanımı, gelişmiş spektrometre geliştirmenin gelecekteki bir trendini temsil etmeyi ummaktadır.
Referans kaynağı
Zang KY, Yao Y, Hu ET, Jiang AQ, Zheng YX, Wang SY, Zhao HB, Yang YM, Yoshie O, Lee YP, Lynch DW, Chen LY. Aynı BSI-CMOS Dedektörü Paylaşan İki Spektral Kanallı Yüksek Performanslı Bir Spektrometre. Sci Rep. 2018 Ağu 23;8(1):12660. doi: 10.1038/s41598-018-31124-y. PMID: 30139954; PMCID: PMC6107652.
