22/03/03Soyut
Spektrometreler, modern bilimsel araştırmalar ve endüstriyel uygulamalarda önemli 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 önermişlerdir. Dhyana 90A kamerasının üst ve alt odak düzlemlerinde sırasıyla kırınım ve görüntüleme için iki set dörtlü spektrum kullanılmıştır. Kameranın 400 nm'deki kuantum verimliliği yaklaşık %90'dır. Spektroskopik sistemin uygun maliyetli 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 kümesidir. G1 ve G2'den gelen 4 katlı spektral çizgiler, BSI-CMOS dizi dedektörünün odak düzleminin sırasıyla üst ve alt kısımlarında yüksek çözünürlükle görüntülenir. (b) Bir optik eleman kümesi (S1, G1, aynalar 1 ve 2 ve filtre kümesi F), kanal 1'in spektral çizgilerinin BSI-CMOS dedektörü D'nin odak düzleminin üst kısmında görüntülenecek 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, bazı durumlarda spektrometrelerin aynı anda birden fazla ışık sinyalini ölçmesi gerekir. Farklı zaman aralıklarında yapılan geleneksel dedektör ölçümleri, zamanla ilgili hatalardan veya değişen ışık yollarından kaynaklanan hatalardan muzdarip olacaktır. Ayrıca, farklı çevre koşullarında aynı kuantum verimliliğini elde etmek için farklı dedektörler kullanmak zordur. Bu nedenle, araştırmacılar bu zorlukların üstesinden gelmek için Dhyana 90A tabanlı yeni bir kompakt spektrometre üzerinde çalışmaktadır. Dhyana 90A, geniş bir spektral aralığa (200-950 nm algılama dalga boyu), yüksek kare hızına (saniyede 24 kare), yüksek çözünürlüğe (0,1 nm/pikselden daha iyi) ve 16 bit yüksek dinamik aralığa sahiptir. Birden fazla spektral kanal tarafından paylaşılan gelişmiş iki boyutlu bir BSI-CMOS dizi dedektörünün bu şekilde kullanılması, gelişmiş spektrometre geliştirmede gelecekteki bir trendi 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 Dedektörünü Paylaşan İki Spektral Kanallı Yüksek Performanslı Bir Spektrometre. Sci Rep. 2018 Ağustos 23;8(1):12660. doi: 10.1038/s41598-018-31124-y. PMID: 30139954; PMCID: PMC6107652.
