22/03/03Анотація
Спектрометри є ключовим пристроєм у сучасних наукових дослідженнях та промислових застосуваннях. Щоб ще більше розширити спектр їх застосування, дослідники запропонували двоканальний спектрометр, який містить вісім субґраток, замінюючи механічні рухомі частини, що використовуються в традиційних конструкціях. Два набори чотирикратних спектрів використовуються для дифракції та візуалізації у верхній та нижній фокальній площині камери Dhyana 90A відповідно. Квантова ефективність камери при 400 нм становить близько 90%. На додаток до економічних переваг спектроскопічної системи, компактна конструкція спектрометра дозволяє одночасно вимірювати кілька спектрів.
Рис. 1. Схематичне зображення спектрометричної системи. (a) S1 та S2 – дві незалежні оптичні щілини. G1 та G2 – два набори решіток, кожен з яких складається з 4 підрешіток. Чотирикратно складені спектральні лінії від G1 та G2 зображуються з високою роздільною здатністю відповідно у верхній та нижній частинах фокальної площини BSI-CMOS-детектора. (b) Один набір оптичних елементів (S1, G1, дзеркала 1 та 2, а також набір фільтрів F) розташований таким чином, що спектральні лінії каналу 1 зображуються у верхній частині фокальної площини BSI-CMOS-детектора D. Сірі позиції, показані в F1 та F2 у (a), є порожніми (без фільтрів).
Рис. 2. Фотографія компактного спектрометра, побудованого відповідно до запропонованої конструкції
Аналіз технології візуалізації
Однак, у деяких ситуаціях спектрометрам потрібно вимірювати більше одного світлового сигналу одночасно. Вимірювання звичайним детектором у різні часові інтервали страждатиме від помилок, пов'язаних з часом, або помилок, спричинених зміною світлових шляхів. Також важко використовувати різні детектори для досягнення однакової квантової ефективності в різних умовах навколишнього середовища. Тому, щоб подолати ці труднощі, дослідники вивчають новий компактний спектрометр на базі Dhyana 90A. Dhyana 90A має широкий спектральний діапазон (довжина хвилі детектування 200-950 нм), високу частоту кадрів (24 кадри за секунду), високу роздільну здатність (краще 0,1 нм/піксель) та 16-бітний високий динамічний діапазон. Використання вдосконаленого двовимірного BSI-CMOS-матричного детектора, що використовується кількома спектральними каналами, сподівається відобразити майбутню тенденцію розвитку вдосконалених спектрометрів.
Джерело посилання
Занг К.Ю., Яо Ю., Ху Е.Т., Цзян А.К., Чжен Ю.Х., Ван С.Ю., Чжао Х.Б., Ян Ю.М., Йоші О., Лі Ю.П., Лінч Д.В., Чень Л.Ю. Високопродуктивний спектрометр з двома спектральними каналами, що використовують один і той самий BSI-CMOS-детектор. Sci Rep. 23 серпня 2018 р.;8(1):12660. doi: 10.1038/s41598-018-31124-y. PMID: 30139954; PMCID: PMC6107652.
