22/03/03論文摘要
光譜儀是現(xiàn)代科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，為了進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，研究人員提出了一種雙通道光譜儀，光譜儀由8個(gè)子光柵集成，取代了在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，兩組4折光譜光路分別用于在Dhyana 90A相機(jī)的焦平面的上部和下部衍射和成像，相機(jī)在400nm處的量子效率約為90％。本光譜系統(tǒng)除了具有成本效益的優(yōu)點(diǎn)之外，光譜儀的緊湊設(shè)計(jì)使其能夠同時(shí)測(cè)量多個(gè)光譜。
圖1.光譜儀系統(tǒng)的示意圖。(a) S1和S2是兩個(gè)獨(dú)立的光學(xué)狹縫。G1和G2是兩套光柵,每套光柵由4個(gè)子光柵組成。來自G1和G2的4條折疊光譜線分別在BSI-CMOS陣列探測(cè)器的焦平面的上部和下部以高分辨率成像。(b)一組光學(xué)元件(S1, G1、鏡子1和2以及濾光片組F)被安排成通道1的光譜線在BSICMOS檢測(cè)器D的焦平面的上部成像。
圖2按照擬議設(shè)計(jì)建造的緊湊型光譜儀的照片
成像技術(shù)分析
由于光譜儀在某些情況下需要同時(shí)測(cè)量幾個(gè)光信號(hào)，傳統(tǒng)探測(cè)器不同時(shí)間間隔的測(cè)量會(huì)受到時(shí)間相關(guān)誤差或光路變化引起的誤差的影響，并且很難在不同環(huán)境條件下使用不同的探測(cè)器實(shí)現(xiàn)相同的量子效率，因此為了克服這些困難，研究人員基于Dhyana 90A開發(fā)了一種新型緊湊型光譜儀。Dhyana 90A擁有寬光譜范圍（200~950 nm的探測(cè)波長(zhǎng)）、高幀率（每秒24幀）、高分辨率（優(yōu)于0.1nm/像元）、16bit高動(dòng)態(tài)范圍的優(yōu)勢(shì)。這種由多個(gè)光譜通道共享的先進(jìn)二維?BSI-CMOS?陣列探測(cè)器的應(yīng)用代表先進(jìn)光譜儀發(fā)展的未來趨勢(shì)。
參考源
Zang KY, Yao Y, Hu ET, Jiang AQ, Zheng YX, Wang SY, Zhao HB, Yang YM, Yoshie O, Lee YP, Lynch DW, Chen LY. A High-Performance Spectrometer with Two Spectral Channels Sharing the Same BSI-CMOS Detector. Sci Rep. 2018 Aug 23;8(1):12660. doi: 10.1038/s41598-018-31124-y. PMID: 30139954; PMCID: PMC6107652.
