新技术改进光谱仪

作为它们是精致的光学仪器,光谱仪对光线非常挑剔。

但格鲁吉亚科技研究人员开发了一种帮助光谱仪的技术—可用作传感器主要部分的仪器,其可以检测甚至超小浓度存在的物质—无论照明如何,使用更广泛的环境中使用更少的零件进行分析物质。该技术可以提高便携性,同时降低使用光谱仪的许多传感和诊断系统的大小,复杂性和成本。该技术出现在 应用光学 , 光学表达 光学字母 并作为2005年IEEE激光器和电气光学协会的IEEE激光和电气协会的邀请谈判。

常规光谱仪具有多个部件—狭窄的狭缝,透镜(以引导光),光栅(分离波长),第二透镜和检测器(以检测不同波长的功率)。格鲁吉亚科技队'S的目标是将所有这些碎片组合成两部分,体积全息图(形成在廉价的聚合物的聚合物)和检测器中,以产生紧凑,高效且廉价的光谱仪,可用于多个光谱和传感应用。

“该技术对低端光谱仪非常有用,但同时,有许多需要高端光谱仪的应用。该技术可以将一部分复杂的高端系统转换为更多功能和轻型系统,”Ali Adibi表示,项目负责人和电气计算机工程学院副教授。

由于其轻微的重量和对光学对准的相对不敏感,新的设计有助于为几种应用程序创建更多的多功能和便携式光谱仪,其中难以实现困难的若干应用。例如,该技术将使手持设备成为一氧化碳检测或现场血液分析和其他生物医学应用。

新光谱仪的关键优势之一是对对准的不敏感性。光谱仪对光的方向和波长非常敏感,并且其几个部件被致专用以保持光正确指导。

但格鲁吉亚科技团队能够将这些必要的对齐纳入卷全息图。该全息图被一块光聚合物中的两个光束的干涉图案记录。

“有很多挑战,因为我们需要分析的光在自然中弥漫,” Adibi said.

常规光谱仪在准直光下工作(即只有一个方向移动)。然而,实际感测应用所需的光信号是漫射的。通过使用狭缝和镜头的所有方向阻挡光,传统光谱仪中的常规光谱仪解决了该问题,但这也导致相当大的功率损耗和更低的效率。

“通过选择合适的全息图,我们在我们的系统中没有准直硬件。我们进一步证明了通过使用更复杂的全息图来提高吞吐量的能力,这些全息图在我们的光谱仪中记录类似于更少的复杂全息图,而不会增加系统的实际复杂性,” Adibi added.

阿迪巴说,佐治亚科技团队的原型可与目前市场上的低端光谱仪相媲美。他们的研究现在将通过使用专门设计的卷全息图来提高效率来侧重于开发更复杂的系统—因此灵敏度—adibi添加了我们的光谱仪。

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