Lenslet-gebaseerde integraal veld spectrograaf: Hogeresolutie 2D spectrale imaging

Integraal veld spectrografie verbeterd

Een integraal veld spectrograaf (IFS) is een instrument dat spectrografische en imaging mogelijkheden combineert. IFS's leveren spectrale informatie over een 2D veld van zicht. In lenslet-gebaseerde IFS-ontwerpen wordt een lenslet-array in het spectrograaf-ingangsvlak geplaatst. Alle bundels gegenereerd door de lenslet-array worden door een dispersief element geleid en geïmageerd door een camera, wat resulteert in een spectrum voor elke individuele lenslet.

Probleem met traditionele ontwerpen

Traditionele lenslet-gebaseerde IFS-ontwerpen verstrooien de spectra, zodat ze gescheiden en slechts deels overlappend zijn. Het verstrooien van de spectra is problematisch omdat één kolom van de detector zal worden ingenomen door verschillende golflengtes van buur-spectra, waar de dynamische range vrij hoog kan zijn.

NASA's innovatieve oplossing

NASA Goddard onderzoekers hebben de Lenslet-Based Integral Field Spectrograaf ontwikkeld die beter gebruikmaakt van detectorpixels door aangrenzende spectra naast elkaar te plaatsen, in plaats van ze te verstrooien. Voor situaties die een hoge dynamische range vereisen, kan elk spectrum vijf rijen innemen om crosstalk met de buur te vermijden. Het ontwerp herrangschikt de lenslet-foci zodat de foci van elke groep lenslets loodrecht op de dispersierichting staat uitgelijnd, vergelijkbaar met een spleetspectrometer. Deze herrangschiking verwijdert de scheidingseis tussen spectra in elke groep, wat de detectorpixelefficiëntie aanzienlijk verhoogt; bijvoorbeeld, als elke vier lenslets samen gegroepeerd worden, kan de detectorpixelefficiëntie met maximaal 150% toenemen. De verhoogde efficiëntie kan gebruikt worden om het zichtveld en de spectrale bandbreedte te vergroten.

De lenslet-array bereikt de efficiënte detectorpixelgebruik van andere bestaande IFS-typen, zoals een image slicer IFS of een vezel IFS, zonder in te boeten op compactheid en eenvoud. Het heeft geen voor-optische accessoires nodig om de sleuven of vezels te herrangschikken als invoer van de spectrometer, wat ideaal is in situaties waar massa en volume beperkt zijn. De spectrograaf vereist geen nieuwe fabricagecapaciteit — bestaande droog-ets technologie is in staat om een gespecialiseerde lenslet-array met aangepaste kromming op elke lenslet te fabriceren.

NASA zoekt actief licentienemers om deze technologie te commercialiseren. Neem contact op met NASA's Licensing Concierge via This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. of bel 202-358-7432 om licentiegesprekken te initiëren. Volg deze link voor meer informatie.