Zmiany w analizie spektralnej za sprawą mikrospektrometra

Fraunhofer IOF wprowadza mikrospektrometr, nowość w analizie spektralnej, zapewniając mobilność, precyzję i zmniejszając zapotrzebowanie na przestrzeń.

Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering IOF, będący liderem w dziedzinie innowacji optycznych, wprowadził kompaktowy moduł spektrometru zaprojektowany w celu zrewolucjonizowania dziedziny analizy spektralnej. To urządzenie wykorzystuje system mikrooptyczny do projekcji widm z 39 pojedynczych włókien optycznych na pojedynczy czujnik kamery, zajmując minimalną przestrzeń. Technologia ta, mająca na celu przekształcenie zapewnienia jakości i analityki, zostanie zaprezentowana na zbliżających się targach Analytica w Monachium.

Tradycyjnie, analiza spektralna światła z wielu punktów wymagała albo rozmieszczenia wielu mikrospektrometrów, albo polegania na nieporęcznej aparaturze laboratoryjnej, ograniczając zakres elastyczności i mobilności. Wychodząc naprzeciw temu wyzwaniu, zespół Fraunhofer IOF opracował nietypowe podejście, które usprawnia ten proces. Kierując światło przez 39 światłowodów do pojedynczego kompaktowego systemu optycznego, urządzenie zręcznie rejestruje dane spektralne na czujniku obrazu kamery, oferując usprawnione rozwiązanie do wieloaspektowej analizy.

Magia kryjąca się za tym kompaktowym cudem tkwi w jego mikrooptycznym zespole, który zadebiutuje na targach Analytica. Pomimo niewielkich rozmiarów, system ten nie skąpi na funkcjonalności. Składa się on z szeregu mikrospektrometrów, z których każdy wyposażony jest w unikalną konfigurację pryzmat-kratka-pryzmat, otoczoną achromatycznymi mikrosoczewkami, pomysłowo oddzielonymi przekładkami w celu wyeliminowania wszelkich zakłóceń międzykanałowych. Ta sprytna konstrukcja pozwala na jednoczesną instalację wszystkich kanałów spektralnych, czego kulminacją jest system optyczny o długości zaledwie dwóch centymetrów.

System ten zręcznie rejestruje zakres widma od około 400 do 800 nanometrów, osiągając precyzyjną rozdzielczość 0,6 nanometra na piksel dzięki towarzyszącemu czujnikowi CMOS. Jego kompaktowość i zintegrowana konstrukcja sprawiają, że jest to idealne rozwiązanie dla niezliczonych zastosowań wymagających analizy spektralnej w wielu punktach lub na rozległych obszarach – od oceny powłok i nadruków, pomiarów bioanalitycznych, po ocenę zdrowia roślin w rolnictwie cyfrowym. Jego solidność i zdolność adaptacji oznaczają również, że można go płynnie włączyć do istniejącej infrastruktury.

Opracowany w ciągu trzech lat przy wsparciu Thüringer Aufbaubank, zespół Fraunhofer IOF jest teraz gotowy do dostosowania technologii do konkretnych przypadków użycia we współpracy z partnerami branżowymi. Potencjalne modyfikacje obejmują udoskonalenie rozdzielczości spektralnej lub rozszerzenie zakresu pomiarowego do 1600 nanometrów, wraz z możliwością dostosowania parametrów kanału.

Spektrometr ten stanowi znaczący krok naprzód w dziedzinie analizy spektralnej, oferując przenośne, wydajne rozwiązanie bez kompromisów w zakresie wydajności. W momencie debiutu technologia ta zwiastuje nową erę w zapewnianiu jakości i analityce, podkreślając zaangażowanie instytutu w przesuwanie granic inżynierii optycznej.

Szymon Ślubowski