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レンズレットベース積分視野分光器:高解像度2Dスペクトルイメージング

積分視野分光器(IFS)の概要

積分視野分光器(IFS)は、分光と撮像機能を組み合わせた装置です。IFSは2D視野全体にわたるスペクトル情報を提供します。レンズレットベースのIFS設計では、レンズレットアレイを分光器の入射面に配置します。レンズレットアレイで生成されたすべてのビームは分散素子を通過し、カメラで撮像されることで、個々のレンズレットごとにスペクトルが得られます。

従来設計の課題:スペクトルのスタッガリング

従来のレンズレットベースIFS設計では、スペクトルをスタッガー(千鳥)配置して分離し、部分的にしか重ならないようにしています。このスペクトルのスタッガリングは問題となります。検出器の1列が隣接スペクトルの異なる波長によって占有されるため、ダイナミックレンジが非常に高くなる可能性があるからです。

NASAゴダードの新設計:隣接スペクトル配置で検出器効率向上

NASAゴダードの研究者たちは、スペクトルをスタッガーせずに隣り合わせに配置することで検出器ピクセルをより効率的に活用するレンズレットベース積分視野分光器を開発しました。高ダイナミックレンジが必要な状況では、各スペクトルが5行を占有することで隣接スペクトルとのクロストークを回避できます。この設計ではレンズレット焦点を再配置し、任意のレンズレットグループの焦点が分散方向に垂直に整列するようにします。これはスリット分光器に似ています。この再配置により、各グループ内のスペクトル間の分離要件が除去され、検出器ピクセル使用効率が大幅に向上します。例えば、4つのレンズレットをグループ化するごとに、検出器ピクセル使用効率を最大150%向上させることができます。効率向上は視野拡大とスペクトル帯域幅の拡大に利用できます。

コンパクト性とシンプルさを維持

このレンズレットアレイは、イメージスライサーIFSやファイバーIFSなどの他の既存IFSタイプと同等の効率的な検出器ピクセル使用を実現しながら、コンパクト性とシンプルさを損ないません。分光器の入力としてスリットやファイバーを再配置するための前置光学アクセサリを必要としないため、質量と体積が制約される状況に最適です。この分光器には新しい製造能力は不要で、既存のドライエッチング技術で、各レンズレットにカスタム曲率を持つ特殊なレンズレットアレイを製造できます。

NASAはこの技術を商業化するライセンシーを積極的に募集しています。NASAライセンシングコンシェルジュ(メールアドレスはスパムボットから保護されています。JavaScriptを有効にして表示してください。または202-358-7432にお電話ください)までご連絡いただき、ライセンス交渉を開始してください。詳細についてはこちらのリンクをご覧ください 。

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