适用于移动应用的灵活微型光谱仪

弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所IOF的研究人员开发了一种非常紧凑的光谱仪模块。它将39根光纤的光谱映射到狭小空间内的一个相机传感器上。这是通过特殊的微光学系统实现的。该技术在质量保证和分析方面具有应用潜力，将于4月9日至12日在慕尼黑举行的analytica展会上展示。

如果您想对来自许多遥远测量点的光进行光谱分析，您可以使用多个单独的微型光谱仪或复杂的实验室设备。对于灵活甚至移动应用程序来说，这两种选择都不是。FraunhoferIOF的一个团队现已开发出一种解决方案，使用39根光纤将光灵活地引导至单个非常紧凑的光学系统。这将光谱信息映射到相机的图像传感器上。

在今年的analytica展会上，FraunhoferIOF在A3.407展位展示了配备新型光谱仪光学器件的演示系统。然而，它的大部分都看不见——因为它太小了。耶拿的研究人员开发了一种特殊的微光学系统，用于处理通过光纤传输的光。它由许多彼此相邻排列的光谱仪组成，形成所谓的光谱仪阵列。

每个通道包含消色差微透镜之间的棱镜-光栅-棱镜排列。微透镜由垫片隔开，以防止通道之间的串扰。这种阵列布置允许同时安装所有光谱仪通道，并使光学系统长度小于两厘米。

尽管尺寸有限，该系统仍可绘制400至800纳米左右的光谱。使用相应的CMOS传感器可实现每像素0.6纳米的分辨率。

用于质量保证和分析的紧凑型光学器件

该技术专为需要在多个位置或大面积进行光谱测量的应用而开发。例如，这适用于涂层或印刷的光学分析、生物分析中的并行测量以及数字农业，例如检查植物的健康状况。由于采用集成设计，该设置非常坚固，可以轻松集成到现有系统中。

FraunhoferIOF的团队在ThüringerAufbaubank的支持下，用了三年的时间将该技术开发至应用成熟。现在的任务是与适当的合作伙伴一起对特定应用对其进行优化。例如，可以调整光谱分辨率，或者可以将光谱测量范围扩展到1,600纳米——甚至可以想象不同的通道参数。