Linsenbasiertes Integral Field Spectrograph: Hochauflösende 2D-Spektralbildgebung

Ein Integral Field Spectrograph (IFS) ist ein Instrument, das spektrografische und bildgebende Fähigkeiten kombiniert. IFSs liefern Spektralinformationen über ein 2D-Sichtfeld. In linsenbasierten IFS-Designs wird ein Linsenarray in die Eintrittsebene des Spektrographen platziert. Alle von dem Linsenarray erzeugten Strahlen werden durch ein dispersives Element geleitet und von einer Kamera abgebildet, was zu einem Spektrum für jedes einzelne Linsenelement führt.

Traditionelle linsenbasierte IFS-Designs staffeln die Spektren, sodass sie getrennt sind und sich nur teilweise überlappen. Das Staffeln der Spektren ist problematisch, da eine Spalte des Detektors von verschiedenen Wellenlängen benachbarter Spektren belegt wird, wo der Dynamikbereich ziemlich hoch sein könnte.

NASA Goddard-Forscher haben das Linsenbasierte Integral Field Spectrograph entwickelt, das Detektorpixel effizienter nutzt, indem es benachbarte Spektren nebeneinander platziert, anstatt sie zu staffeln. Für Situationen, die einen hohen Dynamikbereich erfordern, kann jedes Spektrum fünf Reihen einnehmen, um Crosstalk zum Nachbarn zu vermeiden. Das Design ordnet die Linsenfoki so an, dass die Foki aus jeder Gruppe von Linsen senkrecht zur Dispersionsrichtung ausgerichtet sind, ähnlich wie bei einem Spaltspektrometer. Diese Neuanordnung entfernt die Trennungsanforderung zwischen Spektren in jeder Gruppe, was die Detektorpixel-Nutzungseffizienz stark erhöht; beispielsweise könnte die Effizienz bei Gruppierung von je vier Linsen um bis zu 150 % steigen. Die erhöhte Effizienz kann genutzt werden, um das Sichtfeld und die spektrale Bandbreite zu erhöhen.

Das Linsenarray erreicht die effiziente Detektorpixel-Nutzung anderer bestehender IFS-Typen, wie eines Image Slicer IFS oder eines Faser-IFS, ohne Kompromisse bei Kompaktheit und Einfachheit einzugehen. Es benötigt keine vorderen Optikzubehörteile, um Schlitze oder Fasern als Eingang des Spektrometers neu anzuordnen, was ideal in Situationen ist, wo Masse und Volumen begrenzt sind. Der Spektrograph erfordert keine neuen Fertigungsfähigkeiten – bestehende Trockenätz-Technologie ist in der Lage, ein spezialisiertes Linsenarray mit benutzerdefinierter Krümmung auf jedem Linsenelement zu fertigen.

Die NASA sucht aktiv Lizenznehmer zur Kommerzialisierung dieser Technologie. Bitte kontaktieren Sie NASA's Licensing Concierge unter This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. oder rufen Sie uns an unter 202-358-7432, um Lizenzgespräche zu initiieren. Folgen Sie diesem Link hier  für weitere Informationen.