Microespectrómetro flexible para aplicaciones móviles
Fraunhofer IOF presenta mediciones espectrales de alta resolución con óptica miniaturizada
Investigadores del Instituto Fraunhofer de Óptica Aplicada e Ingeniería de Precisión IOF han desarrollado un módulo espectrómetro muy compacto. Mapea espectros de 39 fibras ópticas en un sensor de cámara en un espacio reducido. Esto es posible gracias a un sistema microóptico especial. La tecnología, que tiene potencial para aplicaciones de control de calidad y análisis, se presentará en la feria analytica de Múnich del 9 al 12 de abril.
Sin el sensor de imagen, se pueden ver los 39 espectros a la salida de la óptica.
© Fraunhofer IOF
Si se quiere analizar espectralmente la luz procedente de muchos puntos de medición distantes, se pueden utilizar varios microespectrómetros separados o complejos equipos de laboratorio. Ni lo uno ni lo otro es una opción cuando se trata de aplicaciones flexibles o incluso móviles. Un equipo del Fraunhofer IOF ha desarrollado ahora una solución en la que la luz se guía de forma flexible a un único sistema óptico muy compacto mediante 39 fibras ópticas. De este modo, la información espectral se asigna al sensor de imagen de una cámara.
Microóptica para conjuntos de espectrómetros
En la feria analytica de este año, Fraunhofer IOF presenta en el stand A3.407 un sistema de demostración con la nueva óptica de espectrómetro. Sin embargo, no se ve gran cosa, porque es muy pequeño. Los investigadores de Jena han desarrollado un sistema microóptico especial para procesar la luz transmitida a través de fibras ópticas. Consiste en varios espectrómetros dispuestos uno junto a otro, formando lo que se denomina un conjunto de espectrómetros.
Cada canal contiene una disposición de prisma-rejilla-prisma entre microlentes acromáticas. Las microlentes están separadas por espaciadores para evitar la diafonía entre los canales. Esta disposición permite montar todos los canales del espectrómetro a la vez y da como resultado un sistema óptico de menos de dos centímetros de longitud.
A pesar de sus reducidas dimensiones, el sistema cartografía el espectro entre 400 y 800 nanómetros. Con el sensor CMOS correspondiente se consigue una resolución de 0,6 nanómetros por píxel.
Óptica compacta para control de calidad y análisis
La tecnología se ha desarrollado para aplicaciones en las que se requieren mediciones espectrales en muchas posiciones o en grandes áreas. Esto se aplica, por ejemplo, al análisis óptico de revestimientos o impresiones, a las mediciones paralelas en bioanalítica, así como a la agricultura digital, por ejemplo, para comprobar el estado de salud de las plantas. Gracias a su diseño integrado, la configuración es robusta y puede integrarse fácilmente en los sistemas existentes.
El equipo de Fraunhofer IOF ha desarrollado la tecnología hasta su madurez de aplicación a lo largo de tres años con el apoyo del Thüringer Aufbaubank. Ahora se trata de optimizarla para aplicaciones específicas con los socios adecuados. Por ejemplo, podría ajustarse la resolución espectral o ampliarse el rango de medición espectral a 1.600 nanómetros; incluso son concebibles diferentes parámetros de los canales.
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