Biofotonica - The Wizard Tecnology

SPETTROSCOPIA

Biofotonica S.R.L. è coinvolta nel settore della spettroscopia da circa 10 anni, con esperienza di vendita e sviluppo di sistemi custom. Per ogni applicazione o setup sperimentale possiamo proporre sia una soluzione tecnologicamente all’avanguardia che una facilmente sostenibile dal punto di vista economico.

Alla base dei sistemi da noi proposti c’è la tecnologia degli spettrografi e delle telecamere CCD. Lo spettrografo raccoglie il segnale in ingresso e lo scompone in lunghezze d’onda tanto più “risolte” quanto maggiore è la lunghezza focale dello spettrografo stesso, quanto più è stretta la fenditura in ingresso e quanto maggiore è il numero delle linee per millimetro del reticolo utilizzato al suo interno. Il segnale viene indirizzato dallo spettrografo sul piano focale della CCD. Anche in questo caso la struttura di quest’ultima influenza la risoluzione del segnale (per quantità di pixel e dimensione degli stessi) rilevato. Il quadro tecnico complessivo potrà essere inoltre tale da detectare segnali molto deboli sfruttando al massimo le capacità del costruttore di progettare un sistema raffreddato, con elevata Efficienza Quantica e range dinamico a 16 bit.

Le applicazioni per le quali vengono usate le CCD e gli spettrografi sono davvero molteplici: Raman, fluorescenza, luminescenza, LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy)., spettroscopia UV-VIS-NIR, spettroscopia di assorbimento, di trasmissione e riflessione, spettroscopia atomica, Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET), •Single Molecule Detection (SMD), Imaging multispettrale, imaging iperspettrale e molte altre.

SPETTROMETRI NON RAFFREDDATI AD ALTA RISOLUZIONE E DINAMICA


Spettrometri compatti sono spesso utilizzati in controllo di processo, monitoraggio ambientale e dalla Ricerca Scientifica. Uno spettrometro HRS della Mightez systems ha un disegno compatto costituito da uno spettrografo ad alta risoluzione di lunghezza focale 100mm (piattaforma Czerny- Turner) accoppiato ad una CCD lineare Toshiba con 3648 elementi. Il disegno ottico è ottimizzato sia per una elevata risoluzione spettrale che per una efficiente raccolta di luce.


Stabilità di lunghezza d'onda e di segnale di uno spettrometro sono spesso indici critici per molte applicazioni. Tutte le componenti ottiche, negli spettrometri HRS, sono montate direttamente su di un unico supporto e senza l'utilizzo di viti. Inoltre il case proprietario contribuisce ad aumentare la stabilità della struttura, che risulta stabile nel tempo anche sotto forti variazioni di temperatura esterna.

Lo spettrometro acquisisce il segnale attraverso un connettore SMA, dato che spesso si preferisce raccogliere la luce attraverso una fibra ottica. E' comunque anche possibile inviare la luce direttamente attraverso la fenditura d'ingresso, le porte sono infatti intercambiabili fra di loro, e sono disponibili diverse larghezze di ingresso.

Un convertitore analogico-digitale a 16 bit converte il segnale e lo rende leggibile dal software. Lo spettrometro ha inoltre la possibilità di essere triggerato esternamente per esperimenti dove il sincronismo con il segnale di eccitazione è indispensabile. Il controllo da computer viene eseguito tramite porta USB2. Sono inclusi nel prezzo il software proprietario ed il Kit di sviluppo (software development kit). Seguono una immagine dell'interfaccia del software proprietario e le caratteristiche dei diversi modelli di spettrometro disponibili:

 

Parameter Specification Unit
Model HRS-UV1-025 HRS-VIS-025 HRS-NIR-025 HRS-BD1-025 -
Optical Platform f/4, Czerny-Turner -
Focal Length 100 mm
Wavelength Range 200-400 390-780 600-1000 300-1050 nm
Resolution¹ 0.25 0.4 0.5 0.9 nm
Order Sorting Filter Long Pass Long Pass Long Pass Spatially Variable
Filter
Entrance Slit 5,10,25,50,100,200 or no slit micron
Input Fiber Connector SMA 905 -
Input Fiber NA 0.22 -
Detector Toshiba TCD1304AP Linear CCD Array -
Pixel Number 3648 -
Pixel size 8*200 micron
Pixel Well Depth 100,000 electron
Signal-to-Noise Ratio 1000:1 (at full scale) -
A/D Resolution 16 bit
Integration Time 0.1 to 6,500 ms
Frame Rate up to 138 fps
GPIO 4 programmable digital I/Os -
Trigger Input Yes -
PC Interface USB 2.0 -
Trigger/GPIO Interface DIN8 -

¹ With a 25-micron entrance slit.


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