The 19 reference contexts in paper I. Gulis M., A. Kupreyeu G., И. Гулис М., А. Купреев Г. (2018) “Повышение спектрального разрешения многощелевого спектрометра с дифракционной решеткой для спектроскопии с пространственным разрешением // Increasing of Spectral Resolution of Multislit Imaging Spectrometer with Diffractive Grating” / spz:neicon:pimi:y:2018:i:4:p:296-305

  1. Start
    7085
    Prefix
    Введение Спектроскопия с пространственным разрешением быстро развивается и находит новые приложения в дистанционном зондировании земной поверхности (геология, экология, сельское хозяйство), медицине, биологии, криминалистике, контроле технологических процессов и др.
    Exact
    [1–5]
    Suffix
    . Поскольку важное значение имеет анализ нестационарных объектов [3, 6, 7], а наиболее распространенные подходы спектроскопии с пространственным разрешением (последовательная регистрация спектра для участков изображения объекта [8], формирование квазимонохроматических изображений интересующей области целиком в наборе длин волн посредством переключаемых либо перестраиваемых светофильтров
    (check this in PDF content)

  2. Start
    7161
    Prefix
    Введение Спектроскопия с пространственным разрешением быстро развивается и находит новые приложения в дистанционном зондировании земной поверхности (геология, экология, сельское хозяйство), медицине, биологии, криминалистике, контроле технологических процессов и др. [1–5]. Поскольку важное значение имеет анализ нестационарных объектов
    Exact
    [3, 6, 7]
    Suffix
    , а наиболее распространенные подходы спектроскопии с пространственным разрешением (последовательная регистрация спектра для участков изображения объекта [8], формирование квазимонохроматических изображений интересующей области целиком в наборе длин волн посредством переключаемых либо перестраиваемых светофильтров [9]) имеют ограниченное временное разрешение, перспективна разработка под
    (check this in PDF content)

  3. Start
    7328
    Prefix
    Поскольку важное значение имеет анализ нестационарных объектов [3, 6, 7], а наиболее распространенные подходы спектроскопии с пространственным разрешением (последовательная регистрация спектра для участков изображения объекта
    Exact
    [8]
    Suffix
    , формирование квазимонохроматических изображений интересующей области целиком в наборе длин волн посредством переключаемых либо перестраиваемых светофильтров [9]) имеют ограниченное временное разрешение, перспективна разработка подходов для получения куба данных I(x,y,λ) в одном акте измерения (snapshot hyperspectroscopy [10], или мгновенная гиперспектроскопия – МГС).
    (check this in PDF content)

  4. Start
    7493
    Prefix
    Поскольку важное значение имеет анализ нестационарных объектов [3, 6, 7], а наиболее распространенные подходы спектроскопии с пространственным разрешением (последовательная регистрация спектра для участков изображения объекта [8], формирование квазимонохроматических изображений интересующей области целиком в наборе длин волн посредством переключаемых либо перестраиваемых светофильтров
    Exact
    [9]
    Suffix
    ) имеют ограниченное временное разрешение, перспективна разработка подходов для получения куба данных I(x,y,λ) в одном акте измерения (snapshot hyperspectroscopy [10], или мгновенная гиперспектроскопия – МГС).
    (check this in PDF content)

  5. Start
    7666
    Prefix
    регистрация спектра для участков изображения объекта [8], формирование квазимонохроматических изображений интересующей области целиком в наборе длин волн посредством переключаемых либо перестраиваемых светофильтров [9]) имеют ограниченное временное разрешение, перспективна разработка подходов для получения куба данных I(x,y,λ) в одном акте измерения (snapshot hyperspectroscopy
    Exact
    [10]
    Suffix
    , или мгновенная гиперспектроскопия – МГС). Большинство подходов МГС основывается на регистрации проекции куба данных I(x,y,λ) на двумерную матрицу ПЗС- или КМОПфотоприемника. Способ отображения I(x,y,λ) на плоскость определяет информационную емкость и характеристики регистрируемого сигнала.
    (check this in PDF content)

  6. Start
    8214
    Prefix
    Распространенные способы предусматривают формирование на детекторе совокупности узкополосных спектральных изображений объекта либо диспергированных изображений набора пространственных фрагментов проекции объекта
    Exact
    [11, 12]
    Suffix
    . Другие, к примеру использование хромотомографического принципа (CTIS) [13], методов Фурье-спектроскопии [14], менее популярны вследствие технологической сложности реализации, ограниченной применимости для анализа объектов с резкими пространственными вариациями характеристик, а обеспечиваемый ими результат восстановления I(x,y,λ) зачастую недостаточно устойчив к шумам.
    (check this in PDF content)

  7. Start
    8297
    Prefix
    Распространенные способы предусматривают формирование на детекторе совокупности узкополосных спектральных изображений объекта либо диспергированных изображений набора пространственных фрагментов проекции объекта [11, 12]. Другие, к примеру использование хромотомографического принципа (CTIS)
    Exact
    [13]
    Suffix
    , методов Фурье-спектроскопии [14], менее популярны вследствие технологической сложности реализации, ограниченной применимости для анализа объектов с резкими пространственными вариациями характеристик, а обеспечиваемый ими результат восстановления I(x,y,λ) зачастую недостаточно устойчив к шумам.
    (check this in PDF content)

  8. Start
    8334
    Prefix
    Распространенные способы предусматривают формирование на детекторе совокупности узкополосных спектральных изображений объекта либо диспергированных изображений набора пространственных фрагментов проекции объекта [11, 12]. Другие, к примеру использование хромотомографического принципа (CTIS) [13], методов Фурье-спектроскопии
    Exact
    [14]
    Suffix
    , менее популярны вследствие технологической сложности реализации, ограниченной применимости для анализа объектов с резкими пространственными вариациями характеристик, а обеспечиваемый ими результат восстановления I(x,y,λ) зачастую недостаточно устойчив к шумам.
    (check this in PDF content)

  9. Start
    8880
    Prefix
    Одним из популярных подходов МГС является формирование проекции куба данных в виде набора «локальных спектров» (ЛС) – спектров от малых фрагментов промежуточного изображения объекта, где пространственная фильтрация осуществляется матрицей микролинз
    Exact
    [11]
    Suffix
    либо маской, содержащей множество расположенных регулярным образом отверстий (микрощелей) [12] – аналог системы входных щелей дисперсионного спектрометра. Недостатками первого подхода являются высокий вклад рассеянного света от соседних микролинз и их границ, необходимость малой расходимости пучков, формирующих изображение на микролинзовой матрице.
    (check this in PDF content)

  10. Start
    8982
    Prefix
    Одним из популярных подходов МГС является формирование проекции куба данных в виде набора «локальных спектров» (ЛС) – спектров от малых фрагментов промежуточного изображения объекта, где пространственная фильтрация осуществляется матрицей микролинз [11] либо маской, содержащей множество расположенных регулярным образом отверстий (микрощелей)
    Exact
    [12]
    Suffix
    – аналог системы входных щелей дисперсионного спектрометра. Недостатками первого подхода являются высокий вклад рассеянного света от соседних микролинз и их границ, необходимость малой расходимости пучков, формирующих изображение на микролинзовой матрице.
    (check this in PDF content)

  11. Start
    9405
    Prefix
    Недостатками первого подхода являются высокий вклад рассеянного света от соседних микролинз и их границ, необходимость малой расходимости пучков, формирующих изображение на микролинзовой матрице. Этих ограничений практически лишены системы с входным отверстием в виде массива (маски) регулярно расположенных отверстий – микрощелей
    Exact
    [12]
    Suffix
    . Однако в таких многощелевых дисперсионных спектрометрах (МДС) в качестве диспергирующего элемента обычно используются призмы, поэтому на широком рабочем спектральном диапазоне изменение величины дисперсии системы может превышать порядок.
    (check this in PDF content)

  12. Start
    9816
    Prefix
    многощелевых дисперсионных спектрометрах (МДС) в качестве диспергирующего элемента обычно используются призмы, поэтому на широком рабочем спектральном диапазоне изменение величины дисперсии системы может превышать порядок. Спектральную зависимость можно уменьшить, к примеру, использованием составных призм, скомбинированных в установке с вычитанием дисперсии
    Exact
    [12]
    Suffix
    , однако при этом снижается общая дисперсия системы. При использовании дифракционной решетки (ДР) в качестве дисперсионного элемента вариация угловой дисперсии даже в широком спектральном диапазоне пренебрежимо мала.
    (check this in PDF content)

  13. Start
    10999
    Prefix
    , в качестве диспергирующего элемента используется дифракционная решетка, а проекция куба данных представляется в виде совокупности локальных спектров от отдельных фрагментов объекта. Исключение нежелательных порядков дифракции Разработан подход, позволяющий для повышения дисперсии в МДС использовать дифракционную решетку, устранив при этом проблему нежелательных порядков
    Exact
    [15]
    Suffix
    . Для этого предусматривается размещение на малом расстоянии от многощелевой маски (в расходящихся пучках от микрощелей) пропускающей ДР. Можно показать, что линейная дисперсия такого спектрометра: где h – расстояние от маски до решетки; Г – увеличение системы; m и β – порядок и угол дифракции; t – период решетки; таким образом, дисперсию системы можно варьировать перемещением реш
    (check this in PDF content)

  14. Start
    14232
    Prefix
    Такая апертура может быть обеспечена, к примеру, многими микроскопными объективами при входной NA ≈ 0,5 и более чем десятикратном увеличении, а также объективами астрономических телескопов. Схемные решения многощелевых дисперсионных спектрометров Предложенные в работах
    Exact
    [15, 16]
    Suffix
    схемные решения многощелевых спектрометров с дифракционной решеткой представлены на рисунке 1. Целью настоящей работы является детальный анализ достигаемого с использованием этих схем пространственного и спектрального разрешения, определяющихся, в первую очередь, размерами аберрационно-лимитированных пятен рассеяния.
    (check this in PDF content)

  15. Start
    14761
    Prefix
    является детальный анализ достигаемого с использованием этих схем пространственного и спектрального разрешения, определяющихся, в первую очередь, размерами аберрационно-лимитированных пятен рассеяния. В первом случае (рисунок 1a) телецентрическая система сформирована из двух изображающих объективов, настроенных на бесконечность (моделировались фотообъективы Nikon Nikkor AF 50 mm 1.4D)
    Exact
    [15]
    Suffix
    . Поскольку после микроскопа оси пучков от разных точек поля неколлинеарны, трансформация их в набор параллельных пучков перед падением на многощелевую маску обеспечивается плоско-выпуклой линзой, расположенной непосредственно перед маской и поэтому практически не вносящей искажений в получаемое на фотодетекторе изображение.
    (check this in PDF content)

  16. Start
    16528
    Prefix
    Из-за использования линзовых объективов спектральный рабочий диапазон ограничен видимой областью, а качество изображения снижается за счет хроматических аберраций. Поэтому было разработано схемное решение на основе внеосевых параболических зеркальных объективов (рисунок 1b), далее – референтная система
    Exact
    [16]
    Suffix
    , которые обеспечивают высокое качество изображения при работе в параллельных пучках при малом поле изображения относительно фокусного расстояния объектива. В нашем случае размер поля ограничен 16 мм, а фокусное расстояние определяется требованиями к габаритам системы и не может быть существенно увеличено.
    (check this in PDF content)

  17. Start
    20186
    Prefix
    преимущественно Δl ≤ 10 мкм, лишь в отдельных точках поля Δl ≤ 15 мкм, что соответствует δλ ≤ 10 нм (в данном случае рабочий спектральный диапазон 300 нм развертывается на ≈ 360–400 мкм детектора, линейная дисперсия ≈ (1,2–1,3) × 10–3 мм/нм). Полуширина в направлении, ортогональном дисперсии, не превышает 25–30 мкм. Совершенствование оптической системы Представленное в
    Exact
    [16]
    Suffix
    схемное решение пригодно для макетирования и реализации МДС, однако существуют возможности его улучшения. В рассматриваемой оптической системе объектив микроскопа работает с наклонным полем объекта и изображения (рисунок 1a, b), однако, как правило, микроскопные объективы оптимизированы для работы с определенным рабочим отрезком, поэтому в промежуточной
    (check this in PDF content)

  18. Start
    25231
    Prefix
    Wavelength from left to right: 750, 680, 600, 520, 450 nm Была также проанализирована возможность коррекции спектральной комы использованием в схеме с дифракционной решеткой призмы с малым углом при вершине
    Exact
    [17, с. 398]
    Suffix
    . Однако моделирование показало, что для данной оптической системы более существенный вклад по сравнению с уширением из-за спектральной комы вносит наклон плоскости развертки ЛС относительно плоскости детектора.
    (check this in PDF content)

  19. Start
    27657
    Prefix
    Продольный сдвиг решетки позволяет варьировать дисперсию в широких пределах (соответствующим образом меняется и спектральный рабочий диапазон), что обеспечивает функциональную гибкость системы. Другой способ перестройки рабочего диапазона – замена дифракционной решетки (в работе
    Exact
    [16]
    Suffix
    приведены параметры моделируемой системы при использовании разных решеток). Заключение Проанализированы подходы к повышению спектрального разрешения многощелевых Приборы и методы измерений 2018.
    (check this in PDF content)