Microespectrómetro flexible para aplicaciones móviles

Investigadores del Instituto Fraunhofer de Óptica Aplicada e Ingeniería de Precisión (IOF) han desarrollado un módulo de espectrómetro muy compacto. Mapea espectros de 39 fibras ópticas en un sensor de cámara en un espacio pequeño. Esto es posible gracias a un sistema microóptico especial. La tecnología, que tiene potencial para aplicaciones en control de calidad y análisis, se presentará en feria analítica en Múnich del 9 al 12 de abril.

Si desea analizar espectralmente la luz procedente de muchos puntos de medición distantes, puede utilizar varios microespectrómetros separados o complejos equipos de laboratorio. Ninguna de las dos es una opción cuando se trata de aplicaciones flexibles o incluso móviles. Un equipo de Fraunhofer IOF ha desarrollado una solución en la que la luz se guía de forma flexible a un único sistema óptico muy compacto utilizando 39 fibras ópticas. Esto asigna la información espectral al sensor de imagen de una cámara.

Microóptica para matriz de espectrómetro

En la feria Analytica de este año, Fraunhofer IOF presenta en el stand A3.407 un sistema de demostración con la nueva óptica del espectrómetro. Sin embargo, no se puede ver mucho porque es muy pequeño. Los investigadores de Jena han desarrollado un sistema microóptico especial para procesar la luz transmitida a través de fibras ópticas. Consta de muchos espectrómetros dispuestos uno al lado del otro, formando lo que se llama una matriz de espectrómetros.

Cada canal contiene una disposición prisma-rejilla-prisma entre microlentes acromáticas. Las microlentes están separadas por espaciadores para evitar la interferencia entre los canales. Esta disposición de matriz permite montar todos los canales del espectrómetro a la vez y da como resultado una longitud del sistema óptico de menos de dos centímetros.

A pesar de sus dimensiones limitadas, el sistema mapea el espectro entre 400 y 800 nanómetros. Con el sensor CMOS correspondiente se alcanza una resolución de 0,6 nanómetros por píxel.

Óptica compacta para control de calidad y análisis

La tecnología ha sido desarrollada para aplicaciones donde se requieren mediciones espectrales en muchas posiciones o en áreas grandes. Esto se aplica, por ejemplo, al análisis óptico de recubrimientos o impresiones, a mediciones paralelas en bioanálisis, así como a la agricultura digital, p. ej. para comprobar el estado sanitario de las plantas. Gracias al diseño integrado, la configuración es robusta y se puede integrar fácilmente en los sistemas existentes.

El equipo de Fraunhofer IOF ha desarrollado la tecnología hasta su madurez de aplicación durante tres años con el apoyo del Thüringer Aufbaubank. La tarea ahora es optimizarlo para aplicaciones específicas con los socios adecuados. Por ejemplo, se podría ajustar la resolución espectral o ampliar el rango de medición espectral hasta 1.600 nanómetros; incluso son imaginables parámetros diferentes de los canales.

Proporcionado por Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF