深度“解剖”神秘的德州仪器DLP NIRscan Nano模块

yuchengze

为了将DLP NIRscan  Nano评估模块(EVM)的硬件及光引擎解释清楚，网友拆解了一个早期由Coretronic公司生产的模块。需要注意的是，任何对光引擎的拆解会使NIRscan  Nano  EVM的保修失效。另外，去掉光引擎上的罩子会使灰尘和污垢聚集在光学器件上，从而影响到系统性能。此外，去掉上面的罩子会移动光学器件、狭缝和探测器，使这些元件错位，需要厂家重新进行对准和校准。如果拆除了狭缝，将需要把InGaAs探测器和DLP2010NIR返厂进行系统对准与校准。
我们先来快速浏览一下。如下图所示，基于DLP的分光计利用数字微镜器件  (DMD)和单点探测器取代了传统线性阵列探测器。通过按顺序打开与特定波长光相对应的一组镜列，对应光线被指向探测器，并被捕获。通过扫描DMD上的一组镜列，可以计算出吸收光谱。要获得与DLP分光计实现方式相关的更多细节，请参考DLP分光计设计注意事项  。
近红外 (NIR) 光谱光谱分析中的DLP技术提供以下优势：
与具有极小像素的线性阵列探测器相比，通过使用更大的单点1mm探测器，它能实现更高性能。
通过使用单元探测器和低成本光学器件，它能实现更低的系统成本。高分辨率DMD使得定制图形能够补偿每一个单独系统的光学失真。
能够捕获更大信号不仅得益于相比传统技术，DMD具有更大的光学扩展量(etendue)，而且也受益于其快速、灵活、以及可编程的显示模式及滤波器设计。
借助可编程显示模式，DLP分光计能够：
通过控制一个镜列中的像素数量来改变到达探测器的光的强度。
通过控制镜列的宽度来改变系统的分辨率。
使用一组Hadamard图形来在一个模式内捕捉多个波长的光。然后，单独的波长数据可通过解码获取。每个模式内打开DMD像素数量的50%，将比上面提到的列扫描方式获得更强信号引至探测器/
使用定制光谱滤波器来选择需要的特定波长。
当前，DLP NIRscan Nano软件支持可变分辨率和Hadamard图形。不支持可变强度和定制光谱滤波器。光谱滤波器的示例请见SPI论文：由Eric  Pruett撰写的德州仪器 (TI) DLP近红外分光计的最新开发实现了下一代嵌入式小巧、便携式系统。