Les chercheurs ont développé une nouvelle conception plus petite et plus légère pour les spectromètres d’imagerie spatiaux à haute résolution spectrale. Ces spectromètres imageurs à haute dispersion pourraient être utilisés à bord d’engins spatiaux ou de satellites pour étudier l’atmosphère terrestre ou les atmosphères d’autres planètes.
James P. McGuire, Jr. du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud présentera la nouvelle recherche à la Conférence sur la conception et la fabrication d’optiquesqui aura lieu du 4 au 8 juin 2023 à Québec, Canada.
« Ce spectromètre offre les mêmes capacités de mesure que les conceptions conventionnelles, mais à un dixième de la taille et de la masse et à moindre coût. Plus petit, plus léger et moins cher, il ouvre la porte à de nouvelles applications et de nouveaux marchés », a déclaré McGuire.
La spectroscopie d’imagerie, également connue sous le nom d’imagerie hyperspectrale, acquiert des informations sur tout le spectre électromagnétique pour chaque pixel de l’image d’une scène. Lorsqu’il est effectué depuis l’espace, il est généralement utilisé pour observer des solides ou des liquides, ce qui nécessite une résolution spatiale élevée et une faible résolution spectrale. Cependant, il existe un besoin pour des spectromètres d’imagerie spatiaux plus petits et plus légers qui recueillent des informations atmosphériques, ce qui nécessite une résolution spectrale élevée et une faible résolution spatiale.
Dans le nouveau travail, les chercheurs décrivent des conceptions de spectromètres d’imagerie proche infrarouge (NIR) et infrarouge à ondes longues (LWIR) qui pourraient aider à répondre à ce besoin. Les conceptions de spectromètre combinent les caractéristiques souhaitables de plusieurs conceptions existantes, y compris un réseau immergé qui réduit la taille du réseau autant que l’indice de réfraction, une configuration optique Littrow qui utilise la même optique avant et après le réseau, et un réseau sur une surface sphérique à simplement la correction d’une erreur optique connue sous le nom de courbure de champ de Petzval. Les réseaux séparent la lumière blanche en son spectre de couleurs constitutif.
Les chercheurs ont développé une conception de spectromètre d’imagerie NIR qui couvre une gamme spectrale de 2302 nm à 2370 nm avec 2 048 pixels spectraux et 512 pixels spatiaux à une ouverture de f/1,9. En utilisant différents matériaux, ils ont également conçu une version LWIR qui couvre 8 μm à 12 μm avec 1536 pixels spectraux et 256 pixels spatiaux à f/1.7.