HERA – Ultra-sensitive und flexible Hyperspektralkamera

Die neuartigen und patentierten HERA Hyperspektralkameras bieten erstmals die Möglichkeit, ein wirklich hyperspektrales Bild ähnlich zu einer üblichen RGB Kamera im „statischen“ Betrieb aufzuzeichnen.Statt einzelner Wellenlängen je Pixel, wie bei Snapshot Kameras, entsteht so ein komplett kontinuierliches Spektrum in jedem einzelnen Pixel des Detektors.

Durch ihre sehr hohe Sensitivität lassen sich auch schwache Signale, wie Photolumineszenz oder Fluoreszenz, perfekt detektieren. Ihre statische Funktionsweise ermöglicht verschiedenste Messaufbauten, beispielsweise auf einem Stativ in der freien Natur, mit Beleuchtung im Innenraum oder auch mit einem Adapter auf einem üblichen Mikroskop.

Einfacher geht die Aufnahme nicht: eine kompakte Plug-and-Play Kamera HERA wird vor das Objekt gestellt oder mit dem mitgelieferten Adapter auf dem Mikroskop montiert und die Bildgebung geschieht wie bei einer normalen RGB Kamera – nach der Einstellung des Fokus und der Belichtungsdauer wird nur noch die Aufnahme gestartet. Dagegen muss in der bisher üblichen hyperspektralen Bildgebung [später auf Anwendung hyperspektrale Bildgebung verlinken] häufig die Kamera oder das Objekt bewegt werden, um Linie für Linie die Spektren der einzelnen Punkte des Objekts und zusammengesetzt ein komplettes hyperspektrales Abbild aufzuzeichnen.

Gleichzeitig erlaubt es die zugrundeliegende Technologie der HERA Kameras, die spektrale Auflösung im Rahmen der Spezifikationen beliebig einzustellen und damit die perfekte Balance zwischen spektraler Auflösung und Messdauer zu finden. Auch die räumliche Auflösung ist ausgezeichnet und die Abbildung frei von Verzerrungen, nachdem jedes Pixel des Detektors zur räumlichen Aufzeichnung genutzt werden kann.

Für Objekte, die sich langsam oder nicht bewegen, sind die HERA Kameras damit die perfekte Lösung. Einfacher und besser können hyperspektrale Aufnahmen nicht gemacht werden.

Besondere Merkmale

• Flexibler Einsatz auf beliebigen Halterungen und Mikroskopen
• Überragende Sensitivität perfekt für lichtschwache Anwendungen
• Statischer Betrieb für temporär unbewegte Objekte
• Breiter Wellenlängenbereich von 400-1000 nm / 900-1700 nm / 900-2300 nm
• Sehr hohe spektrale und räumliche Auflösung
• Kompakte und robuste Plug-and-Play Kamera
• Nutzerfreundliche Software und grundlegende Analysefunktionen inklusive
• Export in Standard Softwareformate (ENVI, Matlab, Perception Studio, perClass Mira) für tiefergehende Analysen

Verfügbares Zubehör

• FOV Extender Optik verdoppelt das Sichtfeld in etwa
• Macro Linse ermöglicht nähere Makro Aufnahmen
• Filterhalterung aufschraubbar
• LED und Halogenbeleuchtungslösungen, auch als Light Box zur schattenfreien Aufnahme
• Weißreferenzen zur relativen Kalibrierung der Kamera
• Leistungsstarker, vorinstallierter Laptop
• Stativ, schwenkbar für horizontale und vertikale Aufnahmen

Technischer Hintergrund

Für die HERA Kamera wird die übliche Fourier-Transformations-Spektroskopie auf eine hyperspektrale Kamera übertragen. Hierbei wird in jedem Pixel ein Interferogramm aufgezeichnet, das über Fourier-Transformation in das Spektrum des einfallenden Lichtes umgewandelt wird.
Einzigartig macht die HERA Kamera das neuartige Interferometer, das NIREOS entwickelt hat und auch einzeln unter dem Namen GEMINI erhältlich ist. Dieses patentierte Common-Path-Interferometer, das auf dem Verfahren zweier doppelbrechender Keile gegeneinander beruht, erreicht eine einzigartige Stabilität in der Verzögerung von besser als einer Attosekunde. Endlich kann Fourier-Transformations Spektroskopie auch im sichtbaren Wellenlängenbereich betrieben werden!
Die Vorteile dieser Technologie liegen auf der Hand: da die spektrale Auflösung der HERA Kamera von dem durchfahrbaren Phasenunterschied der beiden Strahlrepliken abhängt, kann die spektrale Auflösung bis zu einem Maximum frei gewählt werden. Die maximal mögliche spektrale Auflösung [technische Spezifikationen unten] ist dabei durch den maximalen Verfahrweg der doppelbrechenden Keile zueinander festgelegt. In jedem Pixel erhalten Sie ein kontinuierliches Spektrum mit der gewünschten Anzahl spektraler Banden.
Durch diese Technologie kann auf Gratings und Spalte verzichtet werden, sodass der Lichtdurchsatz deutlich verbessert wird und die HERA Kamera perfekt für lichtschwache Anwendungen geeignet ist – nicht zuletzt wegen der 1 cm großen Apertur der Kamera.
Daneben kann hier auch auf Filter vor den einzelnen Pixeln verzichtet werden, wie sie bei (multispektralen) Snapshot Kameras eingesetzt werden. Damit wird jedes Pixel des Detektors für die räumliche Aufzeichnung eingesetzt, es kann die volle Auflösung des Detektors genutzt werden und pixelbedingte räumliche Zuordnungsfehler oder geometrischen Verzerrungen gehören der Vergangenheit an.