HERA – kompakte und robuste Hyperspektralkamera

Die neuartige Hyperspektralkamera HERA bietet erstmals die Möglichkeit, ein wirklich hyperspektrales Bild wie mit einer üblichen RGB Kamera im „Snapshot“ Betrieb aufzuzeichnen. Gleichzeitig werden extrem gute spektrale und räumliche Auflösungen und eine sehr hohe Sensitivität über den detektierten VIS/NIR Wellenlängenbereich erzielt.

Einfacher geht es nicht: die kompakte Plug-and-Play Kamera HERA wird vor das Objekt gestellt 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 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 Kamera, 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, nachdem jedes Pixel des Detektors zur räumlichen Aufzeichnung genutzt werden kann.

Da komplett auf einen Spalt und Gratings verzichtet werden kann, wird eine besonders hohe Sensitivität erreicht und auch lichtschwache Anwendungen wie die räumliche Aufzeichnung von Fluoreszenzspektren werden möglich.

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

Besondere Merkmale
  • Snapshot Betrieb
  • Breiter Wellenlängenbereich von 400-1000 nm; optional möglich: 950-1700 nm
  • Sehr hohe spektrale und räumliche Auflösung
  • Überragende Sensitivität ermöglicht auch lichtschwache Anwendungen
  • Kompakte und robuste Plug-and-Play Kamera

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 vertreibt. Dieses Einstrahlinterferometer, das auf dem Verfahren zweier doppelbrechender Keile gegeneinander beruht, erreicht eine Stabilität in der Verzögerung von besser als einer Attosekunde.

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 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.
Wie oben bereits erwähnt kann auch auf Gratings und Spalte verzichtet werden, sodass der Lichtdurchsatz deutlich verbessert wird und die HERA Kamera auch für lichtschwache Anwendungen wunderbar geeignet ist.

Daneben kann hier auch auf Filter vor den verschiedenen Pixeln verzichtet werden, wie sie bei manch anderen (multispektralen) Snapshot Kameras eingesetzt werden. Damit wird jedes Pixel des Detektors für die räumliche Aufzeichnung eingesetzt, es kommt zu keinem Auflösungsverlust und keinen pixelbedingten räumlichen Zuordnungsfehlern.

Technische Spezifikationen

Spectral range400 - 1000 nm
Sensor spatial resolution1280 x 1024 pixels
User adjustable spectral resolution<1.5 nm @ 400 nm
<10 nm @ 1000 nm
SensorCMOS
Number of bits12 bits
Software interfaceLabview based interface
Number of spectral bands∞*
Field of view16 degrees
Working distance250 mm - ∞
Dimensions205 x 150 x 83.5 mm
Weight2 kg

*HERA is FT spectroscopy based instrument and number of spectral bands is software selectable and independent from measurement time.