Foton etc.

Foton etc.
Typ Företag
Industri
Grundad 2002
Huvudkontor
Montreal , Québec
,
Kanada
Område som betjänas
 Internationell
Nyckelpersoner

VD: Sébastien Blais-Ouellette, Ph. D. CTO: Marc Verhaegen, Ph.D. Direktör för elektronik- och mjukvaruteknik: Simon Lessard
Antal anställda
 25-30
Hemsida photonetc .com

Photon etc. är en kanadensisk tillverkare av infraröda kameror , brett inställbara optiska filter , hyperspektral avbildning och spektroskopiska vetenskapliga instrument för akademiska och industriella tillämpningar. Dess huvudsakliga teknologi är baserad på volym-Bragg-gitter, som används som filter antingen för svepande lasrar eller för global avbildning.

Historia

Som en avknoppning av California Institute of Technology grundades företaget 2003 av Sébastien Blais-Ouellette som arbetade med avstämningsbara smalbandsfilter för att detektera hydroxylgrupper i jordens atmosfär. Det var så han utvecklade företagets huvudteknologi, ett patenterat volym-Bragg-galler för filtreringsändamål.

Företaget etablerades först i J.-Armand Bombardier Incubator vid Université de Montréal där det gynnades av en komplett infrastruktur och närhet till forskare. Efter 5 år flyttade Photon etc. till sin faktiska plats på " Campus des technologies de la santé ″ i Rosemont-distriktet i Montréal. Photon etc. har 25 anställda i Kanada och har fått flera utmärkelser och erkännande (Québec Entrepreneur of the Year (finalist), CCFC (vinnare), Fondation Armand-Frappier (vinnare - prix émergence), Prism Award (finalist) . Under de senaste tio åren har företaget utvecklat ett flertal samarbeten, lämnat in flera patent och skapat spin-off-företag i olika domäner: Photonic Knowledge ( gruvprospektering ), Nüvü-kameror ( EMCCD-kameror ) och Optina Diagnostics ( retinal imaging ) Mer nyligen, i juni 2015, utökade Photon etc. sin expertis inom nanoteknik och lanserade en ny division, Photon Nano . Photon Nano tillhandahåller Raman- , fluorescens- och plasmoniska märkningar syntetiserade av toppforskningslaboratorier. Dessa märkningar används huvudsakligen i multiplexeringsapplikationer för cellulär avbildning.

Teknologi

Photon etc.s kärnteknologi är ett kontinuerligt inställbart filter baserat på volym Bragg-gitter . Det består av ett fototermobrytande glas med ett periodiskt varierande brytningsindex i vilket moduleringsstrukturen kan orienteras för att transmittera eller reflektera infallande ljus. För att välja en viss våglängd som kommer att filtreras (diffrakteras), justeras filtrets vinkel för att möta Braggs villkor :

där n är ett heltal, λ B är våglängden som kommer att diffrakteras, Λ är gittrets steg, θ är vinkeln mellan den infallande strålen och ingångsytans normal och φ är vinkeln mellan normalen och gittret vektor. För transmissionsgitter är Bragg-planen vinkelräta mot ingångsytan ( φ = π /2) medan för reflektionsgitter är Bragg-planen parallella med ingångsytan ( φ =0). Om strålen inte uppfyller Bragg-villkoret, passerar den genom filtret, odiffrakterad .

I ett Bragg-filter diffrakteras först det inkommande kollimerade ljuset av ett volymfilter och endast en liten del av spektrumet påverkas . Sedan, genom att använda ett andra parallellfilter med samma moduleringsperiod, kan ljus återkombineras och en bild kan rekonstrueras.

Hyperspektral avbildning

Företaget kommersialiserar hyperspektrala bildsystem baserade på volym-Bragg-gitter. Denna teknik kombinerar spektroskopi och avbildning: varje bild förvärvas på ett smalt band av våglängder (så små som 0,3 nm). De monokromatiska bilderna hämtade från en hyperspektral datakub, som innehåller både rumslig (x- och y-axel) och spektral (z-axel) information för ett prov.

I denna teknik används global avbildning för att få ett stort område av ett prov utan att skada det. Vid global avbildning förvärvas hela synfältet för mikroskopobjektivet samtidigt jämfört med punkt-för-punkt-tekniker där antingen provet eller excitationslasern måste flyttas för att rekonstruera en karta. När den kombineras med mikroskopi mörkfälts- eller ljusfältsbelysning användas och olika experiment kan utföras såsom:

Avstämbara filter

Volym Bragg-gittertekniken används också för att designa avstämbara bandpassfilter för olika ljuskällor. Den här tekniken kombinerar en avvisning utanför bandet på <-60 dB och en optisk densitet högre än OD 6 med en avstämningsbarhet över de synliga och nära infraröda områdena av det elektromagnetiska spektrumet .

Avstämbara lasrar

Bragg-gitterfiltreringstekniken kan kopplas till en superkontinuumlaser för att generera en avstämbar laserkälla . Supercontinuum- källor är vanligtvis en fiberlaser med hög effekt som levererar ultrabredbandsstrålning och kan användas för steady-state eller livstidsexperiment. Denna ultra breda strålning erhålls när en laser riktas genom ett olinjärt medium. Därifrån samlas en samling mycket olinjära optiska processer (t.ex. fyrvågsblandning , Raman-förskjutning av solitonerna) som skapar superkontinuumemissionen. Tillsammans med rätt filter kan den leverera en kvasi-monokromatisk uteffekt över ett spektralområde som går från 400 nm till 2 300 nm. Detta verktyg kan användas i flera experiment och forskningsområden som inkluderar:

Infraröda kameror

Photon etc. designar och tillverkar lågbrusiga infraröda kameror känsliga från 850 nm till 2 500 nm. Deras HgCdTe (MCT) focal plane array (FPA) utvecklades först för svaga flödesmätningar och används nu för astronomi , spektroskopi , kvalitetskontroll och sortering.

Ansökningar

Solceller

Fotovoltaiska enheter kan karakteriseras av global hyperspektral avbildning genom elektroluminescens (EL) och fotoluminescens (PL) kartläggning. Denna teknik tillåter karakterisering av olika aspekter av fotovoltaiska celler : öppen kretsspänning , transportmekanismer, extern kvanteffektivitet , mättnadsströmmar , sammansättningskarta, enhetlighetskomponenter, kristallografiska domäner, spänningsförskjutningar och livstidsmätning för materialkvalitet. Det har faktiskt redan använts för karakterisering av Cu(In,Ga)Se 2 (CIGS) och GaAs solceller. I sin studie kunde forskare från IRDEP (Institute of Research and Development on Photovoltaic Energy) extrahera kartor över kvasi-fermi-nivådelningen och över den externa kvanteffektiviteten med hjälp av fotoluminescens och elektroluminescens hyperspektrala mätningar kombinerat med en spektral och fotometrisk absolut kalibreringsmetod.

Health and Life Science

Eftersom global hyperspektral avbildning är en icke-invasiv teknik, har den vunnit popularitet under de senaste åren inom hälsodomänen. Till exempel har den använts för tidig diagnos av näthinnanomalier (t.ex. åldersrelaterad makuladegeneration (AMD) , syremättnad i näthinnan), inom det biomedicinska området förutom neurologi och dermatologi för identifiering och lokalisering av vissa proteiner (t.ex.: hemoglobin ) eller pigment (t.ex.: melanin ).

Inom biovetenskap används denna teknik för mörkfälts- och epifluorescensmikroskopi. Flera studier visade hyperspektrala avbildningsresultat av guldnanopartiklar ( AuNP) riktade mot CD44 +-cancerceller och kvantprickar (QDs) för undersökning av molekylär dynamik i det centrala nervsystemet (CNS) .

Dessutom är hyperspektral avbildning optimerad i det nära-infraröda ett väl lämpat verktyg för att studera enstaka kolnanorörsfotoluminescens i levande celler och vävnader. I en vetenskaplig rapport skrev Roxbury et al. presenterar samtidig avbildning av 17 nanorörskiraliteter , inklusive 12 distinkta fluorescerande arter i levande celler. Mätningarna utfördes ex vivo och in vivo .

Halvledare

Efter uppfinningen av transistorn 1947 tog forskningen om halvledarmaterial ett stort steg framåt. En teknik som kom fram ur detta består av att kombinera Raman-spektroskopi med hyperspektral avbildning som tillåter karakterisering av prover på grund av Raman-diffusionsspecificitet. Till exempel är det möjligt att detektera spänningar , töjningar och föroreningar i kiselprover (Si) baserat på frekvens, intensitet, form och breddvariation i Si- fononbandet (~520 cm -1 ). Generellt är det möjligt att bedöma materialets kristallina kvalitet, lokala spänningar/töjningar, dopnings- och föroreningsnivåer samt yttemperatur.

Nanomaterial

Nanomaterial har nyligen väckt ett enormt intresse inom materialvetenskap på grund av deras kolossala samling av industriella, biomedicinska och elektroniska tillämpningar. Global hyperspektral avbildning i kombination med fotoluminescens , elektroluminescens eller Raman-spektroskopi erbjuder ett sätt att analysera dessa framväxande material. Det kan tillhandahålla kartläggning av prover som innehåller kvantprickar , nanotrådar , nanopartiklar , nanotracers, etc. Global hyperspektral avbildning kan också användas för att studera diametern och chiralitetsfördelningen och radiella andningslägen (RBM) för kolnanorör . Den kan leverera kartor över enhetlighet, defekter och oordning samtidigt som den ger information om antalet och den relativa orienteringen av lager, spänningar och elektroniska excitationer. Det kan därför användas för karakterisering av 2D-material såsom grafen och molybdendisulfid (MoS 2 ) .

Industriell

Hyperspektral avbildning gör det möjligt att extrahera information om sammansättningen och fördelningen av specifika föreningar. Dessa egenskaper gör hyperspektral avbildning till en väl lämpad teknik för gruvindustrin . Utnyttja den specifika spektrala signaturen hos mineraler Photonic Knowledge's Core Mapper™ erbjuder omedelbar mineralidentifiering. Denna teknik levererar monokromatiska bilder och snabb mineralogisk kartläggning. Den breda fältmodaliteten gör det möjligt att identifiera mineralsignaturer men också klassificeringen av växter (t.ex. ogräs , precisionsjordbruk ) och livsmedel (t.ex. köttfärskhet , fruktdefekter ) och kan användas för olika utomhusapplikationer.

Att snabbt och effektivt kunna upptäcka explosiva flytande prekursorer är en viktig tillgång för att identifiera potentiella hot. En hyperspektral kamera i SWIR-regionen tillåter sådan detektering genom att få snabbt spektralt upplösta bilder. De monokromatiska helbildsbilderna som erhålls möjliggör snabb identifiering av kemiska föreningar . Detektion av svavel genom laserinducerad nedbrytningsspektroskopi (LIBS) kan också enkelt uppnås med holografiskt Bragg-gitter som används som filtreringselement.

Instrumentkalibrering och karakterisering

Kalibreringen av mätinstrument (t.ex.: fotodetektor , spektrometer ) är väsentlig om forskare vill kunna jämföra sina resultat med olika forskargruppers resultat och om vi vill hålla en hög standard. Spektralkalibrering behövs ofta och kräver en välkänd källa som kan täcka en stor del av det elektromagnetiska spektrumet. Avstämbara laserkällor har alla ovanstående krav och är därför särskilt lämpliga för denna typ av kalibrering.

Innan Gemini Planet Imager (GPI) skickades till Gemini South var det nödvändigt att kalibrera dess koronagraf . För denna fråga behövdes en nästan akromatisk och kollimerad källa som kunde täcka 0,95-2,4 µm. Photon etc.s effektiva avstämbara laserkälla valdes för att testa koronagrafen. Den avstämbara källan kunde ge en utdata över hela GPI-våglängdsdomänen.

Tunnfilmsfilter är nödvändiga element i optisk instrumentering. Bandpass- , notch- och kantfilter har nu utmanande specifikationer som ibland är ansträngande att karakterisera. En optisk densitet (OD) högre än 6 är faktiskt svår att identifiera. Det är därför en grupp forskare från Aix Marseille Université utvecklade en spektralt löst karakteriseringsteknik baserad på en superkontinuumkälla och ett laserlinjeavstämbart filter. Metoden beskrivs i detalj i Liukaityte et al. papper från Optics Letter och fick studera tunnfilmsfilter med optiska densiteter från 0 till 12 i ett våglängdsområde mellan 400 nm och 1000 nm.

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Photon_etc.&oldid=1131273239 "