Un CCD o carica accoppiato dispositivo è un rivelatore di fotoni altamente sensibile. È diviso in un gran numero di piccole aree sensibili alla luce note come pixel, che possono essere utilizzate per assemblare un’immagine dell’area di interesse.
Un CCD è un rivelatore a matrice multicanale a base di silicio di luce UV, visibile e quasi infrarossa. Questi sono usati per la spettroscopia, poiché sono estremamente sensibili alla luce. Ciò rende questi rivelatori adatti per l’analisi del segnale Raman intrinsecamente debole., Consente anche il funzionamento multicanale, il che significa che l’intero spettro può essere rilevato in una singola acquisizione.
CCDs sono ampiamente utilizzati al di là di sensori in fotocamere digitali. Le versioni che vengono utilizzate per la spettroscopia scientifica sono di un grado notevolmente superiore, per dare le migliori caratteristiche di sensibilità, uniformità e rumore possibili.
I rivelatori CCD sono tipicamente unidimensionali, indicati come lineari o bidimensionali, indicati come array di aree di migliaia o milioni di singoli elementi del rivelatore. Questi elementi sono noti come pixel., Ogni elemento interagisce con la luce per costruire una carica. Più luminosa è la luce e/o più lunga è l’interazione, maggiore è la carica registrata. Alla fine della misurazione, l’elettronica di lettura estrae la carica dagli elementi e viene misurata ogni singola lettura della carica.
In un tipico spettrometro Raman, la luce sparsa Raman viene dispersa utilizzando una griglia di diffrazione. Questa luce dispersa viene proiettata sull’asse lungo dell’array CCD. Il primo elemento rileverà la luce dal bordo basso cm-1 dello spettro., Il secondo elemento rileverà la luce dalla posizione spettrale successiva e così via. L’ultimo elemento rileverà la luce dall’alto bordo cm-1 dello spettro.
I CCD richiedono un certo grado di raffreddamento per renderli adatti alla spettroscopia di alta qualità. Ciò è fatta tipicamente facendo uso di raffreddamento di Peltier, che è adatto a temperature giù a-90oC e di raffreddamento criogenico dell’azoto liquido. La maggior parte dei sistemi Raman utilizza rivelatori raffreddati Peltier, ma i rivelatori raffreddati ad azoto liquido presentano ancora vantaggi per alcune applicazioni specializzate.