Группа американских исследователей создала крошечное спектрометрическое устройство размером всего несколько миллиметров, которое потенциально можно установить в смартфон.
Раздел Технологии выходит при поддержке
Миниатюрный фотодектор устройства меняет светочувствительность за счет изменения напряжения. Он точно регистрирует длины волн света в широком диапазоне, от ультрафиолета до инфракрасного света. Это открывает путь к созданию компактных, портативных спектроскопических приборов и спектрометров с высоким разрешением, построенных на основе крошечных датчиков.
«Спектрометры — важнейшие инструменты, которые помогают нам понимать химические и физические свойства различных материалов, основываясь на том, как свет изменяется при взаимодействии с этими материалами. Они используются в различных областях — от производства до биомедицинской диагностики. Однако даже самые маленькие спектрометры, представленные на рынке, все еще довольно громоздки. Мы создали спектрометр, который работает быстро, при низком напряжении и чувствителен к широкому спектру света. Наш демонстрационный прототип имеет размер всего несколько квадратных миллиметров — он поместится на вашем телефоне. При желании его можно сделать размером с пиксель», — объясняет соавтор исследования, профессор кафедры машиностроения и аэрокосмической техники в Университете штата Северная Каролина, Брендан О’Коннор.
Концепция и принцип работы миниатюрного спектрометра/Device
Инновационная конструкция содержит крошечный фотодектор, реагирующий на различные длины волн после их взаимодействия с тем или иным материалом. Регулируя напряжение, подаваемое на фотодетектор, исследователи могут контролировать, к каким длинам волн он наиболее чувствителен.
«Если быстро подать на фотодетектор диапазон напряжений и измерить все длины волн света, регистрируемые при каждом напряжении, будет получено достаточно данных, чтобы простая вычислительная программа могла воспроизвести точную сигнатуру света, проходящего через целевой материал или отражающегося от него. Диапазон напряжения составляет менее одного вольта, и весь процесс может занять менее миллисекунды», — добавляет Брендан О’Коннор.
Предыдущие попытки создать миниатюрный фотодектор базировались на использовании сложной оптики, высоких напряжений, и эти детекторы не были настолько чувствительными к широкому диапазону длин волн. В ходе проверочных испытаний исследователи обнаружили, что их спектрометр размером с пиксель настолько же точен, как и обычный спектрометр, а его чувствительность сопоставима с коммерческими фотодетекторами.
Сейчас исследователи планируют вывести свои спектрометры на рынок для коммерческого использования. Как отмечает О’Коннор, размеры и энергопотребление устройства позволяют интегрировать его в смартфоны.
Результаты исследования опубликованы в журнале Device
Источник: SciTechDaily
Раздел Технологии выходит при поддержке
Favbet Tech – это IT-компания со 100% украинской ДНК, которая создает совершенные сервисы для iGaming и Betting с использованием передовых технологий и предоставляет доступ к ним. Favbet Tech разрабатывает инновационное программное обеспечение через сложную многокомпонентную платформу, способную выдерживать огромные нагрузки и создавать уникальный опыт для игроков.