Група науковців зі США розробила унікальний мініатюрний спектрометр, розмір якого становить лише кілька квадратних міліметрів. Завдяки компактності, пристрій можна інтегрувати у сучасні смартфони, що дозволяє власнику здійснювати спектроскопічні вимірювання без додаткового обладнання.
Про це розповідає ProIT
Інноваційний фотодетектор з широким діапазоном чутливості
Ключовою особливістю пристрою є фотодетектор, чутливість якого можна налаштовувати шляхом зміни напруги. Ця технологія дозволяє точно фіксувати довжини хвиль світла у широкому діапазоні – від ультрафіолетового до інфрачервоного. Така гнучкість відкриває нові можливості для створення портативних і високоточних спектроскопічних пристроїв, які можна буде використовувати безпосередньо у смартфонах.
«Спектрометри — найважливіші інструменти, які допомагають нам розуміти хімічні та фізичні властивості різних матеріалів, ґрунтуючись на тому, як світло змінюється при взаємодії з цими матеріалами. Вони використовуються в різних областях — від виробництва до біомедичної діагностики. Однак навіть найменші спектрометри, представлені на ринку, все ще досить громіздкі. Ми створили спектрометр, який працює швидко, при низькій напрузі і чутливий до широкого спектру світла. Наш демонстраційний прототип має розмір лише кілька квадратних міліметрів – він поміститься на вашому телефоні. За бажання його можна зробити розміром з піксель», — пояснює співавтор дослідження, професор кафедри машинобудування та аерокосмічної техніки в Університеті штату Північна Кароліна, Брендан О’Коннор.
Комерційний потенціал та перспективи розвитку
Завдяки продуманій конструкції, фотодетектор здатен реагувати на різні довжини хвиль світла після контакту з матеріалом. Дослідники можуть керувати чутливістю детектора, змінюючи подану напругу, що дозволяє точно зчитувати сигнатуру світла, яке проходить через об’єкт чи відбивається від нього. При цьому діапазон напруги складає менше одного вольта, а сам процес триває менше мілісекунди.
Попередні спроби створити аналогічні мініатюрні фотодетектори ґрунтувалися на складній оптиці та високих напругах, але не забезпечували такої чутливості до широкого спектра довжин хвиль. Нова розробка вирізняється точністю, яка не поступається класичним спектрометрам, а її чутливість співставна з комерційними фотодетекторами.
Наразі команда розробників планує розпочати комерціалізацію своєї технології. Як зазначає Брендан О’Коннор, завдяки малим розмірам і низькому енергоспоживанню, датчик можна буде впровадити у смартфони та інші мобільні пристрої.
Результати дослідження опубліковані у науковому журналі Device.