Spektrometrit kutistuvat

Spektrometrejä käytetään laajasti teollisuudessa ja tutkimuksessa valon havaitsemiseen ja analysointiin mutta ne ovat yleensä pöydälle sijoitettavia instrumentteja.

Integroiduista sirulla olevista spektrometreistä olisi suurta hyötyä useille teknologioille, kuten laadunvalvonta-alustoille, turva-antureille, biolääketieteellisille analysaattoreille, terveydenhuoltojärjestelmille, ympäristön seurantatyökaluille ja avaruusteleskoopeille.

Aalto-yliopiston tutkijoiden johtama kansainvälinen tutkimusryhmä on kehittänyt erittäin herkkiä ja miniatyrisoituja spektrometrejä, joilla on korkea aallonpituustarkkuus, korkea spektriresoluutio ja laaja toimintakaistanleveys käyttämällä vain yhtä mikrosirun kokoista ilmaisinta.

"Yksi-ilmaisin tunnistin spektrometrimme on all-in-one-laite. Suunnittelimme tämän optoelektroniikan laboratoriosirun, jossa tekoäly korvaa perinteiset laitteistot, kuten optiset ja mekaaniset komponentit.

Siksi laskennallinen spektrometrimme ei vaadi erillisiä tilaa vieviä komponentteja tai ryhmärakenteita valon hajottamiseksi ja suodattamiseksi. Se voi saavuttaa korkean resoluution, joka on verrattavissa työpöytäjärjestelmiin, mutta paljon pienemmässä paketissa", sanoo tutkijatohtori Hoon Hahn Yoon.

"Spektrometrillämme voimme mitata valon voimakkuutta jokaisella näkyvän spektrin yli olevalla aallonpituudella. Laite on täysin sähköisesti ohjattava, joten siinä on valtavat mahdollisuudet skaalautumiseen ja integrointiin.

Sen integrointi suoraan kannettaviin laitteisiin, kuten älypuhelimiin ja droneihin, voisi edistää jokapäiväistä elämäämme. Kuvittele, että seuraavan sukupolven älypuhelimiemme kameroita voitaisiin varustaa hyperspektrikameroilla, jotka ylittävät värikamerat", hän lisää.

Kiinan Soochowin yliopiston tutkijat ovat puolestaan kehittäneet yhden pisteen spektrometrin, joka perustuu in situ -moduloituun perovskiittivalodetektoriin ja näin pienentäen koon mikrometrien mittoihin.

Laitetta manipuloidaan valovahvistuksella joka ohjaa ionien uudelleenjakautumista perovskiittikalvossa ulkoisen esijännitteen avulla.

Tämä yhden pisteen spektrometri käsittelee noin 5 nm:n resoluution ja vasteajan noin 197 µs:iin.

Valon eri taajuuksilla on erilaiset tunkeutumisominaisuudet perovskiiteille. Tätä hyödynnetään yhden pisteen spektrometrillä, joka virittää yksittäisen ilmaisimen spektrivasteen ohjaamalla ionien kulkeutumista aktiivisessa kerroksessa ulkoisen ohjauksen avulla.

Tämä ainutlaatuinen spektrometrirakenne rikkoo spektrianalyysin jalanjäljen resoluution rajoituksen ja johtnee perovskiitin in situ -modulaation uuteen suunnittelusuuntaan uusien toiminnallisten laitteiden kehittämiseksi.

Aiheesta aiemmin:

Spektrometriaa sirupiirillä

Nanolangat korvaavat lasiprismat