Зарубежные инженеры разработали спектрометр, который может поместиться на кончике пальца и за доли миллисекунды анализировать свет в широком диапазоне – от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного. Устройство работает при низком напряжении и настолько мало, что его можно встроить в смартфон. Возможно, в будущем с помощью этой технологии можно будет анализировать состав продуктов или качество воды прямо с телефона.
Спектрометры – это инструменты, которые позволяют анализировать материалы по тому, как они отражают, поглощают или пропускают свет. Такие устройства используются в разных областях – от производства до биомедицинской диагностики. Однако даже самые компактные модели сегодня остаются громоздкими, дорогими и энергоемкими, что затрудняет их широкое внедрение в портативную электронику.
Ученые представили новый тип спектрометра, основанный на миниатюрном органическом фотодетекторе. Его чувствительность к свету меняется простым переключением напряжения, без необходимости в подвижных частях или сложной оптике. Благодаря такой конструкции удалось добиться крайне малого размера, всего несколько миллиметров, и при этом охватить широкий диапазон длин волн.
Для получения данных достаточно быстро изменить напряжение на фотодетекторе и зафиксировать, какой свет он улавливает при каждом значении. Эти сведения обрабатываются простой программой, которая точно восстанавливает спектр света, будь то отраженный от поверхности или прошедший сквозь материал.
В ходе испытаний прототип продемонстрировал высокую точность: его измерения сопоставимы с результатами традиционных спектрометров, а чувствительность не уступает коммерческим фотодетекторам. Для анализа достаточно кратковременного сигнала – менее одного вольта и менее одной миллисекунды.
По словам авторов работы, цель проекта – вывести спектрометры на потребительский рынок. Компактность, скорость и энергоэффективность делают технологию перспективной для использования в смартфонах, носимых устройствах, медицинских приборах и для визуализации в микроскопах.
Источник: hightech.plus
распечатать статью
