อินฟราเรดสเปกโตรมิเตอร์ใหม่บนคริสตัลที่บางกว่าเส้นผมมนุษย์

มีความสนใจอย่างมากทั่วโลกในการพัฒนาสเปกโตรมิเตอร์อินไลน์ขนาดกะทัดรัด ทรงกลมของพวกเขา

แอปพลิเคชันมีปริมาณมหาศาล ตั้งแต่การตรวจจับก๊าซเรือนกระจกไปจนถึงการตรวจสอบความปลอดภัยของยานพาหนะที่ขับเคลื่อนอัตโนมัติ

สเปกโตรมิเตอร์แบบดั้งเดิมที่ได้รับข้อมูลสเปกตรัมเกี่ยวกับแสงนั้นมีขนาดใหญ่และมีราคาแพง สเปกโตรมิเตอร์ในตัวจะขยายขอบเขตและความพร้อมใช้งานของเทคโนโลยีได้อย่างมาก

ล่าสุดมีกลุ่มนักวิจัยจากสหรัฐอเมริกา อิสราเอล และญี่ปุ่นได้พัฒนาสเปกโตรมิเตอร์อินฟราเรดกลางที่มีขนาดกะทัดรัดเป็นพิเศษ ขอให้เราจำไว้ว่าความยาวคลื่นในช่วงนี้อยู่ระหว่าง 3 μm ถึง 50 μm

เครดิต: Yale School of Engineering and Applied Sciences

ตัวเครื่องใช้ฟอสฟอรัสดำ (blackฟอสฟอรัส BP) วัสดุนี้มีความหนาประมาณ 10 นาโนเมตร ทำให้สามารถปรับปฏิสัมพันธ์ของแสงและสสารเพื่อจับส่วนประกอบสเปกตรัมที่แตกต่างกันได้ นอกจากนี้ บทบาทที่สำคัญเท่าเทียมกันในสเปกโตรมิเตอร์นี้เล่นโดยอัลกอริธึมที่ได้รับการปรับปรุง ซึ่งถ่ายโอนความซับซ้อนของสเปกโตรสโคปีบางส่วนจากฮาร์ดแวร์ไปยังซอฟต์แวร์

ต่างจากแอนะล็อก ระบบไม่พึ่งพาส่วนประกอบออปติคัลขั้นสูง เช่น อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์หรือเลเซอร์อินฟราเรดแบบปรับได้ ซึ่งเปิดประตูสู่การลดขนาดสเปกโตรมิเตอร์และให้สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดกลางในคริสตัลในราคาประหยัดและการถ่ายภาพสเปกตรัม

ขนาดของสเปกโตรมิเตอร์คือ 9×16 μm² — เล็กกว่าหน้าตัดของเส้นผมมนุษย์มาก พารามิเตอร์เหล่านี้เทียบได้กับความยาวคลื่นของแสงที่วัดได้ 

นักวิทยาศาสตร์ได้อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับกระบวนการบำรุงรักษาสเปกโตรมิเตอร์ในบทความในวารสาร Nature Photonics

อ่านเพิ่มเติม

เจ๋ง: เสื้อผ้าสมาร์ททำงานอย่างไร Under Armour Iso-Chill และไททาเนียมไดออกไซด์อยู่ที่ไหน

นักฟิสิกส์ได้สร้างสสารแรกที่ปรากฏขึ้นหลังบิกแบงขึ้นใหม่

เครื่องยนต์ไฮโดรเจนขนาดเล็กเข้ามาแทนที่เชื้อเพลิงฟอสซิล

ไมโครมิเตอร์