국제 연구팀이 사람의 머리카락 지름보다 작은 중적외선 분광계를 개발했습니다.
온실 가스 감지부터 자율 주행 차량의 안전성 향상에 이르기까지 잠재적인 응용 분야를 통해 최근 몇 년간 소형 온칩 분광계 개발에 많은 관심이 있었습니다. 빛의 스펙트럼 정보를 측정하는 기존 분광계는 부피가 크고 가격이 비쌉니다. 온칩 분광계는 응용 분야와 접근성을 크게 확장합니다. technology.
이를 위해 미국, 이스라엘, 일본의 연구팀이 초소형 중적외선 분광계를 개발했습니다.
이 장치는 조정 가능한 단일 광검출기를 기반으로 2~9마이크로미터 파장 범위에서 작동하는 분광계의 초점이 된 물질인 흑색 인(BP)을 통합합니다. 두께가 약 XNUMX나노미터인 이 물질은 사용자가 장치 성공의 핵심인 다양한 스펙트럼 구성 요소를 캡처하기 위해 광물질 상호 작용을 조정할 수 있도록 합니다. 또한 고급 알고리즘은 이 분광계에서 똑같이 중요한 역할을 하며 부분적으로 분광학의 본질적인 복잡성을 하드웨어에서 소프트웨어로 전환합니다.
사람의 머리카락 단면보다 훨씬 작은 9×16 제곱 마이크로미터 크기의 분광계의 크기는 측정하는 빛의 파장과 비슷합니다. 소자를 더 작게 만들 수 있다 하더라도 일반적인 조건에서 빛은 회절로 인해 파장보다 훨씬 작은 지점에 집중될 수 없기 때문에 큰 개선을 보이지 않을 것입니다.
“초소형으로 고성능 분광계를 구현하는 것은 매우 흥미로운 일입니다. 팀은 이 작업에서 보여지는 것처럼 하드웨어와 소프트웨어의 발전을 동시에 활용하는 원칙이 의학, 농업 및 식품 품질 관리 분야의 상업적 응용으로 이어질 것으로 기대합니다.
기존의 분광계에서 빛은 스펙트럼을 구성하는 색상으로 나뉩니다.
또한 기존 분광계와 달리 이 시스템은 간섭계 또는 조정 가능한 적외선 레이저와 같은 고급 광학 구성 요소에 의존하지 않습니다. 그것은 분광계의 극단적인 소형화에 대한 가능성을 열어주고 온-칩, 저렴한 중적외선 분광법 및 스펙트럼 이미징. 연구자들은 자동차, 드론, 인공위성에는 보행자, 차량 및 기타 위험을 감지하기 위해 그레이 스케일 열화상을 촬영하는 적외선 카메라가 장착되어 있는 경우가 많다는 점에 주목합니다. 이 새로운 분광계는 중간 정도의 분해능에도 불구하고 스펙트럼 정보를 지속적으로 측정할 수 있기 때문에 이러한 잠재적인 위협에 대해 잠재적으로 더 높은 탐지 능력을 가지고 있습니다. 또한 원격 감지에도 유용할 수 있습니다.