Ученые создали миниатюрный спектрометр для смартфона

Исследователи из Института электронных наносистем им. Фраунгофера разработали спектрометр весом всего один грамм.

Спектрометр — это аналитический прибор, принцип работы которого основан на накоплении, обработке и анализе спектра излучения. Получают этот спектр методом облучения образца и регистрации появляющейся флуоресценции. Замеряется длина, частота волн, интенсивность излучения.

Обычно спектрометры это громоздкие и дорогостоящие устройства. Однако новый инфракрасный прибор весит всего около грамма. Авторы разработки планируют, что в производстве стоимость одного образца будет стоить меньше €1. Это позволит интегрировать его в смартфоны. Для сравнения: сейчас инфракрасные спектрометры весят несколько килограммов, а их производство обходится в тысячи евро.

Конечно, существуют и миниатюрные портативные устройства, но они они не подходят для массового рынка — с точки зрения стоимости и размера, кроме того они сложны в эксплуатации.

Как и обычные инфракрасные спектрометры, прибор испускает световые лучи в ИК-диапазоне. Затем свет с различной длиной волны фрагментируется с помощью настраиваемого фильтра и направляется к детектору с помощью интегрированных волноводов. Решетчатые элементы связи с наноструктурами собирают свет, отраженный от образца в интегрированные волноводы. Если необходимо проверить качество воздуха, свет попадает в специальную абсорбционную ячейку, встроенную в одну плоскость. 

Обычные спектрометры состоят из дискретных более или менее хорошо интегрированных компонентов. Чтобы уменьшить размер устройства, ученые интегрировали наведение луча, разделение отдельных длин волн и функцию обнаружения в одну плоскость.