Nowe spektometry będą dokładniejsze i mniejsze

Nowe spektometry będą dokładniejsze i mniejsze

Badacze z Georgia Tech opracowali nową technologię, która pozwoli na uczynienie przenośnych spektrometrów bardziej wszechstronnymi urządzeniami.

Spektometry są używane jako aktywne części czujników wykrywających różne substancje w otoczeniu, nawet przy ich minimalnej koncentracji. Nowoczesna technologia pozwoli na zwiększenie czułości tych urządzeń i dywersyfikację środowisk w których mogą być użyte. Dodatkowo nowe spektrometry będą mniejsze, prostsze w budowie i tańsze.

Tradycyjne spektrometry składają się z wielu części: soczewek, wąskiej szczeliny, siatki dyfrakcyjnej i detektora. Zamierzeniem badaczy z Georgia Tech było połączene wszystkich tych komponentów w dwie części, które złożyłyby się na tani, wydajny, kompaktowy spektrometr do szerokich zastosowań w urządzeniach czujnikowych.

Ali Adibi, który przewodniczy projektowi powiedział, że technologia ta jest niezwykle użyteczna w spektometrach niskoenergetycznych. Jednocześnie wiele stosowanych spektrometrów to urządzenia wysokoenergetyczne. Nowoczesna technologia pozwala przekonwertować składowe części systemu wysokoenergetycznego w bardziej wszechstronny system o małej energii.

System taki, dzięki małej masie pozwala zwiększyć poręczność spektrometrów w wielu urządzeniach, gdzie kompaktowa budowa była do tej pory problemem nie do przezwyciężenia. Przykładowo nowa technologia będzie mogła być zastosowana przyrządach trzymanych w rękach do wykrywania trującego tlenku węgla lub do szybkiej analizy krwi.

Jedną z kluczowych zalet nowych spektometrów jest ich niewrażliwość na tzw. wyrównanie optyczne. Konwencjonalne spektrometry są bardzo czułe na kierunek rozchodzenia się fal światła, stąd istotne było dokładne wyrównoważenie niektórych części tych mechanizmów. Amerykańskim badaczom udało się ominąć tę uciążliwą cechę stosując specjalne hologramy, przepuszczające fale światła o określonym kierunku. W tradycyjnych spektometrach dokonuje się tego poprzez blokowanie fal światła poza jedną wiązką, która ma żądany kierunek rozchodzenia się – niekorzystnym efektem tego jest zauważalna strata mocy i niższa wydajność.

W nowych spektometrach czułość urządzeń jest regulowana poprzez odpowiednią wymianę hologramów.