Оптические спектрометры применяются в настоящее время главным образом для определения химического состава различных веществ в научных экспериментах, в лабораториях контроля качества потребительских товаров, напитков и пищевых продуктов, а также в медучреждениях. Измеряемыми спектрометрами характеристиками оптического потока являются частота (длина волны) и интенсивность составляющих спектра излучения, воспринимаемого приемником спектрометра.
В связи с отсутствием жестких требований к этим приборам по габаритам, производители не стремятся к их миниатюризации (чаще всего встречаются спектрометры настольного типа) — основные показатели его работы, которые должны быть на высшем уровне, точность измерения процентного соотношения всех присутствующих в исследуемом веществе ингредиентов.
Но вот в лаборатории нанотехнологий NanoLabNL Института фотоники Технологического университета Эйндховена создали прототип микроскопического оптического датчика, который может быть встроен в смартфон. При этом сигналы от этого оптического сенсора, обработанные по специальной программе, преобразуются в таблицу состава интересующего владельца вещества. С помощью этого устройства можно будет определять, например, какими вредными веществами загрязнен воздух (и их концентрацию), степень свежести покупаемых продуктов, присутствие токсичных веществ в детских игрушках и т. п. (естественно, для получения конечных результатов измерений в понятном для владельца смартфона-спектрометра виде, в него должны быть заложены соответствующие приложения).
Изобретенный нидерландскими учеными спектрометр представляет собой «ловушку света», названную разработчиками фотонной кристаллической впадиной, выполненной в объеме тончайшей мембраны микронного размера, которая изготовлена из специального материала, генерирующего электрический ток при ударах фотонов. Прототип оптического микросенсора в экспериментах показал способность измерять с высокой точностью 100 тыс. частот, что позволяет с его помощью определять сотни различных химических соединений. И это при том, что частотный диапазон сенсора ограничен лишь несколькими процентами ширины близкого ИК-спектра.
То есть изобретателям еще предстоит добиться расширения рабочего диапазона частот оптического мироксенсора, для чего им понадобится, по их мнению, несколько лет, после чего можно будет приступать к его промышленному выпуску, внедрению в смартфоны и в портативные спектрометры.
См. также:
