MỸ – Các nhà nghiên cứu đã giới thiệu một máy quang phổ nhỏ hơn hàng chục lần so với các công nghệ hiện tại và có thể đo chính xác các bước sóng ánh sáng từ tia cực tím đến cận hồng ngoại. Công nghệ này cho phép chế tạo các thiết bị quang phổ cầm tay và là nền tảng cho sự phát triển của các thiết bị tích hợp cảm biến mới, và hoạt động như máy quang phổ hình ảnh thế hệ tiếp theo.

Ông Brendan O’Connor, tác giả liên lạc của bài báo về dự án này, đồng thời là Giáo sư kỹ thuật cơ khí và hàng không vũ trụ tại Đại học Bang North Carolina (North Carolina State University), chia sẻ: “Máy quang phổ là công cụ quan trọng giúp chúng ta hiểu được các tính chất hóa học và vật lý của nhiều loại vật liệu dựa trên sự thay đổi của ánh sáng khi tương tác với các vật liệu đó. Chúng được sử dụng trong nhiều ứng dụng, từ sản xuất đến chẩn đoán y sinh. Tuy nhiên, những máy quang phổ nhỏ nhất trên thị trường vẫn khá cồng kềnh. Chúng tôi đã tạo ra một máy quang phổ hoạt động nhanh, ở điện áp thấp và nhạy với phổ ánh sáng rộng”.

Giáo sư O’Connor nói tiếp: “Mẫu thử nghiệm của chúng tôi chỉ có kích thước vài milimét vuông – nó có thể vừa vặn với một chiếc điện thoại. Có thể thu nhỏ nó xuống còn một pixel.”

Công nghệ này sử dụng một cảm biến quang nhỏ có khả năng cảm nhận các bước sóng ánh sáng sau khi ánh sáng tương tác với vật liệu mục tiêu. Bằng cách truyền các điện áp khác nhau vào cảm biến quang, có thể điều chỉnh để nó nhạy nhất với các bước sóng ánh sáng cụ thể.

Giáo sư O’Connor đã nói rằng: “Nếu nhanh chóng truyền một dải điện áp vào cảm biến quang và đo tất cả các bước sóng ánh sáng được thu nhận ở mỗi mức điện áp, thì sẽ có đủ dữ liệu để một chương trình máy tính đơn giản có thể tái tạo lại một dấu hiệu đặc trưng của ánh sáng đi qua hoặc phản xạ từ vật liệu mục tiêu. Dải điện áp này nhỏ hơn một vôn, và toàn bộ quá trình có thể diễn ra trong chưa đầy một phần ngàn giây.”

Những nỗ lực trước đây nhằm thu nhỏ các máy dò quang đều dựa vào hệ thống quang học phức tạp, sử dụng điện áp cao hoặc không nhạy cảm với nhiều bước sóng như vậy.

Trong quá trình thử nghiệm chứng minh, các nhà khoa học đã phát hiện máy quang phổ kích thước pixel của họ có độ chính xác tương đương với máy quang phổ thông thường, và có độ nhạy tương đương với các thiết bị phát hiện quang thương mại.

Giáo sư O’Connor chia sẻ: “Về lâu dài, mục tiêu của chúng tôi là đưa máy quang phổ đến với thị trường tiêu dùng. Quy mô và nhu cầu năng lượng của công nghệ này cho phép tích hợp vào điện thoại thông minh, và chúng tôi tin rằng điều này sẽ mở ra một số ứng dụng thú vị. Về mặt nghiên cứu, điều này mở đường cho việc tiếp cận tốt hơn với quang phổ hình ảnh, quang phổ vi mô và các ứng dụng khác tại phòng thí nghiệm.”

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Device.

Để xem các tin bài khác về “Máy quang phổ”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Electronics Online