Quang phổ kế siêu nhỏ do nhóm nghiên cứu ở Đại học North Carolina thiết kế. Ảnh: NC State
Quang phổ kế là công cụ quan trọng phân tích cách vật liệu tương tác với ánh sáng, giúp xác định tính chất hóa học và vật lý của chúng, giúp ích cho nhiều lĩnh vực từ chẩn đoán y tế, giám sát môi trường đến thám hiểm không gian và kiểm soát chất lượng sản xuất. Để tích hợp quang phổ kế trên thiết bị điện tử hàng ngày, nhóm nghiên cứu tại NC State tạo ra nguyên mẫu quang phổ kế cỡ vài milimét vuông, đủ nhỏ để đặt trên điện thoại hoặc bộ cảm biến.
Thiết bị có thể phát hiện ánh sáng từ quang phổ cực tím đến cận hồng ngoại. Nó sử dụng cảm biến quang được thiết kế đặc biệt có độ nhạy thay đổi tùy theo điện áp áp dụng. Bằng cách quét qua điện áp dưới một volt và ghi lại phản ứng của cảm biến, các nhà nghiên cứu có thể tính toán để tái tạo toàn bộ quang phổ ánh sáng phản xạ hoặc truyền qua vật liệu.
Theo Brendan O’Connor, giáo sư kỹ thuật cơ khí và hàng không vũ trụ tại NC State, trưởng nhóm nghiên cứu, toàn bộ quá trình diễn ra trong chưa đầy một phần nghìn giây, không đòi hỏi thiết kế quang học phức tạp hoặc đầu vào điện áp cao. Quang phổ kế mới hoạt động ở điện áp thấp, phản ứng nhanh và duy trì độ nhạy cao trên một dải bước sóng ánh sáng rộng.
Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, nguyên mẫu đã chứng minh độ chính xác tương đương những quang phổ kế thông thường. Nó cũng đạt độ nhạy sánh ngang với cảm biến quang thương mại có sẵn.
O’Connor coi đây là bước tiến đầu tiên hướng tới sản phẩm thương mại. "Về lâu dài, mục tiêu của chúng tôi là đưa quang phổ kế ra thị trường tiêu dùng", ông nói. "Kích thước và nhu cầu năng lượng của công nghệ mới này làm cho nó khả thi để tích hợp vào điện thoại thông minh, khiến một số ứng dụng thú vị trở nên khả thi".
An Khang (Theo Interesting Engineering)
