Uç boyutlu spektrometre sensörü bir cep telefonunun kamerasına takılabilir, bu çok kullanışlı!
Akıllı telefonunuzu kiler arkasında bulduğunuz tuzlu atıştırmalıklara doğrultduğunuzu ve malzemelerinin bozulup bozulmadığını hemen anladığınızı hayal edin. Spektrometre adı verilen bir cihaz, ışığı emen ve yayan benzersiz bir "parmak izine" dayalı olarak tehlikeli kimyasalları algılayabilir.
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Bununla birlikte, bu spektroskopik aletler uzun zamandır hantal ve pahalıdır ve laboratuvar dışında kullanılamaz. Şimdiye kadar, Wisconsin-Madison Üniversitesi'ndeki mühendisler, doğruluktan ödün vermeden tipik bir cep telefonunun kamerasına entegre edilebilecek kadar küçük ve basit bir spektrometre geliştirdiler.
Brocade Park: Cihazı yapan elektrik mühendisi ekip üyelerinden Zhu Wang (transliterasyon) şunları söyledi: Bu, yüksek çözünürlüklü ve düşük üretim maliyetine sahip kompakt bir tek lensli spektrometredir. Araştırması "Nature Communications" da (Nature Communications) başarıyla yayınlandı. Cihazda ayrıca, materyalleri tanımlamak veya belirli verileri tespit etmek için görüntüdeki her pikselin bilgilerini toplayabilen hiperspektral görüntüleme adı verilen gelişmiş bir işlevi vardır Nesneler. Örneğin, hiperspektral algılama, kaya yüzeyindeki değerli mineral birikintilerini tespit etmek veya bitki örtüsü yoğunluğu yüksek alanlardaki belirli bitkileri tespit etmek için kullanılabilir. Her bir elementin spektral parmak izi benzersiz bir ışık yayımı veya soğurma dalga boyu içerir. Ve spektrometreler Işığı algılama yeteneği, araştırmacıların, bilinmeyen bileşiklerin bileşimini analiz etmekten uzak yıldızların bileşimini ortaya çıkarmaya kadar her şeyi yapmasına olanak tanır.
- Yeni küçük ve düşük maliyetli cihazlar, sıradan cep telefonlarını gelişmiş analiz araçlarına dönüştürmeye yardımcı olabilir. Resim: Zongfu Yu
Spektrometreler genellikle bir nesne tarafından yayılan ışığı farklı dalga bantlarına ayırmak için prizmalara veya ızgaralara dayanır - her dalga bandı farklı bir dalga boyuna karşılık gelir. Kameranın fotodetektörü bu bantları yakalayıp analiz edebiliyor; örneğin sodyum spektral parmak izi 589 ve 590 nanometre dalga boylarına sahip iki banttan oluşuyor. İnsan gözü 590 nanometre dalga boyundaki ışığı turuncu-sarı olarak görür. Daha kısa dalga boyları mavi ve menekşeye karşılık gelirken, daha uzun dalga boyları kırmızı görünür. Güneş ışığı tam bir gökkuşağı içerir ve onun beyaz olduğunu görürüz. Farklı renklerdeki karışık ışık arasındaki farkı çözmek için, spektrometre genellikle nispeten büyük olmalıdır ve ışığın yayılması ve ayrılması uzun bir yol uzunluğu gerektirir. Bununla birlikte, araştırma ekibi her iki tarafında sadece 200 mikron olan minyatür bir spektrometre yaptı (yaklaşık olarak bir tükenmez kalem ucunun alanının yirmide biri)
Doğrudan tipik bir dijital kameranın sensörüne yerleştirilecek kadar hassastır. Bu küçük boyut, araştırmacıların cihazı, sensöre ulaşmadan önce gelen ışığı birkaç kez ileri geri yansıtmaya zorlayabilen özel olarak tasarlanmış bir malzemeye dayandırması nedeniyle mümkündür. Bu dahili yansımalar, hacmi artırmadan ışığın yayılma yolunu genişletir ve cihazın çözünürlüğünü iyileştirir. Bu cihazlar aynı zamanda, iki farklı görüntüyü (5 ve 9 numaralı) üst üste bindirilmiş projeksiyon anlık görüntüsünden ayırarak hiperspektral görüntüleme gerçekleştirdi Üst üste binen projeksiyon, iki görüntüyü çıplak gözün ayırt edemeyeceği bir şekilde birleştirir. Şimdi, araştırma ekibi, cihazın spektral çözünürlüğünü ve yakaladığı görüntülerin netliğini ve netliğini iyileştirmeyi umuyor. Bu iyileştirmeler, sensörün daha da geliştirilmesinin yolunu açabilir.
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme Araştırma / Gönderen: Wisconsin Üniversitesi-Madison / Sam Million-Weaver
Referans dergi makaleleri: "Nature Communications"
DOI: 10.1038 / s41467-019-08994-5
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Sol alt köşede Daha fazla bilgi edinin Boke Garden uygulamasını indirin
