コンパクトな赤外線分光計
携帯電話はほとんど何でもできます。これらのデバイスを使用すると、ビールのアルコール含有量や果物の熟度を確認できる場合もあります。現在化学分析に使用されている赤外線分光計は、一般に数キログラムの重さがあり、ハンドヘルドデバイスに統合するのは困難です。
入射光を2つのミラーに反射する前に2つの経路に分割する従来の分光計と同じ方法で赤外光を分析するために使用できる約2平方センチメートルのサイズのチップが開発されました。反射光ビームは再結合され、光検出器で測定されます。ミラーの1つを移動すると、入力信号のさまざまな波長の比率を決定するために使用できる干渉パターンが作成されます。化学物質は赤外線スペクトルに特徴的なギャップを作成するため、科学者は結果のパターンを使用して、テストサンプルでどの物質がどの濃度で発生するかを特定できます。
これと同じ原理が新しいミニ分光計の背後にあります。ただし、新しいデバイスでは、可動ミラーを使用して入射光を分析することはできなくなりました。代わりに、電界を介して外部から調整できる光屈折率を備えた特殊な導波路を利用します。屈折率を変えると、ミラーを動かしたときと同じような効果があり、同じように入射光のスペクトルを分散させることができます。
導波路がどのように構成されているかに応じて、研究者は光スペクトルのさまざまな部分を調べることができます。狭い範囲の光スペクトルしかカバーできない他の統合分光計とは対照的に、新しいデバイスはスペクトルの広いセクションを簡単に分析できます。分光計は、再校正を繰り返す必要がある従来のデバイスと比較して、一度だけ校正する必要があり、可動部品が含まれていないため、メンテナンスが少なくて済みます。
研究者は、電気通信業界で変調器としても使用されている材料を採用しました。この材料には多くの肯定的な特性がありますが、導波路として、光を内部に閉じ込めます。誘導光の一部が抜ける場合にのみ測定が可能であるため、これは理想的とは言えません。このため、研究者たちは、デバイスの外側に光を散乱させる導波路に繊細な金属構造を取り付けました。
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