طراحی وب سایت حرفه ای

دستگاه کوچک‌‌ می‌تواند تجهیزات گران قیمت آزمایشگاه را برای بسیاری از برنامه‌ها جایگزین کند.

دستگاه های طیف سنجی که طول موج های مختلف نور را تشخیص‌‌ می‌دهند و برای تعیین ترکیب شیمیایی همه چیز از مواد آزمایشگاهی به ستاره های دوردست استفاده‌‌ می‌شود دستگاه های بزرگ با برچسب های قیمت شش ضلعی هستند و معمولا در آزمایشگاه های دانشگاه و آزمایشگاه های صنعتی یا رصدخانه‌ها یافت‌‌ می‌شوند.

پیشرفت جدید توسط محققان در MIT‌‌ می‌تواند باعث تولید اسپکترومتری های کوچک شود که دقیقا دقیق و قدرتمند هستند اما‌‌ می‌تواند تولید انبوه با استفاده از فرآیندهای تولید تراشه های استاندارد. این رویکرد‌‌ می‌تواند استفاده های جدیدی برای طیف سنجی ایجاد کند که قبلا از لحاظ جسمی و مالی غیرممکن بوده است.

این اختراع امروز در مجله Nature Communications شرح داده شده است، در مقاله‌ای از پروفسور MIT دانش و علوم مهندسی جیجون هو، دانشجوی دکترا درک کیت، معاون تحقیقاتی براندو میراندا و پنج نفر دیگر.

محققان‌‌ می‌گویند این رویکرد جدید برای ساخت اسپکترومترها بر روی تراشه‌‌ می‌تواند مزایای عمده‌ای را در عملکرد، اندازه، وزن و مصرف انرژی در مقایسه با ابزار فعلی ارائه دهد.

گروه های دیگر سعی کرده‌اند طیف سنج های مبتنی بر تراشه را ایجاد کنند، اما یک چالش داخلی وجود دارد: توانایی دستگاه برای پخش نور بر اساس طول موج، استفاده از هر سیستم نوری متعارف، به شدت وابسته به اندازه دستگاه. هو‌‌ می‌گوید، اگر شما آن را کوچکتر، عملکرد کاهش‌‌ می‌یابد.

نوع دیگر طیف سنج از یک رویکرد ریاضی به نام تبدیل تبدیل فوریه استفاده‌‌ می‌کند. اما این دستگاه‌ها با محدودیت همان اندازه محدود‌‌ می‌شوند، مسیرهای نوری طولانی برای دستیابی به عملکرد بالا ضروری است. از آنجا که دستگاه های با کارایی بالا نیازمند طول طول مسیر نوری قابل تنظیم هستند، طیف سنج های مینیاتوری به طور سنتی نسبت به همتایان پایه آنها پایین تر است.

می گوید: در عوض، ما از یک تکنیک متفاوت استفاده‌‌ می‌کنیم. سیستم آنها بر پایه سوئیچ های نوری است که‌‌ می‌تواند فورا یک پرتو نور بین مسیرهای نوری مختلف را که‌‌ می‌تواند از طول های مختلف. این سوئیچ های نوری تمام الکترونیکی، نیاز به آینه های متحرک را که در نسخه های فعلی مورد نیاز است، از بین‌‌ می‌برند و‌‌ می‌توانند به راحتی با استفاده از تکنولوژی ساخت تراشه های استاندارد ساخته شوند.

Kita‌‌ می‌گوید، با حذف قطعات متحرک، از لحاظ استحکام، سود بسیار بزرگی به همراه خواهد داشت. شما‌‌ می‌توانید آن را از روی میز جدا کنید بدون ایجاد صدمات.

با استفاده از طول مسیر در قدرت دو برابر، این طول ها‌‌ می‌تواند به روش های مختلف برای تکرار تعداد نمایشی از طول های گسسته ترکیب شده، در نتیجه منجر به یک رزولوشن طیف طیفی است که به طور نمادین با تعداد سوئیچ های نوری در تراشه. این همان اصل است که اجازه‌‌ می‌دهد تا مقیاس تعادل به طرز دقیق اندازه گیری طیف گسترده‌ای از وزن با ترکیب فقط تعداد کمی از وزن استاندارد.

به عنوان یک اثبات مفهوم، محققان قرارداد ساخت یک استاندارد تولید صنعتی نیمه هادی را برای ساخت یک دستگاه با 6 سوئیچ ترتیبی، تولید 64 کانال طیفی، با قابلیت پردازش داخلی برای کنترل دستگاه و پردازش خروجی آن. با گسترش به 10 سوئیچ، قطعنامه به 1024 کانال پرش‌‌ می‌کند. آنها دستگاه را به عنوان یک دستگاه پلاگین و بازی طراحی کردند که‌‌ می‌تواند به راحتی با شبکه های نوری موجود متصل شود.

این تیم همچنین از تکنیک های جدید یادگیری ماشین برای بازسازی طیف های دقیق از تعداد محدود کانال استفاده کرد. كاتد میگوید كه روشی كه آنها توسعه داده شده به خوبی برای تشخیص هریك از طیفهای طیفی گسترده و كوچك كار میكند. آنها توانستند نشان دهند که عملکرد آن در واقع با محاسبات مطابقت دارد و در نتیجه طیف وسیعی از توسعه بالقوه توسعه برای برنامه های مختلف را باز‌‌ می‌کند.

محققان‌‌ می‌گویند که این طیف سنج ها‌‌ می‌توانند در دستگاه های حسگر، سیستم های تجزیه و تحلیل مواد، توموگرافی مختلط اپتیکال در تصویربرداری پزشکی، و نظارت بر عملکرد شبکه های نوری، بر اساس آن بیشتر شبکه های دیجیتال امروز. در حال حاضر، تیم با برخی از شرکت های علاقه مند به استفاده های احتمالی برای چنین طیف سنج های ریزپردازنده، با وعده خود از مزایای بزرگ در اندازه، وزن و مصرف برق، تماس گرفت، Kita‌‌ می‌گوید. هو‌‌ می‌افزاید، و همچنین برای سنجش محیط زیست برای صنایع مانند نفت و گاز، علاقه‌ای به برنامه های کاربردی برای نظارت بر فرایندهای صنعتی وجود دارد.

Gunther Roelkens، استاد دانشگاه گنت در بلژیک‌‌ می‌گوید: این کار یک رویکرد بسیار جالب است، زیرا این امکان را فراهم‌‌ می‌کند که یک اسپکترومتر با رزولوشن بالا در ردیف کوچک قرار گیرد، که به این تحقیق متصل نیست. این دستگاه برنامه های کاربردی مانند سنسورهای اسپکتروسکوپی تراشه را فعال‌‌ می‌کند که یک موضوع تحقیق داغ است.

Roelkens‌‌ می‌افزاید: چالش برای تحقیقات آینده این است که پوشش های طول موج را گسترش دهند و با حفظ همان رزولوشن. همچنین با توجه به باند های مختلف طول موج، بسیاری از برنامه های جدید را فعال می‌کند.

این گروه همچنین شامل دیوید فاولا، دانشجوی کارشناسی ارشد MIT، دانشجوی کارشناسی ارشد، Jérôme Michon، پسران سابق Hongtao لین، دانشمند تحقیقاتی تیان گو و کارمند دیوید بونو. این تحقیق توسط بنیاد ملی علوم MIT SENSE پشتیبانی شد. نانو، U. S. وزارت انرژی و بنیاد Saks Kavanaugh.

لطفاً در مورد مطلب فوق ستاره بدهید :