اختراع ابزار جدید برای سنجش نور

دانشمندان ابزار جدید و بهبود یافته‌ای را برای سنجش نور اختراع کردند که می‌تواند در همه چیز از دوربین گوشی‌های هوشمند گرفته تا نظارت بر محیط زیست کاربرد داشته باشد.

بر اساس بیانیه مطبوعاتی دانشگاه ایالتی اورگان (OSU)، دانشمندان و پژوهشگران، ابزار جدید و بهبود یافته‌ای که مانند یک آزمایشگاه تنها روی یک تراشه است، برای سنجش نور اختراع کرده‌اند.

یک دستگاه فوق‌العاده کوچک

این ابزار جدید شامل یک طیف‌سنج بسیار کوچک است که بر روی یک ریزتراشه قرار می‌گیرد و با استفاده از هوش مصنوعی کار می‌کند و می‌تواند منجر به ارتقای همه چیز از دوربین گوشی‌های هوشمند گرفته تا نظارت بر محیط زیست شود.

اتان مینوت، استاد فیزیک در کالج علوم OSU گفت: ما راهی برای ساختن طیف‌سنج‌هایی نشان داده‌ایم که بسیار مینیاتوری‌تر از آنچه معمولاً امروزه استفاده می‌شود، است. طیف‌سنج‌ها قدرت نور را در طول موج‌های مختلف اندازه‌گیری می‌کنند و در بسیاری از صنایع و همه زمینه‌های علمی برای شناسایی نمونه‌ها و مشخص کردن مواد بسیار مفید هستند.

وی توضیح داد که این دستگاه جدید به قدری کوچک است که حتی می‌تواند بر روی انتهای موی انسان قرار گیرد و آن را بسیار بهتر از طیف‌سنج‌های سنتی کند که به اجزای نوری و مکانیکی حجیم نیاز دارند.

هون هان یون از دانشگاه آلتو که این مطالعه را رهبری می‌کرد، گفت: طیف‌سنج ما نیازی به مونتاژ اجزای نوری و مکانیکی جداگانه یا طرح‌های آرایه‌ای برای پخش و فیلتر کردن نور ندارد. علاوه بر این، می‌تواند به وضوح بالا و قابل مقایسه با سیستم‌های امروزی، اما در ابعاد بسیار کوچک‌تر دست یابد.

پژوهشگران توضیح دادند که وقتی صحبت از رنگ‌های نوری می‌شود که این دستگاه می‌تواند جذب کند، این دستگاه ۱۰۰ درصد از نظر الکتریکی قابل کنترل است و آن را مقیاس‌پذیر و برای استفاده گسترده مناسب می‌کند.

یون گفت: ادغام مستقیم این دستگاه در دستگاه‌های قابل حمل مانند گوشی‌های هوشمند و پهپاد‌ها می‌تواند زندگی روزمره ما را ارتقا دهد. تصور کنید که نسل بعدی دوربین‌های گوشی‌های هوشمند ما بتوانند دوربین‌هایی فراطیفی باشند.

این دوربین‌های پیشرفته همچنین می‌توانند تصویربرداری و تجزیه و تحلیل فروسرخ را فراهم کنند.

مینوت گفت: این هیجان‌انگیز است که طیف‌سنج ما فرصت‌هایی را برای انواع ابزار‌ها و دستگاه‌های جدید روزمره برای بهبود علوم جدید باز می‌کند.

طیف‌سنج‌ها در حال حاضر در پزشکی برای شناسایی تفاوت میان تومور‌ها با بافت سالم آزمایش می‌شوند، زیرا می‌توانند به راحتی تغییرات ظریف در بافت را تشخیص دهند.

طیف‌سنج‌ها برای کاربرد‌های موردی پایش محیطی، این ظرفیت را دارند که دقیقاً اینکه چه نوع آلودگی در هوا، آب یا زمین وجود دارد و چه مقدار از آن وجود دارد را مشخص کنند.

مینوت گفت: بسیار خوب خواهد بود اگر طیف‌سنج‌های کم‌هزینه و قابل حمل این کار را برای ما انجام دهند. همچنین در محیط‌های آموزشی، آموزش عملی مفاهیم علوم با طیف‌سنج‌های ارزان‌قیمت و فشرده مؤثرتر خواهد بود.

اما این همه‌ی ماجرا نیست. این ابزار جدید می‌تواند در سایر کار‌های علمی گسترده‌تر نیز مورد استفاده قرار گیرد.

مینوت گفت: اگر به نجوم علاقه دارید، ممکن است علاقه‌مند باشید که طیف نوری را که با تلسکوپ خود جمع‌آوری می‌کنید، اندازه‌گیری کنید و این اطلاعات منجر به شناسایی یک ستاره یا سیاره شود یا اگر زمین‌شناسی سرگرمی شماست، می‌توانید سنگ‌های قیمتی را با اندازه‌گیری طیف نوری که جذب می‌کنند، شناسایی کنید.

مینوت فکر می‌کند که با پیشرفت کار با نیمه‌هادی‌های دوبعدی، به سرعت راه‌های جدیدی برای استفاده از خواص نوری و الکترونیکی جدید آن‌ها کشف خواهیم کرد، به خصوص که تحقیق در مورد این ابزار‌ها تنها یک دهه است که شروع شده است.

مینوت در پایان گفت: این واقعاً هیجان انگیز است. من معتقدم که با مطالعه نیمه‌هادی‌های دو بعدی به پیشرفت‌های جالبی خواهیم رسید.