कॉम्पैक्ट स्पेक्ट्रोमेट्री में सफलता
शोधकर्ताओं ने एक अभूतपूर्व स्पेक्ट्रोमीटर विकसित किया है जो मौजूदा मॉडलों से काफ़ी छोटा है, फिर भी पराबैंगनी से लेकर निकट-अवरक्त तक, व्यापक रेंज में प्रकाश तरंगदैर्घ्य का सटीक पता लगाने में सक्षम है। यह प्रगति कॉम्पैक्ट, हैंडहेल्ड स्पेक्ट्रोस्कोपी उपकरणों के लिए द्वार खोलती है और इन लघु सेंसरों की श्रृंखलाओं से निर्मित उच्च-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग स्पेक्ट्रोमीटर के निर्माण की ओर ले जा सकती है।
"स्पेक्ट्रोमीटर विभिन्न पदार्थों के रासायनिक और भौतिक गुणों को समझने में हमारी मदद करने के लिए महत्वपूर्ण उपकरण हैं, जो इस बात पर आधारित हैं कि प्रकाश उन पदार्थों के साथ क्रिया करने पर कैसे बदलता है," इस शोध पर एक शोधपत्र के संवाददाता लेखक और में मैकेनिकल और एयरोस्पेस इंजीनियरिंग के प्रोफेसर ब्रेंडन ओ'कॉनर कहते हैं ।
"इनका उपयोग विनिर्माण से लेकर बायोमेडिकल डायग्नोस्टिक्स तक के अनुप्रयोगों में किया जाता है। हालाँकि, बाजार में उपलब्ध सबसे छोटे स्पेक्ट्रोमीटर भी काफी भारी होते हैं।"
पिक्सेल के आकार का स्पेक्ट्रोमीटर
ओ'कॉनर कहते हैं, "हमने एक ऐसा स्पेक्ट्रोमीटर बनाया है जो कम वोल्टेज पर तेज़ी से काम करता है और प्रकाश के व्यापक स्पेक्ट्रम के प्रति संवेदनशील है। हमारा प्रदर्शन प्रोटोटाइप केवल कुछ वर्ग मिलीमीटर आकार का है - यह आपके फ़ोन में समा सकता है। आप चाहें तो इसे एक पिक्सेल जितना छोटा भी बना सकते हैं।"
इस अभिनव डिज़ाइन में एक लघु फोटोडिटेक्टर का उपयोग किया गया है जो किसी दिए गए पदार्थ के साथ क्रिया करने के बाद प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्घ्यों को पकड़ सकता है। फोटोडिटेक्टर पर लगाए गए वोल्टेज को समायोजित करके, शोधकर्ता यह नियंत्रित कर सकते हैं कि यह किस तरंगदैर्घ्य के प्रति सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील है।
न्यूनतम शक्ति के साथ मिलीसेकंड-गति परिशुद्धता
ओ'कॉनर कहते हैं, "अगर आप फोटोडिटेक्टर पर वोल्टेज की एक श्रृंखला तेज़ी से लागू करते हैं, और प्रत्येक वोल्टेज पर कैप्चर किए जा रहे प्रकाश की सभी तरंगदैर्ध्य को मापते हैं,
तो आपके पास इतना डेटा होगा कि एक साधारण कम्प्यूटेशनल प्रोग्राम लक्ष्य पदार्थ से होकर गुजरने वाले या उससे परावर्तित होने वाले प्रकाश का सटीक संकेत पुनः बना सकता है।" "वोल्टेज की श्रृंखला एक वोल्ट से भी कम है, और पूरी प्रक्रिया एक मिलीसेकंड से भी कम समय में हो सकती है।"
लघु फोटोडिटेक्टर बनाने के पिछले प्रयास जटिल प्रकाशिकी पर निर्भर रहे हैं, उच्च वोल्टेज का उपयोग किया गया है, या वे तरंगदैर्घ्य की इतनी व्यापक रेंज के प्रति उतने संवेदनशील नहीं रहे हैं।
प्रदर्शन पारंपरिक उपकरणों से मेल खाता है
अवधारणा-सिद्धि परीक्षण में, शोधकर्ताओं ने पाया कि उनका पिक्सेल आकार का स्पेक्ट्रोमीटर एक पारंपरिक स्पेक्ट्रोमीटर जितना ही सटीक था और इसकी संवेदनशीलता वाणिज्यिक फोटोडिटेक्शन उपकरणों के बराबर थी।
ओ'कॉनर कहते हैं, "दीर्घकालिक रूप से, हमारा लक्ष्य स्पेक्ट्रोमीटर को उपभोक्ता बाज़ार तक पहुँचाना है। इस तकनीक का आकार और ऊर्जा की माँग इसे स्मार्टफ़ोन में शामिल करना संभव बनाती है, और हमें लगता है कि इससे कुछ रोमांचक अनुप्रयोग संभव हो पाएँगे। शोध के दृष्टिकोण से, यह इमेजिंग स्पेक्ट्रोस्कोपी, माइक्रोस्कोपिक स्पेक्ट्रोस्कोपी, और प्रयोगशाला में उपयोगी अन्य अनुप्रयोगों तक बेहतर पहुँच का मार्ग भी प्रशस्त करता है।"
