Spektrometer Inframerah Ultra-Kompak: Chip 2 cm² untuk Analisis Kimia Tangan
Ponsel seluler dapat melakukan hampir segalanya. Dengan perangkat ini, mungkin bahkan untuk menentukan kadar alkohol bir atau seberapa matang sebuah buah adalah. Spektrometer inframerah yang digunakan saat ini untuk analisis kimia umumnya berat beberapa kilogram dan sulit diintegrasikan ke dalam perangkat tangan.
Sebuah chip berukuran sekitar 2 sentimeter persegi dikembangkan yang dapat digunakan untuk menganalisis cahaya inframerah dengan cara yang sama seperti spektrometer konvensional, yang membagi cahaya insiden menjadi dua jalur sebelum memantulkannya dari dua cermin. Sinar cahaya yang dipantulkan digabungkan kembali dan diukur dengan detektor foton. Memindahkan salah satu cermin menciptakan pola interferensi yang dapat digunakan untuk menentukan proporsi panjang gelombang berbeda dalam sinyal masuk. Karena bahan kimia menciptakan celah karakteristik dalam spektrum inframerah, ilmuwan dapat menggunakan pola yang dihasilkan untuk mengidentifikasi bahan apa yang terjadi dalam sampel uji dan pada konsentrasi berapa.
Prinsip yang sama ada di balik mini-spektrometer baru; namun, dalam perangkat baru, cahaya insiden tidak lagi dianalisis dengan bantuan cermin yang dapat digerakkan. Sebaliknya, ia menggunakan gelombang cahaya khusus dengan indeks bias optik yang dapat disesuaikan secara eksternal melalui medan listrik. Mengubah indeks bias memiliki efek yang mirip dengan apa yang terjadi ketika cermin digerakkan, memungkinkan dispersi spektrum cahaya insiden dengan cara yang sama.
Bergantung pada cara gelombang cahaya dikonfigurasi, peneliti dapat memeriksa bagian yang berbeda dari spektrum cahaya. Berbanding dengan spektrometer terintegrasi lainnya yang hanya dapat mencakup rentang sempit dari spektrum cahaya, perangkat baru dapat dengan mudah menganalisis bagian luas dari spektrum. Spektrometer hanya perlu dikalibrasi sekali, dibandingkan dengan perangkat konvensional yang memerlukan kalibrasi ulang berulang kali dan karena tidak memiliki bagian yang bergerak, ia memerlukan perawatan yang lebih sedikit.
Peneliti menggunakan bahan yang juga digunakan sebagai modulator di industri telekomunikasi. Bahan ini memiliki banyak properti positif tetapi sebagai gelombang cahaya, ia membatasi cahaya di dalam. Ini kurang ideal, karena pengukuran hanya mungkin jika sebagian cahaya yang diarahkan dapat keluar. Untuk alasan ini, para peneliti memasang struktur logam halus pada gelombang cahaya yang membuang cahaya ke luar perangkat.
