Spektrometer Inframerah Ringkas

Ponsel dapat melakukan hampir semua hal. Dengan perangkat ini, bahkan mungkin untuk memastikan kandungan alkohol bir atau seberapa matang sepotong buah. Spektrometer inframerah yang digunakan saat ini untuk analisis kimia umumnya memiliki berat beberapa kilogram dan sulit untuk diintegrasikan ke dalam perangkat genggam.

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 datang menjadi dua jalur sebelum memantulkannya dari dua cermin. Berkas cahaya yang dipantulkan digabungkan kembali dan diukur dengan fotodetektor. Memindahkan salah satu cermin menciptakan pola interferensi yang dapat digunakan untuk menentukan proporsi panjang gelombang yang berbeda dalam sinyal yang masuk. Karena zat kimia menciptakan celah karakteristik dalam spektrum inframerah, para ilmuwan dapat menggunakan pola yang dihasilkan untuk mengidentifikasi zat apa yang terdapat dalam sampel uji dan dalam konsentrasi apa.

Prinsip yang sama ada di balik spektrometer mini baru; namun, pada perangkat baru, cahaya insiden tidak lagi dianalisis dengan bantuan cermin yang dapat dipindahkan. Sebagai gantinya, ia menggunakan pandu gelombang khusus dengan indeks bias optik yang dapat disesuaikan secara eksternal melalui medan listrik. Memvariasikan indeks bias memiliki efek yang mirip dengan apa yang terjadi ketika cermin dipindahkan, memungkinkan dispersi spektrum cahaya datang dengan cara yang sama.

Bergantung pada bagaimana pandu gelombang dikonfigurasi, peneliti dapat memeriksa berbagai bagian spektrum cahaya. Berbeda dengan spektrometer terintegrasi lainnya yang hanya dapat mencakup rentang spektrum cahaya yang sempit, perangkat baru ini dapat dengan mudah menganalisis bagian spektrum yang luas. Spektrometer harus dikalibrasi hanya sekali, dibandingkan dengan perangkat konvensional yang perlu dikalibrasi ulang berulang kali dan karena tidak mengandung bagian yang bergerak, maka perawatannya lebih sedikit.

Peneliti menggunakan bahan yang juga digunakan sebagai modulator dalam industri telekomunikasi. Bahan ini memiliki banyak sifat positif tetapi sebagai pandu gelombang, ia membatasi cahaya ke dalam. Ini kurang dari ideal, karena pengukuran hanya mungkin dilakukan jika sebagian cahaya terpandu dapat padam. Untuk alasan ini, para peneliti memasang struktur logam halus ke pemandu gelombang yang menyebarkan cahaya ke bagian luar perangkat.