オンチップ分光計、数千色をオールインワンディテクト

December, 26, 2022, Espoo--アールト大学研究者は、われわれの指先サイズにフォトニック情報を詰め込む。
　分光計は、光を検出、分析するために産業や研究で広く使用されている。分光計は光のスペクトル、様々な波長の強度を計測する。試料や材料を特定し分析するための重要なツールである。集積オンチップ分光計は、様々な技術にとって大きな恩恵をもたらす。品質検査プラットフォーム、セキュリティセンサ、生物化学アナライザ、ヘルスケアシステム、環境モニタリングツール、宇宙望遠鏡など。

アールト大学の研究者が主導する国際研究チームは、単一のマイクロチップサイズディテクタだけを使い、高い波長精度、高スペクトル分解能、ブロードなオペレーション帯域の高感度分光計を開発した。この超微小分光計の研究は、Science誌に発表された。

「われわれのシングルディテクタ分光計は、オールインワンデバイスである。この光電lab-on-a-chipを従来のハードウエア、光コンポーネントと機械的コンポーネントなどを置き換える人工知能(AI)で設計した。したがって、われわれのコンピュータ分光計は、光を分散、フィルタリングするために個別の大きなコンポーネント、つまりアレイデザインを必要としない。それはベンチトップシステムに匹敵する高分解能を達成できているが、遥かに小さなパッケージである」とポスドク研究者、Hoon Hahn Yoonはコメントしている。

「われわれの分光計で、指先のデバイスを使って可視光を超える各波長で光強度を計測できる。デバイスは完全電気制御であるので、拡張性と集積で大きな可能性がある。それをスマートフォンやドローンなどに直接組み込むことで、われわれの日常生活が進歩する」と同氏は話している。

研究チーム長、Zhipei Sun教授によると、コンピュータ分光計の縮小は、チップやインプラント可能なアプリケーションでの利用にとって重要である。「従来の分光計は、光学的、機械的コンポーネントを必要とするので大きく、したがってオンチップアプリケーションが制約されている。この分野では、分光計の性能と利用しやすさの改善要求がでてきている。この視点から、微小化された分光計は、科学や産業のあらゆる分野で高性能と新機能を提供する未来的アプリケーションにとって極めて重要である」と同教授は、コメントしている。
(詳細は、https://www.aalto.fi/)