O szczegółach swojej koncepcji piszą w APL Photonics. Zespół badawczy prowadzony przez Kevina Bundy’ego oraz Holgera Schmidta stoi za rozwiązaniem, które łączy według nich niskie koszty produkcji z bardzo wysoką wydajnością. Taki spektrometr ma być przy tym wyjątkowo wszechstronny, ponieważ w grę wchodzi wdrażanie go na potrzeby obserwacji kosmicznych i diagnostyki medycznej.
Czytaj też: Ukryty związek fotoniki kwantowej. Wysokowydajne obliczenia ujawniły prawdę
Spektrometry są znane nauce od zaskakująco długiego czasu, ponieważ pojawiły się już w XVII wieku. Podstawę ich działania stanowi rozdzielanie fal świetlnych na widma, na podstawie czego można zidentyfikować ich skład. Oczywiście na przestrzeni stuleci zdecydowanie poprawiła się wydajność tych urządzeń oraz ich kompaktowość, przy czym wariant z Kalifornii ma być pod tym względem na najwyższym poziomie.
Nowy spektrometr jest przystosowany do pomiarów światła z rozdzielczością długości fali 0,05 nanometra. Dla porównania, do tej pory osiągnięcie podobnej rozdzielczości wymagało wykorzystywania urządzeń o 1000-krotnie większych rozmiarach. Mówiąc krótko: w niższej cenie i przy zdecydowanie mniejszych gabarytach naukowcy mogą mieć dostęp do urządzenia, które zapewnia wyniki na poziomie dotychczas najlepszych.
Zaprojektowany przez naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz spektrometr cechuje się kompaktowymi rozmiarami, wysoką dokładnością i relatywnie niskimi kosztami produkcji
Spektrometry mogą się od siebie różnić, co jest szczególnie zauważalne, gdy weźmiemy pod uwagę ich rozmiary. Największe mają wielkość całych budynków! Te mniejsze, choć powstawały już wcześniej, to zwykle wyraźnie odstawały pod względem przydatności, nie wspominając o zdecydowanie wyższych kosztach produkcji. Ten ostatni problem brał się przede wszystkim z konieczności bardzo precyzyjnych działań w skali nano.
Rewolucyjne rozwiązanie ze Stanów Zjednoczonych wykorzystuje falowód zamontowany na chipie. Światło jest tam rozdzielane pod względem kolorów i zostaje później analizowane za pośrednictwem algorytmu uczenia maszynowego. Tym sposobem obraz zostaje odkodowany i zrekonstruowany. Dzięki udziałowi wspomnianego algorytmu możliwe jest zapewnienie wysokiej precyzji nawet przez niezbyt dokładnych danych wejściowych.
Czytaj też: Przerób swój zwykły rower na elektrycznego poskramiacza dróg. Teraz ma to jeszcze więcej sensu
Nawet sam proces produkcyjny jest zaskakująco nieskomplikowany, a co za tym idzie – przebiega bardzo szybko. Biorąc pod uwagę mnogość potencjalnych zastosowań, nietrudno wyobrazić sobie, jak przełomowe mogłoby być wdrożenie tego typu spektrometrów. Ich twórcy mówią o wykorzystywaniu tych urządzeń na potrzeby obserwacji astronomicznych. Wyobraźmy sobie chociażby zbieranie informacji na temat składu atmosferycznego odległych egzoplanet, co mogłoby wykazać, czy istnieje na nich życie. Poza tym w grę wchodzi diagnostyka medyczna polegająca na wykrywaniu zmian nowotworowych czy też identyfikacji chorób zakaźnych.