Ученые разработали спектрометр с высоким разрешением, который подойдет смартфонам

Цвет, как способ восприятия длины волны света, несет важную научную информацию о составе и состоянии вещества. Спектрометры, оптические устройства, анализирующие свойства материалов путем разложения света на длины волн, широко применяются в науке и промышленности. Ранее спектрометры высокого разрешения были громоздкими и сложными. Однако появление ультракомпактных аналогов может сделать анализ цвета доступным даже в смартфонах. Исследователи разработали спектрометрическую технологию, основанную на реконструкции с использованием двухслойных неупорядоченных метаповерхностей.

В отличие от традиционных спектрометров, использующих дифракционные решетки или призмы, новый метод применяет неупорядоченные структуры в качестве оптических компонентов. Двухслойная метаповерхность создает спекл-паттерны, зависящие от длины волны, а камера измеряет эти случайные узоры, что позволяет восстановить точную информацию о цвете. В результате создана компактная (менее 1 см) технология спектрометрии, способная точно измерять свет в широком диапазоне (440-1300 нм) с высоким разрешением (1 нм) за один снимок.

Эта технология имеет множество применений. Ученые ожидают, что она расширит возможности лабораторных технологий до технологий машинного зрения повседневного уровня для таких применений, как анализ компонентов пищевых продуктов, диагностика состояния сельскохозяйственных культур, измерение состояния кожи, обнаружение загрязнения окружающей среды и биомедицинская диагностика. Кроме того, разработка может быть использована в передовых оптических технологиях, таких как гиперспектральная, 3D-оптическая и сверхбыстрая визуализация.