Миниатюризация спектрометров — бурно развивающаяся область исследований, поскольку такие аппараты вполне могут достигать высоты трехэтажного здания. Увы, чем меньше спектрометр, тем ниже его эффективность или выше стоимость из-за сложных нанотехнологий. Команда ученых из Калифорнийского университета описала в журнале APL Photonics новое устройство. Оно демонстрирует высокую производительность без высоких затрат, пишет Science Daily.

Спектрометр состоит из чипа, на котором расположен волновод, направляющий свет в определенный канал, в зависимости от его цвета. Информация с чипа поступает в алгоритм машинного обучения, распознающий паттерны, созданные разными длинами волн света. Алгоритм аккуратно реконструирует изображение, не требуя при этом высокого качества от входящего сигнала. Точность возникает в результате постоянной оптимизации алгоритма. Благодаря этому чипы можно производить относительно простым и недорогим методом, за несколько часов, а не недель.

По словам руководителя исследовательской группы Хольгера Шмидта, им удалось добиться спектрального разрешения 0,05 нм: «Это, фактически, не хуже, чем у больших, стандартных, дорогих спектрометров». Обычно такое разрешение встречается у приборов в тысячу раз большего размера.

Главной областью применения своей технологии разработчики видят астрономию: новый метод позволяет создавать недорогие специализированные спектроскопы, изготовленные под определенные научные задачи. В случае больших и дорогих инструментов это практически невозможно.

Американские инженеры напечатали важный компонент масс-спектрометра — миниатюрный ионизатор. Если технология окажется работоспособной, она позволит обеспечить этим аппаратом всех, кто в нем нуждается.