Спектрометры — это инструменты, которые позволяют анализировать материалы по тому, как они отражают, поглощают или пропускают свет. Такие устройства используются в разных областях — от производства до биомедицинской диагностики. Однако даже самые компактные модели сегодня остаются громоздкими, дорогими и энергоемкими, что затрудняет их широкое внедрение в портативную электронику. Попытки миниатюризации упирались в сложную оптику, высокое напряжение или ограниченный диапазон чувствительности, что мешало интеграции спектрометров в портативную электронику.

Ученые представили новый тип спектрометра, основанный на миниатюрном органическом фотодетекторе. Его чувствительность к свету меняется простым переключением напряжения, без необходимости в подвижных частях или сложной оптике. Благодаря такой конструкции удалось добиться крайне малого размера, всего несколько миллиметров, и при этом охватить широкий диапазон длин волн.

Для получения данных достаточно быстро изменить напряжение на фотодетекторе и зафиксировать, какой свет он улавливает при каждом значении. Эти сведения обрабатываются простой программой, которая точно восстанавливает спектр света, будь то отражённый от поверхности или прошедший сквозь материал.

В ходе испытаний прототип продемонстрировал высокую точность: его измерения сопоставимы с результатами традиционных спектрометров, а чувствительность не уступает коммерческим фотодетекторам. Для анализа достаточно кратковременного сигнала — менее одного вольта и менее одной миллисекунды.

По словам авторов работы, цель проекта — вывести спектрометры на потребительский рынок. Компактность, скорость и энергоэффективность делают технологию перспективной для использования в смартфонах, носимых устройствах, медицинских приборах и для визуализации в микроскопах.