برای اولین بار محققان دانشگاه Columbia Engineering یک طیف‌سنج دوعاملی مبتنی بر تراشه را در محدوده Mid-Infrared به دست آورده‌اند که بدون نیاز به هیچ بخش متحرکی می‌تواند طیف‌ها را در بازه زمانی کمتر از ۲ میکروثانیه تشخیص دهد و می‌تواند با نصب بر روی یک تراشه به‌منظور دریافت طیف‌ها در مقیاس نانوثانیه استفاده گردد.
این سیستم از دو شانه فرکانسی متقابل یکنواخت و کم سروصدا بر مبنای میکرو رزوناتور که محدوده ۲۶۰۰ نانومتر تا ۴۱۰۰ نانومتر را پوشش می‌دهد، تشکیل‌شده. استالکساندر گیتا و دیوید ام ریکی، نویسندگان این تحقیق که در مجله Nature Communications منتشر گردیده است، بیان می‌کنند: «نتایج ما وسیع‌ترین پهنای باند اپتیکال به‌دست‌آمده برای طیف‌سنجی شانه‌ای دوگانه در یک طرح یکپارچه را نشان می‌دهد.»
ساخت یک دستگاه طیف‌سنجی بر روی یک تراشه که قادر به تشخیص زمان واقعی باشد، کشف مولکول‌های ردیابی با توان زمانی بالا را به چالش کشیده است. چندین ماه پیش، یک گروه به سرپرستی گاته و مایکل لیپسون اساتید مهندسی برق دانشگاه Higgins، اولین کسانی بودند که با قرار دادن دو مولد شانه‌ای فرکانسی بر روی یک تراشه‌ی یک میلی‌متری، شانه‌های فرکانسی دوگانه را به حداقل رساندند. آن‌ها بر روی پهن‌شدگی دامنه فرکانس شانه‌های دوگانه و افزایش تفکیک‌پذیری طیف‌سنج از طریق تنظیم خطوط شانه کارکرده‌اند.
در پژوهش حاضر، از آنجایی که جذب مولکولی قوی Mid-Infrared به‌طور معمول ۱۰ تا ۱۰۰۰ برابر بیشتر از سایر انواع فروسرخ نزدیک و یا مرئی است، محققان بر روی این محدوده متمرکز شده‌اند که برای تشخیص مولکول‌های ردیابی ایده‌آل است. محدوده Mid-Infrared به‌طور مؤثری بررسی بسیاری از مولکول‌ها را تا جزئی‌ترین سطوح ممکن می‌سازد.
این گروه با استفاده از دو دستگاه نانو فوتونی سیلیکون به‌عنوان میکروسکوپ الکترونی، اسپکتروسکوپ دوگانه با واسطه IR را انجام داده‌اند. این دستگاه‌های یکپارچه قادر به تولید مستقیم نور Mid-Infrared پهن باند و سرعت‌های جذب بالا برای توصیف جذب مولکولی می‌باشند.
منگ جی یو، نویسنده ارشد مقاله و دانشجوی دکترا در آزمایشگاه Gaeta بیان می‌کند: «کار ما یک پیشرفت مهم درزمینه طیف‌سنجی شانه‌ای دوگانه مبتنی بر تراشه برای مطالعه فاز جامد/مایع است. سیستم اپتیکال پهن باند ما که اساساً یک آزمایشگاه فوتونی بر روی یک تراشه است، برای شناسایی گونه‌های شیمیایی بسیار مناسب بوده و می‌تواند طیف گسترده‌ای از کاربردها را در حوزه‌های شیمی، زیست پزشکی، علم مواد و کنترل فرآیند صنعتی کشف کند.»
❇️ ترجمه: محمد شجاعیه
☑️ لینک مقاله
☑️ عضویت در زیست فن میکروبی صنعتی محیط زیست
☑️ عضویت در کانال زیست فن
