27.10.2022 - Aalto University

Exploiter les informations visuelles cachées : Un détecteur tout-en-un pour des milliers de couleurs

Une nouvelle puce conçue par des chercheurs de l'université d'Aalto met l'information photonique au bout de nos doigts.

Les spectromètres sont largement utilisés dans l'industrie et la recherche pour détecter et analyser la lumière. Les spectromètres mesurent le spectre de la lumière - son intensité à différentes longueurs d'onde, comme les couleurs de l'arc-en-ciel - et constituent un outil essentiel pour identifier et analyser des spécimens et des matériaux. Les spectromètres intégrés sur puce seraient d'une grande utilité pour toute une série de technologies, notamment les plateformes d'inspection de la qualité, les capteurs de sécurité, les analyseurs biomédicaux, les systèmes de soins de santé, les outils de surveillance environnementale et les télescopes spatiaux.

Une équipe de recherche internationale dirigée par des chercheurs de l'université d'Aalto a mis au point des spectromètres à haute sensibilité, dotés d'une grande précision en termes de longueur d'onde, d'une résolution spectrale élevée et d'une large bande passante de fonctionnement, en utilisant un seul détecteur de la taille d'une micropuce. Les recherches à l'origine de ce nouveau spectromètre ultra-miniaturisé ont été publiées dans la revue Science.

Notre spectromètre à détecteur unique est un dispositif tout-en-un. Nous avons conçu ce laboratoire optoélectronique sur puce avec une intelligence artificielle remplaçant le matériel conventionnel, comme les composants optiques et mécaniques. Par conséquent, notre spectromètre informatique ne nécessite pas de composants encombrants séparés ou de conceptions de réseaux pour disperser et filtrer la lumière. Il peut atteindre une haute résolution comparable à celle des systèmes de table, mais dans un boîtier beaucoup plus petit", explique Hoon Hahn Yoon, chercheur postdoctoral.

Avec notre spectromètre, nous pouvons mesurer l'intensité de la lumière à chaque longueur d'onde au-delà du spectre visible à l'aide d'un dispositif au bout des doigts. Le dispositif est entièrement contrôlable électriquement, ce qui lui confère un énorme potentiel d'évolutivité et d'intégration. Son intégration directe dans des appareils portables tels que les smartphones et les drones pourrait faire progresser notre vie quotidienne. Imaginez que la prochaine génération d'appareils photo de nos smartphones puisse être équipée de caméras hyperspectrales plus performantes que les caméras couleur", ajoute-t-il.

Le rétrécissement des spectromètres computationnels est essentiel pour leur utilisation dans les puces et les applications implantables. Le professeur Zhipei Sun, chef de l'équipe de recherche, explique : "Les spectromètres conventionnels sont encombrants car ils nécessitent des composants optiques et mécaniques, de sorte que leurs applications sur puce sont limitées. Il existe une demande émergente dans ce domaine pour améliorer les performances et la facilité d'utilisation des spectromètres. De ce point de vue, les spectromètres miniaturisés sont très importants pour offrir de hautes performances et de nouvelles fonctions dans tous les domaines de la science et de l'industrie".

Le professeur Pertti Hakonen ajoute que "la Finlande et Aalto ont investi dans la recherche en photonique ces dernières années. Par exemple, le Centre d'excellence de l'Académie de Finlande sur la technologie quantique, le Flagship sur la recherche et l'innovation en photonique, l'InstituteQ et l'infrastructure Otanano ont apporté un grand soutien. Notre nouveau spectromètre est une démonstration claire du succès de ces efforts de collaboration. Je pense qu'avec de nouvelles améliorations en termes de résolution et d'efficacité, ces spectromètres pourraient fournir de nouveaux outils pour le traitement de l'information quantique".

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.

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