Nuevo microespectrómetro logra alta resolución con ancho de banda

La arquitectura innovadora de un microespectrómetro utiliza resonadores compactos en forma de disco que abordan los desafíos de sistemas sensores integrados tipo laboratorio en un chip.

El microespectrómetro se realiza mediante el uso de un proceso de fabricación compatible con silicio y tiene un gran potencial como microespectrómetro de alta resolución, gran rango dinámico, ligero, compacto, de alta velocidad y versátil.

El espectrómetro fue diseñado por ingenieros del Instituto Tecnológico de Georgia, (Atlanta GA, EUA). Los 81 canales en el chip del dispositivo alcanzan una resolución de 0,6 nm en un rango espectral de más de 50 nm con un tamaño inferior a 1 mm2. El espectrómetro cuenta con un conjunto de filtros de microrrosquillas resonadoras, que está acoplado a la guía de onda de un bus de entrada. Las microrrosquillas resonadoras han sido diseñadas cuidadosamente de tal manera que cada uno de los resonadores sólo funciona con una pequeña porción del espectro de entrada que se superpone con su forma linear de resonancia. La operación de un solo modo de las microrrosquillas resonadoras con un radio exterior de ~ 2 micras permite el gran rango espectral libre (FSR) de ~ 60 nm. La resolución experimental extraída de la respuesta espectral calibrada es de ~ 0,6 nm.

Los espectrómetros convencionalmente han sido instrumentos de mesa, caros y voluminosos utilizados para detectar e identificar las moléculas dentro de una muestra por el resplandor de la luz en ella y la medición de diferentes longitudes de onda de la luz emitida o absorbida. Los esfuerzos previos para la miniaturización de los espectrómetros han reducido su tamaño y costo, pero estas reducciones han resultado por lo general en instrumentos de baja resolución.

Ali Adibi, PhD un profesor en la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Computación del Instituto Tecnológico de Georgia, dijo: “Hemos sido capaces de alcanzar una alta resolución y gran ancho de banda con un único espectrómetro compacto todo en un chip a través del uso de una serie de microrrosquillas resonadoras, cada una con un radio exterior de dos micras”. El artículo sobre la arquitectura del microespectrómetro fue publicado el 20 de junio de 2011, en la revista Optics Express.

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Georgia Institute of Technology