Tech

เครื่องตรวจจับแสงแบบใหม่ตามหลักสรีรศาสตร์เพื่อแปลงแสงเป็นสัญญาณดิจิตอล

การใช้วงจร Light-to-frequency (LFCs) บางครั้งทำให้เกิดการสูญเสียพื้นที่ชิปและประสิทธิภาพของโฟโตเซนเซอร์ต่ำ ข้อจำกัดนี้ได้รับการแก้ไขแล้วในงานวิจัยใหม่โดยมหาวิทยาลัยแห่งชาติอินชอน ประเทศเกาหลีใต้ นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาเครื่องตรวจจับแสงตามหลักสรีรศาสตร์ใหม่ นั่นคือ LFC ที่ไวต่อแสงสูง ซึ่งให้การประหยัดพื้นที่ชิปที่ดีขึ้น ความสามารถในการปรับแต่งที่สูง และความเข้ากันได้ที่เหนือกว่ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่น เซ็นเซอร์แสง/ภาพถ่ายได้กลายเป็นส่วนสำคัญของเศรษฐกิจไปแล้ว เซ็นเซอร์เหล่านี้เป็นเพียงส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่ใช้เซมิคอนดักเตอร์ที่ตรวจจับแสงและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โฟโต้เซ็นเซอร์ได้รวบรวมความสนใจของนักวิทยาศาสตร์มากมาย นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามพัฒนาเซ็นเซอร์ที่สามารถตรวจจับช่วงแสงไดนามิกสูงและผลิตได้ง่ายและประหยัดพลังงาน เซ็นเซอร์ส่วนใหญ่ไวต่อสัญญาณรบกวนในสภาพแวดล้อมภายนอก ซึ่งส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพการทำงาน ระบบตรวจจับแสงที่พัฒนาขึ้นใหม่และมีประสิทธิภาพสูงนี้ จัดการกับข้อจำกัดของ LFC ทั่วไป ในการศึกษาของพวกเขา นักวิทยาศาสตร์รายงานว่าได้พัฒนาอินเวอร์เตอร์ไวแสงที่ให้อภินันทนาการด้วยทรานซิสเตอร์แบบฟิล์มบางแบบฟิล์มบางชนิด p-type ศ.ซุง ฮุน จิน จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติอินชอน ประเทศเกาหลีใต้ กล่าวว่า “เครื่องตรวจจับแสงของเราใช้แนวทางที่แตกต่างกันในการแปลงแสงเป็นความถี่ เราใช้ส่วนประกอบที่ขึ้นกับแสงและไม่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้า ซึ่งต่างจาก LFC ทั่วไป” ด้วยสถาปัตยกรรมของเครื่องตรวจจับแสงตามหลักสรีรศาสตร์ใหม่นี้ ทำให้มีประสิทธิภาพพื้นที่เศษที่เหนือกว่าและรูปแบบกะทัดรัด คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความยืดหยุ่น โฟโตเซ็นเซอร์แสดงคุณสมบัติทางแสงที่ยอดเยี่ยมระหว่างการทดลอง รวมถึงความสามารถในการปรับค่าได้สูงและการตอบสนองในช่วงแสงกว้าง ศาสตราจารย์จินกล่าวว่า “ระบบ LFC ที่พัฒนาขึ้นในการศึกษานี้สามารถใช้เพื่อสร้างระบบเซ็นเซอร์ออปติคัลที่มีความสมบูรณ์ของสัญญาณในระดับสูง ตลอดจนความสามารถในการประมวลผลและการส่งสัญญาณที่ยอดเยี่ยม คุณสมบัติที่น่าสนใจเหล่านี้ทำให้เป็นคู่แข่งที่แข็งแกร่งสำหรับการใช้งานในสถานการณ์เซ็นเซอร์ Internet-of-Things ในอนาคต” “LFCs ที่ใช้เซมิคอนดักเตอร์มิติต่ำจะกลายเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักในพื้นที่เซ็นเซอร์ล้านล้าน โครงการ LFC ของเราจะพบแอปพลิเคชันในการตรวจจับ SpO2 ทางการแพทย์ การให้แสงอัตโนมัติในการเกษตร หรือการแสดงผลขั้นสูงสำหรับความเป็นจริงเสมือนและความจริงเสริม” การอ้างอิงวารสาร: Jinheon Jeong, Seung Gi Seo และคณะ วงจรแปลงความถี่แสงเป็นความถี่ที่ยืดหยุ่นซึ่งสร้างขึ้นด้วยตัวแปลงความถี่แบบ Si-based เป็นดิจิตอลผ่านออสซิลเลเตอร์แบบวงแหวนแสงเสริมด้วย p-Type SWNT และ n-Type a-IGZO ทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง วารสาร: เล็ก. ดอย: 10.1002/smll.202008131

Back to top button