1764053406
2025-11-25 06:31:00
ЭСПОО, Финляндия, 25 ноября 2025 г. /PRNewswire/ — Исследовательский проект под руководством VTT разрабатывает компактные технологии спектральной визуализации и измерения газов для промышленности и медицинской диагностики. Инновации, основанные на науке о свете, то есть фотонике, используют, например, инфракрасный свет для идентификации газов. Благодаря новым оптическим решениям MEMS инструменты и датчики стало проще и дешевле производить из легкодоступного и нетоксичного сырья.
Проект EPheS (Efficient Photonics for Sustainable Imaging and Sensing), в котором участвуют четыре компании-новатора и два научно-исследовательских института, занимается разработкой перестраиваемых оптических спектральных фильтров и систем на их основе. Эти решения служат широкому спектру применений: от мониторинга окружающей среды, такого как обнаружение опасных газов, инициатив в области экологически чистой энергетики до пищевой и фармацевтической безопасности, а также медицинской диагностики, такой как анализ тканей.
«Новые технологии спектральной визуализации и измерения газа необходимы для создания устойчивой экономики замкнутого цикла. Их можно использовать для уменьшения углеродного следа различных отраслей промышленности и увеличения углеродного следа, то есть положительного воздействия этих технологий на окружающую среду», — говорит Аапо Варпулакоординатор проекта и руководитель исследовательской группы медицинских микросистем в VTT.
Трехлетний проект, запущенный в начале 2025 года, является частью Экосистема Чип Ноль которым управляет Applied Materials. Другими партнерами проекта являются Университет Тампере, Vaisala, Gasera и Schott Primoceler.
«Наше сотрудничество началось стремительно. В настоящее время мы находимся на этапе проектирования и примерно в начале года начнем производство компонентов в чистом помещении VTT для пластин диаметром 200 мм. Это отличная возможность для VTT разработать новые технологии инфракрасного спектра и продемонстрировать их в новых приложениях», — объясняет Варпула.
Технология Metalenses и MEMS обеспечивает прорыв
Проект выделяется во всем мире благодаря уникальному сочетанию опыта в области материалов, метаоптики, MEMS (микроэлектромеханических систем) и интегрированных оптических систем, собранных его партнерами.
EPheS объединяет металинзы и регулируемые инфракрасные фильтры на основе МЭМС в компактные системы для спектрального обнаружения газов и гиперспектральной визуализации.
«Металлинзы — это плоские наноструктурированные линзы, которые могут заменить традиционную оптику. Это позволяет производить более простые, легкие и более ресурсоемкие и экономичные системы», — говорит Варпула.
В Финляндии метаоптика по-прежнему редко используется в промышленности. В рамках проекта новая технология длинноволнового инфракрасного диапазона (LWIR) обеспечивает как более эффективную работу датчиков газа, так и миниатюризацию систем.
Устойчивость подчеркивается в проекте экологическим выбором материалов. Например, кремний нетоксичен и широко доступен, в отличие от многих обычных инфракрасных материалов, которые дороги, редки и токсичны.
Газы можно обнаружить с помощью инфракрасного света и звуковых сигналов.
Разрабатываемые технологии фотоники позволяют анализировать, например, газы и материалы в режиме реального времени и с высокой чувствительностью. Этого можно достичь без вмешательства других газов, используя такие методы, как фотоакустика или инфракрасная спектроскопия. В газовых датчиках и приборах используются микроперестраиваемые LWIR-фильтры.
«При фотоакустическом методе газ собирается в измерительную камеру и облучается инфракрасным светом. Когда свет поглощается газом, он генерирует звуковой сигнал. Это произойдет только тогда, когда в камере содержится определенный газ, для которого настроена длина волны инфракрасного излучения», — объясняет Варпула.
В перестраиваемых МЭМС-фильтрах на основе интерферометра Фабри-Перо используются оптические мембраны, разделенные воздушным зазором. Слоистая структура, состоящая из тонкой кремниевой мембраны, обеспечивает эффективную работу в диапазоне LWIR.
Обычные решения дороги, велики и работают только для одного газа за раз. Новые регулируемые компоненты облегчают обнаружение широкого спектра газов. Они также меньше и дешевле и позволяют использовать более универсальные системы измерения газа.
Создается национальный кластер компетенций
В рамках экосистемы Chip Zero проект EPheS объединяет опыт фотоники и создает национальный кластер компетенций.
«В рамках проекта EPheS атомно-слоевое осаждение (ALD) обеспечивает исключительное качество и надежность материалов для современных оптических компонентов, что приводит к прорыву в области спектральной визуализации и газового зондирования. От ультратонких покрытий для мультиспектральных фильтров до прочных слоев для MEMS FPI, нам необходимо гарантировать точность в нанометровом масштабе. Мы гордимся тем, что являемся частью этого сотрудничества, разрабатывая устойчивые, высокопроизводительные решения, которые призваны переосмыслить экологический мониторинг, промышленную автоматизацию и многое другое», — говорит Джесси Каллиомякистарший научный сотрудник Applied Materials в Финляндии.
«В Университете Тампере мы разрабатываем метаоптические компоненты, которые манипулируют светом с наномасштабной точностью. В рамках EPheS мы уделяем особое внимание разработке металинз и метаповерхностей, которые привносят расширенные функции визуализации и считывания в компактные интегрированные форматы. Объединив метаоптику с технологией MEMS, мы стремимся сделать высокопроизводительные фотонные системы более устойчивыми, масштабируемыми и доступными для реальных приложений», — говорит Хумейра Каглаянпрофессор физики Университета Тампере.
Коротко о проекте EPheS
- Деловая Финляндия Совместный инновационный проект по программе Chip Zero Veturi
- общий бюджет: 4,2 миллиона евро
- Две научно-исследовательские и технологические организации:
- Центр технических исследований VTT Финляндии
- Университет Тампере
- Четыре компании: Applied Materials, Vaisala, Gasera и Schott Primoceler.
- Продолжительность: 3 года
Дополнительная информация:
ВТТ
Аапо Варпула, руководитель исследовательской группы, [email protected]тел. +358 40 357 1370
Прикладные материалы
Джесси Каллиомяки, старший научный сотрудник, [email protected]+358 50 4657233
Университет Тампере
Хумейра Чаглаян, профессор физики, [email protected]+358 50 4478330
МЕДИА МАТЕРИАЛ
Чипы перестраиваемых оптических фильтров VTT на основе MEMS (Источник фотографии: VTT)
Подпись к иллюстрации «Metaoptics.png»: (a) Концептуальная иллюстрация оптической метаповерхности; (б) Изображение метаповерхности, полученное на сканирующем электронном микроскопе (СЭМ), изготовленное в Университете Тампере Линжи Ю.
Дополнительная информация о ВТТ:
Паула Бергквист, менеджер по связям с общественностью
+358 20 722 5161, [email protected]
www.vttresearch.com
Эту информацию предоставил вам Cision.
Для скачивания доступны следующие файлы:
ИСТОЧНИК Информация VTT
#будущем #вещества #можно #будет #идентифицировать #помощью #миниатюрных #устройств #на #основе #металинз
По теме
