أجهزة الاستشعار الضوئية هي أجهزة كشف البارامترات الفيزيائية أو الكيميائية أو البيولوجية باستخدام الضوء، وينطوي تصميم نسخ مدمجة من هذه أجهزة الاستشعار على تحقيق التوازن بين الأداء مع القيود المفروضة على الحجم، وتستكشف هذه المادة المبادئ الرئيسية وتقدم دراسات إفرادية تثبت نجاح التنفيذ.

المبادئ الأساسية للمستشعرين الصوريين

ويعتمد تصغير أجهزة الاستشعار الضوئية على إدماج المكونات البصرية في البصمات الصغيرة دون المساس بالحساسية، وتشمل المبادئ الحاسمة الانقلابات الخفيفة الفعالة، والحد الأدنى من الخسائر، وتقنيات الاختلاق القوية، كما يؤدي اختيار المواد دورا حيويا في تحقيق أداء رفيع في أشكال مدمجة.

استراتيجيات التصميم لخفض الحجم

وتشمل استراتيجيات إنشاء أجهزة استشعار مدمجة للصور استخدام خطوط الموجات المدمجة، والهياكل المترددة، والمصادر الخفيفة عند الدقائق، وهي تخفض حجم الأجهزة عموماً وتتيح الإنتاج الجماعي، وطرق الصنع المتقدمة مثل الليثيوغرافيا وما إلى ذلك ضرورية للتكامل الدقيق للعناصر.

دراسات حالة عن أجهزة الاستشعار الصوتية

ومن الأمثلة على ذلك جهاز استشعار بيولوجي للسيليكون يكشف عن الكولول الأحيائي الذي يتسم بدرجة عالية من الحساسية في بصمة أقل من 1 ملم (2) .() وثمة حالة أخرى تتضمن جهازاً استشعارياً للألياف الضوئية يُدمج في مجموعة صغيرة للرصد البيئي، وهذه الحالات تبين التطبيق العملي لمبادئ الحد من الحجم.

  • أجهزة استشعار بيولوجيات السيليكون الضوئية
  • أجهزة استشعار بيئية متحركة
  • الثقوب المتناهية الصغر
  • المصادر الخفيفة على الشاشة