الاستشعار البصري هو تقنية قوية تتضمن الكشف عن الضوء أو الإشعاع الكهرومغناطيسي لقياس الخصائص الفيزيائية والكيميائية المختلفة للمواد المختلفة. للاستشعار البصري العديد من التطبيقات في مجالات الهندسة الطبية الحيوية ومراقبة البيئة والتحكم في العمليات الصناعية.
الأطوار المختلفة للاستشعار البصري
- هناك عدة مراحل تدخل في الاستشعار البصري بما في ذلك الكشف عن الضوء ومعالجة الإشارات وتحليل البيانات. تتضمن المرحلة الأولى الكشف عن الضوء بواسطة جهاز استشعار أو كاشف. يقوم المستشعر بتحويل إشارة الضوء إلى إشارة كهربائية، والتي يمكن معالجتها بعد ذلك بواسطة الدوائر الإلكترونية لنظام الاستشعار.
- المرحلة الثانية من الاستشعار البصري هي معالجة الإشارات. عادة ما تكون الإشارة الكهربائية التي يولدها المستشعر ضعيفة وصاخبة وقد تحتوي على إشارات أو تداخل غير مرغوب فيه. تتضمن معالجة الإشارات تضخيم الإشارة الكهربائية وترشيحها وإزالة تشكيلها لتحسين جودتها واستخراج معلومات مفيدة.
- المرحلة الثالثة من الاستشعار البصري هي تحليل البيانات. بمجرد معالجة الإشارة الكهربائية، يمكن تحليل البيانات الناتجة لاستخراج معلومات مفيدة حول الخصائص الفيزيائية أو الكيميائية للمادة التي يتم قياسها. قد يشمل ذلك استخدام الأساليب الإحصائية أو خوارزميات التعلم الآلي أو الأدوات التحليلية الأخرى.
- هناك عدة أنواع مختلفة من تقنيات الاستشعار البصري، ولكل منها مزاياها وقيودها الفريدة. على سبيل المثال يقيس التحليل الطيفي للامتصاص كمية الضوء التي تمتصها مادة ما، بينما يقيس التحليل الطيفي الفلوري كمية الضوء المنبعثة من مادة ما بعد إثارة مصدر الضوء. يمكن استخدام تقنيات أخرى مثل مطيافية رامان ورنين البلازمون السطحي ، لقياس الخواص الاهتزازية أو البصرية للمادة.
في الختام يعد الاستشعار البصري تقنية قوية ومتعددة الاستخدامات يمكن استخدامها لقياس مجموعة واسعة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمواد المختلفة. تعد المراحل المختلفة للاستشعار البصري، بما في ذلك الكشف ومعالجة الإشارات وتحليل البيانات، حاسمة لتحقيق قياسات دقيقة وموثوقة. مع استمرار تقدم التكنولوجيا، من المحتمل أن يلعب الاستشعار البصري دورًا متزايد الأهمية في العديد من مجالات البحث والصناعة المختلفة.
