【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】康涅狄格州紐黑文，科學家研發(fā)出了一種新型的內(nèi)置 10 納米厚、單可調(diào)黑磷光電探測器的超緊湊型中紅外光譜儀，該產(chǎn)品具有用于傳感、監(jiān)視和光譜成像的片上設(shè)備的前景，該設(shè)備是耶魯大學、巴伊蘭大學(以色列)和國家材料科學研究所(日本)科學家合作的結(jié)果。
該光譜儀的有效面積僅為 9 × 16 µm 2。它可以測量 2 到 9 微米光譜范圍內(nèi)的光，并且是在工作波長范圍內(nèi)構(gòu)建的。可以調(diào)整其黑磷光電探測器中的光-物質(zhì)相互作用以捕獲不同的光譜成分。
據(jù)研究人員稱，大多數(shù)小型化光譜儀需要大量的光電檢測元件來捕捉入射光的不同光譜成分并重建光譜。
耶魯大學研究員 Shaofan Yuan 說：“這種光譜儀顯示出優(yōu)于傳統(tǒng)分光光譜儀的優(yōu)勢，因為光不需要在空間上分成不同的部分，傳統(tǒng)的光譜儀將光分成不同的波長。”
該設(shè)備利用一種算法，為其提供獨特的光譜學習過程。研究人員利用光譜儀的波長標度和從可調(diào)黑體源光譜中學習到的與偏置相關(guān)的響應(yīng)度矩陣，從相應(yīng)的光響應(yīng)向量中重建了未知光譜。
超緊湊的單探測器光譜儀有可能重建單色光和寬帶光的光譜，并且不需要與笨重的干涉儀、光柵或紅外激光器配對。它還可以通過電氣方式重新配置。這些特性可以使超緊湊型單檢測器光譜儀成為用于片上中紅外光譜的非常合適且價格合理的選擇. 其連續(xù)測量光譜信息的能力(盡管分辨率適中)可能使其在檢測對汽車、無人機和衛(wèi)星的潛在危害方面比紅外攝像機更有效。超緊湊型光譜儀也可用于遙感。
Bar-Ilan 大學教授 Doron Naveh 說：“能夠?qū)崿F(xiàn)如此緊湊且高性能的光譜儀是非常令人興奮的。我們希望這項工作中展示的同時利用硬件和軟件進步的原則將導致醫(yī)學、農(nóng)業(yè)和食品質(zhì)量控制方面的商業(yè)應(yīng)用。”
該研究發(fā)表在Nature Photonics 上。
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