更快更清晰!中國(guó)科大成功研制微型紫外光譜成像儀
“超級(jí)相機(jī)”練就“火眼金睛”
記者9月28日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校孫海定教授聯(lián)合武漢大學(xué)劉勝院士團(tuán)隊(duì)，成功研制出微型紫外光譜儀，實(shí)現(xiàn)高精度光譜探測(cè)與高分辨率多光譜成像，并且其光譜響應(yīng)速度達(dá)到超快納秒級(jí)。相關(guān)成果于9月26日在線發(fā)表于《自然·光子學(xué)》。
光譜信息被稱為物質(zhì)的“光基因”，能夠揭示組成與特性。光譜成像技術(shù)可同時(shí)獲取光譜與空間信息，在成分分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)、衛(wèi)星遙感和深空探測(cè)等領(lǐng)域具有重要價(jià)值。
由于傳統(tǒng)光譜儀依賴光柵分光和機(jī)械掃描，因此系統(tǒng)復(fù)雜、體積龐大、價(jià)格高昂，難以滿足便攜式和實(shí)時(shí)化檢測(cè)需求。尤其在對(duì)生物制藥和有機(jī)物檢測(cè)至關(guān)重要的深紫外/紫外波段，由于材料與工藝限制，片上微型紫外光譜成像技術(shù)長(zhǎng)期處于空白，成為制約該領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。
對(duì)此，孫海定團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者提出了一種氮化鎵基級(jí)聯(lián)光電二極管架構(gòu)，研制出工作于紫外波段的微型光譜成像儀，實(shí)現(xiàn)了高精度光譜探測(cè)與高分辨率多光譜成像。團(tuán)隊(duì)成功地對(duì)橄欖油、花生油、動(dòng)物油脂和牛奶等不同有機(jī)物質(zhì)液滴進(jìn)行了空間分辨與單次直接成像，顯示出它們?cè)谑称窓z測(cè)和分子識(shí)別等方面的應(yīng)用潛力。
未來(lái)，通過(guò)調(diào)控，該架構(gòu)還可以將工作范圍擴(kuò)展至可見(jiàn)光和紅外波段，器件尺寸也可縮小至亞微米甚至納米級(jí)，實(shí)現(xiàn)更低成本更高分辨光譜成像。“正如硅基CCD/CMOS技術(shù)推動(dòng)數(shù)碼相機(jī)普及一樣，這枚新型微型光譜成像儀的研制成功，為下一代小型化、便攜式和可穿戴光譜技術(shù)的普及提供了新的思路和解決方案。”團(tuán)隊(duì)研究人員表示。(記者 陳婉婉)
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