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耶魯大學等推出了一種新型的超緊湊型中紅外光譜儀
2021年06月16日 08:43:25
來源：耶魯大學 點擊量：8403
康涅狄格州紐黑文，科學家研發出了一種新型的內置 10 納米厚、單可調黑磷光電探測器的超緊湊型中紅外光譜儀，該產品具有用于傳感、監視和光譜成像的片上設備的前景，該設備是耶魯大學、巴伊蘭大學(以色列)和國家材料科學研究所(日本)科學家合作的結果。
【化工儀器網 項目成果】康涅狄格州紐黑文，科學家研發出了一種新型的內置 10 納米厚、單可調黑磷光電探測器的超緊湊型中紅外光譜儀，該產品具有用于傳感、監視和光譜成像的片上設備的前景，該設備是耶魯大學、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 微米光譜范圍內的光，并且是在工作波長范圍內構建的。可以調整其黑磷光電探測器中的光-物質相互作用以捕獲不同的光譜成分。
據研究人員稱，大多數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于傳統分光光譜儀的優勢，因為光不需要在空間上分成不同的部分，傳統的光譜儀將光分成不同的波長。”
該設備利用一種算法，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黑體源光譜中學習到的與偏置相關的響應度矩陣，從相應的光響應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：“能夠實現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學、農業和食品質量控制方面的商業應用。”
該研究發表在Nature Photonics 上。
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