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耶魯大學(xué)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(xué) 點(diǎn)擊量：8453
康涅狄格州紐黑文，科學(xué)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(cè)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(xué)、巴伊蘭大學(xué)(以色列)和國(guó)家材料科學(xué)研究所(日本)科學(xué)家合作的結(jié)果。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】康涅狄格州紐黑文，科學(xué)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(cè)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(xué)、巴伊蘭大學(xué)(以色列)和國(guó)家材料科學(xué)研究所(日本)科學(xué)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(cè)量 2 到 9 微米光譜范圍內(nèi)的光，并且是在工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)構(gòu)建的。可以調(diào)整其黑磷光電探測(cè)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(cè)元件來捕捉入射光的不同光譜成分并重建光譜。
耶魯大學(xué)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(shì)，因?yàn)楣獠恍枰诳臻g上分成不同的部分，傳統(tǒng)的光譜儀將光分成不同的波長(zhǎng)。”
該設(shè)備利用一種算法，為其提供獨(dú)特的光譜學(xué)習(xí)過程。研究人員利用光譜儀的波長(zhǎng)標(biāo)度和從可調(diào)黑體源光譜中學(xué)習(xí)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(cè)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(duì)。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(cè)器光譜儀成為用于片上中紅外光譜的非常合適且價(jià)格合理的選擇. 其連續(xù)測(cè)量光譜信息的能力(盡管分辨率適中)可能使其在檢測(cè)對(duì)汽車、無人機(jī)和衛(wèi)星的潛在危害方面比紅外攝像機(jī)更有效。超緊湊型光譜儀也可用于遙感。
Bar-Ilan 大學(xué)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(xiàng)工作中展示的同時(shí)利用硬件和軟件進(jìn)步的原則將導(dǎo)致醫(yī)學(xué)、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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