微型低成本便攜式 重建型光譜儀研制成功

  ICC訊 據(jù)悉，西安電子科技大學光電工程學院紅外物理與工程團隊利用光化學重塑技術(shù)，對金納米棒及薄膜光譜透過率進行原位調(diào)節(jié)，設(shè)計出一種微型低成本便攜式重建型光譜儀。相關(guān)科研成果近日在線發(fā)表于國際期刊《Acs光子學》。

  光譜被稱為物質(zhì)的“指紋”。通過對物質(zhì)的透射、反射、吸收或發(fā)光光譜的分析，便可得知物質(zhì)的光學特征、溫度、元素成分等信息。光譜儀是獲取光譜信息的重要工具，相比于實驗室中笨重且昂貴的傳統(tǒng)臺式光譜儀，微型化、便攜化的光譜儀可適用于更多場景。而重建型光譜儀因結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小巧，近年來已成為光譜儀微型化的一種重要策略。

  金是一種貴金屬材料，物理化學性質(zhì)非常穩(wěn)定。而金納米顆粒根據(jù)尺寸和形狀，可以表現(xiàn)出獨特的光學特性，其光譜吸收特征可以隨著金納米棒長度和直徑比例的變化而改變。在成像傳感器表面的聚合物薄膜內(nèi)，嵌著一種被稱為金納米棒的棒狀金納米顆粒。該團隊引入光化學重塑技術(shù)，利用金納米棒的光熱效應和再成型化學反應，在原位改變金納米棒的長徑比，從而達到改變薄膜的光譜透射率的目的。

  “針對金屬納米顆粒的光熱與光化學重塑現(xiàn)象已被廣泛研究。我們發(fā)現(xiàn)該效應可應用于重建型光譜儀濾光器件的加工?！蔽靼搽娮涌萍即髮W光電工程學院博士研究生葉云龍說，“我們將光化學重塑技術(shù)應用于金納米棒—聚乙烯吡咯烷酮薄膜，獲得了具有豐富光譜透射特征的濾光器件?！?

  “目前，重建型光譜儀使用的色散元件或濾波器，大多采用復雜且昂貴的微納加工制造工藝。相比之下，利用光化學重塑金納米棒聚合物薄膜的技術(shù)，可以實現(xiàn)濾光結(jié)構(gòu)的低成本快速制造和靈活設(shè)計，而且這種技術(shù)并不限于金納米棒這種材料?！眻F隊指導教師王昱程說。

  據(jù)介紹，實驗驗證了重建型光譜儀設(shè)計思路的可行性，所加工的樣機可對600納米至700納米范圍內(nèi)的光譜具有較好的窄帶和寬帶光譜重建效果。