研究人员制造出超紧凑型片上中红外光谱仪 可应用于自动驾驶汽车

据外媒报道，一个国际研究团队开发了一种直径小于人头发的中红外光谱仪。中红外光谱仪可以用于检测温室气体，并可以使自动驾驶汽车更安全。因此，近年来，人们对开发紧凑型片上光谱仪产生了极大的兴趣。传统的光谱仪体积庞大且价格昂贵，而片上光谱仪可以极大地扩展这项技术的应用和可及性。为了实现这一目标，来自美国、以色列和日本的一组研究人员开发了一种超紧凑型中红外光谱仪。这项研究是与Fennian Xia、耶鲁大学工程与科学学院的Barton L.Weller副教授、以色列Bayland大学的Doron Naveh以及日本国家材料科学研究所的渡边贤二和谷口隆合作进行的。

这台光谱仪使用了丰年夏实验室长期研究的一种材料——黑磷，它可以基于单个可调谐光电探测器在2到9微米的波长范围内工作。黑磷的厚度约为10纳米，允许用户调整光和物质之间的相互作用，以捕捉不同的光谱成分，这也是该设备成功的关键。此外，先进的算法对这种光谱仪也非常重要，它可以将光谱学中的一些固有复杂性从硬件转移到软件。该光谱仪的尺寸为9×16平方微米，远小于人类头发的横截面积，其尺寸与测量的光波长相当。即使光谱仪的尺寸变小，由于衍射现象，其性能也不会有太大改善，因为在正常情况下，光不能集中在比其波长小得多的点上。Bayland大学的Doron Naveh教授说， “我们很高兴开发出这种紧凑、高性能的光谱仪。我们希望在这项工作中利用硬件和软件的开发原理，促进医学、农业和食品质量控制领域的商业应用。传统的光谱仪根据组成光谱的颜色来分离光该研究的主要作者、engnian Xia实验室表示，“新型光谱仪比传统的光学分离光谱仪更有优势，因为光不需要在空间中分离成不同的部分。”与传统光谱仪不同，该系统不依赖于干涉仪或可调红外激光器等先进的光学组件，因此可以最小化光谱仪的尺寸并实现片上经济的中红外光谱和光谱成像。研究人员指出，汽车、无人机和卫星通常配备红外相机，可以捕捉灰度热图像，以检测行人、车辆和其他危险。丰年夏实验室的光谱仪在检测此类潜在威胁方面具有很高的能力，因此尽管分辨率不够高，但它仍然可以连续测量光谱信息。此外，光谱仪还可以用于遥感。

标签：

汽车资讯热门资讯