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    我國科學家為光譜儀提速6000倍

    發布者:北京時代北利離心機有限公司 發布日期:2018-8-20 14:43:02

       把傳統光譜儀上的一面“鏡子”變成10面,效率提高了6000倍。復旦大學研制的“二維CCD陣列探測器”光譜儀只需0.1秒,就能繪制出原來要花10分鐘才能得到的光譜圖。日前出版的國際《激光世界》和《光電子光譜》雜志,對該儀器進行了專題報道。

      光譜儀是用來給光“拍照片”的基礎科學儀器,能夠對光波的能量、波長、帶寬、線型等重要特征進行精細分析,在遙感、生物醫學、國防、光電子功能材料等科研領域和產業界有著廣泛和重要應用。但我國在這一高端科學儀器領域主要依賴進口。

      目前,紅外至紫外光譜區的主流光譜分析儀器是光柵掃描型光譜儀,其中“光柵”是“靈魂部件”,其外表類似鏡面,作用好似“篩子”,能夠將不同波長的光子分揀出來,反射到探測器上,再經過數據處理,從而實現光譜的測量和分析。傳統光譜儀通常采用機械轉動裝置連續旋轉光柵,光柵每轉動一次,就“放行”一個波長的光。由于一束光包括多個波長,故光柵需要轉動多次才能讓光全部通過,比較費時,F在還有一種“一維CCD陣列探測器”光譜儀,雖然無需轉動光柵便可對光譜進行測量,但每次測量僅能覆蓋的光譜區范圍有限。要想實現寬光譜測量,仍需要旋轉光柵。

      如何同時實現寬光譜測量與快速測量?“二維CCD陣列探測器”光譜儀就做到了,秘密在于它獨特的光柵結構。由復旦大學信息科學與工程學院院長陳良堯領銜的課題組,經過仔細計算和試驗,將10個光柵平行“捆綁”起來,成為“集成光柵”,猶如10面“鏡子”各司其職,將不同波長的光子各自分揀出來,同時反射到探測器上。這位光的“捕手”能從根本上擺脫機械轉動,在200至1000納米的全光譜區獲得高分辨率光譜圖,效率也從原來的10分鐘提高到0.1秒。

      該研究成果已獲國家發明專利。相關研究成果在國際知名光學期刊《光學快報》上發表后,受到國際同行高度評價,被認為是對光譜學研究的“原創性重要貢獻”。

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