【障礙提升性能的微型光譜儀】

明道

【障礙提升性能的微型光譜儀】

 

命令離開障礙 — — 新光譜儀在行動

光在一種特殊的矽晶體中的無序的散射已被用來使小小的"分光計在晶片上"。

其創造者在美國的耶魯大學，該設備可以測量波長的光與納米尺度的決議，是只是微米的大小。

小組認為新技術可能導致光譜儀的集成到晶片實驗室系統。

-A-晶片實驗室是一個既定的概念，涉及使用矽製造技術來小型化和集成通常執行化學或醫學實驗室中的分析過程。

好處是在醫學方面，最明顯的地方這些可擕式設備可以提供將樣本送到外部設施進行分析以前要求的快速診斷。

晶片實驗室也可以是有用的研究工具，例如允許快速篩選的有效性和毒性，候選藥物化合物。

難以小型化

光譜技術是化學分析的主要工具之一。

它涉及到確定使用特定的光的波長，它會發出、 吸收、 反映或傳送材料。

傳統的光譜儀使用衍射光柵蔓延出波長在略微不同的角度，以便可以使用位置靈敏探測器獲得頻譜。

這是本質上難以小型化因為角解析度，因此該文書的波長解析度取決於多遠雖然通過衍射光柵後的光線。小你使分光計，因此，它變得越不敏感。

幾個小組設計了逃避此約束，例如的光譜儀使用諧振腔增加光學路徑長度超出物理大小的設備。

其他企圖依靠使用不同的物理原則，例如與光子晶體的光波長依賴的相互作用。

這些取得了一些成功，但他們都有限制，其中包括製造困難、低敏感性或沒有能力處理寬頻光譜。

高度非線性路徑

在新研究中，在耶魯大學的物理學家產生了照射到矽點綴著微小的孔半圓型晶體所標識存在的不同波長光譜儀。

光波一再的孔，一個複雜的、 高度非線性路徑 — — 比水晶 — — 的物理尺寸長很多來往水晶進出的外邊緣處。

陣列附加到的外邊緣的光波導為一系列的光電探測器，允許光強度密切抵達間距點要測量提供了光。

一般情況下，光在矽晶體內的運動是隨機的有效和因此所以強度分佈導致。

但是，研究人員驗證總是放在同樣的波長產生相同的分佈，當他們改變輸入模式只會逐漸改變的只有少量的。

有你能想到的相關性波長"解釋了耶魯大學的布蘭登雷丁，這是的波長之前您需要強度格局變化明顯的變化。

所以在範圍內，不同的波長產生很多相同的圖案。

為波長的差別較大，產生的各種波長的模式是有效地獨立。

模式的目錄

團隊由看著在一系列的關於此相關性寬度由分隔的已知波長的強度模式校準分光計。

編目模式產生的所有波長的利息允許研究人員計算本中任意束光的波長。

為了證明這一點，他們構造，只是 25 μ m 半徑的光譜儀與校準它的 1500–1525 毫微米波長。

他們發現他們可以解決譜線只是 0.75 毫微米分開或準確地重建這些波長寬頻頻譜。

阿拉德 Mosk，在複雜的光子系統在梅薩山 + 研究所在荷蘭特文特大學的納米技術專家描述為"優秀"的工作。

本設備不大大超過該決議、輸送量或其他規格的任何現有的設備還，他說，但是添加技術顯示很有前途。

他總結說，我期望這一結果引起的發展與特定應用程式領域中記住，優化的設備，以及高度優化的設備，例如，可能會超過頻譜解析度的設備與類似的足跡。

耶魯大學小組組長許曹還希望想法將外面的實驗室裡商業開發。

我們是應用物理學家，她說，我們嘗試發展一種新型設備概念，利用物理原理。

我們希望有人將接管這並嘗試使其發展成為一個商業產品，我們將非常樂意説明"。

研究描述的自然光子學10.1038/nphoton.2013.190.

關於作者

Tim Wogan 是一個設在英國的科學作家

 

 

引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fjul%2F30%2Fdisorder-boosts-performance-of-tiny-spectrometer