儀器新成果！一科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出微型低成本便攜式重建型光譜儀
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】光譜儀是將成分復(fù)雜的光分解為光譜線的科學(xué)儀器，由棱鏡或衍射光柵等構(gòu)成，利用光譜儀可測量物體表面反射的光線。通過光譜儀對光信息的抓取、以照相底片顯影，或電腦化自動顯示數(shù)值儀器顯示和分析，從而得知物品中含有何種元素。這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于空氣污染、水污染、金屬工業(yè)等多個領(lǐng)域檢測中。
據(jù)悉，近日西安電子科技大學(xué)光電工程學(xué)院紅外物理與工程團(tuán)隊(duì)利用光化學(xué)重塑技術(shù)，對金納米棒及薄膜光譜透過率進(jìn)行原位調(diào)節(jié)，設(shè)計(jì)出了一種微型低成本便攜式重建型光譜儀。這款光譜儀的研發(fā)成功不僅為科研工作提供了便捷，降低使用成本，提高了工作效率，也標(biāo)志著我國科學(xué)儀器設(shè)備建設(shè)邁入了新的里程碑。
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(xué)特征、溫度、元素成分等信息。光譜儀便是獲取光譜信息的重要工具，相比于實(shí)驗(yàn)室中笨重且昂貴的傳統(tǒng)臺式光譜儀，更多場景的使用需求也使得對光譜儀微型化、便攜化的“呼聲”越來越高。而利用光譜計(jì)算重建技術(shù)的重建型光譜儀因其結(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。
在成像傳感器表面的聚合物薄膜內(nèi)，內(nèi)嵌著一種被稱為金納米棒的棒狀金納米顆粒。該團(tuán)隊(duì)引入光化學(xué)重塑技術(shù)，利用金納米棒的光熱效應(yīng)和再成型化學(xué)反應(yīng)，在原位改變金納米棒的長徑比，從而達(dá)到改變薄膜的光譜透射率的目的。
研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人表示，重建型光譜儀使用的色散元件或?yàn)V波器目前大多采用復(fù)雜且昂貴的微納加工制造工藝，相比之下，利用光化學(xué)重塑金納米棒聚合物薄膜的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)濾光結(jié)構(gòu)的低成本快速制造和靈活設(shè)計(jì)，而且這種技術(shù)并不限于金納米棒這種材料。
這款光譜儀不僅能夠?yàn)榭蒲泄ぷ髡咛峁┍憬?，還具備適應(yīng)性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可方便攜帶以及滿足多場景的使用需求。未來，隨著這款光譜儀的推廣和應(yīng)用，將會在環(huán)境保護(hù)、化工等多個領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
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