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仪器新成果!一科研团队设计出微型低成本便携式重建型光谱仪

仪表网 2024-06-04
        光谱仪是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器,由棱镜或衍射光栅等构成,利用光谱仪可测量物体表面反射的光线。通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片显影,或电脑化自动显示数值仪器显示和分析,从而得知物品中含有何种元素。这种技术被广泛应用于空气污染、水污染、金属工业等多个领域检测中。
 
  据悉,近日西安电子科技大学光电工程学院红外物理与工程团队利用光化学重塑技术,对金纳米棒及薄膜光谱透过率进行原位调节,设计出了一种微型低成本便携式重建型光谱仪。这款光谱仪的研发成功不仅为科研工作提供了便捷,降低使用成本,提高了工作效率,也标志着我国科学仪器设备建设迈入了新的里程碑。
 
  光谱,被称为物质的“指纹”,通过对物质的透射、反射、吸收或发光光谱的分析,便可得知物质的光学特征、温度、元素成分等信息。光谱仪便是获取光谱信息的重要工具,相比于实验室中笨重且昂贵的传统台式光谱仪,更多场景的使用需求也使得对光谱仪微型化、便携化的“呼声”越来越高。而利用光谱计算重建技术的重建型光谱仪因其结构简单、尺寸小巧,近年来已成为光谱仪微型化的一种重要策略。
 
  在成像传感器表面的聚合物薄膜内,内嵌着一种被称为金纳米棒的棒状金纳米颗粒。该团队引入光化学重塑技术,利用金纳米棒的光热效应和再成型化学反应,在原位改变金纳米棒的长径比,从而达到改变薄膜的光谱透射率的目的。
 
  研究团队负责人表示,重建型光谱仪使用的色散元件或滤波器目前大多采用复杂且昂贵的微纳加工制造工艺,相比之下,利用光化学重塑金纳米棒聚合物薄膜的技术,可以实现滤光结构的低成本快速制造和灵活设计,而且这种技术并不限于金纳米棒这种材料。
 
  这款光谱仪不仅能够为科研工作者提供便捷,还具备适应性强、成本低等优点,可方便携带以及满足多场景的使用需求。未来,随着这款光谱仪的推广和应用,将会在环境保护、化工等多个领域产生深远影响。
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