【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，上海科技大學信息科學與技術(shù)學院虞晶怡、陳佰樂團隊的成果“單像素p-graded-n結(jié)微型光譜儀”榮獲2024年中國光學十大進展(應(yīng)用研究類)提名獎。該研究在超微型光譜儀的技術(shù)路線和光譜測量方法上取得了重要進展，為醫(yī)療診斷、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)檢測等領(lǐng)域帶來了全新的技術(shù)方案。相關(guān)論文以“Single-pixel P-graded-N junction spectrometers”為題發(fā)表于國際學術(shù)期刊《自然·通訊》(Nature Communications)。
 

　　光譜儀是科學研究和工業(yè)應(yīng)用中重要的分析工具，然而，傳統(tǒng)光譜儀通常依賴光柵或邁克爾遜干涉等光學分光元件，體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高昂，難以滿足便攜化和集成化應(yīng)用的需求。在食品安全檢測、醫(yī)療監(jiān)測、智能可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域，市場對高性能、小型化的光譜儀需求迫切，但現(xiàn)有技術(shù)難以在設(shè)備尺寸、制造成本、功耗及魯棒性之間取得平衡。
 

　　面對這一挑戰(zhàn)，研究團隊基于III-V族半導(dǎo)體材料，首次提出了p-graded-n結(jié)單像素光譜儀的新型技術(shù)路線，突破了傳統(tǒng)光譜儀依賴多通道分光的限制，使單個探測器即可實現(xiàn)寬光譜范圍的高精度測量。該方案通過優(yōu)化半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)，使探測器在不同偏壓下展現(xiàn)動態(tài)可調(diào)的光譜響應(yīng)，從而構(gòu)建光譜重構(gòu)所需的獨特響應(yīng)矩陣。相比傳統(tǒng)光譜儀，該設(shè)計顯著降低了器件尺寸和制造成本，具備極強的可集成性，為光譜測量技術(shù)的革新提供了全新思路。
 

　　上海科技大學信息科學與技術(shù)學院博士生王景熠、王梓，碩士生潘貝貝為論文共同第一作者。陳佰樂教授和虞晶怡教授為本研究的共同通訊作者，上?？萍即髮W為第一完成單位。本研究的器件制造得到了上?？萍即髮W材料器件中心的支持，相關(guān)計算依托上?？萍即髮W圖信中心高性能計算平臺完成。
 

　　“中國光學十大進展”評選活動由中國激光雜志社主辦，至今已成功舉辦20屆，以嚴格的評審標準和高水平的候選研究成果，成為國內(nèi)光學領(lǐng)域最具權(quán)威性和影響力的獎項之一。本次提名不僅是對上?？萍即髮W團隊創(chuàng)新能力的高度認可，也彰顯了該技術(shù)在學術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的廣闊應(yīng)用前景。