解放日报供本报专稿(记者 唐烨) 把传统光谱仪上的一面“镜子”变成10面,效率提高了6000倍。复旦大学研制的“二维CCD阵列探测器”光谱仪只需0.1秒,就能绘制出原来要花10分钟才能得到的光谱图。相关研究成果在国际知名光学期刊《光学快报》上发表后,受到国际同行高度评价,被认为是对光谱学研究的“原创性重要贡献”。
光谱仪是用来给光“拍照片”的基础科学仪器,在遥感、国防、光电子功能材料等科研领域和产业界有着广泛和重要应用。但我国在这一高端科学仪器领域主要依赖进口。
目前,红外至紫外光谱区的主流光谱分析仪器是光栅扫描型光谱仪,其中“光栅”是“灵魂部件”,其外表类似镜面,作用好似“筛子”,能够将不同波长的光子分拣出来,反射到探测器上,再经过数据处理,从而实现光谱的测量和分析。传统光谱仪通常采用机械转动装置连续旋转光栅,光栅每转动一次,就“放行”一个波长的光。由于一束光包括多个波长,故光栅需要转动多次才能让光全部通过,比较费时。
由复旦大学信息科学与工程学院院长陈良尧领衔的课题组,经过仔细计算和试验,将10个光栅平行“捆绑”起来,成为“集成光栅”,犹如10面“镜子”各司其职,将不同波长的光子各自分拣出来,同时反射到探测器上。这位光的“捕手”能在200至1000纳米的全光谱区获得高分辨率光谱图,用时也从原来的10分钟减少到0.1秒。