我國科學家為光譜儀“提速”6000倍

　  把傳統(tǒng)光譜儀上的一面“鏡子”變成10面，效率提高了6000倍。復旦大學研制的“二維CCD陣列探測器”光譜儀只需0.1秒，就能繪制出原來要花10分鐘才能得到的光譜圖。日前出版的《激光世界》和《光電子光譜》雜志，對該儀器進行了專題報道。

　　光譜儀是用來給光“拍照片”的基礎(chǔ)科學儀器，能夠?qū)獠ǖ哪芰俊⒉ㄩL、帶寬、線型等重要特征進行精細分析，在遙感、生物、國防、光電子功能材料等科研領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)界有著廣泛和重要應用。但我國在這一科學儀器領(lǐng)域主要依賴進口。

　　目前，紅外紫外光譜區(qū)的主流光譜分析儀器是光柵掃描型光譜儀，其中“光柵”是“靈魂部件”，其外表類似鏡面，作用好似“篩子”，能夠?qū)⒉煌ㄩL的光子分揀出來，反射到探測器上，再經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，從而實現(xiàn)光譜的測量和分析。傳統(tǒng)光譜儀通常采用機械轉(zhuǎn)動裝置連續(xù)旋轉(zhuǎn)光柵，光柵每轉(zhuǎn)動一次，就“放行”一個波長的光。由于一束光包括多個波長，故光柵需要轉(zhuǎn)動多次才能讓光全部通過，比較費時。現(xiàn)在還有一種“一維CCD陣列探測器”光譜儀，雖然無需轉(zhuǎn)動光柵便可對光譜進行測量，但每次測量僅能覆蓋的光譜區(qū)范圍有限。要想實現(xiàn)寬光譜測量，仍需要旋轉(zhuǎn)光柵。

　　如何同時實現(xiàn)寬光譜測量與快速測量?“二維CCD陣列探測器”光譜儀就做到了，秘密在于它*的光柵結(jié)構(gòu)。由復旦大學信息科學與工程學院院長陳良堯的課題組，經(jīng)過仔細計算和試驗，將10個光柵平行“捆綁”起來，成為“集成光柵”，猶如10面“鏡子”各司其職，將不同波長的光子各自分揀出來，同時反射到探測器上。這位光的“捕手”能從根本上擺脫機械轉(zhuǎn)動，在2001000納米的全光譜區(qū)獲得高分辨率光譜圖，效率也從原來的10分鐘提高到0.1秒。

　　該研究成果已獲國家發(fā)明。相關(guān)研究成果在光學期刊《光學快報》上發(fā)表后，受到同行高度評價，被認為是對光譜學研究的“原創(chuàng)性重要貢獻”。