化工儀器網(wǎng)首頁(yè)>資訊中心>項(xiàng)目成果>正文

暨南大學(xué)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)芯片級(jí)中紅外光譜傳感技術(shù) 為便攜式物質(zhì)檢測(cè)提供新方案

2025年08月28日 13:54:28 來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：宋池 點(diǎn)擊量：5972

近日，暨南大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在《PhotoniX》發(fā)表了一項(xiàng)基于熱發(fā)射超構(gòu)表面的芯片級(jí)中紅外光譜傳感技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)創(chuàng)新的光源端調(diào)控策略，將光源、準(zhǔn)直光路與色散元件功能集成于單一芯片，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)微型化突破。

　　中紅外光譜技術(shù)因其能夠通過(guò)獨(dú)特的分子吸收特征精確識(shí)別化學(xué)物質(zhì)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)學(xué)及工業(yè)分析等領(lǐng)域具有核心作用。然而，傳統(tǒng)中紅外光譜設(shè)備通常體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本較高，難以適用于日益增長(zhǎng)的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求。實(shí)現(xiàn)光譜系統(tǒng)微型化的關(guān)鍵，在于提高光學(xué)元件、探測(cè)器與光源的集成度。
 

 

　　近日，暨南大學(xué)陳沁、文龍研究團(tuán)隊(duì)在《PhotoniX》發(fā)表了一項(xiàng)創(chuàng)新研究成果，提出了一種基于熱發(fā)射超構(gòu)表面的芯片級(jí)中紅外光譜傳感方法，為解決中紅外光譜系統(tǒng)微型化難題提供了新的技術(shù)路徑。
 
　　與當(dāng)前主流微型光譜技術(shù)多依賴于色散元件或探測(cè)器端光譜響應(yīng)調(diào)控不同，該研究首次從光源端入手進(jìn)行系統(tǒng)集成。團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種具有波長(zhǎng)選擇性的超構(gòu)表面熱發(fā)射器陣列，通過(guò)對(duì)其熱輻射成像并分析被物質(zhì)吸收后的強(qiáng)度分布，即可獲取物質(zhì)的化學(xué)成分信息。該超構(gòu)表面表現(xiàn)出良好的角度不敏感性，成像角度容差超過(guò)±40°，顯著提高了實(shí)際使用的便捷性和穩(wěn)定性。
 
　　研究團(tuán)隊(duì)采用金屬-介質(zhì)-金屬微結(jié)構(gòu)陣列成功實(shí)現(xiàn)了高發(fā)射效率、窄線寬和廣角度兼容的熱發(fā)射特性，覆蓋8-14μm的中紅外波段。該系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)微加工工藝制備于硅基片上，利用半導(dǎo)體加熱片控制溫度，并采用低成本熱像儀進(jìn)行成像。圖像數(shù)據(jù)可通過(guò)手機(jī)采集，再經(jīng)算法解碼實(shí)現(xiàn)物質(zhì)識(shí)別與定量分析。
 
　　在實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)利用單模和雙模共振超構(gòu)表面發(fā)射器，成功完成了對(duì)有機(jī)溶劑的分類、藥品識(shí)別以及混合溶液濃度測(cè)量等任務(wù)，均表現(xiàn)出較高的準(zhǔn)確度。尤其值得注意的是，系統(tǒng)無(wú)需額外的光學(xué)準(zhǔn)直部件，即便在較大傾斜角度下成像，仍能保持分析精度。研究還展示了該技術(shù)對(duì)覆蓋聚乙烯的鋼環(huán)進(jìn)行光譜成像的能力，顯示出其在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。
 
　　該項(xiàng)研究體現(xiàn)了多學(xué)科交叉融合的創(chuàng)新特點(diǎn)，結(jié)合了超構(gòu)表面光場(chǎng)調(diào)控與圖像信息編解碼技術(shù)，將物質(zhì)的光譜吸收信息轉(zhuǎn)換為可被直觀成像和解碼的“熱學(xué)二維碼”，實(shí)現(xiàn)了“拍立得”式的快速傳感分析。
 
　　業(yè)界認(rèn)為，該技術(shù)首次在一個(gè)芯片上整合了傳統(tǒng)光譜儀中的光源、準(zhǔn)直和色散三大功能模塊，突破了中紅外光譜系統(tǒng)在微型化、集成化和成本方面的關(guān)鍵瓶頸，為開(kāi)發(fā)便攜式高性能光譜檢測(cè)設(shè)備提供了全新思路。研究團(tuán)隊(duì)指出，通過(guò)進(jìn)一步縮小超構(gòu)表面結(jié)構(gòu)并降低通道間串?dāng)_，未來(lái)有望發(fā)展出更高精度的中紅外光譜成像芯片，推動(dòng)智能感知技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞

相關(guān)閱讀 Related Reading

查看更多+

  • 預(yù)算113萬(wàn) 太原理工大學(xué)采購(gòu)液相色譜儀等

    近日，太原理工大學(xué)就“HPLC液相色譜儀和紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)采購(gòu)”項(xiàng)目發(fā)布公開(kāi)招標(biāo)公告，預(yù)算金額為113萬(wàn)元。
    2025-10-30 10:57:59

  • 1307萬(wàn)預(yù)算 喀什地區(qū)維吾爾醫(yī)醫(yī)院采購(gòu)儀器設(shè)備

    近日，喀什地區(qū)維吾爾醫(yī)醫(yī)院就“喀什地區(qū)維吾爾醫(yī)醫(yī)院中醫(yī)特色重點(diǎn)醫(yī)院建設(shè)-采購(gòu)項(xiàng)目”發(fā)布公開(kāi)招標(biāo)公告，預(yù)算金額為1307.03萬(wàn)元。
    2025-10-30 10:34:56

  • 遼寧材料實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜儀中標(biāo)結(jié)果公告

    項(xiàng)目名稱：遼寧材料實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜儀采購(gòu)項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：0729-254OIT670819/01，招標(biāo)范圍：穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜...
    2025-10-29 15:44:09

  • 高精度便攜式近紅外激光成像設(shè)備中標(biāo)結(jié)果公告

    項(xiàng)目名稱：高精度便攜式近紅外激光成像設(shè)備項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：1069-254Z20253904，招標(biāo)范圍：高精度便攜式近紅外激光成像設(shè)...
    2025-10-29 15:41:28

  • 預(yù)算200萬(wàn) 一疾控中心采購(gòu)實(shí)驗(yàn)室儀器

    近日，西烏旗疾病預(yù)防控制中心就“西烏旗疾病預(yù)防控制中心職業(yè)病體檢及實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備采購(gòu)項(xiàng)目”發(fā)布公開(kāi)招標(biāo)公告，預(yù)算金額為200萬(wàn)元。
    2025-10-29 10:36:30

  • 預(yù)算190萬(wàn)元 許昌市職業(yè)病防治所采購(gòu)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備

    許昌市職業(yè)病防治所委托許昌市政府采購(gòu)服務(wù)中心組織公開(kāi)招標(biāo)，采購(gòu)原子熒光光譜儀、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀等實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，預(yù)算190萬(wàn)元...
    2025-10-28 09:15:20

版權(quán)與免責(zé)聲明

  • ①凡本網(wǎng)注明“來(lái)源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來(lái)源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
  • ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來(lái)源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來(lái)源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
  • ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
紅外熱成像技術(shù)在油氣化工領(lǐng)域氣體檢漏應(yīng)用當(dāng)中的前沿進(jìn)展
關(guān)閉