Oregon State University大學(xué)材料研究的科學(xué)家們開發(fā)了一種更好的測量光的工具，可以改善從智能手機相機到環(huán)境監(jiān)測的一切測量方式，為光學(xué)光譜領(lǐng)域做出了貢獻。

       這項研究發(fā)表在《Science》，由Finland's Aalto大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)，研究實現(xiàn)了一種強大的超微型光譜儀，該光譜儀安裝在微芯片上，使用人工智能進行處理。

       這項研究涉及一類相對較新的超薄材料，即二維半導(dǎo)體，對光譜儀進行了概念驗證，該光譜儀可以很容易地應(yīng)用到各種技術(shù)中，包括質(zhì)量檢測平臺、安全傳感器、生物醫(yī)學(xué)分析儀和太空望遠鏡。

       “我們已經(jīng)展示了一種制造光譜儀的方法，它比現(xiàn)在通常使用的光譜儀要小得多，” Ethan Minot教授說。“光譜儀測量不同波長的光的強度，在許多行業(yè)和所有科學(xué)領(lǐng)域都非常有用，可以識別樣品和表征材料。”

       Minot說，傳統(tǒng)的光譜儀需要笨重的光學(xué)和機械部件，而新設(shè)備可以安裝在人類頭發(fā)的末端。這項新的研究表明，可以用新型半導(dǎo)體材料和人工智能來替代這些組件，從而使光譜儀的尺寸從目前最小的大約一顆葡萄大小的光譜儀大幅縮小。

       “我們的光譜儀不需要組裝單獨的光學(xué)和機械部件或陣列設(shè)計來分散和過濾光，”Hoon Hahn Yoon說。“此外，它可以實現(xiàn)與臺式系統(tǒng)相當?shù)母叻直媛?，但體積要小得多。”

       研究人員表示，該設(shè)備可以在其吸收的光的顏色方面是100%電可控的，這使其具有巨大的可擴展性和廣泛的可用性潛力。

       Yoon說：“將它直接集成到智能手機和無人機等便攜式設(shè)備中，可以改善我們的日常生活。”。“想象一下，我們的下一代智能手機相機可能是高光譜相機。”

       這些高光譜相機不僅可以捕獲和分析可見波長的信息，還可以進行紅外成像和分析。

       例如，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，光譜儀已經(jīng)在測試其識別人體組織細微變化的能力，例如腫瘤和健康組織之間的差異。對于環(huán)境監(jiān)測，Minot補充道，光譜儀可以準確地檢測空氣、水或地面中的污染類型，以及其中的污染量。

       Minot認為，隨著二維半導(dǎo)體研究的進展，“我們將迅速發(fā)現(xiàn)利用其新穎光學(xué)和電子特性的新方法。”對二維半導(dǎo)體的研究僅進行了十幾年，首先是對石墨烯的研究，石墨烯是一種排列在一個原子厚度的蜂窩狀晶格中的碳。

       “這真的很令人興奮，” Minot說。“我相信，通過研究二維半導(dǎo)體，我們將繼續(xù)取得有趣的突破。”