近来，我国科学技能大学教授孙海定联合武汉大学刘胜院士团队，成功研制出微型紫外光谱仪，并完成片上光谱成像。该光谱成像仪根据新式氮化镓基级联光电二极管架构，并与深度神经网络算法交融，完成了高精度光谱勘探与高分辩率多光谱成像，其光谱呼应速度到达超快纳秒级。相关成果于9月26日在线发表于《天然-光子学》。

  光谱信息被称为物质的“光基因”，能够提醒组成与特性。光谱成像技能可一起获取光谱与空间信息，在成分剖析、环境监督测定、卫星遥感和深空勘探等范畴具有极端严重价值。但传统光谱仪依靠光栅分光和机械扫描，体系杂乱、体积十分巨大、价格昂扬，难以满意便携式和实时化检测需求。特别在对生物制药和有机物检测至关重要的深紫外/紫外波段，因为资料与工艺约束，片上微型紫外光谱成像技能一向处在空白，成为限制该范畴开展的要害瓶颈。

  为此，孙海定团队联合国内外研讨学者提出了一种氮化镓基级联光电二极管架构，研制出作业于紫外波段的微型光谱成像仪，完成了高精度光谱勘探与高分辩率多光谱成像。该结构由上下两个不对称p-n二极管笔直级联组成，可在两英寸和更大尺度的晶圆上阵列化制备。器材经过外加偏压调控载流子的波长依靠传输行为，完成电压可调的双向光谱呼应，并结合深度神经网络算法，可对不知道光谱进行高精度重构。该光谱成像仪作业波段掩盖250至365纳米的紫外波段，光谱分辩率可到达0.62纳米，约10纳秒的超快呼应速度。根据此，研讨团队进一步完成片上光谱空间一体化成像阵列，并成功地对不同有机物质（如橄榄油、花生油、动物油脂和牛奶）液滴进行了空间分辩与单次直接成像，显示出它们在食物检测和分子辨认等方面的使用潜力。

  该研讨提出并完成了使用宽禁带氮化物半导体作为微型光谱成像仪的资料载体。未来，经过调控资料组分和掺杂，或选用二六族和三五族半导体资料，该架构能够将作业范围扩展至可见光和红外波段。一起，因为工艺彻底兼容现有大规模半导体制作工艺，器材尺度还可缩小至亚微米乃至纳米级，可完成更低本钱更高分辩光谱成像。研讨团队估计，其本钱有望降至传统光谱仪的百分之一。正如硅基CCD/CMOS技能推进数码相机遍及相同，这枚新式微型光谱成像仪的研制成功，为下一代小型化、便携式和可穿戴光谱技能的遍及供给了新的思路和解决方案。

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