【光学前沿】定制化多带硅基片上光谱仪的创新与应用
光谱仪作为一种广泛应用于科学探测的仪器，在药物分析、气体传感及航空航天等多个领域扮演着关键角色。随着硅光集成技术的进步，低成本、便携式的片上光谱仪已成为现实。然而，实现超大光谱范围与超高分辨率的结合，常伴随着系统复杂性、尺寸、功耗及效率等方面的挑战。
近期，浙江大学戴道锌教授团队在小型化片上硅基光谱仪的研究中取得了显著进展。他们提出了一种定制化多带硅基片上光谱仪，利用光子集成回路的灵活设计，通过选择特定的光谱子带，精简了不必要的谱段，实现了光谱子带数量、中心波长、带宽及分辨率等性能指标的定制化。这一创新不仅显著减小了芯片尺寸，提高了加工良品率，还降低了校准复杂度和测量速度。相关研究成果已发表于2024年第5期，并被选为封面文章。
该定制化光谱仪的工作原理如图1所示，采用宽带滤波与窄带精细滤波相结合的方案。待测光谱首先通过宽带滤波器进行预滤波，随后被分割为多个待测通道子带，传输至微环滤波器进行精密滤波，并通过加热调谐实现单通道的完整扫描，最终构建出整个待测光谱。
图2展示了该光谱仪采用的光滤波器结构，其中宽带滤波器采用多模布拉格光栅设计，窄带滤波器则采用高Q值弯曲耦合微环谐振器，确保了高光谱分辨率。
图3展示了绝热双芯模式解复用器及宽/窄带滤波器在不同波段的光谱响应。仿真结果显示，模式复用器的附加损耗和串扰均控制在极低水平，多模布拉格光栅宽带滤波器的边模抑制比大于20 dB，高Q值微环窄带滤波器的3 dB带宽分别为0.1 nm、0.1 nm和0.35 nm，为高光谱分辨率提供了坚实基础。
图4和图5分别展示了研制的光谱芯片和不同输入光谱的测量结果。结果显示，该片上光谱仪与商用光谱仪在分辨率上具有高度一致性，且在双峰测量中表现出优于0.08 nm的分辨率。此外，该光谱仪在1307-1935 nm的超大光谱范围内展现了出色的多谱段光谱测量能力。
以上就是欧光科技为大家整理的相关光学前沿资讯，如果还想了解更多光学前沿资讯，欢迎持续关注我们。
-
麻省理工学院突破光学原子钟小型化瓶颈：集成螺旋腔激光器实现芯片级原子询问
美国麻省理工学院林肯实验室WilliamLoh与RobertMcConnell团队在《NaturePhotonics》（2025年19卷3期）发表重大研究成果，成功实现基于集成超高品质因子螺旋腔激光器的光学原子钟原子询问，为光学原子钟走出实验室、实现真正便携化铺平了道路。这一突破标志着光学原子钟向全集成、可大规模制造的先进时钟系统迈出关键一步，有望彻底改变导航、大地测量和基础物理研究等领域的时间测量技术格局。
2026-04-08
-
手机长焦增距镜无焦光学系统MTF测试的空间频率换算研究
在手机成像技术向高倍长焦方向快速发展的背景下，手机长焦增距镜作为提升手机长焦拍摄能力的核心无焦光学器件，其成像质量的精准评价成为光学检测领域的重要课题。光学传递函数（MTF）是衡量光学系统成像质量的核心指标，而手机长焦增距镜属于望远镜类无焦光学系统，其MTF测试采用的角频率单位与常规无限-有限共轭光学系统的线频率单位存在本质差异。为实现两类单位的精准转换、保证MTF测试结果的有效性与实际应用价值，本文从无焦光学系统特性与测量工具出发，明确空间频率不同单位的核心属性，结合实际案例完成换算推导，梳理换算关键要点，为手机长焦增距镜的MTF检测及光学性能评价提供严谨的技术参考。
2026-04-08
-
非线性光学晶体：现代激光技术的核心功能材料
非线性光学晶体作为实现激光频率转换、光束调控及光场非线性效应的关键功能材料，突破了传统激光器件输出波长受限的技术瓶颈，是支撑紫外/深紫外激光、中红外激光、超快激光及量子光源等先进激光系统发展的核心基础部件。本文系统阐述非线性光学效应的物理机制、主流非线性光学晶体的材料特性与相位匹配技术，梳理其在科研探测、精密制造、生物医疗、光通信及国防安全等领域的典型应用，并展望该类材料未来的发展方向，为相关领域技术研究与工程应用提供参考。
2026-04-08
-
波前像差、点扩散函数（PSF）与调制传递函数（MTF）的关联解析
在光学成像领域，波前像差（WavefrontAberration）、点扩散函数（PointSpreadFunction,PSF）与调制传递函数（ModulationTransferFunction,MTF）是描述光学系统成像质量的核心参数。三者相互关联、层层递进，共同决定了系统的最终成像效果与视觉质量，但其内在联系常令初学者困惑。本文将从概念本质出发，系统解析三者的关联逻辑，结合具体实例深化理解，为相关领域的学习与应用提供清晰指引。
2026-04-07
-
非硅特种材料精密划片工艺技术方案
在半导体封装、光学器件、电子元器件等高端制造领域，蓝宝石、玻璃、陶瓷等非硅特种材料的应用日益广泛。此类材料物理特性与传统硅片差异显著，常规硅片划片工艺无法直接适配，易出现崩边、裂纹、刀具损耗大、良品率偏低等问题。结合材料特性与实际量产经验，针对蓝宝石、玻璃、陶瓷三大类核心材料，形成专业化精密划片工艺解决方案。
2026-04-07
