【光学前沿】暨南大学研发微型光纤光谱仪，为痕量气体监测领域带来技术突破
[2024年12月27日，广州]——暨南大学的最新科研成果，一种微型一体化光纤光谱仪（FPAS），在痕量气体传感领域取得了革命性的进展。该设备无需使用谐振气室，即可实现十亿分之一（ppb）级别的检测限，为环境监测、工业过程控制和生物医学诊断等领域带来了新的技术突破。
一、微型化与高性能的完美结合
FPAS以其微型化设计和高灵敏度检测能力脱颖而出。该设备体积小、灵敏度高，且对样品量要求极低，能够以微型探针的形式提供实验室级别的精度。这一特点使其在狭窄空间中也能进行实时监测，极大地扩展了光谱仪的应用场景。
二、快速响应，精准监测
FPAS的响应时间仅为18毫秒，空间分辨率高达160微米，相较于传统光声光谱系统，其空间和时间分辨率提升了2至3个数量级。这使得FPAS能够进行超快速测量，为实时监测提供了强有力的技术支持。
三、低样品量，高效率
传统光谱系统需要较大量的样品，而FPAS仅需亚纳升大小的样品量，与传统系统相比减少了3至4个数量级。这一创新使得FPAS在常规实时原位痕量气体测量中更具优势，为二维气体流动浓度测绘和体内血管内血气监测等新应用提供了可能。
四、血管内气体监测的新突破
FPAS在血管内气体监测方面展现出巨大潜力。研究人员已成功将FPAS通过注射器插入大鼠尾静脉，实时追踪血管中溶解的CO2水平。这一成果凸显了FPAS无需采集血样即可实时监测血管内血气的潜力，为缺氧和高碳酸条件下的CO2水平测量提供了新的解决方案。
五、经济高效，易于集成
FPAS使用的光纤可以连接到低成本的分布式反馈激光源，并与现有的光纤网络集成，使其成为一种经济高效、紧凑、灵活的光谱解决方案。这不仅降低了成本，也提高了系统的灵活性和可扩展性。
六、广泛的应用前景
除了血管内血气监测，FPAS的潜在应用还包括锂离子电池的微创健康评估和极窄空间内爆炸性气体泄漏的远程检测。这些应用将进一步推动工业和医学领域的技术进步。
这项突破性研究成果已发表在国际知名学术期刊《AdvancedPhotonics》上
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多基准轴透射式离轴光学系统高精度定心装调方法
星载光谱仪可获取空间连续分布的光谱数据，是陆地植被监测、海洋环境探测等领域的核心载荷。为校正分光系统引入的畸变，星载光谱仪成像透镜多采用离轴透射式设计，由此形成的多光轴结构存在大倾角、大偏心特征，超出了传统同轴系统定心装调方法的适用范围。本文提出一种多基准轴定心装调方法（Multi-referenceAxisAlignment,MAA），通过镜筒结构一体化加工预置各光轴的偏心与倾斜参数，结合光学平板实现基准轴的高精度引出，将复杂多光轴系统的装调拆解为多个单光轴子系统的独立装调，突破了传统定心仪的测量范围限制。针对某星载光谱仪3光轴离轴透射系统开展装调验证，实测结果表明，透镜最大偏心误差小于25.4μm，最大倾斜误差小于17.7″，系统实际畸变与理论值平均偏差小于0.32μm，全面满足设计指标要求。该方法为离轴折射类光学系统的高精度装调提供了可行的技术路径，拓展了透射式光学系统装调的适用边界。
2026-05-22
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平凸透镜朝向对光束会聚效果及像差特性的影响分析
平凸透镜是各类光学系统中应用最为广泛的基础折射元件之一，属于典型的无限共轭透镜，核心光学功能分为两类：一是将点光源出射的发散光束准直为平行光束，二是将入射的准直平行光束会聚至单点。在激光光学、显微成像、光电检测等领域的光路设计与装调中，平凸透镜的安装朝向是直接影响系统性能的核心参数，其选择直接决定了像差水平与最终会聚效果。
2026-05-21
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光机系统设计：镜头装配轴向预紧力计算（一）——通用设计原则与基础方法
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2026-05-21
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高精度轴对称非球面反射镜面形轮廓非接触式测量方法
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2026-05-21
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麻省理工学院固态激光雷达硅光子芯片核心突破解读
麻省理工学院研究团队攻克了硅光子集成光学相控阵（OPA）固态激光雷达的长期核心瓶颈，通过创新的低串扰集成天线阵列设计，首次实现了宽视野扫描+低噪声高精度的无活动部件激光雷达芯片，为下一代紧凑、高耐用性固态激光雷达的落地奠定了技术基础。
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