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复旦大学研制成功新型二维探测器光谱仪

  记者 刘丹

  新华社上海1月4日电 复旦大学信息科学与工程学院日前研制成功“二维CCD阵列探测器”光谱仪,可将光谱图的绘制速度比以前提高约100倍。目前,该研究成果已获国家发明专利。

  所谓“光谱仪”,是用来给光“拍照片”的基础科学仪器,能够对光波的能量、波长、带宽、线型等重要特征进行精细分析,在遥感、生物医学、国防和光电子功能材料等科研领域和产业界有着广泛和重要应用,但此前我国在这一高端科学仪器领域主要依赖进口。

  “二维CCD阵列探测器”光谱仪由复旦大学信息科学与工程学院院长陈良尧负责研制。此光谱仪将10个光栅平行“捆绑”起来,成为“集成光栅”,犹如10面“镜子”各司其职,将不同波长的光子各自分拣出来,同时反射到探测器上。这个光的“捕手”能从根本上摆脱机械转动,在200—1000纳米的全光谱区获得高分辨率光谱图,绘制效率也从原来的10分钟提高到0.1秒钟。

  目前,红外至紫外光谱区的主流光谱分析仪器一般为“光栅扫描型”光谱仪,其中“光栅”是“灵魂部件”,其外表类似镜面,作用好似“筛子”,能够将不同波长的光子分拣出来,反射到探测器上,再经过数据处理,从而实现光谱的测量和分析。而传统光谱仪通常采用机械转动装置连续旋转光栅,光栅每转动一次,就“放行”一个波长的光。由于一束光包括多个波长,故光栅需要转动多次才能让光全部通过,比较费时。

  此外,“一维CCD阵列探测器”光谱仪,虽然无需转动光栅便可对光谱进行测量,但每次测量仅能覆盖的光谱区范围有限。“二维CCD阵列探测器”光谱仪的研制成功,将更精确地实现光谱测量和分析,且大大提高光谱图绘制效率。

(责任编辑:龚伦常)


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