“漫步残骸”创造了更紧凑、更便宜的光谱仪

这种新型光谱仪的主要优点之一是对对准不敏感。光谱仪对光的方向和波长非常敏感，其中有几个部件专门用于保持光的正确方向。

亚特兰大,乔治亚州-光谱仪在光学上的精致，是它们对光的挑剔的基础。使用佐治亚理工学院(GIT，绰号“佐治亚理工学院的散乱残骸”)新技术制造的光谱仪原型。光谱仪可以插在笔记本电脑上，用于环境传感。但麻省理工学院的研究人员开发了这项技术，以帮助光谱仪在更广泛的环境中使用更少的部件分析物质，而不考虑光照。该技术可以提高可移植性，同时降低许多使用光谱仪的传感和诊断系统的尺寸、复杂性和成本。在2005年IEEE激光和电光学会年会上，这一进展作为受邀演讲进行了介绍。

传统的光谱仪由多个部分组成——一个窄缝，一个透镜(用于引导光线)，一个光栅(用于分离波长)，一个第二个透镜和一个探测器(用于探测不同波长的功率)。GIT的目标是将所有这些部件组合成两部分，一个体积全息图(由廉价的聚合物组成)和一个探测器，以创建一个紧凑、高效和廉价的光谱仪，可用于多种光谱和传感应用。

“这项技术对于低端光谱仪非常有用，但与此同时，有许多应用需要高端光谱仪。该技术可以将复杂的高端系统的一部分转换为更多功能和更轻的系统，”项目负责人、电气与计算机工程学院副教授Ali Adibi说。

由于其重量轻，对光学对准相对不敏感，新设计为便携性困难的几个应用领域培养了更多功能和便携式光谱仪。

这种新型光谱仪的主要优点之一是对对准不敏感。光谱仪对光的方向和波长非常敏感，其中有几个部件专门用于保持光的正确方向。

但是GIT团队能够将这些必要的对准以及聚焦功能合并到体积全息图中。该全息图是由两束光在一块光敏聚合物上的干涉图样记录的。

阿迪比说:“有很多挑战，因为我们需要分析的光在自然界中是漫射的。”

传统光谱仪在准直光下工作最好——光只向一个方向移动。然而，实际传感应用所需的光信号是漫反射的。这一问题在传统光谱仪中得到了解决，即使用狭缝和透镜将光阻挡在一个方向以外的所有方向上，但这也导致了相当大的功率损失和较低的效率。

“通过选择合适的全息图，我们的系统中没有准直硬件。我们已经进一步证明了通过在我们的光谱仪中使用更复杂的全息图来提高吞吐量的能力，这些全息图的记录类似于不太复杂的全息图，而不会增加系统的实际复杂性，”阿迪比补充道。

阿迪比说，佐治亚理工学院的团队有一个低端光谱仪的原型，与目前市场上的光谱仪相当，但成本要低得多。阿迪比补充说，他们的研究现在将集中于开发更复杂的系统，通过使用专门设计的体积全息图来提高光谱仪的效率，从而提高灵敏度。

- - - - - -理查德·菲尔普斯，资深编辑，控制工程

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?你应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得你和你的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。