红外光谱仪的小型化

实验装置：使用红色对准激光器来观察从光纤到光波导的光束路径及其在金镜上的反射。两个微探针用于接触光电导体，其尺寸在亚波长范围内。来源：Empa

红外光谱仪的小型化将使其在消费电子产品中得到更广泛的应用，例如实现食品控制的智能手机、危险化学品的检测、空气污染监测和可穿戴电子产品。它们可用于在不使用实验室设备的情况下快速轻松地检测某些化学品。此外，它们还可用于检测假药以及甲烷和 CO 2等温室气体。

Empa、苏黎世联邦理工学院、EPFL、西班牙萨拉曼卡大学、欧洲航天局 (ESA) 和巴塞尔大学的一个科学家团队构建了一个概念验证的小型傅里叶变换波导光谱仪，该光谱仪包含一个亚波长光电探测器作为一种光传感器，由胶体碲化汞量子点 (Hg Te) 组成，并与互补金属氧化物半导体 (CMOS) 技术兼容，正如他们在最近一期的Nature Photonics上所报告的那样。

对不同种类的光谱仪和各个领域的巨大影响

所得光谱仪在低于 100 μm × 100 μm × 100 μm 的总有效光谱仪体积下表现出较大的光谱带宽和 50 cm -1的中等光谱分辨率。这种超紧凑的光谱仪设计允许将光学分析测量仪器集成到消费电子产品和空间设备中。

“亚波长红外光电探测器的单片集成对傅里叶变换波导光谱仪的缩放具有巨大影响，”Empa 研究员 Ivan Shorubalko 说。“但这对于小型拉曼光谱仪、生物传感器和芯片实验室设备以及高分辨率快照高光谱相机的开发也可能具有极大的兴趣。”

这就是红外光谱仪的工作原理：光电探测器，制造在表面光波导的顶部，由底部的作为散射中心的底部金电极。通过移动镜子，测得的光电流映射出驻波的光强度。即红外灯。测量信号的傅里叶变换给出了光谱。学分：拉尔斯·吕德