系统可以导致光谱实验室芯片在几微秒内进行实时感测

哥伦比亚工程公司的研究人员首次展示了一种基于芯片的中红外线双梳光谱仪，它不需要移动部件，可以在不到2微秒的时间内获得光谱。该系统由两个相互连贯，低噪声，基于微谐振器的频率梳组成，跨越2600 nm至4100 nm，可以在纳秒时间内开发出用于实时感测的光谱实验室芯片实验室。

“我们的研究结果显示，在一个集成平台上展示了双梳光谱最广泛的光学带宽，”应用物理和材料科学的David M. Rickey教授和该研究的资深作者5月14日在Nature Communications上发表的文章说。

在芯片上创建可以实现痕量分子的实时，高通量检测的光谱传感装置一直是具有挑战性的。几个月前，Gaeta和希金斯电气工程教授Michal Lipson率领的团队率先将双频梳齿发生器放在一个毫米级的芯片上，从而将双频梳子小型化。他们一直致力于扩大双梳的频率范围，并通过调整梳齿线来提高光谱仪的分辨率。

在目前的研究中，研究人员专注于中红外(中红外)范围，因为其强分子吸收通常比可见光或近红外分子吸收大10至1,000倍，是检测痕量分子的理想选择。 。中红外范围有效地覆盖了许多分子的“指纹”。

该团队使用两个硅纳米光子器件作为微谐振器进行了中红外双梳光谱分析。他们的集成设备可以直接生成宽带中红外光，并具有快速的采集速度，可用于表征分子吸收。

“我们的工作是用于液相/固相研究的基于芯片的双梳光谱的重要进展，”该论文的第一作者，加埃塔实验室的博士生Yu Mengjie说。“我们的芯片级宽带光学系统，基本上是一个光子实验室芯片，非常适合化学物种的识别，可以在化学，生物医学，材料科学和工业过程控制中找到广泛的应用。 “