小型光谱仪性能强大，或将开启空间研究新篇

研究人员研发出了一种光谱仪，其应用涵盖从疾病检测到天文观测等领域。

光谱仪已存在数世纪，但此款是具有变革意义的。

它极其精确，能够以前所未有的精细程度测量光。

通过将光分解为单独的颜色，光谱仪能够揭示从恒星到生物样本等材料的组成信息。

加州大学圣克鲁兹分校的研究人员已开发出这种小型光谱仪，其测量光的详尽程度能与大很多的仪器相媲美。

该仪器能够针对特定研究进行定制，这与那些更大、更昂贵的仪器不同。

在一次演示中，该设备精确测量的光波长可低至 0.05 纳米——“这约比人类头发的宽度小 160 万倍。”

有趣的是，这种光谱仪的分辨率与大 1000 倍的设备相当。

“这基本上跟一个大型、标准且昂贵的光谱仪一样好。这着实令人印象深刻，而且极具竞争力，”该论文的资深作者霍尔格·施密特说道。

跟较大的光谱仪相比，微型光谱仪的性能往往较差，而且由于制造工艺复杂，生产成本或许会很高。

这种新型光谱仪利用芯片上的波导，按照颜色将光引导成特定的模式，由此克服了这些挑战。

这种创新的方法把制造时间从数周缩减至数小时，还让该设备的价格更亲民。

来自芯片的数据由机器学习算法进行处理，此算法通过解释光模式来创建高度准确且精确的图像。

“和更复杂的芯片设计相比，这只需要一个光刻掩模，这就让制造变得更容易、更迅速了，”亚伦·霍金斯教授说道。

“具备一些基本能力的人能够复制这个，并创建一个依照自身需求调整的类似设备，”霍金斯补充说。

研究人员觉得他们的技术有着广泛的潜在用途，起初将重点放在天文学上。

他们的设备价格实惠，这能让天文学家依据特定研究来对其进行定制，不像那些昂贵的大型仪器。

该团队当下正在筹备把芯片集成到利克天文台望远镜里。

有意思的是，这项技术能够为系外行星大气的构成以及微弱矮星系中暗物质的性质提供看法。

另外，该团队正在对该系统进行优化，以便收集并把微弱的恒星和星系光线传输到小型化的光谱仪。

“在天文学领域，当你尝试在望远镜上放置某物并让光线穿过时，你总会发现新的挑战——这比在实验室中操作困难得多。这种合作的妙处在于，我们实际上拥有一台望远镜，而且能够尝试在配备良好自适应光学系统的望远镜上部署这些设备，”研究人员之一凯文·邦迪说道。

除了天文学，研究人员预计其在医学领域也有应用，例如癌症的荧光检测和传染病筛查。

研究结果发表在《APL Photonics》杂志上。APL Photonics.