可调光电接口微型光谱传感器

峰值精度0.19nm

一种微型光谱传感系统，通过电可调紧凑光电接口对输入光谱产生可区分的响应，在5微米×5微米的器件上实现高精度光谱识别。

Cui, Xiaoqi · Nigmatulin, F. O. · 王磊 · Reduto, I. V. · Liapis, Andreas C. · Du, Mingde · Uddin, Md Gius · Shafi, Abde Mayeen · Ahmed, Faisal · Zhang, Yi · Yoon, Hoon Hahn · Lipsanen, H. · Aalto, Timo · Yang, Zongyin · Hasan, Tawfique · 蔡伟伟 · Sun, Zhipei

Science Advances 2025

参数信息

自由空间峰值精度

~0.19 nm

器件尺寸

5 μm × 5 μm

技术优势

摆脱秩亏缺魔咒

电可调接口让不同输入光谱产生可区分的响应，不再受限于传统器件光响应矩阵的秩亏缺，因此不需要复杂的逆问题求解就能可靠识别光谱。

巴掌大的地方放下一台光谱仪

传感部分的占地面积只有5微米×5微米，可以直接集成到片上系统里，省掉了传统光谱仪的体积和光路对准成本。

一种器件识别多种材料

同一个器件可对有机染料、金属、半导体和电介质进行宽带复杂光谱识别，不需要针对不同材料重新设计或更换传感头。

应用场景

• 微型光谱仪：把台式光谱仪缩成芯片级模块，嵌入便携设备做现场快检。
• 片上光谱分析：在片上直接完成光谱识别，无需外部光路和笨重探测器。
• 光学传感：替代传统多滤光片轮换方案，用一个可调接口覆盖多波段。
• 柔性光谱器件：可集成到柔性基底，为可穿戴光谱监测提供微型化方案。