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芯片级光谱新突破！东南大学团队研发微型化硅光游标光谱仪
2026年05月15日 13:34:08
来源：化工仪器网 点击量：1006
东南大学团队创新性提出“硬件-算法协同设计”路径，构建“光子游标卡尺”架构，在极小尺寸芯片上实现超宽带、皮米级高分辨率光谱检测，创下单位面积性能新纪录。该研究源于优秀本科生SRTP项目，获多项基金资助，为芯片级光谱仪的实用化与商业化开辟了新方向。
近日，东南大学电子科学与工程学院倪振华、吕俊鹏教授团队在光谱学领域取得关键进展，相关研究成果发表于国际权威学术期刊《智汇光学》(PhotoniX，影响因子 19.3)，论文题为《小型化计算型色散工程硅光游标光谱仪》(Miniaturized computational dispersion‑engineered silicon photonic vernier caliper spectrometer)。
芯片级光谱检测技术是实现微型化、高性能光学传感与成像的核心支撑。传统光谱仪始终面临核心矛盾 —— 追求宽波段、高分辨率性能时，难以兼顾芯片集成度与便携性，制约了其在小型化场景的应用。针对这一行业痛点，东南大学团队另辟蹊径，创新性提出 **“硬件 - 算法协同设计”** 核心路径，将硅基光电子芯片设计与计算光谱重构算法深度融合，成功在微米级芯片上同步实现超宽带、皮米级高分辨率光谱检测，刷新该领域单位面积性能纪录。
技术层面，团队打造了基于级联亚波长光栅微环谐振器的“光子游标卡尺”架构，仅在 55×35 μm² 的极小尺寸内，突破传统光谱仪自由光谱范围限制；结合色散工程优化技术，从硬件层面为宽带、高分辨、微型化光谱仪研发提供全新方案。算法维度，团队围绕时域扫描构建闭环协同系统，覆盖光子编码、电学采样、算法重构全流程，通过峰值解卷积与查找表算法，实现高速、高精度光谱恢复。目前，该光谱检测系统已完成便携平台全流程集成，为芯片级光谱仪的实用化落地与商业化推广开辟新方向。
该研究由东南大学电子科学与工程学院本科生邓皓、副教授林曈担任共同第一作者，林曈副教授、吕俊鹏教授为通讯作者。值得一提的是，这项突破性研究源自本科生校级 SRTP 重点项目与国家级 SRTP 项目，且相关项目获评优秀，充分彰显东南大学在本科生科研创新培养领域的扎实成效。同时，研究工作获得国家自然科学基金、教育部现代光学技术重点实验室等项目资助，为成果研发提供坚实保障。
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