Spektroskopie s vysokým rozlišením na křemíkovém čipu

Fotonicko-výpočetní spektrometr o velikosti menší než 0,002 mm² poskytuje spektrální rozlišení v řádu pikometrů.

Výzkumníci vyvinuli hybridní křemíkový fotonický a výpočetní spektrometr, který dosahuje rekonstruovaného rozlišení v řádu pikometrů v širokém pásmu a nabízí tak nový způsob, jak obejít obvyklý kompromis mezi rozlišením, šířkou pásma a rozměry. Konstrukce zabírá méně než 0,002 mm² a část zátěže spojené s výkonem přesouvá z fotonického hardwaru na výpočetní rekonstrukci.

Spektrometry v měřítku čipu se neustále zdokonalují, avšak široké pásmo, vysoké rozlišení a kompaktní rozměry lze stále jen obtížně skloubit. Výpočetní metody mohou některé z těchto omezení zmírnit, často však na úkor numerické stability nebo jednoduchosti zařízení.

Aby tyto limity překonali, tým z Southeast University sestavil systém kolem dvou tepelně laditelných trapézových mikrokruhových rezonátorů s mřížkou o délce menší než vlnová délka, uspořádaných jako Vernierův filtr. Každý 10 µm prstenec byl navržen s ohledem na disperzi tak, aby udržoval rovnoměrnější odezvu v širokém spektrálním rozsahu. Synchronním laděním rezonancí zařízení generovalo sekvenci měření, která mohla být rekonstruována softwarově, což mu umožnilo pracovat s jediným detekčním kanálem namísto rozsáhlé detekční matice.
(detaily jsou v angličtině)

Datum: 30.6.2026

spektroskopie, miniaturizace na čipu