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2026

面向长波红外波段的微型快照式光谱仪

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暨南大学冯天华和中山大学李朝晖教授团队提出并实现了一种微型长波红外快照式计算光谱仪。该光谱仪由表面等离激元超表面阵列和消费电子级别的非制冷热成像模块组成，可在波长为7到14微米的长波红外波段实现光谱分析。长波红外光谱处于典型的分子“指纹区”，在化学分析、环境监测、气体传感和热成像等领域具有重要应用价值。针对传统红外光谱仪体积大、成本高、集成难等问题，研究团队设计了仅包含9个编码单元的表面等离激元超表面阵列，通过调控金纳米条结构参数获得不同的透射光谱响应，并结合压缩感知算法与字典学习技术完成了光谱重构和分析。实验结果表明，对于窄带单峰光谱，中心波长的重构相对误差低于1%，光谱分辨率约为100 nm；对于宽带光谱，该光谱仪可对多种物质进行光谱分析和材料识别，包括黑体辐射光源、乙醇以及 PTFE、PE、PVC 等聚合物薄膜等。该工作为集成化、低成本、便携式的红外光谱分析系统提供了新思路。

研究成果于2026年6月以“A Miniaturized Snapshot Spectrometer at Long-Wave Infrared Wavelengths”为题发表于《Laser & Photonics Reviews》。