新技術(shù)突破使芯片實(shí)驗(yàn)室成為可能
來(lái)自美國(guó)喬治亞工學(xué)院的研究人員通過(guò)將探測(cè)供水系統(tǒng)或血液中化學(xué)物質(zhì)的精密生物傳感器濃縮到一個(gè)芯片上,設(shè)計(jì)出了具有很高分辨率而尺寸小到64微米乘100微米的波長(zhǎng)分離器。這一研究發(fā)表在Laser Focus World雜志上。
在緊密式通訊中,為 了節(jié)省空間,一般把信號(hào)處理、光學(xué)探測(cè)和多重波長(zhǎng)光的分離等元件整合在一起。光到達(dá)目的地時(shí),需要把不同的波長(zhǎng)分開(kāi)。一般這些波長(zhǎng)的間隔很短,把它們分開(kāi)的裝置叫做波長(zhǎng)分離器（WD）�？茖W(xué)家們一直希望能夠造出可以集成在一個(gè)芯片上的生物傳感器。緊密式波長(zhǎng)分離器是這種生物傳感器的重要光譜分析單元。
研究的負(fù)責(zé)人,喬治亞工學(xué)院電子和計(jì)算機(jī)工程系的Ali Adibi教授說(shuō)：“我們相信我們制造出了目前世界上最小的波長(zhǎng)分離器。如果你想把那么多功能都集中在一個(gè)芯片上,那么你面臨著必須把這些功能集成在盡可能小的空間里的問(wèn)題。我們的波長(zhǎng)分離器解決了這樣的問(wèn)題�！�
這個(gè)小組的成果歸功于他們的光子晶體的3個(gè)特性：超棱鏡效應(yīng)（可以比普通棱鏡把波長(zhǎng)分得更開(kāi)）,負(fù)衍射和聚焦效應(yīng)（在與被測(cè)物接觸時(shí)補(bǔ)償光束的發(fā)散并把光會(huì)聚成原來(lái)的大�。┖拓�(fù)折射效應(yīng)（濾掉不想要的光）。
該小組的波長(zhǎng)分離器使用一個(gè)發(fā)散的光束。與以往的波長(zhǎng)分離器的繼續(xù)發(fā)散、然后折射的過(guò)程不同,他們的裝置先把光束聚焦到不同的位置上,然后在每個(gè)位置分離波長(zhǎng)。他們的系統(tǒng)無(wú)需另填裝置就可以解決波長(zhǎng)干涉的問(wèn)題。
這個(gè)小組使用兩年前他們發(fā)明的一個(gè)建模工具來(lái)設(shè)計(jì)這個(gè)最佳的光子晶體的。他們的建模工具比傳統(tǒng)的數(shù)值方法有更高的效率。
這項(xiàng)研究的成果主要是相比于傳統(tǒng)的幾厘米的波長(zhǎng)分離器,喬治亞工學(xué)院的科學(xué)家們制造了一個(gè)尺度小于1毫米的波長(zhǎng)分離器。而且,他們還可以把其他的功能,如信號(hào)處理、通訊和傳感等,整合在一個(gè)芯片內(nèi)。
