【仪表网 研发快讯】近日，上海科技大学信息科学与技术学院虞晶怡、陈佰乐团队的成果“单像素p-graded-n结微型光谱仪”荣获2024年中国光学十大进展(应用研究类)提名奖。该研究在超微型光谱仪的技术路线和光谱测量方法上取得了重要进展，为医疗诊断、环境监测、工业检测等领域带来了全新的技术方案。相关论文以“Single-pixel P-graded-N junction spectrometers”为题发表于国际学术期刊《自然·通讯》(Nature Communications)。
光谱仪是科学研究和工业应用中重要的分析工具，然而，传统光谱仪通常依赖光栅或迈克尔逊干涉等光学分光元件，体积庞大、结构复杂、成本高昂，难以满足便携化和集成化应用的需求。在食品安全检测、医疗监测、智能可穿戴设备等领域，市场对高性能、小型化的光谱仪需求迫切，但现有技术难以在设备尺寸、制造成本、功耗及鲁棒性之间取得平衡。
面对这一挑战，研究团队基于III-V族半导体材料，首次提出了p-graded-n结单像素光谱仪的新型技术路线，突破了传统光谱仪依赖多通道分光的限制，使单个探测器即可实现宽光谱范围的高精度测量。该方案通过优化半导体能带结构，使探测器在不同偏压下展现动态可调的光谱响应，从而构建光谱重构所需的独特响应矩阵。相比传统光谱仪，该设计显著降低了器件尺寸和制造成本，具备极强的可集成性，为光谱测量技术的革新提供了全新思路。
上海科技大学信息科学与技术学院博士生王景熠、王梓，硕士生潘贝贝为论文共同第一作者。陈佰乐教授和虞晶怡教授为本研究的共同通讯作者，上海科技大学为第一完成单位。本研究的器件制造得到了上海科技大学材料器件中心的支持，相关计算依托上海科技大学图信中心高性能计算平台完成。
“中国光学十大进展”评选活动由中国激光杂志社主办，至今已成功举办20届，以严格的评审标准和高水平的候选研究成果，成为国内光学领域最具权威性和影响力的奖项之一。本次提名不仅是对上海科技大学团队创新能力的高度认可，也彰显了该技术在学术界与产业界的广阔应用前景。
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