Китайски изследователи са разработили спектроскопичен чип с нова техника, която предлага безпрецедентна комбинация от изключителна разделителна способност и панорамен изглед, отключвайки потенциала за по-рязко, по-бързо и по-широко сканиране на Вселената.
Докато конвенционалните спектрометри с висока разделителна способност често са обемисти и тежки, чипът, наречен RAFAEL на английски и Yuheng на китайски, е с размерите на SIM карта за мобилен телефон, казаха изследователи от университета Цинхуа. Изследването е публикувано в международното списание Nature на 15 октомври.
Вземайки приложението на технологията в астрономията като пример, Фанг Лу, изследователски ръководител и професор в катедрата по електротехника на университета Цинхуа, каза, че чипът е способен да улавя пълни спектрални данни с разделителна способност под ангстрьома за около 10 000 звезди в секунда.
„Използвайки традиционните методи за сканиране, съставянето на пълни спектри за всички звезди в Млечния път ще отнеме хиляди години“, каза Фанг. „Този чип може потенциално да намали това време до под едно десетилетие.“
Нещо повече, неговият миниатюрен дизайн също така позволява да бъде монтиран на сателити или сонди за дълбокия космос, носейки надежда за картографиране на безпрецедентни спектрални карти на Вселената през следващите години, добави тя.
Основната иновация, вградена в спектроскопичния образ, разрешава дългогодишно предизвикателство в спектралните изображения — компромисът между разделителна способност и ширина на полето, което означава, че изключителна яснота и фини детайли могат да бъдат постигнати само за сметка на широко зрително поле и обратно.
Фанг и нейният екип преодоляха тази дилема, като използваха усъвършенствани изчислителни методи за изобразяване и преконфигурируема интегрирана фотоника, базирана на литиев ниобат.
„Резултатът е моментна спектроскопия с пространствена разделителна способност на ниво 10 мегапиксела и спектрална разделителна способност под ангстрьом във видими и близки инфрачервени дължини на вълните“, каза тя.
Той дава на спектрометрите способността да разпознават дължини на светлинните вълни до десет милионни от милиметъра и да откриват най-малките енергийни вариации, като същевременно улавят сцени с широко поле с висока детайлност, според Fang.
„Тази нова техника значително превъзхожда съществуващите международни аналози в моменталната спектроскопия, подобрявайки спектралната разделителна способност с два порядъка“, каза Фанг.
Тя добави, че чиповият прототип на технологията е с размери 2 сантиметра на дължина и ширина, с дълбочина от 0,5 сантиметра, което го прави изключително преносим и адаптивен за бъдещи космически и астрономически приложения.
Според изследователската статия експерименталните резултати показват обещаващи практически приложения на техниката за идентификация на материали, здраве на растенията, автономно шофиране, атомна спектроскопия, астрономически наблюдения и други области.
Fang каза, че са в ход операции за въвеждане на техниката в телескопи с голяма апертура в обсерваториите в окръг Xinglong в провинция Hebei, Lijiang в провинция Yunnan и Канарските острови в Испания.
„Проучването бележи не крайна точка, а начало, което показва как интелигентната фотоника може да продължи да разширява границите на това, което светлината може да разкрие“, каза тя.
Нашия източник е Българо-Китайска Търговско-промишлена палaта