可調光譜像素矩陣，助力光學器件多功能化

簡介 B2P@9u|9  
近日，來自浙江大學光電科學與工程學院的何賽靈研究團隊在微納光子學領域有了新進展�；�于二氧化釩相變材料，該團隊開發(fā)出了一種可調光譜像素矩陣，為可調控光學器件和可編程光學器件的多功能化和實用化提供了可行方案。相比于過去可調器件的單一優(yōu)點，該成果在多個方面（超快、超耐用、可編程）優(yōu)勢顯著，有望應用于生物醫(yī)學、病理檢查等場景，例如在生物醫(yī)學應用中，高光譜探測及成像芯片可應用于內(nèi)窺鏡及微小型的床邊/POCT即時檢驗。 ciiI{T[Z  
這項研究成果于2024年8月12日發(fā)表在國際頂尖學術期刊Nature Nanotechnology 上，論文題目為Durable and programmable ultrafast nanophotonic matrix of spectral pixels。浙江大學光電科學與工程學院何賽靈教授是本文通訊作者，博士后郭庭彪及博士生張智為本論文第一作者；此外，博士生林子艦、碩士生田佳涵、金毅副教授、Julian Evans副教授，臺州恩澤醫(yī)療中心徐穎鶴教授也在其中作出了重要貢獻。該研究主要受國家重點研發(fā)計劃、浙江省尖兵領雁計劃、寧波市科技計劃項目、上海張江科學城專項發(fā)展基金、國家自然科學基金、中央高�；�本科研業(yè)務費等項目的資助。 %>_6&A{K,d  
研究背景 z7gX@@T  
近年來，得益于各種微納加工技術的不斷進步和平面光學的興起，光子器件正變得越來越小型化和集成化。超透鏡、超表面偏振器件以及超表面光譜儀等創(chuàng)新產(chǎn)品備受矚目，它們以其卓越的性能和小巧的體積，為光學領域帶來了革命性的變化。然而，大多數(shù)光子器件一旦制造完成，其功能便固定且單一，難以適應多變的應用需求。為了解決這一問題，研究者們提出了可調光學器件的概念，旨在通過調節(jié)器件特性以適應不同的使用場景，從而大幅提升光學器件的功能性和實用性。實現(xiàn)可調性的方法和技術材料多種多樣，各有千秋。液晶材料以其在顯示器領域的廣泛應用而著稱，能夠實現(xiàn)準連續(xù)的相位和強度調制，但面臨調制速率較慢和與偏振相關的局限性�；�于電光效應和載流子注入的器件則以其超高工作帶寬脫穎而出，盡管它們的調制深度有待提高。電化學方法和相變材料則以其較大的強度調制能力吸引了研究者的目光，但它們在速度和壽命方面的表現(xiàn)仍是一個挑戰(zhàn)。另一方面，微機電系統(tǒng)（MEMS）以其出色的調制深度和開關速率在多個領域中取得了顯著成就，盡管其復雜的制作工藝和較大的占地面積仍是需要克服的難題。在這場光學器件的技術革命中，如何平衡各種技術的優(yōu)缺點，選擇最適合的方案以滿足特定應用的需求，是研究者們面臨的挑戰(zhàn)。 o