光學光譜學領域的研究人員創造了一種更好的測量光的儀器。這一進展可以改善從智能手機攝像頭到環境監測的一切。這項研究由芬蘭阿爾託大學領導，開發了一個強大的小型光譜儀，它可以裝在一個微芯片上，由人工智能運行。他們的研究最近發表在《科學》雜誌上。

這項研究使用了一類相對較新的被稱為二維半導體的超薄材料，其結果製作出一個光譜儀的概念證明，可以很容易地集成到一些技術中，如質量檢測平台、安全傳感器、生物醫學分析儀和太空望遠鏡。

參與這項研究的俄勒岡州立大學理學院物理學教授Ethan Minot說：”我們已經展示了一種建造光譜儀的方法，它比今天通常使用的光譜儀要迷你得多。光譜儀測量不同波長的光的強度，在很多行業和所有科學領域都是超級有用的，用於識別樣品和表徵材料。”

Minot聲稱，新的光譜儀小到甚至可以裝在人的頭髮末端，與需要大型光學和機械部件的傳統光譜儀形成對比。根據新的研究，這些組件可以用新型半導體材料和人工智能來取代，使光譜儀的尺寸可以從目前最小的光譜儀大幅縮小，後者大約有一顆葡萄那麼大。

“我們的光譜儀不需要組裝單獨的光學和機械部件或陣列設計來分散和過濾光線，此外，它可以實現與台式系統相媲美的高分辨率，但包裝卻小得多。”Hoon Hahn Yoon說，他和阿爾託大學的同事Zhipei Sun Yoon領導了這項研究。研究人員說，該設備對其吸收的光的顏色是100%可電控的，這使其具有巨大的可擴展性和廣泛的可用性潛力。

Yoon說：”將它直接集成到智能手機和無人機等便攜式設備中，可以推動我們的日常生活。想像一下，我們下一代的智能手機相機可能是高光譜相機。”

那些高光譜相機可以捕捉和分析信息，不僅僅是來自可見光波長的信息，還可以進行紅外成像和分析，這種光譜儀為各種新的日常設備和儀器開闢了可能性。

例如，在醫學方面，光譜儀已經在測試其識別人體組織細微變化的能力，如腫瘤和健康組織之間的差異。在環境監測方面，光譜儀可以準確地檢測出空氣、水或地面中的哪種污染，以及其中有多少污染。而在教育方面，有了廉價、緊湊的光譜儀，科學概念的實踐教學將更加有效，對於以科學為導向的業餘愛好者來說，應用也非常多。

例如，如果你喜歡天文學，你可能對測量你用望遠鏡收集的光的光譜感興趣，並讓這些信息來識別一顆星或行星。如果地質學是你的愛好，你可以通過測量它們吸收的光的光譜來識別寶石。

Minot認為，隨著二維半導體工作的進展，”我們將迅速發現使用其新的光學和電子特性的新方法”。對二維半導體的研究只進行了十幾年，從對石墨烯的研究開始，石墨烯是以蜂窩狀晶格排列的碳，厚度為一個原子。”這真的很令人興奮，我相信我們將繼續通過研究二維半導體來獲得有趣的突破。”