近期,据外媒消息,NASA技术专家与新纳米技术的发明者合作,这种纳米技术可以改变空间科学家构建光谱仪方式,而光谱仪是几乎所有科学学科使用的重要装置,可以测量从天体包括地球本身发出的光的性质。
NASA Goddard太空飞行中心的研究工程师Mahmooda Sultana,现在正在与麻省理工学院(MIT)的化学教授Moungi Bawendi合作,开发基于Bawendi课题组开创的新兴量子点技术的原型成像光谱仪。
支持潜在的开拓性、高风险技术的NASA中心创新基金正在资助这项尝试。
首席研究员Mahmooda Sultana与MIT合作开发了一种用于空间的量子点光谱仪。在这张照片中,她描述了量子点像素的光学性质。
引入量子点
量子点是在20世纪80年代初发现的一种半导体纳米晶体。肉眼不可见,在测试中已经证明这些点根据它们的尺寸、形状和化学成分可以吸收不同波长的光。该技术对于依赖光分析的应用包括智能手机摄像头、医疗设备以及环境测试设备来说是很有潜力的。
“这是非常新颖的,” Sultana说,她认为这项技术可以小型化以及引起天基光谱仪的革命性变革,特别是那些用于无人驾驶飞行器和小卫星的设备。“它真的可以简化仪器集成。”
吸收光谱仪,顾名思义,测量光与样品(例如大气气体)的相互作用中作为频率或波长的函数的光的吸收。
在通过样品或与样品相互作用后,光到达光谱仪。传统的光谱仪使用光栅、棱镜或干涉滤光器将光分成其分量波长,然后它们的检测器单元进行检测以产生光谱。光谱吸收越强烈,特定化学物质的含量就越大。
虽然天基光谱仪由于小型化技术已经变得越来越小,但是它们仍然相对较大,Sultana说。“较高的光谱分辨率对于使用光栅和棱镜的仪器需要较长的光路。这通常会导致仪器变大。而在此,使用量子点作为滤波器根据其大小和形状吸收不同的波长,我们可以做一个超紧凑的仪器。换句话说,你可以淘汰掉如光栅、棱镜和干涉滤光片等光学部件。”