澳大利亚研究理事会变革性元光学卓越中心(TMOS)近日在《激光与光子学评论》发表重要研究成果，成功开发出一种基于硅纳米技术的新型热可调红外滤光片。这项突破性技术有望彻底改变现有红外光谱设备的市场格局，将原本价格高达1万至10万美元的台式光谱仪转变为便携、低成本的检测工具。

研究团队由TMOS副主任Kenneth Crozier教授领导，创新性地利用硅材料折射率随温度变化的特性，设计出具有可调带通功能的纳米级滤光片。"传统红外光谱技术虽然成熟，但设备体积大、成本高，"Crozier教授表示，"我们的解决方案不仅大幅降低了成本，还实现了设备的微型化和便携化。"

该技术的核心在于采用1.5微米厚的硅层作为基础材料，通过精密纳米加工技术在表面刻蚀出特定图案的超表面结构。博士生Ben Russell作为主要研发者，详细介绍了研发过程："我们测试了两种不同的纳米结构设计——平行凹槽和交叉凹槽，最终选择了对光偏振不敏感的交叉图案。"实验数据显示，该滤光片在25°C至420°C工作温度范围内可实现80纳米的线性波长调节，极端条件下调节范围更可扩展至140纳米。

研究团队通过多项实际测试验证了该技术的可靠性，包括成功区分聚酰亚胺胶带和硒化锌窗口的光谱特征，以及准确鉴别LDPE和PET等不同塑料材质。"这种滤光片最显著的优势是其稳定性和可逆性，"Russell博士强调，"即使在多次温度循环后仍能保持性能稳定。"

该技术的潜在应用领域十分广泛。Crozier教授指出："在农产品检测方面，可以实现牛奶和橄榄油等产品的现场快速检测;在环保领域，可用于污染物监测和回收材料分类;在工业过程中，还能用于实时质量控制和安全监测。"研究团队特别强调，由于该技术完全基于成熟的硅工艺，预计批量生产后单个滤光片成本可降至1美元以下，这将极大促进红外光谱技术的普及应用。

更多信息： Benjamin J. Russell 等人，《由超薄蓝宝石硅基超表面组成的热光可调中红外带通滤波器》，《激光与光子学评论》(2025 年)。