中澳高校合作开发纳米芯片提升成像能力
2026-06-17 16:48
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维度网讯,中国浙江大学与澳大利亚皇家墨尔本理工大学(RMIT University)合作开发出一款基于纳米制造技术的驱动成像芯片,可使相机和传感系统检测到远超传统彩色成像范围的细节,包括人眼无法区分的材料和环境细微差异。相关研究成果已发表于《自然·电子学》(Nature Electronics)。

该研究展示了一种将光分析直接集成到成像硬件中的方法,而非依赖独立的实验室仪器。研究人员表示,基于纳米制造的设计可在成像点直接捕获光谱信息,从而支持机器视觉、自动检测和环境监测等应用。

研究团队指出,相机在捕获图像方面效率很高,但机器视觉、自动检测和环境监测等应用不仅取决于物体外观,还依赖于对不同颜色和波长的理解。这些信息可以揭示在标准成像中看似相同的材料或表面状况的差异。

RMIT的贾宝华(Baohua Jia)杰出教授来自RMIT原子材料与纳米制造中心(Centre for Atomaterials and Nanomanufacturing),她与浙江大学邱建荣(Jianrong Qiu)教授领导的团队合作,贡献了纳米制造、光学表征和器件测试方面的专业知识。RMIT的林翰(Han Lin)博士也作为合著者参与了合作。

贾宝华表示,这种方法超越了传统的后处理技术。“这不是在事后增加更多的图像处理,它引入了一种新的物理组件,可以在非常小的尺度上(靠近传感器本身)分离光线。”

该器件利用超快激光脉冲在透明材料内部制造螺旋状微结构。这些微结构充当微型分光器,将入射光分解成传感器可读取的图案,从而实现无需外部设备的紧凑型光谱分析。

研究人员通过将该结构与商用图像传感器集成展示了原型,证明它可以捕获光谱信息,并支持从可见光至近红外波段的显微光谱成像。

林翰表示,这些成果标志着将概念转化为可用技术的重要一步,有助于“将讨论从理论可能性转向未来可实际构建的传感系统类型”。

邱建荣指出,该工作仍处于早期阶段,但展示了紧凑型传感系统的可行路径。“证明一个概念在芯片级别有效是关键一步。”

研究人员表示,未来工作将侧重于扩大制造方法、测试更多材料以及优化重建软件,以改进从芯片中解读光信息的方式。

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