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NASA和MIT致力于小体积量子点光谱仪研究

发布日期:2021-02-10 15:13浏览次数:
如果基于量子点波长“滤波器”的原型机需要研制成功,将大大增大空间应用于中用于的光谱仪的体积。目前,美国宇航局(NASA)和麻省理工学院(MIT)正在进行涉及合作研究,计划将在立方星CubeSat上首次落成这套系统。小型化光谱仪作为观测设备,完全配备在所有的航天器上来已完成空间任务。NASA期望使用量子点技术来转变现有光谱仪的建构以及构建方式,同时构建成本的大幅度减少。此项目由NASA戈达德太空飞行中心MahmoodaSultana以及麻省理工学院化学教授MoungiBawendi领导的研究小组联合合作,由反对高风险技术研发的美国航天局创意中心基金资助。Bawendi教授的研究团队从20世纪90年代初便首度开始了量子点技术的研究,并研发了光伏、生物以及微流体方面的应用于。同时,量子点技术也开始对消费电子产业产生根本性影响,许多电视机厂商于是以著手使用新技术以提升LCD的表明质量。首席研究员MahmoodaSultanaSultana教授回应,该方法需要构建天基及其他类型光谱仪的小型化和革命性的发展,特别是在是那些应用于无人飞行器和小型卫星上的光谱仪。在给NASA的一份报告中,她回应“量子点技术显然可以修改仪器的构建。”最初,它可以以吸收光谱的形式工作,替换光学部件的传统融合方式。传统的光谱仪利用光栅、棱镜或干预滤光片将光分为有所不同的波长,然后观测产生光谱,而量子点本身就可以构建对光的有效地滤波。量子点对光的吸取或升空各不相同它们的直径大小——尺寸就越小,量子点吸取的光的波长也将就越小——因此原理上,有所不同尺寸的量子点阵列可以构建相近光学装置的起到。虽然构建光学以及光电子器件的发展使得传统光谱仪已构建小型化,但它们依然过大。Sultana说明说道:“使用光栅或棱镜等传统光谱仪,光谱分辨率的减少不会让分光仪器的光路适当逆宽,仪器的体积一般来说不会较小。但在量子点光谱仪中,由于量子点可以根据尺寸和形状的有所不同像滤波片一样来吸取有所不同波长的光,仪器可以显得超强灵活。

NASA和MIT致力于小体积量子点光谱仪研究

换句话说,量子点可以代替传统光谱仪中的光栅、棱镜以及干预滤光片等光学元件的用于。”可回声波长滤波器理论上,量子点光谱仪可以基于无限数量的有所不同尺寸的量子点来构建高分辨率。Sultana回应:“这样就可以产生一个持续固定式的、独立国家的一组吸取滤波器,其中每个像素都是由特定尺寸、形状或成分的量子点构成。我们可以准确掌控每个量子点的吸取,或者自定义仪器,用低光谱分辨率来仔细观察有所不同波段。”目前,Sultana正在研发论证一个对红外线脆弱的20×20量子点阵列,用作对太阳光和极光展开光学。原理上,该技术可以扩展到更加甚广的波长范围,从紫外光到中红外光,构建在地球科学、太阳物理学和行星科学等许多空间领域的潜在应用于。NASA报告称之为,Sultana教授正在为立方体卫星应用于研发一个概念仪器,同时麻省理工学院的博士生JasonYoo正在研究一项技术,制备有所不同前体化学品来创立量子点,并将它们打印机到适合的印刷物上。Sultana回应:“我们期望最后能将量子点必要打印机到探测器像素上。”虽然该技术目前还正处于研发的早期阶段,NASA研究人员也补足回应他们将希望尽早提升技术水平。Sultana回应,将不会有几个太空科学任务从这项技术中获益。

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