来自纽约约克镇IBM Thomas J. Watson研究中心的科学家研发出了一种新型甲烷光谱仪，比现在的标准光谱仪体积更小，制造成本更为经济。在光学学会的高影响因子杂志《Optica》中，研究人员详细介绍了这种新型光谱仪，并表明它可以检测浓度低至万分之一的甲烷气体。

  
　　只需少量维护保养，具有高抗冲击力
　　这种光谱仪基于硅光子学技术，这意味着它是由硅制成的光学器件，即用于制造计算机芯片的材料。由于可以使用与计算机芯片相同的高容量加工方法来制造这种基于芯片的甲烷光谱仪，所以光谱仪连同外壳和电池或太阳能电源，如果批量生产的话，成本可能低至几百美元数量。
 　这种成本低廉且质量结实的光谱仪可以带来令人兴奋的新应用。例如，IBM团队正在与石油和天然气行业的合作伙伴共同开展一个项目，该项目将使用光谱仪来检测甲烷泄漏，避免了成千上万个泄露地点的现场查找和修复，可以节省公司的时间和金钱。“我们的长期愿景是将这些类型的传感器并入人们每天都在使用的如手机或交通工具等家用事物中。这些传感器可用于检测污染、危险的一氧化碳含量水平或其他感兴趣的分子。”研究团队成员Eric Zhang说。“因为这种光谱仪提供了一个用于多物种检测的平台，有一天或许它也可以用于呼吸分析进行健康监测。”
　　缩小光谱仪
　　这种新装置使用了一种称为吸收光谱学的方法，这种方法要求激光处于被测分子唯一吸收的波长处。在传统的吸收光谱设置中，激光穿过空气或自由空间，直到到达探测器。检测到达探测器的光可以得出空气中所关注的分子被吸收的量，同时可以计算它们现在的浓度。
　　新系统采用了类似的方法，但它不是自由空间装置，而是使激光穿过一条狭窄的硅波导，它是位于芯片上方长度为10厘米长的蛇形格局，可以测定16平方毫米的范围。一些光被捕获在波导内部，而大约25%的光会延伸到硅的外部进入空气中，在那里它可以与经过传感器波导附近的微量气体分子相互作用。研究人员使用近红外激光(1650纳米波长)进行甲烷检测。
　　为了提高设备的灵敏度，研究人员仔细测量和控制了导致噪声和假吸收信号的因素，微调了光谱仪的设计，并确定了波导的几何参数使其能够产生令人满意的结果。
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