重大突破！清华大学基于不同形状单元的微型光谱芯片专利申请成功

根据专利摘要显示，本发明实施例提供一种基于不同形状单元的微型光谱芯片，包括：CIS晶圆，光调制层，光调制层包括设置在CIS晶圆的感光区域表面的若干个微纳结构单元，每个微纳结构单元包括多个微纳结构阵列，每个微纳结构单元中、不同微纳结构阵列是由不同形状的内部单元组成的二维光栅。

本案中的每个微纳结构单元中、不同微纳结构阵列具有的内部单元形状不同，各组微纳结构阵列对不同波长光的调制作用不同，充分利用“形状”这个自由度，得到对入射光丰富的调制作用，提高了光谱恢复的精度，并且可以降低单元的尺寸；利用基于不同形状的内部单元的二维光栅结构，具有对入射光丰富的宽谱调制特性，实现对入射光频谱的高精度测量。

一、什么是全光谱芯片？

全光谱芯片是一种具有多个波长输出能力的芯片，通过电力的控制，可以发出红、绿、蓝、黄等多种颜色的光线，可广泛应用于光电领域中的各种设备和产品，包括照明、安防、医疗、农业等领域。

光谱成像技术由多光谱遥感技术发展而来，结合成像与光谱探测技术为一体，能够在连续光谱范围上探测目标的空间特征并同时将各个空间的像元分光为纳米级分辨率的技术，可以同时获取被观测场景的空间信息和每个像元的光谱信息。目标的光谱信息可以从图谱合为一体的光谱数据立方体中的任意像元中提取出，因此成像光谱技术是同时分析目标几何形状和光谱特征的重要技术手段，也是未来光谱测量的必然发展方向。

光谱成像芯片由成千上万个微型光谱仪构成，每个微型光谱仪都可以独立实现光谱分析功能。成像方面，暗光更清晰：宽谱段透光，感光能力提升50%以上；色彩更准确：光谱测色，颜色准确度提升20%以上等优势，未来，将逐步替代传统光谱芯片。检测方面，体积小：1cm大小，仅为传统设备的千分之一；光谱分辨率高：最高达到1nm，比肩专业设备；成本方面，相较传统光谱芯片，成本可降低近1万倍。

二、全光谱芯片与灯珠有何不同？

全光谱芯片和灯珠是不同的概念。通常，灯珠是指LED发光二极管芯片，而全光谱芯片是一种更为先进、功能更为强大的芯片。灯珠只能发出单一颜色的光线，而全光谱芯片可以发出多种颜色的光线，并且可以通过电力控制波长和强度来调节光线的亮度和颜色，具有更为灵活的应用场景。

三、全光谱芯片有哪些应用场景？

由于具有多种波长输出能力，全光谱芯片可广泛应用于光电领域中的各种设备和产品，包括照明、安防、医疗、农业等领域。在照明方面，全光谱芯片可用于LED灯具的设计和制造，可以实现多种颜色的混合调光，达到不同场景下的理想光效；在安防领域，全光谱芯片的多种波长输出能力也可以被应用于红外夜视、生物探测等方面；在医疗领域，全光谱芯片可被应用于光动力疗法、荧光显微镜等方面；在农业领域，全光谱芯片的应用则涉及植物生长灯、水培灯等农业光源领域。

四、全光谱芯片有哪些优势？

与单一颜色的LED灯珠相比，全光谱芯片具有以下优势：

1.灵活性更强：可根据需要控制多种颜色的光线，适应不同的场景需求。

2.能耗更低：全光谱芯片可以根据需要控制光线的亮度和颜色，从而实现更为节能的效果。

3.应用领域更广：全光谱芯片的多种波长输出能力，可以广泛应用于光电各个领域。

总之，全光谱芯片是一种具有多种波长输出能力的芯片，比传统LED灯珠具有更为灵活、节能、多样化的应用场景，目前在照明、安防、医疗、农业等领域都有广泛的应用前景。