新技術突破使芯片實驗室成為可能

來自美國喬治亞工學院的研究人員通過將探測供水系統或血液中化學物質的精密生物傳感器濃縮到一個芯片上，設計出了具有很高分辨率而尺寸小到64微米乘100微米的波長分離器。這一研究發表在Laser Focus World雜志上。

在緊密式通訊中，為

了節省空間，一般把信號處理、光學探測和多重波長光的分離等元件整合在一起。光到達目的地時，需要把不同的波長分開。一般這些波長的間隔很短，把它們分開的裝置叫做波長分離器（WD）。科學家們一直希望能夠造出可以集成在一個芯片上的生物傳感器。緊密式波長分離器是這種生物傳感器的重要光譜分析單元。 

研究的負責人，喬治亞工學院電子和計算機工程系的Ali Adibi教授說：“我們相信我們制造出了目前世界上最小的波長分離器。如果你想把那么多功能都集中在一個芯片上，那么你面臨著必須把這些功能集成在盡可能小的空間里的問題。我們的波長分離器解決了這樣的問題。” 

這個小組的成果歸功于他們的光子晶體的3個特性：超棱鏡效應（可以比普通棱鏡把波長分得更開），負衍射和聚焦效應（在與被測物接觸時補償光束的發散并把光會聚成原來的大小）和負折射效應（濾掉不想要的光）。 

該小組的波長分離器使用一個發散的光束。與以往的波長分離器的繼續發散、然后折射的過程不同，他們的裝置先把光束聚焦到不同的位置上，然后在每個位置分離波長。他們的系統無需另填裝置就可以解決波長干涉的問題。 

這個小組使用兩年前他們發明的一個建模工具來設計這個最佳的光子晶體的。他們的建模工具比傳統的數值方法有更高的效率。 

這項研究的成果主要是相比于傳統的幾厘米的波長分離器，喬治亞工學院的科學家們制造了一個尺度小于1毫米的波長分離器。而且，他們還可以把其他的功能，如信號處理、通訊和傳感等，整合在一個芯片內。