中國科學(xué)院南京天文光學(xué)技術(shù)研究所天文光子學(xué)團隊在集成光子光譜儀領(lǐng)域取得突破性進展，成功研發(fā)出兼具高分辨率、大帶寬與小型化優(yōu)勢的新型光譜儀系統(tǒng)。該成果已發(fā)表于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《Photonics Research》，為天文觀測設(shè)備的小型化與高性能化開辟了新路徑。

研究團隊創(chuàng)新性地提出級聯(lián)相位調(diào)制波導(dǎo)陣列芯片與正交色散模塊的混合架構(gòu)，在僅9.6毫米×3.2毫米的氮化硅芯片上實現(xiàn)了光譜處理核心功能。通過精密的光學(xué)系統(tǒng)集成，整套設(shè)備體積被壓縮至500立方厘米以內(nèi)，較傳統(tǒng)米級太陽光譜儀縮小三個數(shù)量級。實驗數(shù)據(jù)顯示，該系統(tǒng)在180納米工作帶寬內(nèi)分辨率持續(xù)突破20000，中心波段最高達26500，成功捕獲近紅外波段的太陽夫瑯禾費吸收線特征。

技術(shù)突破體現(xiàn)在多維度性能的協(xié)同優(yōu)化：采用低損耗光子芯片確保信號保真度，通過模塊化設(shè)計提升系統(tǒng)可擴展性，配合大面陣探測器可進一步將工作帶寬擴展至數(shù)百納米。與常規(guī)高分辨光譜儀相比，新型設(shè)備在便攜性、量產(chǎn)成本和功能擴展方面展現(xiàn)顯著優(yōu)勢，其核心芯片已具備批量制備條件。

該成果已通過實測驗證，在定天鏡輔助下成功獲取高質(zhì)量太陽近紅外光譜數(shù)據(jù)（如圖4所示）。研究團隊正著力開發(fā)多目標同步觀測系統(tǒng)，計劃將該技術(shù)應(yīng)用于積分視場光譜儀和空間平臺載荷，為深空探測和系外行星研究提供新型觀測工具。項目實施過程中獲得國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等四項國家級科研項目的聯(lián)合支持。