产品与方案
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量子点光谱传感技术是一项身处世界科技前沿、自主研发、领跑全球的创新技术发明。清华大学博士生导师鲍捷教授于2015年在世界顶级学术期刊《自然》发表了该研究成果《基于胶体量子点纳米材料的光谱仪》，得到了科学界的广泛关注与高度评价，被称为“颠覆性”技术。
量子点光谱芯片体积、重量比传统光谱仪缩小千倍，从大体积设备到针尖大小的传感器，性能依旧领先。
量子点光谱仪采用新型纳米材料量子点，代替传统光谱仪中的光栅、棱镜等元器件，开辟光谱传感领域跨学科交叉融合的先河。
将不同尺寸的量子点材料陈列集成为微型芯片，让大型光谱仪走进日常生活中，开启对物质基础信息的采集与大数据分析，引领光谱数据的智能化创新应用。
通过无处不在的“科技之眼”，为人类认知世界增加全新的维度;实现对多种物质的智能化实时实地检测、鉴别和监控，重塑人们的生产和生活方式。
量子点光谱仪的工作原理是基于测量通过CQD滤波器的光谱总透射强度。它通过对每个CQD滤光片重复这种强度测量，从而产生一组透射光强度数据。然后，使用线性回归方法进行光谱重建，即找到一组重建光谱，使得测量的透射光强度与一组数值计算强度之间的差值的平方和最小化。这样就得到了每个CQD滤光片测量的重建入射光谱和透射光谱的乘积，与波长相关。
通过同时使用一组光检测器测量一组强度，可以使量子点光谱仪的操作更高效。每个光检测器都与指定的CQD滤波器耦合。通过将光检测器的集合排列成小型化的二维检测器阵列，例如电荷耦合器件（CCD）阵列检测器，并将CQD滤波器集成到CQD滤波器阵列中并耦合到检测器阵列，量子点光谱仪可以以快照方式进行光谱测量，无需扫描或切换滤光片。
图1 量子点光谱仪的工作原理
图2 量子点滤光片和量子点光谱仪
为了评估量子点光谱仪的性能，研究人员展示了使用白光源和一组光学滤波器产生的四个任意光谱的测量结果（图3.a-d）。这些结果表明，量子点光谱仪能够准确再现光谱的所有主要特征。重建光谱与商用光谱仪测量的参考光谱之间的差异主要来自一些细微的特征，这些特征可能受到系统测量误差和所使用的CQD滤波器数量的影响。
量子点光谱仪还被用于测量荧光样品的发射光谱（图3.e），发射峰范围从450 nm至650 nm。如图3.f所示，量子点光谱仪测量的发射光谱与标准荧光光谱仪测量的发射光谱相匹配。为了验证量子点光谱仪的光谱分辨率，研究人员使用带宽为2 nm的单色光，集中在不同波长，并获得了准确的光谱（图3.g）；他们还准确地测量了小到1 nm的峰值位置的波长偏移（图3.h）。进一步的分析表明，量子点光谱仪可以分辨出两个相隔2–3 nm的峰。
图3 量子点光谱仪测量
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