南京大學電子科學與工程學院陸海教授的研究團隊，研發(fā)出了號稱世界上最小的“紫外光子探測芯片”，已經(jīng)引起了手機企業(yè)的極大興趣。不僅如此，這種芯片還能在衛(wèi)星上偵測地面霧霾。而該團隊還研發(fā)了更加靈敏神奇的碳化硅紫外單光子探測器，甚至可以用于警戒敵方導彈來襲。

這個芯片是個“神眼”

“光子”是光的最小能量量子。一根燃燒的蠟燭一秒鐘可以發(fā)射出多達100億個以上的光子。光子如此微小，小到我們根本意識不到它的存在，然而，若是有種“神器”能撲捉監(jiān)測到空氣中的紫外光線的光子，豈不就能探出是否有紫外線，以及強度有多大了么？

南京大學電子科學與工程學院長江特聘教授陸海和他的研究團隊，剛剛成功研制出了世界上最小的紫外光子傳感器，尺寸僅有1毫米×0.8毫米。

為了研發(fā)出這些成熟的芯片，并且尺寸越做越小，生產(chǎn)規(guī)模越做越大，陸海教授和他的團隊花了兩年多的時間，突破性能、成本、可靠性等一系列難題。陸教授非常自信地說：“我們批量供應的器件產(chǎn)品性能非常好，明顯優(yōu)于國外競爭對手的產(chǎn)品，且具有成本優(yōu)勢。”據(jù)了解，南大的研發(fā)團隊目前正積極與華為在內(nèi)的眾多國內(nèi)手機廠家接觸洽談，希望把這項紫外探測技術大規(guī)模地推廣到手機應用領域。

神器有妙用 紫外光子感應器

1、自動調(diào)光

能分析判斷周圍的環(huán)境光是燈光還是太陽光，相應地自動調(diào)節(jié)對比度和色彩，既保持最逼真生動的顯示效果，又不會刺激眼睛。

2、檢測紫外線

隨時隨地檢測當前環(huán)境中的紫外線強度，提醒用戶撐起遮陽傘，涂抹防曬霜，或干脆躲進室內(nèi)。

3、監(jiān)測霧霾

紫外光子感應器芯片如果把它裝進氣象或環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星，可以用來監(jiān)測環(huán)境污染，發(fā)現(xiàn)和判定霧霾影響范圍及濃度。陸教授給記者們展示了一幅由風云三號氣象衛(wèi)星拍攝到的河北霧霾影響范圍，大片大片的地區(qū)都被彩色色塊覆蓋，色彩越濃意味著霧霾越濃重。他介紹說，這就是用衛(wèi)星上紫外探測器拍攝到的霧霾影響范圍。因為霧霾對于紫外光有著非常特殊的吸收作用，因此用探測器捕捉到紫外光，就能反向勘察霧霾影響區(qū)域和濃度。

紫外單光子感應器

監(jiān)測預警敵方導彈

目前世界各國都在競相研發(fā)的“紫外單光子感應器”，是用來探測到底有沒有紫外光線的。陸海教授說，別看名字里多了一個“單”字，研發(fā)難度和作用卻大得多了。因為一根蠟燭1秒就能釋放出的超100億個光子中，假設紫外光子只占萬分之一，那么在完全不考慮飛行損耗的情況下，1公里以外，面積為1平方厘米的鏡頭1秒鐘只能接收到1000個紫外光子。南大專家的目標則是要將每一個紫外光子發(fā)出的能量都收集、探測到。

“碳化硅單光子感應器”就是陸教授和團隊的得意之作。“碳化硅單光子感應器”之所以成為世界各個大國競相研究和競爭的焦點，主要原因就是它在國防上有無與倫比的潛力和巨大用途。

陸海舉例說，導彈發(fā)射的飛行尾焰中存在像指紋一樣的特殊紫外光譜成分，在自然界中是不存在的，所以利用超靈敏度“紫外單光子探測器”就有可能在上千公里以外探測和分辨出來襲導彈，甚至通過衛(wèi)星監(jiān)測，在地方導彈剛剛點火的一瞬間就發(fā)現(xiàn)目標，并且根據(jù)尾焰分析出導彈型號射程，為有效反制或者規(guī)避提供寶貴的時間。

此外，當有火焰燃燒、高壓線發(fā)生電弧現(xiàn)象時，都會發(fā)出特殊的紫外光，因此用探測器靈敏地捕捉到紫外光將會在防火探測、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)過程監(jiān)控、生物醫(yī)藥、空間科學等領域作用巨大。