為了將新型光譜儀的性能與標準自由空間光譜儀的性能進行比較，他們將設備放置在環(huán)境室中，釋放并控制甲烷的濃度。研究人員發(fā)現(xiàn)，與自由空間設計相比，基于芯片的光譜儀比同等水平自由空間傳感器更加精確，并且減少了75%與空氣相互作用的光。此外，芯片傳感器的靈敏度通過甲烷濃度的最小可辨別范圍來量化，并顯示出具有比其他實驗室研發(fā)的自由空間光譜儀更優(yōu)越的性能。

“雖然硅光子學系統(tǒng)——特別是那些使用折射率變化的傳感系統(tǒng)，以前已經(jīng)被探索，但是我們工作的創(chuàng)新部分是使用這種類型的系統(tǒng)來檢測低濃度甲烷非常弱的吸收信號，和對我們傳感器芯片噪聲和最小檢測閾值的綜合分析。”

當前版本的光譜儀需要光線通過光纖進出芯片。然而，研究人員正在努力將光源和檢測器并入到芯片上，這將創(chuàng)建一個不需要光纖連接的本質(zhì)上的電學設備。與當前的自由空間傳感器不同，這種芯片型的不需要特殊的樣品或光學上的準備。明年，他們計劃通過將光譜儀放置在包括其他現(xiàn)成傳感器的較大網(wǎng)絡中進行現(xiàn)場測試。

“我們的工作表明，硅光子學制造、封裝和組件設計背后的所有知識都可以被帶入光學傳感器領域，完成大批量原則上是低成本的傳感器加工，最終能夠?qū)崿F(xiàn)該技術的全新應用?！盙reen說。