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，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?！?/span>

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成傳感器的較大網絡中進行現場測試。

“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，最終能夠實現該技術的全新應用?！盙reen說。