虚像相位阵列具有色散角度大、结构简单、成本较低等优势，对波分复用、色散补偿、脉冲整形等领域产生了重大影响。虚像相位阵列与衍射光栅结合解决了光谱混叠现象，使其在光滤波器、光谱成像、光谱处理等领域的应用成为可能。
虚像相位阵列的光谱仪具有采集时间短,频谱测量范围宽、光谱分辨率高等优点。能应用于气体检测、分子科学、微生物学等领域，因此成为研究热点。近日，中国科学院合肥物质院安徽光机所张为俊研究员团队在虚像相位阵列光谱仪装置研制及其吸收光谱应用方面取得新进展。
宽带、高分辨光谱可同时精准识别多种物质成分，获取相关的理化特性，在精密测量等众多科学研究与应用领域具有重要的应用价值。然而传统光谱仪难以兼顾高光谱分辨率与宽光谱检测范围，近年来发展的新型色散元件虚像相位阵列为解决该问题提供了新的紧凑型方案。
为了使光谱仪能同时兼顾宽吸收光谱范围和高光谱分辨率两种特性，研究团队设计并建立了可见光和近红外波段两台虚像相位阵列光谱仪(分别工作于可见光660nm和近红外1.4μm波段)。
他们使用近红外光谱仪于1.42~1.45μm波段测量了CO2气体的吸收光谱，并利用HITRAN数据库实现了一维光谱信息的高精度提取，测量结果与数据库模拟光谱吻合，证明了研制的虚像相位阵列光谱仪的测量准确性及相关光谱反演算法的可靠性。该装置在大气痕量探测、精密测量及基础物理化学研究等领域有着重要的应用前景。
相关研究成果以《基于虚像相位阵列的可见光波段皮米分辨宽带CCD光谱仪》和《基于虚像相位阵列光谱仪的宽带高分辨CO2吸收光谱测量技术研究》为题分别发表在学术期刊Analyst(SCI二区, IF=4.20)上和光学学报(ESCI)上。
(资料来源：安徽光学精密机械研究所)