光谱仪的芯片级小型化允许快速检测便携式设备中的光谱信息，开辟了新的应用。然而，集成光谱仪通常在光谱分辨率和光学带宽之间进行权衡。
为了解决这个问题，香港的科学家开发了一种新型光谱仪，使用色散耦合谐振器，类似于两能级分子。从色散模式分裂中识别出不同的自由光谱范围，从而在超宽带宽上以超高分辨率重建光谱。
光学光谱仪在许多科学和工业应用中发挥着不可或缺的作用，如材料分析、生物传感、光学层析成像和高光谱成像。传统的台式光谱仪容易受到机械振动的影响，不适合在实验室外进行现场应用。
集成光谱仪采用全固态光子集成电路，具有体积小、抗振动能力强、成本低等优点。然而，大多数报道的集成光谱仪在光谱分辨率和工作带宽之间存在固有的平衡。高光谱分辨率需要较长的光路长度来支持足够的光谱去相关，这会导致较小的自由光谱范围（FSR）。
在ight:Science&Applications上发表的一篇新论文中，由香港中文大学电子工程系Hon Ki Tsang教授领导的研究团队开发了一种突破性方法，该方法克服了芯片级光谱法的分辨率带宽限制。
所提出的方案基于一对相同的可调谐微环谐振器（MRR），其中强腔间耦合将每个谐振模式分为对称模式和反对称模式。这种独特的行为类似于由两个原子组成的两能级分子中的能级分裂。有趣的是，模式分裂强度与耦合强度成正比。
因此，通过设计“光子分子”的色散，分裂强度将在包含多个FSR的整个带宽内变化。当同时调谐两个MRR时，每个波长通道将产生不同的扫描轨迹，从而可以重建任何未知的输入光谱。
在实验中，使用光子分子方案检索了具有不同复杂特征的大量测试光谱。所证明的光谱分辨率在100nm的带宽内为40pm。值得注意的是，即使存在热噪声，也可以保持高重建精度。论文作者表示：
“我们的光谱仪是一种以高光谱分辨率捕获宽带光谱的新方法。它仅依赖于一对耦合谐振器。该设备功耗非常低，与主流纳米光子制造技术兼容。”
“光谱仪基于耦合谐振器中的模式分裂。这一现象类似于两个原子的分子中的能级分裂。我们的设计具有简单的配置和小尺寸，因此可以与其他设备紧密结合。我们相信这种方法有潜力应用于未来的手持式甚至可穿戴光谱传感器。”
