今年把《Nano Research》的封面文章给拿下来了，是清华大学电子工程系的鲍捷教授带领团队完成的，主题就是重塑光谱技术未来。大家都知道光有波粒二象性，这个概念其实都提了一百多年了，可到现在看咱们用的光谱仪，基本上还是按波动性那套老路子来。不管是折射、衍射还是干涉，其实都是靠光的波动特性把信号给“拆分”出来。这东西虽然好用，成就也大，可问题就在这儿：你想做得高性能、分辨率高、覆盖范围宽，就必然得弄个长光程或者复杂的光路，最后导致仪器又大又贵。这个“尺寸-性能”的僵局，长期把光谱仪往微型化、集成化的方向推的时候给卡住了。那光子这种粒子性，到底能不能给咱们破个局呢？利用光子跟物质的微观作用，能不能给下一代光谱技术换条新路？最近几年随着量子点、钙钛矿这些新型纳米光子学材料兴起，特别是像赵德伟（Zhao D）这样的研究者弄出的量子点光谱仪，这就意味着基于光粒子性的探测方案开始从理论走向现实了，可能真能打破那百年老规矩。最近鲍捷他们把文章发在了《Nano Research》上，题目就叫“The wave-particle duality of light manifested in spectrometer designs”，说的就是光的波粒二象性在光谱仪设计上是怎么体现的。这篇综述把光的波粒二象性当核心框架，把光谱仪的发展路子给统一划分了一下，分成了波动和粒子两条主要路径。团队在里头说，传统的设备几乎全是“波动范式”，不管是棱镜、光栅还是法布里-珀罗腔、傅里叶变换光谱仪，核心都是靠光的相位变化和干涉叠加来分离波长。虽然这种方式精度高、动态范围大，可性能跟物理尺寸是死死绑在一起的，想同时做到高精度又小型化很难搞。反观“粒子范式”，它不把光当成连续的波来分了，而是利用光子跟物质离散的相互作用来“编码”光谱。这方面最有代表性的工作就是鲍捷在2015年发在《Nature》上的那个量子点光谱仪。那时候他就用不同尺寸的量子点对光子的宽带响应差异来把入射光一次性编成电信号，然后用算法再把它还原出来。这个做法的关键在于从原理上把光谱仪的性能和尺寸给解开了。在粒子范式里头，分辨率不再受限于光程长度，而是看编码材料的响应多样性还有重建算法有多聪明。这意味着以后在毫米甚至微米级的芯片上实现高性能探测都有可能。最后文章对未来展望了一下，“波粒融合”可能会成为重要的方向。把波动式的高精度控制跟粒子式的高效编码结合起来，说不定能给微型光谱仪的性能优化找到新路子。文章后面还附上了图解：图1是个发展演化树，展现了光谱仪从17世纪棱镜分光到现在的技术脉络；图2是个分类框架图，展示了波动、粒子还有融合这三种类型的光谱仪主要原理。作者鲍捷是清华大学电子工程系的博士生导师兼独立PI，国家高层次人才、重点项目首席科学家。他的研究方向主要在纳米光电子材料、新型信息器件这些领域，长期致力于推进光谱信息学的发展。文章信息如下：赵德伟（Zhao D）、戴晨（Dai C）、郑尧（Zheng Y）等合作撰写的“The wave-particle duality of light manifested in spectrometer designs”发表在《Nano Research》2026年第19卷第2期上。