自助下单地址（拼多多砍价，ks/qq/dy赞等业务）：点我进入

智能手机中基于光子学的创新——结合微型、低成本的红外光谱仪——可以让用户在手机的帮助下识别假药、测试水样和检查空气质量。

近日，德国弗劳恩霍夫电子纳米系统研究所（Fraunhofer ENAS）研发出重量仅为1克的微型光谱仪，使上述针对智能手机的创新改造过程成为可能。 该研究所的目标是使用传统技术以低于 1 欧元（约合 1.20 美元）的成本大量生产这种光谱仪。

使用晶圆探针测试光谱仪芯片

“我们的红外光谱仪仅重约 1 克，计划生产成本不到 1 欧元。这将使它能够集成到智能手机中，”弗劳恩霍夫电子纳米系统研究所多设备集成负责人 Alexander Weiß 博士说。 用户可以轻松进行各种物质成分的检测。”

目前，红外光谱仪通常重几公斤，生产成本高达数千欧元。 弗劳恩霍夫电子纳米系统研究所团队表示，虽然重量稍轻、便于携带的光谱仪确实存在，但它们不适合大众消费市场——不仅在成本和尺寸方面，而且在分析结果的操作和呈现方面也是如此。

大众消费市场还存在其他关键要求：技术不能过于复杂——换句话说，它必须易于操作——量产方式必须适合大众消费市场。

各种应用

光谱仪的潜在应用绝不仅限于识别假药。 “我们的光谱仪适用于多种用途，例如评估人类和动物食物的成熟度，测量室内和车辆空气质量，以及检测空气、水或食物中的污染物，”Alexander Weiß 博士补充道。

与传统的红外光谱仪一样，新型光谱仪通过发射红外范围内的光束来工作。 然后使用可调滤波器分散不同波长的光束，并通过集成波导引导到检测器。 例如，具有纳米结构的光栅耦合器将从待测药丸反射的光束耦合到集成波导中。 如果要检测空气质量，光束会进入一个集成在平面上的特殊吸收单元。

那么，弗劳恩霍夫电子纳米系统研究所团队是如何大幅减小光谱仪的尺寸，同时仍然实现光谱仪的通用功能的呢？ “传统的光谱仪通常由无数分立的元件组成。另一方面，我们将光束引导、波长色散和检测功能集成在一个平面上——所以我们也称它为平面内光谱仪（inplane spectrometer）。” Alexander Weiß 博士说。

简单又便宜

除了体积小，Fraunhofer INS 还希望操作简单直观，因此光谱仪需要为用户提供清晰的评估。 研究人员开发了一种技术：“智能”学习算法。 “如果很多人使用这项技术光纤光谱仪结构光纤光谱仪结构，光谱仪系统就会快速学习和发展，”Alexander Weiß 博士说。

用户只需拿出智能手机，通过一个特殊的应用程序激活光谱仪，并将其放在测试样品上。 用户还将看到指导他们完成检测过程的说明。 光谱仪自动生成光谱信息，软件将其与数据库中的参考光谱进行比较。

另一个症结是生产光谱仪的成本。 研究人员从一开始就考虑到了这一点。 Alexander Weiß 解释说：“我们设计了一种光谱仪，可以使用传统的微系统工程技术以低成本进行大规模生产。制造商可以在大型晶圆代工厂中使用标准制造工艺。”

研究人员已经生产出第一款光谱仪芯片并提供了概念验证。 许多不同的特征现在都在研究议程上：各个组件是否根据需要移动？ 耦合到波导中的光束是否按预期传播？ 这些表征所需的设备由德国微电子研究中心资助。 研究小组表示，如果研究按预期进行，微型光谱仪可能会在大约两年内进入大众消费市场。

推荐培训：

8月20日至22日，在无锡举行。 培训课程包括： （1）微纳光学理论基础； (2) 超表面； (3) AR光学传感与显示技术； (4) 裸眼3D显示技术； (5) 衍射光学元件（DOE）； (6) 近眼显示光波导； (7) MEMS微镜； (8)微型光学元件关键制造工艺：电子束光刻、纳米压印。

报名网址：