德國開發出僅重1克的微型光譜儀，批量生產成本低于1歐元
【化工儀器網 項目成果】導讀：據麥姆斯咨詢報道，近日，德國弗勞恩霍夫電子納米系統研究所(Fraunhofer ENAS)開發出僅重1克的微型光譜儀，使上述針對智能手機的創新改造過程成為可能。該研究所的目標是希望利用傳統技術以不到1歐元(約1.20美元)的成本批量生產這款光譜儀。
弗勞恩霍夫電子納米系統研究所多器件集成主管Alexander Weiß博士表示：“我們的紅外光譜儀僅重約1克，計劃生產成本低于1歐元。這將使其能夠集成到智能手機之中，用戶可以方便地進行各種物質成分檢測。”
目前，紅外光譜儀的重量通常重達數公斤，生產成本高達數千歐元。弗勞恩霍夫電子納米系統研究所團隊表示，雖然重量稍輕的可移動光譜儀確實存在，但它們不適合大眾消費市場——無論是在成本和尺寸方面，還是在操作和分析結果呈現方面。
針對大眾消費市場存在的其他關鍵要求：技術不能過于復雜——換言之，它必須易于操作——并且批量生產方法必須適合大眾消費市場。
各種應用
光譜儀的潛在應用絕不僅限于識別假藥。“我們的光譜儀適用于各種用途——例如評估人類和動物的食物成熟度，測量室內和車內空氣質量，檢測空氣、水或食品中的污染物。”Alexander Weiß博士補充道。
與傳統的紅外光譜儀一樣，這款新型光譜儀也通過發射紅外范圍內的光束來進行工作。然后利用可調濾光器將不同波長的光束分散，并通過集成波導將其傳導至檢測器。例如，具有納米結構的光柵耦合器將待測試的藥丸反射的光束耦合到集成波導中。如果要檢測空氣質量，則光束會進入集成在一個平面上的特殊吸收單元。
那么，弗勞恩霍夫電子納米系統研究所團隊如何如此大幅度地減小光譜儀的尺寸，但仍能實現光譜儀的通用功能呢？“傳統的光譜儀通常由眾多的分立元器件組成。另一方面，我們將光束引導、波長分散和檢測功能集成在一個平面上——因此我們也稱其為面內光譜儀(inplane spectrometer)。”Alexander Weiß博士說。
簡單又便宜
除了體積小，弗勞恩霍夫電子納米系統研究所還希望操作簡單直觀，因此光譜儀需要為用戶提供清晰的評估。研究人員已經開發出一項技術：“智能”學習算法。“如果有很多人使用這項技術，光譜儀系統就會快速學習并進化。”Alexander Weiß博士表示。
用戶只需要拿出智能手機，通過一款特殊的應用程序啟動光譜儀，然后把它放在測試樣品上即可。用戶還將看到指導他們完成檢測過程的說明。光譜儀自動生成光譜信息，軟件將其與數據庫中的參考光譜進行比較。
另一個癥結是生產光譜儀的成本。研究人員從一開始就考慮到了這一點。Alexander Weiß解釋說：“我們設計的光譜儀可以使用傳統的微系統工程技術實現廉價的批量生產。制造商可以使用大型晶圓代工廠的標準制造工藝。”
研究人員已經生產了第一批光譜儀芯片，并提供了概念驗證。現在多項不同的特征在研究議程上：各個元器件是否根據需要移動？耦合到波導中的光束是否按需要傳輸？這些表征所需的設備由德國微電子研究中心資助。該研究團隊表示，如果這些研究工作按預期進行，那么微型光譜儀可能會在兩年左右的時間內進入大眾消費市場。
關注本網官方微信 隨時閱讀專業資訊
- 總經費超1億元！4所高校獲批國家重大項目 2024-11-25 14:16:47
- 近日，國家自然科學基金委員會公布了2024年度國家重大科研儀器研制項目的立項資助結果，蘭州大學、西安理工大學、重慶醫科大學、武漢體育學院相繼官宣獲批國家自然科學基金的國家重大科研儀器研制項目資助。
- 2197.65萬預算！長江大學更新實驗室設備 2024-11-25 10:00:59
- 近日，長江大學就“長江大學設備更新-非接觸式亞微米紅外拉曼光譜顯微聯用裝置等設備”項目發布公開招標公告，預算金額為2197.65萬元。
- 現場原位拉曼光譜儀中標結果公告 2024-11-23 10:13:40
- 項目名稱：中國科學院上海高等研究院現場原位拉曼光譜儀采購項目，項目編號：0729-244OIT300928，招標范圍：現場原位拉曼光譜儀 1套，招標機構：東方國際招標有限責任公司，招標人：中國科學院上海高等研究院
- 預算176萬 中國計量大學采購寬光譜成像分析系統 2024-11-23 09:07:57
- 近日，中國計量大學就“中國計量大學寬光譜成像分析系統采購項目”發布公開招標公告，預算金額為176萬元。
- 創新驅動核心競爭力 奧譜天成閃耀高博會 2024-11-22 14:44:04
- 化工儀器網還有幸邀請到了奧譜天成(廈門)光電有限公司(以下簡稱：奧譜天成)科研儀器事業部大西北區總監張世才先生接受采訪，就公司的發展歷程、技術創新、核心競爭力以及參展體驗等方面進行了深入的交流。
版權與免責聲明
- 凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- 本網轉載并注明自其它來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點或和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- 如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
