光譜儀是光譜分析過(guò)程中最常用工具之一，在眾多領(lǐng)域內(nèi)皆得到廣泛應(yīng)用。

光譜儀是測(cè)量不同波長(zhǎng)光強(qiáng)的器件，通過(guò)區(qū)分物體發(fā)出和吸收波長(zhǎng)的光譜，來(lái)分析物質(zhì)的成分和狀態(tài)。隨著對(duì)食品、農(nóng)作物安全、醫(yī)療制藥等民生問(wèn)題關(guān)注的與日俱增，分析儀器逐漸出現(xiàn)了部分小型化、便攜化、民用化的趨勢(shì)。更小巧緊湊、低成本、更高靈敏度(特別是針對(duì)近紅外)的光譜儀器件一直被市場(chǎng)所渴求。

濱松此前陸續(xù)研發(fā)了兩代融合了MOEMS技術(shù)的超緊湊微型光譜儀，從MS系列到指尖大小的C12666MA/C12880MA，在體積、成本以及靈敏度上都做出了不少努力，也獲得了市場(chǎng)極高的關(guān)注和肯定。其中C12666MA微型光譜儀還斬獲了被譽(yù)為光學(xué)界“奧斯卡”的“Prism Award”(棱鏡獎(jiǎng))。不過(guò)，隨著一位“新選手”的誕生，微型光譜儀“更小、更低成本、更高近紅外靈敏度”又一次被重新定義：超緊湊的SMD型微型光譜儀C14384MA。

濱松SMD型微型光譜儀C14384MA

SMD型微型光譜儀C14384MA，采用獨(dú)特的光學(xué)設(shè)計(jì)，并配備了濱松最新的高靈敏APS型CMOS圖像傳感器，提高了對(duì)近紅外光的靈敏度。與同樣可測(cè)近紅外光的MS系列相比，新產(chǎn)品體積約為其1/14，重量為其1/30，靈敏度卻是其50倍?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)水分、糖、有機(jī)酸等食品的各種成分進(jìn)行高靈敏測(cè)定。

另外，在光譜分析中，需要測(cè)量各種成分吸收的復(fù)雜光信息，憑借特制的光柵，該產(chǎn)品可以測(cè)定不同波長(zhǎng)的光強(qiáng)度變化的連續(xù)數(shù)據(jù)，采用高級(jí)分析方法進(jìn)行分析。

濱松各系列緊湊型微型光譜儀

SMD系列與MS系列的光譜響應(yīng)靈敏度對(duì)比

※1：波長(zhǎng)800nm以上;※2：波長(zhǎng)1000nm時(shí)，MS系列微型光譜儀的靈敏度參考為1;※3：波長(zhǎng)850nm時(shí)。

當(dāng)然，最具有直觀沖擊力的，肯定是體積的大幅縮小。這是如何做到的呢?

想要實(shí)現(xiàn)更小的尺寸，就需要使光譜儀內(nèi)部光柵所在凹面的彎曲變大，并減少與圖像傳感器之間的距離。但要在彎曲度大的凹面上形成光柵，卻是很困難的事。而這只新的微型光譜儀，則通過(guò)2個(gè)反射鏡加上特殊的光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)，來(lái)解決了這個(gè)問(wèn)題。

普通光線在前進(jìn)時(shí)會(huì)不斷發(fā)生擴(kuò)散，為了使通過(guò)入射狹縫的入射光得以平行前進(jìn)，SMD型微型光譜儀內(nèi)部設(shè)置了兩個(gè)反射鏡，入射光在一次反射鏡上進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而通過(guò)二次反射鏡引導(dǎo)至光柵進(jìn)行分光，同時(shí)借由凹面將其聚焦在圖像傳感器的各像素點(diǎn)上，并針對(duì)不同波長(zhǎng)的光強(qiáng)度輸出電信號(hào)。而兩個(gè)反射鏡采用了折返的結(jié)構(gòu)，在抑制凹面彎曲度的同時(shí)，也減少了與圖像傳感器的距離。

濱松三個(gè)系列微型光譜儀的結(jié)構(gòu)對(duì)比

同時(shí)，SMD型微型光譜儀的光柵在封裝上直接成形，并通過(guò)獨(dú)特的工藝，將入射狹縫、二次反射鏡、圖像傳感器高度集成于同一芯片上，大大減少了內(nèi)部元件的數(shù)量，一方面進(jìn)一步縮小了體積，另一方面也成功的縮減了整體器件的成本。今后，隨著生產(chǎn)的自動(dòng)化，SMD型微型光譜儀的成本將可能得到進(jìn)一步降低。

繼C12666MA微型光譜儀，SMD型微型光譜儀也步入“Prism Award”(棱鏡獎(jiǎng))的殿堂，榮譽(yù)入圍了2019年“傳感器及探測(cè)器”部分的Finalist，受到行業(yè)的認(rèn)可。而以這樣小小的身形，SMD型微型光譜儀可輕易裝配至對(duì)部尺寸及重量有較高限制的便攜式分析儀器、無(wú)人機(jī)等設(shè)備上，期待它在食品及農(nóng)作物實(shí)時(shí)檢測(cè)、無(wú)人機(jī)環(huán)境分析等，要求現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)測(cè)定的各種場(chǎng)景中發(fā)揮作用。

最后，小編希望半導(dǎo)體在我國(guó)的發(fā)展將越來(lái)越好，可以擺脫其他國(guó)家的技術(shù)限制。