光譜儀是光譜分析過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。
光譜儀是測量不同波長光強的器件，通過區(qū)分物體發(fā)出和吸收波長的光譜，來分析物質(zhì)的成分和狀態(tài)。隨著對食品、農(nóng)作物安全、醫(yī)療制藥等民生問題關(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。更小巧緊湊、低成本、更高靈敏度(特別是針對近紅外)的光譜儀器件一直被市場所渴求。
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，也獲得了市場極高的關(guān)注和肯定。其中C12666MA微型光譜儀還斬獲了被譽為光學界“奧斯卡”的“Prism Award”(棱鏡獎)。不過，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，采用獨特的光學設(shè)計，并配備了濱松最新的高靈敏APS型CMOS圖像傳感器，提高了對近紅外光的靈敏度。與同樣可測近紅外光的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?？梢詫崿F(xiàn)對水分、糖、有機酸等食品的各種成分進行高靈敏測定。
另外，在光譜分析中，需要測量各種成分吸收的復(fù)雜光信息，憑借特制的光柵，該產(chǎn)品可以測定不同波長的光強度變化的連續(xù)數(shù)據(jù)，采用高級分析方法進行分析。
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)靈敏度對比
※1：波長800nm以上;※2：波長1000nm時，MS系列微型光譜儀的靈敏度參考為1;※3：波長850nm時。
當然，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2個反射鏡加上特殊的光學設(shè)計技術(shù)，來解決了這個問題。
普通光線在前進時會不斷發(fā)生擴散，為了使通過入射狹縫的入射光得以平行前進，SMD型微型光譜儀內(nèi)部設(shè)置了兩個反射鏡，入射光在一次反射鏡上進行調(diào)整，進而通過二次反射鏡引導(dǎo)至光柵進行分光，同時借由凹面將其聚焦在圖像傳感器的各像素點上，并針對不同波長的光強度輸出電信號。而兩個反射鏡采用了折返的結(jié)構(gòu)，在抑制凹面彎曲度的同時，也減少了與圖像傳感器的距離。
濱松三個系列微型光譜儀的結(jié)構(gòu)對比
同時，SMD型微型光譜儀的光柵在封裝上直接成形，并通過獨特的工藝，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)的自動化，SMD型微型光譜儀的成本將可能得到進一步降低。
繼C12666MA微型光譜儀，SMD型微型光譜儀也步入“Prism Award”(棱鏡獎)的殿堂，榮譽入圍了2019年“傳感器及探測器”部分的Finalist，受到行業(yè)的認可。而以這樣小小的身形，SMD型微型光譜儀可輕易裝配至對部尺寸及重量有較高限制的便攜式分析儀器、無人機等設(shè)備上，期待它在食品及農(nóng)作物實時檢測、無人機環(huán)境分析等，要求現(xiàn)場實時測定的各種場景中發(fā)揮作用。
最后，小編希望半導(dǎo)體在我國的發(fā)展將越來越好，可以擺脫其他國家的技術(shù)限制。
下載文檔
