新开发平价光谱仪单芯片锁定物联网应用

    一家新创公司NanoLambda开发了成本仅10美元的光谱仪(spectrometer)单晶片，号称能应用在各种消费性电子产品中。该种光谱感测器晶片能量测个别波长，精确度可达到1奈米、解析度10奈米，因此NanoLambda能选择性让光线通过奈米结构，以确定其组成。

    NanoLambda采用传统晶圆制程，打造尺寸仅5mmx5mmx2mm超薄奈米滤波器(nanofilter) 阵列；该晶片内是由900个阵列所堆叠，能应用在各种物联网(IoT)装置。“每一种材料都有自己的光谱指纹；也就是说，当特定的平面白光照射在目标材料 上，不同材料会以不同的方式吸收光线，产生特定的图案或形状。”NanoLambda执行长Bill Choi表示，光谱感测器晶片内的每个滤波器会侦测不 同的波长，然后综合判断出材料的特性。

    光谱仪技术已经在生化领域运用数十年，但以往该类仪器不但笨重、价格也非常昂贵；NanoLambda所开发的奈米级阵列不但能让光谱仪单晶片尺寸缩小、成本降低至10美元，Choi也预期该技术能内建在各种物品，从筷子到医疗设备。

能内建在各种消费性装置的光谱仪单晶片 （来源：NanoLambda）

    举例来说，甜美的红苹果会呈现特定的色泽，使用者能用光谱仪来判断其成熟度；此外光谱仪也能被用来判断牛奶的新鲜度。Choi表示，消费者还能用以监测厨房水龙头的饮用水质，不同的颜色会显示饮用水是否被污染或是可安心饮用。

    此外在中国，因为假酒事件频传，也有使用者需要这类特定应用的分析仪器。Choi解释：“真正的红酒与仿冒红酒的化学成分不同，虽能透过添加色素让外观看不出来，但其本身的化学指纹是骗不了人的；当你在目标待测物上照射光线，其反射光会呈现不同的光吸收图案。”

光谱仪晶片内的每个像素会侦测特定的波长，然后综合描述其与光谱的关系

    （来源：TSensorsSummit）

    光谱仪单晶片也能应用于非侵入式的医疗监测；Choi表示有人建议能用在舌头监测，或是监测人体器官的颜色变化，不过后者的应用就 会是侵入式的。他期望该技术为健康检查机构提供基础解决方案：“融合式或多模的感测功能，绝对能为下一代的医疗照护提供新解决方案；我不认为单一感测器技 术能解决所有的问题，而厂商之间的合作会非常重要。”

    产业合作也将有助于NanoLambda克服最大挑战──为食品新鲜度/安全性、人体器官颜色或是其他生化材料的监测建立一个光谱指纹资料库。而在月前于美国加州举行的一场TSensorsSummit感测器研讨会上， 大会主席JanuszBryzek也指出，感测器若没有演算法的搭配就毫无用处：“当你用电晶体与处理性能交换光学元件，会需要大量的后处理程序。”

    Choi举牛奶检测的例子来说明如何透过合作建立资料库；他表示当我们需要牛奶的资料库，得去量测来自不同厂商、不同口味的所有种 类牛奶光谱指纹；当然这种检测一开始能先利用由NanoLambda或牛奶业者所建立的基本资料库，随着消费者使用的情况越来越多，就能分享他们的检测资 料到资料库里，虽然不是严谨的科学检测，仍具参考价值。

    NanoLambda希望能将光谱仪晶片以及介面软体IP提供给三星(Samsung)、苹果(Apple)等系统业者开发终端产 品；Choi不愿透露目前的合作情况，但表示将会在2015年初开始提供软体开发工具，期望能在短时间内催生应用程式。该公司软体可支援Linux与 Windows系统。