顛覆性的芯片級近紅外光譜傳感器

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，來自德國德累斯頓的光譜傳感解決方案創(chuàng)新廠商賽諾瑞克（Senorics），基于德累斯頓工業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理和光子學(xué)綜合中心（IAPP）的有機(jī)半導(dǎo)體技術(shù)，開發(fā)出了顛覆性的芯片級近紅外光譜傳感器。Senorics提供的產(chǎn)品和服務(wù)包括傳感器、模組、系統(tǒng)和評估套件等硬件，以及相應(yīng)的軟件、校準(zhǔn)模型和云平臺。

Senorics首席執(zhí)行官Ronny Timmreck博士手持芯片級近紅外光譜傳感器

傳統(tǒng)的近紅外光譜儀通過檢測物質(zhì)在近紅外波段的“指紋”特征吸收來分析樣品的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成。但是，這種光譜儀往往尺寸龐大且成本高昂，通常只能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測。

Senorics基于成熟的有機(jī)半導(dǎo)體技術(shù)開發(fā)的芯片級近紅外光譜傳感器，尺寸縮小至只有指甲蓋大小。Senorics開發(fā)的16像素單芯片光譜傳感器，無需使用色散元件、光學(xué)元件或其它機(jī)械部件，能夠覆蓋500~2000納米（nm）的可見光（VIS）及近紅外（NIR）波段，可以檢測分析農(nóng)產(chǎn)品、食品、飲料、布料以及其它各種材料的含量構(gòu)成和質(zhì)量水平，可以廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥、家電、汽車、消費(fèi)電子以及工業(yè)自動化等領(lǐng)域。

Senorics聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官（CEO）Ronny Timmreck博士在回憶2017年決定創(chuàng)立Senorics時表示，“那時，我們就知道我們開發(fā)出了真正獨(dú)特的顛覆性技術(shù)，Senorics將致力于把近紅外光譜傳感技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室引入更廣泛的大眾消費(fèi)市場。”

目前，市場上用于紅外光譜傳感器小型化的技術(shù)主要有兩大類。一類是硅基紅外光譜傳感器，但是這類經(jīng)濟(jì)型傳感器的光譜覆蓋范圍僅為700~1070nm，因而檢測材料的能力非常有限。另一種是基于砷化銦鎵（InGaAs）的短波紅外技術(shù)，盡管它們可以覆蓋700~1700nm更寬的波長范圍，但是它們非常昂貴，并且無法實(shí)現(xiàn)芯片級小型化。

Senorics芯片級近紅外光譜傳感器與市場其它技術(shù)對比分析

相比之下，Senorics芯片級近紅外光譜傳感器結(jié)合了小尺寸、寬光譜范圍（500~2000nm）、經(jīng)濟(jì)性以及可規(guī)模制造等優(yōu)勢。此外，Senorics芯片級近紅外光譜傳感器還可以根據(jù)客戶需求，支持像素?cái)?shù)、波長、尺寸及其它基材的定制化。

可見光及近紅外光譜分析的典型過程

Senorics芯片級近紅外光譜傳感器可集成進(jìn)入農(nóng)業(yè)、家電、汽車及工業(yè)等領(lǐng)域的小型設(shè)備中，例如：集成于吸塵器，可以檢測確定目標(biāo)的材質(zhì)類型，優(yōu)化運(yùn)行模式；集成于電熨斗，根據(jù)需要熨燙的衣物材料自動選擇適宜的溫度；集成于汽車機(jī)油、冷卻液等儲罐，實(shí)時檢測這些耗材的使用狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)，優(yōu)化保養(yǎng)間隔。甚至，得益于微型化的外形尺寸和寬廣的光譜范圍，它們還可以直接集成于智能手機(jī)等便攜式智能設(shè)備，在我們購買水果或就餐時，可以隨時檢測果蔬的成熟度，以及食材的品質(zhì)。

Senorics便攜式即插即用近紅外評估套件1.0

2019年10月，全球光學(xué)和光電子工業(yè)巨頭德國蔡司集團(tuán)（ZEISS）宣布投資Senorics并建立了合作伙伴關(guān)系，旨在將光譜應(yīng)用技術(shù)小型化，合作開發(fā)用于工業(yè)質(zhì)量保證和過程監(jiān)控的小型、低成本傳感器，面向食品、農(nóng)產(chǎn)品、塑料制品和藥品等生產(chǎn)制造領(lǐng)域。Senorics目前已有數(shù)十家客戶，主要分布在歐洲，其余在北美和亞洲，并且，大部分為世界500強(qiáng)領(lǐng)先公司。

目標(biāo)應(yīng)用：

● 農(nóng)業(yè)：土壤肥料檢測、水培、園藝、農(nóng)作物水分含量等。

● 食品飲料：啤酒、飲料中糖分和酒精含量檢測；食物新鮮度檢測；食品安全等。

● 安全&鑒定：政府質(zhì)檢、公共衛(wèi)生監(jiān)測；紙幣、奢侈品等防偽檢測。

● 工業(yè)生產(chǎn)：質(zhì)量管理、包裝材料檢測等。

● 家電&便攜式消費(fèi)電子：洗衣機(jī)烘干機(jī)紡織品識別、地面污漬識別等。

● 汽車：內(nèi)部材料品質(zhì)分析、狀態(tài)監(jiān)測等。

● 醫(yī)藥：藥品、活性成分監(jiān)測；血糖監(jiān)測等。