濱松新的指尖大小的小型光譜儀即將開啟新應(yīng)用

　　Shibayama：通過重新審視光學(xué)設(shè)計和組成部分，優(yōu)化MEMS技術(shù)并簡化結(jié)構(gòu)，我們實現(xiàn)目標(biāo)。此微型光譜儀包括三個部分，一個光線可以進(jìn)入的狹縫，一個光譜衍射光柵和一個探測光的圖像傳感器。我們利用MEMS技術(shù)制造這些部分，因此MEMS技術(shù)是我們可以制作更小的微型光譜儀的主要因素。更具體地說，我們利用MEMS干法刻蝕技術(shù)形成讓光通過到達(dá)圖像傳感器的狹縫，還使用了稱為納米壓印的精細(xì)成型技術(shù)形成衍射光的光柵。

　　Yokino：在光譜儀尺寸和性能特點間有一種權(quán)衡關(guān)系。當(dāng)尺寸變得更小，分辨率和性能都下降。我們的微型光譜儀采用光在光譜儀內(nèi)部反射一次后再衍射的方法，并在尺寸和性能方面都具有盡可能好的表現(xiàn)。

　　濱松微型光譜儀C12666MA應(yīng)用示例

　　降低成本過程中你們?nèi)绾谓鉀Q遇到的問題？

　　Shibayama：小型光譜儀（MS系列）使用一個玻璃透鏡作為光傳輸?shù)慕橘|(zhì)。如果玻璃本身的尺寸精度可以保持，玻璃能夠提供為光譜儀所要求的精度。然而，玻璃透鏡的成本高，所以我們不得不放棄玻璃鏡片并找到滿足要求的低成本替代品。

　　Yokino： MS系列的小型光譜儀通過納米壓印在玻璃上形成一個光柵。然而，如果納米壓印失敗，玻璃透鏡將無法使用，造成的問題成本更高。所以我們重新評估將光柵作為獨立單元制造來代替在玻璃透鏡上形成光柵的可能性。這將減少生產(chǎn)光柵的玻璃，在降低成本上也是有效的。

　　微型光譜儀中使用了何種型號的傳感器？

　　Yokion：微型光譜儀使用一個集成了入射狹縫的圖像傳感器。此類型傳感器可使光譜儀減小到指尖大小。入射光經(jīng)光柵衍射后，短波長光到達(dá)入射狹縫位置很近。如果狹縫和傳感器是分離的，需要極高精度的定位，否則會降低光譜性能。和傳感器集成的狹縫不存在此定位問題。

　　Shibayama：我們還給集成了入射狹縫的圖像傳感器增加了截止濾波片（見注）。在生產(chǎn)小型光譜儀（MS系列）時，我們在金屬接線的玻璃接線板上安裝圖像傳感器，并在此玻璃接線板上制造截止濾波片。但是對于微型光譜儀，我們不用玻璃而是利用中空來傳導(dǎo)光，所以用這種方式為圖像傳感器制造截止濾波片是不可或缺的工序。

　　Ito：除了接收光的基本功能，由于具有入射狹縫和截止濾波片，圖像傳感器還有其他價值。我們的獨特優(yōu)勢是同時具有圖像傳感器技術(shù)和MEMS技術(shù)。

　　注：截止濾波片是能夠去除多重反射光和衍射光等雜散光分量的濾波片，卻不影響被測光。

　　為客戶應(yīng)用開發(fā)提供理想性能參數(shù)

　　你們預(yù)期此微型光譜儀具有何種應(yīng)用？

　　Ito：我們目前收到有關(guān)顏色的應(yīng)用需求，比如便攜式色度計和打印材料的顏色檢測等。從小型光譜儀（MS系列）到微型光譜儀也增加了與定點醫(yī)護工作相關(guān)的手持醫(yī)療設(shè)備的咨詢。使用小型、低價、高可靠性的防潮封裝證明是成功的。

　　Hikita：我們的立場是幫助客戶開發(fā)用于消費電子產(chǎn)品的光譜儀應(yīng)用。因此我們認(rèn)為我們的主要任務(wù)是為客戶提所需性能參數(shù)以使光譜儀應(yīng)用成為現(xiàn)實。

　　你們可以定制生產(chǎn)設(shè)計來滿足客戶需求嗎？

　　Ito：我們首先驗證客戶所需性能參數(shù)和預(yù)計數(shù)量，如果需要大量產(chǎn)品，我們之后會提出符合要求的設(shè)計。當(dāng)收到產(chǎn)品需求，初始階段我們的工程師會討論研究。

　　濱松微型光譜儀C12666MA應(yīng)用示例

　　你們可以舉一個和客戶討論的具體例子嗎？

　　Hikita：比如針對糖尿病患者的葡萄糖監(jiān)測儀的討論。如果一個產(chǎn)品能夠利用光來診斷葡萄糖水平，這將解除患者巨大負(fù)擔(dān)。為了使這種產(chǎn)品成為現(xiàn)實，我們首先驗證必須的特性參數(shù)，之后做必要協(xié)調(diào)和調(diào)整。

　　Yokino：我們在去年九月份舉辦的科技展覽——“2013光子展覽”上介紹了微型光譜儀，收到了來自參觀者的積極反饋。我們準(zhǔn)備了與智能手機相連接的概念模型來驗證諸如顏色分析等應(yīng)用，引發(fā)在光譜分析和其他應(yīng)用中使用的特定討論。通過向客戶展示模型本身并引導(dǎo)他們聯(lián)想實際中如何應(yīng)用，我們獲取了重要的結(jié)果。

　　Ito：光子展覽上有很多對微型光譜儀與智能手機相耦合感興趣的客戶。也有一些特別的咨詢，比如是否能夠用于調(diào)整劇場照明或者在教學(xué)中是否能夠教導(dǎo)孩子光波長。小型尺寸引發(fā)人們思考：“它是否可以用于此處呢？”也同樣激發(fā)人們關(guān)于新應(yīng)用的想象。大多數(shù)情況下，是先有一個目標(biāo)應(yīng)用，再生產(chǎn)滿足此應(yīng)用的產(chǎn)品，但是微型光譜儀卻更可能是創(chuàng)造新應(yīng)用。你可以它稱為反向工作的現(xiàn)象。不去管它究竟能完成什么，我認(rèn)為它確實拓展了未來可能性。

　　從今年三月份官方發(fā)布后，反響如何？

　　Hikita：官方發(fā)布前，去年底我們已經(jīng)能夠提供樣品，銷售了大約100個樣品，其中很多被國外購買。一些客戶評價：“盡管外形小巧，仍然可以保證精確測量?！边€有其他諸如此類的積極反響。

　　Ito：今年9月份，我們的新13號大樓將在主要工廠投入生產(chǎn)。我們將在那里做產(chǎn)品研發(fā)并建立車載裝置和移動終端大規(guī)模生產(chǎn)系統(tǒng)，比如基于MEMS技術(shù)的微型光譜儀，同時提出解決日漸增加的客戶需求。（工廠現(xiàn)已投產(chǎn)）

　　你們從這里預(yù)測到什么樣的發(fā)展趨勢？

　　Shibayama：盡管微型光譜儀現(xiàn)在已經(jīng)做到可以放到指尖上的尺寸，我們?nèi)越拥絹碜钥蛻糇龅礁「〉男枨?。目前反射光束一次的方法已?jīng)達(dá)到此尺寸的極限，所以為了滿足更多的需求，我們不斷地把新的想法融入設(shè)計來開發(fā)更小的設(shè)備。

　　Hikita：直到現(xiàn)在我們都采取只提供硬件，把電路和軟件開發(fā)留給客戶。但是如果我們也為客戶解決這些額外的請求，我們的產(chǎn)品將會更易使用。我是負(fù)責(zé)模塊開發(fā)領(lǐng)域，所以我們現(xiàn)在準(zhǔn)備提供包含必要電路的軟件和模塊產(chǎn)品，而不僅僅是設(shè)備級。

　　濱松微型光譜儀C12666MA 與濱松MS系列比較：