把台式光谱仪“搬”到手腕上

（来源：经济日报）

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把台式光谱仪“搬”到手腕上！近日，徐州光引科技发展有限公司与剑桥大学团队联合宣布，成功研制出一种光学卷积光谱仪，不仅解决了微型光谱仪性能、体积与成本的“不可能三角”难题，还有望让可穿戴设备从记录型电子产品升级为真正意义上的个性化智能健康管家。相关研究成果的论文近日发表在国际顶级期刊《自然·光子学》上。

在物质分析与健康监测领域，光谱仪如同科学家和医生的“眼睛”，能精准揭示物体的化学成分与含量。然而，传统高性能光谱仪往往体积庞大、价格昂贵，且使用门槛高。无论是在工业场景中进行材料成分识别与含量检测，还是在医疗健康领域开展人体指标分析，通常都离不开复杂的采样流程、实验室送检，以及专业人员的操作和解读。

挑战背后是光谱仪微型化所面临的行业共性难题：如何在极致压缩体积、显著降低成本的同时，依然保持足够高的测量精度与长期稳定性？据介绍，联合团队从底层数学原理出发，首次将卷积运算直接融入光学器件本身，提出了一类全新的卷积式光谱仪架构。该设计天然契合微型化与系统级集成的需求，在保证结构极简、计算高效的同时，实现了光谱信息的高保真、高精度采集。该架构把复杂的光学系统集成到一个指甲盖大小的模组内，实现了前所未有的性能与集成度平衡。但却能精准“看透”从塑料、溶液、药品乃至人体皮下组织等一系列复杂样本中的关键成分，结合AI算法可实现秒级的实时分析。不仅如此，它的工作带宽覆盖超过500纳米的近红外波段，采样和处理速度达到亚秒级，而整体成本仅为传统设备的千分之一，最低可达万分之一，低至百元级，可有力推动这一成果走向日常生活。

光引科技有关负责人表示，我们日常佩戴的许多智能设备主要采集的是脉搏波这种单一的信号，其可获取的信息密度、能够覆盖的指标范围相对有限，检测精度与稳定性也面临明显瓶颈。而光谱仪获取的是在广阔波段范围内连续分布的高密度光谱信息，理论上只要具备足够高的信噪比、合适的波段设计以及可靠的算法支持，光谱技术就有潜力实现对多种成分和生理指标的直接分析。

据了解，研究团队通过大规模志愿者人体数据采集与分析，并结合先进的神经网络算法发现，这枚小小的“光谱之眼”已能够实现对多项关键皮下生理指标的无创、实时监测，包括胶原蛋白、皮肤水分、皮肤油脂、血酒精、血乳酸，以及血糖变化趋势。目前，光引科技已经实现其晶圆级规模流片，正在推动此技术的规模化封装量产。（经济日报记者 沈慧）