埃因霍温理工大学
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一个TU/e研究小组开发了一种新的近红外传感器，这种传感器易于制造，尺寸与智能手机中的传感器相当，并可立即用于工业过程监控和农业
这一突破刚刚发表在《自然通讯》上，合著者凯莉·哈克为她的博士学位辩护
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1月14日的论文
人眼是一个奇妙的传感器
眼睛利用三个感光细胞将可见光转换成不同颜色的信号，提供关于我们周围世界的基本信息
“当我们的大脑将信号放在一起时，它会根据我们的经验来预测信号的含义
例如，一个红色的草莓是甜的，但绿色的不是
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应用物理系光子学和半导体纳米物理学组研究员，该研究的第一作者之一
尺寸确实很重要 虽然人眼令人印象深刻，但它远不是目前最先进的自然光传感器
“螳螂虾的眼睛有16种不同的细胞，它们对紫外线、可见光和近红外光敏感，”哈克说
“在工业和农业应用中，测量红外光谱是最有趣的，但有一个主要问题——目前的近红外光谱仪太大太贵了
" Hakkel和她的合作者通过开发一种可以安装在小芯片上的近红外传感器解决了这个问题
就像螳螂虾的眼睛一样，它有16个不同的传感器——但它们在近红外区都很敏感
“传感器的小型化同时保持低成本是一个重大挑战
因此，我们设计了一种新的晶圆级制造工艺来实现这一点
" 螳螂虾
信用:Shutterstock “这是低成本的，因为我们可以同时生产多个传感器，现在，它已经准备好在现实世界中的实际应用中使用，”Hakkel补充道
“传感器芯片很小，甚至可以嵌入未来的智能手机中
" 应用物理系和埃因霍温亨德里克卡西米尔研究所对他们研究小组的工作感到高兴
“多年来，我们一直在研究这项技术
现在，我们已经成功地将光谱传感器集成在一个芯片上，同时还解决了另一个关键问题——数据的高效利用。” 通常，当传感器测量光线时，产生的信号用于重建材料的光谱或光学指纹
然后使用传感算法来分析数据
在这种新方法中，研究人员表明不需要光谱重建步骤
换句话说，传感器产生的信号可以直接发送到分析算法
“这大大简化了设备的设计要求，”菲奥雷指出
传感器的横截面
信用:作者提供 分析牛奶和塑料 有了传感器，研究人员随后在一系列实验中对传感器进行了测试，正如第一作者毛朗杰·彼得鲁泽尔拉所解释的那样，他也在初创公司尾数光谱公司工作
“我们用传感器测量了包括牛奶在内的许多材料的营养特性
我们的传感器在预测牛奶中脂肪含量方面提供了与传统光谱仪相当的准确性
然后我们用传感器对不同类型的塑料进行分类
" 牛奶的营养特性决定了它的经济价值，而传感器已经被证明可以准确测量这些特性
此外，这些测量可以用来监测奶牛的整体健康状况
使用传感器对塑料类型进行分类有助于优化垃圾分类过程
“除了这些应用，我们预计该传感器还可以用于个性化医疗保健、精准农业(例如，监测水果和蔬菜的成熟度)、过程控制和芯片实验室测试
我们现在有一个基于这项技术的完整开发工具包，SpectraPod，公司和研究机构正在使用它来构建他们的应用程序
最棒的是，这种传感器甚至可能在未来的智能手机中变得司空见惯，这意味着人们可以在家里使用它来检查食物质量或健康状况，”彼得鲁泽尔拉补充道
尾数谱未来 对于哈克尔来说，事情开始变得令人兴奋，她在1月14日的TU/e上为自己的论文辩护
之后，她将加入初创公司尾数光谱公司的彼得鲁泽尔拉，在那里他们将努力推进传感器的更多实际应用
“我真的很兴奋能开始着手尾数光谱传感器开发的下一阶段
这种传感器有助于清洁环境和解决食物浪费，对每个人都很重要
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