巴西“超迷你”光譜儀誕生,儀器小型化又進一步

作者: 2018年06月06日 來源:全球化工設(shè)備網(wǎng) 瀏覽量:
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【中國化工儀器網(wǎng)行業(yè)動態(tài)】隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,各行各業(yè)似乎都開始偏愛較為“嬌小”的儀器設(shè)備。無論是環(huán)境監(jiān)測行業(yè)的各類手持式小型分析儀,還是食品檢測領(lǐng)域的便攜快速檢測儀器,無不以輕巧的體型
中國化工儀器網(wǎng) 行業(yè)動態(tài)】隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,各行各業(yè)似乎都開始偏愛較為“嬌小”的儀器設(shè)備。無論是環(huán)境監(jiān)測行業(yè)的各類手持式小型分析儀,還是食品檢測領(lǐng)域的便攜快速檢測儀器,無不以輕巧的體型獲得使用者們的歡迎。值得一提的是,在科學(xué)儀器的小型化熱潮當(dāng)中,光譜器的表現(xiàn)尤為亮眼。
  
  早在幾年前,日本濱松光子學(xué)株式會社就開始提倡分析儀器便攜化、小型化,并推出多款微型光譜儀。實際上,他們研發(fā)的系列微型光譜儀是一個緊湊的多色儀,把光柵、圖像傳感器以及其驅(qū)動電路等多種光學(xué)元件集成在一個緊湊的封殼內(nèi)。被測光由光纖導(dǎo)入輸入口,然后由內(nèi)置圖像傳感器進行光譜測量并通過USB接口輸出至PC以用于數(shù)據(jù)采集。憑借多年沉淀的獨特圖像傳感器技術(shù)以及尖端的MEMS技術(shù),濱松開發(fā)的微型光譜儀系列產(chǎn)品緊湊小巧,成本較低,可以廣泛用于化學(xué)分析、顏色測量、環(huán)境監(jiān)測以及過程控制和生產(chǎn)線控制之中。
  
  據(jù)了解,目前濱松已經(jīng)推出了拇指大小的小型光譜儀,黃豆大小的法布里波羅干涉光譜探測器,以及手掌那么大的傅里葉變換紅外(FTIR)光譜儀。與此同時,布魯克也研發(fā)出了世界上第一臺小型化傅里葉變換近紅外光譜儀——TANGO,引領(lǐng)近紅外光譜朝著更快速、更簡便、更可靠的方向變革。
  
  由此可見,傅里葉光譜儀器似乎成為了各大儀器廠商以及科研機構(gòu)實現(xiàn)小型化的最愛。不過他們的小型化步伐還遠未停止,不光要變小,還要變得更小更便宜。近日,據(jù)麥姆斯咨詢報道,巴西坎皮納斯大學(xué)設(shè)備研究實驗室的研究者與美國加州大學(xué)圣地亞哥分校的同行合作,開發(fā)出了一種基于硅光子學(xué)的微型FTIR光譜儀,它的體型比濱松、布魯克生產(chǎn)的微型光譜儀還要小。作為識別和分析化合物最常用的研究工具之一,傳統(tǒng)的FTIR光譜儀由于體型過于龐大,很難滿足現(xiàn)場化合物檢測的需求。為此,各國研究人員都在致力于開發(fā)微型FTIR光譜儀,用于溫室氣體遠程監(jiān)控?zé)o人機或智能手機等其他設(shè)備的集成。雖然目前已經(jīng)有制造微型器件的技術(shù)條件,但是由于生產(chǎn)成本過高,還難以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。
  
  巴西研究人員開發(fā)的這款微型FTIR光譜儀則利用硅光子學(xué)克服了上述限制,為制造經(jīng)濟型高性能的微型光譜儀提供了一個平臺。測試中發(fā)現(xiàn),該款只有芯片大小的光譜儀可以產(chǎn)生分辨率為0.38太赫茲(THz)的寬帶頻譜,這與相同波長范圍內(nèi)運行的商用便攜式光譜儀的分辨率相當(dāng)。這意味著這款器件能夠達到市面上便攜式自由空間光學(xué)光譜儀相媲美的分辨率,經(jīng)過進一步優(yōu)化升級后,或許將實現(xiàn)傳統(tǒng)FTIR光譜儀的優(yōu)秀性能。
  
  在龐大的市場需求驅(qū)動下,不少儀器廠商率先看到了未來,紛紛踏上科學(xué)儀器的小型化之路。國內(nèi)也有越來越多人開始研究各種各樣的小型化儀器,主要圍繞質(zhì)譜以及低端檢測儀器。不過由于技術(shù)限制,目前這條路還有很長一段距離要走。尤其是基礎(chǔ)研究較為薄弱的國產(chǎn)儀器,小型化發(fā)展更應(yīng)該注重產(chǎn)品性能,而不是僅僅在體型上進行縮小。
  
  編輯點評
  
  光譜儀作為光學(xué)工具,已經(jīng)對許多基于光學(xué)的儀器顯示出應(yīng)用前景。微型光譜分析儀具有許多大型光譜儀所不具備的優(yōu)點,如重量輕、體積小、探測速度快、使用方便、可集成化、可批量制造以及成本低廉等,像普通光譜儀一樣微型光譜儀有著巨大的應(yīng)用市場,可以應(yīng)用在實驗室化學(xué)分析、臨床醫(yī)學(xué)檢驗、工業(yè)監(jiān)測、航空航天遙感等領(lǐng)域,因而引起了人們廣泛的興趣。
  
 ?。ㄔ瓨?biāo)題:巴西開發(fā)微型光譜儀 儀器小型化又進一步)
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