剑桥科学家研制出售价10美元的光学光谱仪——ScienceDaily

剑桥大学和初创公司 GlitterinTech 的研究人员开发了一款估价约10美元的紧凑型光学光谱仪。据ScienceDaily报道，这款仅数厘米大小的设备可集成到便携式电子产品和用于健康监测的可穿戴设备中。

光谱仪通过分析光线，获取其与之相互作用的物质的信息。它们被应用于医学、制造业、化学分析和环境研究。通常，缩小此类仪器的体积会伴随精度、分辨率或测量范围的损失。

不同的光线分析原理

这款新设备属于所谓的卷积式光谱仪。其工作原理基于卷积定理：将具有重复光谱特性的光学组件依次排列，并利用快速傅里叶变换处理获得的数据。开发人员表示，这能够减少计算量、提高抗噪性，并快速重建光谱。

该设备采用氮化硅光子平台制造，并与集成电子器件相结合。它工作在1200至1700纳米的近红外波段，可在不到一秒内采集和处理测量结果。在测试期间，该光谱仪在−20°C至80°C的温度下也能稳定运行。

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在食品和生物标志物上的测试

在对塑料、药品、咖啡、面粉和茶叶进行分类的测试中，该设备取得了100%的结果。它还能以约0.01%的精度测量水溶液和有机溶液中的浓度，在所述实验中超过了商用台式光谱仪的表现。

在旨在模拟生理环境的条件下，该传感器测量了皮肤湿度、血液酒精、乳酸盐和葡萄糖水平。研究人员还展示了对一名参与者进行长期无创葡萄糖水平追踪。与此同时，要将这项技术转化为医疗产品，仍需要进一步测试。

开发人员正考虑将该传感器用于工业中的材料成分控制、食品新鲜度检测、物质识别和环境监测。