科技日报记者 操秀英
徐州光引科技发展有限公司（以下简称“光引科技”）与剑桥大学联合研发的光学卷积光谱系统，突破了光谱仪微型化的关键瓶颈，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”。该成果4月15日发表于《自然·光子学》。
光引科技研发团队有关负责人介绍，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。但传统高性能光谱仪往往体积庞大、价格昂贵，且使用门槛高。如果能把这枚“光谱之眼”集成到一枚价格低廉的光芯片上，并实现对各种物质成分的实时检测，那精密光谱分析的应用范围将极大拓展。因此，光谱仪微型化是近年来学界业界努力的重要方向。苹果公司此前长期攻关的无创血糖监测设备，采用的正是这一技术路径。
但微型光谱仪的研发存在性能、体积与成本的“不可能三角”难题。光引科技研发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，并能精准“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，该系统可实现秒级的实时分析。
这一系统整体成本仅为传统台式光谱仪的千分之一至万分之一，最低可达百元级，具备大规模量产与普及应用的显著优势。《自然・光子学》审稿人评价，该成果兼具原创性与性能优势，将微型光谱系统集成于可穿戴设备，实现生物标志物实时监测，具备重要经济效益。
上述负责人透露，目前，该技术已完成晶圆级规模流片，正推进规模化封装量产，预计一年内推出商业化可穿戴产品，将广泛应用于健康管理、个护医美、运动监测等领域，重塑智能终端健康交互逻辑。
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