芯片級光譜儀是一種高度集成化的超微型光譜儀,其結合了光譜分析功能與微型芯片技術,能夠實現快速、高效、便攜的光譜分析。當芯片級光譜儀的光學介質采用硅基光電子集成技術時,又可稱為片上光譜儀。
傳統光譜儀常使用光學器件來實現光譜的分離和測量,存在設備體積龐大、成本昂貴、操作復雜、環境適應性差等問題,應用場景受到限制。根據新思界產業研究中心發布的《
2025-2029年中國芯片級光譜儀行業市場供需現狀及發展趨勢預測報告》顯示,近年來,隨著微納制造、集成電路等技術的應用,光譜儀逐漸向微型化、便攜化、集成化、低成本、高靈敏度等方向演進,2024年全球微型光譜儀市場規模超4.5億美元。
芯片級光譜儀是近年來微型光譜儀領域研究熱點,隨著研究深入,目前已有多種技術手段得到具有寬帶寬、高精度、大動態范圍等性能的芯片級光譜儀。憑借高集成度、結構緊湊、體積小、便于攜帶、可嵌入、低成本等優勢,芯片級光譜儀在食品安全、化學分析、生物醫學、環境監測、工業檢測等領域展現出廣闊應用前景。
芯片級光譜儀技術路線多樣,分為傅里葉變換型、色散型(光柵掃描型)、窄帶濾波型、計算重建型、雙光梳型等多種類型。傅里葉變換型光譜儀又可分為空間外差傅里葉變換型(SHS)、駐波傅里葉變換型(SWIFTS)、數字傅里葉變換型、熱調傅里葉變換型。
目前國內外芯片級光譜儀產業化進展不斷推進,相關企業包括日本島津、英國Rockley Photonics、德國Senorics、賽默飛、日本分光、徐州光引科技發展有限公司(光引科技)、東虹芯光(上海)高科技有限公司、吉林求是光譜數據科技有限公司、北京與光科技有限公司等。
光引科技成立于2021年,核心技術團隊源于英國劍橋大學,其自主研發的芯片級光譜儀產品性能達國際領先水平,并斬獲了2024年度中國十大光學產業技術--創新獎。2025年,光引科技獲得天使+融資,投資機構為中科創星,融資將主要用于核心產品量產沖刺。
新思界
行業分析人士表示,在技術創新促使下,光譜儀正不斷向微型化、集成化、便攜化、高靈敏度等方向升級,芯片級光譜儀市場迎來了發展良機。芯片級光譜儀可拓寬傳統光譜儀應用邊界,市場空間廣闊。芯片級光譜儀技術及研發壁壘高,近年來,得益于國內企業研發投入加大,國產芯片級光譜儀性能與進口品牌的差距正在逐漸縮小。
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