來自埃因霍溫理工大學的一支科研團隊近日開發出了一種全新的近紅外傳感器，它易于制造，尺寸與智能手機中的傳感器相當，并可立即用于工業過程監測和農業。這一突破剛剛發表在《Nature Communications》上。
人眼是一個神奇的(de)(de)(de)傳感(gan)(gan)器。通過使用三(san)種不(bu)(bu)同(tong)類型的(de)(de)(de)感(gan)(gan)光錐細(xi)胞，將可見光轉化為不(bu)(bu)同(tong)顏色的(de)(de)(de)信(xin)號(hao)，眼睛(jing)提供了關于我(wo)們(men)周圍(wei)世界的(de)(de)(de)基本信(xin)息(xi)。該研究(jiu)的(de)(de)(de)共同(tong)第一作者(zhe)、應用物(wu)理(li)系光子學和半導體(ti)納(na)米物(wu)理(li)學小組的(de)(de)(de)博士研究(jiu)員 Kaylee Hakkel 解釋說：“當我(wo)們(men)的(de)(de)(de)大腦將這些信(xin)號(hao)放(fang)在(zai)一起時，它(ta)根據我(wo)們(men)的(de)(de)(de)經驗對這些信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)含(han)義(yi)進(jin)行預測。例如(ru)，紅色的(de)(de)(de)草(cao)莓是甜的(de)(de)(de)，但綠色的(de)(de)(de)草(cao)莓不(bu)(bu)是”。
雖(sui)然人類的(de)眼睛令人印(yin)象深刻，但在自然界中(zhong)卻不(bu)是最厲害的(de)。Hakkel 表示：“螳螂蝦的(de)眼睛有(you)(you) 16 種不(bu)同類型的(de)細胞，它們對紫(zi)外(wai)線、可見光(guang)和(he)近(jin)紅外(wai)（NIR）光(guang)敏感(gan)。而測量紅外(wai)線的(de)光(guang)譜(pu)對于(yu)工(gong)業和(he)農業的(de)應用是最有(you)(you)趣(qu)的(de)，但有(you)(you)一(yi)個主要問題(ti)--目前的(de)近(jin)紅外(wai)光(guang)譜(pu)儀實在是太大太貴了(le)”。
Hakkel 和她的合作者通過開發一種適合于小芯片的(de)(de)近(jin)紅外傳(chuan)感(gan)器(qi)解決了這(zhe)個(ge)(ge)問(wen)題(ti)。而且就像螳螂(lang)蝦的(de)(de)眼睛一樣(yang)，它有 16 個(ge)(ge)不同(tong)的(de)(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)--但它們都對近(jin)紅外線(xian)敏感(gan)。她表示：“傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)微型化同(tong)時保(bao)持(chi)低成本是一個(ge)(ge)重大挑戰。因(yin)此，我們設計了一種新的(de)(de)晶圓(yuan)級(ji)制造工藝來實現這(zhe)一目標”。
她繼續說道：“它(ta)(ta)的成本很低，因為我們可以(yi)同時生產多個傳(chuan)(chuan)感器(qi)，而且它(ta)(ta)已經準(zhun)備好了(le)，現在就可以(yi)在現實世界的實際應(ying)用(yong)中(zhong)(zhong)使用(yong)。該傳(chuan)(chuan)感器(qi)芯片(pian)很小，甚至可以(yi)嵌入到未來的智能手機中(zhong)(zhong)”。
