荷兰安荷芬科技大学（Eindhoven University of Technology，TU/e）研究团队日前开发出全新微型化并可嵌入至未来智能手机中的近红外线（NIR）感测器，研究人员可方便地借此分析牛奶及塑胶的化学成分，并可应用于工业制程监控及农业等领域。该团队已将此一突破性研究论文发表至《自然通讯》期刊上。
讲到感测器，人类眼睛就是一对既神奇又非凡的先进自然光感测器。人眼透过三种能将可见光转换成不同颜色讯号的感光视锥细胞（Photoreceptor Cone Cell），提供关于我们周遭世界的重要资讯。当我们大脑将这些讯号拼凑在一起时，会根据我们自身的经验来预测这些讯号的含义。
在生物界人眼并非最先进的自然光感测器，拥有 16 种不同细胞的螳螂虾眼睛才是，其对紫外光、可见光及近红外线光都很敏感。如今测量红外光谱已经成为工业及农业领域最感兴趣的应用，但其中存在一个主要问题，亦即目前近红外光谱仪又笨重又昂贵。对于这个问题，安荷芬科技大学研究团队透过能安置在小型芯片上的近红外线感测器来解决。
就像螳螂虾眼睛一样，该团队开发出的解决方案也具备 16 颗不同的感测器。但要同时实现感测器的微型化，并保持成本低廉会是很大的挑战。对此，该团队特别设计出全新的晶圆级制程，由于该制程能同时制造许多感测器所以能满足低成本需求，而且所制造出的芯片体积够小，能嵌入到未来智能手机中。
该团队经过多年研究，如今成功将光谱感测器整合到芯片上，并同时处理另一个关键问题，亦即资料的有效使用。如今最常见的做法是，当感测器测量到光时，所产生的讯号会被用来重建受测物的光谱，接着再以感测算法来分析资料。该团队如今所采的新方法则不需要重建光谱，而迳将感测器所产生讯号发送至分析算法上，如此将大大简化元件的设计需求。
在实际应用上，除了透过感测器进行不同类型塑胶的分类而有助于垃圾分类作业的优化之外，该研究团队并使用感测器来测量包括牛奶在内等许多原料的营养特性。在预测牛奶脂肪含量上，其感测器提供了与传统光谱仪不相上下的精准度。上述测量作业很重要，除了可以决定受测物的经济价值外，还可用来监控母牛的整体健康状况。除此之外，该团队认为其感测器还可应用于个性化健康照护、精准农业、制程控制及实验室芯片（Lab-on-Chip）测试等领域。
- Tiny New Sensor – That Could Fit in a Smartphone – Makes the Invisible Visible
（首图来源：TU/e）
