手機也能變身光譜儀！超迷你感測器開啟行動檢測新紀元

科學家成功研發出一款革命性的微型光譜儀，體積比現有技術小好幾個數量級，卻能精準測量從紫外線到近紅外線的光波長。這項突破性技術不僅讓手持式光譜裝置成為可能，更為新一代影像光譜儀的發展鋪路。

這項發表在《Device》期刊的研究論文名為《基於偏壓可調串聯有機光電探測器的單畫素光譜儀》。北卡羅來納州立大學機械與航空工程學教授Brendan O'Connor指出：「光譜儀是分析物質化學與物理特性的關鍵工具，透過觀察光線與物質互動時的變化，應用範圍從製造業到生醫診斷無所不包。但市面上最小的光譜儀仍相當笨重。」

「我們開發的光譜儀反應快速、工作電壓低，且能感測廣泛的光譜範圍。」O'Connor興奮地表示：「我們的實驗原型只有幾平方毫米大，甚至能塞進智慧型手機裡。如果想要的話，還能縮小到單一畫素的尺寸！」

這項技術的核心在於微型光電探測器，能在光線與目標物質作用後感測特定波長。透過施加不同電壓，研究人員可以精確控制探測器對哪些波長最敏感。

O'Connor解釋：「只要快速施加一系列電壓，同時記錄每個電壓下探測器捕捉的光波長資料，搭配簡單的運算程式就能重建光線穿過或反射目標物質的準確特徵。整個過程所需電壓不到1伏特，且能在1毫秒內完成。」

在概念驗證測試中，研究團隊發現這種畫素級光譜儀的精確度可媲美傳統儀器，靈敏度也與商用光電探測裝置相當。相較於過去嘗試微型化的方案，新技術不僅免除了複雜的光學系統，工作電壓更低，還能保持對廣泛波長的高敏感度。

「長遠來看，我們的目標是將光譜儀推向消費市場。」O'Connor展望未來：「憑藉小巧體積與低耗電特性，這項技術完全有可能整合到智慧型手機中，開創許多令人振奮的應用場景。從研究角度來看，這也為實驗室中的影像光譜、顯微光譜等應用提供了更便捷的解決方案。」

該研究由北卡州立大學前博士生Harry Schrickx領銜，多位學者共同參與，包括材料科學與工程學教授Franky So、電機與電腦工程學教授Michael Kudenov等頂尖專家。

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