微型化，永無止境——走近濱松9大微型光電“星”品 - 全文

　　在以前，對于人們來說，分析儀器、醫(yī)療儀器等專業(yè)設(shè)備都是大型昂貴的，而且必須安置在固定專業(yè)的地方來進(jìn)行工作。但隨著分析測試、醫(yī)療診斷層出不窮的的新應(yīng)用需求，設(shè)備的“微型化”已經(jīng)成為了業(yè)內(nèi)最前沿的“時尚話題”。

　　光電元器件作為眾多分析儀器、醫(yī)療儀器的核心器件，推進(jìn)它的“微型化”在很大程度等同于推進(jìn)整個儀器設(shè)備朝著小型化，甚至是便攜化，以及低成本化的發(fā)展。濱松公憑借自己超前的研發(fā)理念和雄厚的研發(fā)實力，在保證，甚至是優(yōu)化產(chǎn)品性能的同時，不斷推進(jìn)著光電元器件產(chǎn)品的微型化，并獲得了廣泛的關(guān)注和認(rèn)可。

　　接下來，就讓我們再次走進(jìn)會議中介紹到的濱松最新9大微型“星”品，更貼近地感受屬于端科技的“時尚風(fēng)潮”。

　　一、贏得2015“Prism Award”的世界最小光譜儀：C12666MA

　　2013年濱松公司推出了的世界最小尺寸的微型光譜儀C12666MA，該光譜儀只有指尖那么大（20.1 × 12.5 × 10.1 mm）。CMOS傳感器和可穿透的狹縫融為一體，與通過納米壓印而成的反射型凹面光柵一起被配置在了只有指尖大小的微型光譜儀中。這是濱松通過不斷的技術(shù)研磨，最后結(jié)合MEMS和自身特有的圖像傳感器技術(shù)鍛制而成的高科技結(jié)晶。

　　濱松微型光譜儀C12666MA

　　這個具有超小體積、低成本特點的C12666MA微型光譜儀，其測量范圍覆蓋可見光波段（340nm~780nm），可用于打印機(jī)中和LED照明的顏色傳感、連接智能手機(jī)進(jìn)行床邊及時檢測，以及其他多種輕便測量類應(yīng)用。

　　濱松微型光譜儀C12666MA應(yīng)用示例

　　濱松微型光譜儀C12666MA一經(jīng)推出，其在世界范圍內(nèi)都得到了極高的認(rèn)可。并通過世界級的層層專業(yè)評估選拔，獲得了2015年年度“Prism Award”（光學(xué)棱鏡獎，有“光學(xué)奧斯卡”之稱）。

　　C12666MA與所獲的“Prism Award”獎杯

　　二、具有更廣光譜響應(yīng)范圍和更高靈敏度的下一代產(chǎn)品：C12880MA

　　目前，濱松公司已經(jīng)宣布，將于2015年推出微型光譜儀C12666MA的下一代產(chǎn)品C12880MA，新產(chǎn)品擁有和上一代一樣的小巧身姿和外形，其內(nèi)部使用了新研發(fā)的APS CMOS圖像傳感器，靈敏度比我們普通的光譜儀產(chǎn)品要高出兩個量級，并可以滿足各種需要在暗環(huán)境下進(jìn)行光譜測量的應(yīng)用。

　　另外，濱松C12880MA也有著更高的像素和更廣的光譜響應(yīng)范圍，在和上一代一樣具有對可見光波段的測量能力的基礎(chǔ)上，進(jìn)而拓展到可對部分近紅外波段的光進(jìn)行測量（340nm~850nm）。產(chǎn)品將于近期正式推出，敬請關(guān)注。

　　濱松即將推出的2015最新微型光譜儀產(chǎn)品C12880MA

　　三、可滿足近紅外波段測量的濱松微型光譜儀

　　濱松C11708MA微型光譜儀

　　C11708MA是濱松微型光譜儀MS系列中的一款產(chǎn)品，它的體積稍大于之前介紹的兩款產(chǎn)品，但尺寸也只有一元硬幣那么大（27.6 x 16.8 x 13mm，9g），然而，它的光譜響應(yīng)范圍為640nm~1050nm，可滿足近紅外波段的測量需求。而在如今在食品分析、成分測試等應(yīng)用中，較多涉及近紅外光譜波段的測量，濱松該款光譜儀則能大顯身手。另外，濱松亦可提供各款MS系列光譜儀的全套測試板及軟件，供客戶進(jìn)行前期的產(chǎn)品測試。

　　濱松MS系列微型光譜儀測試版C11351鏈接示例

　　四、“掌上”MEMS-FTIR微型光譜儀

　　FTIR光譜儀具著有無需利用光柵分光以及圖像傳感器探測的優(yōu)點，是一種高度精準(zhǔn)的光學(xué)分光儀，但設(shè)備龐大和昂貴的價格往往令人頭疼，也很大程度上限制了設(shè)備的應(yīng)用。

　　濱松通過利用自身專有的MEMS技術(shù)在硅晶片上來制造光學(xué)元件，最終在只有指尖那么大MEMS-FTIR驅(qū)動元件上，實現(xiàn)了昂貴的邁克遜干涉儀的功能，在這個超小型MEMS-FTIR核心驅(qū)動原件基礎(chǔ)之上，濱松進(jìn)一步研制出了“掌上”MEMS-FTIR微型光譜儀C12606。

　　“掌上”MEMS-FTIR光譜儀C12606與濱松MEMS-FTIR驅(qū)動元件

　　濱松MEMS-FTIR微型光譜儀C12606把一個邁克遜干涉儀以及一個控制移動鏡面的觸動器高度緊密地集成在了一個硅晶片級別的封裝中，一條接受入射光的光纖直接通過被動對準(zhǔn)連接到MEMS芯片上，這樣大幅的降低了組裝成本。而通過DRIE（深反應(yīng)離子刻蝕），MEMS-FTIR驅(qū)動元件的每個光學(xué)組件的相對位置十分精確，公差不大于1μm，組裝后無需進(jìn)行任何的光學(xué)調(diào)整。

　　所有原件都被精細(xì)地封裝在一個手掌大小、低成本的FTIR光譜儀模塊之中，使用時只用通過USB連接到電腦，在現(xiàn)場就能夠進(jìn)行光譜測量以及吸光度測量，同時也可安裝在相關(guān)的探測儀器之內(nèi)進(jìn)行工作。目前濱松已經(jīng)在進(jìn)行下一代更小尺寸的MEMS-FTIR產(chǎn)品的研制，將以更小的體積實現(xiàn)更高的性能。

　　濱松下一代MEMS-FITR產(chǎn)品

　　濱松MEMS-FTIR光譜儀能夠廣泛的應(yīng)用于環(huán)境分析、食品分析、醫(yī)療等領(lǐng)域，其開創(chuàng)性的技術(shù)，能夠為FTIR光譜儀開拓新的更廣的應(yīng)用空間。

　　濱松MEMS-FTIR光譜儀應(yīng)用示例

　　五、基于MEMS技術(shù)的濱松法布里-珀羅干涉光譜傳感器

　　濱松MEMS-FPI，即法布里-珀羅干涉光譜傳感器C13272是款超緊湊傳感器產(chǎn)品，也是濱松MEMS技術(shù)的又一耀眼成果。它集成了一個單元素銦鎵砷PIN光電二極管和一個MEMS法布里-珀羅干涉可調(diào)濾波器，而其身形也只有一個筆頭那么大。

　　濱松MEMS法布里-珀羅干涉光譜傳感器C13272

　　C13272擁有較大的MEMS-FPI孔徑，因此有著較高的光接收率。其光譜波長范圍在1550nm~1850nm，可用廣泛于環(huán)境測量、食品管理等領(lǐng)域的便攜式光譜分析儀器中。該產(chǎn)品預(yù)計在今年夏天完成樣品生產(chǎn)，敬請期待。

　　濱松法布里-珀羅干涉光譜傳感器C13272的應(yīng)用連接示例

　　六、世界最小的微型光電倍增管：濱松μPMT

　　濱松公司光電倍增管的研發(fā)歷史最早可以追溯到1955年，從那時開始，為了創(chuàng)造新技術(shù)，濱松不斷研發(fā)內(nèi)置制造工藝，努力推動光電倍增管制造技術(shù)的邊界。而濱松μPMT就是這一努力的最新成果。

　　濱松μPMT內(nèi)部構(gòu)造

　　該產(chǎn)品利用了MEMS設(shè)備的內(nèi)置半導(dǎo)體工藝制造技術(shù)，在硅晶片上加工打拿極，并完美結(jié)合真空電子管技術(shù)形成光陰極以及倍增級。μPMT僅指尖那么大，只有上一個世界最小光電倍增管體積的1/7，重量的1/9，但是卻可實現(xiàn)10６倍的增益。濱松開辟的新道路讓人們看到光電倍增管微小化、集成化、柔軟化成為了可能。基于該技術(shù)，濱松進(jìn)一步開發(fā)了μPMT組件和模塊產(chǎn)品，使使用變得更加方便。另外新型的光子技術(shù)探頭也正在研發(fā)之中，并將于今年正式推出。

　　濱松μPMT產(chǎn)品系列

　　因濱松μPMT產(chǎn)品具有獨特的微小身形，所以能夠被裝置在緊湊的便攜式醫(yī)療儀器、環(huán)境分析儀器當(dāng)中，以此實現(xiàn)早期病灶“床邊”診斷、日常健康管理以及環(huán)境的及時檢測，大大解放了地點和空間對分析檢測操作的束縛，為光電倍增管的應(yīng)用帶來了更多的可能。

　　濱松μPMT系列產(chǎn)品的應(yīng)用示例

　　七、擁有極致尺寸的濱松2W閃爍氙燈模塊

　　集成了一個2W閃爍氙燈、電源、觸發(fā)器管座的濱松2W閃爍氙燈模塊L12336系列，是目前同級別產(chǎn)品中世界最小的光源模塊，相當(dāng)于一個普通高爾夫球的大小。該產(chǎn)品采用了骰子狀的立方體外形，這種形狀幾乎可以在任意的結(jié)構(gòu)中使用，提高了設(shè)計的自由度，同時具有高穩(wěn)定性、壽命長、最大閃光的頻率高（1250HZ）等優(yōu)勢特點，適用于裝入小型分析裝置中。

　　濱松2W閃爍氙燈模塊L12336

　　濱松2W閃爍氙燈模塊L12336系列的誕生，讓閃爍氙燈模塊有了一個新的高點，開創(chuàng)世界前所未有的閃爍氙燈模塊使用體驗，也為新型的應(yīng)用提供了無限的可能性。

　　該產(chǎn)品有較廣的應(yīng)用范圍， 如分光光度計、MTP讀數(shù)器、水質(zhì)、污水污濁和大氣污染的分析、檢體化驗、半導(dǎo)體檢查等等。更重要的是，其可以配合濱松其他微型產(chǎn)品進(jìn)行使用，如可與上文提到的μPMT一起集成到POCT儀器中，或者與濱松的微型光譜儀搭配使用進(jìn)行物質(zhì)定量分析等。這樣的組合可在實際意義上，推動用于現(xiàn)場分析和測量手持設(shè)備的發(fā)展。

　　濱松閃爍氙燈模塊L12336裝置示例

　　八、緊湊小巧的濱松S2D2氘燈模塊

　　相比于普通氘燈，濱松S2D2緊湊型氘燈是一款尺寸大減的紫外點光源，同時具有高穩(wěn)定度和低功耗的特點。盡管結(jié)構(gòu)緊湊，但其仍具有與傳統(tǒng)氙燈相同的高穩(wěn)定度，并擁有提供高亮度的獨特電極結(jié)構(gòu)。濱松S2D2氘燈模塊的緊湊尺寸，使其易于安裝到各種類型的設(shè)備中，專用燈殼和電源可幫助S2D2氘燈展現(xiàn)出最佳性能。

　　濱松S2D2氘燈模塊適用于環(huán)境測量、醫(yī)藥測試、生物檢測和光元件檢測等多個領(lǐng)域。濱松公司亦可根據(jù)客戶的不同應(yīng)用需求，提供該產(chǎn)品的OEM的服務(wù)。

　　濱松S2D2氘燈（左）和普通氘燈（右）

　　濱松S2D2氘燈模塊

　　九、環(huán)境友好的微型化新品：濱松紫外陰極發(fā)射光源（UVCL）

　　濱松紫外陰極發(fā)射光源（UVCL）是一種深紫外光源，該產(chǎn)品采用了環(huán)境友好型的技術(shù)，不含汞，通過電子束來進(jìn)行發(fā)光。它的亮度是相同峰值波長的紫外LED的8倍左右，并具備較高的穩(wěn)定性，表現(xiàn)僅次于氘燈。另外，其尺寸小巧緊湊（73 x 53 x 30 mm），內(nèi)涵一個內(nèi)置電源，因此它可被安裝到任何一種儀器中進(jìn)行使用。濱松紫外陰極發(fā)射光源可用于熒光激發(fā)、紫外固化、殺菌和物質(zhì)分析等等方面。

　　濱松紫外陰極發(fā)射光源（UVCL）L12848-305

　　濱松光電元器件向微型化所邁出的每一步，都是飽含了濱松工程師們?nèi)找辜娉?，不斷精研光子技術(shù)的智慧和熱情。60余年對光子世界探索的歷史，促使濱松可以超前開發(fā)和掌握光電產(chǎn)品微型化進(jìn)程中的尖端核心技術(shù)。

　　隨著生活水平、生態(tài)環(huán)境等條件的不斷變化，人們將越來越渴求“科技”能夠更加走進(jìn)生活。濱松秉承著“l(fā)ife photonics”的理念，通過自己的力量來推進(jìn)這個美好愿望的實現(xiàn)進(jìn)程。而“微型化”則是其中的一種踐行方式。在未來，我們也將繼續(xù)本著對光子技術(shù)本真的追求，通過更深的技術(shù)研磨，為光電元器件進(jìn)一步的極致作出自己的貢獻(xiàn)。