荷兰MantiSpectra公司凭借其突破性的材料传感器，获得了久负盛名的Hermes工业技术创新奖（Hermes Award）。

图1：MantiSpectra芯片上的ChipSense光谱传感器。（图片来源：MantiSpectra）

荷兰光谱传感器技术公司MantiSpectra凭借其芯片上的光谱传感器ChipSense，在德国汉诺威工业博览会上获得了Hermes工业技术创新奖（Hermes Award）。在光子学生态系统创造者PhotonDelta的支持下，MantiSpectra公司正在使用集成光子学来显著降低ChipSense光谱传感器的尺寸和成本。

通过降低相关成本，提高效率和便携性，MantiSpectra公司希望能够实现更多的自动化和创新。到目前为止，ChipSense技术已经在一些行业中迅速采用——目前全球十大饮料公司中的三家、以及几家财富500强企业都在使用这项技术，荷兰国家警察局也正在对该技术进行试验。

Laser Focus World（以下简称LFW）最近采访了MantiSpectra公司董事总经理Mauranangelo Petruzzella（以下简称MP）。

LFW：请您简要介绍一下ChipSense光谱传感器是如何工作的？

MP：MantiSpectra开发了近红外（NIR）光谱传感器，能够对材料成分进行分类和量化。我们的核心技术ChipSense，基于在近红外区域（850~1700nm）具有选择性波长的高性能探测器。该光子芯片能提供被分析材料的离散近红外指纹。当将这种近红外指纹与人工智能（AI）相结合时，可以对系统进行分类和量化训练。

ChipSense技术是荷兰埃因霍温科技大学的研究成果。在这项研究成果中，思考光谱学的视角发生了革命性的变化。我们从制造一个微型光谱仪，发展到在芯片上制造光谱传感器。

我们采用基于双膜结构的设计，实现了第一台微型光谱仪。而传统的光谱仪，都是一套只能由专业人员操作的大型系统。尽管传统光谱仪的分辨率很高，线宽也很窄，但是它们的工作范围有限，而且由于存在可移动的机械部件，它们很难在实验室外使用。

我们意识到需要改变方法：波长范围需要增加，我们需要使其适合芯片。最终，我们实现了一个非常简单的结构，没有任何移动元素。光谱芯片包含一组谐振腔增强型光电探测器，每个探测器在850~1700nm波长范围内具有不同的光谱响应，具有高信噪比。高信噪比是在实际应用中实现高预测精度的关键。

LFW：您看到了哪些最令人兴奋的应用机会？

MP：我们目前专注于农业食品行业。在食品和饮料领域，ChipSense已经被世界前十大食品和饮料公司中的三家和多家财富500强企业采用。

目前食品和饮料行业面临的主要问题是：质量控制效率低下，这也是导致产品召回的主要原因。食品公司需要不断地将样品送往外部实验室，用于质量控制。这个过程通常需要几天到几周的时间，每次分析的平均成本为50~100美元。此外，质量控制通常只在生产过程结束时进行。

ChipSense光谱传感器提供了一种即时解决方案，可以在食品生产过程中的多个步骤即时测量材料特性——在原材料入库、生产过程中以及生产后最终交付产品之前的多个环节，都能进行材料特性的实时分析；并且，整个测量过程只需要几秒钟而不是几周。 

LFW：接下来ChipSense将如何继续发展？

MP：我们目前正在同一个平台上共同集成电子学和光子学，以实现小巧的体积和价格优势，从而让ChipSense能够在大批量应用市场中释放其全部潜力。

当扩大生产规模后，ChipSense传感器的成本将进一步降低。想象一下，我们的微型NIR设备可以安装在智能手机摄像头中，从而实现所有可能的应用。这将推动一场新的革命，就像在我们的智能手机中安装GPS功能时带来的悄无声息的变革一样。获取我们周围世界的信息，将变得像获取从一座城市中的A点到B点的方向一样简单。

虽然目前ChipSense主要用于工业应用，但它也将遵循与GPS或惯性传感器的发展相似的路径——从研究实验室到高价值工业应用、再到消费应用。关键在于光子集成，以及它是一种半导体技术。我们可以在一块晶圆上生产数千个芯片！这也是我们称之为“光谱革命”的原因！

作者：Peter Fretty