二維微機電(MEMS)陣列為移動光譜分析儀打下基礎

Mike Waoker Hakki Refai 德州儀器 Optecks

在近紅外（NIR）光譜分析領域，一個將便攜性與高性能實驗室系統的準確性和功能性組合在一起的系統將極大地改進實時分析性能。一塊由電池供電的小型手持式光譜分析儀的開發可以實現對工業過程或食品成熟度的評估進行更有效的監控。

多數色散光譜分析測量一開始采用的都是同樣的方式。被分析的光通過一個小狹縫，狹縫與一個光柵組合在一起共同控制這個儀器的分辨率。這個衍射光柵專門設計用于以已知的角度反射不同波長的光。這個波長的空間分離使得其它系統可以根據波長來測量光強度。

傳統光譜測量架構的主要不同之處在于散射光的測量方式。兩種常見的方法有：使用與散射光物理掃描組合在一起的單元素（或單點）探測器，或將散射光在一組探測器上成像。

一、使用MEMS技術的測量方法

使用具有一個單點探測器、基于光學微機電系統（MEMS）陣列技術的全新方法可以克服傳統光譜分析方法中的很多限制。在基于單點探測器的系統中，一個固態光學MEMS陣列用簡單的空間波長濾波器取代了傳統的電動光柵。這個方法在消除精細控制電動系統中問題的同時，可以利用單點探測器的性能優勢。近些年，此類系統已經投入生產。其中，掃描光柵已經被取代，并且MEMS器件過濾每一個特定波長進入單點探測器。這個方法在實現更加小巧和穩健耐用光譜分析儀的同時，也表現出很好的性能。

相對于線性陣列探測器架構，光學MEMS陣列的使用具有多個優勢。……