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近红外光评估模块NIRscan 4500拓展光谱分析应用

启明?? 2014年10月31日 ?? 收藏0
在前不久的光电博览会上,德州仪器DLP推出了用于近红外光评估的NIRscan 4500评估模块。相较于针对可见光的DLP LightCrafter4500评估模块,它能够覆盖从近红外光至可见光的更宽广的范围,从而实现以往产品无法覆盖的一些光谱检测类新应用。

德州仪器DLP嵌入式产品事业部经理Mariquita Gordon介绍说,大家都熟悉DLP技术在数字影院、投影等领域的领导地位,然而凭借其灵活的控制,除了在商用市场、影院市场之外,它还能开拓出更多的市场,比如工业应用、汽车电子应用。目前,DLP就已经通过波长控制,设计了一些光谱分析和智能照明(通过红外光做医疗相关应用,甚至包括汽车电子的抬头显示应用)产品。

以往的显示产品中用的都是可见光,而一些工业应用领域可能会用到紫外光、红外光。因此将同样的DLP芯片做一些工艺调整,其便能在紫外光到红外光的波段范围内工作。另外由于DLP技术本身的设计弹性,除了灯泡的光源之外,其还可以采用激光光源、LED光源,通过这些技术的创新,便给用户带来更多的可能性。

去年,TI推出了评估模块NIRscan 4500,采用DLP4500配套,今年该公司推出了另一个全新的DLP NIRscan,做近红外显示,从而实现一些光谱分析应用。该产品是首款能够支持近红外光的芯片的配套系统评估模块。该近红外的评估模块可以开拓全新的应用领域,即光谱分析市场。

光谱分析的应用领域非常广,包括食品、农业、塑料制品检测、制药、化工、法规制订,甚至包括医疗应用。在近红外光谱范围之内,很多物质不管是液态还是固态,其分子对特定波长的光线有吸收或者反射特性,可以非常强烈地反映出特征光谱。通过特征光谱可以非常快速实现检测,比如食品质量、药物真假、药物成分、物质是否被污染。该公司在2015年还将有针对不同应用领域的第二批近红外光谱分析产品推出。

通过DLP技术实现分析的基本原理是,白光通过滤镜将得到七彩颜色,通过把光谱均匀平铺在微镜阵列上,实现对每一个小镜片开关动作的控制。这样可以通过感兴趣的光谱范围,把整个光谱勾勒出来。通过光谱照射在物质上或者反射上,物质本身的特性就可以体现出来。然后就是绘制出特征光谱通过检测物之后的光谱曲线。光谱曲线可以通过数据库里的模块做比对,来检测物质或者分析成分。光谱产品已经问世几十年,有很多标准的数据库存在,因此,通过跟数据库的模块比对,便可非常快速地得出结果。

DLP技术的效率非常高,可以较低功耗下做出高性能检测,因为很多物质对曝光强度和亮度有要求。传统技术通常需要很大的检测阵列,该阵列在传统光谱产品里是非常昂贵的一个部件,而且也有非常大的局限性。针对新的物质,可能要更换不同阵列,因此整个系统成本非常高。

另外,生产线生产工艺检测,可能需要检测一些特定的物质含量有没有超标,DLP可以提供非常快速的可编程材料模式,其含量要求可以非常快速地用程序来控制。另外一些应用(比如分析物质分子组成),目前传统的光谱计都是实验室的高端设备,因此检测物质要提取样本,送到实验室等待检测结果。DLP技术可以让用户把设备带到现场进行检测,不影响检测结果,也不需要等待,因此给分析检测环节带来了很多便利。

Mariquita表示:“DLP NIRscan评估模块包含了所有必要元素(比如光谱计元素),我们希望通过评估模块让客户更快地把产品推向市场,除了科学实验室的设备,现场检测的仪器,甚至有可能会导入到消费级市场。现有的传统技术跟这个模块相比的话,可能还不如我们的模块性能高,但是成本确是我们的三倍、四倍甚至更高。希望通过这个评估模块能够让客户快速导入产品阶段,然后带来更多的市场机会。

“我们希望通过DLP本身的技术优势和客户一起做产品的创新。在这个领域我们可以做非常便捷小巧的终端设备,里面并没有任何可移动的部件。因此,在现场检测的时候不用担心震动会给设备的精度带来影响,给我们的设计带来了更多的灵活性。希望通过无论是技术还是参考设计,能和客户一起把创新市场带动起来。

对于该产品将在工业还是民用中采用,她表示:“我们希望提供的模块能够嵌入各种各样的应用场合,给客户在设计中更多的灵活性,因此我们会有两块电路板,包括整个光学的架构。客户拿到设计之后,他的终端产品设计可以做一些简化,或者根据需求做调整,甚至可以做得更小。

“工业和民用都是我们想涵盖的领域,可能先从工业开始做起,目前在工业用的很多光谱计算,成本可能在25,000美元甚至更高的价格。如果要做到民用级,成本、体积都是非常敏感的因素,我们在做整个产品的路线图,希望能够提供更多的选择性,让我们的客户从工业到民用去覆盖每一个市场。”

此外,TI在网站上放了很多的技术细节文档、参考设计。还有DLP E2E社区,客户有什么问题都可以问该公司工程师,他们会非常快速地解决。现在该公司也推出中文版社区。另外一个很关键的是TI设计,TI提供了很多参考设计的技术资料和文档供客户去下载,里面包括所有电子软件系统的部分。另外其还有一个设计网络,里面提供了很多第三方的合作伙伴能够提供的服务,包括模块、软件硬件设计,甚至更深层次的系统设计知识。通过这些便能帮助客户快速导入DLP技术,把产品导入市场。(启明)

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