儘管近紅外線光譜儀（near-infrared spectrometer）的存在已有六十年之久，卻鮮少有人知道它對於測量不同物質(zhì)能量反射的重要性。德州儀器（TI）的AvatarNIR光譜儀，便能幫助各種產(chǎn)業(yè)找出物質(zhì)的分子「指紋」— 範(fàn)圍包括農(nóng)業(yè)、法醫(yī)鑑識、製藥、石油、醫(yī)療照護(hù)等。
過去六十年來，近紅外線光譜儀技術(shù)已有極大的進(jìn)展。早期這類裝置既笨重且只限於實(shí)驗(yàn)室使用，但現(xiàn)在的紅外線光譜儀已能利用微處理器控制、精確的A/D採樣及電腦化光譜計算技術(shù)，並透過統(tǒng)計分析，在不同地點(diǎn)快速的取得結(jié)果。
四大用途
| 圖1 : 近紅外線光譜儀技術(shù)應(yīng)用範(fàn)圍廣泛 |
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目前近紅外線光譜儀可依使用場合區(qū)分為四大用途：
—實(shí)驗(yàn)室—
儀器通常體積較大、精確度高且屬於一般用途。用來處理光譜資料的電腦可能位於實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部，有些則是位在遠(yuǎn)端並透過乙太網(wǎng)路或USB連網(wǎng)。它們能處理大量的資料，幾秒內(nèi)就能和分散式參考標(biāo)的進(jìn)行比對。
—野外—
可攜式近紅外線光譜儀的外型類似小型實(shí)驗(yàn)室儀器，可隨意移動，通常只需交流電110伏特，或12伏特加上變流器即可供電。可攜式近紅外線光譜儀的尺寸通常只比便當(dāng)盒大一點(diǎn)，可放置在貨卡尾門上，適用於農(nóng)田或礦場等產(chǎn)業(yè)型場景。
—工廠—
這類專用設(shè)備可監(jiān)測工廠環(huán)境，通常有特定的用途。在工廠的建置中，一條生產(chǎn)線上可能包含多種的光譜儀，透過乙太網(wǎng)路或以無線連網(wǎng)連結(jié)主要的控制設(shè)施。
—掌上型—
機(jī)動且使用便利的手持式光譜儀，是目前業(yè)內(nèi)一大焦點(diǎn)。現(xiàn)有產(chǎn)品只要裝上電池即可運(yùn)轉(zhuǎn)，尺寸與大型手搖鑽相近。優(yōu)點(diǎn)是攜帶方便，且內(nèi)建電源供應(yīng)裝置可遙控使用。
目前DLP所提供的光譜儀產(chǎn)品組合，包括了兩款可整合新型近紅外線光譜儀的晶片組。針對超行動（ultra-mobile）分析，DLP2010NIR數(shù)位微鏡裝置（DMD）支援可編程高速模式，即時測量最高可達(dá)1,500Hz。這款晶片是針對700 – 2500 nm波長範(fàn)圍進(jìn)行優(yōu)化的完全可編程微機(jī)電（MEMS）。只要搭配藍(lán)牙技術(shù)與藍(lán)牙低耗電DLP NIRscan Nano評估模組（EVM），設(shè)計人員就能輕鬆地做出可攜式分析器的原型，進(jìn)而加快嵌入式超行動光譜儀的開發(fā)時程。
DLP4500NIR數(shù)位微鏡裝置則是針對高效能系統(tǒng)所設(shè)計，內(nèi)有超過1百萬個微鏡，支援可編程高速模式速度最高可達(dá)4,225Hz，同時也針對700 – 2500 nm波長範(fàn)圍進(jìn)行優(yōu)化。搭配的DLP NIRscan評估模組，測量時間低於一秒時訊噪比可達(dá)30,000:1，分析材料時可以更快更準(zhǔn)確。
相關(guān)領(lǐng)域持續(xù)出現(xiàn)進(jìn)展，體積更小、成本效率高的裝置也應(yīng)運(yùn)而生，未來這項(xiàng)技術(shù)終將進(jìn)入消費(fèi)性市場。試想智慧手機(jī)若能內(nèi)建近紅外線光譜儀，就可以評估食物是否完全成熟、偵測食物的過敏原、確認(rèn)高價橄欖油的純度、協(xié)助醫(yī)療偵測或檢查汽車機(jī)油。在臺灣等地的市場裡，消費(fèi)者的健康意識抬頭，越來越關(guān)心像是牛奶、食用油等食材是否帶有不良化學(xué)添加物，因此搭載近紅外線光譜儀技術(shù)的裝置，將有機(jī)會發(fā)揮極大的用處。（作者Joe Siddal任職於德州儀器）
