1666年牛顿通过棱镜实验揭开光谱的奥秘,也为光谱仪的诞生奠定了基础——三百多年来,光谱仪一直是人类探测物质成分的核心工具,却始终绕不开一个核心痛点:小尺寸与高性能无法兼得,缩小元件就会牺牲检测精度,传统光谱仪不仅体积庞大,价格更是动辄上万元,只能停留在专业实验室中,无法走进大众生活。直到浙大研究员杨宗银的突破,让这个百年难题迎来了答案。

从剑桥实验室的坚持,到纳米光谱仪的诞生
杨宗银是浙江大学信息与电子工程学院“百人计划”研究员,2023年达摩院青橙奖得主,从小热爱发明的他,受童年拆解电器做小装置的启发,一直认准“应用型科学家要通过工具造福社会”的方向,从浙大本科到剑桥大学电子工程系博士,他一头扎进了光谱仪微型化的难题里。
研发的过程远比想象中艰难:在剑桥的日子里他是实验室最晚走的人,150多次实验失败后他曾暂停实验半年,陷入自我怀疑,直到一次晨跑和跨学科朋友聊天,被点破可能是算法出了问题,才终于找到破局方向。2018年8月的一个周六夜晚,他在实验室测出了有效信号,和商用光谱仪结果完全一致,那一刻多年的坚持终于有了回报。他的成果后来被《Science》点评为“世界上最先进的材料合成,最高超的实验技巧,最巧妙的算法”,剑桥大学更是称这项成果“超越了牛顿光学实验的极限”。
最终诞生的纳米光谱仪,尺寸仅几十微米,是目前市面上最小光谱仪的千分之一,成本却能压到50元以内,不需要孤立的分光和探测元件,性能完全不输传统大型设备。这项突破也让光谱仪走出实验室成为可能:未来它可以内嵌到手机、无人机、可穿戴设备中,用手机扫一扫就能检测果蔬农药残留、筛查食品添加剂,上亿糖尿病患者也可以告别扎手指,实现无创随时测血糖。
产学研协同,让创新从实验室走向货架
杨宗银始终坚持“研究要么上货架,要么进教科书”,拿到青橙奖的百万元奖金后,他第一时间推进成果产业化,而一项实验室创新要落地成大众能用的产品,离不开成熟的产业链配套支撑,深耕光测试领域二十余年的优峰技术,正是国内光谱产业发展的坚实后盾。
深圳市优峰技术是国内光通信、光医疗、光传感领域知名的解决方案提供商,主打软硬件、机械自动一体化的器件测试方案,核心团队均毕业于国内外顶尖高校,核心成员曾任职于华为、II-VI等知名光电子企业,拥有超过二十年的行业积累。目前优峰技术不仅在东莞拥有独立的研发生产基地,自研出品点光源、可调光源、功率计、光开关等全系列测试仪表,还合作入股、代理了GouMax小型化光谱分析仪、日本横河YOKOGAWA全系列光谱仪与波长计设备,覆盖从新型器件研发到量产线检测的全流程需求,能够为微型光谱仪这类创新成果提供从研发验证到批量生产的完整测试保障,让实验室的创新可以顺利对接产业落地。
从牛顿花园里的苹果树,到剑桥实验室的深夜灯光,再到今天产学研协同推动的产业化,光谱仪走了三百多年才从实验室走到了普惠应用的门口。杨宗银的突破让我们看到了纳米光谱仪改变大众生活的可能,而优峰技术这类扎根产业的配套支撑,正在让这份可能性一点点变成现实。在不远的将来,我们随身的手机就能完成专业光谱检测的愿景,终将走进现实。