创新驱动引领小微光谱仪国产突围——四川大学段忆翔教授谈小微型光谱仪的国产化路径与产业化实践
光谱技术作为识别物质分子结构的重要分析工具，经历了从实验室研究设备到融合人工智能算法、便携化设计及在线监测能力的多维技术体系的演变，如今已广泛应用于工业制造、医疗健康、食品安全和生态环境等领域。随着对实时、原位和便捷分析需求的持续增长，小微型光谱技术及其设备正加速发展，逐渐成为分析科学的前沿方向。
四川大学段忆翔教授长期专注于质谱与光谱类高端分析仪器的自主创新研究。2016年，为响应科技部重大仪器专项任务，段忆翔教授创立了成都艾立本科技有限公司（简称艾立本），并担任公司董事长，推动科研成果向产业化转化。作为核心技术团队的领头人，他带领团队研发出多款具有自主知识产权的高端设备，包括手持式激光诱导击穿光谱仪（LIBS）、质子转移反应飞行时间质谱仪（PTR-TOF-MS）、等离子体射流固样分析光谱仪等，广泛服务于环境监测、食品安全和医疗诊断等领域。
近期，仪器信息网对段忆翔教授进行了专访，深入探讨了当前小微型光谱仪器的市场格局、技术演进趋势及在产业化推进中的关键挑战与实践经验。
构建高端仪器市场竞争力，核心在于自主创新能力
段忆翔教授对小微型光谱仪的未来发展持乐观态度。他指出，随着市场对便携、实时分析设备需求的上升，传统台式光谱仪正在向小型化、移动化方向演进。相比传统设备，小微型光谱仪具备体积小、易操作和高便携性等优势，随着硬件与软件技术的不断进步，其操作界面有望实现“傻瓜式”设计，使普通用户也能轻松使用。
“无论是食品和药品中关键元素的检测，还是毒品筛查、污染物识别，都需要快速且精准的分析工具。”段忆翔表示，“如果未来能将光谱仪小型化到像激光笔一样，用户只需一照即可获取检测结果，这类设备将在市场上大有可为。”
在提升高端仪器市场竞争力方面，段忆翔强调自主创新能力是核心驱动力。他指出，行业应避免重复性开发和产品同质化，而应聚焦差异化技术路线，突出自身技术优势，构建可持续的产业竞争力。
艾立本作为行业创新的代表，率先将1535纳米激光技术应用于手持式LIBS设备中，解决了传统激光波长（如1064纳米）存在的人眼安全问题。段忆翔解释称，1535纳米属于“人眼安全波段”，即便直视也不会造成眼部损伤，显著提升了现场操作的安全性。然而，较长波长带来了光子能量较低的问题，团队通过优化光路设计、系统集成、采样方式等关键环节，最终实现了与1064纳米系统相当的光谱性能。
小微型光谱仪未来核心技术增长点聚焦四大方向
段忆翔教授分析指出，国内小微型光谱仪器正处于由全面进口向逐步国产化过渡的阶段。艾立本已在多款光谱仪器的自主集成方面取得突破，显著提升了设备的国产化水平。
当前，制约小微型光谱仪发展的瓶颈更多体现在工艺实现层面，包括关键部件的加工精度控制、光纤光栅的调谐优化、以及软件算法的持续迭代等。这些环节需要长期的技术积累和不断打磨。
关于未来技术趋势，段忆翔认为，行业将持续以现有技术为基础推进迭代升级。尽管已有多个高校团队在该领域提出创新性技术路径，但实验室成果向产业转化仍需时间。结合当前市场和技术的发展动态，他认为未来小微型光谱仪的四大核心增长方向将包括近红外光谱、拉曼光谱、激光诱导击穿光谱（LIBS）以及分光技术。这四大方向预计将在未来几年内带动行业的进一步扩张。
关键部件是仪器产业持续发展必不可少的前提
段忆翔教授作为高校科研团队的负责人，在推动小微型光谱仪技术产业化方面做了大量系统性工作。他强调，光谱、质谱及医学诊断仪器是团队长期深耕的核心方向，同时，光路系统、光谱系统和激光器系统等关键部件的研究也始终是重点。
“关键部件与整机系统的发展密不可分，基础研究的积累和技术的扎实积淀是仪器产业持续发展的前提。”段忆翔表示。
他提到，自2010年从海外归来后，便专注于科研成果的产业转化，并在前期积累了扎实的基础。国家重大科学仪器专项采用“5+3”的考核机制，前五年聚焦基础研发，后三年评估产业转化成效。艾立本团队在项目初期就将成果转化纳入整体战略，并严格按照“产学研用”一体化要求推进。
段忆翔指出，近年来国家对科技创新与成果转化的支持力度不断加大，产学研协同机制日趋成熟，创新创业环境显著改善，为技术突破与产业落地提供了良好土壤。
在实际应用中，如何兼顾光谱仪的通用性与特定场景需求是关键。段忆翔分享了艾立本的经验：“我们的设备始终以用户需求为导向，针对不同使用环境提供定制化方案。例如，在温和环境中，普通光谱仪经过简单封装即可满足使用要求；而在极端环境下，则通过控温、密封等措施提升仪器的稳定性。在测合金碳含量等特定应用中，团队通过充气保护等创新手段，大幅提升了碳元素的检测灵敏度。”
通过多维度的定制化设计，艾立本实现了从灵敏度、稳定性到极端环境适配性的全面优化，为用户提供精准、高效的分析解决方案。