蘋果公司沒能搞定的無創血糖監測，正在一家中國公司手中加速走向現實。

在物質分析與(yu) 健康監測領域，光譜儀(yi) 如同科學家和醫生的“眼睛”，能精準揭示物體(ti) 的化學成分與(yu) 含量。然而，傳(chuan) 統高性能光譜儀(yi) 往往體(ti) 積龐大、價(jia) 格昂貴，且使用門檻高。無論是在工業(ye) 場景中進行材料成分識別與(yu) 含量檢測，還是在醫療健康領域開展人體(ti) 指標分析，通常都離不開複雜的采樣流程、實驗室送檢，以及專(zhuan) 業(ye) 人員的操作和解讀。

如果能把這枚“光譜之眼”濃縮到一枚價(jia) 格低廉的光芯片上，並實現對各種物質成分的實時檢測，那精密光譜分析將不再局限於(yu) 實驗室，而走進工廠車間、田間地頭，甚至融入日常穿戴設備，成為(wei) 人人可用的感知能力。

“光學卷積光譜儀(yi) ”成果發表於(yu) 《自然·光子學》（Nature Photonics）

近日，一個(ge) 來自中國的團隊——徐州光引科技發展有限公司與(yu) 劍橋大學團隊聯合宣布，成功研製出一種名為(wei) “光學卷積光譜儀(yi) ”（Optical Convolutional Spectrometer）的麵向量產(chan) 的革命性片上光譜係統，革新了智能終端的交互邏輯。不僅(jin) 解決(jue) 了微型光譜儀(yi) 性能、體(ti) 積與(yu) 成本的“不可能三角”難題，還讓可穿戴設備從(cong) “記錄型電子產(chan) 品”升級為(wei) 真正意義(yi) 上的“個(ge) 性化智能健康管家”成為(wei) 可能。這項突破性成果已發表於(yu) 國際頂級期刊《自然·光子學》（Nature Photonics）。

光譜儀(yi) 芯片架構與(yu) 芯片實物圖

聯合團隊從(cong) 底層數學原理出發，首次將卷積運算直接融入光學器件本身，提出了一類全新的卷積式光譜儀(yi) 架構。該設計天然契合微型化與(yu) 係統級集成的需求，在保證結構極簡、計算高效的同時，實現了光譜信息的高保真、高精度采集。該架構把複雜的光學係統集成到一個(ge) 指甲蓋大小的模組內(nei) ，實現了前所未有的性能與(yu) 集成度平衡。但卻能精準“看透”從(cong) 塑料、溶液、藥品乃至人體(ti) 皮下組織等一係列複雜樣本中的關(guan) 鍵成分，結合AI算法可實現秒級的實時分析。

它的工作帶寬覆蓋超過500納米的近紅外波段，采樣和處理速度達到亞(ya) 秒級，而整體(ti) 成本僅(jin) 為(wei) 傳(chuan) 統設備的千分之一，最低可達萬(wan) 分之一，低至百元級，將有力地推動這一成果走向大眾(zhong) 日常生活。

《自然·光子學》的審稿人對此技術評價(jia) 道：“本論文所提出的新型微型化近紅外測量光譜儀(yi) 兼具原創性與(yu) 顯著性能提升，特別是將係統成功集成到可穿戴設備以實現生物標誌物的實時監測，這將具備顯著的經濟效益。”

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41566-026-01891-6

微型光譜的核心挑戰：性能、體(ti) 積與(yu) 成本的“不可能三角”

在蘋果公司內(nei) 部，曾長期存在一個(ge) 代號為(wei) “E5”的神秘項目。這個(ge) 自喬(qiao) 布斯時代便已啟動的計劃，核心目標是通過微型紅外光譜係統實現無創血糖檢測。盡管蘋果多年來持續投入、反複攻關(guan) ，這一項目至今仍未取得真正意義(yi) 上的實質性突破。由於(yu) 技術難度極高，這一方向曾被媒體(ti) 形容為(wei) 堪比“登月”的挑戰。

光學卷積光譜儀(yi) 工作原理示意圖

挑戰背後，也折射出光譜儀(yi) 微型化所麵臨(lin) 的行業(ye) 共性難題：如何在極致壓縮體(ti) 積、顯著降低成本的同時，依然保持足夠高的測量精度與(yu) 長期穩定性？而目前已有的方案都難以跨越這一門檻：有些設計為(wei) 了縮小體(ti) 積，而犧牲了光譜分辨率和帶寬；有些則係統封裝不成熟，難以在真實環境中可靠工作，更是無法滿足嚴(yan) 苛的光譜計量要求。

而光引科技，一家由劍橋大學華人教授創立的硬科技公司，正以全新的技術路徑來突破這一困局。團隊憑借其在光子芯片領域的深厚積累，從(cong) 底層數學原理出發，提出了一類全新的卷積式光譜儀(yi) 架構。該設計天然契合微型化與(yu) 係統級集成的需求，在保證結構極簡、計算高效的同時，實現了光譜信息的高保真、高精度采集，從(cong) 而打破長期困擾行業(ye) 的“不可能三角”。

改變可穿戴市場的遊戲規則，一年內(nei) 推出相關(guan) 產(chan) 品

從(cong) 上世紀PPG（光電容積脈搏波）技術發明，到2013年第一款PPG智能手環問世，可穿戴設備的核心感知範式其實並沒有發生根本性變化。時至今日，我們(men) 日常佩戴的許多智能設備所宣稱能夠檢測的心率、血氧、睡眠質量等指標，本質上仍主要建立在脈搏波這種單一維度的信號之上，再通過算法進行間接推算。這意味著，其可獲取的信息密度、能夠覆蓋的指標範圍始終受限，檢測精度與(yu) 穩定性也麵臨(lin) 明顯瓶頸。

相比之下，微型光譜儀(yi) 則帶來了一種“降維打擊”式的能力躍遷。不同於(yu) PPG低維、單點式的信息采樣，光譜儀(yi) 獲取的，則是在廣闊波段範圍內(nei) 連續分布的高密度光譜信息，包含真實反映物質本征屬性的“光譜指紋”。理論上，隻要具備足夠高的信噪比、合適的波段設計以及可靠的算法支持，光譜技術就有潛力實現對多種成分和生理指標的直接分析。

生理指標無創檢測能力與(yu) 智能穿戴應用

基於(yu) 這一路徑，光引科技率先論證了微型光譜儀(yi) 在可穿戴健康管理與(yu) 疾病風險預測這一新興(xing) 領域中的巨大潛力。通過大規模誌願者人體(ti) 數據采集與(yu) 分析，並結合先進的神經網絡算法，這枚小小的“光譜之眼”已能夠實現對多項關(guan) 鍵皮下生理指標的無創、實時監測，包括膠原蛋白、皮膚水分、皮膚油脂、血酒精、血乳酸，甚至具備對血糖變化趨勢進行連續監測的潛力。

一旦實現商業(ye) 化落地，這項技術有望讓可穿戴設備從(cong) “記錄型電子產(chan) 品”進一步升級為(wei) 真正意義(yi) 上的“個(ge) 性化智能健康管家”。它所帶來的不隻是一次硬件能力的提升，更可能推動健康監測、個(ge) 護醫美、運動恢複，乃至智能終端交互邏輯的整體(ti) 革新。

目前，光引科技已經實現其晶圓級規模流片，正在推動此技術的規模化封裝量產(chan) ，並積極與(yu) 各路業(ye) 界人士合作。預期將在一年內(nei) 推出搭載此技術的商業(ye) 化產(chan) 品。