根据QYResearch调研团队的最新报告预测，到2031年，全球微型光谱仪市场规模有望攀升至6.2亿美元，未来数年的年复合增长率将维持在8.0%的水平。这一增长趋势背后，是光谱技术不断突破传统边界、拓展应用领域的生动写照。
当前，前沿基础研究与产业实践的深度融合正成为推动技术创新的关键力量。以粒子基范式为代表的新一代光谱技术，正逐步打破实验室的围墙，向环境监测、工业视觉、生命健康、消费电子等多个领域延伸，尤其在光谱成像等细分方向展现出强劲的发展势头。
近期，清华大学电子系某教授团队在材料科学领域国际权威期刊《Nano Research》上发表了一篇重要论文。该研究立足光的波粒二象性基本原理，对基于波动性和粒子基的两类光谱检测技术进行了全面梳理，从原理、实现路径、核心特性、性能表现到应用拓展，为光谱技术的创新发展提供了全新的理论视角。
尽管光的波粒二象性原理已被认知百年，但光谱测量方法长期以光的波动性为基础，导致传统波基范式光谱仪在光谱特性与设备尺寸之间难以取得平衡，限制了其在现场检测等复杂场景的应用。而该教授团队的研究成果，则从原理层面将光谱技术明确划分为“波基”与“粒子基”两大范式。其中，粒子基范式通过光子与量子点、纳米结构等敏感材料的本征相互作用直接编码光谱信息，从根本上摆脱了对入射光相位、偏振及复杂长光路系统的依赖。
这一原理性突破为光谱仪的研发开辟了新路径。它有望使光谱仪在追求高分辨率、宽光谱范围和高通量的同时，实现设备的小型化、坚固化与成本控制，为破解传统技术核心矛盾提供了切实可行的方案，并在产业化实践中得到了初步验证。
在光谱技术高性能与微型化的产业化探索中，该教授团队取得了显著成果。他们研发出量子点光谱传感芯片及一体化监测设备，将传统大型光谱分析仪的尺寸缩小至手机摄像头级别，体积缩减至原来的千分之一。这一创新不仅提升了光通量、通道数及环境适应性，还保持了稳定的光谱分辨能力。
依托这些研究成果，该教授团队积极助力智能感知技术的迭代优化，与行业伙伴携手拓展技术应用场景，为各行业数字化转型提供光谱感知支撑。基于核心技术，他们研发的芯禹系列水环境监测终端及水环境大数据智慧监管系统，已构建起从实时数据感知到智能分析决策的完整产品与解决方案体系。
目前，这一体系已在全国二十余个省市得到广泛应用，服务于地表水水质监测、排水管网健康度诊断等场景，为“长江大保护”等国家重大工程提供了有力支撑。相关技术装备还入选了住房和城乡建设部先进适用技术与产品目录，获得了国家层面的认可。
