今年七月份，Rockley Photonics对外宣布他们正在研发用于运动手环的生物传感器模块，并且已经和Apple达成合作，未来有望在Apple Watch上采用。小豆芽这里对相关的技术做一个简单的整理，供大家参考。
目前市场上的运动手环，大都以绿光的LED作为光源，入射到皮肤表层，通过检测反射回来的信号，获知用户的心率、血压、血氧等信息，如下图所示。
（图片来自文献2）
Rockley的方案中，除了可见光LED光源之外，还配置有近红外光源，可以穿透到更深层的皮肤中，再结合硅光芯片的片上光谱仪，进而获知用户的血液里血糖、酒精等物质的浓度信息。
首先聊一聊血糖检测，传统的方案是指尖采血，进行化验分析，进而得到血糖值。这一方案比较耗时，对人体有创伤，并且不能动态监测。如果能够在手环中集成实时监测血糖这一功能，无疑带来了巨大的便捷。Rockley采用的是拉曼光谱的监测方法，其工作原理如下图所示，
（图片来自文献1）
通过分析从血管散射回来的拉曼光谱，与特征光谱进行比对，可以分析得到血糖、酒精等物质的浓度信息。
Rockely的模块分为四部分，如下图所示，
（图片来自https://semianalysis.com/rockley-photonics-will-revolutionize-healthcare-by-measuring-biomarkers-such-as-glucose-with-lasers-in-an-apple-watch/）
其中第一部分为近红外光芯片，尺寸为8*3 mm^2, 第二部分为可见光光路，第三部分电学接口，第四部分为电芯片。硅光芯片出现在第一部分，一方面通过微环产生频率梳光源，另一方面在光芯片上实现片上光谱仪，用于分析散射回来的光信号，从而得知血糖的浓度。
频率梳光源的原理图如下图所示，
（图片来自文献3）
在SiN光芯片上集成III-V的光放大器，单一波长的光进入到微环后，由于SiN的Kerr非线性效应，发生四波混频过程，产生两个新的波长，新的波长进一步在微环中振荡，发生四波混频效应，进而产生多组波长组成的宽带梳状光谱。这里面涉及到的SiN芯片与III-V芯片异质集成，正是Rockley硅光工艺(
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