近日，荷兰光子集成电路（PIC）先驱PhotonDelta携手OnePlanet研究中心，发布了农业食品领域的集成光子学路线图。

PhotonDelta是一个研究、设计、开发和制造集成光子学技术解决方案的生态系统。PhotonDelta将该领域的先驱者与投资者和可行的市场联系起来，通过提供资金、投资和研发路线图，帮助推动该行业的发展。PhotonDelta位于荷兰，但在整个欧洲市场范围内进行联系和合作。

而位于荷兰的IMEC OnePlanet研究中心，则是基于集成光子技术的新型实时传感技术（近红外［NIR］、拉曼光谱和高光谱成像）的前沿机构。OnePlanet的目标是提高对农粮生产过程的认识并进行改进，以优化资源利用和减少浪费。

根据PhotonDelta的说法，该路线图展示了使用光子微芯片技术的可持续食品生产和分配供应的未来。具体来说，它描述了集成光子学和光子学技术将在可持续农业实践和食物供应的转变中发挥的作用：在整个食物供应链中将产量最大化，同时实现食物浪费的最小化。

据悉，多个组织为创建这一路线图作出了主要贡献，包括荷兰光谱学公司MantiSpectra、荷兰埃因霍温理工大学和代尔夫特理工大学。

精准农业是一种利用传感器实现高度精确和优化的种植和分配技术的实践，处于这一努力的最前沿。上述合作伙伴表示，精准农业需要小型、成本效益高、可扩展的技术，以实现大批量和低成本生产。

光子集成电路（PICs）是光学传感应用的理想选择，特别是在田间和整个供应链中对作物和食品成分进行实时遥感。小型化和低功耗使得PIC非常适合于手持设备。

传感器融合被定义为将多种传感技术整合到单个便携式设备中的潜力，使来自多个传感器源的数据能够组合在一起，以进行更准确的检测和定量分析。报告中确定的单个传感器技术包括激光雷达、近红外（NIR）光谱和成像以及拉曼光谱。

当应用于农业时，激光雷达可以用来绘制果园、土壤条件和水流，以及农业机械和牲畜的精确位置。近红外光谱测试可以提供有关牛奶和农产品等产品成分以及土壤特征的详细信息，以及用于检查评估形状和异常。

拉曼光谱可用于对化学物质进行高灵敏度和特异性的分析。应用于农业场景之中的时候，它还可以通过测量植物的化学成分来确定生长条件。拉曼光谱还应用于牲畜管理，以监测和控制污染气体排放，如氨、甲烷、二氧化氮和一氧化二氮。

即便只有少数几个平台，也可以支持多种农业食品应用。例如，可见光和近红外光谱和成像可以测量植物和土壤中的营养物质、叶绿素、蛋白质和糖等化学成分，以及检测应用。集成光子传感器将使农民能够给作物提供最佳的水、光和营养，以及评估作物状况和提供疾病的早期检测。

（图片来源：PhotonDelta）

除了相关的支持技术之外，该路线图还确定了精准农业、食品加工和零售的趋势。PhotonDelta生态系统及其合作伙伴鼓励行业更多玩家参与，帮助设计、开发和制造基于集成光子学的产品。路线图中提到的涉及集成光电子和农业食品的公司包括Ommatidia LiDAR、Scantinel Photonics、MantiSpectra、Neuruno、Deloq和Spectrik等。