【微型光谱仪应用】微型光谱仪在Micro-LED脑机接口中的应用

一、背景

       Micro-LED在脑机接口中的应用背景源于传统神经调控技术（如电极或单点光纤刺激）在精度、侵入性和长期稳定性方面的局限。Micro-LED凭借其高分辨率、微小尺寸、低功耗和快速响应的特性，可与光遗传学结合，实现对神经元的精准光控。

二、应用概述

       Micro-LED的微型化特性允许将其集成为百万像素级别的阵列，使每个像素都能作为一个独立的刺激通道，实现对大脑功能柱（直径约0.1-0.5毫米）级别的高精度光遗传学刺激，这是传统技术难以企及的。同时，Micro-LED器件具备低功耗、快速响应的特点，并能与柔性基板（如聚酰亚胺）结合，制成超薄、可贴合大脑皮层的设备，这大大降低了对脑组织的损伤，为长期稳定植入提供了可能。这些特性使得Micro-LED成为推动脑机接口在视觉修复、神经疾病治疗等领域从实验室走向临床的关键技术。

图1：Micro-LED实物

图2：Micro-LED测试实验

       将探针台连接源表，探针台电极连接已封装的Micro-LED的电路板电极，将Micro-LED发光面置于积分球收光口并倒置积分球，从而避免环境光影响测试结果，积分球通过光纤连接光谱仪 ，光谱仪软件控制源表进行电压扫描，从而测试不同电压下Micro-LED的光功率和EQE。

三、实验装置

       典型配置如下：

四、结语

       光谱仪测试Micro-LED的光功率和外部量子效率（EQE），是确保其在脑机接口中安全、有效工作的核心环节。

       精确的光功率测量能保障每个微型光源发出足够强度且稳定的光，以有效穿透组织并精准激活特定神经元，同时避免因功率过高产生热损伤；而高的EQE则意味着电能更高效地转化为光能，直接带来更低的功耗和更少的热量积累，这对于需要长期植入、无线运行的设备至关重要，能显著降低对脑组织的潜在影响，并延长设备使用寿命。