单色光谱仪

第二十三届德国慕尼黑光电展于2017年6月26日在德国慕尼黑展览中心举行，该展会是全球唯一覆盖整个光电子行业所有门类、展示最尖端科技的专业光电博览会，目前，卓立汉光与Mountain Photonics GmbH 联合参加展出，卓立汉光携最具影响力产品：波长可调单色光源亮相展会现场！ ZOLIX&Mountain Photonics GmbH德国慕尼黑光电展展位号：B2.340 卓立汉光与Mountain Photonics GmbH 已正式签订代理协议，由Mountain Photonics GmbH全权代理卓立汉光产品推向德国市场，Mountain Photonics GmbH 在光电行业累积了70年的经验，为客户推广最全面的光学测量技术专业产品。 Mountain Photonics GmbH德国慕尼黑光电展（展位现场图） 卓立汉光自1999年成立，通过数年的不断努力，成为了光电行业知名的生产厂商， 2000年我司推出第一套量产型三光栅光谱仪后，不断推出了多套荧光、拉曼、光电探测器光谱响应、太阳能电池检测等光谱测量系统，广泛应用在众多高校和科研院所的研究与试验,为国家科技创新贡献了一份力量，产品凭借优良的品质远销欧美、东南亚等海外市场。 此次展会，与Mountain Photonics GmbH公司联合展出的Omni-λBright亮谱系列产品， 其应用市场广泛： 用于荧光光谱测试系统的激发光源 生物荧光测试 探针台应用 CCD相机 CMOS相机 紫外光传感器 红外光传感器 太阳能电池测试 PEC光电化学电池量子效率测试 光电探测器光谱响应度标定 眼部防护用品光谱测试 光学镜头透过率测试 透反吸测试系统光源 更多卓立汉光产品详情，请登录公司展台：北京卓立汉光仪器有限公司更多产品详情：可调单色光源

技术介绍：目前市场上有多种灯源，这些灯源只一般提供复色光，不能根据用户的实际应用提供单一或是较短波段范围的光，因此可调光源也就孕育而生。光源经过不同特点的分光器件（一般为单色仪），输出或是高分辨高窄线宽光，或是高能量的复色光，从而可以在不同的应用场景中使用。产品应用：均匀光源是可调光源一个重要分支，一般可用于探测器如（CCD，CMOS）的响应均匀性测试等光电领域测试。CCD像素非均匀性测试：CCD芯片是由多个像素组成。在CCD制造过程中，因为硅基材料本身质量，以及生产工艺等因素，即使在同一个采集参数下（曝光时间，读出速率等），各像素的暗电流，量子效率还是会有细微的差别。在一些大面阵相机使用的场景，如天文观测，需要在CCD相机使用前对感光芯片的各像元的响应非均匀性做统一的测试。 均匀光源是该测试中的重要环节，光源的均匀性和稳定性都会影响到测试的准确性。 图1：CCD芯片非均匀性测量流程图，内含TLS（可调光源）和积分球如上图所示灯源经光谱仪分光后由积分球输出成为均匀光源，然后照射待测CCD相机进行测试。根据测试响应波段的要求，一般灯源可以选用卤素灯作为光源，用光功率计放置于积分球出口，测量光源在不同电流时的能量输出。经过长时间开启后，（一般30分钟以上），再次测量输出能量数值。经过对比，得到一个电流最佳值使得灯源在长时间工作后仍可保持1%以内的稳定性。光源均匀性测试可以用光功率计在XY电移台上以一定间隔（如1cm），在CCD测试位置获得光源照射到CCD面上的不同位置的照射强度均匀程度。在光源的强度稳定性和均匀性符合测试指标后，接下来可以进行CCD非均匀性测试。分别在挡光和不挡光状态下获得相机在同一AD等参数的情况下图像数据。然后在逐一针对不同曝光时间分析像素点的数值输出。最后得到对CCD芯片的响应均匀性测试，并重新建构测试芯片的暗电流和光电流的分布情况。 图2：卓立汉光推出的基于可调光源的均匀光源系统卓立汉光经过多年的研发，针对不同的光源需求，推出基于不同光源和单色仪的可调光源系统（TLS系列光源） 图3：不同灯源组合灯源加320mm焦距谱仪组合TLS光源灯源不稳定性输出范围氙灯（75W、150W）1%200-2000nm氙灯（300W、500W）10%200-2000nmEQ光源1%200-2000nm溴钨灯（150W、250W）1%350-2500nm40W红外光源1%1.1-12um 灯源加200mm焦距谱仪组合TLS光源灯源不稳定性输出范围氙灯（75W、150W）1%200-1000nm氙灯（300W、500W）10%200-1000nmEQ光源1%200-1000nm溴钨灯（150W、250W）1%350-2500nm40W红外光源1%1.1-8um 引用文献：1， Liang Shaolin, Wang Yongmei, Mao Jinghua, Jia Nan, Shi Entao,Infrared and Laser Engineering, 0417004, 48（2019）2， EMVA Standard 1288,Standard for Characterization of Image Sensors and Cameras，2021Wang Shushu, Ping Yiding, Men Jinrui, Zhang Chen, Zhao Changyin，Proc. SPIE 11525, SPIE Future Sensing Technologies, 115252I (2020)

“上海光源”近日竣工。“上海光源”又名“上海同步辐射光源”，而同步辐射光束线的“心脏”则由中科院西安光学精密机械研究所研制。 由该所承担研制的水冷弧矢聚焦单色器是“上海光源”光束线中的关键设备，各实验站所需单色光波长、能量分辨率、光斑大小都是由单色器来实现或决定，它是整个同步辐射光应用中最重要的装备之一。该设备的性能好坏直接关系到同步辐射光束线的优劣，因而被称为同步辐射光束线的“心脏”。 由于单色器结构设计复杂，加工技术难度大，目前世界上只有法国等少数几个国家能够研制生产，且市场价格十分昂贵。为了研制我国自己的水冷弧矢聚焦单色器，满足“上海光源”工程建设的急需，承担该项研制任务的西安光机所“水冷弧矢聚焦单色器”项目组全体科研人员在中科院上海应用物理所、中科院沈阳科仪中心等单位的密切配合和大力支持下，用不到两年的时间，先后攻克了单色器第一晶体高精度定向、切槽、冷焊以及第二晶体肋拱结构等特殊形状单晶硅精密加工及压弯聚焦面形控制技术，四连杆柔性铰链设计及传递弯矩实施晶体弯曲聚焦技术，晶体投角、滚角、摆角精密微调及光束固定出口技术及高精度高稳定性悬臂式空心轴系、大口径磁流体密封及编码器闭环控制精确定位Bragg转角等系列技术难题，首次成功研制出我国第一台具有自主知识产权的水冷弧矢聚焦单色器。 2008年5月12日和6月6日，在“上海光源”首批7条光束线站中，安装的水冷弧矢聚焦单色器的X射线小角散射光束站和高分辨X射线衍射线站等两条光束线相继进行了首轮调光试验。联调期间，各运动、调节机构精度高、稳定可靠，两台弧矢聚焦单色器成功得到我国第三代同步辐射第一束衍射X光束，联调试验获得圆满成功。它标志着我国自己研制的水冷弧矢聚焦单色器完全达到设计和使用要求。 “上海光源”工程委员会在评价意见中指出，中科院西安光机所瞬态光学与光子技术国家重点实验室研制的弧矢聚焦双晶单色器是整个同步辐射光硬X射线光束线核心部件；该项目的完成，填补了国内在弧矢聚焦双晶单色器研制领域中的空白，在其结构设计和关键技术应用上填补了多项国内空白。它的研制成功，标志着我国同步辐射硬X射线光晶体单色器的研制水平迈上了一个新的台阶并跻身于国际同类水平，使我国成为第二个能生产弧矢聚焦单色器的国家。

项目编号：1447-234202300064项目名称：上海交通大学先进催化科学研究中心（软光XAS与共振散射联合谱仪）预算金额：1000.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：1000.0000000 万元（人民币）采购需求：包件一：proXAS软X射线吸收吸收精细结构及单色光源系统包件二：软X射线探测谱仪包件一1proXAS软X射线吸收吸收精细结构及单色光源系统1套台式软X射线吸收精细结构及单色散射系统proXAS。具体内容详见招标文件第八章合同签订后12个月内上海交通大学指定地点 包件二1软X射线探测谱仪1套X射线散射谱仪支撑基于软X射线的散射信号测量、收集与分析。基于高真空条件构建软X散射的样品环境。具体内容详见招标文件第八章合同签订后12个月内上海交通大学指定地点预算金额：包件一：人民币753万元包件二：人民币247万元合同履行期限：合同签订后12个月内本项目( 不接受 )联合体投标。对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名称：上海交通大学地址：上海市闵行区东川路800号联系方式：招采办经办人：陆老师 86-021-54744366 技术联系人：屠老师 021-547400582.采购代理机构信息名称：上海健生教育配置招标有限公司地址：上海市静安区汶水路299弄25-26号10号楼2楼联系方式：益老师 021-53087656-1053.项目联系方式项目联系人：益老师电话：021-53087656-106

DSR300系列微纳器件光谱响应度测试系统是一款专用于低微材料光电测试的系统。其功能全面，提供多种重要参数测试。系统集成高精度光谱扫描，光电流扫描以及光响应速率测试。40μm探测光斑，实现百微米级探测器的*对光谱祥响应度测量。超高稳定性光源支持长时间的连续测试，丰富的光源选择以及多层光学光路设计可扩展多路光源，例如超连续白光激光器，皮秒脉冲激光器，半导体激光器，卤素灯，氙灯等，满足不同探测器测试功能的要求。是微纳器件研究的优选。 功能：? 光谱响应度? 外量子效率? 单色光/变功率IV；? 不同辐照度IT曲线（分辨率200ms）? 不同偏压下的IT曲线? LBIC，Mapping? 线性度测试? 响应速率测试 微纳器件光谱响应度测试系统主要技术参数显微镜头标配：10倍超长工作距离物镜，工作距离大于17mmNA值：0.42光谱范围：350-800nm选配：1，50倍超长工作距离消色差物镜，工作距离大于17mmNA值：0.42光谱范围：480-1800nm 2，15倍紫外物镜，工作距离大于8.5mmNA值：0.32光谱范围：250-700nm 3，50倍超长工作距离紫外物镜，工作距离大于12mmNA值：0.42光谱范围：240-500nm 4，40倍反射式长工作距离工作距离大于7.8mmNA值：0.5光谱范围：200nm-20um光斑中心空心光源选配光源1、半导体激光器波长：405nm，532nm，633nm，808nm，980nm可选不稳定性：＜1% 2、皮秒脉冲激光器波长：375nm，405nm，488nm，785nm，976nm可选脉宽：100ps频率：1-20M Hz 3、氙灯光源光谱范围：250nm-1800nm不稳定性：＜1% 4、超连续白光激光光源光谱范围：400-2400nm频率：0.01MHz-200MHz脉宽：100ps光谱仪焦距：300mm；相对孔径：f/3.9；光学结构：C-T；光谱仪分辨率：0.1nm；倒线色散：2.7nm；波长准确度：±0.2nm波长重复性：±0.1nm扫描步距：0.005nm狭缝规格：圆孔抽拉式固定狭缝，孔径：0.2mm,0.5mm,1mm,1.5mm,2mm,2.5mm,3mm；三光栅塔台；光栅配置：1-120-300、1-060-500、1-030-1250，光栅尺寸：68×68mm6档自动滤光片轮，光谱范围200-2000nm；内置电动机械快门，软件控制快门开关；杂散光抑制比：10-5探针台配置4个探针座，配20/10微米针尖探针2米三同轴电缆，漏电流小于1pA。真空吸附样品台。探针座：ＸＹＺ方向12ｍｍ调节行程，0.75uｍ调节分辨率，0-30°调节探针角度。LBIC MaappingXY方向行程50mm，分辨率5um。数釆v 锁相放大器斩波频率：20Hz~1KHz；频率6位显示，2.4英寸屏，320×240液晶显示；电压输入模式：单端输入或差分输入；电压、电流两种输入模式； 满量程灵敏度：1nV至1V；电流输入增益：106或108V/A；动态储备：＞100dB；时间常数范围：10μs至3ks； v keithley2612B量程：100nA/1A最小信号：1nA本地噪音：100pa分辨率：100fa通道数：2 v keithley2636B量程：1nA/1A最小信号：10pA本地噪音：1pa分辨率：10fa通道数：2制冷样品台温度范围：-196℃-600℃，（-196℃需要选择专用冷却系统）全程温度精度/温度性：0.1℃/＜0.01℃光孔直径：2.4mm样品区域面积：直径22mm两个样品探针，1个LEMO接头（可增加至1探针）工作距离：4.5-12.5mm气密样品腔室，可充入保护性气体独立温度控制响应速率测试示波器型号：MDO32模拟带宽100MHz采样率5GS/s记录长度10M时间范围：uS-S，需要配合调制激光器使用时间范围：10nS-S,需要配合皮秒脉冲激光器使用 三维可调高稳定探针台结构，方便样品位置调节。内置三路半导体激光器或者两路光纤激光器，外置一路激光光路。可以引入可调单色光源，进行全光谱范围的光谱响应度测试。测试功能曲线：40um光斑@550nm@50倍物镜200um光纤 70um光斑@550nm@50倍物镜400um光纤5um光斑@375nm皮秒激光器@40倍物镜 紫外增强氙灯和EQ99光源的单色光能量曲线，使用40倍反射式物镜，300mm焦距光谱仪，光谱仪使用1200刻线300nm闪耀光栅，光斑直径大小80um。创新点："针对微纳光电器件探测器的测试系统。监控样品位置，实现微小光斑的宽波段光谱响应度测量 宽波段显微光谱测试系统。与常规的显微系统相比较，其光源使用是宽波段光源，而不是单色光。是针对针对微纳光电器件开发的专用测试系统。" 微纳器件光谱响应度测试系统

吸光度测量使用设备简单、操作便捷。大部分无机物和有机物都可以直接地或间接地用吸光光度法测量。吸光度测量主要用于液体或气体的定量分析，广泛应用于环境监测、化学分析、检验检测等领域。吸光度定义用单色光照射某一吸光物质或溶液，测量单色光照射前的强度（即入射光强度I0）以及透过吸光物质后的强度（即透射光强度I），定义透光度（transmittance）T 为定义吸光度（absorbance）A为光的吸收定律朗伯-比尔（Lambert-Bear）定律，也称光的吸收定律，是吸光度定量分析的基本关系式。其数学表达式为： ε. 为摩尔吸光系数，与溶液的性质、温度和入射光波长有关 为溶液光程长度，即为比色皿的尺寸，单位为cm 为溶液浓度，单位为mol/L。公式表明当溶液入射光波长和光程长度固定不变时，吸光度与溶液浓度成正比关系。在测试未知样品的浓度的实验中，可以测量数组已知确定样品浓度和吸光度的数据，构建吸光度与样品浓度的正比关系式，通过测量未知样品的吸光度来求解未知样品的浓度。吸光度测量整套仪器搭建方案整套仪器由微型光纤光谱仪（含软件）、光源、比色皿支架和光纤跳线组成，见下图。具体配置清单：产品名称数量微型光纤光谱仪（含免费配套软件）1光源1比色皿支架1光纤跳线2仪器介绍微型光谱仪RGB-ER-CL微型光谱仪 采用交叉非对称C-T光路结构，配置先进的CMOS探测器，是一款结构紧凑、携带方便的通用型微型光纤光谱仪，适用于科研及工业生产的光谱测量应用，具有高灵敏度、高分辨率、高量子效率和高动态范围的特点。RGB-ER-CL微型光谱仪响应范围为200～1000nm，狭缝为25μm，分辨率为1.5nm。RGB-VIS-NIR-CL的波长范围为400～1100nm，狭缝为25μm，分辨率为1.0nm。用户也可以选择不同的光栅配置，得到不同的光学分辨率和光谱响应范围，以满足不同的应用需求。另外针对其它波段如200～900nm/200～1000nm/300～1100nm/700～1100nm等可以提供定制。该款微型光谱仪免费提供配套光谱测量软件KewSpec。软件包含查看、保存、读取光谱图和数据，以及积分时间、Boxcar平滑和信号平均等信号处理等基本功能，还包含光谱测量、吸光度、透过率、反射率等应用测量模式。操作界面简洁明了，易于上手。光源吸光度测量常见于紫外-可见波段，根据待测样品的特征波长范围选择合适的光源。HLS-1卤钨灯光源 波长范围360~2500nm，可直接出光或也可由SMA905端口连接光纤耦合输出。输出光强度可调，光源前端设有支架，可根据需要安装滤光片或衰减片。DLS-1氘-卤钨灯 是一款可提供190~2500nm的紫外-可见-近红外波段连续输出光谱的一体化复合光源。采用SMA905端口连接光纤输出，输出光功率稳定。氘灯和卤钨灯可分别开启，卤钨灯输出光功率可调，用以搭配氘灯输出光强。光源前端设有支架，可根据需要安装滤光片或衰减片。比色皿支架CH-4四向比色皿支架 是常用的光谱测量附件，光程长度1cm，支架的四面均连接一个CL-UV准直透镜。用于吸光度测量时，光纤接在两个相对的准直透镜。光纤跳线KEWLAB提供各种波长范围、光纤芯径和长度的光纤跳线，广泛应用于光谱分析领域。该光纤跳线具有坚实耐用、稳定性高、传输损耗小等特点。连接光源、微型光谱仪，起到传输光谱信号的作用。根据客户的实际应用需求，可选择不同型号的光纤跳线。光纤跳线覆盖光谱范围：190-2200nm光纤芯径可选范围：200、400、600、1000μm等标准长度：0.5m、1m、2m，其它长度可定制外壳材料：金属或塑料实测案例以HLS-1卤钨灯为光源，使用RGB-VIS-NIR-CL微型光谱仪（400-1100nm）搭配整套设备测试不同浓度胭脂红色素的吸光度光谱曲线。

10月22日下午，由北京市首台（套）重大技术装备统筹联席会办公室、市发展改革委牵头组织的2021年全国大众创业万众创新活动周北京会场“2021年首台（套）重大技术装备授牌暨项目路演活动”在中关村国家自主创新示范区展示中心举办。卓立汉光携稳态/瞬态荧光光谱仪（型号：OmniFluo900）参加此次首台（套）产品的征集和认定。 会议现场（图）在经过北京市多部门的遴选认定后，卓立汉光的产品OmniFluo900稳态/瞬态荧光光谱仪脱颖而出，被纳入《北京市首台（套）重大技术装备目录（2021年）》。该产品不仅打破了国外垄断，填补了国内空白，而且为我国前沿科学研究和战略新兴产业高端设备的自主可控提供了重要支撑。 获奖证书（图）在活动现场，市政府副秘书长刘印春、市发展改革委、市科委中关村管委会、市经济和信息化局、市市场监管局和市知识产权局等单位相关负责人向首批首台套企业颁发了首台（套）认证证书。颁发证书（图）卓立汉光OmniFluo900系列稳态瞬态荧光光谱仪：拥有稳态荧光和瞬态荧光光谱仪两大系列产品。以高性能Omni-λ 系列单色/光谱仪、高亮度复色光源及多波长单色光源、高灵敏度单光子探测器和大容量样品室为主要核心部件，配合精心优化的激发与发射光路设计，显著地提高了荧光信号探测的灵敏度，纯水拉曼信噪比可达10,000：1 以上。系统采用固化设计，宏光路与显微光路独立操作，互不干扰，可实现亚微米级别空间分辨，同时提供多种功能模块，用户可以自由选择组合，满足高低温、时间分辨、显微等多种应用需求。 OmniFluo900系列稳态瞬态荧光光谱仪产品未来，卓立汉光将顺应行业发展趋势，继续助力重点领域关键核心技术“从0到1”的突破，以技术驱动稳步创新。协同加快推进“先进智造”产业创新发展，为首都经济高质量发展树信心、添动力！

科研人员在为光栅检测做准备工作。　罗浩摄(资料图片)　　在1毫米距离里划出6000道刻槽，且槽型均匀，这意味着在20公里的刻距内，刻槽间距误差小于一根头发丝的千分之一。这正是不久前，中科院长春光学精密机械与物理研究所研制的“大型高精度衍射光栅刻划机”达到的刻划精度。　　走进长春光机所实验室，项目组科技人员向记者介绍了一块银灰色、近似不透明“玻璃窗”的光栅，它是这套“精密机械之王”的杰作，也是目前世界上面积最大的高精度中阶梯光栅。打造这台“精密机械之王”的，正是长春光机所光栅刻划机老中青三代研制项目组。　　光栅是分析万物光谱信息的“芯片”，应用遍及海陆空、吃穿用　　人类如何通过光认识世界?项目负责人、长春光机所研究员唐玉国说，人类借助光认知世界有两种方式：一是光学成像，二是光谱分析。光学成像可以看到物质世界的形状、尺寸等外在信息 地球上所知的元素及其它们的化合物都有自己的特征光谱线，光谱分析可以获得物质成分信息，帮助我们看清事物的本质。　　但要“抓”住光谱信息并不容易。日常生活中的光，是由红、橙、黄、绿等各种单色光组成的复色光，而单色光才能更好地记录下物质的光谱信息。光栅是一种非常精密的光学元件，它的神奇在于，它能从复色光中解析、提取出单色光。　　日常生活中，人们很少看到光栅，但其实它的作用无处不在。“人们去医院抽血检验，原理就是依靠光谱仪器里的光栅，来实现观察血液里的成分是否符合健康标准。”项目组成员、长春光机所研究员巴音贺希格说，“简单地说，光谱分析需要光谱仪器，光栅之于光谱分析的作用，就如芯片之于计算机，是核心和‘大脑’。”　　与血液检查原理类似，分析不同物质的光谱，可以探查出农药残留、钢材质量、爆炸物特性等许多重要信息。唐玉国表示，光栅的价值不限于光谱仪，其应用“遍及农轻重、海陆空、吃穿用等各行各业。既能看天，也能看地、看人”。在天文观测中，通过光谱测量得到天体的组成及其与地球的距离，从而揭示宇宙诞生及演化规律 在光通信领域，光栅的分光作用使得不同波长的光能够携带信息顺着光纤飞入千家万户̷̷　　通常，光栅性能越强，能分析出的物质成分就更精细。光栅面积越大，集光率和分辨本领就越高 光栅的精度越高，信噪比就越高。2009年，中科院长春光机所启动光栅刻划系统研制工作，一开始就瞄准世界领先水平，攻克光栅同时“做大”和“做精”的难题。　　“精密机械之王”成功刻划出了400毫米×500毫米的大面积中阶梯光栅，标志着我国大面积光栅制造技术已达到国际领先。这一块光栅有多强?唐玉国说，最有经验的油漆工能辨别出1000多种色彩的微妙变化，而光栅理论上能够分辨出超过4亿种，可谓世界上感知色彩的最强利器。　　光栅刻划机是制作光栅的母机，“做大”“做精”光栅是世界性难题　　以防尘服武装，再经风淋室除尘，记者才得以获准进入实验室。这里有一套精密的环境保障系统，要求在30天内温差控制在± 0.01℃之内。　　项目组成员、长春光机所研究员齐向东参与了光栅刻划机的设计、研制、调试等全过程，并长期在一线担任指挥。他说，这台仪器对环境要求极为严苛，气温、气压、空气成分等哪怕极其微小的变化，在纳米的尺度下，也可能带来巨大的刻划误差。　　对环境的苛刻要求源自光栅刻划机自身的高精度。它由上千个元件、部件精妙配合而成，几乎所有关键部件冲击世界极限水平。加工装调精度难、运行保障环境要求之高，前所未有。　　丝杠、蜗轮、导轨是刻划系统“三大件”，项目启动之时，国内现有机床技术根本达不到精度要求，研究组不得不采取土办法——手磨加工。　　丝杠被誉为刻划机的“心脏”，其精度水平直接影响整机性能。国内不能造，国外买不到，已经退休的80岁高龄老专家张泰返聘回所，并亲自上阵，带领青年团队不分昼夜加工和检测。历时近1年时间，终于研磨出这根丝杠。这也是目前世界上精度最高、行程最长的三角螺纹丝杠。　　用同样的方法，项目组费时6个月加工出蜗轮，8个月加工出V形导轨。这些具有亚微米、纳米量级的关键器件，都是科研人员用双手研磨出来的。此外，项目组成员为了攻克金刚石刻划刀、光栅镀膜等技术难题，也屡屡实验、研磨、调整，方才达到了光栅刻划机的要求。“有一次，项目组去外面交流。一握手，对方都说，你们的手不像科学家，倒像工人。”巴音贺希格回忆。　　立项之初，研制计划时间是三年半，但由于整个过程比预料困难太多，前后花费了近8年，成为“严重耽搁的项目”。“研制期间，我们承受着巨大的压力，往往‘按下葫芦又起了瓢’，好不容易攻克一个困难，新的问题又立马出现。”齐向东说，科研人员不停地寻找问题产生的根本原因，有时候甚至要推翻之前花了很长时间建立起来的假设，否定自己重新开始。“这8年中，我曾多次感到绝望，以为进行不下去了。大光栅通过验收时，又觉得一切都很值得。”　　这项成果使我国在光栅领域不再受制于人，并将精密机械加工技术推向世界前沿　　国际上掌握光栅研制技术的国家很少，大面积高精度光栅是科技强国竞争的焦点。在此之前，只有美国能够制作300毫米以上中阶梯光栅。　　大面积、高精度光栅刻划机的成功研制，使我国战略高技术领域所需的光栅不再受制于人，还将我国精密机械加工技术推向了世界前沿。　　“我们这一代科研人员做出这台机器，离不开长春光机所几代人的努力。我们只是属于摘桃子的人，没有前辈的积累，没有青年梯队人才的付出，都不可能完成这项艰巨任务，是老中青三代人的结晶。”齐向东感慨。　　1959年，长春光机所自主研制出了我国第一台光栅刻划机和第一块光栅。项目期间，我国第一代光栅刻划机的领军人、机械刻划光栅创始人梁浩明回到长春光机所，在重要问题上给出了指导意见 带领团队手工研磨丝杠等精密零部件的张泰先生，也是我国第一台光栅刻划机研制的参与者 已经退休的郝德阜研究员参与了系统的总体结构设计。　　目前，我国第一台光栅刻划机依然没有“退休”。半个多世纪前，仅仅借助少量公开发表的相关文献，梁浩明等人开始了光栅刻划机的研制工作。没有专门设计的计算机软件，设计人员就靠手工绘制来画图 没有数控机床，科研人员就靠双手打磨加工零部件，精度甚至比当今数控机床加工还要高。　　上世纪80年代，长春光机所计划研制高精度大面积光栅刻划机，由于资金等种种限制，项目搁浅，我国遗憾地错失了追赶光栅制造强国的机会，制造大光栅也成为我国光栅人的梦想。　　“我们有信心，也有信念能够完成项目。长春光机所具有数十年的技术积累，此外，现代精密仪器加工技艺水平更高，技术条件更好。老一辈在物质匮乏年代都能够制造出精度非凡的光栅刻划机，我们有条件也有责任把新一代刻划机做好。”齐向东说。　　八年磨一剑，项目组研制的这套大型高精度光栅刻划系统，攻克18项关键技术，取得9项创新性成果。　　让唐玉国欣喜的是，经过光栅刻划机项目历练，一批青年人才成长起来了，关键技术得到有效传承。他还说，研制成功并不是刻划机的重点，未来项目组还将从“精稳快新”四个方面对它进行持续改进和技术升级、提升性能，使其在满足国家重大科研对大光栅需求的同时，始终保持国际领先。

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近日，芬兰阿尔托大学（Aalto University）孙志培院士团队和上海交通大学蔡伟伟教授团队，浙江大学杨宗银教授团队，四川大学崔汉骁教授团队，以及英国剑桥大学的Tawfique Hasan教授团队等合作开发了一种基于可调范德华异质结的高性能超微型光谱仪，尺寸仅为数微米。通过学习该异质结在不同栅极电压下的光电流响应，结合先进的重构算法，研究人员在可见光和近红外波段突破性地实现了~0.36纳米的窄带光谱准确度，以及~3纳米的宽带光谱分辨率。该新型光谱仪不仅无需传统光谱仪中的光栅，光电探测器阵列等复杂器件和结构，还具有极高的准确度和分辨率。该工作不仅为高性能光谱仪的微型化提供了全新的思路，也为大规模片上光子系统集成，芯片实验室等先进技术实现了重要基础性突破。相关研究成果于近日以题为“Miniaturized spectrometers with a tunable van der Waals junction”的研究论文形式在线发表于Science期刊。计算光谱仪的性能取决于其波长依赖性光响应度的可变性。vdW结的界面带取向的电调谐（图1A）可实现可控和独特的层间传输。这种电可控的层间传输允许在宽光谱范围上具有高灵敏度和可变性的可调谐光谱响应（图1A）。作者将电可调谐的单vdW结与各种应用的计算重建算法相结合（图1B）。为了在实验上实现光谱仪概念，作者进行了以下三个步骤（图1）：（i）使用多个已知入射光谱测量门可调谐光谱响应，（ii）测量待分析的未知入射光的门可调光电流，以及（iii）根据学习和测试过程中获得的结果，使用重构算法计算未知入射光的光谱信息。图1 超小型化光谱仪概念在不同的栅极电压和入射光波长下调谐对光谱仪至关重要。作者选择MoS 2/Se 2异质结（图2A）作为例子。MoS 2/Se 2异质结被顶部和底部的六方氮化硼（h-BN）层所封装，分别用于绝缘和钝化。堆叠层下面的单层石墨烯薄膜被用作局部栅极电极，用于有效的栅极调谐。MoS 2/Se 2通道及其异质结的传输曲线是在黑暗条件下漏源电压为3V时测量的（图2B）。MoS 2/Se 2异质结的 "反双极 "行为和其他传输特性是MoS 2/Se 2异质结的典型特征，提供了明显可区分的V GS依赖性。测量的MoS 2/Se 2异质结的传输曲线表明有很强的波长依赖性（图2c）。光谱响应矩阵（图2D）从跨越可调谐的MoS 2/Se 2异质结产生的光激发电荷载流子的动力学中继承了丰富的结构，证实了在MoS 2/Se 2异质结中具有快速和稳定的光谱检测与可调谐能力。在编码这个光谱响应矩阵（图2D）后，就可以通过测量未知入射光的门控可调谐光电流，然后计算其约束最小二乘解，以使用自适应吉洪诺夫正则化方法通过最小化具有正则化因子的残余范数来重建光谱。并证明了单结光谱仪概念的可行性（图2E和F）。图2 单结光谱演示在实际应用中，波长分辨能力是衡量光谱仪的一个重要标准。为了证明此单结超微型光谱仪的高光谱分辨率能力，作者通过一个超小的学习步骤（0.1纳米）构建一个高密度的光谱响应矩阵，使用波长为675至685纳米的单色光进行学习过程（图3A）。此单结光谱仪由高密度光谱响应矩阵编码，可以高精度地分辨单色光（图3，B和C）。重建光谱和参考光谱之间的平均峰值波长差（Δλ）为∼0.36±0.06纳米，最小为∼0.04纳米（图3D）。这与0.1 nm的学习步骤相当。在给定的输入波长λ下，平均波长分辨率是∼3470（图3D）。此外，作者测量复杂的入射光谱以研究光谱分辨率。成功区分了∼679 nm处相隔∼3 nm的两个峰（图3E）。为了说明单结光谱仪的未来发展可能性，作者还证明此方法具有改进的光响应性的潜力，可实现比商用小型化光谱仪更高的分辨率（图3F）。图 3.高性能波长分辨功率和光谱分辨率此单结光谱仪可以从最近开发的大规模2D材料合成中受益，以构建用于未来光谱成像的阵列。使用此光谱仪通过空间扫描演示了由红色、蓝色和透明区域组成的彩色滤光片的概念验证光谱成像（图4A）。在每个映射位置，测得不同V GS处的光电流数据一般事务记录在空间响应数据立方体中，用于光谱重建。在不同V GS下扫描的一系列光电流映射数据被显示出来（图4B）并转换为在不同波长下重建的一系列光谱数据（图4C）。在此演示中，图像分辨率由映射步骤定义。此概念在未来的阵列设备进行大规模光谱成像方面具有巨大的潜力，可以在微米或纳米尺度的结中提供高空间分辨率。图 4. 光谱成像的概念验证演示在此光谱仪中，无需光电探测器阵列、滤光片阵列或其他笨重的色散元件即可实现高分辨率、亚纳米级精度和宽工作带宽。作者的单结光谱仪占地面积小，可提供与当前光子集成电路和CMOS兼容工艺的可扩展性和兼容性，从而直接集成到现代智能手机、芯片实验室系统以及从生物植入物到无人机和卫星等其他定制设备中。本文所报道的范德华异质结光谱仪，简化了传统光谱仪中为实现高性能所采用的复杂光电探测器阵列，滤波器阵列，以及其他复杂的分光、色散结构和元件，使光谱仪尺寸缩小到微米量级；利用异质结栅压可调光谱响应的特性及计算重构算法，实现了极高的光谱准确度和分辨率。该工作是一项重要的基础性突破，将为大规模片上光子系统集成，芯片实验室等先进技术的小型化提供高性能解决方案。

OmniFluo900系列稳态瞬态荧光光谱仪 OmniFluo900系列荧光光谱仪拥有稳态荧光和瞬态荧光光谱仪两大系列产品。本系统以高性能Omni-λ 系列单色/光谱仪、高亮度复色光源及多波长单色光源、高灵敏度单光子探测器和大容量样品室为主要核心部件，配合精心优化的激发与发射光路设计，显著地提高了荧光信号探测的灵敏度，纯水拉曼信噪比可达10,000：1 以上。OmniFluo900系列以模块化设计为原则，以我公司 15 年丰富的光谱系统设计、制造及品控经验为基础，搭配时间分辨率达到皮秒量级多通道扫描单光子计数器，可方便地实现荧光（PL）光谱、激光诱导荧光（LIF）光谱、电致发光（EL）光谱及荧光量子产率（QY）等多种稳态、瞬态测试功能。本系列荧光光谱仪，还可搭配牛津仪器（Oxford Instruments）公司的温控单元及滨松(Hamamatsu)公司的各类高灵敏度探测器，便捷地在不同波段范围内获取荧光信号的温度扫描光谱，从而有效地从根本上消除传统荧光分光光度计波长测量范围有限及光谱测试种类不足等各类缺陷。在红外波段测试的稳态和瞬态数据，以及时间分辨的光谱OmniFluo900系列全功能稳态/瞬态荧光光谱仪参数指标型号OmniFluo960主要功能稳态测试水拉曼信噪比?≥10000:1寿命时间范围/稳态测试激发光源Gloria75X-75W光谱仪激发光谱仪 Omni-λ3027i焦距（mm）320杂散光1*10-5光谱分辨率（nm）?0.08波长准确度（nm）?±0.2波长重复性（nm）?±0.1光栅配置1200g/mm BLZ@300nm600g/mm BLZ@500nm 通用样品室SAC-FLS样品架③标配比色皿样品架、粉末、固体样品架遮光板配有自动遮光板，防止更换样品时探测器曝光探测器带制冷的红敏光电倍增管 CR131光谱范围④185-900nm暗计数≤100CPS（制冷至 -10℃）注? 水拉曼测试条件：激发波长350nm，扫描范围370-450nm，狭缝带宽5nm，积分时间1s注? 测试条件：1200g/mm 500nm闪耀光栅，435.84nm，狭缝高4mm，宽10注③ 可选旋转、磁搅拌、水浴样品架注④ 可选R928（200-900nm），R13456（185-980nm），H10330C-75（950-1700nm）, R5509-73（300-1700nm） 创新点：仪器定位于高校、研究所、科研单位的实验室、测试中心设备，仪器整体化强，便于运输、安装，快速投入使用；2仪器根据客户需求不同，可以扩展低温，显微，磁场等不同的测试环境，便于使用者在更丰富的条件下开展的测试；3、仪器的数据采集部分，使用高灵敏度的光子计数计数，独特光路聚焦结构设计，充分满足不同测试需求。 稳态瞬态光谱仪OmniFluo960

OmniFluo990稳态瞬态光谱仪 OmniFluo900系列荧光光谱仪拥有稳态荧光和瞬态荧光光谱仪两大系列产品。本系统以高性能Omni-λ 系列单色/光谱仪、高亮度复色光源及多波长单色光源、高灵敏度单光子探测器和大容量样品室为主要核心部件，配合精心优化的激发与发射光路设计，显著地提高了荧光信号探测的灵敏度，纯水拉曼信噪比可达10,000：1 以上。OmniFluo900系列以模块化设计为原则，以我公司 15 年丰富的光谱系统设计、制造及品控经验为基础，搭配时间分辨率达到皮秒量级多通道扫描单光子计数器，可方便地实现荧光（PL）光谱、激光诱导荧光（LIF）光谱、电致发光（EL）光谱及荧光量子产率（QY）等多种稳态、瞬态测试功能。本系列荧光光谱仪，还可搭配牛津仪器（Oxford Instruments）公司的温控单元及滨松(Hamamatsu)公司的各类高灵敏度探测器，便捷地在不同波段范围内获取荧光信号的温度扫描光谱，从而有效地从根本上消除传统荧光分光光度计波长测量范围有限及光谱测试种类不足等各类缺陷。在红外波段测试的稳态和瞬态数据，以及时间分辨的光谱OmniFluo990稳态瞬态光谱仪参数指标型号OmniFluo990主要功能稳态、瞬态寿命测试水拉曼信噪比?≥10000:1寿命时间范围≥500ps-ns- -10s稳态测试激发光源Gloria75X-75W光谱仪发射光谱仪 Omni-λ3027i焦距（mm）320杂散光1*10-5光谱分辨率（nm）?0.08波长准确度（nm）?±0.2波长重复性（nm）?±0.1光栅配置1200g/mm BLZ@500nm600g/mm BLZ@750nm300g/mm BLZ@1250nm通用样品室SAC-FLS样品架③标配比色皿样品架、粉末、固体样品架遮光板配有自动遮光板，防止更换样品时探测器曝光探测器带制冷的红敏光电倍增管 CR131光谱范围④185-900nm暗计数≤100CPS（制冷至 -10℃）数据采集器DCS900PC主要性能指标计数率：100Mcps分辨率：16ps/128ps-1.024ns/2.048ns--33.55us；通道数：65535时间扫描：1.05us@64ps 2.2s@33.55输入信号：±触发沿，高阻/50Ω 阈值±2V可调控制软件新版ZolixScan控制、数据采集、分析软件稳态测试功能：激发扫描，发射扫描，同步扫描，三维扫描可选功能：偏置测试，温度控制扫描瞬态测试功能：动力学扫描，寿命扫描，时间分辨光谱扫描数据处理功能：量子产率计算，TRES Slicing，光谱校正标配计算机Intel i3 双核CPU、4G内存、显示器1920*1080分辨率标配操作系统Windows 10 Home Edition注? 水拉曼测试条件：激发波长350nm，扫描范围370-450nm，狭缝带宽5nm，积分时间1s注? 测试条件：1200g/mm 500nm闪耀光栅，435.84nm，狭缝高4mm，宽10注③ 可选旋转、磁搅拌、水浴样品架注④ 可选R928（200-900nm），R13456（185-980nm），H10330C-75（950-1700nm）, R5509-73（300-1700nm） 创新点：1、OmniFluo990稳态瞬态光谱仪以960为基础，增加了瞬态测试功能，配合高重频皮秒激光器，2、可以实现最快200ps以上的寿命测试。3、定位于高校、研究所、科研单位的实验室、测试中心设备，仪器整体化强，便于运输、安装，快速投入使用； OmniFluo990稳态瞬态光谱仪

仪器信息网讯 2010年10月13-16日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会近红外光谱专业委员会主办，华东理工大学结构可控先进功能材料及其制备教育部重点实验室、上海分析测试协会协办的第三届全国近红外光谱学术会议在上海航空酒店召开。来自近红外光谱相关领域的专家学者、仪器用户等200多人参加了会议。 　　本届会议全部采用大会报告形式，不设分会场，大会报告主题主要围绕近红外光谱分析理论、近红外光谱分析中的化学计量学、近红外光谱仪器和成像技术、近红外光谱应用等内容。 　　江苏大学食品与生物工程学院 陈斌教授 　　报告题目：近红外光谱仪器及应用的现状和展望 　　陈斌教授主要介绍了近红外光谱仪器的基本要求、近红外光谱仪器的演变、对发展国产近红外光谱仪器的探讨等内容。 　　近红外光谱技术不是中红外光谱分析技术的扩展，该技术涉及到分析化学、仪器仪表、应用数学、计算机应用、物理光学、数字信号分析等多方面的知识，是多种学科交叉、渗透交融的实用性技术。稳定性是近红外光谱仪器最基本的要求、丰富的附件是近红外光谱仪器的翅膀、简单方便的软件是仪器的一部分。 　　近红外光谱仪器的发展主要是色散方法、单色光源的应用、近红外光谱仪器探测器件的发展。色散方法的发展经历了棱镜、光栅、傅立叶变换到目前的声光可调、微机电技术、偏振干涉等技术。单色光源从卤钨灯+滤光片、LED(+滤光片)、半导体激光光源(LD)。探测器的发展从单通道到现在的多通道。 　　对发展国产光谱仪器的发展，陈斌教授提出了以下几点建议：研究型的仪器要求高，建议研发时要慎重 需要考虑实用、可靠、价格等问题，价格不能偏离行业的特点和能力 小型化、专用化、便携化应该是发展方向，国产基于MEMS技术的NIR仪器已经出现，但性能的提高、能达到真正意义上的实用化还需要走很长路 智能化、网络化、数据共享化是仪器未来的发展要求。 　　北京油料研究所 田高友博士 　　报告题目：外场用近红外光谱仪器的发展技术探讨 　　田高友博士主要介绍了外场用近红外光谱仪器的要求、近红外光谱技术实际使用中存在的问题及未来近红外光谱技术需要攻关的技术。 　　外场专用燃料近红外光谱仪不仅对仪器的基本性能指标有特殊要求，还附加有其他要求如：仪器尺寸和重量大小、基本光学性能、仪器电源、长期储存稳定性、用户操作可行性等18个方面，需要从光学设计、材料选购、光学部件加工、分析技术选用、软件开发等方面进行全新设计。 　　近红外光谱技术是一种“售前成本低，售后维护成本高”的技术，其发展的瓶颈具体体现在：仪器的一致性问题、仪器的长期稳定性问题、模型的更新和维护问题。 　　近红外光谱未来的发展需要解决以下问题：对于仪器厂家而言，必须“重研发，重创新，严把质量关”，解决仪器一致性和长期稳定性问题，从硬件上解决模型问题，实现模型的硬拷贝。对于科研工作者而言，需要革新近红外光谱分析技术，降低技术的维护成本。在仪器研制单位、生产单位和用户三者之间，建立起符合行业特点的维护组织体系。此外，借助网络技术，建立物联网体系，实现远程模型更新和维护或者远程检测。 　　吉林大学仪器科学与电气工程学院 刘杰博士 　　报告题目：基于ARM的便携式近红外光谱仪研制 　　刘杰博士介绍了吉林大学仪器科学与电气工程学院近红外光谱仪器研究室研制的采用基于ARM S3C2410的嵌入式测控分析系统，设计了基于ARM的便携式近红外光谱仪PISA-ARM。其光源系统为卤钨灯+调制器、分光系统为光栅扫描、取样器为积分球。 　　仪器设计了A/D采集模块、步进电机驱动模块、NAND Flash接口、LCD和触摸屏接口模块以及键盘、USB等外设接口。基于ARM-Linux软件开发平台，选用vivi系统启动代码、Linux2.4.18内核和cramfs文件系统构建嵌入式软件平台，开发了键盘、A/D、步进电机、USB等设备驱动程序。利用QT用户图形库设计便携式近红外光谱分析仪的用户应用界面，满足了仪器测量控制与分析一体化的要求。 　　桂林电子科技大学 杨辉华教授 　　报告题目：CloudChem：基于云计算的化学计量学软件服务 　　传统的化学计量学软件目前存在着版本升级困难、数据和模型未有效管理和共享、串行计算速度慢并导致性能优化困难等缺点。 　　云计算是一种网络应用模式，通过网络以按需、易扩展的方式获取所需要资源和服务。其具有超大规模、虚拟化、可靠安全等独特特性。使用云计算可大幅降低硬件成本、大幅降低人力资源成本、快速部署、对用户端的硬件要求低、可扩展性好。 　　为了解决传统化学计量学软件的缺点，杨辉华教授课题组提出了CloudChem——一种基于云计算技术的完全不同的化学计量学软件模式，将化学计量学算法部署在分布式集群云计算平台上。CloudChem系统由工作流层、业务层、核心计算层、数据层组成。 　　杨辉华教授指出CloudChem目前面临的主要问题有：研发人力不足、计算资源投入问题、平台推广问题、平台成员参与问题、私有数据安全保障等。 　　华东理工大学 倪力军教授 　　报告题目：近红外模型的建立、评价与维护 　　近红外光谱技术的成功应用在于针对具体问题建立一个科学、合理与适用的近红外定量或定性模型，并且应适当了解所建模型的适应周期、及时进行模型的维护与更新。近红外模型的性能受到多种因素的影响，如：建模样本、近红外光谱(X)的质量、基础数据(Y)的质量、建模方法及模型参数。 　　倪力军教授结合大量实例阐述了建立一个好的近红外光谱模型应遵守的准则。如根据连续重复测试同一样品近红外光谱的标准方差谱(SVSRS)评价近红外光谱质量的统计方法，演示了利用SVSRS选择合适的样品前处理方法、选择最佳近红外测试模式、选择信号最为稳定、光谱质量最佳的近红外区间建模等方面的应用。对于近红外定量模型的评价不宜片面追求小的RSMEC、RSMEV，应参考参比方法的测试误差确定评价指标的阈值 无论是定量还是定性模型,都应对模型集合进行评估。 　　倪力军教授介绍了自己的一点心得体会：建模时应重视样本筛选与构造，使其具有良好的代表性与覆盖面 能反映样品实际情况的样本集合、高质量的光谱与基础数据是建立一个好近红外模型的基石 充分利用统计指标SVSRS提高光谱质量 应加强对近红外模型维护的研究。 　　南开大学化学学院 卞希慧博士 　　报告题目：奇异点检测的一种新方法 　　化学计量学已广泛应用于各种领域，特别是在近红外光谱定量分析中发挥了重要作用。在利用化学计量学建立一个定量模型时一般要经过以下步骤：奇异样本的检测，光谱预处理，波长选择后再进行多元校正模型的建立。 　　奇异样本的检测是模型建立前的第一步，它的去除与稳健是建立一个高质量模型的前提。同时，多元校正方法尤其是偏最小二乘，因其简单、快速而得到了广泛应用，但是这些传统建模方法采用单一模型，在样本数较少时稳定性及预测精度往往不好。 　　卞希慧博士介绍在研究多模型建模时候发现了一种聚类现象，通过对这种聚类分析的原因进行分析、验证，发展出了一种新的奇异样本检测的方法。通过寻找其原因，发现是某些奇异点导致，并根据这个聚类现象找到了一种奇异点检测的新方法。在整个研究中最关键的一步，是在于发现了聚类现象这个问题。卞希慧博士还向大家介绍了自己做化学计量学的一点心得，即善于分析过程、善于发现问题。

日立分光光度计的衍射光栅技术 衍射光栅覆盖了从软X射线到远红外的各种波长，扩展了光谱仪中光学元件的应用领域。日立的衍射光栅在全球多个领域获得了高度评价。比如日本的国立基础生物学研究所的冈崎教授使用90cm*90cm的衍射光栅（刻有36条15cm*15cm的光栅格子）实现了一种人造彩虹，其强度是赤道处太阳光的20倍。此外，美国宇航局发射的探测卫星的极紫外分光光度计采用了日立变间距平面和凹面衍射光栅。 衍射光栅的原理图1衍射光栅衍射的过程衍射光栅是各种光学仪器的核心部件，是一种色散元件，可以将混合了不同波长的光（白光）分成单个波长的光（单色光）。其原理是根据衍射现象将入射处的白光分成不同波长的光，因此单色器中常用光栅作为色散元件。在单色器中，夹缝通常设置在光栅后面，选取特定波长的单色光。在凹面衍射光栅中，一般每毫米有几百或几千个凹槽，如图2所示。图2 凹面衍射光栅 光栅刻划机光栅刻划技术是世界上一种罕见的技术之一，使用机刻光栅能够制造出高质量的单色器。日立优异的衍射光栅刻制技术，能够将光栅刻槽精确到nm级别。光栅刻划机一般使用金刚石刀具，这样制作的光栅衍射效率高，同时凹槽设计具有像差校正功能。详细光栅种类和应用信息请参考：https://www.instrument.com.cn/netshow/sh102446/down_917717.htm 总结日立开发的反射平面光栅和凹面光栅致力于满足前沿科学领域的需求，丰富的产品线能够适应多样化的实际应用。

不同物质有它独属的“指纹光谱”，高光谱遥感技术可准确捕获这一重要信息，提高人眼及遥感观测能力。中科院遥感地球所岑奕绘图　　看过纪录片《我在故宫修文物》的观众或许会对如下场景有印象：技术人员用一台仪器扫描古字画，扫描信息经过专业处理后，文物修复专家就能发现字画上肉眼看不见的信息，甚至还能分析出绘画技法和当时用的颜料。　　这台神奇的仪器就是中科院遥感与数字地球研究所(以下简称中科院遥感地球所)研发的高光谱扫描仪。高光谱遥感为何有如此的超能力?除文物检测修复外还有哪些应用?我国在高光谱遥感领域的研发水平又如何?　　利用高光谱技术能提取古画的颜料信息，推算颜料产地，从而能在修复时精准选用颜料　　人们日常生活中所见的光，是由多种颜色构成的复色光，通过棱镜等分光后显现的是单色光。这些单色光按不同波长(或频率)大小依次排列形成的图案，就是光谱。　　光谱分析是人类借助光认知世界的重要方式，地球上不同的元素及其化合物都有自己独特的光谱特征，光谱因此被视为辨别物质的“指纹”。如果说肉眼光学成像能看到物质的形状、尺寸等信息，光谱分析则能获取物质的成分信息。　　要获取更丰富、精细的物质成分信息，除了提升分光系统性能外，还可以改进分光方法、呈现方式等——高光谱遥感就是这样一种思路。中科院遥感地球所高光谱遥感研究室主任张立福介绍说，高光谱遥感的特点是能在可见光到短波红外的光谱区间连续成像，传统的彩色相机只能记录红绿蓝三个通道的影像，且每个通道的带宽很宽，而高光谱成像所记录的通道数量可以达到数百个，且光谱通道很窄，分辨率很高，其光谱探测范围远远超过了人类肉眼的感知范围，能够探测人眼无法看到的大量信息，提高人们对自然和物质的认识。　　因为能在非常窄的光谱波段内获取丰富的信息，利用高光谱技术获取的信息分辨率很高，甚至能分辨出观测物质的分子和原子结构，这是普通的光学遥感所达不到的。　　如何运用高光谱技术鉴定、修复古字画?在中科院遥感地球所高光谱研究室实验室，张立福画了一张图，并为记者解释高光谱遥感成像的原理：高光谱仪器扫描字画表面，获取图像上每个点的光谱数据 因为高光谱连续成像的特征，能够获得目标数百张不同波长的图像，这些图像叠加起来，在三维空间上就能形成一个图像立方体，将每个像素对应的数百张数字图像的数值连接起来，就成为一条光谱曲线。　　“不同物质甚至不同年代的物质反映出的光谱信息也有差异，也就是有一条独属于它的‘指纹’光谱。如果两个物体的成分信息一致，得出来的曲线应该基本吻合 如果某一条曲线的局部有较大波动，就能推算出其中有异常。”张立福说。　　以故宫藏品《崇庆皇太后八旬万寿图》为例，该画描绘的是乾隆皇帝的母亲崇庆皇太后八十大寿时现场祝寿的实景，历经250多年之后非常残破，绢面有缺损断裂，甚至还有霉迹。要想恢复原作风貌，修复该画时就要了解当时所用的颜料。中科院遥感地球所高光谱研究团队利用高光谱扫描仪对古画颜料进行了扫描，提取了古画颜料信息，由此推算出当初绘画所用矿物原料的种类。根据不同颜料产地光谱曲线的差异，科技人员甚至还能反推出颜料的产地——这就为修复选用精准颜料提供了依据。　　张立福说，中国古书画所用材料，大多为绢和纸，质地纤薄，年代久远容易破损、掉色。高光谱分析技术不损害文物本体，能帮助修复专家了解古书画的颜料组成、绘画技法，甚至能及早发现书画潜在的病害信息。　　借助高光谱技术可检测果蔬农药残留，未来还可能随时检测雾霾　　高光谱这双“火眼金睛”的本领可不仅仅是帮助鉴定、修复文物。因其能呈现人眼看不到的细节、辨别不同成分的物质，因此该技术在国防军事、精准农业、水环境监测、地矿勘察等领域都有广阔应用价值。　　在中科院遥感地球所高光谱研究室实验室，张立福向记者展示了一盆绿萝。从表面看，这盆绿萝的叶子没有什么特别之处，但经过高光谱仪的“眼睛”观察，一块白色区域就在电子屏上显示出来。“绿萝中有几片塑料做的叶子，肉眼几乎难以发现，但由于它和正常叶子的光谱信息有很大差别，就躲不过高光谱的‘眼睛’。”张立福说。　　利用该原理，高光谱还能用在果蔬农药残留的检测上。有没有残留农药、残留多少农药，呈现的光谱特征会有细微的差别，通过分析这些差别，专业人员就能做出科学的判断。　　张立福说，相较于传统食品安全取样化验等检测方式，高光谱技术检测具有无接触、无损伤的优点，可以大大提升检测效率。此外，根据不同生长日期或产地的果蔬光谱特征也不同的原理，高光谱技术还能用于检测果蔬新鲜度、进行产地溯源等。　　张立福介绍，基于高光谱原理，科研人员目前正在研发可供智能手机使用的高光谱检测应用系统。他希望未来手机有高光谱检测功能，结合云计算、大数据，人们能够随时随地用手机快速检测食品安全问题。这样，农民拿手机就能检测果蔬病虫害信息，并把这些数据发送到云端，后方科研人员可以根据这些信息预知哪里可能爆发病虫害。　　“从果蔬农药残留检测到化妆品重金属检测，水体、土壤等环境污染监测，再到牙齿、皮肤等医学检测，高光谱技术应用有很大的想象空间。”张立福说，不同空气颗粒反射的光谱不同，未来人们甚至都能通过手机及时、准确地监测雾霾。　　高光谱技术属于遥感技术范畴。通常人们提到遥感，就往往联想到卫星遥感、航空遥感等，认为遥感和老百姓的日常生活没有直接关系，其实不然。3S技术(地理信息系统、全球定位系统、遥感)中，前两个“S”已经与人们的生活息息相关，人们已在手机中普遍应用，现在缺少的是第三个“S”与老百姓的生活关联起来。高光谱遥感技术的应用，表明遥感技术正在走进人们的生活。“我们所做的，就是要使高光谱遥感技术飞入寻常百姓家。遥感与智能手机的结合，将使‘遥感’无处不在。”张立福说。　　我国在高光谱遥感研究上处于国际领先地位　　巨大的应用前景，使高光谱遥感技术成为当前国际上遥感技术的前沿领域。　　据专家介绍，我国在高光谱遥感研究上，处于国际领先地位。　　上世纪90年代，中国科学院遥感应用研究所与上海技术物理研究所合作，研制了系列航空高光谱传感器，并前往日本、澳大利亚、马来西亚等国进行国际合作，为当地环境、农业、海洋、地质等领域的研究提供了重要数据，受到高度评价。　　张立福说，受制于科研经费支持等原因，本世纪初我国高光谱研究一度发展缓慢。近年来我国加大了对高光谱的支持力度，科研人员也取得了一系列成果。他介绍，我国在高光谱基础研究及信息数据积累等方面走在国际前列 同时，科研人员不断扩大高光谱的应用领域，在成像光谱地面测量与光谱图像模拟、高光谱图像智能处理与信息提取、新的应用领域拓展等多方面取得了系列国际领先的研究。　　“我国在高光谱技术方面有较强的积累，但光谱仪器的一些关键器件还需要进口，一定程度上影响了我国高光谱技术应用的自主性。”张立福说，高端科学仪器设备制造方面的不足与我国在材料学、制造工艺等方面整体水平不高有关，他呼吁我国有更多的、不同领域的科研人员参与到高光谱的研发中，提高光谱仪器制造能力，使我国成为高光谱研究强国。

很多朋友问：SPECIM FX10高光谱相机采用面阵CMOS探测器，为1312 x1082 Pixels，224个光谱通道数，采用推扫式成像，那探测器的纵向1082像元与224个光谱通道之间为什么不成比例，或者224个通道的光谱信息是如何被1082个像元所感知？ 我们先来了解一下高光谱相机的工作原理: 目标物的反射光通过镜头收集并通过狭缝增强准直照射到分光元件上（透射光栅），经分光元件在垂直方向按光谱色散，经分光元件后成像在CMOS探测器上。探测器的水平方向平行于狭缝，称空间维（1312 个像元或光敏元），每一行水平光敏元上是一个光谱波段下的像；探测器的垂直方向（1082个像元或光敏元）是色散方向，复色光经过分光元件（透射光栅）分光后，被色散分离成为单色光，通过成像系统，投射在探测器的垂直方向上，并成为按波长大小依次排列的光谱图，称光谱维（224个光谱通道）。 那探测器的纵向1082像元与224个光谱通道之间为什么不成比例，或者224个通道的光谱信息是如何被1082个像元所感知？实际上进入高光谱相机的光不会分散在探测器上整个的纵向1082个像元上，而只是其中的一部分：224个光谱通道（波段）。 这意味着在可用的 1082 个像元中，真正使用的只有224个。 高光谱成像技术是基于非常多窄波段的影像数据技术，它将成像技术与光谱技术相结合，探测目标的二维几何空间及一维光谱信息，获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。 所谓高光谱图像就是在光谱维度上进行了细致的分割，不仅仅是传统所谓的黑、白或R、G、B通道，而是多达几百个通道，例如：SPECIM FX10高光谱相机可以把400nm-1000nm的光谱范围分为224个通道。因此，通过高光谱相机获取到的是一个数据立方，不仅有图像信息，并且在光谱维度上进行展开获得几百个谱段信息。结果不仅可以获得图像上每个点的光谱数据，还可以获得任一个谱段下的图像信息。 高光谱成像技术的这种“全光谱”功能让人们可以看到一个场景中每一个可分辨的空间位置上的多达几百个光谱信号，每种物质都有其特有的光谱信息（光谱指纹）。因此高光谱成像的应用场景很丰富，其中包括：食品安全、农作物健康监测（植物表型分析）、工业检测、无人机载高光谱成像分析、矿物勘探、农业遥感、环境监测、艺术品鉴别；显示屏光学性能检测、印刷品色差测量、中西药质量控制等；以及塑料分选、黑色塑料分选、垃圾分类、工业分选、矿石分选等按物品材质进行识别分拣。

SPECTRA-QT 成像传感器量子效率测试光源对于图像传感器行业而言，精确地了解光电量子效率的转换是极其重要的，一个良好特性的传感器可以指定和调整输入滤波后光谱，增强修正终端产品的使用性能。Spectra-QT成像传感器量子效率测试积分球均匀光源提供可调的、已知均匀度的、覆盖光谱灵敏度范围的硅光学传感器单色光源，用于测试图像传感器的光谱响应率和量子效率，线性度，像素和模块。测量参数：量子效率光谱响应度线性度 特点：超高的光照强度和超大的动态范围，能够满足各种传感器的量子效率测试需求输出稳定、光谱辐射度均匀的面光源，确保传感器测试结果的一致性。光谱辐照度和辐亮度能够实时溯源至美国国家标准与技术研究院（NIST）提供软件开发包，能够满足客户各种自定义测试流程开发需要规格参数光谱辐照度光谱辐亮度波长范围:375 - 1100 nm375 - 1100 nm光谱带宽:5 nm to10 nm5 nm to10 nm波长准确度:0.6 nm0.6 nm开口孔径尺寸:29 mm, 23.9 mm, 26.2 m, 22 mmN/A400 nm最大光谱辐照度:12 mW/cm232 mW/cm2-sr600 nm最大光谱辐照度:21 mW/cm254 mW/cm2-sr800 nm最大光谱辐照度:5 mW/cm211 mW/cm2-sr550 nm稳定性: (UV-VIS 光源): (VIS-NIR 光源) 0.05% over 5 sec period 0.05% over 5 sec period 创新点：QES成像传感器量子效率测试光源提供可调的、已知均匀度的、覆盖光谱灵敏度范围的硅光学传感器单色光源，用于测试图像传感器的光谱响应率和量子效率，线性度，像素和模块。 成像传感器量子效率测试系统-蓝菲光学-QES

热烈庆祝天津港东开发国内第一台高速荧光分光光度计!F-380荧光分光光度计波长扫描速度可达30000nm/min(500nm/s) 磷光分析可测量短达1ms的磷光寿命，并可以应用于各种样品类型。 　　F-380荧光分光光度计性价比好，关键部件等采用进口器件。 　　F-380型荧光分光光度计是我公司新开发的高端荧光光谱仪，产品结构新颖、价格适中、功能完善，完全适合科研、医疗、化工、生化、环保以及临床检测、食品检验等领域。 　　　　F-380型荧光分光光度计 关于(新)F-380型荧光分光光度计 　　产品型号：F-380 　　产品简介：F-380型荧光分光光度计是我公司新开发的高端荧光光谱仪，产品结构新颖、价格适中、功能完善，完全适合科研、医疗、化工、生化、环保以及临床检测、食品检验等领域。 　　仪器的用途 　　F-380型荧光分光光度计是我公司新开发的高端荧光光谱仪，产品结构新颖、价格适中、功能完善，完全适合科研、医疗、化工、生化、环保以及临床检测、食品检验等领域。 　　仪器的规格与性能指标 　　1 基本参数 　　波长范围:200-750 nm和零级光(200-900 nm，选用特殊光电倍增管R928F) 　　色散元件：采用凹面衍射光栅(闪耀波长：激发300nm/发射400 nm) 　　带宽:EX:1.0,2.5,5.0,10.0nm 　　EM:1.0,2.5,5.0，10.0，20.0 nm 　　接收器：R3788光电倍增管 　　光源：150W氙灯 　　波长扫描速度：15 nm/min，60 nm/min，240 nm/min，1200 nm/min，2400 nm/min，12000 nm/min，30000nm/min(500nm/s) 　　工作温度：10-30℃ 　　工作湿度：≤70% 　　体积：680W×540D×320Hmm 　　重量：48kg 　　2 主要技术指标 　　分辨率1.0 nm 　　波长准确度：±2.0 nm 　　灵敏度：150：1水拉曼峰(P-P) 　　3 主要特点 　　(1)F-380具有性能稳定，使用方便等特点。尖端光谱仪制造技术，使其拥有更杰出的性能。光学设计，也提升了灵敏度等技术指标，也使仪器紧凑，占用更小实验台面积。 　　(2)内置的切光器功能可将样品在激发光束下的暴露时间缩短至扫描时间的8%。样品暴露时间的缩短，可保护容易发生光反应的样品，提高延续性实验的分析精度。磷光分析可测量短达1ms的磷光寿命，并可以应用于各种样品类型。 　　(3)除荧光和磷光外，标准配置中还包括了发光测定功能。系统光能量通过能力强，信噪比高，因而可对化学发光和生物发光进行有效测定。 　　(4)自动预扫描能帮助您找到最优的荧光分析条件，可以快速探知未知样品的光谱信息，同时完全避免将其他散射光谱峰错误设定为荧光激发或荧光发射峰。 　　(5)基于Microsoft Windows的控制及分析软件，简洁易用，使您轻松进行参数设置、数据采集和数据处理，同时提供更多三维谱图计算功能，以及提供方便的数据输出和用户可自由设计地报告格式。 　　(6)采用USB2.0接口，数据传输速度快，连接方便。 　　(7)高强度的150瓦氙灯，为200-900nm波长范围内的测定提供充足的光能。 　　(8)独特的水平狭缝设计同时应用于激发和发射光束，有效提高了灵敏度。同时在标准的10mm比色皿，只要0.6ml样品就可进行正常测定。 　　(9)系统有更丰富的定量分析功能。重复标样测定功能提供了最精确的工作曲线，统计校验进一步保证了分析精度。 　　(10)为了最大程度地保证稳定性，F-380拥有激发光束配比监测系统，可监测不同波长下光源强度的微小变化。 　　(11)多样有用的附件，从固体样品支架到自动偏振附件，F-380都可以配备，协助您解决最困难的应用分析问题。 　　(12)三维光谱图在1分钟内即可完成，提供最丰富的光谱信息，等高线图和鸟瞰图给您多个观察的角度。使三维谱图的定性分析功能发挥极致。 　　4 仪器的原理 　　F-380型荧光分光光度计具有双单色器，可以记录物质的激发光谱和荧光光谱，采用计算机完成仪器的系统控制和数据采集。其工作原理图如下： 　　 图4-1 工作流程图 　　由光源发出的光，通过激发单色器后变成单色光，而后照在荧光池中的被测样品上，由此激发出的荧光被发射单色器收集后，经单色器色散成单色光而照射在光电倍增管上转换成相应的电信号，经放大器放大反馈入A/D转换单元，将模拟电信号转换成相应的数字量。并通过显示器或打印机显示记录下被测样品的谱图。这就是荧光分光光度计的基本工作原理。 　　 　　详情请登入：http://www.tjgd.com/Client/Product.aspx?prodcutId=170

如今，真空紫外光学光谱技术正被应用于紫外光致发光、透射/反射/吸收、激光高次谐波、可调谐单色光源等方面。自从HORIBA Scientific进入真空紫外系统设备制造领域，就与全球各地的同步辐射中心进行合作，积累了许多宝贵的经验。 HORIBA Scientific将于2013年5月21日举办相关技术交流会，届时，我们将邀请法国资深专家为大家介绍真空紫外、可见近红外光谱测量的新技术进展、产品和应用。 主讲人：Jean-luc DOMANCHIN 简介：在HORIBA Scientific（Jobin Yvon光谱技术）工作25年以上，现担任真空紫外光学光谱系统资深经理，具备丰富的光学光谱研究及应用经验。 时间：2013年5月21日 下午14:00-17:30 地点: &bull 主会场：堀场(中国)贸易有限公司 北京办公室 &bull 分会场：堀场(中国)贸易有限公司 上海、广州办公室 （注：上海、广州分会场将启用视频会议室为您讲解） 主办：&bull 堀场 (中国) 贸易有限公司 &bull 法国HORIBA Jobin Yvon S.A.S. 协办： &bull 上海格奥光电技术有限公司 &bull 科瑞利通科技开发有限公司 &bull 广州贝拓仪器设备有限公司 &bull 脉动科技有限公司 会议安排 时间 内容 14:00-15:40 真空紫外、可见近红外光谱测量新技术进展及应用 16:00-17:30 光学光谱应用交流 有意者可以通过以下方式进行报名。为了帮助我们更好地安排和组织会议，请您于5月19日前报名。 报名方式 联系人：俞小姐 邮 箱：nasi.yu@horiba.com 电 话：010-85679966-212 地 址：北京市朝阳区建国门外大街甲6号SK大厦1801室

前言光谱仪器种类繁多，总共有紫外、可见、红外、原子吸收、原子荧光、拉曼、旋光等20多类光谱仪器；色谱仪器也有液相、气相、离子色谱、薄层扫描色谱、毛细管电色谱、高压微流电色谱等10多类；光谱、色谱仪器是使用最多、覆盖面最广的分析仪器之一；它们在“农、轻、重、海、陆、空、吃、穿、用”等的各个领域、各行各业的科研、生产工作中，都无所不在，无所不有。广大从事光谱、色谱仪器研发、制造、使用的科技工作者对光谱、色谱仪器最基本的要求是稳定可靠。所谓稳定，就是漂移小、重复性好；所谓可靠，就是分析检测的数据准确可靠、灵敏度高（信噪比S/N高或检测限小）。这些问题都是光谱仪器、色谱仪器及其应用的研究人员，值得特别重视的关键问题。 本文根据仪器学理论和作者长期的实践，对如何提高各类光谱仪器、各类色谱仪器的可靠性、稳定性和灵敏度等的创新切入点进行了讨论；文中从保证知其然知其所以然的角度，重点讨论了光谱仪器、色谱仪器的电光系统、光学系统、光电系统、电子学系统和计算机系统的重要性、影响这些关键部件的关键点、提高这些系统和整机稳定性、可靠性的关键点和创新切入点；本文所论述的问题，是目前国内外业内很多科技工作者还没有引起重视的问题，这些问题对有关的科技工作者都有重要的参考意义。一、电光系统光谱仪器、色谱仪器及其有关的联用仪器，都离不开电光系统；而电光系统主要包括光源（氘灯、钨灯、氙灯）和电源（交流电源、直流或脉冲电源等）。在电光系统中，灯泡是重要元器件之一，其质量在某种程度上，决定整个光谱仪器、色谱仪器的质量和可靠性（包括灵敏度）。如果灯泡发光不稳定，整个仪器就不可能稳定。但是电光系统中除灯泡外，灯泡的电源是非常重要的、容易被人们忽视的部件；科学家从仪器学理论中的电子学与电光器件相关的理论出发，对光谱仪器、色谱仪器的氘灯灯泡所发出的光通量的稳定性，与灯泡所加的恒流电源稳定性的关系进行了研究；研究结果表明：氘灯恒流电源的电流稳定性与氘灯灯泡发出的光通量的稳定性关系如下[1]：（I2/I1）Y=Φ2/Φ1式中，I1为氘灯恒流电源在电流波动变化前的恒定电流值；I2为氘灯恒流电源因某些 因素影响，其电流微量变化后的电流值；Φ1为氘灯灯泡在氘灯恒流电源电流未变化前发出的稳定光通量；Φ2为氘灯灯泡在氘灯恒流电源波动变化后发出的光通量；Y为通过大量实验后总结得到的经验系数，一般取Y=6.05〜6.75 (作者的实践证明 取6.5为最佳)。若设波动前的光通量为100,波动后的光通量为Φ2；波动前的恒电流为300mA，波动后的恒电流为303mA ；即：因为电源的电流波动电流上升1%（3mA)。将波动前后的数据代人上式，则:(303/300)6.5=Φ2/1001.016.5=Φ2/100Φ2=1.016.5ꓫ100=6.7%上述计算表明：氘灯电源的电流波动1%，则灯泡发出的光波动6.7%，这是一个很大的波动值，可能使得各类光谱仪器和各类色谱仪器失去应用功能。光谱仪器、色谱仪器的钨灯电源，是一种恒压电源；其电压稳定性与钨灯灯泡发出的光通量的稳定性的关系如下[1]：(V2/V1)k=Φ2/Φ1式中，V1为钨灯恒压电源在电压变化前的恒定电压值；V2为钨灯恒压电源因某些因素影响，其电压微量变化后的电压值；Φ1为钨灯灯泡在钨灯恒压电源电压未变化前发出的光通量值；Φ2为钨灯灯泡在钨灯恒压电波动源变化后发出的光通量值；K为通过大量实验后总结得到的经验系数，一般取K=3.36〜3.51 (作者 的实践表明取3.45为最佳)。钨灯恒压电源一般为12V；若设钨灯电源波动前的光通量Φ1为100,波动后的光通量为Φ2；波动后的恒压电压为12.12V (即：因为波动电压上升1%（0.12V)。将波动前后的数据代人上式，则:(12.12/12)3.45=Φ2/1001.013.45=Φ2/100Φ2=1.013.45ꓫ100=3.4%上式计算结果表明：若钨灯恒压电源的电压波动1%，则钨灯发出的光通量波动3.4%。这个波动也将严重影响到整机使用的稳定性、可靠性。美国科学家Wenstead[2]的研究结果表明：光谱仪器的不稳定，90%以上是由电源引起的。所以，电光系统的重要性和认真研究光谱仪器、色谱仪器的电光系统的重要性就不言而喻了。并且，作者认为从事光谱仪器、色谱仪器研发、制造、应用的科技工作者应该认识到，电光系统是提高光谱仪器、色谱仪器可靠性和灵敏度的创新切入点之一，必须引起高度重视。二、 光学系统光谱仪器、色谱仪器及其联用仪器和有关的元素分析仪器（例如：总硫分析仪等等），都离不开光学系统；光学系统比较复杂，一般分为外光路和单色器两大部分：1、外光路：主要作用有三个[1]：一是通过各类聚光镜（凹面或平面反射镜或透射镜），尽量将光源（灯泡）发出的光聚集到单色器的入射狭缝上或样品上；二是将从灯泡发出的光改变前进方向，转向后直接汇聚到入射狭缝上或样品上；三是将氘灯和钨灯灯泡切换，以改变波仪器的长范围。所以外光路也是光学系统的重要组成部分之一，加强对外光路的研究，是提高光谱仪器、色谱仪器灵敏度的创新切入点之一。2、单色器：它是一个比较复杂的部件；它由入射狭缝、准直镜、光栅、物镜（聚光透镜或成像凹面反射镜）、出射狭缝等光学元件组成。它的作用是将灯泡发出的复合光分解成单色光。从出射狭缝射出的单色光纯度（光谱带宽），取决于单色器的狭缝、准直镜、物镜、光栅的指标，这些指标直接决定或影响光谱、色谱仪器整机的可靠性、稳定性等核心指标。单色器的种类很多[2]、[3]、[6]、[8]，它是光谱仪器中最重要的部件之一。单色器的所有光学元件中，只要有一个元件出现故障，整个光谱仪器、色谱仪器就不能正常工作。单色器是光学系统中非常重要的部件，是提高光谱仪器、色谱仪器的可靠性、保证分析检测数据准确可靠和提高仪器灵敏度的最重要创新切入点之一。三、光电系统顾名思义，光电系统就是将光信号转换成电信号的光电转换系统；它有很多种类，例如：光电管、光电倍增管、硅光电池、光电二集管、光电二集管阵列等等。这些光电转换元器件是光谱仪器、色谱仪器中最重要的元器件之一。有的光电转换器件只是单纯的起光电转换作用；例如：光电管、硅光电池、二极管阵列等；有的则具有很大的电流放大倍数；例如：光电倍增管，它在1000V直流高压下，可达到100万倍的电流放大倍数；即在1000V直流高压下，一个光子入射到光电倍增管的阴极上，在其阳极上可以输出100万个光子，基本上形成了nA级的电流。但是1000V高压如果波动1%，则光电倍增管的一百万倍的放大倍数将波动10-12%，将是以10万倍的数据波动。作者的实践表明：如果光电倍增管工作在600V的情况下（作者的实践表明：一般光谱仪器、色谱仪器中的光电倍增管的最佳工作电压为600V左右），此时，光电倍增的放大倍数约是50万倍，如果600V高压波动1%，则50万倍的放大倍数将波动10%以上，即是5万倍的波动。这时整个光谱仪器、色谱仪器就因为高压不稳定而没有办法使用了。所有光电系统的稳定性，都将严重影响光谱仪器、色谱仪器整机的可靠性、稳定性和灵敏度。由此可见，电光系统多么重要就不言而喻了。所以，认真研究光电倍增管的高压电源、认真选择光电倍增管、认真研究光电系转换统，是提高光谱仪器、色谱仪器的可靠性、稳定性和灵敏度的最重要的创新切入点。四、电子学系统任何光谱仪器、色谱仪器都必须有电子学系统，其作用就是将从光电系统转换过来的电信号或通过其他办法采集的电信号予以放大、并处理到符合后面计算机系统所要求的电信号。电子学系统的放大倍数、噪声、漂移是非常重要的性能技术指标，也是决定光谱仪器、色谱仪器可靠性、稳定性、灵敏度的关键指标；很多科技工作者重视光机和计算机，但是不大重视电子学系统的性能指标，这是我国、甚至全世界光谱仪器、色谱仪器研发者、制造者的通病，更是阻碍我国分析仪器发展的重要问题之一。光谱仪器、色谱仪器出现故障的概率最多的是电子学系统；例如：放大器的±15V电源等、电光系统的氘灯电源、钨灯电源、光电系统的高压电源等等，这些电源都是值得光谱仪器、色谱仪器研发、制造、使用者高度重视的关键部件。因为电源发热，会致使产生整机漂移；由于电子元器件的浴盆效应理论，会使得电子元器件老化（只有10年左右的寿命），使电子元器件整体性能变坏，使整机产生故障；有些科技工作者不重视设计放大倍数，他们随意的将直流放大器的放大倍数设计为100倍以上，致使整机的噪声增加，灵敏度（信噪比）降低；作者的实践表明，直流放大器的放大器的放大倍数一般在25~30倍左右为最佳。有些科技工作者由于将直流放大器的放大倍设计过小或过大，使得输出的电信号不符合后面计算机要求，以致产生整机漂移、使整机稳定性变差、灵敏度降低。还有纹波电压，是很多科技工作者容易忽视的指标，很多研发、生产光谱仪器、色谱仪器的科技工作者，不给出（不测试）仪器各类电源的纹波系数，使得整机的噪声增加、稳定性变坏等等。所以，重视电子学系统的指标研究，是提高光谱仪器、色谱仪器可靠性、灵敏度的很重要的创新切入点之一。五、计算机系统提高仪器的自动化水平，是光谱仪器、色谱等仪器研发者、制造者的重要使命之一；自动化可以实现仪器的五个保证：第一，保证仪器工作在最佳状态；第二，保证避免人为操作误差；第三，保证分析工作者的人身安全；第四，保证避免仪器带病工作，延长有关仪器的使用寿命；第五，保证得到最佳的分析检测数据。过去比较长的一段时间里，我国分析仪器使用者们认为，我国分析仪器与国外同类仪器的最大差距是软件。的确，软件方面的差距是我国分析仪器与国外分析仪器的主要差距之一。据我国科技部的调查结果表明：我国90%的用户对我国国产分析仪器的软件不大满意。但是近十年来，由于国家科技部的重视和广大科技工作者的努力，情况大有好转；目前我国光谱仪器、色谱仪器等分析仪器的软件已经有很大提高，可以与国外同类同档次的仪器抗衡（有些指标优于、有些指标一样、个别指标不及），并且性价比大大优于国外同类同档次的产品。例如：我国上海科哲的薄层扫描色谱仪器、制备色谱仪器，北京普析的紫外、北京海光的原子荧光广州和信的质谱、浙江福立的气相色谱等等，其软件都可以与国外同类高档产品抗衡，或优于国外同类同档次的产品。特别是近几年，国内外广大软件科技工作者，在光谱仪器、色谱仪器研发、制造中，采用软件降噪声技术；在降噪声时可以不降低有用信号，可以轻而易举的提高仪器的信噪比。例如：北京西派特在自己研发的HF-ExR510 便携拉曼光谱仪上（仪器的激发光源：785nm； 积分时间：10s；功率等级：10级），对被分析样品进行数据采集、采用软件降噪声、软件降荧光，以及通过软件对五种组分的复合样品进行数据采集、数据处理，效果都很好，他们走在国外同行的前列；具体情况如下：1、通过软件对滑石粉（强荧光物质）的数据采集和降荧光、降噪处理的效果： 2、 对滑石粉、重钙、五组分等样品进行定性检测的结果；滑石粉定性检测的结果（见下图）；滑石粉 检测的匹配度：0.999（见下表）所以，重视软件开发，是提高光谱仪器、色谱仪器的可靠性、稳定性和灵敏度非常重要的创新切入点之一。必须引起光谱仪器、色谱仪器研发、制造、应用的有关科技工作者高度重视。主要参考文献[1] Wensted，lnstrument Check Systems,Published in Great Britain by Hencry Kimpton PublishersLondon,1971.[2] 李昌厚著，《仪器学理论与实践》，北京：科学出版社,2008 [3] 李昌厚著，《紫外可见分光光度计》,北京:化学工业出版 社,2005。[4] 李昌厚，略论分析仪器的主要核心技术指标及有关问题，仪器信息网，2024[5] 李昌厚，便携式激光拉曼仪器及其应用的最新进展，仪器信息网，2019/7/11.[6] 李昌厚著，《紫外可见分光光度计及其应用》，北京:化学工业出版 社,2010。[7]李昌厚，用好AAS的一些关键问题，仪器信息网，2020/8/17[8] 李昌厚著，《高效液相色谱仪器及其应用》，北京：科学出版社，2014[9] Tony Owen,Fundamentals of UV-Visible Spectroscopy,1996,Germany Hewkett-Packard publication number 12-5965-123-E[10] 赵志慧等，《国联股份第21届中国（合肥）食品安全检测技术高峰论坛PPT》， 合肥，2023-06[11] A. J .Owen. 1988. The Diode-Array Advantage in UV/Visible Spectroscopy Printed in theFederal Republic of Germany 03/88. (Hewlett-Packard Publication No. 12-2954-8912)[12] 李昌厚，试论分析仪器研发创新的切入点及有关问题，仪器信息网，2023作者简介李昌厚，男，1963年毕业于天津大学精密仪器系光学仪器专业；中国科学院上海营养与健康研究所原仪器分析室主任、生命科学仪器及其应用研究室主任、教授、博士生导师、华东理工大学兼职教授、天津大学兼职教授；终身享受国务院政府特殊津贴。主要研究方向：长期从事分析仪器研究开发和分析仪器应用研究。主要从事光谱仪器（紫外吸收光谱、原子吸收光谱、旋光光谱、分子荧光光谱、原子荧光、拉曼光谱等）、色谱仪器（液相色谱、气相色谱等）及其应用研究；特别对《仪器学理论》和分析仪器指标检测等方面有精深研究；以第一完成者身份，完成科研成果15项。由中科院组织专家鉴定，其中13项达到鉴定时国际上同类仪器的先进水平，2项填补国内空白；以第一完成者身份获得国家发明奖和省部级（中国科学院、上海市、科技部）科技成果奖5项；发表论文280篇（退休后97篇），出版《仪器学理论与实践》、光谱和色谱仪器及其应用等专著5本。曾任中国仪器仪表学会理事、中国仪器仪表学会分析仪器分会第五届、第六届副理事长兼光谱仪器、高速分析等多个专业委员会的副主任；国家认监委计量认证/审查认可国家级常任评审员、国家科技部“十五”、“十一五”、“十二五”和“十三五”重大仪器及其应用专项的技术专家组组长、上海市科学仪器专家组成员、《生命科学仪器》副主编、《光学仪器》副主编、《光谱仪器与分析》副主编、上海化工研究院院士专家工作站成员等数十个学术团体和专家委员会成员，和北京瑞利、北京普析、上海科哲、美国ISCO等十多家公司的技术顾问或专家组组长等职务。

p & nbsp 目前，对 a href=" http://www.instrument.com.cn/zc/1650.html" target=" _blank" title=" " style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 112, 192) " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 水中重金属的检测 /strong /span /a 技术多停留在实验室阶段，最常用的方法是原子吸收分光光度法(AAS)、电感耦合等离子-质谱法(ICP-MS)、电感耦合等离子体-发射光谱法(ICP-AES)、化学比色法和电化学分析方法。其中，原子吸收分光光度法分为石墨原子化原子吸收分光光度法(GF-AAS)、氢化物发生原子吸收光度法等等，石墨原子化原子吸收分光光度法是现行大多数重金属分析的标准方法之一。除此之外，一些使用到的方法包括化学比色法、X射线荧光法、中子活化法、离子色谱等等，以及在此基础上的联用技术等。 /p p & nbsp 原子吸收光谱法一般一次只能分析一种元素，检测限相对较高，电感耦合等离子-质谱法和电感耦合发射光谱法能够同时分析多种元素。但是，原子吸收光谱法、原子发射光谱法、离子色谱法、质谱法、电感耦合等离子体法无论是设备费用还是设备运营维护费用，成本都较高。因此，以上技术并没有真正应用于重金属监测领域。 /p p & nbsp 目前，国内外真正应用于水中重金属分析的技术主要是比色法和电化学分析方法。比色法又称分光光度法，是化学分析中常用的方法之一。重金属电化学分析方法由海洛夫斯基(MichaeL Heyrovsky，其因发明该方法而获1959诺贝尔化学奖)发明，后经众多学者优化发展。就水中重金属监测产品而言，由于国内重金属监测起步相对较晚，大多数公司主要以代理国外产品为主，仅有少数几个公司具有自主知识产权的重金属分析产品。 /p p & nbsp 比色法是经典的化学分析方法之一，主要基于Lambert-Beer定律(朗伯-比尔定律，光吸收基本定律，是说明物质对单色光吸收的强弱与吸光物质的浓度(c)和 液层厚度 (b)间的关系的定律，是光吸收的基本定律，是紫外-可见光度法定量的基础)，在一定的条件下，重金属离子与某一特定的试剂进行化学反应，在溶液中产生新的化学物质，该物质一般具有特定吸收波长光 当一束与新产生的化学物质匹配的单色光通过该溶液时，溶液的吸光度与溶液中新产生的化学物质浓度相关，据此建立吸光度与被测组分的浓度关系。 /p p & nbsp 该方法原理简单，不需要特殊设备，一般分光光度计即可满足需求，因此在实验室重金属分析中依旧较为常见。当该技术应用于水质重金属分析时，选择合适的显色剂，以及消除其他金属组分干扰是关键 其次是获得稳定可靠的单色光，以及光强检测系统。 /p p & nbsp 阳极溶出伏安法，是将电化学富集与测定方法有机地结合在一起的一种方法。先将被测物质通过阴极还原富集在一个固定的微电极上，再由负向正电位方向扫描溶出，根据溶出极化曲线来进行分析测定。阳极溶出伏安分析技术(ASV)使得样品中很低浓度的金属都能够被快速检测出来，并有良好精密度。 /p p & nbsp 对于电化学溶出分析技术而言，由于重金属在水环境——特别是地表水、饮用水源地等水环境中的含量不高(基本在μg/L数量级)，即便是市政以及工业企业污水排放口，也仅仅在几十到几百μg/L数量级，因此检测限低的电化学溶出分析技术在重金属监测中将发挥更大的作用。 /p p & nbsp 随着我国重金属污染问题越来越受到重视，重金属监测会得到更大程度的关注。目前的两种重金属监测方法，比色法较为传统，设备成本比电化学分析仪成本低，在一些特殊的场合，特别是待分析重金属成分浓度较高时，可以考虑该类型分析仪。 /p p & nbsp 在中低浓度的重金属监测中，如地表水、饮用水、水处理设施排放口重金属监测，基于电化学溶出分析技术的重金属分析仪能够对μg/L数量级的重金属进行精准定量分析，无疑是首选。 br/ /p p br/ /p

1.吸光度测量原理当入射光频率与物质分子的震动频率一致，或者入射光引起物质分子电子能级跃迁，都会产生光学吸收现象。溶液的浓度越高，穿过溶液的分子也会相应地被吸收越多。当一定强度的光线通过物体的时候，被吸收部分越少，透过部分越多反之也然。1852年比耳确定了吸光度与液浓度及液层厚度之间的关系，建立了光吸收的基本定律，称为朗伯-比耳定律。朗伯比尔定律是吸光度测量的基本定律，是描述物质对某一波长光吸收的强弱与吸收物质的浓度及其液层厚度间的关系。当一束平行单色光通过液层厚度为b、吸光物质的浓度为c的单一均匀的，非散射的有色溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度成正比。A=kcb=lg(I0/I)A: 为吸光度k：为摩尔吸收系数（常用单位 L/(mol*mm)）c：为浓度（常用单位 mol/L）b：为光程（常用单位 mm）I0：入射光强度I：透射光强度图1 吸光度原理图2.应用系统介绍(1)发光源：能够输出稳定功率以及且连续光谱的辐射源，紫外波段实验室常使用脉冲氙灯或氘灯，可见波段实验室常使用卤钨灯。(2)样品池：用于放置待检测样品，常用直接盛放样品的器件为石英比色皿，厚度一般为10mm，适用于紫外到可见光波段范围。(3)检测设备：又称分光光度计，将光学分光器件和能实现光电转化的探测器集成。本此测量应用使用的系鉴知技术的SR50C光纤光谱仪，光谱仪内置脉冲氙灯同步触发功能，除了可搭配如下图一样的比色皿样品固定架进行测试，同时也可根据实际需求搭配侵入式光纤探头或流通池进行取样。 (4)显示器：连接光谱仪和笔记本电脑，显示测量过程中的数据，本此测量应用使用的系鉴知技术自主研发的上位机软件。图2 脉冲氙灯吸光度检测系统图3.实验示例鉴知技术拥有自主研发的整套光谱吸光度测量系统和相关的配件，本次实验采用KNO3溶液，光谱仪采用北京鉴知技术有限公司的微型光纤光谱仪SR50C，在室温环境下进行测试，实验结果如下表所示：光谱仪型号：SR50C（200-400 nm）波长范围nm分辨率 nm可根据客户需要定制:波长范围，分辨力大小，光谱仪尺寸大小200-4000.5比色皿光程KNO3 浓度mg/L220nm 吸光度275nm 吸光度相关系数R210mm0.20.0432780.0446110.99780.30.0672250.0658580.40.0873060.087540.50.1150570.1081420.80.1664770.1617651.00.2072560.20099表1 KNO3溶液在220nm,275nm处的吸光度根据表中数据，绘制硝酸钾溶液吸光度随浓度变化的线性关系曲线，如下图所示。图3 KNO3溶液浓度与吸光度线性关系结论：由图得知硝酸钾溶液的吸光度与其浓度具有较大的线性相关关系，线性拟合系数R2=0.9978，标准曲线的方程式是：A = 0.1985.74C + 0.0048可根据拟合的标准曲线，将未知浓度样品的吸光度代入标准曲线的方程式中，得出未知样品的浓度。因此，鉴知紫外可见光谱仪能够在吸光度测量中有较好的测量结果满足客户的需求。4.SR50C光纤光谱仪优势体积小，重量轻，分辨率高；灵敏度高，适用于微量元素分析；测量准确性和一致性高；价格优惠。5.典型行业应用参考行业或典型应用光源光谱仪附件高校或实验室代替分光光度计氘卤组合SR50C，SR75C, ST90S10mm 紫外石英比色皿样品池抗紫外光纤在线水质仪器分析脉冲氙灯/氘卤组合SR50C，SR75C10mm 紫外石英比色皿样品池抗紫外光纤衰减器烟气在线仪器分析脉冲氙灯ST90S光纤、气室超微量分光光度计脉冲氙灯SR50C，SR75C，ST90S-便携式多参数水质分析仪脉冲氙灯SR50C，SR75C-北京鉴知技术有限公司，简称“鉴知技术”， 是一家以光谱检测技术为核心的专业公司，产品已广泛应用于缉私缉毒、液体安检、食品安全、药品检测等诸多领域，公司致力于为客户提供更先进的产品和更快捷的物质识别方案。

2018第一届能源与环境催化会议于5月25日至5月28日在北京中国地质大学成功举办。参加本次盛会的有来自全国范围的高校及科研机构500多名该领域的科研工作者，会议的主题是“保护生态环境，创造绿色能源”。会议由清华大学朱永法发起，获得了光催化业内的广泛支持。北京中教金源科技有限公司应邀参加了此次盛会。会上与广大科研工作者进行深入交流，中教金源在此次学术研讨会上展示了包括表面光电压谱仪、多位光解仪，光催化活性评价系统（D6/D8），可调单色光，气相光催化微型反应装置，光热协同系统，最新款氙灯光源以及高端反应釜等在内的多款主打产品亮相本次光催化会议，充分展现了企业风采和科技实力。受到了参会人员的高度关注。中教金源展台一览与客户交流互动

传感器的结构及相关测试结果 　　多氯联苯(PCBs)是一类典型的持久性有机污染物(POPs)。由于PCBs的生物富集性和高毒性，这类曾经发挥了巨大作用的化工产品也给人类和生态环境造成了巨大的危害。中科院合肥物质科学研究院固体物理研究所杨亚军博士利用银纳米“树枝晶”的表面增强拉曼散射效应，实现了对四氯联苯的快速、痕量检测。最近，该所李明涛博士后与孟国文研究员、尹志军副研究员及等离子体所黄青研究员合作，发明了一种新的能快速检测PCBs的表面光电压变化传感器。 　　氧化锌半导体多孔材料在吸附PCBs前后会引起自身的表面光电压(SPV)变化。分析表明，在亚带隙单色光照射下，表面态电子的跃迁引起表面势的变化，产生SPV。而吸附在氧化锌表面的PCBs可以影响表面态电子的跃迁，导致SPV发生变化。例如，在500 nm单色光照射下，该传感器的SPV信号在吸附PCBs后会降低 并且SPV降低的幅度与PCBs的吸附量相关，在一定范围内二者呈线性关系。这样，通过简单测量表面光电压的变化就可以快速检测出PCBs的含量。 　　基于上述原理，新开发的传感器结构非常简单，由两片导电玻璃和中间夹着的一薄层多孔氧化锌粉末构成(图A)。在光照面一侧的导电玻璃中间有一个小圆孔，是PCBs进入氧化锌粉末层的通道。通过锁相放大器与导电玻璃相连来测量其SPV。该系统的灵敏度较高，可以检测出微弱的SPV信号变化。之所以采用多孔氧化锌粉末，是为了增强对PCBs的富集作用，从而提高检测的灵敏度。由于该传感器在光照后几秒钟便可获得稳定的SPV信号(图B)，因而具有较短的分析时间，有望用于PCBs的快速检测。 　　目前检测PCBs的常用方法是以色谱和质谱为基础的联用检测技术。然而，这些检测方法不仅过程复杂、耗时，且成本高，难以对痕量的PCBs进行实时在线监测。研究人员使用新开发的传感器对三氯联苯PCB29和五氯联苯PCB101两种多氯联苯进行了试验，结果发现其检测灵敏度可达10-6 M，分析时间不超过一分钟。这为构建快速检测PCBs(甚至其它POPs)的传感器提供了一条新途径，对于环境中POPs的快速痕量检测具有重要参考价值。 　　相关成果申请了国家发明专利 撰写的论文发表在Langmuir 2010。该工作得到纳米研究重大科学研究计划、国家自然科学基金和中国博士后基金等资助。

中国传统绘画颜料迄今已有7000多年的历史，矿物颜料由于其色彩鲜艳、洁净、经久耐用的特点，在我国古代绘画作品中被广泛应用。作为一种不易变色的天然石色颜料，矿物颜料在绘画颜料中的应用范围越来越广泛。在外界环境因素及内部绘画材料发生性态变化情况下，古画的长期保存工作难度较大，往往需要不断对其进行定期修复。而作为古画的主要载体的颜料，在进行古画修复时一般都需要事先对颜料成分、特征等进行鉴别，制定针对性强的修复计划，保证修复工作顺利进行。图1 古画拉曼光谱分析利用拉曼光谱定量分析法对石绿矿物颜料在各种无机颜料样品的占比和面积比进行测量，最终得到某绘画作品中的无机颜料组成配比。拉曼效应是一种非常弱的散射效应，是分子散射光相对入射光频率发生较大变化，在非均匀介质或存在悬浮状颗粒的待检测物质或介质中发生的光的散射作用。当频率为ν的单色光照射到物质表面时，入射光会在样品表面发生散射。拉曼光谱分析主要是利用散射效应对待检测物质的性质、成分等进行测量的综合方法。图2 奥谱天成ATR8800科研级显微拉曼光谱成像仪采用显微拉曼光谱仪对几种颜料矿物和相对应的市售矿物颜料进行了拉曼光谱的采集。在对拉曼光谱的分析中，分辨了主要指纹信号及伴生矿物可能在颜料中产生的干扰信号，对矿物及颜料的主要指纹信号给出了分子结构及振动模式的指认。在所有矿物颜料中，石绿是使用极其普遍的。通过对古代绘画颜料的解读，并重点对石绿的两种异构体进行优化，探究其稳定结构、紫外吸收等性质，并进一步分析了不同光谱波段的归属。采用软件特殊算法得出两类石绿分子的紫外可见吸收光谱，如图3所示。图3 两种稳定石绿分子的紫外可见吸收光谱对比图3对两种伴生矿物可能存在的颜料中的共存问题通过拉曼特征光谱的指认给出了分辨。分析了敦煌研究院赠予的青金石矿物及青金石末矿物颜料，通过分析天然矿物、矿物颜料及人工合成颜料之间拉曼光谱1100cm -1 以上光谱特性的差别，对青金石颜料的应用及来源给出鉴别。本文为快速确定石绿颜料在阳光作用情况下的的特性给予数据支持，同时可以促进颜料质量的提高，为更好地保护古代文物做贡献。

IR在食品工业中已经应用了几十年，早期几乎只用于定性研究，直到20世纪50年代，才开始应用于食用油脂反式异构体的测定。随后，由于气相色谱（GC）和核磁共振（NMR）等新技术的出现，人们对红外光谱学的兴趣逐渐减弱。20世纪70年代，随着硬件、软件和附件技术的发展，傅里叶变换红外光谱技术（FTIR）的问世重新激发了研究者的兴趣，其工作原理示。干涉仪主要由两个互成90°定镜和动镜及一个分束器组成。光源发出的红外光到达分束器时被分为反射光与透射光两束光，随着动镜的移动变换光程差，两束光会发生干涉现象，对于一个纯单色光，在动镜移动过程中，将得到强度不断变化的余弦波，即干涉图。所得的干涉图，由电子计算机采集，并经过快速傅立叶变换，可得吸收强度或透光度随频率或波数变化的红外光谱图。相比于以棱镜、光栅为色散元件的旧仪器，iCAN9傅立叶变换红外光谱仪有具有降低谱峰宽度，提高谱图分辨率的特点，从而大大增加了仪器灵敏度和结果的准确性。食用油中富含碳、氢、氧元素，在iCAN9傅立叶变换红外光谱仪中有较好响应，结合聚类分析法(CA)、主成分分析法（PCA）、线性判别分析（LDA）、典型变量分析(CVA)等多种化学计量法，可对食用油各项指标进行定性定量分析，具体如下。1. 过氧化值氢过氧化物（ROOH）可与过量的三苯膦（TPP）快速反应，生成三苯基氧化膦（TPPO），据此可用iCAN9傅立叶变换红外光谱仪间接测定过氧化值。此法可以减少Van de Voort等根据-OH在3444 cm-1处的特征峰对ROOH进行定量时基质效应的影响；同时也可避免常规碘量法精度低、有机试剂消耗大且有一定安全隐患的弊端。2.酸价酸价可用于表示食用油中所含游离脂肪酸（FFA）的量，是衡量油脂酸败程度的主要指标。基于羧酸基的-C＝O在1711 cm-1处有特征吸收峰，通过FTIR与化学计量学方法联合建模可测定酸价，但其结果易受甘油三酯中-C＝O基的影响。为此，用iCAN9傅立叶变换红外光谱仪测定不含FFA的油样，建立甘油三酯在3471 cm-1/3527 cm-1一级倍频强度与在1711 cm-1处干扰信号强度的线性关系模型，通过校正即可消除该效应的干扰。3.丙二醛利用FTIR结合偏最小二乘法（PLS）和主成分分析法（PCA）法可对硫代巴比妥酸反应产物（TBARS）含量进行测定，从而间接地反应出代表油脂次级氧化的产物丙二醛（MAD）的含量，以衡量食用油的氧化稳定性。4.碘值碘值反映油脂的不饱和程度，顺式 =CH 伸缩键、顺式 C=C 伸缩键和反式 HC=CH 弯曲键分别在3006 cm-1、1654 cm-1和968 cm-1处有强吸收峰，结合PLS法建模，并利用向后区间偏最小二乘法（BiPLS）优化模型，可快速测定碘值。5.水分基于Ｏ-Ｈ键在近红外光谱区有两个特征谱带，用干燥乙腈萃取食用油中水分后通过FTIR结合PLS法可快速间接测定食用油中水分含量，将测定结果与卡尔费休法对比，发现两者一致性良好。且水分越低，FTIR的优势越明显。6.食用油真伪鉴定上世纪90年代起，国外开始用FTIR对橄榄油等掺假问题进行研究。纯净的特级初榨橄榄油的红外谱图中波数5280 cm-1和5180 cm-1附近有两个特征性次级谱带，它们分别与油中挥发性成分和非挥发性成分有关。图4 FTIR测定一种特级初榨橄榄油而形成的吸收光谱图当向特级初榨橄榄油中加入全精炼橄榄油、棕榈油或其他植物油时，5280 cm-1波数附近的吸收峰强度降低。基于这两个波段的信息结合PLS法可建立特级初榨橄榄油掺假鉴别方法。食用油检测是一项较为复杂的工作，iCAN9傅立叶变换红外光谱仪在食用油品质指标、种类和掺假鉴定方面的优势显而易见，但要获得大面积应用，还需从以下三方面进一步完善：一是在不影响检测精度的情况下，不断改进光谱的采集方法，优化图谱信息，以更方便进行食用油成分分析；二是开发低成本、小型化、智能化、便携式的检测仪器，通过多技术联用手段对食用油复杂体系进行更全面的检测；三是在食用油掺假模型构建上进一步扩大样品范围，增加模型通用性。目前能谱科技生产的主要产品集中在红外光谱仪和红外测油仪两大类。在红外光谱上，公司的目标是打造更为简单智能的仪器，而红外测油则是以实现自动化、更快更精准为主要方向。未来，能谱科技将集中自己的优势技术，全身心的打造这两类产品，争取将其塑造成为一种精品，为各行各业带来新的解决方案。

近年来，3D检测技术发展迅速，广泛应用于工业、国防、医疗、农业等领域。根据其是否应用人造光源作为照明系统，可分为主动式3D成像技术与被动式3D成像技术。无论是哪种方法，为了获得目标的高精度3D轮廓信息，都希望检测仪器具备高精度、高帧率、算法兼容性强、环境适应性强、稳定性强、操作简便、性价比高等特点，这在实际应用中，尤其在微纳米结构检测中有着重要意义。微纳米技术，是指对微纳级材料的测量、加工制造、设计、控制等相关研究技术，它与高精尖装备制造领域的发展息息相关。微纳结构测量最为基础和重要的是表面形貌的3D测量，它包括了轮廓的测量以及表面粗糙度的测量，目前常用的微结构表面形貌测量方法分为接触式和非接触式。接触式测量是目前工业领域内应用最为广泛的测量方法。这种方法在测量时有一个微小的触针，在被测样品表面上做横向移动；在这过程中触针会随着样品表面的轮廓形状垂直起伏，然后通过传感器将这微小的位移信号转换为电信号；对这些信号进行采集和运算处理后，就可以测得表面轮廓或形貌特征。测量中可以使用的传感器有很多，如光栅式、压电式、干涉式以及普遍应用的电感式。这种方法测量量程大，结果稳定可靠，并且仪器操作简单，对测量环境要求低；缺点是触针在测量时有可能会对被测表面造成损伤，且测量速度慢。非接触式测量技术大多基于光学方法，例如干涉显微法、自动聚焦法、激光干涉法等。光学测量方法具有非接触、操作简单、速度快等优点。然而在利用光学方法进行测量时，被测表面的斜率、光学参数等发生变化会引起测量误差。例如，若被测样品表面存在沟槽或其他微细结构，它们引起的散射、衍射等现象会对测量信号造成干扰。另外，若样品表面存在灰尘、细小纤维等，光学测量方法的结果也会有一定失真；而触针式方法由于测量时与样品表面接触，会划去部分表面污染物使测量结果不受影响。因此，根据不同测量要求，每种方法都有其适用性，常用的微纳结构三维测量方法如图1所示。图1：微纳结构三维测量方法接触式检测技术（1）扫描电子显微术利用物质与电子的相互作用，当电子束轰击表面时，会产生多种形式的电子和光电现象，扫描电子显微镜（SEM）利用其中的二次电子和背散射电子与表面具有的关系进行结构分析。SEM具有大视场、大倍率、大景深等优点，但其测量样品制备复杂，种类有限，常用于微结构缺陷检测等定性分析。（2）扫描探针显微术被测样品表面的相关信息利用探针与样品的相互作用特性获得，扫描探针显微镜（SPM）及其衍生而来其他测量方法，具有较高的测量分辨力，但其测量过程需要对测量表面逐点扫描，且只有微米级别成像范围，测试效率较低。（3）机械探针轮廓术探针始终与被测表面接触，被测表面结构的变化会使探针产生垂直位移，通过位移的感知即能获得被测表面特性。该方法在工业特别是制造业领域广泛使用，也是国际社会公认的表面粗糙度测量的标准方法。但是其作为接触式测量方法，容易对被测表面造成划伤，逐点测量的办法效率较低，也难以测量复杂器件。非接触式检测技术（1）激光干涉术通过干涉条纹变化与被测物位置变化的对应关系，获得位移信息，从而达到几何量测的目的。（2）自动聚焦法基于几何光学的物象共轭关系，当照明光斑汇聚在被测面时，进一步调整检测头与表面的距离，直至光斑像尺寸最小而得到该被测位置的相对高度。该方法简单易操作，但水平分辨力受光斑大小的限制较大，且垂直高分辨力对成像分析和调节能力要求高。（3）激光共焦扫描显微术首先利用精密共焦空间滤波结构，通过物象共轭关系滤除焦点外的反射光，极大地提高成像的可见度。通过聚焦光对样品垂直扫描，样品在垂直方向被分层成像，光学切片图像经三维重构，可得到样品的三维结构。该方法一次测量过程就能实现该视场三维形貌的测量，兼具高效和高精度的优点，但其分辨率易受扫描步长和物镜数值孔径的限制。（4）光学显微干涉术传统的干涉测量方法，主要是通过观测干涉条纹的位置、间距等的变化来实现精确测量。典型方法是单色光相移干涉术和白光扫描干涉术。单色光相移干涉术的测量思路为：参考臂和测量臂的反射光发生干涉后，利用相移法引入相位变化，根据该相位变化所引起的干涉光强变化，求解出每个数据点的相位，其结果不连续，位于(-p,p]之间，因此需要对该结果进行解包裹运算，然后根据高度与相位的关系，得到被测样品的表面形貌。这种方法在测量时对背景光强不敏感，测量分辨率高；但无法确定干涉条纹的零级位置和相位差的周期数，存在相位模糊问题；若被测样品表面的相邻高度超过1/4波长则不能测准，因此只能应用于对表面连续或光滑的结构的测试。白光扫描干涉法由单色光相移技术发展而来，由于使用白光作为光源，在干涉时有一个确切的零点位置，其相干长度短，干涉条纹只出现在很小的范围内；当光程差为零时，干涉信号出现最大值，该点就代表对应点的高度信息，通过Z向扫描能够还原被测样品的整体形貌。光谱分光型白光干涉由上述方法发展而来的光谱分光型白光干涉技术，则是基于频域干涉的理论，利用光谱仪将传统方法对条纹的测量转变成为对不同波长光谱的测量。包含有被测表面信息的干涉信号，由含有色散元件和阵列探测器的光谱仪接收，通过分析该频域干涉信号来实现信息获取。相比于单色光干涉技术，光谱分光型白光干涉技术具有更大的测量范围，同时与白光扫描干涉术相比，它在测量时不需要大量的Z向扫描过程，极大提高了测量效率。利用光谱分光型白光干涉技术可以测量绝对距离、位移、微结构表面形貌、薄膜厚度等。在测量微结构三维形貌时，光谱分光型白光干涉技术，比于其他方法操作更简单，测量精度更高。在微纳测量领域，为了提高光学测量系统的水平分辨率，通常采用显微物镜放大的方法。在光谱分光型白光干涉测量系统中可以采用几种显微结构，如Michelson型、Mirau型和Linnik型，图2显示了这三种显微干涉结构的构成原理。图2：三种显微干涉结构的构成原理高精度仪器设备需求不断推动着微纳米技术向前发展，因此高精度的微纳检测技术也成为了必然需求。微纳结构测量的对象有表面形貌、电子特性、材料特性、力学特性等，其中表面形貌3D测量最为基础和重要，它包括轮廓测量（如长、宽、高等）和表面粗糙度等参数的测量。对于尺寸处于微纳米量级的微纳结构器件而言，其静电力、黏附力和结构应力等因素对其本身的影响，会随着其表面积和体积之比的增大而增加，使器件的功能和质量发生变化，从而影响器件的使用。因此，对微纳结构表面形貌的检测非常必要。光谱分光型白光干涉技术，用于测量微纳米结构三维形貌的研究及其进一步产业化，填补国内空白。光谱分光型白光干涉仪（见图3）具备高精度、高帧率、算法兼容性强、环境适应性强、稳定性强、操作简便、性价比高等优点，其在新型成像/检测系统中的应用及产业化，将打破国外垄断。图3：光谱分光型白光干涉仪整机系统原理图光源是超辐射发光二极管（SLD），从光源发出的光进入光纤耦合器，从耦合器输出的光经消色差准直器准直成平行光，使用分光棱镜将准直光分为参考光和样品光。参考光经透镜3聚焦于反射镜，样品光经XY扫描振镜和透镜4，聚焦于样品。经反射的参考光和样品光由光纤耦合器的另一端输出，进入光谱仪中。光谱仪由透镜1、光栅、透镜2以及相机组成。输出的光经透镜1准直为平行光，照射到光栅上；光栅衍射分光，经透镜2汇聚于线阵相机；线阵相机记录参考光和样品光的干涉光谱，传给电脑进行处理。该系统使用振镜代替昂贵的高精密位移台进行二维扫描，可用于位移、振动及厚度测量（点测量）；线轮廓测量（线测量）；表面轮廓成像（面成像）。中科行智最新研发的白光干涉仪，用于对各种精密器件表面进行纳米级测量，专业用于超高精度、高反光及透明材质的尺寸测量。该白光干涉仪采用非接触式测量方式，避免物件受损，可进行精密零部件重点部位的表面粗糙度、微小形貌轮廓及尺寸测量。目前，在3D测量领域，白光干涉仪是精度最高的测量仪器之一。中科行智重点开发的3D飞点分光干涉仪，重复精度达30nm，扫描速度70kHz，扫描范围广，最大直径可达40mm；适应性强，可适用于测量最强反射、弱反射及透明物体等；稳定性强，分光模块与光学振镜模块化设计，加入光学振镜扫描，可替代昂贵的高精密位移台。主要特点如下：大视野：采用高精度光学振镜扫描方案，实现水平方向大视野扫描，避免使用昂贵的高精度水平位移台；大景深：高分辨率光谱仪进行信号采集，经分光元件将白光分光，具备mm级测量深度特性，无需深度方向扫描装置；高精度：大测量深度高分辨率相敏谱域干涉调解算法，重复精度30nm；高速度：采用FPGA硬件加速设计，帧率70kHz；灵活性：信号采集端和接收端分离式设计，采集端安装更灵活；用户设置自定义扫描区域、扫描间隔，也可重点获取感兴趣区域；适用性：适用于透明、弱反光、高反光、狭缝等材料类型的表面形貌以及厚度检测（见图4、图5）。目前白光干涉仪相关技术处于国际领先，苏州中科行智智能科技有限公司已发布的3D飞点分光干涉仪为国内首家，可广泛应用于半导体晶片、微机电系统、精密加工表面、材料研究等领域，为国内半导体行业及高精密行业赋能，高质量解决环节价值，可趋于替代国外高精密传感器，赋能国内高精密、高价值智能制造！

由于运用光散射参数的组合不同，形成了众多基于散射的颗粒粒径测量理论，米氏散射理论，夫朗和费衍射，衍射式散射，全散射，角散射等，不同理论的运用形成了多种粒度测试仪器共存的现状。 　　米氏理论是对均质的球形颗粒在平行单色光照射下的电磁方程的精确解，它适用于一切大小和不同折射率的球形颗粒。而夫朗和费衍射理论只是经典米氏理论的一个近似或一个特例，仅当颗粒直径与入射光波长相比很大时才能适用。这就决定了基于夫朗和费衍射理论的激光粒度仪的测量下限不能很小。正因如此，应用经典米氏散射理论的激光粒度仪以其适用范围广，在小粒径范围测量的极高精度，受到了广泛认可。

课程简介：日立经典款荧光分光光度计于2019年10月推出全新附件：荧光分布成像系统（EEM VIEW)。它拥有行业首创的技术，同时分析荧光光谱和反射光谱，将样品的光谱信息可视化，同时获得更加细致的光谱信息。亮点：1. 在不同光源（白光和单色光）下拍摄样品图像2. 获得样品的反射光谱和荧光光谱3. 利用独特的光谱处理算法，获得样品的荧光图像和反射图像4. 获得样品图像任意区域的光谱信息课程效果：获悉样品分析新技术，拓展企业或高校研发人员的应用思维。直播时间：3月10日 15:00-16:00培训费用：免费听课方式：日立微学院（提交此表单后扫码进群）

p 　　在2016年度中国遥感领域10大事件评选中，“遥感技术首次辅助城市黑臭水体整治工作取得实效”名列榜首。而这与高光谱遥感技术有很密切的联系。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/9ced0203-c3d3-4be5-9ce3-cfd7eeb9418b.jpg" title=" 下载.jpg" / /p p 　　那么，高光谱遥感技术到底是怎么回事儿?高光谱分辨率遥感是用很窄而连续的光谱通道对地物持续遥感成像的技术。在可见光到短波红外波段其光谱分辨率高达纳米(nm)数量级，通常具有波段多的特点，光谱通道数多达数十甚至数百个以上，而且各光谱通道间往往是连续的，因此高光谱遥感又通常被称为成像光谱遥感。 /p p 　　在电影《地雷战》中有一个情景：民兵埋地雷的时候，用树枝进行掩盖，让埋藏地雷的地方看起来和周围一样 还有的干脆把鞋脱了，轻轻地压一个鞋印，以迷惑敌人。但是在今天，这种伪装就一点用也没有了，高光谱遥感技术能将一个个地雷精确地找到。 /p p 　　 strong 1.光谱：物体独一的身份证 /strong /p p 　　遥感可以概括为借助光、热、无线电波等电磁能量来探测地物特性的科学。在20世纪60年代之前，人类对地球和宇宙的观测还主要以可见光为主。 /p p 　　人们日常生活中所见的光，是由多种颜色构成的复色光，通过棱镜等分光后显现的是单色光。这些单色光按不同波长(或频率)大小依次排列形成的图案，就是光谱。地球上不同的元素及其化合物，由于物质组成、结构等不同，都有不同的光谱特征。这些独特的光谱特性，类似于人类指纹的功能，是遥感科学中用以识别和分析不同物体特征的一种重要的“身份证”。 /p p 　　高光谱遥感实际上是一种简称，它的全称叫“高光谱分辨率遥感”。它不像多光谱遥感中根据颜色的差异来分辨目标，而是根据谱段光谱曲线的形态来分析目标是什么。光谱分析是人类借助光认知世界的重要方式。如果说肉眼光学成像能看到物质的形状、尺寸等信息，光谱分析则能获取物质的成分信息。 /p p 　　据中国科学院遥感与数字地球研究所张兵研究员介绍，高光谱遥感能在可见光到短波红外范围内连续光谱成像，不仅光谱探测范围超过了肉眼的感知，还能连续记录数百个光谱波段。因此，用肉眼甚至普通的光学遥感不能识别的地面物体，这项技术都能够更好地分辨出其内在的物理、化学特性，甚至是物质的分子和原子结构。 /p p 　　如果说彩色合成遥感图像主要是根据颜色和形态的差异来分辨地面物体，那么高光谱遥感则是根据光谱曲线的形态来识别地面物体。它利用成像光谱仪在连续的几十个甚至几百个光谱通道获取地物辐射信息，在取得地物空间图像同时，每个像元都能够得到一条包含地物诊断性光谱特征的连续光谱曲线。张兵举例说：“在数百公里高度运行的高光谱卫星，不仅能观测到地面覆盖的是不是植被，还能探知这些植被的具体种类和长势如何。” /p p 　　高光谱遥感的出现，是遥感领域的一场革命，使本来在宽波段遥感中不可探测的物质，在高光谱遥感中能被探测。 /p p 　　 strong 2.“火眼金睛”怎样炼成 /strong /p p 　　上文提到的埋藏的地雷是如何被高光谱遥感技术轻易发现的呢?因为土壤被挖开后再回填回去，土壤的结构、水分都改变了，高光谱遥感技术就是根据这种细微的土质变化，发现了地雷的藏身处。在阿富汗战争期间，美军利用高光谱遥感仪器，可以探测出塔利班武装晚上经常走的道路。高光谱遥感技术还可以发现隐蔽的哨所、坦克，伪装起来的军事设施。 /p p 　　当前，农业生产管理存在作物营养和病虫害等农情信息大面积监测不及时、监测水平以定性为主、监测精度无法实现定量的精准变量肥水药管理等难题。高光谱遥感技术可以对任何一种农作物的品种、类型、种植面积等情况进行调查，甚至可以对农作物的叶绿素、氮磷钾含量进行分析，为相关决策提供科学依据。中国科学院遥感与数字地球研究所黄文江带领的植被定量遥感研究团队，开展的即是这一工作。 /p p 　　高光谱遥感技术还可以为地质学家提供帮助。以前，地质学家野外考察时，背着包、拿着罗盘，需要花很大气力把采集到的矿物标本一一背回来进行研究。而自从有了高光谱仪器，他们只要到一个地方用高光谱仪器扫描一下，就可以获得岩石的一条光谱曲线，从野外回来后根据光谱曲线进行分析，可以知道这个地方矿物分布种类以及区域。 /p p 　　近年来，成像光谱技术也逐渐渗透进了各种非传统遥感行业，比如在医学、生物、刑侦、考古、文物保护等领域开展了广泛的探索性应用。2006年中科院成功研制了国内首套摆扫式地面成像光谱仪，并与故宫博物院等单位合作在古画、唐卡、壁画、墨书等文物的识别和鉴别方面取得了开创性成果。光谱分析技术与智能手机的融合诞生了面向普通民众的高光谱应用，借助于嵌入到智能手机里的光谱仪，人们能够随时随地用手机快速检测果蔬农药残留和食品品质安全等信息。 /p p 　　 strong 3.水质监测领域大有可为 /strong /p p 　　当前，全国城市黑臭水体的筛查、治理过程监督和整治效果评价，都迫切需要遥感大范围动态监测提供科技支撑，但黑臭水体遥感监测的有关研究几乎为空白。高光谱遥感技术可以对不同污染程度和不同污染来源的黑臭水体进行区分。 /p p 　　中国科学院遥感与数字地球研究所水环境遥感研究团队在北京等城市开展了十余次黑臭水体野外实验，积累了141个黑臭采样点的实测遥感反射率等数据。基于黑臭水体和一般水体的反射率细微的光谱差异，发展了决策分类树，可以区分一般水体、三种类型的轻度黑臭水体和七种类型的重度黑臭水体。并发展了基于纯度算法的多光谱遥感识别算法，可以识别一种类型的重度黑臭水体，识别精度约90%。基于这一方法，作为参研单位之一，进行了13个城市黑臭水体遥感筛查与实地验证。 /p p 　　利用高光谱数据对内陆水质开展水华和水生高等植物的识别，从而对水质分布情况进行监测，也是高光谱遥感的重要应用。由于水草和水华光谱与植被光谱具有一定的相似性，常用的多光谱遥感数据很难精确识别水华和水草，只有高光谱遥感数据才能够捕捉复杂多变的水华、水草和水体细致的光谱差异，从而对水华和水草进行精确识别。水环境遥感研究团队利用高光谱遥感技术等构建了水体叶绿素a浓度、总悬浮物浓度、水色FU值等9种水质参数、19个反演模型。其中，针对浑浊水体的悬浮物浓度精度提高了19.7% 研发了国内首个在国家级和省级环保部门业务化运行的内陆水环境遥感系统，为环保部卫星环境应用中心等部门开展水环境遥感应用提供了有力支撑。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/93282d25-10de-41c1-8a91-870ce8ba1772.jpg" title=" 下载 (1).jpg" / /p p 　　高光谱遥感技术起源于20世纪80年代，已形成了一个颇具特色的前沿领域。我国高光谱遥感的起步和发展基本与国际同步，在开创初期，中科院童庆禧院士和薛永祺院士为此做出了重大贡献。 /p p 　　1989年，中科院研制了我国第一台模块化航空成像光谱仪，并在20世纪90年代又陆续研发了推帚式成像光谱仪、新型模块化成像光谱仪、轻型高稳定度干涉成像光谱仪等。2002年“神舟三号”搭载了我国第一台航天成像光谱仪，此后我国发射的“嫦娥1号”探月卫星、环境与减灾小卫星(HJ-1)星座、风云气象卫星等也都搭载了航天成像光谱仪。 /p p 　　我国的高光谱遥感科技发展一直处于国际前列，中科院自主研发的高光谱图像处理与分析通用软件系统(HIPAS)被国际同行评为国际六大顶尖高光谱图像处理软件之一，并在高光谱遥感应用方面实现了向美、日、澳等发达国家的技术输出，成果在国际上产生了重大影响。 /p p 　　目前，高光谱遥感技术和应用在中国科学院逐渐形成了一个成熟的研究方向和学科领域，具有一支从技术发展到应用研究的专业科研队伍。其中，以遥感与数字地球研究所张兵、张立福研究员和童庆禧院士为突出贡献者的“高光谱遥感研究集体”获得了2016年度中国科学院杰出科技成就奖。 /p