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皮秒激光仪

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皮秒激光仪相关的资讯

  • 先进超快(飞秒、皮秒)激光器
    table width=" 633" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" border=" 1" align=" center" tbody tr style=" height:25px" class=" firstRow" td style=" border: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " width=" 132" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 成果名称 /span /p /td td colspan=" 3" style=" border-color: windowtext windowtext windowtext currentcolor border-style: solid solid solid none border-width: 1px 1px 1px medium border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " valign=" bottom" width=" 501" height=" 25" p style=" text-align:center line-height:150%" strong span style=" line-height:150% font-family:宋体" 先进超快(飞秒、皮秒)激光器 /span /strong /p /td /tr tr style=" height:25px" td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 132" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 单位名称 /span /p /td td colspan=" 3" style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width=" 501" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 中科院物理研究所 /span /p /td /tr tr style=" height:25px" td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 132" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 联系人 /span /p /td td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width=" 168" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 方少波 /span /p /td td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width=" 161" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 联系邮箱 /span /p /td td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width=" 172" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" Renee_zlj@126.com /span /p /td /tr tr style=" height:25px" td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 132" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 成果成熟度 /span /p /td td colspan=" 3" style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width=" 501" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" □正在研发& nbsp & nbsp √已有样机& nbsp & nbsp □通过小试& nbsp & nbsp □通过中试& nbsp & nbsp √可以量产 /span /p /td /tr tr style=" height:25px" td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 132" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 合作方式 /span /p /td td colspan=" 3" style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width=" 501" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" √技术转让& nbsp & nbsp & nbsp √技术入股& nbsp & nbsp & nbsp √合作开发& nbsp & nbsp & nbsp √其他 /span /p /td /tr tr style=" height:304px" td colspan=" 4" style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 633" height=" 304" p style=" line-height:150%" strong span style=" line-height:150% font-family: 宋体" 成果简介: /span /strong /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" span style=" font-family:宋体" 激光器被广泛运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与 /span span style=" font-family:宋体" a href=" https://www.baidu.com/s?wd=%E4%BF%A1%E6%81%AF%E5%A4%84%E7%90%86& tn=44039180_cpr& fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1Ykmy7WP1K-Pjf3PhRdPynv0ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3EnHmsrjfsPjT1" target=" _blank" span style=" color:windowtext text-underline:none" 信息处理 /span /a /span span style=" font-family:宋体" 、医疗、军事等各方面,并在许多领域引起了革命性的突破。其中,超快激光器倍受各界追捧。它不仅可以实现加工的“超精细”,还实现了真正意义上的激光“冷”加工;由于超快特性,可以用于更精密的手术;更高的峰值功率,可引雷、放电,快速毁坏目标,导弹拦截、卫星致盲等等。 /span /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" span style=" font-family:宋体" 由于飞秒激光的前沿性,是激光产业中高利润的高端产品。国际市场每年飞秒激光相关产值约100 亿美元,国内市场为国外公司垄断,大量外汇流失(10亿美元),同时影响国家安全。 /span /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" span style=" font-family:宋体" 中国科学院物理研究所光物理重点实验室从事飞秒激光器研究多年,开发出一系列飞秒激光器及相关科研成果,包括: /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 飞秒钛宝石激光振荡器 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" TW /span span style=" font-family:宋体" 级飞秒超强激光放大器 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 高重复频率飞秒激光放大器 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 飞秒参量激光器 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 光纤飞秒激光器 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 全固态飞秒激光器 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 全固态皮秒激光器 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 低噪声光学频率梳 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 窄线宽及可调谐激光器 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 同步及延时控制器 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 周期量级激光及其CEP锁定 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 用户定制激光器 /span /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" span style=" font-family:宋体" 部分产品和指标达到国际领先或国内首次的程度,包括: /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 同步飞秒激光器(国际领先) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 飞秒PW超强激光(世界纪录) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 若干全固态飞秒激光(国际首次) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 紫外波段皮秒激光(国际领先) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 红外波段飞秒激光(国际领先) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 阿秒激光装置(国内首次) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 飞秒光学频率梳(国内首次) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 飞秒参量激光振荡器(国内首次) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 飞秒镁橄榄石激光(国内首次) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 飞秒Cr:YAG激光(国内首次) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 飞秒激光压缩器(国内最短脉宽) /span /p p style=" line-height:150%" strong span style=" line-height:150% font-family: 宋体" 主要技术指标: /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/ea10646a-372a-4205-8429-4a0ef2b8d87e.jpg" title=" 3.png" / /p p style=" line-height:150%" strong span style=" line-height:150% font-family: 宋体" 技术特点: /span /strong /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 超快:国内最短激光脉冲,3.8fs/可见光波段 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 超强:1.16PW峰值功率,当时的世界纪录 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 阿秒:160as/XUV极紫外波段,国内首次实现 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 光梳:稳定度~10-18 /秒,国际同类最高结果之一 /span /p /td /tr tr style=" height:75px" td colspan=" 4" style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 633" height=" 75" p style=" line-height:150%" strong span style=" line-height:150% font-family: 宋体" 应用前景: /span /strong /p p style=" text-indent:28px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 自20世纪60年代问世以来,激光已在工业、医学、军事等众多领域广泛应用。近年,超短脉冲激光即超快激光成为激光领域的先端发展趋势。脉冲越短,激光的精度越高、释放的能量越大。在实验室, a href=" http://laser.ofweek.com/tag-%E6%BF%80%E5%85%89%E8%84%89%E5%86%B2.HTM" target=" _blank" title=" 激光脉冲" span style=" color:windowtext text-underline:none" 激光脉冲 /span /a 已短到飞秒级别(1飞秒等于千万亿分之一秒)。超快激光投入应用,成为人类工具史上的又一“利器”。 /span /p p style=" text-indent:28px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 飞秒激光作为最重要的前沿方向,可以完成常规激光无法完成的工作,因此应用更为广泛,需求量巨大。 /span /p p style=" text-indent:28px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 在加工制造领域:比常规激光更高的精度、更高质量的加工效果。如发动机汽缸、太阳能电池、仿生加工… /span /p p style=" text-indent:28px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 在医疗领域:由于超快特性,可以用于更精密的手术,无痛、高效。近视、老花… /span /p p style=" text-indent:28px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 在国防领域:更高的峰值功率,快速毁坏目标,导弹拦截、卫星致盲。引雷、放电等常规激光所不能。 /span /p p style=" text-indent:28px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 在科研领域:常规激光远远不能的科学前沿:激光粒子加速、高能物理、光钟…… /span /p /td /tr tr style=" height:72px" td colspan=" 4" style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 633" height=" 72" p style=" line-height:150%" strong span style=" line-height:150% font-family: 宋体" 知识产权及项目获奖情况: /span /strong /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" span style=" font-family:宋体" 已经申请相关发明专利23项。包括—— /span /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" a title=" 高对比度飞秒激光脉冲产生装置" span style=" font-family:宋体 color:windowtext text-underline:none" 高对比度飞秒激光脉冲产生装置 /span /a span style=" font-family:宋体" (申请号CN201210037173.1) /span /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" span style=" font-family:宋体" 一种全固态皮秒激光再生放大器(申请号CN201210360026.8) /span /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" a title=" 飞秒锁模激光器" span style=" font-family: 宋体 color:windowtext text-underline:none" 飞秒锁模激光器 /span /a span style=" font-family:宋体" (申请号CN201410251367.0) /span /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" a title=" 基于全固态飞秒激光器的天文光学频率梳装置" span style=" font-family:宋体 color:windowtext text-underline:none" 基于全固态飞秒激光器的天文光学频率梳装置 /span /a span style=" font-family:宋体" (申请号CN201410004852.8) /span /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" a title=" 全固态陶瓷锁模激光器" span style=" font-family:宋体 color:windowtext text-underline:none" 全固态陶瓷锁模激光器 /span /a span style=" font-family:宋体" (申请号CN201310349408.5)等 /span /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" span style=" font-family:宋体" 曾获得国家自然科学二等奖 /span /p /td /tr /tbody /table p br/ /p
  • 中国科学院西安光机所获得时间分辨率优于10皮秒的激光内爆图像
    作者:张行勇 严涛 来源:中国科学报近日,由中国科学院超快诊断技术重点实验室分幅成像团队缑永胜副研究员负责的时间放大分幅相机,成功在中国工程物理研究院激光聚变研究中心神光-III原型装置上完成激光打靶实验,在国内首次获得了时间分辨率优于10ps(1皮秒=1-12秒)的激光内爆图像,为激光聚变过程精细化测量奠定了基础。时间放大分幅相机系统。 激光内爆图像。 图片均由西安光机所条纹相机工程中心提供该团队持续聚焦超快分幅成像技术,历经10年的的不懈攻关,终于攻克宽束电子光学调制、电子脉冲时间放大和宽谱电子聚焦等多项关键技术,研制成功时间放大分幅相机。他们将分幅相机时间分辨极限从60ps提高至5ps,空间分辨率优于20lp/mm(lp/mm是line-pairs/mm即每毫米线对,常用于表示镜头分辨率的单位,指成像平面1mm间距内能分辨开的黑白相间的线条对数)。据了解,这也是我国目前已实现工程化应用的最高时间分辨率分幅相机,对推动分幅成像技术发展和超快诊断技术发展具有重要意义。 该项研究获得中国科学院超快诊断技术重点实验室基金、中国科学院科研仪器设备研制项目、西安光机所自主部署项目和西部青年学者等项目的大力支持。
  • 新型自由电子激光X射线探测器 ePix10k,每秒可获1000张图像
    新型自由电子激光x射线探测器 ePix10K,每秒可获1000张图像同步辐射与自由电子激光通常都用于研究自然界中一些肉眼无法观察到的超快现象。这些装置可产生的超亮且超快的x射线,就像巨大的频闪灯一样,“冻结”了快速的运动,它们可以捕捉到分子、原子的动态影像,研究人员就能够拍出清晰的快照,探究看不见的微观世界的秘密,为人类对自然的研究工程服务。美国能源部SLAC国家加速器实验室开发出了新一代的x射线探测器ePix10K,新的探测器每秒最多可获1000张图像,速度约是上一代的10倍。这大大提高了光源的有效利用率,即每秒可发射数千次x射线。相比于旧款ePix及其它探测器,ePix10K可以处理强度更高的x射线,同时灵敏度提高了3倍,且像素高达200万。SLAC的直线加速器相干光源(LCLS)x射线激光器上安装了一个16模块,220万像素的ePix10K x射线探测器1ePix10K概述epix10k 是由SLAC开发的一种用于自由电子激光装置(FEL)的混合像素探测器,可通过自动调节增益提供超高探测范围(245 ev至88 mev)。它具有三种增益模式(高,中和低)和两种自动调节增益模式(高至低和中至低)。首批ePix10K探测器围绕模块构建,该模块由与4个Asic结合的传感器倒装芯片组成,从而产生352×384个像素,每个像素100 μm x 100 μm。 ePix10K由两个主要的核心部分组成:感光传感器和专用集成电路(Asic)。后者处理传感器采集的信号,赋予epix10k独特的性能。以前的探测器(例如LCLS科学家使用了几年的ePix100)经过定制,可以在x射线激光每秒120脉冲的发射速率下最大化性能。SLAC的探测器团队进一步开发了该技术,现在它每秒可以捕获1,000张图像。2epix10k的主要规格specification 135k,2mof pixels/module 384 x 352pixel size100μmactive area dimensions38.4 x 35.2mm2max signal(8 kev photons equivalent) 11000frame rate (hz) 120 hz (or up to 1khz)sensor thickness (μm) 5003ePix10K的应用SLAC的ePix 旨在满足使用强大x射线光源研究化学、生物和材料的原子细节的科学家的特定需求。它们速度快,长时间运行稳定并且对大范围的x射线强度敏感,这意味着它们可以处理非常明亮的x射线束以及单个光子。ePix10K将成为SLAC的直线加速器相干光源(LCLS) x射线激光器中x射线科学的新主力,它也将使其他设备受益。美国能源部的Argonne国家实验室的先进光源(APS)和欧洲XFEL已经在使用该技术。4具体案例去年,研究人员把ePix10K带到了APS的Biocars光束线站,这是一个研究生物学和化学过程的实验站。该线站使用了一种被称为时间分辨串行晶体学的技术,研究人员用激光照射微小晶体,并使用APS 的x射线探究晶体的原子结构如何响应激光刺激。“我们将这种方法应用于蛋白质,例如,了解酶如何催化重要的生物反应,”芝加哥大学的Biocars运营经理Robert Henning说,“原则上,我们可以在APS上以每秒1,000个x射线脉冲的速度进行这些实验,但是大多数探测器无法处理与该速率相关的全部强度。”新的探测器将使科学家充分利用x射线源的能量,节省大量时间。Henning说:“要获得完整的数据,我们通常需要拍摄数千张x光照片,能够利用到APS的每一个脉冲,将减少完成这一任务所需的时间。”5ePix10K系列前景SLAC的探测器团队目前已经在开发新一代的探测器ePixHR,它将能够每秒拍摄5,000到25,000张图片。SLAC的最终目标是每秒能得到10万张图片。”此外,该团队正在研究一种革命性的新型探测器SparkPix,它将能以LCLS-II发射x射线脉冲的高速率采集图像并实时处理数据。参考资料【1】g. blaj, a. dragone, c. j. kenney, f. abu-nimeh, p. caragiulo, d. doering, m. kwiatkowski, b. markovic, j. pines, m. weaver, s. boutet, g. carini, c.-e. chang, p. hart, j. hasi, m. hayes, r. herbst, j. koglin, k. nakahara, j. segal and g. haller,“performance of epix10k, a high dynamic range, gain auto-ranging pixel detector for fels.”aip conference proceedings 2054, 060062 (2019) ,submitted.【2】p. caragiulo et al., "design and characterization of the epix10k prototype: a high dynamic range integrating pixel asic for lcls detectors," 2014 ieee nuclear science symposium and medical imaging conference (nss/mic), seattle, wa, 2014, pp. 1-3, doi: 10.1109/nssmic.2014.7431049.【3】https://www6.slac.stanford.edu/news/2020-08-20-new-x-ray-detector-snaps-1000-atomic-level-pictures-second-natures-ultrafast
  • 魏志义谈2023诺贝尔物理学奖成果——阿秒光脉冲超快激光
    北京时间10月3日17时50分许,在瑞典首都斯德哥尔摩,瑞典皇家科学院宣布,将2023年诺贝尔物理学奖授予美国俄亥俄州立大学名誉教授皮埃尔阿戈斯蒂尼(Pierre Agostini)、匈牙利-奥地利物理学家费伦茨克劳斯(Ferenc Krausz)和瑞典隆德大学教授安妮呂利耶(Anne L’Huillier),以表彰他们在阿秒光脉冲方面所做出的贡献。2023年每项诺贝尔奖的奖金也由去年的1000万瑞典克朗,增加到1100万瑞典克朗,约合人民币720万元。“阿秒”是时间单位,即10-18秒。按照时间长短划分,从秒开始依次是毫秒(10-3秒)、微秒(10-6秒)、纳秒(10-9秒)、皮秒(10-12秒)、飞秒(10-15秒)、阿秒(10-18秒)。而“阿秒光脉冲”就是指持续时间在阿秒量级的光脉冲。如此短的脉冲持续时间也为其带来了重要的应用。对此,诺贝尔奖给出的获奖理由如下:获奖理由:三位2023年诺贝尔物理学奖获得者因其实验而获得认可,这些实验为人类探索原子和分子内部的电子世界提供了新的工具。Pierre Agostini、Ferenc Krausz和Anne L’Huillier已经证明了一种制造超短光脉冲的方法,可以用来测量电子移动或改变能量的快速过程。当人类感知到快速移动的事件时,它们会相互碰撞,就像一部由静止图像组成的电影被感知为连续的运动一样。如果我们想调查真正短暂的事件,我们需要特殊的技术。在电子的世界里,变化发生在十分之几阿秒——阿秒如此之短,以至于一秒钟内的变化与宇宙诞生以来的秒数一样多。获奖者的实验产生了短到以阿秒为单位测量的光脉冲,从而证明这些脉冲可以用来提供原子和分子内部过程的图像。1987年,Anne L’Huillier发现,当她将红外激光传输通过稀有气体时,会产生许多不同的光泛音。每个泛音是激光中每个周期具有给定周期数的光波。它们是由激光与气体中的原子相互作用引起的;它给一些电子额外的能量,然后以光的形式发射出去。Anne L’Huillier继续探索这一现象,为随后的突破奠定了基础。2001年,Pierre Agostini成功地产生并研究了一系列连续的光脉冲,其中每个脉冲只持续250阿秒。与此同时,Ferenc Krausz正在进行另一种类型的实验,这种实验可以分离出持续650阿秒的单个光脉冲。获奖者的贡献使人们能够对以前无法遵循的快速过程进行调查。诺贝尔物理学委员会主席伊娃奥尔森表示:“我们现在可以打开电子世界的大门。阿秒物理学让我们有机会了解电子控制的机制。下一步将利用它们。”。在许多不同的领域都有潜在的应用。例如,在电子学中,理解和控制电子在材料中的行为很重要。阿秒脉冲也可以用于识别不同的分子,例如在医学诊断中。魏志义:我国激光产业发展迅速,未来可期实际上我国也一直在阿秒激光领域深耕,培养了一批杰出的科研人员。当前国内研究超快激光和阿秒激光的主要代表人物是来自中国科学院物理研究所的魏志义研究员,主要研究领域为超短超强激光物理与技术,包括飞秒激光放大的新原理与新技术、阿秒激光物理与技术、光学频率梳及应用等。魏志义研究员长期致力于超短脉冲激光技术与应用研究,主要成果有:提出了高对比度放大飞秒激光的一种新方法,得到同类研究当时国际最高峰值功率的PW(1015瓦)超强激光输出,创造了新的世界纪录;发明了同步不同飞秒激光的新方案,研制成功综合性能国际领先的同步飞秒激光器;建成国内首个阿秒(10-18秒)激光装置,得到了脉冲宽度小于200阿秒的极紫外激光脉冲;发展了新的光学频率梳技术,研制成功综合性能先进的系列飞秒激光频率梳;利用新的脉冲压缩技术与国外同事一起获得了亚5fs的激光脉冲,打破了保持10年之久的超短激光脉冲世界纪录;研制成功系列二极管激光直接泵浦的新型全固态超短脉冲激光,开发成功多种飞秒激光产品并提供国内外多家用户。仪器信息网在世界光子大会上有幸采访了魏志义研究员。魏志义表示,超快激光(即超短脉冲激光)领域激光领域前沿研究主要关注如何实现越来越窄的激光脉冲宽度,窄的激光脉冲可以用于物质中分子、原子甚至电子的运动过程研究,因为运动过程决定了物质的一些规律和属性。科研人员关注的另一方面是激光功率,更高功率的激光可能用于武器、加工、医疗等领域。功率方面的研究主要包括峰值功率和平均功率,其中峰值功率研究我国处于世界前列。魏志义在采访中表示其对高频功率非常关注和感兴趣。谈到国内在相关领域的前沿研究进展时,魏志义表示,我国在激光领域具有比较好的基础,与国外水平接近,虽然在整体上还有较大差距,但在部分领域有所领先。在超快脉冲激光方面,我国上世纪八九十年代与国际水平差距并不大,如西安光机所、天津大学、中山大学做得都非常不错。当前超快激光脉冲突破到阿秒量级,国内包括物理所在内的一些单位也拥有产生阿秒脉冲激光的能力,可以用来开展研究工作。在激光高频功率方面,上海光机所等单位在峰值功率研究上已达国际领先水平,并将国际水平推向了新的高度。据介绍,物理所十多年前在峰值功率方面取得了很好的研究成果,做到了当时国内最好也是国际上最高的的峰值功率。但在高频功率方面我国还是与国外有较大差距,特别是在产业方面。魏志义建议,接下来不仅要在极端指标方面,还要在可靠稳定性、高频功率方面做出突破,更好的提供给广大用户开展应用工作。魏志义也强调,我国当前在超快激光研究方面有些落后,但也在奋起直追,跟国际最高水平相比有一定差距,在高频物理方面,工业应用方面差距更大。但同时,魏志义表示这些年我国激光产业发展非常迅速,未来可期。
  • 激光雷达、飞秒激光器等超3.2亿中标项目公布
    p   近一个月内,来自高校、科研院所、医疗系统方面近20多家单位发布了激光、光学领域的招标需求,中科煜宸、相干、西南技物所等公司成功中标,中标总金额超3.2亿元。本文根据中国政府采购网公布的信息整理了部分内容,涉及激光成像仪、激光雷达、激光增材制造系统、飞秒激光器、光纤激光器等相关项目。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 中标项目 /strong /span /p p style=" text-align: center " strong 干式激光成像仪 /strong /p p   项目编号:HYEZ2J2018007 /p p   项目名称:干式激光成像仪采购 /p p   总成交金额:6.97 万元(人民币) /p p   采购单位名称:北海市华侨医院 /p p   中标单位名称:江西伟晨医疗设备有限公司 /p p style=" text-align: center " strong 密封式同轴送粉激光增材制造系统 /strong /p p   项目编号:HBT-15170140-173892 /p p   项目名称:武汉理工大学密封式同轴送粉激光增材制造系统采购项目 /p p   总成交金额:208.85 万元 /p p   采购单位名称:武汉理工大学 /p p   中标单位名称:南京中科煜宸激光技术有限公司 /p p style=" text-align: center " strong 原子吸收分光光度计及涡度相关系统 /strong /p p   项目编号:CEIECZB03-17ZL144 /p p   项目名称:中国农业大学原子吸收分光光度计及涡度相关系统采购项目 /p p   中标金额:54.43万元 /p p   中标供应商名称、地址及成交金额: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/25ce729c-a45e-4fbb-a265-ef3a8fa5909a.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 大连工业大学信息学院光电实验室建设 /strong /p p   项目编号:LNZC20171001868 /p p   项目名称:大连工业大学信息学院光电实验室建设采购项目 /p p   中标金额:54.18万元 /p p   中标单位:大连万慧科技有限公司 /p p   主要成交标的: /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/873035c3-9e56-4a2c-a688-b42945e1365a.jpg" title=" 2.jpg" /    br/ /p center /center p style=" text-align: center " strong 激光治疗系统 /strong /p p   项目编号:Q5300000000617001570 /p p   项目名称:昆明医科大学附属医院购置激光治疗系统采购项目 /p p   中标金额:129万元 /p p   中标供应商名称:贵州邦建医疗科技设备有限公司 /p p   主要成交标的: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/0f8ffbb7-027e-4163-97f0-b6dd9e5142f1.jpg" title=" 3.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 193nm 激光剥蚀进样系统等 /strong /p p   项目名称:中国海洋大学 /p p   项目名称:193nm激光剥蚀进样系统、多接收质谱仪、高纯锗伽马能谱仪、稳定同位素比质谱仪项目 /p p   采购单位名称:中国海洋大学 /p p   中标金额:1367.93612 万元 /p p   中标供应商名称、联系地址及中标金额: /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/daa113be-02fd-4999-ae5c-05022aea1165.jpg" title=" 4.jpg" /    br/ /p center /center p style=" text-align: center " strong 激光雷达项目 /strong /p p   项目编号:JXBJ2017-J28802 /p p   项目名称:南昌大学空间科学与技术研究院激光雷达采购项目 /p p   采购单位:南昌大学 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/eaaf8200-e815-4296-aba6-c8c364d7ec20.jpg" title=" 5.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 308准分子光治疗系统和激光光子工作站 /strong /p p   项目编号:[350823]SHHY[GK]2017015-1 /p p   项目名称:上杭县皮肤病防治院关于308准分子光治疗系统和激光光子工作站采购项目 /p p   中标金额:169.9万元 /p p   中标供应商:厦门海辰天泽仪器有限公司 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/5f3b697b-e5bd-4a2f-a5a2-5a4f9971c740.jpg" title=" 6.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 复杂曲面三维激光扫描系统 /strong /p p   项目编号:LNZC20171201441 /p p   项目名称:大连交通大学复杂曲面三维激光扫描系统采购项目 /p p   中标金额:58.9万元 /p p   中标单位:北京金鹰腾飞科技有限公司 /p p   成交产品的规格、型号、单价等: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/ef6ee20b-870c-456e-a33b-0acb1241b3a4.jpg" title=" 7.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 双光子激光共聚焦显微镜采购项目 /strong /p p   项目编号:中大招(货)[2017]993号 /p p   采购单位名称:中山大学 /p p   中标金额:489.803430万元 /p p   中标供应商名称:广州市诚屹进出口有限公司 /p p   中标标的名称、规格型号、数量、单价、服务要求: /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/7c940325-292e-43f8-9ee1-f901a38dc68d.jpg" title=" 8.jpg" /    br/ /p center /center p style=" text-align: center " strong 超短强激光微纳制造实验室项目 /strong /p p   飞秒激光放大器 /p p   项目号:17A51870611-BZ1700401866AH /p p   项目名称:重庆邮电大学超短强激光微纳制造实验室项目飞秒激光放大器采购 /p p   中标总金额:145.9万元 /p p   中标供应商:相干(北京)商业有限公司 /p p   成交产品的规格、型号、单价等: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/c46688d9-2e94-41a4-82ae-89b46c49c880.jpg" title=" 9.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 便携式高分辨测风激光雷达 /strong /p p   项目编号:OITC-G170321151 /p p   项目名称:中国科学院大气物理研究所便携式高分辨测风激光雷达采购项目 /p p   中标总金额:280.0 万元(人民币) /p p   中标供应商名称:西南技术物理研究所 /p p   中标标的名称、规格型号、数量: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/d0c3d441-6015-45d7-ae63-7bef489181d6.jpg" title=" 10.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 激光共聚焦拉曼光谱仪、数字综合试验箱 /strong /p p   项目编号:ZX2017-12-13 /p p   项目名称:西安工业大学激光共聚焦拉曼光谱仪、数字综合试验箱等采购项目 /p p   中标金额:115.30万元 /p p   中标单位:西安共进光电技术有限责任公司 /p p   中标标的名称、规格型号、数量: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/1f8a05da-c6b9-4b1b-bcf3-85f56097a554.jpg" title=" 11.jpg" / /p center /center p style=" text-align: center " strong 激光共聚焦拉曼光谱仪 /strong /p p   项目编号:OITC-G17031833 /p p   项目名称:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所激光共聚焦拉曼光谱仪采购项目 /p p   采购单位名称:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 /p p   总中标金额:155.7781万元 /p p   中标供应商:雷尼绍(上海)贸易有限公司 /p p   中标供应商名称、联系地址及中标金额: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/5295f90b-a6fc-4eb6-8cde-52eb73be0f2a.jpg" title=" 12.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 还有一个招标大单,注意关注哦! /strong /span /p p   招标项目华东师范大学高重复频率宽波段可调谐窄带宽激光器 /p p   项目编号:0811-184DSITC0089 /p p   项目名称:高重复频率宽波段可调谐窄带宽激光器(第二次) /p p   采购单位:华东师范大学 /p p   预算金额:230.0 万元(人民币) /p p   采购内容: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/fa7045eb-d935-46c0-8ee6-90aff2739943.jpg" title=" 2018-02-07_091003.jpg" / /p p   购买标书时间:2018年01月26日-02月02日 /p p   投标截止时间:2018年02月28日 /p p   联系方式:冯东海 ,021-62231151 /p
  • 应用解读:皮米精度激光干涉仪如何实现高精度实时位移反馈?
    “坐标”这个概念源于解析几何,其基本思想是构建坐标系,将点与实数联系起来,进而可以将平面上的曲线用代数方程表示。坐标的概念应用到工业生产中解决了大量实际问题,例如,坐标测量机可采集被测工件表面上的被测点的坐标值,并投射到空间坐标系中,构建工件的空间模型等诸多案例。坐标测量机还被用于产品质量控制,测量磨损,制造精度,产品形貌,对称性,角度等工业产品参数,因此需要非常高的移动精度,才能确保测量的准确性。德国attocube公司推出的IDS3010皮米精度位移测量激光干涉仪就是辅助坐标测量机提高测量精度的有力手段。图1 皮米精度位移测量激光干涉仪IDS3010IDS3010皮米精度位移测量激光干涉仪是如何帮助坐标测量机实现高精度的呢?图2 IDS3010激光干涉仪集成到坐标测量机探测臂上通常坐标测量机要求探测臂位移精度高于1微米,现在坐标测量机位移反馈大多是通过玻璃分划尺来实现的。玻璃分划尺是常用的一种位置测量的方法,分划尺在坐标测量机上位于龙门处,一般情况下,采用玻璃分划尺探测的不是探测臂本身,而是坐标测量机龙门处的位置变化。实际上, 坐标测量机的探测臂与龙门之间有一定长度的距离,它们的位置变化会因存在例如振动、位置差等而有所不同,因此只凭借龙门处位置变化来判断真实的位移反馈是不准确的,影响到实际样品的测量精度。图3 IDS3010激光干涉仪集成到坐标测量机上。坐标测量机通过干涉仪探头的配合,可反馈探测臂的位移。德国attocube公司的IDS3010皮米精度位移测量激光干涉仪通过非接触式方法测量,可以直接测量探测臂的运动,避免龙门处探测误差,实现高精度测量。如图3,激光探头位于坐标测量机侧边,M12/C7.6激光探头出射的激光可以被探测臂上的反射镜(直径3mm)反射回激光探头,IDS3010干涉仪通过分析干涉信号从而进行位置测量。探测臂能够移动0.8米距离,移动精度达到10微米。干涉仪能够实时测量该探测臂的位移以及振动等信息。图4 IDS3010实时位置测量软件WAVE测量数据。扩展图为中间区域的数据放大。IDS3010配置的软件WAVE可以实时观测与保存测量数据。如图4,坐标测量机的运动数据被测量并记录。图中所示,前15秒与终10秒间的数据是0.8m距离的往复运动。中间时间的数据看似没有变化,但通过WAVE软件的放大功能,我们发现中间时间的探测臂其实进行了10微米的步进运动。同时,通过WAVE软件我们也可以观测到步进运动的详细变化过程。每一个步进大约2秒,在运动初始的时候位移有超过,在大约0.4秒的短时间内位移被调整为10微米的步进长度。而在步进的末尾,也有小幅的位置噪音,该噪音一般是由于振动引入。这对于探测样品位移以及振动信息具有重大意义。IDS3010技术特点:IDS3010皮米精度位移测量激光干涉仪具有体积小、适合集成到工业应用与同步辐射应用中的特点,同时,测量精度高,分辨率高达1 pm,是适合工业集成与工业网络无缝对接的理想产品。除与坐标测量机结合使用外,在工业中的其他应用实例也非常广泛,包括闭环位移反馈系统搭建、振动测量、轴承误差测量等等。+ 测量精度高,分辨率高达1 pm+ 测量速度快,采样带宽10MHz+ 样品大移动速度 2m/s+ 光纤式激光探头尺寸小,灵活性高+ 兼容超高真空,低温,强辐射等端环境+ 其可靠与稳定+ 环境补偿单元,不同湿度、压力环境中校正反射率参数提高测量精度+ 多功能实时测量界面,包含HSSL、AquadB、CANopen、Profibus、EtherCAT、Biss-C等界面相关产品及链接:1、皮米精度位移激光干涉器attoFPSensor:http://www.instrument.com.cn/netshow/C159543.htm2、EcoSmart Drive系列纳米精度位移台:http://www.instrument.com.cn/netshow/C168197.htm3、低温强磁场纳米精度位移台:http://www.instrument.com.cn/netshow/C80795.htm
  • 丹麦拟研发激光风能扫描仪
    丹麦即将建设一个欧洲风能研究中心,其中一个重要项目是研发风能扫描仪,用以分析大气中的风能信息,使风力开发更有效率。   丹麦媒体29日报道说,风能扫描仪是一种特殊的激光测风设备。激光雷达向空中发射激光束,在遇到空气中的微粒后,激光束可反射回雷达,仪器据此自动分析出当前风力条件。   使用风能扫描仪,风力涡轮机制造商能够根据特定风力环境选择安装合适的风机产品 航空系统也可以事先了解气流的详细信息,让飞行员有足够的心理准备,使飞机起降时更加安全。   该仪器还可在风机出现问题时协助进行故障诊断,以确定故障原因是否与当地特定风力条件有关。   风能扫描仪项目由丹麦技术大学的可再生能源国家实验室领导实施,与德国、希腊、西班牙、荷兰、挪威和波兰的研究伙伴共同完成,预计2013年投入运行。该项目计划耗资4500万至6000万欧元,欧盟将提供1500万欧元的资金支持。   除风能研究中心外,欧盟委员会还批准建立另外两个可再生能源研发中心,即设在西班牙的欧洲太阳能研究中心和设在比利时的欧洲核能研究中心。
  • 我国飞秒脉冲激光参数准确度国际领先
    中国计量科学研究院超短脉冲激光测量研究取得突破性进展   我国飞秒脉冲激光参数准确度国际领先   日前,由中国计量科学研究院承担的国家“十一五”科技支撑课题“飞秒脉冲激光参数测量新技术研究”通过专家验收。该课题自主研制的飞秒脉冲自相关仪和飞秒脉冲光谱相位相干仪实现了飞秒脉冲激光参数的准确测量,课题组提出的飞秒脉冲光谱相位还原方法降低了传统方法的测量不确定度,将我国飞秒脉冲激光参数的准确度提高到国际领先水平。   飞秒是时间单位,1飞秒相当于10-15秒。它有多快呢?我们知道,光速是1秒钟30万公里,而在一飞秒内,光只能走0.3微米,相当于一根头发丝的1%。飞秒脉冲是人类目前在实验室条件下所能获得的在可见光至近红外波段的最短脉冲。它以其独具的持续时间极短、峰值功率极高、光谱宽度极宽等优点,在物理学、生物学、化学、光通讯、外科医疗、精细加工制造及超小器械制造等领域得到广泛的应用。如何准确地测量超短脉冲信息已成为飞秒脉冲研究领域迫切需要解决的难题。   该课题成功解决了这一技术难题,实现了超短脉冲时域参数的精确测量,对于超短脉冲的更深一步的研究和应用具有重要意义。多家国际同行研究单位引用课题组提出的新技术成功解决了超短脉冲研究和应用中存在的技术问题,极大地提升了我国在超短脉冲激光参数测量领域的国际地位。   据课题负责人邓玉强博士介绍,课题组在成功解决飞秒级超短脉冲参数测量的基础上,又展开了皮秒级超短脉冲测量的研究。皮秒脉冲处于纳秒脉冲和飞秒脉冲之间的带隙(1皮秒=10-12秒),它的光谱相对较窄,难以使用测量飞秒脉冲的光谱干涉技术,而传统的自相关仪器又存在量程范围小,需要标定校准,测量准确度不高等诸多问题。为解决这些问题,课题团队又自主研发了一种新技术和装置,实现了亚十飞秒(10-14秒)至数百皮秒(10-10秒)宽度范围内超短脉冲的精确测量,能得到强度自相关和条纹分辨自相关两种结果。该装置可实现测量的自校准,不仅提高了皮秒级激光脉冲宽度的测量准确度,而且扩大了超短脉冲参数测量的量程,进一步提高了我国超短脉冲激光时域参数的测量能力。
  • 用法如激光扫描仪再现北京猿人之家
    2009年5月,北京周口店遗址第一地点(猿人洞)开始进行保护性的考古发掘前期工作。自上世纪70年代以来,猿人洞就再未进行过考古发掘,长时间的风化侵蚀使猿人洞的剖面出现险情,为排除险情,稳定剖面,经国家文物局批准,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所与周口店北京人遗址管理处联合对猿人洞西剖面进行保护性的清理发掘。在发掘之前,为翔实记录猿人洞的历史原貌,文物保护专家利用现代先进的法如3D激光扫描仪,获取到详尽的、高精度的猿人洞三维立体影像图数据&mdash &mdash 数十万年前古人类生活过的洞穴实景得以再现,科技的发展可以让人类审视现在的文明和进步! 关于北京猿人遗址: 北京猿人遗址是世界著名的古人类遗址,它位于周口店龙骨山上,于1 9 2 1年开始发掘,是目前世界上同时期人类遗址中材料最丰富的一个,又是华北中更新世(即第四纪冰川更新世中间的一个时期 )洞穴堆积的标准剖面,在古人类学和第四纪地质学上均占有很重要的地位。这个遗址1 9 6 1年被国务院定为全国第一批重点文物保护单位,1 9 8 7年被联合国教科文组织列入世界文化遗产名录。 解决方案: 文物保护专家使用了法如激光扫描仪,在猿人洞现场简单架设和移站扫描仪,通过测量扫描即可获得洞穴的真实三维场景再现。三维测量的原理是激光测距。第一步是发射激光束,旋转的镜面将激光束直接反射到测量区域:通过反射回镜面的激光束,可以精确和唯一地确定镜面到物体之间的距离。在编码器测量镜头旋转角度与激光扫描仪的水平旋转角度后,计算机可以精确计算出每个测量点的空间坐标,并把这些三维空间点的坐标存贮起来。这一步骤每秒最快重复近百万次,通过重复这一步骤,并最终形成被测环境的三维空间图像。其分辨率比传统的数码相机高上千倍,大空间激光三维扫描仪的场景数字化记录优势已得到充分验证。被测对象通过无缝拼接形成完整空间,克服了视角局限外挂数码照相机,实现彩色扫描,还原彩色现实。 欲知本产品信息:点击进入 法如科技 FARO Technologies,Inc. 地址:上海市桂林路396号3号楼1楼 邮编:200233 Tel: 86-21-61917600 Fax:86-21-64948670 网址: www.faroasia.com/china e-mail: chinainfo@faro.com
  • 清华团队探微揭秘!飞秒激光改写材料“基因”
    光与物质的相互作用是探究低维量子材料微观物理机制的重要探测手段,并且其中超短、超强脉冲激光还可作为电子结构及物态的有效调控手段,实现平衡态所不具有的新物态、新效应。周树云研究组和合作者首次在半导体材料黑磷中实现了脉冲激光诱导的弗洛凯瞬时能带调控,并发现其与黑磷的赝自旋具有独特的耦合作用及光学选择定则,研究工作以“Pseudospin-selective Floquet band engineering in black phosphorus”为题,于2023年2月2日发表在Nature杂志。半导体材料弗洛凯能带调控示意图给黑磷中的电子“拍电影”低维量子材料包括碳纳米管、石墨烯、过渡金属硫族化合物等,以其新奇的物理特性和全新的器件应用而广受关注。例如,相比于石墨的三维立体结构而言,石墨烯以其单原子级厚度可以被视作“二维”这样的低维材料,其中的电子结构也会因为维度的降低而发生剧烈的变化。“我们研究的电子能带结构可以通俗地理解成这些材料的DNA,它决定了材料的各种属性,清华大学“水木学者”鲍昌华解释道,“而我们所做的就是利用飞秒激光来调控这些材料的DNA,从而获得我们想要得到的一些性质。”当前学界的研究主要聚焦在材料的平衡态特性,而对其非平衡态物理及超快动力学的研究尚处于发展阶段。周树云团队利用脉冲激光,将时间精度控制到万亿分之一秒,迈出了实现瞬时调控材料特性的坚实一步。在超快时间尺度(皮秒甚至飞秒)上实现电子结构和物理特性的测量和调控,不仅能够拓展非平衡态物理知识的前沿,还将为未来新型、高速器件的开发和应用奠定重要的科学基础。在非平衡态超快动力学和瞬时物态调控研究中,一个备受关注的重要研究方向是通过周期振荡的势场诱导量子物态的变化,进而实现对其电子结构的调控,该方案被称为弗洛凯工程(Floquet engineering)。从材料的晶格结构出发,电子受到空间中周期性变化晶格的影响,形成在动量空间具有周期性的能带结构,导致整个材料呈现出金属、绝缘体、半导体乃至超导体的多种性质的可能。与之相类比,外加的周期振荡势场将导致电子在能量空间出现能带结构的周期性复制,进而形成弗洛凯态。进一步地,通过电子与周期势场的相互作用对低维量子材料的能带结构、对称性及拓扑性质的瞬时调控,可实现平衡态所不具有的新物态,例如,将拓扑平庸的材料转变为拓扑材料,实现远离平衡态的拓扑超导态等。“目前,国际上这方面的研究还刚开始。一方面,我们希望弗洛凯能带工程可以在更加广泛的材料体系中被实现,从而为更加自由地调控材料的性质提供一种新的途径,”对于该研究领域的发展前景和可能的应用,清华大学物理系2017级博士生周绍华介绍,“另一方面则是在未来飞秒激光在材料物性调控作用上的应用,如在超快时间尺度上实现材料的非平庸拓扑、超导拓扑物态等。”弗洛凯态的概念自上个世纪初被提出后就引起了物理学家的广泛关注,并被应用于凝聚态物理、冷原子物理和光晶格等领域。近十年来,弗洛凯瞬时能带和物性调控已经发展成为国际上凝聚态物理和材料科学的一个重要科学前沿。然而,尽管理论方面涌现出丰富的预言,与之形成鲜明对比的是凝聚态体系中的实验进展非常少。很多关键的科学问题,例如,能否在常规材料(例如半导体)中实现能带结构的瞬时调控,仍然有待实验的证实。利用超快时间分辨角分辨光电子能谱在黑磷中实现弗洛凯瞬时能带调控周树云研究组多年来致力于低维量子材料的电子能谱和非平衡态超快动力学的研究,尤其是弗洛凯能带及物态调控的实验研究。这一过程并不简单,需要研发具有能够实现弗洛凯调控工程所需的极端实验条件的先进科学仪器。由于弗洛凯调控要求激发光源具有低光子能量、强峰值电场等极端实验条件,研究组针对领域难点投入了大量的精力,攻克了中红外强场脉冲激发光源以及与角分辨光电子能谱仪结合方面的困难,研制出具有前沿技术指标的超快时间分辨角分辨光电子能谱(TrARPES)系统。在材料体系方面,周树云研究组独创一格,巧妙地选取了黑磷这个具有小带隙、高迁移率的经典半导体材料。通过精细调节中红外激发光源的光子能量,研究组发现当光子能量与带隙接近共振时,黑磷的电子结构从平衡态的抛物线形状演化为在带顶打开能隙的“墨西哥帽”形状,并观察到了复制的弗洛凯边带。在研究其中的弗洛凯瞬时能带调控时,研究组使用了类似“给电子拍电影”的方法:在飞秒尺度上去记录它在光的激发下,从光到来之前、刚好到达时以及光离开以后整个动态过程中的关键时刻,从而观察它是怎样演化的。在此基础上,他们通过系统性地探究该瞬时能隙对时间、光强和电子掺杂等变量的响应等,确认了所观测到的瞬时能隙是由弗洛凯能带工程所导致。更有意思的是,研究组发现黑磷中的弗洛凯能带工程对激发光源的偏振具有强烈的选择性:只有当泵浦光偏振沿着黑磷的扶手椅型(armchair)方向时,才会出现瞬时能隙,揭示出弗洛凯能带工程调控具有特定的光学选择定则。结合理论分析,研究组指出这一奇特的偏振选择效应来源于黑磷的赝自旋自由度(黑磷元胞中含有两个子晶格,对应的两能级系统可类比自旋)。这些研究结果不仅为弗洛凯能带调控提供了重要的思路,同时,飞秒激光调控的迅速“开关”特点也为进一步探索拓扑物态、关联物态(磁性、超导等)的瞬时调控奠定了重要的基础。此外,这一独特的偏振选择效应未来也有望应用于光学偏振相关的光电器件应用中。参与项目研究的实验团队成员坚持“一步一个脚印”这个研究课题自周树云2012年入职清华大学就已列入她的研究计划,是她在清华最想解决的科学挑战之一。该实验涉及多种精密实验技术的结合,没有现成的仪器设备可以开展此类实验,也缺乏可供借鉴的研究经验,研究过程充满了挑战。课题组通过多年的技术研发和多方筹集资源,克服重重困难,不断朝着目标努力,并最终在2018年完成了仪器平台的建设,使该系统在能量分辨率、时间分辨率、中红外泵浦光源等多方面指标具有国际领先水平。最近,他们利用这一设备成功攻克了超快时间尺度下,光与半导体材料相互作用导致的弗洛凯工程这一重要科学问题。该实验所需的实验条件十分苛刻,研究成果来之不易。例如,在实现弗洛凯瞬时能带调控的过程中,需要调控两束飞秒激光在时间和空间上完全重合,才有可能观测到该效应。这就需要不仅在时间上要使它们在飞秒尺度上重合,还要使它们在空间上聚焦到空间上同一个几十微米尺度的点。此外,激光光源的能量范围以及极端峰值电场强度也给实验带来了很多技术上的挑战。最困难的是,对于这样的未知领域,什么样的实验条件有利于弗洛凯瞬时能带调控的观测,在这方面并没有可供借鉴的经验,只能是摸着石头过河,通过大量实验逐渐积攒经验。在研究过程中,研究组成员通过长年累月的坚持、严谨求实的态度最终攻克了一个又一个难关,从最初开始该实验时遭遇不断失败到观察到最终实验结果时的豁然开朗,他们用专精的实力诠释了科研的态度和决心。“清华大学为我们提供了优质的科研环境,为青年学者的成长提供了助力。”在清华园学习生活的第 11 个年头,鲍昌华一步步从清华物理学堂班学生、获得研究生特奖成长为今年的 “水木学者”,对科研有他自己深刻的体会。“我们在做科研的过程中,需要不忘初心,始终坚持一步一个脚印。只有把每一步都做到完美,厚积薄发,最后才有希望摘取到最重要的科研成果。”周绍华也有这样的深切体会:“除了优秀的学术环境和科研平台以外,清华自强不息的文化传统也使我们受益匪浅。在科研的道路上,只有坚持自强不息,不断追求卓越,才能取得科研上的重大突破。”论文通讯作者是周树云,论文共同第一作者为周绍华和鲍昌华。合作者包括清华大学物理系段文晖院士、于浦教授,北京航空航天大学汤沛哲教授,中科院物理所孟胜研究员等。该研究工作主要受到科技部国家重点研发计划、自然科学基金委国家杰出青年科学基金项目、重点项目和重大科研仪器研制项目的支持。此外,该研究工作还受到国家自然科学基金委基础科学中心项目和中国科学院项目的支持。
  • 德国发明新型高精度激光断层扫描仪
    德国萨尔大学21日发表公报说,该校研究人员研发出能观察单个细胞内部情况的新型高精度激光断层扫描仪,可用于检验抗衰老产品效果以及分辨皮肤癌细胞病变等。   仪器发明者柯尼希介绍说,该仪器的分辨率比传统超声波仪器高上千倍,它不仅能观察单个细胞,甚至能观察线粒体等。借助此仪器能检验出防晒霜等抗衰老产品是否有效。它还能用以检验尼古丁、激素药物等对皮肤老化的影响。   此外,由于癌细胞在激光照射下会比健康细胞更亮,医生还能借助此仪器提供的三维图像判断皮肤癌患者的皮肤细胞是如何癌变的,而无需取下病人组织细胞进行分析。   柯尼希以该发明获得了德国贝特霍尔德莱宾格应用激光技术创新奖。
  • 每秒256万亿帧拍照帧率,华科团队造出全球最快的光场摄像机之一,可用于超大能量脉冲激光装置
    近日,华中科技大学光学与电子信息学院教授和团队, 通过获取光场相位信息,实现了 256 万亿帧/秒的拍照帧率,借此造出目前世界上最快的光场摄像机之一。图 | 李政言(来源“”)在评审相关论文时,一位激光脉冲时空测量领域的专家表示,该课题组制作的超快光场摄像机是领域内多年来极度渴望的仪器和技术。在应用前景上,表示:“我们期待超快光场摄像机在两方面取得应用,一方面是服务大型激光装置,另一方面是服务工业应用。”就大型激光装置来说,面向高能量密度物理、强场物理等前沿科学和能源、以及国防安全等战略应用的需求,中国、欧洲、和美国都已建设了一批超大能量脉冲激光装置。然而,这类装置重复频率极低。并且,巨大的光束口径导致激光脉冲光场存在复杂的时空耦合。因此,需要先进的光场时空诊断设备,引导激光装置进行优化,并为物理实验的理论分析和数值仿真,提供初始输入激光信息。就工业应用来说,激光精密加工有两个趋势,一是超快化甚至飞秒化,即使用飞秒激光作为光源,借此实现冷加工并提高精度;二是智能化,即以在线方式观测材料的特性,并对激光参数做出调整。所以,通过安装超快光场摄像机模块,有望让激光精密加工设备长出一只“眼睛”,也即通过实时采集探针光信号、以及观测材料超快时间尺度相应,来对加工工艺做出动态优化。(来源:Light: Science & Applications)以较低成本实现极高的时间分辨率尽管成果很新,但是背景很“旧”,这要从 144 年前说起。1878 年,美国摄影师埃德沃德迈布里奇(Eadweard Muybridge)使用安置在赛道上的 12 台照相机,来拍摄奔跑的赛马。借此证明马在奔跑时会四个蹄子同时离地,解决了几个世纪以来画家和艺术家的困惑,并给电影发明带来了灵感。时隔一百多年,2018 年诺贝尔物理学奖部分授予杰哈莫罗()和唐娜斯特里克兰()这两位科学家,以对他们发明的高功率超快激光的啁啾脉冲放大技术(Chirped Pulse Amplification, CPA)做出表彰。在激光精密加工、近视的激光视力矫正、惯性约束核聚变等高功率超快激光的应用中,每一个超快激光脉冲仿佛一匹光速奔跑的“赛马”,在各类物质的“赛道”上穿行时。对于激光脉冲和物质特性在极短时间内的演化现象,人们同样充满好奇,希望像迈布里奇那样为激光与物质相互作用的过程“拍摄电影”。(来源:Light: Science & Applications)基于此,制作了这台超快光场摄像机 。在超快光学领域中,它能为激光脉冲和激光照射的物质“拍摄电影”,并同时具有空间分辨和时间分辨的单发测量能力。几十年来,尽管在超快光学领域出现了大量时间分辨测量技术,但多数方法主要测量不同时刻下某个物理量的演化,普遍缺少空间分辨能力;要么得让激光脉冲的“赛马”多次跑过物质“赛道”进行重复测量。而超快光场摄像机只需激光脉冲一次性地作用于物质,它记录的是光速飞行的激光脉冲通过某个特定位置时,位于这一位置光场的二维空间分布。这样,人们就能一次性得到激光脉冲三维时空分布的“电影”。而实现单发光场摄像的难点在于,如何使用常规照相机的等二维阵列式探测器,来一次性地记录三维数据。研究中,该团队借鉴了压缩感知概念,在前人光学压缩成像技术的基础上,将待测光场的三维信息“压缩”到二维探测器上并进行一次性采集,从而实现了摄像机的功能。此外,不同于一般摄像机或探测器记录的是光强度信息,超快光场摄像机的记录包括振幅和相位信息在内的“光场”信息。对于表征超快激光脉冲来说,获取光场信息是非常重要的,它既决定着激光脉冲中各个颜色成分的时间先后关系,还决定着影响聚焦和成像质量的空间波前分布。另外,在对激光照射物质的探测过程中,获取探针光束的完整振幅和相位信息,可以帮助人们完整了解物质不同位置的光学性质,同时获取折射率、吸收率等重要参数的空间分布。该成果的另一亮点在于,超快光场摄像机以较低的成本,实现了极高的时间分辨率或“电影”帧率。日常生活中,我们观看的电影帧率一般为 24 帧/秒,最高可以达到 120 帧/秒,仅能满足人眼视觉暂留效应的要求。而团队的超快光场摄像机,记录的是光速飞行的超快激光脉冲的“赛马”过程,即在各类物质“赛道”上奔跑的过程,需要观测飞秒(10 -15 秒)时间尺度内发生的事件,所需的帧率在万亿帧/秒量级。近日,相关论文以《单次压缩光场形貌》()为题发表在 Light: Science & Applications 上,唐浩程和门庭为共同第一作者,担任通讯作者 [1]。图 | 相关论文(来源:Light: Science & Applications)为超快时间尺度内发生的任意事件拍摄电影据介绍,课题组的目标是为超快时间尺度内发生的任意事件“拍摄电影”。这项工作最早要追溯到十四年前读博期间。他说:“2008年 8 月开始我到美国德克萨斯大学奥斯丁分校读博士,第一次见到导师 教授他就给我指派了博士论文课题:为超高强度超短激光脉冲在等离子体中激发的光速传播的尾波‘拍摄电影’,这样就可以对基于等离子体尾波的新一代桌面型电子加速器提供实时诊断。”这是一个挑战性极高的课题,经过六年的努力,只能部分地解决这一问题。例如,在测量技术方面,他和当时的所在团队发展了一种基于多束探针光和断层成像技术(tomography)的方法,可以为光速飞行的折射率结构拍摄“电影”[2],并被 Nat. Phot. 以 News & Views 文章的形式再次进行报道。后来,他还观测到了等离子体尾波纵向结构的演化规律 [3]。然而,为激光驱动的等离子体尾波“拍摄电影”的梦想一直没能实现,主要难点在于无法在单发条件下,用二维探测器记录三维数据信息。2014 年,的合作者 (现为加拿大魁北克大学应用计算成像实验室教授),发表了基于压缩感知概念的超快照相技术的论文 [4],对前者解决等离子体尾波电影拍摄中遇到的维度问题,带来了极大启发。然而,超快压缩照相技术获得的是光场的强度时空分布信息。另一方面,等离子体尾波主要调制探测激光的相位。那么,如何使用超快压缩照相技术来同时测量包含振幅和相位的光场信息,就成为亟待解决的问题。同时,这也是研究基于压缩感知的超快光场摄像机的问题来源。2017 年,回国入职华中科技大学,经过前期实验室建设和武汉疫情,他和团队终于在 2020 年秋季,开始了针对超快光场摄像机的研究。(来源:Light: Science & Applications)“研究早期充满了挣扎,一方面我们需要反复试错以完成实验系统光学设计和成像质量的不断优化,另一方面激光光场高光谱图像的压缩感知重构技术以及相关算法,对我们来说是新事物,需要不断积累经验。”他说。在这过程中,非常感谢负责具体实验和数据处理工作的研究生唐浩程和门庭,以及 教授和他的学生 Xianglei Liu。他继续说道:“唐浩程和门庭当时是刚刚入学的一年级研究生,面对陡峭的学习曲线虽然也曾抱怨这个课题‘就像要去五金店里翻找一些零件组装成一部汽车’,但凭借扎实的理论实验基础和顽强的毅力,以及合作者在压缩照相重构算法方面的有力支持,终于克服了种种困难。”到 2021 年秋,他们终于能以较好的可靠性,实现飞秒激光脉冲的超快光场摄像机,并利用它对光速飞行的激光等离子体电离前沿进行表征测量。(来源:Light: Science & Applications)然而,对于超快光场摄像机的探索并未结束。因为,为等离子体尾波“拍摄电影”的梦想并未实现。“也许我们已经找到更好的途径,离目标更近了一些,但仍需要朝着既定方向努力工作。进入 2022 年,我们继续进行超快光场摄像机相关的研究,并取得了一些进展,主要体现在进一步提高系统稳定性和可靠性、获取更全面的矢量光场信息、探索更多的超快光场摄像机应用等。”表示。如今,2022 年即将迎来尾声。对于更久之后的规划,他表示:其一,将进一步完善超快光场摄像机技术。目前的方法基于标量光场的假设,只测量了待测光场的振幅和相位信息。但是,实际的光场具有矢量形态的电 磁波,这时面对待测光场的偏振态以及矢量特征,就得做出完整的测量。其二,他计划完成一些基于超快光场摄像机的典型泵浦-探测实验。泵浦-探测实验,是探索物质超快时间尺度属性的有力工具。因此,他希望使用超快光场摄像机,来为探针光拍摄光场“电影”。其三,他也打算实现一些基于超快光场摄像机的应用。基于此,希望与领域内专家展开更多合作。尤其是在大型激光科学装置上,他期待能研发出一种实用的、小型化的超快激光光场时空表征仪器。而在工业应用方面,他将继续耕耘于为未来的超快激光加工设备配备一双“眼睛”,从而实现基于材料特性实时观测的智能加工。参考资料:1.Tang, H., Men, T., Liu, X. et al. Single-shot compressed optical field topography. Light Sci Appl 11, 244 (2022). https://doi.org/10.1038/s41377-022-00935-02.Z. Li, et al., Nat. Commun. (2014) 5, 30853.Z. Li et al., Phys. Rev. Lett.(2014) 113, 0850014.L. Gao, J. Liang et al., Nature (2014) 516, 74–77
  • 阿秒激光器可为单个电子活动“摄像”
    据美国《大众科学》网站8月16日(北京时间)报道,一国际科研团队研制出一种新的阿秒级(1阿秒=10-18秒)激光器,当单个电子参与化学反应时,这种激光器或可为其“摄像”,这是迄今为止最高清、最快速的数据收集活动。一旦取得成功,新激光系统将对从基础化学到复杂的药物研究、化学工程学等领域产生巨大影响。相关研究发表在《自然光子学》杂志上。   该科研团队由澳大利亚、美国、欧洲的科学家组成。科学家们表示,拍摄下电子的“一举一动”并非易事,因为电子的运行速度非常快,在1.51阿秒内就能环绕一个氢原子核旋转一周。为了捕捉到正在活动的电子,人们需要一种能在阿秒层面上发送脉冲的激光器。   此前已有科学家研制出并演示了阿秒激光脉冲,但那些脉冲非常微弱,无法真正测量电子的动态,真正有用的阿秒激光器需要兼具高速度和强脉冲密度。新激光系统满足了这两个需求,并且只需简单的环境设置就可完成任务。   为了获得超强的激光脉冲,人们需要将不同频率的光波精确地混合在一起,使它们能互相加强。知易行难,因为很难让两种不同的激光束精确地同步。为了克服这个问题,科学家们构建了一套环境装置,让单束激光通过一个射束分离器,产生两束不同频率的激光。因具有相同来源,这两束激光能够实现同步。   科学家们还采用了其他辅助手段,让激光脉冲达到了阿秒规模的测量所必需的激光脉冲密度和持续时间。借此,人们能以前所未有的方式观察单个电子的活动。
  • Nature:皮米精度位移测量激光干涉仪助力声子四极拓扑绝缘体观测
    电荷化理论能够描述中性玻色子系统的布洛赫能带,它预言二维量子化的四缘体具有带隙、拓扑的一维边缘模式。苏黎世邦理工大学的Sebastian Huber教授课题组巧妙地利用一种机械超材料结构来模拟二维的拓扑缘体,次在实验上观测到了声子四拓扑缘体。这一具有重要意义的结果时间被刊登在nature上。研究人员通过测试一种机械超材料的体、边缘和拐角的物理属性,发现了理论预言的带隙边缘和隙内拐角态。这为实验实现高维度的拓扑超材料奠定了重要基石。 图1:实验装置示意图(图片来源:doi:10.1038/nature25156) 值得指出的是,Sebastian Huber教授利用细金属丝将100片硅片组成一个10cmX10cm的平面,以此来模式二维拓扑缘体(如图1所示)。关键点是,当硅晶片被超声激励时,只有中心点有振动;其他角尽管连接在一起仍然保持静止。这种行为类似于二维拓扑缘体的带隙边缘和隙内拐角态的电子行为。而如何探测硅晶片的微小振动是整个实验成功的关键,Sebastian Huber教授利用德国attocube system AG公司的IDS3010皮米精度激光干涉仪(如图2所示)来测量硅晶片不同位置的微小振动变化,整个测量系统的不确定度达到5pm的精度,测量统计误差达到10pm,后在通过超声激励后测得硅晶片的中心位置的振动位移为11.2pm,通过傅里叶变换之后在73.6KHz(如图3所示)。通过attocube皮米精度激光干涉仪IDS3010成功实现声子四拓扑缘体的次观测。 图2:皮米精度位移测量激光干涉仪IDS3010 图3:测量系统示意图和经过傅里叶频率变换的测量结果(图片来源:doi:10.1038/nature25156)IDS3010皮米精度位移测量激光干涉仪体积小、测量精度高,分辨率高达1 pm,适合集成到工业应用与同步辐射应用中,包括闭环位移反馈系统搭建、振动测量、轴承误差测量等。同时也得到了国内外众多低温、超导、真空等领域科研用户的认可和肯定。
  • 法如FARO激光扫描仪还原古建筑
    1914年建造在密尔沃基,由著名设计师马歇尔和福克斯设计的新古典主义建筑,74英尺高,442吨10幢希腊格林式建筑,屋顶飞檐处皆有雄伟的花岗岩修饰. 西北相互人寿保险公司(Northwestern Mutual Life building in Milwaukee)(美国)以3000万美元修复此建筑.而修复此建筑的关键在于对其飞檐的历史保存.在对此建筑物做任何动作之前,首先必须获得建筑的所有尺寸数据,包括飞檐的竣工文件.此任务就交给了当地的SightLine, LLC,负责收集和测量飞檐到建筑中心的数据测量任务. 为了缩小创新与传统的差距, SightLine 利用法如激光扫描仪FARO laser scanner 完美的将经典之美数据测量并保存下来。&ldquo 法如扫描仪的测量范围,无论从距离,还是从精度,使我们能够完美的完成任务&rdquo SightLine 总裁 Penny Anstey 说. 法如扫描仪通过高速旋转反射镜,反射接收激光束,以获得360度数据点云,利用编码器测量反射镜的转速和扫描仪自身的旋转,来确定各个点的X,Y,Z坐标点,建立数模。 SightLine 仅用了4天时间就完成了对檐口的数据采集。 法如激光扫描仪150米的测距,完全能够满足 SightLine 在该项目中的需求,而且误差小于1/10英寸。整个测量不需借助任何脚手架或者悬挂物,&ldquo 几乎所有的数据都是在地面进行采集,而且数据采集之快,范围之详细,精度之高,承包商认为这就是一个奇迹&rdquo Penny Anstey 感慨地说。 SightLine 通过标靶将测量空间分成几部分,克服了由于有遮挡而无法采集数据的问题,进行测量。 并通过法如软件将从不同地点采集的数据进行拼接。 这种将点云数据可视化的原理和X光技术有些类似。承包商一度认为激光扫描仪能够穿透墙壁获得数据。 数据 Sightline 选定3D点云数据,通过不同方位的点云,建立CAD建筑图纸,并绘制了16组2D檐口和建筑物的平面图纸。扫描结果显示,原设计图纸与实际建筑并不符合。一个完整的飞檐明显比其它的要长,而这一点平时肉眼是很难看出来的。承包商一发现此差异,立刻要求提供更多的建筑物信息。SightLine提供了海拔研究论文和一些建筑装饰元素的细节部分(如窗口弯角)。更多的偏差被发现。虽然现有的设计图纸作为标杆被存储,此次扫描发现了很多错误的地方。 SightLine 收集了大量的扫描数据,根据实际情况更新了现存信息。并利用软件管理数据,获得了更多信息。 收益 &ldquo 我们感觉激光扫描仪的潜力巨大,不但节省大量的事情,减少人为错误,而且提高了数据的安全性&rdquo Penny Anstey说。收集数据快,便于数据采集和测量精度高均是影响SightLine公司选择激光扫描仪测量,还是选择传统测量的主要权衡因素。 &ldquo 采用传统手工测量,此工程需要几个月才能完成,其间还要借助脚手架,悬架等辅助工具,&rdquo Penny Anstey说,&ldquo 暂且不提可能工人在工作中会有些遗漏,还要重回现场,收集数,但就是测量精度,说又能说测量的数据准确呢?&rdquo 关于 SightLine公司 SightLine 公司是专门提供3D测量数据的服务公司。他们专业提供清晰而准确的建筑结构数据。 欲知本产品信息:点击进入法如科技 FARO Technologies,Inc. 地址:上海市桂林路396号3号楼1楼 邮编:200233 Tel: 86-21-61917600 Fax:86-21-64948670 网址:www.faroasia.com/china e-mail: chinainfo@faro.com
  • 河南农业大学876万元购买激光扫描共聚焦显微镜等一批仪器
    8月24日,河南农业大学农业农村部公开招标购买激光扫描共聚焦显微镜、气相色谱质谱联用仪、冷冻多功能实验仪等一批仪器,预算876万元。  项目编号:豫财招标采购-2021-809  项目名称:河南农业大学农业农村部大宗粮食加工重点实验室条件能力建设项目--分项采购2项目  采购方式:公开招标  预算金额:8,760,000.00元  项目编号:豫财招标采购-2021-809  项目名称:河南农业大学农业农村部大宗粮食加工重点实验室条件能力建设项目--分项采购2项目  采购方式:公开招标  预算金额:8,760,000.00元  采购需求(包括但不限于标的的名称、数量、简要技术需求或服务要求等)  采购内容:包1:专业设备(冷冻多功能实验仪(1台/套)、全自动吹泡仪(1台/套)) 包2:分析检测设备(气相色谱质谱联用仪(1台/套)、液相色谱质谱联用仪(1台/套)) 包3:生物成像设备(激光扫描共聚焦显微镜(1台/套)、倒置荧光显微镜(1台/套)、流式细胞仪(1台/套))。(具体内容详见招标文件)  交货期:合同生效后90天内(本招标文件仪器参数中另有规定交货期的设备除外)  交货地点:采购人指定地点  质量保证期:所有设备质保期(本招标文件仪器参数中另有规定质保期的设备除外)自验收合格后叁年。需提供原厂家承诺证明文件。  合同履行期限:见七、其他补充事宜  本项目是否接受联合体投标:否  是否接受进口产品:是  开标时间:2021年09月15日09时00分(北京时间)
  • 皮米精度激光干涉仪如何在众多前沿领域中大显神通?
    1.IDS3010激光干涉仪在自动驾驶高分辨调频连续波(FMCW)雷达中的应用自动驾驶是目前汽车工业为前沿和火热的研究,其中可靠和高分辨率的距离测量雷达的开发是尤为重要的。德国弗劳恩霍夫高频物理和雷达技术研究所(Wachtberg,D)Nils Pohl教授和波鸿鲁尔大学(Bochum,D)的研究小组提出了一种全集成硅锗基调频连续波雷达传感器(FMCW),工作频率为224 GHz,调谐频率为52 GHz。通过使用德国attocube公司的皮米精度激光干涉仪FPS1010(新版本为IDS3010),该雷达测量系统在-3.9 um至+2.8 um之间实现了-0.5-0.4 um的超高精度。这种新型的高精度雷达传感器将会应用于许多全新的汽车自动驾驶领域。更多信息请了解:S. Thomas, et al IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 67, 11, (2019)图1.1 紧凑型FMCW传感器的照片图1.2 雷达测距示意图,左边为雷达,右边为移目标,attocube激光干涉仪用来标定测量结果 2. IDS3010激光干涉仪在半导体晶圆加工无轴承转台形变测量上的应用半导体光刻系统中的晶圆轻量化移动结构的变形阻碍了高通吐量的半导体制造过程。为了补偿这些变形,需要的测量由光压产生的形变。来自理工大学荷兰Eindhoven University of Technology 的科学家设计了一种基于德国attocube干涉仪IDS3010的测量结构,以此来详细地研究由光压导致的形变特性。图2.1所示为测量装置示意图,测量装置是由5 x 5 共计25个M12/F40激光探头组成的网格,用于监测纳米的无轴承平面电机内部的移动器变形。实验目的是通过对无轴承平面的力分布进行适当的补偿,从而有效控制转台的变形。实验测得大形变量为544 nm,小形变量为110 nm(如图2.2所示)。更多信息请了解:Measuring the Deformation of a Magnetically Levitated Plate displacement sensor图2.1 左侧为5X5排列探头测量装置示意图,右图为实物图图2.2 无轴承磁悬浮机台形变量的测量结果,大形变量为544 nm 3.IDS3010在提高X射线成像分辨率中的应用在硬X射线成像中,每个探针平均扫描时间的减少对于由束流造成的损伤是至关重要的。同时,系统的振动或漂移会严重影响系统的实时分辨率。而在结晶学等光学实验中,扫描时间主要取决于装置的稳定性。attocube公司的皮米精度干涉仪FPS3010(升后的型号为IDS3010),被用于测量及优化由多层波带片(MZP)和基于MZP的压电样品扫描仪组成的实验装置的稳定性。实验是在德国DESY Photon Science中心佩特拉III期同步加速器的P10光束线站上进行的。attocube公司的激光干涉仪PFS3010用来检测样品校准电机引起的振动和冲击产生的串扰。基于这些测量,装置的成像分辨率被提高到了±10 nm。更多信息请了解:Markus Osterhoff, et at. Proceedings Volume 10389, X-Ray Nanoimaging: Instruments and Methods III 103890T (2017)图3.1 实验得到的系统分辨率结果 4.IDS3010激光干涉仪在微小振动分析中的应用电荷化理论能够描述中性玻色子系统的布洛赫能带,它预言二维量子化的四缘体具有带隙、拓扑的一维边缘模式。全球研究机构苏黎世邦理工大学的Sebastian Huber教授课题组巧妙地利用一种机械超材料结构来模拟二维的拓扑缘体,次在实验上观测到了声子四拓扑缘体。这一具有重要意义的结果时间被刊登在Nature上(doi:10.1038/nature25156)。研究人员通过测试一种机械超材料的体、边缘和拐角的物理属性,发现了理论预言的带隙边缘和隙内拐角态。这为实验实现高维度的拓扑超材料奠定了重要基石。德国attocube公司的激光干涉仪IDS3010被用于超声-空气转换器激励后的机械超材料振动分析。IDS3010能到探测到机械超材料不同位置的微小振动,以识别共振频率。终实现了11.2 pm的系统误差,为声子四拓扑缘体的实验分析提供了有力的支持。更多信息请了解:Marc Serra-Garcia, et al. Nature volume 555, pages 342–345 (2018)图4.1 实验中对对机械超材料微小振动的频率分析5. IDS3010激光干涉仪在快速机床校准中的应用德国亚琛工业大学(Rwth Aachen University,被誉为“欧洲的麻省理工”)机床与生产工程实验室(WZL)生产计量与质量管理主任的研究人员利用IDS3010让机床自动校准成为可能,这又将大的提高机床的加工精度和加工效率。研究人员通过将IDS3010皮米精度激光干涉仪和其他传感器集成到机床中,实现对机床的自动在线测量。这使得耗时且需要中断生产过程的安装和卸载校准设备变得多余。研究人员建立了一个单轴装置的原型,利用IDS3010进行位置跟踪。其他传感器如CMOS相机被用来检测俯仰和偏摆。校准结果与常规校准系统的结果进行了比较,六个运动误差(位置、俯仰、偏摆、Y-直线度、Z-直线度)对这两个系统显示出良好的一致性。值得指出的是,使用IDS3010的总时间和成本显著降低。该装置演示了自动校准机床的个原型,而且自动程序减少了机器停机时间,从而在保持相同的精度水平下大的提高了生产率。更多信息请了解:Benjamin Montavon et al J. Manuf. Mater. Process. 2(1), 14 (2018)图5.1 自动校准激光探头安装示意图6.IDS3010激光干涉仪在工业C-T断层扫描设备中的应用工业C-T断层扫描被广泛用于材料测试和工件尺寸表征。几何测量系统是设计的锥束C-T系统的一大挑战。近期,瑞士联邦计量院(METAS)的科学家采用德国attocube公司的IDS3010皮米精度激光干涉仪用于X射线源、样品和探测器之间的精密位移跟踪。该实验共有八个轴用于位移跟踪。除了测量位移之外,该实验装置还能够进行样品台的角度误差分析。终实现非线性度小于0.1 um,锥束稳定性在一小时内优于10 ppb的高精度工业C-T。更多信息请了解:Benjamin A. Bircher, Felix Meli, Alain Küng, Rudolf Thalmann: "A geometry measurement system for a dimensional cone beam CT", 8th Conference on Industrial Computed Tomography (iCT 2018), At Wels, AU6.1激光干涉仪在系统中的测量定位示意图7.IDS3010激光干涉仪在增材制造3D打印中的应用微尺度选择性激光烧结(u-SLS)是制造集成电路封装构件(如微控制器)的一种创新方法。在大多数的增材制造中需要微米量的精度控制,然而集成电路封装的生产尺寸只有几微米,并且需要比传统的增材制造方法有更小的公差。德克萨斯大学和NXP半导体公司开发了一种基于u-SLS技术的新型3D打印机,用于制造集成电路封装。该系统包括用于在烧结站和槽模涂布台之间传送工件的空气轴承线性导轨。为满足导轨对定位精度高的要求,该系统采用德国attocube公司的皮米精度干涉仪IDS3010来进行位置的跟踪。更多信息请了解:Nilabh K. Roy, Chee S. Foong, Michael A. Cullinan: "Design of a Micro-scale Selective Laser Sintering System", 27th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, At Austin, Texas, USA 7.1系统示意图,其中激光干涉仪被用作位移的测量和反馈8. IDS3010激光干涉仪在扫描荧光X射线显微镜中的应用在搭建具有纳米分辨率的X射线显微镜时,对系统稳定性提出了更高的要求。在整个实验过程中,必须确保各个组件以及组件之间的热稳定性和机械稳定性。德国attocube的IDS3010激光干涉仪具有优异的稳定性和测量亚纳米位移的能力,在40小时内表现出优于1.25 nm的稳定性,并且在100赫兹带宽的受控环境中具有优于300 pm的分辨率。因此,IDS3010是对上述X射线显微镜装置的所有部件进行机械控制的不二选择,使得整个X射线显微镜实现了40 nm的分辨率,而在数据收集所需的整个时间内系统稳定性优于45 nm。更多信息请了解:Characterizing a scanning fluorescence X ray microscope made with the displacement sensor 8.1荧光X射线显微镜的高分辨成像结果
  • 雾化吸入式新冠疫苗来了!这些激光粒度仪厂商快人一步
    近日,在2021浦江创新论坛全体大会上,中国工程院院士、军事科学院研究员陈薇透露,其团队与康希诺合作研发的吸入式重组新冠病毒疫苗(腺病毒载体),已经获得了国家药监局扩大临床的批件,目前正在申请紧急使用授权。吸入式新冠疫苗,有何不同?雾化吸入式疫苗只需针剂疫苗的五分之一的剂量,且不用一瓶一瓶装,可有效解决疫苗瓶子的瓶颈问题。同时,减少疫苗用量意味着,1个剂量未来可以变成5个剂量,相当于在疫苗产能不变的情况下,实际供应量变成了原来的5倍,有望降低疫苗接种的成本,提高疫苗的可及性。所谓雾化吸入免疫,即采用雾化器将疫苗雾化成微小颗粒,通过呼吸吸入的方式进入呼吸道和肺部,从而激发黏膜免疫。吸入式疫苗就是通过口腔、鼻腔等黏膜部位给药,刺激鼻腔黏膜和呼吸道黏膜产生免疫反应的疫苗类型。相较注射式疫苗形成的体液免疫、细胞免疫,吸入式疫苗还可形成黏膜免疫,这三重免疫是最理想的状态。新冠病毒的感染部位是人体的呼吸道黏膜系统,如果能够建立起呼吸道黏膜的免疫屏障,对于预防病毒传播感染,将是一种非常有效的防控措施。粒度控制对吸入式疫苗免疫效果至关重要雾化吸入剂要发挥治疗作用,必须有效沉积到鼻腔或者呼吸道和肺部。雾化颗粒粒径是影响肺部沉积性能的主要因素,粒径的大小直接影响吸入颗粒在肺部沉积的位置和分布情况。对于吸入式新冠疫苗,需要控制其雾化形成的雾滴粒径大小,粒度测试是吸入式新冠疫苗研发和质量控制中不可缺少的重要环节。中国药典规定,吸入制剂中原料药物粒度大小通常应控制在10μm以下,其中大多数应在5μm以下;吸入制剂的雾滴(粒)大小,在生产过程中可以采用合适的显微镜法或光阻、光散射及光衍射法进行测定。其中,激光衍射法具有测量速度快、粒级分级多,准确度和重复性好,且操作简便等优点,是目前应用最广泛的粒度测试方法,是雾化吸入制剂研发和生产过程中进行快速的处方筛选、装置评价和质量控制的理想方法。吸入式新冠疫苗仍采用腺病毒载体的疫苗的生产路线,吸入式腺病毒载体疫苗与年初获得附条件批准上市的注射式腺病毒载体疫苗,在毒种、细胞库、原液生产工艺、制剂生产工艺、制剂配方等均相同。因此,吸入式新冠疫苗一旦获得使用授权,可立即进行大规模生产,助力全球疫情防控。而吸入式疫苗的大规模生产,也将为激光粒度仪生产厂商带来商机,激光粒度仪仪器厂商应抢占先机,乘势而为。吸入式雾化颗粒粒度表征解决方案近日,针对吸入式疫苗雾化颗粒粒度表征,多家激光粒度仪厂商纷纷推出详细解决方案,助力吸入式新冠疫苗研发。欢迎其他相关厂商补充完善。1、马尔文帕纳科马尔文帕纳科 Spraytec 实时高速喷雾粒度仪是专为鼻喷和吸入制剂设计的粒径分析仪。0.1-2000μm的超宽动态测量范围和最高10 kHz 超高采样频率,能够产生 100 微秒时间间隔的粒径大小分布,通过实时记录喷雾粒径随时间变化的过程对雾化和分散的动态过程进行精确分析。Spraytec实时高速喷雾粒度仪2、德国新帕泰克 德国新帕泰克 HELOS & INHALER 激光衍射粒度仪,专门针对干粉吸入剂DPI、定量吸入气雾剂MDI、雾化吸入溶液Nebulizer、柔雾剂Soft mist和喷雾器分析开发的粒径分析仪。能够实现在 0.25 - 1750μm 范围内的粒度测量。采用新帕泰克专业的人工喉管以及泵系统完美连接,确保吸入测试条件符合要求,并且通过适配器可与各种不同的吸入装置适配,广泛应用于气雾剂装置的开发与评估、处方研究的粒度分析等。HELOS & INHALER 气雾激光粒度仪3、麦奇克AEROTRAC II 能应用于不同的领域,包括来自喷嘴的液滴、雾化器、杀虫剂、护肤液、加湿器、喷雾分离器、粉体涂料和不同的粉体。AEROTRAC II 光学系统的优势是具有非常宽的测量空间,并且提供多种类型的测量,提供不同的附件以适合不同客户的应用。Microtrac 喷雾粒度分析仪AEROTRAC II4、济南微纳颗粒济南微纳颗粒仪器股份有限公司研究开发的Winner311XP喷雾激光粒度分析仪能够对雾化液滴、烟雾、油雾等雾滴颗粒的粒度分布进行快速准确的测试分析并给出测试报告。Win311XP喷雾激光粒度仪是以Mie散射为原理,可以对各种小型喷雾装置进行测试,融和了济南微纳多种研发技术,外观小巧,能很好地对小型喷雾粒度进行测试,并实现数据的快速采集,能够可靠地在喷雾过程中实时连续测量雾化液滴的粒度分布,1分钟内即可完成测量,并提供详细的数据报告。能够有效指导生产厂家进行成品检验和科技研发。Winner311XP喷雾激光粒度分析仪更多请查看激光粒度仪专场:https://www.instrument.com.cn/zc/470.html
  • 飞秒激光结合自组装复合加工技术获突破
    p style=" text-indent: 2em " 记者从中国科学技术大学获悉,该校工程科学学院微纳米工程实验室利用飞秒激光引导毛细力自组装复合加工方法,实现了手性可控三维微结构和三维金属纳米间隙结构的灵活制备,并实现了在涡旋光手性检测和高灵敏度生化检测方面的应用,相关研究成果日前分别发表在《先进材料》和《先进功能材料》上。 /p p style=" text-indent: 2em " 手性微结构在光学和力学等领域具有重要的应用潜力,可以用于构筑多种多样的光学和力学超材料。目前三维手性微结构的灵活、可控制备仍存在诸多困难。中国科学技术大学微纳米工程实验室在飞秒激光复合加工方面开展了长期的系统性研究。在前期工作中,他们通过将飞秒激光直写与毛细力自组装技术结合,开发了新型的飞秒激光复合加工方法,实现了复杂多层级聚合物结构的制备,并在微物体操纵、微粒制备、微光学、仿毛细血管微通道制备等多个领域开展了应用研究。 /p p style=" text-indent: 2em " 在前期工作的基础上,研究团队将飞秒激光直写与毛细力驱动自组装技术相结合,通过调控微结构的空间排布、结构尺寸等参数,引导毛细力的方向和大小,成功制备了多层级手性微结构,并展示了该方法高度的灵活性和可扩展性。 /p p style=" text-indent: 2em " 此外,该研究团队还利用这种飞秒激光复合加工方法成功制备了三维金属纳米间隙结构,并实现了典型表面增强拉曼光谱SERS标的物R6G和抗癌药物DOX的高灵敏度检测。该研究为非平坦表面上构建金属纳米间隙结构提供了一种新的方法,有望将基于微流体的表面增强拉曼光谱检测技术应用于精准医疗、实时在线检测等领域。(记者吴长锋) /p
  • 物理所利用高对比度飞秒激光产生超强极短X射线源
    中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)光物理重点实验室张杰研究组的陈黎明研究员等,与日本原子力研究所合作在激光硬X射线源研究方面取得重要进展。研究成果发表在Physical Review Letters 104, 215004(2010)上。   飞秒脉冲强激光与靶物质相互作用时,产生的超热电子通过K壳层电离辐射和轫致辐射产生硬X射线。由于此种X射线源在理论上具超快的特点,非常适合对物质进行飞秒时间分辨的动力学探针,加上其微小的X射线发射源尺寸,极低的建造成本,比拟甚至高于同步辐射源的源峰值亮度,成为第三代同步辐射光源之外的最具应用价值的补充光源,具有在医学、生物学和材料学等方面的极大的应用前景,因此成为国际上相关领域研究热点之一。   但是实际应用中现有的激光X射线源都表现出信噪比差等缺点,造成能实际利用的K光子总额较少,大量的能量包含在连续的轫致辐射本底中,极大地降低了成像的对比度 同时由于电子在靶材料中反复多次震荡或长程输运和碰撞,使产生的X射线辐射的时间宽度都在皮秒甚至纳秒量级,造成这些激光X射线源在原子分子学和材料学中的应用受到极大限制,基于激光的硬X射线源的实际应用价值大打折扣。因此,如何有效控制和优化激光硬X射线的产生效率、单色性和脉冲宽度是一个值得研究、亟待突破的课题。   陈黎明研究员及其合作者继利用高对比度激光与固体靶相互作用产生了低本底、高转换效率的Ka射线源【Physical Review Letters 100, 045004(2008)】之后, 为了进一步提高上述各种参数以产生更强,单色性更好的X射线源,采用了高对比度的飞秒激光脉冲与小尺寸气体团簇相互作用。这项工作是基于前期的实验观察【Applied Physics Letters 90, 211501(2007)】之上的,最新的结果将光子产额有提高了一个量级。   目前国际上利用团簇的研究均普遍采用普通对比度的激光,由于这类激光脉冲有强的预脉冲,为保持团簇在主脉冲到来时依然具有能引起线性共振的临界密度,往往采用大尺度的团簇。这样,在团簇中产生的超热电子在团簇中多次碰撞产生大量的连续本底,并且由于大尺度团簇膨胀的整体不均匀性,使K壳层X射线的能量转换效率很低(~10-6)。最新研究在实验中利用了高对比度的激光防止了团簇的先期膨胀,再利用激光强电场驱动纳米级尺寸的团簇在相互作用中的非线性共振机制,这种机制的特点是团簇电子只在激光电场和电荷分离场的共同作用下运动,这些电子的共振将只在脉冲的前几个周期内激发,激光脉冲过后电子能量迅速消失,所产生的X射线源具有10飞秒量级的时间分辨 同时,共振加热的电子是和纳米尺度的团簇碰撞,不会产生高能轫致辐射本底 另外,研究人员还在实验中成功地实现了团簇的非线性共振和线性共振加热之间的相互转换,得到清晰的相互作用物理图像。   由于他们在实验中产生了高信噪比、极短的K壳层X射线源,比较彻底地克服了前述激光X射线源的不利因素。这将极大地推动此领域的发展并确立基于激光的X射线源在超快研究中真正的实际应用价值和地位。   本项目得到中科院、国家自然科学基金、973国家基础研究计划和863高技术研究计划的支持。
  • 三维激光扫描技术,给古建筑做个“透视”
    在山西五台山南台西麓的树林中,千年古刹佛光寺静静矗立。作为国务院公布的第一批全国重点文物保护单位,佛光寺已列入世界遗产目录。其中,建于公元857年的佛光寺东大殿是我国现存最为完整、体量最大的唐代木结构建筑,也是研究唐代木结构建筑最为重要的“标准器”。   据清华大学建筑设计研究院文化遗产保护研究所等编写出版的《佛光寺东大殿勘察研究报告》描述,佛光寺东大殿背靠陡崖,50年代曾由于崖体倒塌使大殿后墙局部遭到破坏,同时存在局部基础不均匀下沉和木构建糟朽、断裂等问题。   “清华大学文化遗产保护研究所承担了佛光寺东大殿精确测绘等工作。我们希望对东大殿用三维激光扫描的精确测量方法,来确定建筑结构变形,通过对变形的量化分析,得到东大殿结构是否安全的结论。”清华大学建筑学院副院长吕舟教授说。   20世纪30年代,梁思成、林徽因根据敦煌第61窟中的“大五台山图”发现了佛光寺东大殿,作为至今国内已知的唯一唐朝木建筑,这座珍贵的建筑对我国建筑史研究具有极重要的意义。   自梁思成开展佛光寺调研的1937年至今70多年里,建筑历史界多次踏勘、测量东大殿。但测量手段基本以皮尺、钢尺的手工测量为主,数据取舍到0.5厘米。   吕舟说,前人所做的测绘已取得巨大成果,但由于以往测量工具和测绘手段的限制,难以达到更高精度,误差量也难以控制,测量结果不一。在本次勘察中,使用了三维激光扫描配合全站型电子速测仪定位,全站仪可给出控制点的空间相对坐标,为扫描结果的三维空间形象提供坐标 再加上局部的手工测量,从而得到一套精确、客观的东大殿数据。如今,在古代建筑测绘领域,三维激光扫描已是一项常用的技术。   据介绍,与传统测绘技术相比,三维激光扫描的优势在于数据全面性和准确性,可以在电脑中像做透视一样进行切片测量,从而测量无法直接测量的位置,完成实测不可能完成的工作,并尽可能测量到所有数据,再通过数理统计推断出最符合的原始设计尺寸 全站仪所获得数据精确,角度误差为秒级,测距误差为毫米级 观测速度快,采集单个点仅需几秒钟 工作距离最远可达数百米等。   吕舟说,“通过三维激光扫描获得东大殿精确测绘数据后,东大殿一些法式制度上的规律开始清楚地呈现在我们面前,使重建或复原东大殿,消除结构变形影响的标准形态成为可能。”通过对三维激光扫描点云切片与复原的东大殿标准结构剖面相比较,就可得到东大殿准确的结构变形情况,对东大殿结构安全做出判断。这也是我国第一次把三维激光扫描应用于木结构文物建筑的结构安全评估。   以文物保护为目的的测绘要求准确地反映文物建筑的现状,包括残损、构件错置、改动、变形的情况,手工测绘中难以准确、清晰地表现出文物建筑现状,或有可能在测绘过程中被忽略。“三维激光扫描为解决这一问题提供了可能性。”吕舟说。   东大殿被称为我国古代建筑遗存中最为珍稀的一座,其所蕴含的设计思想、结构尺度和加工做法在非物质遗存方面具有非凡价值。因此,吕舟表示,以精密测绘入手,通过运用精密测量工具与传统测绘相结合的方法,取长补短,力求在使用目前最先进的技术条件下,得到尽可能精确而全面的测绘结果等。在该结果基础上,绘制东大殿复原理想设计图。   “在上述工作的基础上,我们才能提出了东大殿保护工作计划以及初步的修缮建议等。”吕舟说。   据国家“指南针计划—中国古代发明创造的价值挖掘与展示”专项,在“古代著名的遗址、墓葬、古建筑和土木工程设计、建造材料技术等方面”,“进行系统的专项调查、整理挖掘、研究展示、抢救传承”。   文物建筑测绘国家文物局重点科研基地(天津大学)主任吴葱教授说,除三维激光扫描技术和全站仪外,他们还将多基线数字近景摄影测量系统、固定翼无人机、无人直升机等新技术应用于古建筑测量中,精确测绘了柬埔寨吴哥古迹、天坛、故宫、颐和园、山西应县木塔、辽宁义县奉国寺等20多处古建筑。
  • 德国attocube公司IDS3010皮米精度激光干涉仪荣获iF设计大奖
    德国attocube公司推出的皮米精度激光干涉仪IDS3010凭借其特的设计原理、超高的稳定性并且可在端环境中使用的特点,获得了全球工业设计奖项之一的“iF设计奖”。图1:德国attocube公司IDS3010皮米精度激光干涉仪“iF Design Award”由德国设计协会创立,与德国“Red dot奖”、美国“IDEA奖”并称为三大设计奖。这个让人梦寐以求的奖项次授予了激光位移传感领域,具有非常重大的意义,这也是对IDS3010皮米精度激光干涉仪这一颠覆性产品的认可。IDS3010皮米精度激光干涉仪分辨率高达1pm,采样速率达到10MHz,样品大移动速度2m/s,小激光探头为1.2mm。广泛应用于闭环扫描器校准、纳米精度位移标定、无损测量振动频率及轴承误差、精密仪器制造、角度测量以及同步辐射光路准直等领域。图2:IDS3010皮米精度激光干涉仪应用领域:计量学研究、显微镜控制、超精密加工、同步辐射应用、真空/低温系统、加工机床校准值得指出的是,IDS3010皮米精度激光干涉仪获得了德国PTB的认证,大程度地保证了其测量的可靠性和准确性。图3:德国PTB计量证书德国attocube公司的皮米精度激光干涉仪IDS3010在国内已经拥有清华大学、天津大学、中国计量科学院、中科院高能物理研究所、中科院应用物理研究所、南方科技大学等用户,并在国际上受到广泛青睐,用户包括哈佛大学、斯坦福大学、耶鲁大学等科研单位。
  • 两校合作助国产激光扫描仪破国外垄断
    日前,在北京工业大学正在举行的第十一届学生科技节上,一台由北工大和清华博硕团队联合研发的格镭智图—双旋轴激光扫描仪吸引了众人的目光。该双旋轴激光扫描仪的核心器件做到了全国产化,一举打破国外产品的垄断地位,实现国产激光扫描仪的“弯道超车”。双旋轴激光扫描仪及其效果图 北京工业大学供图 在三维测绘领域,激光扫描仪相当于人类的眼睛,在智慧城市建设、智慧矿井、隧道工程、空域探测等都发挥着重要作用。据统计,2017年国内三维重建市场规模突破千亿,预计在2025年突破3200亿,然而直到2021年,我国尖端激光扫描仪的研制仍然远远落后于世界先进水平,最尖端的双旋轴激光扫描仪的核心技术,以及全球绝大部分市场处于被英国和澳大利亚公司垄断的状态,中国企业大量依赖昂贵的进口设备。中国测绘领域要发展升级,必须解决这个“卡脖子”技术难题。  “三维重建在众多领域中是重要的基础性工作,然而国内尖端激光扫描仪大多是依赖国外进口,一方面市场被垄断,另一方面在国土数据安全等领域也存在隐患。”受访时,受访时,项目负责人、北京工业大学硕士生王志举说。  为了打破这一困局,北京工业大学信息学部与清华大学机械工程系的研究生们组成研究团队,在北工大教授贾克斌、副教授严海,以及清华大学副研究员王子羲的指导下,开启了联合攻关。  在研发中,在同步定位与建图新技术的基础上,项目团队采用的偏心轴结构设计大幅提高了扫描的有效视界,产品的有效视界高达95%,远超欧美同类产品,并且提供与之配套的技术服务,根据客户的不同需求定制个性化的设备,以适应现代三维激光扫描仪的应用需求。该项目先后获得2021年第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛国家金奖、第三届首都高校大学生创新创业大赛冠军、第十五届iCAN大赛北京赛区一等奖等高规格奖项,目前的意向采购订单超过2000万。
  • 科学家利用玻璃造出飞秒激光器
    科学家在玻璃基板上制造了千兆飞秒激光器。图片来源:瑞士洛桑联邦理工学院商业飞秒激光器是通过将光学元件及其安装座放置在基板上制造的,这需要对光学器件进行严格对准。那么,是否有可能完全用玻璃制造飞秒激光器?据最新一期《光学》杂志报道,瑞士洛桑联邦理工学院的科学家成功做到了这一点,其激光器大小不超过信用卡,且更容易对准。研究人员表示,由于玻璃的热膨胀比传统基板低,是一种稳定的材料,因此他们选择了玻璃作为衬底,并使用商用飞秒激光器在玻璃上蚀刻出特殊的凹槽,以便精确放置激光器的基本组件。即使在微米级的精密制造中,凹槽和部件本身也不够精确,无法达到激光质量的对准。换句话说,反射镜还没有完全对准,因此在这个阶段,他们的玻璃装置还不能作为激光器使用。于是,研究人员进一步设计蚀刻,使一个镜子位于一个带有微机械弯曲的凹槽中,凹槽在飞秒激光照射时局部可扭动镜子。通过这种方式对准镜子后,他们最终创造出稳定的、小规模的飞秒激光器。尽管尺寸很小,但该激光器的峰值功率约为1千瓦,发射脉冲的时间不到200飞秒,这个时间短到光都无法穿过人类的头发。这种通过激光与物质相互作用来永久对准自由空间光学元件的方法可扩展到各种光学电路,具有低至亚纳米级的极端对准分辨率。
  • 全球首台商用石墨烯飞秒光纤激光器问世
    记者从近日在江苏泰州举行的中国石墨烯标准化论坛上获悉,泰州巨纳新能源有限公司研制的世界首台商用石墨烯飞秒光纤激光器Fiphene问世,同时创造了脉冲宽度最短(105fs)和峰值功率最高(70kW)两项石墨烯飞秒光纤激光器世界纪录。   飞秒光纤激光器的应用领域非常广阔,包括激光成像、全息光谱及超快光子学等科研应用,以及激光材料精细加工、激光医疗(如眼科手术)、激光雷达等领域。传统的飞秒光纤激光器核心器件&mdash &mdash 半导体饱和吸收镜(SESAM)采用半导体生长工艺制备,成本很高,且技术由国外垄断。   在飞秒光纤激光器领域,石墨烯被认为是取代SESAM的最佳材料。2010年诺贝尔物理学奖获得者撰文预测石墨烯飞秒光纤激光器有望在2018年左右产业化。要实现真正的产业化,需要解决高质量石墨烯制备、大规模低成本石墨烯转移、石墨烯与光场强相互作用、石墨烯饱和吸收体封装以及激光功率稳定控制等一系列关键技术。泰州巨纳新能源有限公司经过多年持续研究,成功攻克了这些关键技术,率先实现了石墨烯飞秒光纤激光器的产品化,主要性能指标均高于同类产品,具有很高的性价比和很强的市场竞争能力。   该产品被命名为Fiphene,取Fiber(光纤)和Graphene(石墨烯)两个词的组合。泰州巨纳新能源有限公司计划以Fiphene为平台,推出更多石墨烯光纤激光器产品,将石墨烯的应用发展向前推进。
  • 空军高精度激光扫描设备研发立项
    近日,空军装备研究院某所领衔的高精度激光扫描设备研发获得科技部“国家重大科学仪器设备开发项目”立项批复,成为该国家级重大项目设立两年来空军唯一入选项目。   据了解,该项技术通过高速激光扫描测量的方法,可大面积、高分辨率地快速获取被测对象表面的高精度三维数据,是测量技术的一次里程碑式革命,对于实现军事工程和工业测量的精细化管理具有重大意义。   “军民融合协作科研、联合攻关是成功立项的重要原因。”该所所长、中国工程院院士陈志杰表示。   据了解,这次项目申报工作由陈志杰领衔,副所长李光伟作为技术负责人牵头整体工作,一方面充分发挥院士领衔专家团队的人才优势和核心技术优势,另一方面与技术支撑单位中国科学院某研究所、联合产业化单位某地方光电技术公司通力合作,把合作从技术层面的项目协作提升为战略层面的联合攻关,从阶段性配合提升为全程式融合,充分发挥各家优势互补的特点,在技术开发、工程化和产业化上实现无缝对接,科研成果一旦出炉,马上投入产业化生产,迅速转化为军事价值和社会效益。
  • 2012激光共聚焦扫描显微学研讨会举行
    北京市2012年度激光共聚焦扫描显微学最新进展学术研讨会顺利举行   仪器信息网讯 2012年3月27日,为推动北京市及周边省市激光共焦扫描显微学的进步和发展,提高广大相关工作者的学术及技术水平,促进激光共焦扫描显微学在生命科学等领域中的应用和发展,北京理化分析测试技术学会和北京市电镜学会在北科大厦成功举办了“北京市2012年度激光共聚焦扫描显微学最新进展学术研讨会”。来自高校、科研院所、企业的100余名专家学者参加了本次会议。 会议现场 军事医学科学研究院张德添教授 北京大学医学部生物医学分析中心何其华高工   会议由军事医学科学研究院张德添教授,北京大学医学部生物医学分析中心何其华高工主持。 Cdc42在小鼠卵母细胞减数分裂成熟中的作用 中国科学院动物研究所孙青原研究员   孙青原研究员现任中国科学院动物研究所计划生育生殖生物学国家重点实验室主任,他在报告中介绍了利用Zeiss LSM710激光共聚焦显微镜、珀金埃尔默Ultra VIEW VOX活细胞实时成像系统等仪器研究Cdc42在小鼠卵母细胞减数分裂成熟中的作用,Cdc42作为一种细胞骨架和细胞极化的重要调节物,在减数分裂和卵母细胞成熟过程中有重要的作用。 毫米级多光子显微镜荧光成像 奥林巴斯(中国)有限公司位鹏先生   采集更明亮和更清晰地标本深层图像,对于更好的开展生命科学研究工作来说十分重要。位鹏先生介绍了奥林巴斯在这方面所能提供的解决方案:利用日本理学院Miyawaki博士研发的组织、器官透明液处理小鼠大脑样本,结合奥林巴斯的XLPLN25×SVMP镜头可以观察到深度达4mm处的深层图像。目前奥林巴斯还推出了一款新型的镜头,观察深度可达8mm,不过还未正式推向市场,可接受定制。 超高分辨率显微镜技术 中国显微图像网秦静女士   在生命科学研究中科学家总希望看到更加细微的结构,从细胞到细胞器、再到蛋白质等生物大分子,这些结构的尺度都在纳米量级远远超出了常规的光学显微镜的分辨极限,电子显微镜虽然能提供纳米级的分辨率,但不适合观察活细胞,为了解决这一难题,超高分辨显微镜技术应时而生。在报告中秦静女士详细介绍了四种基于不同原理的超高分辨显微镜:4Pi显微镜、STED(受激发射损耗显微镜)、PALM(光激活定位显微镜)、STORM(随机光学重建显微束),并分析了各类显微镜的性能及优缺点。 多光子技术的新进展 徕卡仪器有限公司王怡净博士   王怡净博士从单分子探测(SMD)、相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)、光参量振荡器(OPO)等三个方面介绍了多光子技术的最新进展。王怡净博士介绍说如果想观察分子的运动或分子的识别,采用普通的共聚焦技术就比较困难,所以单分子探测技术就应用而生。相干反斯托克斯拉曼散射技术是一种基于分子固有的振动特性的观察方法,样品无需进行荧光标记,避免了荧光漂白等问题,该技术是由华裔科学家谢晓亮发明,徕卡公司购买了该技术并将其产品化。光参量振荡器是一种新型红外激光器,它的激发波长可以达到1300nm,由于激发波长变长,因而散射更小,观测深度更深、对样品损伤更小。 现代荧光显微镜学在生命科学中的应用 蔡司光学仪器(上海)国际贸易有限公司张宁博士   张宁博士介绍了在生命科学研究中,不同的样品分析对于仪器的灵活性、观察深度、扫描速度,以及分辨率等都有不同的需求,蔡司根据不同的需求能够提供相应的仪器:如果对深度要求比较高,可以选择多光子显微镜 如果要进行瞬态分析,可以选择转盘式共聚焦显微镜、纯内反射荧光显微镜等 如果对分辨率要求非常高,可以选择光活化定位系统、结构光学照明系统等。此外,张宁博士还介绍了蔡司最新的780点扫描激光共聚焦系统,以及在2011年7月蔡司将光学显微镜部门和电镜部门进行了整合。 激光共聚焦扫描技术在神经发育中的作用研究 北京大学医学部王韵博士   神经系统是机体最重要、最复杂的系统。王韵博士在报告中介绍了激光共聚焦扫描显微技术在神经细胞增殖和分化中的应用;胚胎电转结合Confocal技术观察神经细胞的迁移;利用Confocal技术研究神经元极性、观察轴突导向;利用双光子Confocal技术观察培养的海马脑片中单个树突棘长时程结构可塑性改变时分子激活的时空变化、观察活体动物皮层神经元树突棘随外界刺激而出现的数目消长等。 Volocity——3D活细胞时代的成像分析软件 珀金埃尔默仪器(上海)有限公司公司焦磊博士   焦磊博士介绍了珀金埃尔默推出的Volocity细胞三维结构分析软件,该软件包括多个功能模块,用户可以在同一软件环境下完成图像获取、分析和数据发表的全过程。Volocity软件的Acquisition模块可以实现多通道、多位点3D图像的精确定位和自动实时采集 Visualization模块可为用户提供多种图像展现方式,用户可以在高分辨率、完全交互的3D模式下实时解决样品构造 Quantitation模块提供了丰富的工具可以在3D模式下对物体进行测量、分析和跟踪描绘 Restoration模块设计用于三维或四维图像的反卷积计算,以提高图像的分辨率。 超高分辨率显微镜的引进与发展态势分析 中科院生物物理所纪伟博士   纪伟博士介绍了目前不同的提高分辨率的成像方法的原理及其分辨能力,以及各种方法对样品制备的要求和在实际应用当中的优劣势。采用光敏定位技术的超分辨率显微镜采用大功率激光器和快速采样EMCCD,可以很好的观察活细胞 利用片层光扫描结合光敏定位成像技术可以观察厚样品 具有更高的分辨率,可以研究百nm尺度的细胞器细节结构。最后纪伟博士总结说,更高的分辨率、更快的分析速度以便观察活细胞、以及与其他技术的融合:如TIRF-STED、PALM-EM、STED-AFM、FCS-STED、STORM-AFM等。   会议中,与会人员同专家及企业人员进行了充分的互动和交流,通过会议大家对于激光共聚焦扫描显微技术的最新进展有了更多的认识和了解。
  • 理化所三维金属纳米结构飞秒激光加工获重要进展
    中科院理化技术研究所段宣明团队、日本理化学研究所河田聪团队通过合作,近日在利用飞秒激光多光子纳米加工技术进行三维微纳结构制备的研究中获得重要进展,成功突破了光学衍射极限,实现了纳米尺度的三维金属纳米结构加工。 近年来,利用飞秒激光直写技术进行三维纳米结构加工,已成为一个广泛受到关注的研究工作。该研究团队利用基于非线性光学原理的飞秒激光多光子直写纳米加工技术,突破衍射极限,利用多光子聚合反应成功地获得纳米尺度加工分辨率,并实现了功能性纳米复合材料的三维微纳结构加工。 金属纳米材料与结构在电子信息、生物检测等多个领域有重要应用前景,但是加工制备具有各种金属三维纳米结构,仍然是目前国际上研究开发的热点与难点。在利用飞秒激光多光子三维纳米加工技术进行金属纳米结构加工的研究中,加工分辨率长期徘徊在微米至亚微米尺度范围,未能实现突破光学衍射极限的纳米尺度加工。针对飞秒激光多光子还原制备金属纳米结构过程中,金属纳米粒子在激光作用下易于生长成为大块晶体的问题,研究团队提出了利用表面活性剂限制金属纳米材料生长,以获得三维金属纳米结构的思路。他们在硝酸银水溶液中添加了含有肽键的羧酸盐阴离子表面活性剂,使多光子光化学还原的银纳米粒子由微米及亚微米尺度不均一分布,成为尺寸约20纳米的均一分布,获得了仅为约激光波长六分之一的120纳米线宽的银纳米线,成功地突破光学衍射极限,实现了纳米尺度加工与三维金属纳米结构的加工。同时,激光加工所用功率也由数十毫瓦降低到了一毫瓦以下,为进行金属纳米结构的多光束平行快速加工奠定了技术基础。该项研究工作成果发表在5月18日出版的Small上。该研究工作所展示的任意三维金属纳米结构加工能力,使飞秒激光多光子三维纳米加工技术具备了在微纳电子器件的三维金属纳米布线与三维金属T型栅、人工介质材料、亚波长等离子光学器件、表面等离子生物传感器及太阳能三维纳米电极等纳米器件制备中获得广泛应用的可能性。 中国科学院、科技部国际科技合作计划、日本科学技术振兴机构对该研究工作给予了支持。
  • 山东大学独辟蹊径:用水替代激光扫描仪
    p   一般而言,3D物体形状重建,需要借助先进的激光扫描仪。最近,计算机图形领域的顶级会议SIGGRAPH 2017对外发表的一项研究却另辟蹊径:用水这一介质来获取物体表面,将3D物体表面建模的任务转化为体积问题。 br/ /p p   “这种新的方法可以准确重建物体中的隐藏部分,克服常见的3D激光扫描方法的局限。”山东大学计算机学院院长陈宝权教授告诉科技日报记者,传统3D扫描和形状建模常使用激光扫描仪和摄像头对物体表面进行扫描。其局限性在于光线照不到的地方无法取样,缝隙、微小凸起等结构取样不完整,还有透明等特殊的材料难以处理。 /p p   为此,科学家们将物体浸入水中,测量物体的排水量,然后利用这种体积上的变化信息重建物体的表面形状,优势就体现了出来。“水能很好地贴合复杂的表面,还能渗透到空腔里,计算排水量也不需要考虑光线的折射率和偏振等问题,轻松绕过了光学设备面临的种种限制。”陈宝权说。 /p p   实验中,研究人员制作了一套简便的“3D浸入装置”,通过多次将物体以不同角度浸入水中,研究人员就能得出物体多个横截面的信息,进而精确地计算出物体的几何形状,包括平时激光扫描仪很难捕捉到的部分。科研人员表示,CT设备体积庞大,且只能在特定的环境中使用,成本也高。相比之下,浸入转换法以较低的计算成本生成更精确的形状,性价比高,应用范围更广。 /p p   这项名为“基于浸入转换3D形状重建”的高科技成果由陈宝权教授率领北京电影学院未来影像高精尖创新中心,联合以色列特拉维夫大学、本· 古里安大学,加拿大英属哥伦比亚大学的研究人员合作完成。 /p p br/ /p
  • 腐蚀在激光共聚焦扫描显微镜眼中的璀璨形貌
    p    strong 腐蚀形貌常用表征方法 /strong /p p   在腐蚀研究和工程中,腐蚀形貌是判断各种腐蚀类型、评价腐蚀程度、研究腐蚀规律与特征的重要依据。腐蚀形貌表征最常用的方法便是宏观观察、扫描电子显微镜观察和金相显微镜观察等,这些方法容易受主观因素影响。 /p p    strong 激光共聚焦扫描显微镜 /strong /p p   激光共聚焦扫描显微镜(LSCM)以激光作为光源,采用共轭成像原理,沿x、y方向逐点扫描试样表面,合成图像切片,再移动z周,采集多层切片,形成图像栈,将所有图像栈的信息进行合成,形成可以测量垂直高度和表面粗糙度及轮廓的三维表面形貌图像,是一种高敏感度与高分辨率的显微镜技术。 /p p   该技术已广泛应用于形态学、生理学、免疫学、遗传学等分子细胞生物学领域。由于采用激光共聚焦扫描显微镜表征腐蚀形貌具有较好的客观性,因此其在材料腐蚀中也有较好的应用前景。 /p p    strong 试验材料 /strong /p p   试验试剂为乙醇、丙酮(分析纯,国药集团化学试剂有限公司)。试验钢为油田现场用N80钢管,其化学成分(质量分数)为:0.22%C,1.17%Mn,0.21%Si,0.003%S,0.010%P,0.036%Cr,0.021%Mo,0.028%Ni,0.018%V,0.012%Ti,0.019%Cu,0.006%Nb,余量Fe。 /p p    strong 试验仪器 /strong /p p   红外碳硫分析仪,直读光谱仪,电子天平,M273A恒电位仪,扫描电镜,激光共聚焦扫描显微镜。 /p p    strong 腐蚀试验 /strong /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 240) " (1)全面腐蚀 /span /p p   将N80钢管加工成挂片试样,用350号金相试纸对试样进行打磨,然后再用丙酮除油和乙醇清洗,最后吹干。 /p p   依据标准ASTM G170-06(R2012)《实验室中对油田及炼油厂缓蚀剂评价及鉴定的标准指南》和SY/T 5405-1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》,采用静态腐蚀挂片法对N80钢进行全面腐蚀试验。 /p p   试验在高温高压反应釜中进行。试验介质为15%(质量分数)的N,N& #39 -二醛基哌嗪缓蚀剂,试验温度90℃,试验时间为4h。试验后取出试样,逐步采用毛刷机械法和超声波酒精振荡清洗试样表面的缓蚀剂膜和腐蚀产物,然后烘干送检LSCM。同时,对试样进行宏观观察和扫描电镜观察。 /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 240) " (2)沟槽腐蚀 /span /p p   将N80钢管加工成15mm× 5mm圆片试样,焊缝位于试样的中央,试验前采用350号金相砂纸打磨试样,再用丙酮除油和乙醇清洗,最后吹干,并采用光栅尺测量圆片尺寸。 /p p   依据标准Q/SY-TGRC 26-2011《ERW 钢管沟腐蚀实验室测试方法》,对N80钢进行沟槽腐蚀试验,得到沟槽腐蚀的试样。 /p p   试验采用电化学极化法(三电极体系),在1000mL玻璃电解池(带石英窗口)内进行。试验介质为3.5%(质量分数)的NaCl溶液。饱和甘汞电极为参比电极,N80钢为工作电极,铂电极为辅助电极。 /p p   试验时对试样施加-550 mV的恒电位(相对于参比电极),极化144h。试验后取出试样,逐步采用毛刷机械法和超声波酒精振荡清洗试样表面的腐蚀产物,然后烘干送检LSCM。同时,对试样进行宏观观察和扫描电镜观察。 /p p    strong 结果与讨论 /strong /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 1 全面腐蚀 /span /p p   全面腐蚀试验后试样的宏观照片、扫描电镜图和LSCM图分别如图1—3所示。对比这三幅图可以看到:宏观和扫描电镜观察显示试样表面均匀腐蚀,无点蚀坑 LSCM观察显示,试样表面有两处点蚀坑,两处点蚀坑的直径分别为10.24,11.65μm,深度分别为13.78μm和19.83μm。由此可见,LSCM不仅可获得试样的表面三维图,还可客观迅速地找到局部腐蚀处,并可对局部腐蚀处进行简单测量处理。 /p p style=" text-align: center " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/8531e939-7799-465b-a201-8006f8ee75f1.jpg" title=" 图1 全面腐蚀试验后试样的宏观照片.jpg" alt=" 图1 全面腐蚀试验后试样的宏观照片.jpg" / br/ br/ /strong strong 图1 全面腐蚀试验后试样的宏观照片 /strong /p p style=" text-align: center " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/9fc9d4b0-37e5-4403-bc07-0e25c5a3291f.jpg" title=" 图2 全面腐蚀试验后试样的扫描电镜图.jpg" alt=" 图2 全面腐蚀试验后试样的扫描电镜图.jpg" width=" 378" height=" 406" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 378px height: 406px " / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图2 全面腐蚀试验后试样的扫描电镜图 /strong /p p style=" text-align: center " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/c4ecb6b1-a0e5-4322-b1de-903eca0143be.jpg" title=" 图3 全面腐蚀试验后试样的激光共聚焦扫描显微镜表征图.jpg" alt=" 图3 全面腐蚀试验后试样的激光共聚焦扫描显微镜表征图.jpg" width=" 400" height=" 271" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 271px " / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图3 全面腐蚀试验后试样的激光共聚焦扫描显微镜表征图 /strong /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 2 沟槽腐蚀 /span /p p   由于N80钢管为焊管,其母材与焊缝的显微组织不一样,在腐蚀环境中易产生电位差,使得焊缝熔合线处易出现深谷状的凹槽,如图4所示。沟槽腐蚀敏感系数α是判断焊管焊缝抗腐蚀的一个重要参数,其计算方法如式(1)所示。 /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/3507e746-8170-4721-a27d-d203442685a6.jpg" title=" 式(1).png" alt=" 式(1).png" / /p p style=" text-align: center " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/613be5a5-5c15-45e0-a6d8-6ee416278e9d.jpg" title=" 图4 沟槽腐蚀试验后试样的宏观照片.jpg" alt=" 图4 沟槽腐蚀试验后试样的宏观照片.jpg" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图4 沟槽腐蚀试验后试样的宏观照片 /strong /p p   式中:h1为原始表面和腐蚀后表面的高度差 h2为原始表面和点蚀坑坑底的高度差,如图5所示。h1和h2均取3次测量的平均值,当α& lt 1.3时,表示焊管焊缝对沟槽腐蚀不敏感 当α≥1.3时,表示焊管焊缝对沟槽腐蚀敏感,需采取措施减少沟槽腐蚀。 /p p style=" text-align: center " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/8e59d50c-bea6-49da-8f6a-d2448171379f.jpg" title=" 图5 沟槽腐蚀试验参数测定.png" alt=" 图5 沟槽腐蚀试验参数测定.png" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图5 沟槽腐蚀试验参数测定 /strong br/ /p p   沟槽腐蚀试验后试样的金相图和LSCM图分别如图6和图7所示。通过金相图和LSCM图得到参数h1和h2,并根据式(1)计算沟槽腐蚀敏感系数,结果如表1所示。 /p p style=" text-align: center " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/75c010b6-db01-472f-ae3d-cff23f615d7c.jpg" title=" 图6 沟槽腐蚀试验后试样的金相图.jpg" alt=" 图6 沟槽腐蚀试验后试样的金相图.jpg" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图6 沟槽腐蚀试验后试样的金相图 /strong /p p style=" text-align: center " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/467f4cb3-f842-418c-af0d-e067c5e4ee20.jpg" title=" 图7 沟槽腐蚀试验后试样的LSCM图.jpg" alt=" 图7 沟槽腐蚀试验后试样的LSCM图.jpg" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图7 沟槽腐蚀试验后试样的LSCM图 /strong /p p style=" text-align: center " strong 表1 不同方法得到的沟槽腐蚀敏感系数 /strong /p p style=" text-align: center " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/15d8299e-3916-4241-bf81-692270f87d04.jpg" title=" 表1 不同方法得到的沟槽腐蚀敏感系数.png" alt=" 表1 不同方法得到的沟槽腐蚀敏感系数.png" / /strong /p p   采用金相显微镜测h2和h1时,需根据主观判断找到3个深度最深的腐蚀坑,然后将其局部放大,并采用仪器标尺测量h2和h1 而采用LSCM测h2和h1时,沟底层处便是腐蚀坑深度,且测量标尺为LSCM自带,因此该方法更便捷、直观和客观,由此计算的α也更可靠。 br/ /p p    strong 结论 /strong /p p   (1)激光共聚焦扫描显微镜表征腐蚀形貌以三维图方式显示,局部腐蚀处可一眼看到,更直观。 /p p   (2)用激光共聚焦扫描显微镜表征沟槽腐蚀,可以直观和客观地找到腐蚀坑深处,仪器自带标尺可直接测量坑深,数据测量更便捷,由此计算的敏感系数也更可靠。 /p
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