条纹相机

center img style=" width: 450px height: 600px " title=" " alt=" " src=" http://09.imgmini.eastday.com/mobile/20180522/20180522164559_eff1a22b439951d4dd665467a1f75818_1.jpeg" height=" 600" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 450" / /center p 　　今天，由中科院西安光机所承担的国家重大科研装备项目“高性能条纹相机的研制”顺利通过验收，标志着我国具有自主知识产权的高性能条纹相机达到实用化水平。这一成果打破了国际在这一领域的垄断，对前沿科学研究以及国家重大工程建设具有重要意义。 /p center img style=" width: 450px height: 338px " title=" " alt=" " src=" http://09.imgmini.eastday.com/mobile/20180522/20180522164559_eff1a22b439951d4dd665467a1f75818_2.jpeg" height=" 338" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 450" / /center p 　　条纹相机是具备超高时间与高空间分辨的唯一高端科学测量与诊断仪器，在激光聚变等超快现象研究中发挥着重要作用。经过多年研究，研究团队成功解决了条纹相机制备过程中存在的各种工艺问题和工程实施难题，取得了多项创新性成果，实现了时间分辨率、动态范围和同步频率三个关键技术指标的显著提升。 /p center img style=" width: 450px height: 338px " title=" " alt=" " src=" http://09.imgmini.eastday.com/mobile/20180522/20180522164559_eff1a22b439951d4dd665467a1f75818_3.jpeg" height=" 338" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 450" / /center p 　　 在国家重大科研装备项目的支持下，中科院西安光机所建成了国内唯一的集设计、生产、检测为一体的条纹相机研发基地，目前已成功研制出八种类型的条纹相机，对能源、材料、光生物、光物理、激光技术、高能物理等领域均具有重要的意义，为国家大科学工程、基础前沿和国防安全提供了核心技术保障。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp 专家组认为，项目组完成了飞秒条纹相机、同步扫描条纹相机和大动态范围条纹相机的研制工作，所有技术指标均达到实施方案规定的考核指标要求，三类条纹相机均已达到实用化，其整体性能达到国际先进水平。项目还建成了设计与仿真平台、电真空器件制备平台、超快电子学技术平台、综合测试与分析评估平台，形成了模块化、小批量条纹相机的研制生产能力，并培养了一支高水平的条纹相机专业化研发团队，专家组同意项目通过验收。& nbsp & nbsp br/ /p p 　　2012年1月起，中科院西安光机所启动了“高性能条纹相机的研制”项目，历时多年终于研制成功。验收专家组组长、中国工程院院士刘文清表示，核物理、核聚变等很多超快现象的观测记录，都需要这种高端设备。西安光机所研制的条纹相机，打破了国际上在这种高端检测装备上对我们国家的垄断。从目前条纹相机的整体性能来说，达到了国际先进水平，在电子调控、成像速度等方面达到了国际领先水平。 /p p 　　对于“显微”技术人们并不陌生，这是观测微观世界的空间放大技术，可以“延长”人眼的空间分辨能力，而超高速成像，则是观测瞬态事件的时间放大技术，可以“延长”人眼的时间分辨能力。条纹相机正是实现这一微观和超快过程探测的必要手段，也是唯一同时具备超高时间分辨与高空间分辨的高端科学测量与诊断仪器，更是惯性约束聚变等国家战略高技术研究中不可或缺的诊断仪器。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp 据了解，条纹相机是同时具备超高时间分辨(皮秒–飞秒级)与高空间分辨(微米级)的唯一高端科学测量与诊断仪器，涉及的仪器和技术已接近物理极限，代表了当前光电诊断技术的最高水平，是实现微观和超快过程探测的必要手段。目前已成功研制出八种类型的条纹相机，满足了不同应用背景和一些特殊应用环境的测量需求。 /p p 　　不过高性能条纹相机项目负责人、中科院西安光机所所长赵卫表示，条纹相机的研制涉及光学、光电子、超快电子学、微电子学、精密机械和计算机等多门学科，研制起点高、难度大，目前国内只有少量单位具备初步的研发能力 而作为十分敏感的尖端技术，条纹相机的国际学术研究成果及器件设备的共享性很低，国外相关的技术对我国实行严格的封锁，对条纹相机也实行严格的出口管制。 /p

TIMART系列通用型条纹相机让条纹相机走进大众实验室，助力科研人员实现超快梦想！ 条纹相机是一种同时具备高时间分辨（皮秒）与高空间分辨（微米）的瞬态光学过程测量仪器，既可直接用来测量超短光脉冲辐射的强度-时间-空间关联波形，也可以作为高时间分辨的图像记录设备和其它仪器，如显微镜、光谱仪等，构成联合诊断系统，实现超快空间-强度-时间分辨或能谱-强度-时间分辨的关联参数测量，是超快光化学、光物理、荧光过程、超短激光技术等领域研究的关键工具。TIMART系列条纹相机 是中国科学院西安光学精密机械研究所面向普通科研市场全新研制成功的通用型条纹相机。该系列条纹相机采用先进的同步扫描条纹变像管，集成了数字化同步扫描模块和单次触发扫描模块，首次实现程控切换单次扫描和同步扫描功能，极大的降低了用户使用难度，拓宽了相机使用范围。配合卓立汉光的光谱测试系统，可实现200nm到850nm光谱范围高灵敏时域光谱测量。同步扫描模式最高可实现300MHz同步测量，单次扫描模式可实现1kHz重复触发，使得条纹相机真正实现了通用化，走进普通实验室！ 主要特点： l 紫外至近红外光谱响应，2ps时间分辨；条纹管多种光阴极可选，覆盖UV-VIS-NIR 宽光谱范围，最高2ps 的时间分辨率以及50lp/mm 空间分辨率l 主流核心部件，品质保障条纹管模块，增强器模块及相机耦合读出模块均选用主流厂家成熟产品，实现优异性能的同时，保障了量产稳定性和一致性l 兼容两种工作模式：高性能同步扫描/单次低频扫描模块集于一身同步扫描模块与单次低频扫描模块程控切换，可实现单次发光现象到高重频（300MHz）发光现象高灵敏度、高时间分辨获取，提升了系统通用性l 优化系统配置，提供超高灵敏度可以提供双级联MCP增强器作为信号增强，提供103-105信号增益以改善弱信号探测灵敏度；采用科研级大面阵制冷型相机作为读出单元,16 bits 输出， 10000:1 动态范围；光纤面板耦合读出方式，相比镜头耦合读出系统提升超过20倍的耦合效率！l 专业软件控制界面一体化相机控制界面，可订制化集成ccd、光谱仪一体化控制，流程清晰，操作简单；专业条纹图像采集、增强显示与数据处理软件，帮助实现数据深度挖掘；l 本地化专业技术支持服务，免除后顾之忧无需苦等出口许可，超短交货期！专业售后支持，本地技术团队快速响应！可预约免费样机、样品测试！l 与光谱仪连用，提供完整时域光谱测试解决方案 条纹相机与光谱仪配合使用，可实现光谱、光强与时间信息同时测量，完整方案可快速实现从ps到s量级宽范围时间分辨光谱测试！条纹相机选型参数列表：系列号ST10 T40T40-HDR推荐型号ST10-1LST10-2LST10-1FST10-2FT40-1FT40-1F-HDR条纹管阴极有效狭缝长度8 mm8 mm35 mm30 mm光学狭缝长度12 mm12 mm35 mm35 mm光学狭缝宽度0~3 mm 手动可调10 um调节精度0~3 mm 手动可调10 um调节精度0~3 mm 手动可调20 um调节精度0~3 mm 手动可调20 um调节精度阴极类型S20(200-850 nm)，BB(200-900 nm)，S25(350-900 nm)荧光屏P20,P43（P46,P47更多可选）同步扫描(S)频率40-300MHZNANA 触发(T)频率单次或 单次或10 ps条纹管空间分辨率（典型值）50 lp/mm50 lp/mm20 lp/mm扫描时间轴范围0.5 ns-1/6 fs @同步扫描-三挡可选1ns-1ms@触发扫描 三挡可选1 ns-1ms@触发扫描 六挡可选1ns-1ms@触发扫描 六挡可选像增强器 -1: 25mm单MCP； -2: 25mm双MCP40mm单MCP40mm单MCP像增强器增益(P20）-1: ≤1.00E+04 -2: ≤3.00E+05≤1.00E+04≤1.00E+04读出相机耦合方式镜头耦合1:1 光纤面板1:1 光纤面板1:1 光纤面板阵面2048*20482048*20484096*40964096*4096像素6.5um*6.5um11um*11um9um*9um9um*9um探测面尺寸13.3*13.3mm22.5*22.5mm36.8*36.8mm36.8*36.8mm像素阱深=30000e-=70000e-60000e-60000e-动态范围30000:130000:115000:115000:1制冷方式风冷或水冷水冷水冷最低制冷温度0度@风冷，-10度@水冷 -20度 -20度帧速50fps18fps3fps 16bit3fps 16bit通讯方式USB3.0USB3.0+以太网灵敏度效率一般高 高高典型特点同步扫描+触发扫描高时间分辨较低耦合效率高性价比同步扫描+触发扫描高时间分辨高耦合效率高灵敏度高性价比超长狭缝高灵敏度触发扫描超长狭缝大动态范围高灵敏度触发扫描电磁屏蔽设计 通用型XSC系列条纹相机选型指南： S---高重频同步扫描 T---单次、低重频扫描 F---光纤面板耦合读出 L---镜头耦合读出 10,20,40---条纹管狭缝长度尺寸 -1/-2----单级或双级联MCP像增强 -HDR---高动态范围 光谱仪建议选型参数列表：光谱仪型号Omni-λ2002iOmni-λ3008iOmni-λ5008iOmni-λ7508i光谱仪焦距200mm320mm500mm750mm相对孔径F/3.5F/4.2F/6.5F/9.7光谱分辨率（1200l/mm）0.3nm0.1nm0.08nm0.05nm波长准确度+/-0.2nm+/-0.2nm+/-0.15nm+/-0.1nm倒线色散(1200l/mm)3.6nm/mm2.3nm/mm1.7nm/mm1.1nm/mm光栅尺寸50*50mm68*68mm68*68mm68*68mm光栅台双光栅三光栅三光栅三光栅与条纹相机耦合中继光路耦合光谱仪入口选项光纤及光纤接口，标准荧光样品室，镜头收集耦合等 典型应用实例：1： 金属丝电爆炸试验（不同气氛压力下） (西安交通大学1)2: 有机小分子ASE 寿命测试（华南理工大学DOI: 10.1002/adom.201900701，Adv. Optical Mater.）3：激光电离空气等离子体全光谱测量 4：荧光寿命测试—某钙钛矿PL时间分辨光谱测试 5： Cs4PbBr6 以及 CsPbBr3 钙钛矿材料的超快荧光组分寿命测试（2019年10月9日的 Physical Chemistry Letters，兰州大学 ） 主要应用方向： l 超快化学发光l 超快物理发光l 超快放电过程l 超快闪烁体发光l 时间分辨荧光光谱，荧光寿命，l 半导体材料时间分辨PL谱l 钙钛矿材料时间分辨PL谱l 瞬态吸收谱，时间分辨拉曼光谱测量l 光通讯，量子器件的响应测量l 自由电子激光，超短激光技术l 各种等离子体发光 l 汤姆逊散射，激光雷达l 。。。。。。创新点：" --集成了数字化同步扫描模块和单次触发扫描模块于一体，国际首次实现程控切换单次扫描和同步扫描功能，降低了用户使用难度，拓宽了相机使用范围，增强通用性； --采用制冷型光纤面板耦合相机读出，提升了耦合效率。" TIMART系列通用型条纹相机

在开发用于测量光源色温 (CCT) 的相机系统时，对其进行正确的校准以提供准确的读数是非常重要的。通常使用已知温度的标准黑体光源来完成校准。 一家研究机构需要一个可以模拟 5000K 和 2856K 曲线的黑体光源来校准他们正在开发的条纹相机。 客户要求该系统尺寸足够小，可通过 340 mm的开口孔安装到用于其测试配置的腔室中。 图1 条纹相机（源于网络图片）Labsphere（蓝菲光学）为客户提供了一个准确、安全、易于使用且可以轻松集成到他们的测试环境中的黑体光源。系统中的 8 英寸的积分球有一个 2 英寸的开口，并配备了几个高级组件，使其能够满足客户的规格要求：图2 Labsphere(蓝菲光学)提供的黑体校准积分球光源图3 标准化测量辐亮度和5015K黑体曲线两个卤素灯，可在开口处提供高达 40,000 cd/m2 的光通量；开口端的色彩平衡 Omega 滤光片可调整 CCT 并将光谱输出完美匹配黑体曲线；硅探测器组件：用于测量可见光光谱通量的；以及光谱仪：用于测量两次测试之间的波长分布；-两个探测器的滤光片组件，包括一个快门滑片、附加色彩平衡 Omega 滤光片和一个用于第三个滤光片的滑片特定应用的安装底板，设计用于安装在腔室中，以及 3米长的电缆，使电源机架和计算机能放在外面使用；制冷风扇，以防止意外灼伤和设备损坏。特点图4 面均匀性-97.5%具有 97.5% 的面均匀性，每次测试都能保证准确的结果；设计灵活，客户可使用一个系统在多种温度下校准相机；光谱输出与客户要求的黑体曲线完美匹配，提供与标准黑体光源相同的精度；使用 Labsphere （蓝菲光学）的 HELIOSense 软件可以轻松对每个组件进行微调控制以及实时数据收集和可视化；Labsphere（蓝菲光学） 保持与客户密切沟通，使客户能够获得专为他们的测试环境设计和构建的系统；提供的探测器可确保灯准确校准，并且提供可靠地测试数据。

2018年5月22日，由中科院西安光机所承担的国家重大科研装备项目“高性能条纹相机的研制”顺利通过验收，标志着我国具有自主知识产权的高性能条纹相机达到实用化水平。这一成果打破了国际在这一领域的垄断，对前沿科学研究以及国家重大工程建设具有重要意义。 中科院西安光机所展示研制成功的部分高性能条纹相机卓立汉光为中国制造而自豪，如果想要进一步了解黑科技，请联系西安光机所条纹相机官方销售合作渠道：北京卓立汉光仪器有限公司。条纹相机作用：对于“显微”技术人们并不陌生，这是观测微观世界的空间放大技术，可以“延长”人眼的空间分辨能力，而超高速成像，则是观测瞬态事件的时间放大技术，可以“延长”人眼的时间分辨能力。条纹相机正是实现这一微观和超快过程探测的必要手段，也是唯一同时具备超高时间分辨与高空间分辨的高端科学测量与诊断仪器，更是惯性约束激光聚变国家战略高技术研究中不可或缺的诊断仪器。 条纹相机的研发背景： 高性能条纹相机项目负责人、中科院西安光机所所长赵卫表示，条纹相机的研制涉及光学、光电子、超快电子学、微电子学、精密机械和计算机等多门学科，研制起点高、难度大，目前国内只有少量单位具备初步的研发能力。 作为十分敏感的尖端技术，条纹相机的国际学术研究成果及器件设备的共享性很低，国外相关的技术对我国实行严格的封锁，对条纹相机也实行严格的出口管制。2012年1月起，中科院西安光机所启动高性能条纹相机的研制，在国家重大科研装备项目的支持下，中科院西安光机所建成了国内唯一的集设计、生产、检测为一体的条纹相机研发基地，目前已成功研制出八种类型的条纹相机，对能源、材料、光生物、光物理、激光技术、高能物理等领域均具有重要的意义，为国家大科学工程、基础前沿和国防安全提供了核心技术保障。 研发成功的深远意义： 验收专家组由中科院合肥物质科学研究院刘文清院士担任组长，专家组给出的验收意见提到，该项目所有技术指标均达到实施方案规定的考核指标要求。核物理、核聚变等很多超快现象的观测记录，都需要这种高端设备。西安光机所研制的条纹相机，打破了国际上在这种高端检测装备上对我们国家的垄断。从目前条纹相机的整体性能来说，达到了国际先进水平，在电子调控、成像速度等方面达到了国际领先水平。赵卫说，这对我国精密测量仪器水平的提高以及打破国际封锁、替代进口、实现超快诊断相关技术与仪器的自主研制生产、满足国家重大工程、国家战略高技术及前沿科学领域的需求具有极其重要的战略性推动作用，解决了我国条纹相机这一高端科学仪器受制于人的窘境。

帧速、分辨率、信噪比毋庸置疑，这是科研相机最重要的几项性能，它的发展主线，也始终紧紧围绕着“如何获得更快帧速、更高分辨率以及更优秀的信噪比”来展开。另一方面，光信号究竟有多强？各个像素上究竟收集到了多少光子？相机测得究竟准不准？诸如此类的“定量”需求，也是科研相机应用中一直会被问到的。 5月20日，滨松全球同步发布的ORCA-Quest qCMOS相机，在以上两个问题中都交出了一份突破性的答卷。接下来，工程师将会“掰开了揉碎了”，为大家详解新型定量qCMOS相机的各个“知识点”。鱼与熊掌可以兼得：高帧速、高分辨率以及高信噪比 早期的CCD相机中，像素数目越多（分辨率越高）、帧速越快，相机电路每秒钟需要读出的像素就越多，也就越不容易准确。换句话说，相机的读出速度越快，噪声就越高，继而影响到图像的信噪比和图像质量。针对这个问题，业界给出了两条解决的路子： （1）EMCCD与电子倍增技术当光子在芯片上转换为光电子之后，EMCCD利用电场将这些光电子加速，轰击材料产生更多电子，实现了信号的增益。由于电子倍增过程在数据读出之前，所以信号放大了但读出噪声维持原样——以此大幅提升了图像信噪比。（2）CMOS与极低的读出噪声 sCMOS(包括接下来我们要说的新发布的qCMOS)相机，则走了另外一条技术路线。sCMOS/qCMOS相机直接压制读出噪声——相比之前的CCD相机，sCMOS/qCMOS的读出速度大幅上涨，但读出噪声因为设计工艺的改进却反而下降了。这也是sCMOS在过去十年大行其道的根本原因。 站在2021年的时间关口上，当比较以上两个技术路线的产品，我们发现，CMOS技术路线中的滨松新型ORCA-Quest qCMOS相机，在参数上已经完全超过了EMCCD相机。 按照像素读出计算，ORCA-Quest的读出速度已经高出了EMCCD 1-2个数量级；而在信噪比上，即使在1个光子/像素的信号强度下，qCMOS的表现也已优于EMCCD。量变到质变：低读出噪声与光子定量得到今天这样碾压式的参数，源自于在CMOS势呈井喷的十年间，滨松一直关注更低的读出噪声。从最初Flash 4.0系列sCMOS相机1.4个电子的读出噪声，到Fusion系列sCMOS相机0.7个电子的读出噪声，直至ORCA-Quest qCMOS相机最低0.27个电子。 而当ORCA-Quest相机的读出噪声下降到0.27个电子时，量变终于产生了质变——实现了“光子定量”。 相机成像中，信号中的光子在像素中转化为电子被收集——称之为光电子。光子定量就是通过精确定量光电子的方式得到每个像素所收集到的光子数目。 在光子转换为光电子之后，光电子会在相机芯片中转化为电压/模拟信号。虽然会有一个转换系数存在（例如0.16mV/电子），但是由于读出噪声的原因，当一个像素中有3个光电子时，读出的电压并不一定就是 3e x 0.16mV/e = 0.48mV，而是一个0.48mV左右的一个不确定的电压数值，可能是0.43mV，也可能是0.62mV。 粗略地说，读出噪声越大，这个不确定性就越大。这就意味着，如果读出噪声比较大，当相机芯片中读出0.48mV的时候，对应像素中的光电子可能是3个，也可能是2个，4个，甚至1个，5个。 但如果读出噪声足够小，就不会出现上述情况——当读出0.48mV的时候，我们就能确定对应像素上是3个光电子，而非其他。通过概率理论计算，当RMS读出噪声（Readout noise rms）为0.3e时，这个准确度达到90%以上。 滨松ORCA-Quest qCMOS相机的最低读出噪声为0.27e rms，所以我们在相机中加入了上述“光子定量”（Photon number resolving）功能。用户可以直接读出每个像素中精确的光电子数目，从而获得像素所收集的光子数目。领跑背照的高分辨率：独特的“沟槽结构”芯片技术相机像素中，电子被硅等半导体材料转换为光电子之后，会被相应的电路收集；这些电路结构会阻挡光信号。为了消除这部分信号损失，背照技术中将这些电路结构放到了芯片的背后（如下图）。在理想的情况下，每个像素中的光电子会被本像素的电路通过电场进行收集，但在背照芯片中，由于结构毕竟有一定的厚度，收集光电子的电场可能并不容易将本像素对应的光电子全部收集——一部分光电子会扩散到相邻像素中，造成相机分辨率的下降。这也是为什么一般而言，前照式相机的分辨率会优于对应参数的背照式相机。在滨松ORCA-Quest qCMOS相机中，芯片采用了独特的“沟槽结构”（Trench structure），阻挡了相应的光电子扩散，配合4.6μm的像素大小，940W像素，极大提升了相机的分辨率。此外，EMCCD在近红外成像中存在干涉条纹的问题，而ORCA-Quest qCMOS相机通过特殊的背照芯片结构设计，也解决了这个问题，进一步保障了成像质量。我们对ORCA-Quest qCMOS相机的出现非常兴奋，并将之视为科研级相机“光子定量”纪元的开启。而未来我们也将继续前行，带来更多技术的革新。 滨松相机，从未停止追求巅峰的脚步。

当两套空间频率相近的周期性条纹或点阵相互干涉，就可能形成莫尔条纹(moiré fringe)。莫尔条纹常被应用于光学、机械学等学科进行图像处理、滤波等。在常用的材料学表征方法，如原子力显微镜(AFM)、扫描隧道显微镜(STM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)中，莫尔条纹亦被应用于材料的位错识别、晶格应变分析等。　　产生莫尔条纹的周期性结构可以是样品中的两套周期性晶格，也可以是扫描电子束遵循的周期性点阵与晶体的晶格。莫尔条纹概念应用于扫描透射电镜(STEM)，可以通过控制扫描电子束的空间频率(即扫描点阵)与被分析的晶格点阵发生干涉，利用这种可控差拍干涉分析材料微结构的方法叫做扫描透射莫尔条纹方法(STEM-moiré fringe，简写为STEM-MF)。该方法由苏东和朱溢眉于2010年最先提出，并得到电子显微学领域的关注与发展。该方法通过获取实空间的干涉图样研究材料微结构，有如下优点：1)具有较大的视野范围 2) 对晶格变化的敏感性高 3) 可显著降低电子束辐照剂量 4) 具有高度可调的扫描策略以适应不同的晶格点阵。　　最近，北京工业大学柯小行副教授课题组与中科院物理所苏东研究员课题组合作撰写综述文章，全面介绍了STEM-MF方法的相关理论，并进一步结合几何相位分析(GPA)、环形明场成像(ABF-STEM)、能量色散 X 射线光谱(EDX)和电子能量损失光谱(EELS)，深入讨论了该方法的发展。继而通过STEM-MF在应变分析、缺陷研究、二维材料结构分析和电子束敏感材料结构表征上的应用，总结分析了STEM-MF在解决材料表征问题中的优势。最后，文章对STEM-MF的发展趋势进行展望，为STEM-MF应用于材料结构表征提供了崭新的思路。　　　　文章提出STEM-MF方法的主要应用包括：　　(1)材料应变分析：莫尔条纹对两套晶格周期及相对旋转角度高度敏感，因此可以利用STEM-MF进行应变分析。该方法已被用于半导体、金属等材料的定量化应变分析，兼具高精度(可达0.05-0.02%)和大视野范围的优点。　　(2)材料缺陷研究：利用缺陷产生的应变可实现STEM-MF的缺陷识别，克服了常规 STEM 成像中高分辨条件下视野有限的缺点，能够在较低的放大倍数下快速定位缺陷，并在氧化物异质结、热电材料中得到了应用。　　(3) 二维材料的结构表征：STEM-MF方法在快速定位晶界、界面缺陷和晶格扭曲等方面具有独特优势，因此在石墨烯和过渡族金属二硫化物等二维材料的微结构分析中有巨大的应用潜力，已被用于分析二维材料同质结、异质结等结构。　　(4)电子束辐照敏感材料的低剂量表征：由于STEM-MF的扫描特点，能够在较大的扫描范围内调节步长，从而可减少高达99%的电子束辐照剂量。因此，该方法在研究电子束辐照敏感的材料方面有诱人的应用前景，目前已被初步应用于有机晶体和部分无机材料的结构表征。鉴于软物质结构表征的重要性，作者期望该方法能够在有机材料、生物材料、Mxenes 和MOF等更多的电子束辐照敏感材料的表征中发挥其应有的潜力。　　文章最后讨论了STEM-MF的挑战和机遇，并就样品漂移等STEM不稳定因素的影响、机器学习方法的融入、扫描点阵的设计策略等方面提供了方案和建议。　　论文信息：　　Moiré Fringe Method via Scanning Transmission Electron Microscopy　　Xiaoxing Ke*, Manchen Zhang, Kangning Zhao, Dong Su*　　Small Methods　　DOI: 10.1002/smtd.202101040

◆第一作者：南鹏飞通讯作者：葛炳辉教授通讯单位：安徽大学论文DOI：10.1016/j.micron.2022.103230近日，安徽大学电镜中心南鹏飞同学关于利用扫描摩尔条纹测定样品厚度的工作被Micron杂志接收。样品厚度是透射电镜(TEM)成像中的重要参数，主要用于图像衬度的解释以及性能和微观结构之间的关系的研究。当前，透射电镜中常用的样品测厚方法主要包括电子能量损失谱(EELS)，会聚束电子衍射(CBED)和位置平均会聚束电子衍射 (PACBED)等技术。其中EELS是一种原位测厚技术，主要通过log-ratios方法或K-K求和法则来计算样品的相对厚度或绝对厚度。在准确测得非弹性平均自由程的情况下，EELS测厚的准确度可达± 10%。CBED测厚则主要借助模拟来实现，测厚准确度可达 ± 5%。PACBED是扫描透射模式(STEM)下的一种测厚方法，通过对多个位置的CBED花样取平均，最终获得的PACBED花样中只包含厚度、倾转和极化的影响，精确度优于± 10%。然而，实际使用时，EELS测厚需要昂贵的Gatan成像过滤系统(Gif)，而CBED和PACBED测厚则需要复杂且耗时的模拟工作。本工作介绍了一种STEM模式下快速测定样品厚度的方法，主要通过调节focus借助系列离焦的扫描莫尔条纹(SMF)成像来判断。通过将样品倾转至正带轴或强的双束衍射条件，并且适当调整放大倍数和电子束扫描方向就可以在中等放大倍数范围观察到SMF像。通过SMF的形成条件可知，只有电子探针和样品发生相互作用时才能观察到SMF。再通过改变离焦量，就可以控制电子探针相对于样品的位置，从而实现SMF的出现和消失。因此，实际在改变离焦值时电子探针的位置变化 ∆f 就反映了样品厚度。不过，要更准确的获得样品厚度 T 还需要考虑电子探针在深度方向的尺寸 δz 以及样品表面总的非晶层厚度 A, 即 T=∆f-δz+A ，其中δz=1.77λ/α^2，α 为会聚半角，λ 为电子波长。进一步地，本工作还结合EELS测厚方法验证了SMF测厚方法的正确性。该工作强调了系列离焦SMF在快速测定样品厚度方面的应用，能够有效避免STEM模式下的电子束损伤和积碳问题，尤其适用于不耐电子束辐照的样品。赞助国家自然科学基金项目 (Nos. 11874394) 安徽省高校协同创新计划项目 (No. GXXT-2020-003)。论文链接https://doi.org/10.1016/j.micron.2022.103230

近日，来自安徽科技理工大学、安徽西部大学皖西学院、复旦大学大气与海洋科学学院、上海期智研究院的联合研究团队发表了《通过实施光学条纹噪声抑制方法的激光波长调制光谱技术实现气体测量的高精度和高灵敏度检测》论文。Recently, the joint research team from Anhui University of Science and Technology, West Anhui University, Department of Atmospheric and Oceanic Sciences, Fudan University, Shanghai QiZhi Institute published an academic papers High precision and sensitivity detection of gas measurement by laser wavelength modulation spectroscopy implementing an optical fringe noise suppression method.可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）已被开发用于痕量气体测量，因其高精度、高灵敏度和无需任何样品准备的原位自校准的独特优势。通常，长光程的多次通过腔体（MPC）被应用于增强基于TDLAS的传感器的检测精度和灵敏度。然而，MPC中出现的意外光学干涉纹严重影响了传感器的检测精度和灵敏度。基于MPC的TDLAS传感器的检测精度和灵敏度通常受到光学干涉纹的限制，这些干涉纹由衍射、镜面表面瑕疵的散射、镜面畸变、热膨胀、冷收缩或应力变形引起。因此，MPC中观察到的光学干涉纹由不同的光学干涉纹组成。这些光学干涉纹主要是由于少量的激光以与主激光束相差ΔL的光程到达探测器所致。这些问题对于TDLAS是普遍存在的，尤其是在使用密集重叠斑点模式的MPC时，提出了一些不同的方法来消除光学干涉纹的负面影响。The Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) has been developed for trace gas measurement, as its unique advantages of high precision, high sensitivity and self-calibration in situ qualification with-out any sample preparation. The multi-pass cell (MPC) with a long optical path is usually applied to enhance TDLAS-based sensor’s detection precision and sensitivity. However, the unexpected optical fringes occurring in the MPC often spoil the sensor’s detection precision and sensitivity seriously. The detection precision and sensitivity of the TDLAS-based sensors containing an MPC are often limited by the optical fringes that result from diffraction, scattering on the mirror surface imperfections, mirror aberration, thermal expansion, cold contraction, or stress deformation. Therefore, the complex optical fringe consisting of different optical fringe will be observed in the MPC. These optical fringes are due largely to a small amount of laser reaching the detector with an optical path length differing by ΔL from the main laser beam. Those problems are common for TDLAS, especially using dense overlapped spot pattern MPC and some di&fflig erent methods are proposed to eliminate the negative influence of the optical fringes.研究团队提出了一种抑制可调二极管激光吸收光谱中光学条纹噪声的新方法，并将其应用于由光学条纹扰动的CH4气体传感器，以提高检测精度和灵敏度。所开发的CH4检测仪的示意图如图1所示。宁波海尔欣光电科技有限公司为此项目提供锁相放大器（HPLIA 微型双通道调制解调锁相放大器），从光电探测器输出的信号发送到锁相放大器，锁相放大器相对于同步信号对2f模式进行解调，锁相放大器的时间常数设为1ms。In this work, a novel method to suppress optical fringe noise in the tunable diode laser absorption spectroscopy is proposed and applied to the CH4 gas sensor perturbed by optical fringes for higher detection precision and sensitivity.The schematic diagram of the developed CH4 detection instrument is shown in Fig. 1 . HealthyPhoton Co.,Ltd provided a HPLIA Miniature dual-channel modulated demodulation lock-in amplifier for this project. The lock-in amplifier demodulates the signal in the 2f mode with respect to the sync signal. The time constant of the lock-in amplifier is set to 1 ms.Fig.1. Schematic diagram of the developed CH 4 detection systemlock-in amplifier (Healthy Photon, HPLIA)对于被光学条纹和随机噪声干扰的20 ppm CH4的二次谐波(2 f)信号，通过该新方法，2f信号的信噪比(SNR)从17提高到182，优化平均光谱范围Δ𝜆 。与未经处理的原始信号相比，CH4测量精度改善了约1.5倍。相应的最小可检测浓度可从3 ppb改善到0.78 ppb。系统的相应噪声当量吸收灵敏度(NNEA)和噪声当量浓度(NEC)分别为6.13 ×10-11 cm&minus 1 W Hz&minus 1/2 and 0.181 ppm。For the 2nd harmonic(2f) signal of 20 ppm CH4 spoiled by optical fringes and random noise, by the novel method, the signal-to-noise ratio (SNR) of the 2f signal is improved about 6.5 times from 17 to 182 with an optimal averaging spectral range Δ𝜆 . A &sim 1.5 times improvement in the measurement precision of CH4 is achieved compared to unprocessed raw signal. The corresponding minimum detectable concentration can be improved from 3 ppb down to 0.78 ppb. The corresponding noise equivalent absorption sensitivity (NNEA) and the noise equivalent concentration (NEC) of the system is 6.13 ×10-11cmW-1Hz-1/2 and 0.181 ppm, respectively.Violet line from traditional averaging method and magenta line from the novel optical fringe noisesuppression method.Histogram plot of the 20 ppm CH 4 deviation.20 ppm CH 4 Allan-deviation stability of developed overlapped spot pattern MPC.参考文献：Reference:Yanan Cao, Xin Cheng, Zong Xu, Xing Tian, Gang Cheng, Feiyan Peng, Jingjing WangHigh precision and sensitivity detection of gas measurement by laser wavelengthmodulation spectroscopy implementing an optical fringe noise suppression method, Optics and Lasers in Engineering 166 (2023) 107570www.elsevier.com/locate/optlaseng

【科学背景】不共格调制是指晶体中同时存在两种或多种不相容的周期性结构，例如磁场调制、离子和分子排列的非共格化，以及金属系统中的非共格电荷密度波。这种现象挑战了传统晶体学的描述框架，促使科学家提出超空间群方法来描述这些结构的复杂性。因此呢，科学家们通过工程化的方法，如半导体超晶格和图案化的二维电子气体，成功实现了不共格调制的人工控制。然而，现有平台往往面临原子尺度的高度无序性，限制了它们在研究脆弱电子基态和高迁移率输运中的应用。为了解决这些问题，麻省理工学院物理系J. G. Checkelsky团队团队报道了SrTa2S5体相范德华超晶格，成功实现了对二维过渡金属二硫化物（TMD）层的一维不共格结构调制。通过量子振荡等实验证据，研究团队证明了H-TaS2层中高质量的电子输运，在调制下表现出各向异性和与光刻调制的二维系统相似的共振振荡现象。此外，研究还发现了SrTa2S5中非常规的纯净限制超导性，表现出明显的层间相对层内相干性抑制。通过分析平面磁场依赖的层间临界电流和来自结构调制的电子衍射，研究团队提出了SrTa2S5中超导性是空间调制的可能性，并指出了TMD层之间的不匹配性。这一发现不仅为理解不同晶体材料中电子相的操控机制提供了新的视角，还为开发新型纳米电子器件和超导体提供了新的思路和方法。【科学亮点】1. 实验首次在SrTa2S5体相范德华超晶格中实现了一维不共格结构调制，这一调制影响了H-TaS2层的电子输运性质。2. 通过量子振荡证据表明，H-TaS2层中的高质量电子传输表现出明显的各向异性，这种行为类似于光刻调制的二维系统。3. SrTa2S5展示了非传统的纯净限制超导性，明显抑制了层间相对于层内的电子相干性。4. 平面磁场对SrTa2S5中层间临界电流的依赖性，以及来自结构调制的电子衍射表明其超导性在空间上存在调制特性，并在相邻TMD层之间呈现不匹配。5. 本研究提出了SrTa2S5作为探索密度波配对超导性的潜在平台，为研究非传统序的微观评估提供了一种可能途径。【科学图文】图1 | 周期调制晶体和结构调制的体块超晶格。图2 | SrTa2S5的输运各向异性和费米面结构。图3 | 条纹调制超晶格中的半经典共振振荡。图4 | 抑制层间相干性和平面各向异性的超导性。。【科学结论】本文展示了SrTa2S5体相范德华超晶格作为研究调制电子相的理想平台的潜力。通过实现一维不共格的结构调制，研究人员首次在这一材料中探索到了高度各向异性的电子输运特性，并观察到了与光刻调制二维系统相似的共振振荡现象。此外，SrTa2S5还展现出非常规的超导性质，其中层间相干性显著抑制，这为研究超导性的空间调制性质提供了新的案例。这些发现不仅揭示了体相范德华超晶格在探索调制电子相中的多功能性，还为理解和设计未来范德华异质结构及其宏观应用提供了深远的启示。通过局部扫描探针、宏观散射实验以及范德华器件制备技术，可以进一步探索SrTa2S5中的密度波配对序，这将有助于开拓新的电子材料设计和功能性器件的发展路径。原文详情：Devarakonda, A., Chen, A., Fang, S. et al. Evidence of striped electronic phases in a structurally modulated superlattice. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07589-5

徕卡相机公司总部大楼，工作人员讲解公司文化徕卡相机　　在摄影爱好者眼中，徕卡相机被誉为“神一般的存在”。在其早期岁月，轻巧、耐用的徕卡相机让战地摄影成为可能，巴顿将军、隆美尔元帅都留下了在战场上使用徕卡相机的记录。而因为价格不菲，它也被称为“相机里的劳斯莱斯”。在英国，一些绅士并不拍照，但身上常挂一台徕卡，作为身份象征。历经百年沧桑，如今的徕卡面对数码洪流，却不愿意放弃自己对机械的坚守，其半个世纪前推出的M3相机至今式样基本没有变过。在性能方便为王的时代，这种坚守还能获得多少拥趸?《环球时报》记者日前走进徕卡公司位于德国西部小城韦茨拉尔的总部，试图探究到底是什么支撑了徕卡的自信。　　“零部件最少化”　　韦茨拉尔市位于德国黑森州西北部，是一个人口只有5万多的小城。19世纪80年代后，这里汇聚了德国光学工业的精华，建立了包括徕卡公司在内的十几家光学公司，以生产照相机、显微镜和望远镜闻名遐迩。与显赫的名声相比，徕卡公司总部显得格外低调。银灰色的4层大楼坐落在一片空地上，整个大楼的造型好像露天放置的徕卡相机双镜头。这里就是世界上第一台便携式相机Ur-Leica型相机的诞生地。　　徕卡公司为什么选择在这样一个不起眼的小城安家落户呢?徕卡公司公关部的埃尔伯特先生告诉《环球时报》记者，这里的水土好，空气清新，有利于光学玻璃的生产，可确保其通透性。另外，这里远离喧嚣，能让工厂的设计人员和工人保持宁静的心态，潜心投入到产品的研发上。　　谈到徕卡公司的过人之处，埃尔伯特很自豪，“徕卡相机绝对没有可有可无的多余部件。‘零部件最少化’使徕卡真正达到了增一分觉多、减一分嫌少的地步。”公司一直坚持直观、简练的设计，核心理念是高度重视产品的实用性，这绝不是让徕卡拥有繁多花哨的功能，它只拥有摄影所需的最基本功能。　　据埃尔伯特介绍，徕卡公司对产品质量的追求是压倒一切的。他举例说，徕卡公司在上世纪50 年代曾研发出一种相机镜头边缘涂抹的黑漆，这种漆的质量非常好，已经使用了几十年。最近徕卡公司开发出一种新漆，效果更好，唯一的不足是牢固度不如旧漆，使用久了会脱落。为确保涂漆几十年如一日地粘在镜头上，公司毅然决定放弃新漆，仍用旧漆，牺牲了镜头的部分性能。但公司认为这样做是值得的，“如果新技术不能保证产品质量的稳定，即使能提高产品性能也要弃用，说到底只有可靠的质量才是吸引用户的最大竞争力。”　　总部里的那个空车间　　在参观时，记者看到一个空空的车间，里面没有人。埃尔伯特说，这个车间是相机镜头研磨车间，主要由女工来做。由于这个工序比较独立，女工们又要求早上班早回家，公司就把她们的工作时间调整为早上6点上班，中午12点下班。这样她们可以用下午时间照顾家人。今年欧锦赛期间，公司还特许部分球迷职工晚上班两个小时，让他们在家享受足球狂欢。埃尔伯特说，“员工在愉快心情下和郁闷心情下的工作质量是完全不一样的。”这让记者想起了一个故事，一名技艺精湛的钟表匠在监狱里无论如何也达不到原来的水平，出狱后又神奇地恢复了创造力。　　徕卡公司对员工意愿和权利的尊重是有传统的。早在1885年，徕卡公司前身莱茨工厂就开始在工人中发放孤寡伤残抚恤金，1906年实行8小时工作制，这些重大福利制度比国家法定提早了至少10年。莱茨工厂的名气和声誉吸引了很多周边大城市的高级技工。“在莱茨上班”成了当时名副其实的光荣。　　徕卡相机的历史可追溯到1849年。韦茨拉尔小镇上一名德国机械匠人凯尔纳成立了一家光学仪器作坊。20年后，该厂由曾在瑞士表厂做过学徒的年轻师傅莱茨接手，厂子更名为莱茨光学工厂，主要生产显微镜，到1907年售出10万台。一战前夕该工厂成为全球知名的光学仪器厂，产品覆盖望远镜、投影仪、电影摄影机等全线光学产品。然而一战让莱茨工厂和整个国家陷入困境。莱茨1920年病故后，他的儿子小莱茨临危受命。4年后，他做出了一个决定，投产徕卡相机。在1925年莱比锡春季博览会上，莱茨工厂推出了第一部量产135mm徕卡相机，一炮而红。　　数码时代，为何坚守机械　　一家企业的兴衰逃不开世事风雨。上世纪70年代，日本竞争者们不断开发低端产品以占领市场，徕卡相机的市场份额被不断蚕食。70年代中期，徕卡公司首次出现财务危机，7000名员工急剧裁员至3000人，生产线部分转移至人工成本只有德国1/4的葡萄牙。在80年代中期艰难的出售谈判中，莱茨后人不得已彻底退出了这一百年的家族企业。1987年，徕卡公司被瑞士同行WildHeerbruggAG收购，后几经易主。　　2000年，日本数码相机的销售额首次超越传统相机。佳能、尼康等很快以高质量的数码相机树立了在这一领域的声望。柯达公司在2004年停止生产传统相机产品，彻底转向数码领域。而徕卡仍固守传统工艺和极其昂贵的价格，这使它不可避免地陷入困境。2004年，徕卡亏损超过1000万欧元。在2005年破产之际，公司被奥地利商人考夫曼收购。所幸，徕卡多年来坚持销售额10%以上的研发投入为其在激光显微镜等领域的技术发展保驾护航，徕卡作为高端光学仪器供应商的国际地位得以确保。徕卡的品牌价值并未出现剧烈下滑。目前，徕卡相机公司已成为徕卡品牌冠名却彼此独立的三家公司之一。　　如今，徕卡坚持两条腿走路，一方面和日本松下合作生产数码相机。最近还和中国华为合作生产手机镜头。在T系列、S系列和SL系列的产品上应用并优化了自动对焦技术，实现产品的自动化。另一方面，继续在M系列相机上使用手动对焦技术，坚持机械相机制造。　　在数码时代依然坚守机械相机，有人表示质疑和不解。徕卡公司调研发现，在传统机械相机巅峰之作的M3相机使用人群里，年轻人依然占很大比例。这就表明，在性能方便为王、数码相机大行其道的时代，精密机械相机仍是很多人的梦想极品。因为徕卡粉丝们欣赏的是制造哲学，追求的是使用机械相机所具有的事必躬亲的参与感。这是高度自动化相机不能给予的。徕卡相机的优势是，对相机机械制造有绝对自信，但对电子元件就不敢保证。因此徕卡公司决定，以M3系列为代表的经典路线必须坚持，电子元件越少越好。在机身制造上，还用黄铜取代钛铝合金，要的就是这种“沧桑感”。　　即便是数字化的徕卡相机，依然坚持传统设计，比如在镜头卡口上一致，可使用几十年前的镜头，甚至连存放电池的位置与方式都像极了胶片时代的M系列。中国一名张姓摄影爱好者表示，“这让徕卡的拥趸能继续感受经典。但同时，新进用户会抱怨这台机子操作起来很难，甚至不如一台微单‘好用’。”　　据说每台徕卡相机都有一个单独编号，从第一台至今都是连续的。这使其极具收藏价值。目前收藏市场上最热门的是百年经典徕卡M3系列。上世纪30年代生产的、品相保存完好的可达百万元级别，其中还分军版和民版。　　“现在的徕卡价格的确让人有些难以接受。几十万元买上一套限量版渐渐成了一种炫耀方式。”这名徕卡迷说，“但真正热爱徕卡的摄影者还是要用它来拍摄的。因此，二手市场已成为一种性价比更高的拥有徕卡的方式。”

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一、背景介绍：机器视觉可称为人工智能的“慧眼”，成像系统的标定又是机器视觉处理的重要环节之一，其标定精度与稳定性直接影响系统工作效率。在传统机器视觉与摄像测量标定领域，小孔透视模型仍存在高阶透镜畸变无法完备表征和多类复杂特殊成像系统不适用的问题。而基于光线的模型以成像系统聚焦状态下每个像素点均对应空间一条虚拟主光线为前提假设，通过确定所有像素点所对应光线方程的参数即可实现标定与成像表征，可避免对复杂成像系统的结构分析与建模。基于该光线模型，研究院相关课题组发展了各类特殊条纹结构光三维测量方法与系统，实验证明光线模型可通用于多类复杂成像系统的高精度测量，是校准非针孔透视成像系统的有效模型，可作为透视模型的补充。二、光线模型Baker等人最早提出了一种可表征任意成像系统的光线模型[1]，认为图像是像素的离散集合，并以一组虚拟的感光元件“光素”表示每个像素与某像素相关联的空间虚拟光线间的完整几何特性、辐射特性和光学特性，如图1所示。因此，光线模型的标定即确定出所有像素点对应的光线方程，无需严格分析和构建成像系统的复杂光学成像模型，具备一定的便携性和通用性，从一定程度上也可避免镜头畸变的多项式近似表征引入的测量误差，为非小孔透视投影模型成像系统的表征提供了一种新的思路。图1 成像系统的光线模型示意图三、基于光线模型的条纹结构光三维测量在条纹结构光投影三维测量领域，光线模型一方面可作为三维重建的光线方案，用于表征大畸变镜头、光场相机、DMD投影机、MEMS投影机等多类特殊结构的成像与投影装置，可发展新的基于光线模型的条纹结构光三维测量方法与系统；另一方面，发掘光线模型在结构光测量中的优势，光线模型对克服投影与相机的非线性响应、大畸变镜头成像下提升三维重建精度具有优异的效果。3.1 Scheimpflug小视场远心结构光测量系统光线模型与三维测量课题组开发了小视场远心结构光测量系统，采用Scheimpflug结构设计确保公共景深覆盖，如图2所示。考虑到远心镜头属平行正交投影、Scheimpflug倾斜结构造成畸变模型非中心对称，因此，提出一种基于光线模型的非参数化广义标定方法[2]。系统中相机与投影机成像过程均采用光线模型表征，标定其像素与空间光线对应关系，计算光线交汇点坐标，实现三维重建。图3展示了系统实物图与五角硬币局部小区域的三维测量结果，测量精度为2 μm。图2 Scheimpflug小视场远心结构光测量系统图3 测量系统实物图与五角硬币局部的三维测量结果3.2光场相机的光线模型标定与主动光场三维测量课题组发展了基于主动条纹结构光照明的光场三维测量方法与系统。光场相机通过在传感平面前放置微透镜阵列，实现光线强度和方向的同时记录，由于存在微透镜加工误差、畸变像差、装配误差等复杂因素影响，光场相机完备表征与精密标定是个难题。课题组提出光线模型表征光场成像过程[3]，即将光场相机内部看作黑盒，直接建立像素m与所对应的物空间光线方程l的参数，如图4所示。并通过标定光场所有光线与投影条纹相位的映射关系实现被测为物体的高精度三维测量，考虑光场多角度记录特点，构建基于条纹调制度的数据筛选机制，实现了场景的高动态三维测量，如图5所示，黑色面板与反光金属可同时重建。图4 光场成像模型图5 主动光场高动态三维测量3.3 DMD投影机与双轴MEMS激光扫描投影机的光线模型标定与三维测量基于微机电系统（MEMS）激光扫描的投影机以小型化、大景深的优势被应用于条纹投影测量系统，如图6（a）所示。但由于其依赖激光点的双轴MEMS扫描投影图案，不依赖镜头成像，透视投影模型表征会存在一定误差。此外， DMD等依赖镜头成像的投影机，大光圈设计也会影响小孔透视投影模型的表征精度。对此，课题组采用光线模型表征投影机[4]，并提出了一种基于投影机光线模型的条纹投影三维测量系统标定方法，该方法根据双轴MEMS投影的正交相位对光线进行识别追踪，利用投影光线与相机构建的三角测量实现了三维重建。进一步发现：由于投影光线的相位一致性特性，光线模型可显著抑制系统非线性响应引起的测量误差，图6（b）展示了单目系统在3步相移条件下（未额外矫正非线性响应），分别使用透视投影模型与光线模型对石膏雕塑的三维重建结果，可见光线模型对非线性响应影响具有免疫性。图6 双轴MEMS激光扫描投影原理和石膏雕塑三维重建结果（3步相移，左图为透视投影模型，右图为光线模型）3.4单轴MEMS激光扫描投影机光线模型标定与三维测量单轴MEMS投影机将激光点扫描拓展为面扫描大幅提升了投影速率，可应用于动态测量。针对单轴MEMS投影机无透镜结构使得针孔模型不适用、单向投影无法提供正交相位特征点的问题，课题组提出一种基于等相位面模型的系统标定方法[5]，推导出了相机反向投影射线与该等相位面交点处的三维坐标值与相位值间新的映射函数，实现了快速三维重建。图7展示了使用高速相机搭建的单目测量系统和重建场景，投影采集速率为1000 frame/s，采用4步相移与雷码图相位展开，三维重建速率为90 frame/s。后续为适应更高速率测量应用，可将单目扩展为双目或多目系统，采用单帧解调相位和多极线约束相位展开等方法减少投影图像数量，提升三维测量速率。图7三维测量系统与动态重建场景3.5大畸变镜头成像的光线模型标定与三维测量针对传统低阶多项式不能完备表征大畸变镜头的问题，课题组采用光线模型表征大畸变镜头相机成像，并提出一种完全脱离对相机和投影机内参依赖（透视模型依赖相机与投影机内参）的光线与条纹相位映射的三维重建方法。通过直接标定相机光线与条纹相位的倒数多项式映射系数，避免了繁琐耗时的对应点搜索与光线插值操作。图8为装配4 mm广角镜头的光线标定结果与标准球三维测量结果，可见由于广角镜头畸变较大，光线模型较透视模型重建质量有所提升。图8 广角镜头光线标定与标准球三维测量数据的拟合误差分布（a）透视投影模型，（b）光线映射模型四、总结光线模型通过确定所有像素点所对应光线方程的参数实现标定与成像表征，从而避免了对复杂成像（投影）系统的结构分析与建模，解决了特殊条纹投影三维测量系统的标定与重建问题，同时在条纹投影三维测量的系统非线性相位误差抑制和精度提升上展示出优异性能。在结构光三维测量的未来发展中，可进一步扩展光线模型三维测量的方法与应用，提升测量精度、效率与通用性，解决各类特殊复杂场景中的应用测量问题。参考文献[1] Baker S, Nayar S K. A theory of catadioptric image formation[C]//Sixth International Conference on Computer Vision (IEEE Cat. No.98CH36271), January 7, 1998, Bombay, India. New York: IEEE Press, 1998: 35-42.[2] Yin Y K, Wang M, Gao B Z, et al. Fringe projection 3D microscopy with the general imaging model[J]. Optics Express, 2015, 23(5): 6846-6857.[3] Cai Z W, Liu X L, Peng X, et al. Ray calibration and phase mapping for structured-light-field 3D reconstruction[J]. Optics Express, 2018, 26(6): 7598-7613.[4] Yang Y, Miao Y P, Cai Z W, et al. A novel projector ray-model for 3D measurement in fringe projection profilometry[J]. Optics and Lasers in Engineering, 2022, 149: 106818.[5] Miao Y P, Yang Y, Hou Q Y, et al. High-efficiency 3D reconstruction with a uniaxial MEMS-based fringe projection profilometry[J]. Optics Express, 2021, 29(21): 34243-34257.课题组简介：本文作者：刘晓利 ，杨洋 ，喻菁 ，缪裕培 ，张小杰 ，彭翔 ，于起峰 ；深圳大学物理与光电工程学院深圳市智能光测与感知重点实验室。以于起峰院士领衔的深圳大学智能光测图像研究院主要研究方向包括大型结构变形与大尺度运动测量、超常光学测量与智能图像分析、计算成像与三维测量以及多传感器融合感知与控制等。

上世纪八十年代，在贝尔法斯特女王大学物理系，ANDOR创始人Donal Denvir在研究工作时发现当时应用的相机不能满足他们的实验需求，因此开发研制了一台全真空密封的相机供自己使用，新研制的相机成功应用于各种成像和光谱研究。此后，女王大学的其他研究团队和众多其他高校研究人员也对此类相机产生了科研需求。此背景下，1989年，ANDOR在贝尔法斯特女王大学创立，总部设立在北爱尔兰的贝尔法斯特， 致力于为学术、工业和政府机构客户提供专业的光学探测解决方案和优质服务。ANDOR总部创立32年以来，这家从实验室成功转化的企业已取得系列亮眼成绩，如2000年推出EMCCD相机，为单光子探测、多维活细胞显微观察等应用提供了强大而经济的解决方案，在生命科学等领域被广泛应用；2009年，联合推出sCOMS相机，被广泛应用于物理科学、生命科学、材料科学、工业等领域；2015年，ANDOR推出高速共聚焦显微成像系统Dragonfly，并在市场上取得巨大的成功。2015年，ANDOR加入牛津仪器，引领牛津仪器战略扩展至纳米生物领域。2020-2021两年期间，ANDOR中国实施多项调整措施，发挥出色供应链管理能力，进一步满足国内科研工作者的需求。如上，ANDOR已经发展成为科学成像、光谱解决方案和显微系统的全球知名品牌。其产品技术应用广泛，涵盖物理科学、生命科学，以及工业等领域。为全面认识ANDOR，BCEIA 2021期间，仪器信息网采访了牛津仪器ANDOR中国区经理朱飞，请其分享了他眼中的ANDOR，及ANDOR在中国市场的本土化发展现状。访谈现场（右：牛津仪器ANDOR中国区经理朱飞）从普通相机到科学相机：解决“弱光”、“快速”问题我们生活中常见的单反相机等普通相机与ANDOR主要产品技术的科学相机原理相同，都是一种利用光学成像原理形成影像并记录影像的设备。但也有许多不同之处，为便于理解，本次的访谈首先从结构功能和解决哪些问题两方面谈了科学相机的“科学”之处。结构功能方面的两点不同首先，科学相机的芯片尺寸更大。这意味着可以获得的光子数目更多，更灵敏的探测到光信号，即承载光子的能力越强。如此，在弱光条件下，科学相机相比普通相机，就可以展示其弱光成像的优势。其次，科学相机整体尺寸也更大，这与其配置更多智能化功能有关。比如，在傍晚使用普通相机拍照时，需要较长时间的曝光量，而科学相机或许只需几个毫秒就可以达到更高的清晰度。这是由于科学相机更高的灵敏度，除了芯片更大，另外基于ANDOR的UltraVac专利技术，将芯片密封于一个真空腔中，与外部环境间的热交换控制在最低水平，得以实现对芯片的深制冷，芯片噪声极大下降，进而大大降低了图像的噪点。科学相机主要解决的三个科学问题首先，科学相机解决的最多的是“弱光”成像问题，这是普通相机无法企及的。其次，科学相机可以解决动态范围大的问题，动态范围即在一个视场下最强信号与最弱信号的比值，比值越大，则包容的信息越多，更容易得到各层次都清晰的图像。比如拍摄火焰，普通相机会过曝，而科学相机则可以通过一定的方法，将火焰的每个层次都拍出来，这对于航天发动机的研究中通过火焰成像反演浓度配比、工艺等都十分重要。第三，科学相机可以解决“快”的问题，单反相机连拍功能可以每秒连拍几张照片，而科学相机则可以达到成千上万幅的帧速。而快速成像在物理科学、生命科学等领域都有着广泛的应用。光信号→电信号→数字信号拓展来讲，所有相机的功能都是一样的，就是把光信号转变成电子信号，然后电子信号再通过数位数模转换，转换成数字信号，所以我们看到的图像都是不同信号强度呈现的结果。科学相机大部分的探测器范围在200nm-1100nm之间，在这个波长范围内的光，科学相机都可以探测到。如果超出此范围，则可以在相机探测器前加一个材料（如晶体）将光的波长转换成可以探测的范围内，进而便可以用科学相机观测。比如，电镜中成像的相机，由于发射的二次电子等电子波长超出了科学相机的探测范围，因此往往会在探测器前加一个闪烁体，将其转变成科学相机可以探测的波长进而将信号转变成电信号，再通过数位数模转换成数字信号，最终得到电镜图像。ANDOR业务布局：纵向基于弱光成像，横向围绕多学科交叉纵向：围绕弱光、快速成像的五大产品线从产品层面而言，ANDOR希望产品技术契合的是“弱光”、“快速”成像领域。围绕“弱光”、“快速”，ANDOR推出一系列产品技术方案，并广泛应用于物理科学、生命科学等领域。“弱光”方面，比如EMCCD相机，在物理科学领域可以用于天文观测，通过观测一些恒星微弱的光变，来帮助科学家探寻系外星系。近年来，EMCCD相机在量子光学领域也被大量应用，主要用于冷原子的拍摄，进而探索原子更多纯粹的性能，这些都解决了“弱光”的问题。“快速”方面，是大多数科学研究领域都需要的技术需求。比如ANDOR于2009年推出的sCOMS相机在生命科学领域，应用于DNA测序、高内涵、高通量药物筛选，这些都需要快速的筛选速度，拍摄每秒上百幅的帧频，以极大提高观测的通量。天文观测时，大气抖动会导致星星闪烁，要消除这一现象，可以采用幸运成像的方式，将曝光时间调至很短，如毫秒级，不断拍摄，然后通过后期软件处理得到更清晰图像。再如，生命科学应用中的钙离子成像，通过电火花信号传导，过程很快，也需要短时间内快速拍摄多幅图像，才能通过图像分析整个动态过程。围绕“弱光”与“快速”，ANDOR产品主要涵盖五大类。一是科学相机，基于弱光成像，相关型号最为丰富，从灵敏度最高的可以探测到单光子级别的EMCCD，到业内广为使用的sCMOS相机，再到应用于需要长时间曝光的极弱光实验的专用CCD等。产品囊括观测范围小至细胞观察，大至整个宇宙星系观测的科学相机。二是光谱，主要包括光谱仪、紫外-近红外-短波红外光谱相机、光谱附件等。如2019年ANDOR推出智能化光谱仪，利用Adaptive Optics技术，给用户提供了区别于传统光谱仪的智能对焦功能，帮用户简化实验、操作更容易。三是显微成像系统，其中就包括2016年获得R&D 100（国际科技研发领域极为推崇的科技研发奖）的Dragonfly转盘共聚焦成像系统，其扫描速度相比传统点扫描快10倍以上，在市场上被广泛认可，并取得巨大成功。同时，ANDOR收购了Spectra Instrument公司，其Borealis™ 均匀化照明技术帮助ANDOR在显微成像均匀度方面脱颖而出，从小尺寸的细胞到大尺寸的组织等成像方面都具有明显优势。四是Imaris图像分析软件，在多维图像处理领域，三维、四维图像处理软件的客户主要是生命科学研究者，这些研究者用Imaris进行跟踪分析从而得到想要的结果，且该软件可以和高速共聚焦成像平台联合使用。具体应用包括细胞之间动态化研究、神经免疫学、癌症治疗研究等。五是光学恒温器，该产品系列今年首次纳入ANDOR，来自牛津仪器纳米科学部门。该产品系列主要服务于物理科学，为科学家提供从3k到500k范围的低温环境从事相关研究，比如，拉曼光谱、荧光光谱、太赫兹、傅里叶红外光谱等手段表征时，样品材料需要在低温条件下才能更加显著的吸收信号，而光学恒温器就为这些实验提供合适的低温环境。横向：多学科交叉发展下的三大应用领域从产品应用领域而言，当下，物理科学与生命科学在许多场景下结合紧密。时下火热的超分辨成像技术多数便是一群物理学家在开发生命科学领域的应用仪器。如STED成像技术、SIM成像技术、单分子开关技术等，无一例外都利用了物理科学的一些方法。而ANDOR也是物理科学背景起家，基于对产品的理解，为生命科学家们开发出一系列生命科学的仪器。未来，各学科之间的交叉将会越来越多，科学仪器领域相关交叉表现也十分明显。比如，以往的光谱仪并没有配置显微镜，主要通过拉曼、荧光光谱等检测一些晶体或块状样品。而随着整个研究向微观尺度的发展，拉曼光谱等逐渐开始与电镜、原子力显微镜等联用，以进一步解决纳米尺度的科学问题。从此角度而言，ANDOR也在以仪器为核心，探寻各类仪器之间的契合点，并不断开发或拓展能够满足未来科学发展融合需求的仪器技术或解决方案。基于此，ANDOR主要业务可分为三大应用方向，即生命科学、物理科学，以及工业三大领域。针对个性需求，设立“客户需求定制部门”ANDOR科学相机等产品经常可以搭配在其他仪器上使用，ANDOR会有许多对产品设计有个性化需求的客户。针对此，除了要求每一位销售/售后工程师都具备丰富的产品知识、客户应用知识，ANDOR还特别设置了“客户需求定制部门”，为工业合作伙伴的特殊需求提供便利。比如，ANDOR已有的科学相机、光谱商品化产品可能不能符合这些客户需求，相关个性需求包括：个性外壳需求、公司VI喷涂、不同功能模块的选配、光谱范围的定制等，客户需求定制部门则可以与客户进行沟通并尽量满足。而定制化能力也是ANDOR长期专注于工业领域解决方案的一个基础。ANDOR在中国：科学相机保有量超5000台，加速本土化发展业绩同比增30%，中国业绩占比20%牛津仪器在过去20年，具有保持每年20%左右增长的不俗表现，而ANDOR的业绩表现也十分亮眼。据朱飞介绍，ANDOR中国在去年业绩受疫情影响不大，今年更是通过内部的快速调整、人员架构的变动、新品发布等措施，目前业绩已实现相比去年同期30%的增长。从全球布局来看，ANDOR全球业务按地区分为北美洲、欧洲、亚太，三者基本三分天下，而中国市场业绩占比约近20%，已成为ANDOR最重要的市场之一。ANDOR在中国，除了20余位销售和应用团队的支持，也在2016年成立中国客户服务中心，解决维修等本土化售后问题。同时，为便于更好的售后服务落地，ANDOR中国的售后应用团队规模还在不断壮大。各兄弟部门之间协同合作，提供更全面解决方案2015年，ANDOR加入牛津仪器，随之ANDOR在人事、财务、市场推广等方面得到牛津仪器的大力支持。牛津仪器各个业务部门之间定期会有产品技术培训、市场信息、客户关系等方面的沟通交流活动，为客户提供更加专业高效的服务。例如ANDOR和纳米科学部门在量子领域、ANDOR 和 AR部门在生命科学领域等都可以有很多灵活的合作方式。 同时各业务部门之间会定期安排内部分享会，分享产品技术，增进相互了解与合作；分享各自业务，便于为各自覆盖的用户提供更全面的解决方案，帮助业务得到更好的拓延等。典型的案例就是，牛津仪器在锂电领域开展的综合解决方案便融合了纳米分析、原子力显微镜、拉曼光谱等系列相关技术。ANDOR科学相机中国保有量超5000台！加速中国本土化发展谈及ANDOR中国客户的印象，朱飞回顾道，自己入行15年有余，见证了中国科学家用户的快速成长，从最初许多的跟随发展，到目前中国科学家在许多领域的领衔发展。尤其是近几年，中国在生命科学、量子科学等领域已经走在世界前列，甚至引领世界向前发展。ANDOR也很荣幸能通过一些仪器技术为这些科学家的研究发展不断助力。伴随在中国市场的长期耕耘，ANDOR十分重视中国本土化发展。对于中国本土化建设，朱飞表示，第一，要培养本土化的人才。首先是销售，ANDOR的销售不仅可以做产品演示，也可以做产品安装，甚至走出去也是某一个行业的专家，为客户分享ANDOR产品知识及广泛应用。而售后应用工作者则除了了解产品知识，也需要充分学习客户的研究与应用，为客户的需求提供更加合理的解决方案。第二，要保障售后的落地与高效。根据近期的统计，ANDOR在中国市场科学相机的保有量大概超过5000台！如此庞大的基数和时间积累，难免有故障需要维修。如上文提到，ANDOR已经实现本地维修，为客户提供便捷的售后服务，使服务周期由几个月降至一周以内，帮助客户节省时间与金钱成本。第三，通过相关培训，提高ANDOR中国团队的软实力。越来越多的本土化思维与理念，对团队进行系统培训，不仅仅是产品知识，还包括管理能力、演讲能力、英文口语能力、销售技巧等全方位的培训，让团队每一位员工找到自己的价值，ANDOR希望为大家提供一个共同学习进步的平台，为大家创造更多机会，实现个体与公司共同成长。

1989年，ANDOR在贝尔法斯特女王大学创立，总部设立在北爱尔兰的贝尔法斯特， 致力于为学术、工业和政府机构客户提供专业的光学探测解决方案和优质服务。上世纪八十年代，在贝尔法斯特女王大学物理系，ANDOR创始人Donal Denvir在研究工作时发现当时应用的相机不能满足他们的实验需求，因此开发研制了一台全真空密封的相机供自己使用，新研制的相机成功应用于各种成像和光谱研究。此后，女王大学的其他研究团队和众多其他高校研究人员也对此类相机产生了科研需求。此背景下，1989年，ANDOR在贝尔法斯特女王大学创立，总部设立在北爱尔兰的贝尔法斯特， 致力于为学术、工业和政府机构客户提供专业的光学探测解决方案和优质服务。创立32年以来，这家从实验室成功转化的企业已取得系列亮眼成绩，如2000年推出EMCCD相机，为单光子探测、多维活细胞显微观察等应用提供了强大而经济的解决方案，在生命科学等领域被广泛应用；2009年，联合推出sCOMS相机，被广泛应用于物理科学、生命科学、材料科学、工业等领域；2015年，ANDOR推出高速共聚焦显微成像系统Dragonfly，并在市场上取得巨大的成功。2015年，ANDOR加入牛津仪器，引领牛津仪器战略扩展至纳米生物领域。2020-2021两年期间，ANDOR中国实施多项调整措施，发挥出色供应链管理能力，进一步满足国内科研工作者的需求。如上，ANDOR已经发展成为科学成像、光谱解决方案和显微系统的全球知名品牌。其产品技术应用广泛，涵盖物理科学、生命科学，以及工业等领域。为全面认识ANDOR，BCEIA 2021期间，仪器信息网采访了牛津仪器ANDOR中国区经理朱飞，请其分享了他眼中的ANDOR，及ANDOR在中国市场的本土化发展现状。访谈现场（右：牛津仪器ANDOR中国区经理朱飞）从普通相机到科学相机：解决“弱光”、“快速”问题我们生活中常见的单反相机等普通相机与ANDOR主要产品技术的科学相机原理相同，都是一种利用光学成像原理形成影像并记录影像的设备。但也有许多不同之处，为便于理解，本次的访谈首先从结构功能和解决哪些问题两方面谈了科学相机的“科学”之处。结构功能方面的两点不同首先，科学相机的芯片尺寸更大。这意味着可以获得的光子数目更多，更灵敏的探测到光信号，即承载光子的能力越强。如此，在弱光条件下，科学相机相比普通相机，就可以展示其弱光成像的优势。其次，科学相机整体尺寸也更大，这与其配置更多智能化功能有关。比如，在傍晚使用普通相机拍照时，需要较长时间的曝光量，而科学相机或许只需几个毫秒就可以达到更高的清晰度。这是由于科学相机更高的灵敏度，除了芯片更大，另外基于ANDOR的UltraVac技术，将芯片密封于一个真空腔中，与外部环境间的热交换控制在低水平，得以实现对芯片的深制冷，芯片噪声极大下降，进而大大降低了图像的噪点。科学相机主要解决的三个科学问题首先，科学相机解决的更多的是“弱光”成像问题，这是普通相机无法企及的。其次，科学相机可以解决动态范围大的问题，动态范围即在一个视场下最强信号与最弱信号的比值，比值越大，则包容的信息越多，更容易得到各层次都清晰的图像。比如拍摄火焰，普通相机会过曝，而科学相机则可以通过一定的方法，将火焰的每个层次都拍出来，这对于航天发动机的研究中通过火焰成像反演浓度配比、工艺等都十分重要。第三，科学相机可以解决“快”的问题，单反相机连拍功能可以每秒连拍几张照片，而科学相机则可以达到成千上万幅的帧速。而快速成像在物理科学、生命科学等领域都有着广泛的应用。光信号→电信号→数字信号拓展来讲，所有相机的功能都是一样的，就是把光信号转变成电子信号，然后电子信号再通过数位数模转换，转换成数字信号，所以我们看到的图像都是不同信号强度呈现的结果。科学相机大部分的探测器范围在200nm-1100nm之间，在这个波长范围内的光，科学相机都可以探测到。如果超出此范围，则可以在相机探测器前加一个材料（如晶体）将光的波长转换成可以探测的范围内，进而便可以用科学相机观测。比如，电镜中成像的相机，由于发射的二次电子等电子波长超出了科学相机的探测范围，因此往往会在探测器前加一个闪烁体，将其转变成科学相机可以探测的波长进而将信号转变成电信号，再通过数位数模转换成数字信号，最终得到电镜图像。ANDOR业务布局：纵向基于弱光成像，横向围绕多学科交叉纵向：围绕弱光、快速成像的五大产品线从产品层面而言，ANDOR希望产品技术契合的是“弱光”、“快速”成像领域。围绕“弱光”、“快速”，ANDOR推出一系列产品技术方案，并广泛应用于物理科学、生命科学等领域。“弱光”方面，比如EMCCD相机，在物理科学领域可以用于天文观测，通过观测一些恒星微弱的光变，来帮助科学家探寻系外星系。近年来，EMCCD相机在量子光学领域也被大量应用，主要用于冷原子的拍摄，进而探索原子更多纯粹的性能，这些都解决了“弱光”的问题。“快速”方面，是大多数科学研究领域都需要的技术需求。比如ANDOR于2009年推出的sCOMS相机在生命科学领域，应用于DNA测序、高内涵、高通量药物筛选，这些都需要快速的筛选速度，拍摄每秒上百幅的帧频，以极大提高观测的通量。天文观测时，大气抖动会导致星星闪烁，要消除这一现象，可以采用幸运成像的方式，将曝光时间调至很短，如毫秒级，不断拍摄，然后通过后期软件处理得到更清晰图像。再如，生命科学应用中的钙离子成像，通过电火花信号传导，过程很快，也需要短时间内快速拍摄多幅图像，才能通过图像分析整个动态过程。围绕“弱光”与“快速”，ANDOR产品主要涵盖五大类。一是科学相机，基于弱光成像，相关型号比较丰富，从灵敏度高的可以探测到单光子级别的EMCCD，到业内广为使用的sCMOS相机，再到应用于需要长时间曝光的极弱光实验的专用CCD等。产品囊括观测范围小至细胞观察，大至整个宇宙星系观测的科学相机。二是光谱，主要包括光谱仪、紫外-近红外-短波红外光谱相机、光谱附件等。如2019年ANDOR推出智能化光谱仪，利用Adaptive Optics技术，给用户提供了区别于传统光谱仪的智能对焦功能，帮用户简化实验、操作更容易。三是显微成像系统，其中就包括2016年获得R&D 100（国际科技研发领域极为推崇的科技研发奖）的Dragonfly转盘共聚焦成像系统，其扫描速度相比传统点扫描快10倍以上，在市场上被广泛认可，并取得巨大成功。同时，ANDOR收购了Spectra Instrument公司，其Borealis™ 均匀化照明技术帮助ANDOR在显微成像均匀度方面脱颖而出，从小尺寸的细胞到大尺寸的组织等成像方面都具有明显优势。四是Imaris图像分析软件，在多维图像处理领域，三维、四维图像处理软件的客户主要是生命科学研究者，这些研究者用Imaris进行跟踪分析从而得到想要的结果，且该软件可以和高速共聚焦成像平台联合使用。具体应用包括细胞之间动态化研究、神经免疫学、癌症治疗研究等。五是光学恒温器，该产品系列今年首次纳入ANDOR，来自牛津仪器纳米科学部门。该产品系列主要服务于物理科学，为科学家提供从3k到500k范围的低温环境从事相关研究，比如，拉曼光谱、荧光光谱、太赫兹、傅里叶红外光谱等手段表征时，样品材料需要在低温条件下才能更加显著的吸收信号，而光学恒温器就为这些实验提供合适的低温环境。横向：多学科交叉发展下的三大应用领域从产品应用领域而言，当下，物理科学与生命科学在许多场景下结合紧密。时下火热的超分辨成像技术多数便是一群物理学家在开发生命科学领域的应用仪器。如STED成像技术、SIM成像技术、单分子开关技术等，无一例外都利用了物理科学的一些方法。而ANDOR也是物理科学背景起家，基于对产品的理解，为生命科学家们开发出一系列生命科学的仪器。未来，各学科之间的交叉将会越来越多，科学仪器领域相关交叉表现也十分明显。比如，以往的光谱仪并没有配置显微镜，主要通过拉曼、荧光光谱等检测一些晶体或块状样品。而随着整个研究向微观尺度的发展，拉曼光谱等逐渐开始与电镜、原子力显微镜等联用，以进一步解决纳米尺度的科学问题。从此角度而言，ANDOR也在以仪器为核心，探寻各类仪器之间的契合点，并不断开发或拓展能够满足未来科学发展融合需求的仪器技术或解决方案。基于此，ANDOR主要业务可分为三大应用方向，即生命科学、物理科学，以及工业三大领域。针对个性需求，设立“客户需求定制部门”ANDOR科学相机等产品经常可以搭配在其他仪器上使用，ANDOR会有许多对产品设计有个性化需求的客户。针对此，除了要求每一位销售/售后工程师都具备丰富的产品知识、客户应用知识，ANDOR还特别设置了“客户需求定制部门”，为工业合作伙伴的特殊需求提供便利。比如，ANDOR已有的科学相机、光谱商品化产品可能不能符合这些客户需求，相关个性需求包括：个性外壳需求、公司VI喷涂、不同功能模块的选配、光谱范围的定制等，客户需求定制部门则可以与客户进行沟通并尽量满足。而定制化能力也是ANDOR长期专注于工业领域解决方案的一个基础。ANDOR在中国：科学相机保有量超5000台，加速本土化发展业绩同比增30%，中国业绩占比20%牛津仪器在过去20年，具有保持每年20%左右增长的不俗表现，而ANDOR的业绩表现也十分亮眼。据朱飞介绍，ANDOR中国在去年业绩受疫情影响不大，今年更是通过内部的快速调整、人员架构的变动、新品发布等措施，目前业绩已实现相比去年同期30%的增长。从全球布局来看，ANDOR全球业务按地区分为北美洲、欧洲、亚太，三者基本三分天下，而中国市场业绩占比约近20%，已成为ANDOR重要的市场之一。ANDOR在中国，除了20余位销售和应用团队的支持，也在2016年成立中国客户服务中心，解决维修等本土化售后问题。同时，为便于更好的售后服务落地，ANDOR中国的售后应用团队规模还在不断壮大。各兄弟部门之间协同合作，提供更全面解决方案2015年，ANDOR加入牛津仪器，随之ANDOR在人事、财务、市场推广等方面得到牛津仪器的大力支持。牛津仪器各个业务部门之间定期会有产品技术培训、市场信息、客户关系等方面的沟通交流活动，为客户提供更加专业高效的服务。例如ANDOR和纳米科学部门在量子领域、ANDOR 和 AR部门在生命科学领域等都可以有很多灵活的合作方式。 同时各业务部门之间会定期安排内部分享会，分享产品技术，增进相互了解与合作；分享各自业务，便于为各自覆盖的用户提供更全面的解决方案，帮助业务得到更好的拓延等。典型的案例就是，牛津仪器在锂电领域开展的综合解决方案便融合了纳米分析、原子力显微镜、拉曼光谱等系列相关技术。ANDOR科学相机中国保有量超5000台！加速中国本土化发展谈及ANDOR中国客户的印象，朱飞回顾道，自己入行15年有余，见证了中国科学家用户的快速成长，从最初许多的跟随发展，到目前中国科学家在许多领域的领衔发展。尤其是近几年，中国在生命科学、量子科学等领域已经走在世界前列，甚至引领世界向前发展。ANDOR也很荣幸能通过一些仪器技术为这些科学家的研究发展不断助力。伴随在中国市场的长期耕耘，ANDOR十分重视中国本土化发展。对于中国本土化建设，朱飞表示，第一，要培养本土化的人才。首先是销售，ANDOR的销售不仅可以做产品演示，也可以做产品安装，甚至走出去也是某一个行业的专家，为客户分享ANDOR产品知识及广泛应用。而售后应用工作者则除了了解产品知识，也需要充分学习客户的研究与应用，为客户的需求提供更加合理的解决方案。第二，要保障售后的落地与高效。根据近期的统计，ANDOR在中国市场科学相机的保有量大概超过5000台！如此庞大的基数和时间积累，难免有故障需要维修。如上文提到，ANDOR已经实现本地维修，为客户提供便捷的售后服务，使服务周期由几个月降至一周以内，帮助客户节省时间与金钱成本。第三，通过相关培训，提高ANDOR中国团队的软实力。越来越多的本土化思维与理念，对团队进行系统培训，不仅仅是产品知识，还包括管理能力、演讲能力、英文口语能力、销售技巧等全方位的培训，让团队每一位员工找到自己的价值，ANDOR希望为大家提供一个共同学习进步的平台，为大家创造更多机会，实现个体与公司共同成长。

大多数遥感相机本质上是内置复杂软件的高质量电子数码相机。许多还具有光谱成像功能，允许它们同时在多个光谱带中对场景进行成像。 这些相机性能可以在地面上通过光学校准来验证并增强。 积分球均匀源用于此校准，可提供：用于大型遥感定标应用的孔径为一米的积分球均匀光源。Labsphere 独特的系统利用精密测量技术来满足遥感相机校准的苛刻要求。均匀的辐亮度已知的、稳定的光谱特性具有时间稳定性不改变光谱特性的辐亮度可调性已知的辐亮度均匀的辐亮度精心设计的积分球均匀光源，当从积分球外观察时，呈现出几乎完美均匀的辐亮度——均匀性优于 1%。 当这样的光源校准相机时，相机的输出通常不会那么均匀，主要是因为探测器阵列的像素之间的不均匀性。 但是，这些影响是恒定的，可以通过软件进行校正。时间稳定性通过选择稳定的卤钨灯和稳定的电流控制电源，均匀光源积分球的辐亮度非常恒定。 此外，很容易在积分球上安装一个探测器，该探测器监测相机“看到”的相同辐亮度，因此辐亮度的任何变化，例如由相机的反射光引起的变化，都很容易识别和量化。已知辐亮度相机设计人员了解地面的照明条件以及所观察场景的预期反射系数范围。 因此，他们设计相机以拍摄特定范围的辐亮度水平。 积分球均匀光源可以验证相机是否按照设计对特定的辐亮度水平做出响应。已知、稳定的光谱特征由于许多遥感相机具有光谱成像能力，并且响应过程中都存在光谱变化，因此了解校准光源的光谱分布非常重要。 使用稳定的灯和电源意味着可以在实验室中测量积分球输出，并在相当长的一段时间内保持该光谱特性。 此外，可以使用多个滤光片的监测检测器或者监测光谱仪，连续验证光谱特性。亮度可调通过在积分球中安装多个灯，可以输出多个级别的均匀、稳定的辐亮度。实际上，通过使用附带可变光阑的外部灯以及选择合适功率的内部灯，积分球可以调整到从零到最大的任何亮度水平。一个监测探测器可以连续地检查和报告辐亮度。通过采用积分球光源，摄像机可以在整个动态范围内进行测试。

p & nbsp & nbsp 7月13日，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席、中央财经委员会主任习近平主持召开中央财经委员会第二次会议，会议指出要加强软硬基础设施建设，完善科研平台开放制度，完善国家科技资源库，培育一批尖端科学仪器制造企业，加强知识产权保护和产权激励。 /p p & nbsp & nbsp 上述会议传达出来的讯息可以看作是一个信号，即尖端科学仪器的研发及制造已经上升到了一个非常重要的国家战略层面，接下来相关部委肯定会有具体政策规划的出台，甚至可能制定尖端科学仪器产业发展时间表。而何谓尖端科学仪器，在小编看来，其技术水平应处于国际领先水平。譬如2012年美国成功登陆火星的“好奇号”火星车就搭载了号称十大尖端科学仪器，包括：桅杆相机，火星手持透镜成像仪，火星降落成像仪，火星样本分析仪，化学与矿物学分析仪，化学与摄像机仪器，阿尔法粒子X射线分光计，中子反照率动态探测器，辐射评估探测器，火星车环境检测站。而近年来，中国科研机构在尖端科学仪器研发方面也取得了不少成果。 /p p & nbsp & nbsp strong 我国研制成功高性能条纹相机 /strong /p p & nbsp & nbsp 2018年5月22日，由中科院西安光学与精密机械研究所(以下简称中科院西安光机所)研制的高性能条纹相机在西安宣布研制成功，标志着我国具有自主产权的高性能条纹相机进入实用阶段。中科院西安光机所完成的飞秒条纹相机、同步扫描条纹相机和大动态范围条纹相机，三类条纹相机均已达到实用化，其整体性能达到国际先进水平。部分核心关键技术和工艺难题取得突破，达到国际领先水平。 /p p & nbsp & nbsp strong 我国研制出世界首台在线检测设备工程样机 /strong /p p & nbsp & nbsp 2018年5月，中科院光电研究院研制出世界首台用于真空合金冶炼的在线检测设备工程样机。该技术样机具有无需样品预处理、分析时间短至数十秒钟、多元素同时检测等优势，是实现复杂合金生产在线检测的有效手段。该项目研究的技术能够提高生产效率、避免废品事件、提高产品品质及批次一致性等。 /p p & nbsp & nbsp strong 我国研制出世界首台流体壁面剪应力测试仪 /strong /p p & nbsp & nbsp 2018年4月17日，世界上第一台(套)流体壁面剪应力测试仪在西北工业大学研制成功。该仪器在高性能微型敏感探头技术、微弱信号抗干扰电测系统技术及复杂恶劣工作环境探头封装保护技术上取得突破，能够对流体壁面剪应力进行快速、有效、可靠测试，测试结果可为大型客机、航空发动机、水下航行器外形设计及河口海岸工程提供数据支撑。此举为飞行器/航行器的摩阻应力与精细流动测试提供了核心装备，解决了重大工程需求。 /p p & nbsp & nbsp strong 我国自主研发生产的全球首台动物全数字PET仪器落户芬兰国家PET中心 /strong /p p & nbsp & nbsp 2017年6月，我国自主研发生产的全球首台动物全数字PET（正电子发射型计算机断层显像）仪器落户芬兰国家PET中心，该设备经过美国电气制造商协会（NEMA）评测，各项性能指标均达国际领先水平。这台设备使用了全数字化技术，使得在超大口径的动物设备上，空间分辨率在三个维度上均接近1个毫米，性能在世界范围内的同类产品中具有极大优势，堪称是全球看得最清楚的一台动物PET。 /p p & nbsp & nbsp 除了以上近期国内在尖端科学仪器方面取得的丰硕成果外，2015年，科技部授予中科院物理研究所超导国家重点实验室主任周兴江等5位科学家国家自然科学奖二等奖，以表彰其通过真空紫外激光角分辨光电子能谱研究高温超导体方面的成果。周兴江研究组2008年研发了国际第一台超高分辨率角分辨光电子能谱仪。仪器的主要设计思想和原始创新均在国内完成，仪器的主要性能和技术指标在国际上处于领先地位。目前，角分辨光电子能谱技术作为一种先进的测量技术，在研究高温超导材料超导机理过程中发挥了巨大作用。中科院物理所研制了四台不同的角分辨光电子能谱仪，均具有我国自主知识产权。 /p p & nbsp & nbsp 虽然目前我国在尖端仪器的研发方面取得了不少成果，但在相关研发成果产业化方面还有很大提升空间，相信随着国家对发展尖端科学仪器制造企业的重视，未来我国在尖端仪器产业化方面会取得更多成果，我们也期待看到更多尖端科学仪器项目落地生产！ /p p br/ /p

在科技的不断进步与创新中，像增强相机已成为众多科学问题探索过程中不可或缺的工具。像增强相机是一种利用像增强器对弱信号进行增益放大的特殊相机，它可以极大提高相机的成像灵敏度。但是由于像增强器中起增益放大作用的微通道板（MCP）会极大的限制相机的分辨率，因此，目前市面上的像增强相机空间分辨率一般低于30lp/mm，这大大限制了很多有着较高分辨率要求的应用场景。今天，我们自豪地宣布，中智科仪的最新力作——TRC428高分辨率像增强相机即将面世。这款革命性的产品将带来卓越的空间分辨率、出色的性能表现以及无与伦比的可靠性，将满足您对高分辨率需求的一切期待。TRC428 高分辨率像增强相机搭载了全新的图像传感器芯片，分辨率高达3200x2200，单像素尺寸4.5um，为用户提供了前所未有的图像质量和分辨率，同时，我们集成了新一代的高空间分辨率、高量子效率、低噪声像增强器，且成功突破了高分辨率CMOS相机与增强器实现光纤锥耦合工艺的技术壁垒。这一突破性的技术提升使得相机的整机空间分辨率高达45lp/mm以上，重新定义了像增强型相机成像分辨率的标准。TRC428高分辨率像增强相机具有特点及优势：高空间分辨率：TRC428高分辨率像增强相机采用新一代高空间分辨率像增强器，以及3200x2200高分辨率CMOS图像传感器，利用4um芯径光纤面板将二者进行光学耦合，借助先进的耦合工艺，整机空间分辨率优于40lp/mm，为用户提供了极致的图像分辨率，使您能够捕捉到每一个细微的细节。TRC411相机（左）和TRC428相机（右）空间分辨率测试对比超短光学快门：TRC428高分辨率像增强相机可实现低至500ps的光学快门，可以以皮秒精度捕捉瞬态现象，并大幅降低背景噪声；针对瞬态吸收荧光光谱应用场景，可以实现更高的时间分辨率；针对门控拉曼光谱采集应用场景，抑制荧光和背景光能力更加卓越。特别适用于各种时间分辨成像以及超快过程探测。500ps光学门宽高时间同步精度：TRC428高分辨率像增强相机内置10皮秒精度的3通道同步时序控制器，可以进行相机与外部设备的高精度延迟和同步，无需额外的同步触发设备即可轻松实现多台设备之间的精准同步控制；各个通道可独立控制同步信号脉宽及延时，延迟精度高达10皮秒，通道间同步时间抖动小于35ps（RMS）。10ps延时精度高快门重复频率：TRC428高分辨率像增强相机快门工作重复频率可高达500kHz，可以更高效的实现高频信号采集；且支持片上积分（IOC）模式，一次CMOS曝光时间内可以支持更多次的“Burst”累积，这在可重复的弱信号采集应用中可有效提高信噪比。在激光诱导荧光光谱采集应用场景下，可以同步更高频率的激发光源，提高光谱信号激发和采集效率；在量子关联成像应用场景下，更高的快门工作频率可以适应更高的光子发生率，从而获取更丰富的成像信息，更快实现关联成像。片上积分（IOC）模式工作示意图方便易用的软件：TRC428高分辨率像增强相机的控制与操作可以完全兼容SmartCapture软件，功能丰富，方便易操作。SmartCapture软件界面及功能特点高分辨率像增强相机的以上特点和优势除了在成像应用领域为用户带来革命性的应用体验外，在门控光谱仪系统中也将发挥重要的优势。众所周知，探测器的分辨率对于光谱采集系统的光谱分辨率至关重要，但是在一些与时间分辨相关的光谱以及极弱单光子光谱信号采集系统中，单色仪需要配置具有门控功能的像增强相机做为探测器，从而实现时间分辨光谱和极弱单光子光谱信号采集测量。但是，像增强相机的低空间分辨率会极大限制光谱分辨率，相对于普通探测器，配置门控型像增强相机做为探测器的光谱仪分辨率将会降低约1.5倍左右（经验值）。高分辨率像增强相机的问世将在一定程度上解决这一问题。我们将TRC428高分辨率像增强相机与MS5204i光谱仪集成，形成一套纳秒门控光谱仪，利用这套门纳秒控光谱仪进行了极限光谱分辨率测试，并与集成了标准像增强相机的纳秒门控光谱仪测试结果进行了对比：结果如下：TRC428高分辨像增强相机，分辨率26.73pm@546.075nmTRC411像增强相机，分辨率35.64pm@546.075nm集成了TRC428高分辨率像增强相机的纳秒门控光谱仪，极限光谱分辨率可达26.73pm；但集成TRC411标准像增强相机的纳秒门控光谱仪，采用同样的光谱仪设置，对同样的光谱信号进行采集，能够达到的极限光谱分辨率仅为35.64pm。其他更多波长的光谱分辨率对比如下所示（不同波长对应的增益有所不同）：波长（nm）253.652365.015404.656435.833546.075579.066TRC411相机35.10pm40.50pm39.96pm32.40pm35.64pm39.69pmTRC428相机24.57pm23.63pm23.31pm25.92pm26.73pm28.35pm由以上对比数据可以看出，使用TRC428高分辨率像增强相机做为探测器的纳秒门控光谱仪，相对于使用TRC411相机做为探测器的纳秒门控光谱仪，在光谱分辨率上有30%以上的提升。配合更长焦距的单色仪，预期光谱分辨率可提升至10pm以内，可应用于等离子光谱以及同位素光谱分析等超高精度要求的应用场景。TRC428高分辨率像增强相机的推出标志着中智科仪对高分辨率成像技术的持续投入和创新。我们相信，TRC428将成为像增强相机行业内的新标杆，为用户提供前所未有的视觉体验和应用价值。同时，TRC428高分辨率像增强相机的问世也证实了像增强相机的空间分辨率有进一步提升的空间，中智科仪将继续努力，持续研发，推动像增强相机的空间分辨率进一步提升。

2024甲辰龙年将至，这一年对于卓立汉光与仪器信息网都将是意义非凡的一年，我们共同迎来了25周岁生日，在此预祝我们生日快乐！25年来，我们全面见证了卓立汉光于光电行业的卓越成就，如今卓立汉光已成长为国内精密光学仪器和精密机械运动与控制技术产品的知名品牌。点击图片报名参与，重磅新品另有好礼相送 卓立汉光的闪耀，归功于25年来坚持自主研发创新的信念感。25年来，无论荧光，拉曼等光谱领域，还是形成系列化产品的位移台，光学调整架等招牌产品。“自主研发”是它们矢志不渝的坚守，助力国产仪器里程碑式的进步，并为国产替代，国产仪器产业建设的长足布局作出巨大贡献。至今产品行销海外，产品力与品牌特色亮点受到全球市场认可。2024年，卓立汉光将针对25周年举办一系列的品牌活动，聚焦光电行业，仪器应用与品牌前沿发展，敬请您的期待，即将于1月26日13：00举办的“卓立造，中国芯”——2024新品发布会为卓立汉光25周年系列活动的第一弹，开年大作自当诚意满满，总结来说：优秀产品重磅推出与技术干货倾情分享。卓立汉光邀请北京大学，中国海洋大学，中科院工程热物理所的多位知名专家为广大用户作出宝贵的技术应用报告，欢迎您届时收看！发布新品抢先看：01．2μm 掺铥光纤激光器无锡中镭光电-从光纤激光器到国产激光研发平台，立志于高端激光技术国产化，为国内激光工业领域提供具备良好品质和稳定供应链。产品涵盖2μm掺铥系列光纤激光器，高功率窄线宽系列光纤激光器等，并可满足科研及工业客户的特殊定制化需求。公司致力于成为高技术水平、高产品质量、高服务品质的科创技术型企业。02．实验室冷链安全监测产品及方案由温湿度监测、预警报警、历史数据查询分析、风险审计管理、开关门及断电监测等模块部分组成。该系统能将高精度监测与有效报警、报告和数据保存结合，将高智能传感器、最新的无线和有线通讯及网络技术集中应用于项目管理解决方案中。03．设备状态监测产品及解决方案 辅助人工巡检，赋能设备管理，守护设备健康；从传统的人工巡检模式，进入全新的无线监测时代，用户可实时了解设备运行状态，实现故障预诊、健康状态定级和智能化维护。工业级品质，高防护等级设计，轻松应对极端恶劣环境，产品稳定可靠。04．HiperS-320i全焦面影像校正光栅单色仪采用全焦面非对称影像校正技术，光谱仪在宽波段范围内全焦面拥有极小的像差，整个像面上都呈现出近乎完美的影像效果，高光谱分辨率及光谱影像质量，让光谱分析测试突破极限。05．FI-RIR便携式红外拉曼一体机满足既需要拉曼有需要红外的用户，内置红外、拉曼数据库，可支持自建数据库，满足不同行业的现场鉴定，可广泛用于公安，环保、卫生、消防，安检，安监，海关，应急、出入境检验检疫等行业。06．高能量连续可调衰减器采用布儒斯特角起偏器与波片配合的方式，可实现高能量脉冲激光器的丝滑衰减，保证光斑衰减前后形貌一致，同时还能提高激光输出的偏振比；小巧体积，不偏转光路，可满足多种场景使用！07．TL-900 热释光测试系统专门为热释光测试而设计，可以对热释光样品进行热释光三维光谱热释光发光曲线，X射线荧光光谱测量，余辉衰减光谱的测量。辐照源可选择X 射线或者紫外光源，样品仓具备X 射线辐射防护，满足国标安全辐射剂量要求，快速加热模块实现多种升温速率控制，高灵敏度CCD 检测器可在快速升温过程中实时记录热释光的温度变化过程。08．T-lab系列 通用型条纹相机条纹相机是一种同时具备高时间分辨与高空间分辨的瞬态光学过程测量仪器。该系列条纹相机采用国际先进的同步型条纹管，扫描频率最高可达200MHz以上，时间分辨最高可达2ps.该产品集成了单次、低频触发扫描模块与高频同步扫描模块，可实现200nm到900nm光谱范围高分辨时域光谱测量；全新的T-lab 系列条纹相机真正实现了通用化，走进普通实验室。09．可见光分幅相机分幅相机是采用多路分光系统及快速光电子技术，整合2、4或8台像增强型门控相机于一体，实现高速分幅拍摄的一种超高速相机。短到1ns的帧频间隔，可以轻松实现10亿帧频的高速2幅、4幅，8幅，甚至16幅图像的单次极速拍照。主要用于观测极短过程的物理现象，例如 燃烧反应、放电、爆炸等；10．笼式系统提供更为便捷的方法来搭建各种光学系统。笼式系统使用四根坚固的不锈钢支杆，光学元件可以沿着公共的光轴安装，具有高灵活性和可精确定位的特点。可应用与高端科研仪器集成化的定制搭建，如空间光调制器、DMD衍射系统、白光干涉仪、生物传感器、多相机成像系统等。11．多种类高光谱智能一体机介绍 可见近红外高光谱相机（400-1700nm）：更高的光谱分辨率，更高的空间分辨率，单线扫描超过2k像素。光谱通道可抽行选择特定波段，以提高帧速。可广泛用于垃圾、塑料等工业分选领域。高光谱激光雷达热红外一体机：多元遥感探测新产品，集成了高光谱、激光雷达、热红外和可见光相机四种载荷，可挂载于无人机上同步采集数据，数据融合软件功能强大，可做多种数据的融合处理。便携式高光谱成像仪GaiaSmart-VN&NIR:最新一代便携式高光谱成像仪，可通过设备自带触摸屏幕进行操控、数据采集和图像结果查看及分析，高度一体化最新产品。机载叶绿素荧光光谱仪Gaiasky-SP-SIF：基于大疆M350 TRK的最新款机载叶绿素荧光光谱仪系统，搭配可锁定拍摄区域的可见光相机，实时获取感兴趣区域的叶绿素荧光数据。做到图谱对应的采集和保存。12．发光器件及发光材料IVL&量子效率&寿命光电综合测试系统：发光器件IVL测试系统：适用于钙钛矿，量子点，有机发光二极管及手性发光器件样品，亮度计和电源可根据需求进行选配，最小测试点可达0.064mm, 最小亮度：0.000137nit，光谱范围可扩展到近红外1080nm；可应用在手套箱环境内自动化测试。发光器件及材料量子效率测试系统：适用于溶液，粉末或薄膜样品或器件，样品治具可根据样品形态和尺寸进行定制，采用高反射率积分球及高灵敏度光谱仪，测试精度高，误差小。发光器件及模组寿命测试系统：多工位设计，可多样品同时测试，支持恒流、恒压、恒亮度模式，同样也支持脉冲模式，常温或高温通道可选，最多可扩展到512工位。AR/VR/XR测试：采用独特光学设计，模拟人眼的视场、大小、位置和调焦，专为 AR/VR/MR 类近眼显示器的光学测量而设计。客户指定的3-5 毫米入口瞳孔模拟人眼瞳孔的大小，可容纳500 - 2000 毫米的虚拟图像距离，可做光谱亮度，亮度，CIE 色度和CCT等参数测量。

近日，浙江大学材料学院叶志镇院士团队在高光效、高稳定钙钛矿复合结构方面取得重要进展，研究成果以“Highly efficient and ultra-stable CsPbBr3 composites for LCD devices and X-ray imaging”为题发表在国际知名学术期刊Journal of Materials Chemistry C (doi：10.1039/d3tc04701f)上。浙江大学为该论文第一单位，王朋博士、王昭宇博士、朱美怡博士为共同第一作者，叶志镇院士、何海平教授、樊超博士为共同通讯作者。钙钛矿量子点是一种具有优异光学性能的零维半导体结构，其具有高量子产率、可调控的发光波长、极高的缺陷容忍度等优点，在照明、显示、成像等应用领域具有极高的商业价值。然而，由于量子点的尺寸在纳米量级，表面缺陷对量子点的光学性能影响很大。表面缺陷的富集会导致量子点荧光淬灭，并且影响其稳定性。因此，表面钝化和封装对实现高光效、高稳定性的钙钛矿量子点至关重要。有鉴于此，王朋博士等联合开发了一种改良的固态煅烧方法，实现了钙钛矿量子点表面钝化和封装一体化，提升了固态煅烧制备钙钛矿量子点的光效和光、热稳定性，并进一步将这些量子点应用于宽色域液晶显示和高灵敏度X射线探测中。该工作通过用3-（癸基二甲基铵）-丙烷磺酸盐内盐（DPSI）钝化CsPbBr3量子点表面，并进一步用二氧化硅模板（MS）封装这些量子点，获得了具有93.2%高光致发光量子产率的超稳定CsPbBr3-DPSI/MS纳米复合材料。在苛刻的协同老化条件下（温度60℃，湿度90%RH，功率密度3500 W/m2的蓝光照射）保存1000小时后，CsPbBr3-DPSI/MS仍然保持其初始光致发光强度的90%。该工作在不同时间尺度下观测了有/无DPSI钝化量子点的发光寿命，发现DPSI钝化可以有效抑制钙钛矿浅能级缺陷，可以有效提升钙钛矿量子点激子复合效率。这些CsPbBr3-DPSI/MS材料与KSF荧光粉共同作用在液晶显示器的背光模块中，可以实现111.7%NTSC的宽色域显示性能。此外，这些CsPbBr3-DPSI/MS材料表现出优异的X射线探测性能，实现了16 lp/mm的X射线成像空间分辨率和339 nGyair/s的低检测极限。DPSI钝化抑制浅能级缺陷提升量子点光效以上图中可见，CsPbBr3-DPSI/MS复合材料的荧光量子产率提高到了93.2%。在405nm的飞秒激光激发下，条纹相机获取得到的图像表明，CsPbBr3-DPSI/MS平均寿命从323ps（钝化前）增加到454ps，这也证实了DPSI在钙钛矿量子点表面的有效钝化作用。配置推荐关于本文中准二维钙钛矿复合材料的测试部分，超快时间分辨光谱数据使用卓立汉光公司的ST-10条纹相机获得，稳态瞬态荧光光谱数据采用OmniFluo900稳态瞬态荧光光谱仪获得。ST-10条纹相机时间分辨率可达到5ps，可匹配多种焦长光谱仪，快速追踪超快发光的动力学过程。OmniFluo900为模块化搭建结构，通过搭配不同的光源、检测器和各类附件，为紫外/可见/近红外发光测试提供综合解决方案，也为钙钛矿发光器件、钙钛矿光伏器件及钙钛矿量子点的研发提供有利工具。 条纹相机超快时间分辨系统 OmniFluo900系列稳态瞬态荧光光谱仪 免责声明 北京卓立汉光仪器有限公司公众号所发布内容（含图片）来源于原作者提供或原文授权转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有，北京卓立汉光仪器有限公司发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们联系，会第一时间及时处理。我们力求数据严谨准确， 如有任何疑问，敬请读者不吝赐教。我们也热忱欢迎您投稿并发。

今天广州明慧和大家分享的是关于显微镜相机的安装、应用及使用方法。作为一家专业生产与研发显微镜相机的工厂，我们深知显微镜相机在科学研究和医学领域的重要性。因此，我们致力于为客户提供最优质的显微镜相机和相关软件。首先，让我们来了解一下显微镜相机的摄像头软件安装。我们的显微镜相机摄像头软件安装非常简单，只需按照说明书上的步骤进行操作即可。显微镜数码相机MHC600我们的显微镜相机的优势在于要求出色的荧光成像应用中获得广泛认可，适用于荧光显微镜。我们的显微镜相机可以与荧光显微镜配合使用，拍摄高质量的荧光图像，具有高灵敏度和低噪声的特点，可以轻松捕捉到非常微弱的荧光信号，在黑暗的环境下也可得到高亮度的照片。除了显微镜相机，显微镜制冷相机能够在低温下观察样品，从而提高数据的准确性和可靠性。有效减少样品的热噪声，提高图像的清晰度和分辨率。三目倒置荧光显微镜接相机MHS900除了适用于荧光显微镜的相机外，我们还提供显微镜拍照软件。MingHui显微成像软件可以处理粉末、颗粒、物体表面、材料裂纹、液体成分和含量、农作物和病虫害分析、零部件尺寸测量以及组织细胞形态学等任务。此外，该软件还支持金相显微组织和晶粒度分析，以及化学工业中反应物和粒子的形态分析。MingHui显微成像软件可以支持多种操作系统，包括Windows、Mac和Linux等；支持多种语言，方便客户在不同国家和地区使用。可以让用户轻松地拍摄高质量的显微镜图像，支持多种拍摄模式，包括单张拍摄、连续拍摄和时间-lapse拍摄等。此外，也支持图像处理和分析，可以帮助用户更好地理解和研究样本。显微镜相机软件显微镜相机摄像头适配显微镜型号作为一家专业生产与研发显微镜相机的工厂，我们致力于为客户提供最优质的显微镜相机和相关软件，显微镜相机摄像头软件安装非常简单，支持多种操作系统和语言。相机适用于生物显微镜、荧光显微镜、倒置显微镜、金相显微镜、偏光显微镜和体视显微镜，具有高灵敏度和低噪声的特点。MingHui显微成像软件可以让用户轻松地拍摄高质量的显微镜图像，并支持图像处理和分析。如果您有任何关于显微镜相机的需求，随时可以联系我们。谢谢！

在物料分选、材料分类、异物检测等应用领域，普通的RGB相机往往难以满足需求。多光谱红外相机探测目标对不同波段的光的吸收，形成代表材料属性的图像，提升分析的效率和准确性。巨哥科技最新推出的多光谱相机光谱响应范围900 nm至1700 nm，有效覆盖短波红外范围，适用于广泛的材料光谱分析。该相机具有7个波长通道，可提供丰富的光谱信息。一次多光谱成像时间小于0.1秒，10Hz的多光谱成像帧频确保了对动态过程的实时监控。通过收集不同波长下的光谱数据，该相机能够创建详细的材料光谱特征库，结合先进的数据处理算法构建高精度光谱模型，可实现自动化生产线上的快速材料分拣、质量控制和异物检测等任务。巨哥科技丰富的光谱分析和建模经验可以应对需要精确材料鉴别的复杂应用场景，如在复杂混合物中识别特定成分或在生产过程中实时监控材料变化。使用短波多光谱相机对不同材质的四类布料（涤纶、氨纶、棉以及使用了特殊染料的布料）进行成像。使用多光谱相机采集到的四类布料光谱数据如下图所示，可以看出不同材料在光谱上的差异。多光谱相机采集光谱通过建模算法确定图像中各点对应的材料成分后，使用伪彩色进行整体显示，可以直观看到各类布料的材质差异。多波段响应合成的伪彩色图区分不同材料基于上述原理，该款多光谱相机可用于以下领域：01 工业分拣：在生产线上，多光谱红外相机可以快速区分不同类型物质，如不同种类的纺织品或塑料，提高分拣效率。02 质量监控：通过光谱分析，实时监测PCB、水果等产品质量，快速识别并排除不合格品。03 成分分布：多光谱相机能够快速辨别材料成分，例如实时显示药物混合后的成分分布。04 异物检测：在食品加工等行业，相机能够有效识别潜在的异物，保障产品安全和消费者健康。巨哥科技多光谱红外相机的产品设计注重实用性和稳定性，确保在各种工作环境中均能提供可靠的性能。新款多光谱红外相机与现有光谱仪系列的协同作用，将为客户提供更加完善的材料属性分析工具。此外，巨哥科技为客户提供全面的技术支持和培训服务，确保客户能够充分利用我们的产品进行高效的材料分析和处理。巨哥科技致力于推动光电技术在工业和科研领域的应用，期待与客户共同探索和实现光电技术在现代工业中的更多可能。关于巨哥科技上海巨哥科技股份有限公司是专精特新和高新技术企业，自主研发光电仪器及核心芯片、智能算法和软件，获上海市科技进步一等奖。团队来自普林斯顿、清华、中科大、浙大、中科院等，获海外高层次人才、上海市优秀技术带头人等称号。巨哥科技提供全波段红外光电产品：用于电力、轨交、冶金、汽车等行业设备状态和过程监控的热像仪，用于石化等行业的气体泄漏成像仪，用于激光、半导体等先进制造领域的短波相机，用于石化、粮油、制药等领域成分分析的光谱仪等，并为材料、工程、生命科学等前沿研究提供科学级光电仪器。

新相机每163纳秒就能拍一幅图像　　 　　世界最快相机每秒拍610万张照片 　　北京时间4月30日消息，据美国《探索》杂志报道，光学研究人员已经发明了一种利用红外激光器反射物体上的光线的照相机，他们表示，这项发明将使摄影爱好者不再有技术差异。他们发明的这种照相机，一秒钟内可拍摄610万张照片，快门速度是四点四亿兆分之一秒。在这段时间里，光仅能前进不到一厘米。论文联合作者本田惠介(Keisuke Goda)说：“这是世界上速度最快的照相机。” 　　常规数码相机利用电荷耦合器(CCD)拍照。电荷耦合器里的半导体芯片在与光线发生反应时，会产生电子。电子读出芯片上的内容后，把它们转变成电子信号，然后通过电子放大，把这些信号编码成数码图像。但是常规数码相机的这个过程存在很大限制。最好的传统相机的最大相速大约是每秒30帧，而最先进的科学仪器大约可以达到每秒100万帧。对本田惠介和他的同事们来说，这种速度还不够高。 　　为了制造这种连续时间编码放大显微镜(serial time-encoded amplified microscopy，STEAM)照相机，这些研究人员发射一束红外激光，来扩大光脉冲，形成光谱图像。这项研究结果发表在《自然》杂志上。通过视频进行演示，解释了STEAM是如何产生作用的。然后这些研究人员把这种光线照在他们想拍照的物体上。这意味着物体的不同部位被不同波长的光照亮。发射光经过一个特殊的纤维光学电缆，使不同波长的光以不同速度传输。波长较长的光走在前面，而波长较短的光则落在后面。光束被放大后，由一个光电探测器读出来。这个光电探测器记录每种波长的光的到达时间，这种简单数据将被用来重新修改物体的图像。 　　人们可以利用这种照相机研究燃烧、激光切割和任何改变迅速及无法预测的系统。本田惠介说：“我认为以后每个科学家都会利用这种照相机。”

自适应光学波前传感的理想选择—sCMOS 相机牛津仪器 Andor sCMOS 相机作为自适应光学波前传感的优选设备，拥有高度并行的像素读出产生的高帧频，结合短曝光条件下的低噪声和高量子效率能够获得最佳信噪比图像。在本次技术说明中，我们比较了Andor sCMOS 系列中三款特别适合波前传感的相机： Marana 4.2B-6（具有CoaXpress接口） Zyla 4.2 PLUS（具有CameraLink接口） Balor 17F（具有CoaXpress接口）下表总结了每款相机的关键性能参数。表1 用于波前传感的三款 Andor sCMOS 相机的关键成像参数在第1部分中，我们将详细分析潜在的帧频性能，尤其是 ROI 模式下帧频的提升。在第2部分中，我们将比较三款相机相对“延迟”特性，这是自适应光学应用的一个重要考虑因素，因为它决定了图像在软件中的准备时间，以便作为闭环可变形镜像系统的一部分进行处理。Part 1 | sCMOS 帧频高速帧频性能对于波前传感至关重要，使用（ROI）子阵列能够实现每秒数百帧的图像采集。作为波前传感备选的成像探测器，表2显示了上述三款 sCMOS 相机在不同 ROI 阵列尺寸上的帧频。表 2 的关键成像参数（可用选项）： 卷帘快门曝光模式 重叠（100％占空比）模式 16位（全动态范围）模式 中心 ROI 成像 CoaXpress（CXP）接口（Marana 和 Balor） CameraLink（CL）接口（Zyla）表2 三款 Andor sCMOS 相机在不同 ROI 阵列尺寸上的帧频 请注意，在比较 Marana 和 Zyla（均为2048 x 2048阵列）时，尽管 Zyla 能够实现更快的帧频，但 Zyla 是使用前照式芯片，通过在每个像素上使用微透镜来实现高量子效率。Marana 使用背照式芯片，在没有微透镜的情况下可实现高达95％的量子效率。此外，如果 Zyla 的 ROI 没有在垂直方向上居中，帧频将会降低（降低到原来的2倍），而对于Marana 和 Balor，ROI 可在任何区域，帧频的降低可以忽略不计。Part 2 | “延迟”比较科学成像相机用作波前传感器的一个关键考虑因素是“延迟”。由于波前传感成像是 AO 配置闭环系统的一部分，因此软件必须快速采集图像以进行实时处理，以便它能够持续地通知变形镜系统如何在到达科学探测器的过程中对入射波前进行重塑和展平。比较波前传感器相机，我们需要清楚地了解曝光、传感器读出和任何图像传输耗时相关的相对时间。在成像的时序流程中，对于“延迟”的定义可能存在一些主观的变化。为了在当前的比较研究中实现标准化，我们将考虑从曝光开始到软件处理该曝光时间内的完整图像/ROI 的整个端到端时间。我们还将通过假设曝光时间为 10 毫秒（帧频达到100 fps）进行标准化。但是请注意，我们比较的三款相机，这 10 毫秒的曝光对应于不同的 ROI 阵列大小和相应的视野。图 1 和图 2 为 Zyla 4.2 PLUS 与 Marana 4.2B-6 进行比较的时序示意图。sCMOS 相机之间的“延迟”区别如下：Zyla 必须先将整个 ROI 阵列（10 毫秒）读出到组装图像的相机 FPGA，然后再通过 CameraLink 接口传输图像，这里又需要10 ms。由于这些过程是按序发生而不是同时进行的，因此整个端到端处理接近曝光（10 ms）+ 读出（10 ms）+ 通过 CameraLink 的数据传输（10 ms）= 30 ms。注意，Zyla图像必须首先在 FPGA上组装的原因是其复杂的传感器读出，这涉及到同时读出阵列的两半，从中间行开始，向外分别移动到顶部和底部行。Marana 具有更直接的传感器读出架构，这意味着无需将图像在相机 FPGA上组装后再传输到主机PC。相反，一旦读出像素行，它就会由 FPGA 处理并立即通过 CoaXpress（CXP）接口进行传输。这意味着图像传输与图像读出同时发生，而不是顺序发生，从而克服了“延迟”造成的影响。 Marana 的整个端到端过程近似于曝光（10 ms）+ 同时读出/数据传输（10 ms）= 20 ms。Marana 具有更直接的传感器读出架构，这意味着无需将图像在相机 FPGA上组装后再传输到主机 PC。相反，一旦读出像素行，它就会由 FPGA 处理并立即通过 CoaXpress（CXP）接口进行传输。这意味着图像传输与图像读出同时发生，而不是顺序发生，从而克服了“延迟”造成的影响。Marana 的整个端到端过程近似于曝光（10 ms）+ 同时读出/数据传输（10 ms）= 20 ms。Balor 未在所示的图中具体表示，但具有与 Marana 相似的单向传感器读出架构，区别在于 Balor 通过同时读取每组 4 行的数据来提高速度。因此，如果 Balor 定义了 ROI 阵列，其结果是曝光时间为 10 ms（相应的读数为10 ms），那么 Balor 的整个端到端过程也将近似于曝光时间（10 ms）+ 同时读出/数据传输（10 ms）= 20 ms。因此，相对于 Zyla 固有的“延迟”, Marana 和 Balor 的“延迟”减少了。然而，如第 1 节所示，Zyla 4.2 PLUS 相对于Marana 4.2B-6 可能具有更高的帧速。在为您的装置选择最合适的波前传感成像相机时，应在确切的实验要求范围内考虑这两个因素。图 1 和图 2 的关键成像参数（可用选项）： 曝光时间/读出时间 — 10毫秒（需要选择ROI） 卷帘快门曝光模式图1 Zyla4.2 PLUS：表示曝光、读出和图像传输（通过 CameraLink接口）的计时示意图图2 Marana 4.2B-6：表示曝光、同时读出/图像传输（通过Coaxress 接口）的计时示意图。Balor 的实验数据接近Marana 4.2B-6

鑫图Dhyana 95/400BSI是背照式sCMOS相机的典型代表，已成功应用于国内外多个软X射线研究领域，能有效解决传统背照式CCD因读出噪声过大带来的采集时间拉长，动态范围受限和图像对比度较低的问题，大幅提升软X射线成像品质，数十倍帧率的提升为动力学实验提供了更多可能性，而且性价比极高，已成为软X射线应用研究的新宠。 成像性能再升级，鑫图专业软X射线相机上线 为进一步提升在软X射线领域的应用优势，鑫图在第一代Dhyana 95/400BSI应用基础上进行了卓有成效的技术改进，基于定制的无抗反射镀膜芯片进行再开发，实现了软X射线短波段近100%超高量子效率的重大突破，同时采用灵活的法兰适配方案，能更好地满足真空系统的密封要求，是新一代软X射线探测系统的不二之选。 无抗反射镀膜芯片，近100%量子效率 如图所示：鑫图专业sCMOS软X射线相机采用的全新一代无抗反射镀膜芯片，在1.24-12.4nm区间内量子效率得到了大幅提升，整体超过了90%，部分波段近乎达到了100%的超高水平，在对应的80–1000 eV光子能量范围内，具备更专业的成像性能。 法兰可定制，灵活适配真空系统 鑫图专业软X射线相机适配真空系统的法兰可提供标准方案，也可根据您系统定制尺寸，全力满足您的应用需求。 CF63,CF100,CF150... 鑫图专业软X射线相机，多种成像方案可选 Dhyana 400BSI-SV/Dhyana95-SV是基于鑫图成熟相机平台推出两款专业软线相机，后期我们还可根据用户需求开发更多软X射线产品方案。产品型号中的 “S”代表“Soft”,”V”代表 “Vacuum”，“SV”后缀即“软线真空”的意思，将作为鑫图专业软线相机型号命名使用。 目前，鑫图“SV”系列软X射线相机已有少量标准品可接受试用，无论您是预约测试还是需要更深入的技术探讨，欢迎与我们联系！

仪器信息网讯 2014年9月24~26日，第七届慕尼黑上海分析生化展(analytica China 2014)在上海新国际博览中心盛大开幕。 　　福州鑫图光电有限公司过去一直参加的是国内外光电展会，此次是第一次参加慕尼黑生化分析展，首次向科学仪器设备用户展示其科学影像产品，为用户带来全新的成像选择与用户体验，期待通过展会能够结识更多的专家用户和经销商，更期待其前沿产品能为广大科学影像用户打开一扇全新的数字成像大门，促进科学探索的发展以及企业与用户的相互交流。 　　此次鑫图光电带来了&ldquo 科学级CMOS相机&rdquo 。科学级CMOS相机被称为将取代CCD，EMCCD的下一代成像设备，将被广泛应用在微弱发光、显微镜成像、航天空间、军事、医学等众多领域。鑫图光电推出的首台&ldquo 科学级CMOS相机&rdquo 多项指标达到行业领先水平，例如最宽的93dB动态范围，探测极限4个光子，感光面积2英寸，并采用USB3.0高速输出，是一款功能强大的科学级CMOS相机。 鑫图展会现场 　　2014年上半年，鑫图光电销售业绩增长了40%，超过了预期目标。上半年推出的Truechrome彩色科学相机色彩还原优异，成为HDMI彩色相机的行业领导者。另外，鑫图光电同期还成功参加了美国西部光电展SPIE，并随科技部代表团访问以色列，并与以方签署了科技合作意向。 　　未来鑫图光电将专注于科学成像行业，希望借助科学级CMOS相机的技术优势成为全球科学成像行业领导者。同时，鑫图光电组建了&ldquo 前沿实验室、研究组、硬件开发组、软件项目组、工程化组、工艺质量&rdquo 等模块化研发团队，让这些模块能够自行拆装拼接，迭代开发，以持续挑战欧美顶级科学影像设备制造商。参照国际竞争对手，鑫图光电的研发速度是很快的，因此鑫图对未来长期的良好发展充满信心。

美国西北大学研究人员发明了一种新型高分辨率相机，采用“合成波长全息术”将相干光间接散射到隐藏物体上，这些物体再将光散射回相机，通过重建散射光信号而呈现隐藏的物体。利用它，人体的皮肤到骨头将一览无余，甚至还能看到角落和散布四周的介质，如雾气等。相关研究发表在17日的《自然通讯》杂志上。　　为角落里的物体成像和为人体器官成像似乎是不同的范畴，但论文第一作者弗洛里安威洛米泽说，二者实际密切相关，都需要处理散射介质，光线照射到物体并以无法再看到物体直接图像的方式散射。　　威洛米泽说：“当用手电筒照射你的手时，你会在手的另一边看到亮点，但从理论上讲，你的骨骼应该会有一个暴露出轮廓或结构的影子。”然而，通过骨骼的光线在人体组织内向各个方向散射，完全模糊了阴影图像。因此，研究团队的目标是拦截散射光，重新测量有关其传播时间的信息，以揭示无法被成像的物体。　　为了克服可以对光进行高精度测量的探测器成本高昂的问题，研究团队通过合并来自两个激光器的光波，形成了一种为不同散射场景下进行全息成像而量身定做的合成光波。这是第一种能在角落周围通过散射介质进行成像的技术。该方法结合了高空间分辨率、高时间分辨率、小探测区域和大角度视野。这意味着，即使在物体移动的情况下，相机也能以高分辨率拍摄出狭小空间中的微小特征以及大面积区域中隐藏的物体。　　由于光只能沿直线传播，因此必须有不透明的障碍物（例如墙壁、灌木或汽车）让新相机能看到拐角处。光从传感器单元发出，从障碍物反弹，然后击中拐角处的物体，接着光反射回障碍物并最终返回传感器单元的检测器。　　据介绍，由于具有高时间分辨率，该相机还可对快速运动的物体成像，例如心跳或街角飞驰的汽车。车辆转弯时，该相机可看到附近车辆以防发生意外。它还可替代用于医疗和工业成像的内窥镜。例如，在结肠镜检查时，可用它观察肠道内的褶皱。此外，该相机在夜间和有雾的天气下也可使用。　　总编辑圈点　　对遮挡或散射介质背后的物体成像，其实是一个相对较新的研究领域，即所谓非视距成像。与相关的非视距成像技术相比，新方法可快速获取大范围、亚毫米精度的全视野图像，在这种分辨率水平下，相机甚至可透过皮肤成像，看到哪怕最微小的毛细血管。因此，这一方法在无创医学成像、汽车预警导航系统以及在狭小空间进行工业检查等方面，拥有无限潜力。

海洋区域湿度大，昼夜温差大，极易形成雾、霾、水汽等特殊条件。可见光在正常条件下成像良好，但是受天气影响较大，在恶劣天气下会出现对比度变低，轮廓模糊，细节丢失的现象等问题，无法清晰的识别目标。热成像技术虽然透雾能力好，但是当目标和背景温度接近时，热成像细节丢失严重，不利于海洋区域的目标探测。而短波红外在海面恶劣天气下也可以实现远距离船只监测，由于具备对海雾的良好透过性，所以目标几乎很少受到海上雨雾天气的影响，具有较为明显的轮廓和纹理特征。图 1可见光和短波红外雾天成像对比短波红外成像和可见光类似，主要依靠场景物体反射的光信号成像，其波段范围大约在900nm~2300nm之间，因为光在遇到大气中的分子、粒子、气溶胶和大量的悬浮小水滴时都会发生散射，当大气中的散射粒子小于光波长时，可以按照瑞利散射处理，散射系数为式中，S为散射粒子的截面积，N为单位体积的粒子数，λ为光波波长，从公式中可以看出，波长越长，散射越弱，透雾能力越强，所以短波红外穿透雾霾能力比可见光强。如图2所示，分别为可见光和短波红外的成像情况，舰船在短波红外图像中的细节更丰富。图 2 雾中短波红外（左）与可见光成像（右）不仅如此，短波红外在海面微小目标识别方面也有很大的优势，由于海面拍摄距离远，微小目标在探测器上占据的像素小， 而且海面也在不断地变化，当海杂波干扰过大时，微弱目标的信号会被淹没，造成可见光探测困难。但是短波红外则不同，利用海水对短波红外具有强吸收这一特性，可以大大提高微弱目标的识别能力。海水几乎不反射短波红外，而微弱目标发射红外辐射，背景和目标的对比度增大，微弱目标更容易被观测到。所以当对海面浮冰、小船、蛙人、浮标、飞机残骸、海面漂浮物等这些声光电特性不明显的目标探测时，相比可见光，短波红外更适合观测。 此外，短波红外技术还具有在夜间和低光条件下提供高质量监控图像的能力，在海岸港口，夜间航行可能存在风险，而短波红外监控系统可以保证即使在黑暗中，港口和船只的活动也能被及时监测，从而提高港口的安全性。西安立鼎光电提供非制冷、制冷面阵以及线阵多款短波红外相机，现货供应，具体产品如下：01非制冷短波红外相机02宽谱段短波红外相机03制冷型短波红外相机04科研型短波红外相机05线阵短波红外相机06定制短波红外相机立鼎定制型短波红外相机是立鼎团队为保证各类客户的产品性能指标而推出的定制化服务。可根据用户不同需求进行产品定制，将客户重点关注的产品性能进行提升，以满足客户在不同领域的使用。目前，立鼎团队已为多家客户定制适合客户项目应用需求的多款相机，得到了众多用户的认可。更多信息请联系西安立鼎光电400-860-5168转6159西安立鼎光电科技有限公司成立于2016年4月，是一家专业从事短波红外成像系统及光电测试装备的研发生产、系统集成、销售服务为一体的国家级高新技术企业。公司专注于为客户提供从器部组件到全套光电系统产品的完整解决方案。近年来，公司研制的短波红外成像系统在激光光斑检测、半导体检测、激光通信、光谱成像、激光切割、生物医疗、天文观测、安防等领域得到了广泛的应用。多年来，根据用户需求研制的多款光电测试装备为用户产品的性能指标保证发挥了重要作用。

近日，南开大学物理科学学院超快电子显微镜实验室付学文教授团队成功研制并报道了国际首套超快扫描电子显微镜（SUEM）与超快阴极荧光（TRCL）多模态载流子动力学探测系统。该系统在飞秒超快电子模式下实现了空间分辨率优于10 nm，SUEM成像和TRCL探测的时间分辨率分别优于500 fs和4.5 ps，各项技术性能和参数指标达到国际领先水平。该团队利用该多模态载流子动力学探测系统在飞秒与纳米时空分辨尺度直接追踪了n型掺杂砷化镓（n-GaAs）半导体中的光生载流子的复杂动力学过程，结合SUEM成像和TRCL测量成功区分了其表面载流子和体相载流子的动力学行为，全面直观地给出了其光生载流子动力学的物理图像。该仪器系统的成功研制填补了我国在该技术领域的空白，为研究和解耦半导体中复杂的光生载流子动力学过程提供了一个强有力的高时空分辨测量平台，将为新型半导体材料与高性能光电功能器件的开发提供重要支撑。该研究近日以“A femtosecond electron-based versatile microscopy for visualizing carrier dynamics in semiconductors across spatiotemporal and energetic domains”（一种基于飞秒电子的可用于跨时空和能量维度可视化半导体载流子动力学的多功能显微镜）为题，发表于重要国际学术期刊《Advanced Science》。半导体光电材料与器件的功能和性能主要取决于其材料表/界面的载流子动力学过程，例如光伏与光电探测器件需要增强其界面光生载流子的分离与传输，抑制载流子的复合，而发光器件则要增强其界面载流子的辐射复合，抑制非辐射复合。这些载流子的动力学过程多发生在表/界面处，且动力学过程快至皮秒乃至飞秒量级，因此以超高的时间、空间以及能量分辨率测量半导体材料表/界面载流子不同类型的动力学过程对于现代半导体器件的研发及应用起着至关重要的作用，尤其是对于一些低维、高速、超灵敏的半导体光电器件。当前，研究半导体光生载流子动力学的时间分辨探测技术主要有瞬态吸收显微镜（TAM）及光谱、时间分辨近场扫描光学显微镜（NOSM）、时间分辨阴极荧光（TRPL）、时间分辨光发射电子显微镜（TR-PEEM）等。然而，光学衍射极限限制了这些技术的空间分辨率，并且激光较大的作用深度使得测得的动力学信号主要来自材料内部的平均载流子动力学信息，很大程度上掩盖了来自表面或界面载流子的贡献，且单一的探测手段难以同时给出载流子不同类型的动力学信息。因此，为了全面表征半导体材料的载流子动力学，特别是表/界面载流子的动力学，亟需发展一种在时空间和能量维度上同时具有超高分辨率并且兼具高表面敏感特性的超快探测手段。图1. 仪器系统的示意图和时空分辨性能表征。（a）超快扫描电镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统的示意图。其中包含飞秒光学系统、扫描电镜系统、阴极荧光收集系统、条纹相机以及液氦低温台。图中左上角分别为金刚石微晶的扫描电镜图、阴极荧光强度分布图像、阴极荧光光谱以及n型GaAs在77 K下的条纹相机图像 （b）传统模式下锡球标样的SEM图 （c）和（d）不同放大倍数下锡球标样的飞秒脉冲电子图像，表明飞秒脉冲电子模式下良好的成像质量，其空间分辨率优于10 nm。（e）初始红外飞秒激光脉冲的脉宽；（f）超快扫描电子成像的时间分辨率测试，其仪器相应函数（IRF）大约为500 fs；（g）超快阴极荧光探测的时间分辨率测试，其IRF约为4.5 ps。随着超快电子显微镜技术的蓬勃发展，超快扫描电子显微镜（SUEM）和超快阴极荧光（TRCL）技术也迅速兴起，两者都同时兼具超短脉冲激光的超快时间分辨率和电子显微镜的超高空间分辨率。其中SUEM技术是基于泵浦-探测原理，用一束可见波段飞秒激光激发样品表面产生光生载流子，另一束同步的紫外飞秒激光激发扫描电子显微镜的光阴极产生飞秒脉冲电子进行扫描成像。由于扫描电子显微镜主要收集来自距离样品表面几个纳米范围内的二次电子信号，使得超快扫描电子显微镜技术具有表面敏感特性，能够直接对半导体材料表面或界面光生载流子（电子和空穴）的时空演化动力学进行成像。然而，该技术无法直接区分辐射复合与非辐射复合动力学过程。TRCL技术是用聚焦的飞秒脉冲电子束激发样品产生瞬态荧光，用条纹相机或时间相关单光子计数器对瞬态荧光进行测量，具有能量敏感特性，且信号绝大部分来源于材料体内，可直接反映载流子的辐射复合行为。因此，SUEM和TRCL在功能上形成良好的互补，将两者有机结合有望实现在超高的时空和能量分辨下全面解析半导体材料表/界面和体相载流子的动力学信息。鉴于此，付学文教授团队将飞秒激光、场发射扫描电子显微镜和瞬态荧光探测模块相结合，研制出了国际首套超快扫描电子显微镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统（如图1示意图和图2实物图所示），实现了对半导体材料表/界面和体相载流子动力学过程的高时空分辨探测和解析。图2. 超快扫描电子显微镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统实物照片。图3. 利用该系统对n型GaAs单晶表面的SUEM成像和TRCL测量结果。（a）n型砷化镓表面测量得到的随时间演化的SUEM图像；（b）从图（a）中光激发区域提取的二次电子强度演化及相应的载流子演化时间常数；（c）表面载流子的空间分布随时间的演化；（d）从297 K到77 K的变温时间积分CL光谱；（e）和（g）在图（a）的SUEM测试区域中分别探测得到的297 K和77 K下的条纹相机图像；（f）和（h）分别从（e）和（g）中提取的带边发射的衰减曲线及相应的荧光寿命。为展示SUEM成像与TRCL探测在超高时空和能量分辨率下直接可视化并解耦半导体中复杂激发态载流子动力学过程上的独特优势，该团队利用该自主研发的多模态实验装置研究了n型GaAs中的载流子动力学。如图3所示，SUEM图像表明由于表面能带弯曲效应，飞秒激光作用后表面光生载流子发生快速分离使空穴向表面富集。通过分析随时间变化的SUEM图像，提取出了光生载流子不同阶段的衰减时间常数；同时通过计算表面空穴分布的均方根位移，揭示了对应不同阶段表面空穴随时间的超扩散、局域化和亚扩散过程。通过进一步分析室温和液氦温度下测量的条纹相机图像中相应的非平衡载流子复合动力学过程和寿命，不但区分出了体相和表面载流子动力学过程的差异，还揭示了上述表面载流子的空间演变过程分别对应于能量空间热载流子冷却、缺陷捕获和带间/缺陷辅助辐射复合过程。该工作阐明了表面态和缺陷态对半导体表/界面载流子动力学的重要影响，展示了超快扫描电子显微镜和超快阴极荧光多模态动力学探测系统在超高时空尺度解耦半导体表/界面和体相载流子动力学中的独特优势。南开大学为该项工作的第一完成单位及通讯单位。南开大学物理科学学院博士生张亚卿和博士后陈祥为该论文共同第一作者，南开大学付学文教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委、国家科技部、天津市科技局、中央高校基础研究经费等的大力支持。文章链接：https://doi.org/10.1002/advs.202400633

业界瞩目的光电展示及交流平台——第21届中国光博会将在深圳会展中心举行。作为光电仪器知名厂商之一，卓立汉光将携品牌新产品新技术盛装亮相。具体展会详情如下：展会时间：2019年9月4-7日（周三-周六）展会地点：广东. 深圳会展中心 展位号：2号馆2C33卓立汉光新产品新技术盛装亮相：通用型XSC系列条纹相机 打破垄断，让条纹相机走进大众实验室，助力科研人员实现超快梦想！ 鹰眼系列 3D形貌测试仪 • 手机零部件段差测试；• 3D 玻璃缺陷检测；• 印刷电路板检测；• 非球面透镜曲率检测；• 玻璃瓶缺陷及厚度检测；Finder Edge手持式拉曼光谱仪 食品安全：非法添加剂、农兽药残留等 制药领域：原辅料鉴别、中药添加剂等 管制品：毒品及易制毒品、管制药品等；珠宝玉石：珠宝真假判定、染色鉴别、包裹体分析等；其他：生命科学、医学、分析化学、半导体材料等电动滑台 多年运动精度提升方面的积累和经验，配合先进的加工、装配、检测技术，造就高品质、全方位的电动/手动滑台解决方案；多尺寸，各种驱动机构，各种导向机构可供选择；

全息术是一种能够对光波前进行记录和重建的技术，自从 1948 年匈牙利-英国物理学家 Dennis Gabor 发明全息术以来，该技术不仅得到了显微学家，工程师，物理学家甚至艺术家等各领域的广泛关注，还使他获得了 1971 年的诺贝尔物理学奖。干涉术作为光学中另一个主要研究领域，是利用光波的叠加干涉来提取信息，其原理与全息术都是用整体的强度信息来记录光波的振幅和相位，虽然记录的方法有很大不同，但随着 20 世纪 90 年代，高采样密度的电子相机的出现，可用来记录数字全息图，则进一步增强了二者的联系。近日，针对全息术对表面形貌的干涉测量的发展的推动作用，来自美国 Zygo Corporation 的 Peter J. de Groot、 Leslie L. Deck，中国科学院上海光机所的 苏榕 以及德国斯图加特大学的 Wolfgang Osten 联合在 Light: Advanced Manufacturing 上发表了综述文章，题为“Contributions of holography to the advancement of interferometric measurements of surface topography”。本文回顾了包括相移干涉测量，载波条纹干涉，相干降噪，数字全息的斐索干涉仪，计算机生成全息图，震动、变形和粗糙表面形貌和使用三维传输方程的光学建模七个方面，从数据采集到三维成像的基本理论，说明了全息术和干涉测量的协同发展，这两个领域呈现出共同增强和改进的趋势。图1 全息术的两步过程图2 干涉术的两步过程相移干涉测量术 因为记录的光场的复振幅被锁定在强度图样中的共同基本原理，全息术和干涉测量术捕获波前信息也是一个常见的困难，用于表面形貌测量的现代干涉仪中，常用相移干涉测量术（PSI）来解决这个问题，PSI 的思路是通过记录除了它们之间的相移之外几乎相同的多个干涉图，以获取足够的信息来提取被测物体光的相位和强度。Dennis Gabor 早在 1950 年代搭建的全息干涉显微镜使用偏振光学隔离所需的波前，引入除相移外两个完全相同的全息图。如图3所示，Gabor 的正交显微镜使用了一个特殊的棱镜，在反射光和透射光之间引入了 π/2 的相移。因此，可以说，用于表面测量的 PSI 首先出现在全息术中，然后独立出现在干涉测量术中。PSI 现在被广泛用于光学测试和干涉显微镜，虽然许多因素促成了其发展，但其基本思想可以追溯到使用多个相移全息图进行波前合成的最早工作。图3 Gabor正交显微镜简化示意图载波条纹干涉测量术 通过使用角度足够大的参考波来分离 Gabor 全息图中的重叠图像，从而使全息图形成的重建真实图像和共轭图像在远场中变得可分离，是全息术的重大突破之一， 到 1970 年代，人们意识到传播波阵面的远场分离等价物可以在没有全息重建的情况下模拟干涉测量。这一概念在 1982 年武田 (Takeda) 的开创性工作中广受欢迎，他描述了用于结构光和表面形貌的干涉测量的载波条纹方法。载波条纹干涉测量术的基本原理源自通信理论和 Lohmann 对全息重建过程的傅里叶分析。到 2000 年代，计算机和相机技术已经足够先进，可以使用高横向分辨率的二维数字傅里叶变换进行实时数据处理，赋予了载波条纹干涉技术的新的生命。图4 从干涉图到最后的表面形貌地图的过程此外，在菲索干涉仪中，参考波和物体表面的相对倾斜会导致相机处出现密集的干涉条纹。如果仪器在离轴操作时，具有可控制或可补偿的像差，所以只需要对激光菲索系统的光机械硬件进行少量更改，就可以实现这种全息数据采集。因此，载波条纹干涉仪通常是提供机械相移的系统的选择。相干降噪 虽然可见光波段激光器的发明给全息术带来重要进展，然而，在全息术和干涉测量术中不使用激光的主要原因是，散斑效应和来自尘埃颗粒和额外的反射而产生的相干噪声。通过仔细清理光学表面只能很小部分的噪声，而围绕系统的光轴连续地旋转整个光源单元就可以解决这个问题。如果曝光时间很长，这种运动会增强所需的静态图样，同时平均化掉大部分相干噪声。常用的实现平均化的方式包括围绕光轴旋转光学元件、沿着照明光移动漫射器、用旋转元件改变照明光的入射方向，或在傅里叶平面中移动不同的掩模成像系统。激光在 1960 年代开始出现在不等路径光学装置中，最初为全息术开发以减少相干噪声的平均方法，被证明也可有效改善干涉测量的结果。图5中，是 Close 在 1972 年提出的一种基于脉冲红宝石激光器的便携式全息显微镜。显微镜记录了四个全息图，每个全息图都有一个独立的散斑图案，对应于棱镜的旋转位置，由全息图形成的四个图像不相干叠加以减少相干噪声和散斑粒度。图5 使用旋转楔形棱镜的相干降噪系统数字全息菲索干涉仪 Gabor 的背景和研究兴趣使他将全息术视为一种具有大景深的新型显微成像技术，使显微镜学家可以任意地检查图像的不同平面。记录后重新聚焦图像的能力仍然是全息术的决定性特征之一，使我们无需仔细地将物体成像到胶片或探测器上。它还可以记录测量体积，能够清晰地成像三维数据的横截面。而数字全息术使这种能力变得更具吸引力，其重新聚焦完全在计算机内实现。虽然数字重聚焦在数字全息显微镜中很常见，但它通常不被认为是表面形貌干涉测量的特征或能力。尽管如此，从前面对该方法的数学描述来看，在采集后以相同的方式重新聚焦常规干涉测量数据是完全可行的。随着数据密度的增加，人们对校正聚焦误差以保持干涉测量中的高横向分辨率感兴趣。图6 激光菲索干涉仪的聚焦机理与全息系统不同，传统干涉仪的布置方式是在数据采集之前将物体表面精确地聚焦到相机上。图 6 说明了一种简化的聚焦机制。聚焦通常是手动过程，涉及图像清晰度的主观确定。由于光学表面通常在设计上没有特征，因此常见的过程包括将直尺放置在尽可能靠近调整表面的位置并调整焦距，直到直尺看起来最锋利。繁琐的设置和人为错误的结合使得我们可以合理地断言，今天很少有干涉仪能够充分发挥其潜力，仅仅是因为聚焦错误。数字重新聚焦提供了使用软件解决此问题的机会。计算机产生全息图 早在 1960 年代后期，学者们就已经对波带片与计算机生成全息图 (CGH) 之间的类比有了很好的理解，这是因为在开发新的基于激光的不等径干涉仪来测试光学元件的表面形状的应用时，需要对具有非球面形状的透镜和反射镜进行精确测试。图7 计算的菲涅尔波带片图样和牛顿环（等效于单独的虚拟点光源产生的Gabor全息图）然而，干涉仪作为最好的空检测器，在比较形状几乎相同的物体和参考波前时能提供最高的精度和准确度，虽然有许多巧妙的方法可以使用反射和折射光学器件对特定种类的非球面进行空测试，但 CGH 可通过简单地改变不透明和透明区域的分布来显着增加解空间。CGH 空校正器的最吸引人的特点是波前构造的准确性在很大程度上取决于衍射区的平面内位置，而不是表面高度。因此，无需费力地将非球面参考表面抛光至纳米精度，而是可以在更宽松的尺度上从精密参考波来合成反射波前。图8 使用激光菲索干涉仪和计算机产生的全息图测试非球形表面的光学装置振动、变形和粗糙表面形貌 全息干涉测量术是全息术对干涉测量术最明显的贡献，从技术名称中就可以看出。这项发现的广泛应用引起了计量学家高度关注，包括用于通过全息术定量分析三维漫射物体的应力、应变、变形和整体轮廓的方法。全息干涉测量术的发现对干涉测量术的能力和可解释性产生了深远的影响，为了辨别这些联系，首先考虑在同一全息图的两次全息曝光中，倾斜一个平面物体。两个物体方向的强度图样的不相干叠加，调制了全息图中条纹的对比度，而当这个双曝光全息图用参考波重新照射，以合成来自物体的原始波前时，结果也是条纹图样。因此，我们看到传播波前的全息再现，可用于解调双曝光全息图中存在的非相干叠加的干涉图案，将对比度的变化转换为表示两次曝光之间差异的干涉条纹。由于全息图中这些叠加的图案相互不相干，它们可以在不同的时间、全息系统的组成部分的不同位置、甚至不同的波长等条件下生成，因此，该技术的应用范围十分广泛。图9 模拟平面的双曝光全息使用三维传输方程的光学建模 使用物体表面的二维复表示，对本质上是三维问题的传统建模，是假设所有表面点可以同时沿传播方向处于相同焦点位置。因此，这种二维近似的限制是表面高度变化相对于成像系统的景深必须很小。全息术影响了三维衍射理论的发展，进一步影响了干涉显微镜的评估和性能提升。光学仪器的许多特性可以使用传统的阿贝理论和傅里叶光学建模来理解，包括成像系统的空间带宽滤波特性。干涉仪的傅立叶光学模型的第一步，是将表面形貌的表示简化为限制在垂直于光轴的平面内的相位分布。但对于使用干涉测量术的表面形貌测量，这并不是一个具有挑战性的限制，因为普通的菲索干涉仪的景深大约为几毫米，表面高度测量范围可能为几十微米。因此，在高倍显微镜中采用三维方法的速度更快，特别是对于共聚焦显微镜，在高数值孔径下，表面形貌特征不能都在相对于景深的相同的焦点。然而，二维傅里叶光学的近似对于干涉显微镜来说是不够精确的，因为在高放大倍率下，仅几微米的高度变化，就会影响干涉条纹的清晰度和对比度。基于 Kirchhoff 近似推导出了 CSI 的三维图像形成和有效传递函数，其中均匀介质的表面可表示为连续的单层散射点。这种方法已被证明具有重要的实用价值，不仅可以用于理解测量误差的起源，是斜率、曲率和焦点的函数，还可以用于校正像差。本文总结 基于激光的全息术的出现带来了一系列快速的创新，这些创新从全息术发展到干涉测量术。虽然文中提到的七个方面无法完全概括全息术的贡献，但一个明显的趋势是全息术对用于表面形貌测量的干涉测量技术的影响正在不断增加， 这最终可能会导致全息术与通常不被认为是全息术的技术相融合，而应用光学计量的这种演变必将带来全新的解决方案。论文信息 de Groot et al. Light: Advanced Manufacturing (2022)3:7https://doi.org/10.37188/lam.2022.007本文撰稿： 刘子维（英国剑桥大学，博士后）