梳状滤波器

【新品发布】Moku:Go 仪器套件新增数字滤波器、FIR滤波器生成器、锁相放大器功能Moku:Go提供全面的便携式实验室解决方案，不仅集成了工程实验教学所需的仪器套件，还可满足工程师和学生测试设计、研发等项目。Liquid Instruments最新发布Moku:Go应用程序，新增数字滤波器、FIR滤波器生成器、锁相放大器三个仪器功能。用户现在可以使用数字滤波器来创建IIR滤波器，使用FIR滤波器生成器来设计FIR滤波器，使用锁相放大器从噪声环境中提取已知频率的信号。这一更新使Moku:Go上集成的仪器总数达到了11种，将面向信号与系统等方向提供更完善的实验教学方案，不仅使电子信息工程、电气工程、自动化控制等学科教学进一步受益，并扩展到物理学、计算机科学等领域。数字滤波器数字滤波器作为设计和创建无限冲激响应（IIR）滤波器的常用工具，用户能够创建参数可调的高达8阶的低通、高通、带通和带阻IIR滤波器。这对噪声过滤、信号选择性放大等很有用。此外，Moku:Go的数字滤波器还集成示波器和数据记录器，有助于解整个信号处理链的参数变化，并轻松采集记录这些信号随时间的变化。 FIR滤波器生成器利用Moku:Go的FIR滤波器生成器，用户可以创建和部署有限冲激响应（FIR）滤波器。使用直观的用户界面，在时域和频域上微调您的滤波器的响应。锁相放大器作为第yi个在教育平台上提供的全功能锁相放大器设备，Moku:Go的锁相放大器满足更高级实验教学，如激光频率稳定和软件定义的无线电（Software Defined Radio，SDR）等。作为Liquid Instruments的Moku:Lab和Moku:Pro的旗舰仪器，Moku:Go增加了锁相放大器，使学生在其职业生涯中与Moku产品一起成长。其他更新和即将推出功能在此次更新中，Moku:Go也新增了对LabVIEW应用接口的支持，确保用户易于集成到更复杂的现有实验装置中。今年，Liquid Instruments计划进一步扩大软件定义的测试平台。届时，Moku:Go将在现有的逻辑分析仪仪器上增加协议分析，还将提供“多仪器并行模式”和“Moku云编译（Cloud Compile）”。多仪器模式允许同时部署多个仪器，以建立更复杂的测试配置，而Moku云编译使用户能够直接在Moku:Go的FPGA上开发和部署自定义数字信号处理。这些更新预计将在今年6月推出，将推动Moku:Go成为整个STEM教育课程的主测试和测量套件。目前Moku:Go的用户已经可以通过更新他们的Moku桌面应用程序来访问数字滤波器、FIR滤波器生成器和锁相放大器仪器功能。您也可以联系我们免费下载Moku桌面应用程序体验Moku:Go仪器演示模式。Liquid Instruments基于FPGA的平台的优势，将Moku:Lab和Moku:Pro上的仪器快速向下部署到Moku:Go上，并以可接受的成本提供一致的用户体验。如果您对Moku:Go 在数字信号处理、信号与系统、控制系统等教学方案感兴趣，请联系昊量光电进一步讨论您的应用需求。更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是国内知名光电产品专业代理商，代理品牌均处于相关领域的发展前沿；产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等，涉及应用领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及更细分的前沿市场如量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等优质服务。

背景简介5G技术是第五代移动通信技术的简称，相较于4G技术，具有高传输速率、低时延、超大网络容量等特点。2019年是中国5G商用元年，先期5G架构的搭建会集中在基站建设。而5G信号频段高，穿透能力差，传输距离短，覆盖能力弱，因此5G基站数量将远大于4G。在国家“新基建”推动下，三大通信运营商计划2020年在国内建设5G基站50万个。5G时代，基站天线设计集成化，用于信号处理的射频部件有了较大改变，其中的每个天线滤波器所需数量倍数增加，因而重量轻、体积小的陶瓷介质滤波器将成首选，逐步替代现有金属腔体滤波器。 陶瓷介质滤波器生产工艺?行业面临的技术难点及要求 岛津助力研究生产测试方案岛津具备多种表征及测试设备，能帮助企业研究陶瓷滤波器生产工艺提供必要手段。 岛津特色应用 金属化步骤中导电银浆生产及工艺研究测试方案其中金属化步骤中所需导电银浆，为了保证其均匀性、流平性，银浆的配方、制备工艺及生产也需得到研究及控制。银浆生产企业需要特别关注。 更多详细信息，请联系岛津。

2023年3月28日，德州仪器 (TI)(纳斯达克股票代码：TXN)宣布推出业内先进的独立式有源电磁干扰 (EMI) 滤波器集成电路 (IC)，能够帮助工程师实施更小、更轻量的 EMI 滤波器，从而以更低的系统成本增强系统功能，同时满足 EMI 监管标准。随着电气系统变得愈发密集，以及互连程度的提高，缓解 EMI 成为工程师的一项关键系统设计考虑因素。得益于德州仪器研发实验室 Kilby Labs 针对新概念和突破性想法的创新开发，新的独立式有源 EMI 滤波器 IC 产品系列可以在单相和三相交流电源系统中检测和消除高达 30dB 的共模 EMI(频率范围为 100kHz 至 3MHz)。与纯无源滤波器解决方案相比，该功能使设计人员能够将扼流圈的尺寸减小 50%，并满足严苛的 EMI 要求。更多有关德州仪器新的电源滤波器 IC 产品组合的信息，请参阅TI.com/AEF。 　　德州仪器开关稳压器业务部总经理 Carsten Oppitz 表示："为了满足客户对更高性能和更低成本系统的需求，德州仪器持续推动电源创新，从而以具有成本效益的方式应对 EMI 设计挑战。我们相信，新的独立式有源 EMI 滤波器 IC 产品组合将进一步助力工程师解决他们所面临的设计挑战，并大幅提高汽车、企业、航空航天和工业应用中的性能和功率密度。" 　　显著缩减系统尺寸、重量和成本，并提高可靠性 　　如何实施紧凑和高效的 EMI 输入滤波器设计是设计高密度开关稳压器时的主要挑战之一。通过电容放大，这些新的有源 EMI 滤波器 IC使工程师能够将共模扼流圈的电感值降低多达 80%，这将有助于以具有成本效益的方式提高机械可靠性和功率密度。 　　新的有源 EMI 滤波器 IC 系列包括针对单相和三相商业应用的 TPSF12C1 和 TPSF12C3，以及面向汽车应用的 TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1。这些器件可有效降低电源 EMI 滤波器中产生的热量，从而延长滤波电容器的使用寿命并提高系统可靠性。 　　新的有源 EMI 滤波器 IC 包括传感、滤波、增益、注入阶段。该 IC 采用 SOT-23 14 引脚封装，并集成了补偿和保护电路，从而进一步降低实施的复杂性并减少外部组件的数量。 　　减轻共模发射以满足严格的EMI标准 　　国际无线电干扰特别委员会 (CISPR) 标准是限制电气和电子设备中 EMI 的全球基准。TPSF12C1、TPSF12C3、TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1 有助于检测、处理和降低各种交流/直流电源、车载充电器、服务器、UPS 和其他以共模噪声为主的类似系统中的 EMI。工程师将能够应对 EMI 设计挑战，并满足 CISPR 11、CISPR 32 和 CISPR 25 EMI 要求。 　　德州仪器的有源 EMI 滤波器 IC 满足 IEC 61000-4-5 浪涌抗扰度要求，从而大幅减少了对瞬态电压抑制 (TVS) 二极管等外部保护元件的需求。借助 PSpice® for TI 仿真模型和快速入门计算器等支持工具，设计人员可以轻松地为其系统选择和实施合适的元件。 　　德州仪器始终致力于通过持续的突破性成果进一步推动电源发展，例如，低 EMI 电源创新可帮助工程师缩减滤波器尺寸和成本，同时显著提高设计的性能、可靠性和功率密度。 　　封装及供货情况 　　车规级TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1 现已预量产，仅可从 TI.com.cn 购买，采用 4.2mm x 2mm SOT-23 14 引脚封装。2023 年 3 月底，商用级 TPSF12C1 和 TPSF12C3 的预量产产品将可通过 TI.com.cn 购买。TPSF12C1QEVM 和 TPSF12C3QEVM 评估模块可在 TI.com.cn 上订购。TI.com.cn 提供多种付款方式和配送选项。德州仪器预计各器件将于 2023 年第二季度实现量产，并计划在 2023 年晚些时候发布另外的独立式有源 EMI 滤波器 IC。

近日，中科院上海微系统所尤立星、李浩团队，陶虎团队以及上海交通大学王增琦团队合作，结合超导纳米线单光子探测技术、双光子3D打印编码滤波技术、计算重构技术等实现单光子计数型光谱分析仪。相关成果以“Superconducting Single-Photon Spectrometer with 3D-Printed Photonic-Crystal Filters”为题于2022年9月27日在线发表在中科院一区学术期刊ACS Photonics上，并被选为当期副封面论文。 图1 集成3D-打印滤波器的超导单光子光谱仪概念图 　　光谱作为物质的指纹，是人类认知世界的有效手段，在科学研究、生物医药等领域已经有了较为普遍的应用。目前，在单光子源表征、荧光探测、分子动力学、电子精细结构等领域的光谱测量，已经达到了量子水平，例如，在生物、化学和纳米材料领域需要对单个原子、分子、杂质等微弱光谱进行探测分析，这些光谱覆盖范围广，强度弱，因此，对宽谱、高灵敏度、高分辨率的光谱探测器存在迫切需求。 　　传统的半导体探测器如光电倍增管(PMT)、雪崩二极管(SPAD)等虽然实现了单光子灵敏度的探测，但是存在近红外探测效率低，噪声大，探测谱宽有限等问题。近年来快速发展起来的超导纳米线单光子探测器(SNSPD)因其高效率(90%)、低暗计数(0.1cps)、低抖动(~3ps )、宽谱(可见～红外)的优异性能，在众多领域都得到了应用。将SNSPD集成到光谱分析仪中，不仅能够实现极弱光的光谱测量，还具备非常宽的工作范围，在量子信息技术、天文光谱、分子光谱等领域具有重要的应用价值。该工作中，合作团队利用超导单光子探测器的高效、宽谱等性能优势，首先设计制备4*4阵列型偏振不敏感超导单光子探测器，然后借助双光子3D打印技术的灵活性在每个探测器像元上制备光子晶体编码滤波器，最后通过分析探测像元光谱响应特性等建立了计算光谱重构问题的数学模型，最终实现光子计数型光谱分析仪。 　　文中该光谱分析仪工作范围覆盖 1200~1700nm，灵敏度达到-108.2dBm，分辨率~5nm。相比当前商业光谱仪的灵敏度(一般灵敏度在-60~90dBm),具有两个数量级以上的提升，为单光子源表征、前沿天文光谱学、荧光成像、遥感、波分复用量子通信等微弱光谱分析领域的研究提供了有效的解决方案。论文第一作者为上海微系统所博士研究生肖游，第二作者为上海微系统所博士研究生维帅，第三作者为上海交通大学徐佳佳。通讯作者为上海微系统所陶虎研究员、李浩研究员、尤立星研究员。该研究得到了国家自然科学基金(61971408 、61827823), 重点研发计划 (2017YFA0304000), 上海市量子重大专项 (2019SHZDZX01), 上海市启明星(20QA1410900)以及中科院青促会 (2020241、2021230)等项目的支持。论文致谢清华大学张巍教授、郑敬元博士的讨论。

记者10月22日从在清华大学召开的高温超导滤波技术成果鉴定会上获悉，我国自主研制、拥有完全自主知识产权的高温超导滤波系统首批产品订货已完成生产并交付用户使用，在全国16个省市区的通信装备上投入长期实际应用。这是我国高温超导应用研究的重大突破，标志着我国高温超导在通信领域已进入规模商业应用和产业化阶段。鉴定会专家对项目成果给予高度评价，鉴定意见指出，项目总体技术达到国际先进水平，为采用高温超导技术提高通信装备的抗带外干扰性能和电磁兼容性奠定了坚实的技术基础，为我国通信现代化作出了重大贡献。 　　据该项目负责人、清华大学物理系教授曹必松介绍，自1986年高温超导材料发现至今，26年来我国投入大量人力物力进行应用研究和技术攻关，其最终目的就是要实现高温超导材料的大规模商业应用。“这次高温超导滤波系统由最终用户采购，在全国16个省市区批量供货投入运行，与一般的研究或以试验为目的的应用完全不同，标志着经过长期不懈的研究，我国高温超导研究已经从实验室研究阶段发展到了面向最终用户的大规模商业应用。高温超导真正的实际应用已经成为现实。” 　　据了解，在微波频段，高温超导材料的电阻比普通金属低2—3个数量级，用超导薄膜材料制备的滤波器带内损耗小、带边陡峭、带外抑制好，具有常规滤波器无法比拟的、近于理想的滤波性能。“但是高温超导材料必须在其转变温度Tc以下才能实现其超导零电阻特性，所以高温超导滤波系统的研发难度非常大。我们和综艺超导科技有限公司共同研发的超导滤波系统是由超导滤波器、在零下200摄氏度工作的低噪声放大器和小型制冷机等部件组成的，具有极低的噪声和极好的频率选择性，可应用于各种无线通信装备，同时大幅提高灵敏度和选择性、提高抗干扰能力和探测距离等。”曹必松说。 　　2005年，在国家科研经费支持下，该项目组在北京建成了超导滤波系统移动通信应用示范基地，实现了小批量长期应用。为实现超导滤波系统在我国的规模化商业应用，在国家相关部门和各级领导支持下，清华大学和综艺超导科技有限公司的研究团队十余年如一日，艰苦奋斗，攻克了高性能超导滤波器和低温低噪声放大器设计制备技术、多通道超导滤波器性能一致性研制技术、满足装备苛刻使用要求的环境适应性技术和超导滤波系统集成技术等一系列技术难题，获得超导滤波技术授权发明专利10多项，于2009年12月完成了超导滤波系统产品样机的研制。 　　2010年1月至11月，在国家主管部门的组织下，由7个专业测试单位对超导滤波系统产品进行了全面性能测试，包括电性能测试，满足通信装备高低温、冲击、振动、低气压、盐雾、霉菌、湿热等苛刻使用要求的环境适应性试验，通信装备加装超导滤波系统前后的性能对比试验和用户长期试用等。 　　试验结果表明，超导滤波系统的全部性能都达到或超过了通信装备实际应用的技术要求。在通信装备上加装超导滤波系统前后的性能对比试验表明，超导滤波系统使重度干扰下原本无法工作的通信装备恢复了正常工作，使中度干扰下装备最大作用距离比原装备平均增加了56%。自2010年10月起，超导滤波系统在该型通信装备上投入长期运行，至今已连续无故障运行2年以上。 　　2011年1月19日，超导滤波系统通过了国家主管部门组织的技术鉴定，获得了在我国通信装备实际应用的许可。同年8月，综艺超导公司获得了首批5种型号超导滤波系统产品的订货合同，在全国10多个省市区推广应用。其他型号超导滤波系统产品也将在未来几年内陆续投入市场。 　　据介绍，综艺超导科技有限公司由江苏综艺股份有限公司等股东投资、在2006年成立的高新技术企业，公司设在北京中关村科技园区。目前，综艺超导已建成一流水平的超导滤波系统生产基地，并且已经顺利完成首批高温超导滤波系统批量生产和用户交付。 　　曹必松说，高温超导滤波技术在移动通信、重大科学工程和国防领域具有广阔的应用前景。为进一步推广超导滤波技术的应用，还需要攻克适应于各种不同通信装备应用要求的高难度的超导滤波系统设计、制备技术、适应于各种应用环境的环境适应性技术等研究难题。 　　与会专家认为，经过未来几年的努力，该技术将在更多无线通信领域获得大规模应用，并带动超导薄膜、制冷机、专用微波元器件等相关产业链的形成和发展，在我国形成一个全新的高温超导高技术产业，为我国通信技术的升级换代提供一种全新的、性能优异的解决方案。

Recently, a collaborative research team from Information Materials and Intelligent Sensing Laboratory of Anhui Province, Key Laboratory of Opto-Electronic Information Acquisition and Manipulation of Ministry of Education, and Shandong Normal University published a research paper titled Optimized adaptive Savitzky-Golay filtering algorithm based on deeplearning network for absorption spectroscopy.近日，来自安徽大学、山东师范大学联合研究团队发表了一篇题为Optimized adaptive Savitzky-Golay filtering algorithm based on deeplearning network for absorption spectroscopy的研究论文。研究背景 Research BackgroundNitrogen oxide (NO2) is a major pollutant in the atmosphere,resulting from natural lighting, exhaust, and industrial emissions. Short- and long-term exposure to NO2 is linked with an increased risk of respiratory problems. Secondary pollutants produced by NO2 in the atmosphere can cause photochemical smog and acid rain. Laser spectroscopy such as absorption spectroscopy, fluorescence spectrum, and Raman spectrum play progressively essential roles in physics, chemistry, biology, and material science. It offers a powerful platform for tracing gas analysis with extremely high sensitivity, selectivity, and fast response. Laser absorption spectroscopy has been used for quantitative analysis of NO2. However, the measured gas absorption spectra data are usually contaminated by various noise, such as random and coherent noises, which can warp the valid absorption spectrum and affect the detection sensitivity.氮氧化物（NO2）是大气中的主要污染物，源自自然光照、排放和工业排放。长时间暴露于NO2与呼吸问题的风险增加有关。NO2在大气中产生的二次污染物可能导致光化学烟雾和酸雨。激光光谱学，如吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱，在物理学、化学、生物学和材料科学中发挥着日益重要的作用。它为追踪具有极高灵敏度、选择性和快速响应的气体分析提供了强大的平台。激光吸收光谱已被用于NO2的定量分析。然而，测得的气体吸收光谱数据通常受到各种噪声的污染，如随机和相干噪声，这可能扭曲有效吸收光谱并影响检测灵敏度。The Savitzky–Golay (S–G) filtering algorithm has recently attracted attention for spectral filtering because it has fewer parameters, faster operating speed, and preserves the height and shape of spectra. Moreover, the derivatives and smoothed spectra can be calculated in a simple step. Rivolo and Nagel developed an adaptive S–G smoothing algorithm that point wise selects the best filter parameters. With simple multivariate thresholding methods, the S–G filter can remove all types of noises in continuous glucose monitoring (CGM) signal and further process for detecting hypo/hyperglycemic events. The S–G smoothing filter is widely used to smooth the spectrum of the Fourier transform infrared spectrum that can eliminate random seismic noise, remote sensing image merging, and process pulse wave.最近，Savitzky-Golay（S-G）滤波算法因其参数较少、操作速度较快且保留了光谱的高度和形状而受到关注。此外，可以在一个简单的步骤中计算导数和平滑的光谱。Rivolo和Nagel开发了一种自适应S-G平滑算法，逐点选择最佳滤波参数。通过简单的多变量阈值方法，S-G滤波器可以去除连续葡萄糖监测（CGM）信号中的所有类型噪声，并进一步用于检测低血糖/高血糖事件。S-G平滑滤波器广泛用于平滑傅立叶变换红外光谱的光谱，可消除随机地震噪声、遥感图像融合和脉动波的处理。The performance of S–G smoothing filter depends on the proper compromise of the polynomial order and window size. However,the noise sources and absorption spectra are unknown in a real application. Obtaining the optimal filtering effect with fixed window size and polynomial degree is difficult. To address this issue,we proposed an optimized adaptive S–G algorithm that combined the deep learning (DL) network with traditional S–G filtering to improve the measurement system performance. S–G 平滑滤波器的性能取决于多项式阶数和窗口大小的适当折中。然而，在实际应用中，噪声源和吸收光谱是未知的。在固定的窗口大小和多项式阶数下获得最佳的滤波效果是困难的。为解决这个问题，我们提出了一种优化的自适应S-G算法，将深度学习（DL）网络与传统的S-G滤波结合起来，以提高测量系统的性能。实验设置Experimental setupFig. 1 presents the experimental setup, which consists of anoptical source, a multi-pass cell with a gas pressure controller, a series of mirrors, a detector, and a computer. The laser source is a thermoelectrically cooled continuous-wave room-temperature quantum cascade laser (QC-Qube&trade , HealthyPhoton Co., Ltd.),which works with a maximum peak output power of 30 mW controlled by temperature controllers and operates at ~6.2 mm driven by current controllers. The radiation of QCL passes through theCaF2 mirror is co-aligned with the trace laser (visible red light at632.8 nm) using a zinc selenide (ZnSe) beam splitter. The beams go into the multipass cell with an effective optical path length of2 m, the pressure in multipass cell is controlled using the flow controller (Alicat Scientific, Inc, KM3100) and diaphragm pump (Pfeiffer Vacuum, MVP 010–3 DC) in the inlet and outlet of gas cell,respectively. A triangular wave at a typical frequency of 100 Hzis used as a scanning signal. The wave number is tuned from1630.1 to 1630.42 cm 1 at a temperature of 296 K. The signal is detected using a thermoelectric cooled mercury cadmium telluride detector (Vigo, VI-4TE-5), which uses a 75-mm focal-length planoconvex lens. A DAQ card detector (National Instruments, USB-6259) is placed next to detector to transmit the data to the computer, and the data is analyzed by the LabVIEW program in real time.图1展示了实验设置，包括光源、带有气体压力控制器的多通道吸收池、一系列镜子、探测器和计算机。Fig. 1. Experimental device diagram.宁波海尔欣光电科技有限公司为此项目提供了量子级联激光器（型号：QC-Qube&trade 全功能迷你量子级联激光发射头）。激光器由温度控制器控制，最大峰值输出功率为30 mW，由电流控制器控制，工作在~6.2 mm，通过钙氟化物（CaF2）镜子的辐射与追踪激光（可见红光，波长632.8 nm）共线，使用氧化锌硒（ZnSe）分束器。光束进入具有2 m有效光程的多通道池，通过流量控制器和气体池入口和出口的隔膜泵控制池中的压力。典型频率为100 Hz的三角波用作扫描信号。在296 K的温度下，波数从1630.1调至1630.42 cm-1。使用热电冷却的汞镉镓探测器进行信号检测，该探测器使用75 mm焦距的平凸透镜。DAQ卡探测器放置在探测器旁边，将数据传输到计算机，数据由LabVIEW程序进行实时分析。QC-Qube&trade , HealthyPhoton Co., Ltd.Fig. 2. Simulation of the NO2 gas absorption spectra of the ASGF and MAF algorithms (under the background of Gaussian noise), and the filtered results and the SNRs of different filtering methods.Fig. 3. Simulation of the NO2 gas absorption spectra of the two filtering algorithms (under the background of Non-Gaussian noise), and the filtered results of different filtering methods.结论ConclusionAn improved Savitzky–Golay (S–G) filtering algorithm was developed to denoise the absorption spectroscopy of nitrogen oxide (NO2). A deep learning (DL) network was introduced to the traditional S–G filtering algorithm to adjust the window size and polynomial order in real time. The self-adjusting and follow-up actions of DL network can effectively solve the blindness of selecting the input filter parameters in digital signal processing. The developed adaptive S–G filter algorithm is compared with the multisignal averaging filtering (MAF) algorithm to demonstrate its performance. The optimized S–G filtering algorithm is used to detect NO2 in a mid-quantum-cascade-laser (QCL) based gas sensor system. A sensitivity enhancement factor of 5 is obtained, indicating that the newly developed algorithm can generate a high-quality gas absorption spectrum for applications such as atmospheric environmental monitoring and exhaled breath detection.在这项研究中，我们开发了一种改进的Savitzky-Golay（S-G）滤波算法，用于去噪氮氧化物（NO2）的吸收光谱。我们引入了深度学习（DL）网络到传统的S-G滤波算法中，以实时调整窗口大小和多项式阶数。DL网络的自适应和跟踪反馈能够有效解决数字信号处理中选择输入滤波器参数的盲目性。我们将优化后的自适应S-G滤波算法与多信号平均滤波（MAF）算法进行比较，以展示其性能。优化后的S-G滤波算法被用于检测氮氧化物在基于中量子级联激光器（QCL）的气体传感器系统中的应用。实验结果表明，该算法获得了5倍的灵敏度增强，表明新开发的算法可以生成高质量的气体吸收光谱，适用于大气环境监测和呼吸气检测等应用。reference参考来源：Optimized adaptive Savitzky-Golay filtering algorithm based on deeplearning network for absorption spectroscopy,Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 263 (2021) 120187

美国麻省理工学院工程师开发出一种用于激发任何荧光传感器的新型光子技术，其能够显著改善荧光信号。通过这种方法，研究人员可在组织中植入深达5.5厘米的传感器，并且仍然获得强烈的信号。科学家使用许多不同类型的荧光传感器，包括量子点、碳纳米管和荧光蛋白质，来标记细胞内的分子。这些传感器的荧光可以通过向它们照射激光来观察。然而，这在厚而致密的组织或组织深处不起作用，因为组织本身也会发出一些荧光。这种“自发荧光”淹没了来自传感器的信号。为了克服这一限制，研究团队开发了一种被称为“波长诱导频率滤波（WIFF）”的新技术，使用三个激光来产生具有振荡波长的激光束。当这种振荡光束照射到传感器上时，它会使传感器发出的荧光频率增加一倍。这使得研究人员很容易将荧光信号与自发荧光区分开来。使用该系统，研究人员能够将传感器的信噪比提高50倍以上。这种传感器的一种可能应用是监测化疗药物的有效性。为了证明这一潜力，研究人员将重点放在胶质母细胞瘤上。这种癌症的患者通常选择接受手术，尽可能多地切除肿瘤，然后接受化疗药物替莫唑胺，以消除任何剩余的癌细胞。但这种药物可能有严重的副作用，且并非对所有患者都有效，所以研究人员正在研究制造小型传感器，这样就可以植入肿瘤附近，从体外验证药物在实际肿瘤环境中的疗效。当替莫唑胺进入人体后，它会分解成更小的化合物，其中包括一种被称为AIC的化合物。研究团队设计了可以检测AIC的传感器，并表明他们可以将其植入动物大脑中5.5厘米深的地方，甚至能够通过动物的头骨读取传感器发出的信号。这种传感器还可以用于检测肿瘤细胞死亡的分子特征。除了检测替莫唑胺的活性外，研究人员还证明可以使用WIFF来增强来自各种其他传感器的信号，包括此前开发的用于检测过氧化氢、核黄素和抗坏血酸的基于碳纳米管的传感器。研究人员说，新技术将使荧光传感器可跟踪大脑或身体深处其他组织中的特定分子，用于医疗诊断或监测药物效果。相关研究论文近日发表在《自然纳米技术》上。

p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　导读：近红外(NIR)光谱分析是融合样本、变量和模型三个多维空间的建模体系。它具有直接快速的分析优势，同时，也对方法学提出了挑战。光谱预处理是一项基本技能，在信息提取、去噪，模型维护及传递中扮演重要角色。由于对象、条件和测量方式的多样化，预处理模式通常需要个性化优选。Norris导数滤波(NDF)包含导数阶数、平滑点数和差分间隔三个可变参数，是多模式的算法群。功能各异的参数融合，可提升近红外光谱的柔性生命力，满足多样性光谱预处理的个性化需求。本文以近红外玉米粗蛋白分析为例，分享对Norris导数滤波的理解。在材料制作前期，惊闻Karl H. Norris博士病逝!谨以此文悼念Dr. Karl H. Norris! /span /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 319px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/dd11b712-09f6-4b18-87b6-a00f0bd3234f.jpg" title=" 微信图片_20190819100830.jpg" alt=" 微信图片_20190819100830.jpg" width=" 300" height=" 319" border=" 0" vspace=" 0" / /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " /span br/ /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " strong 暨南大学光电工程系 潘涛教授 /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 　　引 言 /strong /span /p p 　　众所周知，近红外(NIR)光谱是典型的多维信息数据。近红外光谱分析是融合样本、变量和模型三个多维空间的建模体系，化学计量学是核心技术。相对于其他分析手段，近红外光谱具有快速简便的优势，它可以不进行化学或物理的前处理，直接进行测量。例如，采用漫反射法直接测量固体样品(如粉末，颗粒，纤维等)、透射法直接测量多种组分的复杂液体样品(如血液，牛奶，酒类等)。同时，它也对方法学提出了挑战。例如，需要处理光谱基线漂移和倾斜等光谱扰动。光谱预处理是非常必要的，但由于样品和测量方法的多样性，预处理模式通常需要个性化优选。 /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 　　1. 几类常见光谱预处理方法 /strong /span /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 标准正态变量变换 /strong /span (standard normal variate transformation, SNV)是常用的光谱预处理方法。它在每一条光谱内进行横向标准化处理，提升光谱之间的差异度，提高模型稳健性和预测能力 sup [1, 2] /sup 。用于消除固体颗粒大小、表面散射以及光程变化对NIR漫反射光谱的影响 sup [3] /sup 。最近，我们将SNV方法应用于水稻种子鉴别、种子纯度定量的近红外分析 sup [4, 5] /sup 。 /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 多元散射校正 /strong /span (multiplicative scatter correction, MSC)是另一种常用的光谱预处理方法 sup [6~9] /sup 。它与SNV基本相同，主要是消除颗粒分布不均匀及颗粒大小产生的散射影响，在固体漫反射和浆状物透(反)射光谱中应用较为广泛 sup [3] /sup 。MSC假设样品光谱与平均光谱整体线性相关，并以全谱区为窗口来校正所有波长的吸光度。然而，在宽谱段的情形，难以对局部相关性差的波长实现满意的校正效果，这会影响光谱的整体预测能力。 /p p 　　文献[10]提出的 span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 分段多元散射校正 /strong /span (piecewise multiplicative scatter correction, PMSC)是一种分段线性校正方法。PMSC方法允许可变的校正窗口(p+1+q)，从算法上覆盖MSC。校正窗口参数的优化是必须的 sup [11] /sup ，然而，受限于当时的计算机水平，相应的参数优化平台尚未建立，影响了PMSC方法的应用。最近，本团队提出移动窗口相关系数谱，用于描述光谱之间的局部相关性，构建了基于PLS回归的PMSC参数优化平台，取得了显著优于MSC的预测效果，应用于水稻种子纯度、土壤有机质的近红外分析 sup [12] /sup 。 /p p 　　上述基础性的光谱预处理方法，通常需要和平滑、求导法进行联用。平滑用于消除弱噪声而保留光谱轮廓，一阶导数用于校正光谱的基线漂移(additive baseline)，二阶导数用于校正光谱的线性基线漂移(linear baseline)等噪声 sup [11] /sup 。 /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong Savitzky-Golay平滑 /strong /span (SG smoothing)是一种十分优雅的产生导数光谱的预处理方法 sup [13] /sup 。它采用平滑窗口波长数(2m + 1)、多项式次数(n)和导数阶数(s)作为参数。在平滑窗口内，对中心波长的光谱数据进行多项式校正，再通过移动窗口方式实现全谱的校正。不同的参数组合对应不同的平滑模式，计算公式也各不相同。功能各异的参数的融合，提升了近红外光谱的柔性生命力，可满足多样性光谱预处理的个性化需求。本团队构建了三维参数(m，n，s)遍历的偏最小二乘(PLS)算法平台，实现了SG平滑模式的大范围参数优化，应用于近红外光谱的血糖分析 sup [14] /sup 、土壤检测 sup [15,16] /sup 、转基因甘蔗育种筛查 sup [17] /sup 、糖化血红蛋白分析 sup [18] /sup 、地中海贫血筛查 sup [19,20] /sup 、血粘度测定 sup [21,22] /sup 等方面。 /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " Norris导数滤波(Norris derivative filter, NDF)是另一个著名的光谱预处理方法。它由被誉为“近红外光谱之父”的Karl H. Norris博士等人提出 sup [23, 24] /sup 。但是，Norris当时只简单的描述了算法的框架，后面的应用文献中也未看到详细描述。我们在褚小立的专著 sup [3] /sup 中找到了稍微具体的公式，但是严格的方法体系，特别是多参数融合方法仍需完善。在从事近红外光谱的长期工作中，我们深感到Norris导数滤波的柔性生命力。 /span /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　　最近，仪器信息网和中国仪器仪表学会近红外光谱分会计划开设的《近红外光谱新技术/应用进展》网络专题，并向我约稿。由此，萌发了写一篇小文介绍Norris导数滤波的想法。 /span /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 　　2. Norris导数滤波(NDF) /strong /span /p p 　　NDF是一个基于多个可变参数的多模式光谱预处理算法群，在近红外分析中有广泛应用。它包括移动平均平滑和差分求导两个环节，使用三个参数：平滑点数(s)，导数阶数(d)和差分间隔(g)。功能各异的参数组合，提供了多样性的光谱预处理方式，可以满足不同对象的近红外分析的个性化需求。 /p p 　　最近，我们构建了三维NDF参数(d，s，g)遍历的PLS算法平台，实现了NDF模式的大范围参数优化，应用于玉米粗蛋白分析和血清尿素氮分析 sup [25, 26] /sup 。 /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 　　【移动平均平滑】 /strong /span /p p 　　移动平均平滑法选择一个具有奇数个波长的平滑窗口(s)，用窗口内的全体测量值的平均值代替中心波长的测量值，自左至右移动窗口，完成对所有点的平滑(左右半宽带的波长除外)。设全谱段的波长总数为N sub 0 /sub ，s是一个可变的奇数，s = 1, 3, & #8230 ,S。理论上，S可以取不超过N sub 0 /sub 的最大奇数。由于关联性低，采用太宽的平滑窗口是不合理的，本文设平滑点数上限S=99。特别地，s=1代表不进行移动平均平滑，即，原光谱。 /p p 　　设光谱的第k个波长的吸光度为x sub k /sub ，在以k为中心，宽度为s的对称波长窗口内，对中心波长吸光度进行平滑，如下： /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 124px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/60849de6-dced-4490-8f63-649d3cee9496.jpg" title=" 01.png" alt=" 01.png" width=" 600" height=" 124" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　值得注意的是，对于最左边或最右边的 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/b8cea792-9064-4cd0-862c-f9fafaf26e44.jpg" title=" 微信图片_20190826114304.png" alt=" 微信图片_20190826114304.png" style=" text-align: center max-width: 100% max-height: 100% " / 个波长，由于该点左边或者右边的点数小于& nbsp img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/d295318f-2ca9-492e-859f-c3beef9935bd.jpg" title=" 微信图片_20190826114304.png" alt=" 微信图片_20190826114304.png" style=" text-align: center max-width: 100% max-height: 100% " / ，不能进行对称平滑。考虑到数据的连续性，对于最左边的 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/fe38ef55-a973-4f74-93fc-0302a031f2e2.jpg" title=" 微信图片_20190826114304.png" alt=" 微信图片_20190826114304.png" style=" text-align: center max-width: 100% max-height: 100% " / span style=" text-align: center " 个波长，我们提出近似平滑，如下： /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 122px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/0fc41379-50ef-4a45-bdb2-ab12d1f348c4.jpg" title=" 02.png" alt=" 02.png" width=" 600" height=" 122" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　对于最右边的波长，吸光度的平滑方法类似于公式(2)，如下： /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/98199654-339d-4808-ac8b-b9678b723566.jpg" title=" 03.png" alt=" 03.png" / /p p 　　上述处理，使得光谱边界数据自然过渡，更为合理。 /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 　　【差分求导】 /strong /span /p p 　　为了避免差分求导产生传递误差，通常需要经过移动平均平滑光谱后，再进行中心差分法求导。由于近红外光谱比较平坦，不同对象的光谱分辨率不尽相同。光谱采集的数据间隔不一定适用于差分间隔。Norris导数采用一个可变的波长间隔数作为导数的差分间隔(g)，g = 1, 2, & #8230 ,G。由于关联性低，太大的差分间隔是不合理的，本文设差分间隔的上限G=50。 /p p 　　对于第k个波长的吸光度x sub k /sub ，采用基于差分间隔g的中心差分，计算吸光度的一阶导数，自左至右移动，得到所有点的导数值(左右半宽带的波长除外)。如下： /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/f4858970-26bd-4911-84b4-a7eec9998e8d.jpg" title=" 04.png" alt=" 04.png" / /p p 　　值得注意的是，对于最左边或最右边的g个波长，由于该点左边或者右边的点数小于g，不能执行中心差分法求导。考虑到数据的连续性，对于最左边的g个波长，我们提出前向差分法计算一阶导数，如下： /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/88f4e45a-9f52-40cb-889c-3b57efab9059.jpg" title=" 05.png" alt=" 05.png" / /p p 　　对于最右边的g波长，则可通过后向差分法计算一阶导数，如下： /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/01dbdd54-82d4-49fc-bafa-7dc511a8f3bd.jpg" title=" 06.png" alt=" 06.png" / /p p 　　二阶导数，可由上面的一阶导数再求导获得，编程实现简单，不再赘述。 strong 考虑到3阶以上的高阶导数的绝对量值小，光谱信息含量低，一般不建议采用3阶以上的导数。 /strong 本文设导数阶数为d = 0, 1, 2。特别地，d=0代表不进行差分求导，即，只进行移动平均平滑。 /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 　　【参数联合优化】 /strong /span /p p 　　对于任意一个参数组合(d, s, g)，都对应一个Norris导数模式。对于d = 0, 1, 2；s = 1, 3, & #8230 , 99；g = 1, 2, & #8230 , 50，共有50+2× 50× 50=5050个模式。三个功能各异的参数的变化，使得Norris导数谱比原谱更为灵活、柔性、多样化，适用性宽。下面，提出一种基于PLS的Norris参数的联合优选方法。为提高参数选择合理性，采用基于随机性、相似性、稳定性的定标-预测-检验的多划分建模设计 sup [27, 28] /sup 。 /p p 　　建立所有Norris导数谱的PLS模型，称为Norris-PLS模型。计算每一组样品划分的预测均方根误差(SEP)和预测相关系数(R sub P /sub )。进一步，计算所有划分的平均值(SEP sub Ave /sub ，R sub P,Ave /sub )和标准偏差(SEP sub SD /sub ，R sub P,SD /sub )。并基于综合预测效果： /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 41px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/10c59c4b-f073-4ce9-a25a-09c90ec33c1a.jpg" title=" 7.png" alt=" 7.png" width=" 600" height=" 41" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　优选具有稳定性的全局最优Norris参数，如下： /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 62px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/4e15c028-35d0-4198-b122-f5bc4e751221.jpg" title=" 8.png" alt=" 8.png" width=" 600" height=" 62" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　此外，对应导数阶数d=0, 1, 2，可以计算两类单参数局部最优解，如下: /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 95px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/fb7412b2-80aa-4b3b-871d-21148c32e7e3.jpg" title=" 9.png" alt=" 9.png" width=" 600" height=" 95" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　可得到，关于平滑点数s的三条建模效果曲线SEP sup + /sup (0, s)，SEP sup + /sup (1, s)，SEP sup + /sup (2, s)和关于差分间隔数g的两条建模效果曲线SEP sup + /sup (1, g)，SEP sup + /sup (2, g)。通过它们可以分析Norris参数的适应性。 /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 　　3. 实例—近红外玉米粗蛋白分析 /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 　　【材料】 /strong /span /p p 　　玉米颗粒样品156份，研磨并过筛(1.0mm)为粉末样品(未干燥)，采用凯氏定氮法测量样品粗蛋白。最小值、最大值、平均值、标准差分别为7.31、12.1、9.46、0.92(%)。 /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) " 　 strong 　【近红外光谱仪器】 /strong /span /p p 　　Nexus sup TM /sup 870 FT-NIR光谱仪(Thermo Nicolet Corporation，MA，USA)；漫反射附件；波数范围：9997～3996 cm sup -1 /sup ；分辨率：32 cm sup -1 /sup 。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 176, 80) " 【定标-预测-检验的多划分建模】 /span /strong /p p 　　从156个样品随机选取56个为检验集，余下100个为建模集；进一步将建模集随机划分为定标集(50个)和预测集(50个)，共10次。对所有划分建立PLS模型，确定平均预测效果(SEP sub Ave /sub ，R sub P,Ave /sub ，SEP sub SD /sub ，R sub P,SD /sub ，SEP sup + /sup )。 /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) " 　　 strong 【分析】 /strong /span /p p 　　 strong 先来观察玉米粉末样品的近红外光谱及其Norris导数谱的特征。 /strong /p p 　　以一个玉米粉末样品为例，采用不同平滑点数(s = 1～49，奇数)，首先计算移动平均平滑谱，如图1所示。其中，s = 1为原光谱。观察到：随着平滑点数增大，主吸收峰右移，且渐趋平坦。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/1dd5ef51-7b05-4b16-be80-4c924cd44302.jpg" title=" 图1.png" alt=" 图1.png" / /p p style=" text-align: center " strong 图1 玉米粉末样品的移动平均平滑谱随平滑点数的演变图 /strong /p p 　　在移动平均平滑谱(s = 13)的基础上，采用不同差分间隔数(g = 1～30)，进一步计算Norris导数谱(一、二阶导数)，如图2所示。观察到：主吸收峰翻转为波谷，同时出现新的特征峰。随着差分间隔增大，波谱幅度逐渐减小。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 232px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/edc64a8e-9c8f-4b57-b4f2-d76bbd2da356.jpg" title=" 图2.png" alt=" 图2.png" width=" 600" height=" 232" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 图2 玉米粉末样品的Norris导数谱随差分间隔的演变图: (a)一阶导数 (b)二阶导数 /strong /p p 　 strong 　再展示相关的建模效果。 /strong /p p 　　首先，未经预处理的直接PLS模型的平均建模效果，汇总在表1中。 /p p 　　在所有5050个Norris-PLS模型中，全局最优模型的参数(NDF模式)为d =2，g =3和s=13，相应的建模效果，也汇总在表1中。观察到：所有预测效果的指标均有显著的改善。 /p p style=" text-align: center " strong 表1 玉米粗蛋白分析的建模预测效果(%) /strong /p p strong /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 104px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/9539dcc6-2f95-46ae-8caa-c25937062f19.jpg" title=" 表1.png" alt=" 表1.png" width=" 600" height=" 104" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　 strong 进一步观察Norris参数的适应性。 /strong 采用单参数局部最优解，分析建模效果曲线。其中，SEP sup + /sup (2, s)、SEP sup + /sup (2, g)，参见图3。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 208px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/26a55fc2-210b-4561-8367-75081383a9db.jpg" title=" 图3.png" alt=" 图3.png" width=" 600" height=" 208" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 图3 单参数局部最优Norris-PLS模型的建模效果：(a)平滑点数，(b)差分间隔数 /strong /p p 　　在所有二阶的Norris导数谱中(d=2)，不同平滑点数对应于局部最优模型的SEP sup + /sup ，如图4(a)所示；不同差分间隔数对应于局部最优模型的SEP sup + /sup ，如图4(b)所示。观察到：不同参数的建模效果差异颇大。 /p p 　　结果表明：(1)不同的Norris参数，建模预测效果明显不同；(2)参数的设置，不能凭经验设定，针对具体情况进行全局优化是必要的。 /p p strong 　　后 语 /strong /p p 　　Norris导数滤波是一种执行良好的光谱预处理算法群。功能各异的参数融合，可提升近红外光谱的柔性生命力，满足多样性光谱预处理的个性化需求。Norris模式的优化选择是必要的。 /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　　这里分享的，可能是近红外的一个小话题。但，近红外光谱分析就是由多个这样的小话题组成的。从2006年第一届全国近红外光谱会议召开，到近红外分会成立十周年的现在，我们见证了我国近红外事业的发展壮大。祝福它!这里的内容可能有点艰涩，但我们相信它是有趣的。谢谢大家的阅读，恳请提出宝贵意见! /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " strong 　　参考文献 /strong /span /p p 　　[1] R.J. Barnes, M.S. Dhanoa, Susan J. Lister., Appl Spectrosc, 1989, 43(5): 772–777 /p p 　　[2] M.S. Dhanoa, S.J. Lister, R. Sanderson, R.J. Barnes, J Near Infrared Spec, 1994, 2(1): 43-47. /p p 　　[3] 褚小立，化学计量学方法与分子光谱分析技术，北京：化学工业出版社，2011 /p p 　　[4] J.M. Chen, M.L. Li, T. Pan, L.W. Pang, L.J. Yao, J. Zhang, Spectrochim Acta A, 2019, 219: 179-185 /p p 　　[5] J. Zhang, M.L. Li, T. Pan, L.J. Yao, J.M. Chen, Comput Electron Agr, 2019, 164: 104882 /p p 　　[6] P. Geladi, D. MacDougall, H. Martens, Appl Spectrosc, 1985, 39:491-500. /p p 　　[7] T. Isaksson, T. Næ s, Appl Spectrosc, 1988, 42:1273-1284 /p p 　　[8] K.E. Kramer, R.E. Morris, S.L. Rose-Pehrsson, Chemometr Intell Lab, 2008, 92:33-43. /p p 　　[9]& nbsp A Rinnan, F. van den Berg, S.B. Engelsen, Trends Anal Chem, 2009, 28:1201-1222. /p p 　　[10] T. Isaksson, B. Kowalski, Appl Spectrosc, 1993, 47:702-709. /p p 　　[11] T. Næ s, T. Isaksson, T. Feaern, T. 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铝箔针孔检测仪 药用铝箔针孔度检查台SBG-80T针孔检测台，由D6500高显色性超级光管与精密制造的投光机构组成。各项技术指标充分满足CIE国际照明委员会及CY3－91标准有关色评价与配色比色照明条件的规定。可全天候应用于铝箔针孔度的测试。SBG-80T针孔检测台专业技术：进口CIE D65 光源配置光谱稳定、显色准确符合标准的钢化玻璃，照度规范、光照均匀、可靠安全配置光源寿命自动计时器，方便用户及时了解仪器的运行情况测试原理：在规定的环境及灯箱光源下，利用铝箔针孔的透光性，观察铝箔针孔数量，并测量针孔的尺寸。测试标准：该仪器参照多项国家和国际标准：GB/T 3198、GB/T 22638.2、YBB 00152002-2015测试应用：基础应用：药用铝箔——适用于药品包装用铝箔针孔度测试工业铝箔——适用于工业用铝箔针孔度测试SBG-80T针孔检测台技术指标：观察尺寸：400×250mm色温：6500 K玻璃透射光照度：1000Lux左右使用环境光照度：20Lux-50Lux放大倍数：100倍最小刻度值：0.01mm电源：220VAC 50Hz/ 120VAC 60Hz外形尺寸：800mm(L) × 600mm(W) × 230mm(H)净重：10 kg产品配置：标准配置：主机、显微镜创新点：1、推出的新产品，用于铝箔材料针孔检测 2、实验效率高，坚固耐用，外形美观 铝箔针孔检测仪 药用铝箔针孔度检查台

药包材“大家庭"的又一成员药用铝箔是使用范围zui广泛的一种片剂、口服固体药品的包装材料，对药品起着长期的保护作用。为了确保药品的品质，药厂检测药用铝箔的质量需要用到哪些检测仪器呢？1.针孔度测试仪：取长400 mm.宽250 mm (当宽小于250 mm时，取卷幅宽)试样10片，逐张置于针孔检查台(800 mmx600 mmx300 mm或适当体积的木箱，木箱内安装30W日光灯，木箱上面放一块玻璃板，玻璃板衬黑纸并留有400 mmx250 mm空间以检查试样的针孔)上，在暗处检查其针孔，不应有密集的、连续性的、周期性的针孔:每一平方米中，不得有直径大于0.3 mm的针孔:直径为0.1 ~0.3 mm的针孔数不得过1个。 PAHT-30铝箔针孔度测试仪2.阻隔性能：水蒸气透过量照水蒸气透过量测定法(YBB00092003- 2015) 第- -法试验条件B或第二法试验条件B或第四法试验条件2测定，试验时热封面向低湿度侧，不得过0.5 g/ (m2.24 h)。 WVTR-RC6水蒸气透过率测试仪3.热合强度测试仪：热合强度：取100 mmx100 mm的本品2片，另取100 mmx 100 mm的聚氯乙烯固体药用硬片(符合YBB00212005- 2015) 或聚氯乙烯/聚偏二氯乙烯固体药用复合硬片(符合000022005- 2015) 2片，将试样的黏合层面向PVC面(或PVC/PVDC复合硬片的PVDC面)进行叠合，置于热封仪进行热合，热合条件为:温度155 C士5C，压力0.2MPa,时间I秒，热合后取出放冷，裁取成15 mm宽的试样，取中间3条试样,照热合强度测定法( YBB00122003- 2015) 测定，试验速度为200 mm/min士20 mm/min,将PVC (或PVDC)片夹在试验机的上夹，铝箔夹在试验机的下夹，开动拉力试验机进行180*角方向剥离，热合强度平均值不得低于7.0 N/I5 mm (PVC). 6.0 N/15 mm ( PVDC)。 ETT-AM电子拉力试验机4.破裂强度测试仪：取40 mmx40 mm本品3片，分别置破裂强度测定仪上测定，均不得低于98 kPa. PR-01耐破强度测试仪5.荧光物质取100 mmx100 mm本品5片，分别置于紫外灯下，在254 nm和365 nm波长处观察，其保护层及黏合层均不得有片状荧光。 UAT-02暗箱式紫外分析仪

ICP-MS技术漫谈系列前篇回顾ICP-MS技术漫谈I: CeO+/Ce+ 和 BaO+/Ba+分不清楚？ICP-MS技术漫谈II icpTOF飞行时间质谱仪“免疫系统” – Notch Filter陷波技术ICP-MS技术漫谈III ICP-MS 谱图多原子离子干扰区分所需质量分辨率ICP-MS技术漫谈IV 无海平面，何来山峰海拔高度：论icpTOF全谱原始数据（包含基线信号）记录之重要性ICP-MS技术漫谈V 本文CCT模式TOFWERK ICPTOF 自1980年首次推出以来，电感耦合等离子体质谱ICP-MS技术已在多个领域（如地质学、环境科学、材料科学、法医学、考古学、生物学及医学等），成为一种成熟且广泛应用的多元素及同位素分析方法。ICP-MS以其卓越的灵敏度、低检出限、宽线性动态范围和多同位素检测能力而著称，同时还能与多种样品处理/进样技术（如色谱、电热蒸发、(单)微液滴生成和激光剥蚀等）耦合使用。同有机质谱类似，质谱干扰也是影响ICP-MS准确测量多种元素的主要挑战。这些干扰主要来源于单价或双价的原子及分子离子，其产生与等离子体、样品组成、ICP操作条件及相关样品的物理化学特性有关。目前，处理这些干扰的策略包括利用多极离子导引器与上游质量分析器内通入气体进行的离子-分子反应或产生动能差异，以及采用超高分辨率磁扇区ICP-MS技术以区分多原子干扰物。 使用有选择性的化学反应来减少对目标元素的干扰并将产生的附加干扰物的离子转移到未被占用的质荷比（m/z）通道，是一种有效的解决质谱干扰问题的方法。例如，引入氢气H₂ 作为反应气体能显著减弱由氩离子（Ar⁺ ）及基于氩的多原子离子所引起的背景干扰，使得能够在其丰度最高的同位素峰上检测到钙（Ca）、铁（Fe）或硒（Se）。此过程中主要的反应产物为H₃ ⁺ ，不会引入额外的干扰信号，从而提高了分析的准确性和灵敏度。这种方法通过改变干扰物质的质荷比来“清理”分析信号，使得原本由于干扰而无法检测的元素或同位素得以准确测定。 本文中，研究人员探讨了电感耦合等离子体-飞行时间质谱（ICP-TOF-MS）结合碰撞/反应池技术（CCT）在高时间分辨率分析中的应用优势，特别是在使用多样的样品引入技术，包括高速激光剥蚀和微液滴生成。通过在CCT中采用氢气（H₂ ）作为反应气和氦气（He）作为碰撞气，研究着重于多元素测定的能力，特别是在抑制基于氩的背景离子、提高多同位素灵敏度和优化激光剥蚀定量分析方面。这些CCT中的气体分子和离子束发生化学反应或者物理碰撞，从而实现清除某些特定的同位素，或者将多原子离子解离。 使用H₂ 作为反应气体时，能够显著降低氩离子（Ar⁺ ）和氩分子离子（Ar₂ ⁺ ）的信号，使得钙（Ca）和硒（Se）的丰度最高的同位素得以检测。此外，降低Ar⁺ 信号时还允许在进行飞行时间分析前，无需陷波技术（notch filter）来选择性减弱特定质荷比（m/z）信号值，从而改善了质荷比40和80附近同位素的传输效率。 研究发现，以不超过4mL/min的流量引入氢气、氦气或两者混合气体，可以通过碰撞诱导聚焦机制将离子检测灵敏度提升1.5至2倍，并且质量分辨率也提高了16%。使用CCT后，钙（40Ca）的检出限（LOD）提高了超过三个数量级，硒（80Se）的检出限（LOD）提高了一个数量级。对于NIST SRM610标准中的多种元素，检出限均提高了2到4倍，同时在大多数元素上保持了定量准确性（小编注：如果应用偏重于轻质量数元素分析，可以通过关闭CCT模式来达到最优效果）。 实验还表明，当采用微液滴样品引入技术时，碰撞池中的He缓冲气体量会导致单个微液滴信号的宽度增加至数十至数百微秒。但是，高速激光剥蚀产生的单气溶胶羽流事件的持续时间未受碰撞效应影响，表明在100 Hz的激光剥蚀频率下，即使开启CCT，也不会对成像效果产生显著影响。这些发现强调了CCT在提高ICP-TOF-MS性能和分析精度方面的潜力，尤其是对于高时间分辨率的多元素分析。01实验参数和设置 实验是在瑞士TOFWERK AG公司生产的icpTOF仪器上进行的，该仪器与多种样品引入系统相结合使用。icpTOF装备有陷波滤波器，位于碰撞/反应单元（CCT）下游，用于精确调控飞行时间（TOF）谱图中多达四个特定质荷比（m/z）的高信号强度。通过调整频率和振幅，可以选择性地衰减特定m/z离子信号，同时这也会影响到相邻的m/z。在进行激光剥蚀（LA）实验时，通常只需衰减氩离子（Ar+）的信号，以避免信号饱和导致探测器损坏。表1：在不同实验设置的情况下，ICP-TOFMS的运行参数和碰撞/反应池的设置。碰撞/反应单元操作：碰撞/反应单元使用的氦气（99.999%纯度，由瑞士Dagmersellen的PanGas AG提供）和氢气（99.9999%纯度，同样由PanGas AG提供）或这些气体的混合物进行加压。气体的流量通过质量流量控制器进行精确控制，使用Micro Torr气体净化器（由加利福尼亚的SAES Pure Gas, Inc.提供）来去除气体中的杂质。在需要进行离子束衰减的实验中，调整陷波滤波器的操作参数以确保背景信号的总强度维持在500 kcps以下。激光剥蚀导入：激光剥蚀实验在NIST SRM610、NIST SRM612和USGS BCR-2G标准样品上进行。使用的是193nm ArF准分子激光剥蚀系统（GeoLasC，由德国哥廷根的Lambda Physik提供）。高分散LA实验在一个充满氦气的单体积圆柱形剥蚀室中进行，使用44μm直径的圆形激光光斑和10Hz的激光剥蚀频率，单脉冲信号的持续清洗时间为1.5-2秒（FW0.01M）。低分散LA实验在一个双体积管状样品池中进行，使用5μm直径的圆形光斑和100Hz的激光频率，单脉冲信号的持续清洗时间小于10毫秒（FW0.01M）。所有实验都采用线扫描模式，扫描速度分别为5μm/s（高分散）和50μm/s（低分散）。通过调节操作参数，实验每天都能在保持相近的铀（238U）和钍（232Th）的灵敏度以及低氧化物生成率的同时，获得最高的238U+灵敏度。高分散LA-ICP-TOFMS数据的采集时间分辨率为1秒，而低分散LA-ICP-TOFMS数据的采集时间分辨率为1毫秒。在后处理中，对TOF质谱进行了重新校准和基线去除。微液滴导入：微液滴导入实验使用的是德国Microdrop Technologies GmbH公司的商用微滴生成器（MD-K-150-020和MDE-3001，配备30微米直径喷头）。在50Hz的条件下产生直径为25到30微米不等的液滴，并通过氦气和氩气传输到ICP。多元素标准溶液由单元素标准溶液制备而成（由德国达姆施塔特的Merck AG和美国弗吉尼亚克里斯琴斯堡的Inorganic Ventures提供），每个元素的最终浓度通常为100 ng/g。02实验结果使用氢气作为反应气体以衰减背景信号：本研究的激光剥蚀NIST SRM610实验是在仪器参数优化后进行的。实验使用高色散LA-ICPTOFMS装置，并在反应池中通入不同流量的氢气。除了氢气流量和陷波滤波器的设置外，三个实验中的ICP-TOFMS操作参数和碰撞/反应池设置保持恒定。图1报告了气体背景信号强度的平均值。当通入氢气流量大于1.5mL/min以上，m/z=40的信号是无需使用陷波滤波器进行衰减的。气体背景信号分析虽然仅反映了仪器在不引入样品时的背景信号情况，但这种分析并不完全代表分析特定样品时的背景信号水平，因为样品基质可能会提升基线信号。尽管存在这一局限性，此类测量对于估计激光剥蚀实验中的背景信号强度仍然非常有用，特别是低背景信号对于实现更佳的检出限（LOD）至关重要。在不引入氢气的条件下，背景信号主要由Ar+离子及其相关的氩基分子离子（例如Ar2+、ArN+和ArO+）贡献，同时H2O+、N2+和O2+也展现出显著的峰值。ICP-TOFMS的丰度灵敏度特性导致这些背景离子增加了质谱的基线水平。通过向CCT中增加氢气流量，Ar+信号可以显著衰减至每秒几百次的强度水平。特别是当氢气流量达到5 mL/min时，Ar2+的信号可以降低超过四个数量级，达到每秒几个的强度水平。这一衰减效果涉及到的反应主要是氢原子的转移，例如Ar+转变为ArH+，使得在质谱中m/z=37和m/z=41位置的信号变得占主导地位。在更高的氢气流量下，ArH+通过质子转移的方式进一步减少。图1：分析m/z小于100的范围内的平均背景信号强度与通入氢气流量的关系。左右两图为同样的数据但被绘制在线性y轴(a)和对数y轴(b)上。当没有氢气流过反应池时，使用陷波滤波器来衰减m/z=40处的信号强度。当H2气体以2.5mL/min和5mL/min则不需要信号衰减。 图2a和c展现了在高色散LA-ICP-TOFMS条件下，特定同位素（27Al、55Mn、89Y、141Pr、238U）的灵敏度与氢气和氦气流量之间的关系。这些同位素覆盖了广泛的m/z范围。对于氢气和氦气，灵敏度随气体流量增加先升高后降低，显示出相似的趋势。特别是，对于55Mn，在气体流量为1 mL/min时，其灵敏度达到最大值，与不通气的标准条件相比，分别增加了28%（氢气）和84%（氦气）。对于27Al，在氢气流量为0.5 mL/min时灵敏度最高，而对于238U，在氢气流量为1.5 mL/min时灵敏度最高，相较于不通气的标准条件，它们的灵敏度分别提高了11%（27Al）和2%（238U）。在通入氦气时，27Al和238U的灵敏度分别在氦气流量为0.5 mL/min和3.5 mL/min时达到峰值，相比不通气的标准条件，它们分别提高了3%（27Al）和73%（238U）。灵敏度的提升主要归因于碰撞聚焦效应。随着m/z增大，较高的气体浓度下灵敏度的下降趋势减缓，这与低质量离子的速度减慢和散射过程加快有关。 同位素238U+/232Th+的信号强度比随气体流量的增加而稳步上升，在通入氢气和氦气时分别从1.25增加到1.36和从1.31增加到1.47。这表明在通入气体时，Th+的减少速度超过U+。这可能是由于Th+与气体中的杂质反应或散射过程。然而，鉴于U和Th的碰撞截面和动能相似，散射过程的影响可能较小。Th+相对于U+更快的减少可能与其与气体中水分子的反应有关。 同时，137Ba++/137Ba+的信号强度比随着气体流量的增加先上升后下降，这一趋势在通入氢气和氦气时均被观察到。这表明Ba++的透射率最初随气体流量的增加而提高，可能是由于双电荷离子在进入碰撞/反应池前在静电离子光学器件中获得较高的动能。然而，随着气体流量的进一步增加，Ba++离子的反应速率可能超过了Ba+，导致其离子信号强度的连续下降。图2：灵敏度和选定的离子强度比与通入反应池的氢气H2流量的关系(a)。钙的同位素的检出限与通入反应池的氢气流量的关系(b)。在低于1.5mL/min的氢气流量设置时，每种氢气流量设置都会相应调整陷波滤波器上的设置，以保持尽可能高的灵敏度，同时防止检测器饱和。对于H2气体流量大于1.5mL/min，则未启用陷波滤波器。灵敏度和选定的离子强度比与通过碰撞池的氦气He流量的关系(c)。质量分辨率和灵敏度与通过碰撞池的氦气流量的函数关系(d)。在此实验期间，陷波滤波器设置保持不变，m/z=40处的信号强度必须始终衰减。所有实验均在NIST SRM610上进行，使用直径44微米的圆形光斑和10Hz的激光频率。实验采用线扫描模式进行，扫描速度为5µ m/s。03检出限和氢气气体流量的关系及同位素的选择 图2b展示了多个Ca同位素（40Ca, 42Ca, 43Ca和44Ca）的检出限随着通过反应池的氢气流量变化的情况。在氢气流量为3mL/min时，40Ca的检出限数值最佳，达到0.33mg/kg，这一检出限比CCT模式下其他Ca同位素的检出限好一个数量级以上。与无氢气流的标准条件相比，检出限提升超过了三个数量级，这主要归因于氢气对Ar+信号的选择性衰减，从而显著提升了检出限。随着氢气流量的进一步增加，检出限的上升归结于灵敏度降低。 此外，研究中还观察到Se同位素（特别是80Se）在氢气流量为3.5mL/min时达到了最佳检出限0.95mg/kg，相比于标准条件下可获得的检出限（针对77Se为4.1mg/kg）提高了约四倍。对于238U和89Y，当氢气流量分别达到5mL/min和3.5mL/min时，观察到检出限降低了四倍，这表明通过调整氢气流量，可以显著改善某些特定元素的检出限。 对于27Al，在无氢气通入的条件下其检出限数值最低，但即使在低氢气流量下，27Al的信号也可能因碰撞而衰减。当通入3.5mL/min的氢气时，27Al的检出限恶化了两倍，这表明氢气流量的增加对某些元素的检测性能有负面影响。 这些观察结果说明，在通过反应池的氢气流量对检出限有着显著的影响，不同元素和同位素受氢气流量影响的程度各不相同。通过优化氢气流量，可以在不牺牲其他性能的前提下，针对特定元素达到更低的检出限。对于更多细节和氢气流量与灵敏度及背景信号之间的相关性分析，建议参考原始研究的辅助材料。04质量分辨率和丰度灵敏度与He气体流量的函数关系 图2d的结果表明，通过向碰撞池中添加氦气（He）作为碰撞气体，可以略微提高特定同位素的质量分辨率。这一发现对于改善质谱分析的准确性和分辨能力具有重要意义。质量分辨率的提高允许更好地区分质量相近的同位素，从而降低了分析中的误差和不确定性。例如，141Pr和238U的质量分辨率分别在氦气流量为5mL/min和6mL/min时提高了16%和13%。这种效果是由于碰撞导致离子动能的离散度减小，从而使得同位素峰更加尖锐。 与使用氦气相似，实验中也观察到使用氢气（H2）作为反应气体时，同样可以提高质量分辨率。例如，在氢气流量为2.5mL/min时，238U的质量分辨率提高了4%。这进一步证明了通过调整碰撞/反应池中的气体种类和流量，可以有效地优化质谱分析的性能。 在进行了ICP-TOFMS操作参数和碰撞/反应池设置的优化后，特别是在优先考虑峰形而非灵敏度的情况下，238U的质量分辨率可以超过4000。尽管这种优化导致238U的灵敏度降低了7%，但显著提高的质量分辨率对于解决复杂样品分析中的同位素重叠问题至关重要。 此外，通过监测209Bi+在m/z=209和m/z=210处的强度，研究人员还探讨了丰度灵敏度的变化。发现通过将氦气流量提高至3mL/min，可以提高丰度灵敏度。这是因为增加的氦气流量导致重质量侧的质谱峰底部变宽，尽管这种效果在质量分辨率的测定中未能得到充分体现。这一发现强调了在实际应用中，对碰撞/反应池中气体流量和种类的精细调节对于优化质谱分析性能的重要性。 钙的定量与氢气气体流量和同位素选择的关系：图3a和b的研究报告通过使用高色散LA-ICP-TOFMS技术在NIST SRM612和USGS BCR-2G样品中测定钙(Ca)元素含量，并探讨了通过反应池的氢气(H2)流量对测定结果的影响。这项研究选择NIST SRM610和29Si+作为参考样品和内标，因为NIST SRM610与NIST SRM612成分相似，适用于校准，而对于USGS BCR-2G的定量，使用NIST SRM610进行校准则被视为非基质匹配的方法。 研究发现，在没有氢气流的标准条件下，能够测定的Ca浓度主要基于44Ca+的强度，而40Ca+、42Ca+和43Ca+的信号未能检测到高于背景水平。当在NIST SRM612中测定Ca时，发现无论选择哪种同位素，准确度和精确度都遵循相似的趋势，并且在氢气流量低于2.5mL/min时得到提升。这表明低氢气流量有助于提高钙定量的准确度和精确度，而较高的氢气流量则因碰撞引起的信号损失而导致逆向趋势。 此外，2.5mL/min的氢气流量被发现能够实现最准确的Ca测量，基于40Ca强度测得的Ca浓度与GeoReM数据库中的参考值相比，偏差仅为1.3%。在USGS BCR-2G标准样品中，较小的氢气流量同样能够提高Ca定量的准确度和精确度。 然而，Ca离子的强度可能会受到MgO+、MgOH+、AlO+和AlOH+等多原子离子的干扰，尤其是在USGS BCR-2G样品中钙浓度高的情况下。这些干扰主要影响低丰度同位素42Ca+、43Ca+和44Ca+，并且随着H2气体流量增加，其影响也随之增大。研究指出，在NIST SRM和USGS BCR-2G样品中，较高的氢气流量可能有助于减少Ca+/Ar+比率的差异和K+信号的拖尾现象， 但为何在较高H2气体流量下基于40Ca+的定量结果更为准确仍然不明确， 这项研究不仅展示了LA-ICP-TOFMS技术在测定特定元素含量时的应用潜力，也强调了优化氢气流量在提高测定准确度和精确度中的重要性。通过调整反应池中的氢气流量，可以有效地减少多原子离子的干扰，从而实现更准确和精确的元素定量分析。 在2.5mL/min的氢气流量下，研究对NIST SRM612和USGS BCR-2G样品中多种元素的定量能力进行了测试。选择这一氢气流量是基于它能够有效平衡背景信号的衰减和由于碰撞引起的信号损失。结果表明，在没有氢气流量的标准条件下与2.5mL/min氢气流量条件下，大多数元素的定量结果之间没有显著差异。实验数据显示，在无氢气和2.5mL/min氢气条件下，分别有43%和36%的测试元素的浓度落在NIST SRM612的首选值不确定度范围内。同时，大约70%的元素在两种条件下与NIST SRM612的首选值相对偏差小于5%。对于USGS BCR-2G样品，62%（无氢气流）和69%（2.5mL/min氢气流）的元素浓度落在首选值的不确定度范围内，且在这两种实验条件下，大约62%的元素与USGS BCR-2G首选值的相对偏差小于5%。 然而，对于磷（P）、钾（K）和钪（Sc）等某些元素，随着氢气流量的增加，其定量准确性有所降低。这一趋势在两种标准参考材料中均被观察到。分析光谱数据时发现，31P、39K和

近日，中国科大微电子学院胡诣哲与林福江课题组设计的一款基于全新电荷舵采样(Charge-SteeringSampling, CSS)技术的极低抖动毫米波全数字锁相环(CSS-ADPLL)芯片入选2023 Symposium on VLSI Technology and Circuits(以下简称VLSI Symposium)。VLSI Symposium是超大规模集成电路芯片设计和工艺器件领域最著名的国际会议之一，也是展现IC技术最新成果的橱窗，今年VLSI Symposium于6月11日至16日在日本京都举行。该论文第一作者为我校微电子学院博士生陶韦臣，胡诣哲教授为通讯作者。 　　极低抖动毫米波频率综合器芯片是实现5G/6G毫米波通信的关键核心模块，为毫米波通信提供精准的载波信号。此研究提出的电荷舵采样技术，将电荷舵采样和逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR-ADC)进行了巧妙的结合，构建了一种高鉴相增益，高线性度且具有多bit数字输出的数字鉴相器。CSS-ADPLL的结构十分紧凑(如图1所示)，由电荷舵鉴相器(CSS-PD)、SAR-ADC、数字滤波器和数控振荡器组成，具有优异相位噪声性能，较快的锁定速度并消耗极低的功耗。 图1.论文提出的电荷舵采样全数字锁相环(CSS-ADPLL)架构 　　测试结果表明，该芯片实现了75.9fs的时钟抖动与–50.13dBc的参考杂散，并取得了-252.4dB的FoM值，为20GHz以上数字锁相环的最佳水平，芯片核心面积仅为0.044mm2。该研究成果以“An 18.8-to-23.3 GHz ADPLL Based on Charge-Steering-Sampling Technique Achieving 75.9 fs RMS Jitter and -252 dB FoM”为题由博士生陶韦辰在大会作报告。 图2.CSS-ADPLL相位噪声与参考杂散测试结果 　　该研究工作得到了科技部国家重点研发计划资助，也得到了中国科大微电子学院、中国科大信息科学技术学院支持。

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所高功率光纤激光技术实验室在特殊波长的飞秒超快光纤激光器研制方向取得重要进展。该团队首次报道了一种基于色散管理、全保偏九字腔的978 nm飞秒掺镱光纤激光器。相关研究成果以Generation of 978 nm dispersion-managed solitons from a polarization-maintaining Yb-doped figure-of-9 fiber laser为题，发表在《光学快报》（Optics Letters）上。978 nm掺镱飞秒锁模光纤激光器因独特的应用价值而备受关注。然而，由于Yb3+在978 nm波长附近的吸收截面近似等于发射截面，为了在这个波长获得高性能激光输出，必须克服978 nm处的激光自吸收和1030 nm附近的放大自发辐射（ASE）等问题。此外，Yb3+在978 nm附近的增益带宽相对较窄，这进一步增加了在该波长下获得飞秒激光脉冲的难度。因此，与1 μm以上的传统掺镱锁模光纤激光器相比，实现这种978 nm的飞秒光纤激光器面临着更大挑战。针对上述问题，研究团队采用基于九字腔结构的非线性放大环镜（NALM）技术实现了978 nm处色散管理孤子的稳定输出。实验中，通过控制激光腔内各色散元件的参数有效地管理了腔内总色散，并引入滤波器来抑制1030 nm的ASE，最终获得了具有14.4 nm光谱带宽和175 fs的高相干激光脉冲。此外，激光腔由全保偏光纤器件组成，能够有效抗温度、震动等环境扰动，确保了锁模脉冲的长期稳定性。数值模拟结果表明，978 nm色散管理孤子的光谱宽度主要受限于Yb3+在相关波长附近的增益带宽。未来，可以利用非线性效应在腔外进一步展宽光谱，从而在这个特殊波长实现更窄脉宽的激光输出。该研究实现的978 nm锁模脉冲是迄今为止报道的相关波长超快光纤激光器中能够输出的最短脉冲，在水下通信和太赫兹波产生等领域具有良好的应用前景。图1.978 nm九字腔色散管理孤子光纤激光器实验装置图图2. 978 nm九字腔光纤激光器输出脉冲参数。（a）光谱，（b）脉冲序列，（c）射频谱，（d）自相关信号，（e） 腔外压缩后的频谱和（f）自相关信号。图3. 数值模拟结果。（a、b）输出色散管理孤子的光谱和时间特性；（c、d）腔内脉冲的时频演化过程。

示波器概述示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器是电子信息工业的基础设备，是应用最广泛的通用电子测试测量仪器，被誉为电子工程师的眼睛，其主要通过采集电路中的电信号并存储和显示，并对信号进行测量、分析和处理，主要用于研发领域。示波器可分为模拟示波器和数字示波器，数字示波器可以分为数字存储示波器（DSO），数字荧光示波器（DPO）和采样示波器等。主要参数1、带宽：输入一个正弦波，保持幅度不变，增加信号频率，当示波器上显示的信号是实际信号幅度的70.7%(即3dB衰减)的时候，该对应的频率就等于示波器带宽。100MHz的带宽在测量100MHz的正弦波时，幅度会下降到原来的0.7，但是100mhz带宽的示波器不能测100mhz的方波，因为方波由基波和奇次谐波组成，5次以下的谐波对方波波形影响很大，所有要较好的看清楚方波，示波器带宽至少要比待测波形频率大5倍。2、采样率：每秒采样多少个样点。根据香农定理，为了避免波形混叠，采样率应该大于波形频率的2倍。一般来说采样率是带宽的5倍即可，比如200M带宽的示波器，配1G采样率就可以了。追求更高的采样率无非为了抓小毛刺，但是这些高频毛刺在带宽层已经被滤掉了，更高的采样率并不能带来很好的收益。3、存储深度：表示示波器可以保存的采样点的个数。4、最高波形捕获率：波形捕获率表示示波器单位时间内捕获多少次波形，其单位在英文中写作“wfm/s”（wfm是waveform的简写）,中文现在一般就写作“次/秒”、“帧/秒”。 波形捕获率的倒数就是捕获周期。5、死区时间：数字示波器对波形样本后处理所需要的时间7、通道数：通道的数量8、底噪：在不连接任何信号的情况下，通过示波器测量得到的噪声一般被称作仪器的底噪声。底噪声的大小对测量微弱信号很重要，如果底噪声较大，达到了和被测信号类似的大小，信号将淹没在噪声中，无法得到有价值的信息。9、触发类型：由于信号无时无刻都在变化，如果一股脑的都把他们显示在示波器上，就会很乱，根本无法让我们看清楚，从而也就无法观察信号来解决问题。考虑到信号大多数时候都是以某种规律周期性出现的，因此我们只要找到他重复的规律，把每一次重复叠加显示在示波器上，信号就可以稳定观察了。这种把信号稳定显示就是触发，也叫同步扫描。仪器配件探头（电压探头、电流探头等）信号通过探头衰减成合适比例送入示波器前端。示波器能测多大电压一般取决于探头，探头通过衰减可以把上万伏的电压信号变成几十伏。模拟示波器早期的示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点（这是传统的模拟示波器的工作原理）。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。模拟示波器采用的是模拟电路（示波管，其基础是电子枪）电子枪向屏幕发射电子，发射的电子经聚焦形成电子束，并打到屏幕上，屏幕的内表面涂有荧光物质，这样电子束打中的点就会发出光来。模拟示波器的组成1、显示电路：显示电路包括示波管及其控制电路两个部分。示波管是一种特殊的电子管，是示波器一个重要组成部分。示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏3个部分组成。阴极射线示波管2、Y轴放大电路：由于示波管的偏转灵敏度甚低，所以一般的被测信号电压都要先经过垂直放大电路的放大，再加到示波管的垂直偏转板上，以得到垂直方向的适当大小的图形。3、X轴放大电路：由于示波管水平方向的偏转灵敏度也很低，所以接入示波管水平偏转板的电压（锯齿波电压或其它电压）也要先经过水平放大电路的放大以后，再加到示波管的水平偏转板上，以得到水平方向适当大小的图形。4、扫描同步电路：扫描电路产生一个锯齿波电压。该锯齿波电压的频率能在一定的范围内连续可调。锯齿波电压的作用是使示波管阴极发出的电子束在荧光屏上形成周期性的、与时间成正比的水平位移，即形成时间基线。这样，才能把加在垂直方向的被测信号按时间的变化波形展现在荧光屏上。5、电源供给电路：供给垂直与水平放大电路、扫描与同步电路以及示波管与控制电路所需的负高压、灯丝电压等。模拟示波器的特点模拟示波器天生具备概率显示的特点，由于荧光屏的余辉暂留，不同概率出现的波形事件会以不同亮度出现在屏幕上，但由于波形的再现过程无法停止，某些偶然出现的单次事件因不具备一定的持续性而无法显示。概率显示是一个很有用的功能，比如某个波形上一个不是每次都出现的毛刺，如果用DSO，则这个毛刺的显示会不停的抖动，如果你暂停显示，则可能没有毛刺，也可能有毛刺，你无法判断毛刺出现的概率，如果用ART，则这个毛刺的出现概率会以不同亮度显示，因为这个特性，目前在开关电源开发领域，模拟示波器以其低廉的价格被广泛使用。数字示波器数字示波器是由模拟前端、ADC、触发电路、数据处理和波形显示几部分组成。数字示波器一般支持多级菜单，能提供给用户多种选择，多种分析功能。还有一些示波器可以提供存储，实现对波形的保存和处理。目前高端数字示波器主要依靠美国技术，对于300MHz带宽之内的示波器，目前国内品牌的示波器在性能上已经可以和国外品牌抗衡，且具有明显的性价比优势。数字示波器的组成现代数字示波器主要由以下5个部分构成：一、信号调理部分。信号调理部分主要由衰减器和放大器组成。信号通过探头或者测试电缆进入示波器内部后，首先经过的是衰减器和放大器，先进行衰减再进行放大。衰减器可以调节，当衰减比调节的较大时，可以测试大幅度的信号，当衰减比调节的较小时，通过放大器的放大作用可以测试小幅度的信号。使用示波器时经常会调整垂直刻度旋钮，其实就是在调整示波器前端的放大器和衰减器。对于数字示波器来说，其前端的衰减器、放大器等电路都是模拟电路，而这些模拟电路决定了数字示波器最关键的指标——带宽。示波器带宽的单位为Hz。通常所说的示波器的硬件带宽就是指数字示波器前端放大器等模拟电路组成的系统的带宽，它决定该示波器能够测量到的最高的信号频率范围。二、采集部分。采集部分由模数转换器（ADC）组成。通过前端的衰减器和放大器把信号调整到合适的幅度后，信号就进行数字化。数字化的过程是通过ADC（模数转换器）完成的，数字示波器以很高的采样率对被测信号进行采样，把输入的连续变化的电压信号转换成一个个离散的数字化样点。经过模数转换后，所有的波形的处理和测量、分析等工作都是在数字域完成的。数字示波器对被测信号进行模数转换的最高速率称为采样率，这是数字示波器除带宽外的第二个关键指标，其单位为Sa/s（Sample/s，即每秒钟可以采样多少个样点），它决定了该示波器是否可以对输入的高频信号进行足够充分的采样。三、存储部分。存储部分由存储器组成。数字示波器在ADC后面都有高速缓存，用来临时存储采样的数据，这些缓存有时也称为数字示波器的内存。缓存的大小通常称为内存深度，是数字示波器第三个关键指标，其单位是Sample，即样点数，它决定了示波器一次连续采集所能采到的最大样点数。数字示波器的内存是非常高速的缓存，或者是通过高速解复用芯片控制的高速存储器，单位存储空间的实现成本很高，因此扩展存储深度的价格非常贵，完全不同于通常意义上所说的计算机的内存。四、触发部分。触发部分主要有触发电路组成。触发是示波器非常重要的特征，因为示波器具有强大的触发功能，所以能够用于异常信号的捕获和电路故障的调试。五、波形的重建与显示部分。数字示波器先把一段数据采集到其高速缓存中，然后停止采集，采集的数据传递到数据处理器，要先进行Sin（x）/x的正弦内插，或线性内插进行波形的重建，重建后的波形可以进行各种各样的参数测量、信号运算和分析等。高速数字示波器进行数据处理的处理器可以采用多种方式实现，一些便携式示波器采用嵌入式微处理器，而很多Windows平台的示波器则会使用X86平台的通用CPU。数据经过处理器处理后，最终要显示在示波器的屏幕上才能被人眼观察到，现代的示波器显示屏幕主要是液晶显示屏。不同种类的数字示波器数字存储示波器（DSO）数字存储示波器和模拟示波器电路类似，分为水平控制部分和垂直控制部分，比模拟示波器多了显示处理部分。垂直控制部分包括信号前置预处理电路（放大或者衰减）、垂直方向预放大电路、ADC、存储单元、数据处理部分；水平控制部分包括衰减和放大电路、触发比较电路、延迟电路以及采样控制电路；显示处理部分主要将采样数据经过处理后输出到显示器上。数字荧光示波器（DPO）DPO在示波器技术上有了新的突破，能够实时显示、存储和分析复杂信号，利用三维信息(振幅、时间、及多层次辉度，用不同的辉度显示幅度分量出现的频率)充分展现信号的特征，尤其采用的数字荧光技术，通过多层次辉度或彩色能够显示长时间内信号的变化情况。DSO采用串行处理结构捕获、显示和分析信号，DPO则采用并行处理结构执行这些功能。DPO结构要求使用独特的ASIC硬件采集波形图像，提供高波形捕获速率，实现更高的信号查看水平。这种性能提高了看到数字系统中发生的瞬态事件的概率，如欠幅脉冲、毛刺和跳变错误，实现了进一步的分析功能。混合域示波器（MDO）2011年8月31日，示波器的发明者泰克公司推出了全球第一款革新性的新类型仪器——该新类型示波器集示波器和频谱仪于一体，泰克公司给这种新类型示波器命名为混合域示波器（Mixed Domain Oscilloscope），它可以帮助工程师捕获时间相关的模拟、数字和射频信号，从而获得完整的系统级观测，帮助工程师快速解决复杂的设计问题。混合信号示波器（MSO）混合信号示波器，简称MSO（Mixed-Signal Oscilloscopes）。混合信号示波器这个称呼沿袭了原HP（今Agilent）在1996年推出54645D时的说法，当时混合信号mcu正在兴起，HP正是看好这个机会才推出了混合示波器，当时HP的宣传是，首先它是一台示波器，其次还能添加逻辑分析功能。可是在之后的10年时间内只有Agilent一家在推MSO，别的示波器厂家似乎无动于衷，就是Agilent自己也只是从Mega-Zoom1进化到Mega-Zoom2。直到2006年Tektronix推出MSO4000，经过铺天盖地的宣传，MSO才逐渐得到了重视，所有厂家的热情似乎也被点燃。大家争相推出新的型号，完整的低速串行协议的触发和解码功能也被引进，逻辑分析的功能得到了大大的加强。目前除了传统的示波器4强，一些新兴的厂商也推出了MSO，比如国内的Rigol、Owon，德国的Hameg，更有厂商推出了基于PC的MSO。采样示波器采样示波器的全名为等效时间采样示波器，主要针对周期信号测量设计。与实时示波器不同，采样示波器在每次触发信号到来时只对数据采样一次，下次触发时，在触发信号后添加一个很小的延迟对信号再进行采样，直到采样到一个完整的周期波形。所以采样示波器在采样时，必须有一个触发事件。采样示波器的优点是宽带高、成本低（不需要ADC芯片）、精度高以及可以直接进行光信号的测量。行业与上下游的关系资料来源：公开资料整理、Frost & Sullivan 《全球和中国电子测量仪器行业独立市场研究报告》电子测量仪器行业上游供应商主要有电子元器件厂商、电子材料厂商、机电产品厂商、机械加工厂商和电子组装厂商等。电子元器件方面涉及主动电子元器件与被动电子元器件两大类。主动电子元器件，即能够执行数据运算、处理的组件，在测量仪器中主要起到电信号的激发放大、振荡、电流控制等功能，其在示波器、波形发生器等电子测量仪器中广泛使用，主要包括 IC 芯片、二极管、三极管等，其特点是等效电路均含有受控电源，其中 IC 芯片对电子测量仪器的基本功能进行模块化整合，是实现测量及相关处理功能的重要核心单元。目前电子测量仪器芯片的供应商以国外厂商为主。被动电子元器件，即不含有受控电源的电路组件，主要包括 RCL（电阻、电容、电感）及被动射频元器件两大类，其中 RCL 可以在测试测量仪器中起到分压分流、滤波、稳流等功能，是电路的基本组成元件，被动射频元件包含滤波器、变压器、震荡器等，在射频类仪器、电源及电子负载中被广泛应用。电子测量仪器行业下游即应用市场。电子测量仪器客户群极其广泛，所有与电子设备有关的企业，几乎都需要使用电子测量仪器。典型的下游应用领域主要包括教育与科研、工业生产、通信行业、航空航天、交通与能源、消费电子等。市场概况示波器是应用最广泛的测量仪器产品，而其中数字示波器在市场规模、应用范围上均占主导地位。数字示波器自上个世纪七十年代诞生以来，其应用越来越广泛，已成为测试工程师必备的工具之一。随着近几年来电子技术取得突破性的发展，全世界数字示波器市场进一步扩大，而作为在世界经济发展中扮演重要角色的中国，飞速发展的电子产业也催生了更庞大的数字示波器需求市场。数字示波器作为主要的通用电子测量设备，在工业生产与制造中被广泛应用。根据Frost & Sullivan《全球和中国电子测量仪器行业独立市场研究报告》，全球示波器市场规模 2019 年达到 78.30 亿元，预计 2025 年将达到 113.01 亿元，年均复合增长率6.31%；中国示波器市场规模从2015年的19.97亿元增长至2019年的26.56亿元，年均复合增长率7.39%，预计将在2025年达到42.15亿元，年均复合增长率8.00%。随着电子工业的持续高速发展，信息技术产品的智能化、网络化以及集成化程度逐步提高以及半导体、5G、人工智能、新能源、航天航空等行业驱动，数字示波器具有良好的发展前景。全球示波器市场统计及预测（2015-2025E）（亿元）中国示波器市场统计及预测（2015-2025E）（亿元）数据来源：Frost&Sullivan《全球和中国电子测量仪器行业独立市场研究报告》行业竞争情况示波器行业市场较为集中，根据 Frost&Sullivan《全球和中国电子测量仪器行业独立市场研究报告》，2019年，排名前五的企业占据了全球市场的50.40%，占据了中国市场的43.1%。从全球市场销量来看，行业内优势企业是德科技、泰 克、力科、罗德与施瓦茨等企业垄断了大部分市场份额。由于半导体工艺、单功能模块技术、系统架构技术等限制，国际巨头凭借着多年的积累有着良好的优势，占据着市场前四的份额。随着电子产业测试需求的进步，特别是5G、云服务、视频流、物联网、新能源、消费电子等新兴领域市场的工业客户都需要面临接口速率提升所带来的更高测试要求，因此对中高端示波器产品的需求将与日俱增。由于2GHz带宽以上示波器核心芯片无法通过公开市场进行采购，国内示波器厂商主要集中在中低端示波器产品领域。随着中国加大对上游 ADC 芯片、FPGA等领域的投资，上游芯片供应商发展逐步崛起，国内示波器厂商正逐渐从经济型示波器向中高端型市场发展。国内已经有示波器厂商通过自研示波器核心芯片，特别是在模拟前端芯片和ADC芯片上，具有了自主研发芯片的能力，突破了带宽和采样率的技术壁垒，突破了示波器4GHz 带宽、20GSa/s 采样率的技术限制，初步具备在高端型4GHz以上带宽市场与国外龙头厂商竞争的能力。部分示波器企业介绍公司名称简介是德科技是德科技公司的业务起源于美国惠普公司，是惠普公司电子测量集团1999年经重组成为安捷伦科技、2014年再次分拆在纽交所上市（股票代码：KEYS）而成立的一家高科技跨国公司。公司总部位于美国加州圣罗莎市。业务涉及电子测量仪器、系统和相关软件，软件设计工具和服务等。泰克泰克成立于1946年，是世界第一台触发式示波器的发明者。泰克于2016年7月加入福迪威集团（英文名Fortive Corporation，美国纽交所上市代码FTV）成为该集团测试测量业务板块的重要组成部分。罗德&施瓦茨1933年罗德与施瓦茨公司(R&S)正式成立，总部位于德国。1985年起在北京正式开展技术服务并设立了第一家代表处，是在中国最早设立代表机构的100家外资企业之一。R&S公司向中国市场提供了众多高科技、高精度、高质量的无线通信，测试与测量和广播电视产品及解决方案。力科LeCroy成立于1964年，是一家专业生产示波器厂家。旗下生产有数字示波器、SDA系列数字示波器、混合信号示波器、模块化仪器、任意波形发生器。1976年公司将总部搬到了纽约州Chestnut Ridge地区并保持至今。2012年，力科与世界著名的高科技公司Teledyne合并，力科公司名称由LeCroy改名为Teledyne LeCroy。福禄克福禄克电子仪器仪表公司于1948年成立，Fortive 集团的全资子公司。福禄克总部设在美国华盛顿州的埃弗里特市。普源精电普源精电（RIGOL）创立于1998年，主要产品包括数字示波器、波形发生器、射频类仪器、电源及电子负载、万用表及数据采集器等。2019年公司推出了 “凤凰座 ”数字示波器核心芯片组，并成功实现了产品产业化。2022年3月1日，证监会同意普源精电首次公开发行股票的注册申请。鼎阳科技2002年，鼎阳科技创业者们成立研发工作室开始研发自主示波器。2007年与力科成为战略合作伙伴。2021年成功登录科创板，成为通用电子测试测量仪器行业首家A股上市公司。电科思仪电科思仪原为中电科仪器仪表有限公司，成立于2015年5月8日，本部位于山东青岛，2020年3月31日完成混改工商变更，成为混合所有制形式下的（国有控股）有限责任公司，2020年12月31日完成股改工商变更，更名为“中电科思仪科技股份有限公司”，成为股份有限公司,主要从事微波/毫米波、光电、通信、基础通用类测量仪器以及自动测试系统、微波毫米波部件等产品的研制、开发和批量生产，并为军、民用电子元器件、组件、整机和系统的研制、生产提供检测与应用，致远电子广州致远电子有限公司创立于2001年，作为智能物联生态系统产品与解决方案供应商，专注服务工业领域企业类用户，提供从感知控制、互联互通、边缘计算到ZWS IoT-PaaS云平台的产品与系统化方案。固纬电子固纬电子成立于1975年，是电子测试测量仪器领域的专业制造商，由最初的电源迅速发展到高精度电子测试测量仪器领域。如今，固纬电子涉及了从示波器、频谱分析仪、信号发生器、电源、基本测试测量仪器到电池测试系统等400多种产品。

智能车牌识别随着人们经济、生活水平的提高，民用汽车数量骤增，因此对汽车的管理就变得很重要。目前，自动车牌号码识别 (ANPR) 系统已被广泛应用，这样就有助于执法机构对公路上的交通状况进行控制和管理。今天，小菲就给大家介绍一款新型ANPR系统——Traffic Eye，它是总部位于西班牙马德里的Lector Vision引入创建的。机器视觉相机在ANPR系统中的应用Lector Vision是一家硬件和软件开发公司，专注于机器视觉系统，即自动车牌读取。其凭借在ITS、停车场、访问控制、视频监控和机器视觉领域的广泛技术和商业经验，为交通管理、访问控制车辆、停车场管理以及其他安全运营和物流领域开发产品系列提供解决方案。这款新型自动车牌号码识别 (ANPR) 系统将现成硬件与由Lector Vision设计和开发的定制硬件相结合，同时结合该公司自身的OCR软件引擎，实现了一种高度灵活的系统，可快速定制用于识别世界上任何一个国家/地区的车牌。Traffic Eye系统本身采用脉冲红外光照亮交通场景，同时使用两台单独的相机捕获车辆的黑白图像和场景的整体图像。这两种图像随后通过GigE接口传送到Traffic Eye系统中的一个嵌入式四核处理器。在这里，运行在处理器上的定制软件将对单色图像进行分析，以确定图像中车牌上的字符。 为此，软件首先在图像中车牌可能存在的地方搜索相关矩形区域。然后，对相关区域执行边缘检测运算，通过在图像中检测亮度的不连续性，找到车牌上字符的边界。在图像中确定了车牌上的字符位置后，该系统接下来就要识别个别的字符了。为此，Lector Vision 选择部署一个基于软件的人工神经网络，用以识别车牌上的字符。随后，将车牌号码和场景整体色彩关联在一起，通过线缆、光纤、GPRS或3G网络传送到控制中心，传输方式根据实际应用情况而定。ANPR系统中机器视觉相机的选择Lector Vision研发经理Gonzalo Garcia Palacios表示，机器视觉相机在车牌识别过程中发挥着重要作用，因为该系统的整体性能高度依赖于所捕获到的图像质量。Traffic Eye系统的一台相机是FLIR Blackfly GigE单色相机，配备了Sony Pregius IMX249 CMOS全局快门传感器和一个红外滤波器，分辨率为1920 × 1200 像素。该相机用于捕获由系统软件进行分析，以确定车辆车牌的图像。第二台相机是FLIR Blackfly GigE彩色相机，配备了Sony IMX249 CMOS传感器，像素为1920 × 1200像素，该相机用于捕获场景的整体图像。配备了不同CMOS传感器的各个相机可以很容易地变化，以更好地满足应用需求，例如单车道或多车道（最多同时出现三个车道）ANPR设备、闯红灯执法和行驶超速执法等。FLIR Blackfly GigE相机自2013年推出以来便广泛应用于Traffic Eye系统中，但该系统中使用的模块化性质处理器和控制硬件板导致该公司有多个相机接口。Palacios表示，当系统需要更高的分辨率时，相对简单直接的做法是先选择一台具有合适传感器的相机，然后再决定是选择GigE接口还是具有更高带宽的USB3接口。新型ANPR系统对企业的帮助Palacios表示，Traffic Eye系统自2013年推出到现在，其安装量已经超过了500套，这证明了该系统能够读取行驶速度超过200公里/小时车辆的车牌。除了在西班牙广泛部署外，这些系统在安道尔、哥伦比亚、智利、波兰、斯洛伐克、秘鲁、阿尔及利亚和墨西哥等地也颇受青睐。此外，自2003年以来，该公司还向其他感兴趣的用户出售了700多套访问控制设备，以及作为单独软件产品出售的OCR识别软件。今年，Lector Vision计划为该系统进行升级，以便它能够同时检测高速公路三个以上车道的交通状况。进一步改进该系统，使它不仅能够读取车牌，而且还能检测公路上的许多其他类型的事件，例如在公路上朝着错误方向行驶的交通状况以及车祸等。

摘要晶圆表面缺陷检测在半导体制造中对控制产品质量起着重要作用，已成为计算机视觉领域的研究热点。然而，现有综述文献中对晶圆缺陷检测方法的归纳和总结不够透彻，缺乏对各种技术优缺点的客观分析和评价，不利于该研究领域的发展。本文系统分析了近年来国内外学者在晶圆表面缺陷检测领域的研究进展。首先，介绍了晶圆表面缺陷模式的分类及其成因。根据特征提取方法的不同，目前主流的方法分为三类：基于图像信号处理的方法、基于机器学习的方法和基于深度学习的方法。此外，还简要介绍了代表性算法的核心思想。然后，对每种方法的创新性进行了比较分析，并讨论了它们的局限性。最后，总结了当前晶圆表面缺陷检测任务中存在的问题和挑战，以及该领域未来的研究趋势以及新的研究思路。1.引言硅晶圆用于制造半导体芯片。所需的图案是通过光刻等工艺在晶圆上形成的，是半导体芯片制造过程中非常重要的载体。在制造过程中，由于环境和工艺参数等因素的影响，晶圆表面会产生缺陷，从而影响晶圆生产的良率。晶圆表面缺陷的准确检测，可以加速制造过程中异常故障的识别以及制造工艺的调整，提高生产效率，降低废品率。晶圆表面缺陷的早期检测往往由经验丰富的检测人员手动进行，存在效率低、精度差、成本高、主观性强等问题，不足以满足现代工业化产品的要求。目前，基于机器视觉的缺陷检测方法[1]在晶圆检测领域已经取代了人工检测。传统的基于机器视觉的缺陷检测方法往往采用手动特征提取，效率低下。基于计算机视觉的检测方法[2]的出现，特别是卷积神经网络等神经网络的出现，解决了数据预处理、特征表示和提取以及模型学习策略的局限性。神经网络以其高效率、高精度、低成本、客观性强等特点，迅速发展，在半导体晶圆表面缺陷检测领域得到广泛应用。近年来，随着智能终端和无线通信设施等电子集成电路的发展，以及摩尔定律的推广，在全球对芯片的需求增加的同时，光刻工艺的精度也有所提高。随着技术的进步，工艺精度已达到10纳米以下[5]。因此，对每个工艺步骤的良率提出了更高的要求，对晶圆制造中的缺陷检测技术提出了更大的挑战。本文主要总结了晶圆表面缺陷检测算法的相关研究，包括传统的图像处理、机器学习和深度学习。根据算法的特点，对相关文献进行了总结和整理，对晶圆缺陷检测领域面临的问题和挑战进行了展望和未来发展。本文旨在帮助快速了解晶圆表面缺陷检测领域的相关方法和技能。2. 晶圆表面缺陷模式在实际生产中，晶圆上的缺陷种类繁多，形状不均匀，增加了晶圆缺陷检测的难度。在晶圆缺陷的类型中，无图案晶圆缺陷和图案化晶圆缺陷是晶圆缺陷的两种主要形式。这两类缺陷是芯片故障的主要原因。无图案晶圆缺陷多发生在晶圆生产的预光刻阶段，即由机器故障引起的晶圆缺陷。划痕缺陷如图1a所示，颗粒污染缺陷如图1b所示。图案化晶圆缺陷多见于晶圆生产的中间工序。曝光时间、显影时间和烘烤后时间不当会导致光刻线条出现缺陷。螺旋激励线圈和叉形电极的微纳制造过程中晶圆表面产生的缺陷如图2所示。开路缺陷如图2 a所示，短路缺陷如图2 b所示，线路污染缺陷如图2 c所示，咬合缺陷如图2d所示。图1.（a）无图案晶圆的划痕缺陷；（b）无图案晶圆中的颗粒污染。图2.（a）开路缺陷，（b）短路缺陷，（c）线路污染，以及（d）图案化晶圆缺陷图中的咬合缺陷。由于上述晶圆缺陷的存在，在对晶圆上所有芯片进行功能完整性测试时，可能会发生芯片故障。芯片工程师用不同的颜色标记测试结果，以区分芯片的位置。在不同操作过程的影响下，晶圆上会产生相应的特定空间图案。晶圆图像数据，即晶圆图，由此生成。正如Hansen等在1997年指出的那样，缺陷芯片通常具有聚集现象或表现出一些系统模式，而这种缺陷模式通常包含有关工艺条件的必要信息。晶圆图不仅可以反映芯片的完整性，还可以准确描述缺陷数据对应的空间位置信息。晶圆图可能在整个晶圆上表现出空间依赖性，芯片工程师通常可以追踪缺陷的原因并根据缺陷类型解决问题。Mirza等将晶圆图缺陷模式分为一般类型和局部类型，即全局随机缺陷和局部缺陷。晶圆图缺陷模式图如图3所示，局部缺陷如图3 a所示，全局随机缺陷如图3b所示。全局随机缺陷是由不确定因素产生的，不确定因素是没有特定聚类现象的不可控因素，例如环境中的灰尘颗粒。只有通过长期的渐进式改进或昂贵的设备大修计划，才能减少全局随机缺陷。局部缺陷是系统固有的，在晶圆生产过程中受到可控因素的影响，如工艺参数、设备问题和操作不当。它们反复出现在晶圆上，并表现出一定程度的聚集。识别和分类局部缺陷，定位设备异常和不适当的工艺参数，对提高晶圆生产良率起着至关重要的作用。图3.（a）局部缺陷模式（b）全局缺陷模式。对于面积大、特征尺寸小、密度低、集成度低的晶圆图案，可以用电子显微镜观察光刻路径，并可直接进行痕量检测。随着芯片电路集成度的显著提高，进行芯片级检测变得越来越困难。这是因为随着集成度的提高，芯片上的元件变得更小、更复杂、更密集，从而导致更多的潜在缺陷。这些缺陷很难通过常规的检测方法进行检测和修复，需要更复杂、更先进的检测技术和工具。晶圆图研究是晶圆缺陷检测的热点。天津大学刘凤珍研究了光刻设备异常引起的晶圆图缺陷。针对晶圆实际生产过程中的缺陷，我们通过设备实验对光刻胶、晶圆粉尘颗粒、晶圆环、划痕、球形、线性等缺陷进行了深入研究，旨在找到缺陷原因，提高生产率。为了确定晶圆模式失效的原因，吴明菊等人从实际制造中收集了811,457张真实晶圆图，创建了WM-811K晶圆图数据集，这是目前应用最广泛的晶圆图。半导体领域专家为该数据集中大约 20% 的晶圆图谱注释了八种缺陷模式类型。八种类型的晶圆图缺陷模式如图4所示。本综述中引用的大多数文章都基于该数据集进行了测试。图4.八种类型的晶圆映射缺陷模式类型：（a）中心、（b）甜甜圈、（c）边缘位置、（d）边缘环、（e）局部、（f）接近满、（g）随机和（h）划痕。3. 基于图像信号处理的晶圆表面缺陷检测图像信号处理是将图像信号转换为数字信号，再通过计算机技术进行处理，实现图像变换、增强和检测。晶圆检测领域常用的有小波变换（WT）、空间滤波（spatial filtering）和模板匹配（template matching）。本节主要介绍这三种算法在晶圆表面缺陷检测中的应用。图像处理算法的比较如表1所示。表 1.图像处理算法的比较。模型算法创新局限小波变换 图像可以分解为多种分辨率，并呈现为具有不同空间频率的局部子图像。防谷物。阈值的选择依赖性很强，适应性差。空间滤波基于空间卷积，去除高频噪声，进行边缘增强。性能取决于阈值参数。模板匹配模板匹配算法抗噪能力强，计算速度快。对特征对象大小敏感。3.1. 小波变换小波变换（WT）是一种信号时频分析和处理技术。首先，通过滤波器将图像信号分解为不同的频率子带，进行小波分解 然后，通过计算小波系数的平均值、标准差或其他统计度量，分析每个系数以检测任何异常或缺陷。异常或缺陷可能表现为小波系数的突然变化或异常值。根据分析结果，使用预定义的阈值来确定信号中的缺陷和异常，并通过识别缺陷所在的时间和频率子带来确定缺陷的位置。小波分解原理图如图5所示，其中L表示低频信息，H表示高频信息。每次对图像进行分解时，图像都会分解为四个频段：LL、LH、HL 和 HH。下层分解重复上层LL带上的分解。小波变换在晶圆缺陷特征的边界处理和多尺度边缘检测中具有良好的性能。图5.小波分解示意图。Yeh等提出了一种基于二维小波变换（2DWT）的方法，该方法通过修正小波变换模量（WTMS）计算尺度系数之间的比值，用于晶圆缺陷像素的定位。通过选择合适的小波基和支撑长度，可以使用少量测试数据实现晶圆缺陷的准确检测。图像预处理阶段耗费大量时间，严重影响检测速度。Wen-Ren Yang等提出了一种基于短时离散小波变换的晶圆微裂纹在线检测系统。无需对晶圆图像进行预处理。通过向晶圆表面发射连续脉冲激光束，通过空间探针阵列采集反射信号，并通过离散小波变换进行分析，以确定微裂纹的反射特性。在加工的情况下，也可以对微裂纹有更好的检测效果。多晶太阳能硅片表面存在大量随机晶片颗粒，导致晶圆传感图像纹理不均匀。针对这一问题，Kim Y等提出了一种基于小波变换的表面检测方法，用于检测太阳能硅片缺陷。为了更好地区分缺陷边缘和晶粒边缘，使用两个连续分解层次的小波细节子图的能量差作为权重，以增强每个分解层次中提出的判别特征。实验结果表明，该方法对指纹和污渍有较好的检测效果，但对边缘锋利的严重微裂纹缺陷无效，不能适用于所有缺陷。3.2. 空间过滤空间滤波是一种成熟的图像增强技术，它是通过直接对灰度值施加空间卷积来实现的。图像处理中的主要作用是图像去噪，分为平滑滤镜和锐化滤镜，广泛应用于缺陷检测领域。图6显示了图像中中值滤波器和均值滤波器在增加噪声后的去噪效果。图6.滤波去噪效果图：（a）原始图像，（b）中值滤波去噪，（c）均值滤光片去噪。Ohshige等提出了一种基于空间频率滤波技术的表面缺陷检测系统。该方法可以有效地检测晶圆上的亚微米缺陷或异物颗粒。晶圆制造中随机缺陷的影响。C.H. Wang提出了一种基于空间滤波、熵模糊c均值和谱聚类的晶圆缺陷检测方法，该方法利用空间滤波对缺陷区域进行去噪和提取，通过熵模糊c均值和谱聚类获得缺陷区域。结合均值和谱聚类的混合算法用于缺陷分类。它解决了传统统计方法无法提取具有有意义的分类的缺陷模式的问题。针对晶圆中的成簇缺陷，Chen SH等开发了一种基于中值滤波和聚类方法的软件工具，所提算法有效地检测了缺陷成簇。通常，空间过滤器的性能与参数高度相关，并且通常很难选择其值。3.3. 模板匹配模板匹配检测是通过计算模板图像与被测图像之间的相似度来实现的，以检测被测图像与模板图像之间的差异区域。Han H等从晶圆图像本身获取的模板混入晶圆制造工艺的设计布局方案中，利用物理空间与像素空间的映射，设计了一种结合现有圆模板匹配检测新方法的晶圆图像检测技术。刘希峰结合SURF图像配准算法，实现了测试晶圆与标准晶圆图案的空间定位匹配。测试图像与标准图像之间的特征点匹配结果如图7所示。将模式识别的轮廓提取技术应用于晶圆缺陷检测。Khalaj等提出了一种新技术，该技术使用高分辨率光谱估计算法提取晶圆缺陷特征并将其与实际图像进行比较，以检测周期性2D信号或图像中不规则和缺陷的位置。图7.测试图像与标准图像之间的特征点匹配结果。下接：晶圆表面缺陷检测方法综述【下】

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北京市-昌平区 状态：公告 更新时间： 2022-06-15 招标文件: 附件1 中国石油大学(北京) 制氢催化剂原位测试及表征教学实验平台采购项目 招标公告 项目概况： 中国石油大学(北京) 制氢催化剂原位测试及表征教学实验平台采购项目的潜在投标人应 电汇或网银 购买取招标文件，并于2022年7月6日上午9点00分（北京时间）前递交投标文件。 一、项目基本情况： 项目编号：BIECC-22ZB0262 项目名称：中国石油大学(北京) 制氢催化剂原位测试及表征教学实验平台采购 预算金额：128.90万元 采购需求： 名称 数量 设备用途简要描述 备注 制氢催化剂原位测试及表征教学实验平台 详见招标文件 顺磁共振波谱仪可精确、快速地测定检测含不成对电子样品，如自由基和过渡金属离子的信息。包括用于检测样品中活性比较高的自由基，如羟基自由基，超氧自由基，硫酸根自由基等；检测顺磁性的金属离子；进行催化剂缺陷表征。主要包括顺磁共振波谱仪主机、光照系统等构成。 配合旋转圆盘或旋转圆盘圆环电极，与电化学工作站联用，广泛用于化学电源、电镀、金属腐蚀等应用领域和电化学技术研究。 阻抗工作站内含快速数字信号发生器、电位电流信号滤波器、多级信号增益、IR降补偿电路以及恒电位仪、恒电流仪等。可以用于两电极、三电极、四电极模式，可直接用于超微电极上的稳态电流测量，可进行循环伏安法、交流阻抗法、交流伏安法、电流滴定、电位滴定等测量。 具体参数及要求详见招标文件 是否接受进口产品投标：是。 其他：投标人应对招标文件 第七章 技术需求及服务需求 中的所有内容进行投标，不得将其中的内容拆开投标，否则其投标将被拒绝。 合同履行期限：自签订合同之日起至合同内容全部执行完毕止。 本项目不接受联合体投标。 二、申请人的资格要求： 1、资格要求：满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定； 2.落实政府采购政策需满足的资格要求：无。 3.本项目的特定资格要求：无 三、获取招标文件的时间及其他要求： 1、招标文件售价及其注意事项： 1.1、购买时间：2022年6月15日至2022年6月22日，上午9:00至11:30；下午13:00至16:30,(北京时间，法定节假日除外)。 1.2、文件售价：人民币200.00元/本。 1.3、电子版标书下载地址：http://www.biecc.com.cn/fushulanmu/biaoshuxiazai 2、购买方式：疫情期间，本项目只接受电汇或网银购买招标文件。招标文件售后不退。投标人电汇或网银购买招标文件，请按下述我公司相关信息汇款，汇款单上应注明汇款用途，并请将汇款底单及以下表格发邮件至jowena@163.com，邮件主题统一为： 22ZB0262项目购买招标文件汇款/转账凭证及信息表 。请注意：电汇或网银购买招标文件必须于标书销售截止日16:30前到账。 电汇或网银购买招标文件、提交投标保证金及中标服务费收取的唯一账户： 公司名称：北京国际工程咨询有限公司 开户行：华夏银行北京学院路支行 帐 号：10242000000002546 项目名称： 中国石油大学(北京) 制氢催化剂原位测试及表征教学实验平台采购 项目编号： BIECC-22ZB0262 汇款金额： 投标公司名称： 统一社会信用代码： 公司通讯地址： 项目联系人： 联系电话（手机）： 联系邮箱： 汇款/转账凭证 （汇款或转账的底单扫描件或截图） 如汇款后没有将 汇款/转账凭证及信息表 发邮件给我公司而造成的投标人信息登记的遗漏，我公司概不负责。采购代理机构不再提供纸质招标文件。 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点： 1、提交投标文件截止时间、开标时间：2022年7月6日上午9点00分（北京时间）。 2、提交投标文件地点：北京市海淀区学院路30号科大天工大厦A座六层611会议室。 五、公告期限：自本公告发布之日起5个工作日。 六、其他补充事宜： 采购项目执行政府采购政策： （1）对小微企业的产品给予价格扣除（监狱企业、残疾人福利性单位视同小微企业）。 （2）优先采购节能环保产品（所采购的货物在政府采购节能产品、环境标志产品实施品目清单范围内，且具有国家确定的认证机构出具的、处于有效期之内的节能产品、环境标志产品认证证书）。 七、对本次招标提出询问，请按以下方式联系： 1.采购人信息： 名 称：中国石油大学（北京） 地址：北京市昌平区府学路18号 联系方式：010-89733226 2.采购代理机构信息： 名 称：北京国际工程咨询有限公司 地 址：海淀区学院路30号科大天工大厦A座611房间 联系方式：张昕昕、苏悦 010-82376700 电子邮箱：jowena@163.com 3.项目联系方式： 项目联系人：张昕昕、苏悦 电 话：010-82376700 北京国际工程咨询有限公司 2022年6月15日 下载 × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 $('.clickModel').click(function () { $('.modelDiv').show() }) $('.closeModel').click(function () { $('.modelDiv').hide() }) 基本信息 关键内容：电化学工作站,电导率仪,核磁共振,X射线衍射仪,顺磁共振波谱 开标时间：2022-07-06 09:00 预算金额：128.90万元 采购单位：中国石油大学 采购联系人：点击查看 采购联系方式：点击查看 招标代理机构：北京国际工程咨询有限公司 代理联系人：点击查看 代理联系方式：点击查看 详细信息 中国石油大学(北京)制氢催化剂原位测试及表征教学实验平台采购 北京市-昌平区 状态：公告 更新时间： 2022-06-15 招标文件: 附件1 中国石油大学(北京) 制氢催化剂原位测试及表征教学实验平台采购项目 招标公告 项目概况： 中国石油大学(北京) 制氢催化剂原位测试及表征教学实验平台采购项目的潜在投标人应 电汇或网银 购买取招标文件，并于2022年7月6日上午9点00分（北京时间）前递交投标文件。 一、项目基本情况： 项目编号：BIECC-22ZB0262 项目名称：中国石油大学(北京) 制氢催化剂原位测试及表征教学实验平台采购 预算金额：128.90万元 采购需求： 名称 数量 设备用途简要描述 备注 制氢催化剂原位测试及表征教学实验平台 详见招标文件 顺磁共振波谱仪可精确、快速地测定检测含不成对电子样品，如自由基和过渡金属离子的信息。包括用于检测样品中活性比较高的自由基，如羟基自由基，超氧自由基，硫酸根自由基等；检测顺磁性的金属离子；进行催化剂缺陷表征。主要包括顺磁共振波谱仪主机、光照系统等构成。 配合旋转圆盘或旋转圆盘圆环电极，与电化学工作站联用，广泛用于化学电源、电镀、金属腐蚀等应用领域和电化学技术研究。 阻抗工作站内含快速数字信号发生器、电位电流信号滤波器、多级信号增益、IR降补偿电路以及恒电位仪、恒电流仪等。可以用于两电极、三电极、四电极模式，可直接用于超微电极上的稳态电流测量，可进行循环伏安法、交流阻抗法、交流伏安法、电流滴定、电位滴定等测量。 具体参数及要求详见招标文件 是否接受进口产品投标：是。 其他：投标人应对招标文件 第七章 技术需求及服务需求 中的所有内容进行投标，不得将其中的内容拆开投标，否则其投标将被拒绝。 合同履行期限：自签订合同之日起至合同内容全部执行完毕止。 本项目不接受联合体投标。 二、申请人的资格要求： 1、资格要求：满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定； 2.落实政府采购政策需满足的资格要求：无。 3.本项目的特定资格要求：无 三、获取招标文件的时间及其他要求：1、招标文件售价及其注意事项： 1.1、购买时间：2022年6月15日至2022年6月22日，上午9:00至11:30；下午13:00至16:30,(北京时间，法定节假日除外)。 1.2、文件售价：人民币200.00元/本。 1.3、电子版标书下载地址：http://www.biecc.com.cn/fushulanmu/biaoshuxiazai 2、购买方式：疫情期间，本项目只接受电汇或网银购买招标文件。招标文件售后不退。投标人电汇或网银购买招标文件，请按下述我公司相关信息汇款，汇款单上应注明汇款用途，并请将汇款底单及以下表格发邮件至jowena@163.com，邮件主题统一为： 22ZB0262项目购买招标文件汇款/转账凭证及信息表 。请注意：电汇或网银购买招标文件必须于标书销售截止日16:30前到账。 电汇或网银购买招标文件、提交投标保证金及中标服务费收取的唯一账户： 公司名称：北京国际工程咨询有限公司 开户行：华夏银行北京学院路支行 帐 号：10242000000002546 项目名称： 中国石油大学(北京) 制氢催化剂原位测试及表征教学实验平台采购 项目编号： BIECC-22ZB0262 汇款金额： 投标公司名称： 统一社会信用代码： 公司通讯地址： 项目联系人： 联系电话（手机）： 联系邮箱： 汇款/转账凭证 （汇款或转账的底单扫描件或截图） 如汇款后没有将 汇款/转账凭证及信息表 发邮件给我公司而造成的投标人信息登记的遗漏，我公司概不负责。采购代理机构不再提供纸质招标文件。 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点： 1、提交投标文件截止时间、开标时间：2022年7月6日上午9点00分（北京时间）。 2、提交投标文件地点：北京市海淀区学院路30号科大天工大厦A座六层611会议室。 五、公告期限：自本公告发布之日起5个工作日。 六、其他补充事宜： 采购项目执行政府采购政策： （1）对小微企业的产品给予价格扣除（监狱企业、残疾人福利性单位视同小微企业）。 （2）优先采购节能环保产品（所采购的货物在政府采购节能产品、环境标志产品实施品目清单范围内，且具有国家确定的认证机构出具的、处于有效期之内的节能产品、环境标志产品认证证书）。 七、对本次招标提出询问，请按以下方式联系： 1.采购人信息： 名 称：中国石油大学（北京） 地址：北京市昌平区府学路18号 联系方式：010-89733226 2.采购代理机构信息： 名 称：北京国际工程咨询有限公司 地 址：海淀区学院路30号科大天工大厦A座611房间 联系方式：张昕昕、苏悦 010-82376700 电子邮箱：jowena@163.com 3.项目联系方式： 项目联系人：张昕昕、苏悦 电 话：010-82376700 北京国际工程咨询有限公司 2022年6月15日 下载

波长调谐范围覆盖6-20μm的高重复频率（10 MHz）、高平均功率（10 mW）飞秒激光源具有重要的应用，由于大量分子在这个波段具有振动跃迁，因此有望用于痕量气体检测以及对由气体、液体或固体组成的复合系统进行与物理、化学或生物学相关的非侵入性诊断。但由于增益介质的缺乏，这些中红外源通常利用高功率近红外飞秒激光器驱动光学差频产生（DFG）来实现：近红外激光脉冲的一部分用作泵浦脉冲，另一部分采用非线性波长转换产生波长可调的信号脉冲，泵浦脉冲和信号脉冲之间的DFG产生可调谐的中红外脉冲。利用传统非线性光学手段产生的信号光脉冲能量较低，限制了中红外光源的功率，导致长波中红外飞秒光源无法广泛应用。针对该难点，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心L07组在长期开展基于超快激光脉冲产生及波长转换的基础上，利用自相位调制的光谱旁瓣滤波（SPM-enabled spectral selection，SESS）技术，基于高功率掺铒光纤激光器在高非线性光纤中得到了波长范围覆盖1.6-1.94μm、功率高达300mW（~10nJ）的信号脉冲，再与1.55μm的泵浦脉冲在GaSe晶体中差频得到了波长覆盖7.7-17.3μm的中红外激光脉冲，最大平均功率可达58.3mW。图1. 实验装置图实验装置如图1所示，前端为自制的高功率掺铒光纤激光器系统，重复频率为32MHz，经过啁啾脉冲放大后得到平均功率为4W、脉冲能量为125nJ、宽度为 290fs的脉冲。将激光脉冲分成两份，一份作为泵浦脉冲，另一份耦合到SESS光纤中进行光谱展宽。光纤输出处的展宽光谱由二向色镜分离，长通滤波器（图中的LPF1）将最右边的光谱旁瓣过滤出来作为信号脉冲。泵浦脉冲经过时间延迟线与信号脉冲在时间上重合后聚焦到GaSe晶体上，光斑大小约为50μm。再通过另一个截止波长为4.5μm的长通滤波器，生成的中红外光束经焦距为75mm的90°离轴抛物面镜准直。利用校准的热敏功率计测量中红外脉冲的平均功率，傅里叶变换红外（FTIR）光谱仪来测量输出光谱。图2（a）为1mm-GaSe后输出光谱和功率，光谱范围为7.7-17.3μm，最大平均功率为30.4 mW。为了进一步提高输出功率，我们采用2mm厚的GaSe晶体，结果如图2（b）所示，整个光谱调谐范围内脉冲功率均大于10mW，最大平均功率达58.3mW。相比于以往基于掺镱光纤的中红外光源，本研究成果将DFG平均功率提高了一个数量级，并首次实验上观测到了工作在光参量放大机制下的高重频DFG过程。该高功率长波中红外光源基于结构紧凑的光纤激光器，可以用于实现中红外双光梳，从而推动中红外光梳在精密光谱学中的前沿应用。相关结果发表在最近的Optics Letters上（https://doi.org/10.1364/OL.482461），被选为Editor's Pick并成为当天下载量最多的5篇论文之一。图2. 在不同厚度GaSe后测量到的中红外光谱和功率:（a） 1mm-GaSe（b）2mm-GaSe。该工作得到了国家自然科学基金（批准号：No.62227822和62175255）、中国科学院国际交流项目（批准号：No. GJHZ1826）和国家重点研发计划（批准号：No. 2021YFB3602602）的支持。论文第一作者为物理所博士生刘洋，常国庆特聘研究员为通讯作者，赵继民、魏志义研究员也参与了该工作的设计和讨论。

近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员曹俊诚、黎华团队与华东师范大学教授曾和平团队合作，在高稳定自参考太赫兹双光梳方面取得研究进展。研究团队提出自参考方法，完全消除了THz双光梳共有载波噪声，同时抑制了重复频率噪声，将THz双光梳梳齿线宽由未稳频的2-3 MHz量级压缩至14.8 kHz，大幅提升了THz双光梳光源的稳定度。相关成果以Terahertz Semiconductor Dual-comb Source with Relative Offset Frequency Cancellation为题发表在《激光与光子学评论》（Laser & Photonics Reviews）上，并被遴选为封面论文。双光梳由两个重复频率略有不同的光频梳组成，通过多外差采样将光谱信息直接映射在微波波段，这种不依赖机械扫描的时间延迟结构令双光梳天然具有高速、高分辨等优势，在高精度光谱、成像、测距以及大容量高速通信方面具有重要应用。在THz波段，基于电泵浦的半导体量子级联激光器（quantum cascade laser，QCL）是实现THz光频梳与双光梳的理想载体。当前，THz QCL双光梳通常工作于自由运行模式，具有较高的相位噪声，限制其高精度应用。提高双光梳频率稳定性的主要思路是分别控制两个光频梳基础频率分量，即载波包络偏移频率和重复频率。要完全锁定THz QCL双光梳需要同时锁定四个不同频率，即两个载波包络偏移频率和两个重复频率。尽管研究团队在前期工作中将THz双光梳一根梳齿通过锁相环实现了锁定，提升了双光梳的稳定性，但是还未实现THz双光梳的完全硬件锁定，而要在实验室实现四个频率的完全锁定，将涉及复杂的硬件系统。该工作中，研究人员提出了自参考“软锁定”方法，不采用任何硬件锁模模块，对双光梳整体信号进行操控，实现了高稳定自参考THz QCL双光梳光源。双光梳梳齿噪声来源于两个未锁定的光频梳的载波包络偏移频率和重复频率噪声，通过多外差拍频产生的双光梳的每根梳齿都享有相同的载波包络频率及噪声。通过消除共有的载波包络频率噪声，则可以显著提高每根双光梳梳齿的稳定性。研究通过窄带滤波器将双光梳的一根梳齿滤出并将其与整个双光梳信号进行混频，从而彻底消除双光梳梳齿的共有载波噪声，同时还可以抑制重复频率噪声，构造出无载波包络偏移频率的零偏双光梳，显著提高双光梳信号的长期稳定性【图1（a）】。未稳频THz双光梳光谱在15 s的测试时间内，测得的梳齿“最大保持”线宽为2 MHz【图1（b）】。施加自参考稳频之后测得的THz双光梳光谱，在60 s内，测得的“最大保持”线宽为14.8 kHz，比未稳频的THz双光梳梳齿线宽提升了130倍以上【图1（c）】。研究工作提出的自参考稳频方法，不依赖任何锁定元件，同时可方便移植于其他激光系统中，为提高光谱、成像等各种应用的稳定性提供一种简单有效的稳频方法。 相关研究工作得到国家自然科学基金重点项目、国家优秀青年科学基金项目、中科院稳定支持基础研究领域青年团队计划、中科院“从0到1”原始创新项目、中科院科研仪器设备研制项目、上海市优秀学术带头人计划等的支持。 　图1（a）自参考稳频原理。其中frep1和frep2分别是两个光频梳的重复频率，其中frep2通过微波注入锁定到fRF。“彩虹”频谱表示MHz范围内的下转换双光梳信号，通过带通滤波器将其中一根梳齿滤出（虚线框），从而采用混频实现零偏自参考双光梳。（b）未稳频THz双光梳“最大保持”频谱，测量时间为15 s。（c）自参考双光梳“最大保持”频谱，测量时间为60 s。

成果名称 基于光纤激光器的可见光频率梳、20GHz可见光波段天文光学频率梳 单位名称 北京大学 联系人 马靖 联系邮箱 mj@labpku.com 成果成熟度 □研发阶段 □原理样机 &radic 通过小试 □通过中试 □可以量产 成果简介： 光学频率梳是很多高端研究的基础科学仪器，例如原子跃迁频率的精密测量、光钟的频率的测量、引力波的测量、微重力的测量、系外类地行星的探测等。利用频率梳测量频率时，需要频率梳的频率间隔在200MHz以上，以便波长计数器计量波数。特别地，类地行星观测需要20GHz以上频率间隔的频率梳来定标光谱仪，这个频率间隔一般的光纤激光器无法达到，目前只能依靠法布里-珀罗（FP）滤波装置进行频率倍增。由于FP透射光谱的有限线宽会导致边模泄露，从而影响天文光谱仪的定标精度，因此需要源激光频率梳本身的频率间隔尽量大，以抑制边模。可见，研制高重复频率（大频率间隔）的频率梳已经成为国际激光器和频率梳领域研究的热点和难点。目前该产品的国内市场基本上被德国Menlo System公司生产的基于掺镱光纤激光器的可见光域频率梳垄断，我国亟需研制出具有自主知识产权的光梳设备。 2011年，北京大学信息学院张志刚教授申请的&ldquo 基于光纤激光器的可见光频率梳&rdquo 得到第三期&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金的支持。在基金经费支持下，通过关键配件的购置和加工，该项研究得以顺利开展。课题组瞄准研制稳定的、可供频率测量的、基于飞秒光纤激光器的可见光域激光频率梳这一目标，开展了一系列富有成效的工作，包括：（1）搭建高重复频率、1um波长的锁模光纤激光器，作为频率梳&ldquo 种子源&rdquo ；（2）研究初始频率和腔内色散的关系，以得到更高信噪比的初始频率信号；（3）利用合适的色散补偿元件对种子源输出的脉冲进行色散补偿，并进行多级反向放大，使其输出功率满足频率梳要求；（4）试验多种光子晶体光纤，以获得更宽的、覆盖可见光域的光谱。通过以上工作的开展，课题组成功研制出了国际首创的500MHz光学频率梳样机，而Menlo公司同类产品重复频率仅为250M。这一技术的产品化将打破外国公司在国内市场的垄断，填补国内外市场的空白。 在第三期项目工作的基础上，张志刚课题组的王爱民副教授申请的&ldquo 20GHz可见光波段天文光学频率梳的研制&rdquo 项目在2012年得到了第四期&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金的支持。在第四期基金的支持下，项目组发展了前期500MHz高重复频率的光学频率梳的研究成果，开展了更加深入的工作，包括：（1）利用FP技术对500MHz重复频率的稳定光梳进行倍频，获得20GHz、1m波段的稳定光学频率梳；（2）对20GHz光学频率梳进行功率放大、脉冲压缩和倍频，实现515nm波段的蓝光飞秒光梳源；（3）利用拉锥光子晶体光纤对飞秒蓝光光梳进行可见光扩谱，达到400-750nm的光谱覆盖。通过这些工作，课题组成功研制出了一套可直接与天文望远镜对接的20G天文光梳频率标准系统，其工作达到该领域国际前沿水平。 这两期项目目前已经结题，其成果已进入产品化阶段，科技转化前景良好。相关成果受到了北京市科委的高度重视。 课题组瞄准研制稳定的、可供频率测量的、基于飞秒光纤激光器的可见光域激光频率梳这一目标，开展了一系列富有成效的工作。课题组成功研制出了一套可直接与天文望远镜对接的20G天文光梳频率标准系统，其工作达到该领域国际前沿水平。 应用前景： 光学频率梳是很多高端研究的基础科学仪器，例如原子跃迁频率的精密测量、光钟的频率的测量、引力波的测量、微重力的测量、系外类地行星的探测等。

近日，来自安徽大学、安庆师范大学、复旦大学、皖西学院的联合研究团队发表了《参数调谐随机共振作为增强波长调制光谱学的工具，使用密集重叠斑点模式多程吸收池》论文。Recently, the joint research team from Anhui Key Laboratory of Mine Intelligent Equipment and Technology, School of Electronic Engineering and Intelligent Manufacturing, Department of Atmospheric and Oceanic Sciences, School of Electrical and Photoelectronic Engineering, West Anhui University published an academic papers Parameter-tuning stochastic resonance asa tool to enhance wavelength modulation spectroscopy using a dense overlapped spot pattern multi-pass cell.背景 激光吸收光谱技术已在许多应用中得到证明，如空气质量监测、工业过程控制和医学诊断。测量的精度对这些应用非常重要。尽管激光吸收光谱在敏感检测方面具有许多优点，但仍需要很长的光学路径长度和特殊的测量技术来检测极微量的物质，以实现高检测灵敏度。为了实现这些目的，通常采用具有长光学路径的多程吸收池来增强吸收信号。然而，在吸收信号中经常出现意想不到的干扰光束、热噪声、射频噪声、电噪声和白噪声，严重影响了检测的精度。当使用密集重叠斑点模式的多程吸收池时，这些问题在激光吸收光谱中很常见。因此，从强噪声背景中有效提取弱光电吸收信号具有重要意义。已提出了几种方法来消除噪声的负面影响。传统的弱周期信号处理方法主要包括时间平均法、滤波法和相关分析法。① 时间平均法可以获得信噪比（SNR）较高的信号，因此可以降低噪声的标准差并提高信号质量。然而，这种方法无法完全消除强噪声背景。② 基于硬件和软件的信号滤波广泛用于降噪，其特点是带宽较窄。在实际应用中，期望的信号和噪声通常具有连续的功率谱和宽带宽，但制造与信号带宽相匹配以去除噪声的滤波器相对较困难。如果滤波器的带宽非常小，噪声将大幅衰减。然而，这可能会破坏期望的信号。③ 相关检测方法是通过周期信号的自相关来去除噪声的。其本质是建立一个非常窄的带宽滤波器，以滤除与信号频率不同的噪声。与上述其他弱周期信号检测方法相比，参数调谐随机共振（SR）方法的优势显而易见。即使噪声和信号具有相同的频率，只要它们达到最佳的共振匹配，SR方法就可以将部分噪声能量转化为信号能量，以抑制噪声并增强信号。在这项工作中，我们将SR方法应用于波长调制光谱学（WMS），并使用密集重叠斑点模式的多程吸收池。首先，将进行数值计算以找到合适的参数并评估最佳SR系统的性能，然后通过实验验证SR方法可以有效增强WMS信号。IntroductionThe laser absorption spectroscopy technology has been demonstrated in many applications, such as air quality monitoring, industrial process control, and medical diagnostic. The precision of the measurement is important to those applications. Although laser absorption spectroscopy has many advantages in sensitive detection, it still needs a long optical path length and special measurement technology for detecting a very trace substance, with a high detection sensitivity . For those purposes, a multi-pass cell with a long optical path is usually applied to enhance the absorption signal. However, the unexpected interference fringe, thermal noise, shot noise, electrical noise and white noise, often occur in absorption signals and seriously spoil the detection precision. Those problems are common for laser absorption spectroscopy when using dense overlapped spot pattern multi-pass cell. Therefore, it is of great significance to effectively extract weak photoelectric absorption signals from a strong noise background.Several methods are proposed to eliminate the negative influence of the noise. The traditional weak periodic signal processing methods mainly include time average method, filtering method,and correlation analysis method. ①The signal with a high signal-to-noise ratio (SNR) can be obtained by time average method, so the standard deviation of noise can be reduced and the signal quality can be improved. Nevertheless, the strong noise background cannot be fully eliminated by this method.②The signal filters based on hardware and software are widely used for noise reduction, the characteristic of which is narrow bandwidth. In practical application, the desired signal and noise usually have a continuous power spectrum and wide bandwidth, but it is relatively difficult to manufacture a filter that matches the bandwidth of the signal to remove the noise. If the bandwidth of the filter is very small, the noise will be greatly attenuated. However, this may destroy the desired signal.③The correlation detection method is used to remove the noise by the autocorrelation of the periodic signal. Its essence is to establish a very narrow bandwidth filter to filter out the noise, the frequency of which is different from that of the signal. Compared with other weak periodic signal detection methods mentioned above, the advantage of the parameter-tuning stochastic resonance (SR) method is apparent. Even if the noise and signal have the same frequency, as long as they reach the optimal resonance matching, the SR method can convert part of the noise energy into the signal energy to suppress the noise and enhance the signal.In this work, the SR method is applied to the wavelength modulation spectroscopy (WMS) by using the dense overlapped spot pattern multi-pass cell. first, the numerical calculation will be implemented to find the suitable parameters and evaluate the performance of the optimal SR system, and then it is verified that the SR method can effectively enhance the WMS signal by the experiments.实验装置的示意图如图1所示。海尔欣光电科技有限公司为此研究提供了锁相放大器（Healthy Photon，HPLIA），用于解调来自光电探测器的吸收信号，解调频率为第二谐波信号2f的频率（其中f = 6千赫兹是正弦波的调制频率）。锁相放大器的时间常数设置为1毫秒。解调后的信号随后由一个数据采集卡数字化，并显示在计算机上。A schematic diagram of the experimental setup is shown in Fig. 1. HealthyPhoton Technology Co., Ltd. provides a lock-in amplifier (HPLIA), which is used for demodulation of absorption signal from the photodetector at the frequency of second harmonic signal 2f (where f =6 KHz is the modulation frequency of the sine wave). The time constant of the lock-in amplifier is set to 1 ms. The demodulated signal is subsequently digitalized by a DAQ card and displayed on a computer. Fig. 1. Schematic diagram of experimental device of measurement.Healthy Photon，lock-in amplifier HPLIAFig. 2. 2f SR signal and 2f time average signal.结论参数调谐随机共振（SR）方法可以将部分噪声能量转化为信号能量，以抑制噪声并放大信号，与传统的弱周期信号检测方法（例如，时间平均法、滤波法和相关分析法）相比。本研究进行了数值计算，以找到将SR方法应用于波长调制光谱学（WMS）的最佳共振参数。在随机共振状态下，2f信号的峰值（CH4浓度恒定在约20 ppm）有效放大到约0.0863 V，比4000次时间平均信号的峰值（约0.0231 V）高3.8倍。尽管标准差也从约0.0015 V（1σ）增加到约0.003 V（1σ），但信噪比相应提高了1.83倍（从约25.9提高到约15.8）。获得了SR 2f信号峰值与原始2f信号峰值的线性光谱响应。这表明在强噪声背景下，SR方法对增强光电信号是有效的。Conclusion The parameter-tuning stochastic resonance (SR) method can convert part of the noise energy into the signal energy to suppress the noise and amplify the signal, comparing with traditional weak periodic signal detection methods (e.g., time average method, filtering method, and correlation analysis method). In this work, the numerical calculation is conducted to find the optimal resonance parameters for applying the SR method to the wavelength modulation spectroscopy (WMS). Under the stochastic resonance state, the peak value of 2f signal (a constant concentration of CH4&sim 20 ppm) is effectively amplified to &sim 0.0863 V, which is 3.8 times as much as the peak value of 4000-time average signal (&sim 0.0231 V). Although the standard deviation also increases from &sim 0.0015 V(1σ) to &sim 0.003 V(1σ), the SNR can be improved by 1.83 times (from &sim 25.9 to &sim 15.8) correspondingly. A linear spectral response of SR 2f signal peak value to raw 2f signal peak value is obtained. It suggests that the SR method is effective for enhancing photoelectric signal under strong noise background.参考：Reference: Parameter-tuning stochastic resonance as a tool to enhance wavelength modulation spectroscopy using a dense overlapped spot pattern multi-pass cell, Optics Express 32010https://doi.org/10.1364/OE.465629

近日欧美伽光学推出针对无人机专用滤光片。随着人工智能、传感技术和控制系统的技术的成熟，近年来无人机行业飞速发展。从传统的娱乐航拍，迅速发展出农业植保，测绘，智能电力检测、外卖快递等，行业也由消费电子扩展至智慧农业、石油与天然气，水利，林业、快递运输多个领域。 举例农业用检测滤光片：在现代农业中，无人机技术的应用越来越广泛，专为农作物测绘而设计的无人机滤光片成为农田管理的得力助手。这款产品配备了专用光学滤光片，飞行高度和相机透镜的精妙搭配保证了获取清晰高效的农田数据，让监测和分析变得如此轻松。滤光片选取最佳波长，根据作物光谱反射率，可以匹配任何品牌的无人机，帮助用户精准监测作物生长状态，健康状况一目了然。现在我们来看看 用于农作物检测的滤光片示例下面的滤光片示例通过使用4个单独的滤光片/相机组合来计算作物的NDRE值，并计算NDRE的比率。这里涉及到的特定波段的比率和差异可以用于许多植物指数的计算。 农作物监测滤光片——红色波段（red）在叶绿素A/B重叠区域的中心，而红色边缘波段（red edge）在反射率曲线的上升边缘的中心。 优化用于农作物监测的光谱性能如何选取最佳波长的滤光片，取决于你所监测的作物的光谱反射率，以及在健康（和患病）植物中存在的叶绿素、类胡萝卜素和花青素的比例。不仅每种健康植物类型都有独特的色素比例，且当植物受到压力时，这些色素的比例也会发生变化。类胡萝卜素和花青素在压力期间都会上调——这就是为什么当作物干燥或受到压力时，叶子会变成黄色、红色或棕色。农作物无人机监测的注意事项1.光源—由于通常使用太阳作为光源，所以光强度可能随云层的变化而变化。云、雾霾和尘埃也会影响太阳光谱的光谱分布，优先散射较低的波长。虽然光谱变化不是造成误差的主要因素，但测量系统需要一个中性（即白色）反射的测试目标进行校准，以获得最佳的测量结果。 2.信号来源植物中常见的色素包括主要的叶绿素A和B，它们赋予植物绿色，但也包括不同数量的类胡萝卜素和花青素。反射光谱在波长被吸收的位置下降。反射率信号-水合作用、叶绿素含量和其他色素含量（花青素和类胡萝卜素）的组合会影响植物反射率的光谱。在压力的作用下类胡萝卜素和花青素表达上升，叶绿素表达下降，将使作物变黄和棕色。同时也会反应在反射率光谱和植物指数上。热成像-可以用来制作在9-14微米波长范围内的作物的温度分布图。水合作用和蒸腾作用良好的植物比那些干燥和热胁迫的植物更冷。阳光不是测量的严格必要条件，但它可以与反射率同时进行，因为可以探测到红外波长。3.无人机的飞行高度和相机上的透镜-决定了图像的视野和分辨率。高度和视场还决定了信号进入成像滤光片的入射角。随着入射角的增加，滤光片的响应区域通常会转移到更低的波长，边缘也变得不那么陡峭。4.光谱滤光片-一般通过对应的带通滤光片：蓝色、绿色、红色、红色边缘和近红外进行标准化差异（示例如下）。另一种选择是使用线性可变带通滤波器，它的带通随滤光片一维方向的变化而变化，可以提供类似“彩虹”的滤光效果。这种滤光片在相机上产生光谱，从而实现高光谱成像。这款无人机农业用检测滤光片的推出，为农业生产带来了全新的技术。随着农业现代化进程的不断推进，无人机技术在农业领域的应用越来越广泛，为农业检测提供了更为便捷、高效的农田管理工具。无人机滤光片的问世，不仅提升了农作物监测和分析的精准度，也使农业生产更加智能化、科技化。可以通过使用这款滤光片，及时了解农田的情况，有效掌握作物的生长情况，为农田的精细化管理提供重要依据。欧美伽光学提供多种无人机适用类型滤光片详细请咨询！

电子天平构造原理基本构造是相同的。主要由以下几个部分组成: 　　 　　(1)秤盘 　　 　　秤盘多为金属材料制成,安装在天平的传感器上,是天平进行称量的承受装置。它具有一定的几何形状和厚度,以圆形和方形的居多。使用中应注意卫生清洁,更不要随意掉换秤盘。 　　 　　(2)传感器 　　 　　传感器是的关键部件之一,由外壳、磁钢、极靴和线圈等组成,装在秤盘的下方。它的精度很高也很灵敏。应保持天平称量室的清洁,切忌称样时撒落物品而影响传感器的正常工作。 　　 　　(3)位置检测器位置检测器是由高灵敏度的远红外发光管和对称式光敏电池组成的。它的作用是将秤盘上的载荷转变成电信号输出。 　　 　　(4)PID调节器 　　 　　PID(比例、积分、微分)调节器的作用,就是保证传感器快速而稳定地工作。 　　 　　(5)功率放大器 　　 　　其作用是将微弱的信号进行放大,以保证天平的精度和工作要求。 　　 　　(6)低通滤波器 　　 　　它的作用是排除外界和某些电器元件产生的高频信号的干扰,以保证传感器的输出为一恒定的直流电压。 　　 　　(7)模数(A/D)转换器 　　 　　它的优点在于转换精度高,易于自动调零能有效地排除干扰,将输入信号转换成数字信号。 　　 　　(8)微计算机 　　 　　此部件可说是电子天平的关键部件了o它是电子天平的数据处理部件,它具有记忆、计算和查表等功能 　　 　　(9)显示器 　　 　　现在的显示器基本上有两种:一种是数码管的显示器 另一种是液晶显示器。它们的作用是将输出的数字信号显示在显示屏幕上。 　　 　　(10)机壳 　　 　　其作用是保护电子天平免受到灰尘等物质的侵害,同时也是电子元件的基座等。 　　 　　(11)底脚 　　 　　电子天平的支撑部件,同时也是电子天平水平的调节部件,一般均靠后面两个调整脚来调节天平的水平。 下面为欧洲瑞德威电子天平的图片：

近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所曹俊诚、黎华研究员领衔的太赫兹（THz）光子学研究团队与华东师范大学曾和平教授团队合作，在高稳定自参考太赫兹双光梳方面取得重要研究进展。项目团队提出自参考方法，完全消除了THz双光梳共有载波噪声，同时抑制了重复频率噪声，将THz双光梳梳齿线宽由未稳频的2-3 MHz量级压缩至14.8 kHz，大幅提升了THz双光梳光源的稳定度。相关成果于2023年2月3日以“Terahertz Semiconductor Dual-comb Source with Relative Offset Frequency Cancellation”为题发表在Laser & Photonics Reviews期刊，并被遴选为封面论文。双光梳由两个重复频率略有不同的光频梳组成，通过多外差采样将光谱信息直接映射在微波波段，这种不依赖机械扫描的时间延迟结构令双光梳天然地具有高速、高分辨等优势，在高精度光谱、成像、测距以及大容量高速通信方面具有重要应用。在THz波段，基于电泵浦的半导体量子级联激光器（quantum cascade laser, QCL）是现实THz光频梳与双光梳的理想载体。当前，THz QCL双光梳通常工作于自由运行模式，具有较高的相位噪声，限制其高精度应用。提高双光梳频率稳定性的主要思路是分别控制两个光频梳基础频率分量，载波包络偏移频率和重复频率。因此，要完全锁定THz QCL双光梳需要同时锁定四个不同频率，即两个载波包络偏移频率和两个重复频率。四个不同频率的复杂系统。尽管项目团队在前期工作中将THz双光梳一根梳齿通过锁相环实现了锁定，并提升了双光梳的稳定性，但是还未实现THz双光梳的完全硬件锁定。而要在实验室实现四个频率的完全锁定，将涉及非常复杂的硬件系统。在本工作中，研究人员提出了自参考“软锁定”方法，不采用任何硬件锁模模块，对双光梳整体信号进行操控，实现了高稳定自参考THz QCL双光梳光源。双光梳梳齿噪声来源于两个未锁定的光频梳的载波包络偏移频率和重复频率噪声，通过多外差拍频过程，双光梳的每根梳齿都共享相同的载波包络频率及噪声。通过消除共有的载波包络频率噪声，则可以显著提高每根双光梳梳齿的稳定性。如图1（a）所示，通过窄带滤波器将双光梳的一根梳齿滤出并将其与整个双光梳信号进行混频，从而彻底消除双光梳梳齿的共有载波噪声，同时还可以抑制重复频率噪声，构造出无载波包络偏移频率的零偏双光梳，显著提高双光梳信号的长期稳定性。图1（b）为未稳频THz双光梳光谱，在15 s的测试时间内，测得的梳齿“最大保持”线宽为2 MHz。图1（c）为施加自参考稳频之后测得的THz双光梳光谱。在60 s内，测得的“最大保持”线宽为14.8 kHz，比未稳频的THz双光梳梳齿线宽提升了130倍以上。本工作提出的自参考稳频方法，不依赖任何锁定元件，同时可方便移植于其它激光系统中，为提高光谱、成像等各种应用的稳定性提供一种简单有效的稳频方法。本论文共同第一作者为中科院上海微系统所副研究员李子平、博士生马旭红，黎华研究员、曹俊诚研究员、曾和平教授为论文共同通讯作者。同时，上海理工大学李敏副教授和华东师范大学闫明研究员为该工作也做出了重要贡献。该研究工作得到了国家自然科学基金重点项目（62235019）、国家优秀青年科学基金项目（62022084）、中科院稳定支持基础研究领域青年团队计划（YSBR-069）、中科院“从0到1”原始创新项目（ZDBS-LY-JSC009）、中科院科研仪器设备研制项目（YJKYYQ20200032）、上海市优秀学术带头人计划（20XD1424700）等支持。图1（a）自参考稳频原理。其中frep1和frep2分别是两个光频梳的重复频率，其中frep2通过微波注入锁定到fRF。“彩虹”频谱表示MHz范围内的下转换双光梳信号，通过带通滤波器将其中一根梳齿滤出（虚线框），从而采用混频实现零偏自参考双光梳。（b）未稳频THz双光梳“最大保持”频谱，测量时间为15 s。（c）自参考双光梳“最大保持”频谱，测量时间为60 s。图2 论文封面论文链接：https://doi.org/10.1002/lpor.202200418封面链接：https://doi.org/10.1002/lpor.202370016

p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/634b0d0b-c3ee-4cd5-83f8-2ce8f29657ae.jpg" title=" 广州致远电子_副本.png" / /p p 　　■仪器名称：数字示波器 ZDS4054 Plus型 /p p 　　■英文名称：Digital Oscilloscope /p p 　　■厂家名字：广州致远电子股份有限公司 /p p 　　■仪器介绍：存储深度等于采样率乘以采样时间，512M超大存储深度，长时间捕获波形，依然不会出现波形失真。波形刷新率越高，死区时间就越短。ZDS4000系列示波器，标配业界最高的1M次波形刷新率，配合模板触发，最大概率的发现并捕获异常信号。不同于传统示波器只测一个周期，或通过抽样减少数据量再测量的模式，ZDS4000系列示波器通过FPGA全硬件并行处理，基于原始采样率和512Mpts全存储深度，对每一帧波形每一周期进行测量统计，仅需约1秒即可实现对512Mpts数据的“真正意义”参数测量，测试项目可达51种，并且支持24种参数同时显示。这与传统意义示波器的测量有着本质的区别，也是示波器测试手段与测试方法的重大突破。 /p p 　　ZDS4000系列示波器不只提供了512M的波形大数据，还配有强大的波形搜索功能和智能标注功能。您可以先通过边沿、脉宽、欠幅、上升/下降时间、周期/频率等多种搜索条件来定位512Mpts波形数据中的异常点，再对找出的异常信号使用标注功能，对异常信号进行标注。这里，所有的测量都是经过FPGA全硬件加速，整个过程1S左右即可完成。再对找出的异常信号使用标注功能，对异常信号进行标注。ZDS4000系列示波器每个通道都内置有从50Hz到200MHz范围的滤波器，特别适用于过滤掉无用信号、观察特定带宽信号的场合，而且支持对滤波之后的波形进行触发和测量分析。ZDS4000系列示波器支持双ZOOM模式，可以为两个缩放窗口分别设置缩放系数，所以可以同时显示两个不同时间轴范围的缩放波形，配合触屏和大旋钮的便捷操作，也能够轻松对各个窗口的波形进行控制。 /p

光谱仪在材料分析、天文学、食品化学以及医学诊断等许多领域都有应用。市场需求正在迅速增长，但光谱仪的尺寸阻碍了其在更广泛领域的普及。因此，市场急需高性能的紧凑型光谱仪，不断缩小光谱传感器尺寸已成为当前的研究热点。为了使光谱仪小型化，已经进行了各种尝试，例如传统的色散方法、傅里叶变换干涉技术（FTI），以及使用带有随机滤波器阵列和窄带通滤波器的探测器等。与色散和傅里叶变换干涉系统相比，滤波器阵列与探测器的集成，由于无需长光路和光学元件的精确对准来获得高分辨率而具有优势。此外，将滤波器阵列与电荷耦合器件（CCD）或CMOS图像传感器（CIS）等探测器集成，可以通过单次捕捉二维图像实现高光谱成像。特别是，与随机滤波器方案相比，窄带通滤波器阵列的集成无需进行后处理分析。然而，为了获得高分辨率需要大量的信道，意味着更复杂的制造工艺，例如蚀刻和沉积，因为每个信道都需要不同厚度的薄膜。为了解决这个问题，有研究使用组合蚀刻技术来制造多信道。业界对光谱仪中使用的窄带通滤波器的谐振结构进行了研究，但大多数研究仅限于改变电介质多层膜的厚度，以形成不同波长和品质因数的光学腔。这对于器件的大规模生产很麻烦，因为它需要过多的电介质沉积、蚀刻和光刻步骤，尤其是在像素尺寸级别的制造工艺。据麦姆斯咨询介绍，三星高级技术研究所光子器件实验室的Jaesoong Lee及其同事通过将被称为超表面的亚波长纳米结构集成到直接位于CMOS图像传感器顶部的带通滤波器阵列中，开发出了一种紧凑型超光谱（meta-spectral）图像传感器。由于窄带通滤波是通过亚波长光栅结构而不是通过改变层的厚度来调谐的，因此所有信道都可以通过一步光刻工艺制造。这种方案简化了制造，并且与CMOS工艺完全兼容。这种紧凑型超光谱图像传感器具有窄带高效率、与相邻信道的低串扰和高光谱分辨率。利用该器件，研究人员从波长混合图像中获得了高光谱图像。超光谱图像传感器示意图超光谱图像传感器制造研究人员在CMOS图像传感器晶圆（三星S5K4E8）上采用标准的洁净室工艺（包括PECVD和干法蚀刻）制作了超表面带通滤波器阵列。首先，研究人员为底部介质反射器沉积了多层硅和二氧化硅；然后利用电子束光刻定义纳米柱阵列；再使用电感耦合等离子体反应离子刻蚀（ICP-RIE）形成纳米柱阵列，并再次沉积二氧化硅以填充纳米柱之间的间隙；然后进行化学机械抛光（CMP）工艺，以平整二氧化硅顶面；最后，为顶部反射器沉积了一层由硅和二氧化硅制成的多层膜。超光谱图像传感器制造过程示意图高光谱成像为了验证演示其高光谱成像性能，研究人员拍摄了由3 x 5颗多波长LED组成的LED面板的光谱图像。每颗LED可以发射多个波长的组合，这些波长被选择以显示以下大写字母：770 nm显示“S”，810 nm显示“I”，850 nm显示“A”，950 nm显示“T”，如下图（a）底部所示。超光谱成像仪的高光谱成像演示作为概念证明，研究人员拍摄了一张所有LED都打开的面板照片，如上图（b）顶部所示。图像中的所有字母都无法区分，因为面板上的所有LED都已打开。通过将这个组合图像分成20个信道，如上图（b）底部所示，研究人员发现了隐藏的“SAIT”字母。在对应829.1 nm的信道11处，由于810 nm和850 nm LED的宽带发射，“I”和“A”被结合在一起。对于更长的波长（信道12和信道13），研究人员观察到字母“I”变得更模糊，而字母“A”变得更清晰。通过实验结果，研究人员证实了这款超光谱图像传感器具有良好的光谱成像性能。

1GHZ——超高分辨率光谱仪的新突破 --- 基于ZOOM超高分辨率光谱仪 摘要：近日，Resolution Spectra System 公司推出一款超高分辨率光谱仪：1GHZ-ZOOM Spectrometer. 这款光谱仪可以说是目前市场上绝无仅有的一款超高分辨率光谱仪（1GHZ），它具有其他光谱仪无法匹配的优良特性：高分辨率（1GHZ）、 SWIFTS Technology 、30KHZ测量速率、体积小、终生仅需一次校准。 ZOOM Spectrometer 不同于现在市场上的光谱仪，它是第一个也将是仅有的一个采用SWIFTS Technology技术的高性能光谱仪供应商（上海昊量光电设备有限公司-中国代理商），它的核心技术是SWIFTS Technology,即采用目前世界上先进的光波导技术（如图1）来替代传统的光栅元件。这样，光谱仪内部不再包含可移动的元器，也确保了波长的绝对精确性（终生仅需校准一次，可充当波长计来使用）。 图1 SWIFTS 芯片（光波导技术） 此前Resolution Spectra System公司已经相继推出多款高分辨率光谱仪： （1） WIDE Spectrometer（6GHZ） 宽带高分辨率光谱仪 （7-20pm）（2） MICRO Spectrometer（6GHZ） 高性价比超高分辨率光谱仪 （7-20pm)（3） ZOOM Spectrometer (6GHZ、3GHZ) 高速率、高分辨率光谱仪 （5-15pm） 近年来，我们的高分辨率光谱仪得到了众多科研工程师们的青睐，为了满足诸多工程师们对激光器超窄线宽的测量、单纵模激光器的检测、VCSEL激光器测量（图２）、高深度相干断层扫描（图３）等需求. Resolution Spectra System 研制了分辨率高达1GHZ的超高分辨率光谱仪——ZOOM Spectrometer。 图２　ＶＣＳＥＬ激光器测量 图３　　　高深度相干断层扫描图 对于ZOOM Spectrometer –超高分辨率光谱仪，如果您想要更深入的进行了解，可直接联系我们。 您可以通过我们的官方网站了解更多的超高分辨率光谱仪产品信息，或直接来电咨询021-34241962。 激光器 大功率连续半导体/固体激光器（CW）碱蒸汽激光泵浦源（SEOP） 光学部件 体布拉格光栅(VBG，VHG)空间滤波器(spatial filters)频谱合束光栅用于角度选择与放大的透射体布拉格光栅啁啾布拉格光栅多波长激光合束器激光选模/波长锁定用体布拉格光栅光学滤波片/陷波滤波片BPF低波数带通滤光片BNF低波数陷波滤波片 光学/激光测量设备 频谱分析仪630~1100nm频谱分析仪 光谱仪 光纤光谱仪宽带超高分辨率光谱测量仪高性价比超高分辨率光谱仪(7~20pm)高速、超高分辨率光谱仪（0.005nm）

在半导体生产过程中，退火、切割、光刻、打线、封装等多个生产工序都会引入应力，而应力分为张应力和压应力；应力也分有益的和有害之分。应变 Si（strained Silicon 或 sSi）是指硅单晶受应力的作用，其晶格结构和晶格常数不同于未应变体硅晶体。应变的存在，使 Si 晶体结构由立方晶体特征向四方晶体结构特征转变，导致其能带结构发生变化，从而最终导致其载流子迁移率发生变化。研究表明，在 Si 单晶中分别引入张应变和压应变，可分别使其电子迁移率和空穴迁移率有显著的提升因而，从 Si CMOS IC 的 90nm 工艺开始，在 Si 器件沟道以及晶圆材料中引入应变，提高了器件沟道迁移率或材料载流子迁移率，从而提升器件和电流的高速性能。多晶硅薄膜是MEMS（micro-electro-mechanical systems）器件中重要的结构材料，通常在单晶硅基底上由沉积方法形成。由于薄膜与基底不同的热膨胀系数、沉积温度、沉积方式、环境条件等众多因素的综合作用，多晶硅薄膜一般都存在大小不一的拉应力或者压应力。作为结构材料多晶硅薄膜的材料力学性能在很大程度上决定了MEMS器件的可靠性和稳定性。而多晶硅薄膜的残余应力对其断裂强度、疲劳强度等力学性能有显著的影响。表面及亚表面损伤还会引起残余应力，残余应力的存在将影响晶圆的强度，引起晶圆的翘曲如图1所示。所以准确测量和表征多晶硅薄膜的残余应力对于生产成熟的MEMS器件具有重要的意义。图 1 翘曲的晶圆片图 2 Si N 致张应变 SOI 工艺原理示意图，随着具有压应力 SiN 淀积在 SOI 晶圆上，顶层 Si 便会因为受到 SiN 薄膜拉伸作用发生张应变应力的测试难度非常大。由于MEMS中的多晶硅薄膜具有明显的小尺度特征，准确测量多晶硅薄膜的残余应力并不是一件容易的事情。目前在对薄膜的残余应力测量中主要采用两种方法：一种是X射线衍射，通过测量薄膜晶体中晶格常数的变化来计算薄膜的残余应力，这种方法可以实现对薄膜微区残余应力的准确测量，但测量范围较小，且对试样的制备具有较高的要求，基本不能实现在线薄膜残余应力测量。另外一种就是显微拉曼谱测量法，该方法具有非接触、无损、宽频谱范围和高空间分辨率等优点。通过测量薄膜在残余应力作用下引起的材料拉曼谱峰的移动可推知薄膜的残余应力分布。该方法可以实现对薄膜试件应力状况的在线监测，是表征薄膜材料尤其是MEMS器件中薄膜材料残余应力的一种重要方法。用于力学测量的一般要具有高水平的波长稳定性的紫外或可见光激发光源，并具备高光谱分辨率（小于 1cm-1）的显微拉曼光谱系统。1. 测量原理1.1. 薄膜残余应力与拉曼谱峰移的关系拉曼谱测量薄膜残余应力的示意图如图2所示。激光器发出的单色激光（带箭头实线）经过带通滤波器和光束分离器以后经物镜汇聚照射到样品表面‚激光光子与薄膜原子相互碰撞造成激光光子的散射。其中发生非弹性碰撞的光束（带箭头虚线）经过光束分离器和反射滤波器后，汇聚到声谱仪上形成薄膜的拉曼谱峰。拉曼散射光谱的产生跟薄膜物质原子本身的振动相关，只有当薄膜物质的原子振动伴随有极化率的变化时，激光的光子才能跟薄膜物质原子发生相互作用而形成拉曼光谱。当薄膜存在拉或压的残余应力时，其原子的键长会相应地伸长或缩短，使薄膜的力常数减小或增大，因而原子的振动频率会减小或增大，拉曼谱的峰值会向低频或高频移动。此时，拉曼峰值频率的移动量与薄膜内部残余应力的大小具有线性关系，即Δδ＝ασ或者σ＝kΔδ，Δδ是薄膜拉曼峰值的频移量，σ是薄膜的残余应力，k和α称为应力因子。图 3 拉曼测量系统示意图图 4 拉曼光谱测试晶圆的示意图2. 多晶硅薄膜残余应力计算对于单晶硅，激光光子与其作用时存在3种光学振动模式，两种平面内的一种竖直方向上的，这与其晶体结构密切相关。当单晶硅中存在应变时，这几种模式下的光子振动频率可以通过求解特征矩阵方程ΔK－ λI ＝ 0获得。其中ΔK是应变条件下光子的力常数改变量（光子变形能）λi（i＝ 1 ，2，3）是与非扰动频率ω0和扰动频率ωi相关的参量（λi≈ 2ω0（ωi－ω0）），I是3×3单位矩阵。由于光子在多晶硅表面散射方向的随机性和薄膜制造过程的工艺性等许多因素的影响，使得利用拉曼谱法测量多晶硅薄膜的残余应力变得更加复杂。Anastassakis和Liarokapis应用Voigt-Reuss-Hill平均和张量不变性得出与单晶硅形式相同的多晶硅薄膜的光子振动频率特征方程式。此时采用的光子变形能常数分别是K11＝－2.12ω02 K12＝－1.65ω02 K33＝－0.23ω02是光子的非扰动频率。与之相对应的柔度因子分别是S11＝ 6.20×10-12Pa-1S12＝－1.39 ×10-12Pa-1S33＝ 15.17 ×10-12Pa-1对于桥式多晶硅薄膜残余应力的分析，假定在薄膜两端存在大小相等、方向相反（指向桥中心）的力使薄膜呈拉应力。此时，拉曼谱峰值的频移与应力的关系可以表达为Δω ＝σ（K11＋2 K12）（S11＋2 S12）/3ω0代入参量得Δω ＝－1.6（cm-1GPa-1）σ，即σ＝－0.63（cmGPa）Δω （1）其中σ是多晶硅薄膜的残余应力，单位为GPa；Δω是多晶硅薄膜拉曼峰值的频移单位为cm-1。3. 应力的拉曼表征桥式多晶硅薄膜梁沿长度方向的拉曼光谱峰值频移情况如图3所示。无应力多晶硅拉曼谱峰的标准波数是520 cm-1，从图3可以看出，当拉曼光谱的测量点从薄膜的两端向中间靠拢时，多晶硅的峰值波数将沿图中箭头方向移动，即当测量位置接近中部时，多晶硅薄膜的峰值波数将会逐渐达到最小。图中拉曼谱曲线采用洛伦兹函数拟合获得。通过得曲线的洛伦兹峰值的横坐标位置，就可以根据式（1）得到多晶硅薄膜的残余应力分布情况，如图4所示。由于制造过程的偏差，多晶硅薄膜的实际梁长L=213μm。图 10 共聚焦显微拉曼光谱扫描成像仪测得晶圆应力分布，红色的应力越大，蓝色的应力较小。

为什么说仪器行业离不开德州仪器？以示波器为例。现在的示波器基本上是数字示波器，模拟示波器没有完全绝迹，但已经没有曾经的辉煌。数字示波器与模拟示波器最大的区别就是将输入信号通过ADC芯片（模数转换），对信号进行采样和数字化处理后存入高速缓存，再通过信号处理电路将数据读取出来。采样是ADC的工作，数字处理就要用到DSP了。德州仪器恰好都有这两类芯片，特别是DSP，不是一般的强。数字示波器按照功能，通常将硬件部分分为信号前端放大（FET输入放大器）及调理模块（可变增益放大器）、高速模数转换模块（ADC驱动器、ADC）、FPGA逻辑控制模块、时钟分配、高速比较器、单片机控制模块（DSP）、数据通讯模块、液晶显示、触摸屏控制、电源和电池管理和键盘控制等。下图是一个双通道数字示波器示意图，在这个结构中，决定示波器性能的核心元器件有ADC、DSP和FPGA。话说在输入端，输入信号经前置放大及增益可调电路转换后才能成为符合ADC要求的输入电压，经ADC转换后成为数字信号，放大器PA同样非常重要。双通道数字滤波器结构示意图，公开资料整理，阿尔法经济研究DSP芯片是微处理器的一种，内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，可以用来快速的实现各种数字信号处理算法，可以实时处理数据，也因此成为通信、计算机、军事航天和仪表仪器等领域的基础器件。在仪表仪器中，测量精度和速度是一项重要指标，DSP的快速实时处理的特性刚好也就复合仪表仪器对精度和速度的要求。为什么要选择德州仪器的DSP呢？因为它的响应时间足够低，功耗足够低，性能足够高。德州仪器DSP芯片特性，公司官网，阿尔法经济研究国内开发DSP的企业不多，代表性企业就是华为海思。除此之外，中科昊芯于2021年9月推出了一款基于RISC-V架构的DSP，有了一定的突破。ADC是示波器中的核心元器件，转化过程主要包括采样和量化，其中采样的速率是衡量采样水平的标准，代表ADC可以转换多大带宽的模拟信号，带宽越大对应的模拟信号频谱的频率越大。ADC第二步量化就是转换精度，要求模拟信号转换出的数字信号与原信号差距越小越好，精度以bit衡量，要求是bit越大越好，位数、精度、采样率等指标成为衡量示波器性能的重要指标。当然采样率与精度是相对立的，采样率越高，意味着精度越差，反之亦然。所以在仪器中，怎么选择合适的ADC，还是要根据需求而定。上述提到的核心元器件，ADC厂商就是德州仪器以及更厉害的ADI，DSP有更厉害的德州仪器、稍次的ADI以及因手机业务拉胯而成为笑谈的摩托罗拉。上海汉芯一号的主角就是摩托罗拉的DSP。至于FPGA，目前已被AMD收购的赛灵思一家独大，占据一半以上的市场，英特尔（Altera）与Lattice分居二三位。鉴于Lattice主要精力放在低功耗领域，其他厂商更加弱小，FPGA市场也是AMD（赛灵思）与英特尔（Altera）的二人转。上述芯片，国内发展水平仍然较低，与国外的差距也非常明显，当然也毫无意外地被卡了脖子。仪器厂商普源精电招股书和第一轮问询反馈中均提到有一款DAC产品被列入美国商业管制清单，进口时需要取得许可。普源精电提到，公司已获得可采购3600片的采购许可，有效期至2023年。另一家仪器厂商鼎阳科技也提到，其采购的ADC、FPGA、DSP等均来自美国厂商，德州仪器的四款ADC和一款DAC属于管制清单产品，需要获得BIS的出口许可。综上所述，德州仪器本身不生产仪器，但其芯片却是仪器必不可少的核心元器件。德州仪器卡了ADC、DSP的脖子，也就间接卡了国内仪器的脖子。

html, body { -webkit-user-select: text } * { padding: 0 margin: 0 } .web-box { width: 100% text-align: center } .wenshang { margin: 0 auto width: 80% text-align: center padding: 20px 10px 0 10px } .wenshang h2 { display: block color: #900 text-align: center padding-bottom: 10px border-bottom: 1px dashed #ccc font-size: 16px } .site a { text-decoration: none } .content-box { text-align: left margin: 0 auto width: 80% margin-top: 25px text-indent: 2em font-size: 14px line-height: 25px } .biaoge { margin: 0 auto /* width: 643px */ width: 100% margin-top: 25px } .table_content { border-top: 1px solid #e0e0e0 border-left: 1px solid #e0e0e0 font-family: Arial /* width: 643px */ width: 100% margin-top: 10px margin-left: 15px } .table_content tr td { line-height: 29px } .table_content .bg { background-color: #f6f6f6 } .table_content tr td { border-right: 1px solid #e0e0e0 border-bottom: 1px solid #e0e0e0 } .table-left { text-align: left padding-left: 20px } 详细信息 太原市妇幼保健院高清电子胃肠镜系统、高清电子鼻咽喉镜、腹腔镜器械等设备公开招标采购的采购公告 山西省-太原市-万柏林区 状态：公告 更新时间： 2023-08-25 招标文件: 附件1 一、项目基本情况项目编号：1401992023AGK00847项目名称：太原市妇幼保健院高清电子胃肠镜系统、高清电子鼻咽喉镜、腹腔镜器械等设备公开招标采购 资金来源：财政资金 预算金额：第一包24,424,480元，第二包1,546,220元； 最高限价：第一包24,398,320元，第二包826,000元采购需求：共两包，详见招标文件“第四部分 采购需求”。第一包（进口产品） 序号 名称 数量 预算单价（元） 金额小计（元） 对应的中小企业划分标准所属行业 1 小儿膀胱镜 1套 232,300 232,300 工业 2 小儿膀胱电切镜 1条 94,920 94,920 工业 3 宫腔镜检查镜 2条 100,000 200,000 工业 4 听力计及声场测听系统 1套 250,000 250,000 工业 5 听力测试平台（听力计+真耳分析） 1套 330,000 330,000 工业 6 声阻抗仪 1台 250,000 250,000 工业 7 听力测试平台（宽频声导抗） 1套 450,000 450,000 工业 8 听力测试平台（诊断型耳声发射） 1套 350,000 350,000 工业 9 客观听觉测试平台（ABR+ASSR） 1套 500,000 500,000 工业 10 客观听觉测试平台（ABR+ASSR+OAE） 1套 600,000 600,000 工业 11 高清电子鼻咽喉镜 1套 5,530,000 5,530,000 工业 12 主动脉球囊反博仪 1台 1,500,000 1,500,000 工业 13 超声内镜系统 1套 4,150,000 4,150,000 工业 14 高清电子胃肠镜系统 1套 5,500,000 5,500,000 工业 15 肺功能测试系统 1套 1,000,000 1,000,000 工业 16 核磁呼吸机 1台 580,000 580,000 工业 17 宫腔镜影像系统 1套 2,305,560 2,305,560 工业 18 宫腔镜电切设备 2套 287,770 575,540 工业 总价（元） 24，398，320 第二包（国产产品） 序号 名称 数量 预算单价（元） 金额小计（元） 对应的中小企业划分标准所属行业 1 单孔腹腔镜 2条 73,000 146,000 工业 2 宫腔镜检查镜 3条55,000 165,000 工业 3 腹腔镜器械 2套 155,000 310,000 工业 4 小儿腹腔镜器械 1套 205,000 205,000 工业 总价（元） 826，000 第一包（进口产品）参数要求 序号 名称 性能参数 1 小儿膀胱镜 1、微型内窥镜 0°，直径≤1.2 mm, 有效工作长度≥20 cm, 可高温灭菌2、尿道膀胱镜镜鞘套，8Fr.拥有4Fr.工作通道，工作长度≥16cm3、抓钳，双动钳夹，软性设计，3 Fr，长≥28 cm4、活检抓钳，双动钳夹，软性设计，3 Fr，长≥28 cm5、电凝电极，3 Fr6、配专用消毒盒，小型器械专用 2 小儿膀胱电切镜 1、尿道电切镜鞘，LUER锁开关2、工作手件，8Fr3、凝固电极，钝化。4、配专用消毒盒，小型器械专用 3 宫腔镜检查镜 1、直径≤3mm，视角30°光学视管， 2、可高温高压灭菌，含专用消毒盒，冲水口旋阀3、外径≤4.5mm，3Fr.器械通道，持续灌流式管鞘 4 听力计及声场测听系统 （一）听力计1、输入：纯音、啭音、白噪声、CD1+2、麦克风1+2、波形文件2、掩蔽信号：根据纯音测试结果或言语测试结果自动选择窄带噪声或白噪声3、输出：气导，骨导，插入式耳机，声场1+24、测试：气导，骨导及掩蔽，言语测试，FF，ABLB，伪聋，自动测试5、频率范围：气导 125Hz – 8kHz，骨导 250Hz - 8kHz6、强度范围：气导：-10 - 120dBHL，步进：1、2、5dB骨导：-10 – 80dB 步进：1、2、5dB7、给声刺激：手动或反转给声，单脉冲或多脉冲；可选择默认测试频率提高工作效率8、信号发放：轻触式静音给声，手动或自动，单脉冲、复合脉冲9、患者应答：一个按钮式应答器10、平均听阈：自动计算平均听阈PTA11、患者通讯：授话和回话12、监听：通过内置、外置扬声器或外接耳机13、内置存储：听力计可独立存储大于400个患者信息/40000次测试结果14、频率选择：125Hz, 250Hz, 750Hz, 1500Hz or 8kHz可以被取消15、显示：大于5英寸高分辨率彩色中文显示屏 ≥640X480像素，全屏幕显示双耳听力图，及所有频率掩蔽信息16、接口：背后：＞2个USB，配有：1个网络接口，适应将来网络化建设；2个声场接口；气导L/R；插入式气导L/R；骨导；患者应答；回话；麦克风；CD1；左边：耳机，麦克风17、打印：支持多种打印方式可选：通过USB接口直接连接打印机输出测试结果；连接电脑打印18、操作模式：支持多种操作模式，可选单机独立操作或电脑控制操作测试19、外接设备：标准的电脑鼠标和键盘（数据录入）20、数据库：数据库可整合纯音测听、阻抗测试、耳声发射、诱发电位等测试结果，可对同品牌所有设备进行数据共享和数据管理，可实现自动联网上传、随时随地共享数据等功能；可通过其自身的HL7协议连接医院电子病历系统EMR，进行数据无缝对接（二）声场1、数字智能液晶显示视觉强化测听，TFT LCD全彩液晶屏2、可存储任何使用者想要提供的影音档案3、视频资料可持续循环转换档案，墦放丰富有变化高画质动态视频图像4、个性化设置可帮助小朋友更好建立条件反射，帮助验配师更便捷、准确的完成听力测试5、经编程设定的无线遥控器6、可移动落地支架。 5 听力测试平台（听力计+真耳分析） (一）工作台要求：1、操作系统 ：64 位操作系统2、内存：4GB 及以上3、显示分辨率：≥1024 x 768 4、CPU：2.0GHz intel i3及以上5、兼容軟件：XML；Noah4，支持NOAH Link，软件可升级；可与同品牌听力设备数据共享组成听力诊断系统，灵活快速调取患者报告和信息，同一局域网内联网功能共享数据，可对接体检系统、医院HIS/EMR系统传输数据，实现不同设备间，科室内，院内，院际之间的数据共享（二）听力计模块参数1、刺激声：纯音、啭音、脉冲音、双通道CD输入、双通道麦克风输入、音频文件 （內含中文单音节、双音节词汇及句子词表）、真实言语、窄带噪声、白噪声、言语噪声2、频率范围：≥125—8000Hz3、准确度：≤±1%4、失真：气导〈1.5%，骨导〈3%5、测试声强范围：气导平均为 -10-120 dB HL；骨导平均为 -10-80 dB HL 步进 1，2，5dB步进6、声强准确度：气导：≤±2dB ；骨导≤±5dB7、刺激声调制：啭音 调制幅度1—10Hz，调制深度±5 %窄带噪声 符合IEC 60645-1:2001；5/12 倍频程白噪声 恒定带宽80—16000Hz言语噪声 符合IEC 60645-2:1993 及 ANSI S3.6 2010脉冲音 脉冲时长可自行调整，200ms – 500ms8、测试类型：支持气导、骨导、声场下的双声道测听。9、测试项目：纯音测听、言语测听、噪音下言语测听 (SIN)、安静下言语测听 (SIQ)、Stenger、交替响度平衡测试 (ABLB)、韦伯测试 (Weber)、Lagenbeck测试、助听器验配模拟（MHA) 10、听力图纪录内容 纯音测听：dBHL、MCL、UCL、Tinnitus、R+L言语测听：WR1、WR2、WR3、MCL、UCL、助听后、未助听、双耳（三）真耳分析模块参数1、刺激声类型：ISTS、啭音、纯音、随意噪声、假随意噪声、带宽限制白噪声、粉红噪声、Chirp、ICRA、IFFM、纯音扫频、滤波言语、其他声音文件2、刺激声频率范围：100-8000 Hz3、准确度〈±1%4、失真 对侧刺激强度范围：≥110dB HL2.2声反射衰减：自动阈值上10dB，时间10—30秒可调2.3声反射衰减：同侧/对侧，手动控制2.4手动分项重做自动测试结果2.5手动控制所有激励电平2.6手动/自动声反射测试：自动搜索声反射阈值，同侧和对侧自由混合2.7声反射潜伏期：300ms3、宽频声导抗测试：3.1刺激声：Click声3.2刺激频带范围：226Hz—8000Hz3.3刺激声强度：96—100dB peSPL3.4测试方式：宽频吸收率3.5显示：彩色3D研究模型3.6无压吸收率测试：为鼓膜脆弱患者得到中耳测试结果4操作模式4.1可单机操作4.2可连接电脑操作：USB线连接、蓝牙连接4.3内存：≥1GB存储卡，可存储数十万测试4.4打印方式：可将数据传输至电脑通过电脑进行自定义打印。二.标准：1.安全标准：IEC60601-1内置电源，B型BF型2.EMC：IEC60601-1-23.导抗：IEC 60645-5/ANSI S3.39， 1型三.软件性能： 1.中文操作界面2.数据格式：XML3.全面网络兼容，无限存储空间4.数据库可整合纯音测听、阻抗测试、诱发电位等测试结果，可实现自动联网上传、随时随地共享数据等功能；可通过其自身HL7协议连接医院电子病历系统EMR，进行数据无缝对接 8 听力测试平台（诊断型耳声发射） 一.标准：1.安全标准：IEC60601-1内置电源，B型BF型2.EMC：IEC60601-1-23.测试信号：ICE60645-1/ANSI S3.6， IEC 60645-34.OAE：IEC60645-6 2009， 2型二.软件性能1.数据格式：XML2.全面网络兼容，无限存储空间3.可与听力计、声阻抗计、助听器分析仪等其他设备数据共享组成听力诊断系统4.数据库：兼容HIS、EMR及更多专业数据库三.技术参数1.设备类型：便携式2.测试类型： DPOAE 畸变产物耳声发射3.频率范围：500—10000Hz4.强度：30-80dB SPL5.测试频点数：无限制6.配有226Hz鼓室图排查中耳对结果的影响7. DP-Gram功能8.DP-I/O功能9. 手动测试/电脑控制测试；用户自定义测试协议10.给压OAE11.有诊断型耳声发射、筛查型耳声发射功能，一机两用12.AD分辨率：24位13.最大输出（保护）: 90 dB SPL14.分析时间：最小2秒，无最大时间限制15.通过判断标准：频段SNR，刺激数量，测试时间，Min OAE，Min重复性等条件，可自定义16.测试压力：可选根据鼓室图测得的峰压四.操作模式：1.可单机操作2.可电脑操作：USB线连接、蓝牙连接五.内存：≥1GB存储卡，可存储数十万测试六.多种打印方式：可选蓝牙打印机，数据也可通过数据库传输至电脑通过电脑打印七.数据库软件：可连接多种常用数据库，可兼容NOAH数据库 9 客观听觉测试平台（ABR+ASSR） 一、功能：可测试功能至少包含听觉脑干诱发电位ABR、耳蜗电图EcochG、电刺激听性诱发电位eABR、中潜伏期测试AMLR、长潜伏期测试ALR、中长潜伏期分辨能力测试P300/MMN、多频稳态反应测试ASSR、40Hz测试二.硬件性能参数1.标准： 1.1 IEC 60601-1（一般安全）I类，BF型1.2 IEC 60601-1-1（系统安全）I类，BF型1.3 IEC 60601-1-2（电磁兼容） 1.4符合GB/T7341.12.安全： 2.1内置医疗安全转换器2.2前置放大器光电隔离保护3.前置放大器： 3.1双通道（标准）EPA4前置放大器（4电极）3.2增益：80dB/60dB；频率响应：0.5 - 5000Hz3.3噪声：≤4nV/√Hz，0.22μV RMS (0 - 3kHz)3.4 CMRR：最小值＞110dB 4.阻抗检查： 4.1 33Hz矩形波，单独显示每个电极的阻抗信息4.2 无需拔掉电极4.3直接从前置放大器读数，测试电流：19μA，范围：0.5kΩ-25kΩ耳机： 插入式耳机、B81骨导耳机6. 滤波器：低通及高通数字滤波器7.数据库： 7.1 数据库可整合纯音测听、阻抗测试、诱发电位等测试结果，可实现自动联网上传、随时随地共享数据等功能，可通过其自身HL7协议连接医院电子病历系统EMR，进行数据无缝对接8.可用的软件模块：ABR、ASSR9.可升级的软件模块：≥ABRIS、DPOAE、TEOAE、VEMP三.听性脑干反应测试ABR性能参数：1.宽频带刺激声：Chirp 声、短声（Click），刺激率：≤0.1—80.1次/秒2.频率特异性刺激声： 2.1短纯音：频率：0.5 kHz -4kHz2.3 NB CE-Chirp 500Hz，1kHz，2kHz，4kHz2.4带宽：±1/2倍频程3.刺激强度：≤20-130dB peSPL (-10 —100 dB nHL)，1dB步进4.掩蔽：白噪声，低于刺激声强度0-40dB5.计权运算：具备计权运算6.测试质量指示：反应可信目标值95%、97.5%或99% 7.残余噪声计算：测试过程中实时计算，可选择自动停止测试标准，以所选范围内曲线上的≥5个点为基础进行计算8. 通道数：双通道9. 每次测试曲线数：无限制10. 自动测试协议： 10.1内含多个预设自动测试协议10.2操作者可自定义并添加任意多个自动测试10.3在自动测试过程中也可插入手动控制11.数据采集： 11.1分析时间：≤0-900ms时窗11.2采集开始：刺激声开始时间±2ms11.3 A/D分辨率：≥16bit11.4每条曲线点数：≥450点12.增益： 12.1自动：在开始测试新的强度之前，自动选择最适合的增益 12.2手动：74-104dB (10μV - 320μV输入），6dB步进13.伪迹拒绝系统：可选择14.实时EEG： 14.1在线显示14.2刷新率：典型值10Hz15.电子耳蜗植入：可受控或控制电子耳蜗刺激强度16.测试：耳蜗电图EcochG、中潜伏期测试AMLR、长潜伏期测试ALR、中长潜伏期分辨能力测试P300/MMN，按钮功能、输入字段等在线帮助，包括带有查找功能和交互引用功能的电子操作手册四．多频稳态反应测试ASSR性能参数：1.抗混叠滤波器：模拟5kHz 24dB/倍频程（30kHz采样率）2.通道数：双通道反应探测（EPA，8通道刺激信号控制）3. 自动测试协议：3.1包含儿童和成人测试协议（睡眠及清醒状态）3.2用户可自定义测试协议4. 刺激声：4.1 NB CE-Chirp 500Hz，1kHz，2kHz，4kHz4.2带宽：±1/2倍频程-3dB4.3同时刺激数：8个（每耳4个）5. 调制率：90Hz和40Hz，在同一测试中可做更改6. 掩蔽：白噪声，0-100dB HL7. 刺激声控制：7.1独立控制≥8个同时发放的刺激声（每耳4个）7.2独立控制≥8个刺激声强度，动态提示可选强度范围间前未完成提交的，将拒收投标文件。开标时登录中国政府采购网山西分网在规定时间内解密电子投标文件，解密设备及网络环境由投标人自行准备。五、招标公告期限自本项目招标公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜1.投标人应于开标前在全国公共资源交易服务平台(山西省)（http://prec.sxzwfw.gov.cn）主体库免费注册。联系电话：0351-77313132.投标人应于开标前在中国政府采购网山西分网（www.ccgp-shanxi.gov.cn）进行供应商注册。 联系电话：957633.投标人参与项目遇到系统操作问题，请及时联系客服电话。联系电话：95763 七、对本次招标提出询问，请按以下方式联系1.采购人信息名称：太原市妇幼保健院 地址：太原市长风西街113号 联系人：王小燕联系电话：13633440188 2.集中采购代理机构信息名称：太原市公共资源交易中心 地址：太原市万柏林区南屯路1号太原市为民服务中心四层 联系人：王军联系电话：0351-2377183 附件信息： 公开招标文件.docx228.8K × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 $('.clickModel').click(function () { $('