高精度光谱仪

近期，中国科学院南京天文光学技术研究所（以下简称南京天光所）研究员肖东团队设计研制了一种可用于高精度光谱定标的基于真空法珀标准具（FPE）的高稳定定标光源系统。日前，相关研究成果分别发表于《天文学杂志》（The Astronomical Journal）和国际光学工程学会会刊（Proc SPIE）。 《中国科学报》从南京天光所获悉，高精度光谱定标技术是运用视向速度法进行系外行星探测的关键技术之一，具有重要的科学意义。类地行星的探测和研究将定标精度的要求提高到10厘米/秒。 由于FPE对入射角度、腔长和折射率变化敏感，肖东团队从照明、气压和温度稳定性等方面开展研究，严格控制定标谱线稳定性。 肖东团队结合光纤扰模技术的研究基础，通过数值模拟和实验测试定量研究了耦合偏移和光纤扰动对定标光源输出谱线特性的影响，八边形光纤和双光纤扰模器可以极大提高光纤出射场稳定性，从而有效降低这种影响导致的谱线漂移。 在此基础上，肖东团队研制了满足定标谱线设计要求的光机系统和真空恒温系统，预期谱线自身稳定性能到10厘米/秒。后续，团队将利用激光频率梳同步定标技术对此定标光源谱线的漂移特性进行研究，并进一步探索验证此类定标光源的使用方法和实测定标精度。

项目编号：清设招第2022344号项目名称：清华大学高精度光谱椭偏仪采购项目预算金额：120.0000000 万元（人民币）采购需求：包号名称数量是否允许进口产品投标01高精度光谱椭偏仪1套是设备用途介绍：拟采购的椭偏仪设备将应用于测量各类薄膜的膜厚及光学参数（n，k），对特殊结构的材料具有光学性能分析能力。简要技术指标：Psi和Delta精确度测量：直射测量空气（Psi = 45° Delta = 0°），满足：Ψ≤45°±0.02°，Δ≤0°±0.02°(1.5-5eV)；光谱范围覆盖190– 2000nm；入射角：自动量角器，角度可从40°到90°变化，最小步进为0.02°。合同履行期限：合同签订后7个月内交货本项目( 不接受 )联合体投标。

天文高分辨率光谱的高精度定标技术支撑着视向速度法探测系外行星的研究，具有重要的科学意义。当前，该领域前沿瞄准类地系外行星探测，对光谱定标精度的要求提高到10 cm/s，这是传统的定标技术无法满足的。要实现这样高的定标精度，需要从多方面突破，尤其是发展新型定标源并探究它们的定标方法。法布里-珀罗标准具（FPE）在进行精细的稳定性控制后可用于高精度波长定标，是备受关注的新型定标源。它的光谱呈现出密集、排列规则的透过峰序列，具有宽广的波长覆盖范围，有望实现优于10 cm/s的定标精度。由于FPE透过峰波长未知，这使单独利用FPE无法定出光谱仪波长的空间分布关系（即波长解），阻碍了FPE定标的实际应用。中国科学院南京天文光学技术研究所研究员肖东团队提出了一种FPE波长解求解方法。将传统波长定标源钍氩灯与FPE相结合，以钍氩灯为FPE提供波长信息，再利用FPE电介质反射膜的穿透深度与波长关系的平滑性质修正钍氩灯波长信息中的误差，在不借助傅里叶变换光谱仪等额外的精密测量设备的情况下实现对FPE透过峰的高精度波长标定。使用标定后的FPE透过峰，可求出光谱仪的高精度波长解。研究利用自主研制的固体腔FPE，在2.16米天文望远镜高分辨率光纤光谱仪（HRS）上对该方法进行实际测试。结果表明，FPE波长解的均方根误差仅0.053 pm，优于钍氩灯波长解的典型均方根误差0.290 pm。相关研究成果发表在《光学学报》上，并获当期优秀论文嘉奖。研究工作得到国家自然科学基金、中科院天文台站设备更新及重大仪器设备运行专项经费的支持。

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

随着LED产业日益成熟，国际、国内客户LED产品需求量的增加，消费者对于LED产品品质要求也越来越高，不仅强调发光效率，而且均匀性、一致性、显色性等指标也备受关注。无论是在LED背光领域，还是在LED照明领域，都需要更好光学量测设备，以解决量测方面的应用需要。此前，灵敏度高、测量精度准确，符合国际标准的高端检测设备，一直是国外设备处于主导地位。国内LED企业，为了生产出品质良好的LED产品，一套高端检测设备需要投入几十万甚至上百万，可是在售后的保障方面，由于时空距离，却并不能得到最快的响应。 面对这种情况，LED业界对于具有国际水准、符合国际标准的国产高端检测设备充满期待。基于以上的种种原因，杭州中为光电技术股份有限公司（ZVISIONR）作为国际半导体照明装备领域领军企业之一，携手美国海洋光学(Ocean Optics)，成功研发出全球领先的ZWL-S6超高精度光谱辐射计，首次真正打破了在高端测试机领域，国外设备厂商垄断的局面。将在满足客户的高端检测需求的前提下，大幅降低设备成本，同时以中为光电强大的服务实力为支撑，全力为中国LED行业加油！中为光电将于2011年8月30日在上海高工G20-LED峰会携手美国海洋光学(Ocean Optics)进行中国LED半导体装备领域设备首次全球同步发布！中为光电基础研究部总监殷源博士将在会议上分享中为光电（ZVISIONR）对于LED检测的最新观点与建议。 高端应用环境首选中为ZWL-S6超高精度光谱辐射计系统： ZWL-S6超高精度光谱辐射计支持国际电工委员会（IEC）、国际照明委员会（CIE）、美国能源之星（Energy Star）、中国计量科学研究院（NIM）等权威检测标准；搭载中为F4M专利技术积分球、卓越的驱动电源、极致专业的夹具、权威的标准光源等顶级部件，可组成最高端的ZWL-3140Q超高精度颜色测量系统，能够有效的满足行业检测机构、企业实验室等高端应用环境对于光谱检测精度、稳定性、量测范围、测试速度、外观设计、软件功能等综合性能的高要求。同时，能够有效的降低高端设备的保有成本，为中国LED行业的发展贡献一份力量！ ZWL-S6超高精度光谱辐射计简介： ZWL-S6超高精度光谱辐射计运用中为自主的核心算法及先进的系统设计，确保了辐射计的整体性能指标，集成中为F4M专利技术积分球、卓越的驱动电源、极致专业的夹具、权威的标准光源等顶级部件，打造成中为ZWL-3140Q超高精度颜色测量系统。其检测精度、稳定度、测量范围、测试速度、软件功能、外观设计等指标均达到国际顶级水平，真正打破了国外设备厂商在高端测试领域的垄断局面。 ZWL-S6超高精度光谱辐射计内置有国际顶尖光谱仪模块，该模块由半导体照明CCD测量核心技术发明者、光纤光谱仪在半导体照明测试领域应用最广的中为（ZVISIONR）公司与其战略合作伙伴美国海洋光学(Ocean Optics)共同研制。 超高检测精度： 超低的暗电流，信噪比高达1000:1，色品坐标（x,y）最高精度可达0.0010以内； 超强稳定性： 探测器采用先进的内部智能恒温技术，大大降低了环境温度变化对测量结果的影响； 独创恒温制冷的高频信号采集卡，有效的提升检测稳定性，色品坐标（x,y）稳定度可达0.0005以内； 超宽测量范围： 采用薄型背照式（Back-thinned）面阵CCD探测器。其二维像素阵列有效接收波长范围在200～1100nm的光信号，可实现1300K--25000K的高精度色温测试； 动态范围（指仪器测定可用的最高吸光度与最低能检测到的吸光度之比。动态范围越大，可用于检测样品的线性范围也越宽）高达25000:1，可实现1.0× 10-2 lm&mdash 2.0× 105 lm 的光源测试； 超快测试速度：配备二维面阵CCD探测器，量子效率达90％，有效接收入射光，最大化的提升了系统的测试灵敏度，CCD最快响应时间可达1ms； 国际化外观： 采用极具档次的烤漆工艺，结合中为特有的钻石蓝，设备整体观感高端、大气，满足客户提升企业形象的需求； 权威标准追溯： 可分别追溯到国际电工委员会（IEC）、国际照明委员会（CIE）、美国能源之星（Energy Star）、中国计量科学研究院（NIM）等权威检测标准； 强大的软件： 核心算法支撑的系统软件，满足光源测量所需要的全部功能，支持多种测试报表的分析； 测试界面简洁大方，操作简便； 专业化服务： 400客服系统全天候24小时响应，高素质的客服团队为您服务； 完善的CRM客户关系管理系统,为快速、有效、持续地服务好客户提供管理支撑； 配件介绍： 卓越的驱动电源： 支持电压电流一次设置，重复动态测量，不损伤被测光源； 低纹波和低噪音，超高分辨率及精度0.1mV/0.01mA；内置高精度五位半电压表和毫欧姆表；支持高精度和动态编程输出； 高档次、高亮度VFD显示屏； 开机自检，软件校正，智能伺服风扇系统； 支持远端电压补偿，支持外部触发输入、输出； 可选择带脉冲输出电源功能； 可靠稳定的电源性能，为光源的稳定点亮提供有力支持，保证了系统的测试精度； 顶级的中为F4M专利技术积分球： 支持辅助光源补偿测试； 支持4&pi 法、2&pi 法测试； 独创的中为F4M专利积分球技术：涂层具有高反射率、低热胀冷缩率、反射无光谱选择性等特点；设计独特，开合方便，不漏光；球体采用特殊材料，散热性好；确保高精度的测试； 极致专业的夹具： 拥有行业最完善的专业夹具库，全面支持T8/T5、E27 /E14 、GU10 、MR16 、PAR30、Road Light、LAMP（Ф3、Ф5、Ф8、Ф10）、Piranha-LED（食人鱼）、HP-LED（1W、3W等大功率）、卤素灯（10W OSRAM等）、COB、TOP & SIDE View SMD 、TYPE LED（0603、0805、3014、3020、3528、5050、5050M、5630）等光源测试； 极具专业水准的夹具，最大限度地消除自吸收、近场吸收等因素对测试结果的影响； 可实现恒温、主动冷却/被动冷却、加热装置等多种温控模式，接受客户定制； 权威的标准光源： 用于光谱仪在测试LED时的光谱（色温、波长等参数）及光通量量值传递（定标），采用国家权威的中国计量科学研究院直接量传等一系列计量标准；

全共线多功能超快光谱仪BIGFOOTMONSTR Sense Technologies是由密歇根大学研究人员成立的科研设备制造公司。该公司致力于研发为半导体研究应用而优化的超快光谱仪和显微镜，突破性的技术可将光学器件和射频电子器件耦合在一起，以稳健的方式测量具有干涉精度的光学信号，真正实现一套设备、一束激光、多种功能。图1. 全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT不仅兼具共振和非共振超快光谱探测，还可以兼容瞬态吸收光谱（Transient absorption (TAS)）、相干拉曼光谱(Coherent Raman Spectroscopy (CRS))、多维相干光谱探测(Multidimensional Coherent Spectroscopy (MDCS))。开创性的全共线光路设计，使其可以与该公司研发的高精度激光扫描显微镜（NESSIE）联用，实现超高分辨超快光谱显微成像。全共线多功能超快光谱仪的开发也充分考虑了用户的使用体验，系统软件可自动调控参数，光路自动对齐、无需校正等特点都使得它简单易用。全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT主要技术参数：高精度激光扫描显微镜NESSIEMONSTR Sense Technologies的高精度激光扫描显微镜NESSIE可用入射激光快速扫描样品，在几秒钟内就能获得高光谱图像。该设备可适配不同高度的样品台和低温光学恒温器，物镜高度最多可变化5英寸，大样品尺寸同样适用。NESSIE显微镜是具有独立功能，可以与几乎任何基于激光测量与高分辨率成像的设备集成在一起，也非常适合与该公司研发的全共线多功能超快光谱仪集成。图2. 高精度激光扫描显微镜NESSIE 高精度激光扫描显微镜-NESSIE的输入信号为单个激光光束，输出信号为样品探测点收集的单个反向传播光束，这样的光路设计确保了反传播信号在扫描图像时不会相对于输入光束漂移，因而非常适用于激光的实验中的成像显微镜系统。图3. 使用NESSIE在室温下测量的GaAs量子阱的图像。a） 用相机测量的白光图像。b） 用调谐到GaAs带隙的80MHz激光器（5mW激光输出）进行激光扫描线性反射率测量。c） 同时测量的激光扫描四波混频图像揭示了影响GaAs层的亚表面缺陷 BIGFOOT+NESSIE应用案例：1. 高精度激光扫描显微镜用于材料表征美国密歇根大学课题组通过使用基于非线性四波混频（FWM）技术的多维相干光谱MDCS测量先进材料的非线性响应，利用激子退相和激子寿命来评估先进材料的质量。课题组使用通过化学气相沉积生长的WSe2单分子层作为一个典型的例子来证明这些功能。研究表明，提取材料参数，如FWM强度、去相时间、激发态寿命和暗/局部态分布，比目前普遍的技术，包括白光显微镜和线性微反射光谱学，可以更准确地评估样品的质量。在室温下实时使用超快非线性成像具有对先进材料和其他材料的快速原位样品表征的潜力。图4. (a)通过拟合时域单指数衰减得到的样本的去相时间图，在图(a)中用三角形标记的选定样本点处的FWM振幅去相曲线【参考】Eric Martin, et al Rapid multiplex ultrafast nonlinear microscopy for material characterization. Optics Express 30, 45008 (2022). 2.二维材料中激子相互作用和耦合的成像研究过渡金属二卤代化合物（TMDs）是量子信息科学和相关器件领域非常有潜力的材料。在TMD单分子层中，去相时间和非均匀性是任何量子信息应用的关键参数。在TMD异质结构中，耦合强度和层间激子寿命也是值得关注的参数。通常，TMD材料研究中的许多演示只能在样本上的特定点实现，这对应用的可拓展性提出了挑战。美国密歇根大学课题组使用了多维相干成像光谱（Multi-dimensional coherent spectroscopy, 简称MDCS），阐明了MoSe2单分子层的基础物理性质——包括去相、不均匀性和应变，并确定了量子信息的应用前景。此外，课题组将同样的技术应用于MoSe2/WSe2异质结构研究。尽管存在显著的应变和电介质环境变化，但相干和非相干耦合和层间激子寿命在整个样品中大多是稳健的。图5. （a）hBN封装的MoSe2/WSe2异质结构的白光图像。（b）MoSe2/WSe2异质结构在图（a）中的标记的三个不同样本点处的低功率低温MDCS光谱。（c）图（b）中所示的四个峰值的FWM(Four-Wave Mixing)四波混频积分图。（d）MoSe2/WSe2异质结构上的MoSe2共振能量图。（e）MoSe2/WSe2异质结构的WSe2共振能量图。（f）所有采样点的MoSe2共振能量与WSe2共振能量【参考】Eric Martin, et al Imaging dynamic exciton interactions and coupling in transition metal dichalcogenides, J. Chem. Phys. 156, 214704 (2022) 3. 掺杂MoSe2单层中吸引和排斥极化子的量子动力学研究当可移动的杂质被引入并耦合到费米海时，就形成了被称为费米极化子的新准粒子。费米极化子问题有两个有趣但截然不同的机制： (i)吸引极化子（AP）分支与配对现象有关，跨越从BCS超流到分子的玻色-爱因斯坦凝聚；（ii）排斥分支（RP），这是斯通纳流动铁磁性的物理基础。二维系统中的费米极化子的研究中，许多关于其性质的问题和争论仍然存在。黄迪教授课题组使用了Monstr Sense公司的全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT研究了掺杂的MoSe2单分子层。课题组发现观测到的AP-RP能量分裂和吸引极化子的量子动力学与极化子理论的预测一致。随着掺杂密度的增加，吸引极化子的量子退相保持不变，表明准粒子稳定，而排斥极化子的退相率几乎呈二次增长。费米极化子的动力学对于理解导致其形成的成对和磁不稳定性至关重要。图6. 单层MoSe2在不同栅极电压下的单量子重相位振幅谱【参考】Di HUANG, et al Quantum Dynamics of Attractive and Repulsive Polarons in a Doped MoSe2 Monolayer, PHYSICAL REVIEW X 13, 011029 (2023)

“坐标”这个概念源于解析几何，其基本思想是构建坐标系，将点与实数联系起来，进而可以将平面上的曲线用代数方程表示。坐标的概念应用到工业生产中解决了大量实际问题，例如，坐标测量机可采集被测工件表面上的被测点的坐标值，并投射到空间坐标系中，构建工件的空间模型等诸多案例。坐标测量机还被用于产品质量控制，测量磨损，制造精度，产品形貌，对称性，角度等工业产品参数，因此需要非常高的移动精度，才能确保测量的准确性。德国attocube公司推出的IDS3010皮米精度位移测量激光干涉仪就是辅助坐标测量机提高测量精度的有力手段。图1 皮米精度位移测量激光干涉仪IDS3010IDS3010皮米精度位移测量激光干涉仪是如何帮助坐标测量机实现高精度的呢？图2 IDS3010激光干涉仪集成到坐标测量机探测臂上通常坐标测量机要求探测臂位移精度高于1微米，现在坐标测量机位移反馈大多是通过玻璃分划尺来实现的。玻璃分划尺是常用的一种位置测量的方法，分划尺在坐标测量机上位于龙门处，一般情况下，采用玻璃分划尺探测的不是探测臂本身，而是坐标测量机龙门处的位置变化。实际上， 坐标测量机的探测臂与龙门之间有一定长度的距离，它们的位置变化会因存在例如振动、位置差等而有所不同，因此只凭借龙门处位置变化来判断真实的位移反馈是不准确的，影响到实际样品的测量精度。图3 IDS3010激光干涉仪集成到坐标测量机上。坐标测量机通过干涉仪探头的配合，可反馈探测臂的位移。德国attocube公司的IDS3010皮米精度位移测量激光干涉仪通过非接触式方法测量，可以直接测量探测臂的运动，避免龙门处探测误差，实现高精度测量。如图3，激光探头位于坐标测量机侧边，M12/C7.6激光探头出射的激光可以被探测臂上的反射镜（直径3mm）反射回激光探头，IDS3010干涉仪通过分析干涉信号从而进行位置测量。探测臂能够移动0.8米距离，移动精度达到10微米。干涉仪能够实时测量该探测臂的位移以及振动等信息。图4 IDS3010实时位置测量软件WAVE测量数据。扩展图为中间区域的数据放大。IDS3010配置的软件WAVE可以实时观测与保存测量数据。如图4，坐标测量机的运动数据被测量并记录。图中所示，前15秒与终10秒间的数据是0.8m距离的往复运动。中间时间的数据看似没有变化，但通过WAVE软件的放大功能，我们发现中间时间的探测臂其实进行了10微米的步进运动。同时，通过WAVE软件我们也可以观测到步进运动的详细变化过程。每一个步进大约2秒，在运动初始的时候位移有超过，在大约0.4秒的短时间内位移被调整为10微米的步进长度。而在步进的末尾，也有小幅的位置噪音，该噪音一般是由于振动引入。这对于探测样品位移以及振动信息具有重大意义。IDS3010技术特点：IDS3010皮米精度位移测量激光干涉仪具有体积小、适合集成到工业应用与同步辐射应用中的特点，同时，测量精度高，分辨率高达1 pm，是适合工业集成与工业网络无缝对接的理想产品。除与坐标测量机结合使用外，在工业中的其他应用实例也非常广泛，包括闭环位移反馈系统搭建、振动测量、轴承误差测量等等。+ 测量精度高，分辨率高达1 pm+ 测量速度快，采样带宽10MHz+ 样品大移动速度 2m/s+ 光纤式激光探头尺寸小，灵活性高+ 兼容超高真空，低温，强辐射等端环境+ 其可靠与稳定+ 环境补偿单元，不同湿度、压力环境中校正反射率参数提高测量精度+ 多功能实时测量界面，包含HSSL、AquadB、CANopen、Profibus、EtherCAT、Biss-C等界面相关产品及链接：1、皮米精度位移激光干涉器attoFPSensor：http://www.instrument.com.cn/netshow/C159543.htm2、EcoSmart Drive系列纳米精度位移台：http://www.instrument.com.cn/netshow/C168197.htm3、低温强磁场纳米精度位移台：http://www.instrument.com.cn/netshow/C80795.htm

2月25日，由国家出资、科技部批准，国家重点科学仪器设备开发专项“高精度光梳相干成像分析仪的应用与工程化开发”项目在宝钢正式启动。 　　该项目由宝钢中央研究院牵头，华东师范大学、上海理工大学、深圳大学、上海朗研科技公司等10多家企业和科研院校参与，针对钢铁检测、精细加工监控等进行研发。钢铁方面，将促进一系列急需的高新技术产业应用，如高精度表面形貌测量、微纳精细加工检测、集成电路制造、太阳能电池精加工等，并开展工程化和产业化示范，实现小批量生产。 　　启动会上，与会专家们认为，该项目对解决我国科技领域和经济发展、民生改善具有明显支撑和带动作用，仪器将达到钢铁制造行业的质保和质控、生命医学领域的应用要求。仪器开发将摆脱国外对中国高端技术研究的垄断，对钢铁、生物、医学、航天技术开发等具有重大意义。项目有望形成20多项专利，仪器有望于2017年批量生产，实现产业化应用。 　　新闻链接 　　“高精度光梳相干成像分析仪的应用与工程化开发”项目是“十二五”国家科技重点项目。该项目主要由高功率光纤飞秒光梳光源和超分辨相干成像分析仪两部分组成。传统光学成像受限于光波衍射极限，空间分辨率只能达到波长量级。基于光纤飞秒光梳，发展高精度相干成像检测和高灵敏度痕量分析新方法，研制高精度光梳相干成像分析仪，旨在充分发挥飞秒光梳优势，提升仪器时间-空间-频谱的分辨本能，在测控精度和灵敏度等方面凸显其明显优势 较常规成像分析仪器具有明显优势，可为突破光学衍射极限超分辨成像研究带来重要技术创新，引领成像分析技术与器件跨越式发展。

可在几百米的光纤中测出小至0.1毫米的误差，较国外垄断产品，测量分辨率提高了1600倍，相位精度提高了10倍̷̷记者19日从南京航空航天大学获悉，该校研发的我国首台超高精度光矢量分析仪问世。　　超高精度光矢量分析仪就像“火眼金睛”，从家用光纤路由器到航天飞船等大量应用的光学器件领域都需要用到它。它可以对光器件的两个最关键指标——幅度响应和相位响应进行精确测量，从而在研发和应用中掌握其性能。第一代仪器仅能测量幅度响应，第二代仪器可以同时测量幅度响应和相位响应，但目前全球仅有美国纳斯达克上市公司LUNA的OVA5000一款产品，并且其高精度版不对我国销售。　　2010年，南京航空航天大学潘时龙教授开始筹建微波光子学实验室。他带领团队在研究中发现，国外光矢量分析仪采用“以光测光”的办法，费时费力而且精度不高，自主研发的光矢量分析仪采用“以电测光”的方法，把光信号转换为微波信号。课题组先后掌握了光频梳通道化技术、平衡光电探测技术和新型电光调制技术，基本攻克了相关的技术难点。该光矢量分析仪的第二代样机先后被中科院半导体所、江苏光扬光电等十余家单位试用 还帮助某海军单位实现了光纤干涉器的自动化测量，测量精度提高10倍，节省成本一半以上。

为什么需要高精度温室气体分析仪？2020年9月22日，中国政府在第七十五届联合国大会上提出：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。2021年9月12日，生态环境部发布《碳监测评估试点工作方案》，要求开展重点行业、城市、区域三个层面的碳监测评估试点工作，建立碳监测技术方法和评估体系，为应对气候变化工作成效评估提供数据支撑。温室气体监测是研究温室气体浓度变化趋势以及源和汇的构成、性质和强度等的基础，也是温室效应评价的依据和减排措施制定的标尺,它的准确监测与评估将成为降碳目标的根本前提。城市大气温室气体浓度低，变化幅度小，为准确获得其浓度水平及变化趋势，这就需要高灵敏度和高精密度的自动监测技术和仪器。新品介绍聚光科技推出的高精度温室气体分析仪（HPGA-3301）是当今国内最优异的同时测量CO2、CH4、H2O三气体浓度的高精度仪器，具有无可比拟的卓越性能。仪器界面友好，操作简单，坚固耐用，是空气质量监测和科学研究的理想工具。01高达十亿分之一的测量灵敏度HPGA-3301遵从世界气象组织 ( WMO )设立的关于大气监测站的性能规格。测量灵敏度达到十亿分之一( ppb )，在数月运行中的漂移可以忽略不计。仪器采用专有算法来校正样气中水汽的稀释效应，并输出 CO2 和 CH4 的干摩尔分数。02稳定到极致的测量体验HPGA-3301采用光腔衰荡光谱（Cavity Ring Down Spectroscopy, CRDS）技术，可在有限的光腔内实现长达20千米的有效测量光程，因此分析仪虽然尺寸小却能达到优异的精度与灵敏度。仪器独有的内部控温、控压算法，让分析仪具备了优异的精度、准确度、低漂移性能，为客户提供稳定到极致的测量。城市环境监测区域环境监测行业碳排放检测“聚靠谱”课堂（气博士篇）“十四五”是实现我国碳排放达峰的关键期，也是推动经济高质量发展和生态环境质量持续改善的攻坚期。那么，什么是碳中和，碳达峰呢？我们又可以通过制定并实施哪些方案来实现碳中和碳达峰的远景呢？我们在碳排放，碳交易，碳足迹，低碳，甚至零碳中所说的“碳”，指的是人类生产生活中排出的各类温室气体，为了便于统计计算，人们把这些温室按照影响程度不同，折算成二氧化碳当量（CO2e），所以大家常用二氧化碳表示温室气体而碳达峰是指某个地区或行业年度二氧化碳排放量达到历史最高值，然后经历平台期进入持续下降的过程，是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点。标志着经济发展由高能耗，高排放，向清洁低能耗模式的转变。碳中和是指某个地区在一定时间内人为活动直接和间接排放的温室气体，与其通过植树造林，工业固碳等吸收的二氧化碳相互抵消，实现二氧化碳“净零排放”碳达峰与碳中和相辅相成，但植树造林，工业固碳等所能吸收的碳量相对固定，远少于工业排放产生的碳量，那么，我们可以通过制定并实施哪些方案来实现碳中和碳达峰的远景呢？聚光科技“算、估、管、评“一体化碳排放管理体系，实现碳的摸底核算、达峰预估、路径管控和成效评估，可服务于发改委、环保局、园区和企业等客户，应用于碳账户、减污降碳，碳交易等多个双碳应用场景助力于城市实现碳达峰、碳中和。与此同时，我们还可以通过如下四个途径实现达峰远景：一、碳减排：比如减少一次性物品的生产和使用，使用清洁能源，发展风能、光能、核能、太阳能等二、碳捕集：用生物捕集，让植物吸收大气中二氧化碳；还可以用技术捕集，给城市工厂烟囱装上吸附装置。三、碳封存：可以将捕获的碳排放物，储存到地下或海底的碳库中。四、碳利用：收集的二氧化碳还可以通过转化，再利用，做成建筑材料，饲料，肥料等等具体视频见聚光科技公-众号

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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

资料图：激光雷达成像图 　　 资料图：激光雷达样机 　　近日，空军装备研究院某所领衔的高精度激光扫描设备研发获得科技部“国家重大科学仪器设备开发项目”立项批复，成为该国家级重大项目设立两年来空军唯一入选项目。 　　据了解，该项技术通过高速激光扫描测量的方法，可大面积、高分辨率地快速获取被测对象表面的高精度三维数据，是测量技术的一次里程碑式革命，对于实现军事工程和工业测量的精细化管理具有重大意义。 　　“军民融合协作科研、联合攻关是成功立项的重要原因。”该所所长、中国工程院院士陈志杰表示。 　　据了解，这次项目申报工作由陈志杰领衔，副所长李光伟作为技术负责人牵头整体工作，一方面充分发挥院士领衔专家团队的人才优势和核心技术优势，另一方面与技术支撑单位中国科学院某研究所、联合产业化单位某地方光电技术公司通力合作，把合作从技术层面的项目协作提升为战略层面的联合攻关，从阶段性配合提升为全程式融合，充分发挥各家优势互补的特点，在技术开发、工程化和产业化上实现无缝对接，科研成果一旦出炉，马上投入产业化生产，迅速转化为军事价值和社会效益。

p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 日前，“高精度激光调制吸收水气传感器应用技术”科技成果在北京通过专家评审，中科院院士姚建铨等评委会专家一致认为，该系统首次在国内无人机高空湿度测量、文物领域高湿环境监测等开展应用，在文物领域的应用填补了国内外空白，达国际先进水平。而市场上存在的传统测量方法在低温、高湿情况下，存在分辨率低、迟滞和误差大等问题。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 北京航天易联科技公司总经理李刚说，该传感器将国外传统水气传感器误差从± 5%提升到本传感器的± 1.5% 将传统传感器响应时间从10—30秒提升至100毫秒，实现了传感器技术的跨越 由于采用半导体光源，光源发出的检测气体特定光谱效率高，并使用信号处理算法，检测精度极高，可达1ppm(百万分之一)量级等。 /p p 　　此技术由北京航天易联科技发展有限公司、中科院半导体研究所、中科院电工研究所联合研发，具有多项核心自主知识产权。经多年研究和大量试验、测试，该传感器有稳定性和防爆性好、寿命长，环境适应性好等优势，可应用于气象环保、文物保护、石油化工等领域的湿气监测。 /p p br/ /p p br/ /p

日前，清溢光电发布公告称，公司拟向特定对象发行股票募集资金总额不超过12亿元（含本数），募集资金扣除相关发行费用后将用于投资高精度掩膜版生产基地建设项目一期、高端半导体掩膜版生产基地建设项目一期。公告显示，高精度掩膜版生产基地建设项目一期的实施主体为子公司佛山清溢光电，主要产品为平板显示掩膜版，系平板显示产业链上游核心材料之一。本项目计划总投资约8亿元人民币，拟投入募集资金6亿元，主要生产8.6 代及以下高精度掩膜版，应用于 a-Si、LTPS、AMOLED、LTPO、MicroLED等平板显示产品。项目建成投产后，将提高公司平板显示掩膜版产能，提升高精度平板显示掩膜版国产化程度及配套水平，填补国内产业空白。高端半导体掩膜版生产基地建设项目一期的实施主体为子公司佛山清溢微，主要产品为覆盖 250nm-65nm 制程的高端半导体掩膜版。本项目计划总投资约6.05亿元人民币，拟投入募集资金6亿元。该项目可提高清溢光电半导体掩膜版产品的技术能力和产能，优化其半导体掩膜版的产品结构，提升技术和工艺水平，提升在半导体掩膜版市场占有率。清溢光电表示，本次募集资金投资项目围绕公司主营业务进行，并且顺应行业发展趋势及产业发展政策方向。通过实施高精度掩膜版生产基地建设项目一期，公司的高精度掩膜版产能将得到较大提升，有助于公司把握平板显示的国产化发展机遇。通过实施高端半导体掩膜版生产基地建设项目一期，公司半导体掩膜版业务布局也将加速，产品的精度及产能将获得提升。

金秋十月，秋高气爽。此时正是万物收获的季节，&ldquo 仪迈科技&rdquo 也不例外。上海仪迈仪器科技有限公司重金投入的产品研发部门喜获丰收，其最新研发的全量程高精度手持式折光仪率先在国内市场成功上市。 该手持式折光仪与市场上同类产品相比，具有以下优势： 时尚质感的造型, 与众不同的彩色液晶显示 独一无二的屏幕导航功能,实现无纸化操作 独创的无线射频数据传输模块, 距离可达100米 外部光强自动阻止和报警功能 IP65 防水防尘 &ldquo 仪迈科技&rdquo 在短短的一周年内陆续推出三大系列产品，足见其深厚的内功底蕴和非凡的研发实力。其品质卓越、高性价比的产品以及打造国内精品的速度也是对一如既往地支持&ldquo 仪迈科技&rdquo 发展的风险投资公司最大的回报。在未来的发展思路上，&ldquo 仪迈科技&rdquo 将兼顾产品研发速度和产品的品质性能，坚持速度与质量效益相统一。以顶级折光测量技术为核心，以全面应用解决方案为策略，以全方位一体化服务为宗旨，不断推出高性价比的&ldquo 国内精品&rdquo ，更好地服务国内的广大实验室和企业用户，为国内仪器行业民族品牌的崛起做出应有的贡献。 让我们真诚地祝愿&ldquo 仪迈科技&rdquo 的明天更加美好！

近日，空军装备研究院某所领衔的高精度激光扫描设备研发获得科技部“国家重大科学仪器设备开发项目”立项批复，成为该国家级重大项目设立两年来空军唯一入选项目。 　　据了解，该项技术通过高速激光扫描测量的方法，可大面积、高分辨率地快速获取被测对象表面的高精度三维数据，是测量技术的一次里程碑式革命，对于实现军事工程和工业测量的精细化管理具有重大意义。 　　“军民融合协作科研、联合攻关是成功立项的重要原因。”该所所长、中国工程院院士陈志杰表示。 　　据了解，这次项目申报工作由陈志杰领衔，副所长李光伟作为技术负责人牵头整体工作，一方面充分发挥院士领衔专家团队的人才优势和核心技术优势，另一方面与技术支撑单位中国科学院某研究所、联合产业化单位某地方光电技术公司通力合作，把合作从技术层面的项目协作提升为战略层面的联合攻关，从阶段性配合提升为全程式融合，充分发挥各家优势互补的特点，在技术开发、工程化和产业化上实现无缝对接，科研成果一旦出炉，马上投入产业化生产，迅速转化为军事价值和社会效益。

德国萨尔大学21日发表公报说，该校研究人员研发出能观察单个细胞内部情况的新型高精度激光断层扫描仪，可用于检验抗衰老产品效果以及分辨皮肤癌细胞病变等。 　　仪器发明者柯尼希介绍说，该仪器的分辨率比传统超声波仪器高上千倍，它不仅能观察单个细胞，甚至能观察线粒体等。借助此仪器能检验出防晒霜等抗衰老产品是否有效。它还能用以检验尼古丁、激素药物等对皮肤老化的影响。 　　此外，由于癌细胞在激光照射下会比健康细胞更亮，医生还能借助此仪器提供的三维图像判断皮肤癌患者的皮肤细胞是如何癌变的，而无需取下病人组织细胞进行分析。 　　柯尼希以该发明获得了德国贝特霍尔德莱宾格应用激光技术创新奖。

据美国科学促进会网站8月18日报道，美国国家标准技术研究院利用世界最黑材料——森林状多壁碳纳米管作涂层，研制出一种激光功率检测器，可用于光通讯、激光制造、太阳能转换以及工业和卫星运载传感器等先进技术领域的高精度激光功率测量。研究论文发表在最新的《纳米快报》上。 　　这种新型检测器几乎不会反射可见光。在波长从400纳米的深紫，到4微米的近红外线波段，反射少于0.1%，在4微米—14微米的红外光谱中，反射少于1%。这和伦斯勒理工学院2008年报告的超黑材料相似。2009年一个日本团队也有类似研究。 　　正是受到伦斯勒理工学院的研究论文《世界最黑人造材料》的启发，国家标准技术研究院的科研人员对精细碳纳米管进行了较为稀疏的排列，把它作为一种热检测器的涂层，制成了用于测量激光功率的设备。碳纳米管是热的良导体，提供了一种理想的热量检测器涂层。虽然镍磷合金在某些波段能反射更少的光，但不能导热。 　　纽约石溪大学的合作研究人员在一种热电材料钽酸锂上，生长出了碳纳米管涂层，涂层吸收激光转换成热量，温度上升产生了电流，通过测量电流大小能确定激光的功率。涂层越黑，光吸收的效果越好，测量结果就越精确。其独特之处在于，纳米管是生长在热电材料上，而其它研究中是生长在硅材料上。 　　国家标准技术研究院用过各种各样的材料来做检测器涂层，包括扁平状的单壁纳米管。最新的涂层是一种竖直的森林状多壁纳米管，每根细管直径小于10纳米，长约160微米，深管有助于吸收随机散射光和任何方向的反射光。 　　由于技术上要求检测器能测量的反射光谱更加广泛，国家标准技术研究院用了5种不同的方法花了数百小时来测量越来越弱的反射光，结果精确度都能达到要求。研究人员计划将设备的刻度运行范围扩展到50微米甚至100微米波长，这或许可为太赫兹射线功率测量提供一种标准。

北京大学电子学院王兴军教授课题组-常林研究员课题组在两年攻关的基础上，研制出一种全新的硅基片上多通道混沌光源，提出了一种基于混沌光梳的并行激光雷达架构，攻克了激光雷达抗干扰和高精度并行探测这两个世界性难题，保证高性能高安全的同时，极大降低未来激光雷达系统体积、复杂度、功耗和成本。团队的研究成果《突破时间-频率拥塞的并行混沌激光雷达》于日前发表在《自然-光子学》杂志。随着高级别自动驾驶的日益普及，确保行驶舒适安全的激光雷达作为其核心器件，受到越来越多的重视。高性能、小体积、低成本、低功耗、高安全的激光雷达是未来厂商竞相追逐的方向。研究团队通过集成微腔光梳的调制不稳定状态产生天然的多通道随机调制信号，使其信号混沌带宽可超过7GHz，且光梳的调制不稳定态在18GHz的失谐范围内展现出良好的鲁棒性，能够应对外部泵浦光源的频率抖动。同时，材料的高非线性系数使产生的调制不稳定光梳的阈值功率相比其他材料平台低1~2个数量级，能够与片上分布式反馈激光器共集成。在此基础上，研究团队还搭建了并行激光雷达演示系统并对实物目标进行了高精度三维成像，验证了10通道规模的单像素成像，证明了各通道间良好的正交隔离性。此外，研究团队还对接收信号在不同信号干扰混叠下的抗噪功率抑制比进行了测试，实测可得在3dB阈值判据和12.5微秒积分时间下，单路信号的功率动态范围接近60dB，对调频连续波信号的抗噪功率抑制比接近30dB，对自身随机调制信号的抗噪功率抑制比可达22dB，展现出了良好的有源抗干扰能力。上述结果有望推动下一代高性能抗干扰激光雷达的变革。记者了解到，最近几年，研究团队在集成光电子学方面也取得了多项重要进展，包括实现了Tb/s硅基片上大容量光通信和跨C-V波段高精度微波光子信号处理、铌酸锂集成光子芯片、1.04TOPS/mm2高算力密度片上光计算、30nm极小粒径病毒检测、36μW最低功率阈值光学频率梳光源等多个国际领先成果。

近期，由中国光学工程学会、辽宁省科学技术协会主办的全国光电测量测试技术及产业发展大会暨辽宁省第十七届学术年会在大连成功召开。会议同期举办首届“金燧奖”中国光电仪器品牌榜颁奖典礼。仪器信息网作为大会独家合作媒体参与了本次会议，并采访了金燧奖银奖获奖单位代表苏州慧利仪器有限责任公司（以下简称“慧利仪器”）市场负责人庄锦程。本次获奖项目为“超高精度相移式激光干涉仪”，由慧利仪器、上海理工大学联合申报。超高精度相移式激光干涉仪集光学干涉与计算机数字化测量技术于一体，可实现纳米级精度的非接触式测量，主要面向国家高端计量、国家大科学仪器装置以及高端装备加工检测等领域，可以检测光学平面、球面的平面度，球面的曲率半径，柱面的表面面形，光学材料的均匀性，光学系统透射波前，光学平板的平行度等关键参数。近年来，国内在光学计量、国家大科学仪器装置、大规模集成电路、强激光系统等项目中对超高精度光学元件的检测需求越来越高，亟需在非稳环境下进行检测，同时对检测精度要求也越来越高。然而国际形势骤变，国外对中国的技术封锁与产品禁运愈发严重。正是在这样的背景下，慧利仪器坚持走产学研用相结合的道路，与上海理工大学、长春理工大学、苏州科技大学等高校合作创新，研制了超高精度相移式激光干涉仪。该成果实现了怎样的创新突破，解决了什么样的关键问题？该成果当前的产业化情况如何，取得了怎样的经济效益或社会效益，未来的市场前景如何？随着技术的进步和产业的发展，未来还将对相关技术提出哪些技术需求和挑战？有哪些发展建议？更多内容请观看视频： 首届“金燧奖”中国光电仪器品牌榜由中国光学工程学会联合多家单位于2022年发起，旨在积极面向国家重大战略需求，进一步突出企业的创新主体地位，促进关键核心技术攻关，突破卡脖子技术。本届“金燧奖”重点围绕分析仪器、计量仪器、测量仪器、物理性能测试仪器、环境测试仪器、医学诊断仪器、工业自动化仪器等7个类别进行广泛征集，得到了社会各界积极的参与和热情的响应。经过严格评审，71个优秀仪器产品脱颖而出，遴选出金奖10项、银奖16项、铜奖28项、优秀奖17项。这些产品都是我国自主研发、制造、生产的专精特新的高端光学仪器，较好地展现了我国在高端科学仪器中的自主核心竞争力，提升了民族品牌在激励市场竞争中的自信心，鼓舞了国产厂商的攻关热情。

近日，知象光电Revopoint宣布完成过亿元C轮融资。本轮由安信投资领投，老股东钟鼎资本追加投资，这也是知象光电两年来完成的第四轮融资。知象光电由西安交通大学、麻省理工学院、香港理工大学等著名高校博士团队创立，是业内为数不多同时掌握高精度3D光学芯片设计与流片及3D成像算法芯片设计的技术团队。公司目前已在西安、深圳、上海、嘉兴、苏州、香港及海外等地设立了子（分）公司及生产制造基地，拥有高素质员工队伍近200人，近年来在3D扫描建模及工业视觉应用场景走出了一条差异化的发展路径。公司3D扫描仪产品已销往国内、外150多个国家或地区，在全球主要线上平台及线下渠道销量领先；机器人焊接视觉等工业领域已成功落地推广，取得多家行业上市公司及头部客户批量订单，引发行业生产力变革。谈及未来发展，公司创始人、董事长周翔表示，公司将继续加大研发投入，推出下一代3D光学及算法专用芯片,构建高技术壁垒，推出更强性能及更高性价比的产品，进一步满足全球用户的需求，打造行业3D数字化领域领导力品牌，巩固公司在全球该领域的领先地位。安信投资董事总经理李凡表示：“知象光电拥有纯自研底层技术能力，在光学芯片及算法技术深耕多年，产品兼具消费级价格及工业级精度等特点，稀缺性强，构筑了极高的技术壁垒，极大拓展了当前3D视觉应用的边界。公司团队兼具技术专业性和市场运营能力，是业内少有的将原创技术与产品直达全球数万终端用户的公司，相信知象光电将迎来更加快速的发展。”钟鼎资本合伙人朱迎春表示：“知象光电在过去不到一年的时间里成长迅速，在研发、制造和营销端同时发力，不断完善自己的产业闭环能力，不仅在工业端场景步步为营，而且在职业个人用户领域势如破竹。期待知象光电用不断创新的技术和产品，为越来越多的用户打造 3D 数字化未来。”

C230H氧气透过率测试系统——本产品基于库仑氧气分析传感器和等压法测试原理，参照ASTM D3985标准设计制造，为高、中气体阻隔性材料提供高精度和高效率的氧气透过率检测试验。适用于食品、药品、医疗器械、日用化学、光伏电子等领域的薄膜、片材、包装件及相关材料的氧气透过性能测试。产品优势：只为精准——先进流体力学和热力学设计的专利测试集成块；空间立体恒温技术；独立监测各腔测试情况的温湿度传感器；高效合规——同时测试3个相同试样，符合平行试验的标准要求；支持同一条件下3个不同试样测试；节省人力——自动温度、湿度控制；简便易用——搭载Windows10系统的12寸触控平板操作；快速自动测试；自动数据管理的DataShieldTM数据盾系统；产品特点：1、新一代先进测试集成块——先进热力学和流体力学分析设计的专利三腔一体测试集成块结构，大幅缩小三腔之间温度、湿度和流量差异。支持三个相同或不同试样的同步测试。2、自动温度、湿度控制——设备内部温度、湿度自动调节。测试腔各自安装温湿度传感器监测温湿度情况，控制测试过程更加精准。3、易用高效的系统功能——搭载高性能处理器和Windows10操作系统，通用各种软件和设备；自动测试模式，不需人工调整快速获得精确结果；专业测试模式，提供了灵活丰富的仪器控制功能，满足个性化科研需要；独有DataShieldTM数据盾系统，对接用户数据集中管理要求，支持多种数据格式导出；采用可靠安全算法，防止数据泄露；支持通用有线和无线局域网，选配专用无线网，支持接4、入第三方软件。先进的用户服务意识——坚持以用户为中心的服务理念使Labthink造就了成熟的产品定制系统流程，可以提供灵活周到的个性化定制服务。测试原理：将预先处理好的试样夹紧于测试腔之间，氧气或空气在薄膜的一侧流动，高纯氮气在薄膜的另一侧流动，氧分子穿过薄膜扩散到另一侧中的高纯氮气中，被流动的氮气携带至传感器，通过对传感器测量到的氧气浓度进行分析，计算出氧气透过率等结果；对于包装件而言，高纯氮气则在包装件内流动，空气或氧气包围在包装件外侧。参照标准：ASTM D3985、ASTM F1307、ASTM F1927、GB/T 19789、GB/T 31354、DIN 53-3、JIS K7126-2-B、YBB 00082003-2015技术参数：测试范围：0.01～200cm3/(m2day) (标准)；0.0007～12.9cc/(100in2day)；0.00005～1cm3/(pkgday)(包)分辨率：0.001cm3/(m2day)重复性：0.01cm3/(m2day)或2%，取大者测试温度：10～55℃±0.2℃测试湿度：0%RH，5%RH～90%RH±1%RH，100%RH附加功能：包装件测试(最大3L)：可选DataShieldTM数据盾：可选GMP计算机系统要求：可选CFR21 Part11：可选技术规格：测试腔：3样品尺寸：108mm×108mm样品厚度：≤3mm标准测试面积：50cm2载气规格：99.999%高纯氮气（气源用户自备）气源压力：≥0.28MPa/40.6psi接口尺寸：1/8 英寸金属管创新点：C230H氧气透过率测试系统基于库仑氧气分析传感器和等压法测试原理，参照ASTM D3985标准设计制造，为高、中气体阻隔性材料提供高精度和高效率的氧气透过率检测试验。 创新技术特点： （1）新一代先进测试集成块——先进热力学和流体力学分析设计的专利三腔一体测试集成块结构，大幅缩小三腔之间温度、湿度和流量差异。支持三个相同或不同试样的同步测试。 （2）搭载Windows10系统的12寸触控平板操作；快速自动测试；自动数据管理的DataShieldTM数据盾系统； 高精度C230H氧气透过率测试仪

&ldquo 十年磨一剑,不敢试锋芒,再磨十年剑,泰山石敢挡&rdquo 。每一位从事实验研究的科研人员都梦想手中有一把利器,能够和侠客一样在科学的天地里纵横天下,快意恩仇。然而当看准一个研究方向后,手头不可能都有现成的设备,尤其是遇到国外设有技术壁垒的时候。 　　5月27日,Review　of　Scientific　Instruments　发表了中科院物理研究所软物质物理重点实验室翁羽翔研究组的一篇题为A　Q-switched　Ho:YAG　laser　assisted　nanosecond　time-resolved　T-jump　transient　mid-IR　absorbance　spectroscopy　with　high　sensitivity的仪器研制论文,便是一项磨剑之作。 　　蛋白质的动态结构信息是理解其生物学功能的基础。为此国际上发展多种蛋白质动态结构的测量方法,各有千秋。脉冲升温-纳秒时间分辨瞬态红外光谱便是其中的一种,相比较而言,该方法的特点时具有高的时间分辨率。其中涉及的关键设备之一为可调谐连续工作中红外激光源,用于蛋白质二级结构变化的红外指纹光谱指认。由于其在军事用途方面的敏感性,在2009年之前一直属于对华出口限制物资。 　　翁羽翔研究组长期致力于脉冲升温纳秒时间分辨红外光谱技术的发展及其在蛋白质动态结构方面的应用研究。该课题组与大连理工大学于清旭教授开展长期合作,于2005年建立了基于国内一氧化碳气体中红外激光技术的宽谱带脉冲升温-时间分辨瞬态光谱仪(测量精度为千分之一的吸光度差10-3&Delta OD　,Chin.　Phys.　2005,　14,　2484),并用于蛋白质动态结构的研究,取得了系列成果(Biophysical　Journal,　2007,93,　2756-2766 　2009,　97,　2811-2819 　Scientific　Reports,　2014,　4,4834)。在前期大量工作的基础上,该课题组意识到只有将已有设备的测量精度再提高一个数量级,即到达万分之一的吸光度差(10-4&Delta OD)之后才能满足普适性要求,由此对脉冲升温光源和一氧化碳气体红外激光光源提出更高的要求。 　　为此该课题组在2008年申请了中科院科研装备研制项目,提出研制新一代具有国际先进水平的脉冲升温-纳秒时间分辨中红外吸收差光谱仪 包括研制高稳定连续输出可调谐一氧化碳中红外激光探测光源,以及研制新型的脉冲激光加热光源,即空间模式稳定、输出能量稳定的纳秒调Q的Ho:YAG脉冲近红外激光光源(2.1微米,与安徽光机所吴先友研究员合作)。该设备对蛋白质细胞色素c的脉冲升温-时间分辨中红外光谱测量结果表明,在蛋白质酰胺I' 光谱范围(1600-1700　cm-1)内达到的平均测量精度为2× 10-4&Delta OD　。该指标目前领先于国际上同类设备。论文第一作者为物理所博士研究生李得勇,署名单位为中科院物理所,安徽光机所和大连理工大学,并申请了国家发明专利。 　　该工作的意义在于,通过对高性能设备的自主研发,不仅能够满足基础研究的需求,同时还带动了国内特种激光技术的发展。 　　此项工作得到了中科院科研装备研制项目和国家自然科学基金委的资助。 　　图例.　脉冲升温诱导的细胞色素c在重水中温度由25℃阶跃到35℃、温度跳跃2微秒后在酰胺I' 内的瞬态吸收谱。作为比较,实线为35℃和25℃间测得的傅里叶红外吸收差谱。

海洋光学 (www.oceanoptics.com)推出SteadiQ温控装置来扩大微型光纤光谱仪的现场应用； SteadiQ 控温装置可以有效稳定测试环境温度（-20℃至50℃），消除热漂移，非常便于苛刻恶劣环境下应用。便携、坚固耐用的特点可为现场测量诸如太阳辐射，火山观测，温室监控，工业应用（如：食品冷冻冷藏）提供高精度、置信度高的测量结果。 (图片标题: 海洋光学SteadiQ控温装置). SteadiQ应用光谱范围覆盖紫外-可见-近红外（200-2500nm）,可直接与海洋光学的光纤光谱仪USB2000+, USB4000, HR2000+, HR4000, Maya2000, Maya2000 Pro, QE65000, 及 NIRQuest 等型号直接衔接。其操作不受外界高温或极寒的条件限制，通过插口及USB接口可以方便的与光谱仪进行衔接与通讯。 关于海洋光学(Ocean Optics)和豪迈(HALMA): 总部位于达尼丁，佛罗里达的海洋光学是世界领先的光传感和光谱技术解决方案提供商，为您提供测量和研究光与物质相互作用的先进技术。海洋光学在亚洲与欧洲设有分部，自1992年以来，在全球范围内共售出了超过120,000套光谱仪。海洋光学拥有庞大的产品线，包括光谱仪、化学传感器、计量仪器、光纤、薄膜和光学元件等等。海洋光学是致力于安全检测领域的英国豪迈集团的子公司。海洋光学的产品在医学和生物研究、环境监测、科学教育、娱乐照明及显示等领域应用广泛，公司隶属英国豪迈集团。创立于1894年的豪迈(HALMA)是国际安全、健康及传感器技术方面的领军企业，伦敦证券交易所的上市公司，在全球拥有 3700 多名员工，约36 家子公司。豪迈目前在上海、北京、广州和成都设有代表处，并且已在中国开设多个工厂和生产基地。 欲了解最新豪迈中国新闻并订阅RSS，请访问豪迈中国新闻博客: http://halmapr.com/news/halmacn/ 。您也可以通过下面的链接访问公司英语新闻博客：http://halmapr.com/news/oceanoptics/ 。 如果需要更多的信息请联系: 孙玲博士，总经理 海洋光学亚洲分公司 中国上海长宁区古北路 ６６６ 弄嘉麒大厦 ６０１ 邮编：２００３３６ 电话：(86) 21 6295 6600 传真：(86) 21 6295 6708 电子邮箱： Distributorsupportasia@oceanoptics.com 网址：www.oceanopticschina.cn / www.oceanoptics.com 中文媒体联络： 刘兵斌 (Bryan Liu) 中国区市场经理 英国豪迈国际有限公司上海代表处 中国上海市长宁区仙霞路 137 号 盛高国际大厦 1801 室 邮编：200051 电话：(21) 5206 8686-111 ，传真：(21) 5206 8191 电子信箱：bryan.liu@halma.cn 网址：www.halma.cn

近日，山西大学高精度温室气体激光监测技术团队（以下简称团队）成功研制高精度温室气体监测仪器。这是基于光学反馈腔增强激光吸收光谱方法研制出的新型碳监测仪器，具备高精度、高稳定性、测量速度快等优点，将助推我国碳监测领域技术进步，为实现“双碳”目标贡献力量。碳排放总量核算是实现“双碳”目标的前提，温室监测仪器是开展碳排放总量核算的硬件基础。据介绍，根据光学反馈腔增强激光吸收光谱方法，团队首创了新型双镜光路腔结构，与传统光路相比，该技术通过抑制激光频率噪声、提高耦合效率，将精度提高了10倍；并提升了信噪比（指接收到的有用信号的强度与接收到的噪声和干扰信号强度的比值），降低了对核心器件的要求等。腔镜反射率是指光在腔镜表面反射的能力，其大小直接影响着光学系统的性能。在实际应用中，腔镜可能会因为接触到样品气体而受到污染，从而导致反射率下降。团队研发出了新的自动校准系统，延长了监测仪器校准时间的间隔，降低使用成本，加上协同CRDS（光腔衰荡光谱）技术，可自动校准腔镜反射率，提高了监测仪器的使用效率；此外，该监测仪器通过有关技术的修正，可有效提高浓度测量的长期稳定性。团队还设计了低压采样方案，对光学腔体的表面温度进行分布采样，利用覆盖式加热元件和自主设计高精度温控电路，实现了光学测量腔的极高温控精度。通过一系列新技术和新方法，该监测仪器在0.1个大气压下，流速增加了20倍，测量响应时间提升了75%，还能减少水汽凝结对镜片的影响及消除背景气体的干扰等。业内专家表示，高精度温室气体监测仪器成功问世，将助力科技创新驱动产业发展，也展示了我国在光谱技术领域的强大创新能力，为碳监测行业转型升级和高质量发展注入新动力。

p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　作为光谱仪器的核心部件,光栅的地位举足轻重。近年来，针对我国机械刻划光栅的刻划面积及精度不足等问题，中科院长春光学精密机械与物理研究所(以下简称：长春光机所)开展了一系列的技术攻关，不仅成功研制出大型高精度光栅刻划机，而且该刻划机已成功制作出刻划面积为400mm× 500mm的世界最大面积中阶梯光栅。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　为了更深入的了解我国光栅及光谱仪器的研究现状及未来发展态势，仪器信息网编辑特别邀请到中科院长春光学精密机械与物理研究所李晓天副研究员给大家分享其在光栅及光谱仪器研发过程中的经验。 /span /p p style=" text-align: justify " 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: 450px height: 356px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/6a4b4291-b891-4b13-b4aa-d667cb197457.jpg" title=" 微信图片_20200710094424.png" alt=" 微信图片_20200710094424.png" width=" 450" height=" 356" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 中科院长春光学精密机械与物理研究所 李晓天副研究员 /strong /p p style=" text-align: justify " span style=" font-size: 14px " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　李晓天，博士生导师，九三社员，Opt. Express等10余个权威SCI期刊审稿专家。自2006年参加工作，主要从事光电检测、衍射光栅及其在光谱技术领域应用研究等科研工作，作为项目负责人获批空间外差拉曼方面的国内第一个自然科学基金青年基金和第一个面上项目，以及吉林省技术攻关项目等 作为分系统或子课题负责人承担国家973课题、国家重大科研装备研制项目等，曾获“航天科技四院杰出青年”、“吉林省科技进步一等奖”、“吉林省青年文明号”等荣誉。获授权发明专利28项，其中第一发明人12项 在Opt.Express等权威SCI/EI期刊发表论文40余篇，其中第一/通讯作者16篇。培养的博士和硕士研究生获得国家奖学金、中科院院长奖、中科院新生奖等10余种奖励,其中一名学生连续两年获国家奖学金后公派留学于美国哈佛大学 /span 。 /span /p p style=" text-align: justify " 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 我国高精度平面刻划光栅已处于国际领先水平 /strong /span /p p style=" text-align: justify " 　　衍射光栅是最重要的一类光学色散元件，它是绝大多数光谱仪器的核心器件，其精度高低直接决定光谱仪器性能的优劣。按制作方法, 衍射光栅可分为机械刻划光栅、离子束刻蚀-全息光栅、体全息光栅等。随着国家支持力度的加大，我国各类光栅制作技术均有显著提升，与国外最高水平的差距也越来越小，特别值得一提的是，我国的机械刻划光栅制作技术已达到国际领先水平。 /p p style=" text-align: justify " 　　机械刻划光栅的性能主要由光栅刻划机的运行精度决定。据李晓天介绍，光栅刻划机是制作光栅的母机，机械刻划光栅主要是通过光栅刻划机的金刚石刻刀在光栅基底的膜层上挤压成形出一系列具有一定规则形状和间距的刻槽，在此期间，刻划机的基底工作台要不断进行精密进给运动，而金刚石刻划刀要不断进行往复运动，光栅刻划的定位精度要达到纳米量级。因此部件的加工装调精度要求极高，运行保障环境要求也极为苛刻，光栅刻划机也被誉为“精密机械之王”。 /p p style=" text-align: justify " 　　李晓天开展的光栅研究主要是针对机械刻划光栅，采访中他给大家详细介绍了自己在这方面的工作。据介绍，李晓天通过仿真分析和科研经验等，指出国产光栅刻划机刻划系统结构不够稳定是导致刻划出的光栅杂散光较大的主要原因之一，最终通过大量的实验验证了这一结论 据此，他在导师唐玉国研究员等前辈的悉心指导下，在国内率先开展了光栅刻划系统误差修正技术研究，最终使得刻划出的光栅杂散光从10 sup -3 /sup 量级降低至可达10 sup -5 /sup 量级，此外他还开展了衍射波前主动补偿、光栅性能实时检测技术等研究工作，有效提高了光栅刻划机及刻划光栅的性能。目前，李晓天及其所在的大光栅团队已研制出高精度大光栅刻划机1台，主要性能指标为：最大刻划面积：400mm× 500mm；最高刻槽密度：6000线/mm；仪器运行的短期定位误差：≤3.0nm(1σ)，并已成功制作出刻划面积为400mm× 500mm的世界最大面积中阶梯光栅,获得“吉林省科技进步一等奖”、“吉林省青年文明号”等荣誉。相关成果被中央电视台新闻联播、人民日报、科技日报、经济日报、光明日报等多家媒体进行报道。 /p p style=" text-align: justify " 　　谈到其开展的光栅相关工作，李晓天自豪的说，“就光栅定制而言，我们光栅产品价格要比国外产品低的多，国内的一些企业获得信息后，原本计划在国外采购的光栅也改为从我们单位定制采购了。”据悉，长春光机所的刻划光栅产品已在北京博晖创新光电公司、浙江大学、加拿大多伦多大学、中科院西安光机所、中科院上海技物所等单位研制的光谱仪器中得到了成功应用。其中，加拿大多伦多大学将他们研制的红外中阶梯光栅与美国Bach公司制作的194线/mm中阶梯光栅进行了对比，结果发现该光栅性能优于美国Bach公司产品，其中TM波的光栅衍射效率高出约20%左右；北京博晖创新光电公司将长春光机所的光栅产品与其购买的一块国外产品进行了对比，发现长春光机所的光栅产品性能更优。 /p p style=" text-align: justify " 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 以光栅自主创新促进光谱仪器进步 核心部件国产化率亟待提升 /strong /span /p p style=" text-align: justify " 　　作为光谱仪器的核心部件，光栅技术的深入对光谱仪器的开发具有重要的指导意义。在完成了光栅刻划机研制之后，李晓天的研究重心转向光栅应用技术，其曾参与了中阶梯光栅光谱仪、光栅杂散光测量仪、傅立叶变换型光栅衍射效率测量仪和成像光谱仪等研究工作。特别是近几年，他开始了拉曼光谱技术的研究工作。对此，李晓天表示说，由于拉曼光谱不怕水，可以在水溶液或者水环境中实现物质的检测，做完拉曼光谱仪技术的基础研究工作以后，下一步的工作重点是要将其应用到生物医学、星际探测等与国计民生息息相关的重要领域中。 /p p style=" text-align: justify " 　　现有的拉曼光谱技术，如色散型拉曼光谱仪因存在入射狭缝，导致其在高光通量、高分辨率、宽波段、无运动部件等性能方面难以兼顾。为解决以上影响拉曼光谱技术发展的关键问题，李晓天从2015年开始研发可兼具高光通量、高分辨率等以上性能的新型空间外差拉曼光谱仪，并作为项目负责人成功获批了空间外差拉曼光谱方面的国内第一个自然科学基金青年基金项目和第一个面上项目。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 312px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/0dc5b33a-9e92-4c9a-8052-ddb610c8743b.jpg" title=" 微信图片_20200710094022.png" alt=" 微信图片_20200710094022.png" width=" 600" height=" 312" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 拼接光栅型空间外差拉曼光谱仪原理样机(左)及硫磺样品的外差拉曼干涉图(右) /strong /p p style=" text-align: justify " 　　据介绍，空间外差拉曼光谱仪无入射狭缝，且整个仪器没有运动部件。通过探测器单次测量及分析，即可获得全波段的待测物拉曼光谱信息。而且仪器结构紧凑，其除探测器以外的核心光学模块的尺寸可以做到15cm× 15cm以内，因此仪器可兼具高光通量、高分辨率、宽波段、无运动部件等性能。空间外差拉曼光谱仪将在待测物拉曼信号较弱、有限载荷使用条件以及待测环境条件恶劣等方面具有较好的应用前景，此外在透射拉曼光谱领域也可以发挥其优势。 /p p style=" text-align: justify " 　　在拉曼光谱仪研究过程中，李晓天提出光栅拼接型空间外差拉曼及LIPS光谱仪、中阶梯光栅型空间外差拉曼光谱仪和空间外差型太赫兹拉曼光谱仪等新型仪器结构，并带领团队突破关键理论与技术，设计出具有棱镜视场展宽能力的高光通量空间外差拉曼仪器原理样机，其测得的硫磺等样品信号强度可达同等分辨率和测量波段范围的传统色散型仪器的100倍；给出基于三阶极小值和多子区间分割的光谱背景扣除算法，可有效解决背景光干扰等对拉曼光谱测量的影响 提出通过光阑和光学陷阱等抑制仪器杂散光的方法；提出基于中阶梯光栅多级次锥面衍射的空间外差拉曼光谱仪结构等等。 /p p style=" text-align: justify " 　　近几年，国内的一些知名企业和院校纷纷开展了拉曼光谱仪器研发工作，使得我国拉曼光谱仪研发力量得到了较大的提高，但整体来说与国际最高水平仍存在一定差距，在全球市场中所占份额较低。对此，李晓天分析到，光栅等拉曼光谱仪的核心光学元件在国产拉曼光谱仪中的国产化率并不高，主要原因是我国光栅技术水平的提升是在近几年发生的，目前国内的科研院所和企业大多还不清楚国内的机械刻划光栅水平已得到显著改善且定制价格远低于国外产品这一事实。相信随着时间的推移，我国拉曼光谱仪产品中的光栅国产化率会得到大幅度提升。此外，李晓天也提到，除了光栅以外，拉曼滤光片也是仪器的核心元件，特别是低波数拉曼滤光片尚未实现高性能产品国产化，制约着相应仪器的发展。 /p p style=" text-align: justify " 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 国产光栅及光谱仪发展展望: 一代光栅对应着一代光谱仪 /strong /span /p p style=" text-align: justify " 　　从核心部件到仪器整机，李晓天在光学仪器研发领域已经工作了10余年。据悉，未来他还将继续开展新型高端光栅光谱仪研究工作，在高分辨率、高通量、高灵敏度光谱仪器研制方面继续开展深入的研究。不仅如此，他还计划尝试开展拉曼光谱技术在生物医学等领域的应用研究。 /p p style=" text-align: justify " 　　采访中，李晓天指出，目前国内的光栅刻划机只能刻划平面光栅，但是国内外市场对凹面光栅和凸面光栅等非平面光栅的需求也日益迫切，若能采用光栅刻划机进行非平面光栅研制，将能够有效解决现有的非平面光栅的衍射效率等性能难以满足诸多领域使用需求的难题，所以希望国家或地方政府可以对非平面光栅刻划机的研制进行专项资金投入。再者，国内外天文望远等领域对更大面积光栅仍有使用需求，不过如果直接研制可以刻划更大面积光栅的刻划机，对机械和精密控制等技术具有更高需求，需要的资金投入也较多，因此发展投入相对较低的大光栅拼接复制技术也是未来光栅技术的重要方向。此外，超环面光栅、大面积体全息光栅等其它光栅技术也应该开展深入研究。 /p p style=" text-align: justify " 　　对于我国光谱仪器研发的现状,李晓天分析到，衍射光栅是光栅光谱仪器的核心元件，在仪器研发中意义重大。但是现在国内大多数仪器厂家和单位在进行光谱仪器设计时，往往先在现有产品中选择一个测量波段等指标相对适合的光栅产品，然后根据该光栅参数进行仪器设计，这将导致仪器设计存在一定局限性。李晓天指出，大家应充分发挥光栅在光谱仪器研制中的重要作用，如根据仪器光路结构，去优化光栅参数再去定制该光栅，将大大提高仪器性能。一代光栅对应着一代光谱仪，若能进一步提出新的光栅设计参数或者新的光栅类型，则有望产生新一代光谱仪器!以新型的中阶梯光栅、离子束-刻蚀全息光栅、体全息光栅、超环面光栅、各类其它非球面光栅以及特殊类型光栅为核心元件的光谱仪器将逐步登上我国的历史舞台。 /p p style=" text-align: justify " 　　此外，对于大家关注的科研成果转化问题，李晓天也谈到，我国在光谱仪器研发方面已具有多年的经验积累，也取得了较好成绩，但是，企业与科研院所之间存在一定的技术脱节，也就是说科研院所把光谱仪器研发后，并没有与企业形成较好的对接。不过，他也提到，目前国家已经形成一些激励政策，相信未来科研院所和企业会形成的良好合作模式。 /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　附注：李晓天副研究员课题组隶属于国家光栅制造与应用工程技术研究中心(简称为国家光栅工程中心)，该中心拥有60年以上的光栅研制及光谱仪器研发经验，具有完善的光栅制造设备、丰富的光学设计及精密装调技术、光谱仪标定设备、精密微动工作台、精密光学检测仪器、光学系统计算辅助装调设备等，具有自主研制高刻线密度光栅、中阶梯光栅和多种全息光栅等能力。先后研制出中型和大型摄谱仪、红外分光光度计、紫外分光光度计、大型真空紫外单色器、空间太阳紫外光谱辐照监视器、可见和红外高分辨率成像光谱仪、中阶梯光栅光谱仪、凸面光栅光谱仪、微型生化分析仪、近红外水分分析仪、近红外粮食成分分析仪、荧光在线水中油测试仪等仪器。 /span /p

在英国科学与技术设施委员会（STFC-UKRI）中央激光研究所，微靶制造科学家们正积极投身于高功率激光实验的微靶研究。新一代激光器提升了重复频率(高达10Hz)，这让高重复制靶法成为了重要的研究途径。在这些高功率激光实验中，科学家们依赖微流控装置实现亚微米级的液体片靶。然而，他们发现，依赖传统的机械加工或蚀刻来制造微流控通道，既耗时又昂贵。因此，研究小组正在寻求一种创新的解决方案，以便能够快速制作新的靶设计几何体原型来满足他们的实验需求。01、研究开发靶研究团队利用微流控设计了一种液体靶，当液体从微通道流出时产生了液体叶片靶。通道的设计会直接影响到叶片的质量，通过叶片的宽度和厚度判断。设计目标为制造出宽度为几毫米、厚度为几百纳米的叶片，以实现高精度实验需求。图1：当液体从通道中流出时产生的液体叶片靶由于液体的行为随通道的变化而变化，因此通道设计对实验来说尤为关键。需要平滑的通道以减少湍流，同时要严格控制出口的形状，因为它对最后的叶片质量起到重要影响。02、精密3D打印制造通道为了创建液体片，该团队利用摩方精密microArch® S240打印出 20mm x 15mm x 5mm 的结构，其中有一个30μm 深的通道和一个 100μm 的出口。当然，与微型且精确的通道相比，该结构尺寸相对较大。但使用摩方精密设备打印较大的零件时，可同时保持通道所需的精度和准确度。现今通道选用钨材质，得益于钨能实现精确加工。在这种背景下，研究团队运用摩方精密 microArch® 系列设备的高精度 3D 打印系统，迅速准确地构建通道，为科研和快速原型设计提供了高效且成本较低的解决方案。图2：原钨件图3：高精度3D打印制造零件的特定部分原文链接：https://bmf3d.com/resource/high-precision-microfluidic-devices-for-high-power-laser-experiments/microArch® S240microArch® S240 作为摩方精密一款面向工业批量生产的超高精密3D打印机，不仅荣获全球光电科技领域最高奖—"棱镜奖（Prism Award）"，且具有以下突出特点和优势：高公差低层厚:光学精度高达10μm，±25µ m的加工公差，打印层厚10~40μm 打印体积扩大:满足工业打印的需求，可达100mm×100mm×75mm，实现更大规模的小部件产量；打印速度提升:最高提升10倍以上，快速缩短加工周期，为客户节省时间和成本；多种材料支持:支持多种高粘度陶瓷浆料（≤20000cps），以及耐候性工程光敏树脂、磁性光敏树脂等功能性复合材料的打印；应用领域广泛:卓越的精度、扩大的打印体积和多材料兼容性，满足客户在尺寸、性能和效率方面的多重需求。摩方精密作为目前全球唯一可以生产最高精度达到2μm精度，微尺度3D打印技术及颠覆性精密加工能力解决方案提供商，会持续专注于精密器件免除模具一次成型能力的研发，为客户提供制造复杂三维微纳结构技术解决方案。

高精度土壤养分快速检测仪（高精度土壤養分快速檢測儀）是由山东云唐生产研发的用于测定土壤中养分含量的仪器，目前采购模式均为单一来源采购 。咨询客服均有优惠！山东云唐智能科技有限公司旗下另有山东云泽精密仪器有限公司、山东蓝虹光电科技有限公司，一共只此三家，其余皆不属于云唐公司体系，请知晓！高精度土壤养分快速检测仪如何指导土壤修复要想进行土壤的污染修复工作，就要了解土壤，对土壤进行全方位的检测，土壤团粒结构特别不稳定，容易受到外界环境比如施肥的影响，我们现在使用的化肥大部分都是酸性的，这样的土地上作物是无法健康成长的，土壤养分检测仪可以检测土壤中的各种成分，了解土壤的养分状况，从而依据作物的种植种类数据进行对比分析，找出合理的施肥用料配方，依据配方对土壤进行改良，从而提升作物产量。在农业生产中，肥料不是用的越多越好，过量施肥容易造成土壤污染，土壤酸碱化及板结化严重，所以在了解了土壤情况以后，应该减少化肥使用，增施有机肥，尤其是肥料中的各种元素搭配，避免单一肥料造成的土壤养分不均衡现象，实现作物平衡施肥、减少了肥料的浪费，真正实现农业的可持续发展。高精度土壤养分快速检测仪使用必要性测土施肥对农业发展的帮助作用很大，能实现科学种田的良性发展模式，是山东云唐智能科技新推出的高智能测土施肥仪器，使用安卓智能操作系统，四核处理器，配有7寸液晶屏幕，操作简单，大大减少了操作失误的问题，内置各种作物测土配方施肥功能，可对百余种全国农业、果树、 经济作物的目标产量科学计算推荐施肥量，指导农业生产。农民是测土配方施肥技术的执行者和落实者，也是受益者。检验测土配方施肥的实际效果，及时获得农民的反馈信息，不断完善管理体系、技术体系和服务体系。同时，为科学地评价测土配方施肥的实际效果，必须对一定的区域进行动态调查。测土配方施肥技术宣传培训是提高农民科学施肥意识，普及技术的重要手段。农民是测土配方施肥技术的使用者，迫切需要向农民传授科学施肥方法和模式 同时还要加强对各级技术人员、肥料生产企业、肥料经销商的系统培训，逐步建立技术人员和肥料商持证上岗制度。测土配方施肥是以养分归还(补偿)学说、同等重要律、不可代替律、肥料效应报酬递减律和因子综合作用律等为理论依据，以确定没养分的施肥总量和配比为主要内容。为了补充发挥肥料的大增产效益，施肥必须怀选用良种、肥水管理、种植密度、耕作制度和气候变化等影响肥效的诸因素结合，形成一套完整的施肥技术体系。作物生长发育需要吸收各种养分，但严重影响作物生长，限制作物产量的是土壤中那种相对含量最小的养分因素，也就是最缺的那种养分(最小养分)。如果忽视这个最小养分，即使继续增加其他养分，作物产量也难以再提高。只有增加最小养分的量，产量才能相应提高。经济合理的施肥方案，是将作物所缺的各种养分同时按作物所需比例相应提高，作物才会高产。高精度土壤养分快速检测仪特点 1、可检测土壤及化肥、有机肥（含叶面肥、水溶肥、喷施肥等）、植株中的速效氮、速效磷、有效钾、全氮、全磷、全钾、有机质、酸碱度、含盐量，钙、镁、硫、铁、锰、硼、锌、铜、氯、硅等各种中微量元素以及铅、铬、镉、汞、砷等各种重金属含量。2、内置传感器接口，配备FDR传感器，可测土壤水分含量、土壤环境温度、土壤电导率。3、安卓智能操作系统，采用更加高效和人性化操作，仪器标配wifi联网上传、4G联网传输、GPRS无线远传，快速上传数据。4、内置作物专家施肥系统，可对百余种全国农业、果树、经济作物的目标产量计算推荐施肥量，依据施肥配方科学指导农业生产。5、内置植物营养诊断标准图谱，根据各农作物营养缺失的图片，进行叶面对比，诊断丰缺。6、采用双联排多通道设计，一次性可快速检测12个样品，所有检测项目可实现所有通道同时检测，极大提升检测效率，降低检测成本。7、比色槽部分采用标准1cm比色皿，无机械位移及磨损，光路测试定位精确，有效屏蔽外光干扰，保证检测结果优于国标要求。8、仪器具有4G内存，可长期存储数据，并配有上传平台，无需数据线，数据可直接无线上传，方便进行数据管理和数据长期分析。9、仪器内置新一代高速热敏打印机，检测完成可自动打印检测报告和二维码。10、高灵敏7寸电容触摸屏，高清晰高交互显示，大程度降低传统仪器的繁琐操作和失误。11、每个通道均配置四波长冷光源，所有光源实现恒流稳压，保证波长稳定。 硅半导体作为信号接收系统，寿命长达10万小时级别。重现性好，准确度高。12、高强度PVC工程塑料手提箱设计，坚固耐用，便于携带，供电方式为交直流两用，可野外流动测试配套成品药剂。

福禄克 (Fluke) ——FORTIVE集团下属全资子公司、电子测试工具的全球知名企业，近期宣布收购总部位于美国加利福尼亚州的Solmetric公司，后者是高精度光伏测试测量领域的知名企业。 　　此次收购展示了福禄克致力于全球范围内的世界电气化战略，践行始终如一地为技术人员提供高质量、高可靠性、高安全性创新产品的承诺。 　　Solmetric以其光伏分析仪 (PV Analyzer) 而闻名业界，该产品具备先进的I-V曲线绘制功能，适用于现场测试应用，如光伏阵列的调试、跟踪以及故障诊断和排除。PVA-1500HE是一款1500V的I-V曲线分析仪，能够测试高效模块，适用于公共事业规模的光伏(集中式光伏电站)应用。 　　此次收购还囊括了用于太阳阴影分析的阴影测量工具SunEye，该工具为光伏领域的技术人员及其客户提供专家级的太阳能光伏设计，具有极高的投资回报率。 　　福禄克公司总裁Jason Waxman表示："这是福禄克在光伏领域发展历程的一个重要里程碑，福禄克收购Solmetric反映了我们致力于为现场技术专家提供一流产品的承诺。Solmetric创新的光伏工具以及其团队在该领域的深厚积累，加之福禄克对更高效推进世界电气化进程的热忱，让我们更好地为客户服务，改变行业格局。" 　　Solmetric的Willard MacDonald补充道："我们很高兴看到Solmetric在福禄克的领导下发展壮大。凭借福禄克强大的分销渠道，全球范围内会有更多客户受益于Solmtric 的产品。福禄克和Solmetric志同道合，致力于为光伏领域的客户提供下一代解决方案。" 　　此番收购拓展了福禄克的产品线，标志着测试测量领域和光伏测试领域两大领导品牌的强强联合。 　　Solmetric成立于2005年，其专家在光伏安装和高精度测试测量工具开发方面拥有丰富经验。收购完成后，其所有员工将纳入福禄克旗下。