小型成像光谱仪

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

p style=" text-align: center " 便携式近红外光谱仪器应用技术交流会召开 br/ /p p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 2018年11月17日，“便携式近红外光谱仪器应用技术交流会”在无锡召开。该交流会由中国仪器仪表学会近红外光谱分会苏沪工作站主办、无锡迅杰光远科技有限公司承办，超100人参加了此次会议。本次交流会由近红外产品相关从业者与近红外产品用户代表共同参与，研发、生产、应用三方从各自角度“发声”，探讨便携式近红外产业创新发展之路。 br/ /p p 　　为了凝聚苏沪及周边地区从事近红外光谱技术研究与应用的力量，近红外光谱分会在2017年4月23日成立苏沪工作站。成立这一年多时间里，苏沪工作站已发起和主办了多场近红外光谱技术论坛，苏沪工作站已经成为近红外光谱分析技术在当地发展的平台，促进了近红外技术更快的发展。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/d68d9a76-4c24-4053-9e84-7aa83e7b8c23.jpg" style=" " title=" IMG_4986.jpg" / /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/1a18a9c7-98cc-426e-8ea2-36d561131cc7.jpg" style=" " title=" IMG_4988.jpg" / /p p style=" text-align: center " 交流会现场 /p p 　　上世纪70年代的一台傅里叶变换中红外光谱仪器或80年代的一台拉曼光谱仪器的体积，可能会占据半个实验室那么大。而现在的傅里叶变换中红外光谱仪、近红外光谱仪、拉曼光谱仪已经做到了可手持大小。其中，小型化的光谱将在现场检测、实时测试等领域发挥巨大作用。来自德国杜伊斯堡-埃森大学教授的H.W.Siesler介绍到，相关市场调查报告所示，小型光谱仪器的市场预期在2021年将达到3亿美元，年复合增长率为15%。这个增长将以现场检测和日常生活消费类应用为基础。 /p p 　　不久前，巴西坎皮纳斯州立大学塞里奥.帕斯奎尼教授发表了一篇关于近红外光谱研究最新进展的综述文章。该综述主要从近红外的三大支柱——基础研究、化学计量学、仪器三方面展开评述。其中，关于光谱仪的研制进展，主要集中在专用仪器、过程分析仪器、微型/手持光度计、高光谱成像与成像仪器等方面。对此，南开大学教授邵学广也曾在多个场合表示，价格更便宜、速度更快、专用、特殊功能、灵活数据传输等是小型近红外光谱的发展方向。 /p p 　　日前，巴斯夫的初创公司TrinamiX推出了一款名为Hertzstü ck的小型红外传感器，采用了PbS探测器，波长范围为1000-3000nm。Hertzstü ck可以作为传感器芯片安装在智能手机的电路板上。TrinamiX希望到2022年消费者就可以用到这款近红外光谱。 /p p 　　那么，小型近红外光谱仪到底具有哪些优点和发展机会呢?当然，它也必然存在着一定的劣势和面临的困境。光瞻智能科技的罗苏秦对此做了深入分析，他指出，小型近红外光谱仪器具有低价、灵活、稳定、集成系统容易调整、即插即用等优势 而在光谱分辨率、扫描范围、灵敏度、长期稳定性、可靠性、精确性、仪器标准化等方面还存在着很多不足。小型近红外光谱仪的发展机会主要在于现场检测、消费者相关市场、工业4.0和过程分析、简单应用、可以使用第三方软件等方面 而威胁主要来自于大品牌以及众多同类产品的竞争对手、用户对近红外的接受程度、一些失败事例会打击用户对近红外的信息。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/877ac1eb-4dec-43b1-99f0-c4367141a7e1.jpg" title=" IMG_4996.jpg" alt=" IMG_4996.jpg" / /p p style=" text-align: center " 杜伊斯堡-埃森大学H.W.Siesler分享 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/aa45e00b-ab40-4c61-a953-1efd8a06ce46.jpg" title=" IMG_5012.jpg" alt=" IMG_5012.jpg" / /p p style=" text-align: center " 南开大学邵学广分享 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/316f2a9d-c51b-4948-98ce-da1060df85cc.jpg" title=" IMG_5024.jpg" alt=" IMG_5024.jpg" / /p p style=" text-align: center " 光瞻智能科技罗苏秦 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/78f5ed78-b5e3-4f3b-9c8c-e54a49a20fb7.jpg" title=" IMG_5190.jpg" alt=" IMG_5190.jpg" / /p p style=" text-align: center " 江苏大学陈斌致辞 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/89659a80-f3e0-4980-92bf-4dc7972608e3.jpg" title=" IMG_4992.jpg" alt=" IMG_4992.jpg" / /p p style=" text-align: center " 华东理工大学杜一平致辞 /p p 　　此次技术交流会，国内外多家近红外光谱仪器厂商参与，分别介绍了其产品技术特点以及在研发、应用等方面的经验与体会。 br/ /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/144702d6-8454-415f-b29d-6088a6f3bddf.jpg" title=" IMG_5067.jpg" alt=" IMG_5067.jpg" / /p p style=" text-align: center " 无锡迅杰光远科技有限公司 兰树明 /p p 　　迅杰光远2016年在无锡成立，核心业务是小型化近红外设备开发、建模服务及应用方案开发。针对目前中国近红外光谱技术应用中存在的问题，迅杰光远提出了研制“不操心易接受，在保障性能的同时尽可能低价格”的近红外光谱仪器，同时，致力于“保证光谱仪的一致性，实现远程建模，并且，建立一支专业应用团队来帮助用户维护仪器和模型”的发展目标。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/1ef359a8-b9fb-4417-ae6d-1abc239da0db.jpg" title=" IMG_5085_meitu_2.jpg" alt=" IMG_5085_meitu_2.jpg" / /p p style=" text-align: center " 上海棱光技术有限公司 蔡贵民 /p p 　　由于近红外光谱分析技术的应用特点，使得近红外光谱仪器具有以下几个特点：更侧重光谱的信噪比，弱化光谱的分辨能力 丰富的光谱预处理算法，有效弥补仪器的一些硬件设计弱点 化学计量学与应用模型的结合，拟合能力强大，让仪器光谱更加相对化，仪器无需完成所谓的标准化光谱。蔡贵民结合上海棱光研制新款光栅扫描型近红外光谱仪的过程，介绍了一些研制体会，给大家一些解决方法以供参考。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/22fa5904-bbf8-4631-b30c-32c6877f607e.jpg" title=" IMG_5127.jpg" alt=" IMG_5127.jpg" / /p p style=" text-align: center " 上海昊量光电设备有限公司--王亮 /p p 　　上海昊量光电设备有限公司是国内知名的激光及光电设备代理商，专注于光电领域的技术服务与产品经销。日前昊量光电与德国INSION GmbH公司签订了独家代理协议。德国INSION公司的产品，将集成光学技术应用到光纤光谱仪产品上，将光纤光谱仪所有光学元器件集成在一块基底材料上(One-chip design)，从而设计生产出了微型光纤光谱仪(厚度仅为9.5mm)。INSION超紧凑型光纤光谱仪广泛用于医疗检测，食品检测，农业机械，LED分选，化工在线检测，颜色测量，生化分析等领域。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/abb1cc79-e653-4efb-b178-7b149fcbbb85.jpg" title=" IMG_5149_meitu_3.jpg" alt=" IMG_5149_meitu_3.jpg" / /p p style=" text-align: center " 济南海能仪器股份有限公司--吕江川 /p p 　　2017年，海能仪器与芬兰Spectral Engines Oy公司达成战略合作协议。Spectral Engines研发生产的基于MEMS技术的微型近红外光谱探测器NIRONE SENSOR，具有体积紧凑、完全可编程、高SNR和准确度、适合大批量生产、价格低、适合集成到在线或便携式设备等优点 结合丰富的光学附件、扩展附件等，为微型近红外光谱探测器的二次开发和研发提供了一种方便快捷的解决方案。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/18bd1fdd-fbb8-4a93-bdbd-a2b36d800ffc.jpg" title=" IMG_5188.jpg" alt=" IMG_5188.jpg" / /p p style=" text-align: center " 北京伟创英图科技有限公司--姚建垣 /p p 　　姚建垣在分享中，谈到了对于便携式近红外光谱分析仪产业化的几点体会：尊重市场、谨慎开发，在眼花缭乱中有所为有所不为 做好定制化细分小市场精准服务。蚂蚁啃骨头大有作为 明晰用户检测需求，引导用户正确应用便携式近红外光谱检测技术，对检测误差需求要客观分析 便携分析仪可靠性、稳定性是最关键技术指标 做好产业化技术、批量化制造工艺是关键，软件是核心 温度是近红外光谱技术应用的最大隐患，小仪器大隐患。 /p p 　　对于近红外技术市场的推广姚建垣也发出了倡议：不过度消费市场，保护近红外光谱检测技术健康发展 不搞低价竞争，匠心做好产品制造，专心做好精准服务，留有共同发展空间，精心发展近红外光谱事业 近红外光谱技术的核心是应用，人的因素是最重要的，绝大多数的失败案例在于人的因素，加强应用培育、培训、指导、咨询工作极为重要 近红外光谱市场巨大，领域、行业应用众多，企业个体无法完全应付，应发展第三方服务业务，专业做好应用支持 近红外光谱技术解决了大量快检应用的痛点问题，得到了广泛的应用，同时，解决近红外光谱技术本身痛点问题也应受到关注，例如：模型应用难度、低含量检测预处理技术、批量制作工艺技术、仪器标准化技术等。 /p p 　　关于此次便携式近红外光谱仪器应用技术交流会，中国林业科学研究院杨忠研究员同时进行了手机网络直播，点击观看的人数已超过13000人次。 /p p 　　 a href=" http://m.zm518.cn/zhangmen/livenumber/share/entry/?sharerId=c548e416719741f89-3938& circleId=71025016342a14ee5-7a91& liveId=2042667× tamp=1542607429583& from=groupmessage& isappinstalled=0" target=" _blank" strong 直播回放||便携式近红外光谱仪器应用技术交流会 /strong /a /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/3fae5447-4f00-42a2-800e-4e4a2e01ee52.jpg" title=" 微信图片_20181119154947_meitu_4.jpg" alt=" 微信图片_20181119154947_meitu_4.jpg" / /p p style=" text-align: center " 用户与厂商交流现场 /p

作为最早问世的仪器分析技术之一，光谱分析技术走过了百年历史，已经逐步发展为一种特征明显、应用广泛的仪器分析方法。百余年来，光谱技术发展的一个显著特点就是持续不断地追求分析性能的提升，导致光谱仪器越来越复杂和精密。所以大型光谱仪通常都是通用型的，一台仪器可以做种类不同的样品，不同样品的分析方法也可能有所不同，因此对仪器使用的环境要求和人员要求都比较高，仪器的价格也较高。近一二十年来，光谱仪器领域出现了一个可喜的发展趋势，各式各样的小型光谱仪器不断涌现。与大型光谱仪比较，这类仪器的体积显著减小，价格急剧下降，仪器的工作方式，如分光方式、光电转换模式都发生了根本性的变化，有些甚至颠覆了传统光谱仪器的理念。我国对光谱仪器的开发工作起步较晚，基础薄弱，尤其在核心部件的研发方面，比如光栅、检测器、干涉仪等，至今也没有推出自主品牌的质高价廉的产品，目前依然依赖进口。开展高性能光谱仪器的开发，包括开发光谱仪器的核心部件当然非常重要，是国家战略，是避免被卡脖子的必要措施。但开发和应用小型光谱仪器也应该作为我国光谱技术发展的一个方向，甚至我觉得应该更受重视。我国国民经济各个领域对光谱仪器的需求巨大，但这种需求是应用层面的，应用驱动的光谱分析技术更受欢迎。科研创新的力量是应用，光谱仪器发展和创新的力量也是应用。在应用层面小型光谱仪器具有得天独厚的优势。小型光谱仪器，或称为光纤光谱仪，小巧、价廉、使用方便，可自由搭配，当然性能一般不及大型光谱仪器，所以作为通用型仪器，小型光谱仪使用的优势不明显。但作为专用的分析仪器，如果能与应用完美结合，充分发挥其独特的优势，能起到大型仪器不易做到的作用。鉴于小型光谱仪使用灵活，其理想的用处就是与应用相结合，发展特定检测对象专用的仪器设备，或某行业/领域专用的仪器设备，前景美好。这类仪器容易做到：多种功能一体化，操作一键化，分析流程傻瓜式，发展潜力巨大。完整的分析检测过程包括样品前处理，分析仪器测量，以及数据处理等几个步骤。如果在硬件和软件上能设计实现这三个功能一体化的检测系统，就解决了用户在应用层面的所有关注的问题，也能改变传统仪器分析方法对仪器、样品处理和操作人员的严格要求，减小了人力、物力、财力成本，甚至可以实现一键化或傻瓜式的仪器操作。我们课题组采用小型光谱仪设计了一套多功能光谱检测设备（如图1所示）。用医用注射器吸取被测样品溶液以及衍生化试剂，在注射器内对被测组分进行衍生化以增强荧光信号强度；在注射器头位置接一个放置尼龙膜的小型膜固相萃取器件，通过推注射器活塞杆将样品衍生化产物富集到尼龙膜上；取出尼龙膜放在专门设计的荧光光谱测量装置上，荧光激发光源采用LED灯，用小型光谱仪测量荧光光谱。整个装置体积小，价格低廉，可以实现物质的高灵敏检测。该设备已经用在伏马毒素和磺胺类药物的检测中。图1 膜富集多功能荧光光谱检测设备我们还针对中药提取的监测问题发展了一套过程的光谱监测系统。从提取罐上连接一个管路，通过可以正反两个方向转动的动力泵把提取液吸入管路，为了防止提取罐中的残渣进入管路发生堵塞现象，以及对光谱测量的影响，在管路适当位置安装过滤装置；吸入管路的溶液可流入流通池进行光谱采集；采用小型光谱仪在流通池位置测量光谱，甚至可以采用多种光谱仪采集不同种类的光谱信号；光谱测量结束后动力泵反转将提取液反向推动流回提取罐，这时流动的提取液可以清洗流通池、管路和过滤装置，达到自清洁的作用。这套系统实现了在线过程监测中采样、过滤、光谱采集、清洗等多个功能。一个周期可在1分钟内完成，大大提高了在线过程光谱监测的速度，而且可以实现整个过程的自动化。（作者：杜一平 华东理工大学化学与分子工程学院）《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》把创新放在了具体任务的第一位，全文160余次提到了“创新”关键词。2022年第十三届全国人民代表大会第五次会议上，国务院总理李克强所作的政府工作报告中，亦明确指出要坚持创新驱动发展。对科学仪器产业而言，“创新”更是至关重要。近年来，我国对科学仪器的创新和研发高度重视，先后设立了“科学仪器基础研究专项”、“国家重大科研仪器设备研制专项”和“国家重大科学仪器设备开发专项”等科研计划等。2021年11月，北京“十四五”规划也指出要支持开展关键仪器设备研发，支持挖掘一批服务于重大科技基础设施的定制化科学仪器和设备，重点突破研发新一代光谱等关键技术。不断高攀的前沿研究是创新，差异化的产品发展也是创新。为了展现光谱仪器的创新成果，分享光谱仪器研发和应用中的创新思维，共同促进光谱仪器产业化的创新发展，仪器信息网特别策划《寻找光谱仪器创新的力量》活动，邀请从事光谱仪器及应用开发的专家学者一起分享创新成果，并探讨创新的方法和思维。更多详情请点击》》》

p 　　日前，Research and Markets发布最新研究报告，报告内容显示，与整个分子光谱系统的市场增长状况相比，小型化光谱仪器的增长速度更高。预计，2015-2021年之间，整个分子光谱市场年增长率为7%，而小型/微型光谱仪的复合年增长率将达11%，2021年市场将达3亿美元。 /p p 　　小型/微型光谱仪，主要用于实验室之外的环境，比如工业在线、农业或环境现场应用，医疗应用时的即时检测，甚至是消费类产品等设任何领域。随着尺寸的减小，紧凑型光谱仪的使用更加方便，成本更低，响应时间也更短。 /p p 　　然而，为了达到工业和消费市场的需求，开发面向应用的产品是至关重要的。其中，硬件并不是系统中唯一重要的部分，数据处理、数据解析、人机交互界面、产品设计等方面的要求也很高，尤其是这些产品的用户并非光谱专家。 /p p 　　报告中，预计将呈现高增长的市场包括：医药QA/QC、食品和饮料、农业、环境检测、医疗POC和消费者应用(智能手机光谱、食品测试等)。 /p p 　　要很好的满足这些领域的应用，一些技术上的突破是必要的，最近的研究就利用了MEMS(微机电系统)、MOEMS(微光机电系统)、微镜阵列、线性渐变滤光片、集成光子等新的技术，从而降低光谱分析仪的成本和尺寸，同时提高了性能，增强抗造性和产量。 /p p 　　该报告中提到的小型/微型光谱仪的厂家包括Avantes、B& amp W Tek、、Buchi、Horiba、Ocean Optics、Stellarnet、ThermoFisher、Zeiss等。 /p

大概5年前，拇指大小的小型光谱仪（MS系列）上市发售并显著拓宽了光谱仪的应用。滨松公司现在已经研发了比以前更小的低成本微型光谱仪。该微型光谱仪是一个只有5克重量的超小模型。尽管性能和我们现在的小型光谱仪（MS系列）大部分相同，但是微型光谱仪更加紧凑坚固，且价位低廉。应用包括仍存在巨大的未开发市场的消费电子领域。为了更多了解微型光谱仪的研制背景、潜在应用和未来发展前景，我们采访了参与研发产品的4名成员。滨松微型光谱仪C12666MA 世界上最小的光谱仪你们是如何着手把一个指尖大小微型光谱仪的想法转化为产品的？ Shibayama:光谱仪的通常形象是安装在实验室工作台上的一个大设备，但我们坚持研发的目的在于开发一种尽可能小的高度便携可移动产品。大约10年前，我们发布了掌上电脑大小的小型光谱仪（TG系列），大概5年前，发布了拇指大小的小型光谱仪（MS系列）。然而客户仍要求我们让它们尺寸更小价位更低。因此，我们着手工作并研发这种新的微型光谱仪。 Yokino:与宽度小于75px的小型光谱仪（MS系列）相比，微型光谱仪大概2厘米宽，在体积和重量上比MS系列的小型光谱仪小和轻约50%。这种新型微型光谱仪的封装用是金属制作的，而MS系列是塑料封装。具体来说，我们换了一个高度可靠和坚固的密封封装（见注）。这让我们在保持与MS系列相同性能的同时大幅的降低了成本和尺寸。注意：密封封装是金属-金属或者玻璃-金属焊接的气密性封装，能够保护内部组件并隔绝湿度。 客户尺寸更小的需求背后有什么背景吗？ Ito:考虑到尺寸和价格，传统光谱仪主要用于测量和工业应用，不用在个人或者私人层面。然而，市场上小型光谱仪（MS系列）的出现改变了这一概念，我们随之开始研究更小更便宜的光谱仪。但在尺寸和价位方面需要更进一步，以使它们在消费电子市场得到广泛应用。 Hikita:小型光谱仪可以内置在紧凑设备中。例如，我们将看到室内与智能手机或医疗设备相连接的新应用。 Yokion:考虑到室内和室外使用，我们决定采用高坚固、可靠的金属来制造密封封装，而不使用水分可以穿过的塑料封装。 市场上有类似产品吗？ Hikta:是的，只考虑尺寸，有类似产品。然而严格来说，它们并不相同，因为我们的微型光谱仪让光线从狭缝通过，而竞争产品使用光纤传导光。 Ito:所以如果你规定相似产品为允许直接输入光的光谱仪，那么我们的产品是世界上最小的，并且具有高性能。我们的产品很可能在市场上开拓了一个全新的领域。 采用MEMS和图像传感器制造技术实现紧凑尺寸和高性能相比目前的产品，你们如何能使其尺寸更小？ Shibayama:通过重新审视光学设计和组成部分，优化MEMS技术并简化结构，我们实现目标。此微型光谱仪包括三个部分，一个光线可以进入的狭缝，一个光谱衍射光栅和一个探测光的图像传感器。我们利用MEMS技术制造这些部分，因此MEMS技术是我们可以制作更小的微型光谱仪的主要因素。更具体地说，我们利用MEMS干法刻蚀技术形成让光通过到达图像传感器的狭缝，还使用了称为纳米压印的精细成型技术形成衍射光的光栅。 Yokino:在光谱仪尺寸和性能特点间有一种权衡关系。当尺寸变得更小，分辨率和性能都下降。我们的微型光谱仪采用光在光谱仪内部反射一次后再衍射的方法，并在尺寸和性能方面都具有尽可能好的表现。 降低成本过程中你们如何解决遇到的问题？ Shibayama:小型光谱仪（MS系列）使用一个玻璃透镜作为光传输的介质。如果玻璃本身的尺寸精度可以保持，玻璃能够提供为光谱仪所要求的精度。然而，玻璃透镜的成本高，所以我们不得不放弃玻璃镜片并找到满足要求的低成本替代品。 Yokino: MS系列的小型光谱仪通过纳米压印在玻璃上形成一个光栅。然而，如果纳米压印失败，玻璃透镜将无法使用，造成的问题成本更高。所以我们重新评估将光栅作为独立单元制造来代替在玻璃透镜上形成光栅的可能性。这将减少生产光栅的玻璃，在降低成本上也是有效的。 微型光谱仪中使用了何种型号的传感器？ Yokion:微型光谱仪使用一个集成了入射狭缝的图像传感器。此类型传感器可使光谱仪减小到指尖大小。入射光经光栅衍射后，短波长光到达入射狭缝位置很近。如果狭缝和传感器是分离的，需要极高精度的定位，否则会降低光谱性能。和传感器集成的狭缝不存在此定位问题。 Shibayama:我们还给集成了入射狭缝的图像传感器增加了截止滤波片（见注）。在生产小型光谱仪（MS系列）时，我们在金属接线的玻璃接线板上安装图像传感器，并在此玻璃接线板上制造截止滤波片。但是对于微型光谱仪，我们不用玻璃而是利用中空来传导光，所以用这种方式为图像传感器制造截止滤波片是不可或缺的工序。 Ito:除了接收光的基本功能，由于具有入射狭缝和截止滤波片，图像传感器还有其他价值。我们的独特优势是同时具有图像传感器技术和MEMS技术。注：截止滤波片是能够去除多重反射光和衍射光等杂散光分量的滤波片，却不影响被测光。 为客户应用开发提供理想性能参数你们预期此微型光谱仪具有何种应用？ Ito:我们目前收到有关颜色的应用需求，比如便携式色度计和打印材料的颜色检测等。从小型光谱仪（MS系列）到微型光谱仪也增加了与定点医护工作相关的手持医疗设备的咨询。使用小型、低价、高可靠性的防潮封装证明是成功的。 Hikita:我们的立场是帮助客户开发用于消费电子产品的光谱仪应用。因此我们认为我们的主要任务是为客户提所需性能参数以使光谱仪应用成为现实。 你们可以定制生产设计来满足客户需求吗？ Ito:我们首先验证客户所需性能参数和预计数量，如果需要大量产品，我们之后会提出符合要求的设计。当收到产品需求，初始阶段我们的工程师会讨论研究。 你们可以举一个和客户讨论的具体例子吗？ Hikita:比如针对糖尿病患者的葡萄糖监测仪的讨论。如果一个产品能够利用光来诊断葡萄糖水平，这将解除患者巨大负担。为了使这种产品成为现实，我们首先验证必须的特性参数，之后做必要协调和调整。 Yokino:我们在去年九月份举办的科技展览——2013光子展览上介绍了微型光谱仪，收到了来自参观者的积极反馈。我们准备了与智能手机相连接的概念模型来验证诸如颜色分析等应用，引发在光谱分析和其他应用中使用的特定讨论。通过向客户展示模型本身并引导他们联想实际中如何应用，我们获取了重要的结果。 Ito:光子展览上有很多对微型光谱仪与智能手机相耦合感兴趣的客户。也有一些特别的咨询，比如是否能够用于调整剧场照明或者在教学中是否能够教导孩子光波长。小型尺寸引发人们思考，它是否可以用于此处呢也同样激发人们关于新应用的想象。大多数情况下，是先有一个目标应用，再生产满足此应用的产品，但是微型光谱仪却更可能是创造新应用。你可以它称为反向工作的现象。不去管它究竟能完成什么，我认为它确实拓展了未来可能性。 从今年三月份官方发布后，反响如何？ Hikita:官方发布前，去年底我们已经能够提供样品，销售了大约100个样品，其中很多被国外购买。一些客户评价，尽管外形小巧，仍然可以保证精确测量。还有其他诸如此类的积极反响。 Ito:今年9月份，我们的新13号大楼将在主要工厂投入生产。我们将在那里做产品研发并建立车载装置和移动终端大规模生产系统，比如基于MEMS技术的微型光谱仪，同时提出解决日渐增加的客户需求。（工厂现已投产） 你们从这里预测到什么样的发展趋势？ Shibayama:尽管微型光谱仪现在已经做到可以放到指尖上的尺寸，我们仍接到来自客户做到更小更薄的需求。目前反射光束一次的方法已经达到此尺寸的极限，所以为了满足更多的需求，我们不断地把新的想法融入设计来开发更小的设备。 Hikita:直到现在我们都采取只提供硬件，把电路和软件开发留给客户。但是如果我们也为客户解决这些额外的请求，我们的产品将会更易使用。我是负责模块开发领域，所以我们现在准备提供包含必要电路的软件和模块产品，而不仅仅是设备级。 滨松微型光谱仪MS系列和新型微型光谱仪C12666MA比较规格MS系列光谱响应范围340 to 780 nm640 to 1050 nm340 to 750 nm光谱分辨率(FWHM, 最大值)15 nm20 nm14 nm总像素数256 pixels256 pixels256 pixels测量条件Ta=25 ℃典型值 Ta=25 ℃ (特殊说明除外)典型值 Ta=25 ℃ (特殊说明除外)重量5g9g9g大小20.1 × 12.5 × 10.1 mm27.6 × 16.8 × 13 mm27.6 × 16.8 × 13 mm 更多滨松微型光谱仪信息，敬请点击表格按钮。

“为了更关键的可行性验证，我们需要直接在人体上采集活体成像数据。不过毕竟仪器还处于实验室里的工程样机阶段，搬去临床科室的条件尚不成熟。这时候伊丽莎白希尔曼 （Elizabeth M. C. Hillman）教授当仁不让地站出来，成为了 Medi-SCAPE 系统的第一位志愿者。”中国科学技术大学特任研究员梁文轩回忆道，“这样的成像实验我们至少做了三次，每次都持续三四个小时，全都是希尔曼 教授自己做受试。因为她坚持表示，在充分验证安全性之前，必须由她自己承担风险。”梁文轩博士（图片来源于网络）2022 年春季，他选择回国加入中国科学技术大学。在此之前，其在美国哥伦比亚大学祖克曼研究所从事博士后研究。针对临床对在体实时三维病理学显微成像的需求，他研制了小型化的扫掠共焦对准的平面激发（swept confocally-aligned planar excitation，SCAPE）原型系统，并通过实验探索了其在实时在体病理学成像领域的应用潜力。2022 年 3 月 28 日，相关论文以《高速光片显微镜用于原位获取活体组织的体积组织学图像》（High-speed light-sheet microscopy for the in-situ acquisition of volumetric histological images of living tissue ）为题发表在 Nature Biomedical Engineering 上 [1]。图丨相关论文（来源：Nature Biomedical Engineering）实时在体三维病理学成像的需求组织病理学在医院各科室的疾病诊疗中应用广泛，是包括各种癌症在内的绝大多数临床疾病的诊断金标准。常规的组织病理学检查首先需要活检取材，即通过开放式活检、内窥镜活检、穿刺活检等方式，在（疑似）病变区域切取小块组织样本，然后将该组织样本送检病理科，之后经过固定、脱水、浸蜡、包埋等一系列处理步骤制成病理切片，并将其放在光学显微镜下，观察组织的微观结构与细胞形态，从而分析和获取相关的病理学诊断信息。不过，需要说明的是，这套传统的标准流程也存在一定的局限。首先是得到病理准确结果的等待时间长，至少要十几个小时。后来临床中发展出了术中冰冻病理切片，简化了组织处理的步骤，但依然需要大概 20 分钟，所以无论是常规的组织病理还是术中冰冻病理，都不适合需要实时诊疗反馈的场景。其次，活检取材加病理学切片观察本质上是离体的观测手段，难免会切除正常组织，影响患者体验和术后恢复。此外，离体的活检组织会失去其在体时的代谢和功能动态，而这些信息却对判断活体组织的状态和病变程度来说颇具价值。因此，需要探寻一种更为理想的解决方案。比如，研发一种在体、原位的光学显微成像方法，在不切除组织的情况下，能够直接可视化活体组织的三维微观结构乃至其功能动态，给医生提供实时或者至少是即时的组织病理学级别的图像信息。这样既可以在肿瘤切除手术中为医生提供实时的诊断反馈，推动提升手术的精准度和疗愈率，也可以在诸如早癌筛查、治疗随访等临床场景中，辅助医生更准确、更快速地评估待探查组织的健康或病变状况，及时采取相应的诊疗措施，在保证检测准确率和灵敏度的前提下，尽量减少对正常组织的损伤，最终改善诊疗效率和患者体验。据介绍，临床上现有的各种手术显微镜和内窥镜，大多是基于宽场照明的反射光显微镜，只能拍摄组织表面的形态，无法可视化皮下（或黏膜下）的组织形态。因此，要想在不切片的前提下直接获取厚生物样本（即使仅有几十微米厚）的三维层析图像，也即实现对原位在体组织的三维显微成像，需要开发具有光学层析能力的三维光学显微成像方法。过去几十年来，具备光学层析能力的活体显微成像技术取得了诸多进展，诞生了多种不同的成像机制。其中，与病理学显微成像密切相关的主要有两大类。第一类是基于“点扫描光学层析”的显微成像，典型代表包括共聚焦（反射或荧光）显微镜、双光子荧光显微镜等。但其成像速度不足，易受活体组织运动的影响，难以实施大范围或者三维扫描成像。第二类是光片荧光显微镜，也被称为层状光选择照明显微镜。但由于其狭窄的样本空间，这种显微镜不适用于临床场景的活体组织成像。所以，理想的适合于实时在体病理学成像的显微成像技术应该具备以下几个方面的特征。第一，能够实现“无需切片、胜似切片”的三维成像效果的光学层析能力。第二，微米级别的空间分辨率。第三，可以兼容不同的组织形状和前视式成像架构的开放的样本空间。第四，拥有尽可能高的三维体积成像速度，以有效对抗活体组织运动的干扰，使得快速、大范围、三维全景成像成为可能，为临床诊疗提供更丰富、更全面的图像引导。探索 SCAPE 显微术于实时在体病理学成像领域的应用据介绍，基于前述的临床需求和现有成像技术的局限，在导师的指导下，他所在的团队启动了将 SCAPE 显微成像技术应用于实时在体病理学成像的探索，并将此研究项目称之为 Medi-SCAPE。作为扫描斜光片三维显微成像方法的代表，SCAPE 显微术由希尔曼 课题组于 2015 年率先提出。简单来说，其基本的工作原理是，使用单个主物镜既产生（相对于主光轴）倾斜的激发光片，又收集光片所激发的荧光，即同一个物镜以“双肩挑”的方式既用作激发物镜也用作探测物镜，从而将传统光片显微镜的正交双物镜架构简化为 SCAPE 的单物镜前视式架构。在继承正交光片显微成像的光学层析能力的基础之上，SCAPE 显微镜的第一个优势是提供了开放的样本空间。无论是线虫、斑马鱼、果蝇等模式动物，还是人体的器官和组织，只要能放置于主物镜前面，就可以实施三维成像，视野范围大约为 0.8 毫米见方 0.3 毫米深。其单物镜前视式架构与宽场手术显微镜和内窥镜一致，天然适合临床中的实时在体成像需求。不仅如此，SCAPE 显微镜还巧妙引入了远程光片扫描与去扫描机制，整机除了扫描振镜以外，没有其他的机械运动部件，可以在主物镜与样本保持相对静止的前提下完成高速三维成像，极大程度地提升了二维帧率和三维体积率的上限。在实际中，受限于科研级互补金属氧化物半导体相机的帧率，现行 SCAPE 显微镜的体积率大约在 10 体积/秒左右，相较点扫描模式而言，已经有数量级的提升，这是 SCAPE 显微镜的另一个重要优势。尤为关键的是，SCAPE 的三维体积率优势，使得在体大范围三维全景成像成为可能。医生不再需要采集规则排布的三维体数据阵列，而是可以自由地操控 SCAPE 显微探头，在待探查组织的表面随意游走。即使存在活体组织与探头之间的无规则轴向相对运动，SCAPE 的高速三维体积率仍能保证相邻的两组体数据块之间有足够的三维空间重叠，从而支持后期通过三维配准和融合算法“去抖动”，实现“漫游式”扫描三维全景成像。“这对于肿瘤边界判别、早癌筛查等临床应用尤为关键，也是我们希望将 SCAPE 显微镜推向临床应用的重要动力和信心来源。”他表示。据其介绍，SCAPE 显微成像技术问世以后，首先在生命科学领域的研究中显示了强大的潜力，在基础科学和技术创新两方面，都取得了一系列重要进展。在以往的成像实验中，样本通常是表达了荧光蛋白或钙离子指示剂的转基因培养细胞或者模式动物，其拥有相对较强的荧光信号。但在临床活体成像应用中，显然不能在人体细胞中表达荧光蛋白，而临床上获批允许用于人体的荧光染料的种类和特异性也有限。因此，该团队更希望能够借助机体的自发荧光来实施无标记成像。不过，需要说明的是，自发荧光是相对较弱的。那么，SCAPE 显微镜能否利用无标记组织的自发荧光信号，获得与标准病理学图像一致的微观组织结构，以及其成像结果能否有效反映健康组织和病变组织，在微观形态学或功能学方面的区别呢？图丨用 Medi-SCAPE 对多种新鲜小鼠组织进行无标记成像（来源：Nature Biomedical Engineering）围绕这一问题，该团队首先在小鼠上试验了肝、脾、肺、肾、胰腺等新鲜离体的器官或组织，验证了 SCAPE 显微镜能够在不破坏目标组织的前提下，有效地可视化其三维微观结构，并得到了与组织病理学切片图像高度匹配的三维图像。并且，他们也在活体小鼠肾脏上诱导了缺血和再灌注的过程，并成功追踪了肾皮质中近端和远端肾小管的荧光信号在此过程中的动态变化，验证了 SCAPE 显微镜在快速三维结构成像的同时，也能够捕捉活体组织的功能动态。图丨小鼠大脑和肾脏的体内功能成像（来源：Nature Biomedical Engineering）进一步地，他们测试了被手术切除的慢性肾脏病患者的新鲜肾脏，从 SCAPE 图像中清晰地观察到了小血管粥状硬化等血管形态方面的诊断特征，分辨毛细血管簇、鲍曼囊腔等肾小球内部结构，并能够区分出正常和出现硬化症的肾小球等。研制小型化 SCAPE 显微镜样机，实现同等效能的高速三维体积成像上述在体或新鲜离体小鼠组织的成像实验，都是在台式 SCAPE 显微镜上进行的。由于该设备的占地面积约 1 平方米，体积庞大，结构复杂，所以并不适用于术中肿瘤边界判定或皮肤病变治疗随访等临床场景。梁文轩 表示：“要在这些场景下充分发挥 SCAPE 显微技术的潜能，就需要一台小型化、轻便化的 SCAPE 显微成像探头。能否小型化或微型化，以及能小型化到什么程度，这是 Medi-SCAPE 项目需要回答的第二个关键问题，也是我当时主力承担的课题任务。”他和导师经过仔细分析，决定在第一代样机设计中不追求极致微型化，而是尽量采用市面上可以买到的元件，以完成初步的可行性验证为重点。基于此，梁文轩 通过深入思考，提出了模组化的创新架构。首先将光片生成透镜与荧光探测物镜整合为远端收发模组，简化掉了台式 SCAPE 设计的二向色镜和分叉光路；然后优化折叠了从第二物镜到主物镜的近端级联 4f 光路，使得前端模组更加紧凑。由此配合选用尺寸小得多的光学元件，他成功研制了一台小型化 SCAPE 显微镜样机，使整机面积缩小至台式 SCAPE 的 20%，并取得了同等水平的荧光收集效率和三维分辨率（约 0.81.12.1 微米），能够以约 10 体积/秒的体积率扫描成像约 400×700×160 微米长宽深的三维视场，且同样能够利用内源性自体荧光进行高速三维体成像。小鼠新鲜无标记组织的成像实验表明，该样机能够清晰解析肝、肾、肠粘膜等多种器官的细胞级精细结构。“虽然该样机的前端探头部分与科学级互补金属氧化物半导体相机装配在一起，并没有完全做到轻便灵活的手持式探头形态，但其全面采用了尺寸更小的光学元件，依然为 SCAPE 显微镜的小型化提供了有力的可行性验证。”他补充说。图丨 Medi-SCAPE 系统设计（来源：Nature Biomedical Engineering）此外，在台式和小型化 Medi-SCAPE 平台上，该团队还利用健康志愿者的舌头，模拟了大范围漫游采集模式。实验中由志愿者随意地“舔过”主物镜来模拟漫游模式，然后从所得的高速“体数据流”中可以准确估计和恢复相邻体数据块之间的三维错位，进而通过配准与融合算法生成涵盖若干毫米范围的三维全景图像。拼接后的全景图像呈现不规则的边界，这说明在应用 SCAPE 进行全景三维成像时，并不需要仔细地控制漫游轨迹，这也是 SCAPE 显微术独特的优势所在。“等到将来研制出更加便携的手持式 Medi-SCAPE 探头时，医生可以灵活地操控该探头在各种组织表面自由地游走以及调整探头的倾角，无需担心这些操作对三维全景拼接的影响，大大提升探头的临床实用性。”他说。图丨人体口腔的活体成像（来源：Nature Biomedical Engineering）致力于为基础科学和临床应用提供切实有益的解决方案据梁文轩介绍，他本科和硕士就读于清华大学生物医学工程系，以医学影像为主要研究领域。在硕士阶段，其研发了基于数字信号处理器芯片（Digital Signal Processor，DSP）的高性能三维锥束 CT 重建算法，通过深入底层汇编语言的流水线并行算法，大幅刷新了 DSP 平台上的算法性能记录。硕士毕业后，他来到美国约翰斯霍普金斯大学生物医学工程系攻读博士学位，将研究目光转向生物医学光学与光子学领域。在博士阶段，他主导研发了两代基于光纤扫描的微型双光子显微内窥镜，在直径仅 2.2 毫米、重量不足 1 克的超微型内窥探头中集成了双光子激发、焦点扫描和荧光收集等全部功能。博士毕业后，其在约翰斯霍普金斯大学从事了半年多的博士后研究，后入职哥伦比亚大学祖克曼研究所，跟随 SCAPE 显微技术的发明人开展博士后研究。除了如前所述的小型化Medi-SCAPE 样机研发，他还提出了基于纤维光锥的跨介质中间图像耦合机制，解决了制约介尺度 SCAPE 显微镜的信号效率瓶颈，并据此研发了具备 440.4 毫米长宽深超大视场的 meso-SCAPE 系统。目前，他在中科大担任特任研究员，在合肥本部物理学院和苏州高等研究院生物医学工程学院同时开展教学与科研工作。关于该项研究，他表示会有两个方面的后续计划。一方面是进一步推进 Medi-SCAPE 的微型化，朝着 10 毫米直径的细长硬管形手持式 Medi-SCAPE 探头，以及直径 3 毫米以下的柔性光纤微型 SCAPE 探头等目标前进。另一方面是与临床专家紧密合作，深入理解不同科室的特点和对在体病理学成像技术的需求，从而定制化开发台式、手持式或内窥式架构的 Medi-SCAPE 成像设备，并联合开展成像实验和临床测试等。此外，他所带领的课题组，未来仍会围绕活体三维显微成像开展方法学创新与应用研究，探寻成像原理、采集策略、架构设计等方面的方法学创新，为基础生命科学研究和临床诊疗应用创制切实有益的前沿技术和解决方案。“欢迎具有交叉学科背景或是希望获得交叉学科训练、有志于推动自主知识产权国产高端科研和医疗仪器研发的同学加入课题组，也诚挚希望能与怀有同样愿景的学术界和产业界同仁取得联系，深入磋商，共同努力。”梁文轩 最后说。参考资料：1. Patel, K.B., Liang, W., Casper, M.J.et al. High-speed light-sheet microscopy for the in-situ acquisition of volumetric histological images of living tissue. Nature Biomedical Engineering 6, 569–583 (2022). https://doi.org/10.1038/s41551-022-00849-72.Voleti, V., Patel, K.B., Li, W. et al. Real-time volumetric microscopy of in vivo dynamics and large-scale samples with SCAPE 2.0. Nature Methods 16, 1054–1062 (2019). https://doi.org/10.1038/s41592-019-0579-4本文作者：路雨晴

仪器信息网讯 在第十八届全国分子光谱学学术会议中，“仪器小型化”、“从实验室到现场”、“快速检测”是各位专家及厂商经常提到的词语。 　　清华大学孙素琴教授在本次会议中作了以《分子光谱现场快速检测仪器的发展动态——从实验室走到现场》为题的报告。 　　在报告中，孙素琴教授介绍到，分子光谱在整体化学成分指纹图谱控制，在正常产品和异常产品的分析当中，从常量指标成分定性、定量检测，到异常成分的初步分析中都扮演重要的角色。很多情况下待测样品数量大、分布地点远、成分多、操作人员杂，所以就需要现场快速检测技术。尤其是在大数据时代，利用分子光谱这种快速、无污染的检测手段，结合化学计量学进行筛选，是一个很重要的发展趋势。 　　现场快速检测技术要求检测速度快、便携性能好、检测范围广、操作方法简单，因而对用于现场快速检测的分子光谱仪器也提出了小型化、操作简单化、软件智能化的要求，其中特别强调便携性，而且要保证采样的灵活性，并且快速准确地实时给出结果。 　　厦门大学田中群院士在报告中也介绍到，科学仪器的发展都是从实验室型走到小型化， 比如从实际应用的角度上讲，要把拉曼光谱推广到市场上去，在保证高分辨、高灵敏度以及好的稳定性和重复性之外，更重要的是要考虑能不能将拉曼光谱仪器越做越小，变成便携的、手提的，甚至是一根笔的大小。 　　其实在报告中，很多做拉曼增强的研究者也希望做便携式高灵敏度光谱仪，同时也有不少老师想购买便携式仪器。 　　几十年前，大家接触到的仪器都特别庞大，而现在用于快速检测的便携式的分子光谱仪器已经有很多了，如便携式红外光谱、便携式近红外光谱仪、便携式拉曼光谱仪、便携式紫外光谱仪等，而且现在便携式的仪器体积越来越小、功能越来越好，价格也在持续走低。 　　在本次会议中，不少厂家也介绍或者展示了便携式或者手持式的分子光谱类仪器。如安捷伦介绍了4300手持式FTIR的最新应用进展，北京凯元盛世介绍了JUSU微型近红外光谱仪MicroNIRTM的相关情况，必达泰克介绍了i-Ramam Plus便携式拉曼光谱仪的优势和应用，海洋光学也展示了Accuman PR-500便携式拉曼光谱仪。

微型光谱仪具有许多大型光谱仪所不具备的优点，如重量轻、体积小、探测速度快、使用方便、可集成化、可批量制造以及成本低廉等，像普通光谱仪一样微型光谱仪有着巨大的应用市场，可以应用在实验室化学分析、临床医学检验、工业监测、航空航天遥感等领域，因而引起了人们广泛的兴趣。微型光谱仪的实现可以应用多种技术，目前常用的方法包括：采用新型滤光技术制作微型光谱仪 利用光纤的化学传感性制成光纤探针进行光谱分析 使用微细加工制作集成式微型光谱仪等。　　利用光纤制作的微型光谱仪，光纤传感器的主要特点是具有很高的传输信息容量，可以同时反映出多元成分的多维信息，并通过波长、相位、衰减分布、偏振和强度调制、时间分辨、收集瞬时信息等来加以分辨，真正实现多道光谱分析和复合传感器阵列的设计，达到复杂混合物中特定分析对象的检测，这对电传感器和声传感器而言是望尘莫及的。光纤的探头直径可以小到与其传播的光波波长属于同一数量级，这样小巧的光纤探头可以直接插入那些非整直空间和无法采样的小空间(如活体组织、血管、细胞)中，对分析物进行连续检测。　　OceanOptics公司的MichaelJ.Morris等人研制一种紧凑级联光纤DIP探针微小光谱仪，该系统的设计是使用单股光纤以获得高分辨率光谱信息，对于决定液体的吸收、发射和散射，或测量pH或有毒金属浓度使用固定指示材料。光谱仪的模式限制光学设计得到很高的光通量，常规应用中可以使用50μ m的光纤。微型光纤光谱仪还有美国Stwenchristesen等人研制的便携式光纤拉曼光谱仪，便携式光纤拉曼光谱仪可以对化学试剂鉴定盒进行非接触分析，它包括二极管激光器、中阶梯摄谱仪、电荷桐合器件(CCD)检测器和一个带有滤光涂层的光纤探针，这种光谱仪被用来分析密封玻璃容器中的化学试剂和其它有毒化学物。拉曼光谱是通过使用一个带有25m光纤的EICRamanProbe探针获得的。探针输出功率在紫翠玉激光器下为80mW，而二极管激光器为137nW。这种微型拉曼光谱仪也可以用T单个活细胞的分析。　　由于光谱仪的结构特点以及光谱仪广泛的应用领域，在微小光谱仪的研究中可以采用多种方法和多种思路。比如改善AOTF的波长覆盖范围、波长分辨率和通光本领，可以使它能应用于各种光谱化学分析，而用这样的元件可以制成结构简单、性能良好、成本低廉的光谱仪，或者使用分辨率较高的中阶梯光栅，与一般棱镜结合，进行交叉色散，可以得到分辨率很高的二维光谱图，所以可以根据微小光谱仪的本身特点和工作环境要求来进行设计。　　微加工技术的发展以及MEMS、MOEMS的出现使许多学科技术的研究都朝着微小型化的方向发展，更需要一些特殊条件下(如外星、地下、深海、危险区等)的工作仪器。光谱仪在未来的新世纪必将出现高度智能化和微型化的趋势，微型光谱仪可以说是微型仪器的一种。微型仪器实际上是具有仪器功能的MEMS/MOEMS产品，是MEMS技术的实际应用。　　微型仪器的核心技术之一是微型传感技术，采用各种新原理、新概念的各类传感器是实现微型仪器的关键和必要条件。现在仪器朝着微小型化、智能化的发展使我们又面临一个新的考验，也是我们发展的一个机遇。

日前，中国科学院重庆绿色智能技术研究院智能装备与仪器仪表研究中心成功研制出了光谱分辨率可达10 cm-1的小型拉曼光谱仪样机，样机通过了可靠性测试，可应用在工农业生产、食品安全和生物医药等领域的现场监测和样品快速检测。该研究得到了重庆市科技攻关(重大)计划项目的支持。 　　拉曼光谱是基于光与物质互相作用发出的带有物质特征信息的散射光谱。它具有非接触性、非破坏性、实时原位和样品用量极少等特点，可快速、准确地分析和鉴别物质(或分子)种类。拉曼光谱应用广泛，具有&ldquo 以光之名，把握万物之准&rdquo 的美誉。而小型拉曼光谱仪技术研究和应用开发，可为工农业生产、食品安全、生物医药、环境保护、公共安全等领域提供现场监测和快速检测，对提升人民生活质量和保障社会安全方面意义重大。 　　针对便携式拉曼光谱仪的小型化、高分辨和高灵敏度探测等需求，研究人员在新型消彗差交叉C-T光栅光谱仪的光学设计中，充分考虑消彗差条件，采用12度非对称C-T光路，在解决同心及非同心系统的像差问题的同时，保证了长波段的光通量，光谱仪的理论分辨率达到9 cm-1 在电学设计中，针对所用CCD型号研制了一种高增益、低噪声的信号处理电路。最后，通过选用光学探头与光栅光谱仪的匹配设计，便携式拉曼光谱仪的实际光谱分辨率可达10 cm-1。 　　目前，重庆研究院已完成多种外形尺寸的便携式和手持式拉曼光谱仪原理样机的研制。这些样机对若干样品的测试结果与标准库数据一致，从原理和技术上证实了小型拉曼光谱仪设计的合理性和使用的可靠性，下一步，团队研究重点将放在体积更小、性能更优的微型拉曼光谱仪上，并开展小型拉曼光谱仪的工程化和产业化应用。

海洋光学新近推出Apex785拉曼光谱仪，该产品是精英系列高性能光谱仪、光源和组件的第一款产品（www.elitespectrometers.com）。Apex是一款小型模块化光谱仪，其性能可与台式仪器相媲美。Apex拥有极高的分辨率和出色的灵敏度，可实现超高性能。 Apex从根本上解决了只能从高灵敏度和高分辨率中二选一的问题。Apex光谱仪采用独一无二的光学设计和虚拟高通量狭缝技术（HTVS），解决了灵敏度和分辨率之间的冲突问题。 Apex较高的分辨率能够更好地分辨拉曼光谱，解析精细光谱结构。其高灵敏度可实现更短的积分时间、更快的测量速度和更低的激光激发功率，以使样本降解程度降至最低。 &ldquo 自从二十年前我们推出第一款小型光谱仪开始，海洋光学已经是模块化光谱解决方案领域的世界领军企业。&rdquo 海洋光学总裁Richard Pollard说，&ldquo Apex光谱仪和精英系列产品的问世，展现了我们为保持行业领先地位所必备的创新能力。&rdquo Apex光谱仪的推出代表了行业领先的精密化技术创新，与海洋光学开创的基于应用环境的模块化灵活方法的完美结合。海洋光学通过将技术与应用环境结合，帮助客户更有效地解决问题，寻求疑难研究问题的答案。

牛津仪器工业分析部于2013年4月25日在上海召开新产品发布会，隆重推出了最新款专为中国中小型铸造企业量身定制的桌面式全谱火花直读光谱仪FOUNDRY-MASTER Xline。 　　据了解，该款新产品是牛津仪器根据国内客户调研结果，由德国原厂特别设计定制的一款直读光谱仪，这款新产品保证了牛津仪器一贯优异的产品品质质量，并且为回馈中国用户的厚爱，在推广期内以人民币22.8万的价格投放中国市场。 　　&ldquo 专为中国中小型铸造企业量身定制&rdquo ，这一关键词所蕴含的：牛津仪器工业分析部门未来几年的发展战略?新产品特点所在?中国中小型铸造企业对直读光谱仪器的需求特点?&hellip &hellip 5月10日，仪器信息网编辑就以上问题采访了牛津仪器工业分析部门中国区销售经理邹杨、北方区销售经理汤鹏。 牛津仪器直读光谱分析部门中国区销售经理 邹杨 牛津仪器直读光谱分析部门北方区销售经理 汤鹏 　　牛津仪器直读光谱仪发展方向：小型化、平民化、易用化 　　邹杨介绍了牛津仪器的发展战略以及推出该款新产品的背景，&ldquo 多年来，牛津仪器推出的进口直读光谱仪产品一直是针对中国中高端客户，我们希望将来，也是牛津仪器的一个发展战略，即直读光谱仪向着小型化、平民化、易用化的方向发展。2009年以来，牛津仪器每一年或每一年半的时间，就会推出一款新产品，技术升级、技术变更一直延续着这一思路。我们还希望，如目前CCD广泛性优于PMT，其深度方面不如PMT，但是随着CCD技术的发展，如果在深度方面能够前进一步，CCD将逐渐代替传统的PMT，牛津仪器希望加入到这一变革过程中来，并为这一变革做一点工作。&rdquo 　　&ldquo 近年来，不论财政政策，还是技术方面，国家一直对中小企业采取了扶持政策，尤其经济危机之后，中国更加支持向高附加值产业方向发展。中小企业有了财政支持和技术支持，但是在本身设备、及其应用方面是否得到了设备供应商的支持呢?牛津推出这款新产品，意味着从&lsquo 用得起、放心用、能够用、方便用&rsquo 的角度，帮助中小企业提升其产品竞争力，进而提升企业在市场上的竞争力。这是牛津仪器推出这款新产品的初衷，也是牛津发展战略的一部分。&rdquo 　　FOUNDRY-MASTER Xline：震撼性价格22.8万 优异性价比 　　&ldquo 牛津仪器一贯秉承的独特技术在这款新仪器中保留了下来，如，通电20分钟，仪器即可使用 德国工厂预制曲线及波长实时校准技术，用户无需频繁校准 开放式火花台设计等。&rdquo 邹杨介绍到，&ldquo 三面开放式的火花台设计几乎可以检测各种尺寸形状的样品，尤其是一些大尺寸的特殊样品。同时，由于氩气喷射气流技术，FOUNDRY-MASTER Xline不需要样品完全覆盖火花孔就可以分析各种不规则的样品。通过使用线材适配器，用户就可以检测管材、棒材甚至线材 并大大节约样品前处理的时间。&rdquo 　　&ldquo 牛津仪器通过技术改造、技术革新，使得该款仪器具有了冲击性、震撼性的价格，22.8万元人民币。当然，牛津一贯秉承的独特技术仍被完整保留。&rdquo 汤鹏说到，&ldquo 铸造业直读光谱仪应用方法方面，工作曲线和子程序等都已经非常成熟。所以针对新产品，牛津仪器推出了标配10个电极刷、10个透镜，可以方便企业使用和维护仪器。未来还计划将中国标准样品做到工作曲线中。&rdquo 　　中国中小型铸造企业对直读光谱仪的需求每年皆以100%速度增长 　　新产品为何针对中国中小型铸造企业客户?中国中小型铸造企业对直读光谱仪的需求如何? 　　针对这两个问题，汤鹏说到，&ldquo 与国外铸造企业越来越集中不同，中国的中小型铸造企业非常多，分布广、涉及范围大。中小企业生存环境、经营环境，注定了其更关注在细分领域的生存，他们不需要大而全的仪器，需要的是一款承担的起、具有优质质量的、满足需求的分析仪器。据了解，中国具有20000家铸造企业，70%是黑色铸造，它们主要针对铸钢、铸铁，少量不锈钢、工具钢。所以，新产品初期只针对铸造企业，配备的程序只有中级合金钢、不锈钢、工具钢。&rdquo 　　&ldquo 2012年初，牛津仪器开始了长达一年的调研，根据客户问卷整理发现，中国中小型铸造企业对直读光谱仪的需求主要包括以下几方面：对使用环境要求越低越好 对人员操作越简单越好 短期、长期稳定性越高越好 日常维护越少越好 分析元素越多越好 体积越小越好 使用成本越低越好。 　　&ldquo 2007年以来，中国中小型企业对直读光谱仪的需求每年皆以100%的速度在增长，牛津仪器希望和中国当前经济形势保持一致的增长速度。&rdquo 汤鹏说到。 采访现场 采访编辑：刘丰秋

在满足目前各种应用需求的前提下，光谱分析仪器和方法也在不断的创新发展中，不论是分子光谱还是原子光谱都涌现了一系列创新的成果，特别是拉曼光谱、近红外光谱、激光诱导击穿光谱、太赫兹、超快光谱、荧光相关光谱、高光谱等相关技术彰显了极具诱惑的市场活力，引领着行业发展的方向。第十二届光谱网络会议（iCS 2023）中，近50位专家报告充分彰显了光谱创新潜力，纷纷展示了一系列的创新成果：从仪器整机到关键部件；从系统集成到方法开发；从大型科研仪器，到用于现场的便携、手持设备；从实验室检测设备，到过程分析技术……为了更好的展示这些创新成果，同时也进一步加深专家、用户、厂商之间的合作交流，会议主办方特别策划《光谱创新成果“闪耀”iCS2023》网络专题成果展，集中展示本次光谱会凸显的创新成果，包括但不限于仪器、部件、技术、方法、应用等。海洋光学应用主管 卢坤俊本次会议中，海洋光学应用主管卢坤俊分享了《海洋光学微型光谱仪在生命科学领域的典型应用》（点击回看 ）引发行业关注。报告中，他介绍了海洋光学公司及客户合作模式，并分享了海洋光学微型光谱仪在蛋白浓度过程监控，DNA浓度过程监控，眼科用固化材料固化过程表征，溶解氧浓度监控，分子诊断以及特殊医疗光源光电性能表征等典型应用。会后，我们邀请海洋光学向大家简单介绍他们在光谱技术及仪器研发应用方面的系列成果。1、典型仪器新品2023年，海洋光学更新了微型光纤光谱仪产品线，推出了新的ST，SR，HR三个系列的光谱仪组合，对应从迷你体积，通用型号，到高分辨率/灵敏度的产品特点，其中SR和HR系列又分为2，4，6三个版本，分别对应不同的分辨率和灵敏度等级。全面满足不同的客户需求。其中ST为超小型的代表产品，是海洋光学USB系列的约1/4，而且大幅提升了其紫外波段的响应。整体设计紧凑，同时兼具高速光谱采集和高信噪比，是空间有限的应用场景理想的选择。应用领域广泛，包括DNA浓度测试以及颜色测量等，既能够满足单独使用，更可以用于在线设备和手持仪器开发。其中SR6为光谱仪产品家族中新增的一个型号，将面阵探测器融合在通用型号的小巧机身中，可以提供高的光谱信号响应，同时电路和结构设计进行了对应的升级，改善了热稳定性，对于实验室或者温度波动较大的工业应用来说都是一个理想的选择。2、解决方案ST光谱仪由于其突出的体积优势和紫外灵敏度提升，非常容易集成于在线设备中，用户使用ST集成了在生物制药纯化线上的紫外浓度检测设备，体积更加小巧，能够满足同时多点多波长的紫外检测，通过PAT的方式，满足了QbD的理念。SR光谱仪提供了比之前产品更加优秀的信噪比水平，因此在吸光度的测试中可以体现更好的性能，进一步的提升使用微型光纤光谱仪测试吸光度时线性度，提供更加准确的结果，目前生命科学行业的研究中，进行产物快速测量时通常使用紫外吸光度方法测量其浓度，使用新的光谱仪开发的浓度测量设备可以实现更快的测试速度和得到更加准确的结果。3、未来发展计划光谱小型化、工业化仍旧是海洋光学看好的方向，无论是紫外可见波段还是近红外波段，光谱类的分析仪器提高了实验室的科研能力，而光谱在工业化上的应用则真正惠及每个人的生活。海洋光学布局在微型光纤光谱仪上，在未来，一方面设计在小型的基础上，提供更高的性能，让科研学者在没有合适工具的情况下，使用小型光谱仪设计自己的助手；在工业自动化方向，会提供更多智能化，适合工业生产线使用的光谱仪，以提高的工业水准和质量水平。同时我们也会更近一步，在未来同时提供基于光谱仪的解决方案，应用于消费电子，医疗检测和金属回收等领域，助力工业生产降低污染，降低能源和材料消耗以达成更高的效率，实现“碳达峰，碳中和”目标。4、合作需求海洋光学非常期待同各行业的专家合作，光谱设备实现工业应用时通常会隐去“光谱”的特征，因此需要与技术专家和开发者紧密合作共同开发新技术方法。同样，“产学研用”一体化也是我们非常看重的方向，希望同各大高校研究所的产学研转化基地沟通，通过光谱技术帮助科研进步，帮助科研成果转化，实现共赢。

p 　　日前，北京市科委发布关于公示第七批北京市新技术新产品(服务)名单的通知，此次公示的产品(服务)涉及高端装备制造、新一代信息技术、节能环保、新能源、生物医药与医疗器械、新材料等技术领域，共计1121类仪器(服务)。 /p p 　　对公示名单初步统计，涉及仪器、部件、试剂盒、检测服务等的项目达数十项，其中北京卓立汉光仪器有限公司的FinderInsight小型拉曼光谱仪和FlexOne显微光致发光光谱仪两款产品上榜。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100487/C259587.htm" target=" _blank" img title=" 6a0bb962-cb09-488b-8ca4-d82096df628e_jpg!w280x280.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/ddf7a432-fd0a-45bb-8329-746c1af7b22f.jpg" / /a /p p style=" TEXT-ALIGN: center" a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100487/C259587.htm" target=" _blank" strong FinderInsight小型拉曼光谱仪 /strong /a /p p style=" TEXT-ALIGN: center" a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100487/C225849.htm" target=" _blank" img title=" c4444ad0-c25b-4f79-9c28-3d120a70bfbc_jpg!w280x280.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/91719c10-9627-45a2-ae58-5358f53e2e98.jpg" / /a /p p style=" TEXT-ALIGN: center" a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100487/C225849.htm" target=" _blank" strong FlexOne显微光致发光光谱仪 /strong /a /p p 　　更多上榜上榜产品请见链接： /p p 　　 a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20171214/235761.shtml" target=" _blank" strong 第七批北京市新技术新产品名单公示 多类别仪器及检测产品上榜 /strong /a /p

p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/f6ecdf60-26f2-46c4-9e49-d11e1e7dc460.jpg" title=" 201911117400730.jpg" alt=" 201911117400730.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " 嫦娥四号红外成像光谱仪（来源：中科院上海技术物理研究所） /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “嫦娥四号探测器拟着陆于月球背面的艾特肯盆地，在多台科学有效载荷中，红外成像光谱仪是唯一一台服务于月球矿物组成探测与研究的科学仪器，将获取毫米级空间分辨率的月壤高光谱图像及红外光谱数据。” 中科院上海技术物理研究所红外成像光谱仪副主任设计师徐睿说起有效载荷红外成像光谱仪如数家珍。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 嫦娥四号红外成像光谱仪是由中科院上海技术物理研究所研制的一台能够感知人眼无法察觉的红外光谱的成像探测设备，其安装在月球车正前方，就像一只敏锐的眼睛，将仔细察看月面的矿物组成。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 徐睿进一步解释说，红外成像光谱仪光谱范围0.45 ～ 2.40微米，光谱分辨率2 ～12纳米，具备在轨定标及防尘功能，能适应-20～+55º C工作以及-50～+70º C存储的温度环境，重量小于6公斤，是一台高性能、轻小型、高集成的仪器。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 红外成像光谱仪采用新型分光技术——射频驱动声光可调滤光技术，新型电机——超声电机，两者均由嫦娥三号红外成像光谱仪实现在轨首次应用。相对于嫦娥三号，在经历了多年的技术积累后，通过内部软件不断迭代，当前单次获取月表光谱信息的时间周期缩短了一半，探测效能与定量化水平均得到了提高，从而更好地为月球化学演变研究的科学家服务。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “在巡视器与着陆器分离后，红外成像光谱仪择机工作。” 中科院上海技术物理研究所红外成像光谱仪主任设计师李春来告诉《中国科学报》记者，依靠巡视器的移动能力，到达指定科学考察点时，红外成像光谱仪对月球车前方0.7m的月表进行精细光谱信息获取，为月面巡视区矿物组成分析提供科学探测数据。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 据介绍，红外成像光谱仪由可见近红外的成像光谱仪、短波红外光谱仪及定标防尘组件高度集成而成，具体包括声光调制分光光学系统、超声驱动定标防尘隔热一体化组件、轻型复合结构、数据获取及处理模块，主控系统等。其中定标防尘组件对于红外成像光谱仪就如同相机的镜头盖，在光谱仪不工作的时候，它自动关闭，在对系统隔热保温的同时，保护光学不被月尘污染。需要月面探测时，定标防尘板全部打开，获取月表的光谱图谱科学数据；而定标模式则是将定标防尘板开启至水平位置，以太阳作为定标源，监控仪器状态。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 事实上，上海技术物理研究所在嫦娥四号红外成像光谱仪任务立项之初，基于嫦娥三号的设计与在轨数据成果情况，就提出了保持接口与硬件设计沿用，软件优化升级的产品研制技术路线，尽可能的利用近年来声光调制光谱探测研究的技术积累，提升嫦娥四号产品的在轨探测能力。李春来带领研制团队，严谨了落实每一步优化的技术状态，将飞行件产品性能调整至最佳。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 而承担光谱仪的系统定标工作的徐睿表示，光谱仪的研制过程就好比生产了一把“尺子”，而定标则是为“尺子”刻上精确的刻度，这样产品才能为科学家所用。 /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。

近日，清华大学电子工程系黄翊东教授团队崔开宇副教授带领学生在超光谱成像芯片的研究中取得重要进展，研制出国际首款实时超光谱成像芯片，相比已有光谱检测技术实现了从单点光谱仪到超光谱成像芯片的跨越，期刊《科学》（Science）综述论文“光谱仪的小型化”（“Miniaturization of Optical Spectrometers”）将这一超光谱成像芯片技术列为该领域最新的研究成果。光谱作为物质的指纹，光谱成像可以获取成像视场内各像素点物质的组分和含量，为智能感知技术开拓了一个新的信息维度，在工业自动化、智慧医疗、机器视觉、消费电子等诸多领域有着巨大的应用需求。然而传统基于分光原理的单点光谱仪体积庞大，已有的光谱成像技术一般只能采用逐点逐行扫描或波长扫描的模式，无法获取视野场景中各像素点高精度的实时光谱信息。该成果研制的国际首款实时超光谱成像芯片如图1所示。通过硅基超表面实现对入射光的频谱域调制，利用CMOS图像传感器完成频谱域到电域的投影测量，再采用压缩感知算法进行光谱重建，并进一步通过超表面的大规模阵列集成实现实时光谱成像。该款实时超光谱成像芯片将单点光谱仪的尺寸缩小到百微米以下，空间分辨率超过15万光谱像素，即在0.5 cm2芯片上集成了15万个微型光谱仪，可快速获得每个像素点的光谱，工作谱宽450~750 nm，分辨率高达0.8nm。研究团队与清华大学生物医学工程系洪波教授团队合作，基于该实时超光谱成像芯片首次测量了活体大鼠脑部血红蛋白及其衍生物的特征光谱的动态变化，时间分辨率高达30Hz。通过实时光谱成像，可获取大鼠脑部不同位置的动态光谱变化情况，结合血红蛋白的特征吸收峰，分析获取对应血管区和非血管区血红蛋白含量的变化情况，并可利用神经血氧耦合的机制得出脑部神经元的活跃状态。图1. 国际首款实时超光谱成像芯片及其性能指标团队进一步提出了一种自由形状超原子（Freeform shaped meta-atoms）的超表面设计方法，突破了规则形状的超表面设计限制，研制出基于自由形状超原子的超表面光谱成像芯片，取得了更优异的光谱成像性能（图2）。对宽谱光和窄谱光进行测量重建的结果表明，窄谱光重建的中心波长偏差标准差仅为0.024 nm。24色标准色卡的平均光谱重建保真度达到了98.78%。该研究工作进一步提升了超表面光谱成像芯片的性能，推动了未来光谱成像芯片的发展及其在实时传感领域的应用。图2. 基于自由形状超原子的超表面光谱成像芯片及其性能指标该项成果的实时超光谱成像芯片是微纳光电子与光谱技术的深度交叉融合，作为光谱技术的颠覆性进展，展示出在实时传感领域的巨大应用潜力，相关成果已进行产业化。上述研究成果以“基于可重构超表面的实时超光谱成像芯片及动态脑光谱获取”（Dynamic brain spectrum acquired by a real-time ultraspectral imaging chip with reconfigurable metasurfaces）为题在《光学设计》（Optica）发表。电子系2017级博士生熊健、博士后蔡旭升、副教授崔开宇为该论文的共同第一作者。崔开宇为论文的通讯作者。该工作得到了包括科技部重点研发计划、国家自然科学基金、北京市科技计划、北京市自然科学基金、北京量子信息前沿科学中心、北京量子信息科学研究院的支持。同时，研究成果还以“基于自由形状超原子超表面的超光谱成像”（Ultraspectral Imaging Based on Metasurfaces with Freeform Shaped Meta-Atoms）为题于期刊《激光与光子学评论》（Laser & Photonics Reviews）发文。电子系2018级博士生杨家伟为该工作的第一作者。崔开宇副教授、黄翊东教授为论文的通讯作者。该工作得到了包括科技部重点研发计划、国家自然科学基金、北京市科技计划、北京市自然科学基金、北京量子信息前沿科学中心、北京量子信息科学研究院的支持。

一、项目基本情况项目编号：ZJJLCG-2023-0907项目名称：多光谱激光成像系统（双通道）等一批仪器采购采购方式：公开招标预算金额：8,620,560.00元采购需求：合同包1(荧光定量PCR仪等仪器):合同包预算金额：1,543,500.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1其他试验仪器及装置荧光定量PCR仪1(台)详见采购文件--1-2其他试验仪器及装置荧光定量PCR仪1(台)详见采购文件--1-3其他试验仪器及装置电转仪1(台)详见采购文件--1-4其他试验仪器及装置荧光细胞成像仪1(台)详见采购文件--1-5其他试验仪器及装置垂直电泳三件套8(台)详见采购文件--1-6其他试验仪器及装置全能型快速蛋白转印仪1(台)详见采购文件--1-7其他试验仪器及装置水平电泳仪2(台)详见采购文件--1-8其他试验仪器及装置梯度PCR仪1(台)详见采购文件--本合同包不接受联合体投标合同履行期限：国产仪器：供货时间为签定合同后 30 天内完成。 进口仪器：供货时间为签定合同后 120 天内完成合同包2(低温冷却液循环泵等仪器):合同包预算金额：1,780,020.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)2-1其他试验仪器及装置低温冷却液循环泵1(台)详见采购文件--2-2其他试验仪器及装置防火防爆安全柜（带排风）1(台)详见采购文件--2-3其他试验仪器及装置防腐蚀柜1(台)详见采购文件--2-4其他试验仪器及装置安全防爆柜1(台)详见采购文件--2-5其他试验仪器及装置脑定位注射系统2(台)详见采购文件--2-6其他试验仪器及装置活细胞成像工作站1(台)详见采购文件--2-7其他试验仪器及装置细胞培养用高温灭菌罐8(台)详见采购文件--2-8其他试验仪器及装置细胞培养用负压仪4(台)详见采购文件--2-9其他试验仪器及装置智能精密细胞培养振荡器2(台)详见采购文件--2-10其他试验仪器及装置恒温摇床1(台)详见采购文件--2-11其他试验仪器及装置水浴摇床2(台)详见采购文件--2-12其他试验仪器及装置超低温冰箱4(台)详见采购文件--2-13其他试验仪器及装置低温冰箱4(台)详见采购文件--2-14其他试验仪器及装置手持小型匀浆机1(台)详见采购文件--2-15其他试验仪器及装置高速匀浆机2(台)详见采购文件--2-16其他试验仪器及装置超净工作台2(台)详见采购文件--2-17其他试验仪器及装置恒温水槽4(台)详见采购文件--2-18其他试验仪器及装置恒温水浴锅4(台)详见采购文件--2-19其他试验仪器及装置水浴锅2(台)详见采购文件--2-20其他试验仪器及装置涡旋仪12(台)详见采购文件--2-21其他试验仪器及装置中药打粉机2(台)详见采购文件--2-22其他试验仪器及装置自动氮吹仪1(台)详见采购文件--2-23其他试验仪器及装置电位滴定仪1(台)详见采购文件--2-24其他试验仪器及装置万分之一天平1(台)详见采购文件--2-25其他试验仪器及装置千分之一天平4(台)详见采购文件--2-26其他试验仪器及装置旋转蒸发仪2(台)详见采购文件--2-27其他试验仪器及装置制冰机1(台 )详见采购文件--2-28其他试验仪器及装置高压灭菌锅2(台)详见采购文件--2-29其他试验仪器及装置烘箱1(台)详见采购文件--2-30其他试验仪器及装置电热恒温培养箱1(台)详见采购文件--2-31其他试验仪器及装置普通生物显微镜6(台)详见采购文件--2-32其他试验仪器及装置加热磁力搅拌器2(台)详见采购文件--2-33其他试验仪器及装置磁力搅拌器2(台)详见采购文件--2-34其他试验仪器及装置金属浴4(台)详见采购文件--2-35其他试验仪器及装置PH计4(台)详见采购文件--2-36其他试验仪器及装置真空抽滤泵4(台)详见采购文件--2-37其他试验仪器及装置数显全自动馏分收集器1(台)详见采购文件--本合同包不接受联合体投标合同履行期限：国产仪器：供货时间为签定合同后 30 天内完成。 进口仪器：供货时间为签定合同后 120 天内完成合同包3(超纯水机等仪器):合同包预算金额：2,152,800.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)3-1其他试验仪器及装置超纯水机1(台)详见采购文件--3-2其他试验仪器及装置8通道4孔板移液工作站1(台)详见采购文件--3-3其他试验仪器及装置全自动蛋白印迹孵育系统2(台)详见采购文件--3-4其他试验仪器及装置石蜡包埋机（连接冰台）1(台)详见采购文件--3-5其他试验仪器及装置组织脱水机1(台)详见采购文件--3-6其他试验仪器及装置石蜡切片机1(台)详见采购文件--3-7其他试验仪器及装置多功能紫外分析仪1(台)详见采购文件--3-8其他试验仪器及装置冷冻离心机4(台)详见采购文件--3-9其他试验仪器及装置迷你离心机12(台)详见采购文件--3-10其他试验仪器及装置组织研磨仪1(台)详见采购文件--3-11其他试验仪器及装置滤光片酶标仪1(台)详见采购文件--3-12其他试验仪器及装置冰箱4(台)详见采购文件--3-13其他试验仪器及装置洗板机1(台)详见采购文件--3-14其他试验仪器及装置UPS电源2(台)详见采购文件--3-15其他试验仪器及装置双人生物安全柜8(台)详见采购文件--本合同包不接受联合体投标合同履行期限：供货时间为签定合同后 30 天内完成合同包4(多光谱激光成像系统（双通道）等仪器):合同包预算金额：2,093,400.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)4-1其他试验仪器及装置多光谱激光成像系统（双通道）1(台)详见采购文件--4-2其他试验仪器及装置紫外可见分光光度计1(台)详见采购文件--4-3其他试验仪器及装置纳米粒度电位仪1(台)详见采购文件--4-4其他试验仪器及装置二氧化碳培养箱12(台)详见采购文件--本合同包不接受联合体投标合同履行期限：国产仪器：供货时间为签定合同后 30 天内完成。 进口仪器：供货时间为签定合同后 120 天内完成合同包5(细胞自动计数仪等仪器):合同包预算金额：1,050,840.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)5-1其他试验仪器及装置细胞自动计数仪1(台)详见采购文件--5-2其他试验仪器及装置台式大容量离心机4(台)详见采购文件--5-3其他试验仪器及装置核酸定量仪1(台)详见采购文件--5-4其他试验仪器及装置八道电动移液器4(台)详见采购文件--5-5其他试验仪器及装置八道移液枪12(台)详见采购文件--5-6其他试验仪器及装置单道移液枪60(台)详见采购文件--5-7其他试验仪器及装置十万分之一天平1(台)详见采购文件--5-8其他试验仪器及装置24孔固相萃取装置2(台)详见采购文件--5-9其他试验仪器及装置全波长酶标仪1(台)详见采购文件--5-10其他试验仪器及装置超微量分光光度计1(台)详见采购文件--本合同包不接受联合体投标合同履行期限：国产仪器：供货时间为签定合同后 30 天内完成。 进口仪器：供货时间为签定合同后 120 天内完成二、获取招标文件时间： 2023年11月02日 至 2023年11月08日 ，每天上午 00:00:00 至 12:00:00 ，下午 12:00:00 至 23:59:59 （北京时间,法定节假日除外）地点：广东省政府采购网https://gdgpo.czt.gd.gov.cn/方式：在线获取售价： 免费获取三、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：广州中医药大学地 址：广州市番禺区广州大学城外环东路232号广州中医药大学办公楼911室联系方式：393569702.采购代理机构信息名 称：广州珠江监理咨询集团有限公司地 址：广东省广州市越秀区永泰路50号101房联系方式：020-834921753.项目联系方式项目联系人：林工电 话：020-83492175

p 　　 strong 琼脂糖凝胶电泳分离技术 /strong 是分子生物学实验室进行分离、鉴定和提纯DNA片段最常用的方法。通过在制胶时掺入或制胶后染色的方式，使荧光染料结合在DNA分子上，在特定光源的照射下便可确定DNA分子的位置。 /p p 　　早期，用于DNA琼脂糖凝胶染色的染料多为EB(溴化乙锭)，EB可以嵌入到DNA分子碱基对之间，在紫外光的激发下发出强的荧光。EB由于其灵敏度高、稳定，而广受欢迎，但由于EB为强诱变剂，具有高致癌性，后期，EB逐渐被一些EB替代物如GoldView、GelRed、Gelsafe等所替代。 /p p 　　随着生物技术的发展，各大公司也在不断的改进技术，对产品和技术创新升级，使产品在使用和用户体验上朝着更快、更好、更安全的方向发展。凝胶成像仪种类很多，本篇文章盘点了7款近几年上市的性能优越的凝胶成像仪，罗列其特点和优势以供读者参考。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 1. 赛默飞 E-Gel Power Snap 凝胶电泳系统 /strong /span /p p 　　 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/da25050c-1734-4306-a844-96104f559fce.jpg" title=" 赛默飞 E-Gel Power Snap 凝胶电泳系统.jpg" alt=" 赛默飞 E-Gel Power Snap 凝胶电泳系统.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " 赛默飞 E-Gel Power Snap 凝胶电泳系统 /span br/ /p p 　　前面说到虽然国内很多分子实验室都将EB替换为低毒的GoldView、GelRed、Gelsafe等分子染料，但大部分仍还是采用紫外光激发，实验操作者在观察凝胶尤其是切胶时还是会暴露在紫外下。 /p p 　　赛默飞E-Gel sup TM /sup Power Snap电泳系统整合了快速实时的核酸电泳和高分辨率成像功能，为实验者提供无与伦比的便利性。一个小型的台式设备，配备有蓝光透射仪，可以在电泳过程中实时观察条带迁移，相比紫外透射更加安全，可以避免紫外光对DNA的伤害，大大提高下游克隆效率和片段回收率。并且这种整合式设计减少了大量的流程时间，加速科研发现。此外，它还自带琥珀色滤光片，可用于对预染了Invitrogen sup TM /sup SYBRTM Safe 或 SYBR sup TM /sup Gold染料的Invitrogen sup TM /sup E-Gel sup TM /sup 琼脂糖凝胶中的样品进行实时样品追踪。此设备预设多种程序方案，适用于不同类型的E-Gel琼脂糖凝胶。 /p p style=" text-indent: 2em " 产品特点 /p p 　　 strong 1 快速分析 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 从上样到成像，最快仅需15分钟； /p p 　　 strong 2 操作简单 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 大尺寸触摸屏，直观的用户界面和操作系统； /p p 　　 strong 3 安全方便 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 配合使用Invitrogen sup TM /sup E-Gel sup TM /sup 预制胶，将化学品危害降至最低。小巧台式设计，快速电泳、彩色触摸屏，整合了凝胶成像功能等。 /p p 　　 a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C277328.htm" target=" _self" strong 更多详情请点击专场 /strong /a & nbsp /p p style=" text-align: center " 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 2 伯乐 GelDoc EZ凝胶成像系统 /span /strong /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/22c28d0c-b8c3-4f76-896a-ff7c61fddd2e.jpg" title=" Bio-Rad GelDoc EZ凝胶成像系统.jpg" alt=" Bio-Rad GelDoc EZ凝胶成像系统.jpg" style=" text-align: center " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " Bio-Rad GelDoc EZ凝胶成像系统 /span br/ /p p style=" text-indent: 2em " Bio-Rad GelDoc EZ凝胶成像系统是很结构很紧凑的全自动成像系统，操作灵活性很强。 /p p style=" text-indent: 2em " 产品特点 /p p 　 strong 　1 整合了免染技术 /strong /p p 　　样品无需通过染色和脱色步骤，电泳结束后2.5分钟即可进行自动成像和结果分析输出。加速您的科研流程 /p p 　　 strong 2 省时高效 /strong 2小时的考马斯亮蓝染色的步骤省略，直接清洗后5分钟内即可得到高质量的图像结果。 /p p 　　 strong 3 兼容后续实验步骤 /strong /p p 　　使用了Stain-Free技术的凝胶可以满足Western Blot、条带切取、质谱鉴定等后续实验要求。并可在电泳结束后快速鉴定实验结果。 /p p 　　 strong 4 高灵敏度 /strong 考马斯亮蓝相比，灵敏度更高，且由于避免了染色和脱色步骤，定量重复性更高。 /p p 　　 strong 5 绿色环保 /strong /p p 　　整个过程无污染物产生，所有试剂可直接排放。 /p p 　　 strong 6 方便使用 /strong /p p 　　不用再考虑如何手工设置滤光片、光圈、聚焦、光源等参数，实验室的任何人员都能得到重复性极高的实验结果，期间避免了人工因素引入的误差。 /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C294278.htm" target=" _self" strong 更多详情请点击专场 /strong /a & nbsp /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 3 Azure Biosystems C150凝胶成像系统 /strong /span /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/62763b0f-c577-4e1e-a053-85b4a9422a7b.jpg" title=" Azure Biosystems C150凝胶成像系统.jpg" alt=" Azure Biosystems C150凝胶成像系统.jpg" style=" text-align: center " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " Azure Biosystems C150凝胶成像系统 /span br/ /p p 　　此款c150凝胶成像仪使用染料/荧光染料时，系统将自动选择光源和滤光片。UV用于EB染色DNA凝胶成像，蓝光用于SYBR& reg Safe 或者类似染料成像，白光光源用于银染或考马斯亮蓝染色蛋白凝胶成像。为基础型凝胶成像系统，推荐为预算有限的实验室准备。 /p p 　　产品特点 /p p 　　 strong 1 聚焦技术 /strong /p p style=" text-indent: 2em " strong & nbsp /strong 图像采集时，自动选择最佳的焦距和镜头设置，无需手动调节； /p p 　　 strong 2 紫外波长& nbsp /strong /p p style=" text-indent: 2em " 302nm和365nm，兼容多种染料EB、SYBR系列染料、荧光素、RadianRed& reg ，TexasRed& reg ，SYPRO RED和免染胶成像； /p p 　　 strong 3 70nm EPI蓝光& nbsp /strong /p p style=" text-indent: 2em " 所有系统标配蓝光光源，可激发安全染料例如SYBR& reg Safe等染料，让用户使用对样品DNA以及环境伤害更小的安全染料； /p p 　　 strong 4 合一体设计& nbsp /strong /p p style=" text-indent: 2em " 内置平板电脑：10.1英寸触摸屏，可连接网络，具有WiFi和蓝牙功能。 /p p 　　 a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C277806.htm" target=" _self" strong 更多详情请点击专场& nbsp /strong /a /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 4 博鹭腾BLT GV 1500 Pro全自动凝胶成像系统 /strong /span /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/3d98d8e3-1590-4b64-b436-0822ee91f6cd.jpg" title=" BLT GV 1500 Pro全自动凝胶成像系统.jpg" alt=" BLT GV 1500 Pro全自动凝胶成像系统.jpg" style=" text-align: center " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " 博鹭腾BLT GV 1500 Pro全自动凝胶成像系统 /span br/ /p p 　　 span style=" text-indent: 2em " 博鹭腾BLT GV 1500 Pro全自动凝胶成像系统具有全新设计暗箱，且具备专利的广角发射滤光片技术，使二相色镜和宽带通滤光片的完美结合，有效去除杂散光，提高荧光检测的灵敏度。 /span /p p style=" text-indent: 2em " 产品特点 br/ /p p 　　 strong 1 超灵敏CCD& nbsp /strong /p p style=" text-indent: 2em " 140万有效像素CCD，具有极高的灵敏度 /p p 　　 strong 2 紫外和蓝光成像 /strong /p p 　　 strong 3 F1.2/8-48mm变焦镜头 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 自动聚焦，无需人工调整 /p p 　　 strong 4 可自定义紫外灯延时闭合功能 /strong /p p 　　 strong 5 多功能 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 可对各种凝胶电泳、克隆计数、微孔板、抑菌圈、抗生素效价、物体切片等图片进行分析和计算。 /p p 　　 a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C290957.htm" target=" _self" strong 更多详情请点击专场 /strong /a /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 5 AXYGEN凝胶成像系统GDBL-1000 /strong /span /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/a049e4f7-36d0-464b-8b4f-ceabbda70a28.jpg" title=" AXYGEN凝胶成像系统GDBL-1000.jpg" alt=" AXYGEN凝胶成像系统GDBL-1000.jpg" style=" text-align: center " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " AXYGEN凝胶成像系统GDBL-1000 /span br/ /p p 　　Axygen BL凝胶成像系统除具有标准型所有组成外，另外配置了蓝光源，以及Microsoft& reg Windows& reg 平板电脑。蓝光主要用于EtBr替代核酸染料检测，使用此种检测方法，有效防止DNA损伤，回收得到的DNA片段可用于后续分析。 /p p 　　产品特点 /p p 　　 strong 1 四种光源可选 /strong /p p style=" text-indent: 2em " UV 302、 UV 365、 Epi 白光或者Epi蓝光(仅限于BL系统)，另可选配白光转换屏； /p p 　　 strong 2 自动曝光工具 /strong 快速计算最佳曝光时间 /p p 　　 strong 3 ROI工具 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 可以针对感兴趣的区域合理计算曝光时间，有效捕获亮度强或者亮度弱的目的条带； /p p 　 strong 　4 Imaging工具 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 可以裁剪、旋转、缩放、调整图片大小，设置图片明暗对比，色彩饱和度等。Annotation工具用于文本注释和绘图操作。编辑完成的图像可以保存、打印、电邮、导出，进行下一步分析。 /p p 　　 a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C258377.htm" target=" _self" strong 更多详情请点击专场 /strong /a /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 6. Omega Fluor Plus 蓝光凝胶成像系统 /strong /span /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/2f84a59e-8af2-486a-8d3d-9cac655ee345.jpg" title=" Omega Fluor Plus 蓝光凝胶成像系统.jpg" alt=" Omega Fluor Plus 蓝光凝胶成像系统.jpg" style=" text-align: center " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " Omega Fluor Plus 蓝光凝胶成像系统 /span br/ /p p 　　美国Omega Fluor Plus 蓝光凝胶成像系统，也叫做无损伤蓝光凝胶成像一体机，听名字就知道此款设备采用无损伤蓝光技术，能够大大降低凝胶成像过程的毒害作用。 /p p style=" text-indent: 2em " 产品特点 /p p 　　 strong 1 高分辨率的图像& nbsp /strong & nbsp 500万像素的CCD相机 /p p 　　 strong 2 操作简便 /strong /p p 　　智能化的镜头成像技术，无需手动或者电动调节镜头，放入样品，即可拍照，内置平板电脑，通过触摸屏控制拍照； /p p 　　 strong 3 使用安全 /strong /p p 　　470nm的蓝光可以替代紫外光激发无毒性的荧光染料，如SybrGreen，MaestroSafe，GelGreen紫外光开门断电保护； /p p 　　 strong 4 应用广泛 /strong /p p 　　可用于蓝光凝胶成像，紫外光凝胶成像，考马斯亮蓝和银染蛋白质凝胶成像，菌落计数等等。 /p p 　　 a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C196399.htm" target=" _self" strong 更多详情请点击专场 /strong /a & nbsp /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 8 AlphaImager HP 凝胶成像系统 /span /strong /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/03449928-4ef1-4116-903d-b38abbd4a266.jpg" title=" Alpha凝胶成像系统 AlphaImager HP.jpg" alt=" Alpha凝胶成像系统 AlphaImager HP.jpg" style=" text-align: center " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " AlphaImager HP 凝胶成像系统 /span br/ /p p 　　该系统是全球最畅销的凝胶成像系统之一，用于荧光、可见光成像，具体支持各种荧光凝胶、蛋白PAGE胶、培养皿、多孔板等样品类型，采用145万(1360*1024)像素科研级CCD；可以通过硬件升级以支持化学发光成像。 /p p style=" text-indent: 2em " 产品特点 br/ /p p 　　 strong 1 荧光、可见光成像 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 具体支持各种荧光凝胶、蛋白PAGE胶、培养皿、多孔板等样品类型，可以通过硬件升级以支持化学发光成像 /p p 　　 strong 2 自动变焦镜头，分辨率高 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 采用科研级别CCD，140万像素 /p p 　　 strong 3 检测动态范围为0 - 3.6 OD /strong /p p 　　 strong 4 光敏度高 /strong & nbsp /p p style=" text-indent: 2em " 采用A/R Coating技术增加透光率，光敏度比同类产品高约30% /p p 　　 strong 5 双波长双强度 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 302、365 nm，以适合不同应用标配推拉式紫外透射光源 /p p 　　 strong 6 具有打开暗箱门时的UV自动关闭功能 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 也可切换为在开门时进入切胶模式切胶 /p p style=" text-indent: 2em " & nbsp strong 7 强大的软件分析功能 /strong & nbsp /p p style=" text-indent: 2em " 可同时打开多张图片，对比分析；可以方便添加注释，调节图像对比度；DNA/RNA、蛋白胶自动分析、分子量大小分析、1D泳道分析、光密度值定量分析、微孔板整列分析、克隆及菌落计数、进化树等等。 /p p 　　 a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C141820.htm" target=" _self" strong 更多详情请点击专场 /strong /a & nbsp /p p style=" text-align: left " 　　好啦，看了这么多凝胶成像仪是不是眼花缭乱啦，小编想说的是，当科研工作者努力的做科研时，各大公司也在努力适应实验人员科研技术需要开发性能优越的仪器产品，在关注科研前沿发展动态时，也别忘了关注相关领域科研器材的进展，毕竟，他们是我们实验成功的好帮手呀。 /p

“我们都知道，从实验室原理样机到产业化应用存在巨大鸿沟，需要聚集技术、市场和资本等产业化要素资源，推进产品市场化进程。”王成表示。作为北京理工大学重庆创新中心高光谱计算成像系统与应用团队负责人，王成具有丰富的高科技成功产业化及高科技企业运营经验，曾在天津一家高科技企业主持高端医用检测仪器的研发、生产及市场化工作，目前该企业年销售额达亿元以上。多年的摸爬滚打，让他从原本科研出身的“商业小白”，成为拥有高技术型中小微企业的运营管理经验，深谙资本运作规律，精于产品市场运作的创业导师。来到重庆，王成再次开启了创业之路，他认为，这里有北京理工大学学校本部的支撑和影响力，有两江新区的大力支持，再加上重庆在产业升级方面对高新技术的强烈需求，更加坚定了高科技成果转化的信心，“这个地方还能让我感受到当年深圳创新的氛围”。目前，团队已经集聚了30余名软件、工程等专业的高端人才，吸引了多名高水平博士后入站，还在2021年初孵化了重庆谱视达科技有限公司，已研发出液晶相位延迟器、光谱调制器、微型光谱仪、通用型高光谱成像仪等多款产品，产品具备高性能、小型化、低成本等优点，实现了小批量的生产，并在水质监测、生态环保、智能工业检测等行业开展应用，也与重庆地研院开展地质灾害监测预警、生态环境监测、矿产资源调查监测等领域联合攻关、应用示范。面对诱惑，王成也能够摆正心态。“公司成立之后，有一些基础加工业务会找到我们，这些业务能为公司带来不少营业额，但耗费研发人员太多精力，也不能为技术的发展带来任何收益。”王成始终认为，将核心产品开发出来并销售出去更重要。在科研等行业领域打开市场后，王成想进一步发展经销商模式。“经销商希望我们的产品能够提升市场竞争力，但是研发产品肯定需要资金支撑，我们目前也在争取资本的助力。”王成表示，市场是需要培育的，产业化的道路是充满波折的。他用光比喻团队：一束光历经阻隔，最终将折射出多姿多彩的世界。

布鲁克光谱事业部长期致力于傅立叶变换近红外技术的研发与创新，并一直保持全球的领先地位，继2011年首先推出了世界上第一台小型化傅立叶变换近红外光谱仪&mdash &mdash TANGO-R之后，今年又重磅推出了系列篇新品&mdash &mdash TANGO-T。 　　布鲁克公司将在BCEIA 2013前期举办集团新品发布会，其中包括这款产品的详细介绍，并将在BCEIA 2013展会现场进行展示，届时将是TANGO-T首次在国内亮相，欢迎广大用户、专家莅临布鲁克展位：9021，9022，9023，9024，9025，9026。 　　TANGO-T傅立叶变换近红外光谱仪具有设计精巧、系统稳健、性能卓越、操作直观等特点，为用户随时随地的分析工作带来极大的便利，实现了真正意义的便携式检测。 　　TANGO-T傅立叶变换近红外光谱仪 　　TANGO-T仍采用布鲁克公司专利技术&mdash &mdash RockSolidTM（坚如磐石）干涉仪，利用了三维立体角镜技术，保证光路永久准直、性能长期稳定、数据准确可靠、仪器抗震性强；其光学镜面均采用镀金处理，反射率比铝镜提高5%以上，确保仪器的高光通量和高灵敏度，使光学性能更稳定、使用寿命更长。此外，TANGO-T还配有控温系统，可以在20-80° C范围内调节温度，并通过传感器实时监测器皿的温控情况，当样品的温度达到指定要求时才会开始进行光谱扫描。 　　TANGO-T液体透射样品腔 　　TANGO-T主要用于液体样品的快速测量。配有背景自动采集功能，无需插拔样品即可测量。其体积小巧，对空间有限的实验室来说是绝佳的理想选择。能够满足不同用户在不同环境下的测试要求（如直接用于通风橱、手套箱或流动手推车），能够随时随地进入工作状态且无需任何调整。 　　TANGO-T 配有易学易用的触屏微电脑，令使用变得更加简单：触屏式操作软件，界面友好、形象直观，支持多种语言版本，能够帮助用户更加快捷、安全的完成整个测试流程。仪器用户无需具备专业的理论知识，即便未经过培训也能正确无误的实现测量。 　　TANGO-T有多种用途，既可用于测定油脂的碘值、FAA、不饱和脂肪酸，也可用于测定化工产品的羟值、水分以及化学助剂的鉴别.能为食品、石油、化工等行业提供高效的解决方案，帮助企业改善生产工艺、提高产品质量、降低运营成本。 　　此外，TANGO-T可与布鲁克具有液体透射测量功能的MPA实现模型传递和数据共享。以下是TANGO-T的测量谱图：

p style=" TEXT-ALIGN: left" 　　 strong 国产拉曼光谱仪发展现状 /strong /p p 　　1995年开始，高德纳咨询公司依其专业分析，预测与推论各种新科技的成熟演变速度及要达到成熟所需的时间，共分成萌芽期、过热期、低谷期、复苏期和成熟期这五个阶段。 /p p 　　经历国家一些列重大项目的支持和资助之后， 拉曼光谱技术开始从高校、研究所萌芽发展，在产学研相结合点开花，形成很多个性化的产品和应用果实，在全民创业的土壤里得到天使轮投资的眷顾和追捧，同时媒体的镁光灯也聚焦在拉曼这个未来之花上。现阶段， 拉曼光谱技术特别是小型化、手持化拉曼光谱技术和产品迎来了过热期的发展，特别是今年的海关物项识别设备采购的政府招标项目，手持化拉曼光谱产品的价格也首次迎来了历史上第一个低价： 整机价格不超过5万。当前，这个市场的活跃度呈现了一片大好的前景，很多企业开始了非理性的扩张，相信这个过热期至少还会持续半年之久。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 1.jpg" style=" HEIGHT: 331px WIDTH: 500px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/bf57f39e-f697-47e6-81a4-14010144d5d3.jpg" width=" 500" height=" 331" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 技术成熟度曲线 /strong /p p 　　近年来国产拉曼设备在政府资金支持和院校技术孵化的环境下得到了长足的发展， 同时在政府采购和政府为主体的应用场景的拉曼光谱技术产品也得到了充分的重视和发展。从近年的招标采购数据看出趋势和力度：2015年上半年公布的中标信息不足2000万元；2016年上半年中标金额估算超过3000万元；而2017年上半年，同等统计条件下，中标金额预估超过5000万元，同比增长幅度超过60%! /p p 　　目前大型拉曼设备方面国内的采购产品还是以进口为主，但是便携和手持拉曼国内的产品已经开始占据主流趋势，特别是海关物项、毒化监管、拉曼横向科研方面的采购都倾向于国产的拉曼设备以及部件ODM形势。相较于进口拉曼设备，在海关物项、毒化等方面国产设备依托于本土优势，对市场需求和市场信息以及动态的了解已经占据优势。但总体而言，拉曼技术与市场还是处在一个过热期，需求与技术之间仍然存在一定的距离。进口设备在数据库、算法以及内容研究方面仍然领先于国内产品和设备。国产设备依然存在需求定义不够清晰，功能夸大等问题。特别是资本介入所随之而来的压力造成一些产品宣传方面存在非常严重的夸大、虚构和背离情况，这将为日后低谷期埋下伏笔。。 /p p strong 　　拉曼光谱行业发展 /strong /p p 　　拉曼光谱作为一个物质分析和识别的方法，在实验室的测试分析设备和方法开发上经历了一个非常快速和活跃的发展时期，期间Horiba， Reinshaw等公司对拉曼测试和拉曼光谱知识的普及起到非常大的作用。目前实验室的拉曼光谱设备和拉曼光谱技术已经进入了研究的成熟期，国内外一些老师学者逐步将拉曼与液相色谱、薄层、显微镜等相结合形成一些复合式拉曼实验室设备。同时， 拉曼光谱也不断展宽，近年来太赫兹拉曼也逐步走到前台，成为一个新的热点。 /p p 　　拉曼光谱作为能够显示物质性质、结构分析的一种手段，其小型化的产品从2004年安防领域开始，逐步发展到目前能够涵盖海关物项、禁毒、危险化工品检测、食品安全检测、制药、纳米材料、癌症医疗在线监控等多个领域和行业。从市场潜力和容量上看，手持、便携以及工业拉曼终端设备是非常大的，其发展阶段目前也只是一个起步和尝试阶段。拉曼光谱仪的发展要进入一个新的时期，首先要做的是从产品命名上增加应用的特征，并消亡技术的表征词语开始 /p p 　　拉曼光谱行业乃至光谱行业现在正如一个5-6岁的孩童， 其前景是可期的， 但是也很容易受到恶行为的扭曲。 目前市场上出现了一些很多低质低价、恶性竞争、乃至恶意抄仿等行为，给整个产业带来的是风险和危机。特别是很多企业在宣传自己的时候存在夸大，扭曲等行为，比如南方某公司在其官网上PS了知名企业的产品图片，并宣称是自己设计生产； 比如国内某企业宣称手持拉曼系统内采用了3648制冷型CCD，但是其动态范围却只有1300:1等诡异参数和指标；比如重大禁毒案，媒体报道说拉曼设备并没检查出异样， 但是某些企业却在自媒体上宣称其手持拉曼设备在禁毒案中起到重要作用等。 /p p 　　从历史的潮流来看，讲故事可以使企业获得短期效益，但从长远期来看，作为一家企业，首先要做的是“不做恶“。作为拉曼技术的参与企业，我们需要得到的帮助和支持是一起抵制以下的行为：以牺牲客户的服务等为潜在风险的恶意低价中标、恶意抄仿行为、虚假宣传行为等！维护市场的程序正义！ /p p strong 　　如海光电拉曼产品及技术概述 /strong /p p 　　如海光电在拉曼光谱领域深耕6年，自创始开始至今逐步实现了拉曼探头、拉曼激光器、拉曼光谱仪的研制、生产和市场推广。目前如海光电的RPB-785系列探头主推尾纤1.5米以及FC无尾纤结构，特别是无尾纤结构拉曼探头实现了国内乃至国际的一个创新，也是国际上第一家主推该产品的公司。 探头系列产品自2012年至今在国内已经形成1200套左右的销售业绩， 为国内拉曼光谱的发展起到推动作用。 /p p 　　目前如海光电主推的拉曼光谱产品为手持式拉曼光谱仪，该产品主要聚焦在海关物项、毒化快检、食品安全等三个领域，已经实现了与公安三所的云数据库和计算平台的对接、实现了拉曼光谱互联网+的跨越， 是将手持拉曼系统的产业引入互联网测控平台的一个新的征程。 /p p 　　2017年，如海光电启动和开展了两个拉曼核心产品的开发工作： 一个是手持式拉曼物项快检仪，该项目所形成的EVA3000PLUS是一款集合拉曼光谱技术与实时嵌入式操作平台为一体的高度集成的手持式拉曼光谱终端。同时在该项目的研制过程中，我们将WI-FI、Bluetooth、4G等多个通讯技术也集成到该拉曼光谱技术平台上。该产品自8月份上市以来得到了市场的一致好评并获得了非常不错的销售业绩， 今年9月-10月两个月已形成8台的销售业绩。 /p p 　　如海光电持续不断的致力于拉曼光谱技术的研究和开发，并与上海医药集团、二军大和上海药品评审中心合作成功申请国家重点研发项目《口服固体制剂生产过程实时检测及控制关键技术、应用及相关监管法规研究》。基于该项目如海光电将对785& amp 830双波长激发拉曼以及785太赫兹拉曼光谱技术研制、升级并结合PAT-MES深入到药厂生产质控过程。 /p p 　　目前，如海光电已经成为一家从拉曼光谱构成器件、硬件解决方案、软件算法解决方案、拉曼仪器以及拉曼整体解决方案5个层面纵深向深度整合于一体的整体解决方案提供商。在2016年如海光电的拉曼光谱硬件解决方案形成200套以上的销售，在过去5年中如海光电保持在45%的平均年增长率。2018-2020年， 如海光电将全力深入手持式、便携式拉曼光谱技术的内容开发、市场推广，以“拉曼光谱为工业、生活以及政府监管过程提供解决方案”为目标，以实际客户需求为导向，以产品品质为工作重心， 形成一家从器件到仪器， 从技术到内容的一站式拉曼光谱产品提供商， 并推动拉曼光谱技术与物联网的互动，围绕拉曼光谱大数据形成新的生产力。 /p p style=" TEXT-ALIGN: right" （供稿：于永爱 上海如海光电科技有限公司） /p p & nbsp /p

仪器信息网讯 2013年10月23日，BCEIA 2013在北京展览馆召开。展会期间，布鲁克公司展出了TANGO&mdash T近红外光谱仪等多款新产品。仪器信息网编辑特别采访到了布鲁克(北京)科技有限公司近红外&过程分析经理赵丽丽以及中国北方区经理王伟，请他们对部分新产品做以介绍。 布鲁克(北京)科技有限公司近红外&过程分析经理赵丽丽 　　赵丽丽介绍了布鲁克小型FT-NIR光谱仪TANGO系列产品。据介绍，针对不同物态的样品，TANGO提供了多种测量方式：积分球漫反射用于测量固体样品(TANGO-R) 样品腔透射用于测定液体样品(TANGO-T)。 TANGO-T近红外光谱仪 TANGO-R近红外光谱仪 　　其中，TANGO-T近红外光谱仪是布鲁克今年年初新推出的产品，与之前的TANGO-R相比，该款产品是针对液体样品设计的，主要应用于石化、石油以及食用油的相关检测。 　　TANGO-T采用布鲁克公司专利技术(Rocksolid)干涉仪，三维立体角镜技术保证光路准直，仪器抗震性强，配以移动电源时，可适合于车载、现场检测使用。考虑到工业应用用户的仪器使用能力问题，TANGO-T配有易学易用的触屏微电脑，仪器用户无需具备专业的理论知识，即使未经过培训也能正确无误地实现测量。同时，其可通过USB接口或网线，可以从中心实验室把谱图模型传给其他仪器。此功能较适用于集团化实验室。 　　此外，TANGO-T还配有控温系统，可以在20-80° C范围内调节温度，并通过传感器实时监测器皿的温控情况，当样品的温度达到指定要求时才会开始进行光谱扫描，从而实现了快速升温样品以获得可靠数据的目的。 　　赵丽丽介绍到，鉴于以上的优势，TANGO系列产品符合企业的要求，未来会迅速替代一批老的光栅仪器。此外，赵丽丽还介绍到，虽然现在近红外光谱仪市场的竞争越来越激烈了，但是布鲁克的产品仍然具有很大的竞争优势，布鲁克近红外光谱仪销量年增长率约为20%。 布鲁克(北京)科技有限公司中国北方区经理王伟 　　王伟介绍了LUMOS独立式红外显微镜和ALPHA系列傅立叶变换红外光谱仪两类仪器的特点。LUMOS独立式红外显微镜 　　据介绍，LUMOS 是一款全自动的独立式红外显微镜，它完美地结合了高清晰度可见观察、高性能红外测量及智能化操作等特点。由于采用高精度马达和网络系统，LUMOS具有高智能的自动化性能。直观的向导软件，引导用户一步步进行数据的采集和处理，友好的用户界面，提示下一步可能的操作功能。ATR晶体采用马达全程自动控制，无论用户进行透射、反射甚至ATR模式，LUMOS都可以自动完成测量。LUMOS不仅适合普通用户的常规测试，由于其高灵敏度，它同样适用于更高要求的研发应用领域。 　　该款仪器的比传统红外显微镜小巧很多，但它的测量对象并不仅限于微小样品，该款仪器留有充裕的样品操作空间。LUMOS可以配置手动样品台和自动样品台。样品台的移动空间大，调节精度高，可以适合大样品、高空间分辨率的测试。 ALPHA系列傅立叶变换红外光谱仪：ALPHA-T(左)ALPHA-E(右) 　　ALPHA使用RockSolidTM干涉仪，与布鲁克公司其它红外光谱具有同样出色的性能，QuickSnapTM智能测量模块满足所有红外分析要求。而且ALPHA集成化程度高，只有一张A4纸大小，几乎可以被放置在任何环境下工作。 布鲁克公司展位

近期，中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所大气物理化学二室的刘锟等研究人员在高灵敏度小型化吸收光谱传感技术研究中取得了新的进展。研究成果发表在Sensors & Actuators: B. Chemical(220, 1000-1005)上。　　基于吸收光谱的光学传感技术，因其实时在线、高灵敏度、高选择性和非入侵式等优点，被广泛应用于大气、环境和工业等领域。为了提高吸收光谱传感的灵敏度，往往通过光学多通吸收池增加光和样品的相互作用程长。然而，受光斑重合等因素的限制，传统的光学吸收池(如Herriott池)很难实现上百次的光反射，长光程只能靠增加物理池长度的方式得到，这样大大增加了吸收池的体积，难于实现小型、便携的高灵敏度传感设备。　　刘锟等研究人员通过精心的设计，在普通球面反射镜上实现反射光斑呈7个圆圈的分布，充分利用了反射镜的反射面，在光斑不重合的情况下实现了高达215次的光反射，从而用12cm物理基长实现了26米的有效光程。刘锟等研究人员利用所设计的新型光学吸收池，开展了大气甲烷(CH4)的测量研究，实现了100ppb(10-9)的探测灵敏度和优于80 ppb的测量精度。这一研究成果为发展小型化、便携式高灵敏度光学传感器提供了有效的手段，也将推动对体积、重量要求严格的无人机大气探测技术等应用的发展。　　该研究工作受到国家自然科学基金、中国科学院青年促进会等经费资助。

先进光谱和激光系统产品供应商必达泰克（B&W Tek）公司日前高兴地对外宣布，其i-Raman小型拉曼光谱仪荣获了《实验室装备》2011年度读者选择大奖。“读者选择大奖”是专门颁发给那些为科研实验室提供最佳解决方案的公司，由《实验室装备》杂志（Laboratory Equipment magazine）设立，每年评选一次，目前已成功举办3届。 　　i-Raman是必达泰克公司最新推出的小型拉曼光谱仪，其最大的特色在于高性能与便携式结合；i-Raman性能表现相当于与大型台式拉曼系统，重量却不足10磅，属于便携式实验室仪器，价格却是目前市场上的大型拉曼光谱仪价格的几分之一。 　　i-Raman在传统便携拉曼的基础上改进了光路设计，将光谱分辨率提高至研究级的3cm-1，同时可扩展拉曼位移范围最宽至65~3200cm-1；此外，i-Raman采用了公司独特的CleanlazeTM技术与TE致冷控温CCD阵列技术，稳定性高，灵巧便携；i-Raman对于样品制备没有特殊的要求，样品可以是固体、液体或气体，透明或不透明。 　　i-Raman的适用范围很广泛，除了生物科学、医疗诊断、法医鉴定、环境科学与宝石检测外，i-Raman还可以在制药、食品、聚合物、化学、地质学、半导体等行业派上用场。

国际近红外光谱学术会议（International Conference on Near Infrared Spectroscopy，ICNIRS）每两年举办一次，旨在促进世界各国在近红外理论研究和应用探索的拓展与交流，迄今为止已举办了19届。第20届国际近红外光谱学术会议（ICNIRS2021）将于2021年10月17-21日召开。为了满足更多代表的参会需求，会议注册报名截止时间延迟到2021年9月30日，有意向的老师可以登录会议官网报名：https://www.nir2021.com。虽然鉴于当前疫情形势，本届会议采取线上网络会议的形式，但是会议的内容同样精彩。据不完全统计，本次会议共安排了5个特邀报告，2个获奖报告，66个口头报告，以及110个墙报。此外，会议正式开始之前，还安排了4场WORKSHOP。特邀报告推荐： Richard Crocombe 博士Richard Crocombe 博士毕业于英国牛津大学（学士、硕士、化学）和南安普顿大学（博士、化学和光谱学）。他移居美国，最初获得博士后奖学金，然后加入 Digilab (Bio-Rad) 从事实验室 FT-IR 仪器工作。多年来，他在 Digilab 担任过多个职位，但专注于产品和应用开发，包括步进扫描 FT-IR 应用和使用二维焦平面阵列探测器的光谱成像。之后，他先后在 Axsun Technologies、Thermo Fisher Scientific 和 PerkinElmer 任职，专注于微型、便携式和手持式光谱仪器。 2017 年，他离开了企业界，成立了自己的咨询公司，帮助将新的微型光谱技术商业化。 Richard Crocombe 博士在微型和便携式光谱仪的技术和应用方面发表了大量文章，包括 2018 年应用光谱学上的综合评论文章。过去二十年见证了移动式、便携式、嵌入式和现在可穿戴式近红外光谱仪的连续发展，便携式设备的应用实例有据可查，例如化学和制药原料识别和聚合物回收，已经采用了多种技术，包括使用线性阵列的色散、MOEM设备、傅立叶和哈达玛变换、扫描F-P干涉和线性可变滤波器。随着越来越强大的消费电子产品的发展，相关技术也在迅速发展，现在已经可以将光谱设备嵌入到运动或智能手表、洗衣机、烤箱和真空吸尘器中。我们还看到下一代个人护理产品能够实现个性化的化妆品配方，甚至可以指示我们的哪些牙齿需要额外刷牙。对于此类嵌入式设备，我们可以假设产品制造商对其稳定性、在特定温度和湿度范围内的适用性，以及校准承担全部责任，从而为整个产品提供自动决策。最新一代的光谱仪，包括基于光子或等离子体设备的光谱仪，有望实现极端小型化和极低的成本，因此它们可以集成到普通大众的智能手机中。此外，一些在硅探测器区域（约400至1000nm）工作的设备已经可以以几百美元或更少的价格买到。在这种情况下，如何创建、验证和维护必要的数据库，如何进行校准，采用什么算法等问题都是必须特别注意的。供消费者使用的光谱设备或包含在供消费者使用产品中的光谱设备的可能应用领域包括食品、个人健身、个人护理、家居用品的识别和验证等，但每一个领域都需要经过验证的校正方法或样品数据库。这些愿望与分析光谱学的现实之间存在不匹配性，特别是对于向非科学家销售和操作的低成本仪器，这似乎是一个显而易见的问题，但一些面向公众销售的设备似乎是由不熟悉分析化学基本概念（如检测限和采样限）的人开发的。 例如，食品尤其具有高度异质性，正如近红外领域所知，实验室仪器通常采用大样本区域，通常与样本旋转器或积分球结合进行测量。但是，便携式仪器只能检测直径为 2 毫米的区域，并且依赖于接触式测量。由于与样品的距离、接触角度、杂散光等问题，使用手持仪器（尤其是未受过培训的操作员）对食品的检测可能具有高度的不可重复性，甚至给出错误的结果。此外，还有一个重要的问题，检测的是样品的表面还是本体？这都值得大家深思。本次会议中，Richard Crocombe 博士的报告将介绍最新的高度小型化技术，并讨论它们可能的应用和相关的问题。报名参会请点击》》》

孚光精仪日前在上海发布革命性的四维成像光谱仪和4D高光谱成像仪。 据悉，这种4D成像光谱仪是革命性的新型成像光谱仪，它突破传统的推扫扫描方式，以高速成像方式获取图像和光谱数据，一套系统可同时获得空间，光谱和时间分辨（瞬态）的高光谱信息，具有特殊的捕捉快速事件的能力，从而使得成像光谱仪体积更小，更为方便携带和野外现场使用。这种4D成像光谱仪每秒可获得10000个高光谱图像立方体数据，可监测到包括火箭发射，爆炸等快速过程，在生命科学和医学领域，它可以监测到血氧变换等信息。 4D成像光谱仪产品特色可获取动态物体的空间，光谱和时间分辨信息配备光纤，可灵活安装镜头与图像传感器多样的前置光学镜头，可选择显微物镜，普通镜头和望远镜头实时显示和处理高光谱数据，不需要全部光谱定标和辐射定标 详情浏览： http://www.f-opt.cn/gaoguangpu1.html4D高光谱成像仪产品参数参数普通型高速型光谱范围400-1100nm 400-1000nm 光谱分辨率2.4nm 2.2nm 光谱波带数300270空间分辨率44x40像素21x 19像素最大高光谱立方体采集频率30Hz 10000Hz 4D高光谱成像仪产品应用：实时自动目标探测火箭或导弹尾羽分析爆炸分析燃烧诊断http://www.f-opt.cn/gaoguangpu1.html 运营中心2--上海, 负责华东、华中、华南地区业务 Tel: +86-21-51300728Email: info@felles.cnWeb: http://www.f-opt.cn/gaoguangpu1.html

p 　　近年来，拉曼光谱仪，特别是小型拉曼光谱仪(包括手持和便携仪器)的蓬勃发展引起了业界很大的关注，相关的招标采购也层出不穷。据奥谱天成(厦门)光电有限公司总经理刘鸿飞介绍，“最近五年我国小型拉曼光谱仪市场总体规模至少扩大了5倍。” /p p 　　刘鸿飞介绍说，“经过这几年的发展，我国的拉曼光谱仪在仪器的硬件方面已经取得了非常大的成就。这个行业中也涌现了一系列的相关产品，在公共安全、食品安全、制药等领域取得了不错的应用。可以说在这个小领域，目前国内已经赶上甚至在局部超过了世界的发展水平。”介绍中，刘鸿飞还特别提到，由厦门大学田中群院士领导的“等离激元增强拉曼光谱仪器研发与应用”重大仪器专项也对拉曼光谱的发展和应用起到了极大的推动作用。 /p p 　　对于过去一年奥谱天成取得的成绩，刘鸿飞也非常自豪，他介绍说，一方面，奥谱天成的手持拉曼目前做到了450克，检测灵敏度比原来台式拉曼提高了两倍多 另一方面，奥谱天成还自主研制成功了1064nm的手持拉曼光谱仪，这也是中国首台，世界第三台的1064nm手持拉曼光谱仪。 /p p 　　不过，虽然我国小型拉曼光谱仪在过去的几年中取得了不小的成绩，但还有很大的成长空间。“我们不能满足于现在的仪器发展水平，下一步要更加实现小型化、便携化、智能化和云端化。”另外，刘鸿飞还指出，目前小型拉曼光谱市场还存在不少问题，比如市场还不是很规范，应用还远远不够等，其强调说，拉曼光谱市场要进一步扩大，主要依赖于应用开发的发展。 /p p 　　更多详细内容，请查看如下视频： /p script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=1098599240A6A6069C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=490& playerid=5B1BAFA93D12E3DE& playertype=2" type=" text/javascript" /script p br/ /p p br/ /p

ARCoptix小型傅里叶红外光谱仪助力硅太阳能电池检测硅太阳能电池我们使用ARCspectro FT interferometer在600-1300nm近红外区域测量硅太阳能电池的光谱响应。此光谱仪有两个光纤接口，一个接口用来连接光源（此处使用的是商用卤素光源），另一个接口用来连接调制光源的输出。光谱仪模块上的连接器允许将外部探测器（此处是硅太阳能电池）连接到内部放大器上。整个系统如下图1所示通过具有调制光束的光纤来照射太阳能电池，通过傅里叶变换从干涉图中提取光谱。光谱强度如下图2所示，其光谱强度不但与硅电池的相应有关，而且还与干涉光学固有光的传输和调制效率，以及光源的光谱强度有关。低的截止边（550nm）是由于光谱仪的光源造成的，而高的截止边（1300nm）是由于被测硅太阳能电池的带隙。 瑞士ARCoptix公司由四位工程专家于2005年创立，是一家专业的光学测量系统制造商。公司位于瑞士纳沙泰尔（Neuchâtel)），因为独特的地理优势与EPFL（瑞士洛桑联邦理工学院）、BFH（伯尔尼应用科学大学）以及当地钟表业建立了牢固的合作伙伴关系。得益于这些合作，ARCoptix拥有高科技制造和表征设施以及光学微技术领域的专业知识。上海昊量光电代理ARCoptix的产品型号有FT-IR Rocket傅里叶红外光谱仪、VIS-NIR/UV-VIS-NIR光纤光谱仪和FT-FC傅里叶红外光谱仪。 FT-IR Rocket傅里叶红外光谱仪 VIS-NIR/UV-VIS-NIR光纤光谱仪 FT-FC傅里叶红外光谱仪FT-IR Rocket傅里叶红外光谱仪具有高灵敏度、高分辨率。可选光谱范围有2-6µm，1.5-8.5µm，2-12µm。VIS-NIR / UV-VIS-NIR 光纤光谱仪可选的光谱范围有350-2600nm，200-2600nm。FT-FC傅里叶红外光谱仪可选的光谱范围有0.9-2.5µm，2-6µm，2-12µm和2-16µm。并且内部带有光源。是目前市场上最紧凑的光纤耦合傅里叶红外光谱仪。ARCoptix公司的傅里叶红外光谱仪的技术核心是双角立方干涉仪。如下图：两个角立方体与一个共同的摆动臂连在一起，摆动臂旋转以在干涉仪的两个臂中产生光程差。 这种类型的设计被称为永jiu对准干涉仪，众所周知，系统的对准对振动和温度漂移最有效。它永远不必重新调整。干涉仪的摆臂在无磨损挠性系统上旋转，使该机械系统非常坚固耐用。为了测量反射镜的运动，FT-FC将固态参考激光器耦合到干涉仪中。与经典 HeNe 激光器相比，ARCoptix使用的固态激光器更紧凑，使用寿命更长。它们因为温度引起的波长漂移特别小，当使用珀耳帖元件保持恒温时，它们的波长可以稳定在几个PPM，从而提供非常准确和可重复的波长标度。这对于确保日常工作一致性至关重要。 光源ARCoptix公司的傅里叶红外光谱仪非常紧凑，集成度非常高。具有体积小，性能强的独特优势。大小可以参考下图： 此外Aroptix S.A.推出了Gasex HD-05TM—一种OEM气体分光计，包括高稳定性真空密闭FTIR Rocket光谱仪，与具有铑涂层耐化学腐蚀光学元件的5m气室无缝匹配。 采用GASEX HD-05-12测量多种气体的谱线分布：物质含量检测能力：*LOD=limits of detection **使用短波截至6um探测器测量目前，昊量光电已经与华中科技大学、天津大学、南京理工大学等高校的老师达成过合作。老师们对此产品的反馈都很很不错。欢迎各位老师前来问询！关于昊量光电：昊量光电 您的光电超市！上海昊量光电设备有限公司致力于引进国外先进性与创新性的光电技术与可靠产品！与来自美国、欧洲、日本等众多知名光电产品制造商建立了紧密的合作关系。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，所涉足的领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及前沿的细分市场比如为量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等。我们的技术支持团队可以为国内前沿科研与工业领域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，助力中国智造与中国创造! 为客户提供适合的产品和提供完善的服务是我们始终秉承的理念！

作者：孙丹宁 来源：中国科学报利用紫外激发产生特征荧光的原理，用于测试微量物质的含量与成分，是当前最灵敏的痕量检测方法之一，在生命科学、食品安全和环境监测中具有重要应用。但在这一领域，国产高端仪器仍是空白。大连理工大学黄辉教授课题组与范剑超教授、赵剑教授和刘蓬勃副教授合作，发明了一种小型高灵敏度的荧光光谱仪。相关成果发表在《分析化学》。小型荧光光谱仪示意图。大连理工大学供图该小型荧光光谱仪基于发明的导光金属毛细管技术，可大幅提高荧光检测的信噪比，因此能够采用便宜微型的LD或LED作为激发光源，以取代昂贵笨重的氩离子激光器或大功率氙灯。同时，合作团队还发明了荧光光谱的同步校准技术，可克服光源功率波动和样品吸收导致的干扰。目前，研制的光谱仪已通过国家计量院的鉴定，并在国家海洋环境监测中心（大连）进行测试和试用。检测精度超过国外主流高端产品，海洋溢油检测指标处于国际领先水平。其水体有机碳TOC的检测精度达4ng/mL，可媲美大型专业仪器。相关论文信息：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c02200

一、 neaspec推出全新一代纳米光谱与成像系统neaSCOPE系列产品 近期，全球知名纳米显微镜领域制造商neaspec推出了纳米光学显微镜neaSCOPE全新一代系列产品，加载了全新技术，拓展了产品功能，以满足客户多样的实验需求。neaSCOPE是基于针增强的纳米成像和光谱，以应用为目的，满足客户在科学，工程和工业研究等不同领域的科研需求。由于其高度的可靠性和可重复性，neaSCOPE已成为纳米光学领域热点研究方向的科研设备，在等离子激元、二维材料声子化、半导体载流子浓度分布、生物材料红外表征、电子激发及衰减过程等众多研究方向得到了许多重要科研成果。neaSCOPE技术特点和优势包括：♢ 行业的针增强技术，高质量的纳米分析实验数据。♢ 采用模块化设计，针对用户的实验需求量身定制配置，同时兼顾未来的升需求，无需重复购置主机。♢ 软件使用方便，提供交互式用户引导功能，让新用户也能快速上手。流程化的软件界面，逐步引导用户轻松完成实验操作。♢ 功能多样、可靠性高，已得到大量发表文章的印证，在纳米光学领域有很深的影响力，是国内外实验室的头号选择。二、neaSCOPE全新一代产品型号 IR-neaSCOPE：基于AFM 针的激光诱导光热膨胀的纳米红外成像和光谱。IR-neaSCOPE可测量纳米红外吸收谱。该设备利用AFM-IR机械信号来检测样品中激光诱导的光热膨胀。IR-neaSCOPE无需红外探测器和光学干涉仪，为热膨胀系数大的样品（如聚合物、生物材料等）提供了一种经济高效的纳米红外成像及光谱研究的解决方案。IR-neaSCOPE提供红外吸收成像，点光谱和高光谱成像，并可升到IR-neaSCOPE+s，拓展更多功能，实现更多种类材料的研究。♢ 将样品的光学与机械性质有效地去耦，实现无伪影的吸收测量。♢ 将激光地聚焦在探针上，实现优化条件下对样品的无损表征。♢ 互动式软件界面，帮助新用户直接上手，获取高质量数据。IR-neaSCOPE+s：探测商用AFM针的弹性散射光，实现纳米红外成像和光谱。IR-neaSCOPE+s能实现10 nm空间分辨率的化学分析和电磁场成像。该设备利用先进的近场光学显微镜技术来测量红外吸收和反射率，以及局部电磁场的振幅和相位。设备支持红外纳米成像、点光谱、高光谱、以及纳米 FTIR，可使用CW照明源，宽波激光器，以及同步辐射源。IR-neaSCOPE+s在有机和无机材料分析方面具有广泛的应用案例以及特殊的近场表征手段，如定量s-SNOM或亚表面分析。♢ 同时探测样品吸收和反射，适用于各类型材料。♢ 快速可靠的s-SNOM成像和光谱系统，在不影响数据质量的情况下实现高效数据产出。♢ 结合多光路设计和多项技术，实现大量选配功能（纳米 FTIR、透射、底部照明、光电流等）。...… VIS-neaSCOPE+s：局部电磁场偏振分辨的近场成像（振幅和相位）。VIS-neaSCOPE+s优化了可见光波长范围内的振幅和相位的矢量场成像。利用的s-SNOM技术实现对等离子体纳米结构和波导结构的近场成像和光谱研究。VIS-neaSCOPE+s提供灵活的光路配置，能够进行偏振测量、侧面和底部照明。同时支持升纳米FTIR 和TERS功能。♢ 检测局域电磁场的振幅和相位，实现对波衰减、模场和色散的全面表征。♢ 有的100%无背景检测技术和稳定的无像差对焦，保证在可见光全波数范围内的实验结果。♢ 灵活的光路选配，可将光源聚焦到样品或探针上，适用于等离子体不同的研究方向。 THz-neaSCOPE+s：纳米尺度太赫兹 （THz） 近场成像和光谱多功能平台。THz-neaSCOPE+s可在纳米尺度上实现太赫兹成像和光谱。该设备基于完全集成的紧凑型 THz-TDS 系统，可直接用于半导体纳米结构、二维纳米材料和新型复合材料系统的电导率研究。THz-neaSCOPE+s同时支持用户自由耦合太赫兹和亚太赫兹源，并集成了市面上SPM仪器中的软件界面，是强大的纳米太赫兹分析仪器。 ♢ 全反射光路，大程度上兼容宽波和单波太赫兹源，覆盖全部光谱范围。♢ 模块化设计和多光束路径设计，支持多种分析功能，包括光电流、泵浦以及纳米FTIR。♢ 基于THz-TDS 技术，实现紧凑且完全集成的太赫兹纳米光谱。 IR-neaSCOPE+fs：10 fs 时间分辨率和 10 nm 空间分辨率的超快泵浦光谱。IR-neaSCOPE+fs实现了泵浦光谱空间分辨率的突破。设备基于纳米FTIR 的fs激光系统，提供完全集成的硬件和软件系统，实现纳米的时间动态研究。该系统具备有的双光路设计、无色散光学元件、以及可选配的SDK，兼容各种泵浦激光器，使用成熟的高功率实验配置进行突破性的超快研究。♢ 完全集成的系统，帮助用户免于复杂的设备调试，专注于研究本身。♢ 无芯片的光学元件进行光聚焦和收集达到大时间分辨率。♢ 灵活的硬件和软件界面，可根据客户实验需求定制。 IR-neaSCOPE+TERs：nano-FTIR与nano-PL和TERS相结合，突破性的纳米尺度光谱探测技术。IR-neaSCOPE+TERs将纳米FTIR与针增强拉曼TERS和光致发光（PL）光谱相结合，在同一显微镜内利用弹性和非弹性散射光同时进行表征。该系统通过简单的光路校准可实现互补的红外光和可见光散射，可使用商用镀金的AFM探针进行稳定的纳米拉曼和PL表征。 ♢ 模块化设计和多光路设计，实现AFM探针在同一位置的纳米FTIR和纳米拉曼/PL光谱。♢ 通过简单的光路校准收集AFM探针针的强弹性散射光。♢ 使用商用AFM探针获得大 TERS 信号。♢ 优化的软件数据收集处理，在同一用户界面进行所有测量。 cryo-neaSCOPE+xs：超低温环境纳米光学成像和光谱。cryo-neaSCOPE+xs可在端低温下实现近场光学纳米成像和纳米光谱。该设备可获得高质量的近场信号，且支持可见光、红外光、以及太赫兹源。因此，该系统可实现10 K以下不同能相关的研究。cryo-neaSCOPE+xs 基于全自动干式低温恒温器，无需液氦。该系统同时具备共聚焦以及接电功能，以实现低温条件下的多功能研究。♢ 的s-SNOM和纳米FTIR技术，实现低温下纳米光学分析，温度低至10K。♢ 使用neaspec 照明和检测模块，兼容红外到太赫兹光源，应用领域广泛。♢ 使用全自动闭式循环高真空干式低温恒温器，降温速度快，使用成本低。 三、背景简介neaspec创立于2007年，起源于德国马克斯普朗克研究所，因其在纳米分析领域的一系列突破性技术而受到广泛关注。neaspec和Quantum Design结为全球战略合作伙伴，并于2013年次引入中国。产品经过多次升换代，设备的各方面性能均已达到高度优化。目前在国内的用户包括清华大学、北京大学、中国科学技术大学、中山大学、中科院诸研究所等高校和研究所。此次升使得系统在软件用户交互性、模块化、后续升兼容性方面具有更大的提升。 四、应用案例1. Nature: 双层旋转的范德瓦尔斯材料中的拓扑化激元和光学魔角 相关产品：IR-neaSCOPE+s 2018年W. Ma等在Nature报道了范德瓦尔斯材料α-MoO3 中的面内双曲声子化激元的重要发现。2020年6月，G.W. Hu等在此基础上通过理论预测并在实验上证实了双层旋转范德瓦尔斯材料α-MoO3体系，可以实现由转角控制的声子化激元从双曲到椭圆能带间的拓扑变换。在这个变换角附近，光学能带变成平带，从而实现激元的直线无衍射传播。类比于双层旋转石墨烯中的电子在费米面的平带，作者因此将这一转角命名为光学魔角。 研究中作者采用散射型近场光学显微镜（s-SNOM）对双层α-MoO3 旋转体系进行扫描测试。实验结果显示，在接近魔角时，光学能带变平，声子化激元沿直线无衍射传播。此外，通过测试不同转角的双层体系，作者成功观测到在不同频段大幅可调的低损耗拓扑转换和光学魔角。这一重要发现奠定了“转角光子学”的基础，为光学能带调制、纳米光操控和超低损耗量子光学开辟了新的途径，同时也衍生出“转角化激元”这一重要分支研究方向，为进一步发展“转角声学”或“转角微波系统”提供了重要的线索和启发。（引自：中国光学-公众号，2020年6月11日《Nature：光学魔角！二维材料转角遇见光》） 【参考】 Topological polaritons and photonic magic angles in twisted α-MoO3 bilayers. Nature, 2020, 582, 209-213.2. Nature: 天然双曲材料的声子化研究 相关产品：IR-neaSCOPE+s W. Ma在自然材料体系（α-MoO3）中观察到在平面内各项异性传播的声子化激元，包括传播速度不同的平面椭圆型和单向传播的平面双曲型声子化激元；并发现了在α-MoO3中支持的声子化激元具有低的损耗。实验发现，α相三氧化钼在两个光谱范围内存在两个剩余射线带，声子化激元的传播行为在两个剩余射线带内表现出不同的性质。在低剩余射线带内，α相三氧化钼可以在中红外波段支持双曲型声子化激元，也就是说声子化激元仅沿一个方向传播([001]方向)，在垂直方向[100]的传播完全被抑制，这种化激元有多种具吸引力的性质，它具有强的场局域特性，可以支持厚度可调节的波导模式，并且损耗低。而在另外一个剩余射线带内,α相三氧化钼在中红外波段支持椭圆型声子化激元,化激元沿着[001]和垂直方向[100]以不同的波长进行传播，这种化激元传播寿命高达约8 ±1 ps，远高于目前已知的高寿命。研究进一步促进了光学器件的微型化和多元的调制特性，并且再次证明自然材料中仍然具有无穷的挖掘潜力。 【参考】 In-plane anisotropic and ultra-low-loss polaritons in a natural van der Waals crystal. Nature, 2018, 562, 557–562. 3. 纳米空间分辨超快光谱和成像系统在范德瓦尔斯半导体研究中的应用 相关产品：IR-neaSCOPE+fs近年来，范德瓦尔斯（vdW）材料中的表面化激元(SP)研究，例如等离化激元、声子化激元、激子化激元以及其他形式化激元等，受到了广大科研工作者的关注，成为了低维材料领域纳米光学研究的热点。其中，范德瓦尔斯原子层状晶体存在特的激子化激元，可诱导可见光到太赫兹广阔电磁频谱范围内的光学波导。同时，具有较强的激子共振可以实现非热刺激（包括静电门控和光激发）的光波导调控。2020年7月，美国哥伦比亚大学Aaron J. Sternbach和D.N. Basov教授等研究者在Nature Communications上发表了题为：“Femtosecond exciton dynamics in WSe2 optical waveguides”的研究文章。研究者以范德瓦尔斯半导体中的WSe2材料为例，利用德国neaspec公司的纳米空间分辨超快光谱和成像系统，通过飞秒激光激发研究了WSe2材料中光波导在空间和时间中的电场分布，并成功提取了飞秒光激发后光学常数的时间演化关系。同时，研究者也通过监视波导模式的相速度，探测了WSe2材料中受激非相干的A-exciton漂白和相干的光学斯塔克（Stark）位移。【参考】 Aaron J. Sternbach et.al. Femtosecond exciton dynamics in WSe2 optical waveguides, Nature Communications, 11, 3567 (2020) 4. ACS Nano：光致发光、拉曼、近场光学同步测量技术揭示二维合金材料新特性 相关产品：IR-neaSCOPE+TERs 单层异质结构的应用潜力直接受到材料内在和外在的缺陷影响。乔治亚大学的研究人员在Abate教授的带领下，利用neaSNOM散射式近场光学显微镜，研究了二维（2D）单层合金光致氧化过程中纳米尺度下的奇异界面现象。他们发现界面张力可以通过建立稳定的局部势阱来集中本征激子，从而实现高的热稳定性和光降解稳定性。该实验结果由neaspec公司特的nano-PL / Raman和s-SNOM同步测量技术所采集，并已发表在ACS NANO中。在实验中，作者合成了由单层面内MoS2-WS2异质结构制成的2D纳米晶体，这些晶体在富Mo的内部区域和富W的外部区域间，显示出了较强的纳米合金界面。在针增强照明刺激下（100天），作者进一步观察到，光降解过程中界面的激子稳定性、局域性和不均匀性。得益于高度敏感的s-SNOM成像技术，作者探测到富W的外部区域的反射率出现急剧下降。该反射率始于晶体边缘，并随时间向内传播。在同一样品区域获得的高光谱纳米光致发光（nano-PL）图像显示，W氧化相关的激子的猝灭会遵循与s-SNOM相同的模式（在边缘开始并向内传播）。值得注意的是，合金界面的内部区域表现出了强大的抗氧化能力。即使在光降解100天后，它仍具有很强的s-SNOM信噪比和未淬灭的nano-PL信号。为了进一步研究结构变化，作者使用nano-PL进行了增强拉曼高光谱纳米成像测量，并在同一扫描区域的每个像素处获取了空间和光谱信息。实验结果表明，在整个晶体的光降解过程中，WS2拉曼峰逐渐消失，而在内部区域中的MoS2仍然存在。该结果表明在相同的环境条件、同一显微镜下测量相同的晶体，由于热诱导的合金和基底晶格常数的不匹配，导致光氧化与局部应变存在一定的关联。而合金界面可防止该应变传播到内部区域，从而防止其降解。 【参考】 Photodegradation Protection in 2D In-Plane Heterostructures Revealed by Hyperspectral Nanoimaging: The Role of Nanointerface 2D Alloys. ACS Nano 2021, 15, 2, 2447–2457. 5. Cryo-SNOM低温近场在氧化物界面的新应用 相关产品：cryo-neaSCOPE+xs 氧化物界面处的二维电子体系（2DES）做为一个特的平台，将典型复合氧化物、强电子相关的物理特性以及由2DES有限厚度引起的量子限域集成于一体。这些特的性质使其在电子态对称性、载流子的有效质量和其它物理特性方面与普通半导体异质结截然不同，可以产生不同于以往的新现象。然而氧化物界面多掩埋于物质间使其难以探测，为探究其局限2DES需要一个无创并且具有很高空间分辨率的表征技术，如果还能提供一个较宽范围内温度变化的平台将大地推进该领域的研究。通常光学显微镜可用于上述研究，其中，远场的探测技术由于受到波长和衍射限的限制缺乏空间分辨率，而红外波段的光束探测传导电子的Drude反应分辨率仅有几个微米的量，无法满足测试需求，而利用散射式近场光学显微镜(s-SNOM)可以克服这一限制，使其具有10-20 nm的空间分辨率并获得光响应信号中的强度和相位信息。近期，Alexey B. Kuzmenko团队在Nat. Commun.上获得新进展，他们利用s-SNOM来研究从室温下降到6K时LaAlO3/SrTiO3界面的变化情况，从近场光学信号，特别是其中的相位分量信息可以看出对于界面处的电子系统的输运性质具有其高的光学敏感度。这一模型说明了2DES敏感性来源于AFM针和耦合离子声子模型在很小穿透深度下的相互作用，并且该模型可以定量地将光信号的变化与冷却和静电选通控引起的2DES传输特性的变化相关联，从而提供操控光学信息的有效手段。从利用s-SNOM得到的实验结果和建立的模型结果来看，二者之间具有很好的拟合，这一结果说明了电子声子相互作用对于在零动量时的表面声子离子模型的散射化吸收具有至关重要的作用。【参考】 High sensitivity variable-temperature infrared nanoscopy of conducting oxide interfaces. Nature Communications 2019, 10, 2774. 6. Science：近场太赫兹光电流-石墨烯等离子体在近费米速度传播下的非局域量子效应 相关产品：THz-neaSCOPE+s西班牙光子科学研究所（ICFO）的 Marco Polini教授和Frank H. L.Koppens教授在《Science》上发表了题为：Tuning quantum nonlocal effects in graphene plasmonics的文章。 在本篇文章中，研究者利用散射式近场光学手段，对石墨烯-(h-NB)-金属复合体系表面进行了纳米尺度下的精细扫描，由此观测到了太赫兹波段下的石墨烯等离子体以近费米速度进行传播。研究发现，在慢的速度（数百倍低于光速）下，石墨烯等离子的非局域响应得以探测，通过近场成像能够以无参数匹配手段清晰地揭示无质量的Dirac电子气体的量子描述，进而展示了三种类型的非局域量子效应，即单粒子速率匹配，相互增强费米速率和相互减弱压缩性。通过该近场光学的研究方法，研究者终提供了确定电子体系的全时空反应的新途径。 【参考】 Tuning quantum nonlocal effects in graphene plasmonics. Science 2017, 357, 187. 五、部分发表文章[1]. Nature (2021) 596, 362[2]. Science (2021) 371, 617[3]. Nature Physics (2021) 17, 1162[4]. Nature Phot. (2021) 15, 594[5]. Nature Chem. (2021) 13, 730[6]. Nature (2020) 582, 209[7]. Nature Phot. (2020) 15, 197[8]. Nature Nanotech. (2020) 15, 941[9]. Nature Mater. (2020) 19, 1307[10]. Nature Mater. (2020) 19, 964[11]. Nature Phys. (2020) 16, 631[12]. Nature (2018) 562, 557 [13]. Nature (2018) 359, 892[14]. Science (2018) 362, 1153 [15]. Science (2018) 361, 6406 [16]. Science (2018) 359, 892[17]. Science (2017) 357, 187[18]. Science (2014) 344, 1369[19]. Science (2014) 343, 1125