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氧气含量探测器

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氧气含量探测器相关的资讯

  • AGV呼出气体酒精含量探测器检定装置研制
    table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" width=" 600" tbody tr td width=" 19%" p style=" line-height: 1.75em " 成果名称 /p /td td width=" 80%" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " AGV呼出气体酒精含量探测器检定装置 /p /td /tr tr td width=" 19%" p style=" line-height: 1.75em " 联系人 /p /td td width=" 35%" p style=" line-height: 1.75em " 潘义 /p /td td width=" 16%" p style=" line-height: 1.75em " 联系邮箱 /p /td td width=" 28%" p style=" line-height: 1.75em " 9026427@qq.com /p /td /tr tr td width=" 19%" p style=" line-height: 1.75em " 单位名称 /p /td td width=" 80%" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " 四川中测标物科技有限公司 /p /td /tr tr td width=" 19%" p style=" line-height: 1.75em " 成果成熟度 /p /td td width=" 80%" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " □正在研发 □已有样机 □通过小试 □通过中试 ■可以量产 /p /td /tr tr td width=" 19%" p style=" line-height: 1.75em " 合作方式 /p /td td width=" 80%" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " □技术转让 □技术入股 □合作开发& nbsp ■其他 /p /td /tr tr td width=" 100%" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 成果简介: /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/fa275657-9b17-435f-aca9-b321d2e44db0.jpg" title=" 5-AGV呼出气体酒精含量探测器检定装置.png" width=" 350" height=" 233" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 350px height: 233px " / /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp 特点: 本检定装置以国际标准《ISO 6145-8 气体分析-动态体积法制备校准混合气体 第9部分:饱和法》为理论基础,研制出连续动态产生饱和酒精气体的技术工艺,结合本单位的气体稀释配气相关技术专利,可制备浓度范围为(40~500)& amp #956 mol· mol-1的酒精气体,完全满足《JJG 657-2006 呼出气体酒精含量探测器检定规程》对检定装置的要求,更率先与国际权威标准接轨,依据国际法制计量技术委员会颁布的《OIML R126 Evidential Breath alcohol analyzers》最新版的要求,实现了出口酒精气体温度、湿度的准确控制。检定装置具有清晰友好的人机对话界面,简单易用。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 指标:浓度范围:(40-500)× 10 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 扩展不确定度:Urel = 2%, k = 2 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 浓度调节时间: & lt 15s br/ & nbsp & nbsp & nbsp 重复性:0.2% br/ & nbsp & nbsp & nbsp 酒精气体温度: 34℃± 0.5℃,相对湿度大于90% /p /td /tr tr td width=" 100%" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 应用前景: /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 呼出气体酒精含量检测仪标准装置是应用于保障呼出气体酒精浓度计量准确性与溯源可靠性的专业设备。近年来随着汽车保有量的迅速增长,饮酒驾驶也逐渐成为当前重要的道路交通危害来源。我国交通执法部门大量采用呼出气体酒精含量检测仪作为判断是否酒驾的执法工具,酒检仪的计量性能是否准确关系到执法的公正性和权威性。研发呼出气体酒精含量检测仪标准装置对保障社会公共及人民生命财产安全具有重要作用,也是经济可持续发展的重要保障。呼出气体酒精含量检测仪标准装置建立以后,可以作为社会公用计量标准开展各类呼出气体酒精含量检测仪的检定校准工作,为社会提供呼出气体酒精浓度检测的溯源服务;也可以作为气体酒精传感器及检测设备的计量性能测试平台,联合各生产企业及科研、计量测试单位开展研发试验,提高气体酒精传感器及检测设备的技术水平。 /p /td /tr tr td width=" 100%" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 知识产权及项目获奖情况: /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 实用新型专利1项 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 专利名称:一种呼出气体酒精含量探测器检定装置 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 专利号:ZL201320830646.3 /p /td /tr /tbody /table p br/ /p
  • 氧气检测仪:精准探测,守护每一次呼吸安全
    在我们生活的这个世界里,空气是如此的重要,而其中氧气更是维持生命不可或缺的元素。无论是在工业生产的复杂环境中,还是在医疗救治的关键场所,亦或是科研实验的精密空间,对氧气浓度的准确把握都至关重要。而氧气检测仪,就是那默默守护我们的忠诚卫士。  在工业领域,各种生产过程中可能会产生不同程度的气体泄漏或氧气浓度变化。例如在化工企业,一些化学反应会消耗或产生氧气,若氧气浓度超出安全范围,可能引发爆炸或火灾等严重事故。氧气检测仪在这里发挥着关键的监测作用,它以其高度的精准性,实时探测环境中的氧气含量。一旦发现氧气浓度异常,便会立即发出警报,提醒工作人员及时采取措施,避免危险的发生。它如同一位不知疲倦的守护者,时刻警惕着潜在的威胁,为工业生产的安全运行保驾护航。  技术原理  氧气检测仪通常基于电化学传感器、顺磁式氧气传感器或光学传感器等原理进行工作。这些传感器能够敏感地捕捉到环境中氧气分子的变化,并将其转化为可测量的电信号或光信号。通过内置的微处理器对这些信号进行处理和分析,最终将氧气浓度以数字或图形的形式显示在仪器屏幕上,供用户直观读取。  主要功能  1、精准探测:氧气检测仪具备高精度和稳定性,能够准确测量环境中的氧气浓度,误差范围小,确保数据的可靠性。  2、实时监测:设备能够持续不断地对周围环境进行监测,及时反映氧气浓度的变化,帮助用户随时掌握环境状况。  3、报警功能:当氧气浓度超出预设的安全范围时,氧气检测仪会自动发出声光报警信号,提醒用户采取相应措施,防止事故发生。  4、数据存储与传输:部分高端氧气检测仪还具备数据存储功能,能够记录并保存历史数据,便于后续分析和查阅。同时,还支持数据无线传输功能,便于远程监控和管理。  应用领域  1、工业安全:在化工、冶金、矿山等行业中,氧气检测仪用于监测作业环境的氧气浓度,预防因缺氧或富氧导致的安全事故。  2、医疗领域:在手术室、ICU、高压氧舱等医疗场所,氧气检测仪用于确保患者吸入的氧气浓度符合治疗要求。  3、消防救援:消防员在灭火救援过程中佩戴氧气检测仪,以监测自身呼吸环境中的氧气浓度,保障生命安全。  4、潜水与航空航天:潜水员和航天员在特殊环境下工作时,氧气检测仪是不可或缺的装备之一,用于确保呼吸气体的安全。  氧气检测仪作为现代安全监测技术的重要组成部分,以其精准探测和实时监测的能力,为人们的呼吸安全提供了有力保障。随着科技的不断进步,氧气检测仪也在不断地发展和完善。它的传感器越来越灵敏,检测精度越来越高,响应速度越来越快。同时,它的设计也更加人性化,操作更加简便,能够适应各种复杂的环境和需求。
  • 多国探测器飞抵火星,科学仪器助力火星探测
    近日,中国“天问一号”、美国“毅力号”以及阿联酋“希望号”火星探测器飞抵火星轨道。中国“天问一号”携13台科学仪器踏入环火轨道2月10日,“天问一号”火星探测器顺利实施近火制动,完成火星捕获,正式踏入环火轨道。据了解,天问一号共携带了13个高科技科学仪器,火星磁力仪,火星矿物学光谱仪,火星离子和中性粒子分析仪,火星高能粒子分析仪,火星轨道地下探测雷达,地形摄像机,火星探测器地下探测雷达,火星表面成分检测器,火星气象监测器,火星磁场检测器,光谱摄像机,还有两个先进摄像头。其中,轨道器配备了7个科学仪器,火星巡视车配备了6个科学仪器。火星表明成分探测仪结合了被动短波红外光谱探测和主动激光诱导击穿光谱探测技术,可以探测火星表面物质反射太阳光的辐射信息,同时其可主动对几米内的目标发射激光产生等离子体,测量原子发射光谱可准确获取物质元素的成分和含量。火星矿物光谱分析仪搭载在火星环绕器上。在环绕器对火星开展科学遥感探测期间,该仪器可在近火段800km以下轨道,通过推帚式成像、多元实时动态融合的总体技术,获取火星表面的地貌图像与相应位置的光谱信息,为探测火星表面元素与矿物成分等提供科学数据。小型化、高集成化是深空探测载荷发展的主要趋势。火星离子与中性粒子分析仪采用从传感器到电子学进行最大限度共用的设计思路,在一台仪器中实现对离子和能量中性原子进行能量、方向和成分的探测,大大降低了仪器对卫星平台的资源需求。仪器采取静电分析进行离子的方向和能量测量、采取飞行时间方法进行离子成分的测量。中性原子采用电离板电离成带电离子,后端的能量测量和成分测量与离子相同。鉴定件样机已经完成了初步的测试定标,结果表明其满足设计要求。 阿联酋“希望号”携3组设备抵达火星当地时间2月9日,阿联酋“希望号”火星探测器抵达火星,对火星大气开展科学研究。这是阿联酋首枚火星探测器,由阿联酋和美国合作研制。“希望”号探测器历经半年时间,飞行近5亿公里,阿联酋由此成为第五个到达火星的国家。“希望”号于2020年7月20日从日本鹿儿岛县种子岛宇宙中心发射升空。“希望”号主要任务是研究火星气候和大气的日常和季节变化。由于阿联酋政府明确要求该国项目团队不能直接从别国购买探测器,阿联酋的工程师深度参与了合作研发。“希望”号高约2.9米,其太阳能电池板完全展开时宽约8米,重1.5吨,携带3组研究火星大气层和监测气候变化的设备。“希望”号的主要任务是拍摄火星大气层图片,研究火星大气的日常和季节变化。与人类今年计划发射的另外两个火星探测器不同,“希望”号不会在火星着陆,而是在距火星表面2万至4万公里的轨道上环绕火星运行。“希望”号绕火星运行一周需要大约55小时,它将持续围绕火星运行至少两年。美国“毅力号”漫游者火星车将登录火星美国宇航局的“毅力号(Perseverance)”漫游者火星车目前计划于2021年2月18日着陆。该次着陆顺序大多为自动化。据了解,“毅力号”(Perseverance)火星探测器为NASA公布的新一代火星车,由美国的初一学生亚历山大马瑟命名,用于搜寻火星上过去生命存在的证据。2020年5月18日,NASA公布“毅力号”火星车多项测试视频集锦,由于火星车登陆后无法对其进行维修,团队需确保其能承受极端温度变化及持续辐射的环境。2020年7月30日,美国“毅力”号火星车从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空。毅力号探测器将进行一次近7个月的火星旅行,并于2021年2月18日在火星杰泽罗陨坑(Jezero)内以壮观的“空中起重机”方式安全着陆。“毅力号”是一个2300磅(1043千克)的火星车,是世界最大的行星漫游车。其样品处理臂由一对组件组成:Bit Carousel和Adaptive Caching Assembly(自适应缓存装置),它们将用于收集、保护这些灰尘和岩石样本并将其返回给科学家。Bit Carousel 由9个钻头组成,火星车将使用它们钻入地面,拉动样本并将它们传递到火星车内部,以通过自适应缓存装置进行分析。该系统具有七个电机和总共3000个零件,并负责存储和评估岩石和灰尘样品。毅力号身上总共安装了五款成像工具,首先是桅杆头上的SuperCam(位于大的圆形开口中),其次是两个位于桅杆下方灰框中的Mastcam-Z导航摄像头。激光、光谱仪、SuperCam成像仪将用于检查火星的岩石和土壤,以寻找与这颗红色星球的前世有关的有机化合物。两台高分辨率的Mastcam-Z相机能够与多光谱立体成像仪器一起工作,以增强毅力号火星车的行驶和岩心采样能力。该探测器的10个科学设备中有一个叫做“MOXIE”,它能从火星稀薄、以二氧化碳为主的大气层中制造氧气,这些的设备一旦扩大规模,就可以帮助未来宇航员探索火星,这是美国宇航局将在21世纪30年代实现的重要太空目标。此外,一架被命名为“Ingenuity”的1.8公斤重的小型直升机将悬挂在毅力号腹部位置抵达火星,一旦毅力号找到合适位置,Ingenuity直升机将分离,并进行几次试飞,这将是首次旋翼飞行器在地外星球飞行。美国宇航局官员表示,如果Ingenuity直升机成功飞行,未来火星任务可能经常采用直升机作为探测器或者宇航员的“侦察兵”。旋翼飞行器可以进行大量科学勘测工作,探索难以到达的区域,例如:洞穴和悬崖。同时,Ingenuity直升机配备一个摄像系统,可以拍摄具有重要研究价值的火星表面结构 。美国洞察号执行任务失败,被迫“冬眠”然而,火星探测并非一帆风顺,与此同时,也传来了美国“洞察号”任务失败的消息。“洞察”号火星无人着陆探测器是美国宇航局向火星发射一颗火星地球物理探测器,它的机身设计继承先前的凤凰号探测器,着陆火星之后将在火星表面安装一个火震仪,并使用钻头在火星上钻出迄今最深的孔洞进行火星内部的热状态考察。根据项目首席科学家布鲁斯巴内特(Bruce Banerdt)的说法,这一探测器将是一个国际合作进行的科学项目,并且几乎是先前大获成功的凤凰号探测器的翻版。据了解,洞察号搭载完全不同的3种科学载荷,包括两台由欧洲提供的仪器,专门设计用于探查这颗红色星球的核心深处,从而了解与其形成过程相关的线索。它将探测这里是否存在任何地震现象,火星地表下的地热流值,火星内核的大小,并判断火星的内核究竟处于固态还是液态。巴内特说:“地震仪设备(即SEIS,全称为‘内部结构地震实验’)由法国提供,地热流值探测仪(HP3,即热流和物理属性探测仪)则由德国提供。按照计划,热流探测器需要将探头打入地下5米深的位置。然而,由于热探针始终无法获得挖掘所需的摩擦力,美国NASA官方宣布,用于探索火星的洞察号执行任务失败。与此同时,由于“洞察”号使用太阳能电池板从太阳获取能量,而火星的冬季也是火星距离太阳最远的时候,再加上洞察号火星探测车的太阳能电池板目前被灰尘覆盖,大大减小了它能获取到的太阳能,“洞察”号将被迫进入“冬眠”。火星探测道阻且长。
  • 国家市场监督管理总局对《微细气泡技术 水中微细气泡分散体系气体含量的测量方法 第1部分:氧气含量》等67项拟立项国家标准项目公开征求意见
    各有关单位:经研究,现对《跨境电子商务独立站经营评价指南》等67项拟立项国家标准项目公开征求意见,征求意见截止时间为2024年8月2日。请登录请登录标准技术司网站征求意见公示网页http://std.samr.gov.cn/gb/gbSuggestionPlan?bId=10001899,查询项目信息和反馈意见建议。2024年7月3日相关标准如下:#项目中文名称制修订截止日期1微细气泡技术 水中微细气泡分散体系气体含量的测量方法 第1部分:氧气含量修订2024-08-022微细气泡技术 水中微细气泡分散体系气体含量的测量方法 第2部分:氢气含量修订2024-08-023敞开式直接电离质谱仪性能测定方法制定2024-08-024塑料扭转刚性试验方法修订2024-08-025激光器和激光相关设备 角分辨散射的试验方法制定2024-08-026光学和光子学 光学元件 复杂曲面光学元件几何参数测试方法制定2024-08-027医用输液、输血、注射器具检验方法 第2部分:生物学试验方法修订2024-08-028元素分析仪性能测定方法制定2024-08-02
  • 什么?韦布天文望远镜也用上了碲镉汞红外探测器?
    题注:韦布通过将冷却至极低温的大口径太空望远镜(预计是斯皮策红外天文望远镜的50倍灵敏度和7倍的角分辨率)和先进的红外探测器工艺相结合,带来了科学能力的巨大进步。它将为以下四个科学任务做出重要贡献:1. 发现宇宙的“光”;2. 星系的集合,恒星形成的历史,黑洞的生长,重元素的产生;3. 恒星和行星系统是如何形成的;4. 行星系统和生命条件的演化。而这一切,都离不开部署在韦布上的先进的红外探测器阵列! ============================================================近日,NASA公布了“鸽王”詹姆斯韦布望远镜拍摄的一张照片! 图1. 韦布拍的一张照片,图源:NASA 什么鬼?!这台花费百亿美金的望远镜有点散光啊… … 怕不是在逗我玩呢吧… … 别急,这确实是韦布望远镜用它的近红外相机(NIRCam)拍的一张照片。确切来说,这只是一张马赛克拼图的中间部分。上面一共18个亮点,每个亮点都是北斗七星附近的同一颗恒星。因为韦布的主镜由18块正六边形镜片拼接而成,之前为了能够塞进火箭狭窄的“货舱”发射升空,韦布连主镜片都折叠了起来,直到不久前才完全展开。但这些主镜片还没有对齐,于是便有了首张照片上那18个看似随机分布散斑亮点。对于韦布团队的工程师而言,这张照片可以指导他们接下来对每一块主镜片作精细调整,直到这18个亮点合而为一,聚成一个清晰的恒星影像为止。想看韦布拍摄的清晰版太空美图,我们还要再耐心等几个月才行。小编觉得,大概到今年夏天,就差不多了吧。=============================================================================中红外仪器MIRI如果把韦布网球场般大小的主反射镜,比作人类窥探宇宙的“红外之眼”的晶状体的话,韦布携带的中红外仪器,可以说就是这颗“红外之眼”的视网膜了。今天,小编要带大家了解的,就是韦布得以超越哈勃望远镜的核心设备——中红外仪器 (MIRI,Mid-infared Instrument)。图2. 韦布望远镜的主要子系统和组件,中红外仪器MIRI位于集成科学仪器模组(ISIM)。原图来源:NASA如图2所示,韦布望远镜的主、副镜片经过精细调整和校准后,收集来自遥远太空的星光,并将其导引至集成科学仪器模组(ISIM)进行分析。ISIM包含以下四种仪器:l 中红外仪器(MIRI)l 近红外光谱仪 (NIRSpec)l 近红外相机 (NIRCam)l 精细导引传感器/近红外成像仪和无狭缝光谱仪 (FGS-NIRISS)其中,最引人注目的,便是韦布望远镜的中红外仪器 (MIRI,Mid-infared Instrument) 。MIRI包含一个中红外成像相机和数个中红外光谱仪,可以看到电磁光谱中红外区域的光,这个波长比我们肉眼看到的要长。 图3. MIRI 将工作在 5 至 28 微米的中远红外波长范围。图源:NASAMIRI 的观测涵盖 5 至 28 微米的中红外波长范围(图3)。 它灵敏的探测器将使其能够看到遥远的星系,新形成的恒星,以及柯伊伯带中的彗星及其他物体的微弱的红移光。 MIRI 的红外相机,将提供宽视场、宽谱带的成像,它将继承哈勃望远镜举世瞩目的成就,继续在红外波段拍摄令人惊叹的天文摄影。 所启用的中等分辨率光谱仪,有能力观察到遥远天体新的物理细节(如可能获取的地外行星大气红外光谱特征)。MIRI 为中红外波段天文观测提供了四种基本功能:1. 中红外相机:使用覆盖 5.6 μm 至 25.5μm 波长范围的 9 个宽带滤光片获得成像;2. 低分辨光谱仪:通过 5 至 12 μm 的低光谱分辨率模式获得光谱,包括有狭缝和无狭缝选项,3. 中分辨光谱仪:通过 4.9 μm 至 28.8 μm 的能量积分单元,获得中等分辨率光谱;4. 中红外日冕仪:包含一个Lyot滤光器和三个4象限相位掩模日冕仪,均针对中红外光谱区域进行了优化。韦布的MIRI是由欧洲天文科研机构和美国加州喷气推进实验室 (JPL) 联合开发的。 MIRI在欧洲的首席研究员是 Gillian Wright(英国天文技术中心),在美国的首席研究员是 George Rieke(亚利桑那大学)。 MIRI 仪器科学家,是 英国天文技术中心 的 Alistair Glasse 和 喷气推进实验室 的 Michael Ressler。 ===============================================================================深入了解MIRI的技术细节 图4. 集成科学仪器模组(ISIM)的三大区域在韦布上的位置。图源:NASA 将四种主要仪器和众多子系统集成到一个有效载荷 ISIM 中是一项艰巨的工作。 为了简化集成,工程师将 ISIM 划分为三个区域(如图4): “区域 1” 是低温仪器模块,MIRI探测器就包含在其中。这部分区域将探测器冷却到 39 K,这是必要的最初阶段的冷却目标,以便航天器自身的热量,不会干扰从遥远的宇宙探测到的红外光(也是一种热量辐射)。ISIM和光学望远镜(OTE)热管理子系统提供被动冷却,而使探测器变得更冷,则需使用其他方式。“区域 2” 是ISIM电子模块,它为电子控制设备提供安装接口和较温暖的工作环境。“区域 3”,位于航天器总线系统内,是 ISIM 命令和数据处理子系统,具有集成的 ISIM 飞行控制软件,以及 MIRI 创新的低温主动冷却器压缩机(CCA)和控制电子设备(CCE)。 图5. MIRI整体构成及各子系统所处的区域。图源:NASA图5示出了MIRI的整体构成及其子系统在韦布三大区域中的分布情况。包含成像相机,光谱仪,日冕仪的光学模块 (OM) 位于集成科学仪器模块 (ISIM) 内,工作温度为 40K。 OM 和焦平面模块 (FPM) 通过基于脉冲管的机械主动冷却器降低温度,航天器中的压缩机 (CCA) ,控制电子设备 (CCE) 和制冷剂管线 (RLDA) 将冷却气体(氦气)带到 OM 附近实现主动制冷。仪器的机械位移,由仪器控制电子设备 (ICE) 控制,焦平面的精细位置调整,由焦平面电子设备 (FPE) 操作,两者都位于上述放置在 ISIM 附近的较温暖的“区域 2”中。 图6. ISIM低温区域1(安装于主镜背后)中的MIRI结构设计及四个核心功能模块的位置。原图来源:NASA MIRI光模块由欧洲科学家设计和建造。来自望远镜的红外辐射通过输入光学器件和校准结构进入,并在焦平面(仪器内)在中红外成像仪(还携带有低分辨率光谱仪和日冕仪)和中等分辨率光谱仪之间分光。经过滤光,或通过光谱分光,最终将其汇聚到探测器阵列上(如图6)。 探测器是吸收光子并最终转换为可测量的电压信号的器件。每台光谱仪或成像仪都有自己的探测器阵列。韦布需要极其灵敏的,大面积的探测器阵列,来探测来自遥远星系,恒星,和行星的微弱光子。韦布通过扩展红外探测器的先进技术,生产出比前代产品噪音更低,尺寸更大,寿命更长的探测器阵列。 图7. (左)韦布望远镜近红外相机 (NIRCam) 的碲镉汞探测器阵列,(右)MIRI 的红外探测器(绿色)安装在一个被称为焦平面模块的块状结构中,这是一块1024x1024 像素的砷掺杂硅像素阵列(100万像素)。图源:NASA。 韦布使用了两种不同材料类型的探测器。如图7所示,左图是用于探测 0.6 - 5 μm波段的近红外碲镉汞(缩写为 HgCdTe或MCT)“H2RG”探测器,右图是用于探测5 - 28 μm波段的中红外掺砷硅(缩写为 Si:As)探测器。 近红外探测器由加利福尼亚州的 Teledyne Imaging Sensors 制造。 “H2RG”是 Teledyne 产品线的名称。中红外探测器,由同样位于加利福尼亚的 Raytheon Vision Systems 制造。每个韦布“H2RG”近红外碲镉汞探测器阵列,有大约 400 万个像素。每个中红外掺砷硅探测器,大约有 100 万个像素。(小编点评:以单像素碲镉汞探测器的现有市场价格计算,一块韦布碲镉汞探测器阵列的价格就要四十亿美金!!!为了拓展人类天文知识的边界,韦布这回真是不计血本啊!) 碲镉汞是一种非常有趣的材料。 通过改变汞与镉的比例,可以调整材料以感应更长或更短波长的光子。韦布团队利用这一点,制造了两种汞-镉-碲化物成分构成的探测器阵列:一种在 0.6 - 2.5 μm范围内的汞比例较低,另一种在 0.6 - 5 μm范围内的汞含量较高。这具有许多优点,包括可以定制每个 NIRCam 检测器,以在将要使用的特定波长上实现峰值性能。表 1 显示了韦布仪器中包含的每种类型探测器的数量。 表1. 韦布望远镜上的光电探测器,其中MIRI包含三块砷掺杂的硅探测器,一块用于中红外相机和低分辨光谱仪,另外两块用于中分辨光谱仪。来源:NASA而MIRI 的核心中红外探测功能,则是由三块砷掺杂的硅探测器(Si:As)阵列提供。其中,中红外相机模块提供宽视场,宽光谱的图像,光谱仪模块在比成像仪更小的视场内,提供中等分辨率光谱。MIRI 的标称工作温度为7K,如前文所述,使用热管理子系统提供的被动冷却技术无法达到这种温度水平。因此,韦布携带了创新的主动双级“低温冷却器”,专门用于冷却 MIRI的红外探测器。脉冲管预冷器将仪器降至18K,再通过Joule-Thomson Loop热交换器将其降至7K目标温度。 韦布红外探测器工艺及架构 图8. 韦布太空望远镜使用的红外探测器结构。探测器阵列层(HgCdTe 或 Si:As)吸收光子并将其转换为单个像素的电信号。铟互连结构将探测器阵列层中的像素连接到 ROIC(读出电路)。ROIC包含一个硅基集成电路芯片,可将超过 100万像素的信号,转换成低速编码信号并输出,以供进一步的处理。图源:Teledyne Imaging Sensors 韦布上的所有光电探测器,都具有相同的三明治架构(如上图)。三明治由三个部分组成:(1) 一层半导体红外探测器阵列层,(2) 一层铟互连结构,将探测器阵列层中的每个像素连接到读出电路阵列,以及 (3) 硅基读出集成电路 (ROIC),使数百万像素的并行信号降至低速编码信号并输出。红外探测器层和硅基ROIC芯片是独立制备的,这种独立制造工艺允许对过程中的每个组件进行仔细调整,以适应不同的红外半导体材料(HgCdTe 或 Si:As)。铟是一种软金属,在稍微施加压力下会变形,从而在探测器层的每个像素和 ROIC阵列之间形成一个冷焊点。为了增加机械强度,探测器供应商会在“冷焊”工艺后段,在铟互连结构层注入流动性高,低粘度的环氧树脂,固化后的环氧树脂提高了上下层的机械连接强度。 韦布的探测器如何工作?与大多数光电探测器类似,韦布探测器的工作原理在近红外 HgCdTe 探测器和中红外 Si:As 探测器中是相同的:入射光子被半导体材料吸收,产生移动的电子空穴对。它们在内置和外加电场的影响下移动,直到它们找到可以存储的地方。韦布的探测器有一个特点,即在被重置之前,可以多次读取探测器阵列中的像素,这样做有好几个好处。例如,与只进行一次读取相比,可以将多个非重置性读取平均在一起,以减少像素噪声。另一个优点是,通过使用同一像素的多个样本,可以看到信号电平的“跳跃”,这是宇宙射线干扰像素的迹象。一旦知道宇宙射线干扰了像素,就可以在传回地球的信号后处理中,应用校正来恢复受影响的像素,从而保留其观测的科学价值。 对韦布探测器感兴趣的同学们,下面的专业文献,可供继续学习。有关红外天文探测器的一般介绍,请参阅Rieke, G.H. 2007, "Infrared Detector Arrays for Astronomy", Annual Reviews of Astronomy and Astrophysics, Vol. 45, pp. 77-115有关候选 NIRSpec 探测器科学性能的概述,请参阅Rauscher, B.J. et al. 2014, "New and BetterDetectors for the Webb Near-Infrared Spectrograph", Publications of the Astronomical Society of the Pacific, Vol 126, pp. 739-749有关韦布探测器的一般介绍,请参阅Rauscher, B.J. "An Overview of Detectors (with a digression on reference pixels)" 参考资源:[1]. 亚利桑那大学关于MIRI的介绍网页. http://ircamera.as.arizona.edu/MIRI/index.htm[2]. Space Telescope Science Institute 关于MIRI的技术网页 https://www.stsci.edu/jwst/instrumentation/instruments[3]. 韦布的创新制冷设备介绍 https://www.jwst.nasa.gov/content/about/innovations/cryocooler.html
  • 印度月球探测器发现月面含铁矿物
    东方网1月5日消息:据中国探月网消息,美国航空航天局2008年12月25日表示,印度月球探测器上由该局提供的“月球矿物学测绘仪”(M3)在月面上发现了含铁矿物。   该仪器发回了东海盆地区域的图像,表明那里有丰富的辉石等含铁矿物。利用不同的波长,该仪器还首次揭示了岩石和矿物成分的变化。来自这台7公斤重的仪器的数据使空间科学家首次有机会以很高的空间和光谱分辨率来研究月球矿物学。据了解,仪器是由喷推实验室设计建造的。
  • TecSense无损顶空残氧测试仪实时监测气调包装内的残氧含量
    TecSense无损顶空残氧测试仪实时监测气调包装内的残氧含量关键词:进口顶空分析仪|西林瓶残氧仪|安瓿瓶氮气浓度仪|肖氏露点仪|进口露点仪|露点仪价格|露点仪品牌|SADP露点仪|便携式露点仪|在线露点仪|微量水分析仪|PBI药品残氧仪 TecSense无损顶空残氧测试仪实时监测气调包装内的残氧含量,也称在线顶空分析仪,可测量食品包装内的气调包装内的残氧含量,也可以用在制药行业药品包装内的残氧含量。介绍随着市场和消费者需求以及经济现实的变化,食品工业继续发生变化。该行业越来越重视:A.食品安全B.质量货架期使用气调包装(MAP)是食品工业应对日益严格的包装审查的一种重要方式。事实上,MAP是包装行业增长罪快的领域之一。食品暴露在大气中会导致产品氧化,从而导致食品工业的主要问题,如货架寿命下降、风味丧失和变色。MAP的工作原理是减少产品接触的氧气量。这是通过在密封前用氮气或二氧化碳冲洗包装来完成的,从而使包装内部的氧气含量低于0.5%。要使气调包装满足这一严格的低氧要求,需要三件事:1。良好的氧气屏障2包装材料。密封前要冲洗好包装三。良好的密封(包装完整性)奥地利TecSense公司推出了一个顶空分析仪测试系统,该系统在包装材料的发展和优越的测试方法方面取得了显著进步。使用这个新的系统,实验室能够——第1次——在不破坏包的情况下监控包内发生的事情。利用氧传感器系统实时监测气调包装中的氧气新的氧气传感器系统为气调包装地板带来了同样的突破性技术。TecSense顶空分析仪系统集成了经验证的TecSense氧气分析仪TecLab不损残氧测试技术和革名性的传感器。第1次,包装线操作员现在可以实时、无侵入、无侵入地监控、控制和记录冲洗周期(三个MAP成功标准中的第二个)。TecSense光学传感器通常情况下,氧气是通过从包装或冲洗室中提取大气样品来监测的,然后将样品送到进行测量的仪器中。使用带有长软管/管的真空系统自动提取样品。但是,这种类型的系统具有侵入性,不能提供实时信息或刷新周期的文档。真空系统很容易损坏,或者取样管很容易堵塞,导致读数不可靠,导致包装线中断。频繁的停工会导致生产力和收入的损失。TecSense顶空分析仪系统提供冲洗室/冲洗包的无创、实时、被动、现场监控。它是一个系统,有两个主要和独立的组件:1.带10英尺光纤束/热电偶电缆延长线的主控制器(箱)。2.TecSense定制的在线传感器块。该顶空分析仪系统没有样品提取、真空或软管。它缺少任何活动部件,因此维护要求非常有限。氧气直接在室内或包装中使用独立的固态光学传感器(革名性的氧气传感器)测量。使用光学传感可以在不干扰测量环境的情况下进行测量。传感行为不消耗氧气,这与传统传感器非常不同,因为它们在测量过程中消耗氧气,并改变使用环境。氧气传感系统中使用的光学氧气传感器测试原理是基于固定在透气疏水聚合物(砖利配方,可承受高温、油和其他恶劣环境)中的染料的荧光猝灭。染料在光谱的蓝色区域吸收光,在光谱的红色区域发出荧光。氧的存在会使染料发出的荧光熄灭,从而导致发射强度和寿命随氧浓度的变化而变化。寿命中的这种变化可以通过校准来提供非常高的加速度。 更多TecSense无损顶空残氧测试仪实时监测气调包装内的残氧含量信息请直接致电英肖仪器中国
  • 跨向理想X射线探测器的一小步-高分辨、非晶硒X射线探测器及其应用
    “对于相干衍射成像(CDI),微米级像素的非晶硒CMOS探测器将专门解决大体积晶体材料中纳米级晶格畸变在能量高于50 keV的高分辨率成像。目前可用的像素相对较大的(〜55μm像素),基于medipix3芯片光子计数、像素化、直接探测技术无法轻易支持高能布拉格条纹的分辨率,从而使衍射数据不适用于小晶体的3D重建。” 美国阿贡国家实验室先进物理光子源探测器物理小组负责人Antonino Miceli博士讲到。相干X射线衍射成像作为新兴的高分辨显微成像方法,CDI方法摆脱了由成像元件所带来的对成像分辨率的限制,其成像分辨率理论上仅受限于X射线的波长。利用第三代同步辐射光源或X射线自由电子激光,可实现样品高空间分辨率、高衬度、原位、定量的二维或三维成像,该技术在材料学、生物学及物理学等领域中具有重要的应用前景。作为一种无透镜高分辨、无损成像技术,CDI对探测器提出了较高的要求:需要探测器有单光子灵敏度、高的探测效率和高的动态范围。目前基于软X射线的相干衍射成像研究工作开展得比较多,在这种情况下科研工作者通常选用是的基于全帧芯片的软X射线直接探测相机。将CDI技术拓展到硬X射线领域(50keV)以获得更高成像分辨率是目前很多科研工作者正在尝试的,同时也对探测器和同步辐射光源提出了更好的要求。如上文提到,KAimaging公司开发了一款非晶硒、高分辨X射线探测器(BrillianSe)很好的解决的这一问题。下面我们来重点看一下BrillianSe的几个主要参数1. 高探测效率 如上图,间接探测器需要通过闪烁体将X射线转为可见光, 只有部分可见光会被光电二极管阵列,CCD或CMOS芯片接收,造成了有效信号的丢失。而BrillianSe选用了具有较高原子序数的Se作为传感器材料,可以将大部分入射的X射线直接转为光电子,并被后端电路处理。在硬X射线探测效率远高于间接探测方式。BrillianSe在60KV (2mm filtration)的探测效率为:36% at 10 cycles/mm22% at 45 cycles/mm10% at 64 cycles/mm非晶硒吸收效率(K-edge=12.26 KeV)BrillianSe在60KV with 2 mm Al filtration的探测效率,之前报到15 μm GADOX 9 μm pixel 间接探测器QE 为13%。Larsson et al., Scientific Reports 6, 20162. 高空间分辨BrillianSe的像素尺寸为8 µm x8 µm,在60KeV的点扩散为1.1 倍像素。如下是在美国ANL APS 1-BM光束线测试实验室布局使用JIMA RT RC-05测试卡,在21keV光束下测试3. 高动态范围75dB由于采用了100微米厚的非晶硒作为传感器材料。它具有较大满井为877,000 e-非晶硒材料,不同入射光子能量光子产生一个电子空穴对所需要电离能BrillianSe主要应用:高能(50KeV)布拉格相干衍射成像低密度相衬成像同步辐射微纳CT表型基因组学领域要求X射线显微CT等成像工具具有更好的可视化能力。此外需要更高的空间分辨率,活体成像的关键挑战在于限制受试者接收到的电离辐射,由于诱导的生物学效应,辐射剂量显着地限制了长期研究。可用于X射线吸收成像衬度低的物体,如生物组织的相衬X射线显微断层照相术也存在类似的挑战。此外,增加成像系统的剂量效率将可以使用低亮度X射线源,从而减少了对在同步辐射光源的依赖。在不损害生物系统的情况下,在常规实验室环境中一台低成本、紧凑型的活体成像设备,对于加速生物工程研究至关重要。同时对X射线探测器提出了更高的要求。KAimaging公司基于独家开发的、专利的高空间分辨率非晶硒(a-Se)探测器技术,开发了一套桌面高效率、高分辨的微米CT系统(inCiTe™ )。可以从inCiTe™ 中受益的应用:• 无损检测• 增材制造• 电子工业• 农学• 地质学• 临床医学• 标本射线照相 基于相衬成像技术获得优异的相位衬度相衬成像是吸收对比(常规)X射线成像的补充。 使用常规X射线成像技术,X射线吸收弱的材料自然会导致较低的图像对比度。 在这种情况下,X射线相位变化具有更高的灵敏度。因为 inCiTe™ micro-CT可以将物体引起的相位变化转为为探测器的强度变化,所以它可以直接获取自由空间传播X射线束相位衬度。 同轴法相衬X射线成像可将X射线吸收较弱的特征的可检测性提高几个数量级。 下图展示了相衬可以更好地显示甜椒种子细节特征不含相衬信息 含相衬信息 低密度材料具有更好的成像质量钛植入样品图像显示了整形外科的钛植入物,可用于不同的应用,即检查骨-植入物的界面。 注意,相衬改善了骨骼结构的可视化。不含相衬信息 含相衬信息 生物样品inCiTe™ 显微CT可实现软组织高衬度呈现电子样品凯夫拉Kevlar复合材料样品我们使用探测器在几秒钟内快速获取了凯夫拉复合材料的相衬图像。可以清楚看到单根纤维形态(左图)和纤维分层情况(右图)。凯夫拉尔复合物3维透视图 KA Imaging KA Imaging源自滑铁卢大学,成立于2015年。作为一家专门开发x射线成像技术和系统的公司,KA Imaging以创新为导向,致力于利用其先进的X射线技术为医疗、兽医学和无损检测工业市场提供最佳解决方案。公司拥有独家开发并自有专利的高空间高分辨率非晶硒(a-Se)X射线探测器BrillianSeTM,并基于此推出了商业化X射线桌面相衬微米CT inCiTe™ 。我们有幸在此宣布,经过双方密切的交流与探讨,众星已与KA Imaging落实并达成了合作协议。众星联恒将作为KA Imaging在中国地区的独家代理,全面负责BrillianSe™ 及inCiTe™ 在中国市场的产品售前咨询,销售以及售后业务。KA Imaging将对众星联恒提供全面、深度的技术培训和支持,以便更好地服务于中国客户。众星联恒及我们来自全球高科技领域的合作伙伴们将继续为中国广大科研用户及工业用户带来更多创新技术及前沿资讯!
  • 更多宇宙的声音可以被新探测器听见
    欧洲爱因斯坦望远镜艺术图 图片来源:ET概念设计团队 5年前,当物理学家首次探测到引力波时,他们为宇宙打开了一扇新的窗户。引力波是大质量黑洞或中子星碰撞时产生的涟漪。现在,研究人员已经在计划更大、更灵敏的探测器。而且,美欧之间的竞争已经初露端倪,美国科学家提出建造更大的探测器,而欧洲研究人员则在追求更激进的设计。  “目前,我们只捕捉到最罕见、最响亮的事件,但在宇宙中还有更多的声音。”美国加州州立大学天体物理学家Jocelyn Read说。加州理工学院物理学家David Reitze也表示,物理学家希望新的探测器能在21世纪30年代运行,这意味着他们必须现在就开始计划。“引力波的发现已经吸引了全世界的目光,所以现在是思考接下来会发生什么的好时机。”  目前的探测器都是L形的仪器,叫做干涉仪。激光在悬挂在每条臂的两端的镜子之间反射,有些光线会漏出来,在L形臂的弯处会合。在那里,光的干涉方式取决于臂的相对长度。通过监测这种干扰,物理学家可以发现通过的引力波,这种引力波会使臂的相关数值产生不同程度的变化。  因此,为了探测空间的微小拉伸,干涉仪的臂必须很长。发现了第一个引力波的位于路易斯安那州和华盛顿州的激光干涉仪引力波天文台(LIGO),臂长达4公里。位于意大利的Virgo探测器有3公里长的臂。  现在,研究人员现在想要一种灵敏度比现有设备高10倍的探测器。它能发现可观测宇宙中所有的黑洞合并,甚至可以追溯到第一批恒星出现之前,从而寻找大爆炸中形成的原始黑洞。它还应该能发现数百个“千新星”,揭示中子星超密度物质的本质。  美国科学家对新探测器的愿景很简单。“我们只想把它做得非常非常大。”Read说。Read正在帮助设计“宇宙探索者”—— 一个臂长40公里的干涉仪,本质上是一个放大了10倍的LIGO。  指导了LIGO建设的加州理工学院物理学家Barry Barish说,这种批量设计可能使美国能够负担得起多个分离的探测器,这将有助于新设备像现在的LIGO和Virgo一样精确定位天空中的事件源。  但安置这样巨大仪器可能很棘手。40公里的臂必须是直的,但地球是圆的。如果L形的弯道位于地面上,那么干涉仪的末端可能必须放在30米高的护堤上。因此,美国研究人员希望找到一个碗状区域,以便容纳这种结构。  相比之下,欧洲物理学家设想了一个地下引力波天文台,称为爱因斯坦望远镜(ET)。意大利国家核物理研究所物理学家、ET指导委员会联合主席Michele Punturo说:“我们想要实现一个能够在50年内承载(探测器)所有进化的基础设施。”  ET将由多个V形干涉仪组成,臂长10公里,排列在一个深埋地下的等边三角形中,以帮助屏蔽振动。借助指向三个方向的干涉仪,ET可以确定引力波的偏振度,帮助科学家在天空中定位引力波的来源,并探测引力波的基本性质。  Punturo表示,ET预计耗资17亿欧元,包括用于隧道和基础设施的9亿欧元。研究人员正在考虑两个地点,一个靠近比利时、德国和荷兰的交汇处,另一个在撒丁岛。相关计划正在等待审议。  美国的提议则不那么成熟。研究人员希望美国国家科学基金会提供6500万美元用于设计工作,这样就可以在本世纪20年代中期对这台价值10亿美元的机器做出决定。但物理学家们都希望这两台新设备能在2030年代中期启动。
  • 测温仪背后的故事——红外探测器
    一场突如其来的新冠肺炎疫情,成为了2020开年的头等大事。全民防疫的举措让这场没有硝烟的战争不再猝不及防。飞机场、火车站、公司、小区、超市等入口处都能见到防疫工作者的身影。他们是防疫先锋,是公共健康的卫士,是居民区的守护者。而他们的必备神器之一——手持测温仪,也进入了公众的视野,广为人知。今天,我们就来聊一聊测温仪的那些事。受疫情影响,很多人在家办公,出门不是去超市买菜,就是门口取快递。当然,还有不少人在硬核上班。无论出入小区,还是车站进站,现阶段都要经过体温检测。相信大家都有经历过,防疫工作者手持测温仪,对着额头一扫,立刻就显示你的体温数据,非常方便。有很多人对这测温仪都深感好奇,想知道它是怎么工作的。也有人担心它的准确性,担心把自己体温测高了。那么,我们就从测温仪的原理和精确度控制这两点说起。首先,大家都熟悉传统体温计测温的方法,而这种方法显然不适合用于传染性强的新型冠状病毒的防护工作。在这次防疫战中,小巧便携,无需身体接触的手持测温仪就成了急先锋。扫一扫,一秒之内测出体温的测温神器让人们眼前一亮;更令人印象深刻的,还有车站、机场等带有视频的成像测温仪,后者能在快速行进的人流中,辨别每个人的体温,并用保存视频成像。相信你肯定好奇过它们究竟是怎么做到的。接着,我们来一探究竟其中的科学原理。[1] 地铁站检票口的体温监测站(图片摘自人民网)温度和光我们都知道,水银体温计能够测人体的温度,是水银玻璃泡和人体接触后,经过一段时间的热量传递,最终与人体温度达到一致的原理(热平衡)。而测温仪并没有和人体接触,为何能如此快速采集温度信息呢?[2] 水银温度计(图片摘自百度网)答案其实大家也是耳熟能详,那就是---光!没错,就是我们所熟知的那个光!但是这个光,并不是人眼能看到的可见光,而是与可见光相邻的红外光,这里需要科普一下,我们平时所说的可见光实际上是电磁波的一种,电磁波有连续的波谱分布,红外光的波段在红色光之外,因此得名红外光。再简单提一下,除了可见光和红外光,很多电磁波都与大家的生活息息相关,按波长由短到长,有医院CT的X射线,防晒霜防的紫外线,太阳光,灯光,微波炉的微波,电台的射频信号等等,都属于电磁波。[3] 生活中的电磁波(图片摘自NASA Science)说到这里,肯定有人表示,道理我都懂,但是红外光跟人体温度有什么关联呢?关联是必然的,因为人体发射的光,就是红外光!没说错,人体是发光的,而且是无时无刻的在发光。复杂的原理就不赘述了,大家只要记住,任何温度高于绝对零度(零下273.15摄氏度)的物体都会以电磁波的形式向外辐射能量,至于绝对零度(-273.15℃)的物体嘛,大家放心,那是不存在的!红外光和人体温度的关系那么问题来了,既然每人每时每刻都在发射红外光,仪器凭什么就能辨别出正常温度和高烧呢?还能准确读出每个人的温度?这里,我们请一位大佬帮忙解答,他就是与爱因斯坦并称20世纪最重要的两大物理学家,量子力学奠基人之一的马克斯普朗克,他于1900年提出的普朗克黑体辐射定律,完美诠释了温度与辐射的关系。马克斯普朗克简单来讲就是,不同温度的物体发射的光是不一样的,如下示意图, 四条不同的曲线,代表不同温度下黑体辐射的光谱分布,这里的K是热力学温度,数值等于摄氏度+273.15。大家可以看到,温度越高,黑体辐射光的强度就越大,峰值的位置就越靠近紫外区域。那么,答案就呼之欲出了,如果探测到了人体的辐射强度和波谱分布,就完全可以反推出温度T!这就是测温仪测体温的原理。(人体虽不是黑体,却也遵循普朗克定律)。利用红外光探测人体温度究竟准不准?说完测温仪原理的故事,我们再来说说怎么确保每个测温仪都能测得准。上文中,细心的小伙伴发现,普朗克定律图示并没有想象中那么简单,图中展示差异性的谱图都相差了1000℃,人体怎么可能差上1000℃呢?没错,我们人体的温度平均值也就在36℃到37℃之间了,高过37℃的,抗疫期间怕是要去隔离观察了。那么关键点来了,相差几摄氏度的人体辐射谱图中,辐射强度和波谱的差异是非常小的,如何确保测温仪能把握这细小的差异呢?要知道,人体测温的准确性要求是比较高的,特别是在抗疫期间,正常的体温就是大家的通行证。这点上,咱们国家更是不含糊,对于此类测温装置也出台了相应的国家标准来规定精准度。那么,生产厂家是如何确保每台测温仪的准确性呢?下面就让我们来剖析测温仪,探究这里的科学原理。测温仪的"CPU"是什么?我们先从测温仪的构成说起,可以看到下图中,真正与红外光直接相关的,便是红外探测器,顾名思义,这正是测温仪利用红外测温的核心元件,就好比CPU芯片是手机电脑的核心。而它的质量直接决定了测温的准确性。那么,如何判定红外探测器的质量呢?[4] 额温枪(图片摘自网络)这就需要了解红外探测器测红外的细节。简单来说,红外探测器也是由材料构成,红外探测器上的特殊光感材料可以接收外界的红外辐射,并将其转换为电信号,再进行分析计算,最终给出温度值。因此评价红外探测器的好坏,就是评判其将光转换为电信号的能力。在讲红外探测器的评价之前,我们插一句,火车站,机场中带成像系统的测温仪,采用的是更高端的焦平面阵列红外探测器(FPA技术)。[5] 设置在火车站的带成像系统的测温仪(图片摘自包头新闻网)这类成像测温仪就如同照相机或摄像仪,内部感光平面内,分布了很多像素点,焦平面上每一个像素点就是一个红外探测器,这种技术具有二维空间分辨的能力,具备红外成像功能,可以将发高烧的人从人群中辨别出来。如何评价红外探测器,确保其准确性?一般来说,无论是采用单点红外检测器的耳温枪还是FPA焦平面检测器的红外成像测温仪都不需要极快的反应时间或极高的空间分辨率,甚至无需光谱分辨率。所以这类红外检测器的精确度通常是采用激光功率计或热敏电阻等方法来评定的。但是,类似原理的红外探测器还有很多其他的应用领域,尤其是需要FPA焦平面检测器的红外成像仪已经被广泛的应用于军需夜视或热追踪系统、高速热成像、质检或产品研发(针对散热或热工特性)、医疗热成像及红外显微镜等诸多方面。这些应用领域对红外检测器件本身以及对由这些器件组成的测量仪器的性能都有更严苛的要求,比如,需要微秒甚至纳秒级的超短反应时间,需要光谱信息用于化学成像,需要较高的空间分辨率以表征微小物品,需要较高的光谱分辨率,最佳的灵敏度和信噪比,甚至对FPA检测器中每个像素点的均匀一致性都有要求。为了研制和开发这些高端的红外检测器件,科学家们需要用到一种重要的表征方法---傅立叶红外光谱法。实现该法的核心设备就是在科学研究、监测分析领域常见的傅立叶红外光谱仪(简称FTIR红外光谱仪)。FTIR红外光谱仪——表征红外探测器FTIR红外光谱仪是专门应用于红外光谱研究相关的科学仪器,配有标准的红外光源,所发射的红外光经过干涉仪后,经过照射样品,最终到达红外探测器,解析探测器的电信号,并进行FT转换计算,即可得到包含能量强度和波谱分布的红外谱图。科学家们就是把这种检测技术应用到了评价红外探测器材料好坏的研究中,在对光敏度、稳定性等等复杂的研究分析之后,才研发出适合于各种不同应用领域的红外探测器材料,进而工厂将其研究的材料转化为探测器并且大量生产而成为真正实用的商品(包括红外测温仪及其他更为复杂的尖端仪器),发挥了科学家研究的作用。换言之,红外光谱仪对于探测器的表征研究,就好比是一把精准的卡尺,用它来检验每一根直尺的长度是否达到科学家们想要实现的标准。傅立叶变换红外光谱仪以上就是测温仪背后故事的小科普,相信大家对于最近很亮眼的测温仪会有更进一步的了解,对红外探测器精确度的控制以及红外探测器的诸多应用领域也有了更深层次的认知。通过科学家们的努力,和我们生活息息相关的大型红外成像测温仪的准确度、检测能力、检测距离、检出速度和检测区域内的均匀性(即精准度)都会越来越好。所谓工欲善其事必先利其器,实际上并不是所有的红外光谱仪都能做红外探测器的研究与表征,能作为标尺的设备,当然只有技术过硬,具备特殊技能红外光谱仪才能实现!如果您对检测器表征科研课题感兴趣,可以阅读布鲁克的相关应用信息。如果您对红外整体技术感兴趣,长按下方二维码填写产品需求信息表,与我们取得联系。疫情期间,大家做好防护,注意安全。一起为祖国加油!为武汉加油!点击下载布鲁克应用手册——红外检测器表征如果您对我们的红外技术感兴趣,欢迎与我们取得联系,请拨打400热线电话400-777-2600。
  • 光子计数、像素化X射线探测器用于无损检测
    无损检测(NDT)无损检测(NDT)是指在不破坏样品可用性的条件下,对材料、部件或组件的裂缝等不连续性或特性差异进行检查、测试或评估。基于光子计数X射线能谱成像的无损检测技术提供了样品的额外材料信息,以及卓越的对比度和空间分辨率。标准射线照相X射线成像可以提供被检样品的黑白强度或密度图像,如果图像分辨率和信噪比合适,则可观察到何处有缺陷、杂质或裂纹。而基于光子计数X射线能谱成像的无损检测技术提供了样品的材料信息,同时具有良好的对比度和高空间分辨率。光谱信息可以用于区分不同的材料,可识别感兴趣的材料或计算其在样品中的含量。下图是用WidePIX 5x5 CdTe光子计数探测器获取的一张单次曝光的高分辨率谱图像,不同的材料用不同的颜色表示。ADVACAM推出了一系列为复合材料测试而优化的光子计数X射线探测器,探测器对低能段探测也具有优秀的灵敏度和探测效率,同时有很高的动态范围,十分有利于轻质材料,如碳纤维、环氧树脂等的检测。即使是具有挑战性的缺陷,如深层层压褶皱、弱连接、分层、孔隙率、异物和软材料中的微小裂纹,也可以在55μm或更高的空间分辨率下检测到。搭载Advacam探测器的机器人系统进一步扩展了光子计数X射线探测器的功能。轻质材料及复合材料机器人系统正在检查滑翔机副翼,右侧机械臂上装有Advacam探测器。该机器人系统可以从不同角度进行X光检查,以更好地定位缺陷。高帧率的光子计数X射线探测器还可以对样品进行实时检测,可用于质量控制实验室或在生产线上使用。最后得到的X射线图像揭示了副翼内部复合结构有空洞和杂质。X射线光子计数探测器不仅适用于检测轻质材料,基于高灵敏度的 CdTe 传感器(1mm厚)的探测器也可用于焊缝检测。根据ISO 17636-2标准,可以达到Class B的的图像质量。焊缝检查成像质量在带有像质计IQI和DIQI的BAM-5和BAM-25钢焊接试样上,测试WidePIX 1x5 MPX3 光子计数X射线探测器延迟积分TDI模式下的成像质量。TDI模式是探测器操作的其中一种模式,设备会生成沿探测器运动的物体的连续X射线图像。BAM-5 8.3mm钢焊缝BAM-25 6mm 钢焊缝BAM-5样品背面D13线对的信号BAM-5样品背面10FEEN IQI线对用DIQI测量空间分辨率。分辨出的最窄线对是D13(线宽50μm,间距50μm)。探测器对比度用10FEEN像质计测量。置于8.3mm钢制样品背面包括16号线(0.1 mm厚)在内的线都被分辨出来。8.3mm厚BAM-5样品和6 mm厚BAM-25钢的信噪比测量值SNRm分别为148和190。信噪比受限于X射线管功率。探测器具有24位计数器深度,信噪比可高达4000。归一化信噪比SNRn(根据探测器分辨率归一化),6mm厚钢为336,8.3mm厚钢为262。总结 光子计数探测器能够提供更高的灵敏度、空间分辨率、对比度和信噪比;能量范围从 5 keV 到数百 keV 甚至 MeV,可检测非常轻的复合材料到厚的焊接部件。此外,直接转换光子计数型X射线探测器能够进行X射线能量甄别,即,仅高于一定能量的光子会被记录,此方法能够抑制较低能量的散射辐射并提高图像对比度。通过这种X射线新成像技术,可以检测到过去无法通过传统X射线进行无损检测的样品,无损检测设备制造厂家可以将系统中的探测器升级为光子计数X射线探测器,以扩展系统类型和客户群。Advacam S.R.O.源至捷克技术大学实验及应用物理研究所,致力在多学科交叉业务领域提供硅传感器制造、微电子封装、辐射成像相机和X射线成像解决方案。Advacam最核心的技术特点是其X射线探制器(应用Timepix芯片)没有拼接缝隙(No Gap),因此在无损检测、生物医学、地质采矿、艺术及中子成像方面有极其突出的表现。Advacam同NASA(美国航空航天局)及ESA(欧洲航空航天局)保持很好的项目合作关系, 其产品及方案也应用于航空航天领域。北京众星联恒科技有限公司作为捷克Advacam公司在中国区的总代理,也在积极探索和推广光子计数X射线探测技术在中国市场的应用,目前已有众多客户将Minipix、Advapix和Widepix成功应用于空间辐射探测、X射线小角散射、X射线光谱学、X射线应力分析和X射线能谱成像等领域。同时我们也有数台MiniPIX样机,及WidePIX 1*5 MX3 CdTe的样机,我们也非常期待对我们探测器感兴趣或基于探测器应用有新的idea的老师联系我们,我们可以一起尝试做更多的事情。
  • “拉曼+LIBS”:美国制造新型稀土探测器原型机
    近日,在美国国家能源技术实验室(NETL)的资助下,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)正在制造一个新的探测器原型机,用于在现场快速检测和表征化石燃料资源和废料中的稀土元素。据悉,该探测器集成了激光诱导击穿光谱法(LIBS)和拉曼光谱法,仅有背包大小,允许在单个现场仪器内分析评估样品的化学组分和矿物组成,并且在分析前不需要进行样品制备。这台仪器在10秒钟内可以快速测定样品的化学组分及含量,用于勘探含高品位易提取稀土元素的资源时可以节省时间和成本。据估计,在目前的技术开发阶段,激光诱导击穿光谱分析仪的检测限低于10 ppm。稀土元素常见于磷酸盐岩中,但是该仪器也可以检测硫酸盐岩和碳酸盐岩中的稀土元素。国家能源技术实验室矿物可持续性团队的项目经理Jessica Mullen表示,“洛斯阿拉莫斯国家实验室研制的集成化、便携式激光诱导击穿光谱法+拉曼光谱法分析仪最早是该实验室与美国国家航空航天局(NASA)为在火星上使用而合作开发的。在国家能源技术实验室的资助下,研究人员正在探索该技术的更合适用途。通过以新的方式应用现有技术以及将这些技术用于新的用途,国家能源技术实验室及其在学术界、工业界和能源部国家实验室的合作伙伴正在开发传统的燃料资源的新用途,这将激励进行新的环境修复,同时也创造新的就业机会,在这一过程中,为在经济衰退中备受煎熬的煤炭开采地区注入新的活力。”目前,研究人员正在将集成化的激光诱导击穿光谱仪和拉曼光谱仪设计成为一台可装入背包的便携式现场仪器,计划在今年夏季开始实验室和现场测试。
  • 新型探测器可快速获取二维图像
    由新型材料制造的探测器可以立刻扫描出整个物体,并生成二维图像。 图片来源:http://phys.org   近日,美国杜克大学的研究团队利用一种性能独特的材料,成功研制出部件更少、获取图像效率更高的探测器。相关研究成果日前在线发表于《科学》。   据介绍,这种新型材料名为“超级材料”,其微观结构是由一个个方形孔隙组成,每个方形孔隙都经过调谐,可以通过特定频率的光波。将这种材料蚀刻在铜片上后,即可收集图像,起到传统探测器摄像头的作用。   “利用这种材料,我们无需借助传统探测器摄像头中的透镜以及相关机械传动装置,即可获得被检测物体的微波图像。”该研究团队成员、杜克大学普拉特学院电气工程和计算机系研究生约翰亨特说。   他告诉记者,这种材料在被蚀刻于铜片之后,具备了很强的可塑性,并且坚固耐用。在使用时,可以被挂在安保场所的墙上,甚至像地毯一样被铺在地上。由于该材料上每个孔隙都可以单独接收某一频率光波所形成的图像,因此,将不同频率光波形成的图像合成后,即可获得被检测物体的全景图像。   亨特表示,机场中的安检设备等传统探测仪器,需要用透镜以及配套的机械传动装置对物体进行扫描。“在得到图像之前,你必须等待扫描过程的完成。而‘超级材料’中的每个孔隙,都相当于一个单独的‘摄像头’,因此,由这种材料制造的探测器可以立刻扫描出整个物体,并生成二维图像。其效率要比传统仪器高出许多,并使得我们可以在获取图像的同时,对图像进行压缩、处理。”他说。   此外,“用这种材料作为‘摄像头’的探测器也不再需要透镜、机械传动装置以及配套的信息存储与传送系统了。”该研究团队另一成员、美国加州大学博士后汤姆得利斯科尔说。   目前,研究者正对这一新型探测器进行改进,以使其能够获取三维图像。   据悉,该研究获得了美国空军科学研究办公室的资助。
  • 大连化物所新型光热电探测器研究取得新进展
    p style=" text-align: justify "   近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员姜鹏、中科院院士包信和团队在新型光热电探测器开发研究中取得新进展,相关成果发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。 /p p style=" text-align: justify "   光热电探测器是基于光热转换和热电转换两个基本能量转换过程的一种探测器。当光照射在热电材料的一端时,光能经过光热转换首先转化为热能,从而在热电材料两端建立温差(ΔT)。在温差的驱动下,载流子会向冷端扩散(即热电转换中的Seebeck效应),进而在材料两端建立电势差。光热电探测器具有自供电、非制冷、响应波长范围宽等优点,在光探测、红外热成像、温度监测等领域具有重要的应用前景。 /p p style=" text-align: justify "   光热电探测器的响应度正比于材料的Seebeck系数(S)和材料两端的ΔT。传统光热电探测器采用的是Seebeck系数较低(通常小于200μV/K)的传统热电材料,例如Bi2Te3、Sb2Te3等,为了提高响应度,通常需采用微加工工艺来构造阵列结构,这显著增加了制备工艺的复杂性,提高了产品成本。该研究团队突破传统热电材料体系的限制,采用了具有较高室温Seebeck系数(约1000μV/K)的钛酸锶(SrTiO3),同时借助SrTiO3在长波红外大气窗口(8~14μm)的声子吸收来增强光热转换效率。结合这两个优势,单个SrTiO3光热电元件在10μm波长附近的响应度可达1.2V/W。进一步研究表明,SrTiO3光热电探测器的响应波长可从深紫外延伸至远红外,可承受光功率密度可以达到103W/cm2。 /p p style=" text-align: justify "   该研究为开发新型高性能光热电探测器提供了全新的思路。另外,相比传统光热电探测器,SrTiO3光热电探测器价格便宜,环境友好,耐高温,器件性能优异且制备工艺简单,意味着SrTiO3光热电探测器具有广阔的实际应用价值。 /p p style=" text-align: justify "   以上研究工作得到国家重点研发计划、大连化物所创新基金等的资助。 /p p style=" text-align: center " img title=" W020190116663872266104.jpg" alt=" W020190116663872266104.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/681b15ba-eeb0-4d8f-94dc-0caddc8613a8.jpg" / /p p style=" text-align: center " 大连化物所新型光热电探测器研究取得新进展 /p p 附件: /p p style=" line-height: 16px " img style=" margin-right: 2px vertical-align: middle " src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" / a title=" 10.1038@s41467-018-07860-0.pdf" href=" https://img1.17img.cn/17img/files/201901/attachment/727fe75d-5c96-42a6-b085-a04d5b9bff55.pdf" target=" _blank" textvalue=" Phonon-enhanced photothermoelectric effect in SrTiO3 ultra-broadband photodetector" Phonon-enhanced photothermoelectric effect in SrTiO3 ultra-broadband photodetector /a /p p style=" text-align: justify " & nbsp /p p /p
  • 国产非制冷红外探测器新型场景校正方法
    现有国产非制冷红外探测器多采用挡板校正进行非均匀性校正,影响了红外探测器的观测效果与目标搜跟。近期,湖北久之洋红外系统股份有限公司的科研团队在《光学与光电技术》期刊上发表了以“国产非制冷红外探测器新型场景校正方法”为主题的文章。该文章第一作者为刘品伟,主要从事红外技术方面的研究工作。本文提出了基于国产非制冷红外探测器的新型场景校正方法。该方法包含两部分:第一部分是基于高频非均匀性的场景校正;第二部分是基于低频非均匀性的场景校正。通过对不同频域非均匀性分别进行处理来去除探测器响应的非均匀性。国产非制冷红外探测器非均匀性分析国产非制冷红外探测器工作过程中,探测器的状态参数会产生缓变,从而导致图像非均匀性的变化。图1所示是以黑体为目标的具有较强非均匀性的非制冷红外图像。图1 具有较强非均匀性的非制冷红外图像非均匀性包括低频非均匀性与高频非均匀性两部分。低频非均匀性表现为全局灰度分布不均匀,在图像中表现为平缓的明暗变化,如图像四周与中心灰度值差别大,如图2所示。低频非均匀性主要是由探测器及镜头不同位置温度变化不均匀引起的。高频非均匀性表现为局部区域灰度值剧烈变化,在图像中表现为亮暗点或条纹。高频非均匀性主要是探测器的响应不均匀引起的,如图3所示。图2 低频非均匀性的三维显示图3 9×9邻域内高频非均匀性的三维显示传统的场景校正方式很少涉及对低频非均匀性的消除,而对高频非均匀性的消除容易产生“鬼影“等副作用,同时消除低频与高频非均匀性才能真正提高图像质量。因此,本文将针对高频与低频非均匀性,采用不同的场景校正方法处理。基于高频非均匀性的场景校正国产非制冷红外探测器在工作过程中,随着探测器整体温度的变化,由于探测器响应的不均匀性,会出现较强的高频非均匀性,具体在图像上表现为散粒及细条纹,如图4所示。图4 高频非均匀性的不同类型目前常用的场景校正算法有恒定统计法、时域高通滤波法、神经网络校正算法、基于图像配准的校正算法等。这些算法能够在一定程度上根据场景的信息自适应地补偿热像仪的增益和偏置的漂移,但是在实际使用过程中,这类算法存在各种各样的使用限制条件。以传统的神经网络场景校正算法为例,该算法要求场景信息不断变化,否则会造成图像退化或者模糊,并且如果图像中存在较强边缘信息,该算法容易导致图像出现“鬼影”现象,严重影响图像质量。对此,提出了一种基于神经网络的新型场景校正算法来消除图像退化和“鬼影”现象。首先分析图像退化与“鬼影”现象产生的原因。当原始图像中存在较强的边缘信息时,低通滤波会使边缘信息产生损失,预测图像会产生模糊失真现象。若场景保持静止不动,随着场景校正参数的不断更新,图像就会逐渐退化失真;若场景长期静止后开始运动,图像就会包含静止图像中损失的边缘信息,也就是“鬼影”现象,如图5所示。图5 传统场景校正算法产生的“鬼影”现象为了解决传统场景校正算法存在的问题,提出了一种基于中值滤波=2。同时采用时空联合阈值作为校正判断条件,选择更新系数与校正区域。时空联合阈值分为两个阈值条件:时域连续运动条件与空域邻域均匀性条件。针对高频非均匀性的场景校正算法流程图如图6所示。的自适应场景校正算法。由于高频非均匀性中包含大量的散粒非均匀性,同时为了更好地保留图像的边缘信息,该算法采用中值滤波作为滤波器,中值滤波半径r。图6 高频非均匀性场景校正算法流程图分别用此算法与传统神经网络场景校正算法对原始图像进行处理,比较两种算法是否具有“鬼影”现象。将热像仪静止工作500帧后,观察两种方法处理后的运动图像。可以看到,该算法基本没有“鬼影”现象,而传统算法“鬼影”现象严重。因此,该算法能够有效地抑制“鬼影”现象。图7 本文方法与传统神经网络“鬼影”现象比较基于低频非均匀性的场景校正高频非均匀性去除后,图像仍残留有大量的低频非均匀性。低频非均匀性在非制冷探测器开始工作时较弱,随着探测器及镜头温度的变化,图像的低频非均匀性会逐渐增加,在图像上表现为四角与中心灰度值差别较大。如图8所示,可以看到,图像灰度分布不均匀,四周有明显的光圈,影响图像观感与图像质量。图8 低频非均匀性对图像的影响这里提出了一种基于时空联合低频滤波的场景校正方法,通过在时域和空域同时进行低通滤波,分离出图像的固定低频非均匀性并进行去除。由于探测器输出图像的低频非均匀性在短时间内位置保持不变,当图像产生运动时,可以通过时域低频滤波对低频非均匀性进行分离去除,因此首先需要判断场景是否处于运动中。这里仍采用上节提到的连续运动条件来判断场景是否处于连续运动中。当场景处于连续运动时,采用基于自适应时间常数的时域低频滤波来筛选图像的低频信息。时域滤波结果包含低频非均匀性与部分边缘细节信息,因此还需要对在空域上进行低通滤波,以消除存在的边缘信息细节,达到获取低频非均匀性的目的。采用均值滤波进行空域的低通滤波。为了验证此场景校正算法的效果,对仅处理高频非均匀性的图像与高频低频非均匀性均处理的图像进行比较,如图9所示。可以看到,此算法对低频非均匀性有良好的处理效果,能够有效地减少图像四周与中央灰度差异较大的问题。图9 运动200帧后是否处理低频非均匀性图像对比为进一步验证此场景校正算法的效果,使用两台相同规格的红外机芯,第一台仅对高频非均匀性进行处理,第二台对高频低频非均匀性都进行处理,均在运动条件下连续工作1 h后,对同一温度黑体成像,计算其图像非均匀性。结果表明,仅处理高频非均匀性的图像非均匀性为2.3%,而对高频低频非均匀性都进行处理的图像非均匀性为0.5%,该算法有利于提高输出图像的均匀性。算法总体流程及效果图本文算法首先通过连续运动条件判断场景是否处于连续运动中,若处于运动过程则分别更新高频与低频非均匀性处理模块校正参数,然后进行非均匀性校正;否则直接进行非均匀性校正,整体流程如图10所示,最终效果如图11所示。图10 本文算法流程图图11 最终校正输出结果结论本文提出了一种基于非制冷红外探测器的新型场景校正方法。首先通过改进的神经网络场景校正方法滤除高频非均匀性,在此基础上通过时空联合的低频滤波去除低频非均匀性,得到最终校正结果。该方法具有良好的校正效果,并且能够有效地抑制“鬼影”现象,有利于非制冷红外探测器的推广应用。
  • 美开发出新型量子点红外探测器
    美国伦斯勒理工学院的研究人员开发出了一种基于纳米技术的新型量子点红外探测器(QDIP)。这种以金为主要材料的新型元件可大幅提高现有红外设备的成像素质,将为下一代高清卫星相机和夜视设备的研发提供可能。相关论文发表在《纳米快报》杂志网站上。   由美国空军科研局资助的这一项目,通过在传统量子点红外探测器元件上增加金纳米薄膜和小孔结构的方式,可将现有量子点红外探测器的灵敏度提高两倍。   研究人员称,红外探测器的灵敏程度从根本上取决于在去除干扰后所能接收到的光线的多寡。目前大多数红外探测器都以碲镉汞技术(MCT)为基础。该元件对红外辐射极为敏感,可获得较强信号,但同时也面临着无法长时间使用的缺憾(信号强度会逐步降低)。   在这项新研究中,研究人员使用了一个厚度为50纳米、具有延展性的金薄膜,在其上设置了大量直径1.6微米、深1微米的小孔,并在孔内填充了具有独特光学性能的半导体材料以形成量子点。纳米尺度上的金薄膜可将光线“挤进”小孔并聚焦到嵌入的量子点上。这种结构强化了探测器捕获光线的能力,同时也提高了量子点的光电转换效率。实验结果表明,在不增加重量和干扰的情况下,通过该设备所获得的信号强度比传统量子点红外探测器增强了两倍。下一步,他们计划通过扩大表面小孔直径和改良量子点透镜方法对设备加以改进。研究人员预计,该设备在灵敏度上至少还有20倍的提升空间。   负责此项研究的伦斯勒理工学院物理学教授林善瑜(音译)称,这一实验为新型量子点红外光电探测器的发展树立了一个新路标。这是近10年来首次在不增加干扰信号的情况下成功使红外探测器的灵敏度得到提升,极有可能推动红外探测技术进入新的发展阶段。   红外传感及探测设备在卫星遥感、气象及环境监测、医学成像以及夜视仪器研发上均有着广泛的应用价值。林善瑜在2008年时曾开发出一种纳米涂层,将其覆盖在太阳能电池板上,可使后者的阳光吸收率提高到96%以上。
  • “完美的探测器设计” :探索正反物质差异有了灵敏探针
    北京正负电子对撞机上的北京谱仪III(BESIII)实验实现了一种全新方法,为研究物质和反物质之间的差异提供了极其灵敏的探针。6月2日,相关研究成果刊发于《自然》杂志。  论文所有匿名评审都对这一成果大加赞赏:“创新的测量方法”“很重要”“很新颖”“吸引人”“非常有前景”… … 到底是什么成果,竟让匿名评审们如此兴奋?  不好好“组CP”的反物质  “正反物质不对称性”是困扰科学界半个多世纪的问题,也是粒子物理学家一直在寻找的现象。他们常会提到一个词——“CP破坏”。  “CP破坏”里的“CP”,和我们平时常说的“组CP”里的“CP”(情侣档)并不是一码事。  130亿年前,宇宙在发生大爆炸之后迅速膨胀、冷却,大量正反粒子彼此结合、湮没。然而,就像闹了别扭的情侣一样,正反粒子在结合湮没的过程中,行为出现了一些不同。每十亿个正反粒子湮没的过程中,就有一个正物质粒子被留了下来,并最终组成了当今宇宙中所有的物质。  科学家将正粒子和反粒子衰变过程不一样的现象,称为“CP破坏”。  “CP破坏”的名字与李政道、杨振宁密切相关。他们提出并获得诺贝尔物理学奖的“宇称不守恒定律”认为,粒子的弱相互作用中存在“镜像”空间反射不对称性。  在此基础上,科学家总结出了“CP破坏”。“CP破坏现象可以用来解释为什么我们的世界中只有正物质,没有反物质。”中国科学院高能物理研究所所长、中国科学院院士王贻芳告诉《中国科学报》。  宇宙原初反物质为何消失?  超子CP破坏有望解谜  自上个世纪60年代以来,国外科学家已经相继在介子系统中发现了CP破坏。可是,正反物质的不对称性并没有因此得到完美解释。  “在构成世界的主要粒子中,介子数量很少,介子衰变时多出来的正物质并不足以形成现在的世界。”王贻芳说。  与数量稀少的介子不同,重子是构成世界的主要粒子。“如果能在重子中找到CP破坏,我们就能够更好地理解宇宙原初反物质消失之谜。”王贻芳说。  遗憾的是,科学家从未在重子衰变中发现过CP破坏,原因在于“弱衰变信号有时会被强相互作用掩盖”。“所以要想看到重子的CP破坏,就需要有足够高灵敏度和创新性的实验方法,把弱相互作用与强相互作用的信号区分开来。”王贻芳说。  超子是重子中的一种,类似于质子,但寿命很短,因此不像质子那样可以存在于我们身边。在超子中,有一个名叫“科西超子”的成员,由两个奇异夸克和一个轻夸克组成,当奇异夸克发生弱衰变时,它便消失了。  超子衰变被科学家视为“寻找CP破坏的一个很有希望的狩猎场”,因为测量CP破坏时需要的一些信息可以通过超子的衰变直接测量。  发现了高精度测量方法  从2009年起,BESIII实验从正负电子对撞出的“碎片”中,收集到了约100亿J/psi粒子。这种名叫“J/psi”的粒子会衰变产生正—反科西超子,之后,正—反科西超子还会继续衰变、消失。  BESIII实验组的科研人员用了100亿粒子事例中的13亿,分析出了正—反科西超子的诞生过程,重建出7万多个正—反科西超子对。如此一来,BESIII就成了一个干净、小巧的科西超子“工厂”。  “干净”是因为本底污染率小于千分之一水平。“小”是因为BESIII实验中,超子产额并不算多。“巧”是因为BESIII实验的敏感度足够高。  “我们的超子产额只有美国费米实验室一个叫HyperCP实验产额的千分之一,但单事例的敏感度是HyperCP单事例的一千倍。”BES III实验发言人、中科院高能物理研究所研究员李海波说。  在分析数据时,BESIII实验组的科研人员发现了一种高精度测量超子CP破坏的方法。  早先,他们发现,刚衰变出来的正科西超子和反科西超子之间存在一种特殊的现象——“量子纠缠”。于是,利用这种独特的量子纠缠效应,再结合科西超子其他数据信息,实验人员不仅从海量数据中同时找出了正科西超子、反科西超子的衰变信号,还以前所未有的精度测量出正—反科西超子的不对称参数。  “新方法解决了30年来不能同时高效地对超子和其反粒子测量的困境,也给出了更丰富的CP破坏测量结果。”李海波说。  “这一成果已经引起国际同行的关注,相关研究人员被2021年国际轻子光子大会邀请作大会专题报告,成为这一领域的新星。”王贻芳说。  暂未发现新物理现象,将分析更多数据  遗憾的是,BESIII实验组此次的测量结果并没有显示出超子的CP破坏迹象。即便如此,新方法的发现依然得到了国际匿名评审的认可。  一位匿名评审点评说:“即使尚未发现CP破坏的新迹象,但研究方法上仍然很有趣。”另一位匿名评审认为:“新方法为将来的实验指明了方向,铺平了道路。”  “这一创新方法为我们未来确认或排除超出标准模型的CP破坏来源带来了希望。”王贻芳说。  抱着这样的希望,实验组正在向更高的测量精度发起挑战。“我们希望在不远的将来,能够用这种测量方法发现超子CP破坏的实验证据。”王贻芳表示,BESIII实验组正在分析100亿粒子衰变数据,测量精度有望再提高3倍左右。  目前,这支由我国主要开展研究的实验团队面临着激烈的国际竞争。  “欧洲核子中心的大型强子对撞机底夸克探测器(LHC-b)也正在大量制造超子。不过,他们的本底污染率比我们高。”李海波告诉《中国科学报》,BESIII实验组在测量上的优势在于BESIII实验“完美的探测器设计”。  BESIII是我国历史上最早的粒子物理大科学装置——北京正负电子对撞机上的探测器。它关注两个科学问题:夸克如何组成物质粒子和宇宙物质—反物质不对称的起源。  王贻芳介绍,从2009年至今,BESIII实验已经发表了400余篇研究成果。该探测器计划运行到2030年。  作为我国自主研发的大型高能实验装置,BESIII实验吸引了来自17个国家80家科研机构的约500个科研人员,是目前国内正在运行的最大国际合作组。此次发表的新成果由中国科学家和国外合作者共同完成。
  • 宁波材料所在氧化镓基日盲紫外光电探测器的低温制备技术获进展
    日盲紫外光电探测器在民生(如电网安全监测、环境与生化检测、森林火灾告警、医学成像等)领域有重要应用,是世界各国竞相研发的焦点。氧化镓具有宽带隙(可至4.9 eV)、地壳丰度较高(中国镓储量全球第一)、物理化学性能稳定等优势,是理想的日盲(截止波长~280 nm,对应光子能量~4.42 eV)探测有源层材料。目前,氧化镓日盲紫外探测器已取得一些重要进展,但工艺温度普遍较高。相比外延或多晶薄膜材料,非晶半导体薄膜可低温、大面积均匀制备。为实现大面积柔性应用,氧化镓低温制备技术的研发势在必行。然而,非晶薄膜难以致密化,其微结构和化学计量比难以有效调控,导致氧化镓有源层内载流子浓度和氧空位等缺陷难以调控,同时器件的光响应度和响应时间也难以协同提高。   中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究团队近年来一直致力于氧化镓薄膜及其日盲紫外探测器的制备及其物性的调控研究。前期,团队通过溶液法制备了具有较高紫外-可见抑制比的氧化镓基探测器,其功耗可至pW量级【Applied Physics Letters 116, 19 (2020)】。   近期,团队通过施加磁控溅射衬底偏压辅助制备工艺,有效调控了非晶氧化镓(a-GaOx)薄膜的表面粗糙度、相对质量密度、折射率、带隙和成分配比(镓氧比)。在近室温下制备的a-GaOx薄膜具有较少的各类缺陷态,大幅提高了薄膜的致密度和载流子迁移率,相应日盲紫外探测器的光响应度提高了460倍,并具有良好的光谱选择性【Ceramics International 47, 22 (2021)】。   团队开发了金属诱导低温退火工艺,使得氧化镓的结晶温度降低200℃;提出了籽晶层和非平衡态联合作用下的低温诱导结晶机制,诱导后薄膜的致密度得到大幅提高,带尾态、氧空位等缺陷态显著降低,相应光电薄膜晶体管探测器具有优异的光谱选择性【The Journal of Physical Chemistry Letters 13, 31 (2022)】。   相关研究工作得到中科院国际伙伴计划、浙江省自然科学基金重大项目和宁波市重大攻关项目等的支持。低温结晶机理及探测器光电性能的测试
  • 华南理工研制新型有机半导体红外光电探测器,性能超越传统近红外探测器
    随着近红外(NIR)和短波红外(SWIR)光谱在人工智能驱动技术(如机器人、自动驾驶汽车、增强现实/虚拟现实以及3D人脸识别)中的广泛应用,市场对高计数、低成本焦平面阵列的需求日益增长。传统短波红外光电二极管主要基于InGaAs或锗(Ge)晶体,其制造工艺复杂、器件暗电流大。有机半导体是一种可行的替代品,其制造工艺更简单且光学特性可调谐。据麦姆斯咨询报道,近日,华南理工大学的研究团队研制出基于有机半导体的新型红外光电探测器。这项技术有望彻底改变成像技术,该有机光电二极管在近紫外到短波红外的宽波段内均优于传统无机探测器。这项研究成果以“Infrared Photodetectors and Image Arrays Made with Organic Semiconductors”为题发表在Chinese Journal of Polymer Science期刊上。研究团队采用窄带隙聚合物半导体制造薄膜光电二极管,该器件探测范围涵盖红外波段。这种新技术的成本仅为传统无机光电探测器的一小部分,但其性能可与传统无机光电探测器(如InGaAs光电探测器)相媲美。研究人员将更大的杂原子、不规则的骨架与侧链上更长的分支位置结合起来,创造出光谱响应范围涵盖近紫外到短波红外波段的聚合物半导体(PPCPD),并制造出基于PPCPD的光电探测器,相关性能结果如图1所示。图1 基于PPCPD的光电探测器性能在特定探测率方面,该器件与基于InGaAs的探测器相比具有竞争力,在1.15 μm波长上的探测率可达5.55 × 10¹² Jones。该有机光电探测器的显著特征是,当其集成到高像素密度图像传感器阵列时,无需在传感层中进行像素级图案化。这种集成制造工艺显著简化了制备流程,大幅降低了成本。图2 短波红外成像系统及成像示例华南理工大学教授、发光材料与器件国家重点实验室副主任黄飞教授表示:“我们开发的有机光电探测器标志着高性价比、高性能的红外成像技术的发展向前迈出了关键的一步。与传统无机光电二极管相比,有机器件具有适应性和可扩展性,其潜在应用范围还包括工业机器人和医疗诊断领域。”该新型有机光电探测器有望对各行各业产生重大影响。它们为监控和安全领域的成像系统提供了更为经济的选择。未来,基于有机技术的医疗成像设备有望更加普及,价格也会更加合理,从而在医疗环境中实现更全面的应用。该器件的适应性和可扩展性还为尖端机器人和人工智能等领域的应用铺平道路。这项研究得到了国家自然科学基金(编号:U21A6002和51933003)和广东省基础与应用基础研究重大项目(编号:2019B030302007)的资助。论文链接:https://doi.org/10.1007/s10118-023-2973-8
  • 硅单光子探测器取得重要进展
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp 由无锡中微晶园电子有限公司牵头承担的国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”重点专项“高灵敏硅基雪崩探测器研发及其产业化技术研究”项目经过近两年的努力,突破了低抖动、大光敏面硅单光子探测芯片设计、界面电场调控的离子注入和氧化层制备、低噪声芯片封装等关键技术,开发出硅单光子探测器样机。近日,项目顺利通过了科技部高技术中心组织的中期检查。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 硅单光子探测器具有超高灵敏度,是300-1100nm波段超高灵敏探测不可替代的关键芯片,且器件性能稳定可靠、易形成面阵,是实现远距离精密测量、激光雷达等重大科学仪器的关键核心部件之一。目前国内硅单光子探测芯片主要依赖进口,且阵列芯片禁运。开展硅单光子探测器的自主化研究,对独立自主研制精密测量、激光雷达等装备具有重要意义。项目提出了雪崩过程随机性电场抑制方法,基于国产硅片和研发平台,研制出大光敏面、低时间抖动的硅雪崩探测器芯片,开发了一系列可工程化应用的制备关键技术,并在“北斗系统”开展了激光测距示范应用;同时还面向智能交通的市场需求,研制出线性模式硅雪崩探测器。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 该项目下一步将加快产品化开发,提高产品技术成熟度,加快产品应用示范及推广。& nbsp /p
  • 深圳先进院杨春雷团队在高灵敏度能量分辨型X射线探测器研究上取得进展
    近日,中国科学院深圳先进技术研究院材料所光子信息与能源材料研究中心杨春雷研究员团队以“A novel energy-resolved radiation detector based on the optimized CIGS photoelectric absorption layer”为题,在Journal of Power Sources(影响因子:9.127)上发表了基于铜铟镓硒(CIGS)薄膜光电器件与GOS闪烁体相结合的间接型X射线探测器研究进展,该探测器具有高灵敏度和能量分辨能力,该器件中使用的CIGS薄膜光电材料具有低成本、高效率及可大面积制作等优势。瞄准如何提高辐射探测器的探测率以及如何获得能量分辨这两个核心难题,本研究工作从材料和器件结构两个方面进行了创新设计。降低CIGS光电器件的暗电流从而提高信噪比,是CIGS应用于探测器领域的核心挑战,本文系统研究了Ga含量对CIGS薄膜探测器的暗电流调控并获得了最优的组分设计,进一步结合表面态硫化处理和引入超薄Al2O3层作为pn结界面电荷阻挡层,成功将器件的探测率从6×1013 Jones升高至2.3×1014 Jones,这是目前CIGS光电器件的最好水平。基于优化的CIGS光电功能层与GOS闪烁体层制备的X射线探测器,探测灵敏度达到8 μCGyair-1cm-2,响应时间为0.23-0.28 ms。为了获得对于X射线的能量分辨能力,本研究中提出了新的3D结构X射线探测器的几何构型,该新结构一方面可以利用X射线在穿透深度上的空间分辨获得能量分布信息,另一方面可以使闪烁体的可见光荧光信号传播方向与X射线传播方向垂直,成功解决了间接型X射线探测器在高灵敏度和高空间分辨率不可兼得的难题。论文第一作者为博士后宁德博士,研究生胡明珠和马明副研究员为共同作者,通讯作者为李伟民副研究员、陈明副研究员和杨春雷研究员。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、深圳市和广东省等科技项目资助。论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2022.231520 图1:a)3D结构间接型X射线探测器的示意图 b) CIGS光电功能层的器件结构;c) 光电器件的照片。图2:a) 本研究中使用的CIGS薄膜的Ga/(Ga+In)元素比;b) Ga含量0.33的样品中各元素的空间分布;c) CIGS吸收层的截面电子显微镜照片;d) CIGS的晶体结构示意图;e) CIGS薄膜的晶体X射线衍射图谱;f) CIGS薄膜的拉曼光谱;g) CIGS光电器件的暗电流与Ga组分关系;h) 表面钝化处理后的CIGS器件的电流电压曲线。图3:在不同深度上的X射线探测器像素对X射线能量的敏感度对比测量,像素的标号越大,其深度越深。
  • 近红外双模式单光子探测器----单光子探测主力量子通讯
    一. 近红外双模式单光子探测器介绍SPD_NIR为900nm至1700 nm的近红外范围内的单光子检测带来了重大突破。 SPD_NIR建立在冷却的InGaAs / InP盖革模式单光子雪崩光电二极管技术上,是NIR单光子检测器的第一代产品,可同时执行同步“门控”(GM)和异步“自由运行”(FR )检测模式。 用户通过提供的软件界面选择检测模式。冠jun级别的器件具有低至800 cps的超低噪声,高达30%的高校准量子效率,100 ns最小死区,100 MHz外部触发,150 ps的快速成帧分辨率和极低的脉冲 。 当需要光子耦合时,标准等级可提供非常有价值且经济高效的解决方案。基于工业设计,该设备齐全的探测器不需要任何额外的笨重的冷却系统和控制单元。 经过精心设计的紧凑性及其现代接口使SPD_NIR非常易于集成到最苛刻的分析仪器和Quantum系统中。OEM紧凑型 多通道控制器软件界面二. 近红外双模式单光子探测器原理TPS_1550_type_II是基于远程波长自发下变频的双光子源。TPS_1550_type_II采用波导周期性极化铌酸锂(WG-ppln)晶体,用于产生光子对。波导- ppln的转换效率比任何块状晶体都高2到3个数量级,并确保与单模光纤的高效耦合。0型和II型双光子的产生三. 近红外双模式单光子探测器应用特点特点: ▪ 自由模式 & 门模式▪ 集成电子计数▪ 校准后 QE可达 30%▪ TTL和NIM信号兼容▪ 暗记数 ▪ 盖革模式激光雷达▪ 量子密钥分发▪ 高分辨率OTDR▪ 光子源特性▪ FLIM 成像▪ 符合测试▪ 光纤传感四. 近红外双模式单光子探测器技术规格五. Aura 介绍AUREA Technology是法国一家知名的探测器供应商,公司致力于尖端技术的研发,基于先进的单光子雪崩光电二极管,超快激光二极管和快速定时电子设备,设计和制造了新一代高性能,功能齐全的近红外探测器。作为全球技术领导者之一,AUREA技术提供盖革模式单光子计数,皮秒激光源,快速时间关联和光纤传感仪器。此外,AUREA Technology直接或通过其在北美,欧洲和亚洲的专业分销渠道为200多个全球客户提供一流的专业支持。并与客户紧密合作,以应对当今和未来在量子安全,生命科学,纳米技术,汽车,医疗和国防领域的挑战。昊量光电作为法国AUREA公司在中国区域的独家代理商,全权负责法国Aurea公司在中国的销售、售后与技术支持工作。AUREA技术提供了新一代的光学仪器,使科学家和工程师实现卓越的测量结果。奥瑞亚科技与全球的客户和合作伙伴紧密合作,共同应对量子光学、生命科学、纳米技术、化学、生物医学、航空和半导体等行业的当前和未来挑战双光子是展示量子物理原理的关键元素,并实现新的量子应用。例如,双光子使量子密钥分发技术得以发展,以确保数百公里范围内的数据网络安全。在生物成像应用中,双光子光源产生原始的无色散测量。 更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电:上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等,涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等;可为客户提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等服务。
  • Timepix3 |易于集成的多功能直接探测电子探测器
    混合像素探测器技术最初是为了满足欧洲核子中心-CERN大型强子对撞机LHC的粒子跟踪需求而开发的。来自欧洲核子中心-CERN 和一些外部合作小组的研究人员看到了将混合像素探测器技术转移到高能物理领域以外的应用的机会。于是Medipix1 Collaboration 诞生了。Medipix系列是由Medipix Collaborations 开发的一系列用于粒子成像和检测的像素探测器读出芯片。Timepix系列是从 Medipix系列开发演变而来的。其中Timepix芯片更针对于单个粒子的探测以获得时间、轨迹、能量等信息。 目前基于Timepix和Timepix3的探测器,由于其单电子灵敏、高动态范围及独特的事件驱动模式被广泛地应用于电子背散射(EBSD),4维电子显微(4D SEM)等领域。捷克Advacam公司是一家涵盖传感器制造、微电子封装、混合像素探测器(Timepix,Medipix)及解决方案的全产业链公司,致力于为工业和学术需求开发成像解决方案。ADVAPIX TPX3F与 MINIPIX TPX3F系列是基于Timepix3芯片的多功能探测器,其探测器与读出采用软排线连接,整个设计非常小巧,性价比高,非常适用于电子显微镜厂家将其二次开发并集成到现有系统中,以提升系统性能。▲ MINIPIX TPX3F探测器实物展示▲ ADVAPIX TPX3F探测器实物展示▲ 使用MINIPIX TPX3F探测器鉴别电子、质子,Alpha粒子及μ介子ADVAPIX TPX3F与MINIPIX TPX3F主要规格参数MINIPIX TPX3FADVAPIX TPX3F芯片类型Timepix3像素尺寸55 x 55 μm分辨率256 x 256 pixels传感器100µm,300µm,500µm硅,1mm CdTe 暗噪声无暗噪声接口高速USB 2.0超高速USB 3.0事件驱动模式最大读出速度*2.35 x 10^6 hits/s40 x 10^6 hits / s帧模式速率16fps30fps事件时间分辨能力1.6ns1.6ns*受限于Flex软排线实际长度测量模式类型模式范围描述帧读出模式(曝光后读出所有像素信息)Event+iToT10 bit + 14 bit每次曝光输出两帧数据:1. Events:每个像素中的事件数量2. iToT:每个像素中所有事件的过阈总时间iToT14 bit输出一帧:每个像素中所有事件的过阈总时间ToA18 bit输出一帧:ToA+FToA3 =第一个到达像素事件的到达时间像素/事件驱动模式(在曝光过程中,连续读出被击中像素信息)ToT+ToA10 bit + 18 bit每个像素的每个事件可同时获得: Position, ToT, ToA and FToAToA18 bit每个像素的每个事件可同时获得: Position, ToA and FToA.Only ToT10 bit每个像素的每个事件可同时获得: Position and ToTADVAPIX TPX3F与MINIPIX TPX3F像素/事件驱动模式最大读出速率测试:主要特点单电子灵敏零噪声耐辐射高动态范围无读出死时间主要应用(4D)STEM in SEM/TEMµED(microelectron diffraction)EBSDEELSPtychography应用案例ThermoScientific' s™ Helios™ 5 UX DualBeam采用了Advacam的探测技术ADVACAM
  • 意大利引力波探测器因故障推迟重启
    不久以后,物理学家将继续对天体物理学“怪物”——黑洞和中子星碰撞产生的引力波进行探测。但是,3个探测器之一、位于意大利的室女座探测器(Virgo)目前却遇到了技术问题,将延迟其重新启动的时间。3年前,所有探测设施为了维护和升级而关闭。而在接下来的几个月里,将只有美国路易斯安那州和华盛顿州激光干涉引力波天文台 (LIGO)的两个探测器接受数据,这使得在太空中精确定位信号源变得更加困难。意大利国家核物理研究所(INFN)物理学家、Virgo的调试协调员Fiodor Sorrentino说,问题似乎不是来自于升级,而是产生噪声的旧部件,这些噪声会淹没许多信号。2015年,LIGO首次探测到两个巨大的黑洞相互旋转合并时产生的涟漪。两年后,LIGO和Virgo在附近发现了两颗中子星的合并。迄今为止,这3个探测器已经记录了90多次黑洞合并和两次中子星合并。每个探测器都是一个巨大的L形光学装置,称为干涉仪。镜子悬挂于干涉仪每条臂的两端,激光在镜子之间反射。整个装置处于真空室中,一个精心设计的悬挂系统支撑着每面镜子。Virgo的问题似乎出现在悬挂系统和镜子上。每面重达40公斤的镜子挂在一对薄玻璃纤维上。2022年11月,支撑一面镜子的纤维断裂。Sorrentino说,虽然镜子下降的距离很小,但震动似乎使附着在镜子上用于固定它的4块磁铁中的一块松动了。磁铁的运动使玻璃产生了振动。此外,另一条臂上的一面镜子在2017年遭遇了类似的情况,现在看来,其内部似乎有一个小裂缝。INFN的物理学家Gianluca Gemme说,这些问题直到最近才变得明显起来。研究人员要打开真空室,从一面镜子上取下松动的磁铁,并更换另一面镜子。 Gemme说,这项工作应该会在7月之前完成。“如果一切顺利,没有额外的隐藏噪声源,Virgo应该能够在秋天加入LIGO。”Gemme说。威斯康星大学密尔沃基分校天体物理学家Patrick Brady说,两个LIGO探测器运行良好,应该为5月24日的重启做好了准备。但Virgo的暂时缺席将限制科学研究的开展。3个探测器可以精确定位天空中的信号源,误差在几十平方度以内。如果是两个,定位会变得不精准。但Brady说,即使只有LIGO,长达18个月的运行也应该产生大量的科学成果。LIGO探测器的灵敏度已经比以前提高了30%,每2至3天就能发现一次黑洞合并。在这样的情况下,科学家应该能确定黑洞质量的分布,并有可能揭示不寻常的合并,比如向不同方向旋转的黑洞之间的合并。这些信息有助于揭示黑洞对是如何形成的。
  • 重磅新品Unity BEX成像探测器震撼来袭!2023牛津仪器材料分析论坛在丽江顺利举办
    随着显微分析技术的发展,采用多技术联用对材料进行全方位的表征及分析越来越受到研究人员的重视。2023年7月8日,牛津仪器在丽江成功举办“心有所望 进无止境”主题牛津仪器材料分析论坛。本届论坛不仅有牛津仪器应用科学家分享材料分析先进解决方案,更邀请到上海交通大学教授李林森、太钢集团高级工程师张寿禄以及中国地震局地质研究所副研究员马玺分享了各自利用材料分析以及联用技术在电池、合金、地质等领域取得的最新成果。此外,牛津仪器还在本次论坛上重磅发布了Unity新品——BEX(Backscattered Electron X-ray)成像探测器,其采用了一种基于扫描电镜的革命性全新成像技术。活动现场签到墙现场观众牛津仪器MAG中国区销售总监 李霄飞牛津仪器MAG中国区销售总监李霄飞表示,很高兴在丽江再次和牛津仪器的新老朋友们相聚,并介绍了整合后的牛津仪器MAG集团和管理团队成员。牛津仪器为了进一步为客户打造优质的服务,进一步深化服务团队的国内布局,通过现场支持、远程在线支持、客户支持中心、常驻工程师以及应用支持团队为国内客户提供快速的问题响应和周到的服务。最后,李霄飞介绍了牛津仪器最新推出的重磅产品Unity——BEX图像探测器,以及Symmetry S3、高温原位分析EDS&EBSD、AZtecWave等新产品。牛津仪器应用科学家 陈帅牛津仪器应用科学家陈帅详细介绍了本次推出的重磅新品Unity BEX探测器。BEX成像技术是一项基于扫描电子显微镜(SEM)的全新成像技术,将背散射散射电子成像和X射线成像集于一体,能够在常规SEM工作条件下实现对样品形貌、晶体取向和化学成分进行同步、快速、高分辨的成像。在检索样品时BEX信号可流畅地提供包含元素信息的彩色图像,相比于传统成像技术,BEX能够提高样品检测的效率并提供更为可靠和完整的信息。基于BEX成像技术,牛津仪器推出了集背散射电子和X射线探测器于一体的Unity系统。Unity的BSE传感器与常规BSE探测器相似,成像区域中更亮的部分意味着密度或平均原子序数更高;X-ray传感器则与传统成像探头不同,通过采集来自样品的特征X射线并转化为成分信息,使得Unity系统可快速生成彩色图片。来自这两个传感器的信号可智能叠加,获得易于解释的样品形貌图。通过瞬时获得样品图像,消除了样品分析过程中的主观臆断和不确定性,使操作人员更有信心地进行样品检索,极大提高分析效率。上海交通大学教授 李林森上海交通大学教授李林森介绍了SEM-Raman以及SEM-EBSD等联用技术在电池领域的应用,通过SEM技术和Raman技术的联用揭示了电极材料“多颗粒”性能衰减规律以及钠离子电池正极的空气稳定性;通过SEM-EBSD联用辨识一次颗粒的微结构并进行了定量化分析。WITec Managing Director Joachim KoenenWITec Managing Director Joachim Koenen介绍了基于WITec SEM-Raman 分析系统的材料分析解决方案,通过EDS+ Raman的组合可以对许多重要材料进行完整的表征,在电池、二维材料、先进制造、空气和海洋污染、生命科学、地质学等领域均有广泛的应用。牛津仪器应用经理 胡海龙牛津仪器高级应用科学家胡海龙介绍了WITec显微系列产品以及WITec拉曼光谱及成像解决方案,涵盖高灵敏度拉曼光谱、快速高分辨拉曼成像以及多功能联用技术等,随后介绍了WITec共聚焦拉曼成像技术在无机半导体材料与能源催化、高分子薄膜材料、生物与地质、金属腐蚀与环境等领域的应用。牛津仪器高级应用科学家 刘志文牛津仪器高级应用科学家刘志文表示,当前原子力显微镜(AFM)的发展趋向于高分辨、高速度、简单化以及多场耦合,对相应数据质量的要求具备一致性、准确性、重复性等,随后介绍了牛津仪器原子力显微镜的应用实例——超高分辨原子力显微镜在表征材料高分辨结构与电学性质、表面粗糙度和缺陷以及表界面研究方面的应用、高通量(原位)原子力显微镜在表征半导体衬底和薄膜方面的应用以及微波扫描电容显微镜在电学性能分析中的应用。太钢集团高级工程师 张寿禄太钢集团高级工程师张寿禄在报告中介绍了使用EBSD分析在铁铬铝电热合金(板材)轧制退火过程的结构演变,采用牛津仪器AZtec®软件系统的大面积拼接功能,可以对试样全厚度截面进行EBSD分析测试,比较直观地分析整个板厚范围内的组织变化情况,包括再结晶程度、晶粒尺寸变化、晶粒取向分布、织构梯度等组织信息。牛津仪器高级应用科学家 杨小鹏牛津仪器高级应用科学家杨小鹏以稀土钢中夹杂物综合分析、单晶硅纳米压痕应变分析、磁畴观察等为例介绍了牛津仪器EBSD等多技术联用在材料分析中的应用,此外还介绍了牛津仪器近期发布的新探测器 Symmetry S3、高温原位 EBSD 和 EDS技术、花样匹配标定技术 MapSweeper等。牛津仪器纳米分析部应用经理 徐宁安牛津仪器纳米分析部应用经理徐宁安介绍了如何利用牛津仪器AZtecWave一体化系统对材料进行准确高效地元素定性和定量分析,并详细全面地介绍了多种EDS定量分析方法。AZtecWave系统结合了波谱仪和能谱仪准确及快速等优点,可进行一体化检测,实现高能量分辨率的分析X射线,获得微量及痕量元素准确的定量结果,同时分析效率高,由于波谱能量分辨率更高,可以确保解析更多的重叠峰,进一步降低元素的检出限。中国地震局地质研究所副研究员 马玺中国地震局地质研究所副研究员马玺介绍了地质样品的预处理方法,阐述了如何利用EDS技术对细小、珍贵、复杂的矿物进行精准识别及定量分析,以及EBSD技术在岩石变形、变质过程、矿物晶内应变、矿物鉴定等方面的应用。通过本次论坛,观众们不仅了解到牛津仪器材料分析集团(MAG)材料表征最新的技术进展以及多技术联用解决方案,还欣赏到了当地颇具特色的民俗表演,2023牛津仪器材料分析论坛取得圆满成功。会议同期,仪器信息网对牛津仪器MAG中国区销售总监李霄飞、WITec Managing Director Joachim Koenen、Oxford instruments Services, Business and Product Manager Jackson Edward等人进行了专访,后续敬请期待。精彩瞬间
  • 石墨烯-钙钛矿新型X射线探测器问世
    据物理学家组织网17日消息,瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员通过使用3D气溶胶喷射打印,开发了一种生产高效X射线探测器的新方法。这种新型探测器可以很容易地集成到标准微电子设备中,从而大大提高了医疗成像设备的性能。研究成果发表在美国化学学会科学月刊《ACS Nano》上。  这种新型探测器是由洛桑联邦理工学院基础科学学院福罗带领的研究小组研发的,其由石墨烯和钙钛矿组成。利用瑞士电子学与微电子科技中心的气溶胶喷射打印设备,研究人员在石墨烯基底上3D打印钙钛矿层。其想法是,在设备中,钙钛矿充当光子探测器和电子放电器,而石墨烯则放大输出的电信号。  此外,报道称,研究人员使用了甲基碘化铅钙钛矿,由于其引人入胜的光电性能以及低廉的制造成本,最近这种钙钛矿备受关注。  该研究小组的化学家恩德雷霍瓦特说:“这种钙钛矿含有重原子,这为光子提供了高散射截面,因此使其成为X射线探测的完美候选材料。”  结果表明,这种方法生产的X射线探测器具有破纪录的高灵敏度——比同类最佳医学成像设备提高了4倍。  “通过使用带有石墨烯的光伏钙钛矿,对X射线的响应大大增加。”福罗说,“这意味着,如果我们在X射线成像中使用这两者的组合材料,成像所需的X射线剂量可以减少1000多倍,从而降低这种高能电离辐射对人体健康的危害。”  福罗说,钙钛矿-石墨烯探测器的另一个优点是它不需要精密的光电倍增管或复杂的电子设备,因此它让医学成像变得很简单。  报道称,该项研究中使用的气溶胶喷射打印技术是一种相当新颖的技术,可用于制造3D打印的电子元件,如电阻、电容、天线、传感器和薄膜晶体管,甚至还可在特定基材上打印电子产品,如手机外壳。  除了X光照片外,X射线医疗用途还包括透视、癌症放射治疗和电子计算机断层扫描。而这种新型探测器易于合成,应用领域更加前沿,可广泛应用于太阳能电池、LED灯、激光器和光电探测器等。  总编辑圈点  钙钛矿为人们熟知的应用是制造超高效光伏电池,有时也在晶体管和LED照明等方面发挥优势。不过,其还拥有一项非凡潜力——作为X射线探测器的材料。这是其优异的载流子输运特性和重原子组成架构决定的,相比现有的X射线成像仪,基于钙钛矿化合物的探测器更灵敏且功耗更低,它出色的电荷输运特性以及结构特性,已经被证明是实现直接X射线转换的理想选择。可以预料,在进一步优化后,未来X射线探测器的灵敏度更将轻松上升一个量级。
  • 时间相关光子计数探测器研制
    table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" width=" 600" tbody tr td width=" 109" p style=" line-height: 1.75em " 成果名称 /p /td td width=" 549" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " 时间相关拉曼-荧光光谱仪关键部件--时间相关光子计数探测器 /p /td /tr tr td width=" 109" p style=" line-height: 1.75em " 单位名称 /p /td td width=" 549" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " 北京师范大学 /p /td /tr tr td width=" 109" p style=" line-height: 1.75em " 联系人 /p /td td width=" 132" p style=" line-height: 1.75em " 韩德俊 /p /td td width=" 95" p style=" line-height: 1.75em " 联系邮箱 /p /td td width=" 322" p style=" line-height: 1.75em " djhan@bnu.edu.cn /p /td /tr tr td width=" 109" p style=" line-height: 1.75em " 成果成熟度 /p /td td width=" 549" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " □正在研发 √已有样机 □通过小试 □通过中试 & nbsp & nbsp □可以量产 /p /td /tr tr td width=" 109" p style=" line-height: 1.75em " 合作方式 /p /td td width=" 549" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " √技术转让 □技术入股 □合作开发& nbsp & nbsp □其他 /p /td /tr tr td width=" 658" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 成果简介: /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/d2651cc2-003a-47d8-8c21-0404be413e72.jpg" title=" 样机图片 时间相关拉曼-荧光光谱仪关键部件--时间相关光子计数探测器.jpg" width=" 350" height=" 229" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 350px height: 229px " / /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp 本项目研究了基于独创的外延层体电阻淬灭硅光电倍增器(SiPM)的时间相关光子计数探测器技术,验证以这种探测器为关键部件的一种新的光谱仪--时间相关拉曼-荧光谱仪的可行性和先进性。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 采用我们独创的外延层体电阻淬灭SiPM作为光子计数探测器,能够在较宽光强范围内对光脉冲进行光子计数测量,其时间分辨率高于CCD(包括ICCD)或光电倍增管(PMT)。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 采用我们提出基于SiPM的时间相关光子计数(TCPC)法,既能测量一个脉冲仅包含一个光子的情况,也能测量一个脉冲包含多个光子的情况。能够克服一般时间相关单光子计数(TCSPC)法测量效率较低、测量速度较慢的问题。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 研制出基于条形SiPM的时间相关光子计数探测器(TCPC)样机。其时间分辨率优于100皮秒,暗计数率低于200kHz,峰值探测效率大于15%。验证该新型光谱仪能够克服一般拉曼光谱仪存在荧光背底干扰以及一般荧光光谱仪不能测量荧光寿命的问题。 br/ /p /td /tr tr td width=" 658" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 应用前景: /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 一台以本项目研制的探测器为关键部件的低成本时间相关拉曼-荧光光谱仪的功能和应用范围好于或相当于现有拉曼光谱仪、荧光光谱仪以及荧光寿命测量仪三台仪器之和,而其制造成本只与这三种仪器中的一种相当。并且,能够克服一般拉曼光谱仪存在荧光背底或高温样品存在热辐射干扰以及一般荧光光谱仪不能测量荧光寿命的问题。预期在环境监测、食品安全及公共安全等领域,乃至单分子光谱、激光测距以及飞行时间(TOF)测量等方面都将有重要的应用。 /p /td /tr tr td width=" 658" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 知识产权及项目获奖情况: /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 开发研制出时间相关光子计数探测器(TCPC)样机,由条形SiPM探测器和前置放大器组成的探头,以及给SiPM和前放供电的电源组成。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 韩德俊、王慎远、苗泉龙,“拉曼散射光谱的测量装置及拉曼散射光谱仪”,专利申请号:201510394150.X,申请日:2015年7月7日。 /p /td /tr /tbody /table p br/ /p
  • 南京大学携超导单光子探测器亮相国家“十一五”成就展
    仪器信息网讯 2011年3月7日至14日,南京大学携超导单光子探测器亮相国家“十一五”重大科技成就展。 超导单光子探测器   南京大学成功研制了超导单光子探测器芯片,建立了通讯光纤耦合的单光子信号检测系统,掌握了从材料生长到芯片制备,再到信号检测系统的全部技术。该探测器对1550nm波长信号的系统检测效率达4.2%,对660nm波长的系统检测效率高达30%,实验结果处于国际前列,标志着我国继俄、美、日后,成为第四个能独立研制超导单光子探测器的国家。
  • 电镜那么多探测器,拍摄时我到底该如何选择?
    “TESCAN电镜学堂”终于又跟大家见面了,利用扫描电镜观察样品时会关注分辨率、衬度、景深、形貌的真实性、其他分析的需要等等,不同的关注点之间需要不同的拍摄条件,有时甚至相互矛盾。那我们该如何根据样品类型以及所关注的问题选择合适的电镜条件呢?这里是TESCAN电镜学堂第12期,将继续为大家连载《扫描电子显微镜及微区分析技术》(本书简介请至文末查看),帮助广大电镜工作者深入了解电镜相关技术的原理、结构以及最新发展状况,将电镜在材料研究中发挥出更加优秀的性能!第五章 电镜操作与工作参数优化第三节 常规拍摄需要注意的问题电镜的工作条件包括很多,加速电压、束流束斑、工作距离、光阑大小、明暗对比度、探测器的选择等。前几期我们已经介绍过加速电压、束斑束流、工作距离该如何根据实际应用需求选择。本期将为大家继续介绍明暗对比度、不同探测器对扫描电镜拍摄的影响。§4. 明暗对比度的影响一张清晰的电镜照片需要有适中的明暗对比度,可以利用电镜软件中的直方图工具来进行明暗对比度的判断,如图5-30。直方图的横坐标表示亮度,左为暗部,右为亮部,纵坐标表示各种灰度所占的比例。图5-30 直方图工具一张明亮对比适中的图片,需要暗处、亮处、中间灰度均有分布,直方图从中间到两边类似正态分布,如图5-31。图5-31 亮度与直方图当图像亮度过亮、过暗都会导致另一端没有灰度信息,导致图像信息损失。对比度的调节希望整个灰度分布恰好覆盖大部分区域,如图5-32,对比度太小则灰度仅覆盖中间很少区域,而对比度太大,会造成亮处、暗处有信息损失。在开始扫描的时候尽量将明暗对比度调节至最合适的条件,如果一开始明暗对比不适合,利用软件自带的处理工具可以对图像进行优化,如图5-33。调整完的可以清楚的判别出其中至少五种灰度衬度,而调整前只能勉强分辨四种衬度。图5-32 对比度与直方图图5-33 明暗对比度的影响及对应的直方图§5. 探测器的选择TESCAN的场发射扫描电镜如果配置齐全包括SE、InBeam-SE、BSE、InBeam-BSE、STEM-BF、STEM-DF六个独立的探测器,前面已经在电镜结构中简单介绍了各个探测器的原理和特点。在平时拍摄时,选择不同的探测器也会获得不同的效果。图5-34 TESCAN电镜所有的电子探测器① SE和BSE探测器的对比SE和BSE分别是旁置式电子探测器和极靴下探测器,前者接收二次电子和部分低角背散射电子,后者接收大部分低角背散射电子探测器。所以从图像效果来说,SE探测器的图像以形貌衬度为主,立体感强,兼有少量的成分衬度;BSE探测器的图像以成分衬度为主,兼有一定的形貌衬度,如图5-35。图5-35 SE(左)和BSE(右)探测器的衬度对比② SE与InBeam-SE探测器的对比SE和InBeam-SE探测器相比,前者在侧方,具有阴影效应,可以形成强烈的立体感,而后者位于正上方,不会受任何形貌的遮挡,立体感较差,如图5-36。图5-36 SE(左)和InBeam-SE(右)探测器的立体感对比SE探测器接收SE1、SE2、SE3和部分BSE信号,分辨率相比只收集SE1的InBeam SE探测器要低,如图5-37。图5-37 SE(左)和InBeam-SE(右)探测器的分辨率对比对于一些凹坑处的观察,由于InBeam-SE探测器在上方没有遮挡,所以会比SE探测器有更多的信号量,InBeam-SE探测器更适合做凹陷区域的观察,如图5-38。图5-38 SE(左)和InBeam-SE(右)探测器对凹陷处观察对比③ BSE与InBeam-BSE探测器的对比BSE探测器主要采集低角背散射电子,InBeam-BSE探测器采集高角背散射电子,前者兼有成分和形貌衬度,后者相对来说成分衬度占主要部分,形貌衬度相对较弱。不过后者接收的电子信号量小于前者,所以信噪比也不如前者,如图5-39。图5-39 BSE(左)和InBeam-BSE(右)探测器受形貌影响的对比对于能观察到通道衬度的平整样品来说,BSE探测器显然有更好的通道衬度,更有利于晶粒的区分,如图5-40。图5-40 BSE(左)和InBeam-BSE(右)探测器通道衬度的对比④STEM探测器的应用电子束轰击到试样上形成水滴状的散射,但当试样足够薄时,电子束的散射面积还没有扩大就已经透射样品,所以此时各种信号的分辨率较常规样品更高,STEM探测器也有更好的分辨率。STEM探测器由于需要样品经过特殊的制样,虽然在扫描电镜中不常用,但是却有着所有探测器中最高的分辨率。当二次电子和背散射电子探测器分辨率都达不到要求时,可以尝试STEM探测器。如图5-41,二次电子探测器在20万倍下已经分辨率不够,而STEM放大至50万倍也能很好的区分。图5-41 SE(左)和STEM(右)探测器分辨率的对比此外,对于一些纳米级的小颗粒,因为团聚厉害,二次电子即使在低电压下也难以将其区分,且分辨率也不好,而STEM探测器通过透射电子来进行成像,对小颗粒的区分能力要强于其它探测器。如图5-42,STEM探测器可以区分团聚在一起的更小的单个纳米颗粒,而二次电子探测器则观察到团聚在一起的颗粒。图5-42 STEM(左)和InBeam-SE(右)探测器对团聚纳米颗粒的分辨对比扫描电镜中的STEM探测器虽然分辨率是最高的,但是和透射电镜的分辨率相比还是相形见绌。不过扫描电镜的电压要远小于透射电镜,所以扫描电镜的STEM相比TEM有着更好的质厚衬度。所以对一些不是非常注重横向分辨率,但特别注重质厚衬度的样品,如一些生物样品、石墨烯等,扫描电镜的STEM探测器可以表现出更大的优势。如图5-43,为10kV下观察到的石墨烯试样,图5-44为生物样品在扫描STEM和TEM下的对比。图5-43 STEM探测器在10kV下拍摄的石墨烯试样图5-44 生物试样在SEM STEM探测器和TEM的对比⑤ 多探测器同时成像TESCAN的电镜具有四个独立的通道放大器,可以进行四个探测器的同时成像。如果分辨不清楚用何种探测器时,可以选择多种探测器同时成像。然后在软件中将需要的图像进行通道分离,如图5-45。 图5-45 四探测器同时成像
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    基于宽禁带半导体的固态紫外探测技术是继红外、可见光和激光探测技术之后发展起来的新型光电探测技术,是对传统紫外探测技术的创新发展,具有体积小、重量轻、耐高温、功耗低、量子效率高和易于集成等优点,对紫外信息资源的开发和利用起着重大推动作用,在国防技术、信息科技、能源技术、环境监测和公共卫生等领域具有极其广阔的应用前景,成为当前国际研发的热点和各主要国家之间竞争的焦点。我国迫切要求在宽禁带半导体紫外探测技术领域取得新的突破,以适应信息技术发展和国家安全的重大需要。本书是作者团队近几年来的最新研究成果的总结,是一本专门介绍宽禁带紫外光电探测器的科技专著。本书的出版可以对我国宽禁带半导体光电材料和紫外探测器的研发及相关高新技术的发展起到促进作用。本书从材料的基本物性和光电探测器工作原理入手,重点讨论宽禁带半导体紫外探测材料的制备、外延生长的缺陷抑制和掺杂技术、紫外探测器件与成像芯片的结构设计和制备工艺、紫外单光子探测与读出电路技术等;并深入探讨紫外探测器件的漏电机理、光生载流子的倍增和输运规律、能带调控方法、以及不同类型缺陷对器件性能的具体影响等,展望新型结构器件的发展和技术难点;同时,介绍紫外探测器产业化应用和发展,为工程领域提供参考,促进产业的发展。本书作者都是长年工作在宽禁带半导体材料与器件领域第一线、在国内外有影响的著名学者。本书主编南京大学陆海教授是国内紫外光电探测领域的代表性专家,曾研制出多种性能先进的紫外探测芯片;张荣教授多年来一直从事宽禁带半导体材料、器件和物理研究,成果卓著;参与本书编写的陈敦军、单崇新、叶建东教授和周幸叶研究员也均是在宽禁带半导体领域取得丰硕成果的年轻学者。本书所述内容多来自作者及其团队在该领域的长期系统性研究成果总结,并广泛地参照了国际主要相关研究成果和进展。作者团队:中国科学院郑有炓院士撰写推荐语时表示:“本书系统论述了宽禁带半导体紫外探测材料和器件的发展现状和趋势,对面临的关键科学技术问题进行了探讨,对未来发展进行了展望。目前国内尚没有一本专门针对宽禁带半导体紫外探测器的科研参考书,本书的出版填补了这一空白,将会对我国第三代半导体紫外探测技术的研发起到重要的推动作用。”目前市面上还没有专门讲述宽禁带半导体紫外探测器的科研参考书,该书的出版可以填补该领域的空白。本书可为从事宽禁带半导体紫外光电材料和器件研发、生产的科技工作者、企业工程技术人员和研究生提供一本有价值的科研参考书,也可供从事该领域科研和高技术产业管理的政府官员和企业家学习参考。详见本书目录:本书目录:第1章 半导体紫外光电探测器概述1.1 引言1.2 宽禁带半导体紫外光电探测器的技术优势1.3 紫外光电探测器产业发展现状1.4 本书的章节安排参考文献第2章 紫外光电探测器的基础知识2.1 半导体光电效应的基本原理2.2 紫外光电探测器的基本分类和工作原理2.2.1 P-N/P-I-N结型探测器2.2.2 肖特基势垒探测器2.2.3 光电导探测器2.2.4 雪崩光电二极管2.3 紫外光电探测器的主要性能指标2.3.1 光电探测器的性能参数2.3.2 雪崩光电二极管的性能参数参考文献第3章 氮化物半导体紫外光电探测器3.1 引言3.2 氮化物半导体材料的基本特性3.2.1 晶体结构3.2.2 能带结构3.2.3 极化效应3.3 高Al组分AlGaN材料的制备与P型掺杂3.3.1 高Al组分AlGaN材料的制备3.3.2 高Al组分AlGaN材料的P型掺杂3.4 GaN基光电探测器及焦平面阵列成像3.4.1 GaN基半导体的金属接触3.4.2 GaN基光电探测器3.4.3 焦平面阵列成像3.5 日盲紫外雪崩光电二极管的设计与制备3.5.1 P-I-N结GaN基APD3.5.2 SAM结构GaN基APD3.5.3 极化和能带工程在雪崩光电二极管中的应用3.6 InGaN光电探测器的制备及应用3.6.1 材料外延3.6.2 器件制备3.7 波长可调超窄带日盲紫外探测器参考文献第4章 SiC紫外光电探测器4.1 SiC材料的基本物理特性4.1.1 SiC晶型与能带结构4.1.2 SiC外延材料与缺陷4.1.3 SiC的电学特性4.1.4 SiC的光学特性4.2 SiC紫外光电探测器的常用制备工艺4.2.1 清洗工艺4.2.2 台面制备4.2.3 电极制备4.2.4 器件钝化4.2.5 其他工艺4.3 常规类型SiC紫外光电探测器4.3.1 肖特基型紫外光电探测器4.3.2 P-I-N型紫外光电探测器4.4 SiC紫外雪崩光电探测器4.4.1 新型结构SiC紫外雪崩光电探测器4.4.2 SiC APD的高温特性4.4.3 材料缺陷对SiC APD性能的影响4.4.4 SiC APD的雪崩均匀性研究4.4.5 SiC紫外雪崩光电探测器的焦平面成像阵列4.5 SiC紫外光电探测器的产业化应用4.6 SiC紫外光电探测器的发展前景参考文献第5章 氧化镓基紫外光电探测器5.1 引言5.2 超宽禁带氧化镓基半导体5.2.1 超宽禁带氧化镓基半导体材料的制备5.2.2 超宽禁带氧化镓基半导体光电探测器的基本器件工艺5.3 氧化镓基日盲探测器5.3.1 基于氧化镓单晶及外延薄膜的日盲探测器5.3.2 基于氧化镓纳米结构的日盲探测器5.3.3 基于非晶氧化镓的柔性日盲探测器5.3.4 基于氧化镓异质结构的日盲探测器5.3.5 氧化镓基光电导增益物理机制5.3.6 新型结构氧化镓基日盲探测器5.4 辐照效应对宽禁带氧化物半导体性能的影响5.5 氧化镓基紫外光电探测器的发展前景参考文献第6章 ZnO基紫外光电探测器6.1 ZnO材料的性质6.2 ZnO紫外光电探测器6.2.1 光电导型探测器6.2.2 肖特基光电二极管6.2.3 MSM结构探测器6.2.4 同质结探测器6.2.5 异质结探测器6.2.6 压电效应改善ZnO基紫外光电探测器6.3 MgZnO深紫外光电探测器6.3.1 光导型探测器6.3.2 肖特基探测器6.3.3 MSM结构探测器6.3.4 P-N结探测器6.4 ZnO基紫外光电探测器的发展前景参考文献第7章 金刚石紫外光电探测器7.1 引言7.2 金刚石的合成7.3 金刚石光电探测器的类型7.3.1 光电导型光电探测器7.3.2 MSM光电探测器7.3.3 肖特基势垒光电探测器7.3.4 P-I-N和P-N结光电探测器7.3.5 异质结光电探测器7.3.6 光电晶体管7.4 金刚石基光电探测器的应用参考文献第8章 真空紫外光电探测器8.1 真空紫外探测及其应用8.1.1 真空紫外探测的应用8.1.2 真空紫外光的特性8.2 真空紫外光电探测器的类型和工作原理8.2.1 极浅P-N结光电探测器8.2.2 肖特基结构光电探测器8.2.3 MSM结构光电探测器8.3 真空紫外光电探测器的研究进展8.3.1 极浅P-N结光电探测器的研究进展8.3.2 肖特基结构光电探测器的研究进展8.3.3 MSM结构光电探测器的研究进展
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