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航空度偏振成像仪

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航空度偏振成像仪相关的资讯

  • 安光所承担的“多角度偏振成像仪”项目通过验收
    2月25日,中科院合肥物质科学研究院安光所光学遥感中心牵头承担的民用航天技术预先研究项目“多角度偏振成像仪”通过了专家验收。专家组认为,该项技术将大力推动我国卫星载荷新技术的发展。   多角度偏振成像仪项目组针对全球大气环境及气候变化研究、高精度定量化遥感大气校正等需求,应用多角度偏振探测技术,突破大气气溶胶高精度卫星遥感关键技术,完成了工程化设计的多角度偏振成像仪原理样机,搭建了多角度成像仪的实验室辐射/偏振/几何定标系统。样机主要性能指标均达到或接近国际同类型载荷水平,其研究成果涵盖了欧美两大技术路线的技术特点。   验收会上,专家组一致认为项目组瞄准国际上全球大气环境及气候变迁研究的技术前沿,多年来致力于发展偏振遥感技术,积极开展大气多角度偏振卫星遥感技术研究,在大气气溶胶高精度卫星遥感探测技术、实验室偏振定标技术、大气多角度偏振信息反演技术等方面取得了一系列重要成果。   该项目是中科院安光所牵头承担并顺利完成的第一个民用航天项目,5年多的研究除取得了一些科研成果外,也为安光所锻炼培养了一个年轻、富有朝气的航天有效载荷工程承研技术团队,为其在“十二五”承担航天载荷型号任务打下了良好的技术及人才基础。
  • 美宇航局筹划更先进的望远镜——X射线成像偏振探测器
    美国宇航局预计在2017年初宣布概念研究方案,航天器的科学仪器预算为1.25亿美元  据腾讯太空(罗辑/编译):在地球轨道上,美国宇航局所管辖的空间望远镜是全球最多的,性能也最为先进,几乎覆盖了所有的观测波段。2018年,美国宇航局将发射迄今最先进的空间望远镜,詹姆斯-韦伯望远镜,这是一具红外线天文台。不过,美国宇航局又在筹划一种更先进的望远镜,主要工作波段为X射线,被命名为X射线成像偏振探测器,目前已经入围了三个方案,预计在2020年底会发射升空,将作为X射线天文学观测上的主力。  目前入围的三个方案都是目前X射线观测上的顶尖水平,比如来自加利福尼亚技术研究所的SPHEREX望远镜,美国宇航局马歇尔太空飞行中心提出的IXPE计划,以及美国宇航局戈达德太空飞行中心的PRAXyS方案。每个科学小组会获得100万美元的资金支持,美国宇航局也会进行为期11个月的任务概念研究。预计在2017年初宣布概念研究方案,航天器的科学仪器预算为1.25亿美元,并安排了5000万美元的发射费用。  IXPE和PRAXyS这两个方案主要目标是个宇宙中高能事件,比如恒星工厂和恒星死亡后的情景,这些过程可产生强大的X射线信号。此外,科学家还希望收集黑洞周围的X射线信号,超致密的中子星、恒星爆炸、遥远星系中央内核的X射线信号等。IXPE采用X射线偏振技术,可以对中子星、脉冲星星云、恒星、黑洞等主要宇宙天体进行研究,符合美国宇航局的任务要求。  PRAXyS方案则使用了一种不同的方法来研究X射线天文学,PRAXyS任务的首席研究员基思认为PRAXyS方案类似于GEMS引力与极端磁场研究项目,后者在2012年被美国宇航局取消。SPHEREX任务概念将对天空进行全面扫描,时间至少持续两年,还可以观测宇宙中的引力波。此外,SPHEREX任务还可以对一些恒星系统演化的早期阶段进行研究,比如冰是否存在于恒星周围。
  • 中国民用航空飞行学院预算2729.58万元采购一批仪器设备
    中国民用航空飞行学院天府校区,总投资约100亿元,占地1439亩,包含12个科研实验室、6个行业实训基地和中国民航高高原医学研究中心,按满足2030年在校生2.5万人需求设计。2024年2月,天府校区开启第一阶段运行,目前整体建设进入收尾阶段。近日,中国民用航空飞行学院天府校区建设工程招标公告,预算2729.58万元,采购单光子计数器、光学平台、光谱仪、飞秒激光放大器、粒径谱仪、时间分辨ICCD探测器、高光谱成像系统、高温红外热成像仪、黑白高分辨率工业相机、工业机械手臂等一批仪器设备。 招标项目详情如下:一、项目基本情况项目编号:0748-2411CA3041GQ项目名称:民航飞行学院天府校区建设工程激光雷达成像探测技术及设备适航检测实验室设备采购项目预算金额:2729.58万元(人民币)最高限价(如有):2636.00万元(人民币)采购需求:本项目共划分为5个包,投标人可参与1个或多个包的投标。01包货物清单序号货物名称数量是否接受进口产品1单光子计数器3台是2光学平台2台否3哈特曼波前传感器1台是4光隔离器5台是5光闪烁仪1台是6径向偏振转换器4台是7激光光束测量仪1台是8衰减器1台否9空间光调制系统3套是10精密阻尼隔振光学平台1台否11能量脉冲激光器系统2套(各一套)是12光谱仪1台是13飞秒激光放大器(一台振荡器+一台放大器)1套否14绿光激光器1台否15粒径谱仪(光学颗粒物粒径谱仪)1台是16能见度仪1台是17雾化气溶胶发生器1台是02包货物清单序号货物名称数量是否接受进口产品1时间分辨ICCD探测器1套是2高光谱成像系统1套是3高温红外热成像仪1套是03包货物清单序号货物名称数量是否接受进口产品3仿真流体流动和传热分析软件1套是04包货物清单序号货物名称数量是否接受进口产品1三维激光测风雷达1套否2三维扫描型相干多普雷激光雷达组2套否3流体计算软件1套是4UPS不间断电源4台否5智能恒温机柜2台否621″LED显示器4台否7光纤模块8个否8数据网线5根否9理线架10套否10千兆企业级防火墙1台否11高性能计算机1台否05包货物清单序号货物名称数量是否接受进口产品1塔式图形工作站电脑主机2套(各一套)否2多轴无人机2套否3黑白高分辨率工业相机6套否4三维光学摄影测量系统1套否5二次元影像测量仪2套(各一套)否6高速数据记录系统1套否7工业机械手臂2套(各一套)否最高限价:01包:567.00万元;02包341.00万元;03包105.00万元;04包1452万元;05包171.00万元。合同履行期限:01包、02包初步验收时间暂定2025年03月31日,03包、04包、05包初步验收时间暂定2025年02月28日,具体时间以采购人通知为准,初步验收合格后,进入试用期(试用期:各包货物试用期详见本招标文件第六章合同条款约定);试用期通过后供应商向采购人提出货物最终验收申请。采购人有权就工期施工进度及生产安装进度调整货物的验收日期,因上述原因所产生的一切费用,由供应商综合考虑,包含在投标报价中。本项目( 不接受 )联合体投标。二、申请人的资格要求1. 满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定;2. 落实政府采购政策需满足的资格要求:/3. 本项目的特定资格要求:3.1凡两家或以上投标人参加同一项目的采购,有如下情况的,不得参加项目采购活动:①单位负责人为同一人;②存在直接控股或管理关系。3.2投标人不得为“中国执行信息公开网”网站( http://zxgk.court.gov.cn/shixin/)中列入失信被执行人的投标人,不得为中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)政府采购严重违法失信行为名单中被财政部门禁止参加政府采购活动的投标人(处罚决定规定的时间和地域范围内)。三、获取招标文件时间:2024年06月14日 至 2024年06月21日,每天上午8:30至11:30,下午13:30至16:30。(北京时间,法定节假日除外)地点:四川省成都市双流区机场东一路35号中国航材2214会议室方式:现场购买或邮寄,售后不退。如需邮购的,需另加手续费(含邮费)100元。联系人:杨秋月028-66265005 yangqy@casc.com.cn。售价:人民币500元/包。售价:¥500.0 元,本公告包含的招标文件售价总和四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点提交投标文件截止时间:2024年07月09日 09点30分(北京时间)开标时间:2024年07月09日 09点30分(北京时间)地点:四川省成都市双流区机场东一路35号中国航材2210会议室。五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜1. 公告媒介:本项目在中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)上发布招标公告及中标公示信息。2. 本项目所属行业:工业3. 凡领购招标文件请在中航材招标投标信息网(http://www.cabidding.com.cn/)完成注册。4. 公司账户信息:开户名称:中航材国际招标有限公司开户行:中国民生银行股份有限公司北京首都机场支行银行账号:01350141400000485. 落实的政府采购政策为:《关于中国环境标志产品政府采购实施意见》(财库[2006]90号)、《国务院办公厅关于建立政府强制采购节能产品制度的通知》(国办发[2007]51号)、《关于调整优化节能产品、环境标志产品政府采购执行机制的通知》(财库[2019]9号)、《关于印发〈政府采购促进中小企业发展管理办法〉的通知》(财库[2020]46号)、《关于进一步加大政府采购支持中小企业力度的通知》(财库[2022]19号)、《关于印发中小企业划型标准规定的通知》(工信部联企业[2011]300号)、《财政部、司法部关于政府采购支持监狱企业发展有关问题的通知》(财库[2014]68号)、《关于促进残疾人就业政府采购政策的通知》(财库[2017]141号)等。七、对本次招标提出询问,请按以下方式联系1. 采购人信息名称:中国民用航空飞行学院地址:四川省广汉市南昌路四段46号联系方式:段老师、陈工(全咨) 028-81330108、028-813301222. 采购代理机构信息名 称:中航材国际招标有限公司地址:北京市朝阳区霄云里2号联系方式:杨秋月,028-66265005,yangqy@casc.com.cn3. 项目联系方式项目联系人:杨秋月电话:028-66265005
  • 北京航空航天大学119.98万元采购红外热成像仪
    html, body { -webkit-user-select: text } * { padding: 0 margin: 0 } .web-box { width: 100% text-align: center } .wenshang { margin: 0 auto width: 80% text-align: center padding: 20px 10px 0 10px } .wenshang h2 { display: block color: #900 text-align: center padding-bottom: 10px border-bottom: 1px dashed #ccc font-size: 16px } .site a { text-decoration: none } .content-box { text-align: left margin: 0 auto width: 80% margin-top: 25px text-indent: 2em font-size: 14px line-height: 25px } .biaoge { margin: 0 auto /* width: 643px */ width: 100% margin-top: 25px } .table_content { border-top: 1px solid #e0e0e0 border-left: 1px solid #e0e0e0 font-family: Arial /* width: 643px */ width: 100% margin-top: 10px margin-left: 15px } .table_content tr td { line-height: 29px } .table_content .bg { background-color: #f6f6f6 } .table_content tr td { border-right: 1px solid #e0e0e0 border-bottom: 1px solid #e0e0e0 } .table-left { text-align: left padding-left: 20px } 详细信息 北京航空航天大学航空发动机研究院红外热成像系统公开招标公告 北京市-海淀区 状态:公告 更新时间: 2022-11-04 北京航空航天大学航空发动机研究院红外热成像系统公开招标公告 2022年11月04日 15:12 公告概要: 公告信息: 采购项目名称 北京航空航天大学航空发动机研究院红外热成像系统 品目 货物/专用设备/航空航天工业专用设备/其他航空航天工业专用制造设备 采购单位 北京航空航天大学 行政区域 海淀区 公告时间 2022年11月04日 15:12 获取招标文件时间 2022年11月04日至2022年11月10日每日上午:9:00 至 12:00 下午:13:00 至 17:00(北京时间,法定节假日除外) 招标文件售价 ¥500 获取招标文件的地点 中航招标网(网址:http://bid.aited.cn) 开标时间 2022年11月28日 09:30 开标地点 北京市海淀区柏彦大厦东附楼开标室2(北京市海淀区北四环中路辅路238号) 预算金额 ¥119.980000万元(人民币) 联系人及联系方式: 项目联系人 刘彦铎 项目联系电话 010-84891571 采购单位 北京航空航天大学 采购单位地址 北京市海淀区学院路37号 采购单位联系方式 全老师、18600797699 代理机构名称 中航技国际经贸发展有限公司 代理机构地址 北京市朝阳区慧忠路5号远大中心B座14层 代理机构联系方式 刘彦铎、010-84891571 项目概况 北京航空航天大学航空发动机研究院红外热成像系统 招标项目的潜在投标人应在中航招标网(网址:http://bid.aited.cn)获取招标文件,并于2022年11月28日 09点30分(北京时间)前递交投标文件。 一、项目基本情况 项目编号:0730-226112ZC0014 项目名称:北京航空航天大学航空发动机研究院红外热成像系统 预算金额:119.9800000 万元(人民币) 最高限价(如有):119.9800000 万元(人民币) 采购需求: 标的名称:高重复频率激光器数量:1套简要技术需求或服务要求:红外热成像系统主要用于固体表面二维温度场精确测量。*1、光谱范围:1.5μm-5.5μm,测温精度:±1 C 或±1%。详见第三章《货物需求一览表及技术规格要求》。 合同履行期限:自合同签订生效之日起6个月内完成交货,采购人指定时间完成安装、调试、试运行、人员培训、验收合格、交付使用。 本项目( 不接受 )联合体投标。 二、申请人的资格要求: 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定; 2.落实政府采购政策需满足的资格要求: 2.1本项目非专门面向中小企业采购预留采购份额; 2.2 依据规定享受扶持政策获得政府采购合同的,小微企业不得将合同分包给大中型企业,中型企业不得将合同分包给大型企业。 2.3 采购标的对应的中小企业划分标准所属行业为:工业。 3.本项目的特定资格要求:3.1 本项目不接受代理商投标3.2单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商,不得参加同一合同项下的政府采购活动;3.3本项目供应商中标后不得将中标项目分包或转让给其他主体实施。3.4本项目投标截止期前被“信用中国”网站列入失信被执行人和重大税收违法案件当事人名单的、被“中国政府采购网”网站列入政府采购严重违法失信行为记录名单(处罚期限尚未届满的),不得参与本项目的政府采购活动。 三、获取招标文件 时间:2022年11月04日 至 2022年11月10日,每天上午9:00至12:00,下午13:00至17:00。(北京时间,法定节假日除外) 地点:中航招标网(网址:http://bid.aited.cn) 方式:网上获取 售价:¥500.0 元,本公告包含的招标文件售价总和 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 提交投标文件截止时间:2022年11月28日 09点30分(北京时间) 开标时间:2022年11月28日 09点30分(北京时间) 地点:北京市海淀区柏彦大厦东附楼开标室2(北京市海淀区北四环中路辅路238号) 五、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 六、其他补充事宜 采购人业务监督联系人:陈老师,孙老师 采购人业务监督联系电话:010-82317861,010-82314680 七、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。 1.采购人信息 名 称:北京航空航天大学 地址:北京市海淀区学院路37号 联系方式:全老师、18600797699 2.采购代理机构信息 名 称:中航技国际经贸发展有限公司 地 址:北京市朝阳区慧忠路5号远大中心B座14层 联系方式:刘彦铎、010-84891571 3.项目联系方式 项目联系人:刘彦铎 电 话: 010-84891571 × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 $('.clickModel').click(function () { $('.modelDiv').show() }) $('.closeModel').click(function () { $('.modelDiv').hide() }) 基本信息 关键内容:红外热成像仪 开标时间:2022-11-28 09:30 预算金额:119.98万元 采购单位:北京航空航天大学 采购联系人:点击查看 采购联系方式:点击查看 招标代理机构:中航技国际经贸发展有限公司 代理联系人:点击查看 代理联系方式:点击查看 详细信息 北京航空航天大学航空发动机研究院红外热成像系统公开招标公告 北京市-海淀区 状态:公告 更新时间: 2022-11-04 北京航空航天大学航空发动机研究院红外热成像系统公开招标公告 2022年11月04日 15:12 公告概要: 公告信息: 采购项目名称 北京航空航天大学航空发动机研究院红外热成像系统 品目 货物/专用设备/航空航天工业专用设备/其他航空航天工业专用制造设备 采购单位 北京航空航天大学 行政区域 海淀区 公告时间 2022年11月04日 15:12 获取招标文件时间 2022年11月04日至2022年11月10日每日上午:9:00 至 12:00 下午:13:00 至 17:00(北京时间,法定节假日除外) 招标文件售价 ¥500 获取招标文件的地点 中航招标网(网址:http://bid.aited.cn) 开标时间 2022年11月28日 09:30 开标地点 北京市海淀区柏彦大厦东附楼开标室2(北京市海淀区北四环中路辅路238号) 预算金额 ¥119.980000万元(人民币) 联系人及联系方式: 项目联系人 刘彦铎 项目联系电话 010-84891571 采购单位 北京航空航天大学 采购单位地址 北京市海淀区学院路37号 采购单位联系方式 全老师、18600797699 代理机构名称 中航技国际经贸发展有限公司 代理机构地址 北京市朝阳区慧忠路5号远大中心B座14层 代理机构联系方式 刘彦铎、010-84891571 项目概况 北京航空航天大学航空发动机研究院红外热成像系统 招标项目的潜在投标人应在中航招标网(网址:http://bid.aited.cn)获取招标文件,并于2022年11月28日 09点30分(北京时间)前递交投标文件。一、项目基本情况 项目编号:0730-226112ZC0014 项目名称:北京航空航天大学航空发动机研究院红外热成像系统 预算金额:119.9800000 万元(人民币) 最高限价(如有):119.9800000 万元(人民币) 采购需求: 标的名称:高重复频率激光器数量:1套简要技术需求或服务要求:红外热成像系统主要用于固体表面二维温度场精确测量。*1、光谱范围:1.5μm-5.5μm,测温精度:±1 C 或±1%。详见第三章《货物需求一览表及技术规格要求》。 合同履行期限:自合同签订生效之日起6个月内完成交货,采购人指定时间完成安装、调试、试运行、人员培训、验收合格、交付使用。 本项目( 不接受 )联合体投标。 二、申请人的资格要求: 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定; 2.落实政府采购政策需满足的资格要求: 2.1本项目非专门面向中小企业采购预留采购份额; 2.2 依据规定享受扶持政策获得政府采购合同的,小微企业不得将合同分包给大中型企业,中型企业不得将合同分包给大型企业。 2.3 采购标的对应的中小企业划分标准所属行业为:工业。 3.本项目的特定资格要求:3.1 本项目不接受代理商投标3.2单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商,不得参加同一合同项下的政府采购活动;3.3本项目供应商中标后不得将中标项目分包或转让给其他主体实施。3.4本项目投标截止期前被“信用中国”网站列入失信被执行人和重大税收违法案件当事人名单的、被“中国政府采购网”网站列入政府采购严重违法失信行为记录名单(处罚期限尚未届满的),不得参与本项目的政府采购活动。 三、获取招标文件 时间:2022年11月04日 至 2022年11月10日,每天上午9:00至12:00,下午13:00至17:00。(北京时间,法定节假日除外) 地点:中航招标网(网址:http://bid.aited.cn) 方式:网上获取 售价:¥500.0 元,本公告包含的招标文件售价总和 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 提交投标文件截止时间:2022年11月28日 09点30分(北京时间) 开标时间:2022年11月28日 09点30分(北京时间) 地点:北京市海淀区柏彦大厦东附楼开标室2(北京市海淀区北四环中路辅路238号) 五、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 六、其他补充事宜 采购人业务监督联系人:陈老师,孙老师 采购人业务监督联系电话:010-82317861,010-82314680 七、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。 1.采购人信息 名 称:北京航空航天大学 地址:北京市海淀区学院路37号 联系方式:全老师、18600797699 2.采购代理机构信息 名 称:中航技国际经贸发展有限公司 地 址:北京市朝阳区慧忠路5号远大中心B座14层 联系方式:刘彦铎、010-84891571 3.项目联系方式 项目联系人:刘彦铎 电 话: 010-84891571
  • 考虑探测器非理想性的红外偏振成像系统作用距离分析
    在背景与目标红外辐射量差距不大或背景较为复杂等情况下,传统红外成像技术对目标进行探测与识别的难度较大。而红外偏振探测在采集目标与背景辐射强度的基础上,还获取了多一维度的偏振信息,因此在探测隐藏、伪装和暗弱目标和复杂自然环境中人造目标的探测和识别等领域,有着传统红外探测不可比拟的优势。但同时,偏振装置的加入也增加了成像系统的复杂度与制作成本,且对于远距离成像,在红外成像系统前加入偏振装置对成像系统的探测距离有多大的影响,也有待进一步的研究论证。据麦姆斯咨询报道,近期,中国科学院上海技术物理研究所、中国科学院红外探测与成像技术重点实验室和中国科学院大学的科研团队在《红外与毫米波学报》期刊上发表了以“考虑探测器非理想性的红外偏振成像系统作用距离分析”为主题的文章。该文章第一作者为谭畅,主要从事红外偏振成像仿真方面的研究工作;通讯作者为王世勇研究员,主要从事红外光电系统技术、红外图像信号处理方面的研究工作。本文将从分析成像系统最远探测距离的角度出发,对成像系统的探测能力进行评估。综合考虑影响成像系统探测能力的各个因素,参考传统红外成像系统作用距离模型,基于系统的偏振探测能力,建立了红外偏振成像系统的作用距离模型,讨论了偏振装置非理想性对系统探测能力的影响,并设计实验验证了建立模型的可靠性。红外成像系统作用距离建模目前较为公认的对扩展源目标探测距离进行估算的方法是MRTD法。该方法规定,对于空间频率为f的目标,人眼通过红外成像系统能够观察到该目标需要满足两个条件:①目标经过大气衰减到达红外成像系统时,其与背景的实际表观温差应大于或等于该频率下的成像系统最小可分辨温差MRTD(f)。②目标对系统的张角θT应大于或等于相应观察要求所需要的最小视角。只需明确红外成像系统的各项基本参数与观测需求,我们就可以计算出系统的噪声等效温差与最小可分辨温差,进而求解出它的最远探测距离。红外偏振成像系统作用距离建模偏振成像根据成像设备的结构特性可分为分振幅探测、分时探测、分焦平面探测和分孔径探测。其中分时探测具有设计简单容易计算等优点,但只适用于静态场景;分振幅探测可同时探测不同偏振方向的辐射,但存在体积庞大、结构复杂,计算偏振信息对配准要求高等问题;分孔径探测也是同时探测的一种方式,且光学系统相对稳定,但会带来空间分辨率降低的问题;分焦平面偏振探测器具有体积小、结构紧凑、系统集成度高等优势,可同时获取到不同偏振方向的偏振图像,是目前偏振成像领域的研究热点,也是本文的主要研究对象。图1为分焦平面探测系统示意图。图1 分焦平面探测器系统示意图本文仿真的分焦平面偏振探测器,是在红外焦平面上集成了一组按一定规律排列的微偏振片,一个像元对应着一个微偏振片,其角度分别为 0°、45°、90°和135°,相邻的2×2个微像元组成一个超像元,可同时获取到四种不同的偏振态。图1为分焦平面探测系统结构示意图。传统方法认为在红外成像系统前加入偏振装置后,会对系统的噪声等效温差与调制传递函数MTF(f)产生影响,改变系统的最小可分辨温差,进而改变系统的最远探测距离。本文将从偏振装置的偏振探测能力出发,分析成像系统的最小可分辨偏振度差,建立红外偏振成像系统的探测距离模型。我们首先建立一个探测器偏振响应模型,该模型将探测器视为一个光子计数器,光子被转换为电子并在电容电路中累积,综合考虑探测器井的大小、偏振片消光比、信号电子与背景电子的比率以及入射辐射的偏振特性,通过应用误差传播方法对结果进行处理。从噪声等效偏振度(NeDoLP)的定义出发,NeDoLP是衡量偏振探测器探测能力的指标,即探测器对均匀极化场景成像时产生的标准差。对其进行数学建模,进而分析得到红外偏振成像系统的最远探测距离。图2 DoLP随光学厚度变化曲线对于探测器来说,积分时间越长,累积的电荷越多,探测器的信噪比(SNR)就越高,但这种增加是有限度的。随着积分时间的增加,光生载流子有更多的时间被收集,增加信号。然而,同时,暗电流及其相关噪声也会增加。对于给定的探测器,最佳积分时间是在最大化信噪比和最小化暗电流及噪声的不利影响之间取得平衡,为方便分析,我们假设探测器工作在“半井”状态下。通过以下步骤计算红外偏振成像系统最远作用距离:a. 根据已知的目标和背景偏振特性以及环境条件,计算在给定距离下,目标与背景之间的偏振度差在传输路径上的衰减。b. 结合系统的探测器性能参数,确定目标在给定距离下是否可被观察到。如果不能则减小设定的距离。目标被观察到需同时满足衰减后的偏振度差大于或等于系统对应于该频率的最小可分辨偏振度差MRPD,目标对系统的张角θT大于或等于相应观察要求所需要的最小视场角。c. 逐步增加距离,直到目标与背景之间的偏振度差不再满足观察要求。这个距离即为成像系统最远作用距离。τp (R)为大气对目标偏振度随探测距离的衰减函数,可根据不同的天气条件,根据已有的测量数据进行插值,计算出不同探测距离下大气对目标偏振度的衰减,图4. 5给出了根据文献中测量数据得到的偏振度随光学厚度增加衰减关系图。这里给出的横坐标是光学厚度,不同天气条件下,光学厚度对应的实际传播距离与介质的散射和吸收系数有关。综上,我们建立了传统红外成像系统和考虑了偏振片非理想性的红外偏振成像系统的作用距离模型,下面我们将对模型的可靠性进行验证,分析讨论探测器各参数对成像系统探测能力的影响。验证与讨论由噪声等效偏振度的定义可知,其数值越小,代表偏振探测器的性能越优秀。下面我们对影响红外偏振成像系统探测性能的各因素进行讨论,并设计实验验证本文建立模型的正确性。偏振片消光比消光比是衡量偏振片性能的重要参数,市售的大面积偏振片的消光比可以超过200甚至更多。对其他参数按经验进行赋值,从图3可以看到,对于给定设计参数的探测器,偏振片消光比超过20后,随着偏振片消光比的增加,探测器性能上的提升微乎其微。对于分焦平面探测器,为实现更高的消光比,不可避免地要牺牲探测器整体辐射通量。由于辐射通量降低而导致的信噪比损失可能远远超过消光比增加所获得的收益。这一结果同样可以对科研人员研制偏振片提供启发,对需要追求高消光比的偏振片来说,增大透光轴方向的最大透射率要比降低最小透射率更有益于成像系统的性能。图3 偏振片消光比与探测器噪声等效偏振度关系图探测器井容量红外探测器的井容量是指探测器像素在饱和之前能够累积的电荷数量的最大值。井容量是衡量红外探测器性能的一个关键参数,井容量通常以电子数(e-)表示。较大的井容量意味着探测器可以在饱和之前存储更多的电荷,从而能够在更大的亮度范围内准确检测信号。这对于在具有广泛亮度变化的场景中捕获清晰图像至关重要。从图4可以看出,增大探测器井的容量,同样能很好的提高成像系统的偏振探测能力。图4 探测器井容量与探测器噪声等效偏振度关系图然而,井容量的增加可能会导致像素尺寸增大或探测器面积减小,这可能对系统的整体性能产生负面影响。因此,在设计红外探测器时,需要权衡井容量、像素尺寸和其他性能参数,以实现最佳性能。目标偏振度虽然推导出的噪声等效偏振度公式包含目标偏振度这一参量,但目标的偏振度本身对探测器的噪声等效偏振度没有直接影响。NeDolp 是一个衡量探测器性能的参数,它主要受探测器内部噪声、电子学和其他系统组件的影响。然而,目标的偏振度会影响探测器接收到的信号强度,从而影响信噪比(SNR)。从图5也可以看出,探测器的NeDolp受目标的偏振度影响不大。图5 目标偏振度与探测器噪声等效偏振度关系图读取噪声与产生复合噪声比值读取噪声主要来自于探测器的读出电路、放大器和其他电子元件。它通常在整个光强范围内保持相对恒定。产生复合噪声是由光子的随机到达和电荷生成引起的,与光子数成正比。在低光强下,产生复合噪声通常较小;而在高光强下,它会逐渐变大。通过计算读取噪声和产生复合噪声的比值,可以确定系统的性能瓶颈。如果读取噪声远大于产生复合噪声,这意味着系统在低光强下受到读取噪声的限制。在这种情况下,优化读出电路和放大器等元件可能会带来性能提升。如果产生复合噪声远大于读取噪声,这意味着系统在高光强下受到产生复合噪声的限制。在这种情况下,提高信号处理和光子探测效率可能有助于改善性能。从图6可以看出,降低读取噪声与产生复合噪声比值可以有效提升系统偏振探测能力。图6 δ与探测器噪声等效偏振度关系图信号电子比例综合图4~6可以看出,提升β的数值可有效提高探测器的偏振探测能力,由β的定义可知,对于确定井容量的探测器,β的取值主要取决于探测器的各种噪声与积分时间,降低探测器的工作温度、优化探测器结构、减少表面和界面缺陷等途径都可以降低探测器的噪声,调节合适的积分时间也有助于探测系统的性能提升。实验验证根据噪声等效偏振度的定义,利用面源黑体与红外可控部分偏振透射式辐射源创建一组均匀极化场景。如下图7所示,黑体发出的红外辐射,经过两块硅片,发生四次折射,产生了偏振效应,通过调节硅片的角度,即可产生不同线偏振度的红外辐射。以5°为间隔,将面源黑体平面与硅片间的夹角调为10°~40°共七组。每组将面源黑体设置为40℃和70℃两个温度,用国产自主研制的红外分焦平面偏振探测器采取不少于128帧图像并取平均,然后将每组两个温度下相同角度获得的图像作差,以减少实验装置自发辐射和反射辐射对测量结果的干扰,差值图像就是透射部分的红外偏振辐射。对差值图像进行校正和去噪后,即可按公式计算出探测器对均匀极化场景产生的偏振度图像。计算出红外辐射的线偏振度,为减小测量误差,仅取图像中心区域的像元进行分析。该区域像元的标准差就是该成像系统的噪声等效偏振度(NeDoLP)。探测器具体参数如表1所示。图7 实验示意图表1 偏振探测器参数利用本文建立的探测器仿真模型计算出硅片的线偏振度仿真值,公式19计算出硅片线偏振度的理论值,与实验的测量值进行对比,图8展示了三组数据的变化曲线,从图中可以看出,三组数据存在一定偏差,这可能与硅片调节角度误差、面源黑体稳定性、干涉效应、硅片摆放是否平行等因素有关,但在误差允许的范围内,实验验证了偏振探测系统的性能,也证明了本文建立仿真模型的可靠性。NeDoLP测量结果如表2所示。图8 线偏振度理论值、测量值与本文模型仿真值曲线图表2 实验结果从上表可以看到NeDoLP的测量值与仿真值的差值基本能控制在5%以内,实验结果再次印证了本文设计的模型的可靠性。实例计算应用建立的模型对高2.3m,宽2.7m,温度47℃,发射率为1的目标的最远探测距离进行预测,目标差分温度6℃;背景温度27℃;发射率1;目标偏振度30%,背景偏振度1%,使用3.2节中样机的探测器参数,最后,采用文献中介绍的“等效衰减系数-距离”关系的快速逼近法对红外探测系统最远作用距离R进行求解,得到表3的结果。表3 红外成像系统的最远作用距离根据红外探测系统最远探测距离,利用本文第二节提出的方法,得到不同探测概率下红外偏振成像系统最远作用距离结果如表4所示。表4 红外偏振成像系统的最远作用距离所选例子为目标与背景偏振度差异大于其温差,所以在这种探测场景下红外偏振成像系统的探测能力要优于红外成像系统。探测器的参数不同,探测场景与目标的变化都会对模型的结果产生影响,但本文提供的成像系统作用距离模型可为实际探测中不同应用场景下的成像系统选择提供参考。结论针对不同的探测场景,红外成像系统与红外偏振成像系统在最远探测距离方面哪个更有优势并没有定论,探测目标的大小,背景与目标的温差与偏振度差,大气透过率,具体探测器的参数等因素都会对成像系统的最远探测距离产生影响。经实验验证,本文所建立的非理想红外偏振成像系统的响应模型是可靠的,可以用于估算成像系统的最远作用距离,针对不同的探测场景,读者可通过实验确定探测器的具体性能参数,利用仿真软件或实验测量的方式获取探测目标的温度与偏振信息,明确探测环境的具体大气参数,利用模型对红外成像系统与偏振成像系统的最远作用距离进行预估,选择更具优势的成像系统。这项研究获得上海市现场物证重点实验室基金(No. 2017xcwzk08)和上海技术物理研究所创新基金(No. CX-267)的资助和支持。论文链接:http://journal.sitp.ac.cn/hwyhmb/hwyhmbcn/article/abstract/2023041
  • 多层各向异性复杂型面航空/天复合材料结构相控阵超声成像检测
    以碳纤维增强树脂基(Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP)为代表的先进复合材料,具有高比强度和比刚度、良好的耐疲劳和耐腐蚀、易于大面积成型等优点,正越来越广泛地代替金属材料用作航空/天飞行器主承力构件。受制造工艺复杂、服役环境严苛影响,CFRP容易产生材料退化,甚至分层、纤维褶皱、孔洞等缺陷,威胁结构服役安全。超声无损检测技术是实现制造质量控制和服役性能评估的有效手段,但却面临材料形状复杂、多层结构、弹性各向异性因素共同作用所致超声传播行为复杂的挑战。现有超声检测技术主要是面向声学特性较为简单的各向同性均质材料,直接沿用至CFRP结构时不可避免地存在超声信号混叠、信噪比低、成像质量差等问题。针对以上难题,中国科学院深圳先进技术研究院郭师峰研究员团队开展了系列创新性研究工作,为航空/天复合材料结构无损检测与评估提供了理论和技术支撑,包括:(1)提出了利用相控阵超声和完全非接触激光超声原位测量超声群速度分布的新方法,解决了各向异性复合材料力学性能原位、高精度测量难题,为材料强度及其退化程度定量评估提供技术支撑;(2)建立了定量描述复杂形状、多层结构、弹性各向异性对CFRP声学特性影响规律的理论模型,为复杂超声传播行为理论分析和超声成像算法研究提供可靠的模型基础;(3)提出了基于计算机科学最短路径搜索算法的声线示踪新方法,解决了高分辨率超声成像算法聚焦法则高精度计算难题,大幅提升缺陷检测灵敏度和定位/量精度。上述研究工作为航空/天复合材料结构无损检测与评估提供了理论和技术支撑。2024年9月11-12日,仪器信息网组织召开第三届无损检测技术进展与应用网络会议,邀请领域内科研、应用等专家老师围绕无损检测理论研究、技术开发、仪器研制、相关应用等方面展开研讨。期间,郭师峰研究员团队中的曹欢庆副研究员将作大会报告《多层各向异性复杂型面航空/天复合材料结构相控阵超声成像检测》,介绍上述研究工作。本次会议于线上同步直播,欢迎材料、机械、工程、无损检测等相关科研工作者、工程技术人员、科技企业人士等报名,参会交流!关于第三届无损检测技术进展与应用网络会议无损检测,即在不破坏或不影响被检测对象内部组织与使用性能的前提下,利用射线、超声、电磁、红外、热成像等原理并结合仪器对物体进行缺陷、化学、物理参数检测的一种技术手段,被广泛应用于航空航天、交通运输、石油化工、特种设备、矿山机械、核电、冶金、考古、食品等各个领域。为推动我国无损检测技术发展和行业交流,促进新理论、新方法、新技术的推广与应用,仪器信息网定于2024年9月11-12日组织召开第三届无损检测技术进展与应用网络会议,邀请领域内科研、应用等专家老师围绕无损检测理论研究、技术开发、仪器研制、相关应用等方面展开研讨,欢迎大家参会交流。会议链接:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ndt2024
  • 偏振遥感:让石油污染监测更简约快捷
    在石油的开采、炼制、贮运、使用过程中,原油和各种石油制品进入环境而造成的污染成了一个世界性的问题。因此,建立探测系统,对油田区进行监测和管理,特别是对石油污染所发生的位置、溢油量和扩散趋势等的监测尤为重要。   在国家自然科学基金、“863”计划等的资助下,东北师范大学城市与环境科学学院教授盛连喜带领的课题组以偏振度作为偏振光遥感的定量指标,在近红外波段对不同含水量和含油量的土壤进行偏振光谱测量,为今后利用偏振光遥感监测土壤石油污染的应用打下基础。这一成果发表在《科学通报》2008年第23期上。   难以避免的石油土壤污染   石油对土壤的污染主要表现为:破坏土壤的结构和透水性。石油污染物还会与土壤中有效的氮、磷、钾发生反应,破坏土壤的肥力。尽管采取了一系列措施,但在石油的生产、加工、运输各个环节,都有可能发生泄漏溢出事故,石油污染物对土壤的污染难以避免。   “石油开采时可能产生的泄漏或溢油现象造成的落地油污染,可使土壤的环境容量逐年减少 在气田开发时,钻井过程中产生废弃泥浆,如果没有泥浆坑,废弃的钻井泥浆就会被排放到土壤中,造成污染。”盛连喜说。   盛连喜解释说,如果在原油开采过程中发生井喷等事故,可能使大量石油烃类直接进入土壤。另外,石油管线和采油井的井口设备如果发生跑冒滴漏,也有一些石油泄漏到地面。石油及其产品在运输、使用和贮存过程中的渗漏、溢油现象时有发生,会造成石油烃类直接进入土壤。而石油及其产品在运输、使用和贮存过程中的渗漏、溢油现象同样会对土壤造成危害。   “当石油渗透进入土壤后,如果植物吸收了石油,会破坏植物的新陈代谢过程,或阻断植物需要的水分和养料,从而使植物死亡,植被遭到破坏。而且被石油污染物污染的土壤在几年甚至几十年内都会丧失农耕和畜牧的功能。石油还可能通过进入食物链影响人体健康。另外,油气会从地表挥发至大气,表现为油气挥发物,被太阳紫外线照射后,可能与其他有害气体发生物理化学反应,生成光化学烟雾,产生致癌物和温室效应,破坏臭氧层等。”盛连喜说。   既然污染难以杜绝,作为及时了解石油开采所在区域的环境质量状况,包括大气环境质量、水体和土壤环境质量状况,发现油气田生产中环境问题的有效手段,环境监测就变得至关重要。   “尤其是对土壤污染的监测,关系到周边地区的生态环境安全、食品安全问题,不容忽视。”盛连喜说。   大有可为的偏振遥感   目前,在石油开采区域最常用的环境监测方法是现场采样实验室分析监测,也有些地方开展了航空和遥感监测。   盛连喜指出,常规的土壤石油污染监测方法是从野外取样带回实验室分析,由于事前对污染范围及污染程度的了解有局限性,监测过程不仅费时而且耗费大量人力、物力和财力,结果却往往不够全面准确,只能对采样点局部进行评价和估量。如何对土壤石油污染范围及程度进行定量定位的测量,有效节省工作时间和经费,提高环境污染监测的准确性成为一个重要的科学问题。   在苦苦寻找解决办法的时候,电磁波的一个重要特征——偏振,引起了盛连喜的关注。   偏振在微波谱段称为极化。地球表面和大气中的目标在反射、散射、透射及发射电磁辐射的过程中,会产生由它们自身性质决定的特征偏振,即偏振特性中蕴涵着目标的各种信息。   “偏振遥感正是利用这一特征为遥感目标提供新的、潜在的信息。”盛连喜说,“与其他遥感技术比较,偏振光的特性使其在遥感中能够解决许多实际问题。使用偏振信息不仅能够更准确地定位土壤石油污染的范围和程度,并可反演相应地物目标的结构、化学成分、水分含量等多方面信息,甚至了解造成污染油井的年龄,因此具有非常广阔的应用前景。”   目前,盛连喜课题组对污染土壤偏振光遥感的监测主要研究方向是在不同湿度条件下鉴别石油种类,并进一步确定湿度条件影响的曲线临界值。重点研究土壤中受到石油污染的范围和程度,为研究土壤的石油环境容量、控制石油污染提供依据。   该课题组以吉林省松原油田原油和当地典型表层土壤为实验原料,在实验室内对4个水平的含油量、3个水平的含水量土壤样品在近红外波段进行了多角度探测模拟实验。又在室外实地测量了各种条件下的石油污染土壤与清洁土壤的偏振度值。他们发现,当土壤含水量较低时,土壤表面反射光的偏振度会随土壤中石油含量的增加而增大 当土壤含水量较高时,土壤表面反射光的偏振度会随土壤中石油含量的增加而降低。   事实上,盛连喜所在的偏振实验室已经通过几年的工作,对黄土、黑土、红土等土壤类型的基础偏振反射特性进行了测量和研究,接下来的工作是通过多因素的模拟正交实验,为更广泛地应用偏振特性进行石油的土壤污染监测提供科学依据。   盛连喜指出,不同土壤类型的临界值会因土壤有机质含量、机械组成等因素的不同而不同,对偏振光的测量带来难度。这也是他们今后工作中需要重点研究的问题。
  • 激光偏振检测新技术可分析太空垃圾成分
    p   据物理学家组织网20日报道,美国麻省理工学院(MIT)的工程师最近开发出一种激光偏振检测新技术,不仅能确定太空垃圾位置,还能分析其成分。 /p p   在地球空间轨道上,数以亿计的太空垃圾高速旋转着,给航天器和卫星带来巨大威胁。目前,美国国家航空航天局(NASA)和国防部在用陆基望远镜和激光雷达(Ladars)跟踪17000块碎片,但这一系统只能确定目标的位置。研究人员指出,新技术能分析出一块残骸由什么组成,有助于确定其质量、动量及可能造成的破坏力。 /p p   该技术利用激光来检测材料对光的偏振效应。MIT航空航天系的迈克尔· 帕斯科尔说,涂料的反射光偏振模式和金属铝有明显区别,所以识别偏振特征是鉴定太空残骸的一种可靠方法。 /p p   为检验这一理论,研究人员设计了一台偏光仪来检测反射光的角度,所用激光波长为1064纳米,与Ladars激光类似,并选择了6种卫星中常用的材料:白色、黑色涂料、铝和钛,还有保护卫星的两种膜材料聚酰亚胺和特氟龙(聚四氟乙烯),用偏振滤镜和硅探测器检测它们反射光的偏振状态。他们识别出16种主要的偏振态,并将这些状态特征与不同材料对应起来。每种材料的偏振特征都非常独特,足以和其他5种区别开来。 /p p   帕斯科尔认为,其他航天材料如防护膜、复合天线、太阳能电池、电路板等,其偏振效应可能也各有特色。他希望用激光偏振仪建一个包含各种材料偏振特征的数据库,给现有陆基Ladars装上滤波器,就能直接检测太空残骸的偏振态,与特征库数据对比,就能确定残骸构成。 /p
  • “DNA损伤单分子偏振成像检测装置研制”项目通过验收
    12月9日,中国科学院计划财务局组织专家对生态环境研究中心汪海林研究员承担的“DNA损伤单分子偏振成像检测装置研制”项目进行现场验收。验收组专家听取了项目组的工作报告、使用报告、财务报告、测试组的测试报告,现场检查了实验装置的运行情况,审核了相关档案材料,经提问和讨论,验收专家组认为,该项目完成了任务书规定的各项任务,一致同意通过验收。   研制完成的“DNA损伤单分子偏振成像检测装置”,将高效快速分离和激光诱导荧光检测技术集成为一体,可高灵敏地检测DNA损伤产物 融入荧光偏振成像技术,可提供污染物引起DNA损伤的分子转动和构象等动态信息。   该装置为阐明环境暴露引起的DNA损伤的分子识别、修复及突变机制等环境健康风险评估研究提供了新颖的分析平台,在提高人们的健康卫生水平方面也具有潜在的应用价值。
  • 长春市疾病预防控制中心预算587.7万元购买荧光定量PCR仪、凝胶成像仪等仪器
    3月24日,长春市疾病预防控制中心公开招标,购买液PCR仪、荧光定量PCR仪、凝胶成像仪等多台设备,预算587.7万元。  招标项目编号:JM-2021-02-13864/3787-214JCZX21028  招标项目名称:长春市疾病预防控制中心新冠肺炎等重点传染病监测和能力建设设备购置项目  招标产品列表(主要设备):序号货物名称数量简要技术规格1A2型生物安全柜2详见招标文件技术规格要求2双人生物安全柜23台式高速离心机14台式高速冷冻离心机15梯度PCR仪16PCR仪27暗视野显微镜18细菌全基因组测序仪19实验室自动化工作站110全自动移液工作站111流式细胞仪112脉冲场凝胶电泳系统113凝胶成像仪14全自动微生物鉴定和药敏分析系统115全自动微生物过滤系统116均质器117荧光偏振仪118荧光定量PCR仪1  开标时间:2021-04-15 13:30(北京时间)
  • 全套高光谱航空遥感监测系统首现山西
    近日,山西省气象局成功建成了拥有高光谱成像仪PHI-1309、POS AV-510高精度定位定姿系统和Trimble R8 GPS接收系统(地面基站)组成的航空遥感监测系统,成为国内首家拥有该套现代化设备的气象部门。   PHI-1309高精度光谱成像仪,可在生态、环境、农业等方面提供高精度的监测和分析结果。POS AV-510是最著名的商业化的航空直接对地目标定位系统,集成了全球导航卫星系统与惯性导航系统,能提供每秒上百次的精确定位定向数据,为机载航空遥感数据几何校正提供了更加简捷的方法。Trimble R8 GPS接收系统可作为地面基站配合航空遥感数据采集过程中进行更加精确的定位,以消除GPS系统本身的定位误差。此外,山西省气象局还完成了基于OMIS-II成像光谱仪在山西的首次试飞工作,制定了一套航空遥感数据采集、处理、分析的操作流程。   按照《山西气象发展“十二五”规划》,到2015年,山西气象现代化整体实力要达到全国先进水平,部分领域要达到全国领先水平。全套高光谱航空遥感监测系统的建成,为构建具有国内先进水平的气象现代化体系“十二五”气象发展目标奠定了基础。
  • 浅析蛋白质晶体成像仪
    蛋白质(protein)是组成人体一切细胞、组织的重要成分,是生命的物质基础,分子结构由α—氨基酸按一定顺序组合和排列形成氨基酸顺序不同的多肽链,这些多肽链进一步通过交联构成。蛋白质的复杂结构是其功能多样性的前提和基础,对其分子结构及发挥生物活性的机制进行研究具有重要意义。蛋白质空间结构(图片来源:网络)与其他有机或无机化合物晶体结构一样,蛋白质晶体结构是由相同的蛋白质分子或蛋白质分子复合物在空间中有序排列,从而构成的规则的3D阵列。根据蛋白质晶体结构排列的对称性,晶体中的所有分子相对于晶格具有有限数量的独特取向。蛋白分子通过在晶格中的有序排列,将单个分子的衍射值叠加,最终获得足以测量的衍射强度,其中晶格起到放大器的作用。结晶研究作为探究生物大分子结构及功能的重要手段,有力的推动了蛋白质分子结构的研究进程。 蛋白质晶体结构(图片来源:网络)时至今日,蛋白结晶还存在许多问题,制约着蛋白结构测定的速度。工欲善其事必先利其器,蛋白晶体成像仪作为高通量筛选蛋白质结晶的重要工具,可进行蛋白晶体研究的自动化成像和分析,为下一步进行蛋白质晶体衍射、确定结构奠定基础,最终应用于制药和生命科学领域的研究。蛋白晶体成像仪通过精确的温度控制提供稳定的蛋白质晶体培育环境,在甄别分析中,通过可见光、偏振光、紫外三种模式辨别晶体是否为蛋白晶体并观察晶体成长过程,可对晶体快速定位、自动化拍摄高质量影像。相比传统显微镜,它在蛋白晶体观察捕获的敏感度、成像质量、样本的自动定位等方面都有了很大提升,重要参数指标包括物镜倍数、附镜倍数、数值孔径、景深(mm)、视场(mm)、像素尺寸(μm)、光学分辨率(μm)等。目前市场的蛋白质晶体成像仪主流厂商有赛默飞、腾泉生物、安捷伦、Formulatrix等,不同品牌产品也各具特色。以Formulatrix的产品为例来介绍蛋白质晶体成像仪,蛋白晶体成像仪同时具备可见光和紫外荧光功能,可创造蛋白晶体的培养、成长环境,精确恒定温度和振动隔离。除此之外,仪器提供最多970个结晶板的存储和培养空间,能实现准确实验样本自动定位、智能影像捕捉拍摄等功能。在观察晶体成长过程的同时,可进行数据库数据对比和搜索,以确定蛋白晶体的存在和成长,对蛋白质晶体进行跟踪研究。蛋白液滴定局部成像(图片来源:Formulatrix)蛋白质晶体可见光及紫外成像(图片来源:Formulatrix)更多信息,点击进入仪器信息网相关仪器专场:https://www.instrument.com.cn/zc/2582.html
  • 国家纳米中心在圆偏振发光材料研究中取得进展
    具有圆偏振发光性能的手性材料在三维成像、光学信息存储、不对称合成等方面颇具应用潜力,在手性科学研究中具有重要意义。手性基元在氢键、静电相互作用及π-π堆积等相互作用的协同下,可以自组装成各种各样的手性结构,表现出独特的圆偏振发光性质。而在自组装过程中,非手性基元如何参与并影响到最后的圆偏振发光性能,手性如何在组装结构中实现转移、传递和放大仍有未知。因此,如何构筑圆偏振发光材料并实现其性能提升在手性科学领域是重要的研究方向。  中国科学院国家纳米科学中心研究员段鹏飞团队在高效圆偏振发光材料的构筑和性能提升研究方面取得了新进展。利用卤键相互作用构筑了一种二维手性分形结构,实现了手性发光材料发光各项异性因子的显著提升(Angew. Chem. Ed. Int. 2021, 60, 22711-22716);在自组装手性多孔晶态材料中实现了无机纳米粒子到有机发光分子之间的辐射能量转移,并显著放大了材料的发光各项异性因子(Adv. Mater. 2021, 33, 2101797)。  卤键本质上是一种静电相互作用,关于卤键驱动的共组装体系已有报道。科研团队合成了两种含有吡啶基团的联二萘手性分子(R/S-1,R/S-2),其与1,4-二碘四氟苯(F4DIB)可以共组装,自发形成了不同形貌的二维手性分形结构。单晶结构的分析发现,晶体中吡啶基团的N原子与F4DIB中的碘原子通过卤键形成一维的超分子聚合物链,而后在π-π和C-FH的协同作用下形成最终的组装结构(图1)。由于R/S-1与F4DIB分子间相互作用更强所以形成的手性分形结构更加致密。在共组装过程中,手性由R/S-1,R/S-2分子传递给了超分子聚合物链,再经过进一步的组装从超分子聚合物链传递到手性分形结构,实现了手性的多级次放大。从基态和激发态手性光谱上也可以观察到,分形结构的手性各项异性因子相较于单分子手性信号呈现出两个数量级的放大。卤键驱动的手性自组装实现了手性从分子手性到分形结构的转移和放大,为设计、提升圆偏振发光材料性能提供了新思路。相关研究成果发表在Angew. Chem. Ed. Int.(2021, 60, 22711-22716)上。  手性多孔晶态材料具有有序的组装结构,在圆偏振发光材料的构筑和性能提升方面具有重要意义。近日,团队工作人员通过设计“Turn-on”型二芳基乙烯(DAEC)和上转换纳米粒(UCNPs)负载的手性金属有机框架复合材料,实现了紫外光、可见光、近红外光多重光源响应的圆偏振发光固态开关,并通过UCNPs到DAEC的能量转移实现了圆偏振发光的放大(图2)。  研究人员选择了一种具有一维孔道的手性镧系框架结构,将上转换纳米粒子和具有光响应性质的二芳基乙烯同时负载于手性框架结构中,通过手性诱导分别实现了二芳基乙烯和UCNPs的圆偏振发光。UCNPs上转换发光的能量可以转移至二芳基乙烯,实现二芳基乙烯的上转换圆偏振发光。该手性多孔框架结构复合物中,二芳基乙烯可以在紫外光和近红外光照射下到达关环发光态,分别表现出下转换和上转换的圆偏振发光。在可见光照射下变为开环暗态,实现圆偏振发光的“关闭”。此外,研究发现上转换的发光各项异性因子(glum)大于下转换的发光各项异性因子,可能是手性体系中的能量转移造成的,这是首次发现无机给体到有机受体能量转移实现的圆偏振发光放大。  该手性晶态多孔复合材料实现了固态下多重光响应的圆偏振发光开关,并在不同光输入的条件下的下转换和上转换过程可以实现荧光信息和圆偏振信息的多级光信号输出,在多维度光响应和输出的存储与加密方面具有重要应用价值。相关研究成果发表在Adv. Mater.(2021, 33, 2101797)上。研究工作得到国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项(B类)、国家重点研发计划等的支持。
  • 等离子体“彩虹”芯片级智能光谱仪,可实现“光谱+偏振”双功能传感
    近年来,研究人员和业内主要厂商已将研发重心转向微型化、便携式且低成本的光谱仪系统,使之可以在日常生活中实现现场、实时和原位光谱分析的许多新兴应用。然而,受到过度简化的光学设计和紧凑型架构的机械限制,微型光谱仪系统的实际光谱识别性能通常远低于台式光谱仪系统。如今,克服这些限制的一种策略便是在光子方法学中引入深度学习(DL)进行数据处理。据麦姆斯咨询报道,近日,美国纽约州立大学布法罗分校(University at Buffalo,the State University of New York)与沙特阿卜杜拉国王科技大学(King Abdullah University of Science & Technology)的联合科研团队在Nature Communications期刊上发表了以“Imaging-based intelligent spectrometer on a plasmonic rainbow chip”为主题的论文。该论文第一作者为Dylan Tua,通讯作者为甘巧强(Qiaoqiang Gan)教授。在这项研究工作中,研究人员开发了一种紧凑型等离子体“彩虹(rainbow)”芯片,能够实现快速、准确的双功能传感,其性能可在特定条件下超越传统的便携式光谱仪。其中的分光纳米结构由一维或二维的梯度金属光栅构成。该紧凑型等离子体光谱仪利用普通相机拍摄的单幅图像,即可精确地获得照明光源光谱的光谱信息和偏振信息。在经过适当训练的深度学习算法的辅助下,研究人员仅用单幅图像就能表征葡萄糖溶液在可见光光谱范围内的双峰和三峰窄带照明下的旋光色散(ORD)特性。该微型光谱仪具有与智能手机和芯片实验室(lab-on-a-chip)系统集成的潜力,为原位分析应用提供新的可能。研究人员利用彩虹捕获效应(rainbow trapping effect)来开发片上光谱仪系统。图1展示了该研究工作所提出的片上光谱仪和一维彩虹芯片的设计原理。如图1a所示,该光谱仪利用等离子体啁啾光栅实现分光功能。这种表面光栅几何形状的逐渐变化,导致了局部等离子体共振的空间调谐(即为光捕获“彩虹”存储)。如图1b所示,研究人员采用聚焦离子束铣削技术,在300 nm的银(Ag)薄膜上制备了啁啾光栅。当白光垂直入射时,通过简单的反射显微镜系统(如图1c),就可以观察到明显的“彩虹”色图像,如图1d的顶部所示,该现象源于光栅引发的等离子体共振。图1 片上光谱仪的等离子体啁啾光栅根据这些空间模式图像,可以建立共振模式与入射波长一一对应的关系,这是片上光谱仪的基础。因此,研究人员探讨了该光谱仪对任意光谱特征的空间分辨能力。通过深度学习辅助的数据处理和重建方法,研究人员利用这种分光功能可以构建用于光学集成的智能化、微型化光谱仪平台。具体而言,研究人员提出了基于深度学习的智能彩虹等离子体光谱仪概念,并构建了带有等离子体啁啾光栅的光谱仪示例,如图2所示。该光谱仪利用深度神经网络预测了所测量的共振模式图像中的未知入射光光谱,而无需使用传统的线性响应函数模型。实验中的光谱仪架构如图2a所示。智能光谱仪主要由三部分构成:空间模式、预训练神经网络以及对应的波长。图2 基于深度学习的数据重建光谱分辨率是评价传统光谱仪性能的重要参数之一。因此,研究人员对该光谱仪的分辨率做了详细测试,测试结果如图3所示。图3 智能等离子体光谱仪的分辨率以上初步测试数据表明,智能彩虹芯片光谱仪具有实现高分辨率光谱分析的潜力,其性能可与传统台式光谱仪相媲美。随后,研究人员将一维光栅扩展到二维,以利用紧凑型智能等离子体光谱仪实现偏振光谱的测定,其性能超越了传统的光学光谱仪系统。同时,研究人员展示了等离子体彩虹芯片光谱仪可以引入简化、紧凑且智能的光谱偏振系统,具有准确且快速的光谱分析能力。图4a为具有梯度几何参数的二维光栅。图4 用于测定偏振光谱的二维啁啾光栅接着,研究人员利用该二维偏振光谱仪芯片对旋光色散进行了简单而智能的表征。图5a为传统的旋光色散系统测量由物质引起的旋光度随入射波长的函数变化。最后,研究人员展示了将二维光栅作为光谱偏振系统,并介绍了用于葡萄糖传感应用的示例。图5 更简单、准确且智能的光谱偏振分析综上所述,本研究中提出了一种集成了片上彩虹捕获效应与紧凑型光学成像系统的智能芯片级光谱仪。研究结果表明,该等离子体芯片可以在可见光光谱(470 nm - 740 nm)范围内区分不同的照明峰值。该芯片充分利用其波长敏感结构,能够根据照明光谱峰值显示不同的等离子体共振模式。随后将芯片扩展到二维结构,共振模式的复杂性增加,从而在入射光偏振方面提供更多信息。通过使用片上共振模式的空间和强度分布图像来训练深度学习算法,研究人员在同一系统内分别实现了光谱分析和偏振分析。随后,研究人员利用一种将旋光引入透射光的手性物质(即葡萄糖),证明了所提出光谱仪在旋光色散传感方面的可行性,旋光色散是一种有助于手性物质检测和定量的偏振特异性特征。深度学习模型的分析表明,该算法能够基于等离子体芯片的共振模式准确预测葡萄糖引入的旋光。即使在分析多峰照明下的共振模式时,这种性能也得到了保留。这种由深度学习支持的基于图像的光谱仪能够通过利用纳米光子平台的单幅图像同时进行光谱分析和偏振分析。因此,该光谱仪标志着在单一紧凑型且轻量化设计中实现了高性能的光谱偏振分析,为深度光学和光子学在医疗保健监测、食品安全传感、环境污染检测、药物滥用传感以及法医分析等领域的应用赋能。这项研究获得了沙特阿卜杜拉国王科技大学物理科学与工程部的科研基金(BAS/1/1415-01-01)和NTGC-AI项目(REI/1/5232-01-01)的资助和支持。
  • 集成有亚波长光栅的台面型InGaAs基短波红外偏振探测器
    红外辐射(760nm-30μm)作为电磁波的一种,蕴含着物体丰富的信息。红外光电探测器在吸收物体的红外辐射后,通过光电转换、电信号处理等手段将携带物体辐射特征的红外信号可视化。其具有全天候观测、抗干扰能力强、穿透烟尘雾霾能力强、高分辨能力的特点,在国防、天文、民用领域扮演着重要的角色,是当今信息化时代发展的核心驱动力之一,是信息领域战略性高技术必争的制高点。众所周知,波长、强度、相位和偏振是构成光的四大基本元素。其中,光的偏振维度可以丰富目标的散射信息,如表面形貌和粗糙度等,使成像更加生动、更接近人眼接收到的图像。因此偏振成像在目标-背景对比度增强、水下成像、恶劣天气下探测、材料分类、表面重建等领域有着重要应用。在短波红外领域,InGaAs/InP材料体系由于其带隙优势,低暗电流,和室温下的高可靠性已经得到了广泛的应用。目前,一些关于短波偏振探测技术的研究已经在平面型InGaAs/InP PIN探测器上开展。然而,平面结构中所必须的扩散工艺导致的电学串扰使得器件难以向更小尺寸发展。同时,平面结构中由对准偏差导致的偏振相关的像差效应也不可避免。与平面结构相比,深台面结构在物理隔离方面具有优势,具有克服上述不足的潜力。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心E03组长期从事化合物半导体材料外延生长与器件制备的研究。E03组很早就开始了对近红外及短波红外探测器材料与器件的研究,曾研制出超低暗电流的硅基肖特基结红外探测器【Photonics Research, 8, 1662(2020)】,研究过短波红外面阵探测器小像元之间的暗电流抑制及串扰问题【Results in Optics, 5, 100181 (2021)】等。最近,E03组研究团队的张珺玚博士生在陈弘研究员,王文新研究员,邓震副研究员地指导下,针对光的偏振成像,并结合亚波长光栅制备技术,片上集成了一种台面型InGaAs/InP基PIN短波红外偏振探测器原型器件。该原型器件具有的深台面结构可以有效地防止电串扰,使其潜在地实现更小尺寸短波红外偏振探测器的制备。图1是利用湿法腐蚀和电子束曝光等微纳加工技术制备红外探测器及亚波长光栅的工艺流程。图2和图3分别是制备完成后的红外探测器光学显微镜图片和不同取向的亚波长光栅结构SEM图片。图1. 集成有亚波长Al光栅的台面型InGaAs PIN基偏振探测器的工艺流程示意图。图2. 两种台面尺寸原型器件的光学显微镜图片 (a) 403 μm×683 μm (P1), (b) 500 μm×780 μm (P0)。图3. 四种角度 (a) 0°, (b) 45°, (c) 90°, (d) 135° Al光栅形貌。图4是不同台面尺寸的P1和P0器件(无光栅)在不同条件下的J-V特性曲线和响应光谱。在1550 nm光激发,-0.1 V偏压下,P1和P0器件的外量子效率分别为 63.2% and 64.8%,比探测率D* 分别达到 6.28×1011 cm?Hz1/2/W 和6.88×1011 cm?Hz1/2/W,表明了原型器件的高性能。图4. InGaAs PIN原型探测器(无光栅)的J-V特性曲线和响应光谱。(a) 无光照下,P1和P0的暗电流密度Jd-V特性曲线;不同入射光功率下,(b) P1和(c) P0的光电流密度Jph-V特性曲线,插图是-0.1V下光电流密度与入射光功率之间的关系曲线; (d) P1和P0的响应光谱曲线。图5表明器件的偏振特性。从图5可以看出,透射率随偏振角度周期性变化,相邻方向间的相位差在π/4附近,服从马吕斯定律。此外, 0°, 45°, 90°和135°亚波长光栅器件的消光比分别为18:1、18:1、18:1和20:1,TM波透过率均超过90%,表明该偏振红外探测器件具有良好的偏振性能。图5. (a) 1550 nm下,无光栅器件和0°, 45°, 90°和135°亚波长光栅器件的电学信号随入射光极化角度的变化关系;(b) 光栅器件透射谱。综上所述,研究团队制备的台面结构InGaAs PIN探测器,其响应范围为900 nm -1700 nm,在1550 nm和-0.1 V (300K) 下的探测率为6.28×1011 cmHz1/2/W。此外,0°,45°,90°和135°光栅的器件均表现出明显的偏振特性,消光比可达18:1,TM波的透射率超过90%。上述的原型器件作为一种具有良好偏振特性的台面结构短波红外偏振探测器,有望在偏振红外探测领域具有潜在的广泛应用前景。近日,相关研究成果以题“Opto-electrical and polarization performance of mesa-structured InGaAs PIN detector integrated with subwavelength aluminum gratings”发表在Optics Letters【47,6173(2022)】上,上述研究工作得到了基金委重大、基金委青年基金、中国科学院青年创新促进会、中国科学院战略性先导科技专项、怀柔研究部的资助。另外,感谢微加工实验室杨海方老师在电子束曝光等方面的细心指导和帮助。物理所E03组博士研究生张珺玚为第一作者。
  • 陕西将投资1.6亿元建航空减振测控技术研发中心
    昨日,西安渭北工业区西洽会投资环境推介暨项目签约仪式举行,本次集中签约的30个项目全部为合同项目,总投资209.12亿元,项目涉及汽车制造、飞机制造及航空生产性服务、专用通用设备制造、新能源、环保产业等领域。   签约仪式上,渭北工业区航空工业组团也彰显了其科技的吸引力,共签下10个项目,投资总额45.1亿元。   航空组团是以西安航空基地为开发建设主体,包括西安航空基地、阎良区和临潼区的相关区域。航空组团昨日签约的项目,涵盖了以新舟700 飞机制造项目为代表的整机制造、无人机研发、航空检测、环保设备研制、新型园区开发、城市配套建设等多个产业领域,体现出科技含量高、产业链条长、辐射带动作用强、市场前景好等突出特点。其中,投资1.6亿元的“航空减振测控技术研发中心项目”将依托中航工业飞机强度研究所的先进技术,在西安航空基地建设航空减振测控技术研发中心,开展航空减振器、消声器的研发生产,噪声与振动环境控制与治理等方面的业务 投资6亿元的“航空生态工业园项目”将为航空组团及周边企业提供表面处理配套工艺技术及设施,提升金属表面处理产品自主研发与规模化生产能力 投资10亿元的“航空未来城产业综合体项目”,将在航空基地范围内建设大型城市产业综合体,助力航空组团建设成宜居宜业的现代新城。   据悉,在本次西洽会上,渭北工业区三个组团已在本次西洽会上签约55个项目,总投资490亿元。
  • 从完整肌腱到单纤丝:偏振红外光谱强势助力胶原蛋白的分子取向研究
    在过去的十年里,红外(IR)光谱已被广泛应用于哺乳动物组织中的胶原蛋白研究。对有序胶原蛋白光谱的更好理解将有助于评估受损胶原蛋白和疤痕组织等疾病。因此,利用偏振红外光研究胶原蛋白(I型胶原和II型胶原)的层状结构和径向对称性逐渐成为研究热点。目前,基于焦平面阵列检测器的偏振远场(FF)傅立叶变换红外(FTIR)成像、偏振远场(FF)、光学光热红外(O-PTIR)以及散射型扫描近场光学显微镜(s-SNOM)的纳米红外技术在胶原蛋白领域得到广泛应用。偏振远场(FF)方法可应用于完整肌腱的截面,其纤维平行且垂直于偏振光排列。光学光热IR红外(O-PTIR)和纳米傅立叶变换红外(nano-FTIR)方法则应用于直径为100~500 nm的原纤维,在生物聚合物上共同实现互相印证和互补的结果。 通常,I型胶原蛋白在偏振红外光下反应不同。采用基于焦平面阵列(FPA)检测的远场傅里叶变换IR(FF-FTIR)对其进行成像时,受制于蛋白质酰胺I和II的红外特征峰吸收带的波长(~7 μm)的分辨率限,难以获取高质量的成像结果。而采用散射型扫描近场光学显微镜(s-SNOM)方法的纳米FTIR(nano-FTIR)光谱技术,可以获得空间分辨率约为20nm的红外光谱,解决了受限于IR辐射波长的限制(通常5-10 μm)。此外,采用光学光热红外技术(O-PTIR)成像和光谱学的方法,也可以摆脱红外波长的限制,实现亚微米(500nm)的空间分辨率,为完整组织和原纤维胶原蛋白的研究打开了一个新窗口。 近期,在Kathleen M. Gough等人的研究中[1],作者采用基于光学光热红外(O-PTIR)技术的PSC非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统 mIRage对样品~500 nm单点区域收集振动光谱,如图1所示。该光学光热红外(O-PTIR)技术的工作原理是光热检测,其中红外量子联激光器(QCL)激发样品在1800–800 cm-1光谱范围内的分子振动。产生的光热效应通过短波长探测激光器检测。图2A-B中的光谱表明,固有的激光偏振所获得的高对比度所产生的光谱与使用FTIR焦平面阵列和偏振器组合进行的光谱测试近乎一致。并且对于安装在玻璃显微镜的不同载玻片,样品均获得了具有良好SNR的高质量光谱。图1. 完整肌腱的光学光热IR(O-PTIR)光谱,?500 nm测量点。(A)利用线性偏振量子联激光器(QCL)从CaF2窗口在平行和垂直两个不同方向上获得光谱。插入的可视图像显示了6个采谱位置;比例尺= 70 μm。(B)对比从CaF2(部)和玻璃(底部)载玻片在线性偏振QCL的平行和垂直方向上获得的光谱。 光学光热红外(O-PTIR)技术可以通过在载物台上轻易地旋转样品来测试平行和垂直于红外激光偏振方向的光谱。并利用光学光热红外(O-PTIR)技术在几个单一频率下对原纤维成像,以获得表观物理宽度的确定性估计。如图2右侧所示,在垂直方向上, 1655 cm-1处记录的单波长图像的红黄带表明该原纤维的宽度不超过500 nm。该尺寸将目标物标定为真正的原纤维,并且可与红外s-SNOM实验中检测到的300 nm原纤维相当。光学光热红外(O-PTIR)技术与nano-FTIR的测试结果相互印证,反映了“原纤维”宽度的标准范围。此外作者观察到,来自原纤维的酰胺I和II谱带比完整肌腱的窄,并且相对强度和谱带形状都发生了变化。这些光谱反映出在偏振红外光下正常I型胶原纤维的更多有用信息,并可作为研究胶原组织的基准。图2. 从CaF2窗口利用O-PTIR测试控制肌腱原纤维获得的光谱。用平行于激光偏振的原纤维获得的光谱(红色);蓝色是垂直方向上的光谱。右侧是在垂直方向基于1655 cm-1的单波长图像。正方形表示光谱采集位置。比例尺= 1 μm。 与基于焦平面阵列检测器的偏振远场傅立叶变换红外(FF-FTIR)光谱相比,光学光热红外(O-PTIR)具有更高的空间分辨率,且可提供单波长光谱。使用FF-FTIR FPA探测往往包括其他非胶原材料。同时,光学光热红外(O-PTIR)还可以提供偏振平行于原纤维取向的原纤维光谱。这也是光学光热红外(O-PTIR)和纳米FTIR光谱对直径为100~500 nm的胶原原纤维给出证实性和互补性结果的次证明。综上所述,这些结果为进一步研究生物样品中的胶原蛋白提供了广阔的基础。 参考文献:[1]. Gorkem Bakir, Benoit E. Girouard, Richard Wiens, Stefan Mastel, Eoghan Dillon, Mustafa Kansiz, Kathleen M. Gough, Molecules 2020, 25, 4295 doi:10.3390/molecules25184295.
  • 黑洞追踪者:伽马暴偏振探测仪
    在宇宙深处,像黑洞这样的神秘天体一直吸引着大量的天文学家和天文爱好者的目光,但是目前能够很好观测这种星体的手段并不多。  而天宫二号空间实验室携带的一台天文观测设备,就有可能在这一领域获得突破,它就是伽马暴偏振探测仪。  这台设备叫做伽马射线暴偏振探测仪,它的任务是对宇宙当中的伽马射线暴进行探测。在宇宙中,只有温度极高、密度极高、磁场极强的星体里,才可能产生这种射线,因此它的存在可能就是黑洞留下的痕迹。  伽马暴偏振探测仪首席科学家 张双南研究员:因为伽马射线暴,伽马射线的产生,是从极端相对论性的喷流里面产生的,这种极端相对论性的喷流,它的速度接近光速,这是在黑洞附近,或者是在中子星附近,极端的引力场里面所产生出来的。  在过去,对伽马射线的测量只能测到它的能量,方向,和时间等信息,但是这一次,天宫二号要从全新的领域来探寻这种宇宙中的神秘射线,这就是伽马射线的偏振信息。那么什么是偏振呢?这其实是电磁波,也就是光的一种特性。  伽马暴偏振探测仪首席科学家 张双南研究员:如果我们到海边,我们看到海面,白茫茫的一片,因为从海面来的这种光的偏振的,如果戴上偏振的镜子之后,我们就能够看到海面上的波浪,看得比较清楚。  同样伽马射线的偏振特性里,也记录了产生它的星体的结构甚至磁场的形态信息。解读这些信息,很可能让我们对黑洞有新的认识。所以天宫二号携带的这台伽马射线偏振探测仪就是要以独特的设计,对伽马暴的偏振性质进行系统性地高精度测量,填补这个国际天文研究的空白。  伽马暴偏振探测仪首席科学家 张双南研究员:它是一种特殊的天文望远镜,它实际上是由1600个,对伽马射线光子敏感的器件组成的,通过分析伽马射线在这1600个敏感器件上的信号分布,我们最终来推算伽马射线的偏振性质。  为了打造这个探索宇宙秘密的特殊望远镜,来自瑞士和波兰的科学家也参与到了它的研制当中,这也成了天宫二号上所携带的唯一一台国际合作的科学设备,因此,全世界的科学家都在对这次任务充满期待。  伽马暴偏振探测仪首席科学家 张双南研究员:我们希望这台仪器设计的灵敏度比国际上已有的,专门用于伽马射线暴偏振的仪器的灵敏度提高至少十倍,所以无论是从它的灵敏度和它的精度两方面来讲我们这个仪器都是最好的。
  • 航空叶片三坐标自动测量研究现状和发展趋势
    p   航空发动机叶片几何形状复杂、尺寸跨度大、加工精度要求高等特点决定其成为了航空发动机中加工制造的难点,同时也对航空发动机叶片加工质量检测精度和检测效率提出了更高要求。航空发动机叶片检测技术已逐步从定性检测到定量检测,从接触式检测到非接触式检测,从传统手工检测到自动数字化检测,从二维比对检测到多自由度组合检测,从单一规格大批量检测到多规格小批量检测。航空发动机叶片质量检测方法众多,如标准样板法、自动绘图测量法、光学投影测量、电感测量法、坐标测量法、激光测量法、机器视觉测量法等,其中,三坐标检测凭借通用性强、重复性好、稳定性强、检测精度高等优势在航空叶片制造企业中被广泛应用,但此种方法要求测量时处于恒温环境下且采样效率较低。本文将介绍和评析航空叶片三坐标自动测量研究现状和发展趋势,并基于三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine,CMM)提出一种改进型航空叶片自动测量与控制系统。 /p p style=" text-align: left " strong   1 叶片三坐标自动测量研究现状 /strong /p p   (1)基于CAD数模的自动测量 /p p   基于CAD数模的三坐标测量是产品设计、加工、测量一体化进程中的重大突破。CMM的测量能力和可操作性在很大程度上取决于测量软件的功能,测量软件决定了CMM可采用的测量方式以及应用范围。目前很多叶片测量软件都具备基于CAD模型脱机编程功能,比如海克斯康PC-DMIS、蔡司Calypso等,并能读入多种文件格式,如IGES、DXF、STL及VDA等格式,也可以兼容UG、Pro/E或CATIA等CAD格式文件。 /p p   CMM可实现基于CAD数模的叶片自动测量,待测点的分布和采集、测量路径优化及测量程序生成是自动测量中的关键问题。杨雪荣等结合ARCO CAD测量软件,实现了对基于CAD数模零件进行自动测量 周保珍等基于UG CAD提出了沿待测点矢量方向测量的方法,并给出了自动生成DMIS测量程序的方法步骤 刘勇等在前人的成果上基于UG CAD数模给出了叶片自动测量路径规划系统的操作流程 S.G.Zhang等基于CAD数模特征,在CMM平台上设计了一套检测过程规划原型系统,能极大减少判断探针方向的时间 Hui-Chin Chang等基于汽轮机叶片CAD数据库,系统通过简单三角函数计算在短时间内能自动生成无碰撞检测路径,并输出DMIS格式文件。 /p p   在对三坐标测量系统进行研究总结后,测量程序生成方法主要有以下几种: /p p   ①脱机编程。此方法根据待测件的几何特征和公差要求,用DMIS语言手动编写测量程序,以指导CMM自动测量。但此方法对操作人员专业水平要求较高,编程所需时间长。 /p p   ②自学习编程。此方法适合没有CAD数模和设计图纸的情形下,操作较为简单便捷,适合产品大批量测量。在手动测量一次后,三坐标测量软件系统会自动记录测头运动和操作并保存为测量程序,对相同批次的产品可实现自动重复测量。但此时测量软件需要与CMM联机才能完成程序的编制,CMM其他任务将会被占用。 /p p   ③自动编程。此方法将CAD数模导入到CMM测量软件中,将工件坐标系(即测量坐标系)与理论坐标系进行对齐后,检测员基于CAD模型进行测量路径规划,测量软件系统按照GD& amp T设计要求,自动生成DMIS程序,动态虚拟模拟路径无误后自动保存。也可利用三维软件二次开发功能、C#编程语言或VB编程语言等工具,根据三维软件生成的测量前置文件(包含测量点信息和测头信息)开发格式转换程序,直接生成DMIS格式文件,大幅提高测量效率。 /p p   在无图纸的情况下实现叶片的批量测量,可基于光学扫描仪完成叶片初始点云数据的采集,然后利用Geomagic Design Direct设计软件进行逆向建模,获取初始CAD模型,并导入PC-DMIS测量软件中,以引导CMM进行测量路径自动规划。基于CAD数模的交互自动编程较手工编程而言,效率更快、更清晰直观、方便验证,而且也便于对测量点进行采集和编辑。目前,基于CAD数模自动测量已被国内外先进的CMM测量软件普遍采用。 /p p   (2)自动定位夹具 /p p   目前,由于航空叶片形状复杂且规格繁多,检测时并没有与之兼容的通用定位夹具。国内很多航空叶片制造企业基于三坐标检测普遍都采用简单支撑固定的方式,以降低制造成本,而且每次只能对单个叶片进行测量,每次都需要对待测叶片进行装夹和粗定位,导致叶片检测效率极低。 /p p   针对以上难点,不断开展叶片专用夹具研究,叶建友等提出了柔性相变材料夹具为叶片自动化测量提供保障。定位件和夹紧体位置灵活可调,一套柔性相变材料夹具能装夹一定尺寸范围内任意形状的零件。但该夹具存在准备周期长、刚性不足、手工操作繁琐等问题,同时,仍只能对单一叶片实现定位夹紧,在提升检测效率方面效果并不显著。容器里相变材料反复进行固液态两相变换,膨胀和收缩不可避免,势必影响到夹具的装夹精密度和稳定性。 /p p   陈林等设计了一套叶片测量气动专用夹具,利用榫根底面、侧面及内径相面进行6点定位并对底平面实现磁力夹紧,有利于实现叶片测量自动化。该套夹具具有刚性强、定位精准、操作简单等特点,但对于具有轴颈型榫根或枞树型榫根的叶片无法实现固定支撑,且仍只能对单一叶片进行测量。 /p p   通过研析现有文献和对叶片企业的实地调研,针对航空叶片夹具设计提出参考规则:①夹具在对工件进行装夹时,能保证工件位置的正确性 ②基于某一特征,夹具可对同一规格叶片进行多片装夹定位 ③夹紧操作不能损伤叶片 定位要可靠 夹具系统稳定性强,操作简便快速 ④使用三坐标测量机进行测量时,夹具必须保证探针对于待测叶片的空间可达性且不发生碰撞 ⑤夹具应避免使用吸铁等带有磁性的材料,避免工件或探针收到磁性作用而影响测量结果。 /p p   (3)自动测量系统 /p p   当前,国内很多叶片加工企业在检测环节没有实现模块化和系统化,特别是在信息共享和自动控制方面能力不足。具体表现在:①测量数据过度离散化,可追溯性较差 ②测量过程人机交互多,自动化程度低 ③工序质量控制能力弱,产品报废率高。 /p p   在工业4.0智能制造的大背景下,海克斯康集团推出了自动化、智能化的测量系统。整个自动化测量系统分为几个物理单元:三坐标测量机、自动控制系统及管理软件、料架系统、零件识别系统、机器人系统、机器人外围系统及安全防护系统。通过信息系统把各单元串联起来,形成有效的集成单元,对测量信息高效管理,并对工序过程进行有效的数据反馈,明显提升生产效率。 /p p   智能化作为自动化的高级应用,智能测量系统在工业4.0中扮演重要角色,雷尼绍公司推出搭载第二代REVO多传感器五轴测量系统的大型龙门式三坐标测量机有如下特点:①分辨率提高近20倍 ②可加载不同的测量模块 ③不仅可以测量大工件大尺寸,也可以测量大工件小尺寸 ④采用螺旋扫描,采集点的效率高。 /p p   (4)叶片三坐标自动测量发展趋势 /p p   三坐标测量技术的不断发展促进了测量行业的进步和变革,也对三坐标测量技术提出了更高要求。在航天航空领域,面向智能制造的高精度动态实时测量技术和飞机大尺寸数字化测量关键技术不断被讨论和研究,其中航空叶片三坐标测量技术的研究方向主要是:①自动化、智能化 ②实时监控、可视化 ③高速、高精度、高稳定性。 /p p strong   2 叶片自动测量夹具设计 /strong /p p   (1)叶片检测现状 /p p   以叶片的叶型测量过程为例,无锡某航空叶片企业的检测过程需要的人机交互操作较多,如待检叶片信息的输入,待检叶片的装夹及粗定位、抽调对应的测量程序、PDF文件名及保存路径的输入等,该企业现有检测流程如图1所示。 /p p style=" text-align: center "    img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/212bc28d-9c34-4158-a4cf-746818aaacd4.jpg" title=" 1.jpg" style=" width: 420px height: 298px " width=" 420" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 298" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   图1 现有叶型检测流程 /p p   在检测过程中,若没有及时的人机交互,CMM就会停机等待操作指令。由于该检测流程仅面向单个叶片,检测效率极其低下,根本无法满足正常的叶片检测需求。 /p p   针对上述实际问题有以下解决方案:①增加三坐标测量机以及检测人员数量 ②增强企业叶片数控加工系统的可靠性 ③引进全过程自动化在线控制检测系统 ④优化叶片现有三坐标测量机夹具。 /p p   方案①中通过增加检测设备和人力投入显然不符合企业低成本的要求,在设备维护和人员管理上也会耗费巨大 方案②虽然可以改善叶片加工稳定性和精度,减少了叶片检测的任务量,但对于中小型企业来说,短期内很难突破关键技术瓶颈,对企业资金能力、技术能力、检测环境等都提出了更高要求,实施难度大 方案③为目前先进的自动化检测技术,可以实现100%检测并实现零废品率,一定程度上可以降低生产成本,但中小型企业生产规模小,一次性投入太大 方案④是建立在现有设备和人力不变的情况下,通过优化叶片检测夹具来实现叶片测量效率的提升,显然这个方案更加适用于中小型企业。通过对该企业CMM检测过程的实地调研,来找到最合适的解决方案。具体改进后的叶片叶型检测流程见图2。 /p p style=" text-align: center "    img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/c306372c-5a40-443d-bdcd-097232cca3b8.jpg" title=" 2.jpg" style=" width: 500px height: 467px " width=" 500" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 467" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   图2 改进后叶型检测流程 /p p   通过电子扫描槍对该待检测叶片工序流转卡进行扫描获取叶片ID号,系统自动在产品工艺数据库中根据叶片ID号检索相关加工工序信息。选择检测对应工序名后,系统自动从该数据库中检索对应工序的测量程序文件地址,从FTP服务器下载测量程序到Calypso测量软件指定文件夹,并保留待检测叶片相关信息至指定文本文件作为该叶片自动保存地址。运行Calypso软件并调取对应测量程序,叶型测量完成后调取Blade Pro分析软件的同时运行自动保存应用程序,该应用程序捕捉到系统保存窗体的弹出并获取文本文件中保存地址和名称,实现测量报告的自动命名和保存。生成的PDF文件自动上传到FTP服务器,作为该企业的工艺资料储备。生成的TXT文件经过自动转换后导入MySQL工艺数据库,可实现测量数据的精确查询和SPC分析。对于在可控范围内的测量数据,在逆向工程中进行特征数据提取实现叶片三维建模,以指导无图纸工件进行CMM测量路径规划,并生成测量程序完成自动化测量。 /p p   (2)自动测量夹具方案 /p p   由于该企业三坐标测量机叶片专用夹具一次只能对单一叶片进行装夹定位,针对燕尾型榫根叶片叶型测量,提出一种多片自动测量专用夹具,该装置主要由夹具体、气缸、气缸座、基座、定位销钉、夹紧块、带有9个楔形块结构的矩形轴组成,单元结构如图3所示。 /p p style=" text-align: center "    img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/fc8a2889-a955-437c-b2af-0bea51b52c36.jpg" title=" 3.jpg" style=" width: 300px height: 180px " width=" 300" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 180" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   图3 夹具单元结构 /p p   该夹具能实现9片叶片联装联测,由原本单个支撑工位线性地扩展成9个联测装夹工位。该工装夹具利用蔡司Calypso和PDFFactory配合连续测量,并最多保存9份检测报告,缓解企业CMM检测能力不足和效率低下的问题。 /p p   采用两个定位销钉和一个紧固螺钉连接夹具体与基座 9个夹具体线性分布在基座上,保证间隔不干涉叶片装夹 矩形轴两端均采用滑动副,并带有9个楔形块,楔形块和夹紧块配合形成滑动副。 /p p   夹具装夹方式是:夹具体楔形面和燕尾型榫根楔形面配合,模拟叶片装配状态,限制了榫根5个自由度 用定位销钉对榫根侧面进行定位,限制了榫根1个自由度 通过启动气缸推动矩形轴移动,从而使楔形块推动夹紧销钉向上移动,实现对9片叶片同步进行装夹。单个榫根装夹图如图4所示。 /p p style=" text-align: center "    img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/4b836cd9-4fe9-4d79-92e2-9ea4889a0a04.jpg" title=" 4.png" style=" width: 300px height: 213px " width=" 300" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 213" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   图4 单个榫根装夹 /p p   以榫根楔形面的中分面(即通过发动机轮毂盘轴线的径向面)工件测量坐标系的XOZ平面,以给定值来确定XOY平面和YOZ平面,以此建立工件测量坐标系(见图5),且该坐标系与建立CAD数模的理论坐标系保持一致。 /p p   在对9片叶片进行检测路径规划时,只需要在DMIS文件中在第一片叶片工件坐标系基础上连续偏置一个固定值即可得到其他叶片的工件坐标系。 /p p   该夹具具有以下特点:①定位装置尺寸链短,对测量精度影响较小 ②多叶片可同步装夹和拆卸,实现批量测量 ③采用气动夹紧,实现自动夹紧测量。 /p p    /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/bacf711e-9ee3-41e0-843f-949e80d69dc4.jpg" title=" 5.png" style=" width: 310px height: 167px " width=" 310" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 167" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   图5 建立叶片工件坐标系 /p p strong   小结 /strong /p p   本文对航空叶片自动化测量技术研究现状和发展趋势展开论述,总结了基于CAD数模的检测路径规划方法和DMIS文件生成方法和自动测量夹具设计基本准则,结合相应实例对叶片自动检测系统未来趋势做了总结阐述,并针对某航空叶片企业实际情况给出了相应解决方案,提出了改进型叶型测量夹具,极大提高了检测效率。 /p p br/ /p
  • 生物分析研究必备神器:XelPleX全自动表面等离子体共振成像仪
    从事生物研究的科研工作者们,你们在实验中是否遇到过类似的疑惑?用于分析研究的工具还是一台陈旧的已然跟不上时代发展的“老人机”。实验中,检测筛选、出结果时间长不说,还提高了试剂成本;只能检测小范围的样品溶液不说,每年维护还需要不少费用;手动不环保不说,还不稳定......horiba 科学仪器事业部近来推出新品:xelplex全自动表面等离子体共振成像仪(生物大分子相互作用仪)是一款免标记、多通道生物分析和研究的理想工具。它与传统的spri表面等离子体共振成像仪相比,该系统自动化程度高,设计精巧,可实时监测数百个相互作用并获得动力学参数;适用于实时物理化学相互作用研究和动力学研究;高度自动化的表面等离子体共振成像系统,适用于多种应用要求。另外,高精度温度控制系统和自动脱气装置确保低背景噪音和低信号漂移,可便捷地获取在不同温度下的分子相互作用及反应的亲和力和动力学数据。 如此多的优点,作为生物学科研者,你们还用为实验效率不高,实验结果受外界影响严重,而担忧吗?不仅如此,下面还有更多优异的功能,可以直接秒杀实验过程中遇到的种种难题~1阵列式检测,同一芯片可同时获得多达400种相互作用创新的阵列式芯片设计,同一芯片可同时分析超过400组相互作用,与传统的通道-技术相比,所需时间缩短百倍,并节约试剂和人力成本,特别适用于快速筛选。2无标记,实时生物分子相互作用分析与成像基于spr技术、新型的生物传感技术,实时跟踪分子间结合和解离的过程,每秒可采集芯片表面5幅图像,提供完整动力学信息。成像技术,提供时空分布信息,直观判断相互作用是否发生;辅助解释动力学数据。3适应复杂样品优流体系统设计,全芯片表面检测,可直接注入复杂样品,不易堵塞,并耐受有机溶剂,拓展传统spr应用范围,适用蛋白质、dna、多糖、细胞、血清和培养基等多种粘稠样品以及纳米材料溶液。每年节约数万维护费用。 4智能全自动,48h无人看守实验全新超级软件,可以同时监测几百对相互作用,定量及统计分析,便于筛选和排序。5原位质谱联用,无需洗脱和浓缩独特芯片设计-质谱直接联用,无需洗脱和浓缩,同一芯片即可实现spr分析和质谱检测。进而实现动力学分析和物质鉴别。 6引导式软件设计,易于统计分析多功能软件包,全程引导式操作,批量处理数据及快速分类,方便调用实验模板及数据处理模板。7自动化样品回收与循环,环保节能自动化样品回收技术,节约珍贵样品,回收样品可用于交叉验证等实验。独特的样品循环技术,可检测低样品浓度,并维持动态平衡。 以下是xelplex全自动表面等离子体共振成像仪的主要技术参数,可以帮助大家更详尽的了解这款产品。技术参数 检测技术:耦合棱镜的表面等离子体共振成像 通道数:可以同时监测400组相互作用过程 样品体积:120μl-820μl 流速控制范围:1-3000μl/min 流通池温控范围:10-50°c 检测下限:3pg/mm2另外,附上与xelplex相匹配的核心附件,让xelplex展现出优的性能,发挥出大作用。可选附件 spri-cfm连续流动微量点样仪 spri-array快速台式点样仪 spri-biochips™ 生物芯片(cs/co/cse/coe/ctg/ch功能化)
  • 首个使用偏振的超快光处理器面世
    科技日报北京6月19日电 (记者张梦然)据近日发表在《科学进展》上的一篇论文,英国牛津大学研究人员开发了一种使用光的偏振来实现最大化信息存储密度的设备。新研究使用多个偏振通道展开了并行处理,计算密度比传统电子芯片提高了几个数量级。自1958年第一块集成电路发明以来,将更多晶体管封装到特定尺寸的电子芯片中,一直是实现最大化计算密度的首选方法。然而,人工智能和机器学习需要专门的硬件突破现有计算的界限,因此电子工程领域面临的主要问题是:如何将更多功能打包到单个晶体管中?科学家已知不同波长的光不会相互影响,同样,不同偏振的光也不会相互影响。因此,每个极化都可作为一个独立的信息通道,使更多信息可存储在多个通道中,这就大大提高了信息密度。而光子学相对于电子学的优势在于,光在大带宽上速度更快,功能也更强大。新研究的目标就是充分利用光子学与可调谐材料相结合的这些优势,实现更快、更密集的信息处理。鉴于此,十多年来,牛津大学研究人员一直致力于使用光作为计算手段。团队此次开发了一种HAD(混合活性电介质)纳米线,该纳米线使用一种混合玻璃材料,该材料在光脉冲照射时具有可切换的特性,每条纳米线都显示出对特定偏振方向的选择性响应,因此可使用不同方向的多个偏振同时处理信息。利用这个概念,研究人员开发出第一个利用光偏振的光子计算处理器。光子计算通过多个偏振通道进行,纳米线则由纳秒光脉冲调制,与传统电子芯片相比,其计算速度更快,计算密度因此提高了几个数量级。研究人员表示,对于人们希望看到的未来愿景来说,现在仅仅是个开始,这种偏振光子计算处理器结合了电子、非线性材料和复杂计算,已经是一个超级令人兴奋的想法。总编辑圈点   随着传统电子芯片尺寸越来越小,芯片上的晶体管数量接近极限,摩尔定律也日益逼近“天花板”。这些年,科学家和工程师们开始为芯片发展寻找新的“增长点”,利用光子计算便是思路之一。例如,2015年美国科学家研发出用光处理信息的光电子芯片,它依旧使用电子来计算,但是可以直接使用光来处理信息。上述成果则利用了光的偏振特性。这些研究都为芯片迭代升级提供了更多可能。
  • HORIBA |“光谱技术在半导体领域中的应用”Q&A集锦——拉曼、椭圆偏振、光学光谱
    10月30日HORIBA举办了2017 Optical School系列在线讲座第五场——光谱技术在半导体领域中的应用,涉及:拉曼、椭圆偏振、光学光谱和辉光放电,四种光学光谱技术,为大家带来满满的知识技能包。课上同学们积留言互动,那么针对这三种光学光谱技术,大家都有哪些疑问呢,我们一起来看一看。光学光谱1. 什么是CCD TE制冷?CCD探测器的制冷方式一般分为两种:热电制冷(TE)和液氮制冷(LN2)。热电制冷就是通过帕尔贴效应,将热量从芯片带走;液氮制冷是通过液氮气化吸收热量来降低温度。2. 5K和10K的低温是怎么实现的。采用低温恒温器,闭循环低温恒温器或消耗液氦型低温恒温器可以实现5K和10K的低温,将样品放置在低温恒温器中测量。3. PL Mapping测量的是什么?相对宏观测试而言,微观尺寸的光致发光光谱更能表征样品的性质,并且能够展现更多的细节信息,在进行显微测量时,我们对整个样品表面进行扫描,得到所有测量点的光致发光光谱,这个过程称为Mapping。4. MicOS的PL和拉曼光谱仪测试的PL谱是一样的吗?原理上是一样的,都属于光致发光光谱,区别在于:MicOS光谱仪所采用的光谱仪焦距长度跟拉曼光谱仪不一样,光谱分辨率也不一样;拉曼光谱仪主要是为了拉曼测试而设计,它的探测器CCD通常覆盖到1000nm左右,有些型号的拉曼光谱仪不能拓展光谱范围到近红外波段,而MicOS可以灵活方便地拓展光谱范围从紫外到近红外(200-1600nm)。5. 激光测试固体光谱时需要滤光片吗?推荐加滤光片,因为激发激光的能量很强,激发样品的同时,部分激发光会通过反射与信号光一起进入探测系统,可能产生杂散光,为了避免干扰,建议加入滤光片将激发光滤除。因为信号光能量较低,波长比激发光长,所以只需要加入截止波长在激发光和信号光之间的滤光片即可。此外,如果激发光的二级衍射光与信号光波长重叠的话,那么也需要加入滤光片将激发光波长滤除从而消除激发光的二级衍射光。6. 这里的PL发光和寿命测量与荧光光谱仪测得荧光光谱和寿命有什么区别?荧光也是一种光致发光,但是荧光光谱仪通常用氙灯作为激发光源,能量比较低,对于宽带隙材料可能无能为力,定制化光致发光系统用激光作为激发光源,可以成功激发大部分样品。此处提到的寿命测试功能与HORIBA荧光光谱仪的寿命功能原理相同,并无区别,不过MicOS中测量荧光寿命是在显微下测量的,而荧光光谱仪通常是在宏观光路中测量的。7. 使用光纤导入光谱仪(iHR550)时,狭缝的宽度对分辨率还会有影响吗?采用光纤导入信号光到iHR550光谱仪时,一般会采用光纤适配器将光纤连接到光谱仪,此时狭缝宽度对光谱分辨率的影响需要分两种情况讨论:(1)如果光纤出来的信号光光斑通过光纤适配器耦合到光谱仪狭缝上是小于狭缝宽度,那么狭缝宽度的变化对光谱分辨率无影响;(2)如果光纤出来的信号光光斑通过光纤适配器耦合到光谱仪狭缝上是大于狭缝宽度,那么狭缝宽度的变化对光谱分辨率有影响,狭缝越大分光谱分辨率越低。8. 光栅的刻线密度怎么去选择?光栅刻线密度的选择主要考虑两个因素:分辨率和光谱范围。相同焦长光谱仪配置的光栅刻线密度越高,光谱分辨率越高,但是所能使用的长波长范围越窄;光栅刻线密度越低,光谱分辨率越低,但是低刻线密度光栅能覆盖的长波长越长;所以要综合平衡考虑,一块光栅覆盖范围不够可以选择多块光栅以拓展光谱范围。9. MicOS激光照射到样品上的光强和光斑大小?MicOS的激光光斑照射到样品上的光强与所采用的激光器功率大小相关,所采用激光器功率越高照射到样品的光强越大。激光照射到样品的光斑大小与耦合方式(光纤耦合还是自由光路耦合)以及所采用的物镜倍率相关,如采用100倍物镜,采用光纤耦合激光,光斑小于10um;采用自由光路耦合激光,光斑小于2um。拉曼光谱1. 用532nm激光测试的深度为多少?(实验中测试不到厚度为100nm薄膜的Raman光谱)总体来说,入射深度与激光器的波长和材料本身消光系数相关。激光越偏红光,其入射深度越深;消光系数越小,入射深度越深。所以,532 nm针对不同材料的入射深度不一样,一般来说,对单晶硅的入射深度约为1微米。厚度不到100 nm的薄膜需要考虑使用325 nm激光器检测。2. 老师,实际测试比如石墨烯,532,633,785测试D,G,2D频移和相对强度都不一样,这是什么原因呢?可以考虑的原因:三个激光器是否校准好;激光器的能量是否合适,是否某一个激光能量过高将样品破坏。一般石墨烯测试,激光能量的选择建议从低到高尝试;考虑机理方面解释,激光和样品的是否有耦合效应。墨烯测试,推荐532 nm激光器。3. HORIBA提供拉曼与SEM联用的改装服务吗?我们实验室对这个比较干兴趣,想了解一下我们的电镜可不可以改装?国内和国外都有已经完成的案例。若有需求,请进一步联系!4. 我们处理拉曼光谱的时候有时候要使用归一化的方法,这个对结果分析会有影响吗?归一化一般不会对结果分析产生影响。归一化操作是对光谱中所有的拉曼峰等比例的放大和缩小,不会影响峰的位置和形状。若还有担心,可以考虑提高光谱的信噪比。5. 半高宽和强度是怎么成像的?若使用的是Labspec 6软件,至少有两种成像方法可以实现半高宽和强度成像。夹峰法:用线夹住需要成像的峰,在Analysis中,进入 Map characterization中选择对应的Height, area, position, width进行成像。分峰拟合法:对所需成像的峰进行分峰拟合后,直接选择各参数成像。夹峰法,目前多同时可以做三个峰的成像;分峰拟合理论上可以实现所有峰的成像。6. 如何用325nm激光器测拉曼光谱,PL和BPF这两块滤光片怎么用?使用325nm测试和其它的激光器测试类似,需要注意的是:激光器稳定半小时,软件中勾选紫外测试,使用紫外物镜,激光光斑进行聚焦。PL和BPF滤光片都是为了滤去激光器的等离子体线,PL和BPF分别针对测试PL和拉曼。7. 老师,做拉曼成像的时候勾选SWIFT,老是提示不兼容是怎么回事?可以考虑:是否工作在单窗口的模式下;成像区域的选择是否是长方形;控制盒上的开关是拨到SWIFT模式下。8. 100nm薄膜测试不到信号(532nm激发)答案见问题一。9. 老师,可不可以用显微共聚焦拉曼测重金属的浓度?重金属的浓度目前还没有用拉曼直接测试的好方法。但有间接的方法:加入指示剂,通过指示剂间接测试重金属的浓度;做成传感器(DNA/蛋白/小分子等为传感元件),以拉曼信号为输出。10. 老师您好,树脂样品532nm激光器基线上飘严重,降低hole值仍然,切换785nm后基线下飘,这个是荧光引起的吗,应如何调节或者加激光器呢?荧光背景干扰的可能性比较大。缩小Hole只能抑制荧光,不能消除荧光。建议先利用532 nm做个PL光谱看一看。降低激光能量;更换测量点;若荧光背景还是比较高,可以考虑选用紫外和更红外激光器试一试。椭圆偏振1. 请问在测试的时候起偏器不动但是检偏器旋转吗?在UVISEL系列椭偏仪中,起偏器和检偏器均保持固定,由相位调制器PEM起到调制偏振光的作用,没有机械转动的干扰,保证了仪器对椭偏角测试的高精度。2. 为什么可以测SIGe的组分?研究表明SiGe合金的含量与介电方程的实部有关,介电方程实部是通过椭偏仪分析得到的,因此在进行了大量标准样品与实部的关系推导后,可以根据未知含量样品的介电方程实部推算出合金含量。3. 要测试膜厚度,需要这个样品是透明的吗?样品可以是不透明的硅基底或透明的玻璃基底等,待测试薄膜需要是光学透明的,以便椭偏仪分析反射之后的偏振光信号。4. 不转怎么测椭偏角?UVISEL系列椭偏仪采用PEM相位调制技术,调制器虽然保持静止,但其内部光学元件的双光轴相位以50KHz高频发生变化,从而实现偏振光的调制。5. 椭偏仪的入射角是可调的吗?是固定几个值还是连接可调?入射角是连续可调的,但通常测试使用55-75度,主要与样品的布儒斯特角相近即可。例如,大多数半导体样品的布儒斯特角在70度附近,玻璃等样品在55度附近。6. 测SiGe的组分与测带隙宽度有关吗?没有7. 椭偏仪可以测不透明的样品吗?无法用肉眼判断样品是否光学透明,一般来说肉眼看到透明的样品,可透过可见光,而有些样品如SOI中的顶层硅薄膜,可见不透过,但仍然可以使用椭偏测试分析,因为其对近红外透过。8. 可以测碳纳米管吗?可以测试均匀的CNT薄膜,由于光斑大小限制不能测试单根纳米管9. 是相位调制器每变一下,收集一组光强吗?那请问相位改变一个周期内会采集多少组数据来计算psi 和delta。是的,通常8-16点HORIBA科学仪器事业部结合旗下具有近 200 多年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术,HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。
  • 创新非线性分子光谱成像技术,助力生命科学前沿探索——访北京航空航天大学生物与医学工程学院特聘教授、振电(苏州)医疗科技有限公司CEO王璞
    1931年,恩斯特鲁斯卡研制的电子显微镜使生物学发生了一场革命,也为人类打开了通往微观世界的大门。现如今成像技术不断迭代更新,新型显微技术层出不穷。在第十六届科学仪器发展年会上,创新型企业——振电(苏州)医疗科技有限公司(以下简称“振电医疗”)为大家带来相干拉曼散射技术和中红外光热成像技术,那么这两种技术相较于其他同类方案的优势是什么?未来又将应用到哪里?带着这些问题仪器信息网采访到了北京航空航天大学生物与医学工程学院特聘教授、振电医疗CEO——王璞,王博士不仅详细回答了上述问题,同时还对国产科学仪器行业的发展提出了自己的见解。王璞:博士,现任北京航空航天大学生物与医学工程学院特聘教授、生物医学高精尖中心研究员,博士生导师,入选第十四批国家海外青年人才项目。本科毕业于复旦大学物理系,2009-2014年博士就读于普渡大学生物医学工程学院,师从于非线性成像专家程继新教授。博士期间主要工作是生物光子学医疗器械的开发以及非线性显微镜的开发与应用。已发表SCI论文20余篇,专利5项。以第一或通讯作者在Nature Photonics,Science Advances,Light:Science & Applications, Nano letters等领域内一流期刊均有发表。曾主持开展多项美国小企业创新奖励基金(SBIR/STTR award),并代领团队完成多项科研转化工作。其中包括相干拉曼显微镜的产业化,光声成像在乳腺以及心血管的器械转化等等。目前王璞教授主要研究工作为非线性拉曼显微镜的开发以及在先进材料、单细胞代谢的表征方案,以及光致超声器件在生物医学中的应用。同时担任振电(苏州)医疗科技有限公司CEO,致力于开发推广最先进的分子光谱成像技术。放大拉曼信号,专注生命科学领域虽然自发拉曼散射显微成像是拉曼光谱在显微成像领域的应用形式,但由于自发拉曼显微成像数据的采集时间长达几十分钟甚至是几个小时,因此在某种程度上限制了其进一步的应用推广。而相干拉曼散射(CRS)技术利用共振放大了需要检测的拉曼信号,从而将传统拉曼信号提高了104到106倍,大大提高了拉曼光谱的采集速度,使其更适合从事生命科学研究。相干拉曼散射技术理论上需要同时输入两束光,除了泵浦光外,还需要与斯托克斯光同频率的入射光来产生共振,此时泵浦光能量往往会因为受激拉曼散射效应而减弱,而斯托克斯光能量则会被放大,这两种现象又分别被称为受激拉曼损耗(stimulated Raman loss, SRL)和受激拉曼增益(stimulated Raman gain, SRG),二者都属于受激拉曼散射(stimulated Raman scattering, SRS)范畴,此外还会产生一个新频率信号称为相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-stokes Raman scattering, CARS)。因此,相干拉曼具有两种形式,SRS和CARS。通过上述方法将拉曼信号放大,在极大提升了图像信噪比和成像分辨率的同时,突破了传统荧光成像需要对样品进行染色处理或荧光蛋白标记的局限,做到了无标记成像。相干拉曼散射技术发展到今天经历了20年的更迭。据王璞介绍:“目前我们的相干拉曼散射技术在生命科学领域主要的应用方向是单细胞空间代谢组学以及单细胞空间蛋白组学这两个重要方向。”而之所以将生命科学领域作为相干拉曼显微镜的主要应用领域,原因是生命科学领域对于无标记高速度的成像需求更强烈。“在生命科学领域里,需求主要来自空间代谢组学和空间蛋白组学这2个细分。在空间代谢组学中的应用主要是用在肿瘤代谢、干细胞代谢、发育生物学等领域,同时我们最近主推的方向还有合成生物学,这都是用来满足测量细胞代谢的需求。在空间蛋白组学领域中,将相干拉曼散射技术与我们新开发的一种拉曼染料进行配合使用,从而实现对蛋白质超多重的免疫测量,所以这也吸引了很多免疫方向的客户来咨询我们的设备并开始试用。”王璞说。除此之外,振电医疗为更好的发展临床市场,研发了三种产品,预计明年拿到注册证后将会正式用于临床。UltraView多模态科研成像平台(包括相干拉曼散射成像模式)中红外光热成像——探索微观世界分子分布新工具中红外光热成像是振电医疗除相干拉曼散射技术外主推的另一种技术。由于样品的异质性,红外显微光谱很难准确测量生物样品中的吸收,其中光散射的波长依赖性也可能导致显著的基线伪影;其次,由于激发波长缺乏高数值孔径(NA)物镜,红外成像提供低空间分辨率,指纹区域为4~7μm,该分辨率远远不足以进行细胞内成像;此外,在透射模式下进行的红外成像没有深度分辨能力;最后,红外区域的强水吸收阻碍了其在水环境中生命系统的功能分析中的应用。以上这些劣势阻碍了红外显微光谱在体内成像和诊断中的应用。而中红外光热成像技术却可以很好地通过中红外光的振动激发和(利用热透镜效应)可见光探测吸收克服这些限制。虽然中红外光热成像技术相对较新,自程继新先生于2015年研发开始,只经过了四到五年的技术更迭,但该技术已经逐步趋于成熟。王璞表示:“这个技术比传统中红外显微成像设备的灵敏度提高了两个量级,分辨率提高了一个量级。这帮助我们在生命科学中首次实现单细胞红外显微成像。对于化学材料、农业、林业等其他相关领域,我们的技术优势在于可以形成高分辨、高速度激光扫描式显微成像。对从事精细化学、高分子、农业育种的应用者来说,这是一个特别好的探测微观世界分子分布的新工具。”中红外光热显微镜的应用场景主要是化、环、材、农、林这几个方面,王璞认为:“在这些细分领域中,我们做得最好的是微颗粒分析,包括高分子里的分析、军工里的火药分析和微塑料分析等。未来将主推工业应用方面,包括代谢工程和半导体应用场景。我们认为这些领域很有发展前景,并且这种高端的设备还是能够在应用市场中找到一席之地的。”王璞解释道。解决国产科学仪器行业痛点,供应链、人才、融资环境必不可少虽然国产科学仪器在近五年开始备受重视,但由于科学仪器行业是一个需要打磨的行业,面对已经有100年做科学仪器经验的海外市场,王璞认为当前国产仪器自主创新还存在着三个痛点:供应链、人才和融资环境。“首先,第一个问题,这些所谓国产创新的科学仪器核心零部件很多时候还需要海外供应链,如何打造自己的供应链是一个需要解决的核心问题;第二,是人才问题,科研仪器的开发及应用人才十分缺乏,况且仪器行业又是一个非常交叉的行当,所以不可能从一个系里找到一个非常合适的人才,培养人才耗时耗力,如何把人才留住又是一个问题,所以科学仪器产业发展需要国家在教育政策、人才政策等方面予以支持;第三个是资金量问题,科学仪器行业不是金融和投资的热点,投资科学仪器的投资机构数量不多,能够看懂科学仪器,尤其是创新型科研仪器的投资人也不多,因此打造一个良好的融资环境十分重要。”振电医疗立足于苏州,从事非线性分子振动光谱以及分子光谱的高端科研仪器研究。王璞介绍:“振电医疗的主要专利来自于我的博士生导师程继新先生,我们把程老师实验室里的相干拉曼显微镜、中红外光热成像显微镜,以及后续开发的瞬态吸收显微镜这三个非线性分子光谱成像系统产业化,后续也将在工业、医疗等方面进行应用。”
  • 基于硫废物的高灵敏红外偏振器面世
    偏振图像可提供诸如阴影和表面形貌的信息,但目前的红外偏振器主要由昂贵且易碎的陶瓷制成,且其拥有的纳米光栅通常需通过耗时且成本高昂的干涉光刻法制造而成。现在,韩国科学家基于富硫聚合物,研制出一款高灵敏度基偏振器,不仅成本低廉且制造方法简单,相关研究刊发于最新一期《先进材料》杂志。通过“逆硫化”合成的富硫聚合物因在红外区域固有的高透射率而成为红外光学器件的合适候选材料,受到广泛关注。富硫聚合物主要由基于元素硫的主链组成,石油精炼过程中每年会产生700万吨硫磺,因此这种富硫聚合物可大规模生产。与常规红外材料不同,富硫聚合物可溶解在有机溶剂中,这意味着其可应用于基于溶液的旋涂方法。此外,富硫聚合物拥有的粘滞弹性和动态共价二硫键使其可被热纳米压印光刻(热NIL)技术模塑成不同的纳米结构。而且,基于富硫聚合物制造而成的偏振器,也能拥有双层结构,可通过以下3个步骤获得:旋涂富硫聚合物溶液、在旋涂的富硫聚合物基膜上使用热NIL工艺,以及在纳米光栅上进行金属沉积,由此得到的富硫聚合物基偏振器由自对准双层金属光栅和间隔层(用作光学腔)组成。基于上述方法,韩国汉阳大学研究人员制作了一种高灵敏度的富硫聚合物基偏振器。他们微调了热NIL条件,以高质量复制设计纳米光栅,并研究了间隔层的厚度,以最大化所有中波红外区域的透射。通过数值模拟设计,并考虑到光学性能和制造难度,该偏振器的节距为400纳米,经由包括温度、压力和时间在内的热NIL条件的系统研究,获得了面积为1平方厘米的高保真纳米光栅。
  • 偏振能量色散X射线荧光光谱仪XEPOS在拉链行业的应用
    相关法规背景 REACH法规即“化学品注册、评估、许可和限制”,是欧盟对进入其市场的所有化学品进行预防性管理的法规,该法规自2007年实施以来,不仅对我国出口化工企业带来了一系列长期的冲击,也对包括纺织、机电、玩具、家具等在内的下游产品企业的生产、管理和出口产生深远影响。近年来,欧盟对于REACH法规的消费品监管内容不断更新,仅2015年就将有(EU) No 474/2014、(EU) No 1272/2013等四个修订案生效,涉及十多种消费产品,同时欧盟对消费品符合REACH法规的执行监管也不断强化,出口企业应引起重视和关注。 REACH法规与消费品密切相关的主要是法规附件XVII,附件中对消费品中可能存在的危险化学物质的使用要求和含量要求有严格的限制,中国消费品因不符合欧盟REACH法规被各成员国海关拒绝进口或责令召回的通报近年来不断增长,已成为我国消费品出口的重要技术壁垒。根据欧盟非食用消费品快速通报系统(RAPEX)的公开数据统计,2014年我国出口欧盟的消费品因不符合REACH法规被通报高达301起,同比上年增长91.7%,其中涉及增塑剂的达180起,涉及重金属的97起。从产品类别来看,针对玩具及儿童用品的通报260起,同比增长111.4%,针对一般消费品的41起,同比增长4.9%。通报数据的快速增长一方面表明,欧盟对于REACH法规的执行监管日趋严格,另一方面也说明,我国输欧消费品在DEHP等禁用化学品的控制上存在较大不足,企业的风险防范意识有待进一步强化。 XEPOS如何帮助拉链行业有效应对欧盟REACH法规 拉链作为服装大类,配件分类,REACH法规对其中可能存在的危险化学物质的使用要求和含量要求有严格的限制。一般而言,人们尤其关注里面含有的各种重金属元素,尤其应用于儿童服装类的拉链,拉链中的铅(Pb)含量更是有着更严格要求。随着企业风险防范意识的强化,不少企业都纷纷购置各种精密分析仪器对产品质量进行监控,以应对相关行业法规。但拉链企业对拉链重金属含量的日常监控中往往会遇到如下问题:(1) 检测时间长,效率低下,影响生产(2) 检测人才的培养成本高(3) 检测结果偏差大,达不到内控要求(4) 送检成本高 SPECTRO XEPOS 台式偏振X射线荧光光谱仪是德国斯派克分析仪器公司推出的新一代仪器,能很好有效地解决上述拉链行业质量监控中所遇到的困惑。在日常的重金属检测中,斯派克台式偏振X射线荧光光谱仪XEPOS有着无与伦比的巨大优势。(1)3-5分钟内可以完成一个样品的检测,检测元素范围:Na-U;(2)操作简单,并不需要十分专业的技术人员操作,节约人力成本;(3)无损检测,无须进行样品前处理,轻松解决样品前处理复杂、耗时、危险等问题。(4)检测下限极低,在某些材质检测方面,偏振式X射线荧光光谱仪(简称ED(P)XRF)灵敏度和检测限都是普通X射线荧光光谱仪(EDXRF)的5-10倍;(5)性能大幅度领先于普通X射线荧光光谱仪。无论是对轻元素还是重金属元素,偏振式X射线荧光光谱仪XEPOS皆有优秀的测试能力。普通的EDXRF虽然也能宣称可以达到Na-U的分析能力,如Na的检测限指标一般是3000ppm,常见重金属为10-30ppm,所以对于某些痕量元素的测试应用意义不大。而偏振ED(P)XRF的元素检测限一般为:Na:100ppm Mg:30ppm Al:30ppm Si:2ppm S:0.6ppm等其的重金属元素检测限一般为(以GB15618-1995,和美国EPA标准为例,硅基,300s测试时间):V:0.6ppm Cr:0.5ppm As:0.7ppm Cu:0.6ppm Cd:0.3ppm Sb:0.7ppm Hg:0.3ppm Pb:0.3ppm La:2.1ppm Ce:2.5ppm Pr:3ppm Nd:4ppm(6)仪器性能认同度高,不少检测单位都有该设备,如中国CQC,TUV实验室,深圳计量院,广州分析测试中心,广东省环保局。企业在有仪器自检的情况下,可以减少甚至无须对样品送第三方检测,降低企业经营成本。 另外,SPECTRO XEPOS可广泛地应用于石油、化工、冶金、矿业、制药、食品、环保、地质、建材、废物处理以及再加工工业等。以油中各种元素的分析为例。使用SPECTO XEPOS,在氦气保护状态下,在300秒钟之内,对于P、S、Cl、Ca、Cu、Zn、Ba的检测下限在1-7μg/g以上。 XEPOS型X射线荧光光谱仪可广泛应用于各种电子材料及塑料中铅、镉、(汞)等元素分析,检出下限低,灵敏度高、稳定性好,可应对欧洲WEEE、RoHS指令以及SONY STM-0083标准。XEPOS型X射线荧光光谱仪真正做到高性能,多功能,一机多用,是企业单位添置精密仪器的,提升自身综合能力的一个不错选择。
  • HORIBA | 平时使用仪器遇到这些困惑,你怎么办?——拉曼/荧光/椭圆偏振光谱仪
    使用光谱仪器时,如何巧妙制样?针对不同的样品,测试方法有哪些区别?仪器测试结果如何分析解读…11月13日,HORIBA的资深工程师们,就拉曼、荧光、椭圆偏正光谱仪器日常使用技巧,为大家分享了自己多年的宝贵(xue)经(lei)验(shi)。分享过程中,同学们也纷纷提出自己的问题,不知道是否也有你的困惑,我们一起看看吧:荧光光谱1.为什么样品信号之前的背景光平台不是平的?在进行磷光寿命测试时,前端的小段曲线是由光源产生的,即激发光还没有完全消失,就开始了样品信号采集,后边部分属于光源消失后磷光衰减的信号,进行寿命拟合的时候只要选择后边尾部即可。2.问水拉曼峰怎么测?1)开启仪器;2)将标准盛有三重去离子水的比色皿放入样品仓;3)打开软件,选择Spectra——emmission功能;4)点击Run进行信号采集即可。参数详见如下:激发波长350nm,水拉曼峰值,峰值波长397nm。实验条件:激发波长350nm,带宽5nm,0.5nm步进,发射波长扫描范围365~450nm,带宽5nm,积分时间1s;样品要求:必须是超纯水,三重蒸馏水或去离子水,HPLC级(18.2 MΩ,5.用HORIBA的荧光光谱仪测荧光寿命,是用上升沿还是下降沿拟合寿命的?对于荧光寿命,拟合时上升下降沿的信号都要用到,对于磷光寿命,仅用下降沿部分拟合即可。具体拟合步骤及要点可与工程师联系。椭圆偏振1.请问老师,这个可以测量颗粒物表层吸附物质的厚度吗?纳米级别,烟尘颗粒由于椭偏光斑在微米至毫米尺度,无法分析离散态的纳米级别颗粒表层2.老师您好,请问衬底是石英片,可以测膜的厚度吗?可以,只要薄膜光学透明即可使用椭偏测试拉曼光谱1.CLS那个没看懂?简单的来说,CLS是数据统计的分析方法。夹峰法是以单个谱峰的峰强、峰面积、峰位的特性为拉曼成像依据。而CLS是以整张光谱或者某段光谱为依据,赋予不同的颜色。适用于已知混合物的拉曼成像。2.细胞的那个是这么做的呀?详细请见文章ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9 (7), pp 5828–5837,文章的拉曼部分在北京DEMO实验中心完成的,欢迎讨论。3.用JobinYvonLabRam HR800仪器,325 nm 的激光测薄膜光致发光,有时PL谱的曲线有波动,就是线一抖一抖的,请问能怎么改善呢?能测到发光峰,但是曲线上有很多小的正弦波。两个方面:一个需要标准样品测试,检验仪器本身是否有问题。另一个方面,考虑薄膜的厚度问题,是否刚好发生多次反射。之前有经历,特定的玻璃片上测样品,也有小正弦波,更换玻璃片之后就没有了。4.那请问如果是贴壁细胞呢 直接光斑扫描?贴壁细胞,做完封片,可以直接通过平台移动实现细胞成像。5.指甲油有要求吗?指甲油不要涂到样品上?指甲油本身有很好的拉曼信号,不能直接涂到样品上,建议选择亮色,这样能够看清楚指甲油的本身分布。若样品量比较大,建议选择大号的盖玻片,操作相对简单。6.请问G/D的物理意义G峰为石墨烯的特征峰,归属于sp2碳原子的面内振动,出现在1580 cm-1附近,该峰能够表征石墨烯的层数。D峰为石墨烯的无序振动峰,出现在1350 cm-1附近处,表征石墨烯中的结构缺陷或边缘。所以G/D峰,可以反映石墨烯的层数和缺陷分布。7.测细胞必须要涂指甲油吗?不是必须,封片的好处是减缓水份蒸发。8.老师,做矿物的话激光波长用多少合适大多数矿物532 nm激光比较合适,对于有荧光背景的,考虑红光激发。9.半導體異物量測方式?測試過532,633,785 laser量測都只有螢光訊號,異物大小約1~3um若异物在表层,可以考虑325 nm尝试下。若还是不行是否可以考虑用PL成像来区别异物。10.如何衡量石墨烯条带的边缘质量?见问题6,G/D比值成像及D峰成像都是不错的选择。11.鲁老师,请问罗丹明溶液633直接测拉曼,如何计算光斑内有效分子数?影响影子的计算方法我们在上一次的报告中有提到。详细可参见Phys. Chem. Chem. Phys., 2015,17, 21149-21157。文章是用XploRA仪器实现的,欢迎讨论。12.样品中有水,可以用3D得到水分布吗样品若是半透明的,可以实现水的分布的3D. 常见的地质样品,包裹体中的水分可以用3D表征。这是一篇文章,里面用拉曼证明了油水凝胶中的水分分布,你可以参考下。Nature Communications 8, Article number: 15911 (2017) doi:10.1038/ncomms15911。文章的拉曼部分在北京DEMO实验室完成的,欢迎讨论。13.请问测拉曼时荧光效应太强,背底太高可以怎么改善?一般是某些样品会出现,跟样品有关系,可是又需要样品的拉曼数据抑制荧光背景的方法:更换不同的激发波长;长时间激光照射光漂白;数值处理等。目前有效的是更换不同的激发波长测试。14.请介绍一下实时在线原位拉曼技术?在线原位技术是一个比较宽泛的命题,常见的有有机化学合成在线检测,高温高压在线检测,锂电池在线检测,电化学在线检测。若大家都有兴趣,我们可以专门利用一次讲座交流。HORIBA科学仪器事业部结合旗下具有近 200 多年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术,HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。
  • 推帚式超光谱成像仪交付验收
    中招国际招标公司受中国水利水电科学研究院委托,就遥感影像接收与处理设备购置项目——推帚式超光谱成像仪设备进行国内公开招标,中科院上海技物所受招标机构邀请参加了投标且一举中标。日前,该项目圆满完成并顺利交付验收。 水利水电科学研究院订购置的推帚式超光谱成像仪PHI-1307的主要技术指标为:光谱范围为450~1000nm、波段数为120、IFOV:0.5×1.0 mrad、光谱分辨率为5nm、工作帧频为50Hz、量化位数为12bits。 该设备在青岛进行了航空遥感飞行信息获取现场验收。近日,北京水利水电科学研究院通过了整套设备的交付验收工作。上海技物所将在努力做好售后服务的基础上继续与购置方合作,为该设备在水利水电科学研究领域发挥更好的应用作用。
  • 航空发动机高温材料/先进制造及故障诊断科学基础重大研究计划2022年度项目指南
    关于发布航空发动机高温材料/先进制造及故障诊断科学基础重大研究计划2022年度项目指南的通告国科金发计〔2022〕48号  国家自然科学基金委员会现发布航空发动机高温材料/先进制造及故障诊断科学基础重大研究计划2022年度项目指南,请申请人及依托单位按项目指南中所述的要求和注意事项申请。 国家自然科学基金委员会2022年10月11日航空发动机高温材料/先进制造及故障诊断科学基础重大研究计划2022年度项目指南  航空发动机是国之重器,尽快在这一领域实现突破,对于促进国民经济发展和提升国家核心竞争力具有重大意义。航空发动机长期服役在高温、高压、高转速、交变负载等条件下,其关键零部件材料制备与加工制造工艺复杂,发动机服役运行过程中的安全保障也至关重要。目前我国高温材料、先进制造和故障诊断的基础科学研究不足,严重制约着我国航空发动机的发展。本重大研究计划聚焦航空发动机高温材料、先进制造、故障诊断三方面瓶颈问题的科学基础,强化需求目标导向和成果应用衔接,为我国航空发动机技术进步和产业发展提供源头创新思路与科学支撑。  一、科学目标  本重大研究计划面向国家重大战略需求,瞄准航空发动机高温材料、先进制造和故障诊断等研究前沿,通过多学科交叉与深度融合,开展相关基础科学问题研究,提升我国航空发动机高温材料、先进制造和故障诊断基础研究的原始创新能力和国际影响力;通过相对稳定和较高强度的支持,聚集和培养一支具有国际水平的航空发动机相关基础研究队伍。  二、核心科学问题  (一)航空发动机高温材料性能优化与长寿命使役稳定性。  航空发动机高温材料的成分设计与相结构优化、服役条件下组织结构演化与高温性能的关系;制备及服役条件下航空发动机高温材料结构缺陷的产生、跨尺度表征与调控;航空发动机新型高温材料的探索研究。  (二)航空发动机关键构件制造形性协同控制机理。  航空发动机关键构件成形机理与精度控制原理;特种/复合能场对航空发动机高温材料的作用机理;航空发动机关键构件表面状态演化及调控机制。  (三)航空发动机状态信息感知与智能诊断预测原理。  航空发动机信息感知与监测的理论和方法;面向航空发动机故障的人工智能诊断技术与大数据信息融合方法;航空发动机容错控制理论与状态少测点诊断预测方法。  三、2022年度资助研究方向  为进一步聚焦航空发动机高温材料/先进制造及故障诊断核心科学问题,在本重大研究计划前期执行的基础上,2022年以集成项目的形式对以下研究内容进行资助:  针对未来航空发动机的陶瓷基复合材料及其高温构件,开展材料-制造-缺陷评价等相关的基础理论、新技术、新方法的集成研究。  四、遴选项目的基本原则  为确保实现总体目标,申请书研究内容必须符合本项目指南要求。本重大研究计划将按照如下原则遴选项目:  (一)鼓励开展新概念、新理论、新方法的前沿领域探索性研究,优先支持原创性研究。  (二)鼓励与航空发动机相关企业或研究院所联合开展研究;集成项目必须要与航空发动机相关企业或研究院所联合申报。  (三)鼓励开展材料学、机械工程、力学、信息科学、数学等领域的多学科交叉研究。  (四)对不符合本重大研究计划科学目标,与航空发动机材料、制造与诊断结合不紧密的项目不予受理。  五、2022年度资助计划  2022年度拟资助集成项目1项,直接费用的平均资助强度约为2000万元/项,资助期限为4年,申请书中研究期限应填写“2023年1月1日-2026年12月31日”。  六、申请注意事项  (一)申请条件。  本计划项目申请人应当具备以下条件:  1.具有承担基础研究课题的经历;  2.具有高级专业技术职务(职称);  在站博士后研究人员、正在攻读研究生学位以及无工作单位或者所在单位不是依托单位的人员不得作为申请人进行申请。  (二)限项申请规定。  执行《2022年度国家自然科学基金项目指南》“申请规定”中限项申请规定的相关要求。  (三)申请注意事项。  申请人和依托单位应当认真阅读并执行本项目指南、《2022年度国家自然科学基金项目指南》和《关于2022年度国家自然科学基金项目申请与结题等有关事项的通告》中相关要求。  1. 本重大研究计划项目实行无纸化申请。申请书提交日期为2022年11月14日-11月18日16时。  (1)申请人应当按照科学基金网络信息系统中重大研究计划项目的填报说明与撰写提纲要求在线填写和提交电子申请书及附件材料。  (2)本重大研究计划将紧密围绕核心科学问题,对多学科相关研究进行战略性的方向引导和优势整合,成为一个项目集群。申请人应根据本重大研究计划拟解决的核心科学问题和本指南公布的拟资助研究方向,在分析国内外已有成果的基础上,明确新的突破点以及创新思路,自行拟定项目名称、科学目标、研究内容、技术路线和相应的研究经费等。  (3)申请书中的资助类别选择“重大研究计划”,亚类说明选择“集成项目”,附注说明选择“航空发动机高温材料/先进制造及故障诊断科学基础”,根据申请的具体研究内容选择相应的申请代码。  集成项目的合作单位不得超过4个。  (4)申请人在申请书“立项依据与研究内容”部分,应当首先说明申请符合本项目指南中的资助研究方向,以及对解决本重大研究计划核心科学问题、实现本重大研究计划科学目标的贡献。  如果申请人已经承担与本重大研究计划相关的其他科技计划项目,应当在申请书正文的“研究基础与工作条件”部分论述申请项目与其他相关项目的区别与联系。  2. 依托单位应当按照要求完成依托单位承诺、组织申请以及审核申请材料等工作。在2022年11月18日16时前通过信息系统逐项确认提交本单位电子申请书及附件材料,并于11月19日16时前在线提交本单位项目申请清单。  3. 其他注意事项。  (1)为实现重大研究计划总体科学目标和多学科集成,获得资助的项目负责人应当承诺遵守相关数据和资料管理与共享的规定,项目执行过程中应关注与本重大研究计划其他项目之间的相互支撑关系。  (2)为加强项目的学术交流,促进项目群的形成和多学科交叉与集成,本重大研究计划将每年举办1次资助项目的年度学术交流会,并将不定期地组织相关领域的学术研讨会。获资助项目负责人有义务参加本重大研究计划指导专家组和管理工作组所组织的上述学术交流活动,并认真开展学术交流。  (四)咨询方式。  工程与材料科学部工程五处  联系电话:010-62328301
  • 2023第三届航空计量测试与检验检测发展论坛圆满落幕!
    由中国计量测试学会指导,上海士研管理咨询为主办单位,西安阎良国家航空高技术产业基地和航空工业庆安集团有限公司为协办单位,并由中国航空学会结构与强度分会、中国航空学会预测与健康管理分会、四川省航空宇航学会为支持单位,航空工程进展作为学术媒体支持的“2023第三届航空计量测试与检验检测发展论坛”于2023年12月14日在西安成功召开,并于12月15日圆满落幕。本届会议以“数智发展,开源创新”为主题,邀请300位来自全球飞机制造商、航空公司、航空发动机制造商、系统供应商、零部件供应商、材料供应商、第三方检测单位、计量检测设备供应商,科研院校实验室的行业同仁共同参与,促进产学研交流。12月14日上午西安阎良国家航空高技术产业基地管理委员会招商二局副局长张吉晔就“航空城检测行业未来发展展望”做重要发言。随后大会正式开始,首先陕西省计量科学研究院力学与工程计量研究所副所长王喜阳分享了“极值力学计量技术在航空领域的应用”; 中航西安飞机工业集团股份有限公司副所长唐珊珊结合具体案例和实践演讲了“航空复合材料制件制造准确度的评价方法”; 航空工业综合所航空工业特级专家、副总师及检测部部长王俊涛围绕“数字射线成像检测缺陷自动识别技术”分析其特点和应用;短暂茶歇过后,中国航天科技集团有限公司第五研究院第五一四研究所静电防护领域总师袁亚飞介绍了“飞机沉积静电测量传感器研制及部署策略研究”; 赛峰航空测试台公司区域销售高级经理胡小草以“航空发动机测试及绿色科技”展开相关演讲。下午大会围绕“科技引领计量检测技术的智能化和数字化”主题展开。中国飞机强度研究所副总工程师、航空工业集团公司健康管理专业一级技术专家杨宇(李嘉欣代)向我们介绍并分析了“面向典型航空结构的机器视觉损伤检测技术”; Polyworks Shanghai西部销售负责人刘甲梁结合公司产品技术分享了“用于数字驱动决策的数字化连接3D测量”; 中国航发商用航空发动机有限责任公司理化计量部副部长李洪美(吴欣欣代)分析“民用航空发动机测试计量关键技术”; 雷尼绍(上海)贸易有限公司计量产品业务拓展经理张勇以“测量技术创新,推进航空智能制造”展开精彩演讲;Creaform形创中国区战略客户经理何其彧就“便携式及自动化3D扫描在航空航天领域的创新应用”展开演讲分享;新拓三维技术(深圳)有限公司副总经理陈军介绍了“系列光学测量技术在航空航天领域的应用”;中国商飞上海飞机设计研究院试验验证中心先进测控室副主任、研究员齐晓燕从民用飞机的角度介绍了“民用飞机测试技术应用及要求”。大会第二天围绕“创新计量检测技术赋能飞机制造全流程效率提升”展开讨论。中国机械工程学会无损检测分会副理事长、北京航空航天大学机械工程及自动化学院长聘教授周正干介绍了“复杂形面航空复合材料大部件超声检测技术及装备”; 上海麦睿菱测量技术有限公司总经理黄圣斌围绕“相对测量技术及其应用”; 中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院疲劳研究室主任张彦军围绕“飞机结构疲劳单机跟踪分析方法研究”展开分享;中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所主任设计师、研究员董林渊分享了“民机伺服作动系统动刚度测试”; 中航工业北京航空精密机械研究所精密测量技术方向技术专家、研究员胡成海围绕“基于机器视觉的航空发动机叶片检测技术与应用”展开演讲;西北工业大学教授刘贞报介绍了“飞行控制系统状态监测与故障诊断技术”; 龙兴(杭州)航空电子有限公司副总裁张越梅(李义代)详细阐述了“民用航空器系统型号检查核准书(TIA)的颁发和管理”; 沃特拜试验装备研发(江苏)有限公司中国区总经理邢立侠(张瀚代)结合案例分享了“先进疲劳测试技术在航空领域的应用”; 中国科学院微电子研究所助理研究员李洋以“国产激光跟踪测量仪技术与应用”为演讲主题;深圳技术大学先进材料测试技术研究中心特聘教授、原中国工程物理研究院一所副总师李泽仁介绍了“太赫兹无损检测技术及其在航空领域的应用”。本次大会同期进行了颁奖盛典,以嘉奖为航空计量检验检测作出贡献的企业,祝贺以下公司:北京东方计量测试研究所——2023年度最佳第三方检测机构奖海克斯康制造智能技术(青岛)有限公司——年度杰出贡献奖苏州长菱测试技术有限公司——航空航天可靠性第三方检测机构杰出贡献奖邦盟泓稻计量检测有限公司——年度最具影响力计量测试中心看见数字科技(苏州)有限公司——年度最佳全自动三维测量创新奖中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所——2023年度最佳测量服务商奖至此,2023第三届航空计量测试与检验检测发展论坛圆满落下帷幕,再次特别鸣谢以下合作伙伴对本次峰会的大力支持,感谢我们各界的媒体的关心和支持!
  • HORIBA网络讲座 | 11月13日,光谱仪器使用技巧(荧光、椭圆偏振、拉曼光谱)
    对于光谱仪的功能还一知半解?想提高使用效率?有没有一些小技巧可以改善分析方法?您可以通过这次在线培训与我们的工程师进行直接沟通。本次在线讲座汇集了三种常用光谱技术中常见的使用问题,11月13日工程师将通过实例教会您如何更好地驾驭您手中的“利器”。11月13日14:00 PM只要准备电脑和网络,即可参与谁应该参加相关光谱仪使用者讲座日程14:00~14:30 荧光光谱14:35~15:05 椭圆偏振15:10~15:40 拉曼光谱主讲老师王红静,应用工程师文豪博士,应用工程师研究方向:椭圆偏振光谱毕业于上海硅酸盐研究所,擅长光谱椭偏建模、薄膜分析,长期为用户提供椭偏技术培训等工作。鲁逸林博士,应用工程师研究方向:SPRi、拉曼等从事拉曼光谱、AFM和表面等离子共振成像的技术支持,负责样品分析、数据解析、应用方案设计、用户培训等,在材料、生物、锂电池等领域积累了丰富的经验。报名手机扫描识别二维码报名即可 扫描 识别 报名 HORIBA Optical SchoolHORIBA一直致力于为用户普及光谱基础知识,其旗下的Jobin Yvon有着近200年的光学、光谱经验,我们非常乐意与大家分享这些经验,为此特创立 Optical School(光谱学院)。无论是刚接触光谱的学生,还是希望有所建树的研究者,都能在这里找到适合的资料及课程。我们希望通过这种分享方式,使您对光学及光谱技术有更系统、全面的了解,不断提高仪器使用水平,解决应用中的问题,进而提升科研水平,更好地探索未知世界。
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