红外基线法

p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　近年来，在多领域大发展及各类新技术不断进步的形势下，传统的红外光谱技术已经从单纯的红外光谱仪、显微镜与红外光谱联用，发展到了红外成像系统，并在信噪比、空间分辨率、时间分辨率、测量模式等方面呈现了新的发展活力。同时，在新技术的助力下，红外光谱在应用方面也得到了很大的拓展。 /span /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　Quantum Design公司一直致力于引进先进的红外光谱技术，其中neaspec纳米傅里叶红外光谱仪、微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪在探寻红外光谱测量极限上展现了独特的魅力，先后获得科学仪器“优秀新品奖”。业界评价：Quantum Design在产品的选择上颇具眼光! /span /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　为了多方位展现我国在红外光谱领域的最新成果，仪器信息网特别策划制作《稳中求新红外光谱技术及应用进展》网络专题，特别邀请Quantum Design中国表面光谱销售总监韩铁柱博士为大家介绍红外光谱仪的最新技术及应用情况，并探寻红外光谱的测量极限。 /span /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 红外光谱技术发展需求：高敏感度、高空间和高时间分辨率 /strong /span /p p 　　 strong 仪器信息网：从仪器发展及应用的角度分析，您认为目前红外光谱仪器及技术走到了哪一个阶段? /strong /p p strong 　　韩铁柱博士 /strong ：人类对红外光的认识已经超过两个世纪，1800年，英国科学家W.?Herschel在研究温度计对紫色到红色光照射变化时，就已经意识到红色末端区域外仍然存在着看不到的辐射区域。九十年后，瑞典科学家Angstrem利用CO和CO2首次证明了不同分子具有不同的红外谱图，并在此基础上进一步建立了现代分子光谱学。在此之后的一个多世纪里，人类科学家已经可以利用红外光手段，对大量的分子振动和转动信息进行谱学分析和鉴别。上世纪50年代，双光束红外光谱仪的问世，意味着红外检测已无需由经过专门训练的光谱学家进行操作，也能轻易获取数据。该设备的商业化及畅销普及标志着红外谱学门槛的极大降低，在科学研究、社会实践及工业控制等领域将迎来飞跃式发展。 /p p 　　现代红外光谱议主要指由上世纪80年代发展建立的以傅立叶变换为基础的仪器。该类仪器不用棱镜或者光栅分光，而是用干涉仪得到干涉图，采用傅立叶变换将以时间为变量的干涉图变换为以频率为变量的光谱图。与更早期的双光束红外仪器相比，傅立叶红外光谱仪具有快速、高信噪比等特点，并且随之催生了许多新技术，诸如步进扫描、时间分辨和红外成像等，从而拓宽了红外的应用领域，使得红外技术的发展产生了质的飞跃。 /p p 　　然而，随着科学技术的不断发展和应用领域的进一步细分，特别近年来纳米材料、拓扑材料、二维材料等新材料的兴起，传统傅立叶红外光谱仪光源亮度弱、光斑范围大、迈克尔逊干涉仪平动速度慢等缺陷开始显现，逐渐不能满足红外光谱科学研究中高敏感度、高空间和高时间分辨率的需要。 /p p 　　 strong 仪器信息网：目前红外光谱的测量极限发展到了什么程度?可以给大家带来什么样的体验? /strong /p p strong 　　韩铁柱博士： /strong 目前，传统红外光谱的空间分辨测量极限在几微米到几十微米，时间分辨测量极限在几十毫秒的量级，这主要是由于光源本身及步径位移机制限制。20世纪60年代开始，随着第一台红宝石激光器的问世，科学领域得益于激光技术的广泛应用，对光谱研究的空间分辨和时间分辨也得以大幅提高。由于激光器的高线性特点，非接触式的红外光谱技术空间分辨率可达500nm，如果进一步搭配近场探针突破衍射极限，空间分辨可进一步提升至10nm。利用QCL激光的双光梳设计，目前激光base的红外光谱可以完全抛弃步径位移，将时间分辨提高到us级，如果将超快激光引入pump-probe体系，时间分辨可以达到fs级别。 /p p 　　 strong 仪器信息网：相对于其它的分析仪器，红外光谱的应用市场活力如何?哪些应用领域会有大的发展空间?为什么? /strong /p p strong 　　韩铁柱博士： /strong 相对于其他分析仪器，红外光谱分析技术具有使用成本低、操作和维护简单、灵敏度和分辨率较高、特征性强等优点，能提供包含化合物官能团、类别、立体结构、取代基种类和数目等多种信息。近年来计算机技术的迅猛发展带来了分析仪器数字化和化学计量学科的同步发展，加之红外光谱技术独有特点，使得其应用范围进一步拓宽。 /p p 　　红外光谱既可以用于定性分析，也可以用于定量分析，还可以对未知物进行剖析，广泛应用于化工、制药、农业和食品、半导体、宝石鉴定、质检、地矿和环境等领域，是科学研究的有力技术手段，也是常规应用分析和生产不可缺少的分析技术。譬如在中医药领域，作为一个复杂的混合体系，中药的鉴别和质量控制，以及有效成分的确定和质量分析，一直是个难题，红外光谱技术的特点使得其作为指纹分析手段并结合化学计量学方法，成为中药研究不可或缺的工具 在农业和食品领域，近年来得益于焦平面阵列检测器、可调谐滤光器、化学计量学方法和计算术的提升，红外光谱和成像技术有机结合发展成为一种多信息融合检测技术。除了进行农产品和食品的品质分析外，红外光谱的应用还扩展到了污染物检测、产品分类和来源鉴别、土壤的物理和化学变化、以及食品加工过程中组成变化的监控和动力学行为等。 /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong Quantum Design红外产品着眼红外光谱测量极限 /strong /span /p p strong 　　仪器信息网：请介绍贵公司在红外光谱产品的定位及发展历史?有哪些独具优势(里程碑式)的技术(专利技术，独有技术)? /strong /p p strong 　　韩铁柱博士： /strong 我们公司一直贴合最新研究前沿和热点课题，结合红外光谱的应用与现代尖端科学研究的需要，专注最新、最先进红外光谱技术和产品的引进，先后引进了德国neaspec公司的nano-FTIR 10纳米超高空间分辨的新型傅里叶红外光谱仪、美国PSC公司的mIRage非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统，2019年又引进了瑞士IRsweep公司的IRis-F1微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪。这三款主推产品从空间分辨率、非接触测量、时间分辨等维度，极大推动了红外光谱测量极限。 /p p style=" text-align: center" a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C377717.htm" target=" _blank" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 183px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/34a71ded-e469-47c6-8f17-0f6442a01553.jpg" title=" 01.png" alt=" 01.png" width=" 600" height=" 183" border=" 0" vspace=" 0" / /a /p p style=" text-align: center " ( a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C377717.htm" target=" _blank" 点击仪器图片查看更多详情 /a ) /p p 　　nano-FTIR纳米傅里叶红外光谱技术是由德国neaspec公司基于其首创的散射型近场光学技术发展出来的、具有10纳米超高空间分辨的新型傅里叶红外技术，使得纳米尺度下的化学鉴定和成像成为可能。这一技术综合了原子力显微镜的高空间分辨率和傅里叶红外光谱的高化学敏感度，实现对几乎所有材料的化学分辨和成分分析。它不受被检测样品厚度制约，可广泛适用于有机物、无机物、半导体材料、二维范德华材料的纳米分辨红外光谱分析，并同时提供纳米空间分辨的红外吸收谱和反射谱。 /p p style=" text-align: center" a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C363244.htm" target=" _blank" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 193px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/d719a770-b45f-494a-822b-1bfb8d6976f2.jpg" title=" 02.png" alt=" 02.png" width=" 600" height=" 193" border=" 0" vspace=" 0" / /a /p p style=" text-align: center " ( a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C363244.htm" target=" _blank" 点击仪器图片查看更多详情 /a ) /p p 　　全新一代mIRage非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统，是美国PSC公司基于专利的光学光热红外技术(O-PTIR)，将光学显微与微区红外结合，一举突破了传统傅里叶红外光谱(FT-IR)及衰减全反射红外光谱(ATR-IR)的分辨局限,实现了500nm的空间分辨率 它具备非接触式/反射模式测量，对样品表面无严格要求，可直接对厚样品进行测试 可搭配液体模式和与拉曼联用，直接观察液体生物样品，并对样品进行同时同地同分辨率下的红外拉曼同步光谱和成像分析，无荧光风险。 /p p style=" text-align: center" a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C305345.htm" target=" _blank" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/03b21d48-652a-4150-8caf-f5c21c9855c7.jpg" title=" 03.png" alt=" 03.png" / /a /p p style=" text-align: center " ( a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C305345.htm" target=" _blank" 点击仪器图片查看更多详情 /a ) /p p 　　瑞士IRsweep公司推出的IRis-F1微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪，荣获了由仪器信息网主办2019年度科学仪器“优秀新品奖”，它是一种基于量子级联激光器频率梳的红外光谱仪，突破了传统光谱仪需要几秒钟或者更长的测量时间来获取一个完整的光谱的限制，能实现高达1μs时间分辨的红外光谱快速测量。它测量数据信噪比高，易于微量及痕量光谱分析，兼容常用红外光谱仪插件，方便易用、可靠性高。 /p p 　　 strong 仪器信息网：贵公司红外光谱仪应用最具优势的领域?主推的解决方案? /strong /p p strong 　　韩铁柱博士： /strong 我们公司近几年在红外光谱领域销售保持持续地稳定增长，针对不同的应用领域和具体的技术需求，我们推出了对应的解决方案。 /p p 　　1、nano-FTIR是我们针对傅里叶红外光谱空间分辨率在10nm量级，所推出的成熟技术方案，它利用AFM探针突破红外光斑的限制，并利用激光光源的高亮度和稳定性可进超高空间分辨下的物质微纳组分研究和表征。并后期结合飞秒激光器，可实现fs级的红外光谱测量表征。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 316px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/69125e72-499a-4ced-b257-9bdb7b3a4f00.jpg" title=" 04.png" alt=" 04.png" width=" 600" height=" 316" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　美国NASA于2014年从太空带回了直径约为10um的彗星碎片。由于传统红外分辨率受制于光斑大小，该样品内部成分无法进一步检测。利用上述内容提到的纳米傅里叶红外技术10nm空间分辨率，科学家可以很好的对彗星碎片内主要5种矿物进行有效分析，并能就其组分的空间分布进行具体的表征。进一步地，在10nm超高空间分辨率的基础上，nano-FTIR还可以与50fs的时间分辨超快激光技术进行结合，同时达到红外设备的“超高空间分辨”和“超高时间分辨”。该工作在2014年由Eisele等人在实验室实现，作者利用pump激光和我们的纳米傅立叶红外光谱进行同步，在InAs纳米线上由-5ps到1050fs分别延迟激发样品，得到了纳米线上载流子形成和衰减的全过程红外光谱图。 /p p 　　2、当红外光谱空间分辨率要求在亚微米量级，且传统傅里叶变换红外光谱和ATR技术应用受限或者样品制备困难情况下，mIRage非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统无疑是一个最好的选择。它的高空间分辨率、非接触式的测量方法以及可与拉曼联用的特点，可以快速获取材料的二维红外光谱和组成分布信息。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 331px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/35ecedb1-5d4e-431a-b8a1-043e5acec657.jpg" title=" 05.jpg" alt=" 05.jpg" width=" 600" height=" 331" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　越来越多的塑料产品的使用引发了人们对于其在环境中累积所引发的环境和生态污染问题的担忧，迫使科学家尽快找到可替代性的新型材料。而生物塑料, 如聚乳酸(PLA)和聚羟基烷酸酯(PHA)等均来源于天然资源(如糖，植物油等)，在适当条件下可发生生物降解，成为最近研究的热点话题。为了更好地理解这两种材料在微观上的相互作用，美国特拉华大学Isao Noda教授课题组使用mIRage系统对PLA和PHA的复合薄片进行红外拉曼同步成像分析，探究了这两种材料结合的方式和内在扩散机制，为未来研究生物微塑料的演变和降解过程提供数据和理论上的支持。 /p p 　　3、为精准描述生物医学、化学动力学等许多变化过程中的红外光谱情况，我们推出了IRis-F1微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪解决方案。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 280px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/adaa6cec-04b2-4a33-8145-bdb8a4376d43.jpg" title=" 06.jpg" alt=" 06.jpg" width=" 600" height=" 280" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　斯坦福大学的Nicolas H.Pinkowski研究团队利用IRis-F1实现了高能气相反应中的微秒分辨单次测量。他们在压力驱动下的高温、高压反应釜中研究了一种剧烈的丙炔氧化化学反应，以4μs时间分辨测量速率，解析了丙炔与氧气之间1.0 毫秒高温反应的详细动力学光谱。来自IRis-F1的量子级联激光的双梳状光谱仪(DCS)测试数据表明：在反应早期(0-0.6 ms)能观察到宽带丙炔吸收特征峰，而在0.75 ms之后可以观察到水的精细特征光谱。 /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 未来：通用型和专用型红外光谱协同发展 /strong /span /p p 　　 strong 仪器信息网：目前国内外红外光谱仪的技术及市场发展态势有什么不同?您如何看待未来中国市场的需求及发展潜力? /strong /p p 　 strong 　韩铁柱博士： /strong 当前市场上红外光谱仪可以大致分为通用型和专用型两大类，体现了红外光谱仪的发展与工业化需求以及科学研究需求是密切相连的。进口通用型红外光谱仪市场主要以傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)为主，制造厂家主要来自于欧美等国，而色散型红外光谱仪比较少见 近些年来国产的FTIR厂家逐渐崭露头角，尽管技术和世界主流公司相比还有一定差距，但差距正在不断缩小。其新型干涉光路的搭建，有效降低了振动和导轨偏移引发的干涉变形，结合众多新型红外附件的开发，目前国内红外光谱议产品正在走出国门，远销欧美和东南亚 专业的研究型红外光谱仪主要在一些科研机构使用，存在一定的定制化，它可以与红外显微镜、热分析、气相色谱等外联附件联合使用，实现多种分析手段的同步进行和数据交叉对比。 /p p 　　作为普适性的一种分析手段，红外光谱仪在国内有较大的潜在市场，未来红外光谱仪技术，无论是智能化程度、产品联用、应用领域专业化还是小型化上都存在很强的发展潜力。另外，红外光谱与成像相结合的多信息融合检测技术，也是当前红外技术的主要发展方向。未来随着应用领域的不断扩展，制造技术的不断变革以及计算机技术的发展，更多成本更低的研究型和专用型红外成像光谱仪预计将会陆续出现，被更多的应用于过程分析和高通量分析中，如制药，农业，食品，高分子和催化材料等领域，成为传统红外光谱技术的一种有力互补技术。 /p p 　　 strong 仪器信息网：针对当前的市场格局，贵公司在红外光谱产品方面有什么样的布局?重点拓展的新领域有哪些? /strong /p p strong 　　韩铁柱博士： /strong 针对当前的市场格局，我们公司继续结合科研用户的技术需求，引进一系列红外产品引入中国市场，比如基于AFM探针技术的超高纳米空间分辨率的近场光学显微系统、散场式光学显微镜、纳米傅里叶红外光谱仪等 同时，我们也将开展通用型红外光谱仪的布局，引入适合普通科研用途和工业应用的光谱仪，拓展其应用领域范围，解决一系列应用中的实际问题，具体体现在： /p p 　　1)针对传统傅里叶变换和衰减全反射红外光谱限制的亚微米分辨光学光热红外显微技术，提高其空间分辨率 2)简化样品制备过程，避免样品污染和接触引发的红外赝相 3)拓展红外样品的适用范围，包括一些常规红外无法检测的厚样品，透明样品，液体样品等 4)努力发展与其他技术的联用，实现多种技术的交叉互补使用，全面了解样品表面的化学信息，如红外和拉曼光谱技术联用，对有机无机样品的各种分子振动进行全面的分析和相互验证。 /p p 　　通过以上布局，我们一方面注重拓展高新技术领域的红外光谱应用，如纳米红外光谱和成像，超快/时间分辨红外光谱等，用于纳米材料的高分辨表征和化学过程的监测 另一方面拓展实际应用领域的红外技术应用，包括制药、化工、半导体、农业和食品、地质和环境、法医鉴定等，解决科研和生产过程中遇到的一系列实际问题，推动红外光谱技术的应用。 /p p 　 strong 　 span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 后记： /span /strong /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　习近平总书记非常重视科技创新能力，他在重要讲话中指出“自主创新是我们攀登世界科技高峰的必由之路”，“当今世界科技革命和产业变革方兴未艾，我们要增强使命感，把创新作为最大政策，奋起直追、迎头赶上”。Quantum Design中国也以此为己任，在公司的建设和发展过程中，致力于为中国科研工作者的成功提供专业支持和服务。 /span /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　韩铁柱博士介绍说，“我们深深理解国内科学家和学者们从不缺乏创新性的科研想法和构想，如何借助先进仪器帮助科学家将这些想法付诸于实践，是Quantum Design中国一直在思考的问题。”据悉， Quantum Design中国建立了超过300万美元的样机实验室，为国内科学家尝试自己的想法提供了舞台和施展的空间。就尖端红外光谱分析仪器而言，Quantum Design中国样机实验室引进了德国neaspec公司的nano-FTIR 10纳米超高空间分辨的新型傅里叶红外仪，以及美国PSC公司的mIRage非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统，并向国内科学家开放。截至2020年6月，Quantum Design中国样机实验室测量的数据已经协助科学家在Nature正刊、Nature子刊、ASC等著名国际期刊上发表多篇创新性的科研成果，得到了广大科学家的认可和赞誉。 /span /p p br/ /p

[导读] Quantum Design公司一直致力于引进先进的红外光谱技术，其中neaspec纳米傅里叶红外光谱仪、微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪在探寻红外光谱测量限上展现了特的魅力，先后获得科学仪器“新品奖”。近年来，在多领域大发展及各类新技术不断进步的形势下，传统的红外光谱技术已经从单纯的红外光谱仪、显微镜与红外光谱联用，发展到了红外成像系统，并在信噪比、空间分辨率、时间分辨率、测量模式等方面呈现了新的发展活力。同时，在新技术的助力下，红外光谱在应用方面也得到了很大的拓展。 　　Quantum Design公司一直致力于引进先进的红外光谱技术，其中neaspec纳米傅里叶红外光谱仪、微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪在探寻红外光谱测量限上展现了特的魅力，先后获得科学仪器“新品奖”。业界评价：Quantum Design在产品的选择上颇具眼光! 为了多方位展现我国在红外光谱领域的新成果，仪器信息网特别策划制作《稳中求新红外光谱技术及应用进展》网络专题，特别邀请Quantum Design中国表面光谱销售总监韩铁柱博士为大家介绍红外光谱仪的新技术及应用情况，并探寻红外光谱的测量限。 　　红外光谱技术发展需求：高敏感度、高空间和高时间分辨率 仪器信息网：从仪器发展及应用的角度分析，您认为目前红外光谱仪器及技术走到了哪一个阶段?韩铁柱博士：人类对红外光的认识已经超过两个世纪，1800年，英国科学家W.?Herschel在研究温度计对紫色到红色光照射变化时，就已经意识到红色末端区域外仍然存在着看不到的辐射区域。九十年后，瑞典科学家Angstrem利用CO和CO2次证明了不同分子具有不同的红外谱图，并在此基础上进一步建立了现代分子光谱学。在此之后的一个多世纪里，人类科学家已经可以利用红外光手段，对大量的分子振动和转动信息进行谱学分析和鉴别。上世纪50年代，双光束红外光谱仪的问世，意味着红外检测已无需由经过专门训练的光谱学家进行操作，也能轻易获取数据。该设备的商业化及畅销普及标志着红外谱学门槛的大降低，在科学研究、社会实践及工业控制等领域将迎来飞跃式发展。现代红外光谱议主要指由上世纪80年代发展建立的以傅立叶变换为基础的仪器。该类仪器不用棱镜或者光栅分光，而是用干涉仪得到干涉图，采用傅立叶变换将以时间为变量的干涉图变换为以频率为变量的光谱图。与更早期的双光束红外仪器相比，傅立叶红外光谱仪具有快速、高信噪比等特点，并且随之催生了许多新技术，诸如步进扫描、时间分辨和红外成像等，从而拓宽了红外的应用领域，使得红外技术的发展产生了质的飞跃。然而，随着科学技术的不断发展和应用领域的进一步细分，特别近年来纳米材料、拓扑材料、二维材料等新材料的兴起，传统傅立叶红外光谱仪光源亮度弱、光斑范围大、迈克尔逊干涉仪平动速度慢等缺陷开始显现，逐渐不能满足红外光谱科学研究中高敏感度、高空间和高时间分辨率的需要。仪器信息网：目前红外光谱的测量限发展到了什么程度?可以给大家带来什么样的体验?韩铁柱博士：目前，传统红外光谱的空间分辨测量限在几微米到几十微米，时间分辨测量限在几十毫秒的量，这主要是由于光源本身及步径位移机制限制。20世纪60年代开始，随着台红宝石激光器的问世，科学领域得益于激光技术的广泛应用，对光谱研究的空间分辨和时间分辨也得以大幅提高。由于激光器的高线性特点，非接触式的红外光谱技术空间分辨率可达500nm，如果进一步搭配近场探针突破衍射限，空间分辨可进一步提升至10nm。利用QCL激光的双光梳设计，目前激光base的红外光谱可以完全抛弃步径位移，将时间分辨提高到us，如果将超快激光引入pump-probe体系，时间分辨可以达到fs别。仪器信息网：相对于其它的分析仪器，红外光谱的应用市场活力如何?哪些应用领域会有大的发展空间?为什么?韩铁柱博士：相对于其他分析仪器，红外光谱分析技术具有使用成本低、操作和维护简单、灵敏度和分辨率较高、特征性强等优点，能提供包含化合物官能团、类别、立体结构、取代基种类和数目等多种信息。近年来计算机技术的迅猛发展带来了分析仪器数字化和化学计量学科的同步发展，加之红外光谱技术有特点，使得其应用范围进一步拓宽。红外光谱既可以用于定性分析，也可以用于定量分析，还可以对未知物进行剖析，广泛应用于化工、制药、农业和食品、半导体、宝石鉴定、质检、地矿和环境等领域，是科学研究的有力技术手段，也是常规应用分析和生产不可缺少的分析技术。譬如在中医药领域，作为一个复杂的混合体系，中药的鉴别和质量控制，以及有效成分的确定和质量分析，一直是个难题，红外光谱技术的特点使得其作为指纹分析手段并结合化学计量学方法，成为中药研究不可或缺的工具 在农业和食品领域，近年来得益于焦平面阵列检测器、可调谐滤光器、化学计量学方法和计算术的提升，红外光谱和成像技术有机结合发展成为一种多信息融合检测技术。除了进行农产品和食品的品质分析外，红外光谱的应用还扩展到了污染物检测、产品分类和来源鉴别、土壤的物理和化学变化、以及食品加工过程中组成变化的监控和动力学行为等。Quantum Design红外产品着眼红外光谱测量限仪器信息网：请介绍贵公司在红外光谱产品的定位及发展历史?有哪些具优势(里程碑式)的技术(技术，有技术)? 韩铁柱博士：我们公司一直贴合新研究前沿和热点课题，结合红外光谱的应用与现代科学研究的需要，专注新、先进红外光谱技术和产品的引进，先后引进了德国neaspec公司的nano-FTIR 10纳米超高空间分辨的新型傅里叶红外光谱仪、美国PSC公司的mIRage非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统，2019年又引进了瑞士IRsweep公司的IRis-F1微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪。这三款主推产品从空间分辨率、非接触测量、时间分辨等维度，大推动了红外光谱测量限。 nano-FTIR纳米傅里叶红外光谱技术是由德国neaspec公司基于其创的散射型近场光学技术发展出来的、具有10纳米超高空间分辨的新型傅里叶红外技术，使得纳米尺度下的化学鉴定和成像成为可能。这一技术综合了原子力显微镜的高空间分辨率和傅里叶红外光谱的高化学敏感度，实现对几乎所有材料的化学分辨和成分分析。它不受被检测样品厚度制约，可广泛适用于有机物、无机物、半导体材料、二维范德华材料的纳米分辨红外光谱分析，并同时提供纳米空间分辨的红外吸收谱和反射谱。 全新一代mIRage非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统，是美国PSC公司基于的光学光热红外技术(O-PTIR)，将光学显微与微区红外结合，一举突破了传统傅里叶红外光谱(FT-IR)及衰减全反射红外光谱(ATR-IR)的分辨局限,实现了500nm的空间分辨率 它具备非接触式/反射模式测量，对样品表面无严格要求，可直接对厚样品进行测试 可搭配液体模式和与拉曼联用，直接观察液体生物样品，并对样品进行同时同地同分辨率下的红外拉曼同步光谱和成像分析，无荧光风险。 瑞士IRsweep公司推出的IRis-F1微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪，荣获了由仪器信息网主办2019年度科学仪器“新品奖”，它是一种基于量子联激光器频率梳的红外光谱仪，突破了传统光谱仪需要几秒钟或者更长的测量时间来获取一个完整的光谱的限制，能实现高达1μs时间分辨的红外光谱快速测量。它测量数据信噪比高，易于微量及痕量光谱分析，兼容常用红外光谱仪插件，方便易用、可靠性高。仪器信息网：贵公司红外光谱仪应用具优势的领域?主推的解决方案?韩铁柱博士：我们公司近几年在红外光谱领域销售保持持续地稳定增长，针对不同的应用领域和具体的技术需求，我们推出了对应的解决方案。1、nano-FTIR是我们针对傅里叶红外光谱空间分辨率在10nm量，所推出的成熟技术方案，它利用AFM探针突破红外光斑的限制，并利用激光光源的高亮度和稳定性可进超高空间分辨下的物质微纳组分研究和表征。并后期结合飞秒激光器，可实现fs的红外光谱测量表征。美国NASA于2014年从太空带回了直径约为10um的彗星碎片。由于传统红外分辨率受制于光斑大小，该样品内部成分无法进一步检测。利用上述内容提到的纳米傅里叶红外技术10nm空间分辨率，科学家可以很好的对彗星碎片内主要5种矿物进行有效分析，并能就其组分的空间分布进行具体的表征。进一步地，在10nm超高空间分辨率的基础上，nano-FTIR还可以与50fs的时间分辨超快激光技术进行结合，同时达到红外设备的“超高空间分辨”和“超高时间分辨”。该工作在2014年由Eisele等人在实验室实现，作者利用pump激光和我们的纳米傅立叶红外光谱进行同步，在InAs纳米线上由-5ps到1050fs分别延迟激发样品，得到了纳米线上载流子形成和衰减的全过程红外光谱图。2、当红外光谱空间分辨率要求在亚微米量，且传统傅里叶变换红外光谱和ATR技术应用受限或者样品制备困难情况下，mIRage非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统无疑是一个好的选择。它的高空间分辨率、非接触式的测量方法以及可与拉曼联用的特点，可以快速获取材料的二维红外光谱和组成分布信息。越来越多的塑料产品的使用引发了人们对于其在环境中累积所引发的环境和生态污染问题的担忧，迫使科学家尽快找到可替代性的新型材料。而生物塑料, 如聚乳酸(PLA)和聚羟基烷酸酯(PHA)等均来源于天然资源(如糖，植物油等)，在适当条件下可发生生物降解，成为近研究的热点话题。为了更好地理解这两种材料在微观上的相互作用，美国特拉华大学Isao Noda教授课题组使用mIRage系统对PLA和PHA的复合薄片进行红外拉曼同步成像分析，探究了这两种材料结合的方式和内在扩散机制，为未来研究生物微塑料的演变和降解过程提供数据和理论上的支持。3、为描述生物医学、化学动力学等许多变化过程中的红外光谱情况，我们推出了IRis-F1微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪解决方案。斯坦福大学的Nicolas H.Pinkowski研究团队利用IRis-F1实现了高能气相反应中的微秒分辨单次测量。他们在压力驱动下的高温、高压反应釜中研究了一种剧烈的丙炔氧化化学反应，以4μs时间分辨测量速率，解析了丙炔与氧气之间1.0 毫秒高温反应的详细动力学光谱。来自IRis-F1的量子联激光的双梳状光谱仪(DCS)测试数据表明：在反应早期(0-0.6 ms)能观察到宽带丙炔吸收特征峰，而在0.75 ms之后可以观察到水的精细特征光谱。未来：通用型和专用型红外光谱协同发展 仪器信息网：目前国内外红外光谱仪的技术及市场发展态势有什么不同?您如何看待未来中国市场的需求及发展潜力? 韩铁柱博士：当前市场上红外光谱仪可以大致分为通用型和专用型两大类，体现了红外光谱仪的发展与工业化需求以及科学研究需求是密切相连的。进口通用型红外光谱仪市场主要以傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)为主，制造厂家主要来自于欧美等国，而色散型红外光谱仪比较少见 近些年来国产的FTIR厂家逐渐崭露头角，尽管技术和主流公司相比还有一定差距，但差距正在不断缩小。其新型干涉光路的搭建，有效降低了振动和导轨偏移引发的干涉变形，结合众多新型红外附件的开发，目前国内红外光谱议产品正在走出国门，远销欧美和东南亚 专业的研究型红外光谱仪主要在一些科研机构使用，存在一定的定制化，它可以与红外显微镜、热分析、气相色谱等外联附件联合使用，实现多种分析手段的同步进行和数据交叉对比。作为普适性的一种分析手段，红外光谱仪在国内有较大的潜在市场，未来红外光谱仪技术，无论是智能化程度、产品联用、应用领域专业化还是小型化上都存在很强的发展潜力。另外，红外光谱与成像相结合的多信息融合检测技术，也是当前红外技术的主要发展方向。未来随着应用领域的不断扩展，制造技术的不断变革以及计算机技术的发展，更多成本更低的研究型和专用型红外成像光谱仪预计将会陆续出现，被更多的应用于过程分析和高通量分析中，如制药，农业，食品，高分子和催化材料等领域，成为传统红外光谱技术的一种有力互补技术。仪器信息网：针对当前的市场格局，贵公司在红外光谱产品方面有什么样的布局?重点拓展的新领域有哪些? 韩铁柱博士：针对当前的市场格局，我们公司继续结合科研用户的技术需求，引进一系列红外产品引入中国市场，比如基于AFM探针技术的超高纳米空间分辨率的近场光学显微系统、散场式光学显微镜、纳米傅里叶红外光谱仪等 同时，我们也将开展通用型红外光谱仪的布局，引入适合普通科研用途和工业应用的光谱仪，拓展其应用领域范围，解决一系列应用中的实际问题，具体体现在：1)针对传统傅里叶变换和衰减全反射红外光谱限制的亚微米分辨光学光热红外显微技术，提高其空间分辨率；2)简化样品制备过程，避免样品污染和接触引发的红外赝相；3)拓展红外样品的适用范围，包括一些常规红外无法检测的厚样品，透明样品，液体样品等；4)努力发展与其他技术的联用，实现多种技术的交叉互补使用，全面了解样品表面的化学信息，如红外和拉曼光谱技术联用，对有机无机样品的各种分子振动进行全面的分析和相互验证。通过以上布局，我们一方面注重拓展高新技术领域的红外光谱应用，如纳米红外光谱和成像，超快/时间分辨红外光谱等，用于纳米材料的高分辨表征和化学过程的监测 另一方面拓展实际应用领域的红外技术应用，包括制药、化工、半导体、农业和食品、地质和环境、法医鉴定等，解决科研和生产过程中遇到的一系列实际问题，推动红外光谱技术的应用。后记：习近平总书记非常重视科技创新能力，他在重要讲话中指出“自主创新是我们攀登科技高峰的必由之路”，“当今科技革命和产业变革方兴未艾，我们要增强使命感，把创新作为大政策，奋起直追、迎头赶上”。Quantum Design中国也以此为己任，在公司的建设和发展过程中，致力于为中国科研工作者的成功提供专业支持和服务。韩铁柱博士介绍说，“我们深深理解国内科学家和学者们从不缺乏创新性的科研想法和构想，如何借助先进仪器帮助科学家将这些想法付诸于实践，是Quantum Design中国一直在思考的问题。”据悉， Quantum Design中国建立了超过300万美元的样机实验室，为国内科学家尝试自己的想法提供了舞台和施展的空间。就红外光谱分析仪器而言，Quantum Design中国样机实验室引进了德国neaspec公司的nano-FTIR 10纳米超高空间分辨的新型傅里叶红外仪，以及美国PSC公司的mIRage非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统，并向国内科学家开放。截至2020年6月，Quantum Design中国样机实验室测量的数据已经协助科学家在Nature正刊、Nature子刊、ASC等著名国际期刊上发表多篇创新性的科研成果，得到了广大科学家的认可和赞誉。

产业调研网发布的中国水质监测行业现状调研及未来发展趋势分析报告（2021-2027年）认为，水质监测行业今后将会继续稳定、持续地发展；运营市场方面，随着有关部门监管力度的加强，运营企业的数量将逐渐缩小，少数规模大、实力强的运营企业将逐渐成为运营市场的主力军。随着国家对环保的日益重视，水质监测行业竞争将不断加剧，国内的水质监测企业将迅速崛起，逐渐成为水质监测行业中的翘楚。 B1171全自动红外测油仪符合国家标准“HJ637-2018水质 石油类和动植物油的测定 红外光度法”，由全自动操作软件，红外分光系统和磁力搅拌萃取系统组成，使用萃取溶剂按一定萃取比例，采用滚筒式立体搅拌技术将水体中的油类萃取出来，再将萃取溶液通过过滤装置除水除杂质导入比色皿中，然后红外分光系统进行分析测量。加装专用的硅酸镁过滤装置可以测量石油类和动植物油的含量。测量完毕仪器自动排废清洗管道。全过程自动化，无须操作人员接触四氯乙烯，即自动进样、自动萃取、自动除水除杂质、自动测量、自动清洗、自动排液和存储数据。仪器特点：1、全自动化：全自动进样、萃取、除水过滤、测量、排液、清洗，可连续做8-10个水样。2、健康安全：萃取等操作无须分析人员的参与，不和四氯乙烯的接触，保证了操作人员的健康安全。3、萃取方法符合新国标HJ637-2018，萃取结果和国标方法的结果一致。4、拥有核心技术：配置**油水分离膜一次分离过滤，不配无水硫酸钠除水，一膜可使用百次左右。5、厂家配备**技术产品标准油滤光片，可进行单点校正，一次标准曲线终身免更换，免除配置标准油试剂。6、内置多点触控计算机控制终端,体积小可放置在常规标准1.2米通风橱中，可外接台式计算机控制操作。7、采用效率高的滚筒立体式侧面磁力搅拌萃取技术，萃取效率高于95%，全密闭萃取无挥发无毒害。8、采用Windows10操作系统控制。9、采用稳定成熟的.NET4.0平台绿色免安装测油仪软件。10、真正的三波数，红外三波数谱图清晰，刻度准确，清晰显示三个波数产生的吸收谱图和吸光度。11、四氯乙烯内置3L储液瓶 ,萃取排废全密闭不挥发。12、内置硅酸镁吸附柱可测量矿物油和动植物油，加装自动采样器可升级为在线监测仪。13、一键定标：空白和标准油样自动检测自动校正。14、一键完成：调空白加多个水样检测可以一键完成，减少操作人员的工作量。15、整个萃取系统采用防酸碱防四氯乙烯，全防腐不亲油的材料，运行清洗流程，减少高低浓度交叉污染。16、自动稀释富集：可以任意设定稀释富集比例。17、自动分离水和四氯乙烯废液，自动收集废液四氯乙烯等试剂，排放废水。18、基线稳定性：零点自动实时调整（消除基线漂移影响）。技术参数： 仪器检出限 DL0.999 取水样体积 5ml--600ml或5ml--1000ml 检测样品量 连续检测8-10个样品 四氯乙烯萃取量 10-25ml的整数倍 单个样品自动检测时间 2-5min（取样量越多萃取时间越长） 分辨率 0.001mg/L 萃取试剂 四氯乙烯 波数准确度和波数重复性 ±1cm-1 主机净重 25kg 使用电源 (220±22)V、(50±1)Hz、50VA 使用温度和湿度 温度范围1℃-40℃，湿度≤80﹪ 主机外型尺寸 750mm（长）×420mm（宽）×420mm（高）

p 　　日前，国家标准委发布201项拟立项推荐性国家标准项目征求意见的通知，其中国家标准计划《溶液聚合丁苯橡胶(SSBR)微观结构的测定 第2部分：红外光谱ATR 法》由TC35(全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会)归口上报，TC35SC6(全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会合成橡胶分会)执行，主管部门为中国石油和化学工业联合会。主要起草单位 中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院 、中国石油天然气股份有限公司独山子石化研究院 、国家合成橡胶质量监督检验中心 、怡维怡橡胶研究院有限公司 。项目周期24个月。 /p p 　　SSBR的微观结构含量直接影响着抗湿滑性，滚动阻力、冲击强度、软化温度和硫化特性等重要性能，因此SSBR微观结构含量的控制在SSBR工艺技术研究、新产品开发、产品质量控制等工作中具有重要意义。目前，测定SSBR微观结构含量的方法有核磁共振法与红外光谱法。 /p p 　　核磁共振法需要配备核磁共振仪，因该仪器价格昂贵，维护、运行成本很高，不是通用型仪器，运用不广泛，很少用于常规检测，多用于标准物质定值。 /p p 　　红外光谱法是测定SSBR微观结构含量的通用方法。测定SSBR微观结构的红外光谱法包括红外光谱溶液涂膜方法和红外光谱ATR方法。GB/T 28728—2012规定了采用核磁法和红外光谱溶液涂膜法，对SSBR中微观结构含量进行定量测定的分析方法。但红外光谱溶液涂膜法需要将样品溶解再涂膜，溶解过程需要5个小时以上。且涂膜法直接读取吸光度，没有采取通常的扣除基线法，因此，基线对测定结果的影响很大。而且溶解的完全性和膜片的光滑、平整性都会影响基线，从而对测定结果产生较大的影响，测定结果的重复性不是很好。同时，该方法需要将样品溶解，对环境和实验人员健康有一定的不良影响。 /p p 　　ATR(衰减全反射)技术通过样品表面反射的光信号获得样品表层有机成分的结构信息。该技术由于无需溶解样品，也不需要制备样品盐片及设置透射池，并无损样品表面，完成1次测定只需要1分钟，且不消耗任何原材料和备品备件，方便、环保、快速，因此被广泛用于物质成分的定性和定量分析。 /p p 　　目前国内尚没有测定SSBR微观结构含量的红外光谱ATR法的相关标准，为了与国际标准接轨，扩大国际交流，同时也为SSBR的科研、生产、外贸提供一个统一、方便快捷、环保的微观结构测定方法，因此制定该标准十分必要。 /p p 　　本标准规定了采用红外光谱衰减全反射(ATR)法，对溶液聚合丁苯橡胶(SSBR)中丁二烯单体的微观结构和苯乙烯单体的含量进行定量测定的分析方法。 适用于溶液聚合丁苯橡胶，不适用于乳液聚合丁苯橡胶。 /p p 　　主要技术内容如下： 1)获得ATR谱图的步骤。 2)丁二烯微观结构和苯乙烯含量的测定：每个微观结构组分相应吸光度的测定 微观结构的计算( 每一个吸收谱峰的基线校正、吸光度的比值、二阶项、苯乙烯和微观结构的质量百分含量通过回归方程得到、微观结构的质量百分含量) 3)精密度。 4) 微观结构回归方程的获得。 5)核磁法测定微观结构。 /p p br/ /p

p 　　多位专家基于大量的科研文章审稿经验，发现了部分文章存在以下问题： /p p 　　1. 制图不规范、不完整，没有充分利用测试结果给予的信息(无温度、失重率、热量等标出) /p p 　　2. 无再现性说明(严格讲要5次) /p p 　　3. 样品制备和鉴定方面：样品错了，结果不对 样品纯度没有使用物质的量表示 未提及使用何种方法 晶体没有纯晶体数据 高压液相、质谱等，滥用元素分析。 /p p 　　4. 实验条件的选择不合适 /p p 　　5. 操作不规范 /p p 　　具体到DSC分析测试结果中，出现了3个需要注意的问题： /p p 　 strong 　1. 基线需要修正 /strong /p p strong 　　 /strong 一般来说，基线应该是水平的。但实际由于样品受热，热容的改变，曲线向上或向下是正常的。 /p p style=" text-align: center " 　　 img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 260px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/515a1850-eec0-4722-b787-62f0121ec454.jpg" title=" 627-1.png" alt=" 627-1.png" width=" 400" height=" 260" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 269px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/f0f92f9c-f771-4e52-8c97-f04cf60ae9e8.jpg" title=" 627-2.png" alt=" 627-2.png" width=" 400" height=" 269" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　 /p p 　　对于实际测得的DSC结果，基线的修正是很有必要的，基线修正的意义在于： /p p 　　(1)确保系统的稳定性和可靠性良好, 测量重复性高并且具有极高的灵敏度。 /p p 　　(2)基线处理方法的应用使得所获得的实验数据更加精确, 可靠性更强，从而为进一步的实验和分析工作可奠定良好基础, 提供有利的保障。 /p p 　　(3)每次实验的进行都应该进行基线的测量和相应的处理, 才能确保科学研究的严谨性和合理化. /p p style=" text-align: center " 　　 img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 342px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/8de4e80b-5324-4bcb-8be0-8c9d63c3391c.jpg" title=" 627-3.png" alt=" 627-3.png" width=" 400" height=" 342" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　 strong DSC基线如何修正? /strong /p p 　　一般，DSC仪器自带的软件都具有基线校正、数据曲线平滑等功能。 /p p 　　TA 仪器设计了一种新的具有独特的内部 TzeroTM 参比温度的DSC 传感器, , 可检测到仪器不对称并在其测量电路中进行补偿。利用 TzeroTM 技术可以用含四个项的热流方程以及独特的电池校准技术消除由DSC 传感器的轻微不对称导致的基线失真问题的影响。其结果是真实地表示进出样品的热流信号本身, 不受仪器系统的影响。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 295px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/b2927d59-e8da-41a1-83a4-b81a17ae6b82.jpg" title=" 627-4.png" alt=" 627-4.png" width=" 400" height=" 295" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 259px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/3dc65ef6-86fd-4ed0-a5e0-2da20129e01a.jpg" title=" 627-5.png" alt=" 627-5.png" width=" 400" height=" 259" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 371px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/9e6fdb1f-767f-4f93-9bb2-cd35b526b90c.jpg" title=" 627-6.png" alt=" 627-6.png" width=" 400" height=" 371" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 227px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/66758c8f-97f8-4236-9886-5e6204537bae.jpg" title=" 627-7.png" alt=" 627-7.png" width=" 400" height=" 227" border=" 0" vspace=" 0" / img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 329px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/d982f393-083a-4331-960f-f08adb5be82b.jpg" title=" 627-8.png" alt=" 627-8.png" width=" 400" height=" 329" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　 strong 基线漂移对DSC曲线采样信号的特征信息准确提取带来很大困难，那么实验后期基线的修正是否可行呢? /strong /p p 　　现在很多仪器公司利用小波变换的良好分辨率分析特性,或者曲线拟合法以及FIR和IIR滤波的方法,提出基于多分辨率分析的DSC基线漂移矫正算法，并编程，使用软件“平滑”实验曲线。 /p p 　　专家以为这是不妥的。因为这样的处理很易丢掉小的峰形、改变原先的峰形，造成失真。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 258px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/1fc4970b-81c3-4ee1-a765-b07168be7b1a.jpg" title=" 627-9.png" alt=" 627-9.png" width=" 400" height=" 258" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　 strong 国产RD496-2000型热量计使用了矫正 /strong /p p 　　对反应前后基线不变或变化甚微的热谱，一般不作基线移位热动谱峰面积的校正。对反应前后基线变化的热谱，都作基线移位热动谱峰面积的校正。 /p p 　　 strong 2.人为取点位置(同样样品，结果的曲线取点温度范围)应统一 /strong /p p 　　取点方法不同，DSC测试得到的结果也会产生很大的不同。现在比较常用方法是切线法外推出对应的温度。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/bfed997d-25b4-4b40-bfda-850e8595fa19.jpg" title=" 627-10.png" alt=" 627-10.png" width=" 400" height=" 267" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　 strong 3.应该建立物质测定的统一标准 /strong /p p 　　对于一个同样的样品，即便做到操作规范，但结果也往往不一致，原因是多因素对实验结果的影响，比如升温速率、气氛、样量、坩埚& #8230 & #8230 /p p 　　因此，为了确保实验的重复性和可靠性，对实验过程的基本要求是：操作要规范，测定要准确，解析要合理，结果要全面。 /p p 　　 /p p 　　参考文献 /p p 　　张均艳, 李成栋, 田学雷. 山东大学学报(工学版), 2002, 32(6): 552 /p p 　　夏郁美, 韩 莉, 王世钧. 分析测试技术与仪器, 2014, 20(1): 52 /p p 　　致谢：本文由西北大学教授高胜利所提供相关资料经编辑整理撰写而成，特此致谢！ /p

超高空间分辨红外成像光谱仪 — —mIRage O-PTIR系统 产品简介：美国PSC (Photothermal Spectroscopy Corp, 前身Anasys公司)最新发布的一款应用广泛的亚微米级空间分辨率的红外光谱和成像采集系统mIRage。基于独家专利的光热诱导共振（PTIR）技术，mIRage产品突破了传统红外的光学衍射极限，其空间分辨率高达500 nm，可以帮助科研人员更全面地了解亚微米尺度下样品表面微小区域的化学信息。 mIRageTM O-PTIR 光谱O-PTIR (Optical Photothermal Infrared) 光谱是一种快速简单的非接触式光学技术，克服了传统IR衍射的极限。与传统FTIR不同，不依赖于残留的IR 辐射分析，而通过检测由于本征红外吸收引发的样品表面快速的光热膨胀或收缩，来反映微小样品区域的化学信息。 mIRage工作原理：• 可调的脉冲式中红外激光汇聚于样品表面，并同时发射与红外激光共线性的532 nm的可见探测激光；• 当IR吸收引发样品材料表面的光热效应，并被可见的探测激光所检测到；• 反射后的可见探测激光返回探测器，IR信号被提取出来；• 通过额外地检测样品表面返回的拉曼信号，可以实现同时的拉曼测量。 O-PTIR克服了传统红外光谱的诸多不足：• 空间分辨率受限于红外光光波长，只有10-20 μm• 透射模式需要复杂的样品准备过程,且只限于薄片样品• 无传统ATR模式下的散射像差和接触污染 O-PTIR的优势之处在于: • 亚微米空间分辨的IR光谱和成像（~500 nm），且不依赖于IR波长• 与透射模式相媲美的反射模式下的图谱效果• 非接触测量模式——使用简单快捷，无交叉污染风险• 很少或无需样品制备过程 （无需薄片）, 可测试厚样品• 可透射模式下观察液体样品• 可以与拉曼联用，实现同时同地相同分辨率的IR和Raman测试，无荧光风险mIRage 技术参数 波谱范围模式探针激光样品台最小步长样品台X-Y移动范围IR (1850-800 cm-1)反射 532 nm 100 nm 110*75 mmIR (3600-2700 cm-1)透射Raman (3900-200 cm-1)反射 重要应用实例分析： 1、多层薄膜 高光谱成像： 1 sec/spectra. 1 scan/spectra样品区域尺寸：20 μmx 85 μm size. 1 μm spacing.图谱中可以明显看出在不同区域上的羰基，氨基以及CH2 拉伸振动的分布。 2、高分子膜缺陷左：尺寸为240 μm的两层薄层上缺陷的光学图像；右：在无缺陷处（红色）和缺陷处（蓝色）的样品的IR谱图，998 cm-1处为of isotactic polypropylene 的特征红外吸收峰。 3、生命科学 左：70*70 μm范围的血红细胞的光学照片；中：红色条框区域在1583cm-1处的Raman照片；右：红血细胞选择区域的同步的IR和Raman图谱 上左：水中上皮细胞的光学照片；上右：目标分子能够在红外光谱上很容易的区分和空间分离，可以明显看到0.5-1.0 μm的脂肪包体；下：原理示意图：红外光谱测量使用透射模式，步长为0.5 μm。 4、医药领域 左：PLGA高分子和Dexamethasone药物分子的混合物表面的光学照片中：在1760 cm-1 出的高光谱图像，显示了 PLGA在混合物中的分布，图像尺寸40 μm * 40 μm右：在1666 cm-1 出的高光谱图像，显示了 Dexamethasone在混合物中的分布，图像尺寸40 μm *40 μm 5、法医鉴定 左：800 nm纤维的光学照片右：纳米纤维不同区域的O-PTIR图谱 6、其他领域• 故障分析和缺陷• 微电子污染• 食品加工• 地质学• 考古和文物鉴定 部分用户及发表文章 [1] Ji-Xin Cheng et al., Sci. Adv.2016, 2, e1600521.[2] Ji-Xin Cheng et al., Anal. Chem. 2017, 89, 4863-4867.[3] Label-Free Super-Resolution Microscopy. Springer, Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering.创新点：基于独家专利的光热诱导共振（PTIR）技术，mIRage突破了传统红外的光学衍射极限，空间分辨率高达500 nm；可以与拉曼联用，实现同时同地相同分辨率的IR和Raman测试，但无任何荧光风险；非接触式测量，避免了交叉污染。 mIRage超高空间分辨红外成像光谱仪

红外科技在事关人民生命安全的气象灾害监测、空间安全以及红外天文观测等领域具有核心作用，是国家重要的战略技术之一。上海技物所自上世纪60年代起扎根红外光电，伴随着国家战略而发展，逐步成长为领域内苍翠挺拔的一棵“大树”，多项科技成果实现了对标国际领跑水平的重大突破。在国家重大工程牵引下锻炼并造就的研究所全创新链协同攻关能力，是滋养大树根深叶茂之本。这亦支撑着研究所始终紧盯“国家事”，自主发展、迭代创新，持续拓展红外科学与技术的应用领域。要实现从以任务带学科的发展模式，到以高水平技术体系推动高质量发展的转变，上海技物所不仅要持之以恒坚守定位，更需要不断适应新形势、新要求勇于改革、善于创新。一是强基础、提后劲，深根而固柢。以重点实验室体系重组为契机，瞄准国防安全、航天强国、气候变化全球治理、“美丽中国”绿色发展、“双碳战略”等国家需求中，制约核心能力提升的基础问题，我们调整基础研究学科布局，部署了以气象卫星对地观测技术为代表的“极限红外探测新体制”和“红外辐射精密测量”学科方向：聚焦辐射、光谱、偏振和时效等维度研究，提升探测极限能力以引领天基红外探测的发展；在天基光电溯源技术研究方向着力为全球高时效红外精细化探测提供核心手段，形成国际独有的原创体系。同时布局“对称破缺诱导非线性红外光电转换”等包干制人才专项，鼓励优秀青年基础研究人才潜心致研。努力建设国际前三红外科学与技术重点实验室，使得国家使命驱动下的红外物理前沿到光电系统实现创新深度融合，将释放源源不断的创新动力滋养“大树”，使其持续焕发蓬勃生机。二是强布局、重引领，枝繁且叶茂。“国家事”的时代性要求积极承担国家任务不仅要有预见性和继承性，更要有自主可控、自强自立的创新性。我们要在更前瞻的技术储备和载荷研发上开展体系性的系统布局：围绕太空安全、国土安全以及装备应用需求，部署关键技术攻关，策划红外与光电系统先行一步的技术发展；面向航天红外装备应用，努力提升焦平面探测器技术水平，探索红外探测器前沿研究，蓄力突破高精度、高灵敏、甚长波、多维探测器等关键技术；围绕下一代高精度、多维遥感信息获取、国土资源与环境保护等行业应用，布局天基高精度温室气体监测技术、大气辐射超光谱探测仪技术以及高光谱探测、偏振探测和辐射探测技术等，在体系性和完备性上先行一步。三是强管理、练内功，潜心以致研。研究所在重大任务攻关中形成并演进的矩阵式科研管理模式，实现了强统筹下的高效管理。面对新形势，更要发挥管理优势，使得各类资源投入对科研发展呈现正效应，推动研究所向内涵式高质量发展模式转变。通过部署“面向红外芯片的光谱与界面功能关系研究的多尺度表征系统”国家重大科研仪器研制项目，为高端红外芯片研究和核心技术应用提供创新源动力。我们加大了研究所自主部署项目力度，同步扩大“包干制”覆盖范围；围绕技术创新链，设立青年PI课题组群，实现分聚联动；以使命和问题为导向，持续完善研究所的基础研究、关键技术攻关、系统工程等各类人员的考核与绩效管理。推进研究所改革所做的努力和尝试，都在源源不断显现正效应，使红外学科的发展充满了突破的潜能。在自主创新大有可为的时代召唤下，红外科技正加速释放创新魅力，必将更加大有作为。（作者系中国科学院上海技术物理研究所所长）

非接触式亚微米分辨红外拉曼同步测量系统 — —mIRage O-PTIR系统 产品简介：美国PSC (Photothermal Spectroscopy Corp, 前身Anasys公司)最新发布的一款应用广泛的亚微米级空间分辨率的非接触式亚微米分辨红外拉曼同步测量系统。基于独家专利的光热诱导共振（PTIR）技术，mIRage产品突破了传统红外的光学衍射极限，其空间分辨率高达500 nm，可以帮助科研人员更全面地了解亚微米尺度下样品表面微小区域的化学信息。 mIRageTM O-PTIR 光谱O-PTIR (Optical Photothermal Infrared) 光谱是一种快速简单的非接触式光学技术，克服了传统IR衍射的极限。与传统FTIR不同，不依赖于残留的IR 辐射分析，而通过检测由于本征红外吸收引发的样品表面快速的光热膨胀或收缩，来反映微小样品区域的化学信息。 mIRage工作原理：• 可调的脉冲式中红外激光汇聚于样品表面，并同时发射与红外激光共线性的532 nm的可见探测激光；• 当IR吸收引发样品材料表面的光热效应，并被可见的探测激光所检测到；• 反射后的可见探测激光返回探测器，IR信号被提取出来；• 通过额外地检测样品表面返回的拉曼信号，可以实现同时的拉曼测量。 O-PTIR克服了传统红外光谱的诸多不足：• 空间分辨率受限于红外光光波长，只有10-20 μm• 透射模式需要复杂的样品准备过程,且只限于薄片样品• 无传统ATR模式下的散射像差和接触污染 O-PTIR的优势之处在于: • 亚微米空间分辨的IR光谱和成像（~500 nm），且不依赖于IR波长• 与透射模式相媲美的反射模式下的图谱效果• 非接触测量模式——使用简单快捷，无交叉污染风险• 很少或无需样品制备过程 （无需薄片）, 可测试厚样品• 可透射模式下观察液体样品• 可以与拉曼联用，实现同时同地相同分辨率的IR和Raman测试，无荧光风险mIRage 技术参数 波谱范围模式探针激光样品台最小步长样品台X-Y移动范围IR (1850-800 cm-1)反射 532 nm 100 nm 110*75 mmIR (3600-2700 cm-1)透射Raman (3900-200 cm-1)反射 重要应用实例分析： 1、多层薄膜 高光谱成像： 1 sec/spectra. 1 scan/spectra样品区域尺寸：20 μm x 85 μm size. 1 μm spacing.图谱中可以明显看出在不同区域上的羰基，氨基以及CH2 拉伸振动的分布。 2、高分子膜缺陷左：尺寸为240 μm的两层薄层上缺陷的光学图像；右：在无缺陷处（红色）和缺陷处（蓝色）的样品的IR谱图，998 cm-1处为of isotactic polypropylene 的特征红外吸收峰。 3、生命科学 左：70*70 μm范围的血红细胞的光学照片；中：红色条框区域在1583cm-1处的Raman照片；右：红血细胞选择区域的同步的IR和Raman图谱 上左：水中上皮细胞的光学照片；上右：目标分子能够在红外光谱上很容易的区分和空间分离，可以明显看到0.5-1.0 μm的脂肪包体；下：原理示意图：红外光谱测量使用透射模式，步长为0.5 μm。 4、医药领域 左：PLGA高分子和Dexamethasone药物分子的混合物表面的光学照片中：在1760 cm-1 出的高光谱图像，显示了 PLGA在混合物中的分布，图像尺寸40 μm * 40 μm右：在1666 cm-1 出的高光谱图像，显示了 Dexamethasone在混合物中的分布，图像尺寸40 μm *40 μm 5、法医鉴定 左：800 nm纤维的光学照片右：纳米纤维不同区域的O-PTIR图谱 6、其他领域• 故障分析和缺陷• 微电子污染• 食品加工• 地质学• 考古和文物鉴定 部分用户及发表文章 [1] Ji-Xin Cheng et al., Sci. Adv.2016, 2, e1600521.[2] Ji-Xin Cheng et al., Anal. Chem. 2017, 89, 4863-4867.[3] Label-Free Super-Resolution Microscopy. Springer, Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering.创新点： mIRage O-PTIR (Optical Photothermal Infrared) 是基于独家专利的光热诱导共振（PTIR）技术，m其突破了传统红外的光学衍射极限，空间分辨率高达500 nm，可有效助力科研人员更全面地了解亚微米尺度下样品表面微小区域的化学信息。 非接触式亚微米分辨红外拉曼同步测量系统

研发人员选择热像仪要注意的7个问题今天就迎来终结篇啦5需要什么样的温度分析报告？到目前为止，我们主要关注红外热像仪硬件和数据采集的考虑，但这实际上只是系统解决方案的一半。另一半是数据分析和报告生成（数据共享）。下面，我们将重点定义某些应用程序需要哪种形式的数据分析，以及哪些方法可用于与同事和客户共享数据。数据分析FLIR的温度校准功能让红外热像仪能提供每个像素的温度值，以开尔文度（K）、华氏度（℉）和摄氏度（℃）为单位。显示图像是一个很好的方式来快速查看目标物体的是高温或低温位置。但图像增强、图像帧减法、发射率调整和绘制图表与图形的技术可能会更有用，其帮助人们真正了解目标物体上发生的热变化。热成像中使用的最基本工具是图像增强，来调整图像调色板的水平和跨度。这可以让你增强图像对比度并绘制出细微的温差。此外，FLIR分析和报告软件允许从增强图像中减去基线图像，可以去除任何反射的环境温度并暴露极小的温度差异。这项技术对于反射率较低或辐射率较低的物体至关重要。其他重要工具允许在图表或图形中绘制数据。示例包括：直方图、曲线剖面图和温度与时间图。这些图形和图表有助于描述目标热分布和温度随时间的变化。生成报告的数据分析软件工具示例在研发项目的某个阶段，收集和分析的数据会需要与其他人共享。例如，您可能希望与同事共享原始数据以进行其他分析，或与客户共享分析结果。因此，为了有效使用您的结果，了解您将与谁共享数据以及他们所需的格式至关重要。在许多情况下，需要使用第三方软件（如MatLab或Excel）进行自定义数据分析。有一个IR软件包，允许数据导出到例如.CSV文件中，就非常适合在Excel或Matlab中使用。同样，长时间收集的数据最好作为数据日志文件共享，其中数据以文本文件或电子表格文件格式导出。同样，这对于导入第三方软件解决方案进行进一步分析非常理想。对于管理层和客户而言，可以插入电子邮件、幻灯片或文字处理文档中的静态图像或电影文件最能说明IR分析结果。因此，必须能够将IR序列视频中的图像导出为静态图像的.JPG或.BMP文件，将视频导出为.AVI或.WMV文件。超帧超帧技术涉及在四个不同的温度范围内循环使用的红外热像仪，并从每个温度范围连续捕获数据。然后，FLIR ResearchIR等软件可以将这些数据作为单独的视频文件(每个温度范围对应一个视频文件)呈现，或将这些视频文件合并为单个扩展的温度范围超帧视频。超帧技术只适用于某些热像仪和软件。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍5需要哪些额外的附件？设备检测要求可能超出对红外热像仪和软件的需求。例如，您可能需要一个保护外壳，以便在恶劣或苛刻的环境中使用热像仪。安全要求可能会迫使您在远离热像仪的地方工作，这就需要远程操作系统。在这些和其他情况下，从红外热像仪供应商那里购买配件是至关重要的，因为他们可以提供全套解决方案。为了在户外或制造环境中安装热像仪，您可能需要一个带有特殊红外窗口的外壳，该外壳针对特定热像仪和探测器进行了优化。另一个需要考虑的问题是：热像仪是否能在需要特殊红外窗口的环境内或其他加压外壳内观察？在这两种情况下，您都需要确保获得的窗口对探测器的灵敏度波段具有良好的透射，并具有抗反射涂层。FLIR提供了计算适合您需求的材料类型、尺寸和厚度的工具。FLIR还为大多数热像仪提供现成的外壳，创造了真正的开箱即用的解决方案。带有保护外壳的FLIR RS8500另一个常见附件是电缆延长线，用于热像仪与操作员相距很远的情况。比如，如果热像仪安装在比较危险的附近测试跟踪支架上。在这种情况下，您可以使用以太网、Firewire或CameraLink连接到光纤扩展器，以便在必要时以全帧速率传输热数据数英里。FLIR也有配套的解决方案，帮助您节省时间和金钱，并消除了构建集成测试系统的猜测工作。在构建最终热成像系统时，可选附件还有许多其他考虑因素。在定义红外系统要求时，请务必考虑测试环境，并注意哪些附件可能有帮助。无论是适当的光学器件、延长的电缆长度、热像仪支架、保护外壳还是数据系统，FLIR都致力于通过广泛的产品和第三方来源的信息帮助您解决问题。7FLIR提供哪些支持和培训？与其他精密仪器一样，红外热像仪提供了广泛的功能。应用程序和工厂支持对于充分利用热像仪系统变得非常重要。支持工作可能像提供订单交货细节那样常规，也可能像描述反射目标的温度测量技术那样复杂。当事情未按计划进行时，当需要维修时，当需要培训时，FLIR总是在你的身边。比如，我们在上海设立了可以为热像仪标定的专业实验室，专门为广大菲粉们提供热像仪的标定服务。FLIR工作人员帮您标定FLIR热像仪Teledyne FLIR还提供一家通过ISO9001:2000质量管理标准认证的培训中心——ITC红外培训。在这里不仅能够系统学习热成像相关的技术知识，还能现场使用FLIR热像仪进行实训，包括各种练习，讲师对热图、草图和简要图标进行分析，以描述性的方式对理论部分进行阐述等。专业讲师进行深度授课实训操练选择红外热像仪时我们一定要考虑好需求选择适合自己的得力工具 当然如果对红外热成像知识了解不够透彻可以先来报名参加ITC红外培训系统学习热成像知识和热像仪的操作持证上岗，选择更明确哦

第三次海洋污染基线调查自2023年全面开展以来，目前已取得阶段性成果。这是生态环境部首次组织实施的摸清海洋生态环境“家底”的重大调查任务，是对部属单位和沿海生态环境系统海洋调查监测能力的一次全面检验和锻炼提升。为了更好地宣传本次调查成果，以及在此过程中涌现出的生态环保故事，全方位展现海洋调查监测队伍的风貌，刊发相关报道，以飨读者。4月28日，生态环境部举行4月例行新闻发布会，主题是“深学笃行‘厦门实践’经验 全面推进重点海域综合治理和美丽海湾建设”。会上提到，生态环境部组织开展第三次海洋污染基线调查（以下简称三基调查），已经完成全部管辖海域的外业调查任务，11个沿海省（区、市）正在开展更为精细化的海湾生态环境摸底调查。生态环境部海洋生态环境司副司长张志锋表示：“本次三基调查坚持‘摸清家底、发现问题、分析原因、提出对策’的总体思路，严格落实‘六个统一’（统一组织实施、统一时间节点、统一技术规范、统一质控要求、统一数据报送、统一成果集成）工作要求，以院士专家咨询组为指导，充分调动部属相关单位、沿海省市海洋生态环境监测机构、科研院所、高校和有关社会检验检测机构等多方力量，协同开展我国管辖海域多环境介质、多指标要素的高标准调查，不仅有序推进各项工作任务顺利实施，还锻就一支海洋生态环境调查监测专业化队伍，整体有效提升了国家和沿海地方海洋生态环境调查监测能力。”时隔20多年，新的一轮海洋生态环境摸底调查行动开展。三基调查到底是什么样的？为此，记者进行了采访和梳理。新世纪首次海洋生态环境“家底”调查海洋污染基线调查是一项重大的国情调查，是对一定历史时期内海洋生态环境基本状况的全面摸底调查。通过在特定海域定期开展全覆盖、全介质、全要素、精细化调查，全面掌握海洋环境中各类污染物含量分布、污染来源及其生态环境影响等，为综合评估海洋生态环境基本状况及其变化规律、科学研判面临的突出问题和环境风险等提供基础数据，为制定实施未来一段时期海洋生态环境保护的重大战略、重大规划和政策制度等提供决策依据。我国曾在1976-1982年和1996-2000年分别开展了第一次和第二次全国海洋污染基线调查，有力推进了《海洋环境保护法》等法律法规制度建设和海洋生态环境监测业务化工作进程，为推动海洋生态环境保护事业的中长期发展起到重大的服务支撑作用。“自第二次全国海洋污染基线调查已经过去20多年，大多数系统性的海洋生态环境基础资料已较为陈旧。特别是进入21世纪以来，我国沿海地区经济社会高速发展，人民群众对优美海洋生态环境的需要越来越高，我国海洋生态环境质量状况及人为活动压力状况等也发生了重大变化，海洋生态环境保护与治理工作面临着一系列的新形势、新任务、新挑战。”张志锋说。值得一提的是，三基调查有一个“特别之处”，它是生态环境部首次组织开展的我国管辖海域生态环境状况系统性调查。张志锋表示：“通过本次调查，可以系统掌握新时期我国管辖海域生态环境家底和‘零点’资料，基本查清海洋污染基线和环境本底，切实提升对我国海洋生态环境重点问题和变化规律等的科学认知，有效支撑‘十四五’乃至中长期海洋生态环境保护管理实践，同时也是对部属单位和沿海地方海洋生态环境系统调查监测能力的一次全面检验和锻炼提升。”据了解，跟前两次调查相比，三基调查不仅充分借鉴了前两次基线调查的经验，还结合新形势新要求，突出了四个“更加注重”：调查范围更加注重近岸海域和283个海湾；调查手段更加注重采用卫星遥感、无人机航拍等新技术；调查指标更加注重传统污染物和新污染物统筹；调查内容更加注重海岸线环境压力和生态影响调查等。图为工作人员在调查现场进行常规指标监测统一组织上下联动，顺利完成阶段性调查任务2023年，仅国家层面调查工作超过60余家单位、2200名技术人员参与，累计投入船舶170余艘、运输车辆200余辆、海上航程超9万海里、液相质谱联用等各类分析仪器1300余台……这些数字无不彰显着这次海洋污染基线调查的规模和难度。据了解，2024年沿海11省（区、市）还将投入更多力量组织实施海湾生态环境精细化调查工作。当前，三基调查中国家层面的各项外业调查工作已全部完成，包括我国管辖海域春夏秋三个航次海水、沉积物和生物体的海洋环境污染物调查，全国沿岸主要入海河流、重点入海排污口、大气污染物沉降外业调查，以及海水浴场环境、岸滩垃圾和典型海洋生态系统调查等。这些调查工作的完成，离不开部属相关单位和专家团队的有力支撑，离不开各任务参与单位的责任担当和协同配合，更离不开一线调查生态环保铁军的不懈努力和辛苦付出。国家海洋环境监测中心作为三基调查的主要技术支撑单位，从项目立项到试点调查和技术攻关，再到三基调查的全面组织实施和技术支撑等均做出重要贡献。会同有关单位共同编制技术规范、优化完善技术方案，明确任务分工和组织实施机制，组织开展技术交流培训和答疑解惑，严格实施全过程质量控制等，有效支撑了三基调查工作的整体有序实施，并承担完成了我国沿岸海水浴场、岸滩垃圾调查等专项调查工作。各流域海域局、中国环境监测总站、华南环境科学研究所等作为主要任务承担单位，统筹系统内外专业化技术力量，承担了海洋环境污染物调查、入海污染源调查、海岸带环境压力及生态影响调查等主要调查工作，任务紧急、工作量大且现场调查环境复杂。各单位均派出骨干力量实施调查任务，从项目启动实施、外业采样到内业分析，从炎热的三伏天工作到寒冷的三九天，从晨光熹微出发登船到披星戴月返航归来，从渤海到南海无处不出现调查人员的身影，行李从小背囊逐渐更换成更大的行李箱，但大家坚如磐石的意志和高质量完成调查任务的决心从未改变。沿海省市生态环境监测中心作为参与三基调查的重要力量，克服海洋调查人员经验不足、海况差、队员晕船、调查设备缺少等困难，有效完成了春季、夏季、秋季全国管辖海域范围的海水和沉积物调查分析任务，在实践中不断健全海洋生态环境调查协调联动机制，有效提升了沿海地方海洋调查监测能力和人才队伍建设水平。国家海洋环境监测中心研究员姚子伟介绍说，20年左右一遇的三基调查任务量大、工作内容新、技术要求高。对参加调查的技术人员来说，一些新增的海洋新污染物调查分析技术几乎没有先例可借鉴，完全是崭新的课题。在海洋司组织协调下，充分发挥院士专家咨询组指导作用，组织国内技术单位和专家团队攻坚克难，及时研究制定和修改完善各调查指标的技术规程，确保各调查指标采样分析工作顺利实施。截至目前，三基调查已累计采集海水样品14万余份、沉积物样品1.4万余份、生物样品1600余份、入海河流和排污口样品4500余份、大气沉降样品500余份、海水浴场样品4500余份，已汇集各类分析数据超31万条、各类影像和解译资料超过3.4TB。全面启动海湾精细化调查，助力美丽海湾建设随着国家层面全部外业采样和样品分析工作任务的完成，以及数据汇集的有序推进，成果集成工作和海湾精细化调查任务已启动实施。这次调查为何以全国近岸海域和283个海湾为重点呢？众所周知，海湾是海洋生态环境保护治理的基本单元和行动载体，承载着陆海各类人为开发活动的压力，保护与开发的矛盾最为集中、问题最为突出。张志锋说，海湾是近岸海域最具代表性的地理单元，更是经济发展的高地、生态保护的重地、亲海戏水的胜地，抓住了海湾，就抓住了海洋生态环境持续改善的突破口，抓住了沿海地区协同推进经济高质量发展和生态环境高水平保护的牛鼻子。2022年1月，生态环境部会同发展改革委、自然资源部、交通运输部、农业农村部、中国海警局研究编制的《“十四五”海洋生态环境保护规划》印发，把全国近岸海域划分为283个海湾，构建了海洋生态环境保护治理的新格局。“十四五”以来，建设美丽海湾已经成为新时期海洋生态环境保护工作的主线，是美丽中国建设的重要实践和行动。沿海地方正在因地制宜推进海湾综合治理和美丽海湾建设工作，但各地对本行政区域内各海湾生态环境基本状况的“家底”普遍不清。针对沿海地方的迫切管理需求，三基调查将精细化掌握各海湾生态环境状况作为核心任务之一，组织沿海各省（区、市）的专业化力量，聚焦各海湾不同环境介质的污染物分布状况、海洋垃圾状况、海洋生物生态状况、滨海湿地和岸线保护情况、海水浴场和滨海旅游度假区环境状况等，“一湾一策”精准设置调查内容，为有效助力美丽海湾建设、守护好碧海银滩等提供基础数据和决策依据。图为工作人员在大船上开展海水水质调查，Niskin采水器采集多层海水后升至甲板三基调查进入决战之年，着力为海洋保护提供决策支撑国家海洋环境监测中心副主任杨凯表示，海上调查同陆地不同，海洋调查工作更加复杂，存在台风、极端天气等很多不可控因素。在推进实施过程中也发现各单位在海洋生态环境调查能力保障、人才队伍建设等方面仍存在不同程度的短板弱项。“通过此次三基调查，各专项任务高要求推进实施过程中，调查人员克服高温、风浪、寒风、晕船等困难，在高质量完成调查任务的同时，充分展现了作风硬、敢担当、特别能吃苦、特别能战斗、特别能奉献的生态环保铁军精神，三基调查的实施为国家和地方锻就出一支以青年为主力军的湛蓝色海洋生态环境调查监测队伍。”杨凯说。2024年是三基调查国家层面调查任务收尾的关键时期，也是成果集成工作和海湾精细化调查等重点任务启动、批量产出高质量成果和深入开展高水平应用转化的决战之年。为确保三基调查任务按时保质保量完成，下一步海洋生态环境司将重点推进以下工作：一是全面完成国家层面各项调查任务，加速推进数据汇集，持续做好全过程质量控制。二是组织做好综合评价和成果集成应用，抽调各单位骨干力量组成工作专班，力争产出一批高水平的调查成果和评估报告等。三是指导沿海地方实施海湾精细化调查，做好调查任务实施跟踪协调，加强全过程全要素技术指导，积极搭建技术交流平台，总结推广各地的好经验好做法。2025年，三基调查中国家和地方层面的调查任务将全部完成。届时将获取我国管辖海域最新的生态环境基础数据，基本摸清新时期我国海洋生态环境“家底”，从而定准新征程上美丽中国建设在海洋生态环境领域的基线和起点，为海洋生态环境保护工作提供重要的基础数据和决策支撑。

2月22日，记者从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队李传锋、项国勇研究组与香港中文大学袁海东教授合作，在量子精密测量实验中，首次实现了两个参数同时分别达到“超海森堡极限”和海森堡极限的最优测量。研究成果日前在线发表在国际知名期刊《物理评论快报》上，并被选作该期的封面文章。精密测量的精度随着消耗的资源增加而提高，数学上用T-k来描述，其中T为资源（如测量时间），k是评价不同测量方法优劣的最重要标准精度增长阶数。在诸如相位估计、磁力仪和量子陀螺仪等众多应用中，研究发现k在经典测量方法和量子测量方法中分别是0.5和1，分别被称作散粒噪声极限和海森堡极限。然而，存在多体相互作用或含时演化的情况下，人们发现k可以超越1，称之为“超海森堡极限”。目前这三种不同的精度极限在单参数量子测量实验中已经分别得以实现，但是海森堡不确定性关系是量子力学的根本限制，“超海森堡极限”是否真的是超海森堡仍存在争议。研究人员采用近年来着力发展的多参数量子精密测量平台，研究测量旋转场的强度和频率两个参数中“超海森堡极限”和海森堡极限是否可以同时达到的问题。他们将控制增强的次序测量技术进一步发展到多参数含时演化的测量中，通过优化量子系统动力学演化各个部分，实现了两个参数同时分别达到海森堡极限和“超海森堡极限”的最优测量，并阐明这两种精度极限都遵从海森堡不确定性关系，都是最优的量子精度极限。该项成果加强了量子精密测量与海森堡不确定性关系两个领域的联系，促进了这两个领域的交叉发展，并且在实际测量问题中具有重要潜在应用价值。《物理评论快报》相关审稿人认为“这是一个具有足够的新颖性和价值的扎实的工作”。

仪器简介MATRIX 50型傅立叶变换红外光谱仪产品是天津恒创立达科技发展有限公司的结合机械、电子、AI等技术研制出来的先进仪器。该产品采用众多创新技术使得仪器的光源能量传输效率、干涉仪的稳定性、接收器的灵敏度都达到业内的优质水平。可以满足教学、工业及研究等各种级别的应用。实验原理利用干涉仪干涉调频的工作原理，把光源发出的光经迈克尔逊干涉仪变成干涉光，再让干涉光照射样品，接收器接收到带有样品信息的干涉光，再由计算机软件经傅立叶变换即可获得样品的光谱图。卓越的光学系统设计 干涉仪采用DSP控制电磁驱动Michelson干涉仪，具有连续动态调整功能，自动优化系统能量，无需人工调整； SuperTect数字技术的电子系统。全数字化，输出数字信号。24 位、500KHz 的 A/D 转换，高速 USB接口，达到光谱数据实时采集，保证了数据的真实性和可靠性； 仪器内置工业级温湿度模块，显示屏直接数字化显示温湿度，并具有湿度报警装置，而且腔体整体密封，保证整个腔体密封干燥，提高了防潮效果，大大提高各部件的使用寿命； 专利的高能量红外光源，内置独特设计的反射镜，光源能量利用率远高于传统设计，可为傅立叶变换红外光谱仪的ATR及显微红外应用提供足够的能量。 可重复使用的304不锈钢盒装干燥剂，无需开盖即可更换干燥剂。 高频率稳定性He-Ne激光器和低功耗长寿命二极管激光器可选设计； 带电子稳压的24W碳化硅棒红外光源，采用数字供电技术，为光源提供稳定可靠的供电支持，并保证光源具有超长的使用寿命。 动态准直技术：激光采用四象限探测准直技术，可以消除干涉仪动镜运动过程中产生的机械偏差，可以消除环境变换（重力、温度变化等）造成的光学误差； 采用非正交设计的Michelson改良型干涉仪，大大提高了能量利用率； 分束器，探测器，窗片等核心部件均为进口且镀有特殊的防雾化涂层，具有超高的透过率，同时还能降低湿气对溴化钾的腐蚀，也可选择KRS-5、ZnSe等可靠的防潮材料； 光学镜面设计：光学反射镜采用整体SPDT切削工艺，保证镜面高反射效率及光学系统一致性。 扩展功能强大，可连接透射附件、衰减全反射附件（ATR附件）、漫反射附件、平面反射附件、外反射附件、红外显微镜等；功能强大智能操作软件设计 1. 带有操作指引的智能人机交互设计，界面直观简洁，简单易学；2. 丰富的谱图库，强大的自建库功能及高质量的谱图检索；3. 实时显示数据采集，可以连续显示数据采集过程和谱图预览模式；4. 操作软件包括基线校正，数据转换，多组分定量、曲线分峰拟合，H20/CO2自动补偿，吸光度透过率转换、 KK转换，标峰，四则运算，Y轴归一化功能，QC比较， 基础解析等功能；支持 CSV,SPA,DPT,TXT等等十几种格式；支持波数cm-1和波长um任意切换。 应用行业珠宝鉴定食品药品及其包装材料的测试塑料、橡胶、尼龙、树脂等高分子材料的鉴定沥青溯源及SBS含量测定脂肪酸甲酯含量测定矿物绝缘油、润滑油结构簇组成的测定车用汽油中典型非常规添加物的识别与测定硅晶体中碳氧含量的测量纺织纤维鉴别水晶Q值测定建筑玻璃参数测定… … 规格参数1. 光谱范围：7800～350 cm-12. 分辨率：优于0.8cm-1 3. 波数精度：≤0.01cm-14. 信噪比：40000:1 （P-P值，4cm-1，一分钟扫描）5. 分束器：KBr基片镀锗（进口）6. 光源:高能量、高效率、长寿命陶瓷光源（进口）7. 干涉仪：30度入射角Michelson干涉仪8. 接收器：带有防潮膜的高灵敏度DLATGS接收器（进口）9. 支持系统：Windows 系统创新点：1.专利的高能量红外光源，内置独特设计的反射镜，光源能量利用率远高于传统设计，可为傅立叶变换红外光谱仪的ATR及显微红外应用提供足够的能量。 2.动态准直技术：激光采用四象限探测准直技术，可以消除干涉仪动镜运动过程中产生的机械偏差，可以消除环境变换（重力、温度变化等）造成的光学误差. 3.可重复使用的304不锈钢盒装干燥剂，无需开盖即可更换干燥剂。 MATRIX-50 傅里叶红外光谱仪

仪器简介MATRIX 50型傅立叶变换红外光谱仪产品是天津恒创立达科技发展有限公司的结合机械、电子、AI等技术研制出来的先进仪器。该产品采用众多创新技术使得仪器的光源能量传输效率、干涉仪的稳定性、接收器的灵敏度都达到业内的优质水平。可以满足教学、工业及研究等各种级别的应用。实验原理利用干涉仪干涉调频的工作原理，把光源发出的光经迈克尔逊干涉仪变成干涉光，再让干涉光照射样品，接收器接收到带有样品信息的干涉光，再由计算机软件经傅立叶变换即可获得样品的光谱图。卓越的光学系统设计 干涉仪采用DSP控制电磁驱动Michelson干涉仪，具有连续动态调整功能，自动优化系统能量，无需人工调整； SuperTect数字技术的电子系统。全数字化，输出数字信号。24 位、500KHz 的 A/D 转换，高速 USB接口，达到光谱数据实时采集，保证了数据的真实性和可靠性； 仪器内置工业级温湿度模块，显示屏直接数字化显示温湿度，并具有湿度报警装置，而且腔体整体密封，保证整个腔体密封干燥，提高了防潮效果，大大提高各部件的使用寿命； 专利的高能量红外光源，内置独特设计的反射镜，光源能量利用率远高于传统设计，可为傅立叶变换红外光谱仪的ATR及显微红外应用提供足够的能量。 可重复使用的304不锈钢盒装干燥剂，无需开盖即可更换干燥剂。 高频率稳定性He-Ne激光器和低功耗长寿命二极管激光器可选设计； 带电子稳压的24W碳化硅棒红外光源，采用数字供电技术，为光源提供稳定可靠的供电支持，并保证光源具有超长的使用寿命。 动态准直技术：激光采用四象限探测准直技术，可以消除干涉仪动镜运动过程中产生的机械偏差，可以消除环境变换（重力、温度变化等）造成的光学误差； 采用非正交设计的Michelson改良型干涉仪，大大提高了能量利用率； 分束器，探测器，窗片等核心部件均为进口且镀有特殊的防雾化涂层，具有超高的透过率，同时还能降低湿气对溴化钾的腐蚀，也可选择KRS-5、ZnSe等可靠的防潮材料； 光学镜面设计：光学反射镜采用整体SPDT切削工艺，保证镜面高反射效率及光学系统一致性。 扩展功能强大，可连接透射附件、衰减全反射附件（ATR附件）、漫反射附件、平面反射附件、外反射附件、红外显微镜等；功能强大智能操作软件设计 1. 带有操作指引的智能人机交互设计，界面直观简洁，简单易学；2. 丰富的谱图库，强大的自建库功能及高质量的谱图检索；3. 实时显示数据采集，可以连续显示数据采集过程和谱图预览模式；4. 操作软件包括基线校正，数据转换，多组分定量、曲线分峰拟合，H20/CO2自动补偿，吸光度透过率转换、 KK转换，标峰，四则运算，Y轴归一化功能，QC比较， 基础解析等功能；支持 CSV,SPA,DPT,TXT等等十几种格式；支持波数cm-1和波长um任意切换。 应用行业珠宝鉴定食品药品及其包装材料的测试塑料、橡胶、尼龙、树脂等高分子材料的鉴定沥青溯源及SBS含量测定脂肪酸甲酯含量测定矿物绝缘油、润滑油结构簇组成的测定车用汽油中典型非常规添加物的识别与测定硅晶体中碳氧含量的测量纺织纤维鉴别水晶Q值测定建筑玻璃参数测定… … 规格参数1. 光谱范围：7800～350 cm-12. 分辨率：优于0.8cm-1 3. 波数精度：≤0.01cm-14. 信噪比：40000:1 （P-P值，4cm-1，一分钟扫描）5. 分束器：KBr基片镀锗（进口）6. 光源:高能量、高效率、长寿命陶瓷光源（进口）7. 干涉仪：30度入射角Michelson干涉仪8. 接收器：带有防潮膜的高灵敏度DLATGS接收器（进口）9. 支持系统：Windows 系统创新点：1.可重复使用的304不锈钢盒装干燥剂，无需开盖即可更换干燥剂。 2.带电子稳压的24W碳化硅棒红外光源，采用数字供电技术，为光源提供稳定可靠的供电支持，并保证光源具有超长的使用寿命. 3.多种分束器可选：KBr、ZnSe，CaF2等可靠的防潮材料等 MATRIX-50 傅里叶红外光谱仪

塑料在我们日常生活中几乎无处不在。随着大众环保意识的增强和政策的影响，塑料的回收和利用也引起了更多的关注。 今天，我们来探讨一下在塑料回收领域中，如何运用光谱学技术对各种塑料进行鉴定和分类？一些塑料的合成使用大分子材料（如聚合物），这些聚合物通常在低温下通过注塑成型制造，回收利用很简单。然而，不同塑料使用的聚合物不同。因此很有必要在回收流中分离不同的聚合物。在近红外波段，不同聚合物因其成分不同，具有独特的光谱特征，印在塑料上的回收代码（图1）也与此密切关。此外，使用近红外光谱测试技术几乎无需样品制备，测试灵活简单。图1.大多数编码塑料在NIR中有明显特征光谱使用Flame-NIR + 进行漫反射测试为证明Flame-NIR+光谱仪在塑料识别方面的有效性，海洋光学测试了几个样品的漫反射率：PETE（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、热塑性LDPE（低密度聚乙烯）、PP（聚丙烯）和 PS（聚苯乙烯）。测试使用 Flame-NIR+光谱仪、高功率卤钨灯光源HL-3P、600 µm纤芯的反射探头和WS-1漫反射标准板。同时采用OceanView软件设置参数，积分时间为6 ms ，多次扫描平均为50。在OceanView的反射率模式下采集数据，得到样品的反射率R。根据反射率可绘制log（1/R)VS Wavelength的图表。从化学分析角度讲，这是一种更直观的显示反射光谱的方法，因为从中可反映出浓度随信号强度的变化。图2.使用Flame-NIR+测试塑料样品的漫反射率在没有采用基线校正的情况下，采用 Flame-NIR+ 进行光谱测试（图2）。为更容易辨别光谱特征，我们从光谱中的每个数据点中减去 1303 nm 处的反射率来进行基线校正。这是一个数据处理的步骤，有助于消除光纤移动或其他问题可能导致的强度偏移，更容易查看谱形差异（图3）。图3.基线校正后使用Flame-NIR+测试的漫反射光谱使用NirQuest+光谱仪进行漫反射测试与使用Flame-NIR+测试时一致，使用高功率卤钨灯光源HL2000、600 µm 芯径的反射探头和漫反射标准板WS-1来测量塑料聚丙烯样品PP。在 OceanView 软件中将积分时间设置为5 ms，多次扫描平均为25。测试结果如图4所示。图4 使用 NIRQuest+1.7测试聚丙烯的漫反射率。如何处理近红外测试数据？通过采集的近红外光谱数据，可构建强大的数学模型，但不同物质的数学模型不同。近红外光谱提供了丰富的样本信息，前提是拥有分析这些数据的“工具”。例如，主成分分析是一种化学计量分析方法，可根据样品的光谱特征进行分组和分类。随着塑料品的消费量不断增大，废旧塑料品也不断增多，给生态平衡带来了很大影响。基于光谱学技术，回收商可简化塑料分拣流程，提高运营成本效益，为环境可持续发展做出贡献。本文来源：海洋光学

红外热成像技术通过探测物体自身所发出来的远场红外辐射从而感知表面温度，在军事、民航、安防监控及工业制造等重要领域有着广泛应用。但由于光学衍射极限的限制，红外热成像的分辨率通常在微米尺度及以上，因此无法用于观测纳米尺度的物体。近几年，我们开发了红外被动近场显微成像技术，通过探测物体表面的近场辐射从而极大地突破红外衍射极限限制，将红外温度探测及成像从传统的微米尺度拓展到了纳米尺度。据麦姆斯咨询报道，近期，中国科学院上海技术物理研究所红外科学与技术全国重点实验室的科研团队在《红外与毫米波学报》期刊上发表了以“红外近场辐射探测及超分辨温度成像”为主题的文章。该文章第一作者为朱晓艳，主要从事红外被动近场成像方面的研究工作。本文将围绕扫描噪声显微镜（SNoiM）技术的实验原理及其应用，详细介绍如何通过自主研制的红外被动近场显微镜，突破红外热成像的衍射极限限制，实现纳米级红外温度成像。近场辐射我们首先从黑体辐射的本源入手。如图1（a）所示，绝大多数物体内部都包含大量带正电荷和负电荷的粒子，这些带电粒子永远不会静止不动，而是一直处于随机扰动状态（热运动）。我们所熟知的热辐射就源自物体内部的这种带电粒子热运动，辐射特征可由普朗克黑体辐射定律描述。但鲜为人知地是，物体内的电荷扰动不仅在距离物体辐射波长尺度以外的区域产生红外热辐射（远场辐射），而且在物体近表面处会生成一种能量密度极高的表面扰动电磁波（以倏逝波形式存在），可称之为近场辐射。理论很早就预言了这种表面电磁波（近场辐射）的存在，并发现针对远场辐射所建立的认知及规律（如普朗克辐射定律等）将不再适用于近场辐射，但相关实验研究由于探测难度极高而一直未有明显突破。2009年，美国麻省理工学院和法国CNRS的研究组取得重要进展，先后在实验上验证了纳米尺度下近场辐射热传输效率可远超黑体辐射极限。尽管该实验验证了物体表面近场倏逝波的存在，但相关物理现象仍然缺少更直接的实验手段对其进行更进一步地研究。图1（a）物体表面存在的远场辐射及近场辐射；探针调制技术：（b）当探针远离样品时不会散射物体表面的近场倏逝波、（c）当探针靠近物体近表面时可以散射近场倏逝波；（d）红外被动近场显微镜（SNoiM）的示意图红外被动近场显微镜（SNoiM）的实验原理及其应用SNoiM技术的实验原理物体表面的近场辐射由于其倏逝波特性（即强度随着远离物体表面急剧衰退）而难以探测。在SNoiM中，利用扫描探针技术有效地解决了这一问题。如图1（b）所示，当不引入纳米探针（或探针远离物体表面）时，物体近表面的近场倏逝波无法被探测，该显微镜工作于传统红外热成像模式，即仅获得其远场辐射信号。SNoiM技术的关键是，将探针靠近样品近表面（比如10 nm以内），近场倏逝波可以被针尖有效散射出来。该探测模式下，探测器所获取的样品信号中同时存在近场和远场分量。因此，通过控制探针至物体表面的间距h，即可获得近场、远场混合信号（h 100 nm或撤去探针，称为远场模式）。最终，利用探针高度调制及解调技术即可从远场背景中提取物体的近场信息。图1（d）展示了SNoiM系统探测近场信号的示意图。探针所散射的近场信号首先由一个高数值孔径的红外物镜进行收集。但在该过程中，无法消除来自环境、被测物体及仪器自身的远场辐射信号，它们随近场信号一同被红外物镜收集，导致被测物体微弱的近场信号湮没于巨大的远场背景辐射之中。为了最大程度降低远场背景信号，研究人员在红外物镜上方设计了一个孔径极小的共焦孔（约100 μm），通过此共焦结构可以缩小收集光斑，有效抑制背景辐射信号。然而，即使是这样，是否有足够灵敏的红外探测器能够检测到纳米探针所散射的微弱近场信号也是一大难点。为此，本团队研发了一款超高灵敏度红外探测器，攻克了这一技术壁垒。图2（a）展示了首套SNoiM设备实物图。其中，金色圆柱腔体为低温杜瓦，内部搭载了自主研制的超高灵敏度红外探测器（CSIP）及一些低温光学组件；白色方框内为实验室内组装的基于音叉的原子力显微镜（AFM）、红外收集物镜及样品台区域，具体细节参照图2（b）、（c）。红外近场图像的空间分辨率不再受探测波长限制，而是由探针尖端尺寸决定。如图2（b）中插图所示，通过电化学腐蚀方法，可制备出形貌优良的金属（钨）纳米探针，其中，针尖直径可小至100 nm以内。图2（a）红外被动近场显微镜SNoiM的实物图，其中搭载了超高灵敏度红外探测器；（b）AFM及红外收集物镜；插图为通过电化学腐蚀制备的金属（钨）纳米探针；（c）探针与样品的显微照片基于SNoiM的超分辨红外成像研究利用SNoiM技术探测物体表面的近场辐射可极大突破红外衍射极限，实现超分辨红外成像。首先以亚波长金属结构的成像结果为例进行展示。图3（a）为Au薄膜样品在普通光学显微镜下所拍摄的图像。其中，亮金色区域为Au薄膜（约50 nm厚），其他区域为SiO₂衬底。使用SNoiM系统可同时获取该样品的远场和近场红外图像（获取远场图像时只需将探针挪离样品表面）。如图3（b）所示，由于成像波长较长（~ 14 μm），远场红外图像的分辨率远不如普通光学显微图像。比如，Au与衬底（SiO₂）的边界无法清晰区分以及中间细小金属条状结构无法识别等（图中黑色虚线所示）。然而，在相同探测波长下，如图3（c）所示的近场红外图像则展现了超高的空间分辨率，其图像清晰度可完全与普通光学显微镜所获取的图像相比拟。为了进一步理清上述三种显微成像技术的区别，图3示意图中给出了探测到的信号来源：对于光学显微图像，其信号来自于可见光的反射。由于金属的反射能力较强，因而Au上的信号远比SiO₂强。可见光波长范围为400~760 nm，因而光学显微镜可清晰分辨该样品表面的细微结构。远场红外成像不依赖于外界光源照射，直接通过红外物镜收集物体自身所发射出来的辐射信号，并对其进行成像。在探测波长为14 μm情况下，受衍射极限的限制，系统的实际空间分辨率也只有约14 μm。近场红外成像则检测探针尖端所散射的样品表面近场辐射信号，因此不受远场光学衍射极限限制，可获得超分辨红外图像（图3c）。图3 样品Au（SiO₂衬底）的（a）光学显微、（b）远场红外和（c）近场红外的图像及成像原理示意图另外值得注意的一点是，图3（c）所示的红外近场图像不仅仅在分辨率上有所提高，而且在金属与衬底的信号强度对比上出现了明显反转（由远场切换至近场后，Au由弱信号方（蓝色）转变为强信号方（红色））。针对上述现象的解释如下：远场成像时，Au是高反射物体，因此吸收红外光的能力极弱，根据基尔霍夫定律，则其红外发射率也很低。因而远场红外成像中其信号弱于衬底SiO₂；而在近场成像中，室温金属（Au）中的自由电子存在剧烈的热运动（热噪声），从而在金属表面产生极强的表面电磁波，因而Au上的信号远强于SiO₂。由此可见，SNoiM技术不仅突破了红外衍射极限限制，而且能够检测远场显微镜所无法探测的物理过程。基于SNoiM的微观载流子输运及能量耗散可视化研究基于SNoiM技术的另一项创新与突破在于纳米尺度下通电器件中微观载流子输运及局域能量耗散的直接可视化。值得指出，SNoiM所检测的近场辐射信号来自于物体近表面的传导电子，因此其成像结果所反映的是物体表面的局域电子温度（Te）。目前仅SNoiM技术可实现纳米尺度下电子温度分布的直接成像。下面将以通电微小金属线（NiCr合金）为例进行说明。图4 （a）通电金属线显微图像及远场热成像；器件弯折区域分别为（b）凹形、（c）U形的扫描电镜图像及超分辨红外近场热成像图4（a）为NiCr金属线的光学显微图像（上）及其通电后的红外远场热图像（下）。红外远场成像检测通电器件的远场辐射，从而估算出器件的表面温度。比如，器件中心处出现明显热斑，该处温度最高，表明电流流经微小弯曲金属线时能量耗散最大。而受衍射极限限制，远场红外热成像无法分辨微小金属线（宽度约3.3 μm）上不同区域的温度分布，因此无法有效反映微观尺度上载流子的能量耗散特性。与之相比，近场红外热成像则可清晰展示器件中心区域微观载流子的输运及能量耗散行为。如图4（b）所示，当电流经过器件凹形弯折区时，近场红外热成像下，该区域内存在极其不均匀的温度分布，而且在凹形内侧出现显著热斑。该现象表明，通电NiCr器件的凹形区内存在非均匀局部焦耳热，且内侧区域电子能量耗散最大，这是由于电流的拥挤效应所造成的。此外，该温度分布图像似乎表明，通电时，载流子倾向于避开直角拐角处，并趋于沿着U形路径分布。为验证这一猜想，该实验进一步设计了中心区域呈U形弯折的通电NiCr金属线，并对其进行了近场红外热成像表征。图4（c）显示，U形区域温度均匀分布，无明显局域热斑，这表明载流子倾向于沿着U形路径均匀输运。基于SNoiM纳米热分析研究而提出的新设计大大缓解了电流拥挤效应可能对器件造成的局部热损伤，具有重要的指导意义。总结与展望综上，利用SNoiM技术，可以实现物体表面的近场辐射探测及红外超分辨温度成像。该技术是目前国际上唯一能够进行局域电子温度成像的科学仪器，不仅突破了红外远场热成像的衍射极限限制，且首次实现了纳米尺度下通电器件中载流子输运行为与能量耗散的直接可视化。该研究内容均基于第一代室温SNoiM系统，目前，第二代低温SNoiM系统已被成功搭建，有望进一步突破后摩尔时代信息和能源器件的功耗降低及能效提升难题，探索物理新机制，并推动纳米测温技术新的发展。这项研究获得国家自然科学基金优秀青年基金的资助和支持。论文链接：DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.05.001

最近总有小伙伴咨询我司技术：色谱柱出现基线不稳、噪音较大、出现鬼峰怎么办？到底是什么原因造成的？我司技术把小伙伴提出的问题汇总并给出以下解决方法，快来一起看看吧！今日份疑难解答原因1：没有很好的老化柱子，或者柱子需要重新老化。解决方法：色谱柱老化流程：卸下色谱柱接检测器一端。40°C开始升温，升温速度10°C/min，达到色谱柱最高耐受温度以下20°C，维持1-2小时，老化完成。原因2：没有选择合适耐受温度的进样垫。进样垫在进样口高温下，挥发出杂质进入到毛细柱内，导致噪音变大。解决方法：更换耐受温度更高的BTO进样垫。原因3：进样垫渣滓进入到衬管内，高温下附着在衬管内壁。随载气不断挥发进入到色谱柱内。解决方法：更换进样垫和衬管。原因4：毛细柱安装的顺序不对。导致石墨环内的杂质进入到毛细柱内。解决方法：石墨环安装到毛细柱上以后，切割毛细柱4-5cm，再安装到进样口上。原因5：载气捕集阱到期没有更换。解决方法：载气捕集阱的周期一般是一年更换一次。原因6：自动进样器上的4ml进样针清洗小瓶内的液体没有更换，导致交叉污染。解决方法：定期清洗小瓶，更换内部的清洗溶剂。原因7：PLOT色谱柱的后面没有使用颗粒捕集阱。PLOT毛细柱内的颗粒进入到检测器内造成杆状鬼峰。解决方法：PLOT毛细柱末端与检测器之间安装颗粒捕集阱。原因8：色谱柱在老化过程中或者使用过程中，超出了其最高耐受温度，造成键合相的大量流失。解决方法：老化和使用之前一定要确认色谱柱的最高耐受温度。原因9：老化和使用过程中载气断了或者系统泄露导致空气中的氧气进入到毛细柱内，键合相被氧化流失。解决方法：确保系统没有泄露，载气可以持续供应。原因10：选用了不合适膜厚的色谱柱。解决方法：高温分析，建议选用小膜厚的毛细柱。膜厚越厚，色谱柱的流失越大。原因11：样品前处理过程中受到手套、进样瓶瓶垫等溶解带来的杂质。解决方法：这种杂质呈现规律的尖锐杂峰。原因12：检测器污染，需要更换部件或者进行清洗。解决方法：清洗MS源。更换FID喷嘴等。原因13：膨胀率大的溶剂，进样体积过大或者分流比太小，样品汽化后溢出衬管，接下来的几针样品会有鬼峰出现。解决方法：减小进样量、增大分流比。原因14：查看基线噪音大或者鬼峰是不是柱子流失造成的一个最简便的方法就是使用MS检测器对鬼峰和噪音进行定性。解决方法：荷质比是207，基本可以确认是柱子流失造成的。不是207的话，继续找其他原因。如果以上情况排除后，确保分析系统没有任何问题的情况下，请提供如下信息：分析物列表，基质描述：溶剂、杂质，进样口条件，程序升温条件，检测器种类，色谱仪品牌和型号，色谱柱货号，关键组分峰型图片给到我们，可直接在微信后台留言，也可以直接拨打我们的热线电话，欢迎您的致电！

近日，生态环境部启动实施第三次海洋污染基线调查（以下简称三基调查）并开展春季航次海上调查工作。三基调查是贯彻落实党中央决策部署的重要举措，是一项重大的国情调查，旨在摸清新时期我国海洋生态环境状况的最新家底、全面掌握海洋生态环境基本状况及变化规律等。我国分别于1976—1982年、1996—2000年开展了第一次和第二次全国海洋污染基线调查。生态环境部本次组织开展三基调查，正值贯彻落实党的二十大精神、开启全面建设社会主义现代化国家新征程的重要历史时期，既是科学认知新世纪以来我国海洋生态环境变化趋势及客观规律的需要，也是系统掌握新时期我国海洋生态环境“零点”资料、定准美丽海湾建设基线和起点的必然要求，对于准确研判当前和今后一个时期海洋生态文明建设和生态环境保护面临的新形势、新问题和新任务等具有重要意义，将为深入打好重点海域综合治理攻坚战、全面推进美丽海湾建设、推动我国海洋生态环境改善从量变到质变等提供重要支撑。本次三基调查紧紧围绕“摸清家底、发现问题、分析原因、提出对策”的总体思路，以近岸海域和283个海湾为重点，把摸清我国管辖海域环境介质中各类污染物本底状况、精细化掌握各海湾生态环境状况特征和人为活动影响等作为主要目标，统一组织实施、统一时间节点、统一技术规范、统一质控要求、统一数据报送、统一成果集成，形成系统性调查评估成果。调查工作坚持部门协同、上下联动，成立了由相关领域知名院士专家组成的专家咨询组，充分利用生态环境系统内外和沿海地方的优势技术力量，确保三基调查各项任务的高质量推进。

北京市疾病预防控制中心于6月20至7月18日开展北京市93个奥运场所约合186件生活饮用水水样的水质基线全项(106项)检测工作。 　　此项检测工作分三阶段完成：6月16日至6月20日，主要进行物质准备、采样和检测人员宣贯工作 6月23日至7月6日，完成53个奥运场所检测工作 7月7日至7月20日，将完成剩余40个奥运公共场所检测工作。 　　目前，第一阶段的工作已经完成，正在进行水质基线的全项检测工作。

用户在使用 ELSD 3300 连接 HPLC 使用时，有时会遇到基线噪音大的问题，遇到 ELSD 基线噪音大问题时： 1请检查仪器右侧废液管的摆放位置是否正确，错误的摆放位置会导致废液积液，甚至回流。 2请检查仪器右侧的废液管末端插入废液瓶的位置是否正确，废液管口不要没入废液，以免废液液面高于管口，导致废液排放不畅。 3请检查仪器背后废气管的摆放位置是否正确，废气管应保证出气口后 1-1.5 米至少向上 45 度倾斜，以保证废气排放通畅，不被废气冷凝液堵塞。如果以上手段用户自行排查后，都无法解决基线噪音大问题，那可能是 ELSD 3300 检测器内部污染导致。请按照以下视频指导步骤来清洗漂移管：此外，基线噪音大还可能来自以下其它几方面：症状解决办法A：噪音来自色谱柱柱在线流动相接通雾化气接通激光开结果：移走色谱柱噪声消失。色谱柱可能泄漏硅胶或装柱材料。更换色谱柱。B：噪音来自流动相色谱柱已移走流动相接通雾化气体接通激光开结果：当泵停止时噪声消失。当前设定的漂移管温度和气体流速不能使流动相完全蒸发。或许雾化器、漂移管和/或光池脏。流动相或许被微粒污染。过滤当前使用的流动相或更换新配制的且过滤过的流动相。流动相或许气泡太多。对流动相脱气。泵也许就是噪音来源。检查泵是否有脉冲。确保泵已经充分排气操作。需要的话，加一个脉冲阻尼器到系统中。检查泵单向阀和密封垫，需要的话应更换。C: 噪音来自气体色谱柱已移走流动相停掉雾化气开激光开结果：关掉雾化气噪声消失气源可能被微粒污染。更换质量好、纯度高的气体。雾化器、漂移管和/或光池或许需要清洁。D：噪音来自光池色谱柱已移走流动相停掉雾化气开激光开结果：激光关掉噪声消失或许光池需要清洁。检查数据线是否引起噪音。检查光阱是否有冷凝物。E：噪音来自电路色谱柱已移走流动相关掉雾化气关掉激光关掉结果：在上述条件下基线噪声仍然存在电路故障。请与步琦售后联系。

贝克曼库尔特拓展了 CytoFLEX 流式细胞术平台的检测极限，首台标配型分析仪隆重上市，配备雪崩光电二极管，提供紫外和红外线激光器。美国迈阿密 —— 2017 年 9 月 5 日 —— 贝克曼库尔特生命科学事业部发布了一款流式细胞仪，它是第一台能够提供横跨整个可见光范围激发光源的标配型流式细胞仪，开启了癌症研究的新篇章，为广大癌症研究人员带来了福音CytoFLEX LX 蓝光-红光-紫光-黄绿光-紫外光-红外光系列流式细胞仪融合了从 355 nm 的紫外光到 808 nm 的红外光，同时，还配备了雪崩光电二极管 *(APD)。这款流式细胞仪使研究人员有史以来第一次实现了对可见光谱外沿的运用。这款台式 CytoFLEX 结构精巧紧凑，具备卓越的分析性能。它能够充分发挥雪崩光电二极管探测器的有效用途，实现仪器卓越的灵敏度。上述探测器搭配不同的激光器，可以检测受到激发后的细胞所发出的光子。此外，它还添加了全新的紫外线激光器，进一步拓展了研究人员的应用领域。“现在，广大科研人员认识到了 CytoFLEX 超高的灵敏度，及其在技术上的卓尔不凡，”贝克曼库尔特流式细胞仪业务部副总裁兼总经理 Mario Koksch 说道。“高效的光管理巩固了各个分析阶段的效果，有效采用了最早用于电信行业的光纤光学系统，促使我们打造出了一款小身材、大智慧的研究工具。”人们普遍认为流式细胞术是单细胞分析的强有力技术，从传统上来说，这项技术集中关注可见光谱的中心位置。“既然广大研究人员体验了 CytoFLEX 的出色性能，毋庸置疑，他们也在期待着 UV 激发光源发挥效用。” CytoFLEX LX 的产品经理 Maria Gentile 说道。这款仪器开辟了正常和异常条件下细胞间相互作用的新研究领域。这将带来诸多好处，例如，可以确保研究人员将未染色的自发荧光群落与阳性染色群落区分开来。CytoFLEX LX光谱的另一端为红外线波长，即 808 nm。“随着技术的进步，我们需要在原本狭小的空间内，纳入越来越多的探测器，” Gentile 女士补充道。“光谱红外线端的开辟，体现了流式细胞术性能的激增。生物学家们能够在光谱中获取空间，简化复杂的实验方案，帮助他们梳理细节，更有意义的是，还可以改变他们分析细胞的方式。” 在原有的 CytoFLEX 设计中纳入雪崩光电二极管探测器（这在其他流式细胞仪中不可用），这项明智的决策，开拓了研究的无限可能。这款探测器能够在 400 至 1100 nm 波长范围内保持稳定的高量子效率，确保在使用新红外线激光器时，可以改善其性能。此外，CytoFLEX 包含广泛的、经过重新定位的带通滤片，具有升级灵活性，可添加额外的参数和直观软件，以便实现多色分析。“CytoFLEX 技术拓展了流式细胞术的潜能，并开拓了其在复杂研究环境下所能发挥的作用，” Koksch 说道。“贝克曼库尔特致力于拓展各种可用工具，为重要领域的科研工作助一臂之力。

目前，我国海洋生态环境状况如何？海洋生态环境保护执法工作取得哪些进展？第三次海洋污染基线调查工作主要调查些什么？8月28日，生态环境部举行例行新闻发布会，相关负责人就上述问题进行解答。新闻发布会现场。袁秀月 摄三部门联合挂牌督办11起弄虚作假污染环境案件发布会上，生态环境部新闻发言人、宣传教育司司长刘友宾介绍，8月15日，生态环境部、公安部、最高人民检察院联合对11起重点排污单位自动监测数据弄虚作假污染环境案件进行挂牌督办。11起案件涉及9个省份的几十家企业，既有排污单位，也有第三方运维单位。其中3起涉气案件，8起涉水案件。截至目前，2起案件已进行至检察院公诉阶段，3起案件已结束公安侦查正提请检察院审查起诉，另外6起案件公安机关已立案侦查。刘友宾表示，本次挂牌督办的11起案件只是今年来三部门联合开展“两打”行动中查办的部分典型案件。2023年上半年，全国生态环境部门共查处涉危险废物和涉自动监测数据违法案件1622起，向公安机关移送涉嫌犯罪案件596起。其中，查办自动监测数据弄虚作假环境违法案件593起，向公安机关移送涉嫌犯罪案件206起。在海洋生态环境保护执法方面，中国海警局新闻发言人刘德军介绍，今年以来，查获非法开采运输海砂案件67起，查扣海砂34万吨，案件数量大幅下降，来自重点海域的案件已经降到个位数，盗采海砂高发势头得到有效遏制。严厉打击非法倾废，今年以来查获非法倾废案件58起，同比增加26%。今年以来，检查各类海洋生态环境保护对象6657个(次)，同比增加45%，检查各类船舶1.7万余艘(次)，同比增加31%。2022年一类水质海域面积占管辖海域面积的97.4%生态环境部海洋生态环境司副司长胡松琴介绍，通过各方共同努力，我国海洋生态环境状况总体稳中趋好，主要体现在几个方面：一是海水水质整体持续向好，2022年一类水质海域面积占管辖海域面积的97.4%，总体保持稳定；二是近岸海域水质优良(一、二类)面积比例为81.9%，同比上升0.6个百分点；三是海洋生态系统健康状况总体改善，自2021年以来已消除“不健康”状态。胡松琴表示，美丽海湾建设治理成效逐步显现。根据2022年近岸海域水质监测评价结果，全国283个海湾中，有144个海湾水质优良面积比例超过85%，有90个海湾水质优良面积比例较2021年提升。在重点海域综合治理方面，胡松琴介绍，经过各方协同作战、合力攻坚，重点海域综合治理取得了积极成效。2022年渤海、长江口-杭州湾、珠江口邻近海域三大重点海域优良水质面积比例平均值为63.0%，同比上升0.5个百分点；红树林等典型海洋生态系统多样性、稳定性、持续性不断提升。同时，也应当看到，重点海域环境质量改善成效不平衡、不稳固，还需持续发力、久久为功。第三次海洋污染基线调查于2023年全面开展今年5月份，生态环境部启动第三次海洋污染基线调查工作。国家海洋环境监测中心主任王菊英介绍，第三次海洋污染基线调查于2023年全面开展，计划于2025年完成全面调查和评估工作。王菊英表示，此次调查按照“摸清家底、发现问题、分析原因、提出对策”总体思路，以全国近岸海域和283个海湾为重点，以摸清我国管辖海域各类污染物本底、各海湾生态环境状况和人类活动影响等为主要目标，全面掌握海洋生态环境基本状况和变化趋势，为新时期准确分析研判海洋生态环境保护面临的突出问题和环境风险、实施有针对性的政策措施、制定中长期规划目标任务，实现精准、科学、依法治污等提供重要的基础信息和决策依据。王菊英介绍，我国在1976年和1996年分别开展了第一次和第二次全国海洋污染基线调查，第三次海洋污染基线调查充分借鉴了前两次基线调查的经验，同时结合新形势新要求，突出了四个“更加注重”：调查范围更加注重近岸海域和283个海湾；调查手段更加注重采用卫星遥感、无人机航拍等高新技术；调查指标更加注重传统污染物和新污染物统筹；调查内容更加注重海岸线环境压力和生态影响调查等。王菊英表示，截至目前，春季调查采样和样品分析工作圆满完成；夏季调查外业工作也全部完成；已获取我国近岸海域754个点位的调查数据，约4.3万个。

红外热成像技术通过探测物体自身所发出来的远场红外辐射从而感知表面温度，在军事、民航、安防监控及工业制造等重要领域有着广泛应用。但由于光学衍射极限的限制，红外热成像的分辨率通常在微米尺度及以上，因此无法用于观测纳米尺度的物体。近几年，我们开发了红外被动近场显微成像技术，通过探测物体表面的近场辐射从而极大地突破红外衍射极限限制，将红外温度探测及成像从传统的微米尺度拓展到了纳米尺度。本文将介绍红外被动近场显微成像技术的基本原理，以及基于此可实现的物体表面近场辐射探测与红外超分辨温度成像研究。近场辐射我们首先从黑体辐射的本源入手。如图1（a）所示，绝大多数物体内部都包含大量带正电荷和负电荷的粒子，这些带电粒子永远不会静止不动，而是一直处于随机扰动状态（热运动）。我们所熟知的热辐射就源自物体内部的这种带电粒子热运动，辐射特征可由普朗克黑体辐射定律描述。但鲜为人知的是，物体内的电荷扰动不仅在距离物体辐射波长尺度以外的区域产生红外热辐射（远场辐射），而且在物体近表面处会生成一种能量密度极高的表面扰动电磁波（以倏逝波形式存在），可称之近场辐射。理论很早就预言了这种表面电磁波（近场辐射）的存在，并发现针对远场辐射所建立的认知及规律（如普朗克辐射定律等）将不再适用于近场辐射，但相关实验研究由于探测难度极高而一直未有明显突破。2009年，美国麻省理工学院和法国CNRS的研究组取得重要进展，先后在实验上验证了纳米尺度下近场辐射热传输效率可远超黑体辐射极限。尽管该实验验证了物体表面近场倏逝波的存在，但相关物理现象仍然缺少更直接的实验手段对其进行更进一步的研究。图1 物体表面存在的近场辐射及其探测方式 （a）物体表面存在的远场辐射及近场辐射；探针调制技术：（b）当探针远离样品时不会散射物体表面的近场倏逝波、（c）当探针靠近物体近表面时可以散射近场倏逝波；（d）红外被动近场显微镜（SNoiM）的示意图红外被动近场显微镜（SNoiM）的实验原理及其应用SNoiM技术的实验原理物体表面的近场辐射由于其倏逝波特性（即强度随着远离物体表面急剧衰退）而难以探测。在SNoiM中，利用扫描探针技术有效地解决了这一问题。如图1（b）所示，当不引入纳米探针（或探针远离物体表面）时，物体近表面的近场倏逝波无法被探测，该显微镜工作于传统红外热成像模式，即仅获得其远场辐射信号。SNoiM技术的关键是，将探针靠近样品近表面（比如10 nm以内），近场倏逝波可以被针尖有效散射出来。该探测模式下，探测器所获取的样品信号中同时存在近场和远场分量。因此，通过控制探针至物体表面的间距，即可获得近场、远场混合信号（ 100 nm或撤去探针，称为远场模式）。最终，利用探针高度调制及解调技术即可从远场背景中提取物体的近场信息。图1（d）展示了SNoiM系统探测近场信号的示意图。探针所散射的近场信号首先由一个高数值孔径的红外物镜进行收集。但在该过程中，无法消除来自环境、被测物体及仪器自身的远场辐射信号，它们随近场信号一同被红外物镜收集，导致被测物体微弱的近场信号湮没于巨大的远场背景辐射之中。为了最大程度降低远场背景信号，研究人员在红外物镜上方设计了一个孔径极小的共焦孔（约100 μm），通过此共焦结构可以缩小收集的光斑，有效抑制背景辐射信号。然而，即使是这样，是否有足够灵敏的红外探测器能够检测到纳米探针所散射的微弱近场信号也是一大难点。为此，本团队研发了一款超高灵敏度红外探测器，攻克了这一技术壁垒。图2（a）展示了首套SNoiM设备实物图。其中，金色圆柱腔体为低温杜瓦，内部搭载了自主研制的超高灵敏度红外探测器（CSIP）及一些低温光学组件；白色方框内为实验室内组装的基于音叉的原子力显微镜（AFM）、红外收集物镜及样品台区域，具体细节参照图2（b）、（c）。红外近场图像的空间分辨率不再受探测波长限制，而是由探针尖端尺寸决定。如图2（b）中插图所示，通过电化学腐蚀方法，可制备出形貌优良的金属（钨）纳米探针，其中，针尖直径可小至100 nm以内。图2 红外被动近场显微镜SNoiM的实物图（a）　红外被动近场显微镜SNoiM的实物图，其中搭载了超高灵敏度红外探测器；（b）AFM及红外收集物镜；插图为通过电化学腐蚀制备的金属（钨）纳米探针；（c）探针与样品的显微照片基于SNoiM的超分辨红外成像研究利用SNoiM技术探测物体表面的近场辐射可极大突破红外衍射极限，实现超分辨红外成像。首先以亚波长金属结构的成像结果为例进行展示。图3（a）为Au薄膜样品在普通光学显微镜下所拍摄的图像。其中，亮金色区域为Au薄膜（约50 nm厚），其他区域为SiO2衬底。使用SNoiM系统可同时获取该样品的远场和近场红外图像（获取远场图像时只需将探针挪离样品表面）。如图3（b）所示，由于成像波长较长（ ~ 14 μm），远场红外图像的分辨率远不如普通光学显微图像。比如，Au与衬底（SiO2）的边界无法清晰区分以及中间细小金属条状结构无法识别等（图中黑色虚线所示）。然而，在相同探测波长下，如图3（c）所示的近场红外图像则展现了超高的空间分辨率，其图像清晰度可完全与普通光学显微镜所获取的图像相比拟。为了进一步理清上述三种显微成像技术的区别，图3示意图中给出了探测到的信号来源：对于光学显微图像，其信号来自于可见光的反射。由于金属的反射能力较强，因而Au上的信号远比SiO2强。可见光波长范围为400~760 nm，因而光学显微镜可清晰分辨该样品表面的细微结构。远场红外成像不依赖于外界光源照射，直接通过红外物镜收集物体自身所发射出来的辐射信号，并对其进行成像。在探测波长为14μm情况下，受衍射极限的限制，系统的实际空间分辨率也只有约14μm。近场红外成像则检测探针尖端所散射的样品表面近场辐射信号，因此不受远场光学衍射极限限制，可获得超分辨红外图像（图3c）。图3 样品Au（SiO2衬底）的几种显微图像及成像原理示意图：（a）光学显微、（b）远场红外和（c）近场红外另外，值得注意的一点是，图3（c）所示的红外近场图像不仅仅在分辨率上有所提高，而且在金属与衬底的信号强度对比上出现了明显反转（由远场切换至近场后，Au由弱信号方（蓝色）转变为强信号方（红色））。针对上述现象的解释如下：远场成像时，Au是高反射物体，因此吸收红外光的能力极弱，根据基尔霍夫定律，则其红外发射率也很低。因而远场红外成像中其信号弱于衬底SiO2；而在近场成像中，室温金属（Au）中的自由电子存在剧烈的热运动（热噪声），从而在金属表面产生极强的表面电磁波，因而Au上的信号远强于SiO2。由此可见，SNoiM技术不仅突破了红外衍射极限限制，而且能够检测远场显微镜所无法探测的物理过程。基于SNoiM的微观载流子输运及能量耗散可视化研究基于SNoiM技术的另一项创新与突破在于纳米尺度下通电器件中微观载流子输运及局域能量耗散的直接可视化。值得指出，SNoiM所检测的近场辐射信号来自于物体近表面的传导电子，因此其成像结果所反映的是物体表面的局域电子温度（Te）。目前仅SNoiM技术可实现纳米尺度下电子温度分布的直接成像。下面将以通电微小金属线（NiCr合金）为例进行说明。图4（a）为NiCr金属线的光学显微图像（上）及其通电后的红外远场热图像（下）。红外远场成像检测通电器件的远场辐射，从而估算出器件的表面温度。比如，器件中心处出现明显热斑，该处温度最高，表明电流流经微小弯曲金属线时能量耗散最大。而受衍射极限限制，远场红外热成像无法分辨微小金属线（宽度约3.3 μm）上不同区域的温度分布，因此无法有效反映微观尺度上载流子的能量耗散特性。与之相比，近场红外热成像则可清晰展示器件中心区域微观载流子的输运及能量耗散行为。如图4（b）所示，当电流经过器件凹形弯折区时，近场红外热成像下，该区域内存在极其不均匀的温度分布，而且在凹形内侧出现显著热斑。该现象表明，通电NiCr器件的凹形区内存在非均匀局部焦耳热，且内侧区域电子能量耗散最大，这是由于电流的拥挤效应所造成的。此外，该温度分布图像似乎表明，通电时，载流子倾向于避开直角拐角处，并趋于沿着U形路径分布。为验证这一猜想，该实验进一步设计了中心区域呈U形弯折的通电NiCr金属线，并对其进行了近场红外热成像表征。图4（c）显示，U形区域温度均匀分布，无明显局域热斑，这表明载流子倾向于沿着U形路径均匀输运。基于SNoiM纳米热分析研究而提出的新设计大大缓解了电流拥挤效应可能对器件造成的局部热损伤，具有重要的指导意义。图4 NiCr金属线在不同测试模式下的红外热成像结果：（a）通电金属线显微图像及远场热成像；器件弯折区域分别为（b）凹形、（c）U形的扫描电镜图像及超分辨红外近场热成像

红外光谱仪是药物研究及生产必备的分析仪器之一，而粉末压片几乎是每个测试人员的必备技能。尽管压片工作看起来简单重复且没有太多的技术含量，但是想要采集到一张能够与药典标准红外谱图相媲美的谱图数据却并不是一件轻松的事情。2023 年 10 月，中国药典《药品红外光谱集》（2023 年版）正式发布。安捷伦技术人员经过多年的工作经验的积累，将通过红外谱图评价标准、红外实验室基本要求、仪器准备、粉末压片标准工作流程、粉末压片制样过程注意事项以及谱图常见问题解析等六个方面对标准红外谱图采集流程进行详细介绍。红外谱图评价标准高质量红外光谱图通常需要满足以下条件：基线平直且纵坐标在 85-100%T 之间最强吸收峰纵坐标在 5-15%T 之间在 2200-2400 cm-1 处没有 CO2 吸收峰干扰在 3400 cm-1 及 1600 cm-1 附近区域没有水峰干扰光谱信噪比好且谱线平滑下图为使用 Cary630 FTIR 光谱仪采集的盐酸法舒地尔标准红外光谱图。图 1. Cary630 FTIR 光谱仪采集的盐酸法舒地尔标准红外光谱图红外实验室基本要求使用红外光谱仪的用户实验室应具备以下条件：实验室温度控制在 25℃ 左右，湿度控制在 50% 以下，并保证日常恒温恒湿要求用于仪器波数准确度及光度精度验证的标准聚苯乙烯（PS）薄膜储备溴化钾、氯化钾及石蜡油等常规试剂，并放置在干燥皿内备用用于样品压片制备过程中的红外烘烤灯红外压片机、模具及配套的压片工具仪器准备安捷伦 Cary630 FTIR 光谱仪体积小巧、性能稳定，且满足《中国药典》对红外光谱仪的所有指标要求。仪器采用主机与附件分体式的设计，用户可根据测试需求及样品类型选择合适的附件。药物粉末压片测试时，可选择主机搭配透射样品仓附件实现 400-4000 cm-1 范围内红外谱图的采集。仪器软件为符合 21 CFR Part11 法规要求的 MicroLab PC 软件，为药物研发及药物质控实验室提供最安全的数据完整性保证。粉末压片时，测试条件如下：仪器分辨率：2 cm-1波长范围：400-4000 cm-1扫描次数：32 次药物粉末压片标准工作流程取 1-2 mg 样品与 100-200 mg 干燥后的溴化钾粉末（取决于药物红外吸收的强弱特性，二者比例可适当调整）放入玛瑙研钵中混合研磨，直至得到均匀、超细的颗粒。组装压片磨具，将底部压头光面朝上放入模具中。将样品缓慢加入模具中并使其均匀地散布在底面压头上。把上压头光面向下放入模具，压上压杆。将模具放入压片机中压制，压力调整到 20 MPa 左右，保持 1-2 min。转动卸压阀，缓慢卸掉压力并取出模具。用压头反向取出片子并检查片子的均匀程度和透明度。将样品放入样品支架并置于样品仓内进行测量。粉末压片制样过程注意事项为了能够获得效果良好的谱图，注意事项总结如下：1溴化钾及氯化钾粉末易吸水，日常应放置在干燥皿中保存。使用前须在 120℃（或 150℃）干燥箱中恒温干燥 2 小时以上。2为避免颗粒散射造成的基线倾斜问题，样品及试剂颗粒应进行充分研磨至 2.5um 以下，以研磨过程中粉末不再有颗粒感为宜。3如样品和试剂在研磨过程中发生离子交换，则需要更换试剂类型或改用糊法进行测试。4如果压出的片子易碎，请确认是否与加入粉末太少、压力过大或压力保持时间太长有关，可通过增加粉末体积或降低压力等方式来避免这种情况。5如果片子与模具粘合在一起、脱模困难，需要确认是否由样品易吸水或比较粘稠的特性引起。若是样品特性原因，可适当减少样品加入量；若是室内湿度过大或模具未清洗干净引起，可降低室内湿度或在红外烘烤灯下制备样品以及深度清洗模具等来优化。谱图常见问题解析获得红外谱图后，分析谱图可发现制样过程中存在的问题并优化制样过程。经常遇到的几种情况分别为：1加入样品量不合适谱图吸收峰的强弱，可判断加入的样品量的多少。如图 2 所示，光谱 1 中所有峰为尖峰，但吸收峰强度较弱，可判定为加入样品量不足；光谱 2 中多个峰平顶饱和，可判定为加入样品量过多。根据峰强度的强与弱，可通过减少或者增加样品加入量来优化。图 2. 光谱 1 中加入样品量太少，吸收较弱；光谱 2 中加入样品量太多，峰饱和2基线倾斜透过率光谱越高波数越向下倾斜，如图 3 所示。通常是样品与试剂研磨不充分，光在样品上发生散射造成的。图 3. 研磨不充分样品谱图对比如图 4 所示，分别制备不同颗粒粒度样品的溴化钾压片并采集红外谱图。从图中可以看出，随着颗粒粒径减小，透射谱图基线的倾斜问题得到明显改善。图 4. 不同颗粒粒度样品的溴化钾压片谱图3样品与试剂发生离子交换在样品压片过程中，试剂与样品可能发生离子交换。如一些有机盐，可选择更换试剂类型或者采用糊法的方式来避免。以盐酸氯酯醒为例，如使用 KBr 作为研磨试剂，则会发生离子交换导致谱图发生变化，此时可选用 KCl 为研磨试剂进行压片。如图 5 所示，可以看到分别使用两种试剂压片后的谱图差异。图 5. 分别使用 KBr 及 KCl 作为研磨试剂进行盐酸氯酯醒压片后采集的红外谱图4二氧化碳干扰峰影响用户经常会发现在 2200-2400 cm-1 处出现杂峰，这主要是因为空气中二氧化碳浓度变化引起的，如图 6 所示。从图中可见，此特征峰有时为正峰，有时候为倒峰，造成这种差异的原因是扫描背景谱图与扫描样品谱图时环境中二氧化碳的浓度发生了变化。所以在进行红外谱图采集的过程中，工作人员应尽量避免对着样品仓的位置呼气，同时要尽量降低背景与样品扫描的时间差。图 6. 二氧化碳对光谱影响示意图结 语以上经验总结，希望能够对日常工作中需要使用红外光谱仪的用户带来一些启发。通过对工作细节的优化，能够轻松获得一张可与药典中标准红外谱图相媲美的结果。如果您对安捷伦 Cary630 FTIR 红外光谱仪感兴趣的话，可通过点击以下链接获取相关资料。https://www.agilent.com/cs/library/technicaloverviews/public/te-cary630-material-id-5994-4992zh-cn-agilent.pdf

天津工业大学化学工程与技术学院 凌梦旋 张容玲 （指导教师：卞希慧） 在中国共产党第二十届全国人民代表大会召开之际，为期三天的全国第九届近红外光谱学术会议于2022年10月20日正式拉开帷幕。疫情无情人有情，虽然此次会议由于疫情影响不得不在线上召开，但依然抵挡不住广大科研学者探求知识的热情。此次会议共安排了80多个报告，共计3000余人参会。报告者分享了近红外光谱分析领域的最新进展及成果，包含近红外光谱技术中化学计量学方法研究、近红外光谱技术在农业食品、疾病筛查、生物制药、环境、石油化工等领域的应用以及多种近红外光谱仪的研究进展。会议伊始，由北京化工大学袁洪福教授发表致辞，并由中国仪器仪表学会近红外光谱分会秘书长褚小立颁发第四届陆婉珍近红外光谱的贡献奖、科技奖以及青年奖。徐可欣、杨辉华教授获得陆婉珍近红外光谱贡献奖；王家俊教授级高级工程师获得陆婉珍近红外光谱科技奖；兰树明、李江波、李连、云永欢、杨敏博士获得陆婉珍近红外光谱青年奖。褚小立教授分别介绍了12位获奖人的研究贡献。相信在“陆婉珍近红外光谱奖”的激励下，更多的学者会投入到近红外技术的研发和应用中，让近红外光谱仪更加小巧智能，近红外光谱技术的应用遍地开花。为期三天的会议，南开大学邵学广教授、云南中烟工业有限责任公司王家俊高级工程师、华东理工大学杜一平教授、暨南大学潘涛教授等数十位专家分享了最新的研究进展。从科研到应用，从技术到方法，从硬件到软件，涵盖了近红外光谱的方方面面。以下是参加全国第九届近红外光谱学术会议心得体会：化学计量学方法是近红外光谱分析的核心本次会议中，多位专家对于近红外光谱中化学计量学中的建模方法、预处理方法、变量选择方法、模型转移方法等进行了探讨。南开大学邵学广教授对近红外光谱中化学计量学方法的建模流程及相关问题进行了分享。他强调在建模时，数据集质量是最重要的，要选择准确、分布合理的参考值和光谱，选择具有代表性的建模样本和外部验证集。同时，也介绍了多种模型优化的方法，但需要选择合适的一种，否则会产生过拟合现象。最后邵学广教授还介绍了课题组最近基于自动编码器的深度学习方法在近红外光谱建模中的研究，提出使用自动编码器技术可以实现不同仪器光谱的建模。云南中烟工业有限责任公司的王家俊高级工程师根据自身从事近红外光谱分析技术20年来的实践经验，从近红外光谱定量分析与标准、近红外光谱分析网络化与数据挖掘应用、天然样品高质量光谱的测量与参考数据测定、化学计量学方法的应用以及模型的应用与维护5个方面进行分享，为广大青年学者从事近红外光谱研究提供了扎实的基础知识，帮助他们少走很多弯路。华东理工大学的杜一平教授从样品中浓度相关性的角度探讨了近红外光谱模型的本质，通过3个实验得出浓度相关性越强，隐变量数越低，模型预测能力越好。在解吸过程中和栀子提取过程中组分浓度相关性对近红外光谱定量分析模型也有影响，进一步说明了当样品中存在与被测组分具有相关性的组分时，可以“借助”这种关系进而提高模型的性能，值得注意的是当样品组成改变时，相关性组分对模型的影响可能影响到模型的预测精度，因此要关注模型更新。建模是复杂样品定性定量分析的核心步骤。多模型建模是建模方法的发展趋势。温州大学陈孝敬教授针对PLS存在的局限性提出了偏最小二乘模型泛化算法（GACR）来优化子空间构建过程；同时，为建立更好的鲁棒性去除奇异点，提出了结合最小截断二乘思想的偏最小二乘模型（PLTS）和基于最小无穷范数的偏最小二乘模型（PLMS）；还提出了一种基于偏最小二乘模型的影响函数（IFSIMPLS）来应对函数无法应用于高维数据的问题。天津工业大学卞希慧副教授课题组发展了基于变量方向、基于样品方向、双集成以及分解集成多种集成建模方法。其研究生吴德云提出了基于变分模态分解的-权重多尺度支持向量回归方法并用于调和油和中药掺假的定量分析。另外近红外光谱容易收到噪声、背景、杂散光的影响，信号处理也是建模过程中必不可少的一部分。对于光谱存在的噪声问题，卞希慧课题组运用了希尔伯特黄变换（HHT）、局部均值分解（LMD）、变分模态分解（VMD）等去噪方法。其研究生石梓彤通过两个仿真信号和实测拉曼光谱信号，将VMD方法在信噪比方面与EMD方法进行比较，验证了VMD去噪方法的可行性；研究生凌梦旋针对噪声分布不均匀的近红外光谱，提出分段镜像扩展局部均值分解（PME-LMD）方法，通过仿真信号、中药近红外光谱和啤酒近红外光谱数据，将PME-LMD方法与SG平滑、DWT去噪、EMD去噪和全谱LMD去噪进行比较来验证该方法的有效性。基线漂移也是近红外光谱分析常见的问题，西安工业大学的张峰老师针对基线漂移提出了一种自动基线校正方法，该方法首先将光谱数据划分为吸收区域与非吸收区域，然后计算非吸收区域的均方根误差，并对自适应平滑参数惩罚最小二乘法中的惩罚因子进行优化选择，最后选择最优的惩罚因子进行基线校正，利用扫描获得的正丁烷光谱对其方法进行验证分析。近红外光谱选择合适的变量是复杂冗长的建模过程中的重点、也是难点。海南大学云永欢教授运用了多种变量选择方法如区间随机青蛙（iRF）、迭代保留有信息变量发（IRIV）、变量选择集群分析（VCPA）、基于PLS回归系数遗传算法变量选择方法（GA-PLS-LRC）、二步和三步联用的策略方法等，还系统性的总结了近二十年的变量选择方法。群体智能优化在变量选择中的运用尤其引起大家的关注。卞希慧老师总结了课题组近几年在光谱变量选择引入的萤火虫算法（FA）、灰狼优化算法（GWO）、鲸鱼优化算法（WOA）、蝴蝶优化算法（BOA）等群体智能优化算法。其硕士赵子贞优化了BOA的迭代次数并且改进了离散化函数，在最佳参数下对血液样品的胆固醇组分、生物样品的草酸组分含量进行测定。硕士张容玲针对WOA利用arctan函数对鲸鱼位置进行离散化，优化了WOA的迭代次数和鲸鱼数目。结果表明，采用预处理方法CWT与变量选择方法均显著提高了PLS定量分析六元调和油样品的预测性能，且CWT-WOA-PLS可以在变量数目最少的情况下提高预测精度。南京林业大学的研究生胡云超采用二进制蜻蜓算法（BDA）方法，针对小麦粉蛋白质近红外建模中校正集样品问题，在适应度函数构建中引入校正集信息，优化校正集样品的选择，提高模型预测的精度。在模型转移方面，华东理工大学的倪力军教授基于尺度不变特征变换（ SIFT）算法、光谱标准偏差（ SDSS ）与相关系数分析相结合的三步波长筛选方法，根据主机样品光谱筛选出具有独立性强、能良好体现不同样品间光谱的差异及光谱的特征波长。以玉米中的蛋白质和油脂以及烟叶总植物碱所建立的模型为例进行分析，得到了更 简洁 和稳健的模型。 杭州 谱育科技 发展有限公司 的 红外应用研究工程师查丽霞 通过分辨率控制和波数校准，自制在线FTIR气体分析仪基本可以实现模型传递，传递后的分析误差控制在2%F.S.的误差范围，列出了多套仪器的模型传递成功的应用结果，说明仪器具有较好一致性，可以大量减少重复性建模工作。当前，水光谱组学仍是一个研究热点，南开大学韩丽博士通过近红外光谱开展了水的氢键结构分析，充分利用水分子不同振动形式产生的近红外光谱信号来获得丰富的水结构信息。暨南大学的潘涛教授基于水光谱组学构建了一种多光程测量的多模态光谱融合建模方法，借鉴博弈论概率分析的思想提出了近红外光谱模式识别的一种模型补偿（Compensating）和投票（Voting）的策略。以血清乳腺癌与正常对照的二分类判别和饮用水三分类判别为例，进一步说明了模型融合方法取得明显优于单个模型的判别效果。山东大学的李连副研究员开展了以水为探针的无标记近红外光谱表征研究，通过利用氢键相互作用规律，揭示复杂体系下物质的关键分子的特异性识别、结构转化机制等，为近红外在溶液体系下的低含量物质表征提供新的分析策略。创和亿杯建模竞赛的获奖者分享获奖心得在邵老师的主持下，在创和亿杯建模竞赛中取得优异成绩的获奖者分享了他们的建模经验。南开大学的段潮舒博士分享她建模数据处理的全过程，数据集及质量考察是建模的首要步骤，清晰的建模流程对于稳健模型的建立也很有必要。针对类间差异很小的样本，多模型投票机制的PLS-DA有利于提高模型的预测能力，实现准确判别。华东交通大学的研究生朱明旺详细讲述了机器学习建模流程，主要包括数据收集、数据清洗、特征过程、模型建立和模型监控五大内容。西北大学的李茂刚博士针对甲醇汽油中甲醇含量的快速准确分析以及近红外光谱定量分析模型准确性的关键问题，借助变量选择WT-RF模型、Raman、近红外光谱与PLS的数据融合、模型转移WT-VIP-KDA-PLS等化学计量学策略建立了甲醇汽油中甲醇定量分析方法。同时邵学广教授也进一步建议以后的参赛者完善参赛文档的完整性，保证模型的可重复性，有利于建模技术的推广应用。近红外光谱的应用无处不在近红外光谱通过不同的专用测量附件，不需要任何的前处理，就可直接无损地对多种与我们生活息息相关的物品进行分析，例如农业、食品、疾病筛查、生物制药、矿物煤炭等。农业是人们生活的根本，近红外光谱技术在农业生产方面扮演重要角色。湖北省农业科学院果树茶叶研究所的王胜鹏通过近红外光谱技术结合BI-PLS算法和GA-PLS算法分别筛选了建模的特征光谱区间和特征光谱数据点，准确地预测外部位置样品的品质得分，实现了远安黄茶品质的快速无损鉴别。在云、贵、川等省市，烟草是主要的地方财政经济来源，广大农民也依靠种植烟草为生。云南中烟工业有限责任公司技术中心的高级工程师刘泽采用WOA优化SVM参数的模式分类方法，建立了一种快速有效识别烤烟产地的方法。红云红河（烟草）集团有限责任公司的助理工程师郑博文采集工业分级前后的烟叶近红外光谱，然后再将经过预处理后的光谱进行PCA分析，发现工业分级后的烟叶样品具有良好的一致性和质量稳定性。此外，本次会议中多位老师还介绍了近红外光谱技术在饲料、土壤、水稻种子等方面的应用。俗话说“人是铁饭是钢，一顿不吃饿的慌”。近红外光谱在对食品方面的定性、定量分析也独具优势。近红外光谱能够对苹果、梨、柑橘等10余种水果进行质量检测。湖北省农业科学院的李江波研究员建立了水果内部光传输特性分析系统，提出了多因子融合建模分析测定水果内部质量检测方法。湖南农业大学的李跑副教授利用光栅近红外光谱仪和化学计量学方法评价了近红外漫反射光对果皮的穿透能力。发现变量筛选以及模型的优化可在一定程度上实现隐藏在果皮内部品质信息的提取并且利用化学计量学方法可以消除光谱中的干扰。酒品的成分及其含量对某一个品牌是具有专一性，是保持该品牌质量稳定以及区别于其他品牌的关键，近红外光谱可以对不同产地、不同品牌、不同香型的白酒进行鉴别分析，还可测定酒的年份。四川轻化工大学宗绪岩副教授采用不同的光谱技术对白酒中不同成分进行检测，最后实现白酒年份的鉴别。酒醅是酿酒发酵的主体，成分非常复杂。四川长虹电器股份有限公司的工程师刘浩将长虹微型化近红外光谱仪采用四种光谱建模方式，从盲测、单模型预测以及集成预测对酒醅进行分析比较。桂林理工大学的陈华舟教授构建基于Levy飞行的神经网络(NN）优化模型，以提高鱼粉蛋白质近红外光谱定量模型的预测精度 并指出可尝试在物联网分布式节点联合分析中进行应用转化。另外福斯华（北京）科贸有限公司的专家杨海龙，温州大学的教师黄光等多位专家学者在肉类、制糖业、奶粉掺假，牛奶乳制品检测、花生冻伤检测等方面也有深入研究。古人云：“一粥一饭，当思来处不易；半丝半缕，恒念物力维艰”。穿衣和吃饭都是人类生活中必不可少的要素。近红外光谱技术不仅在食品质量控制方面发挥重要作用，在纺织品的智能鉴别中也彰显魅力。北京服装学院研究生王悦利用自主研发的在线近红外分选装置采集光谱并采用8种预处理方法及其组合对光谱进行预处理并建立深度卷积神经网络模式识别，验证了对光谱进行预处理能够提高模型识别准确率，为废旧纺织品的在线高校识别与自动分拣提供创新的技术与装备。由于近红外光谱技术可以实现生物体的在体非介入分析和检测，已成为临床医学上极具发展潜力的分析手段之一。韩国汉阳大学的Hoeil Chung教授通过采用二维异步(2T2D)相关分析和自编码器增强胆囊癌的鉴别能力，解决了目前基于图像的方法很难区分胆囊癌癌症和其他胆囊疾病的问题。南京航空航天大学的硕士尚慧采用反射式近红外光谱以及FTIR技术对结合机器学习，并利用PCA和Fisher判别分析（FDA）实现乳腺癌的识别以及早期诊断。中医药是中华民族的瑰宝，凝聚着祖辈几千年的健康养生理念和实践经验，然而，中药是一个成分众多、结构极其复杂的体系，近红外光谱技术凭借其快速、无损等优势，已成为中药检测的重要手段。山东大学李连研究员针对生产过程中光谱的稳定获取与预测，开发了集过滤、温控、消泡、取样于一体的药物提取预处理装置，并应用于小儿消积止咳口服液提取过程的模型建立与分析。不仅如此，多位学者也采用近红外光谱技术针对黄柏、灵芝孢子粉、五脉绿绒蒿、唐古特大黄、菊花、天麻、三七等中药材定性和定量分析。随着塑料在现代生活中的广泛应用，越来越多的塑料垃圾给环境生态带来了极大压力，尤其是微塑料的污染，是国际研究的热点。韩国汉阳大学的Hoeil Chung教授采用近红外光谱技术，以全氟化碳(PFC)作为微塑料捕获介质，聚乙烯(PE)颗粒作为研究模型，能够快速、简单的检测水中的微塑料含量。人类社会生产力的每一次进步，都伴随着一次矿产资源利用水平的巨大飞跃。近红外光谱技术能用于野外快速、准确地识别和分析矿物。西安建筑科技大学的杨敏高级工程师利用近近红外光谱技术对蚀变矿物的结构与化学成分信息展开研究，运用ASTER多光谱数据，以绿泥石矿物近红外吸收谱带位移机理为理论，说明近红外光谱技术能够对蚀变矿物的结构与化学成分进行分析。作为人类生产活动中两种最重要的能源，石油和煤炭的分析领域也引入了近红外光谱技术。瑞士万通的产品经理张闪闪实现了近红外快速分析油品和煤粉。对于煤粉建立了内水、灰分、挥发性、固定碳、硫分和低位热量的模型，采用R2和SEC对模型进行评估。在油品分析中，包括对汽油、柴油、航空煤油和润滑油等进行现场油品分析。中国矿业大学的博士研究生田军设计了一种煤炭水分含量智能测量系统，将微波频谱分析与距离加权k近邻(DW-kNN）算法相结合，实现了煤炭水分含量的快速无损测量。通过基于MD-ICM的异常值检测和消除，可以有效提高建模波谱数据的洁净度并提高煤炭水分含量预测结果的准确性。由于近红外光谱的发展之初就用于鸡蛋等复杂样品，因此人们对近红外光谱技术的应用开发主要集中在粮食、肉类、水果、中药、生物样品、石油、矿石等复杂样品上。而实际上如果是几种纯物质组成的混合物，近红外光谱结合化学计量学方法也一定可以实现其准确定量分析，如瑞士万通的张闪闪采用近红外光谱和偏最小二乘建立了由磷酸、硫酸、硝酸、氢氟酸组合的铜蚀刻液混酸的定量模型，并通过盲样测试实现了铜蚀刻液的准确定量。如果将近红外光谱用于化工行业中各种混合物的预测，将有很多用武之地。近红外光谱仪器新技术尽展风采近红外光谱仪器在小型化和微型化的道路上从未止步，车载台式、便携式、手持式和微型近红外光谱仪如雨后春笋般涌入人们的视野。西班牙科尔多瓦大学的Pérez-Marín教授将近红外光谱传感器用于食品质量、安全和真实性的问题，采用在线近红外光谱分析技术检测菠菜中硝酸盐含量以及西瓜糖分的检测，还采用便携式仪器在没有任何破坏或损坏样本的情况下对活体动物进行检测，展现了近红外传感器在未来发展占有重要地位，能够灵活实时分析。奥地利因斯布鲁克大学的Christian Wolfgang Huck教授介绍了小型化近红外传感器具有灵活分析的优点，能够进行现场对活体植物进行测量，确保作物在生长阶段的质量。同时，采用人工神经网络神经网络(ANN)等校正方法提高小型化近红外光谱仪的性能；采用二维相关光谱(2D-COS)提高了特定近红外波段中不同仪器之间观察到的相对灵敏度；以及采用近红外光谱的量子力学模拟增强了近红外光谱收集到的信息对小型化近红外传感器的优化。近些年，多家国内外仪器生产公司致力于开发近红外光谱仪的开发与应用。赛默飞世尔科技（中国）有限公司近红外经理周学秋介绍了公司开发的Antaris工业专用傅里叶变换近红外光谱仪，可以适用于恶劣的工业环境，而且性能稳定。珀金埃尔默公司研发了二极管阵列式近红外光谱仪，在线近红外光谱仪、傅里叶变换近红外光谱仪等多种近(中)红外产品并将其应用于农业食品、生物制药、石油化工等多种领域。奥谱天成光电有限公司研发的短波近红外光谱仪、近红外高光谱成像仪等多种仪器应用于农业与食品、遥感应用、光通讯与光纤传感等领域。合肥星月夜光技术应用研究所自主研发了国产领域配套近红外光谱仪与检测器件镀金积分球。四川威斯派克科技有限公司研发了AQuant智能建模软件，展现了其优异的建模和预测能力。本次会议的每位报告人都进行了精心准备，呈现出了最新的研究成果，促进了近红外技术的蓬勃发展。会议闭幕式上还评选了12位优秀青年报告奖，分别是中国林业科学研究院的潘玺、北京服装学院的王悦、南开大学的韩丽、山东大学的田伟路、武汉轻工大学的肖晓枫、天津中医药大学的吴思俊、中国科学院西北高原生物研究所的龙若兰、中国矿业大学的田军、暨南大学的池焜平、天津工业大学的凌梦旋、西北农林科技大学的杨可和北京工商大学的张倩。这将激励着越来越多的青年人投入到近红外光谱分析技术的研究及应用中来。我们期待在下一届全国近红外光谱会议，我们能够再次线下相聚，共话神奇的近红外技术。

HYPERION II是我们用于科研和开发的多功能傅立叶变换叶红外显微镜，具有灵活的附件，可以将红外激光成像（QCL）和傅立叶红外结合在一个仪器中。HYPERION II是红外显微镜领域的创新力量。它提供低至衍射极限的红外成像，并在ATR显微镜中设定基准。它首次将FT-IR和红外激光成像（ILIM）显微镜结合在一个设备中，提供了三种测量模式：透射、反射和ATR。HYPERION II 功能：μ-FT-IR 探测器的选择：宽，中，窄频段LN2-MCT，热电冷却 （TE） MCT。用于红外成像的焦平面阵列探测器（64 x 64 或 128 x 128 像素）；通过激光红外成像模块（ILIM，激光等级1）实现可选QCL；物镜选择：3.5x/15x/36x/74x IR、20x ATR、15x GIR、4x/40x VIS；光谱范围扩展 - 从近红外线 （NIR） 到远红外线（FIR）；光阑选择：手动刀口，孔径轮自动刀口。近红外的金属孔；附件和样品台的选择：宏程序红外成像配件、冷却/加热样品台、样品仓等；视觉/光学工具的选择：暗场照明、荧光照明、可见光偏振器、红外偏振器等。HYPERION II 提供：光谱和可见光图片的完美匹配。适用于任何测量模式（包括 ATR 成像）；突破衍射极限的高灵敏度 FT-IR 显微镜和焦平面阵列（FPA）检测器成像。首次通过（可选）红外激光成像模块（ILIM，激光等级1）将FT-IR和QCL技术结合起来。所有测量模式下的红外激光成像（ATR、透射、反射）。专利相干降低技术为非人为处理的激光成像测试，无灵敏度或速度损失。高成像速度：0.1 毫米2每秒 （FPA，全频谱）6.4 毫米2每秒（ILIM，单波数）可选的TE-MCT探测器，用于在无液氮的情况下进行高空间分辨率和灵敏度的红外显微镜检测。发射光谱功能和可选光谱范围扩展。HYPERION II 应用领域：生命科学|细胞成像药物发射率研究（例如 LED）失效和原因分析刑侦微塑料工业研发聚合物和塑料表面表征半导体

p 　　CHINA NEEDS NIR，NIR NEEDS CHINA ! 伴随着这句简短，却饱含深意的宣传词响彻在哥本哈根的第18届国际近红外光谱会议现场，中国成功获得ICNIRS 2021的主办权。2017年6月15日凌晨，消息传来，近红外圈内举国欢庆。而此时，我们想起了敬爱的梁逸曾先生，他再也听不到这热烈的欢声笑语了。早在2011年5月第15届国际近红外光谱大会在南非开普敦召开之时，中国专门组织了代表团赴南非参会，并申请该系列会议第17届会议的主办权。中国近红外光谱分会委派梁老师代表中国，宣讲中国的申办材料。虽然最终申办没有成功，但梁老师的演讲非常精彩，英文表达流畅，极富感召力，给与会者留下了极深刻的印象。为本次的成功申办奠定了坚实的基础，也积累了宝贵的经验。如果今天我们的梁老师依然健在，我们一同欢庆胜利该多好啊！ br/ /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/a6850484-e3a6-43d2-803a-3378c2ca9792.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 2011年梁逸曾先生参加在南非开普敦召开的第15届国际近红外光谱大会 /strong /p p 　　近红外需要化学计量学，化学计量学也需要近红外！就是这样简单的相关关系，决定了梁老师课题组与近红外光谱必然的不解之缘！ /p p 　　我们课题组（梁逸曾课题组）真正涉足近红外光谱领域，是从与云南红河卷烟厂王家俊老师的合作开始的。2003年，王家俊老师通过湖南师范大学的杨家红博士认识了梁老师，并合作开展光谱指纹图谱和色谱指纹图谱技术进行烤烟、香精香料和卷烟纸等质量控制方面的研究。当时梁老师安排研究生袁大林和范伟针对烟草实际数据，开展近红外光谱的数据处理方法和模型转移算法的开发工作。2005年6月，梁老师、杨家红，与学生李博岩、曾仲大、易智彪、余雁等赴云南红河，与王家俊老师广泛深入地讨论了近红外光谱技术在烟草各个领域的应用前景，并探讨了化学计量学建模的技术问题。王老师还把他积累的2000多个烟草样本的近红外光谱数据拷贝给几位学生。从那时起到现在，这套数据一直发挥着重要作用。梁老师的在读和毕业的学生利用该数据研究了很多化学计量学新算法，发表了几十篇的学术论文。2005年，在《分析化学》杂志上发表了两家合作的第一篇文章：偏最小二乘法结合傅里叶变换近红外光谱同时测定卷烟焦油, 烟碱和一氧化碳的释放量。2006年6月28-30号，梁老师赴韩国参加“Japan-Korea joint symposium on Near Infrared Spectroscopy”，并做了“Near Infrared Spectroscopy and Chemometrics”的大会主题报告（KEYNOTE Lecture），标志着我们课题组已经正式涉足近红外光谱分析的研究工作。 /p p 　　2006年10月，在北京召开了全国第一届近红外光谱学术会议，梁老师参会并做了大会报告。还主动请缨筹办全国第二届近红外光谱学术会议。在梁老师的精心组织和课题组全体师生共同努力下，2008年11月19日至22日，第二届近红外光谱学术会议在长沙芙蓉华天大酒店成功召开。俞汝勤院士和陆婉珍院士担任大会主席，300余位国内外的专家学者及科技人士参加了该次会议，梁老师主持了开幕式。我国几乎所有从事近红外光谱研究和应用的主要学术带头人都参加了本次会议，梁老师还邀请了加拿大Phil Williams教授、日本Ozaki教授和美国Wei G. Hansen博士等国际知名人士参加会议，并做大会报告。本次会议论文集收录了论文120多篇，篇幅有830页之多。值得一提的是，与中国近红外光谱颇有渊源的华裔Wei G. Hansen博士，就是参加了本届近红外光谱学术会议之后，开始了解国内近红外光谱的学术研究工作和实际应用工作，后来为我国近红外光谱技术的国际交流发挥了巨大的贡献，2016年还获得了中国仪器仪表学会授予的国际交流贡献奖。在梁老师的推荐下，接下来的第三届近红外光谱学术会议，以及第二届亚洲近红外光谱学术会议由梁老师的学生杜一平教授在上海组织承办。到目前，全国近红外光谱学术会议共举办了六届，梁老师参加了前四届，2014年的北京会议和　　2016年的武汉会议，梁老师都因病缺席，但派了很多学生参加会议。除了国内会议，梁老师还参加了几届亚洲和国际近红外光谱会议。可以说梁逸曾先生，为我国和国际近红外光谱事业做出了杰出的贡献。2008年6月近红外光谱专委会成立，梁老师被聘为副主任委员，他积极参加学会组织的各项学术活动，而且还亲自为学会举办的近红外光谱研讨班上课。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/04faee1d-aaf6-4409-b9b8-546efa89fc4d.jpg" title=" 2.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 梁逸曾先生成功组织承办了全国第二届近红外光谱学术会议 /strong /p p 　　梁老师是恢复高考后第二年考入湖南大学的，1982年和1985年师从俞汝勤先生，攻读硕士和博士学位。从读博开始，梁老师就立志从事化学计量学事业，为此专门选修了数学系十多门数学课程。在课堂上，他经常向老师提问，引来数学系同学很多好奇的目光。1988年博士毕业后留校任讲师，1990年赴挪威Bergen大学化学系从事博士后研究，同时又获得了该校的哲学博士学位。在挪威的两年间，梁老师发表了20多篇的学术论文，在该校这个记录至今都没人打破。梁老师以其深厚的数学基础、突出的编程能力，以及强烈的工作热情，在化学计量学这块沃土上辛勤耕耘了几十年，取得了杰出的贡献。他是化学计量学的大家！在国内和国际近红外光谱领域，梁老师课题组以开发新算法的雄厚实力发展了很多新型算法，在异常点去除、光谱数据去噪、基线校正、变量选择、多元校正、模型转移等诸多方面解决了近红外光谱分析的很多难题。已被业内认可和广泛应用的代表性算法，包括许青松教授提出的蒙特卡洛交互检验MCCV（2001年），范伟博士提出的基于典型相关分析的模型转移算法CCA（2008），李洪东博士提出的竞争自适应重采样方法CARS（2009）及基于模型集群分析MPA策略开发的系列变量选择算法（2009），张志敏博士提出的自适应迭代重加权惩罚最小二乘算法airPLS（2010），曹东升博士提出的基于蒙特卡洛采样（MC）的奇异样本筛选方法（2010年），云永欢博士提出的迭代性保留有信息变量算法（2014）和变量组合分析算法（2015），邓百川博士提出的变量空间迭代收缩算法（2014），陈沃若硕士基于极限学习机提出了模型转移算法，等等。在梁老师课题组，有14位学生的硕士或博士论文与近红外光谱分析直接相关，发表的学术论文近百篇。 /p p 　　除了基于算法的理论研究外，梁老师课题组在近红外光谱的应用开发方面也做了大量工作。先后与红河烟草、湖南中烟合作开发烟草相关样品的近红外光谱分析工作，与广州纤维产品检测研究院开展纺织品近红外光谱快速识别的研究工作。梁老师认为仅有方法和算法的开发是远远不够的，还需要专用仪器和专用软件的开发，才能够将近红外光谱的应用真正推广出去。为达成这一目标，2012年9月梁老师牵头成立了长沙科硕仪器有限公司，于次年推出了具有完全自主知识产权的分子光谱化学计量学软件“Chemosolv”。其计算精度和国际知名的化学计量学通用软件CAMO Unscrambler相当，而在方法和功能上比Unscrambler更加强大。在专用仪器方面，梁老师主持了与B& amp WTEK、海洋光学等公司的合作，组建技术团队开展了专用机及专用数据库的开发工作。 /p p 　　梁逸曾教授在国际化学计量学界具有很高的威望和很强的影响力，多次主办国际和全国化学计量学相关学术会议。其中2015年在长沙举办的第15届国际化学计量学大会是该系列会议首次在亚洲举办，影响深远。会议代表来自俄罗斯、巴西、荷兰、法国、美国、韩国、日本、澳大利亚、德国、伊朗、泰国等20多个国家和地区，其中很多与会者都是从事近红外光谱的研究工作的，在会议各个主题中近红外光谱相关的研究占比最大。该次会议对于中国了解世界、世界了解中国起到了积极促进作用。在第16届国际化学计量学大会（西班牙巴塞罗那）上，梁逸曾教授获得本届“化学计量学终身成就奖”。该奖由国际化学计量学科学委员会组织评选、颁发，以表彰为国际化学计量学作出杰出贡献者。梁逸曾先生获得该奖项是对他一生对国际化学计量学巨大贡献的肯定。 /p p 　　梁老师于2016年10月14日，因病去世。化学计量学界失去了一位大家，近红外光谱领域失去了一位开拓者，所有认识梁老师的人们失去了一位可敬的长者、亲爱的老师、知心的朋友。虽然，梁老师已去，但他的音容笑貌从来没有离开我们，我们永远怀念他！ /p p 　　谨以此文深切缅怀敬爱的梁逸曾先生！ /p p （本文由杜一平执笔，梁老师的很多学生提供素材、给予帮助，包括袁大林、易伦朝、曾仲大、李博岩、范伟、云永欢、叶菲、张良晓等） /p

供水安全始终是我国经济社会发展的重要问题。疫情过后，水生态安全仍将是我国的长期战略，对我国社会的可持续发展、居民的身体健康等方面起到重要的支撑作用，我们认为国家仍将持续加大对水生态安全各方面（供水、污水、水环境）的基础设施建设力度和资本开支力度，水生态一体化、系统化的保护与治理工作也将持续推进。B1170红外光度测油仪是一款高精度的分析仪器，采用一体化光路系统，光路设计合理，信号强，信噪比高。采用铝合金铸造底座，经自然失效处理，外置电源，注塑外壳，美观大方，体积重量轻，在作为实验室仪器的同时也可以当便携仪器使用。仪器特点1、开关电源供电，电源范围宽2、独创的样品和参比池自动切换机构，精确定位、消除误差、使机械误差影响趋近于零3、余割方式进行波数精确定位扫描，使波数定位精度小于一个波数4、真正三波数，符合国际“HJ 637”不需要作标准曲线，只做一组校正系数5、模拟水中油成份，测定任意组份标油的误差小于百分之五，使仪器真正为实际水样服务6、设有专用餐饮油烟测量菜单，完全按国家饮食油烟排放标准GB18483测量饮食业油烟7、中文菜单操作，配有大屏幕液晶显示器8、不需标样定标，测量结果可以打印输出可脱离计算机单独使用9、可连接计算机系统操作，波数可以自由补偿定位10、既能定量测量，也能定性分析；谱图清晰，能够分辨出各种干扰物质技术参数波数扫描范围：3400cm-1～2400cm-1波数重复性：±1cm-1波数准确度：±1cm-1谱图分辨率：1 cm-1吸光度线性范围：0.0000～1.9999相关系数：r0.999（红外非分散方法）基本测量范围：0.02～800mg/L检出浓度：0.0001mg/L检出浓度：80000mg/L（稀释测量）检出限3SD：0.2mg/L基线漂移度：1%/4h不同配比测量误差：5%（配比不同比例混合烃模拟实际水样）电 源：220V±10V 50HZ±1HZ湿 度：80%温 度：5～35℃外形尺寸：500×250×150（mm）重 量：5.5kg

我于1985 年在四川大学化学系完成了化学学士后不久，当年年九月便赴美留学。1990 年我在美国波士顿大学获得博士学位。我的博士论文是关于共振增强拉曼及表面增强拉量曼的应用，虽不是近红外技术，但拉曼与近红外一样属于分子光谱学的这一大类学科。是毕业后的第一份工作让我首次接触到了近红外技术，到今天已有26年了。这26年我一直就专注于近红外仪器和应用方面的工作。有时真不敢相信自己己从事这个行业这么长的时间了。　　毕业后，我的第一个份工作在美国波士顿，是关于近红外光无损测量人体血糖的可行性。在这个项目中，我第一次按触到PLS和多元线性分析(MLR)算法。由于血糖中葡萄糖的念量很低，测得的近红处光谱，实际真正的葡萄糖吸收，受很多因素影响，如样品极小温度，仪器基线的小量变化，甚至因含葡萄含糖的样品与纯水样品的折射度的不同而引起测量信号的变化，都可能大于要测量的葡萄糖本身在近红外谱区的吸收信号。虽然这个项目不成功，但给我很好的机会学到近红外专业知识。如果项目是一个比较容易应用，那我能学到的东西便会少得多。　　1993年7月 年这个研究项目做完后，我也就失业了。于是开始找工作，当时美国经济不景气，好的稳定的工作很不好找。我还算幸运，不久便找到一个工作，虽然不是个满意的工作。直到1995 年布鲁克公司推出了傅里叶近红外专用仪，计划在北美打开市场，需要招聘一个近红外应用科学家。我便靠上面项目学倒的近红外知识去应聘，并得到工作。到了布鲁克公司，才知道他们那时在北美只卖了一台仪器，而美国公司没有人了解近红外应用市场在哪儿。我才意识到我的工作首先还不是应用科学家，帮销售人员做做售前售后的技术工作。要在公司生存下来，我先得跑销售发现应用并为公司开拓市场。前面已提到当时美国经济不景气，许多公司都没有新岗位召新人，布鲁克这个职位是我差不多两年找工作的过程中，唯一有回复的公司，虽然投了上百份工作申请书。所以我很珍惜这个机会，非常努力地工作。　　也许因为一半努力一半幸运，半年后我就有第一个客户。记得他是一个制药公司的质控管理人员，计划在原料交付口，用近红外做快速原料确认。因为近红外对他和他们公司是个新技术，他还专门请一名有名的近红外教授帮助综合调研那个厂家硬软件适合这个应用。这位教授问了我不少问题。当时对布鲁克软件背后还有不少不熟悉的地方，我当时还有些紧张，有些问题也答不上来。回答不了的问题，我也老老实实告诉他，我目前不知道答案，等我搞清楚后才回答他。事后又赶紧学习并请教公司德国专家，将答案都一一补给他了。我想这种认真负责的态度是赢得这家药厂的订单原因之一。后面的几个客户也是这样赢得的。慢慢地布鲁克的近红处也北美有了名气，销售人员也渐渐主动的推销近红外产品了。对于我个人，因为客户来自于各行各业的，我自己也得到了很多很好的机会接触到各种不同的应用，了解到现有仪器硬件和软件对某个应用需要一些改善的地方，并积极反遣给德国总部，不断完善公司的近红外产品线。在这个过程中，我集磊了不少近红外技术和应用知识。这对我为公司进一步开拓市场有很大的帮助。在这个过程中我自己也从最初级的近红外应用科学家，于在1998 年被提拔为近红外产品经理，又在2004 年提拔为负责全球布鲁克近红外产品线的副总裁，重点是北美和亚太市场。那时全公司开高层管理人员会议，我是参会的唯一的女性，唯一的亚洲人，唯一的中国人。这点我还是比较自豪。　　关于近四百台近红外药检项目，中国食品药品检定院(中检院)的胡昌勤老师和过去布鲁克的同事周学秋已在他们的故事讲到，我就不再在这里重复了。我在这里只想在这里提一点。胡昌勤老师文章中提到的惊险的车祸，我就是从那辆车里钻出来的三个人之一！为了完成任务，中检院和布鲁克公司都花了很多心血，做了大量的工作。我个人是这个项目布鲁克公司方面总技术负责人，并负责沟通协整个项目与美国总部和德国研发生产部门。从2003 年药检项目前期可行性调研到2007 年底，我与公司在中国，美国和德国的同事们和中检院胡老师、尹立辉和冯艳春等一起解决很多问题，终于成功地完成了这个项目。　　在这里我特别想提到是关于我与陆婉珍先生的一些故事。1996 年夏天我是在美国一个偶然的机会碰到了陆婉珍院士。陆院士听说我在美国做近红外工作，特意请我下次回国，与她的近红外小组交流交流的国内外的应用。这样我在97 年认识了袁洪福老师，那时褚小立还年青不在组里。后来我听陆院士在美国的女儿说: 老太太今年72 岁，这近红外是她想干的最后一件事。随后的二十年，直到她老人家去世的前两周，我常去拜访陆院士，与她交流近红外的最新进展及工作生活中遇到的困难和挑战。她每次都象慈母一样给了我很多建义和忠告，对我终身有益。最后一次谈话是她去世前二周，我们谈了一个多小时，老太太头脑非常清晰，认真仔细地听我讲述我创业的进展和遇到问题，帮我分析情况，给了我六条建议。因为老太太很精神，告别时我才认识我们足足谈了一个多小时，心里很内疚。告别时，她还邀请我下年一月我回国时，再交换意见。万万没没想到这一别，竞成了是永久一别。　　2011 年我离开了布鲁克，开始与我先生RichardJackson博士一起研发自己的傅里叶近红外仪器。2012 年陆院士邀请我回国参加就近红外为专题的香山会议，并在会议上介始我认识了当时中国仪器仪表协会的理事长闫成德先生。陆院士和闫局都鼓励我利用充分利用国内外的优势力量，做出稳定的、高一致性的产品。在创业的过程，我遇到了许许多多问题和困难，常向陆院士和闫局请教。每次都得到了他们耐心的指导和热情的鼓励。印象最深的是陆院士说要干这样大的一件事情，一定会遇到各种名样的问题，不要急，一步一步地来，一步一步向前推进，终会有结果的。现在我们的便携式傳立叶近红外仪器已成功研发出来并已开始在国内外销售。我感到欣慰的是陆院士生前看到了我们的仪器及测试结果。我与近红外的故事就先讲到这里。

仪器信息网讯 2022年4月25日下午， “鹰速巡迹 精准入微——赛默飞红外显微镜新品发布会”线上成功举办，全新傅里叶变换红外显微镜——Thermo Scientific™ Nicolet™ RaptIR™ 云端发布！仪器信息网独家直播并与超两千人次共同见证本次新品揭晓重要时刻。【文末彩蛋：发布会暖场视频】赛默飞光谱业务部市场专员孙琳达主持新品发布会赛默飞光谱业务部商务运营总监张翮致辞赛默飞光谱业务部商务运营总监张翮在致辞中表示，本次线上发布的全新Thermo Scientific™ Nicolet™ RaptIR™ 傅里叶变换红外显微镜是赛默飞Nicolet品牌下的重磅新品，Nicolet品牌诞生于1967年，是全球分子光谱客户认可的顶级品牌，赛默飞在中国开展分子光谱业务已有四十多年的历史，Nicolet分子光谱产品已遍及在中国一万多个实验室中，与中国客户建立了深厚的战略合作关系。此次推出的新品可以帮助客户在更大的视野范围内快速定位感兴趣的区域，同时提供更高分辨率的红外数据，RaptIR就如鹰眼，精准捕获目标。RaptIR可以应用在环境、制药、公安物证、文物保护和电子设备等不同领域。最后表示，希望本款RaptIR新产品，就如今天发布会的主题：鹰速巡迹、精准入微，全方位赋能客户的研究应用。新品揭幕 一睹真容（左：赛默飞光谱业务部商务运营总监张翮；右：赛默飞分子光谱产品经理华瑞）新品3D演示视频：分享人：赛默飞分子光谱产品经理华瑞分享报告：鹰速巡迹，精准入微：赛默飞最新RaptIR红外显微镜介绍接着，赛默飞分子光谱产品经理华瑞为大家详细分享了本次发布新品——赛默飞最新RaptIR红外显微镜的具体创新之处。赛默飞Nicolet品牌在分子光谱专业研究已有约55年历史，而Nicolet显微红外产品的发展则可以追溯到1983年，当时，Nicolet Spectra –Tech公司设计并制造出世界上第一台商用红外显微镜，随后不断推出系列红外显微镜明星产品。本次推出的RaptIR创新点可归结为：快速查找、更快地识别、提供微米级测量能力等。背后支撑的创新技术包括：采用全新光学设计，突破衍射性能极限（红外空间分辨率小于5微米）等；卓越的视觉表现，500万像素USB3摄像头，分辨率达1微米；适合更多样品类型，可容纳40mm高度样品，更多特殊附件等；显微专用Tip ATR，配备专属压力传感器、增加ATR 滑块传感器等；更好用的红外显微镜操纵杆；全新Paradigm软件等等。场外连线：赛默飞分子光谱应用专家辛明为大家云端零距离演示新品分享人：赛默飞分子光谱应用专家邓洁分享报告：Nicolet RaptIR FTIR显微镜应用概述最后，赛默飞分子光谱应用专家邓洁为大家分享了Nicolet RaptIR FTIR显微镜的应用领域与案例。傅里叶变换红外显微镜是一种结合了光学显微镜和FTIR光谱的技术，适用于微小样品和大样品微区检测，被广泛应用于制药、环境、异物检测/失效分析、公安刑侦、地矿/文博、高校科研等领域。报告主要分享了时下应用较多的几个典型领域：新型污染物-微塑料应用方面，RaptIR可以快速通过三步分析，获得环境微颗粒的颗粒报告等；制药行业应用方面，可用于关键领域的繁忙实验室、药品和包装材料的逆向工程、药物配方的开发和测试、生物制药分析等；异物分析应用方面，应用案例如击穿的器件的失效分析、显示器中的异物纤维等；公安刑侦应用方面可用于物证分析、文件分析、毒品药品分析等；地矿应用方面，如地矿侵蚀样品的研究、岩石薄片检测等；特殊定制应用方面，赛默飞可以针对不同应用进行电化学池、惰性气氛池、冷热变温台等特殊附件定制等。

以下文章来源于中国物理学会期刊网 ，作者陈耕 李传锋中国物理学会期刊网.中国物理学会期刊网(www.cpsjournals.cn)是我国最权威的物理学综合信息网站，有物理期刊集群、精品报告视频、热点专题网页、海内外新闻、学术讲座，会议展览培训、人物访谈等栏目，是为物理学习和工作者提供一站式信息服务的公众平台。|作者：陈耕1,2,† 李传锋1,2,††(1 中国科学技术大学 中国科学院量子信息重点实验室)(2 中国科学技术大学 合肥国家实验室)本文选自《物理》2023年第6期01理论背景不断提升测量精度是科学研究发展的一个源动力。科学技术发展到今天，很多里程碑式的进步都得益于测量精度的提升。一个众所周知的例子是2016年引力波的成功探测[1]，验证了爱因斯坦广义引对论的预言。然而从激光干涉引力波天文台(LIGO)建成到第一次探测到引力波整整花了17年时间，这是科学家们不断改进装置以提升探测精度的结果。最近科学家们在引力波探测中使用了量子压缩的光源，进一步提升了探测精度，使得现在几乎每周都可以观测到引力波。用新的原理方法、技术手段提高测量精度，本身就是自然科学研究的一个重要方向，我们称之为精密测量研究。科学界一般使用测量的不确定度Δ随所使用的测量资源N的下降速率来刻画一个测量系统的测量能力。经典方法能达到的极限是Δ随N的0.5次方成反比下降，也就是我们所称的标准量子极限(standard quantum limit)。需要注意的是，虽然名字中带有“量子”，但是这个下降速率是经典方法能达到的极限。如果能把测量中所有的技术噪声都压制到很低，从而使量子涨落成为主要噪声，就可以达到这个极限。但是在实际测量场景中，起主导作用的经常是各种技术噪声，这时放大信号提升信噪比是一个提升最终精度的有效途径。一个典型的方法是“弱测量”方法，它可以后选择(post-selection)出移动幅度最大的一小部分探针，从而将信号放大100倍甚至1000倍以上。中国科学技术大学研究团队使用了一种改进型的偏置弱测量方法，在放大信号的同时大幅降低了探测器的光电饱和效应，相比标准弱测量方法的探测精度又提升了一个数量级[2]。但是这种弱测量方法并不能超越标准量子极限，因为它本质上是经典光的干涉效应。02量子精密测量量子精密测量是最近十年来在量子信息研究中一个蓬勃发展的领域，旨在利用量子的方法和资源实现突破标准量子极限的测量精度。如前所述，引力波探测装置使用量子压缩光之后可以实现超过标准量子极限的测量精度，这充分证明了量子精密测量的可行性和重要性。那么一个对于量子力学本身的理解和实际测量精度都很重要的问题是：量子精密测量可以提供的精度极限在哪里？实际上对于这个问题，海森伯在1927年就给出了很好的答案，也就是海森伯不确定原理。它是量子力学的一个基本原理，根据这个原理给出的最高测量精度我们称之为海森伯极限：即测量的不确度Δ与N的1次方成反比下降。因此，量子精密测量的一个重要任务是发明新的方法和量子资源来逼近这个极限。光或原子的压缩态不可能达到这个极限，因为实际实验中压缩比总是有限的。一个原理上可以达到这个极限的方法是使用多体纠缠态，比如在量子信息中常使用的N00N态，它通常具有如下的形式：这个形式的物理理解为：N个粒子同时处于0状态，或者同时处于1状态，这两种可能性之间是量子相干叠加的。显然N个没有关联的个体不可能处于这样的状态，因为它们中每个都可能处于0或1态，造成总的状态有2N种可能。这样一种量子资源原则上可以实现海森伯极限的测量精度，但是一个现实的困难是，N很大的量子态很难确定性地产生。利用光子可以实现大约10个光子的纠缠，但是产生和探测效率都极低。即便可以确定性地产生和探测10光子纠缠，一个经典的激光脉冲可能含有1010以上的光子，即便取0.5次方的反比，不确定度也比10光子纠缠达到的1/10小4个数量级。因而现阶段使用N00N态进行精密测量只是原理上演示了一种潜在的优势，并不具有实际价值。2018年，来自于中国科学技术大学的研究团队发展了一种量子化的新型弱测量方法。这种方法用光子数的混态作为探针，以单光子的量子叠加性作为量子资源，实现了对单光子克尔效应反比于N的1次方的测量精度，反比系数约为6.2[3]。该工作的最好精度相当于使用N = 100000的N00N态可以达到的效果，并优于之前最好的经典方法[4]一个数量级。不久后，该团队又通过使用单光子投影测量代替混态探针，实现了逼近海森伯极限的测量精度，反比系数进一步降低到了1.2[5]。其最好精度相当于使用N = 1000000的N00N态可以达到的效果，并优于之前最好的经典方法[4]两个数量级。虽然是在一个特定的测量任务中进行的，但是这两个工作首次实现了在实际测量任务中达到海森伯极限并优于经典方法，充分展现了量子精密测量的优势。海森伯极限被学术界广泛认为是量子力学所允许的测量极限，是否有可能超越这个极限一直是学术上备受关注和存在争议的问题。2011年，Napolitano等人的一个工作声称超越了海森伯极限[6]，对光非线性系数测量达到反比于N的1.5次方的超海森伯极限。但是这个工作后来受到了广泛的置疑甚至是批评[7—9]，因为所使用的资源为光子通过原子团产生的经典非线性，其哈密顿量里已经含有了N的平方项。在以所使用的总能量作为规范化资源定义的前提下，这个工作甚至没有超过标准量子极限。03基于量子不定因果序的精密测量近些年来，一种新的量子结构，即量子不定因果序(indefinite causal order，ICO)引起了学术界极大的研究兴趣。量子力学显然允许一个粒子处于不同状态的量子叠加，比如光子可以处于不同偏振叠加态，原子可以处于不同能级的叠加态。事实上，量子力学还允许两个演化不同的时序之间的量子叠加，这点显然不同于经典世界的因果关系。在经典世界里，如果两个事情A和B之间存在关联，那么它们之间孰因孰果是确定的。如果A发生在B之前，那必然A是因B是果；反过来的话，就是B因A果。而在量子世界里，两个事件可以处于如图1所示的两个相反时序的量子叠加上，也就是说孰因孰果这个问题是不确定的。这样的系统状态可以表示为：图1 量子不定因果序的示意图。图中的薛定谔猫处在先过左边门后过右边门和先过右边门后过左边门这两种相反时序的量子叠加态这样一种新的量子结构已经被证明在各种量子信息过程中可以提供进一步的量子增强。比如降低量子计算问题中的复杂度，提升量子通信中通过信道的互信息量。尤其让大家感觉到意外的是，2020年香港大学的一个理论工作证明[10]，量子不确定因果序可以在精密测量中突破海森伯极限，达到前所未极的反比于N的2次方的超海森伯极限。这样一个理论突破考虑了由两组连续变量进行N次独立演化产生的几何相位A的测量，比如一个变量是坐标空间的本征值x，另外一个变量是动量空间的本征值p。传统确定因果序的方法在这样一个测量问题中最好的精度极限是海森伯极限，可以由如图2(a)所示的串行测量装置达到。如果把这样两组演化制备到两个相反时序的叠加上，如图2(b)所示，就可以获得一个随着N2A增加的总体相位，也就是获得了指数加速的能力，从而对几何相位的估计可以达到反比于N2的精度，也就是超海森伯极限。图2 (a)确定性因果序方法通过分别测量x的N 步演化和p 的N步演化来估计两种演化产生的几何相位；(b)两组演化可以制备到两种相反时序的量子叠加上，两种时序如图中的蓝色和橙色线路所示；(c)实验结果(黑色方点)证明量子不定因果序方法可以达到超海森伯极限精度(红线)，并优于确定因果序方法能达到的最好精度(蓝色虚线)这样一个结果在实验实现上遇到了很大的困难，因为它同时涉及到了离散变量和连续变量体系，并且需要将这两种体系纠缠起来，也就是利用离散的量子比特状态去控制两组连续变量的演化时序。量子信息方案中的离散变量体系无法实现连续变量的演化，而连续变量体系无法把两组演化制备到两个相反时序的量子叠加上。中国科学技术大学的团队通过构造一种全新的杂化(hybrid)装置实现了这样一个量子结构[11]，用光子的偏振状态来控制光子横向模式的位置和动量的演化。他们用特制的光学元件精准实现了这两个连续变量的多步微小演化，在一个接近1 m长的马赫—曾德尔(MZ)干涉仪的两臂上分别实现了两个时序相反的演化过程。实验结果对几何相位的测量精度可以达到如图2(c)所示的超海森伯极限，并且优于任意确定因果序方案能达到的最高精度。这个实验中所使用的探针是单个光子，所以每次测量所需要的能量与N无关。在以能量为规范定义的前提下，这是目前唯一可以达到1/N2超海堡极限的实验工作。这一点和以经典非线性作为资源的工作形成了鲜明对比。同时在这样一个测量任务中，两种时序所能达到的精度已经是最优的结果，用更多的时序并不能获得更好的测量精度。这使得用光子的二维偏振就可以控制不定因果序，而不需要更高维度的离散变量。特别值得强调的是，这样一个实验在演示的范围内已经实现了相对于传统方法的绝对优势，而不仅仅是一种潜在的优势。因为这个实验中N代表的是独立演化的次数，而不是量子态的规模。如N00N态精密测量所具有的潜在优势无法变成现实优势，就是因为现阶段量子态的规模无法做大。04总结和展望一个无法避免的情况是，关于海森伯极限是否是量子力学的最终极限的争议会一直持续下去，这主要是由学术界对测量资源定义的不统一所导致的。用量子不定因果序可以实现超海森伯极限的测量精度也必然会引起学术界的广泛讨论和争议。但是如果我们搁置这些争议，从一个更加现实的角度去考量这种新方法，它确实达到了比之前任何确定因果方法都要更好的测量精度，这种优势独立于海森伯极限该如何定义这样一个深刻的问题。当然另外一个值得思考的问题是，不确定度反比于N的2次方是不是测量精度的极限？是否有方法可以达到更高的极限，比如反比关系是N的3次方，4次方……这仍然是一个未解之谜。参考文献[1] Abbott B P et al. Phys. Rev. Lett.，2016，116：061102[2] Yin P et al. Light Sci. Appl.，2021，10：103[3] Chen G et al. Nature Communications，2018，9：1[4] Matsuda N et al. Nature Photonics，2008，3：95[5] Chen G et al. Phys. Rev. Lett.，2018，121：060506[6] Napolitano M et al. Nature，2011，471：486[7] Zwierz M et al. Physical Review A，2012，85：042112[8] Berry D W et al. Phys. Rev. Lett.，2012，86：053813[9] Hall M J et al. Physical Review X，2012，2：041006[10] Zhao X et al. Phys. Rev. Lett.，2020，124：190503[11] Yin P et al. Nature Physics，2023，https://doi.org/10.1038/s41567-023-02046-y