碲镉汞红外相机

在物料分选、材料分类、异物检测等应用领域，普通的RGB相机往往难以满足需求。多光谱红外相机探测目标对不同波段的光的吸收，形成代表材料属性的图像，提升分析的效率和准确性。巨哥科技最新推出的多光谱相机光谱响应范围900 nm至1700 nm，有效覆盖短波红外范围，适用于广泛的材料光谱分析。该相机具有7个波长通道，可提供丰富的光谱信息。一次多光谱成像时间小于0.1秒，10Hz的多光谱成像帧频确保了对动态过程的实时监控。通过收集不同波长下的光谱数据，该相机能够创建详细的材料光谱特征库，结合先进的数据处理算法构建高精度光谱模型，可实现自动化生产线上的快速材料分拣、质量控制和异物检测等任务。巨哥科技丰富的光谱分析和建模经验可以应对需要精确材料鉴别的复杂应用场景，如在复杂混合物中识别特定成分或在生产过程中实时监控材料变化。使用短波多光谱相机对不同材质的四类布料（涤纶、氨纶、棉以及使用了特殊染料的布料）进行成像。使用多光谱相机采集到的四类布料光谱数据如下图所示，可以看出不同材料在光谱上的差异。多光谱相机采集光谱通过建模算法确定图像中各点对应的材料成分后，使用伪彩色进行整体显示，可以直观看到各类布料的材质差异。多波段响应合成的伪彩色图区分不同材料基于上述原理，该款多光谱相机可用于以下领域：01 工业分拣：在生产线上，多光谱红外相机可以快速区分不同类型物质，如不同种类的纺织品或塑料，提高分拣效率。02 质量监控：通过光谱分析，实时监测PCB、水果等产品质量，快速识别并排除不合格品。03 成分分布：多光谱相机能够快速辨别材料成分，例如实时显示药物混合后的成分分布。04 异物检测：在食品加工等行业，相机能够有效识别潜在的异物，保障产品安全和消费者健康。巨哥科技多光谱红外相机的产品设计注重实用性和稳定性，确保在各种工作环境中均能提供可靠的性能。新款多光谱红外相机与现有光谱仪系列的协同作用，将为客户提供更加完善的材料属性分析工具。此外，巨哥科技为客户提供全面的技术支持和培训服务，确保客户能够充分利用我们的产品进行高效的材料分析和处理。巨哥科技致力于推动光电技术在工业和科研领域的应用，期待与客户共同探索和实现光电技术在现代工业中的更多可能。关于巨哥科技上海巨哥科技股份有限公司是专精特新和高新技术企业，自主研发光电仪器及核心芯片、智能算法和软件，获上海市科技进步一等奖。团队来自普林斯顿、清华、中科大、浙大、中科院等，获海外高层次人才、上海市优秀技术带头人等称号。巨哥科技提供全波段红外光电产品：用于电力、轨交、冶金、汽车等行业设备状态和过程监控的热像仪，用于石化等行业的气体泄漏成像仪，用于激光、半导体等先进制造领域的短波相机，用于石化、粮油、制药等领域成分分析的光谱仪等，并为材料、工程、生命科学等前沿研究提供科学级光电仪器。

海洋区域湿度大，昼夜温差大，极易形成雾、霾、水汽等特殊条件。可见光在正常条件下成像良好，但是受天气影响较大，在恶劣天气下会出现对比度变低，轮廓模糊，细节丢失的现象等问题，无法清晰的识别目标。热成像技术虽然透雾能力好，但是当目标和背景温度接近时，热成像细节丢失严重，不利于海洋区域的目标探测。而短波红外在海面恶劣天气下也可以实现远距离船只监测，由于具备对海雾的良好透过性，所以目标几乎很少受到海上雨雾天气的影响，具有较为明显的轮廓和纹理特征。图 1可见光和短波红外雾天成像对比短波红外成像和可见光类似，主要依靠场景物体反射的光信号成像，其波段范围大约在900nm~2300nm之间，因为光在遇到大气中的分子、粒子、气溶胶和大量的悬浮小水滴时都会发生散射，当大气中的散射粒子小于光波长时，可以按照瑞利散射处理，散射系数为式中，S为散射粒子的截面积，N为单位体积的粒子数，λ为光波波长，从公式中可以看出，波长越长，散射越弱，透雾能力越强，所以短波红外穿透雾霾能力比可见光强。如图2所示，分别为可见光和短波红外的成像情况，舰船在短波红外图像中的细节更丰富。图 2 雾中短波红外（左）与可见光成像（右）不仅如此，短波红外在海面微小目标识别方面也有很大的优势，由于海面拍摄距离远，微小目标在探测器上占据的像素小， 而且海面也在不断地变化，当海杂波干扰过大时，微弱目标的信号会被淹没，造成可见光探测困难。但是短波红外则不同，利用海水对短波红外具有强吸收这一特性，可以大大提高微弱目标的识别能力。海水几乎不反射短波红外，而微弱目标发射红外辐射，背景和目标的对比度增大，微弱目标更容易被观测到。所以当对海面浮冰、小船、蛙人、浮标、飞机残骸、海面漂浮物等这些声光电特性不明显的目标探测时，相比可见光，短波红外更适合观测。 此外，短波红外技术还具有在夜间和低光条件下提供高质量监控图像的能力，在海岸港口，夜间航行可能存在风险，而短波红外监控系统可以保证即使在黑暗中，港口和船只的活动也能被及时监测，从而提高港口的安全性。西安立鼎光电提供非制冷、制冷面阵以及线阵多款短波红外相机，现货供应，具体产品如下：01非制冷短波红外相机02宽谱段短波红外相机03制冷型短波红外相机04科研型短波红外相机05线阵短波红外相机06定制短波红外相机立鼎定制型短波红外相机是立鼎团队为保证各类客户的产品性能指标而推出的定制化服务。可根据用户不同需求进行产品定制，将客户重点关注的产品性能进行提升，以满足客户在不同领域的使用。目前，立鼎团队已为多家客户定制适合客户项目应用需求的多款相机，得到了众多用户的认可。更多信息请联系西安立鼎光电400-860-5168转6159西安立鼎光电科技有限公司成立于2016年4月，是一家专业从事短波红外成像系统及光电测试装备的研发生产、系统集成、销售服务为一体的国家级高新技术企业。公司专注于为客户提供从器部组件到全套光电系统产品的完整解决方案。近年来，公司研制的短波红外成像系统在激光光斑检测、半导体检测、激光通信、光谱成像、激光切割、生物医疗、天文观测、安防等领域得到了广泛的应用。多年来，根据用户需求研制的多款光电测试装备为用户产品的性能指标保证发挥了重要作用。

西安立鼎光电科技有限公司自成立以来，一直致力于短波红外成像技术开发与应用。结合市场需求，立鼎团队不断将产品迭代与优化，推出了一系列经典产品，性能可靠，价格合理，深受国内外行业用户的信赖。立鼎光电短波相机研发历程⏩ 2016年 组建团队，研发短波红外相机。⏩ 2017年 完成非制冷相机的研制并投入市场，反馈良好。⏩ 2018年 640×512（15μm）短波非制冷相机量产；同年，立鼎首版640一级制冷相机亮相深圳光博会，获得客户好评。⏩ 2019年 优化相机功能：增加GigE 、SDI接口，增加可供用户选择的跟踪功能；同年，完成高速短波红外相机的样机设计。⏩ 2020年 成功研发出第一代60Hz高速短波相机样机，并开始研发二级制冷科研级短波红外相机；同年，完成了320短波红外相机及扩展波段相机的研发及量产。⏩ 2021年 推出TE4深度制冷相机，制冷温度最低可达-80℃；同年推出1550nm激光通信专用短波红外相机。⏩ 2022年 研制多级深度制冷短波相机、全国产化短波红外相机、线阵短波红外相机、300/400Hz高速短波相机以及高光谱短波相机。立鼎光电短波红外相机系列分类经济型：采用非制冷铟镓砷探测器，结合专业散热结构，该型相机结构小、重量轻，方便集成在各类光电系统中。可以提供专业的定制化服务，旨在为用户提供小型化、轻量化、定制化产品解决方案。制冷型： 采用热电制冷铟镓砷探测器，能够很好的抑制芯片暗电流，从而提升成像质量，此系列可选配扩展型 InGaAs 焦平面探测器，可将探测范围扩展至1.1μm-2.2μm波段。旨在为用户提供更专业的高性能相机，以满足基础型相机无法达到的性能要求。科研型：采用了高性能的TE + air cool制冷设计，芯片温度最低可降至-80℃，在超长的曝光时间下工作，图像也能具有较高的信噪比。该型产品旨在满足高端用户或科研级用户在各种高要求/高精度场景下的应用。可提供集成多种图像算法的专用软件，为用户提供更好的使用体验。立鼎短波红外相机型号命名规则下图为立鼎短波相机命名规则。通过此规则，可以直观、快捷的了解到一型号产品的重要参数。或在选型中更方便快捷的选择项目所需对应规格的相机。立鼎短波相机的应用硅锭杂质检测液晶面板异型贴合半导体检测全息光学中的应用激光光斑捕获追踪海面观测透雾成像太阳能电池板检测生物成像激光光束质量分析晶圆切割获取更多信息可通过仪器信息网和我们取得联系400-860-5168转6159西安立鼎光电科技有限公司是一家专业从事红外、激光类产品及光电测试仪器设备的研发生产、系统集成、销售服务为一体的高新技术企业。公司专注于为客户提供从元件、组件、部件到全套光电系统产品的完整解决方案。近年来，公司研制的短波红外相机（系统）在激光光斑检测、半导体检测、激光通信、光谱成像、激光切割、生物医疗、天文观测、安防等领域得到了广泛的应用。多年来，根据用户需求定制的多款光电测试仪器设备，为用户产品的性能指标保证发挥了重要作用。

p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 中国第35次南极科考队队员在对南极雪海燕进行系统调查的基础上，首次采用红外相机等先进技术对其繁殖生态习性进行自动监测。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在为期两个多月的科考期间，本次科考队员、北京师范大学教授张正旺对南极中山站地区的鸟类进行了首次系统调查和监测，观测和记录到优势物种雪海燕470巢，并对其中109巢的繁殖状况进行了连续监测。通过11台红外相机对雪海燕繁殖行为的监测显示，其孵卵和育雏期间的活动高峰均集中于夜间。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “红外相机是研究野生动物的一项先进的技术手段，在一些珍稀物种研究中得到了越来越多的应用。这次在中山站地区进行的鸟类繁殖自动监测，是该设备在我国南极鸟类调查和监测中首次应用。”张正旺说。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在南极鸟类中，数量最多的企鹅是不能飞的南极“土著居民”，雪海燕则是翱翔天空的南极“土著居民”，它主要以磷虾为食，是南极海洋生态系统中的重要指示物种。雪海燕营巢于南极大陆及岛屿的山崖岩石缝隙中，11月底至12月初产卵，繁殖期90天至100天。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 张正旺的研究发现，天敌捕食、极端气候和人为干扰是影响南极鸟类繁殖与种群发展的主要因素，进一步加强生态系统保护、减少人为活动影响，是未来保护南极鸟类的关键。 /p p br style=" text-indent: 2em text-align: left " / /p

近日，在四川省内江市威远县石板河景区内，红外相机多次捕捉到海南鳽活动的身影，这也是四川范围内首次利用红外相机捕捉到海南鳽的活动踪迹。野保部门根据形态和羽色判断，镜头中的海南鳽，正是今年5月创下四川首次海南鳽自然繁殖纪录和首次科学放归纪录的那一只。据了解，今年5月5日，内江市威远县石板河景区内，有村民发现一只海南鳽雏鸟，随后这只雏鸟被送往管护中心救助。5月23日，经过救助后的海南鳽雏鸟，在专家研判后认为，已符合放归条件，可以跟随亲鸟学习飞行和觅食，提高野外生存能力。为持续监测放归海南鳽幼鸟及其亲鸟的生存状况，相关部门在放归地周边区域增设了4台红外相机。海南鳽，又名海南虎斑鳽、海南夜鳽，鹭科夜鳽属鸟类，因其模式标本采集自海南五指山地区而得名。海南鳽被世界濒危物种红色名录列为濒危鸟类，仅分布于中国南方、中南半岛、南亚次大陆局部地区，据估计全球种群数量不足一千只。2021年2月新调整发布的《国家重点保护野生动物名录》中，海南鳽的保护级别由国家二级提升为国家一级。

题注：韦布通过将冷却至极低温的大口径太空望远镜(预计是斯皮策红外天文望远镜的50倍灵敏度和7倍的角分辨率)和先进的红外探测器工艺相结合，带来了科学能力的巨大进步。它将为以下四个科学任务做出重要贡献：1. 发现宇宙的“光”；2. 星系的集合，恒星形成的历史，黑洞的生长，重元素的产生；3. 恒星和行星系统是如何形成的；4. 行星系统和生命条件的演化。而这一切，都离不开部署在韦布上的先进的红外探测器阵列！ ============================================================近日，NASA公布了“鸽王”詹姆斯韦布望远镜拍摄的一张照片！ 图1. 韦布拍的一张照片，图源：NASA 什么鬼？！这台花费百亿美金的望远镜有点散光啊… … 怕不是在逗我玩呢吧… … 别急，这确实是韦布望远镜用它的近红外相机(NIRCam)拍的一张照片。确切来说，这只是一张马赛克拼图的中间部分。上面一共18个亮点，每个亮点都是北斗七星附近的同一颗恒星。因为韦布的主镜由18块正六边形镜片拼接而成，之前为了能够塞进火箭狭窄的“货舱”发射升空，韦布连主镜片都折叠了起来，直到不久前才完全展开。但这些主镜片还没有对齐，于是便有了首张照片上那18个看似随机分布散斑亮点。对于韦布团队的工程师而言，这张照片可以指导他们接下来对每一块主镜片作精细调整，直到这18个亮点合而为一，聚成一个清晰的恒星影像为止。想看韦布拍摄的清晰版太空美图，我们还要再耐心等几个月才行。小编觉得，大概到今年夏天，就差不多了吧。=============================================================================中红外仪器MIRI如果把韦布网球场般大小的主反射镜，比作人类窥探宇宙的“红外之眼”的晶状体的话，韦布携带的中红外仪器，可以说就是这颗“红外之眼”的视网膜了。今天，小编要带大家了解的，就是韦布得以超越哈勃望远镜的核心设备——中红外仪器 (MIRI，Mid-infared Instrument)。图2. 韦布望远镜的主要子系统和组件，中红外仪器MIRI位于集成科学仪器模组(ISIM)。原图来源：NASA如图2所示，韦布望远镜的主、副镜片经过精细调整和校准后，收集来自遥远太空的星光，并将其导引至集成科学仪器模组(ISIM)进行分析。ISIM包含以下四种仪器：l 中红外仪器(MIRI)l 近红外光谱仪 (NIRSpec)l 近红外相机 (NIRCam)l 精细导引传感器/近红外成像仪和无狭缝光谱仪 (FGS-NIRISS)其中，最引人注目的，便是韦布望远镜的中红外仪器 (MIRI，Mid-infared Instrument) 。MIRI包含一个中红外成像相机和数个中红外光谱仪，可以看到电磁光谱中红外区域的光，这个波长比我们肉眼看到的要长。 图3. MIRI 将工作在 5 至 28 微米的中远红外波长范围。图源：NASAMIRI 的观测涵盖 5 至 28 微米的中红外波长范围(图3)。 它灵敏的探测器将使其能够看到遥远的星系，新形成的恒星，以及柯伊伯带中的彗星及其他物体的微弱的红移光。 MIRI 的红外相机，将提供宽视场、宽谱带的成像，它将继承哈勃望远镜举世瞩目的成就，继续在红外波段拍摄令人惊叹的天文摄影。 所启用的中等分辨率光谱仪，有能力观察到遥远天体新的物理细节(如可能获取的地外行星大气红外光谱特征)。MIRI 为中红外波段天文观测提供了四种基本功能：1. 中红外相机：使用覆盖 5.6 μm 至 25.5μm 波长范围的 9 个宽带滤光片获得成像；2. 低分辨光谱仪：通过 5 至 12 μm 的低光谱分辨率模式获得光谱，包括有狭缝和无狭缝选项，3. 中分辨光谱仪：通过 4.9 μm 至 28.8 μm 的能量积分单元，获得中等分辨率光谱；4. 中红外日冕仪：包含一个Lyot滤光器和三个4象限相位掩模日冕仪，均针对中红外光谱区域进行了优化。韦布的MIRI是由欧洲天文科研机构和美国加州喷气推进实验室 (JPL) 联合开发的。 MIRI在欧洲的首席研究员是 Gillian Wright(英国天文技术中心)，在美国的首席研究员是 George Rieke(亚利桑那大学)。 MIRI 仪器科学家，是 英国天文技术中心 的 Alistair Glasse 和 喷气推进实验室 的 Michael Ressler。 ===============================================================================深入了解MIRI的技术细节 图4. 集成科学仪器模组(ISIM)的三大区域在韦布上的位置。图源：NASA 将四种主要仪器和众多子系统集成到一个有效载荷 ISIM 中是一项艰巨的工作。 为了简化集成，工程师将 ISIM 划分为三个区域(如图4)： “区域 1” 是低温仪器模块，MIRI探测器就包含在其中。这部分区域将探测器冷却到 39 K，这是必要的最初阶段的冷却目标，以便航天器自身的热量，不会干扰从遥远的宇宙探测到的红外光(也是一种热量辐射)。ISIM和光学望远镜(OTE)热管理子系统提供被动冷却，而使探测器变得更冷，则需使用其他方式。“区域 2” 是ISIM电子模块，它为电子控制设备提供安装接口和较温暖的工作环境。“区域 3”，位于航天器总线系统内，是 ISIM 命令和数据处理子系统，具有集成的 ISIM 飞行控制软件，以及 MIRI 创新的低温主动冷却器压缩机(CCA)和控制电子设备(CCE)。 图5. MIRI整体构成及各子系统所处的区域。图源：NASA图5示出了MIRI的整体构成及其子系统在韦布三大区域中的分布情况。包含成像相机，光谱仪，日冕仪的光学模块 (OM) 位于集成科学仪器模块 (ISIM) 内，工作温度为 40K。 OM 和焦平面模块 (FPM) 通过基于脉冲管的机械主动冷却器降低温度，航天器中的压缩机 (CCA) ，控制电子设备 (CCE) 和制冷剂管线 (RLDA) 将冷却气体(氦气)带到 OM 附近实现主动制冷。仪器的机械位移，由仪器控制电子设备 (ICE) 控制，焦平面的精细位置调整，由焦平面电子设备 (FPE) 操作，两者都位于上述放置在 ISIM 附近的较温暖的“区域 2”中。 图6. ISIM低温区域1(安装于主镜背后)中的MIRI结构设计及四个核心功能模块的位置。原图来源：NASA MIRI光模块由欧洲科学家设计和建造。来自望远镜的红外辐射通过输入光学器件和校准结构进入，并在焦平面(仪器内)在中红外成像仪(还携带有低分辨率光谱仪和日冕仪)和中等分辨率光谱仪之间分光。经过滤光，或通过光谱分光，最终将其汇聚到探测器阵列上(如图6)。 探测器是吸收光子并最终转换为可测量的电压信号的器件。每台光谱仪或成像仪都有自己的探测器阵列。韦布需要极其灵敏的，大面积的探测器阵列，来探测来自遥远星系，恒星，和行星的微弱光子。韦布通过扩展红外探测器的先进技术，生产出比前代产品噪音更低，尺寸更大，寿命更长的探测器阵列。 图7. (左)韦布望远镜近红外相机 (NIRCam) 的碲镉汞探测器阵列，(右)MIRI 的红外探测器(绿色)安装在一个被称为焦平面模块的块状结构中，这是一块1024x1024 像素的砷掺杂硅像素阵列(100万像素)。图源：NASA。 韦布使用了两种不同材料类型的探测器。如图7所示，左图是用于探测 0.6 - 5 μm波段的近红外碲镉汞(缩写为 HgCdTe或MCT)“H2RG”探测器，右图是用于探测5 - 28 μm波段的中红外掺砷硅(缩写为 Si:As)探测器。 近红外探测器由加利福尼亚州的 Teledyne Imaging Sensors 制造。 “H2RG”是 Teledyne 产品线的名称。中红外探测器，由同样位于加利福尼亚的 Raytheon Vision Systems 制造。每个韦布“H2RG”近红外碲镉汞探测器阵列，有大约 400 万个像素。每个中红外掺砷硅探测器，大约有 100 万个像素。(小编点评：以单像素碲镉汞探测器的现有市场价格计算，一块韦布碲镉汞探测器阵列的价格就要四十亿美金！！！为了拓展人类天文知识的边界，韦布这回真是不计血本啊！) 碲镉汞是一种非常有趣的材料。 通过改变汞与镉的比例，可以调整材料以感应更长或更短波长的光子。韦布团队利用这一点，制造了两种汞-镉-碲化物成分构成的探测器阵列：一种在 0.6 - 2.5 μm范围内的汞比例较低，另一种在 0.6 - 5 μm范围内的汞含量较高。这具有许多优点，包括可以定制每个 NIRCam 检测器，以在将要使用的特定波长上实现峰值性能。表 1 显示了韦布仪器中包含的每种类型探测器的数量。 表1. 韦布望远镜上的光电探测器，其中MIRI包含三块砷掺杂的硅探测器，一块用于中红外相机和低分辨光谱仪，另外两块用于中分辨光谱仪。来源：NASA而MIRI 的核心中红外探测功能，则是由三块砷掺杂的硅探测器(Si:As)阵列提供。其中，中红外相机模块提供宽视场，宽光谱的图像，光谱仪模块在比成像仪更小的视场内，提供中等分辨率光谱。MIRI 的标称工作温度为7K，如前文所述，使用热管理子系统提供的被动冷却技术无法达到这种温度水平。因此，韦布携带了创新的主动双级“低温冷却器”，专门用于冷却 MIRI的红外探测器。脉冲管预冷器将仪器降至18K，再通过Joule-Thomson Loop热交换器将其降至7K目标温度。 韦布红外探测器工艺及架构 图8. 韦布太空望远镜使用的红外探测器结构。探测器阵列层(HgCdTe 或 Si:As)吸收光子并将其转换为单个像素的电信号。铟互连结构将探测器阵列层中的像素连接到 ROIC(读出电路)。ROIC包含一个硅基集成电路芯片，可将超过 100万像素的信号，转换成低速编码信号并输出，以供进一步的处理。图源：Teledyne Imaging Sensors 韦布上的所有光电探测器，都具有相同的三明治架构(如上图)。三明治由三个部分组成：(1) 一层半导体红外探测器阵列层，(2) 一层铟互连结构，将探测器阵列层中的每个像素连接到读出电路阵列，以及 (3) 硅基读出集成电路 (ROIC)，使数百万像素的并行信号降至低速编码信号并输出。红外探测器层和硅基ROIC芯片是独立制备的，这种独立制造工艺允许对过程中的每个组件进行仔细调整，以适应不同的红外半导体材料(HgCdTe 或 Si:As)。铟是一种软金属，在稍微施加压力下会变形，从而在探测器层的每个像素和 ROIC阵列之间形成一个冷焊点。为了增加机械强度，探测器供应商会在“冷焊”工艺后段，在铟互连结构层注入流动性高，低粘度的环氧树脂，固化后的环氧树脂提高了上下层的机械连接强度。 韦布的探测器如何工作？与大多数光电探测器类似，韦布探测器的工作原理在近红外 HgCdTe 探测器和中红外 Si:As 探测器中是相同的：入射光子被半导体材料吸收，产生移动的电子空穴对。它们在内置和外加电场的影响下移动，直到它们找到可以存储的地方。韦布的探测器有一个特点，即在被重置之前，可以多次读取探测器阵列中的像素，这样做有好几个好处。例如，与只进行一次读取相比，可以将多个非重置性读取平均在一起，以减少像素噪声。另一个优点是，通过使用同一像素的多个样本，可以看到信号电平的“跳跃”，这是宇宙射线干扰像素的迹象。一旦知道宇宙射线干扰了像素，就可以在传回地球的信号后处理中，应用校正来恢复受影响的像素，从而保留其观测的科学价值。 对韦布探测器感兴趣的同学们，下面的专业文献，可供继续学习。有关红外天文探测器的一般介绍，请参阅Rieke, G.H. 2007, "Infrared Detector Arrays for Astronomy", Annual Reviews of Astronomy and Astrophysics, Vol. 45, pp. 77-115有关候选 NIRSpec 探测器科学性能的概述，请参阅Rauscher, B.J. et al. 2014, "New and BetterDetectors for the Webb Near-Infrared Spectrograph", Publications of the Astronomical Society of the Pacific, Vol 126, pp. 739-749有关韦布探测器的一般介绍，请参阅Rauscher, B.J. "An Overview of Detectors (with a digression on reference pixels)" 参考资源:[1]. 亚利桑那大学关于MIRI的介绍网页. http://ircamera.as.arizona.edu/MIRI/index.htm[2]. Space Telescope Science Institute 关于MIRI的技术网页 https://www.stsci.edu/jwst/instrumentation/instruments[3]. 韦布的创新制冷设备介绍 https://www.jwst.nasa.gov/content/about/innovations/cryocooler.html

凌云光 &bull 红外最新推出短波红外面阵CB2000-GE640-300ST-01相机，继CL1280、U31280系列的第三代产品，在传承了前两代优秀基因的基础上同时打造优中选优短波红外面阵相机。采用15μm短波面阵主流像元尺寸可看见更多细节，900~1700nm短波红外谱段，300fps高帧频，标准GigE Vision2.0可兼容第三方软件，用户可选低/中/高三档不同增益模式。是一款小体积、高动态范围、高信噪比的全能六边形战士，尤其适用于工业应用场景的短波红外面阵相机。水果分选就选GigE640，时长00:11在水果分选案例中我们发现，客户为了满足市场对高品质果品的需求，需要一种专门用于对水果进行大小、颜色、质量等特性进行精确分选的设备：水果分选机。其广泛应用于果品生产和加工行业。通过精确的分选，可以将不合格的水果挑选出来，避免将其混入优质果品中，从而提升水果品质。可见光相机像人眼一样只可对水果的大小、颜色进行判断，但是水果表皮内部淤伤却是可见光无法检测的，因水果表皮内部出现淤伤处含水量会提高，利用凌云光GigE640短波红外相机900~1700nm谱段，可以穿透水果看到暗伤。同时通过ROI开窗处理，让客户降低处理一倍数据量，TEC二级制冷的加持进一步减少噪声的干扰，对水果检测的图像大小需求而言640x512分辨率是最佳适配。激光光斑分析解决方案新突破激光作为一种相干光源，以其高亮度、高准直性、高单色性的优点，一直在光纤通信、激光焊接、激光打标等很多领域发挥着非常重要的作用。然而，不同激光器产生的高斯光束的质量参差不齐，有些参数很大程度上影响光束的应用，比如光斑的质心位置、远场发散角、束腰半径等。因此高效准确的测量与分析是充分利用激光的前提。凌云光短波红外GigE640相机，可以有效消除由于光路中颗粒散射、传感器玻璃抗反射层污染，确保实现激光光斑拍摄理想的成像结果，同时相机高帧频可满足部分高速激光应用。恶劣环境也可轻松拿捏在低照明度、天气环境恶劣状况时，凌云光GigE640短波红外面阵相机15μm大像元可以获得更多光子信息，让灵敏度提升，通过图像增强及LUT宽动态等特色算法功能开启调节，使清晰成像，像孙悟空一样拥有火眼金睛可轻松穿云透雾。既能+又能+还能=全能。凌云光GigE640短波红外相机拥有各种特色算法功能和优秀的性能，是短波红外系列当之无愧的全能六边形战士。

湖北光谷实验室近日宣布，其科研团队研发的胶体量子点成像芯片已实现短波红外成像，面阵规模 30 万、盲元率低于 6‰、波长范围 0.4-1.7 微米、暗电流密度小于 50nA / cm2、外量子效率高于 60%，号称“性能优越”。相关负责人介绍，这一技术的核心优势有：图像分辨率高，理论上像素尺寸仅受限于艾利斑直径；溶液法低温加工，与任何形貌的基底均兼容；探测波段高度可定制化，探测波段不受衬底吸收影响；可大面积加工，兼容 12 寸 CMOS 晶圆制备工艺，“同时成本极低，有望颠覆市场”。光谷实验室表示，在食品检测、半导体检测等工业应用中，基于短波红外成像的机器视觉如同机器的“眼睛”，具有重要意义。成像芯片作为成像系统最核心部件，对成像质量以及相机成本均起着决定性作用。传统铟镓砷短波红外芯片造价极其昂贵，使得短波红外相机均价高达 25 万元，严重制约着市场增长。光谷实验室团队通过 4 年时间，全力攻关量子点技术，通过低温的溶液法制备工艺，实现可与硅基芯片一体化集成的量子点短波红外成像芯片，其探测波段范围远超传统铟镓砷芯片，同时制造成本仅不到百分之一。▲ 产品部分应用领域目前，光谷实验室团队面向手机模组、车载相机等消费级应用场景，已申请十五项发明专利，已获授权七项。产品已应用在车载应用、水果分拣、物质检测、半导体检测、安防监控等领域。IT之家查询获悉，湖北光谷实验室成立于 2017 年，致力于解决制约我国科技发展的关键问题，研究方向涵盖光电子技术、高端装备制造、人工智能等领域，以提升光电领域原始创新能力、突破光电产业发展关键技术瓶颈为使命，以基础研究、应用基础研究和应用研究为任务，打造战略性、前瞻性、基础性科技创新的综合性光电科研平台。

2019年8月29-30日，由国家机构NEDO(New Energy and Industrial Technology Development Organization)和JST(Japan Science and Technology Agency)主办的Innovation Japan 2019在东京Big sight召开。　　该展会已举办了16次,主要展示日本大学最新成就展和日本大学孵化企业创新展，其中2018年的参观人数高达1.4万人。　　今年，30所院校共计展出了400多个项目。可喜的是，有6个项目与近红外有关，具体如下所示。No.TitalCompanyLinkName1Analysis of the material surfaces by using near-infrared spectroscopyOsaka Prefecture Universityhttps://www.ij2019.jp/exhibitor/jss20190117.htmlAssociate Professor Masato Takeuchi2Readily makable non-destructive, non-invasive internal imagingNara Institute of Science and Technologyhttps://www.ij2019.jp/exhibitor/jss20190370.htmlProfessor Mukaigawa Yasuhiro3Development of Pharmaceutical Verification Devices Based on Spectroscopic AnalysisShujitsu Universityhttps://www.ij2019.jp/exhibitor/jss20190262.htmlAssociate Professor Moriyama Kei4High-speed surface inspection technique providing wide-range and high-resolution specifications. An optical interferometry and imaging sensors are combined for realizing the novel profilometry and tomography.Saitama Universityhttps://www.ij2019.jp/exhibitor/jss20190236.htmlAssociate professor Tatutoshi Shioda5Development of a portable NIR imaging device and its potential for practical useFukushima Universityhttps://www.ij2019.jp/exhibitor/jss20190414.htmlAssociate professor Daitaro Ishikawa6Near-infrared broadband light source for bio-/medical-imagingWakayama Universityhttps://www.ij2019.jp/exhibitor/jss20190458.htmlAssociate Professor Nobuhiko Ozaki　　备注：通过浏览展台链接，还可链接到研发者的大学实验室,有的实验室有更为详细的介绍。　　No.1即可进行实际应用，又可进行科学研究，发表高水平论文，特别是适合高校近红外团队。No.2 样机　　No.2展示的是可见光，也更换成近红外光源，相当于近红外光CT，可获得断层图像信息，本人认为这个项目创新独特，效果显著。No.3 样机　　No.3针对包装后的粉末药剂进行识别，避免出错。　　利用中波近红外波段，采用透反射原理采集粉末药剂光谱，与内存药剂光谱进行相似性比较，最后得出定性结论。该项目的难点是粉末药剂里的有效药物成分约为1%，只要能挖掘出其特点特征就能获得较好效果。　　No.4与No.2功能有着类似，但原理有些差异。由于现场解说是个学生，理解程度有限，原理暂且不能完全明白。　　No.5主要强调是数据信息处理速度快。　　No.6光源特点是900nm-1800nm之间表现最佳，特别是由该原理制成的这个区间的近红外激光，随时可以通过改变角度，任意更改波长，这为科学实验提供了极大便利，且价格在100万日元以内。NEDO展区(2018年)JST展区(2018年)　　(中国农业大学 韩东海)

短波红外和中波红外波段是两个重要的大气窗口。在该波段范围内，碲化汞胶体量子点表现出良好的光响应。此外，胶体量子点具有易于液相加工制备以及与硅基工艺兼容等优势，因此有望显著降低红外光电探测器的成本。然而，目前胶体量子点红外光电探测器在比探测率、响应度等核心性能方面与传统块体半导体红外探测器相比仍存在一定差距。有效地调控掺杂和迁移率等输运性质是提升量子点红外光电探测器性能的关键。据麦姆斯咨询报道，近期，北京理工大学光电学院和北京理工大学长三角研究院的科研团队在《光学学报》期刊上发表了以“高载流子迁移率胶体量子点红外探测器”为主题的文章。该文章第一作者为薛晓梦，通讯作者为陈梦璐和郝群。在本项工作中，采用混相配体交换的方法将载流子迁移率提升，并且实现了N型、本征型、P型等多种掺杂类型的调控。在此基础之上，进一步研究了输运性质对探测器性能的影响。与光导型探测器相比，光伏型探测器不需要额外施加偏置电压，没有散粒噪声，拥有更高的理论灵敏度，因此是本项工作的研究重点。同时，使用高载流子迁移率的本征型碲化汞量子点薄膜制备了短波及中波红外光伏型光电探测器。实验过程材料的合成：Te前驱体的制备在氮气环境下，称量1.276 g（1 mmol）碲颗粒置于玻璃瓶中，并加入10 ml的三正辛基膦（TOP）中，均匀搅拌至溶解，得到透明浅黄色的溶液，即为TOP Te溶液。碲化汞胶体量子点的合成在氮气环境下，称量0.1088 g（0.4 mmol，氮气环境下储存）氯化汞粉末置于玻璃瓶中，并加入16 ml油胺（OAM），均匀搅拌并加热至氯化汞粉末全部溶解。本工作中合成短波红外和中波红外碲化汞胶体量子点的反应温度分别为65℃和95℃。使用移液枪取0.4 mL的TOP Te溶液，快速注入到溶于油胺的氯化汞溶液中，反应时间分别为4 min和6 min。反应结束后加入20 ml无水四氯乙烯（TCE）作为淬火溶液。碲化银纳米晶体颗粒的合成在氮气环境下，称量0.068 g（0.4 mmol）硝酸，并加入1 mL油酸（OA）和10 mL油胺（OAM）中，均匀搅拌30 min。溶解后，注入1 mL TOP，快速加热至160℃并持续30-45 min。然后向反应溶液中注入0.2 mL TOP Te（0.2 mmol），反应时间为10 min。碲化汞胶体量子点的混相配体交换混相配体交换过程包括液相配体交换和固相配体交换。选择溴化双十二烷基二甲基铵（DDAB）作为催化剂，将碲化汞胶体量子点溶在正己烷中，取4 ml混合溶液与160 μL β-巯基乙醇（β-ME）和8 mg DDAB在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中混合。之后向溶液中加入异丙醇（IPA）进行离心，倒掉上清液，将沉淀物重新溶解在60μL DMF中。固相配体交换是在制备量子点薄膜后，用1,2-乙二硫醇（EDT）、盐酸（HCL）和IPA（体积比为1:1:20）溶液对已成膜的碲化汞胶体量子点表面进行处理。碲化汞胶体量子点的掺杂调控在调控碲化汞胶体量子点的掺杂方面，Hg²⁺可以通过表面偶极子稳定量子点中的电子，所以选择汞盐（HgCl₂）来调控量子点的掺杂状态。在液相配体交换结束后，向溶于DMF的碲化汞胶体量子点溶液中加入10 mg HgCl₂得到本征型碲化汞胶体量子点，加入20 mg HgCl₂得到N型碲化汞胶体量子点。材料表征采用混相配体交换的方法不仅可以提高载流子迁移率还可以通过表面偶极子调控碲化汞胶体量子点的掺杂密度。液相配体交换前后中波红外碲化汞胶体量子点的TEM图像如图1（a）所示，可以看到，进行液相配体交换后的碲化汞胶体量子点之间的间距明显减小，排列更加紧密。致密的排列可以提高碲化汞胶体量子点对光的吸收率。混相配体交换后的短波红外和中波红外碲化汞胶体量子点的吸收光谱如图1（b）所示，从图1（b）可以看出，短波红外和中波红外碲化汞胶体量子点的吸收峰分别为5250 cm⁻¹和2700 cm⁻¹。利用场效应晶体管（FET）对碲化汞胶体量子点的迁移率和薄膜的掺杂状态进行测量，把碲化汞胶体量子点沉积在表面有一层薄的SiO₂作为绝缘层的Si基底上，基底两侧的金电极分别作为漏极和源极，Si作为栅极，器件结构如图1（c）所示。通过控制栅极的极性和电压大小，可以使场效应晶体管分别处于截止或导通状态。图1（d）是N型、本征型和P型中波红外碲化汞胶体量子点的场效应晶体管转移曲线。利用FET传输曲线的斜率计算了载流子的迁移率μFET。图1 （a）混相配体交换前后碲化汞胶体量子点的透射电镜图；（b）短波红外和中波红外碲化汞胶体量子点的吸收光谱；（c）碲化汞胶体量子点薄膜场效应晶体管测量原理图；（d）在300K时N型、本征型和P型中波红外碲化汞胶体量子点的场效应晶体管转移曲线测试结果。分析与讨论碲化汞胶体量子点光电探测器的制备光伏型探测器不需要施加额外的偏置电压，没有散粒噪声，理论上会具有更好的性能，借鉴之前文献中的报告，器件结构设计为Al₂O₃/ITO/HgTe/Ag₂Te/Au，制备方法如下：第一步，在蓝宝石基底上磁控溅射沉积50 nm ITO，ITO的功函数在4.5~4.7 eV之间。第二步，制备约470 nm的本征型碲化汞胶体量子点薄膜。第三步，取50 μL碲化银纳米晶体溶液以3000 r/min转速旋转30 s，然后用HgCl₂/MEOH（10 mmol/L）溶液静置10 s后以3000 r/min转速旋转30 s，重复上述步骤两次。在这里，Ag⁺作为P型掺杂层，与本征型碲化汞胶体量子点层形成P-I异质结。最后，将器件移至蒸发镀膜机中，在真空环境（5×10⁻⁴ Pa）下蒸镀50 nm Au作为顶层的电极。高迁移率光伏型探测器的结构图和横截面扫描电镜图如图2（a）所示。能级图如图2（b）所示。制备好的探测器的面积为0.2 mm × 0.2 mm。图2 （a）高迁移率碲化汞胶体量子点P-I异质结结构示意图及扫描电镜截面图 （b）碲化汞胶体量子点P-I异质结能带图。器件性能表征为了探究高载流子迁移率短波红外和中波红外光伏型探测器的光电特性，我们测试了器件的I-V曲线以及响应光谱。图3（a）和（b）分别是高迁移率短波红外和中波红外器件的I-V特性曲线，可以看到短波红外和中波红外探测器的开路电压分别为140 mV和80 mV，这表明PI结中形成了较强的内建电场。此外，在零偏置下，高迁移率短波红外和中波红外器件的光电流分别为0.27 μA和5.5 μA。图3（d）和（e）分别为1.9 μm（300 K） ~ 2.03 μm（80 K）的短波红外器件的响应光谱和3.5 μm（300 K） ~ 4.2 μm（80 K）的中波红外器件的响应光谱。比探测率D*和响应度R是表征光电探测器性能的重要参数。R是探测器的响应度，用来描述器件光电转换能力的物理量，即输出信号光电流与输入光信号功率之比。图3 （a）300 K时短波红外I-V曲线；（b）80 K时中波红外I-V曲线；（c）短波红外及中波红外器件的比探测率随温度的变化；（d）短波红外器件在80 K和300 K时的光谱响应；（e）中波红外器件在80 K和300 K时的光谱响应；（f）短波红外和中波红外器件的响应度随温度的变化。图3（e）和（f）给出了探测器的比探测率D*和响应度R随温度的变化。可以看到，短波红外器件在所有被测温度下，D*都可以达到1×10¹¹ Jones以上，中波红外器件在110 K下的D*达到了1.2×10¹¹ Jones。应用此外，本工作验证高载流子迁移率的短波红外和中波红外量子点光电探测器在实际应用，如光谱仪和红外相机。光谱仪实验装置示意图如图4（a）所示，其内部主要是一个迈克尔逊干涉仪。图4（b）和（c）为使用短波红外和中波红外量子点器件探测时有样品和没有样品的光谱响应结果。图4（e）和图4（f）为样品在短波红外和中波红外波段的透过率曲线。对于短波红外波段，选择了CBZ、DDT、BA和TCE这四种样品，它们在可见光下都是透明的，肉眼无法进行区分，但在短波红外的光谱响应和透过率不同。对于中波红外波段，选择了PP和PVC这两个样品。在可见光下它们都是白色的塑料，但在中波红外光谱响应和透过率不同。图4（d）为自制短波红外和中波红外单点相机的扫描成像。，短波相机成像可以给出材质信息。中波红外相机成像则是反应热信息。以烙铁的中波红外成像为例，我们可以清楚地了解烙铁内部的温度分布。在可见光下，硅片呈现不透明的状态使用自制的短波红外相机成像后硅片呈现半透明的状态。图4 （a）利用高载流子迁移率探测器进行响应光谱测量的原理示意图；（b）和（c）分别是在有样品和没有样品两种模式下用自制探测器所探测到的光谱响应；（d）自制短波红外和中波红外光电探测器的单像素扫描成像结果图；（e）TCE、BA、DDT和CBZ在短波红外模式下的透光率，插图为四种样品的可见光图像；（f）PVC和PP在中波红外模式下的透光率，插图为两种样品的可见光图像。结论综上所述，采用混相配体交换的方法，将量子点薄膜中的载流子迁移率提升到了1 cm²/Vs，相较于之前的研究提升了2个量级。并且通过加入汞盐实现了对量子点薄膜的掺杂调控，分别实现了P型、本征型以及N型多种类型的量子点薄膜。同时，基于本征型高迁移率量子点制备了短波红外和中波红外波段的光伏型光电探测器。测试结果表明，提升量子点的输运性质，有效的提升了探测器的响应率、比探测率等核心性能，并且实现了光谱仪和红外相机等应用。本项工作促进了低成本、高性能量子点红外光电探测器的发展。这项研究获得国家自然科学基金（NSFC No.U22A2081、No.62105022）、中国科学技术协会青年托举工程（No.YESS20210142）和北京市科技新星计划（No.Z211100002121069）的资助和支持。论文链接：https://link.cnki.net/urlid/31. 1 252.o4.20230925.0923.016

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模具温度的表面分布对于确保工艺的高品质，高效率和无损缺陷具有至关重要的意义。在压铸的过程中，之所以会主线缩痕，砂孔，裂缝，气泡等缺陷，大多数是因为模具温度失控而导致的。那么，红外技术是如何应用在压铸行业，保证模具温度快速调整并安全作业的呢？对于模具的表面温度进行实时监控在无需中断生产流程的情况下，即可有效的防止铸造过程中存在的各种问题，及时将其扼杀在萌芽状态。由于不必要的使用温度调节，压缩空气，水基润滑剂，脱模剂等，造成加工过程中模具温度过高或者过低对于零件的质量，模具的使用寿命，生产周期以及能源消耗和维护成本等产生不良的负面影响。压铸工艺的优化在模具喷涂前和喷涂后，自动对每一次压铸循环生成的模具分布的全辐射的热图做保存分析，提供有关模具热图分布的热感应图像，得到模具热部分的详细信息。从而使客户对于当前工艺条件有最直观的判断。铸造工程师可以通过对模具喷涂过程的优化以实现对模具温度的快速调整。裂纹，铸件表面粗糙，灰色或者黄色斑点，缺料，铸件翘曲，锈蚀等均被认为是与模具温度相关的铸造缺陷，通过在线红外热像仪对压铸工艺做全面的控制就可以大大提升控制水平。flir红外相机可以在现场抓取高质量的红外热图，并且存贮在后台的计算机中，对于每一模的温度都做保存，并且通过后台的软件作出统计分析，对于生产的工艺作出全面的控制，大大提高压铸厂家的工艺稳定性和数据追溯能力。上图是一个现场的红外热像监控系统，通过安装在机械臂上的红外相机（安装在保护壳中），红外相机根据压铸系统中的plc发出的命令抓图，并且传输到后台计算机中，做进一步的温度分布分析。借助flir在线红外相机强大的功能以及稳定性，这套系统已经在大量客户现场稳定工作了。

EyeCGas 红外气体成像仪Hi，大家好我是OGI红外气体相机，通常大家都叫我EyeCGas。在黑科技与好口碑的加持下，我能帮助您快速定位泄漏元件，让您“用眼睛看到”包括碳氢化合物、CO2、CO，NH3等在内的各种气体泄漏。咔，这是我的自拍哦！我在防护等级、防爆等级、检测灵敏度、易用性等OGI(Optical Gas Imager)光学气体成像关键技术指标方面具有很强的竞争力！我的工作领域也非常广泛，包括环境执法与监管，工业园区、工业企业安全与环境监测、环境泄漏检测与修复等领域。如果您想身临其境的体验我是如何实现各种各样的工业应用？如何帮助您提高产能和工作效率？如何确保您始终处于安全的工作环境？那就千万不要错过接下去的这场活动啦！2022年OGI红外气体相机客户现场演示预约活动正式开启啦！活动揭秘↓↓↓活动介绍赛默飞化学分析部门隆重推出OGI红外气体相机客户现场免费演示活动，协助客户高效应对VOCs泄漏检测，VOCs排放监管，防微杜渐，防患未然！活动时间2022/05/17 - 2022/10/31活动详情在活动有效期内申请现场演示的客户，经赛默飞专业审核并确认后，为其提供专业工程师现场OGI演示及技术方案咨询，您只需填写下方申请表提交即可，活动火热持续中，赶紧申请吧！活动海报赛默飞世尔科技简介赛默飞世尔科技是科学服务领域的世界领导者。公司年销售额约400亿美元。我们的使命是帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。我们帮助客户加速生命科学领域的研究、解决在分析领域所遇到的复杂问题与挑战、提高实验室生产力、通过提供诊断以及研发制造各类突破性的治疗方法，从而改善患者的健康。我们全球的员工将借助于一系列行业领先的品牌——Thermo Scientific、Applied Biosystems、Invitrogen、Fisher Scientific、Unity Lab Services、Patheon和PPD，为客户提供领先的创新技术、便捷采购方案和全方位的制药服务。欲了解更多信息，请浏览公司网站：www.thermofisher.com 赛默飞世尔科技中国简介赛默飞世尔科技进入中国发展已近40年，在中国的总部设于上海，并在北京、广州、香港、成都、沈阳、西安、南京、武汉、济南等地设立了分公司，员工人数约为5000名。我们的产品主要包括分析仪器、实验室设备、试剂、耗材和软件等，提供实验室综合解决方案，为各行各业的客户服务。为了满足中国市场的需求，现有9家工厂分别在上海、北京、苏州和广州等地运营。我们在全国还设立了5个应用开发中心以及示范实验室，将世界级的前沿技术和产品带给中国客户，并提供应用开发与培训等多项服务；位于上海和苏州的3个中国创新研发中心，拥有110多位专业研究人员和工程师及100多项专利。创新中心专注于垂直市场的产品研究和开发，结合中国市场的需求和国内外先进技术，研发适合中国用户的技术和产品；我们拥有遍布全国的维修服务网点和特别成立的中国技术培训团队，在全国有超过2800名专业人员直接为客户提供服务。我们致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。欲了解更多信息，请登录网站：www.thermofisher.cn

回顾这十年来我与近红外，用“若即若离却难以割舍”来形容仿佛最为贴切。北京市理化分析测试中心 武彦文　　博士后期间我主攻的是中红外光谱分析技术，在读文献和学术交流时，我不时接触到近红外光谱，当时并没有太在意，认为是两种不同的分析思路。恰巧当时召开第一届近红外光谱学术会议，于是就抱着开眼界的心态去了，于是就被“震住”了。那届会议给我的印象非常深刻，对于初入分子光谱领域的新兵，我没有想到陆婉珍院士等近红外人已然做出了那么大的成绩。于是乎，在后来的研究工作中，我有意识地把近红外相关内容添加到自己的研究当中，有时是将中红外和近红外两个波段的谱图综合起来分析解读，有时是把化学计量学方法运用在中红外的谱图分析中。随后我发表了运用中红外和近红外两种方法快速分析精油成分的文章(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0731708507006772)。　　尽管如此，近红外在那段工作中扮演的仍然是配角，因为我的大多数研究是定性分析，即使有定量要求我也一般考虑用中红外。此外，博士后期间的研究与实际生产结合较少，使得近红外始终没有成为我的研究主体。然而，那次参会的深刻印象，使我不自觉地开始关注近红外技术点滴发展和进步，尽管始终都是默默关注。　　进入新的工作单位后，我的研究重心有所调整，精力主要集中在分析检测与标准方法开发上。由于近红外不是标准方法，相关的检测规范尚没有建立，还不能应用在我们这样的第三方检测机构，感觉自己好像与近红外渐行渐远。然而，随着北京市科技计划课题与自然科学基金等几个项目的连续资助，近红外再一次进入我的研究视野。在我所关注的食用油分析领域，近红外的优势已经充分展现。首先是成熟的碘值定量检测方法，由近红外仪器与定量模型集成的专用仪器，已经成为各个大型油脂企业的日常必需 其次是油脂原料中多种指标的快速定量，已经让近红外光谱在油料收购环节中大展身手 此外，近红外在线监测饼粕的蛋白含量，使得其威力在生产领域受到广泛重视。对于油脂分析的其他应用领域，如脂肪酸组成、酸值测定以及油脂的鉴定与掺伪，近红外也在跃跃欲试。　　近年来，在北科院(上级单位)与理化中心领导的不断支持下，我与团队应用近红外研发出一系列的油脂分析方法，包括芝麻油、花生油和大豆原油等油脂的真伪鉴别和掺伪分析，油脂中的脂肪酸组成分析等等。然而，任何技术都有其局限性，当我们发现近红外不适用于某些分析需求时，就把目光转到其他分子光谱上。但研究思路依然延续近红外，例如利用化学计量学方法与拉曼光谱、荧光光谱甚至紫外-可见光谱结合的方法，研究油脂的氧化特性，考察油脂的提取、精炼过程，等等。目的是应用更为经济的分析技术研发出简便、快捷的检测方法。　　在应用上述几种分子光谱技术开发食用油分析方法的过程中，我们渐渐发现自己在这方面的积累和经验越来越多，于是产生了与大家分享的念头。今年，我们团队将在课题研究之余，撰写一本专著——《分子光谱与油料油脂》。在这里，我恳请在这方面有好的实际应用案例的专家、学者以及企业与我们联系，通过丰富的实例推动分子光谱在油料油脂分析领域的进一步发展。　　最后我特别想感谢几位良师诤友，是近红外将我和他(她)们联系在一起，燕泽程、刘慧颖、韩东海、袁洪福、褚小立̷̷。也许，对于一名科研工作者而言，在亲历一场革命性技术的发展过程中，除了见证和参与，更多的收获是来自前行者的支持与鼓励。　　　　2016.5.10

近日，生态环境部在北京举行高光谱观测卫星在轨投入使用仪式。上海技物所研制的可见短波红外高光谱相机（AHSI）经过在轨测试交付用户投入业务应用。AHSI是2021年发射的高光谱观测卫星主载荷之一，可实现2.5到10纳米光谱分辨率、30米空间分辨率、60公里幅宽，能够同时获取地物从0.4到2.5微米波段范围内的高光谱影像信息，是我国首台可在轨动态配置的宽幅宽谱高光谱相机。AHSI获取的武汉市（2022年5月）的可见近红外光谱立方体（左）和短波红外光谱立方体（右）南四湖、太湖、滇池水质叶绿素a浓度反演结果测试结果表明，AHSI获取的图像清晰，光谱和辐射定量准确，空间结构和光谱反映能力强。与国际同类载荷相比，其综合性能达到国际领先水平。相机在河流/水库/湖泊等不同体量内陆水体的各类水质参数提取、矿区周边生态胁迫、植被精细分类和植被指数反演、大宗固体废弃物遥感监测、海洋生态环境监测、点源甲烷探测等生态环境应用方面，以及在矿物信息精细提取、作物种类识别和生长参数反演、区域产草量等行业应用方面，均具备突出的在轨应用能力，为我国水环境监测、自然生态监测、碳排放监测以及生态环境监管等主体业务提供了国产高精度高光谱数据保障。通过矿物识别分层谱系、光谱特征归一化与光谱特征综合法以及光谱分解法进行矿物信息提取。图为测试区高光谱矿物填图。测试区农田土壤类型调查。图（左）为假彩色合成原始影像，图（右）为测试区农田土壤类型遥感监测识别结果图。煤炭工业园区内的煤矿矿井开展甲烷泄漏监测目前，AHSI正与同为上海技物所研制的资源02D、资源02E、高光谱综合观测卫星同类载荷组网协同观测，使我国拥有当前国际上时-空-谱综合观测性能最强的高光谱对地遥感能力，有效服务于我国环境质量监管和自然资源调查等重大需求。

SPECIM FX50中波红外高光谱相机黑色塑料广泛用于汽车工业、电子产品、食品包装、塑料袋，与我们的日常生活息息相关。不幸的是，当前人们对废旧黑色塑料垃圾的处理不是回收再利用，而是烧毁或填埋，原因是缺乏高效可靠的技术对黑色塑料进行识别并分类。而塑料垃圾是人类面临的且必须尽快解决的重大环境问题之一。 芬兰SPECIM公司进行技术创新推出一款专为工业机器视觉在线检测而设计的高速、性能稳定的SPECIM FX50高光谱相机。SPECIM FX50是全球第一款工业MWIR高光谱相机，该相机可采集各类黑色塑料在2.7-5.3μm范围内的光谱信息，快速、可靠地识别不同材质的黑色塑料，如ABS、 PP、 PE、 PC、 PS、 PVC、HIPS。 图1：SPECIM FX50高光谱相机 FX50高光谱相机的特点： • 设计精致，外形紧凑• 光谱范围：2.7 - 5.3μm• 高分辨率：640个像素• 高采集速度：380 Hz• 光学部件：温度恒定• 内置图像校正• 数据一致性高：出厂前经过统一光谱校准• GigE Vision标准接口• 易于安装在工业环境中 图2：光谱响应 除了黑色塑料， SPECIM FX50还可用于：• 识别橡胶、非黑色塑料、橡胶/塑料中的阻燃剂；• 木材和纸制品的识别分类；• 金属温度测量：范围为0-1000℃；• 金属表面的污染检测： 杂质、污垢、油和其他有机残留物；• 石油/天然气中碳氢化合物的分析识别；• 采矿生产中矿物的分析识别，如长石和石英。 黑色塑料分选 金属与汽车工业：金属表面的污染检测石油/天然气和矿产勘探：烃类与矿物分析 木材和纸制品的识别分类 SPECIM FX50高光谱相机满足工业应用需具备的高速、稳定性能的特点，并且易于安装、维护和扩展，同时具有高效的投资回报。SPECIM FX50成像速度快，满足生产线的速度要求；同系列的产品出厂时经过统一光谱标定，数据一致高，现场使用时可任意替换；拥有GigE Vision接口，配置软件开发包，满足用户的开发需求。 SPECIM FX50高光谱相机成为工业机器视觉应用领域内一种全新的解决方案。创新点：优势：可采集各类黑色塑料在2.7-5.3μ m范围内的光谱信息，对难处理的黑色塑料进行快速、可靠的分选，如ABS、 PP、 PE、 PC、 PS、 PVC、HIPS...

锑化物超晶格红外探测器具有均匀性好、暗电流低和量子效率较高等优点，其探测波长灵活可调，可以覆盖短波至甚长波整个红外谱段，是实现高均匀大面阵、长波、甚长波及双色红外探测器的优选技术，得到了国内外相关研究机构的关注和重视，近年来取得了突破性的进展。中国科学院上海技术物理研究所科研团队介绍了InAs/GaSb超晶格红外探测器的技术特点和发展历程，并对后续发展趋势作了初步的展望和探讨。相关研究内容以“锑化物超晶格红外探测器研究进展与发展趋势”为题发表在《红外与激光工程》期刊上。InAs/GaSb超晶格红外探测器的技术原理和特点超晶格是由两种晶格匹配良好的半导体材料交替重复生长而形成的周期性结构，每一层的厚度通常在纳米尺度。根据组成材料相互间能带排列特点，超晶格一般分为I类超晶格和II类超晶格。在III-V族化合物半导体中，InAs、GaSb、AlSb之间可组成不同类别的能带排列，GaSb/AlSb组成I类能带排列，InAs/GaSb、InAs/AlSb组成II类能带排列。特别的，InAs导带底能量比GaSb价带顶能量低约150 meV，当InAs和GaSb结合时，两者形成“破隙型”II类能带排列，电子被限制在InAs层中，而空穴被限制在GaSb层中。当两者组成超晶格时，相邻InAs和GaSb层中电子和空穴会由于相互作用分别形成电子微带和空穴微带，如图1所示。图1 InAs/GaSb超晶格能带简图电子微带与空穴微带的能量差即为超晶格的有效禁带宽度，随着InAs层和GaSb层厚度的改变而改变。对InAs/GaSb II类超晶格的能带结构进行计算和模拟，可以获得超晶格材料光电特性等信息。图2是InAs/GaSb超晶格的截止波长随InAs厚度变化关系，通过改变InAs层的厚度，可以调节超晶格的截止波长，实现短波红外、中波红外和长波红外等不同谱段的红外探测。图2 InAs/GaSb II类超晶格截止波长随InAs厚度变化关系（GaSb厚度为2.1 nm）总体来说，InAs/GaSb超晶格红外探测技术具有如下特点：1）改变周期厚度可以调节InAs/GaSb超晶格的禁带宽带（响应截止波长），因此，可以通过结构设计来灵活调节超晶格探测器的光电响应特性，响应波段可以覆盖短波至甚长波的整个红外谱段，并实现多色探测。2）InAs/GaSb超晶格结构可以吸收垂直入射光。理论计算表明，InAs/GaSb超晶格可达到与HgCdTe材料相当的吸收系数，因此具有较高的量子效率。3）在InAs/GaSb超晶格结构中，由于轻、重空穴带的分离，抑制了Auger复合速率。在理论上，InAs/GaSb超晶格比HgCdTe具有更高的探测率。4）相比HgCdTe材料，InAs/GaSb超晶格有更大的有效质量，有助于抑制长波探测器的隧穿暗电流。5）现代材料生长技术，如分子束外延技术，可以在单原子层精度上控制材料的生长，十分有利于材料性能的可控性、稳定性和可重复性。6）InAs/GaSb超晶格是III-V族化合物半导体材料，材料生长与器件工艺较为成熟，有利于实现大规格、高均匀性焦平面器件。锑化物超晶格焦平面探测器发展历程技术孕育阶段（20世纪80年代—21世纪初）该阶段主要是超晶格红外探测技术概念的提出、超晶格探测器性能的理论计算分析、超晶格材料外延生长和基本光电特性研究，初步证实了超晶格材料具有优良的红外探测性能。超晶格概念是20世纪70年代美国国际商用机器（IBM）公司的江琦、朱兆详等人提出的，指出电子在沿超晶格材料生长方向运动将受到超晶格周期势的影响，形成与自然界材料性能迥异的特性，分子束外延技术的发展又允许人们生长出高质量的超晶格材料。1977年，江琦、朱兆祥等人又提出了锑化物（InAs/GaSb）II类超晶格的概念。技术突破阶段（21世纪初—2010年）该阶段主要聚焦于突破高性能焦平面器件制备的关键技术。采用先进的异质结构抑制超晶格长波探测器的暗电流；研究超晶格材料的刻蚀和侧壁钝化技术，制备出超晶格面阵器件。长波探测是超晶格技术发展的一个重要方向，而降低暗电流是长波红外探测器研究工作的一个重要内容。对于锑化物超晶格探测器，利用其灵活的能带结构调节能力以及分子束外延低维材料生长能力，国外各研究机构设计、制备出了多种宽禁带势垒的探测器结构来抑制暗电流，如pπMn结构、CBIRD结构、nBn结构等。上述不同结构的基本思想是利用宽禁带势垒层与吸收区形成异质结，从而达到抑制产生-复合电流的效果。像元台面刻蚀与侧壁钝化是超晶格焦平面制备研究的一个重要内容。在台面侧壁，由于半导体周期性晶格结构的突然中断，会引起能带在表面的弯曲，从而使得接近表面的半导体层内形成电荷累积，甚至引起表面反型，这会导致在表面形成导电通道。另外，在刻蚀等工艺过程中产生的损伤、沾污或者氧化物等也可能引起表面势能的变化，在带隙内形成载流子陷阱，增加隧穿电流。随着超晶格探测器结构的不断优化，器件制备工艺水平的提升，基于高质量分子束外延超晶格材料，结合前期建立的红外焦平面技术（如读出电路、铟柱混成互联等），相关研究机构相继研制出了320×256、640×512、1024×1024等不同规格的超晶格红外焦平面。双色或多色探测器具备多谱段探测能力，可显著提升识别距离、抗红外干扰与抗伪装能力，是新一代焦平面探测器重点发展方向之一。锑化物超晶格材料能带灵活可调及宽谱响应的特性，使得其成为制备双色、多色探测领域的优选技术。各研究机构先后报道了基于该材料体系的中/中波、中/长波、长/长波双色焦平面探测器。技术发展阶段（2010年—至今）超晶格焦平面制备能力的提升在相关政府机构的支持下，西方技术先进国家突破了超晶格结构设计、材料生长、芯片制备工艺等关键技术，多家研发机构先后获得高性能的超晶格长波大面阵器件和双色焦平面器件。这些成果的取得也使人们充分认识到超晶格技术在红外探测领域的意义和价值。在此基础上，2011年，美国启动了“重要红外传感器技术加速计划（VISTA）”，这是一个由政府主导的，包括JPL、MIT林肯实验室、Sandia国家实验室、海军实验室等研究结构，以及休斯实验室、洛克-马丁公司、L3辛辛那提电子公司等行业领先公司的联合体，技术链涵盖了衬底制备、超晶格材料外延生长、焦平面芯片制备工艺、读出电路设计、超晶格组件集成等。在5年时间内，VISTA计划在高性能长波、中长波双色、超大面阵焦平面、高温工作（HOT）焦平面器件等多方面获得了进一步的发展。图3 （a）超晶格5 μm像元尺寸的SEM照片，（b）超晶格中波红外焦平面在160 K和170 K工作温度下成像示意图，（c）超晶格中长波双色野外成像图超晶格焦平面的工程应用随着制备能力和探测器性能的不断提高，超晶格红外焦平面开始了应用试验。2005年，德国IAF和AIM公司研制的中/中波超晶格双色焦平面探测器应用于欧洲大型运输机Airbus A400 M的多色红外预警系统（MIRAS）。图4 非洲某地区的可见（来源谷歌地图）和CTI红外成像图片（来自美国NASA国际空间站拍摄），Band 1为中波红外图像，Band 2为长波红外图像锑化物超晶格探测器的展望与思考碲镉汞是当前最成功的红外探测材料，其响应波段可以覆盖短波至甚长波的整个红外谱段，具有高的吸收系数和量子效率。由于碲镉汞非常低的肖特基-里德-霍尔（SRH）复合速率，少子寿命长，暗电流低，可以实现高性能红外探测器。碲镉汞的挑战主要来自于材料生长、芯片制备工艺等方面难度大及由此而带来的成品率和制备成本等问题。InAs/GaSb超晶格在谱段覆盖性方面和碲镉汞一样可以在短波至甚长波整个红外谱段内调节。与碲镉汞相比，超晶格红外探测器在量子效率和少子寿命还需要进一步的提升。但另一方面，InAs/GaSb超晶格属于III-V族化合物半导体，其物理化学性质较为稳定，超晶格焦平面在空间均匀性、时间稳定性等方面具有优势，同时，超晶格在材料、芯片的制备技术方面也具备更好的可控性。近年来，InAs/GaSb超晶格红外探测器取得了飞速的发展。在国外，超大规格、高像元密度、高温工作中波焦平面、高性能长波红外焦平面及双色焦平面等已先后获得突破，超晶格探测器也已初步获得航天应用。国内自“十二五”布局开展锑化物超晶格红外探测技术研究，相关研究单位先后在超晶格长波焦平面技术、双色焦平面技术等方面取得突破，初步形成了超晶格材料外延生长、芯片制备等技术能力和平台。后续，超晶格红外探测技术将在进一步提升材料基本性能（量子效率、少子寿命）的基础上，发展大规格和超大规格红外焦平面，高像元密度焦平面，甚长波和双色、多色探测器，高工作温度红外焦平面等。提升超晶格材料基本性能在少子寿命方面，在超晶格中，轻、重空穴带的分离抑制了俄歇复合过程，因此，理论上超晶格的少子寿命可以比碲镉汞更长。但目前InAs/GaSb超晶格的少子寿命一般小于100 ns，与碲镉汞相比有很大的差距，这主要是由于超晶格材料存在较强的SRH复合。InAs/InAsSb超晶格因表现出了更长的载流子寿命而颇受关注，但对于相同的探测波长，InAs/InAsSb超晶格的吸收系数较小；同时，InAs/InAsSb超晶格的空穴迁移率和扩散长度也较小。另一种新型超晶格材料——晶格匹配 InAs/GaAsSb超晶格展现出了优良的光电性能，计算表明，对于相同的探测波长，InAs/GaAsSb超晶格具有与InAs/GaSb超晶格相似的吸收系数。在量子效率方面，由于在超晶格中电子和空穴分别位于InAs和GaSb层中，吸收系数的大小与电子波函数和空穴波函数的交叠积分相关，从而导致器件的量子效率随波长增大而下降。目前中波红外超晶格探测器的量子效率可以实现70%~80%，长波器件的量子效率约30%~40%。提升长波、甚长波超晶格焦平面器件的量子效率是一个重要的研究课题。近年来，采用超表面微纳光子结构提升器件量子效率成为一个有效途径。与探测器集成的微纳光子结构主要包括一维、二维光子晶体、光栅、汇聚透镜、微腔结构等。近年来，美国麻省理工学院、空军实验室、JPL等在该方面开展研究并取得了较好的成果。超晶格红外焦平面发展趋势展望在焦平面器件发展趋势方面，将充分利用超晶格自身技术优势，发展高像元密度大面阵探测器、甚长波探测器、双色和多色探测器、高工作温度探测器及新型雪崩探测器等。在高像元密度大面阵器件发展方面，国际上超晶格外延材料尺寸已经达到6 in（1 in=2.54 cm），正向更大晶圆发展；像元尺寸已缩小至5 μm，最大规格达到6 K×4 K。国内已具备4~6 in超晶格外延材料生长和锑化物半导体探测器芯片制备能力，在小像元尺寸的台面芯片制备方面也具有技术基础。在甚长波红外探测器方面，关键在于降低器件暗电流，红外探测器的暗电流与少子寿命密切相关。因此，提升超晶格材料的少子寿命是一个重要的研究课题。晶格匹配InAs/GaAsSb新型超晶格材料有助于降低材料的深能级缺陷，从而提升少子寿命。降低器件暗电流的另一途径是运用InAs、GaSb、AlSb等材料间多样的能带排列方式，灵活设计出先进的抑制暗电流器件结构。最近，国外报道了14 μm超晶格甚长波焦平面探测器，采用先进势垒设计结构，大大地抑制了器件的暗电流。在实现高温工作超晶格红外探测器的研究方面，主要集中在设计和制备各种具有暗电流抑制功能的异质势垒结构器件。国外研究机构采用nBn等异质势垒结构，很好地将超晶格中波红外探测器的工作温度提升至150 K以上。在国外，高温工作的超晶格中波红外焦平面已经显示出了替代传统InSb器件的趋势。实现双色或多色探测是超晶格发展的一个重要发展方向。超晶格主要采用改变材料周期厚度来调节响应波长，采用分子束外延技术，只要改变InAs、GaSb单层的生长时间（改变层厚）就可以获得不同响应波长的超晶格材料，因此非常容易在一次外延生长过程中集成两个甚至多个响应不同波长的探测器材料结构。近期研究结果也表明，超晶格是实现双色或多色探测的优先技术。在新型探测器方面，锑化物超晶格雪崩探测器（APD）近年来也备受关注。美国伊利诺斯大学研究发现，InAs/GaSb超晶格的空穴/电子碰撞电离系数比可以近似为零，研制的电子雪崩型器件的增益为300时，过剩噪声因子小于1.2。该团队与美国雷神公司合作研制的电子雪崩型超晶格APD，在增益为500时，过剩噪声因子仍旧保持在接近于1的水平，表现出了极低的雪崩噪声特性。结论这项研究简要介绍了锑化物超晶格红外探测技术的技术特点、发展历程及其发展趋势。自InAs/GaSb超晶格红外探测器的设想被提出后，30多年来，通过结构设计优化和制备技术提升，国内外研究结构先后获得了一系列的大面阵、高温工作、长波、多色红外探测器，超晶格红外焦平面也表现出了高均匀性、高稳定性、高制备可控性等优势，并且在红外遥感成像等航空航天领域得到应用。今后，超晶格红外焦平面将向着更高的像素密度、更大的规格、更高的工作温度、甚长波、双色（多色）、雪崩器件等方向发展。

一颗黄豆大小的芯片，利用新技术胶体量子点红外探测成像做成“视觉芯片”，装到手机、检测器上，可以“穿透”介质，看到肉眼看不到的“真相”。光谷实验室近日宣布，其联合科研团队（华中科技大学实验室、温州实验室）研发的胶体量子点成像芯片已实现短波红外成像。目前，已完成小试、中试，可大面积加工，兼容12寸CMOS晶圆制备工艺，同时成本极低，有望颠覆市场。成果转化的背后“冷板凳”一坐就是12年多年来，高亮专注于CQD红外探测芯片的基础应用研究，主要贡献体现在CQD芯片材料、器件、集成的核心制备。“不要看这一颗颗小小的芯片，它们价值不低，一颗可以卖到5000元至1万元。”光谷实验室联合创始人、华中科技大学武汉光电国家研究中心教授高亮指着自己团队研发的产品，自豪地介绍。高科技的背后是半导体光电相关的原理，“它是用胶体量子点，把红外光给吸收了，然后把它变成电子，电子再被这个读数电路进行处理，最后得到红外的图像。”胶体量子点（CQD）红外探测芯片技术正在向第三代微型、高性能和低成本的方向发展，是我国实现红外探测芯片技术弯道超车的突破口。胶体量子点成像芯片12寸CMOS晶圆，目前已完成小试、中试，可大面积加工。12年前，高亮是华中科技大学光学与电子信息学院院长唐江教授的博士生，出于自己的喜好和判断，他并没有选择当时半导体国际前沿领域的热门方向。“新的、火热的科研，也许发论文会更容易，但我对半导体新材料电子器件更感兴趣。”高亮称，读书时，他选择了在二维材料半导体、钙矿半导体、硫金属氟化物等领域“坐冷板凳”。兴趣是最强的创新驱动，大三时，高亮做了一个课程设计“用光电的形式测自己的心跳”，读研的时候，高亮觉得“红外光一般人也看不到，但它有那么多功能，我要一直跟下去”。基于量子点材料做红外探测器的方式，他跟随师兄们做了大量的研究实践。“博士期间去了多伦多大学，看到国际最新的发展趋势，也更坚定了自己要在这条路上一直走下去的决心。”回过头来看，高亮的产学研经历，正是一条“以用为导向”的科研成果转化之路。近日，高亮获评2023年“湖北向上向善好青年”。据了解，多年来，高亮专注于CQD红外探测芯片的基础应用研究，主要贡献体现在CQD芯片材料、器件、集成的核心制备。针对CQD芯片材料缺陷多、器件结构不兼容、集成工艺不成熟等瓶颈问题，提出芯片材料液相外延钝化新策略、设计制备新型顶入射器件、开发硅基一体化集成工艺，依托团队联合华为公司研制出国内首款CQD红外探测芯片，与同类CQD芯片比较，外量子效率国际领先。“视觉芯片”突破五大关键环节做出国内首款样机高亮（中）介绍自己团队研发的产品。据了解，量子点成像芯片也称“视觉芯片”。在食品检测、半导体检测等工业应用中，基于短波红外成像的机器视觉如同机器的“眼睛”，具有重要意义。成像芯片作为成像系统最核心部件，对成像质量以及相机成本均起着决定性作用。国外铟镓砷短波红外芯片造价极其昂贵，使得短波红外相机均价高达25万元，严重制约着市场增长。进口一枚短波红外做成的芯片往往需要上万元，而光谷实验室同类产品量产后，只售数百元。利用颠覆性技术胶体量子点红外探测成像做成的“视觉芯片”（右）及芯片封装模组（左）装到手机、检测器上，可以“穿透”介质，看到肉眼看不到的“真相”。高亮称，50人的团队是新一代短波红外成像芯片开拓者，唐江教授任首席科学家，他和华中科技大学光学与电子信息学/武汉光电国家研究中心双聘副教授张建兵是联合创始人，包括华中科技大学参与校内基础研究的学生，团队人员中80%以上为硕博高材生。联合科研团队先后突破了材料—器件—电路—集成—系统5个关键环节，突破传统工艺限制，开拓全新工艺路线，低温一体化集成，开发研制出国内首款量子点红外成像样机，售价将只有国外的1%，成本大大降低。目前，产品订单已遍布全国，南方科技大学、浙江大学、西北工业大学和国内消费级龙头模组企业均向光谷实验室“抛下橄榄枝”。穿云透雾，面向手机模组、车载相机等消费级应用场景，该产品已申请十五项发明专利，已获授权七项。产品已应用在车载应用、水果分拣、物质检测、半导体检测、安防监控等领域。“仅一二个月，我们就销售了50多万元，今年预计将达到1000万元以上。”看可见光之未见，开辟短波红外新时代！高亮和团队对未来充满了期待。

TIMART系列通用型条纹相机让条纹相机走进大众实验室，助力科研人员实现超快梦想！ 条纹相机是一种同时具备高时间分辨（皮秒）与高空间分辨（微米）的瞬态光学过程测量仪器，既可直接用来测量超短光脉冲辐射的强度-时间-空间关联波形，也可以作为高时间分辨的图像记录设备和其它仪器，如显微镜、光谱仪等，构成联合诊断系统，实现超快空间-强度-时间分辨或能谱-强度-时间分辨的关联参数测量，是超快光化学、光物理、荧光过程、超短激光技术等领域研究的关键工具。TIMART系列条纹相机 是中国科学院西安光学精密机械研究所面向普通科研市场全新研制成功的通用型条纹相机。该系列条纹相机采用先进的同步扫描条纹变像管，集成了数字化同步扫描模块和单次触发扫描模块，首次实现程控切换单次扫描和同步扫描功能，极大的降低了用户使用难度，拓宽了相机使用范围。配合卓立汉光的光谱测试系统，可实现200nm到850nm光谱范围高灵敏时域光谱测量。同步扫描模式最高可实现300MHz同步测量，单次扫描模式可实现1kHz重复触发，使得条纹相机真正实现了通用化，走进普通实验室！ 主要特点： l 紫外至近红外光谱响应，2ps时间分辨；条纹管多种光阴极可选，覆盖UV-VIS-NIR 宽光谱范围，最高2ps 的时间分辨率以及50lp/mm 空间分辨率l 主流核心部件，品质保障条纹管模块，增强器模块及相机耦合读出模块均选用主流厂家成熟产品，实现优异性能的同时，保障了量产稳定性和一致性l 兼容两种工作模式：高性能同步扫描/单次低频扫描模块集于一身同步扫描模块与单次低频扫描模块程控切换，可实现单次发光现象到高重频（300MHz）发光现象高灵敏度、高时间分辨获取，提升了系统通用性l 优化系统配置，提供超高灵敏度可以提供双级联MCP增强器作为信号增强，提供103-105信号增益以改善弱信号探测灵敏度；采用科研级大面阵制冷型相机作为读出单元,16 bits 输出， 10000:1 动态范围；光纤面板耦合读出方式，相比镜头耦合读出系统提升超过20倍的耦合效率！l 专业软件控制界面一体化相机控制界面，可订制化集成ccd、光谱仪一体化控制，流程清晰，操作简单；专业条纹图像采集、增强显示与数据处理软件，帮助实现数据深度挖掘；l 本地化专业技术支持服务，免除后顾之忧无需苦等出口许可，超短交货期！专业售后支持，本地技术团队快速响应！可预约免费样机、样品测试！l 与光谱仪连用，提供完整时域光谱测试解决方案 条纹相机与光谱仪配合使用，可实现光谱、光强与时间信息同时测量，完整方案可快速实现从ps到s量级宽范围时间分辨光谱测试！条纹相机选型参数列表：系列号ST10 T40T40-HDR推荐型号ST10-1LST10-2LST10-1FST10-2FT40-1FT40-1F-HDR条纹管阴极有效狭缝长度8 mm8 mm35 mm30 mm光学狭缝长度12 mm12 mm35 mm35 mm光学狭缝宽度0~3 mm 手动可调10 um调节精度0~3 mm 手动可调10 um调节精度0~3 mm 手动可调20 um调节精度0~3 mm 手动可调20 um调节精度阴极类型S20(200-850 nm)，BB(200-900 nm)，S25(350-900 nm)荧光屏P20,P43（P46,P47更多可选）同步扫描(S)频率40-300MHZNANA 触发(T)频率单次或 单次或10 ps条纹管空间分辨率（典型值）50 lp/mm50 lp/mm20 lp/mm扫描时间轴范围0.5 ns-1/6 fs @同步扫描-三挡可选1ns-1ms@触发扫描 三挡可选1 ns-1ms@触发扫描 六挡可选1ns-1ms@触发扫描 六挡可选像增强器 -1: 25mm单MCP； -2: 25mm双MCP40mm单MCP40mm单MCP像增强器增益(P20）-1: ≤1.00E+04 -2: ≤3.00E+05≤1.00E+04≤1.00E+04读出相机耦合方式镜头耦合1:1 光纤面板1:1 光纤面板1:1 光纤面板阵面2048*20482048*20484096*40964096*4096像素6.5um*6.5um11um*11um9um*9um9um*9um探测面尺寸13.3*13.3mm22.5*22.5mm36.8*36.8mm36.8*36.8mm像素阱深=30000e-=70000e-60000e-60000e-动态范围30000:130000:115000:115000:1制冷方式风冷或水冷水冷水冷最低制冷温度0度@风冷，-10度@水冷 -20度 -20度帧速50fps18fps3fps 16bit3fps 16bit通讯方式USB3.0USB3.0+以太网灵敏度效率一般高 高高典型特点同步扫描+触发扫描高时间分辨较低耦合效率高性价比同步扫描+触发扫描高时间分辨高耦合效率高灵敏度高性价比超长狭缝高灵敏度触发扫描超长狭缝大动态范围高灵敏度触发扫描电磁屏蔽设计 通用型XSC系列条纹相机选型指南： S---高重频同步扫描 T---单次、低重频扫描 F---光纤面板耦合读出 L---镜头耦合读出 10,20,40---条纹管狭缝长度尺寸 -1/-2----单级或双级联MCP像增强 -HDR---高动态范围 光谱仪建议选型参数列表：光谱仪型号Omni-λ2002iOmni-λ3008iOmni-λ5008iOmni-λ7508i光谱仪焦距200mm320mm500mm750mm相对孔径F/3.5F/4.2F/6.5F/9.7光谱分辨率（1200l/mm）0.3nm0.1nm0.08nm0.05nm波长准确度+/-0.2nm+/-0.2nm+/-0.15nm+/-0.1nm倒线色散(1200l/mm)3.6nm/mm2.3nm/mm1.7nm/mm1.1nm/mm光栅尺寸50*50mm68*68mm68*68mm68*68mm光栅台双光栅三光栅三光栅三光栅与条纹相机耦合中继光路耦合光谱仪入口选项光纤及光纤接口，标准荧光样品室，镜头收集耦合等 典型应用实例：1： 金属丝电爆炸试验（不同气氛压力下） (西安交通大学1)2: 有机小分子ASE 寿命测试（华南理工大学DOI: 10.1002/adom.201900701，Adv. Optical Mater.）3：激光电离空气等离子体全光谱测量 4：荧光寿命测试—某钙钛矿PL时间分辨光谱测试 5： Cs4PbBr6 以及 CsPbBr3 钙钛矿材料的超快荧光组分寿命测试（2019年10月9日的 Physical Chemistry Letters，兰州大学 ） 主要应用方向： l 超快化学发光l 超快物理发光l 超快放电过程l 超快闪烁体发光l 时间分辨荧光光谱，荧光寿命，l 半导体材料时间分辨PL谱l 钙钛矿材料时间分辨PL谱l 瞬态吸收谱，时间分辨拉曼光谱测量l 光通讯，量子器件的响应测量l 自由电子激光，超短激光技术l 各种等离子体发光 l 汤姆逊散射，激光雷达l 。。。。。。创新点：" --集成了数字化同步扫描模块和单次触发扫描模块于一体，国际首次实现程控切换单次扫描和同步扫描功能，降低了用户使用难度，拓宽了相机使用范围，增强通用性； --采用制冷型光纤面板耦合相机读出，提升了耦合效率。" TIMART系列通用型条纹相机

背景番茄是一种受欢迎且营养丰富的水果，在全球市场上占据了重要地位。近几十年来，大量的研究致力于培育出品质更高、抗逆性更强的番茄品种。果实的品质与幼苗的生长密切相关，因此，有效监控幼苗的生长对于培育优质番茄至关重要。传统的化学方法在监测植物中大量色素的浓度方面可能会受到限制。为了克服这些限制，研究人员经常求助于非侵入性、高通量和实时监测技术，例如光谱学和高光谱成像，这些技术可以在不需要破坏性采样的情况下评估植物中的色素浓度，并提供有效监测大量植物的能力。试验设计本研究使用的樱桃番茄幼苗在华南农业大学园艺学院室内植物工厂（113.36°E，23.6°N）进行水培，包括两种类型的番茄幼苗：未改变的野生型和长下胚轴缺失（HY5）突变体。野生型花青素含量较高，HY5突变体的花青素含量较低。花青素在植物光合作用中起重要作用，并影响其他色素的积累。两种苗种在相同的环境条件下培养。如图1（a）所示，将幼苗置于顶部和底部有开口的海绵方块上，使其叶子向上，根向下，将幼苗种植在72孔泡沫板上。泡沫板被放置在植物工厂的水培架子上，使番茄幼苗的根部能够接触到营养液。番茄幼苗以单孔空间分开种植，以减少植物叶片在生长过程中的相互遮荫，以确保植物获得足够的光线。本研究记录了番茄幼苗在播种后17、20和23天的光谱数据和色素浓度数据。从4块泡沫板中选取144个样本，每块泡沫板中包含36棵幼苗。一半的样本是野生型，另一半是HY5型。实验中番茄幼苗的选择标准是叶片表面平整，以便于光谱图像的获取。图1 （a）高光谱图像采集和（b）ROI提取如图1（a）所示，高光谱图像采集装置由近红外相机Gaia Field-N17、光源、暗盒和加载板组成。该近红外相机具有256个光谱通道，可以记录900-1700 nm范围内的反射光谱。每个样品的高光谱数据使用近红外相机和控制软件SpecVIEW v2.9采集。仪器和软件均由江苏双利合谱光谱成像技术有限公司提供。本研究共采集了432株幼苗，其中一半为野生型，一半为HY5型。幼苗叶片中色素浓度随时间的平均值和分布如图2所示。这些折现说明了每种光合色素的平均浓度总体上呈上升趋势。叶绿素浓度在第20天显著高于第17天，第23天变化不大。这可能有两个潜在原因：随着植物的生长，它可能耗尽了土壤中可用的营养物质。光合色素，如叶绿素，需要氮、镁等关键营养物；植物可能将资源转向开花、结果或其他繁殖过程。小提琴图展示了不同时间间隔中色素浓度的分布，小提琴图中较宽的部分表明该范围内样本数量较多。每个时间点分组的上部小提琴图显示了野生型的分布，而下部小提琴图代表HY5突变型。HY5是植物生长发育过程中促进光形态发生，刺激叶绿素和类胡萝卜素合成的关键调控因子。HY5缺失导致下胚轴变长，光形态发生受损导致色素沉着减少。图2 色素随时间的平均浓度和分布番茄幼苗的原始反射率曲线如图3（a）所示，其中包含少量异常值。常用箱形图来处理这一问题，超出上四分位数或低于下四分位数的样本值会被排除出数据集。值得注意的是，在900 nm和1700 nm附近发生细微的波动，这可能是由噪音和杂散光引起的。利用SG滤波器进行降噪处理，得到更平滑的反射率曲线，如图3（b）所示。一阶导数结果的显著波动清楚地揭示了反射率曲线的变化，如图3（c）所示。此外，如图3（d）所示，经过SNV标准化后，光谱曲线围绕在零附近变得更加密集。因此，利用SG滤波器和SNV联合对反射光谱进行处理，在不失去其特性的情况下，消除了噪声和快速振荡的干扰。图3 预处理方法比较（（a）原始光谱；（b）SG平滑滤波器；（c）一阶导数；（d）SNV）在主成分分析法中，载荷图通常用来检验特征与主成分之间的关系，每个主成分中原始变量的权重有助于进一步理解所选波长的重要性。如图4（a）所示，在21个选定的主成分中，有5个主成分占总载荷的90%以上。曲线的峰谷分别出现在910 nm、950 nm、1130 nm、1400 nm和1450 nm附近，与番茄幼苗色素的相关性最强。PC4在910 nm左右上升，PC5在1130 nm左右下降，可能是由于C-H键的拉伸和弯曲振动引起的。950 nm和1130 nm附近发生的特征是由于对称和不对称振动和旋转方式对H2O分子的吸收。1450 nm左右的显著下降与水的O-H拉伸第一泛音和碳水化合物的存在有关。如图4（b）所示，以叶绿素-a的结果为例，CARS经过21次蒙特卡罗采样迭代后，所选择的特征总计为37。所选特征主要集中在950~1150 nm和1400~1480 nm之间。在960nm处观察到的吸收峰主要来自于水分子内羟基（OH）的二阶频率加倍，而在1200 nm附近的衰减被认为是有机物内CH基团的二阶振动吸收的结果。另一方面，叶绿素-b和类胡萝卜素所选择的波长不同。然而，它们都紧密地聚集在两个特定的光谱范围内：930-1210 nm之间和1350-1550 nm之间的峰谷。930-1210 nm之间的特征与植物中O-H和C-H键的振动有关。综上所述，这些一致的结果符合光谱学的既定原理，支持了特征提取的验证。图4 PCA和CARS的结果说明（（a）基于PCA方法的波长权重；（b）CARS法提取叶绿素-a的敏感波长）为了证明特征提取有助于预测性能的提升，进行了全波段对比实验。表1显示了不同特征提取方法与PLSR结合时的性能，其中Np代表预测中使用的特征数量，R2c、R2v和RMSEc、RMSEv分别代表校准集和验证集上的R2和RMSE值。如表1所示，通过整合三种特征提取方法，PLSR模型的性能较使用全波段特征有所提升。以叶绿素-a为例，与全波段相比，PCA、ICA和CARS组合的R2分别提高了0.027、0.030和0.082。此外，其他三种色素的预测中也发现了相同的改善。因此，这些特征提取方法能有效地移除反射光谱中的无关信息。此外，在表1中，CARS显示出更高的R2和更小的RMSE，证明了其相较于其他两种策略的优越性。虽然PCA和ICA方法倾向于使用较少的特征进行预测，但它们可能无法保留重要的波长。另一方面，CARS展示了更高的准确性和鲁棒性。因此，在接下来的建模讨论中采用了CARS来选择敏感波长。在特征提取后，对PLSR和ELM进行测试和比较，以确定预测番茄幼苗中色素浓度的最佳模型。采用网格搜索技术确定模型的最优参数。当隐藏层节点数设置为30时，ELM达到最优，预测结果如图5（a）所示。总体而言，ELM比PLSR具有更高的R2和更低的RMSE，即ELM在检测任务中表现出更高的准确性和鲁棒性，可能的关键因素是数据中非线性关系的存在。在3种色素中，ELM模型在叶绿素-a的预测精度最高，在测试集上的R2为0.86，在叶绿素-b和类胡萝卜素数据中表现出几乎一致的预测性能。图5 预测结果（（a）PLSR和ELM的比较；（b）色素浓度的可视化）所提出的方法随后被用于检测活体番茄幼苗叶片中的色素浓度。该过程包括将原始高光谱图像作为输入输入到预训练系统，系统随即生成色素浓度的预测。如图5（b）所示，热图中的颜色编码（蓝色代表低浓度，红色代表高浓度）提供了对这些色素分布的直观理解，结果也确实合理。如预期，叶片中的色素浓度高于茎部。这与植物生理学的理解一致，叶子是光合作用的主要场所，这些色素在其中发挥关键作用。利用预测的叶绿素和类胡萝卜素浓度对野生型和HY5型番茄幼苗进行分类。为此训练了基于逻辑回归、支持向量机（SVC）和K最近邻（KNN）的分类模型，将番茄幼苗的输入样本分为野生型和HY5型。模型训练是在包含三种色素浓度和相应基因型标签的真实化学数据集上进行的。然后，使用训练好的分类器和ELM预测的色素浓度作为测试输入，来确定番茄幼苗的基因型。分类器的主要结果在表2中进行了总结。从表中可以观察到，逻辑回归和SVC在测试集上达到了最高的准确度得分，约为0.85。此外，这两个模型的F1分数和AUC也达到了相对较高的值，分别为0.86和0.85，表明这些模型在处理野生型和HY5型的二分类问题上具有高水平的表现。结论为了解决在植物工厂监测大量番茄幼苗生长的挑战，本研究提出了一种新的方法，该方法结合了高光谱成像技术和机器学习技术。在本研究中，叶绿素和类胡萝卜素的实际浓度是通过化学方法确定的，这些数据作为建模的真实基准。进行了使用不同特征提取算法的实验，以验证提取过程的有效性并通过结果比较识别最佳算法。结果显示，CARS方法胜过其他方法，成为特征选择的首选方法。每种色素的敏感波长都被记录下来，以备将来应用。基于PLSR和ELM构建的回归模型进一步用于预测叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的浓度，结果显示ELM模型表现更佳，这三种色素的R2分别达到了0.86、0.83和0.83。使用ELM预测的色素浓度作为输入，基于逻辑回归和SVC构建的分类模型用于分类番茄幼苗的基因型，在测试集上达到了0.85的准确度。所提出的方法可以整合到运行在微型计算机上的软件中，使用近红外高光谱相机实时估算色素浓度和基因型。这一概念可能会启发监测设备的开发，旨在提高植物工厂的效率和生产力。作者简介：黄斌山，一作，华南农业大学电子工程学院/人工智能学院。参考文献：Huang Binshan, Li Songhao, Long Teng, Bai Shudai, Zhao Jing, Xu Haitao,Lan Yubin, Liu Houcheng, Long Yongbing. Research on Predicting Photosynthetic Pigments in Tomato Seedling Leaves Based on Near-Infrared Hyperspectral Imaging and Machine Learning. Microchemical Journal, 2024, 204: 111076.

华东师范大学重庆研究院曾和平教授和黄坤研究员课题组在红外灵敏成像领域取得重要进展，提出了基于啁啾极化晶体的上转换广角成像新方法，实现了宽视场、超灵敏、高帧频的中红外光子成像，是当前国际上最高速、最灵敏的中红外成像系统之一。相关成果于近日在线发表在《自然》子刊。图 1《自然》子刊刊登曾和平教授课题组研究成果中红外探测与成像在天文观测、空间遥感、生物医学、材料检测等众多领域都有重要应用，而实现单光子量子极限的超灵敏中红外测控仍颇具挑战。近年来，红外上转换探测技术备受关注，其结合高保真光子频率变换与高性能硅基探测器件，为红外单光子探测与成像提供了一条可行之道。然而，现存上转换探测方案受相位匹配限制，信号接收角较小，难以实现宽视场成像，是当前阻碍该技术向更广泛应用推进的最主要瓶颈。为此，研究团队提出了基于啁啾准相位匹配的上转换广角成像技术，利用啁啾极化铌酸锂晶体（CPLN）实现了不同角度入射信号的自适应相位匹配，获得的接收角较传统方案提升了至少1个量级。同时，该团队结合同步脉冲泵浦技术与窄带高效滤波技术有效压制背景噪声，获得了1光子/脉冲极低照度下单光子水平的中红外大视场成像。进一步地，研究人员利用该中红外成像系统实现了校园卡内部结构的实时扫描检测，清晰识别了卡片芯片与金属线圈（图2）。该成像技术有望应用于半导体芯片检测、材料无损探伤等领域。图 2：利用中红外上转换成像系统扫描校园卡内部结构，内嵌的芯片与线圈清晰可见值得一提的是，上述上转换广角成像技术通过单次采集即可实现大视场成像，规避了传统方案对机械扫描、参数调节或数据后处理的依赖，显著提升了成像速率。具体地，该团队采用高性能硅基CMOS相机实现了超高速中红外成像，实时拍摄了高速旋转的斩波片，其外沿线速度高达30 m/s（图3）。得益于成像系统的高灵敏度，实验中相机曝光时间可低至微秒量级，中红外成像帧频达到了216 000帧/秒，相比于现有中红外相机提高了2-3个量级。此外，该系统还具有高精度三维成像能力，利用超快光学符合门控技术，可以精确测量反射信号光子的相对飞行时间，从而得到被测物体表面的形貌信息。结合高灵敏、高分辨、高帧频的优点，所形成的大视场成像技术有望发展出超灵敏中红外时间分辨光谱成像分析仪，可为高通量生物与材料多维（空间-时间-光谱）复合检测提供新工具。图 3：超高速中红外成像。右下角成像帧频达到216 000 帧/秒，图示播放帧频相较于实际速率减慢了2万余倍。

2023年4月4日，生态环境部在北京举行高光谱观测卫星在轨投入使用仪式。上海技物所研制的可见短波红外高光谱相机(AHSI)经过在轨测试交付用户投入业务应用。 　　AHSI是2021年发射的高光谱观测卫星主载荷之一，可实现2.5到10纳米光谱分辨率、30米空间分辨率、60公里幅宽，能够同时获取地物从0.4到2.5微米波段范围内的高光谱影像信息，是我国首台可在轨动态配置的宽幅宽谱高光谱相机。 　　测试结果表明，AHSI获取的图像清晰，光谱和辐射定量准确，空间结构和光谱反映能力强。与国际同类载荷相比，其综合性能达到国际领先水平。相机在河流/水库/湖泊等不同体量内陆水体的各类水质参数提取、矿区周边生态胁迫、植被精细分类和植被指数反演、大宗固体废弃物遥感监测、海洋生态环境监测、点源甲烷探测等生态环境应用方面，以及在矿物信息精细提取、作物种类识别和生长参数反演、区域产草量等行业应用方面，均具备突出的在轨应用能力，为我国水环境监测、自然生态监测、碳排放监测以及生态环境监管等主体业务提供了国产高精度高光谱数据保障。 　　目前，AHSI正与同为上海技物所研制的资源02D、资源02E、高光谱综合观测卫星同类载荷组网协同观测，使我国拥有当前国际上时-空-谱综合观测性能最强的高光谱对地遥感能力，有效服务于我国环境质量监管和自然资源调查等重大需求。AHSI获取的武汉市(2022年5月)的可见近红外光谱立方体(左)和短波红外光谱立方体(右)南四湖、太湖、滇池水质叶绿素a浓度反演结果通过矿物识别分层谱系、光谱特征归一化与光谱特征综合法以及光谱分解法进行矿物信息提取。图为测试区高光谱矿物填图。测试区农田土壤类型调查。图(左)为假彩色合成原始影像，图(右)为测试区农田土壤类型遥感监测识别结果图。煤炭工业园区内的煤矿矿井开展甲烷泄漏监测

各有关单位：根据工业和信息化部2020年第四批行业标准制修订和外文版项目计划安排，《红外额温计通用规范》（项目号：2020-1357T-SJ）由全国电子测量仪器标准化技术委员会归口管理。目前该标准的起草组已完成行业标准征求意见稿的编制工作。现面向社会公开征求意见。请各有关单位认真研究，填写“意见反馈表”，于2021年10月8日前，以电子邮件方式反馈给以下联系人。涉及修改重要技术指标时，应附上必要的技术数据。逾期未复函的按无异议处理。联系人：张珊电 话：010-64102261,15910556102电子邮件：zhangshan@cesi.cn附件1：行业标准《红外额温计通用规范》（征求意见稿）编制说明一、工作简况（一）任务来源在临床医学场合，医生可以使用水银体温计、电子体温计等技术成熟、精度较高的接触式体温计对病人进行体温测量，判定病人的生理状态。而在火车站、机场、道路交通路口等公共交通枢纽，商场、超市、影院、图书馆等封闭场馆，写字楼、办公楼、学校、工厂等人员密集场所，以及公园、街道、社区等相对开放的人员聚集区域等人群密集的场景下，开展疫情筛查与监测，则更需要借助电子红外额温计等非接触式电子体温计在达到减少交叉传染的同时实现监测和报警的作用。现行的红外体温测试设备国家相关较少，主要针对人工近距离检测和传统的发热筛查系统，标准体系严重缺失。国内仅有GB/T 19665-2005、GB/T 191946-2010、GB/T 21417.1-2008等电子红外体温测量设备产品标准，国际上也并无专门针对电子红外额温计的相关标准。而且因为国内标准制定年代较早，现有标准中对检测信息的数据化、智能化处理等重要内容缺失，已不适用于当前人员大范围流动的现实。因此，急需从产品通用要求、测量方法、数据处理和分析能力、数据格式、接口、安全性、智能化等方面健全标准体系、加快关键标准制定，从而：1、提升红外体温测试设备质量，为第三方测试机构提供测试依据，完善市场准入和监管手段；2、提高红外体温测试设备筛查和检测结果的上传和分析效率，能够更有效地服务于体温检测和排查工作。《电子红外额温计通用规范》是2020年11月30日工业和信息化部下达的电子行业标准计划，计划号为2020-1357T-SJ。本标准是新制定标准，属于工信部重点支持的防疫物资保障类行业标准，标准的完成年限为2022年12月。本标准的归口为全国电子测量仪器标准化技术委员会（TC153），牵头单位为中国电子技术标准化研究院。（二）标准起草单位本标准由中国电子技术标准化研究院、天津九安医疗电子股份有限公司、江苏鱼跃医疗设备股份有限公司、北京神州泰科科技有限公司、富泰捷科技发展(深圳)有限公司、深圳市迈泰生物医疗有限公司、上海烨映微电子科技股份有限公司、威海神舟信息技术研究院、中国电子工业标准化技术协会、山东卡尔电气股份有限公司等共同起草。（三）主要工作过程2020年7月，申请工信部行业标准立项。2020年11月30日，工信部发布“工业和信息化部办公厅关于印发2020年第四批行业标准制修订和外文版项目计划的通知”，同意本标准立项，计划号为2020-1357T-SJ。2020年12月，组建了标准起草组，2021年1月，起草组进一步完善了标准内容和指标，形成了草案稿。2021年1月26日，起草组组织召开启动会，标准归口机构、编制组所有成员参加，并讨论草案稿，会后并修改进一步完善标准内容和指标，形成征求意见稿。2021年8月，中国电子技术标准化研究院对征求意见稿进行了修改完善。二、标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题（一）标准编制的原则和依据1、协调一致本标准为红外额温计的通用规范，由于目前国内没有额温计标准，已经发布的GB/T 19665-2005《电子红外成像人体表面测温仪通用规范》和GB/T 19146-2003《红外人体表面温度快速筛检仪通用技术条件》（正在修订），其中的技术内容已无法适应当前疫情防控工作的需求。本标准通过规定红外额温计的术语和定义、要求、试验方法、检测性能、检验规则和标志、包装、运输、贮存、产品类别，保障额温计的生产有标可依，进一步提升额温计的质量，为第三方测试机构提供测试依据，完善市场准入和监管手段。与现有标准协调一致。2、突出行业特征特性涵盖额温计制造业生产的全过程、全链条和全要素；3、全覆盖性标准中规定了红外额温计产品的通用技术要求，包括性能指标、试验要求等，内容涵盖市面上流通的各类红外额温计，实现了产品的全覆盖性。（二）标准主要内容本标准设置了九个章节和一个资料性附录，具体情况如下：本标准规定了红外额温计的术语和定义、要求、试验方法、检测性能、检验规则和标志、包装、运输、贮存、产品类别等。标准第3章明确了红外额温计、黑体、体温、临床准确度、临床偏差、临床重复性、模式、校准模式、估算模式、探测器等术语。标准第4章规定了额温计的类别和基本组成。标准第5章规定了试验条件：试验的适用性、试验的环境条件、黑体。标准第6章规定了额温计的具体要求：涵盖了额温计的工作条件，自检、存储要求、抗跌落性、报警功能，温度测量性能，外观结构，尺寸和重量，模式，生物相容性，清洁、消毒和灭菌，探测器保护罩，电气安全性，环境适应性、电磁兼容性、可靠性、单位切换、背光功能、蜂鸣提示灯要求。标准第7章针对额温计的功能及相关特性，规定了额温计的试验方法、试验步骤等。标准第8章规定了额温计的出厂检验规则和周期检验规则。标准第9章规定了标志、使用说明书、包装、运输和储存等。资料性附录-为确定临床准确度的试验，是为额温计在临床试验下获得临床准确度数据的程序，和如何计算在使用说明书上提供的准确度。三、标准适用范围说明本标准规定了红外额温计的术语和定义、要求、试验方法、检测性能、检验规则和标志、包装、运输、贮存、产品类别等。本标准适用于通过探测器测量与被测对象额面之间的红外辐射交换和适当的修正值，输出显示身体某部位温度的的红外额温计（以下简称“额温计”）。该额温计通过测量额面的热辐射来显示被测对象的体温。四、知识产权情况说明本标准不涉及任何专利及知识产权问题。五、标准与其他国外先进标准之间的关系目前国际上尚未有国外现无电子红外额温计标准，欧盟和韩国、加拿大等国家现行的电子测温仪标准为《ISO 80601-2-56:2017体温检测用临床温度计的基本安全和必要性能的特殊要求》，美国现行的电测温仪标准为《E1965-98（2016）》，涵盖用于通过检测测量物和传感器间的热强度来确定温度间歇测量和检测患者温度的电子仪器和用于通过耳道散热检测主体内部温度的电子仪器。日本现有红外耳温仪标准《JIST 4207 红外耳温仪》，其不适用于非鼓膜附近的测温仪器。六、与我国现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性本标准符合相关法律、法规，与其他红外测温标准（GB/T 19665-2005《电子红外成像人体表面测温仪通用规范》和GB/T 19146-2003《红外人体表面温度快速筛检仪通用技术条件》）是协调一致，不存在任何抵触现象。七、国外相关法律、法规和标准情况的说明。（只适用于强制性标准）。不适用。八、重大分歧意见的处理经过和依据不适用，本标准制定过程中无重大分歧意见。九、标准性质的建议建议作为行业标准发布。十、贯彻标准的要求和措施建议本标准的技术内容是推荐性的。建议本标准在发布后即开始施。十一、替代或废止现行相关标准的建议不适用。十二、其它应予说明的事项无。《红外额温计通用规范》行业标准标准起草组2021年8月31日附件2：《《红外额温计通用规范》（征求意见稿）》意见反馈

近期，Teledyne宣布了收购荷兰工业相机制造商Adimec的交易，这进一步扩大其成像技术组合产品。Adimec由Just Smit、Bas Heijn和Jochem Herrmann于1992年创立，研发和销售各种用于机器视觉、医疗保健和国防应用的相机，其产品在可见光、红外和X射线光谱区域工作，包括自定义选项。Adimec一款典型产品是该公司用于高分辨率检测的1.03亿像素“DIAMOND D-103A12-T”相机：面向LCD、OLED和MicroLED检测的显示器行业。Adimec另一个专业领域是主动镜头对准系统，该系统使用实时测量来辅助图像传感器的定位，以优化国防应用中使用的短波红外（SWIR）图像传感器性能。Adimec的'TMX'相机系列Adimec的技术将增强Teledyne成像产品阵容，该产品阵容在过去十年中通过一系列相机和图像传感器制造商的收购而大幅扩展。Teledyne Technologies首席执行官Edwin Roks在谈到最新交易时表示：Adimec在医疗保健、全球国防以及半导体和电子检测等共同战略重点领域拥有独特的互补技术、产品和客户。Adimec的两位联合首席执行官之一Alex de Boer评论道：“几十年来，在我们总部位于荷兰埃因霍温的X射线成像业务中，我见证了Adimec成长为利基应用领域的领导者，这些应用需要非常准确的图像，以便在时间关键的流程中做出精确的决策。”Alex de Boer继续说道：“作为工业和科学市场先进成像技术的领导者，Teledyne是在创始人和管理层过去三十年建立的坚实基础上进一步发展的完美公司。整个Adimec团队期待与Teledyne一起创造令人兴奋的未来，同时扩展成像技术边界，为我们的客户提供相机支持，并根据他们的应用需求进行完美优化。”Joost van Kuijk自2014年起与Alex de Boer一起领导Adimec，他补充道：“我们非常高兴能够公开宣布Adimec将成为Teledyne的一部分。”Teledyne最新的销售数据显示，其数字成像部门2023年的年销售额为31.4亿美元，占该纽交所上市主体公司总收入56.4亿美元的一半以上。2010年，成像业务仅占Teledyne年销售额16.4亿美元的7%，略高于1亿美元。然而，此后Teledyne收购了Dalsa、e2v Technologies以及Roper子公司Princeton Instruments、Lumenera和Photometrics等公司。然后在2021年，该公司完成了该行业最重大的举措，以约80亿美元的现金加股票成本收购了红外热成像巨头FLIR。Teledyne执行董事长Robert Mehrabian在Teledyne最近一次投资者电话会议上发表讲话时表示，他预计今年整体业务的销售收入将增长4%左右，其中FLIR部门的增长速度将略高于其它成像子公司。“特别是FLIR国防应用领域，正在经历非常好的订单接收，我们预计该领域的增长将超过成像业务部门的其它产品部分。”Robert Mehrabian补充道。

说到近红外学术交流信息，每逢奇数年召开的国际近红外学术会议最具代表性，也最具权威性 其次是多个国家的近红外学会年会 尤其是我国偶数年召开的国内近红外学术大会，堪称业界专家学者们的学术交流盛会。　　众所周知，近红外涉及多个行业，这些行业学术年会也常有近红外的口头交流和墙报展示。我们多数专家既研究近红外，也关注着行业发展，特别是行业里的近红外发展。行业近红外的研究多着重实际问题的解决，特色鲜明，特点突出，代表着行业研究发展最新趋势。因此，加强国外行业近红外报道能为国内行业专家提供参考和借鉴，促进国际交流，势在必行。为此，今天特向大家报道一个行业会议里的近红外学术信息。　　2019年9月3-6日，日本农业食料工学会、农业设施学会和第13届国际农业工程学会第6学部国际会议(2019 International Joint Conference on JSAM and SASJ, and 13th CIGR VI Technical Symposium joining FWFNWG and FSWG Workshops，http://conference.bpe.agr.hokudai.ac.jp/ja/)在日本北海道大学联合举办。　　日本农业食料工学会原为农业机械学会，该学会成立于1937年，相当于国内的一级学会，是日本农业工程学术权威机构 农业设施学会属于农业工程细分后的专业学会 国际农业工程学会是世界农业和生物系统工程界规模最大、学术地位最高的国际学术机构。　　在上述大会上有关近红外的口头发表和墙报如下：　　一、2019日本农业食料工学会及农业设施学会学术年会与近红外相关的口头发表和墙报论文信息题目第一作者单位第一作者基于近红外方法的藏红花球茎内成分的无损检测神户大学小林 雛子利用近红外方法进行过氧化氢的无损检测--用二维相关法探索过氧化氢吸收波段筑波大学宮田 彩希基于近红外方法的蛋白粉末饮料饮用难易程度的评价筑波大学野村祐輔Detection of Chick Embryo Respiratory Movement Using Near Infrared SensorKyoto UniversityAlin Khaliduzzaman保鲜前近红外光照射对鲜切生菜品质的影响千叶大学小林 航汰果蔬输送品质监控的研究三重大学吉村 和己基于光谱融合进行油菜无损新鲜度评价農研機構蔦 瑞樹基于小型传感器SCIO的黄色品种苹果糖心的判别弘前大学叶 旭君用可见近红外光谱预测高糖度西红柿果实的番茄红素含量爱媛大学平田拓也基于高光谱图像预测草莓果实表面糖度分布宇都宫大学関 隼人　　口头发表和墙报展示网页: http://conference.bpe.agr.hokudai.ac.jp/ja/program　　二、2019CIGR VI Technical Symposium programSegmentation of common scab lesion on intact potatoes using single near-infrared imageKyoto UniversityDimas Firmanda RizaChalkiness Index of Sake Rice “ Yamada Nishiki” Using Ultraviolet-Near-Infrared TransmissionKyoto UniversityKhokan Kumar SahaSpatially Resolved Interactance Spectroscopy to Estimate Degree of Red Coloration in Red-fleshed Apple Cultivar 'Kurenai-no-Yume'Hirosaki UniversityXujun YeUse of hyperspectral imaging to separate cultivars and evaluate the internal quality of nectarinesInvestigaciones AgrariasSandra MuneraApplication of Non-destructive Determination of Rice Amylose Content at Grain ElevatorsHokkaido UniversityEdenio Olivares DiazCow Milk Progesterone Concentration Determination during Milking UsingNear-infrared SpectroscopyHokkaido UniversityPatricia Nneka IwekaStudy on Non-Destructive Measurements to Predict Sugar Content of Melons Using a DLP Based Miniature SpectrometerNational Taiwan UniversityChao-Yin TSAI　　进入如下链接，将有详细的英文论文摘要：Download PDF for print：https://confit.atlas.jp/guide/event/cigrvi2019/proceedings/list （中国农业大学 韩东海）

第十届全国乳腺癌术后乳房重建学习班于2018年5月11日至5月12日在天津肿瘤医院举办，围绕乳腺癌术后乳房再造技术，行业专家们进行了学术交流和演示示教。 因可对皮瓣血运情况判断便捷易行、清晰准确，荧光定位显像技术作为会议的重要话题之一被提出。除了深入的学术探讨以外，还实施了现场手术演示。滨松红外荧光定位观察相机PDE作为本次会议中荧光定位显像技术的提供者，充分展示了该技术对皮瓣血运判断发挥的重要作用。滨松红外荧光定位仪（Photodynamic Eye，PDE）是一套医学荧光显像系统，主要用于医用荧光显像，通过观看示踪剂的流动状态，帮助临床医生实时观察血管、淋巴管的状况，从而判断血运状态。在皮瓣血运、穿支定位、穿支选择时起到直观判断、实时显示的作用，在整形领域有广泛的应用空间。

日前，华东师大精密光谱科学与技术国家重点实验室曾和平教授团队在红外灵敏成像领域取得重要进展，提出了基于啁啾极化晶体的上转换广角成像新方法，实现了宽视场、超灵敏、高帧频的中红外光子成像，可为分子光谱、天文观测、环境遥感及生物医疗等诸多领域提供有力支撑。相关成果于近日以题为 Wide-field mid-infrared single-photon upconversion imaging 的研究论文在线发表在 Nature Communications 。华东师大为论文的完成单位，曾和平教授和黄坤研究员为共同通讯作者。《自然》子刊刊登曾和平教授课题组研究成果　　中红外波段位于分子指纹光谱区，涵盖了地球大气多个透射窗口，实现中红外波段超灵敏探测与成像不仅推动着分子光谱学、空间天文学等基础研究发展，而且在红外遥感、污染监测、疾病诊断等方面有着重要应用。长期以来，如何实现趋近单光子水平的探测灵敏度都是中红外光子测控领域的国际研究热点。近年来，红外上转换探测技术备受关注，其结合高保真光子频率变换与高性能硅基探测器件，为红外单光子探测与成像提供了一条可行之道。然而，现存上转换探测方案受相位匹配限制，信号接收角较小，难以实现宽视场成像，是当前阻碍该技术向更广泛应用推进的最主要瓶颈。宽视场中红外上转换成像原理图和装置图　　为此，曾和平教授团队提出了基于啁啾准相位匹配的上转换广角成像技术，利用啁啾极化铌酸锂晶体（CPLN）实现了不同角度入射信号的自适应相位匹配，获得的接收角较传统方案提升了至少1个量级。同时，该团队结合同步脉冲泵浦技术与窄带高效滤波技术有效压制背景噪声，获得了1光子/脉冲极低照度下单光子水平的中红外大视场成像。进一步地，研究人员利用该中红外成像系统实现了校园卡内部结构的实时扫描检测，清晰识别了卡片芯片与金属线圈。该成像技术有望应用于半导体芯片检测、材料无损探伤等领域。利用中红外上转换成像系统扫描校园卡内部结构，内嵌的芯片与线圈清晰可见 　　值得一提的是，上述上转换广角成像技术通过单次采集即可实现大视场成像，规避了传统方案对机械扫描、参数调节或数据后处理的依赖，显著提升了成像速率。具体地，该团队采用高性能硅基CMOS相机实现了超高速中红外成像，实时拍摄了高速旋转的斩波片，其外沿线速度高达30m/s。得益于成像系统的高灵敏度，实验中相机曝光时间可低至微秒量级，中红外成像帧频达到了216 000帧/秒，相比于现有中红外相机提高了2-3个量级。此外，该系统还具有高精度三维成像能力，利用超快光学符合门控技术，可以精确测量反射信号光子的相对飞行时间，从而得到被测物体表面的形貌信息。结合高灵敏、高分辨、高帧频的优点，所形成的大视场成像技术有望发展出超灵敏中红外时间分辨光谱成像分析仪，可为高通量生物与材料多维（空间-时间-光谱）复合检测提供新工具。 超高速中红外成像。右下角成像帧频达到216 000帧/秒，图示播放帧频相较于实际速率减慢了2万余倍。　　近年来，曾和平教授与黄坤研究员课题组在红外光子测控方面开展了系列工作，基于非简并双光子吸收实现了超灵敏硅基红外探测[Phys. Rev. Appl. 14, 064035 (2020)]，利用高效上转换探测实现了中红外光子数分辨[Photon. Res. 9, 259 (2021)]，结合螺旋相衬技术实现了中红外单光子边缘成像[Laser Photon.Rev. 15, 2100189 (2021)]。相关工作得到了科技部、基金委、上海市科委与华东师大的共同资助。附：论文链接：Wide-field mid-infrared single-photon upconversion imaging

福州鑫图光电有限公司发布新一代超高灵敏度sCMOS科学相机--Dhyana 400BSI，该机型在灵敏度、像素尺寸和速度三个核心指标上均实现了对现有背照式sCMOS相机的全面超越。 两年前，鑫图基于背照式sCMOS技术开发的Dhyana95科学相机在560nm处实现了量子效率高达95%QE的重大的突破，由此开启了sCMOS科学相机的背照式时代，而最新发布的Dhyana 400BSI不仅具备相同的高量子效率，还实现了背照式sCMOS相机读出噪声小于1个电子的关键性突破，这将带来无可比拟的超级信噪比优势！ 更重要的是，该相机使用了更小的6.5微米像素尺寸，这是显微成像中获得更多的细节信息的关键因素，可以让您在更多超高分辨应用领域，看到更多可能！！ Dhyana系列sCMOS科学相机已经在生命科学、化学实验室、空间物理、天文观测等前沿科学研究领域得到了广泛应用，此次Dhyana 400BSI的光电参数更是由鑫图和武汉国家光电实验室联合测试确定，在经过多年的技术和应用积累后发布的Dhyana400BSI在关键性能指标的严谨性和质量稳定上将更值得信赖！

在浩瀚的太空中，天宫二号正翩然翱翔。作为我国首个真正意义上的空间实验室，天宫二号上要进行各类空间科学实验与探测项目，多家单位负责研发的14项应用载荷，将在这个太空实验室中大显身手。它们有的要探索宇宙最深处的奥秘，有的要观测地球上的海洋和大气，有的要解决未来长途太空旅行时的食物供给问题̷̷　　天宫二号里有哪些科学神器?且随《经济日报》记者一探究竟!　　综合材料实验装置：　　天宫二号中有一只神炉，它叫“综合材料实验装置”，由中国科学院上海硅酸盐研究所牵头，联合国家空间科学中心、兰州技术物理研究所共同研制。　　这套多功能的通用型材料科学实验装置，由“材料实验炉”“材料电控箱”和“材料样品工具袋”三个单机构成，总重约27.6公斤，最大功耗不到200瓦，却能实现真空环境下最高950摄氏度的炉膛温度，足以将玻璃或银条熔化。　　它要“炼制”18个实验样品，每个样品都很“个性”，对炉子要求都不同。为此，“神炉”引入了多项自主知识产权的创新技术，解决了多温区加热、低功耗下的升温保温、温度的精确控制等难题，让它能炼制复合材料、金属材料、有机高分子材料和晶体材料等很多神奇材料。　　它炼制的宝贝有啥神奇之处?太空中生长的晶体，探测能力让地面生长的晶体望尘莫及。比如，普通CT检查一般只能确定直径2毫米以上的肿瘤病灶，对于一些微小早期病灶视而不见，而安装了太空产闪烁晶体的CT探测精度则会大大提升，真正做到上医治未病。　　天宫二号伴随卫星：　　一个好汉三个帮，天宫二号也有如影随形的小伙伴。　　天宫二号伴随卫星是一颗微纳卫星，由中科院微小卫星创新研究院研制，是天宫二号试验任务的一部分。它搭载了多个试验载荷，具备较强的变轨能力，能灵活机动地开展空间任务。　　这个天宫二号的小伙伴，将承担哪些任务?　　它是特技师。伴随卫星在轨期间将开展伴飞试验，从天宫二号在轨释放，在空间轻松上演自由贴近、远离的华丽动作大戏。同时配合空间站开展多平台间的协同试验，拓展空间应用。　　它是护航员。伴随卫星具备高分辨可见光相机和宽视场仿生鱼眼红外相机，能全天时多角度监测空间碎片或温度异常等空间站的潜在危险。它可作为主航天器的安全辅助工具，对主航天器进行工作状态监测、安全防卫。　　它是摄影家。伴随卫星搭载了高分辨率全画幅可见光相机，未来将在空间绕飞试验过程中对天宫二号与神舟十一号飞船组合体进行高分辨率成像，成为天宫和神舟这对国民CP的自拍神器。　　宽波段成像光谱仪：　　天宫二号有个高定款数码相机，能同时拍出可见光、红外、光谱、偏振4种照片，它叫“宽波段成像光谱仪”，由中科院上海技术物理研究所的科学家团队耗8年心血研制而成。　　这款太空相机，将原定的2款不同功能太空相机合二为一，省空间、降重量，功能却不弱反强。国际上，在一台仪器上开启可见近红外高光谱成像与短波红外、热红外多光谱成像，同时兼具偏振探测功能的“智慧锐眼”，这是第一次!　　它有两大任务。一是看海洋。它可以准确观测海洋的水色和水温。它提取到的海水叶绿素、色素浓度等信息，不仅可以准确监测到发生在任何海域的赤潮现象，还可以判断出这片海域的浮游生物量和初级生产力，指导渔民出海作业。它可以探测水温、海冰和洋流信息，且具备很高的水温变化探测灵敏度，大约是1摄氏度的1/40，比我国现有的海洋遥感器的探测灵敏度高了好几倍。　　二是看大气。由于光的偏振特性对大气粒子具有独特敏感性，偏振成像可获得大气气溶胶和云粒子的很多关键性能参数，对气象预报、气候预测有重要价值。简单说，它能看雾霾，并辅助专家们分析雾霾。　　液桥热毛细对流实验装置：　　“玩水”是人们喜欢的太空游戏。天宫二号里，我国将首次开展液桥热毛细对流的空间实验!　　液桥是2个固体表面间连接的一段液体。太空微重力环境下，可以建立起很大尺寸的液桥。本次实验将由科学家们远程操控，用天宫二号上搭载的液桥热毛细对流实验装置完成。　　实验中，液桥像一个“变形金刚”。装置中的拉桥电机和注液电机，将密切配合，改变液桥的“高矮胖瘦”，既能变得“高大上”，又可以变得“土肥圆”，科学家称之为“体积比效应”。液桥中的液体在温差诱导的表面张力驱动下，不同的体积比有不同的热毛细振荡现象——液桥会像有了“生命”一样自由舞蹈，时而旋转，时而左右横步。而实验箱内置了172组预定模式实验曲线，只要科学家在地面指间一动，就可以轻易地完成液桥“172变”。　　它有什么用?该项目主任设计师、中科院力学研究所研究员康琦说：“为生产出高质量的半导体材料，就要科学控制在晶体生长过程中浮力对流、热毛细对流的影响，而太空特有的微重力环境将使科学家深入剖析热毛细对流的真实过程。”　　热毛细对流箱工程，整体和光机结构设计及研制由中科院力学所完成，电控部分由中科院空间应用工程与技术中心完成。　　“天极”望远镜：　　人眼不能分辨光的偏振状态，蜜蜂对偏振却很敏感。天宫二号中有一只“小蜜蜂”，用它的“复眼”捕捉遥远宇宙中突然发生的伽马射线暴的偏振性质，它就是“天极”伽马暴偏振探测仪，简称“天极”望远镜。　　伽马射线是有很强穿透性的电磁波。恒星临终时发生剧烈爆炸，产生极强烈的伽马射线辐射，持续时间长不过几千秒，短不足百分之一秒，其亮度却超过全宇宙其他天体的总和，辐射能量与太阳一生相当，犹如恒星最后的“生命之花”。这种集一生辉煌于一瞬的壮丽告别，就是伽马射线暴。　　伽马暴的起源及相应的物理过程，一直是天文学家们研究的前沿课题之一。近十几年来，对伽马暴的研究取得长足进步，但一些基本问题还未解决。科学家推测，对伽马暴伽马射线偏振的研究可为解决这些问题提供新线索，却缺乏有效测量仪器。　　“天极”望远镜填补了这个空白，它是全球最灵敏的伽马射线暴偏振探测仪器，将高精度且系统性地测量伽马射线暴的偏振性质，预期运行2年，探测约100个伽马射线暴。　　“天极”望远镜由中国科学院高能物理研究所牵头，瑞士日内瓦大学、瑞士保罗谢尔研究所等单位参加研制，是天宫二号搭载的所有实验项目中唯一的国际合作项目。　　高等植物培养箱：　　兵马未动，粮草先行。到了太空，也要关心粮食和蔬菜。　　尽管目前空间植物生长试验已多次进行，但要在太空条件下成功实现粮食与蔬菜的生产，为宇航员长期空间生活提供食物来源，还需解决很多问题。比如，在空间微重力条件下植物生长无一定方向性，不能有效利用光能进行光合作用，产量大大减少。　　天宫二号中，就有两种“植物宇航员”——拟南芥和水稻，它们生活在高等植物培养箱里，将开展我国首次为期6个月的太空植物“从种子到种子”全生命周期培养。　　高等植物培养箱是身负重任的微缩版太空温室，它通过光照周期、温度、湿度、营养液供给调节等功能为种子的生长发育提供环境保障。本次实验中，科学家们将通过实时成像技术，记录微重力条件下拟南芥和水稻从种子萌发、幼苗生长到开花发育的全过程，并下传图像进行“全程直播”。同时，特别构建了绿色荧光蛋白标记开花基因的拟南芥植株，将通过荧光图像技术，在分子水平检测开花基因在微重力情况下的表达动态。　　此项目中，中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所负责科学实验样品和内容的设计、实验方案和实验结果的分析，中科院上海技术物理研究所负责研制高等植物培养箱。　　空间环境分系统：　　情报机构一直给人以神秘和神通广大之感。天宫二号上也有一个情报机构——空间环境监测及物理探测分系统，简称空间环境分系统。　　顾名思义，空间环境分系统就是用来收集空间环境相关情报的。在太空中，高能带电粒子(质子、电子、重离子)组成的辐射环境、航天器轨道高度的大气环境等都属于空间环境的要素。能量很高的带电粒子辐射可能导致航天器材料性能下降或损坏，也可能破坏宇航员的器官组织，严重时甚至有生命危险。　　中国科学院国家空间科学中心空间环境探测研究室就研制了空间环境分系统。这个系统由带电粒子辐射探测器、轨道大气环境探测器和空间环境控制单元3台仪器组成。带电粒子辐射探测器身上的16个小探头可以从16个方向全天候捕获天宫轨道上的高能带电粒子，实现舱外16个方向的电子、质子等带电粒子的强度和能谱监测。轨道大气环境探测器可以监测轨道大气密度、成分及其时空变化等，告诉你是谁拖延了天宫的脚步。　　空间冷原子钟：钟表需要有多准?　　当计时器的误差超过千分之一秒/天，电子通信网络、高速交通管理、金融系统安全、电网并网发电等日常活动就将陷入混乱 当误差超过十亿分之一秒/天，卫星导航定位、导弹精密打击等高精准度行为就会不同程度地偏离目标 而深空探测、引力波探测等科研活动，对时间精度要求就更高了。　　科学家们找到了原子钟。原子超精细结构跃迁能级具有非常稳定的跃迁频率，利用这一特点，人们制作出高精度计时装置原子钟。当前地面上投入使用的最准确的原子钟，误差已降到万亿分之一秒/天。　　但在地面上，由于重力作用，自由运动的原子团始终处于变速状态，原子钟精度受到限制。而在空间微重力环境下，原子团可以做超慢速匀速直线运动，获得更高精度信号。　　中科院上海光机所的科学家们将激光冷却原子技术与空间微重力环境相结合，发展出空间超高精度冷原子钟。他们研制的“空间冷原子钟”已搭载天宫二号发射升空，这将成为国际上首台在轨运行并开展科学实验的“空间冷原子钟”，有望在空间轨道上获得较地面上的线宽窄一个数量级的原子钟谱线，提高目前原子钟精度，是原子钟发展史上又一重大突破。　　三维成像微波高度计：　　天宫二号上，有个“三维成像微波高度计”，是国际上首个实现宽刈幅海面高度测量并能进行三维成像的微波高度计。　　传统海洋微波高度计在海洋观测中只能获得星下点3公里左右观测的范围，即获得沿轨迹方向星下点的一维海平面高度测量，天宫二号微波高度计则可实现35公里至40公里幅宽内的高精度三维海洋表面观测，极大提高了观测效率。　　这种能力有何作用?占地球表面积71%的海洋蕴藏着可促进人类社会发展的巨大宝藏，但也是很多重大自然灾害发生的源头。海洋灾害的发生，往往伴随着海洋环境的异常变化，如局部海洋区域的海面高度和海面温度的异常升高。而海面高度的异常升高，例如“厄尔尼诺现象”，幅度仅为厘米级，只有微波高度计能够敏锐捕捉到这种细微变化。　　人类只有深刻地、清晰地了解海洋环境的安全性，才能真正地开发和使用海洋资源。微波高度计项目的实施可为研究全球的海洋动力环境(包括海平面高度，海面风浪和洋流)提供直接的科学观测数据，同时也为全球能量交换、气候变化的研究提供不可或缺的科学依据。　　天宫二号微波高度计的设计和研制，由中科院国家空间科学中心微波遥感技术院重点实验室领衔完成。　　量子密钥分配专项：　　自从人类开始说话以来，就有了说“悄悄话”的需要。密钥就是通过对传输的信息进行加密，防止他人获取信息内容，确保你的悄悄话悄悄说。　　不过，随着技术发展，传统密钥不断被破解，现在已经很难有一把安全的密钥了。除了量子密钥。　　量子密钥的安全性基于量子物理的基本原理。作为光的最小粒子，每个光量子在传输信息的时候具有不可分割和不可被精确复制两大特性，使得存在窃听就一定会被发送者察觉并规避，从而保证了信息的安全。　　现在，以“量子密钥分配”为核心的量子保密通信技术，在我国已经逐渐完成了实用化，并形成了一定的产业规模。国际上首个全通型量子通信网络、首个规模化量子通信网络、首颗量子通信卫星，都是中国造。　　天宫二号上有一个“量子密钥分配专项”载荷，以实现空地间实用化的量子密钥分配为目标，通过天上发射一个个单光子并在地面接收，生成“天机不可泄露”的量子密钥。此项目由中国科学技术大学和中科院上海技物所联合研制。　　天宫二号的轨道飞行高度近400公里，飞行速度约为每秒钟8公里。地面站的接收口径约1米。用来生成量子密钥的光子需要精准地打在地面站的望远镜上，就如同在一列全速行驶的高铁上，把一枚枚硬币准确地投到10公里以外的一个固定的矿泉水瓶里，难度可想而知。

每年一度的第39届日本近红外论坛于2023年11月14日-16日在东京大学弥生讲堂一楼大厅举行。同时也是时隔四年的线下会议。三天的会议中，论文发表分为口头发表和墙报发表。第一天是基础讲座，在会议第二天口头发表会上，首先进行了JCNIRS Award的授予仪式，然后是获奖者演讲、主旨演讲和一般口头发表。论坛内容分为化学计量学、农业与食品、工业应用和仪器开发四个部分。共有18位发表了口头报告，有30篇墙报，其中一人取消张贴。论文题目详见附件。在会议第三天举办了NIR Advance Award 颁奖仪式，其后是获奖者演讲。在整个会议期间，三位专家进行特邀报告，13个赞助企业进行简短介绍以及赞助商的仪器展示。不论是口头发表还是墙报张贴，农业与食品方向研究仍是主流，其他涉及的领域较广，但论文数量有限。附件1：口头发表论文题目清单K-01 JCNIRS Award 获奖报告 My NIR Life and Education in Asia (Bruker Optics GmbH & Co.KG) Sirinnapa Mui SaranwongK-02 主旨演讲 Hyperspectral Imaging for Detection of Foreign Materials from Fresh-Cut Vegetables (College of Agriculture and Life Science, Chungnam National University) Byoung-Kwan Cho一、化学计量学O-01 根据红外光谱法和多元变量分析的材料再利用PET纤维的判别I-03 特邀演讲：通过数理模型的直接逆向分析和潜在变量化提高模型的预测精度二、农业与食品I-04 特邀演讲：近红外偏振计测和机器学习的食品中异物检查和包装不良的自动检测O-02 近红外光谱法显示的北海道大米品质在地区间、年度间、品种间的差异O-03 使用近红外光谱法辨别杉树的雄性性别O-04 Three-dimensional modeling of moisture transport in wood by means of near-infrared hyperspectral imaging and X-ray O-05 利用NIR和LC-MS/MS的生物脂质分析O-06 Rapid evaluation of quality change during aging period of brewed rice vinegar (Kurozu) by NIR Spectroscopy I-05 NIR Advance Award获奖演讲：开发用于药品制造过程监控的近红外光谱分析技术三、工业应用O-07 Detection and Quantification of Hydrophobic Pollutants Dieldrin and Pyrene in Aqueous Solutions Using Aquaphotomics O-08 使用傅立叶近红外高光谱成像系统的纸张测量O-09 多波长近红外计算机光刻成像的多层立体复合材料检测物完全非破坏性的结构恢复和材料识别O-10 近红外光谱化学发泡注塑工艺中的直排组分监测O-11 吸附在氧化钨氧化锆催化剂表面酸性位点上的NH3, NH4+的分析四、仪器开发I-06 特邀演讲：开发利用光谱学的茶叶品质成分非破坏性状评价技术O-12 在消化道内镜下获取近红外高光谱成像的光纤瞄准镜的开发 O-13 通过水光子学分析比较海洋深层水的深度O-14 利用近红外光谱法开发甘蔗制糖结晶工程的快速糖度测定法O-15 利用镧系携带沸石的近红外探针法的开发O-16 降低光谱仪台间差的新尝试—使用原型机的概念验证O-17 Detection of Early Bruising in Applebased on NIR-HSI and Three-dimensional ScanningO-18 基于光谱强度标准差的高光谱图像的区域分割法评估附件2：墙报论文题目清单P-01 近红外光谱法对木雕像进行非破坏树种判别——利用主成分分析分析无监督数据P-02 漫透射便携式近红外设备快速测定淀粉悬浮液中微量蛋白含量P-03 Nondestructive assessment of broccoli freshness using Vis-NIR spectroscopyP-04 近红外相机的蛋清液体辨别P-05 取消张贴P-06 单像素成像法对食品内混入异物的非破坏检测P-07 基于可视和近红外光散射响应的豆腐凝固特性评估P-08 近红外光谱法判断选果机输送中的洋葱球的姿势P-09 使用超光谱相机预测芒果轴腐病发病天数P-10 近红外光谱法对啤酒的评估P-11 基于NMR-NIR的甘蔗榨汁中蔗糖含量检测模型的基础性研究P-12 利用可见、近红外光谱法推算洋梨成熟度的可能性讨论P-13 利用可视、近红外吸收光谱对圣女果叶片中硝酸离子浓度的非破坏估计：频谱处理方法的研究P-14 Analysis of sugarcane juice obtained by different extraction methods using Near-infrare spectroscopyP-15 根据官能试验分类的苹果PLS判别分析及判别等级与糖度、酸度的关系P-16 使用添加铬日耳曼酸类透明结晶玻璃荧光体的宽带近红外LED的开发P-17 使用点光源近红外透过图像检测的树脂材料内部异物深度推算P-18 通过光源波形控制的水分量监测P-19 光谱对聚乳酸的劣化特性进行评估P-20 近红外光谱法判断羽毛的鸟种P-21 用红外光谱法判断四种传统植物纤维P-22 近红外光谱分析不同细孔径的A型沸石的吸水状态P-23 近红外光谱测量积雪物理信息(2)P-24 开发可视化生物深层组织的近红外高光谱硬性内窥镜设备P-25 粘附性人类培养细胞近红外光谱测定法的开发P-26 开发针对噪声近红外光谱的自动峰值检测方法P-27 利用NIR-HSI相机开发毛发诊断方法P-28 基于红外光谱法和机器学习的和纸识别研究P-29 通过近红外高光谱成像筛选出可降解塑料P-30 Combination of hyperspectral imaging and multivariate analysis for detecting water holding capacity of sausage with modified casing with different concentrations of orange extracts（文章来源：中国农业大学 韩东海教授）