水平仪物理原理

p style=" line-height: 1.5em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 高等学校仪器设备对人才培养、科学研究、社会服务、文化传承创新及国际交流合作等核心工作具有支撑服务作用。仪器设备支撑体系的建设水平，关系到立德树人根本任务的落实效率。需要从落实根本任务的角度认识仪器设备平台建设，将根本任务观点内化于仪器设备支撑服务体系规划、建设、完善、服务等方面。 /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 10px " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 围绕“双一流”建设构建高水平仪器设备群落。仪器设备是科学研究、技术开发等工作的物质基础。应从服务突破关键科学问题和解决国家重大需求角度，规划统筹仪器设备的购置和管理。从简单的单一学科出发转变到服务前沿交叉学科与技术，聚焦新科学、新技术等原始创新需求，围绕关键核心尖端设备，搭建仪器群落，实现跨学科、多用途、全功能平台，提高仪器设备解决科学、技术问题能力效率。跳出学科、方向的藩篱，仪器设备群落才能够为大成果、大团队、大突破提供物质基础。 /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 10px " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 构建两支人才队伍。一是领军队伍的建设。利用领军人物所具有的战略眼光、学术视野、创新经验，为对仪器设备群落建设指明方向，构建先进仪器设备群落服务未来发展，优化现有群落充分发挥作用和潜力，淘汰落后群落，推动科技创新和发展。二是专业化技术支撑团队的建设。利用技术人员充分发掘并完善群落功能细节，提供科技问题技术解决方案，并由此提升技术支撑队伍的专业化水平。促进技术队伍融入创新团队，共享科研创新发展成果和荣誉，促进大国工匠精神与情怀传承。 /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 10px " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 创新仪器设备群落产学研新机制。仪器设备群落是多种技术、设备的聚合，不是一个学科、一个企业能够构建的。高校应改变仪器设备用户的传统定位，利用高校学科、人才等优势和丰富使用经验，对群落的技术、方案进行凝练，提出创新性思路，推动新方法、新方案的研发，成为仪器设备开发的主要动力之一。企业则应加大与高校之间联系，与高校共同开发高校尖端设备，形成仪器设备群落建设新思想。 /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 10px " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 发挥仪器设备群落在“三全育人”中的应用。仪器群落不仅仅为顶尖科学研究服务，也是“三全育人”鲜活的载体。高精尖设备的展示，可以使学生了解我国科技发展、社会进步的成果，增强自豪感、爱国情怀，也可以使学生正视我们与发达国家的差距。仪器设备的背后是一代代高校教职工的奋斗历程，发掘仪器设备背后的人文兼职，为“四史”教育的创新提供了方案。 /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 10px " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 高水平仪器设备群落是设备、人员、管理、情怀融合的支撑服务平台。四者的有机结合，有利于整合优化科技资源配置，必将为科技创新活力激发、创新人才培养、基础科学及核心技术原始创新、国际竞争和合作等提供高水平支撑服务。 /p

2023年3月28日，中国科学院物理研究所承担的北京市科技计划课题“400微瓦无液氦稀释制冷机研制”顺利通过了第三方技术测试。测试专家组认真听取了项目工作报告，审查了技术测试方案，查验了测试仪器和受试设备，通过现场测试和读取测试数据，一致认为该无液氦稀释制冷机长时间连续稳定运行最低温度已达到7.6mK，制冷功率达到450μW@100mK，两项指标均达到了国外主流中型商业稀释制冷机的水平。稀释制冷机是一种可以提供接近绝对零度极低温环境的高端科研设备，是开展固态电子系统量子信息科技前沿研究所必需的核心设备。2021年6月，物理所团队率先研制出了国产无液氦稀释制冷原型机，实现了10mK以下的极低温，被评为2021年中关村论坛五项首发重大创新成果之一。在北京市科技计划项目的支持下，经过一年多时间的工艺优化和固化，物理所姬忠庆研究员团队依托综合极端条件实验装置国家重大科技基础设施研制的新一代工程样机在性能指标和使用性上达到了国际主流中型商业产品的水平，可以满足包括量子计算在内的量子科学和技术研究的需求。该技术的突破对于解决我国量子计算“卡脖子”问题又向前迈出了坚实的一步。图1. 新一代无液氦稀释制冷工程样机图2. 新一代无液氦稀释制冷工程样机长时间稳定运行在10mK以下，最低温度低于7.6mK图3. 制冷功率测试曲线，99.8mK制冷功率达到450微瓦

产品特点◎ 仪器载样夹具可自由灵活的实现上下和水平两个方向的移动，便于用户测试时对样品瓶位置的调整。◎ 仪器设计与加工制造严格按照国标对材质及配件的各项参数要求，并符合能量转换定理，为用户准确测试与实验提供可靠保障。◎ 仪器摆锤的悬挂定位精确稳定、摆锤旋转与释放自如，仪器亦装配有不锈钢安全防护罩，仪器设计极具人性化。测试原理依据能量守恒转换的原理，摆锤每次冲击样品瓶的能量由摆锤冲击前被悬挂定位时的势能决定。当摆锤被悬挂的角度为某一值时摆锤的势能也为某一值，摆锤在玻璃瓶上的冲击能量也为一定值。按照摆锤的悬挂角度与摆锤冲击能量的固定关系给摆锤预先设置一定能量后释放，使其打击点冲击放在载样夹具上的试样瓶，然后观察试样瓶受击打后有无破坏，测试标准并依此判断试样瓶的抗冲击能力。该仪器符合国家标准：GB/T6552-86。 应用领域基础应用适用于玻璃啤酒瓶的抗冲击能力测试适用于汽水瓶的抗冲击能力测试适用于可乐瓶的抗冲击能力测试适用于输液瓶的抗冲击能力测试技术指标项目指标测定能量范围0~2J可测瓶颈Ф20-130 mm(可根据需要定做合适夹具)分辨率冲击能量大于0.6J时，每格0.1J 冲击能量小于0.6J时，每格0.05J能量损失≤1.5%FS外形尺寸530 mm *350 mm *700 mm净重20kg仪器配置标准配置主机、安全防护罩、水平仪选购件非标载样夹具创新点：SR-S6玻璃瓶抗冲击试验仪适用于各种啤酒瓶、酒瓶、饮料瓶、输液瓶、抗生素瓶等各类瓶装产品抗冲击能力测试，产品依据GB/T6552-86标准中实验项目规定，玻璃瓶抗冲击试验仪是各啤酒厂、玻璃瓶厂家、质检机构、制药生产企业必备检测仪器。

8月24日，日本政府不顾国内外反对，福岛第一核电站启动核污染水排海，并计划排放30年。该消息发布后，引起我国出现盲目“抢盐”的恐慌现象，并导致核辐射检测仪在线上平台火爆销售，甚至被抢购一空。许多专家表示，我们无需过度恐慌，理性关注即可，也有人支持购置核辐射检测仪来保证身体安全，那么作为大众居民，我们是否必要购置核辐射检测仪？其原理是什么？核辐射检测仪到底是不是“智商税”？且听本网来揭秘。核辐射检测仪的原理核辐射检测仪是通过探测放射性物质的衰变过程来进行工作的。放射性物质会不断地释放出α粒子、β粒子、γ射线等辐射，这些辐射会与检测器中的物质相互作用，产生电离效应。在这个过程中，检测器中的物质会失去一部分电荷，导致检测器中的电荷量发生变化，从而产生电信号。核辐射检测仪通常采用闪烁晶体作为探测器，闪烁晶体是一种能够吸收射线并转化为可见光的物质。当放射性物质释放出的射线进入闪烁晶体时，晶体中的原子或分子会吸收这些射线，并把它们转化为可见光。这个过程被称为光致发光。然后，光被收集到光电倍增管中，并转化为电信号。这些电信号会被放大和整形，以便后续的信号处理和测量。除了闪烁晶体，核辐射检测仪还可以使用其他类型的探测器，如半导体探测器、液体闪烁计数器等。半导体探测器的工作原理与闪烁晶体类似，都是基于放射性物质的衰变过程，通过探测器中的物质与辐射相互作用产生电离效应，从而检测辐射的强度和类型。而液体闪烁计数器则是一种将闪烁剂和光电倍增管结合在一起的探测器，它能够测量β粒子和γ射线。总之，核辐射检测仪是基于放射性物质的衰变过程进行工作的，通过探测器中的物质与辐射相互作用产生电离效应，从而检测辐射的强度和类型。闪烁晶体和光电倍增管是核辐射检测仪中非常重要的部件，其性能直接影响核辐射检测的准确性和稳定性。随着科学技术的发展，核辐射检测仪的材料和性能将不断得到改进和完善，为保障人类安全和环境健康做出更加重要的贡献。核辐射检测仪的应用场景辐射检测仪的应用场景广泛，主要包括以下场景：1.核物理实验室、科研单位放射性实验室等会产生放射性物质的单位，主要用于日常放射性物质剂量检测，以便及时处理。2.用于海关和边境巡逻等，防止犯罪分子取放射性材料及放射性物质袭击的应急响应。3.环保部门、钢铁石材检测、矿山或金属检测公司等，用于监测放射源。4.医疗、工业等领域的X射线仪器的X射线辐射强度。5.其他检测放射性物质需要。综上所述，辐射检测仪的应用场景非常广泛，应用于各大领域。我们需要购买核辐射检测仪吗？最近的央视报道中，华南理工大学环境与能源学院教授张永清表示：“普通百姓购买放射性检测仪必要性不强。因为放射性测量过程中，只有一个仪器还是不够的，还要有相应适合的方法，不同的核素有不同的方法来进行测量，而且不同的样品有不同的前处理方法。如果说一般普通老百姓只是买一个仪器来测，他们还不具备专业的方法。”市面上价格较低的核辐射检测仪往往精度低，难以真正检测出放射性物质，而较为专业的核辐射检测仪价格昂贵，且需要专业知识和技能才能正确使用和维护才能合理使用。其次，普通人在日常生活中接触到的辐射量通常是非常低的，不需要过于担心辐射对健康的影响。而且，即使周围存在一些放射性物质，核辐射检测仪也并不能保证绝对的安全。因此，建议普通人不要盲目购买核辐射检测仪，更不需要过度恐慌，如果确实需要检测辐射水平，可以寻求专业的检测机构或者政府部门进行检测。

自1965年第一台商品扫描电镜问世以来，经过50多年的不断改进，扫描电镜的分辨率已经大大提高，而且大多数扫描电镜都能与X射线能谱仪等附件或探测器组合，成为一种多功能的电子显微仪器。在材料领域中，扫描电镜发挥着极其重要的作用，可广泛应用于各种材料的形态结构、界面状况、损伤机制及材料性能预测等方面的研究，如图1所示的纳克微束FE-1050系列场发射扫描电镜。图1 纳克微束FE-1050系列场发射扫描电镜场发射扫描电镜组成结构可分为镜体和电源电路系统两部分，镜体部分由电子光学系统、信号收集和显示系统以及真空系统组成，电源电路系统为单一结构组成。1.1 电子光学系统由电子枪、电磁透镜、扫描线圈和样品室等部件组成。其作用是用来获得扫描电子束，作为信号的激发源。为了获得较高的信号强度和图像分辨率，扫描电子束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径。1.2 信号收集检测样品在入射电子作用下产生的物理信号，然后经视频放大作为显像系统的调制信号。1.3 真空系统真空系统的作用是为保证电子光学系统正常工作，防止样品污染，一般情况下要求保持10-4~10-5Torr的真空度。1.4 电源电路系统电源系统由稳压，稳流及相应的安全保护电路所组成，其作用是提供扫描电镜各部分所需的电源。图3为扫描电镜工作原理示意图，具体如下：由电子枪发出的电子束在加速电压（通常200V～30kV）的作用下，经过两三个电磁透镜组成的电子光学系统，电子束被聚成纳米尺度的束斑聚焦到试样表面。与显示器扫描同步的电子光学镜筒中的扫描线圈控制电子束，在试样表面的微小区域内进行逐点逐行扫描。由于高能电子束与试样相互作用，从试样中发射出各种信号（如二次电子、背散射电子、X射线、俄歇电子、阴极荧光、吸收电子等）。图3 扫描电镜的工作原理示意图这些信号被相应的探测器接收，经过放大器、调制解调器处理后，在显示器相应位置显示不同的亮度，形成符合人类观察习惯的二维形貌图像或者其他可以理解的反差机制图像。由于图像显示器的像素尺寸远大于电子束斑尺寸，且显示器的像素尺寸小于等于人类肉眼通常的分辨率，显示器上的图像相当于把试样上相应的微小区域进行了放大，而显示图像有效放大倍数的限度取决于扫描电镜分辨率的水平。早期输出模拟图像主要采用高分辨照相管，用单反相机直接逐点记录在胶片上，然后冲洗相片。随着电子技术和计算机技术的发展，如今扫描电镜的成像实现了数字化图像，模拟图像电镜已经被数字电镜取代。扫描电镜是科技领域应用最多的微观组织和表面形貌观察设备，了解扫描电镜的工作原理及其应用方法，有助于在科学研究中利用好扫描电镜这个工具，对样品进行全面细致的研究。转载文章均出于非盈利性的教育和科研目的，如稿件涉及版权等问题，请立即联系我们，我们会予以更改或删除相关文章，保证您的权益。

热分析是在程序控温下，测量物质的某种物理性质与温度或时间关系的一种技术。随着科技的发展，新领域的诞生，各行各业对于新材料的需求日益加剧。热分析作为研究材料性能的常见手段，也在飞速发展。热分析可用于分析各种材料，从航空航天材料到平时喝的矿泉水瓶，从研究领域到品质管理都可以用到热分析。 本讲座旨在梳理热分析的基本知识点，如果您刚接触热分析相关工作，欢迎参加我们在7月28日14:00-15:00举办的直播网络讲堂，您将了解到： 1. DSC的基本原理及案例分析 2. STA的基本原理及案例分析3. TMA的基本原理及案例分析4. DMA的基本原理及案例分析5. 问题和答疑 微信扫描下方二维码或点击链接，即可报名参加。日立高新技术公司是日立集团旗下的一家仪器设备子公司。全球雇员超过10,000人，在世界上26个国家及地区共有百余处经营网点。企业发展目标是"成为独步全球的高新技术和解决方案提供商"，即兼有掌握先进技术水准的开发、设计、制造能力和满足企业不同需求的解决方案提供商身份的综合性高新技术公司。产品涵盖半导体制造、生命科学、电子零配件、液晶制造及工业电子材料。其中，生命科学领域产品包括电子显微镜、原子力显微镜和分析仪器（色谱、光谱、热分析）等。咨询热线：400-630-5821。

p style=" text-align: center " strong 原创： 王昉【南师大】 江苏热分析 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 简介差热分析基本原理.jpg" alt=" 简介差热分析基本原理.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/a583219e-fc52-4730-be7a-b8c049b9da17.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 简介差热分析基本原理 /strong /p p span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong · 热分析 /strong /span /p p 　　热分析是指在程序控制温度下，测量物质的物理性质随温度变化的一种技术。其中，它可以测定一个重要的热力学参数—热焓的变化。根据热力学的基本原理，物质的焓、熵和自由能都是物质的一种特性，可用Gibbs-Helmholts方程表达他们之间的关系： /p p style=" text-align: center " ΔG=ΔH-TΔS /p p 　　其中： T绝对温度 ΔG吉布斯能变 ΔH焓变 ΔS熵变 /p p 　　由于在给定温度下每个体系总是趋向于达到自由能最小状态，所以，当逐渐加热试样时，它可转变成更稳定的晶体结构，或具有更低自由能的另一个状态。伴随着这种转变，会有热焓的变化。这就是差热分析和差示扫描量热法的基础。 /p p 　　当然，热分析还可以给出有一定参考价值的动力学、质量、比热熔、纯度和模量变化等数据，所以它是分析和表征各类物质物理转变与化学反应基本特性的重要手段，在高分子材料、含能材料、药物、食品、矿物、金属/合金、陶瓷、考古以及资源利用等众多领域有着极其广泛的应用。 /p p span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong · 差热分析 /strong /span /p p 　　早在1887年法国的Le Chatelier首先利用热电偶经检流计记录了粘土类矿物在升温时的电动势变化。热电偶(thermocouple)是常用的测温传感器，它可以直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，进行记录。接着，1899年英国人Roberts-Austen利用参比热电偶制成了有实用价值的差热实验装置，最先以差示的形式成功地观测到试样与参比物之间的温差ΔT，这为DTA技术奠定了基础。以后的发展基本上都是在此基础上进行改进，例如：试样与参比物的配置、热电偶的形式、记录方法、控温方式和数据处理等方面，从而形成各种差示扫描量热仪。图1为差热分析示意图，图2为差热曲线。 /p p 　　实验过程中，处在加热炉内的试样和参比物在相同条件下，同时加热或冷却，炉温控制由控温热电偶监控。试样与参比物之间的温差用对接的两支热电偶进行测定，热电偶的两个接点分别与盛放试样和参比物的坩埚底部接触。参比物是一种热容与试样相接近而在研究的温度范围没有相变的物质，常用α –Al sub 2 /sub O sub 3 /sub ，或者空坩埚。 /p p style=" text-align: center " img title=" 图1：差热分析示意图 (1.试样，2.参比物，3.炉子，4.热电偶).jpg" alt=" 图1：差热分析示意图 (1.试样，2.参比物，3.炉子，4.热电偶).jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/17afd1c0-ca11-4433-ac7c-7404a8f9ea9b.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 图1：差热分析示意图 (1.试样，2.参比物，3.炉子，4.热电偶) /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 图2： 差热曲线.jpg" alt=" 图2： 差热曲线.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/e2c5d8b8-1ed6-42f6-9f3b-2e15857bc77c.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 图2： 差热曲线 /strong /p p 　　在加热或冷却过程中，如果试样没有任何热效应产生，即试样与参比物无温差，ΔT=TS-TR=0 (TS为试样温度，TR为参比物温度 )。由于热电偶的热电势与试样和参比物之间的温差成正比，两对热电偶的电势大小相等，方向相反(由于是反相连接)，热电偶无电势输出，所得到的差热曲线就是一条水平直线。称作基线。如果试样有某种变化，并伴有热效应的产生，则TS≠TR，差示热电偶就会有电势输出，差热曲线偏离基线，直至变化结束，差热曲线重新回到基线。这样，便可得到一条ΔT=f(T)的差热曲线。通常峰尖向上表示放热，向下表示吸热。 /p p & nbsp /p p a href=" https://www.instrument.com.cn/zt/TAT" target=" _blank" 更多热分析相关知识请见专题：《热分析方法与仪器原理剖析》 /a /p

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 粘度是一个常用于表征材料特性的参数，是流变学中使用量最大，最简单直观的物理量。相较于流变仪而言，粘度计虽然测量的物理量很有限，但是其价格及操作分析难度较低，依然是科研院校、石油、化工、材料、制药、食品等行业用于表征产品及质量控制的关键设备。以测量粘度类型作主要区分，市场常见的两大类粘度计，一为运动粘度计(以毛细管粘度计为代表)，二为动力粘度计(以旋转粘度计为主)。毛细管粘度计主要应用于低粘或近牛顿流体样品的粘度测量 而旋转粘度计因可适应非常广泛的样品测量(牛顿流体或非牛顿流体)，以及可实现简单的流变曲线测量，可以说现在无论是国内或国外的粘度计品牌生产厂家都在重点投入研发力量进行产品开发。 /p p 　　IKA实验室技术事业部在石化、材料、食品制药等行业深耕多年，顶置式搅拌器及分散机几乎是这几个行业中必备的设备。在很久之前，IKA已经可以为客户提供可监测混匀或合成反应过程扭矩变化的设备，过程扭矩变化往往预示着物料粘度发生的变化，如：聚合反应中粘度越来越大 或破乳过程中产生的扭矩拐点等。而IKA发布的旋转粘度计则是承接过程扭矩监控的下一步，对最终产品的粘度或流变特性进行定义的设备。 /p p 　　目前对于产品质量定义及控制指标中，以单点粘度测量的应用为主。即通过测量特定转速下的粘度值，进一步设定可接受的质控粘度范围，作为企业内部质量控制或外部的收发货质量检验的基准。对同类产品(如同一配方不同批次的日化产品)的粘度测量来说，必须保证同样的测量条件，如粘度计型号，转子型号，测量转速，甚至装样容器，以及对于一些具有触变性(时间依存型流体：即粘度与剪切时间有关系)的样品来说，甚至需要保证同样的读数时间(如定时1min)。以IKA的产品为例，为了简化这些操作，IKA ROTAVISC旋转粘度计通过预设配置菜单，可以保存5个不同的测量条件设置，并且随时调出使用。因此对于质量控制的应用来说，这些重复性的操作将得到极大的简化。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/6d2d27c1-5e7e-456f-a8a0-3df604f0e4b4.jpg" title=" 艾卡 ROTAVISC hi-vi Advanced 粘度计.jpg" alt=" 艾卡 ROTAVISC hi-vi Advanced 粘度计.jpg" / /p p style=" font-size: inherit font-weight: normal padding: 0px margin: 0px font-family: & quot Microsoft YaHei& quot white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/87.html" target=" _self" strong 艾卡 ROTAVISC hi-vi Advanced 粘度计 /strong /a /p p 　　但是众所周知的是，单点粘度测量有极大的特异性，并不能完整地表征样品流变的特性。尤其对于非牛顿流体来说，如化工产品、材料产品、食品等等这些常见的样品，单点粘度并不能清晰地指示在使用或吞咽过程中的粘度变化。比如说当我们需要开发一款容易推开且能很好地停留在皮肤表面的膏霜时(比如药用敷膏)，这不仅需要产品有合适的粘度，还需要具备良好的剪切变稀的特性，以及触变恢复的能力。而剪切变稀以及触变恢复的测量，则要求仪器可提供的剪切速率条件越多越好，即转速步进分辨率更高，达到转速连续可调的要求。而市场上大部分旋转粘度计只能提供阶梯式的转速档位(如4、8、18、54档不等)，或部分较高端型号可提供200档(1-200rpm)，如需要转速连续可调的仪器则只能考虑流变仪，但流变仪价格相对粘度计较贵，且对操作分析能力要求较高，需要接受多次培训才能熟练掌握测量及分析要点。得力于IKA在多款设计旋转及搅拌产品的多年技术累积上，IKA已经为ROTAVISC配备了转速连续可调的功能。作为一款万元级别的粘度计，ROTAVISC提供的不仅仅是常规单点粘度测量精确性及优秀的重复性，更可以进行基础的流变特性的测量，并且直接在屏幕读取流变曲线。 /p p 　　如仪器行业大趋势，IKA相信粘度计作为一款基础、通用型的分析仪器，也将逐步往智能化、功能和控制一体化集成的方向发展。如在现有的技术基础上，已经采用数字式电子水平仪对传统气泡式水平仪进行替代，水平调整更为灵敏，甚至可以监测到仪器不在水平状态进而向使用者发出警示讯号。在与粘度测量相关的参数控制上，如温度/ph值等，都可以接入实验室软件中，实现多参数的控制及数据记录，取代现在的单点、单参数、单机数据测量以及人工数据记录，最终形成一套集成多参数、多仪器操作及电子数据存储分析的系统。 /p p br/ /p

1978年3月18—31日，盛况空前的全国科学大会在北京隆重召开。这次大会标志着对“十年动乱”中遭到严重破坏的科技工作的全面拨乱反正，我国科技事业终于迎来“复苏的春天”，为科技工作的开放和改革打开了大门。正值此时，我正在冶金部钢铁研究总院磁学研究室李学东老师的指导下，进行高性能稀土钴永磁材料研制的毕业实践。在实践中，在李老师理论知识与具体制备工艺的传授下，怀着想把材料磁性能做上去的愿望，我开始了把书本上学到的基础知识落实到解决具体问题的深入学习中，思索着如何将科学知识落实到自己具体的毕业实践的活动中去。通过学习稀土永磁材料中包括磁结构、磁化取向、局域组分涨落和材料缺陷在内的微观不均匀性对宏观磁性的影响及产生大磁晶各向异性结构的微观机制后，为我优化材料质量提供了扎实的理论基础与设计实验工艺的依据。经过半年的实践活动，最终制备出了优异磁性能的永磁材料，并被钢铁研究总院留用。只是，还未去该院正式报到就被要求回中科院重新分配，也因此，我很幸运的于1979年1月从中国科学技术大学毕业之后就踏进了中国科学院物理研究所大门，分配在物理所磁学研究室的“微波铁氧体磁性研究组（205组）工作”（后改为“布里渊散射与表面增强拉曼散射研究组”），为我从事磁光光谱技术和光散射光谱的研究工作奠定了职业基础。从业过程中，先后受到组长张鹏翔、贾惟义等老师们和 G.Guntherodt、J.R.Sandercock等国外名师的知识传授与技术指点，为我做好固体光散射研究与光谱技术研发打下了坚实的基础。几十年来，在物理所各级领导的支持和老师、同事的帮助下，从对光散射学问一无所知的门外汉逐步成为一名从事光散射领域研究的专业人员。由于各种不同的原因，我的老师们和同事们先后离开了物理所或离开了这个研究室，我从1992年起直至退休，无论在暂时负责拉曼与荧光公共实验室工作，到负责构建并且主持物理所技术部分析测试部的工作，都是凭借自己在长期实践工作中积累的理论与技术能力，带领本部门同事，在完成公用测试服务的同时，积极申请包括“973”、“863”、国家重大科学仪器研发项目、国家基金项目、及包括中科院和物理所在内的各类科学研究与技术研发项目，提高了个人及团队的研究和研发能力，实现了持续的发展。把分析测试部建设成了一个测试技术高超，光谱测试设备精良，协作共用资源共享，为院所科研测试服务、又面向社会开放的专业测试中心。期间是我冒着巨大的风险和压力，以个人借贷的方式自筹了大量的经费为主，科研经费投入为辅，在升级改造旧有设备的同时，先后购置了世界上技术指标最先进、测试功能最齐全的各类光谱仪，实现了在同一实验室内同时拥有完整、先进成套的振动光谱学方面的专用仪器和相应各种极端条件（低温，电场、磁场和高压）下的测量附件，如显微/宏观共焦光路拉曼散射光谱仪、显微/宏观共焦光路布里渊散射光谱、时间分辨光致发光光谱仪、显微/宏观共焦光路的时间分辨傅里叶变换红外光谱仪等设备，使分析测试部在公用测试和科研工作方面发挥出了越来越重要的作用，并在国内外享有良好声誉。同时，我在多年晶体的光学/声学声子和自旋波的光散射光谱学的研究中，不仅掌握了拉曼/布里渊散射等的技术，并且对光与物质中各类元激发及它们相互作用规律的认识愈益深入，做出一些有影响的研究工作。今年恰逢第一届全国光散射大会召开和物理学会光散射专业委员会成立四十周年。物理所是国内最早开展光散射研究的单位之一。在1980年7月中科院与西德马普学会联合举办的“固体物理与能谱”暑期学习班期间，以张鹏翔老师为主，联合全国相关科研单位专业积极分子，发起了成立专门的全国性专业学术组织和召开全国学术交流大会的倡议，以此推动中国光散射事业的持续发展。那时我作为张鹏翔老师的助手，参与筹备了第一届全国光散射大会（简称厦门会议）至第六届全国光散射大会（简称黄山会议）有关的事务性工作。期间我也有幸结识了一些值得我一辈子学习和求教的老师们，更见证了大家对事业的热爱，以及有梦想、能坚持的科学精神。在1981年7月22日和1981年10月19日，分别在物理所召开了“第一届全国光散射大会”第一次和第二次筹备会，成立以中科院物理研究所所长管惟炎院士为组长，厦门大学副校长蔡启瑞院士为副组长的10人会议领导小组，决定由厦门大学主办“第一届全国光散射大会”。大会于1981年12月19日至25日在厦门鼓浪屿宾馆顺利召开，经与会全体代表的建议和充分的酝酿后，形成了成立第一届光散射专业委员会的成员名单和相应的章程。1982年，中国物理学会和中国科学技术协会批准此项提议。由著名物理学家、中科院半导体研究所所长黄昆院士出任第一届中国物理学会光散射专业委员会主任委员，中科院物理所张鹏翔任第一任秘书长。张鹏翔老师连任第二届专业委员会秘书长和第三届专业委员会副主任。刘玉龙任第五届、第六届专业委员会秘书长，第七届专业委员会主任。刘玉龙分别协助以第五届专业委员会主任委员田中群院士、第六届专业委员会主任委员李灿院士为首的专业委员会，与四川大学龚敏教授和杨经国教授为主的《光散射学报》编辑部一起努力奋进，在原有办报的基础上，除在争取增加稿源和提高论文质量上下功夫外，还狠抓提高学报的出版质量，在全体光散射同仁们的努力下，最终在2008年将《光散射学报》带进北京大学图书馆的“中文核心期刊”体系。我作为中国改革开放及中国光散射事业蓬勃发展四十年的见证者、受益者和幸运参与者，经过四十年的岁月磨练，我从懵懂的青涩到朝气蓬勃的青春，走过了沉着稳健的成熟，印记上了已知天命的沧桑。今天仅以开始参与组建物理所第一台拉曼光谱仪的片段纪念自己从业光散射的四十年，并与大家分享。在那国家百废待兴之时，人才的缺乏是影响我国科学技术发展的最大阻碍。因此，中科院和物理所领导为加强院、所科研人员的基础科学研究水平，举办了各类专业理论与实验学习班。我有幸参加了物理所在1979年春天举办的“固体基础理论与元激发”学习班和1980年7月中科院与西德马普学会联合举办的“固体物理与能谱”暑期学习班。其中涉及传授晶格（分子）振动理论与实验内容的老师，分别是中科院物理所的顾本源老师、德国科隆大学第二物理所的 W.Dieterrich 教授和 G.gunterodt 教授。是这几位拉曼散射领域中的前辈把我带进入了晶格（分子）和固体元激及它们相互作用光谱学这个当时在国内还算比较新的知识领域。这几位教授渊博的固体物理和元激发理论科学知识、开阔的学术研究视野、深厚扎实的数理化知识功底、及精湛的实验技能，都体现在利用新的科学仪器开展前沿科学研究成果上，让我大开眼界，受益匪浅。学习期间，我经常主动向老师们请教和提问，获得了他们热情的帮助和鼓励。 G.Gunterodt教授向我介绍了他讲课内容主要源于由W. Hayes等人撰写的《Scatteringof Light by Crystals》专著，并且真切地告诫我想当专业学者的话，它是一本值得必读和读懂的专著之一。顾本源老师把他自己编写的《固体光散射》的讲义赠送给了我，日后又将他主持翻译英国科学家 D.A. Long 教授撰写的《Raman Spectroscopy》原著的中文版书籍赠送给我了。这些教授尤其是顾本源教授，都成为我光散射研究事业行进中的良师益友。他们传授的知识结晶和赠送的讲义与书籍，一直是我在研究工作中探索科学知识和求解问题的源泉之一（见图1）。老师们的教诲和帮助使我清楚的认识到，虽然光散射是一个老学科，但伴随现代科学技术的发展，既可以革新方法，又可以拓宽学科而可获持续发展的学问与技术，其未来发展和理论影响，以及实用价值尚不可估量。这些因素奠定了我想在光散射科学研究的道路上寻找发展方向的机会，但也明白开展实验科学研究获得研究结果与需要有相应先进的科学仪器密不可分的道理。据了解，从20世纪70年代初期，物理所多个研究室均提出进口拉曼光谱仪的要求，但受各种因素所限，一直未能如愿。当时为也曾为所内不具备开展基础性光散射实验的条件而陷入困惑和痛苦中。图1. 我最早读过的相关光散射的书与资料20世纪70年代末，因张鹏翔老师在德国马普金属研究所做访问学者时，曾有过布里渊散射研究的经历，并率先进行了金属非晶态中的自旋波和声子的布里渊散射研究，研究结果受到科学界的关注和好评。他作为学有所成的中青年科研骨干而获得优先发展的机会。在1980年8月，张鹏翔研究组获得一台东德蔡司光学仪器公司制造的双光栅单色仪（GDM-1000），这为组建拉曼光谱仪提供了必不可少的核心部件。当时我心中涌现的那种如获至宝的喜悦，真的是不能用语言来表达的。以张鹏翔老师为组长，王焕元、刘玉龙和曹克定3人为组员，成立了用GDM-1000为主要核心部件的拉曼光谱仪的研制小组。考虑到许多固体拉曼光谱研究需要在不同的物理环境下进行，对增设变温、磁场、电场，和加压装置提出了要求。因此，除组建拉曼光谱仪需求五大部件外，还将建立相应的低温/高温、磁场/电场，和高压装置进行了工作部署，依据专业、年龄、和责任的分工，小组成员的具体分工如下：刘玉龙具体负责：1）收集散射散射光的样品台设计和加工；2）激光器购置、激光器架与光学转换架的设计与加工；3）用于光散射测量的低温杜瓦改造与安放架及电场、磁场装置设计加工与安放；4）探测器中光电倍增管（PMT）的制冷腔体设计与加工，及其给GDM-1000配用光子计数器系统的调试。曹克定具体负责：1）放置整套光谱仪刚性平台的设计与加工；2）给PMT腔体制冷电源与控温系统的设计与加工；3）低温杜瓦瓶的变温控温电源、及电场/磁场控制电源的设计和加工。张鹏翔和王焕元参加光谱仪整机集成调试并且负责光谱仪技术指标的验收，及实验研究内容。我从一个连拉曼光谱仪模样都没有见过的门外汉，开始只能从调研的文献中看图解，去了解和解析收集散射光光路的原理，及其各部件和元件的作用和要求和功能。我们是从事磁性材料与特性的研究组，几乎就没有任何光学设备和元件，我开始到所内不同研究室，尤其是光学研究室中去收集不同焦长、不同直径的单透镜，和不同孔径比的复合透镜组、偏振片和大大小小的反射镜。当年也没有像如今有不同种类、规格齐全的精密光学调节架可买，而是利用别人多余的，闲置不用的各种光学支架来装配各种光学元件。用大把的“娃娃泥”分别把复合透镜组、单透镜、反射镜、和偏振片沾黏到各类不同的光学支架上，起到固定作用。应用简单的几何光学成像原理知识，花费大约三个月的时间，一套简易、实用的可做背向散射、直角散射配置的拉曼散射光收集系统初步建成。这是我入职后第一次通过图纸设计变成组建拉曼光谱仪上的核心部件之一。再有将原来只能把样品泡在液氦（4.2K）做低温核磁共振测量的玻璃杜瓦瓶，通过再设计一个正方形柱状石英管，用于隔离样品与液氦直接浸泡而不能变温。在放置样品的部位加装了加热电热丝，通过控制电流大小实现了对样品从4.2K-300K 的变温。以此类推，用实验室或研究所已有的设备，经过适当的改造，我们仅用半年左右的时间，成功组建了物理所第一台配备了二个激光激发波长（氦镉激光器-441nm，氦氖激光器-633nm），及带有变温控制（4.2K-300K）、和磁场控制(0-0.7T)、电压控制（0-3kV）装置，及可做两种散射配置的激光拉曼光谱仪系统。这台激光拉曼散射光谱仪的组建成功，为物理所固体拉曼散射和表面增强拉曼散射（SERS）实验研究拉开了帷幕，许多样品的拉曼光谱实验研究都是从这台激光拉曼光谱仪开始的（见图2）。图2.在与老师们和同事们的共同努力下，完成了物理所第一台拉曼光谱仪的组建，并开展实验研究该光谱仪研制与实验研究结果均在全国第一届光散射大会上进行了报告，与会代表认为这是一台已有较高技术水平的拉曼光谱仪，做出的实验结果在当时算有较高研究水平的。例如，1981年，我参与了由王焕元、张鹏翔和庞玉璋为主的SERS实验研究，观测到电化学池中不同粗糙度的电极表面与在施加不同电压下表面吸附吡啶分子而增强的拉曼散射光谱。这是中国首例有关SERS的研究报告。由此，在物理所开辟了一个新的光散射研究领域。在1988年前，本研究组有关SERS的研究获得国家发明专利1项，在国内外SCI学术刊物上发表了80篇论文，并为国内外同行所引用。表面增强拉曼散射的机制和应用研究项目获得1989年中科院自然科学三等奖。其中获奖的大部分实验数据是在这台光谱仪上获得的。另外，本研究组许多晶体的声子和电子的拉曼散射实验均在这台光谱仪上完成，如掺杂系列的石榴石晶体（YIG，Bi-YIG，In-BCVIG，GGG，），取得了有意义的结果。所内外一些科研院校的研究团队也借助这台光谱开展了实验研究，取得了一些有意义的结果。例如，物理所李萌远院士在这台光谱仪上，开展了对电场下-LiIO3 单晶的拉曼散射研究时，首先发现当沿晶体的c轴加静电场时，除了-LiIO3 单晶的拉曼模式外，还出现了一个随施加电场强度而出现的拉曼模式，也称“串线”， 该峰强度随电场而改变。通过理论分析认为，这是由于离子输运引起的空间电荷涨落，使-LiIO3 极化率张量和拉曼张量主轴方向发生涨落所致。更值得一提的是，在1988年前，张鹏翔等其他老师利用这台光谱仪，培养了本所，以及与外单位联合相关SERS研究的硕士和博士研究生约20余人，当年培养的学生有的已经成为国内光散射研究领域的骨干人物。从我开始参与组建物理所第一台拉曼光谱仪至今，四十多年已经过去了。当年自己刚从事光散射研究和技术工作不久，对拉曼散射原理及在研究固体物理和元激发应用的认识和理解不深。前期开展拉曼散射实验是介入老师们的研究课题，是他们带着我边干边学，这为我在固体的拉曼光谱研究方面的进步打下了良好的基础。在组建光谱仪的学习与实践的过程中，我也领悟了先进的科研仪器对固体物理及材料学基础研究的重要作用，学会了独立思考寻找重要科学问题和解决问题的能力, 写下了大量的实验分析、技术改进的总结和建议（见图3），树立了要加强培养自己独立科研工作的信心，也进一步理解了耐心、缓慢、坚持、少量、精细、极致的工匠精神，同时加深了对实验技术研究的兴趣和热情，更坚定了要利用好光谱仪现有性能和功能，及发展新的高端仪器用于科学研究工作的决心。图3.早年写过的仪器组建总结报告、实验结果与技术改进的分析报告四十年的时光如一把无情的刻刀，公正地雕刻着包括自己在内的每一个人的模样，一切记忆犹新。四十年的失败与成功，四十年的辛酸与欣喜，四十年读过的书，走过的路，遇到的人，做过的事，这些都决定了我的人生视野，也构成了我自己勤奋好学、吃苦耐劳、热心助人、踏实做事、淡薄名利、不卑不亢，永不作假的人生格局。由于此心得体会起草晚，时间紧迫，难免有用词不当，或错误的地方，请大家批评指正。谢谢大家！ （作者：中科院物理研究所 刘玉龙 研究员）

p & nbsp & nbsp 日前，以色列开普路高端精密测量仪器项目落户国际经济合作区。 /p p 　　该项目由以色列开普路工业公司及香港德普实业有限公司共同投资，占地116亩，总投资7000万美元，主要从事激光水平仪、电子水平仪和激光测距仪、水平仪等精密测量仪器的生产。 /p p 　　项目达产后可实现年销售额7亿元，税收4000万元，解决就业300余人。据了解，开普路工业公司在水平测量仪器领域排名世界第一，在欧洲和北美持有30多项国际专利。 /p

12月21日至22日，中国科学院武汉物理与数学研究所承担的中国科学院重大科研装备研制项目——“等效原理实验用喷泉式高精度原子干涉仪”通过了由中科院计划财务局组织的现场测试和验收。来自中科院的管理专家和来自中科院上海光机所、中国计量院、华中科技大学、武汉大学、华中师范大学的专家参加了验收会。与会领导和专家在认真听取了项目负责人王谨研究员所作的仪器研制工作报告、财务报告以及测试专家组所作的测试报告后，对取得的成果表示了充分的肯定，并就下一步如何充分利用该科研装备开展研究工作提出了很好的建议。 　　“等效原理实验用喷泉式高精度原子干涉仪”研制项目综合运用了超高真空、磁屏蔽、激光、磁光阱、原子喷泉等多项复杂技术，实施方案具有创新性。经过三年多的不懈努力，课题组逐项攻克各单项技术难题，完成了方案设计、部件加工、单元测试、安装调试等一系列任务。整套仪器自2010年4月28日起在原子频标实验大楼安装调试，2010年12月8日完成全部安装调试任务。经过现场测试，原子喷泉上抛高度为6米，原子干涉条纹对比度为76%，主要技术指标达到项目任务书的要求，标志着喷泉式高精度原子干涉仪在武汉物理与数学所研制成功。该仪器的整体高度为12.6米，设计的原子最大上抛高度为10米，是目前国际上最高的喷泉式原子干涉仪。 　　验收专家组认为，喷泉式高精度原子干涉仪的研制成功，为基于自由下落微观原子的重力加速度精确测量和等效原理检验实验提供了平台，也为利用原子干涉仪开展精密测量物理实验研究创造了条件。 　　据悉，在武汉建设大型喷泉式高精度原子干涉仪研究平台的最初设想，是2007年5月在中科院武汉物理与数学所学科发展战略研讨会上由冷原子物理研究组提出的，该设想于2007年10月正式付诸实施，先后得到了中科院科研装备研制项目、中科院武汉物理与数学所前沿部署项目和国家自然科学基金委仪器研制重点项目的资助。 　　验收会议现场 　　现场测试 　　等效原理实验用喷泉式高精度原子干涉

综合热分析仪是一种广泛应用于材料科学、化学、物理等领域的仪器，能够同时测量物质的多种热学性质、设备综合热重分析仪TGA及差示扫描量热仪DSC等。本文将介绍综合热分析仪的基本原理、应用场景及其优劣比较。上海和晟 HS-STA-002 综合热分析仪综合热分析仪的基本原理是热平衡法，即通过加热和冷却待测物质，并记录物质在不同温度下的热学性质。在具体操作中，将待测物质放置在加热炉中，加热炉会按照设定的程序进行加热和冷却，并使用热电偶等传感器记录物质在不同温度下的热学性质。通过数据处理软件，可以将这些数据转化为物质的热容、热导率、热膨胀系数等参数。综合热分析仪在各个领域都有广泛的应用。在材料科学领域，可以利用综合热分析仪研究材料的热稳定性、相变行为等性质，以确定其加工和制备工艺；在化学领域，可以利用综合热分析仪研究化学反应的动力学过程和反应速率常数，为新材料的开发和优化提供依据；在物理领域，可以利用综合热分析仪研究物质的热学性质和物理性能，为新技术的开发和应用提供支持。综合热分析仪的优点在于其能够同时测量物质的多种热学性质，且测量精度高、重复性好。此外，综合热分析仪还具有操作简便、自动化程度高等特点，可以大大减少实验操作的时间和人力成本。然而，综合热分析仪也存在一些缺点，如价格昂贵、维护成本高、对实验条件要求严格等。总之，综合热分析仪是一种重要的仪器，具有广泛的应用场景和优劣比较。在实际使用中，应根据具体需求选择合适的综合热分析仪，以获得更准确的实验结果。随着科技的不断发展，相信未来综合热分析仪将会在更多领域得到应用，并推动材料研究和开发的进步。

北京时间10月3日17时50分许，在瑞典首都斯德哥尔摩，瑞典皇家科学院宣布，将2023年诺贝尔物理学奖授予美国俄亥俄州立大学名誉教授皮埃尔阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini）、匈牙利-奥地利物理学家费伦茨克劳斯（Ferenc Krausz）和瑞典隆德大学教授安妮呂利耶（Anne L’Huillier），以表彰他们在阿秒光脉冲方面所做出的贡献。2023年每项诺贝尔奖的奖金也由去年的1000万瑞典克朗，增加到1100万瑞典克朗，约合人民币720万元。“阿秒”是时间单位，即10-18秒。按照时间长短划分，从秒开始依次是毫秒(10-3秒)、微秒(10-6秒)、纳秒(10-9秒)、皮秒(10-12秒)、飞秒(10-15秒)、阿秒(10-18秒)。而“阿秒光脉冲”就是指持续时间在阿秒量级的光脉冲。如此短的脉冲持续时间也为其带来了重要的应用。对此，诺贝尔奖给出的获奖理由如下：获奖理由：三位2023年诺贝尔物理学奖获得者因其实验而获得认可，这些实验为人类探索原子和分子内部的电子世界提供了新的工具。Pierre Agostini、Ferenc Krausz和Anne L’Huillier已经证明了一种制造超短光脉冲的方法，可以用来测量电子移动或改变能量的快速过程。当人类感知到快速移动的事件时，它们会相互碰撞，就像一部由静止图像组成的电影被感知为连续的运动一样。如果我们想调查真正短暂的事件，我们需要特殊的技术。在电子的世界里，变化发生在十分之几阿秒——阿秒如此之短，以至于一秒钟内的变化与宇宙诞生以来的秒数一样多。获奖者的实验产生了短到以阿秒为单位测量的光脉冲，从而证明这些脉冲可以用来提供原子和分子内部过程的图像。1987年，Anne L’Huillier发现，当她将红外激光传输通过稀有气体时，会产生许多不同的光泛音。每个泛音是激光中每个周期具有给定周期数的光波。它们是由激光与气体中的原子相互作用引起的；它给一些电子额外的能量，然后以光的形式发射出去。Anne L’Huillier继续探索这一现象，为随后的突破奠定了基础。2001年，Pierre Agostini成功地产生并研究了一系列连续的光脉冲，其中每个脉冲只持续250阿秒。与此同时，Ferenc Krausz正在进行另一种类型的实验，这种实验可以分离出持续650阿秒的单个光脉冲。获奖者的贡献使人们能够对以前无法遵循的快速过程进行调查。诺贝尔物理学委员会主席伊娃奥尔森表示：“我们现在可以打开电子世界的大门。阿秒物理学让我们有机会了解电子控制的机制。下一步将利用它们。”。在许多不同的领域都有潜在的应用。例如，在电子学中，理解和控制电子在材料中的行为很重要。阿秒脉冲也可以用于识别不同的分子，例如在医学诊断中。魏志义：我国激光产业发展迅速，未来可期实际上我国也一直在阿秒激光领域深耕，培养了一批杰出的科研人员。当前国内研究超快激光和阿秒激光的主要代表人物是来自中国科学院物理研究所的魏志义研究员，主要研究领域为超短超强激光物理与技术，包括飞秒激光放大的新原理与新技术、阿秒激光物理与技术、光学频率梳及应用等。魏志义研究员长期致力于超短脉冲激光技术与应用研究，主要成果有：提出了高对比度放大飞秒激光的一种新方法，得到同类研究当时国际最高峰值功率的PW（1015瓦）超强激光输出，创造了新的世界纪录；发明了同步不同飞秒激光的新方案，研制成功综合性能国际领先的同步飞秒激光器；建成国内首个阿秒（10-18秒）激光装置，得到了脉冲宽度小于200阿秒的极紫外激光脉冲；发展了新的光学频率梳技术，研制成功综合性能先进的系列飞秒激光频率梳；利用新的脉冲压缩技术与国外同事一起获得了亚5fs的激光脉冲，打破了保持10年之久的超短激光脉冲世界纪录；研制成功系列二极管激光直接泵浦的新型全固态超短脉冲激光，开发成功多种飞秒激光产品并提供国内外多家用户。仪器信息网在世界光子大会上有幸采访了魏志义研究员。魏志义表示，超快激光（即超短脉冲激光）领域激光领域前沿研究主要关注如何实现越来越窄的激光脉冲宽度，窄的激光脉冲可以用于物质中分子、原子甚至电子的运动过程研究，因为运动过程决定了物质的一些规律和属性。科研人员关注的另一方面是激光功率，更高功率的激光可能用于武器、加工、医疗等领域。功率方面的研究主要包括峰值功率和平均功率，其中峰值功率研究我国处于世界前列。魏志义在采访中表示其对高频功率非常关注和感兴趣。谈到国内在相关领域的前沿研究进展时，魏志义表示，我国在激光领域具有比较好的基础，与国外水平接近，虽然在整体上还有较大差距,但在部分领域有所领先。在超快脉冲激光方面，我国上世纪八九十年代与国际水平差距并不大，如西安光机所、天津大学、中山大学做得都非常不错。当前超快激光脉冲突破到阿秒量级，国内包括物理所在内的一些单位也拥有产生阿秒脉冲激光的能力，可以用来开展研究工作。在激光高频功率方面，上海光机所等单位在峰值功率研究上已达国际领先水平，并将国际水平推向了新的高度。据介绍，物理所十多年前在峰值功率方面取得了很好的研究成果，做到了当时国内最好也是国际上最高的的峰值功率。但在高频功率方面我国还是与国外有较大差距，特别是在产业方面。魏志义建议，接下来不仅要在极端指标方面，还要在可靠稳定性、高频功率方面做出突破，更好的提供给广大用户开展应用工作。魏志义也强调，我国当前在超快激光研究方面有些落后，但也在奋起直追，跟国际最高水平相比有一定差距，在高频物理方面，工业应用方面差距更大。但同时，魏志义表示这些年我国激光产业发展非常迅速，未来可期。

近日，全国量具量仪标准化委员会第七次会议在广西自治区桂林市召开。由河南省计量院长度所黄玉珠、贾晓杰等起草的《水平仪检定器》、《水平仪零位检定器》和《方箱》三项行业标准顺利通过全国量具量仪标准化委员会审查。 　　水平仪检定器是用于测量小角度的精密仪器，具有准确度高、稳定性好、数据直观、操作方便等特点，逐渐被广大客户认同和使用，但目前国内尚无标准可循。该三项标准制定了科学合理的技术要求和检验方法，为产品的生产、销售、使用提供了科学依据，对规范产品市场竞争，产业结构优化，推动行业发展具有重要意义。 　　国量具量仪标准化技术委员会SAC/TC132(以下简称：全国量标委)是由国家标准化管理委员会委托中国机械工业联合会领导，国家标准化管理委员会颁发印章，在量具、量仪、数显装置专业领域内，从事全国标准化工作的技术工作组织，负责全国量具、量仪、数显装置专业技术领域的标准化的技术归口工作。

哈克Viscotester™ 3旋转粘度计 轻松进行粘度测量 赛默飞哈克 Viscotester ™ 3 手持式旋转粘度计可为我们带来可靠 的粘度测试。这款仪器所有的设计都是为了确保操作简单，比如： 精密的设计，用户个性化设置，图形显示与用户指南等等。所有这 些都集成在一起并装在一个便携盒中。这款仪器极其容易使用，是 测试粘度的绝佳选择。 易用性被以各种方式内置在哈克 Viscotester ™ 3 粘度计中。无论 手持还是放在实验室支架上，由于独特的设计，它可以自动的进行 精确的位置矫正。转子快速耦合连接功能可使更换测试转子更智能。 另外，用颜色编码的测试转子和测试范围指示器为用户提供了测试 指南，而且，“记忆助手”功能能帮助操作者快速、轻松地比较粘 度测试值和参考值 附加功能 • 根据设计和电子自水平仪正确校准 • 2.4 寸可调节亮度彩色显示屏 • 可选粘度单位（mPas 或者 dPas) • 使用可充电电池或者外接电源供电• 与哈克以前的 Viscoteste 1 Plus & 2 Plus,01 & 02 兼容 测试原理 固定转速的转子插在待测溶液中旋转，待测 流体抵抗转动的阻力被测试并转换为粘度。 产品参数规格 可测粘度范围* L型（针对低粘度样品） 1.5 mPa s - 1300 mPa s R型（针对较高粘度样品） 30 mPa s - 400 000 mPa s 旋转速度 62.5 rpm 温度 可达150°C 测试精度 转子R1、R2、R3 +/-5% FSD 转子R5 +/-7.5% FSD 转子R4 +/-10% FSD" 应用范围 • 快速粘度检测，比如过程优化或机器调整 • 生产中批次控制 • 来料检测 测试样品 • 油漆、油墨、涂料 • 洗发水、面霜、乳液类似的个人护理产品 • 酱汁、增稠剂类似食品 • 润滑油、油、油脂 创新点：1、全新的外观设计，更加符合人体工学的手柄 2、液晶彩色显示屏，增加图形显示和用户指南 3、颜色编码的测试转子，转子耦合连接，都是哈克最新的集成研发成果 4、更加精密且校准的测试转子 哈克Viscotester™ 3旋转粘度计

方家熊院士是我国光传感技术领域的领军人物，2001年当选为中国工程院院士，现任中国科学院上海技术物理研究所研究员、副总工程师，兼任传感技术国家重点实验室学术委员会主任、中国光学学会红外与光电器件委员会主任。 　　方家熊院士历年来从事中、长波红外传感器、紫外传感器、短波红外传感器等半导体传感器的研究开发。其主持开发的多种传感器成功应用于“风云1号”、“风云2号”气象卫星，“神舟3号”航天飞船等，相关成果获6项国家科技进步奖，为我国航天红外遥感解决了重大关键技术问题，开拓了中国航天遥感用红外传感器技术。 中国科学院上海技术物理研究所 方家熊院士 　　近日，仪器信息网编辑专访了方家熊院士，方家熊院士系统介绍了航天遥感用红外传感器技术民用化研究的最新进展并对目前我国分析仪器行业发展存在的问题发表了见解。 航天红外遥感技术在民用领域发展前景广阔 　　“我们原来一直在研究航天红外遥感技术，并未涉及民用近红外光谱仪领域。而现在中国科学院上海技术物理研究所开始全面涉足红外多光谱技术的研究。”方家熊院士说道。 　　“为什么我们会对航天红外遥感技术民用化感兴趣?” 　　方家熊院士首先介绍了他和他的同事们由原来研制航天红外传感器转向民用近红外光谱仪器技术研究的相关背景。 　　2006年，我们参加了第一届全国近红外光谱学术会议，获得了一个有用的信息：一些仪器公司在生产小型光谱仪器时，一些关键的器件国内没有，都是向国外公司购买。对此我们进行了调研，结果发现，近10年来科技部等部委通过各个渠道支持了很多研制小型、微型近红外光谱仪项目。但这些项目研制出的仪器其核心部件都采用了国外的，并且，这些仪器完成后并没有产业化。 　　事实上，上面所说的核心部件正好是四年前我们为航天应用研发的“铟镓砷近红外焦平面”，仪器就缺这个器件，用户很迫切，而我们又能够生产这个核心部件，那么，我们应该在这方面做一点事情了。 　　另外，将航天红外遥感技术民用化还有一个大的背景：国家明确提出逐步转变经济发展方式，其中，希望中国科学院不光是研究一些“大”科学，像发展航天技术等重大科研项目以及发表科技文章，还要为工业、农业、医学等各领域做“一些”具体事情，为国民经济发展贡献力量。 　　在这个指导思想下，中国科学院有两个“大部署”：一是创办新所，这个新所要和地方政府联合创办，其目的很明确，不仅要研究尖端技术，更要为地方的经济发展做一些有用的事情；二是一些老所办分所，分所的研究领域要与地方经济发展特色相结合。中国科学院各个所都在“动”，我们所也在努力。例如，我们所办了两个分部，一个常州分所 另一个嘉定分部正在建设中。 　　航天仪器技术转向民用：重点在于研发低成本技术 　　中国航天遥感用红外传感器技术，毋庸置疑是先进的、高水平的。但航天仪器技术应用到民用领域，需要突破哪些“瓶颈”呢?针对这一问题，方家熊院士谈到： 　　将一些航天仪器技术转向民用有许多需要再研发的地方，以近红外光谱为例，近红外光谱技术发展是以应用为驱动的，所以，我们在2008年就开始和“外面”联系。其中，一位是江苏大学的陈斌教授，他研究的领域主要是食品工业，自己也研制一些近红外光谱仪器分析软件和硬件。另外一位是浙江大学的龚淑英教授，她研究的领域主要是茶叶质量评价。两位教授都是从事应用研究的，他们对近红外光谱仪的要求是小型化、可靠、便宜。 　　说实话，研制符合这三个要求的近红外光谱仪的难度不比研制航天仪器低。航天仪器也要求小型、可靠以及低功耗，但对成本没有过多要求。小型、微型近红外光谱仪器在工业、农业、医学等各方面的应用范围非常广泛，但是现在一般一台仪器需要几十万，如果是野外使用的常常需要上百万，所以迫切要求降低成本。 　　然而，对我们来说，“便宜”不是通常认为的扩大生产规模来降低成本，而是要研发低成本技术。例如，原来在航天仪器中使用铂金、黄金材料，现在转向民用需要使用铝等普通金属材料，成本降低的同时要保证相应的性能也能满足使用要求。低成本技术要求从原理上、基础上研究，进而带动基础技术研究。而且，这些相关课题的提出是我们从应用中移植过来的，不是跟踪国际先进技术，完全是我们自创的。 　　成立“组件应用技术研究组”：已完成微型近红外光谱仪原理样机 　　2009年的时候，方家熊院士团队专门成立了一个研究组——组件应用技术研究组，研究组的近期发展目标是建立三个设计平台、三个测试平台，还要研制出微型近红外光谱仪。 　　其中，设计平台分别是大规模电路设计平台、工艺设计平台、可靠性设计平台；测试平台分别是红外器件MTF(调制传递函数)测试平台、小型光谱仪参数测试平台、短波红外焦平面参数测试平台。这些设计平台、测试平台属于应用基础技术，主要是为了我们的“铟镓砷近红外焦平面”器件能在近红外光谱仪中得到很好应用，通过发现问题、解决问题，不断提高器件性能、降低成本，也为航天应用中的器件问题的解决提供了新手段。 　　目前，我们已经完成了近红外光谱仪的原理样机，正在测试“铟镓砷近红外焦平面”器件的应用效果。同时，我们也搭建了MTF测试系统，现阶段主要测试“铟镓砷近红外焦平面”的传递函数，目标是找出传递函数与器件的设计、加工、物理机理之间的关系，将器件本身搞清楚，以提高器件的传递函数。MTF测试系统项目就是我们从应用中提炼出来的基础研究课题。 　　在这个过程中，方家熊院士团队有两点体会：首先，近红外光谱技术是以应用带动有关技术的发展，这里的“技术”包括软件技术、基础技术、硬件技术，基础技术主要是化学计量学；其次，从新应用要求——低成本技术要求中提炼出基础技术课题进行研究，获得我们自己的拥有自主知识产权的科研成果，而且这个成果是可以马上实现应用的。 方家熊院士谈我国分析仪器行业存在问题及与国外差距 　　方家熊院士是我国著名的光传感器专家，为我国科技事业作出了突出贡献。针对我国分析仪器行业发展中存在的问题，方家熊院士以其40多年科研工作的经验指出： 　　我国分析仪器发展中存在的主要问题：基础研究与应用研究、生产制造脱节 　　首先最大的问题：我国科研力量分散，如何将其“捏合”起来? 　　我国科研力量存在着分散、“小打小闹”、“捏不起来”的问题。如何能把科研力量捏合起来，形成我国分析仪器硬件技术、软件技术的攻坚力量是目前我们着重需要解决的问题。 　　第二个问题：如何与国外仪器公司相处? 　　一方面我国分析仪器行业应该感谢国外仪器公司的帮助，另一方面两者之间还存在着竞争关系。所以，国产分析仪器公司与国外仪器公司之间是一种又合作又竞争的关系，而在这个关系中，最好的结果是能够获得双赢，国外仪器公司能够赚到钱，我们的相关工业水平也得到了提高，共同使仪器的价格降下来，共同努力使应用范围更广泛。 　　第三个问题：如何将企业人才培养计划提升至更重要的位置? 　　国家基金委每年投入大量资金，主要有两个任务：第一就是把基础研究成果成功延伸到应用研究和生产制造环节中，为应用研究和生产制造提供科学方法 第二是培养科技人才。当前的科技人才培养主要在大学和科研院所，未来应该把企业人才培养列到更重要的位置上，促进企业提升技术水平，促进企业能很快将基础研究的成果应用到生产中。 　　第四个问题：我国科技界只紧盯、跟踪国际前沿技术，这是一个误区! 　　紧盯、跟踪国际科技前沿以前是需要的，但做不出具有完全自主知识产权的科研成果。所谓“紧盯国际科技前沿”就是一些人在做，但领头的人多是外国人，等于说我们是跟着别人跑、是落后的。“跟踪国际先进技术”则是别人已经做了五六年、已经产业化了，我们再跟着做，距离“前沿”就更远了。 　　为什么过去我们一直都是在跟踪国际先进技术?我认为是我们对应用技术没有研究透彻。没有研究透彻，就发现不了问题、提炼不出基础研究课题。我们的基础研究通常是看到国际上发表了什么文章，跟着做。我想我们要努力改变这种状况了。 　　国产近红外光谱仪器与国外的差距：不在水平而主要在可靠性 　　国产近红外光谱仪器与国外的技术水平相差并不大，差距主要在可靠性方面。但我国分析仪器行业对仪器的可靠性研究并不太重视。陆婉珍院士曾经提出的“我国分析仪器企业应发展稳定、可靠的硬件”的经验之谈应引起我们的重视。 　　另一个差距是在仪器的配件方面，通常，国产仪器配备的附件没有国外仪器配备的完善。国内仪器生产企业与应用者的联系不紧密，生产企业对用户不了解，不知道用户想干什么。并且，若只是为一部分用户的应用需求而投入大量的人力、物力，多数国内生产企业是不愿意的。 　　事实上，在仪器的关键器件方面，国内与国外差不多，国内外仪器公司的关键部件都是购买的，区别只在于，国外仪器公司的国内有这方面的器件，或有价格的优势；而我国的仪器公司则需要向国外购买，无法实现完全本土化生产。 　　对年轻基层科研工作者的建议：在干中学、在干中提升水平、在干中获得利益 　　首先，做好当前的工作。即使只做一天的工作，也不要马虎的混过去。遇到什么问题，记录下来，再寻求各种方式去解决。 　　第二是碰到任何分析仪器、分析方法时，主动把它们的原理搞清楚，这个学习过程比在大学里的学习有效得多。 　　第三是在做一个实验时，尽力将实验的所有配置以及它们相互之间是如何配合的全部弄明白。 　　总的来说，就是在干中学，在干中提升自己的水平，在干中获得自己的利益。在当前的工作中磨练创新思维，从小改小革向重大创新发展。 　　后记 　　采访过程中，方家熊院士谈到，“今年6月，胡锦涛总书记在院士大会上的讲话中指出，未来我国将加快转变经济发展方式，促进经济增长由主要依靠增加物质资源消耗向主要依靠科技进步转变，我国科技界肩负着重大使命。” 　　“那么，科技界如何为国民经济发展贡献力量?我认为具体就是提炼自主知识产权的科研成果，如专利、生产方式等。大家常说为国家做出贡献，但上升到‘贡献’的程度还需要几年的时间，现在只是做一点有用的事情吧。” 　　“科技要为国家经济战略转型做贡献”，是方家熊院士反复强调的观点。这充满深情的话语，折射出这位年过七旬的老科学家对国家民族、对科学事业的强烈责任感和远大抱负! 　　采访编辑：刘丰秋 　　附录：方家熊院士简历 　　方家熊，1939年出生，中国工程院院士，我国光传感技术专家，安徽黄山市人，1962年毕业于南京大学物理系，1966年中国科学院研究生毕业，中国科学院上海技术物理研究所研究员。 　　方家熊院士多年从事光传感器研究，为我国空间遥感系统提供了多种红外传感器。他提出了变能隙半导体红外传感器的工程优值参数概念和测试方法 解决了空间用红外传感器的技术基础及工程问题，满足了我国首次从卫星对地球的长波红外遥感的要求；为新型空间遥感系统的需要实现了碲镉汞红外器件对1～15微米探测的全波段覆盖；提出了我国第一个多光谱红外焦平面组件方案并研制成功；为“风云1号”卫星、“风云2号”卫星以及“神舟3号”飞船提供了各种多波段红外传感器组件，并推广应用于航空遥感系统和工业、交通、环境和医学等领域。 　　方家熊院士近几年从事光传感器组件应用技术研究，包括组件应用功能的增强方法，涉及微弱信号提取和处理电路设计和测试分析以及各个接口技术及综合集成系统组件的发展。 　　联系方式：jxfang@mail.sitp.ac.cn

为了满足山东高校物理实验教学的需求，&ldquo 山东高校物理实验研讨会暨天津港东科技发展股份有限公司答谢会&rdquo 于3月29日下午在山东省青岛市青岛大学国际学术交流中心召开。与会代表来自山东省24所高校。 天津港东科技发展股份有限公司的销售副总李经理作会议致辞，并代表全体港东人对广大老师给予的支持表示了衷心的感谢。然后中国海洋大学张爱军教授、山东师范大学高铁军教授以及聊城大学张山彪教授分别就基础物理以及近代物理实验教学方面的问题作了专题讲座。&ldquo 已评为省级物理实验中心&rdquo 的青岛大学徐建元老师作了经验介绍。然后技术副总杜经理向各位老师详细讲解了天津港东系列产品的结构原理、仪器操作及应用范围等内容。专家讲座十分精彩，与会老师全神贯注听讲并讨论积极，会议学术交流氛围十分浓烈。会后各位老师参观了仪器产品展示厅。工作人员对老师的提问进行了详细的解答。 当天会议结束后，天津港东在宴会厅举办了答谢晚宴，感谢各位老师多年来对港东的关心和支持。晚宴气氛轻松活跃，让各位老师在工作学习之余得到了放松。次日上午，大会组委会组织各位老师参观了&ldquo 国家级实验教学示范中心&rdquo --青岛大学物理实验教学中心。 会议圆满成功，与会老师对本次会议十分满意，并衷心希望此种学术交流会能够得到更广泛的开展。我公司就实验教学内容对教学仪器需求不断发展的现状听取了广大老师尤其是实验老师的意见和建议，为产品设计和开发提供了信息。同时本次会议为山东高校的物理实验教学尽了一份力量，对提高山东高校物理实验仪器水平，促进高校物理实验教学改革起到非常积极的作用。 副总致辞以及企业介绍 专家学术报告 工作人员为老师讲解仪器 参观国家级实验教学示范中心

陈艺晴 摄近日，2022未来科学大奖获奖名单正式揭晓。中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员、南方科技大学讲席教授杨学明获得“物质科学奖”。多年来，科学仪器的设计和研发始终是杨学明科研生涯中的重要课题。他表示：“一定要强调科学仪器的重要性。只有发挥创造力，做真正独特的科学仪器，才有可能引领科技创新。”实验科学发展离不开先进科学仪器记者：您正在推进的新一代高重频自由电子激光装置研制工作进展到什么阶段了？杨学明：前一阶段，我们主要推动了低重频极紫外自由电子激光的发展，这个装置还是相当成功的，是世界上唯一的极紫外自由电子激光用户装置，现在在科学应用方面有了相当大的进展。目前，我们正在积极推动高重频自由电子激光技术发展，希望发展在极紫外和软X射线波段世界上最亮的光源。这一技术的预研工作，我们已取得了一定的进展，希望能尽快推进装置建设，大幅提升我国在先进光源技术方面的水平。这个装置是基于超导加速器技术研制的，是目前国际上最先进的超导加速器装置，而且光源能达到相当高的亮度。如果建成的话，对未来的基础科学和产业应用都将有非常重要的影响。记者：您之前提到，我国研究团队对科学仪器研究的关注和重视很少，为什么这么说？杨学明：近年来，我国对科学仪器的重视程度已明显提升，但还没有达到理想状态。我认为有几个原因。一是观念上还不够重视。对实验科学而言，没有最好的仪器和方法很难在实验观测上做到国际领先，这个理念特别重要。从科学发展史上，我们可以清楚地看到这一点，比如英国著名物理学家卢瑟福和同事发明的α粒子散射实验装置为正确原子模型的建立发挥了关键作用。在我国，我个人认为，科学仪器的重要性一直强调得还不够，很多领域的科学仪器研制工作没人做或研制水平不高，整体投入也很不够，高端仪器自主研发制造能力还有较大提升空间。二是政策体系还不够完善。做科学仪器并不容易，想做科学仪器的人要冒一点风险。但问题是，现有科学评价体系能不能容纳这样一批做高水平科学仪器的人？真正的科学发展必须要有科学仪器上的创新。相比西方一些国家，我国政策体系在这方面还存在不足。所以，要健全相应的体制机制，发挥政策指挥棒作用，加大投入力度，鼓励一大批有能力、有兴趣和敢于冒险的人投身于科学仪器的研制和发展中。也只有这样，才能真正攻克我国各个领域存在的“卡脖子”技术。要做高水平仪器解决重大科学问题记者：设计研发科学仪器的成本很高，很多时候甚至会引起一些争议。您个人如何平衡科学仪器的投入和产出？成功设计、研发科学仪器需要哪些支持？杨学明：对科学家来说，做科学仪器是一件很吃力的事，做仪器肯定需要比较多的经费。但我觉得这是值得的，因为做科学仪器有很多好处。第一，能解决自己想解决的重要科学问题。我个人不想买别人的仪器，因为别人做的仪器不能解决我想要解决的重要科学问题。第二，做科学仪器能培养人才。第三，科学仪器本身也是一个非常重要的高新科技产业，做科学仪器涉及的产业规模至少几十亿元。当然，正因为研制科学仪器要投入很多钱，科学家更需要认真思考：要研制的科学仪器能否在重要的科研工作中发挥作用？是否能发挥原创性科学仪器应有的作用？国家的钱不是白来的，把科学仪器做好并让它发挥作用非常重要。所以，我觉得做科学仪器就一定要做世界最高水平的科学仪器。从我个人经历来讲，无论做大连相干光源还是未来的高重频自由电子激光，都是从重要领域的需求和我的兴趣出发。在某一方向，我要做的科学仪器必须是独特的。如果我要做的仪器在某些重要指标上难以超越以前的类似装置，并且不能在解决科学问题方面发挥关键作用，我就不会去做。总体来说，提升科学仪器研制水平和使用效率，树立科学仪器发展的正确理念，以及培养科学仪器研发人才等方面对我国高端科学仪器的发展至关重要。记者：设计和研发原创性科学仪器需要人才，这类人才需要具备什么样的品质和素养？杨学明：在大部分实验室，一般学生很少能真正设计和研制科学仪器。但这么多年来，我们实验室都保持着一个突出的特色，那就是几乎每个学生都会设计和研制科学仪器。不久前，一位刚博士毕业的学生跟我说，实验室培养学生设计和研制科学仪器的能力对他的发展太重要了。实验科学发展需要探索新现象，而使用老旧的科学仪器通常很难发现新现象。一直以来，我都要求自己：科学仪器一定要自己设计。只有自己设计的仪器才能真正达到自己想要的最高水平。做科研重要的是找到感兴趣的方向记者：您认为，从“学术青椒”成长为知名学者，最关键的要素是什么？杨学明：我也是从年轻人成长起来的，科研不是一条容易走的道路，但也有很多机会。对年轻人的发展来说，有几件重要的事：一是找方向，就是找到真正感兴趣也比较擅长的领域。如果觉得做科研太苦，可能是因为对这个研究方向不太感兴趣。我一般不要求我的学生成绩必须名列前茅，我更重视他们对研究方向是否感兴趣。因为，能否在科学上有所发现、有所发展，最重要的是看他们对科学本身是否有兴趣。我自己以及我科研生涯中遇到的老师都是对科学有高度热情、非常爱科学的人。如果做科研只是为了拿某个奖，或得到一件跟科学无关的东西，我想科研一定不是一个快乐的职业。二是找问题。我的理念是，做科学研究一定要以重要科学问题为导向。做基础科学必须要提出并解决一些重要的科学问题。有时候，提问题最关键。三是选环境。研究环境特别重要，好的环境会引导大家做真正想要做的东西，而不是整天“逼”着大家发论文。这并不是说发论文不重要，我的意思是，要更强调解决科学技术问题，这才是根本。记者：您本科学的是物理，硕士转向化学研究。不同学科背景给您后续的研究带来了什么？杨学明：我上中学时非常喜欢化学，但高考化学没有考得很好，物理考得特别好，所以上大学后就念了物理。大学毕业后报考中国科学院大连化学物理研究所的研究生，也是因为我真的喜欢学化学。我觉得自己大学毕业时找到了特别好的方向——化学激光，有激光又有化学，虽然后来没有具体从事化学激光方向的研究工作，但也算正式进入了物理化学或化学物理这一交叉领域。我很幸运选了这条道路，大学的物理基础使我特别重视对事物本质的理解，经过这种物理思想训练后再去学化学，对化学会有非常不一样的理解和感悟。这对我整个学术生涯发展产生了深刻的影响。物理和化学的交叉学科背景，使我能从不同于传统化学的角度看化学学科的发展，也使我有更多机会发现化学科学中别人也许不太关注的一些重要科学问题，比如量子共振态和几何相位效应等。

在2013年11月举行的第四届网络质谱研讨会上，中国科学院高能物理研究所实验物理中心研究员级高级工程师刘术林作了《质谱仪器中的离子探测器》的报告，报告中刘术林介绍了一种可用于质谱仪中的低噪声、高增益、脉冲计数能力好、动态范围大、响应速度快、抗磁场、寿命长的探测器(探测器在仪器行业更多的被称为检测器。仪器信息网注)&mdash &mdash 微通道板，报告当时引起了业内一些质谱仪器厂商的关注。 　　近日，仪器信息网编辑特别采访了刘术林，请他介绍了微通道板的特点，在质谱仪器当中的应用，以及目前我国微通道板的研制情况。 中国科学院高能物理研究所实验物理中心研究员级高级工程师刘术林 　　微通道板(简称MCP)是由106-107根规则排列的毛细玻璃管阵列熔合而成的电真空器件，该毛细玻璃管是由特种玻璃制作的，经过氢还原处理后，在其通道的内表面和一定深度内，获得了连续的二次电子发射层和半导体层，当在其两端加上电压时，即可实现二次电子的倍增。对于一块MCP而言，当其两端的电压为其长径比的22倍左右时，其增益可以达到104量级。由于该材料对荷电粒子和特定能量的光子(UV和软X射线)有一定的量子探测效率，再加上其具有体积小、重量轻、空间和时间分辨力好、增益高、噪声低、抗电磁场干扰等优点，因而在微光像增强器、光电倍增管、以及科学仪器中(如质谱仪、俄歇电子能谱仪、X射线光电子能谱仪等)得到了广泛的应用。 微通道板 　　微通道板用作质谱仪的探测器件发展已比较成熟 　　在1990年代研究生业后，刘术林进入中国兵器工业第205研究（西安应用光学研究所）所工作，该研究所从1970年代开始从事微光夜视仪的研究，微通道板是其中的一个核心器件。就这样，刘术林开始了微通道板的研制。 　　工作中刘术林常常阅读一些有关微通道板研制和应用的论文，他发现从1990年代初期开始，IEEE T INSTRUM MEAS、IEEE T NUCL SCI、REV SCI INSTRUM等期刊中就陆续有文章提到微通道板在质谱仪当中的应用。 　　刘术林说：&ldquo 早期的质谱仪中一般采用的是单通道的倍增器(即Channeltron)，但随着生物大分子、药物分子分析需求的提升，产生更多的离子碎片，要求分辨率更高、探测面积更大、响应时间更快的探测器件，微通道板能很好的满足这些需求。目前主要是飞行时间质谱中采用这种类型的探测器。&rdquo 　　经过几十年的发展，目前国外微通道板在质谱仪中的应用已经比较成熟，有单片型的微通道板，也有模块化的微通道板(微通道板组件)，而且针对不同型号的质谱仪可以配置不同规格的微通道板。但国内微通道板在质谱仪中的应用才刚刚起步。刘术林说：&ldquo 之前我和国内的一些仪器厂商接触过，大家不是很感兴趣。近年来这种情况有所改变，国内禾信，还有复旦大学、中国科学技术大学、吉林大学、大连化物所、长春应化所等企业、大学和科研院所都在研究使用微通道板作为质谱仪的探测器。&rdquo 　　刘术林介绍说，虽然微通道板应用于质谱仪有诸多优点，但也存在一定的缺点：如操作使用困难，非专业训练的人员使用时，失效率高。而且还需要特殊处理，如合适的真空烘烤和电子清刷等。 　　除了在质谱仪中的应用外，微通道板还在X射线光电子能谱仪、俄歇电子能谱仪等仪器中有所应用。沈阳科学仪器厂(即现在的中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司，仪器信息网注)、北京科学仪器厂(即现在的北京中科科仪股份有限公司，仪器信息网注)、中科院西安光机所曾采购微通道板用于场离子显微镜，高速示波器等仪器的研制，刘术林介绍说。 　　目前，我国微通道板每年的产量达到10万片左右，其中绝大部分还是用在光电成像领域，科学仪器领域的需求量还很小。&ldquo 但在科学仪器领域，还有可以开发的应用空间，比如将微通道板用作电镜中二次电子成像用的探测器等，从微通道板的原理和特点来说，完全可以满足，但是具体应用还是得和从事电镜研制的专业人员进行交流。&rdquo 刘术林说道。 　　俗话说&ldquo 隔行如隔山&rdquo ，尤其是高技术领域。刘术林说：&ldquo 我们应该主动走出去跟别人交流，让别人了解我们在做的东西。微通道板要使用好，都有许多的技术和经验在里面，我们要教会别人更好的使用。而其他行业的技术人员可以提出要求，我们可以结合自己的技术特点为大家提供相应的技术和产品。通过合作，许多问题或许能够更好的解决。&rdquo 　　国产微通道板性能处于国际领先地位并大量出口 　　近年来，国家对于国产科学仪器的发展给予了高度的关注和资金支持，而核心零部件性能对于仪器整体性能的提升至关重要。许多业内人士都曾呼吁大家关注仪器核心零部件的研制。可喜的是，我国在微通道板的研制和生产方面目前已处于国际领先地位，并已大量出口。 　　刘术林介绍说：&ldquo 由于微通道板在光电成像方面的重要用途，它的整个工艺，包括材料，国外都对我国进行封锁。所以我国是完全从零开始，研发的具有自主知识产权的产品。就拿制作微通道板的基本材料玻璃来说，它对于玻璃材料的二次电子发射系数要求很高，同时对玻璃管的椭圆度、壁厚等的一致性要非常高，但是我们很难找到合适的企业和人才。当年光是为了制作合适的玻璃管，我们几乎找遍了全国各个角落，后来碰到一个老师傅，要是没有他，说不定我们的微通道板产业都发展不起来。&rdquo 　　制作微通道板一共有几十道工艺，每一道工艺都不能有偏差，哪怕只差一点点，最终的累积误差也会很大。所以许多关键设备稳定性一定要好，然而当时在国内找不到合适的设备，也没有足够的经费采购进口的设备，为了研制微通道板，刘术林和同行们只好自己搭建设备来完成研究。他说：&ldquo 电真空器件行业不同于半导体行业。在半导体行业，做设备的企业对制造厂家的关注十分密切，厂家有新的生产需求，做设备的企业就会研制相应的设备，双方的配合十分紧密。而电真空器件行业可以说是一个夕阳产业，很少有人关注，其对制造设备要求很高，我们向厂家提出设计要求，由于数量少、要求高，一般也很难实现，或者做出来的效果大打折扣。&rdquo 　　正是由于这些经历，让刘术林认识到作为一个大国，配套的一些产业一定要跟上。他说：&ldquo 一些核心的技术和产品，外国往往会设卡不卖给我们。或者卖的价格特别贵，还不说明具体如何使用，等我们摸索很长时间终于弄清楚了，到下一次采购时人家又不愿意卖给我们了。作为一个大国，我们必须在各个行业都要有技术积累，哪怕再偏的行业也要支持一两家企业存活下来，这样才不会受制于人。&rdquo 　　&ldquo 虽然微通道板是很小的产品，但它确实代表着一个国家的整体工艺水平。现在除了我们也只有几个发达国家，如美国、法国、日本、俄罗斯能够做。&rdquo 刘术林说道。 　　令刘术林感到十分欣慰的是，实践证明我国研制的微通道板的性能已经接近或达到国外先进水平。中国科学技术大学的一位老师在同步辐射光电离质谱中采用了我国研制的微通道板。在一次拜访中，这位老师告诉刘术林：&ldquo 谢谢你为我们提供的微通道板，已经用了5年时间还在使用。我们用过国外一家公司的微通道板，但用了大概3年时间就坏了。&rdquo 　　刘术林说：&ldquo 其实国外产品有时候未必如他们所宣传的那么好，以前在一些国际会议中，我们看到他们对外提供的指标非常不错，所以一直认为我们的微通道板技术不行。后来我们把自己研制的微通道板拿到国外去让用户试用，他们说你们的微通道板非常不错，比其他几家公司的性能还好，不仅板寿命长，视场清晰度也高。之后荷兰的一家公司开始大批量订购，俄罗斯也有订购。目前，在成像性能方面，国产的微通道板和国外技术水平非常接近了。&rdquo 　　至于微通道板接下来的研究方向，刘术林说：&ldquo 主要是孔径更小、噪声因子要低、高增益、长寿命、容易除气等几个方面。每一个小的改动，往往都会涉及到一系列的参数的改变，可谓是牵一发而动全身。比如噪声因子是评价放大器放大性能的一个重要指标，这一个参数的改进就涉及到孔径、开口面积比、玻璃壁厚等多个参数的控制，而且有些参数之间还互为矛盾关系，所以特别难处理。&rdquo 　　虽然在几十年的研究生涯中，刘术林经常碰到各种困难，但他依然对自己所从事的工作充满了热情，因为在他看来，科研虽然苦，但也乐在其中。&ldquo 有时候我们会碰到一些问题，一时解决不了，会特别难受。但当一天天过去，在我们的努力之下，最终解决了这个问题，我们又会特别开心。其实人每天不论怎样都是过，还不如就踏踏实实的做些事情。而且在研究中，我们还会结识到许多志同道合的朋友。&rdquo 也许正是这份认真和乐观的态度，让刘术林克服了一个个困难，不断地将我国微通道板的制造工艺提到一个新的高度。 采访编辑：秦丽娟 　　刘术林个人简历 　　刘术林，男，中共党员，研究员级高级工程师。1990年于华东理工大学获得硕士学位，同年供职于西安应用光学研究所的特种光纤研究室和光电成像研究室，主要从事微通道板和微光像增强器的研制工作，2000年-2011年，先后在北方夜视技术股份有限公司西安分公司、南京分公司工作，主要从事微通道板的研发、工程化和批生产等工作，2011年底至今，在中国科学院高能物理研究所从事大尺寸微通道板光电倍增管的研制、工程化和日后的批量生产等工作。

一、测试原理粒子束成像设备如SEM、FIB等，成像介质为被聚焦后的高能粒子束（电子束或离子束）。以扫描电镜（SEM）为例，通过光学系统内布置的偏转器控制这些被聚焦的高能电子束在样品表面做阵列扫描动作，电子束与样品相互作用激发出信号电子，信号电子经过探测器收集处理后，即可得到由电子束激发的显微图像。图1：偏转器的结构示意（左）；电镜图像（右）基于以上原理，一台粒子束设备在进行显微成像时，其分辨能力与下落至样品表面的粒子束的束斑尺寸相关，束斑的尺寸越小，扫描过程中每个像元之间的有效间距即可越小，设备的分辨本领越高。当相邻的两个等强度束斑其中一个束斑的中心恰好与另一个束斑的边界重合时，设备达到分辨能力极限（图2）。图2：分辨能力极限示意图不考虑粒子衍射效应时，经聚焦后的粒子束截面可视为圆形（高斯斑），其束流强度沿中心向边缘呈高斯分布（图3）。以扫描电镜为例，在光学设计和实验阶段，通常使用直接电子束跟踪和波光计算（direct ray-tracing and wave-optical calculations）方法，来获得聚焦电子束的束斑轮廓。该过程是将电子束的束流分布采用波像差近似算法来计算图像平面上的点展宽函数PSF（Point Spread Function），基于PSF即可估算出包含总探针电流的某一部分（如50%或80%）的圆的直径，从而得到设备的分辨能力水平。图3：高斯斑的截面形状和强度分布示意图但是在设备出厂后，由于粒子束斑尺寸在纳米量级，无法直接测量，因此行业通常使用基于成像的测试方法，测试粒子束设备的分辨能力。 锐利物体边界的边界变化率法是行业目前达到共识的测试粒子束斑尺寸的方法，即使用粒子束成像设备对锐利物体（通常是纳米级金颗粒）进行成像，沿图像中锐利物体的边缘绘制亮度垂直边缘方向的变化曲线，并选取曲线上明暗变化位置一定比例对应的物理距离，来表示设备的分辨率（图4）。为了保证测试准确性，可以在计算机帮助下取数百、数千个锐利边界的亮度变化率曲线求取均值，以获知设备的整体分辨能力。图4：金颗粒边界测量线（上图红线）；测量线上的亮度变化（下左）；取多条测量线后得到的设备分辨率示意（下右）边界变化率曲线上亮度25%-75%位置之间的物理距离d，可以近似认为是粒子探针束流50%时所对应的粒子束斑直径，在粒子束成像设备行业通常用此距离d来最终标识设备的分辨能力。图5：边界变化曲线与高斯斑直径对应示意图二、测试方式「 样品的选择 」金颗粒通常采用CVD或者PVD等沉积生长的方法获得，由于颗粒形核长大的过程可以人工调控，因而最终得到的金颗粒直径的大小可以被人工控制，所以视不同用途，金颗粒的规格也不同。以Ted Pella品牌分辨率测试金颗粒为例，用于SEM分辨率测试的标准金颗粒有五种规格，其中颗粒尺寸较小的高分辨、超高分辨金颗粒（如617-2/617-3）通常用于测试场发射电镜的分辨能力；颗粒尺寸较大的金颗粒（如617/623）通常用于测试钨灯丝或小型化电镜的分辨能力，详细的颗粒尺寸和适用设备见图6。测试时，不合适的金颗粒选择无法准确反映一台电镜的分辨能力。图6：Ted Pella品牌金颗粒规格及适用机型「 SEM光学参数的设置 」分辨率的测试旨在测试设备在不同落点电压下的各个探测器的极限分辨能力，因此，与电子光学相关的成像参数设置需要注意以下内容：（1）视场校准：保证放大倍数、视场尺寸的准确；（2）目标电压：这里特指落点电压，即电子束作用在样品上的真实撞击电压；（3）探测器：不同探测器收取信号的能力不同，因此获得图像的极限分辨能力不同，因此都要测试，通常镜筒内探测器ETBSE；（4）光阑/束斑：通常在每个电压下使用可以正常获得图像的最小光阑（以获得极限分辨能力）；（5）工作距离：通常在每个电压下使用可以正常获得图像的最小工作距离（以获得极限分辨能力）。「 SEM图像采集条件 」（1）合理的测试视野/放大倍数测试时，所选用的测试视野（放大倍数）需要根据设备的分辨能力做出调整，一般放大倍数取每个像素的pixel size恰好与真实束斑尺寸接近即可。比如：对于真实分辨能力约1.5nm的设备，调整放大倍数使屏幕上每个像素对应样品上的真实物理尺寸为1.5nm，即在采集1024*1024像素数的图像进行测试的前提下，选择不大于1024*1.5nm≈1.5um的视野进行测试即可。表1：分辨率测试的FOV及放大倍数估算表（2）合理的亮度、对比度采集金颗粒图像时，亮度和对比度的选择也需要合理，也就是通常所讲的不要丢失信息。在不丢失信息的前提下，图像亮度对比度稍微偏高或偏低，只要边缘变化曲线的高线和低线均未超出电子探测器采集能力的上限或者下限，曲线虽然在强度方向（Y方向）出现的位置和差值有所变化，但距离方向（X方向）及变化趋势均不改变，因此使用25%-75%变化率对测量出来的分辨率数值d基本没有影响（图7）。然而，当使用过大的亮度、对比度设定后，当边缘变化曲线的高线和低线至少一边超出电子探测器采集能力的上限或者下限，再使用25%-75%变化率对测量出来的分辨率数值d就不再准确，这时测出的分辨率数值无效（图8）。图7：合理的亮度对比度及边界变化率的曲线图8：不合理的亮度对比度及边界变化率的曲线三、总结基于上述图像学进行的分辨率测试，是反映粒子束设备整体光学、机械、电路、真空等全面综合性能的关键手段。该测试在设备出厂交付时用于验证设备的性能指标，在设备运行期间不定期运行该测试以关注分辨率指标，可以快速帮助使用人员和厂商工程师快速发现设备风险，从而及时制定维护、维修方案，以延长设备的稳定服役时间。 钢研纳克是专业的仪器设备制造商，同时提供完善可靠的第三方材料检测服务、仪器设备校准服务，力求在仪器设备产品的开发、生产、交付、运行全流程阶段遵循行业标准和规范，采用统一的品质监控手段，保证所交付产品品质的稳定可靠。参考文献[1] J Kolo&scaron ová, T Hrn&ccaron í&rcaron , J Jiru&scaron e, et al. On the calculation of SEM and FIB beam profiles[J]. Microscopy and Microanalysis, 2015, 21(4): 206-211.[2] JJF 1916-2021, 扫描电子显微镜校准规范[S].本技术文章中扫描电镜图像由钢研纳克FE-2050T产品拍摄。

所谓气体传感器，是指用于探测在一定区域范围内是否存在特定气体和/或能连续测量气体成分浓度的传感器。在煤矿、石油、化工、市政、医疗、交通运输、家庭等安全防护方面，气体传感器常用于探测可燃、易燃、有毒气体的浓度或其存在与否，或氧气的消耗量等。气体传感器主要用于针对某种特定气体进行检测，测量该气体在传感器附近是否存在，或在传感器附近空气中的含量。因此，在安全系统中，气体传感器通常都是不可或缺的。从工作原理、特性分析到测量技术，从所用材料到制造工艺，从检测对象到应用领域，都可以构成独立的分类标准，衍生出一个个纷繁庞杂的分类体系，尤其在分类标准的问题上目前还没有统一，要对其进行严格的系统分类难度颇大。气体传感器的分类从检测气体种类上，通常分为可燃气体传感器（常采用催化燃烧式、红外、热导、半导体式）、有毒气体传感器（一般采用电化学、金属半导 体、光离子化、火焰离子化式）、有害气体传感器（常采用红外、紫外等）、氧气（常采用顺磁式、氧化锆式）等其它类传感器。从使用方法上，通常分为便携式气体传感器和固定式气体传感器。从获得气体样品的方式上，通常分为扩散式气体传感器（即传感器直接安装在被测对象环境中，实测气体通过自然扩散与传感器检测元件直接接触）、吸入式气体传感器（是指通过使 用吸气泵等手段，将待测气体引入传感器检测元件中进行检测。根据对被测气体是否稀释，又可细分为完全吸入式和稀释式等）。从分析气体组成上，通常分为单一式气体传感器（仅对特定气体进行检测）和复合式气体传感器（对多种气体成分进行同时检测）。按传感器检测原理，通常分为热学式气体传感器、电化学式气体传感器、磁学式气体传感器、光学式气体传感器、半导体式气体传感器、气相色谱式气体传感器等。先来了解一下气体传感器的特性：1、稳定性稳定性是指传感器在整个工作时间内基本响应的稳定性，取决于零点漂移和区间漂移。零点漂移是指在没有目标气体时，整个工作时间内传感器输出响应的变化。区间漂移是指传感器连续置于目标气体中的输出响应变化，表现为传感器输出信号在工作时间内的降低。理想情况下，一个传感器在连续工作条件下，每年零点漂移小于10%。2、灵敏度灵敏度是指传感器输出变化量与被测输入变化量之比，主要依赖于传感器结构所使用的技术。大多数气体传感器的设计原理都采用生物化学、电化学、物理和光学。首先要考虑的是选择一种敏感技术，它对目标气体的阀限制或爆炸限的百分比的检测要有足够的灵敏性。3、选择性选择性也被称为交叉灵敏度。可以通过测量由某一种浓度的干扰气体所产生的传感器响应来确定。这个响应等价于一定浓度的目标气体所产生的传感器响应。这种特性在追踪多种气体的应用中是非常重要的，因为交叉灵敏度会降低测量的重复性和可靠性，理想传感器应具有高灵敏度和高选择性。4、抗腐蚀性抗腐蚀性是指传感器暴露于高体积分数目标气体中的能力。在气体大量泄漏时，探头应能够承受期望气体体积分数10~20倍。在返回正常工作条件下，传感器漂移和零点校正值应尽可能小。气体传感器的基本特征，即灵敏度、选择性以及稳定性等，主要通过材料的选择来确定。选择适当的材料和开发新材料，使气体传感器的敏感特性达到优。接下来是关于不同气体传感器的检测原理、特点和用途：一、半导体式气体传感器根据由金属氧化物或金属半导体氧化物材料制成的检测元件，与气体相互作用时产生表面吸附或反应，引起载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化而进行气体浓度测量的。从作用机理上可分为表面控制型（采用气体吸附于半导体表面而产生电导率变化的敏感元件）、表面电位型（采用 半导体吸附气体后产生表面电位或界面电位变化的气体敏感元件）、体积控制型（基于半导体与气体发生反应时体积发生变化，从而产生电导率变化的工作原理） 等。可以检测百分比浓度的可燃气体，也可检测ppm级的有毒有害气体。优点：结构简单、价格低廉、检测灵敏度高、反应速度快等。不足：测量线性 范围较小，受背景气体干扰较大，易受环境温度影响等。二、固体电解质气体传感器固体电解质是一种具有与电解质水溶液相同的离子导电特性的固态物质，当用作气体传感器时，它是一种电池。它无需使气体经过透气膜溶于电解液中，可以避免溶液蒸发和电极消耗等问题。由于这种传感器电导率高，灵敏度和选择性好，几乎在石化、环保、矿业、食品等各个领域都得到了广泛的应用，其重要性仅次于金属—氧化物一半导体气体传感器。这种传感器介于半导体气体传感器和电化学气体传感器之间，选择性、灵敏度高于半导体气体传感器，寿命长于电化学气体传感器，因此得到广泛应用。这种传感器的不足之处是响应时间过长。三、催化燃烧式气体传感器这种传感器实际上是基于铂电阻温度传感器的一种气体传感器，即在铂电阻表面制备耐高温催化剂层，在一定温度下，可燃气体在表面催化燃烧，因此铂电阻温度升高，导致电阻的阻值变化。由于催化燃烧式气体传感器铂电阻外通常由多孔陶瓷构成陶瓷珠包裹，因此这种传感器通常也被称为催化珠气体传感器。理论上这种传感器可以检测所有可以燃烧的气体，但实际应用中有很多例外。这种传感器通常可以用于检测空气中的甲烷、LPG、丙酮等可燃气体。四、电化学气体传感器电化学气体传感器是把测量对象气体在电极处氧化或还原而测电流，得出对象气体浓度的探测器。包含原电池型气体传感器、恒定电位电解池型气体传感器、浓差电池型气体传感器和极限电流型气体传感器。1、原电池型气体传感器（也称：加伏尼电池型气体传感器，也有称燃料电池型气体传感器，也有称自发电池型气体传感器），他们的原理行同我们用的干电池，只是，电池的碳锰电极被气体电极替代了。以氧气传感器为例，氧在阴极被还原，电子通过电流表流到阳极，在那里铅金属被氧化。电流的大小与氧气的浓度直接相关。这种传感器可以有效地检测氧气、二氧化硫等。2、恒定电位电解池型气体传感器，这种传感器用于检测还原性气体非常有效，它的原理与原电池型传感器不一样，它的电化学反应是在电流强制下发生的，是一种真正的库仑分析（根据电解过程中消耗的电量，由法拉第定律来确定被测物质含量）传感器。这种传感器用于：一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体的检测之中，是目前有毒有害气体检测的主流传感器。3、浓差电池型气体传感器，具有电化学活性的气体在电化学电池的两侧，会自发形成浓差电动势，电动势的大小与气体的浓度有关，这种传感器实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。4、极限电流型气体传感器，有一种测量氧气浓度的传感器利用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧（气）浓度传感器，用于汽车的氧气检测，和钢水中氧浓度检测。主要优点：体积小，功耗小，线性和重复性较好，分辨率一般可以达到0.1ppm，寿命较长。主要不足：易受干扰，灵敏度受温度变化影响较大。五、PID——光离子化气体传感器PID由紫外光源和气室构成。紫外发光原理与日光灯管相同，只是频率高，能量大。被测气体到达气室后，被紫外灯发射的紫外光电离产生电荷流，气体浓度和电荷流的大小正相关，测量电荷流即可测得气体浓度。可以检测从10ppb到较高浓度的10000ppm的挥发性有机物和其他有毒气体。许多有害物质都含有挥发性有机化合物，PID对挥发性有机化合物灵敏度很高。六、热学式气体传感器热学式气体传感器主要有热导式和热化学式两大类。热导式是利用气体的热导率，通过对其中热敏元件电阻的变化来测量一种或几种气体组分浓度的。其在工业界的应用已有几十年的历史，其仪表类型较多，能分析的气体也较广泛。热化学式是基于被分析气体化学反应的热效应，其中广泛应用的是气体的氧化反应（即燃烧），其典型为催化燃烧式气体传感器，其主要工作原理是在一定温度下，一些金属氧化物半导体材料的电导率会跟随环境气体的成份变化而变化。其关键部件为涂有燃烧催化剂的惠斯通电桥，主要用于检测可燃气体，如煤气发生站、制气厂用来分析空气中的CO、H2 、C2H2等可燃气体，采煤矿井用于分析坑道中的CH4含量，石油开采船只分析现场漏泄的甲烷含量，燃料及化工原料保管仓库或原料车间分析空气中的石油蒸 气、酒精乙醚蒸气等。七、红外气体传感器一个完整的红外气体传感器由红外光源、光学腔体、红外探测器和信号调理电路构成。这种传感器利用气体对特定频率的红外光谱的吸收作用制成。红外光从发射端射向接收端，当有气体时，对红外光产生吸收，接收到的红外光就会减少，从而检测出气体含量。目前较先进的红外式采用双波长、双接收器，使检测更准确、可靠。优点：选择性好，只检测特定波长的气体，可以根据气体定制；采用光学检测方式，不易受有害气体的影响而中毒、老化；响应速度快、稳定性好；利用物理特性，没有化学反应，防爆性好；信噪比高，抗干扰能力强；使用寿命长；测量精度高。缺点：测量范围窄；怕灰尘、潮湿，现场环境要好，需要定期对反射镜面上的灰尘进行清洁维护；现场有气流时无法检测；价格较高。八、磁学式气体分析传感器在磁学式气体分析传感器中，常见的是利用氧气的高磁化特性来测量氧气浓度的磁性氧量分析传感器，利用的是空气中的氧气可以被强磁场吸引的原理。其氧量的测量范围宽，是一种十分有效的氧量测量传感器。常用的有热磁对流式氧量分析传感器（按构成方式不同，又可细分为测速热磁式、压力平衡热磁式）和磁力机械式氧量分析传感器。主要用途：用于氧气的检测，选择性极好，是磁性氧气分析仪的核心。其典型应用场合有化肥生 产、深冷空气分离、火电站燃烧系统、天然气制乙炔等工业生产中氧的控制和连锁，废气、尾气、烟气等排放的环保监测等。九、气相色谱式分析仪基于色谱分离技术和检测技术，分离并测定气样中各组分浓度，因此是全分析传感器。在发电厂锅炉试验中，已有应用。工作时，从进样装置定期采取一定容积的气样，在流量一定的纯净载气（即流动相）携带下，流经色谱柱，色谱柱中装有称为固定相的固体或液体，利用固定相对气样各组分的吸收或溶解能力的不同，使各组分在两相中反复进行分配，从而使各组分分离，并按时间先后流出色谱柱进入检测器进行定量测定。根据检测原理，气相色谱式分析仪又细分为浓度型检测器和质量型检测器两种。浓度型检测器测量的是气体中某组分浓度瞬间的变化，即检测器的响应值和组分的浓度成正比。质量型检测器测量的是气体中某组分进入检测器的速度变化，即检测器的响应值和单位时间进入检测器某组分的量成正比。常用的检测器有TCD热导检测器、FLD氢火焰离子化检测器、HCD电子捕获检测器、FPD火焰光度检测器等。优点：灵敏度高，适合于微量和痕量分析，能分析复杂的多相分气体。不足：定期取样不能实现连续进样分析，系统较为复杂，多用于 试验室分析用，不太适合工业现场气体监测。十、其他气体传感器1.超声波气体探测器这种气体探测器比较特殊，其原理是当气体通过很小的泄漏孔从高压端向低压端泄漏时，就会形成湍流，产生振动。典型的湍流气流会在差压高于0.2MPa时变成因素，超过0.2MPa就会产生超声波。湍流分子互相碰撞产生热能和振动。热能快速分散，但振动会被传送到相当远的距离。超声波探测器就是通过接收超声波判断是否有空气泄漏。这类探测器通常用于石油和天然气平台、发电厂燃气轮机、压缩机以及其它户外管道。2.磁氧分析仪这种气体分析仪是基于氧气的磁化率远大于其他气体磁化率这一物理现象，测量混合气体中氧气的一种物理气体分析设备。这种设备适合自动检测各种工业气体中的氧气含量，只能用于氧气检测，选择性极好。

拍打式均质器是一种广泛应用于生物医学和食品科学领域的实验设备，其主要功能是通过物理手段将样本与溶剂混合均匀，以便于后续分析和检测。本文将详细介绍拍打式均质器的工作原理及其应用领域。更多拍打式均质器产品详情→https://www.instrument.com.cn/show/C560253.html工作原理拍打式均质器的工作原理是将原始样本与液体或溶剂一起放入专用的均质袋中，然后通过仪器内部的锤击板反复敲击均质袋。具体过程如下：样本准备：将需要处理的样本（例如脑、肾、肝、脾等组织）切成约10×10毫米的小块，以便于均质处理。样本放置：将切好的样本与一定量的液体或溶剂一起放入均质袋中，确保密封良好。锤击处理：启动均质器后，内部的锤击板会反复对均质袋进行敲击。这个过程中，锤击板会产生一定的压力，并引起样本和溶剂的振荡。加速混合：在锤击和振荡的作用下，样本与溶剂快速混合，使得微生物或其他成分在溶液中均匀分布，达到理想的均质效果。通过这种物理手段，拍打式均质器可以有效避免样本污染，同时确保样本中的微生物或化学成分在溶液中均匀分布，为后续的分析和检测提供了可靠的基础。应用领域拍打式均质器在多个领域具有重要应用，尤其在生物医学和食品科学中表现尤为突出。生物医学研究：拍打式均质器广泛用于处理脑、肾、肝、脾等组织样本。通过均质器的处理，可以获得均一的样本悬液，便于后续的显微镜观察、培养、基因检测等实验操作。食品科学：在食品安全检测中，拍打式均质器常用于处理食品样本，如肉类、蔬菜、水果等。通过均质处理，可以有效释放样本中的微生物、病毒或其他有害物质，便于后续的微生物检测和安全评价。分子生物学：在分子生物学研究中，拍打式均质器用于样本制备，如DNA、RNA和蛋白质的提取。通过均质处理，可以确保样本的均匀性和完整性，为分子生物学实验提供高质量的样本。总之，拍打式均质器作为一种高效、可靠的样本处理设备，为生物医学、食品科学和环境监测等领域的研究提供了强有力的支持。其独特的工作原理和广泛的应用范围，使其成为实验室中不可缺少的重要工具。

p style=" text-indent: 2em " strong 编者按： /strong 如今激光粒度的应用越来越广泛，技术和市场屡有更迭，潮起潮落，物换星移，该如何全方位掌握激光粒度仪的技术和应用发展，如何更好地让激光粒度仪成为我们科研、检测工作中的好战友呢？仪器信息网有幸邀请在中国颗粒学会前理事长，真理光学首席科学家，从事激光粒度仪的研究和开发工作近30年的张福根博士亲自执笔开设专栏，以渊博而丰厚的系列文章，带读者走进激光粒度仪的今时今日。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " strong 激光粒度仪应用导论之原理篇 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 当前，激光粒度仪在颗粒表征中的应用已经非常广泛。测量对象涵盖三种形态的颗粒体系：固体粉末、悬浮液（包括固液、气液和液液等各类二相流体）以及液体雾滴。应用领域则包含了学术研究机构，技术开发部门和生产监控部门。第一台商品化仪器诞生至今已经50年，作者从事该方向的研究和开发也将近30年。尽管如此，由于被测对象——颗粒体系比较抽象，加上激光粒度仪从原理到技术都比较复杂，且自身还存在一些有待完善的问题，作者在为用户服务的过程中，感觉到对激光粒度仪的科学和技术问题作一个既通俗但又不失专业性的介绍，能够帮助读者更好地了解、选择和使用该产品。本系列文章的定位是通俗性的。但为了让部分希望对该技术有深入了解的读者获得更多、更深的有关知识，作者在本文的适当位置增加了“进阶知识”。只想通俗了解激光粒度仪的读者，可以略过这些内容。 /p p style=" text-indent: 2em " 首先应当声明，这里所讲的激光粒度仪是指基于静态光散射原理的粒度测试设备。当前还有一种也是基于光散射原理的粒度仪，并且也是以激光为照明光源，但是称为动态光散射（Dynamic light scattering，简称DLS）粒度仪。前者是根据不同大小的颗粒产生的散射光的空间分布（认为这一分布不随时间变化）来计算颗粒大小，而后者是在一个固定的散射角上测量散射光随时间的变化规律来分析颗粒大小；前者适用于大约0.1微米以粗至数千微米颗粒的测量，而后者适用于1微米以细至1纳米（千分之一微米）颗粒的测量。激光粒度仪在英文中又称为基于激光衍射方法（Laser diffraction method）的粒度分析技术。 /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 【进阶知识1】严格地说，把激光粒度仪的原理说成是“衍射方法”是不准确，甚至带有误导性的。从物理上说，光的衍射和散射是有所区别的。“光的衍射”学说源自光的波动性已经被实验所证实，但是还没从理论上认识到光是一种电磁波这一时期，大约是19世纪上半叶。在更早的时候，人们认为光的行进路线是直线，就像一个不受外力作用的粒子作匀速直线运动那样。这一说法历史上被称为“光的粒子说”。后来人们发现光具有波动形。那个时候人们所知道的波只有水波，所以“衍”字是带水的。“光的衍射”描述的是光波在传播过程中遇到障碍物时，会改变原来的传播方向绕到障碍物后面的现象，故衍射又称做“绕射”。描述衍射现象的理论称为衍射理论。衍射理论在远场（即在远离障碍物的位置观察衍射）的近似表达称为“夫朗和费衍射（Fraunhofer diffraction）”。衍射理论不考虑光场与物质（障碍物）之间的相互作用，只是对这一现象的维像描述，所以是一种近似理论。它只适用于障碍物（“颗粒”就是一种障碍物）远大于光的波长（激光粒度仪所用的光源大多是红光，波长范围0.6至0.7微米），并且散射角的测量范围小于5° 的情形。 /span /p p style=" text-indent: 2em " 麦克斯韦（Maxwell）在19世纪70年代提出电磁波理论后，发现光也是一种电磁波。光的衍射现象本质上是电磁场和障碍物的相互作用引起的。衍射理论是电磁波理论的近似表达。严谨的电磁波理论认为，光在行进中遇到障碍物，与之相互作用而改变了原来的行进方向。一般把这种现象称作光的散射。用电磁波理论能够描述任意大小的物体对光的散射，并且散射光的方向也是任意的。不论是早期还是现在，用激光粒度仪测量颗粒大小时，都假设颗粒是圆球形的。如果再假设颗粒是均匀、各向同性的，那么就能用严格的电磁波理论推导出散射光场的严格解析解（称为“米氏（Mie）散射理论”）。 /p p style=" text-indent: 2em " 现在市面上的激光粒度仪绝大多数都采用Mie散射理论作为物理基础，因此把现在的激光粒度仪所用的物理原理说成是衍射方法是不准确的，甚至会被误认为是早期的建立在衍射理论基础上的仪器。 /p p style=" text-indent: 2em " 世界上第一台商品化激光粒度仪是1968年设计出来的。尽管当时Mie理论已经被提出，但是受限于当时计算机的计算能力，还难以用它快速计算各种粒径颗粒的散射光场的数值。所以当时的激光粒度仪都是用Fraunhofer衍射理论计算散射光场，这也是这种原理被说成激光衍射法的缘由。这种称呼一直延用到现在。不过现在国际上用“光散射方法”这个词的已经逐渐多了起来。 /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/d07b19f0-4c57-4748-9d53-229c65c56d4e.jpg" title=" 图1：颗粒光散射示意图.jpg" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " 颗粒光散射示意图 /p p style=" text-indent: 2em " 激光粒度仪是基于这样一种现象：当一束单色的平行光（激光束）照射到一个微小的球形颗粒上时，会产生一个光斑。这个光斑是由一个位于中心的亮斑和围绕亮斑的一系列同心亮环组成的。这样的光斑被称为“爱里斑（Airy disk）”，而中心亮斑的尺寸是用亮斑的中心到第一个暗环（最暗点）的距离计算的，又称为爱里斑的半径。爱里斑的大小和光强度的分布随着颗粒尺寸的变化而变化。一种传统并被业界公认的说法是：颗粒越小，爱里斑越大。因此我们可以根据爱里斑的光强分布确定颗粒的尺寸。当然，在实际操作中，往往有成千上万个颗粒同时处在照明光束中。这时我们测到的散射光场是众多颗粒的散射光相干叠加的结果。 /p p style=" text-indent: 2em " strong & nbsp 编者结： /strong 明了内功心法，下一步自然会渴望于掌握武功招式。本文深入浅出地介绍激光粒度仪的原理，激光粒度仪的结构自然是读者们亟待汲取的“武功招式”。欲得真经，敬请期待张福根博士系列专栏——激光粒度仪应用导论之结构篇。 /p p style=" text-indent: 0em text-align: right " （作者：张福根） /p

仪器信息网讯 2010年9月13-15日，由中国金属学会、中国机械工程学会主办，国际钢铁工业分析委员会支持，钢铁研究总院承办的“第十五届冶金及材料分析测试学术报告会及展览会(CCATM’2010)”在北京九华山庄隆重召开。 会议现场 　　大会同期举行了以“力学测试、物理检测”为主题的分会报告，来自冶金及材料分析测试领域的多位知名专家、企业代表及多家仪器厂商做了精彩的报告。现摘录部分精彩报告内容如下。 　　报告题目：钢铁企业力学性能试验方法与试验设备的发展 　　报告人：宝钢股份公司研究院 李陈先生 　　李陈先生介绍在钢铁企业中金属材料力学性能试验研究的任务主要是为企业的产品检验、产品认证、科研研发提供准确、可靠的试验结果，同时也为质量异议以及生产设备安全提供服务。力学性能试验方法和试验设备的开发主要包括：力学性能试验方法的开发、力学试验标准化方面的工作、制修订力学性能试验标准、开发和完善试验设备等。新产品的持续开发以及试验技术与试验设备性能的提高会对力学性能的测试研究不断提出新的研究内容，需要力学性能试验研究人员不断扩大研究领域，为我国冶金工业的由大变强发挥更大的作用。 　　报告题目：物理性能检测国内外发展动向和现状 　　报告人：钢铁研究总院 尤清照先生 　　物理性能检测内容有密度、杨氏模量、切变模量、泊松比、热电势、热扩散率、比热容、热导率、热辐射、热膨胀系数、电阻率、内耗等。尤清照先生介绍了国内外物理性能检测发展的历史，国内外目前有关物理性能检测的学术会议等内容，并指出目前我们的工作领域前景很广，过去我国在这一领域的工作人员忙于日常检测工作，与世界交流较少，没有真正把我们的能力和水平展示出来。此外，真正有水平的东西还是国外仪器测的，这是我们工作中需要改进的地方。此外，尤清照先生还介绍了激光热导仪国内外的发展现状及自己在这方面的一些的研究。 　　报告题目：MTS Criterion 万能测试系统 　　报告人：美特斯工业系统(中国)有限公司 王欢先生 　　王欢先生介绍说MTS Criterion万能测试系统具有高可靠性、高精度和高重复性的测试能力，从而对大批量产品的生产质量实现有力控制，执行高强度工业测试，建立可扩展的行业测试标准。MTS Criterion万能测试系统完整的通用负荷框架组合完全符合最新的全球安全指令，提供全功能、易操作的TestWork软件，全面的测试附件，集成了许多MTS测试创新技术，以最大限度提升测试的保真度、操作效率、易操作性、安全性和可维护性。 报告题目：蔡司电子显微镜 　　报告人：上海欧波同仪器有限公司 罗俊先生 　　罗俊先生简要介绍了上海欧波同仪器有限公司、蔡司电子显微镜的发展历史、蔡司EVO系列多功能扫描电镜。最后罗俊先生重点介绍了蔡司场发射扫描电镜具有卓越的低电压成像能力，其中全球独创的Gemini镜筒具有无交叉光路设计，采用了Inlens环形二次电子探测器、电磁/静电透镜组合、ESB背散射电子探测器等。 　　报告题目：XPS对耐磨涂层的印象评价 　　报告人：赛默飞世尔科技 Mr. Chris Riley 　　Mr. Chris Riley介绍了表面分析方法的工业应用、X射线光电子能谱(XPS)的原理、X射线光电子能谱对于金属材料的表面分析的适用性。X射线光电子能谱可用于聚合物包覆的钢结构表面缺陷、钢钝化的研究。在耐磨涂层分析中XPS可以提供样品表面的元素种类、元素形态分析、定量分析以及元素在样品表面的分布情况等。

源于苏黎世联邦理工学院自旋物理实验室的Qzabre公司，结合多年的NV色心磁测量技术与扫描成像技术研发出了基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜QSM，该系统能够实现高灵敏度和高分辨率的磁学成像。利用光探测磁共振量子计量学原理，QSM在表面的高分辨率和定量磁性分析方面提供了无与伦比的性能。QSM显微镜采用经过验证的低漂移设计，具有高精度闭环扫描、大范围测量、高效率光学测量、直观的用户界面和简单的针尖更换等优势。交付安装！ 近日，有两台基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜QSM在法国交付使用，其中一台在法国国家科学中心Jean Lamour研究所交付使用。除了快速定量扫描外，该系统还增加了额外的光路和定制化外壳，满足用户更加个性化的实验方案，也证明了QSM广泛的可拓展性。在法国Jean Lamour研究所交付使用的带有定制化光路的QSM系统 另一台QSM在法国国家科学研究中心/Thales联合物理研究所交付使用。该研究所被称为自旋电子学的发源地，是因发现巨磁电阻效应而获得2007年诺贝尔奖的Albert Fert教授的工作单位。该单位在磁学领域的研究处于国际前沿地位，QSM的交付使用可以帮助用户在高分辨的磁畴成像和样品磁性的三维高分辨测量方面取得更进一步的研究成果。法国国家科学研究中心/Thales联合物理研究 kim教授与新安装的QSM系统 又发高水平期刊！ 对电场进行灵敏成像的技术对于理解包括表面和界面的电荷积累以及电子器件中的电场分布在内的许多纳米电子现象非常重要。一个非常具有吸引力的潜在应用是精确的可视化测量铁电和纳米铁性材料中畴的图案，而这类材料在计算和数据存储方面十分有潜力。近日，苏黎世联邦理工学院的Christian L. Degen研究组通过基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜QSM，对压电（Pb[Zr0.2Ti0.8]O3）和非铁电（YMnO3）材料的电场进行了精确测量，对其畴图案进行了清晰的成像。该研究成果以《Imaging ferroelectric domains with a single-spin scanning quantum sensor》为题在2023年2月9日在线发表与Nature Physics。 研究者通过基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜QSM，发现可以通过使用梯度检测方案测量NV自旋的斯塔克位移来实现精确的电场检测。该研究通过对电场分布图的分析能够区分不同类型的表面电荷分布，以及重建三维电场矢量和电荷密度的图。该研究中通过基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜在普通环境下展现出的杂散电场和磁场的测量能力为以后研究多铁性、多功能材料和器件提供了新的手段和思路。在该研究工作中的核心部件高质量NV色心探针由QZabre公司提供，NV色心的扫描显微镜也是经过个性化设计的基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜。作为QZabre公司的起源地，该工作中展示的高精度电场测量技术证明了QZabre具有雄厚的技术支撑。利用NV色心扫描显微镜进行电场测量的原理示意图利用PFM和利用NV色心扫描显微镜进行测量与重建的电场和电荷分布QSM超分辨量子磁学显微镜-典型应用☛ 磁性纳米结构分析☛ 铁磁/反铁磁磁畴成像☛ 磁畴壁分析☛ 电流分布成像☛ 纳米尺度的温度测量☛ 多铁材料扫描☛ 磁场任意波形时间分辨基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜QSM

朱良漪，原机械部国家仪表总局副局长、中国仪器仪表学会分析仪器分会名誉理事长，是仪器仪表和自动化控制领域最早的开拓者，影响中国仪器仪表和自动化控制行业发展的奠基人。为纪念朱良漪先生矢志不渝推动我国分析仪器事业发展的精神，以及激发企业及广大科技工作者积极投身于分析仪器的创新工作中，由中国仪器仪表学会设置、中国仪器仪表学会分析仪器分会承办执行“朱良漪分析仪器创新奖”，共分为“创新成果奖”和“青年创新奖”两个奖项。　　“朱良漪分析仪器创新奖”的设立不只是对朱老的怀念与敬意，更是对分析仪器创新精神的坚守与传承。自2017年举办至今，“朱良漪分析仪器创新奖”已成功颁发四届，先后有12项分析仪器创新成果、14位青年创新科学家获奖。　　2021年度朱良漪分析仪器创新奖已经完成评审，最终获奖结果即将揭晓公布。在此之前，中国仪器仪表学会分析仪器分会与仪器信息网将联合走访“朱良漪分析仪器创新奖”往届获得者，倾听了解他们在获奖之后的新成就与新感受。中国科学院物理研究所 郇庆研究员　　中国科学院物理研究所郇庆研究员荣获2018年度“朱良漪分析创新奖”之“青年创新奖”。评审组认为：郇庆在超高真空高精尖仪器的研发方向做出了国际前沿水平的工作。从科学研究读对高精尖科学仪器的需求出发，针对进口科研仪器性能上的不完全匹配，通过一系列核心原理及器件的创新，不仅研制了高性能的仪器并在多家科研单位推广，且以仪器为依托支撑了高水平科研成果的产出。　　2018年获奖之后，郇庆研究员继续专注于科研仪器研制工作，主要成果有：1)发展了新一代的高通量薄膜制备及原位表征技术(Rev. Sci. Instrum., 91, 013904, 2020)；2)开发了可用于多探针SPM的分时复用切换系统(Rev. Sci. Instrum., 92, 103702, 2021)；3)采用完全自主的极低振动无液氦技术方案，研制了无液氦低温SPM系统。凭借在科学仪器自主研制方面出色的工作，郇庆也有幸入选了国家自然科学基金委交叉科学部首批资助的“国家杰出青年”。他带领团队研制的“低温光学扫描探针显微镜-分子束外延联合系统”已处于产业化推广阶段，取得了不错的社会和经济效益。目前正在申请“朱良漪分析仪器创新奖”。　　在国际环境日趋复杂，我们正在经历百年未有之大变局的背景下，“十四五”迎来了开局之年。在新的形势下，国家对科研仪器装备的自主研制，更加重视的同时也提出了更高的要求。一方面个人所做的科研创新迎来了难得的机遇期，相关工作受到更多的关注，也有机会争取更多的支持 另一方面也对个人创新工作的广度和深度发起了更高的挑战。郇庆研究员表示：“我们需要更加深入下去，进一步缩小与国外科研仪器装备的差距，在更广的范围内进行成果推广和转化，并最终实现原创技术的突破。”　　对于未来的发展，郇庆研究员表示，将秉承行业泰斗朱老先生孜孜不倦、忘我投入的工作态度，结合本领域的发展阶段，踏踏实实走好每一步。下一步的主要工作目标包括：1)研发达到国际领先水平的材料制备和物性表征科研仪器设备，为原创重大科研成果的产生提供高精尖装备和技术支持；2)进一步推进高端仪器装备的国产化，加快成果转化进度，改变科研仪器“受制于人”的窘境；3)培养和吸引更多优秀的年轻人才，建成一支更专业、更完善的仪器研发团队。　　同时，他也希望分会能够继续发挥行业“灯塔”的作用，提供更全面的行业信息和交流学习的平台。“筚路蓝缕，以启山林”，希望各位同行既能耐得住寂寞、坐得了冷板凳，又能勇于接受新时代的挑战，一步一个脚印，共同推进我国分析测试仪器事业的发展。

每当我们仰望浩瀚无垠的夜空，目光总会被闪闪的星辰所吸引。星光和眼睛帮助我们精确捕捉夜空中最亮的星，那面对瀚如星海的细胞世界，我们如何快速发现具有特殊功能的细胞呢？12月30日，青岛星赛生物科技有限公司发布全球首台高通量流式拉曼分选仪FlowRACS® ，为执着于寻找细胞世界中最亮“星”的科研人员带来了发现“星”，并拿到“星”的创新型解决方案。发布会回看》》》始于拉曼，微流控让诺贝尔奖技术焕发新魅力拉曼光谱是一种散射光谱，是化合物中分子键被激发到虚能态却尚未恢复到原始态所引起的、入射光被散射后频率发生变化的现象，该技术获得了1930年度的诺贝尔物理学奖。单个细胞的拉曼光谱可反映细胞内化学物质的成分及含量等丰富信息，在微流控技术的加持下，细胞群体单细胞拉曼光谱的获取以及下游单细胞分选进入了快速发展阶段。“我们提出了拉曼组这一创新概念，即特定时空状态下一个细胞群体的单细胞拉曼光谱的集合。拉曼组能够在单细胞精度，定量检测细胞代谢各种底物的速率、各种拉曼敏感产物之多样性及其含量、细胞的环境应激性、细胞之间的代谢互作、细胞内代谢物相互转化网络等广阔的细胞代谢表型，还可区分不同的物种。”星赛生物联合创始人，青岛生物能源与过程研究所（山东能源研究院）单细胞中心主任徐健博士说。 拉曼组的定义与内涵鉴于“拉曼组”是一种直接刻画“代谢功能”的单细胞表型组，且“拉曼组”手段具有广谱适用、活体、无损、非标记、全景式表型、可分辨复杂功能、快速、高通量、低成本、能耦合下游测序、质谱或培养等重要优势，拉曼组可与现有的单细胞基因组、转录组、蛋白组和代谢物组等手段互补，共同形成一个完整的单细胞多组学方法学体系。拉曼组是单细胞多组学的拓展和延伸攻坚克难，拉曼流式让万物皆可分成为可能虽然拉曼组在细胞功能识别方面具有诸多优势，但是目前市面上并没有成熟的以拉曼光谱作为细胞功能分析与分选的仪器。少数取得突破的原理样机中，普遍存在通量低，测量与分选过程对细胞损伤较大，以及拉曼图谱采集质量差等问题。FlowRACS® 通过引入pDEP-RACS技术，将高速流动的单细胞精确捕获在拉曼激光位点，在保证细胞活性的前提下，采集并在线分析单细胞拉曼信号，获得细胞最真实的原位状态。同时，FlowRACS® 借助介电确定性侧向位移（pDEP-DLD）技术，保证目标细胞的精准、高通量、自动化分选，分选通量大于300细胞/分钟，真正实现了基于高质量拉曼光谱的高通量流式分选，让微观世界的细胞分析进入万物皆可分、万物皆可选、万物皆可测时代。析选同步，双模运行满足更多实验需求FlowRACS® 具备两种运行模式：（1）“流式拉曼分析”（Raman Flow Cytometry；RFC），主要支撑拉曼组、元拉曼组等单细胞代谢表型组数据的高通量采集和分析；（2）“流式拉曼分选”（Raman Flow Sorting；RFS），主要服务目标代谢功能细胞的高通量分选。“仅仅检测细胞的代谢功能与特性，并不能满足科研人员对于细胞改造与作用机理研究的需求，我们借助微流控技术与人工智能，让具备特定拉曼信号的细胞在完成光谱检测的同时，一站式完成在线AI光谱分析及特征峰比对，并激发细胞分选控制模块，将目标细胞与非目标细胞分离。”星赛生物联合创始人、中国科学院青岛生物能源与过程研究所（山东能源研究院）单细胞中心副主任马波博士表示。同时，FlowRACS® 可适配多种具备自主知识产权的微流控芯片耗材，满足液滴类目标单细胞导出、液流式目标细胞群导出等多样化实验需求。作为业界首台高通量流式拉曼分选仪产品，FlowRACS® 下游可直接开展单细胞培养、单细胞测序等实验，为单细胞多组学研究，及其在精准医学、合成生物学和生物安全等领域的应用，提供了全新的仪器解决方案。南方医科大学珠江医院检验医学部主任、国家杰出青年基金获得者、享受国务院特殊津贴专家周宏伟教授表示，流式细胞分析技术在基础医学和临床检验等领域均具广泛应用，现在星赛生物在原有的“荧光流式”和“质谱流式”两条赛道以外，开辟了“拉曼流式”这第三条赛道，作为该赛道的首个仪器产品，FlowRACS® 的推出具有重要的科学意义与临床价值。“针对单细胞多组学这一新兴领域研发的FlowRACS® ，不仅可以对细菌和肿瘤等单细胞、微塑料等微纳米颗粒实现高通量的表征和分选，也将在其他领域得到广泛应用、潜力无穷。”厦门大学教授、固体表面物理化学国家重点实验室副主任、长江学者、国家杰出青年基金获得者任斌，对高通量流式拉曼分选仪FlowRACS® 在更多领域的应用寄予了厚望。应用前景中国智造，原理创新实现从0到1的突破流式细胞技术因其检测灵敏、结果准确、价格低廉、耗时短、自动化水平高等优势，广泛应用于学术研究、临床疾病诊断等领域。随着仪器技术的不断创新，流式细胞术在细胞治疗、海洋生物、植物、微生物等领域的需求日益增多。受限于荧光流式细胞仪的底层数据原理，现有流式细胞技术在未知细胞探索、微生物生命暗物质解析、荧光难跟踪的细胞功能检测及目标细胞分选等方向仍无法满足市场需求。星赛生物瞄准非标记式流式细胞市场，借助原创性“拉曼组”数据集及微流控技术，成功开发全球首台广谱适用、微生物可分、高通量自动化的FlowRACS，实现了拉曼高通量分选由0到1的突破。“自2013年起，我们申请了多项国家发明专利，并顺利获得授权。可以说，FlowRACS是实实在在的中国“心”原创仪器”，马波博士表示，“虽然FlowRACS是完全的国产化，但其在拉曼活性高通量分选方面处于国际领先地位”。合成生物学领域专家、中国科学院先进技术研究院副院长、深圳合成生物学创新研究院院长、国家杰出青年基金获得者刘陈立研究员指出，当前，细胞功能测试是合成生物学研究的一大瓶颈，急需高通量自动化的手段、技术和设备。我们国家的高端仪器设备大量、长期地依赖进口，这也对国产化自研生物设备提出了紧迫需求。星赛生物此次发布的FlowRACS很好的回应了上述两大需求。单细胞领域，国产原创正当时2020年全球单细胞分析市场规模估计为26.8亿美元，预计在2019至2026年以16.9%的年复合增长率增长，国内市场规模预计35亿人民币。强大的市场需求以及市场占有率狭小的局面，对国产单细胞分析仪器的研制和产业化提出了巨大的挑战，同时也带来了前所未有的机遇。基于拉曼组、拉曼组内关联分析等概念和RAGE、pDEP-RACS等一系列核心器件，星赛生物推出了一系列原创的单细胞分析仪器产品：（1）CAST-R™ （临床单细胞拉曼药敏快检仪），（2）FlowRACS® （高通量流式拉曼分选仪），（3）RACS-Seq® （单细胞拉曼分选-测序耦合系统），（4）EasySort® （单细胞微液滴分选系统）等。同时，星赛生物推出了支撑细菌、古菌、真菌、微藻、植物、动物、人体等单细胞分析的试剂盒与耗材，覆盖了包括单细胞分析样品采集、样品预处理、拉曼成像、拉曼分选、单细胞测序文库、单细胞培养等环节的完整实验与数据分析流程。微流控研究领域的著名学者，中国科学院大连化学物理研究所林炳承研究员表示，“星赛生物创新性地将微流控技术应用于单细胞拉曼分析和分选领域，推出了FlowRACS® 这一原创性的仪器产品，这一进展对于高通量细胞分析仪器产业具有重要意义，非常值得肯定与祝贺。微流控芯片作为一种颠覆性生物技术和当前分析科学的重要发展前沿，最近几年来得到飞速发展。中国是全球最大的微流控芯片市场，因此用中国的仪器产品开发与服务这一市场是这一代年轻科学家责无旁贷的使命。”人类对生命的探索已经逐步从宏观走向微观，单细胞层面的研究成为全球科研人员趋之若鹜的热门话题。面对瀚如星海的细胞世界，自动化高通量的单细胞分析仪器是链接人与细胞的重要桥梁。鹰隼试翼，风尘翕张，国产科学仪器目前还处在孕育阶段，随着国家政策的不断倾斜、国人技术攻关的持续发力，相信国产科学仪器也一定能够凭借实力在国际市场赢得自己的话语权。（青岛星赛生物科技有限公司）

炭黑含量测试仪是一种用于测量材料中炭黑含量的仪器。本文将介绍炭黑含量测试仪的基本原理、使用方法及其优缺点，并结合实际应用场景阐述其重要性和应用价值。上海和晟 HS-TH-3500 炭黑含量测试仪基本原理炭黑含量测试仪的基本原理是通过在氧气环境中燃烧样品中炭黑，对材料中的炭黑进行定量分析。使用方法使用炭黑含量测试仪需要按照以下步骤进行：准备样品：将待测1g样品，并按照测试并放入燃烧舟。开机预热：打开测试仪，通几分钟氮气，设置升温程序。放置样品：将准备好的样品放入石英管中。开始测试：按下测试按钮，试验结束后拿出样品。数据处理：根据公式计算出测试结果。炭黑含量测试仪的优点包括：精度高：可以精确测量材料中的炭黑含量。快速方便：测试速度快，操作简单方便。适用范围广：可以用于测量各种材料中的炭黑含量，如塑料、橡胶、涂料等。炭黑含量测试仪的缺点包括：价格较高：仪器价格相对较高，不是所有用户都能承担。需要专业操作：需要对操作人员进行专业培训，否则会影响测试结果的准确性和可靠性。实际应用炭黑含量测试仪在工业生产、科学研究、质量检测等领域有广泛的应用。在工业生产中，可以利用炭黑含量测试仪对原材料中的炭黑进行定量分析，从而控制生产过程中的原料配比和产品质量。在科学研究领域，可以利用炭黑含量测试仪对新型材料中的炭黑进行定量分析，从而了解材料的物理和化学性质。在质量检测中，可以利用炭黑含量测试仪对产品中的炭黑进行定量分析，从而保证产品的质量和安全性。结论未来，随着科学技术的不断发展和进步，炭黑含量测试仪将会更加完善和先进，为材料研究和生产提供更加准确和可靠的数据支持。同时，随着人们对材料性质和反应过程的理解不断深入，炭黑含量测试仪将会发挥更加重要的作用，为科学研究和社会发展做出更大的贡献。

中国科大郭光灿院士团队在量子通信和量子网络的研究中取得重要进展。该团队李传锋、柳必恒研究组与南京邮电大学盛宇波等人合作，利用高品质的超纠缠源，首次实现了11公里的远距离量子纠缠纯化，纯化效率比此前国际最好水平提升了6000多倍。该成果2021年1月8日发表在国际知名期刊《物理评论快报》上。量子中继是在噪声信道中实现长距离量子通信的重要途径，而量子纠缠纯化是量子中继中的关键操作，利用量子纠缠纯化操作可以从两份纠缠度较低的纠缠态中提炼出一份纠缠度较高的纠缠态。此前的纠缠纯化协议都是利用两对低纠缠度的光子对实现，而研究组与合作者提出仅需一对超纠缠光子对的纠缠纯化方案。他们实验上制备出偏振和路径分别处于纠缠态的超纠缠光子对，并在11公里长的多芯光纤里进行纠缠分发，然后进行量子纠缠纯化操作。实验结果表明，分发后的偏振纠缠和路径纠缠初始保真度均为约0.665时，纯化得到的纠缠态的保真度可以提升到0.774，而初始保真度均为约0.771时，纯化后的保真度则可提升到0.887。他们还首次将纠缠纯化用于量子密钥分发，纯化前纠缠态的纠缠度太低，产生的有效密钥率为0，而经过纯化后，有效密钥率则提升到0.371。此外，由于只需要使用一对超纠缠光子对，该方案的纯化效率（每秒大约输出400对）比此前国际上的最好水平提升了6000多倍。该成果迈出了纠缠纯化从实验室平台到远距离的关键一步，同时大幅提升了纠缠纯化效率，为将来实现高效率的量子中继提供了有力的技术保障。论文第一作者为中科院量子信息重点实验室特任副研究员胡晓敏。该研究得到科技部、国家基金委、中科院、安徽省的支持。（a）实验概念图，（b）实验原理图。文章链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.010503

近期，中国科学院上海应用物理研究所科研人员在自由电子激光物理研究领域取得了一系列新进展。 　　1.相位汇聚高次谐波放大(PEHG)自由电子激光后续研究进展 　　外种子机制是短波长自由电子激光的一个重要发展方向。目前，人们已经相继提出了高增益高次谐波放大(HGHG)和回声高次谐波放大(EEHG)等外种子自由电子激光机制。但是，外种子自由电子激光的谐波转换次数通常会受到直线加速器所产生电子束能散的限制，较难向更短的波长发展。上海应物所科研人员于2013年提出了相位汇聚高次谐波放大(PEHG)自由电子激光运行模式(Phys. Rev. Letts. 111 (2013) 084801)，能够有效地克服电子束能散的限制，从而大大提高谐波转换次数。PEHG为未来全相干X射线自由电子激光装置的建设提供了一种非常有吸引力的方案。 　　在后续研究中，研究人员从三维的束流物理学出发，详细分析了相位汇聚(phase-merging)的物理机制，系统地研究了PEHG对种子激光、电子束、波荡器的各种参数的依赖关系(New J. Phys. 16 (2014) 043021) 并提出了种子激光相位倾斜等实现PEHG原理的新方案(Phys. Rev. ST-AB. 17 (2014) 070701)。研究发现，相位汇聚原理不仅可以提高外种子自由电子激光的高次谐波转换效率，在粒子加速器领域中还有着更为广阔的应用前景。 　　PEHG在自由电子激光领域有着极为重要的意义，上海应物所邓海啸博士受邀参加了2014年8月在瑞士巴塞尔召开的第35届国际自由电子激光会议并作了&ldquo PEHG相关物理研究&rdquo 的大会邀请报告。目前，研究人员正在积极准备在上海极紫外自由电子激光装置(SDUV-FEL)进行相关实验，力争实现从概念原理提出到实验验证，都由我国科学家独立完成。该项研究得到了国家自然科学基金委、国家科技部&ldquo 973&rdquo 项目和中国科学院的资助支持。　　 　　图1. 实现PEHG原理的三种技术方案：a)电子束能量调制和相位汇聚均由TGU完成 b)电子束团能量调制和相位汇聚由常规调制段和TGU分别完成 c)电子束相位汇聚由波前倾斜的外种子激光完成。 　　2.外种子自由电子激光(FEL)的噪声演化研究进展 　　外种子自由电子激光的主要优势是可以继承种子激光的优秀特性，具有优异的横向相干性、纵向相干性和波长稳定性等。同时，和任意一个信号系统类似，在外种子FEL的高次谐波转换过程中，种子激光和电子束团的微小噪声和缺陷也会被继承，并被进一步放大。一般认为，外种子FEL的输出信噪比与其谐波转换次数的平方成反比，即随着谐波次数的增大，外种子FEL频谱等性能会严重退化，也就是所谓的噪声演化问题。因此，噪声问题被认为是限制外种子FEL向X射线扩展的一个重要因素。 　　上海应物所研究人员近日在外种子FEL噪声研究方面取得新进展，修正揭示了外种子FEL的噪声演化规律，相关研究成果发表在Phys. Rev. ST-AB 16(2013) 060705，Nucl. Instr. Meth. A 737(2014) 237 和 Nucl. Instr. Meth. A 753(2014) 56。通过引入种子激光和电子束团之间的相对滑移，研究人员发现，种子激光相位噪声的放大并非简单地遵守N平方规律，可以通过增加调制段波荡器周期数来有效抑制，从而改善外种子FEL性能。当种子激光为超短脉冲情况下，理论和模拟均证明，外种子FEL可以完全补偿种子激光的相位噪声，从而输出纵向相干性非常优秀的辐射脉冲。同时，研究人员还系统地分析了不同模式外种子FEL对电子束团噪声的响应，发现PEHG和EEHG两种模式可以做到对电子束能量噪声较小的响应。 　　外种子FEL噪声问题的研究修正了以前的理论预期，证明目前的激光技术可以非常好的满足外种子FEL对种子激光的要求，并为全相干FEL装置向更短波长发展提供了理论依据，对建设中的大连相干光源和上海软X射线试验装置都有积极意义。该项研究得到了国家自然科学基金委、国家科技部&ldquo 973&rdquo 项目和中国科学院的资助支持。　 　　图2. 左：随着调制段波荡器的周期数增加，外种子FEL的噪声放大倍数逐渐变小。右：电子束团的非线性能量chirp对不同模式外种子FEL频谱的影响，可以看出，HGHG输出的纵向相干性明显降低，EEHG对电子束团能量的chirp不太敏感，而PEHG对这种电子束团能量的不完美型天然免疫。 　　3.基于电子束团相干辐射的外种子FEL波荡器准直与调试方法研究进展 　　短波长自由电子激光的饱和出光，不单需要直线加速器提供高品质电子束团，而且需要确保电子束团在波荡器系统中高精度扭摆，这就涉及到波荡器系统准直、波荡器间隙设定、波荡器段间相位匹配和尾场补偿等问题。因此，在交付用户之前，FEL装置都要经历漫长的调束阶段，以便掌握和优化整个FEL装置的性能。 　　基于电子束团的准直(BBA)是粒子加速器领域常用的准直方法。利用BBA技术，美国LCLS自由电子激光在132m波荡器达到了小于5&mu m的束流轨道。波荡器的BBA过程需要改变电子束能量、读取大量BPM数值和复杂的数值算法，鉴于此，LCLS是目前唯一成功运行BBA的FEL装置。基于电子束团自发辐射的准直(PBA)，是近年发展起来的FEL波荡器准直方法。利用波荡器下游的光学系统，独立测量各段波荡器的自发辐射谱，推出束流轨道相关信息，从而加以反馈调整。日本SACLA自由电子激光利用PBA在110米波荡器达到了1&mu m的束流轨道。 　　由于其优越的全相干性和波长稳定性，外种子FEL已经成为紫外至软X射线波段用户装置的首选工作模式。外种子FEL电子束团能量相对较低，通常在0.3-1GeV量级，电子束刚性差，大幅改变电子束能量的BBA几乎无法正常工作 另外，外种子FEL的工作波段没有可用的晶体单色仪，无法进行类似SCALA的自发辐射准直。因此，对于外种子FEL，探索新的波荡器系统调试方法，是极具意义的一个科学问题。 　　上海应物所长期从事外种子FEL物理和实验研究，科研人员在总结调试经验的基础上，提出了基于电子束团相干辐射的外种子FEL波荡器调试方法，并在SDUV-FEL试验装置上完成了实验验证，相关研究成果近日发表在Phys. Rev. ST-AB. 17 (2014) 100702。研究表明，通过分析已群聚电子束在辐射段波荡器的相干辐射性能，同样能得到波荡器内的束流轨道和共振关系等信息，便可以实现外种子FEL波荡器系统的束流轨道准直。另外，基于电子束团相干辐射的准直技术与整个FEL调试浑然一体，更为直观，除波荡器准直之外，还可以用来设定波荡器的工作磁间隙和波荡器的段间相位匹配等。 　　目前，我国首个高增益FEL用户装置(大连相干光源)和首个X射线FEL(上海软X射线FEL试验装置)均采用外种子FEL工作模式，并在2~3年内进入FEL调试阶段。因此，基于电子束团相干辐射的波荡器准直和调试方法的提出，对我国FEL装置建设有十分重要的实际意义。该项研究得到了国家自然科学基金委、国家科技部&ldquo 973&rdquo 项目和中国科学院的资助支持，由上海应物所冯超博士和邓海啸博士等合作完成。　　图3. 在基于电子束团相干辐射的外种子FEL波荡器准直调试方法中，当电子束在水平方向以一个倾角进入波荡器，并且波荡器的gap大于FEL共振关系所需时，在下游CCD上看到的电子束团相干辐射的空间分布，左：SDUV-FEL实验结果，右：从头至尾的数值模拟结果。 　　4.全光学X射线光源的辐射性能提升 　　相对于射频电子加速器驱动的X射线光源，发展全光学X射线光源，对减小同步辐射和自由电子激光的装置规模很有好处。所谓全光学光源，即利用激光等离子尾场加速原理获得高能量电子束团，并用激光电场来替代常规的波荡器。激光等离子加速能产生比常规射频加速器高2-3个量级的加速梯度，而激光波荡器的周期长度比常规磁铁波荡器小2-3个量级，因此，全光学方法可以将光源规模急剧缩小，是桌面型X射线光源的可行方案，对于同步辐射和自由电子激光等光源的普及应用具有十分重要的意义。 　　激光等离子加速产生电子束团峰值流强高(一般可达数千安培)，束团长度短(一般仅有几个飞秒)，横向发射度极低(如0.1微米弧度)，这些特性均十分符合高亮度X射线光源对电子束团的要求。然而，目前为止，激光等离子体加速产生的电子束团能散在1%以上，尚远远大于X射线FEL的需求，这就限制了其在高增益X射线FEL方面的应用。 　　上海应物所研究人员发现，通过耦合电子能量和横向位置，并调节电子束在激光场中扭摆的中心位置，便可以补偿全光学X射线光源中电子束团的能散效应，相关研究成果近日发表在Optics Express 22(2014)13880。具体原理如下：首先利用横向色散元件将电子束团的纵向能量映射到横向分布 其次激光场在横向天然具有高斯分布，即场强从横切面中心位置向四周递减，只要入射电子束团不在激光场中心扭摆，便自然感受到横向场梯度的存在，也就是所谓的具有横向梯度的激光波荡器。这样安排下，不同能量电子均满足自由电子激光共振条件，便可将能量转换效率提高2-3个量级，并改善FEL横向模式。 　　该项研究得到了国家自然科学基金委、国家科技部&ldquo 973&rdquo 项目和中国科学院的资助支持，由上海应物所张彤博士和邓海啸博士等合作完成。 　　图4. 左：全光学光源中，电子束团(红色圆点)以一个横向偏移进入激光波荡器场扭摆 中：纵向能量和横向位置关联的电子束团在激光波荡器梯度场中符合共振关系 右：全光学光源辐射功率随激光束斑大小和横向偏移的变化情况，红色区域为优化区域。