光学象限仪测角原理

科众精密-光学接触角测量仪原理 接触角是液体在液固气三态 交接处平衡时所形成的角度，液滴的形状由的表面张力所决定，θ 是固体被液 体湿润的量化指标，但它同时也能用于表面 处理和表面洁净的质量管控，表面张力 液体中的分子受到各个方向 相等的吸引力，但在液体表面的分子受到液体分子的拉力会大于气体分子的拉力，所以 液体就会向内收缩，这种自发性的收缩称之为表面张力 γ。对于清洗性，湿润度，乳化作用和其它表面相关性质而言，γ 是一个相当敏感的指标 悬垂液滴量测法悬垂液滴测量能提供 一个非常简便的方法来量测液体的表面张力 (气液接口) 和两个液体之间的接口张力 (液液接口) ，在悬垂液滴量测法中，表面张力和界面张力值的计算是经由分析悬吊在滴管顶端 的液滴的形状而来，接触角分析可依据液滴的影像做 杨氏议程计算 表面张力和接口张力。这项技巧非常的准确，而且在不同的温度和压力下也可以量测。 前进角与后退角使用在固体基板上的固着液滴可以得到静态的接触角。另外有一种量测方式称之为动态接触角，如果液固气三态接触的边界是处于移动状态，所形成的角度称之为前进角与后退角，这个角度的求取是由液滴形状的来决定。另外，固体样品的表面张力无法被直接量测，要求取这个值，只要两种以上的已知液体, 就可求得固体表面的临界表。以下是通过接触角测量仪测量单位济南大学材料学院设备序号5设备名称接触角测定仪 数量1调研产品（品牌型号）科众KZS-20共性参数1. 接触角测量范围：0～180°，接触角测量分辨率：±0.01°，测量精度±0.1°。2. 表界面张力测量范围和精度：0.01～2000mN/m，分辨率：±0.01mN/m。3. 光学系统：变焦镜头（放大倍率≧4.5倍），前置长焦透镜，通光量可调节。4. 高清晰度高速CCD，拍摄速度可达1220张图像/S，像素最高可达2048 x 1088。5. 光源：软件可调连续光强且无滞后作用的光源。6. 注射体积、速度可以软件进行控制；注射单元精度≤0.1uL；注射液体既可通过软件，亦可通过手动按钮控制液体注射。7. 注射单元调节：注射单元可进行X-、Y-、Z-轴准确调节；8. 整个注射单元支架可以旋转90°调整。9. 滚动角测量：自动倾斜台（整机倾斜），可调节倾斜角度范围≥90°，可测量滚动角。10. 接触角拟合方法：宽高法、椭圆法、切线法、L-Y法11. 动态接触角计算：全自动的动态接触角测量，软件控制注射体积、速率、时间，自动计算前进角和后退角。12. 表面自由能计算：9种可选模型计算固体表面自由能及其分量，分析粘附功曲线、润湿曲线。13. 具有环境控温功能，进行变温测试(0-110 oC), 分辨率0.1K。14. 品牌计算机: i7 4790 /8GB内存/1TB（7200转）硬盘/2G独立显卡/19英寸液晶显示器/DVD刻录光驱。15. 必备易耗品（供应商根据投标产品功能提供）16. 另配附件，要求：进口微量注射器3个，备用不锈钢针6根，一次性针头100根、适合仪器功率的稳压电源（190-250V）1台、配置钢木结构实验台( C型钢架、钢厚≥1.5mm，长2m、宽0.75m，板材采用三聚氰胺板，铝合金拉手，铰链采用国际五金标准，抽屉三阶式静音滑轨、抽屉负重≥25KG，含专用线盒，可安装5孔或6孔插座，优质地脚)。17. 售后服务：自安装调试验收完毕后之日起24个月内免费保修；每年提供至少一次的免费巡检。

记者9月26日从西北工业大学获悉，该校及中国科学院西安光学精密机械研究所等科研机构组成的联合科研团队，突破了探测距离更远、精准度更高、抗干扰能力更强的多象限测角光学导引关键技术，成功开发了“领航者”深海光学智能导引系统。图为开展“领航者”深海光学智能导引系统海试验证联合科研团队近期在中国自然资源部北海海洋技术中心，开展了“领航者”深海光学智能导引系统的海试验证。与传统视觉导引技术不同，该团队利用自主研发的面阵探测器，捕获回收站导引信号光强，建立导引灯偏角数学模型，并将测算的偏角数据，输入自主开发的智能光学导引系统，利用智能搜索算法，完成回收站三维位姿解算。该系统具有超高探测频率，能够同时实现对回收装置的编码识别，进而有效避免了对水下无人潜航器的误导、诱导。据了解，联合科研团队搭乘作业船，在深水区域开展了导引回收海试作业，得益于“领航者”深海智能光学导引系统高速精准的三维位姿解算能力，成功获取了回收站坐标，引导水下无人潜航器实时修正航向，顺利完成导引回收，成功验证了系统高频编码探测能力。该团队使用差分卫星定位设备，对解算的回收站坐标进行了验证，海试达到了预定目标。此次海试，联合科研团队成功验证了一种全新的高频多象限测角光学导引技术，为深海/浅海无人潜航器提供了可靠的光学导引装备支撑，解决了水下无人潜航器能源供给和数据传输需求，助力水下无人潜航器从浅海作业拓展到深海作业、从短期工作拓展到长期驻留、从点域探索拓展到广域开发、从单体作业拓展到集群协同作业，有力保障了“深海进入、深海探测、深海开发”任务高效、安全且可持续开展，为“海洋强国”战略贡献了重要力量。

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

一、液-固界面接触角的测量的实验目的1. 了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。2. 接触角测定材料表面接触角和表面张力的方法。二、接触角测量的过程 ： 用接触角测量仪注射器针头将一滴待测液体滴在基质上。液滴会贴附在基质表面上并投射出一个阴影。投影屏幕千分计会使用光学放大作用将影像投射到屏幕上以进行测量。三、接触角测量原理 润湿是自然界和生产过程中常见的现象。通常将固-气界面被固-液界面所取代的过程称为润湿。将液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。前者称为铺展润湿，后者称为粘附润湿。如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。如果液体不粘附而保持椭球状，则称为不润湿。如汞滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。此外，如果是能被液体润湿的固体完全浸入液体之中，则称为浸湿。上述各种类型示于图1。 光学接触角测量仪可以记录液滴图像并且自动分析液滴的形状。液滴形状是液体表面张力、重力和不同液体样品的密度差和湿度差及环境介质的函数。在固体表面上，液滴形状和接触角也依赖于固体的特性（例如表面自由能和形貌）。使用液滴轮廓拟合方法对获得的图像进行分析，测定接触角和表面张力。使用几种已知表面张力的液体进行接触角测试可以计算得到材料的表面自由能。 作为光学方法，光学接触角测量仪的测量精度取决于图片质量和分析软件。Attension光学接触角测量仪使用一个高质量的单色冷LED光源以使样品蒸发量降到zui低。高分辨率数码镜头、高质量的光学器件和精确的液体拟合方法确保了图片质量。图1 各种类型的润湿当液体与固体接触后，体系的自由能降低。因此，液体在固体上润湿程度的大小可用这一过程自由能降低的多少来衡量。在恒温恒压下，当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图2所示。图2 接触角假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，这个平衡关系就是著名的Young方程，即γSG - γSL = γLGcosθ 式中γSG，γLG，γSL分别为固-气、液-气和固-液界面张力；θ是在固、气、液三相交界处，自固体界面经液体内部到气液界面的夹角，称为接触角，在0o-180o之间。接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度。在恒温恒压下，粘附润湿、铺展润湿过程发生的热力学条件分别是：粘附润湿，铺展润湿， 粘附润湿、铺展润湿过程的粘附功、铺展系数。 以上方程说明，只要测定了液体的表面张力和接触角，便可以计算出粘附功、铺展系数，进而可以据此来判断各种润湿现象。还可以看到，接触角的数据也能作为判别润湿情况的依据。通常把θ＝90°作为润湿与否的界限，当θ＞90°，称为不润湿，当θ＜90°时，称为润湿，θ越小润湿性能越好；当θ角等于零时，液体在固体表面上铺展，固体被完全润湿。

20世纪以来，微纳米科技作为一个新兴科技领域发展迅速，当前，纳米科技已经成为21 世纪前沿科学技术的代表领域之一，发展作为国家战略的纳米科技对经济和社会发展有着重要的意义。纳米材料结构单元尺寸与电子相干长度及光波长相近，表面和界面效应，小尺寸效应，量子尺寸效应以及电学，磁学，光学等其他特殊性能、力学和其他领域有很多新奇的性质，对于高性能器件的应用有很大潜力。具有新奇特性纳米结构与器件的开发要求开发出具有更高精度，多维度，稳定性好的微纳加工技术。微纳加工工艺范围非常广泛，其中主要常见有离子注入、光刻、刻蚀、薄膜沉积等工艺技术。近年来，由于现代加工技术的小型化趋势，聚焦离子束（focused ion beam，FIB）技术越来越广泛地应用于不同领域中的微纳结构制造中，成为微纳加工技术中不可替代的重要技术之一。FIB是在常规离子束和聚焦电子束系统研究的基础上发展起来的，从本质上是一样的。与电子束相比FIB是将离子源产生的离子束经过加速聚焦对样品表面进行扫描工作。由于离子与电子相比质量要大的非常多，即时最轻的离子如H+离子也是电子质量的1800多倍，这就使得离子束不仅可以实现像电子束一样的成像曝光，离子的重质量同样能在固体表面溅射原子，可用作直写加工工具；FIB又能和化学气体协同在样品材料表面诱导原子沉积，所以FIB在微纳加工工具中应用很广。本文主要介绍FIB技术的基本原理与发展历史。离子源FIB采用离子源，而不是电子束系统中电子光学系统电子枪所产生的加速电子。FIB系统以离子源为中心，较早的离子源由质谱学与核物理学研究驱动,60年代以后半导体工业的离子注入工艺进一步促进离子源开发，这类离子源按其工作原理可粗略地分为三类:1、电子轰击型离子源，通过热阴极发射的电子，加速后轰击离子源室内的气体分子使气体分子电离，这类离子源多用于质谱分析仪器，束流不高，能量分散小。2、气体放电型离子源，由气体等离子体放电产生离子，如辉光放电、弧光放电、火花放电离子源，这类离子源束流大，多应用于核物理研究中。3、场致电离型离子源是利用针尖针尖电极周围的强电场来电离针尖上吸附的气体原子，这种离子源多应用于场致离子显微镜中。除场致电离型离子源外，其余离子源均在大面积空间内（电离室）生成离子并由小孔引出离子流。故离子流密度低，离子源面积大，不适合聚焦成细束，不适合作为FIB的离子源。20世纪70年代Clampitt等人在研究用于卫星助推器的铯离子源的过程中开发出了液态金属离子源（liquid metal ion source,LMIS）。图1：LMIS基本结构将直径为0.5 mm左右的钨丝经过电解腐蚀成尖端直径只有5-10μm的钨针，然后将熔融状态的液态金属粘附在针尖上，外加加强电场后，液态金属在电场力的作用下形成极小的尖端（约5 nm的泰勒锥），尖端处电场强度可达10^10 V/m。在这样高电场作用下，液尖表面金属离子会以场蒸发方式逸散到表面形成离子束流。而且因为LMIS发射面积很小，离子电流虽然仅有几微安，但所产生电流密度可达到10^6/cm2左右，亮度在20μA/Sr左右，为场致气体电离源20倍。LMIS研究的问世，确实使FIB系统成为可能，并得到了广泛的应用。LMIS中离子发射过程很复杂，动态过程也很复杂，因为LMIS发射面为金属液体，所以发射液尖形状会随着电场和发射电流的不同而改变，金属液体还必须确保不间断地补充物质的存在，所以发射全过程就是电流体力学和场离子发射相互依赖和相互作用的过程。有分析表明LMIS稳定发射必须满足三个条件：（1）发射表面具有一定形状，从而形成一定的表面电场；（2）表面电场足以维持一定的发射电流与一定的液态金属流速；（3）表面流速足以维持与发射电流相应的物质流量损失，从而保持发射表面具有一定形状。从实用角度，LMIS稳定发射的一个最关键条件：制作LMIS时保证液态金属与钨针尖的良好浸润。由于只有将二者充分持续地粘附在一起，才能够确保液态金属很好地流动，这一方面能够确保发射液尖的形成，同时也能够确保液态金属持续地供应。实验发现LMIS还有一些特性：（1） 存在临界发射阈值电压。一般在2 kV以上；电压超过阈值后，发射电流增加很快。（2） 空间发射角较大。离子束的自然发射角一般在30º左右；发射角随着离子流的增加而增加；大发射角将降低束流利用率。（3） 角电流密度分布较均匀。（4） 离子能量分散大（色差）。离子能散通常约为4.5 eV,能散随离子流增大而增大，这是由于离子源发射顶端存在严重空间电荷效应所致。由于离子质量比电子质量大得多，同一加速电压时离子速度比电子速度低得多，离子源发射前沿空间电荷密度很大，极高密度离子互斥，造成能量高度分散。减小色差的一个最有效的办法是减小发射电流，但低于2uA后色差很难再下降，维持在4.5eV附近。继续降低后离子源工作不稳定，呈现脉冲状发射。大能散使离子光学系统的色差增加，加重了束斑弥散。（5） LMIS质谱分析表明，在低束流（≤ 10 μA）时，单电荷离子几乎占100%；随着束流增加，多电荷离子、分子离子、离子团以及带电金属液滴的比重增加，这些对聚焦离子束的应用是不利的。以上特性表明就实际应用而言,LMIS不应工作在大束流条件下，最佳工作束流应小于10μA,此时，离子能量分散与发散角都小，束流利用率高。LMIS最早以液态金属镓为发射材料，因为镓熔融温度仅为29.8 ºC，工作温度低，而且液态镓极难挥发、原子核重、与钨针的附着能力好以及良好的抗氧化力。近些年经过长时间的发展，除Ga以外，Al、As、Au、B、Be、Bi、Cs、Cu、Ge、Fe、In、Li、Pb、P、Pd、Si、Sn、U、Zn都有报道。它们有的可直接制成单质源；有的必须制成共熔合金（eutectic alloy），使某些难熔金属转变为低熔点合金，不同元素的离子可通过EXB分离器排出。合金离子源中的As、B、Be、Si元素可以直接掺杂到半导体材料中。尽管现在离子源的品种变多，但镓所具有的优良性能决定其现在仍是使用最为广泛的离子源之一，在一些高端型号中甚至使用同位素等级的镓。FIB系统结构聚焦离子束系统实质上和电子束曝光系统相同，都是由离子发射源，离子光柱，工作台以及真空和控制系统的结构所构成。就像电子束系统的心脏是电子光学系统一样，将离子聚焦为细束最核心的部分就是离子光学系统。而离子光学与电子光学之间最基本的不同点：离子具有远小于电子的荷质比，因此磁场不能有效的调控离子束的运动，目前聚焦离子束系统只采用静电透镜和静电偏转器。静电透镜结构简单，不发热，但像差大。图2:聚焦离子束系统结构示意图典型的聚焦离子束系统为两级透镜系统。液态金属离子源产生的离子束，在外加电场( Suppressor) 的作用下，形成一个极小的尖端，再加上负电场( Extractor) 牵引尖端的金属，从而导出离子束。第一，经过第一级光阑后离子束经过第一级静电透镜的聚焦和初级八级偏转器对离子束的调节来降低像散。通过一系列可变的孔径（Variable aperture），可以灵活地改变离子束束斑的大小。二是次级八极偏转器使得离子束按照定义加工图形扫描加工而成，利用消隐偏转器以及消隐阻挡膜孔可以达到离子束消隐的目的。最后，通过第二级静电透镜，离子束被聚焦到非常精细的束斑，分辨率可至约5nm。被聚焦的离子束轰击在样品表面，产生的二次电子和离子被对应的探测器收集并成像。离子与固体材料中的原子碰撞分析作为带电粒子，离子和电子一样在固体材料中会发生一系列散射，在散射过程中不断失去所携带的能量最后停留在固体材料中。这其中分为弹性散射和非弹性散射，弹性散射不损失能量，但是改变离子在固体中的飞行方向。由于离子和固体材料内部原子质量相当，离子和固体材料之间发生原子碰撞会产生能量损失，所以非弹性散射会损耗能量。材料中离子的损失主要有两个方面的原因，一是原子核的损失，离子与固体材料中原子的原子核发生碰撞，将一部分能量传递给原子，使得原子或者移位或者与固体材料的表面完全分离，这种现象即为溅射，刻蚀功能在FIB加工过程中也是靠这种原理来完成。另一种损失是电子损失：将能量传递给原子核周围的电子，使这些电子或被激发产生二次电子发射，或剥离固体原子核周围的部分电子，使原子电离成离子，产生二次离子发射。离子散射过程可以用蒙特卡洛方法模拟，具体模拟过程与电子散射过程相似。1.由原子核微分散射截面计算总散射截面，据此确定离子与某一固体材料原子碰撞的概率；2.随机选取散射角与散射平均自由程，计算散射能量的核损失与电子损失；3.跟踪离子散射轨迹直到离子损失其全部携带能量，并停留在固体材料内部某一位置成为离子注入。这一过程均假设衬底材料是原子无序排列的非晶材料且散射具有随机性。但在实践中，衬底材料较多地使用了例如硅单晶这种晶体材料，相比之下晶体是有晶向的，存在着低指数晶向，也就是原子排列疏密有致，离子一个方向“长驱直入”时穿透深度可能增加几倍，即“沟道效应”（channeling effect）。FIB的历史与现状自1910年Thomson发明气体放电型离子源以来，离子束已使用百年之久，但真正意义上FIB的使用是从LMIS发明问世开始的，有关LMIS的文章已做了简单介绍。1975年Levi-Setti和Orloff和Swanson开发了首个基于场发射技术的FIB系统，并使用了气场电离源（GFIS）。1975年：Krohn和Ringo生产了第一款高亮度离子源：液态金属离子源，FIB技术的离子源正式进入到新的时代，LMIS时代。1978年美国加州的Hughes Research Labs的Seliger等人建造了第一套基于LMIS的FIB。1982年 FEI生产第一只聚焦离子束镜筒。1983年FEI制造了第一台静电场聚焦电子镜筒并于当年创立了Micrion专注于掩膜修复用聚焦离子束系统的研发,1984年Micrion和FEI进行了合作,FEI是Micrion的供应部件。1985年 Micrion交付第一台聚焦离子束系统。1988年第一台聚焦离子束与扫描电镜(FIB-SEM)双束系统被成功开发出来，在FIB系统上增加传统的扫描电子显微系统，离子束与电子束成一定夹角安装，使用时试样在共心高度位置既可实现电子束成像，又可进行离子束处理，且可通过试样台倾转将试样表面垂直于电子束或者离子束。到目前为止基本上所有FIB设备均与SEM组合为双束系统，因此我们通常所说的FIB就是指FIB-SEM双束系统。20世纪90年代FIB双束系统走出实验室开始了商业化。图3:典型FIB-SEM 双束设备示意图1999年FEI收购了Micrion公司对产品线与业务进行了整合。2005年ALIS公司成立，次年ZEISS收购了ALIS。2007年蔡司推出第一台商用He+显微镜，氦离子显微镜是以氦离子作为离子源，尽管在高放大倍率和长扫描时间下它仍会溅射少量材料但氦离子源本来对样品的损害要比Ga离子小的多，由于氦离子可以聚焦成较小的探针尺寸氦离子显微镜可以生成比SEM更高分辨率的图像，并具有良好的材料对比度。2011年Orsay Physics发布了能够用于FIB-SEM的Xe等离子源。Xe等离子源是用高频振动电离惰性气体，再经引出极引出离子束而聚焦的。不同于液态Ga离子源,Xe等离子源离子束在光阑作用下达到试样最大束流可达2uA,显著增强FIB微区加工能力，可以达到液态Ga离子FIB加工速度的50倍，因此具有更高的实用性，加工的尺寸往往达到几百微米。如今FIB技术发展已经今非昔比，进步飞快，FIB不断与各种探测器、微纳操纵仪及测试装置集成，并在今天发展成为一个集微区成像、加工、分析、操纵于一体的功能极其强大的综合型加工与表征设备，广泛的进入半导体行业、微纳尺度科研、生命健康、地球科学等领域。参考文献：[1]崔铮. 微纳米加工技术及其应用(第2版)(精)[M]. 2009.[2]于华杰, 崔益民, 王荣明. 聚焦离子束系统原理、应用及进展[J]. 电子显微学报, 2008(03):76-82.[3]房丰洲, 徐宗伟. 基于聚焦离子束的纳米加工技术及进展[J]. 黑龙江科技学院学报, 2013(3):211-221.[3]付琴琴, 单智伟. FIB-SEM双束技术简介及其部分应用介绍[J]. 电子显微学报, 2016, v.35 No.183(01):90-98.[4]Reyntjens S , Puers R . A review of focused ion beam applications in microsystem technology[J]. Journal of Micromechanics & Microengineering, 2001, 11(4):287-300.

太极计划通过卫星编队的形式进行空间引力波探测，而构建星间激光链路是其中的关键环节之一。相比应用于星间激光通信、重力场测量等领域的传统星间激光链路构建任务，太极计划需应用有限的星上资源实现三百万公里超远距离激光捕获及1 nrad/Hz1/2量级超高精度指向，因此其实现难度要大得多。为此，提出采用三级捕获探测方案， 通过星敏感器（STR）、CMOS捕获相机及四象限探测器（QPD）逐级探测压制激光指向偏差。目前对该方案的研究仍停留在仿真模拟及关键技术原理方法学论证阶段，并未充分考虑各阶段之间系统参数及核心探测技术之间的耦合关系，亟需通过全流程地面模拟实验进一步验证激光链路方案主要技术指标的可行性。针对上述问题，力学所引力波实验中心与国科大杭州高等研究院太极团队核心成员高瑞弘博士开展了面向太极计划的超高精度星间激光链路构建地面验证技术研究，设计并搭建了激光捕获跟瞄一体化地面模拟实验系统（如图1所示）。该系统在完整还原捕获跟瞄方案光学系统及实施流程的基础上充分考虑了对激光远场波前、高斯平顶光束接收、弱接收光强等空间实际运行情况的模拟。系统采用小口径光阑结合大发散角出射光，依据合理的参数设计及器件选型，在实验室近场传输情况下实现了双端近似夫琅禾费衍射模拟及高斯平顶光束接收。图1 捕获跟瞄一体化地面模拟实验系统实物图。光学平台上放置有CMOS及QPD两级探测器，利用自研的上位机软件可实现捕获-跟瞄全流程自动模拟。模拟实验采用DWS信号实时监测激光指向角度变化，图2所示的实验数据展示了由初始指向—扫描开环捕获—闭环捕获—精密指向的全流程指向角度变化，实现了对初始时刻百微弧度量级指向偏差的逐级压制。图2 捕获-跟瞄全流程模拟实验yaw方向角度变化。在激光捕获探测技术方面，首次提出并采用了改进的质心算法，在百皮瓦级弱光情况下实现了亚像素级光斑中心定位精度。在QPD前设计了共轭成像系统，降低了beam-walk对DWS技术非线性误差产生的影响，提高了精密指向阶段角度测量精度。在QPD探测器处，激光捕获及激光精密指向结果如图3所示，对应到实际400倍放大率的望远镜前均能满足太极计划要求，充分验证了目前拟采用方案的可行性。图3 (a)激光捕获完成后角度残余误差示意图。(b) 激光精密指向阶段残余指向抖动幅度谱密度曲线。综上所述，该项研究工作从物理实验的角度出发，设计并搭建了星间激光链路构建地面模拟实验系统。一方面为相应关键技术研究提供了模拟实验平台，验证了关键技术间的耦合关系，提出方法学上的改进策略并指导器件参数选择；另一方面，充分验证了整个方案的可行性，为未来方案转入工程化实现阶段提供完备的理论验证及技术支持。相关研究成果近期在国际顶级光学期刊《Optics and Lasers in Engineering》上发表。

人的肉眼分辨本领在0.1毫米左右，我们是怎么一步步地看见细菌、病毒，乃至蛋白质结构的呢？这背后离不开这群“强迫症”。采访专家：张德添（军事医学科学院国家生物医学分析中心教授）“我非常惊奇地看到水中有许多极小的活体微生物，它们如此漂亮而动人，有的如长矛穿水而过，有的像陀螺原地打转，还有的灵巧地徘徊前进，成群结队。你简直可以将它们想象成一群飞行的蚊虫。”1675年，一名荷兰代尔夫特市政厅的小公务员给英国皇家学会写了这样一封信，向学会的会员们描述自己用自制的显微镜观察到的奇妙景象。作为给当时欧洲最富盛名的学术组织寄去的一封学术讨论信件，这名公务员并没有进行大篇幅严谨却枯燥的科学论证，而是用朴实的语言，在字里行间留下了自己发现新事物时那种孩童般的惊奇与喜悦。这位当时默默无闻的小公务员，正是大名鼎鼎的微生物学和显微镜学先驱者—安东尼范列文虎克。在50年的时间里，列文虎克用制作的显微镜观察到了细菌、肌纤维和精细胞等微观生物，并先后给英国皇家学会寄去了300多封信件来讨论他的新发现。正是在列文虎克的不懈坚持下，人类观察世界的眼睛终于来到了微生物层面。初代显微镜：拨开微生物世界的迷雾列文虎克能发现色彩斑斓的微生物世界，主要得益于他在透镜制作方面的天赋。他一生中制作了多达400多台显微镜，与今日我们熟知的显微镜存在很大不同，列文虎克的显微镜绝大多数属于单透镜显微镜，仅由一个小黄铜板构成，使用时需要仰身将这个铜板面向阳光进行观察。列文虎克凭借他的一系列惊人发现迅速成为当时科学界的“网红级”人物。然而真正奠定显微镜学理论基础的，则是同时期的英国科学家罗伯特胡克。在列文虎克还在钻研透镜制作技艺时的1665年，在英国皇家学会负责科学试验的胡克，就制作了一台显微镜，与列文虎克使用的单透镜显微镜不同，这是一台复式显微镜，其工作原理和外形已经很接近现代的光学显微镜了。胡克用这台显微镜观察一片软木薄片，发现了密密麻麻的格子状结构，酷似当时僧侣居住的单人房间，因此胡克就用英语中单人间一词“cell”来命名这种结构，而这个单词在当代被翻译为“细胞”。不久，胡克写就了《显微图谱》一书，将这一重要观察成果写入书中。胡克的研究成果很快引起了列文虎克的注意，他曾研究过胡克的显微镜，但最后还是使用了自制的单透镜显微镜来进行观察。原因就在于胡克显微镜存在严重的色差问题。所谓色差，就是在光线经过透镜时，不同颜色的光因折射率不同，会聚焦于不同的点上，使得样品的成像被一层色彩光斑所包围，严重影响清晰度。列文虎克提出的解决方案也很简单，就是在透镜研磨的精细程度上下功夫，将单透镜制成小玻璃珠，并将之嵌入黄铜板的细孔内，这样在放大倍数不低于胡克显微镜的基础上，最大程度避免色差对成像的干扰。但代价是，由于观察时是需要对着阳光，对观测者的眼睛伤害很大。除了色差，早期显微镜还存在着球面像差问题，即光线在经过透镜折射时，接近中心与靠近边缘的光线不能将影像聚集在一点上，使得成像模糊不清。自显微镜诞生之日起，色差和球面像差就成为“与生俱来的顽疾”，一直制约着人们向微观世界进军的步伐。直到19世纪，光学显微技术才在工业革命的助力下完成了一次实质性蜕变，从而在根本上解决了这两个难题。挑战色差与球面像差：逐渐清晰的微观视角首先是1830年，一个名为李斯特的英国业余显微镜学爱好者首先向球面像差发起挑战，他创造性地用几个特定间距的透镜组，成功减小了球面像差影响。此后，改进显微镜的主阵地很快转移到了德国，其中1846年成立的蔡司光学工厂，更是在此后一个世纪里成为领头羊。1857年蔡司工厂研制出第一台现代复式显微镜，并成功打入市场。不过在研制和生产过程中，蔡司也深受色差之苦：当时通行的增加透镜数量的做法，虽能提升显微镜的放大倍数，却仍无法消除色差对成像清晰度的干扰。1872年，德国耶拿大学的恩斯特阿贝教授提出了完善的显微镜学理论，详细说明了光学显微镜的成像原理、数值孔径等科学问题。蔡司也迅速邀请阿贝教授加盟，并研制出一批划时代的光学部件，其中就包括复消色差透镜，一举消除了色差的影响。在阿贝教授的技术加持下，蔡司工厂的显微镜成为同类产品中的佼佼者，很快成为欧美各大实验室的抢手货，并奠定了现代光学显微镜的基本形态。不久，蔡司又拉来了著名化学家奥托肖特入伙，将其研制的具有全新光学特性的锂玻璃应用在自家产品上。1884年，蔡司更是联合阿贝与肖特，成立了“耶拿玻璃厂”，专为显微镜生产专业透镜。显微镜技术的突飞猛进也让各种现代生物学理论不断完善，透过高分辨率的透镜，微观世界中各种复杂的结构逐步以具象的形式呈现在人类眼前。由于微观层面的生物结构大多是无色透明的，为了让他们在镜头下变得清晰可见，当时的科学家普遍将生物样品染色，以此提高对比度方便观察。这一方法最大的局限在于，染料本身的毒性往往会破坏微生物的组织结构，这一时期染剂落后的材质，也无法实现对某些特定组织的染色。直到1935年荷兰学者泽尼克发现了相衬原理，并将之成功应有于显微镜上。这种相衬显微技术，利用光线穿过透明物体产生的极细微的相位差来成像，使得显微镜能够清晰地观察到无色透明的生物样品。泽尼克本人则凭借此次发现斩获了1953年的诺贝尔物理学奖。军事医学科学院国家生物医学分析中心教授，长期致力于电子显微镜领域研究的张德添向记者介绍道：“人的肉眼分辨本领在0.1毫米左右，而光学显微镜的分辨本领可以达到0.2微米（1毫米=1000微米）的水平，能够看到细菌和细胞。但由于光具有波动性，衍射现象限制了光学显微镜分辨本领的进一步提高。”二战结束后，随着各种新理论新技术的不断应用，光学显微镜得到了长足进步，但也是在这一时期，光学显微镜的潜力已经被发掘到了极限。为蔡司工厂乃至整个显微镜学立下汗马功劳的阿贝教授就提出了“分辨率极限理论”，认为普通光学显微镜的分辨率极限是0.2微米，再小的物体就无能为力了—这一理论又被称为“阿贝极限”，这就好像一层屏障将人类的探索目光阻隔在更深度的微观世界大门之前，迫使科学家们另寻他途。电子显微镜：另辟蹊径，重新发现既然可见光存在这样的短板，那么能否利用其他波长较短的光束来实现分辨率的突破呢？张德添进一步介绍道：“1924年后，人们从物质领域内找到了波长更短的媒质—电子，从而发明了电子显微镜，其分辨本领达到了0.1纳米的水平。”1931年，德国科学家克诺尔和他的学生鲁斯卡在一台高压示波器上加装了一个放电电子源和三个电子透镜，制成了世界首台电子显微镜，就此为人类探索微观世界开拓了一条全新的思路。电子显微镜完全不受阿贝极限的桎梏，在分辨率上要远远超越当时的光学显微镜。鲁斯卡在次年对电子显微镜进行了改进，分辨率一举达到纳米级别（1微米=1000纳米）。在这个观测深度，人类终于亲眼看到了比细菌还要小的微生物—病毒。1938年，鲁斯卡用电子显微镜看到了烟草花叶病毒的真身，而此时距离病毒被证实存在已经过去了40年时间。对于电子显微镜技术的发明，张德添这样评价道：“电子显微镜是人们认识超微观世界的钥匙和工具，它解决了光学显微镜受自然光波长限制的问题，将人们对世界的认识从细胞水平提高到了分子水平。” 从肉眼只能观察到的毫米尺度，到光学显微镜能够达到的微米尺度，再到电子显微镜能进一步下探到纳米尺度，显微成像技术正在迅速突破人类对微观世界的认知极限。不过电子显微镜本身的缺憾也愈加明显。由于电子加速只能在真空条件下实现，在真空环境之下，生物样品往往要经过脱水与干燥，这意味着电子显微镜根本无法观测到活体状态下的生物样品，此外电子束本身又容易破坏样品表面的生物分子结构，这就导致样品本身会丢失很多关键信息。这一顽疾在此后又困扰了科学家多年。直到1981年，IBM苏黎世实验室的两位研究员宾尼希与罗雷尔，用一种当时看起来颇有些“离经叛道”的方法，首先解决了电子束损害样品结构的问题。他们利用量子物理学中的“隧道效应”，制作了一台扫描隧道显微镜。与传统的光学和电子显微镜不同，这种显微镜连镜头都没有。在工作时，用一根探针接近样品，并在两者之间施加电压，当探针距离样品只有纳米级时就会产生隧道效应—电子从这细微的缝隙中穿过，形成微弱的电流，这股电流会随着探针与样品距离的变化而变化，通过测量电流的变化人们就能间接得到样品的大致形状。由于全程没有电子束参与，扫描隧道显微镜从根本上避免了加速电子对生物样品表面的破坏。扫描隧道显微镜在今天也被称为“原子力显微镜”，“在微米甚至纳米水平，动态观察生物样品表面形貌结构的变化规律，原子力显微镜是有其独特优势的”，张德添向记者解释说，“如果条件允许，还可以检测生物大分子间相互作用力的大小，为结构与功能关系研究提供便利。”1986年，宾尼希和罗雷尔凭借扫描隧道显微镜，获得当年的诺贝尔物理学奖，有趣的是，与他们一起分享荣誉的，还有当初发明电子显微镜的鲁斯卡，当时的他已是耄耋老人，而他的恩师克诺尔也早已作古。新老两代电子显微镜技术的里程碑人物同台领奖，成为当时物理学界的一段佳话。老树新芽：突破“阿贝极限”的光学显微镜电子显微镜在问世之后的几十年间，极大拓展了人类对生物、化学、材料和物理等领域认知疆界。而无论是鲁斯卡，还是宾尼希和罗雷尔，他们所作的贡献不仅让自己享誉世界，还助力其他领域的学者登上荣誉之巅。比如英国化学家艾伦克鲁格凭借对核酸与蛋白复杂体系的研究获得1982年度诺贝尔化学奖，而他的科研成果正式依靠高分辨电子显微镜技术和X光衍射分析技术而取得的。在克鲁格获奖的当年，以色列化学家达尼埃尔谢赫特曼更是使用一台电子显微镜，发现了准晶体的存在，并独享了2011年的诺贝尔化学奖。目前，电子显微镜已经成为金属、半导体和超导体领域研究的主力军。但在生物和医学领域，电子显微镜本身对生物样品的损害，依旧是难以逾越的技术难题。于是不少科学家开始从两条路径上寻求解决之道：一条是研发冷冻电镜技术，这种技术并不改变电子显微镜整体的工作模式，而是从生物样品本身入手，对其进行超低温冷冻处理。这样状态下，即使处在真空环境中，样品也能保持原有的形态特征与生物活性。“由于观测温度低，生物样品也处于含水状态，分子也处于天然状态，样品对辐射的耐受能力得以提高。我们可以将样品冻结在不同状态，观测分子结构的变化。”张德添向记者解释道。瑞士物理学家雅克杜波切特、美国生物学家乔基姆弗兰克和英国生物学家理查德亨德森凭借这项技术分享了2017年度诺贝尔化学奖。新冠疫情暴发后，冷冻电镜技术又为人类研究和抗击疫情做出了突出贡献。2020年，西湖大学周强实验室就利用这种技术，首次成功解析了此次新冠病毒的受体—ACE2的全长结构，让人类对新冠病毒的认识向前迈出了关键性一步。另一条路径是从传统的光学显微镜入手。在电子显微镜的黄金时代，不少科学家就开始着手研制超高分辨率光学显微镜，甚至开始尝试突破一直以来困扰光学显微镜的“阿贝极限”，而“荧光技术”就成为实现这一切的关键。早在19世纪中叶，科学家们就发现：某些物质在吸收波长较短而能量较高的光线（比如紫外光）时，能将光源转化为波长较长的可见光。这种现象后来被定义为“荧光现象”。荧光现象在自然界是普遍存在的，这一现象背后的原理也在20世纪迅速被应用在光学显微镜上。1911年，德国科学家首次研制出荧光显微镜装置，用荧光色素对样品进行荧光染色处理，并以紫外光激发样品的荧光物质发光，但成像效果不佳，而且把荧光物质当作染色剂，和早期的染色剂一样，本身的毒性会伤害活体样品。直到1974年，日本科学家下村修发现了绿色荧光蛋白，其毒性远弱于以往的荧光物质，是对活体标本进行荧光标记的理想材料——这一发现成为日后科学家突破“阿贝极限”的有力武器。时间来到1989年，供职于美国IBM研究中心的科学家莫尔纳首次进行了单分子荧光检测，使得光学显微镜的检测尺度精确到纳米量级成为可能。随后在莫尔纳的基础上，美国科学家贝齐格开发出一套新的显微成像方法：控制样品内的荧光分子，让少量分子发光，借此确定分子中心和每个分子的位置，通过多次观察呈现出纳米尺度的图像。通过这种方法，贝齐格轻而易举地突破了光学显微镜的阿贝极限。几乎在同时，德国科学家斯特凡赫尔在一次光学研究中突发奇想：根据荧光现象原理，如果用镭射光激发样品内的荧光物质发光，同时用另一束镭射光消除样品体内较大物体的荧光，这样就只剩下纳米尺度的分子发射荧光并被探测到，不就能在理论上得到分辨率大于0.2微米的微观成像了吗？他随即开始了试验，并制成了一台全新显微镜，将光学显微镜分辨率下探到了0.1微米的水平。困扰光学显微技术百年的阿贝极限难题，就这样历经几代科学家的呕心沥血，终于在本世纪初被成功攻克。莫尔纳、贝齐格和赫尔三位科学家更是凭借“超分辨率荧光显微技术”分享了2014年度的诺贝尔化学奖。时至今日，在探索微观世界的征途上，光学显微镜和电子显微镜互有长短、相得益彰。当然在实际应用中，科学家越来越依赖于将多种显微成像技术结合使用。比如今年5月，英国弗朗西斯克里克研究所就依托钙化成像技术、体积电子显微技术等多种显微成像技术，成功获得了人类大脑神经网络亚细胞图谱。在未来，多种显微成像技术相结合，各施所长，将进一步完善我们在生物、医学、化学和材料等领域的知识结构，把这个包罗万象的奇妙世界更完整地呈现在我们眼前。

2022年9月，上海复享光学首创的基于傅里叶光学显微角分辨光谱仪(ARMS)通过科学技术部科技成果评价并成功入库，这标志着我国在相关领域技术不仅达到国际先进水平，也为光子芯片、光子晶体、超构材料等领域的技术发展奠定了坚实基础。由主任庄松林院士、副主任王建宇院士领衔的共七位专家组成的评价委员会对 ARMS进行考察、现场测试及讨论后，一致认定——1. ARMS解决了显微角分辨光谱检测的关键问题，实现了在广谱频域空间的高分辨率，首次完成了实空间和动量空间的自动化扫描技术，可用于可见和近红外波段瞬态信号采集，并且开发了具有自主知识产权的光学逆问题算法，解决了光学微纳尺度结构的量测和性能评价问题。2.此技术成果难度大、创新性强。产品综合技术已居国际先进水平，其中适合显微角分辨的动量空间透镜组与动量空间外差干涉技术核心点达到国际领先水平。BIC和涡旋光束研究中的显微角分辨光谱实测结果Nature Photonics. 2020, 14(10): 623-628.资剑教授等放眼全球，复享光学既是角分辨光谱技术的早期探索者，也是推动该技术发展、实现产品多样化并深入产业落地的先行者，并掌握该领域核心技术知识产权，已拥有完整技术链及对应产品线。角分辨光谱技术广泛服务于多学科多领域在全球微纳光子学领域，ARMS已服务了包括清华大学、北京大学、美国加州大学河滨分校和韩国光云大学等高等院校及科研院所的上百个课题组。论文引用、标注与致谢超200篇，其中包括殷亚东教授团队发表在Nano Letters, 2020, 20(8): 6051-6058.的关于太阳能集成蒸发器的研究；王占山教授、程鑫彬教授团队发表在Science Advances, 2022, 8(9): eabk3381.的关于超表面材料的研究；成都光电所罗先刚院士团队发表在Advanced Science, 2022, 9(9): 2103429.的关于二维材料的研究。助力学科发展的同时，ARMS还服务国家重大工程。复享光学与中国人民银行的合作是其中的代表案例，成功将角分辨光谱技术应用于人民币 OVMI光学渐变磁性油墨的研发环节。当前，ARMS在集成电路与光电子等战略新兴产业多点发力，已囊括歌尔光学、中芯国际、OPPO、京东方等头部客户，并凭借角分辨光谱技术的独特性和成熟性，通过了行业验证。角分辨光谱技术，洞察光场的新工具角分辨光谱技术是一种在动量空间观测光子色散关系（k~ω）的精细化光谱技术。该技术能够在实空间、动量空间以及频率空间，实现对微纳光子结构的多维度（光谱、偏振态以及光学相干性等）成像观测，是观测微结构光学模式最直接、最有效的手段。角分辨光谱技术-光子学的ARPES角分辨光谱技术是复享光学面向全球市场、具有开创性的鼎力之作。历时多年沉淀，复享光学的角分辨光谱技术不断创新，产品持续迭代，应用领域加速扩展；复享光学始终以先进光谱技术助力科研创新，赋能微纳制造。ARMS扎根全球实验室ARMS，角分辨光谱技术的新高度随着角分辨光谱技术的推进，复享光学历经三代技术发展不断迭代推新，已拥有全代次的系列化角分辨光谱产品。三代角分辨光谱技术基于光学傅里叶变换的角分辨光谱技术，采用光学变换取代了一般角分辨操作中的机械角度转动，再结合显微物镜的空间分辨能力，因此具备了在微纳米尺度即时(瞬态)获取全部光谱信息的能力，是目前唯一可以同时获取包括能量、动量、空间、偏振等物质结构信息的精细化光谱分析技术，具有优异指标和卓越性能。1.精细的角度分辨，角分辨率可达 1.9 mrad @VIS， 20 mrad @NIR；2.超宽光谱探测，最宽可达 350~1700 nm的光谱探测；3.瞬态光谱采集能力，毫秒级实现全角度角分辨光谱检测；4.不变的探测光斑，真正实现原位探测；5.丰富的测量模式，多达 9种光谱测量模式；6.微米量级样品的光谱检测，最小可达 10 μm角分辨光谱探测；7.优异的扩展性，可扩展适用于低温和强磁场等条件。ARMS，微纳光电子学科发展的新动力ARMS是随着微纳光子学的发展应运而生的系统级产品，是获取光子材料色散关系，实现光学性质“全面表征”的必要装备。其中，近红外波段 ARMS具有更强的技术新颖性，能够为相关科学研究的快速突破带来帮助。ARMS广泛适用于光子晶体、表面等离子体、超构材料、微腔光子材料、光-激子强耦合、二维材料、有机发光、等离子体激光、纳米线激光、量子点、光学天线、纳米颗粒、SERS、光子芯片、LED/OLED等多学科领域。ARMS发现光子晶体动量空间偏振新自由度Physical Review Letters, 2018, 120(18): 186103.石磊教授等ARMS助力新冠病毒检测Matter, 2022, 5(6):1865-1876.宋延林研究员等ARMS，微纳制造检测的新方案处于集成电路和光电子产业上游的微纳制程光学量测环节，是芯片良品率控制的关键。在此关键领域，我国远远落后于国际先进水平。ARMS所采集的多维度光谱富含微纳结构的三维形貌信息，可以作为微纳制程量检测的一把精密的标尺。复享光学提出并实现了基于 ARMS的全新光学微纳制程量测新原理和新技术。该原理利用深度神经网络构筑了微纳米尺度结构与动量空间色散的构效关系和映射。同时，由于在所测量的色散关系中包含了冗余的结构信息，因此在实际技术应用中极大优化了量测逆问题中测量噪音带来的病态问题，实测结果达到亚纳米分辨稳定性和 98%以上的置信度。光学逆问题解决产业微纳量检测难点三维等离子尺结构重构结果与OCD量测结果对比Light: Science & Applications, 2021, 10(1): 1-10.石磊教授等复享光学，全球高端光学设备的新势力ARMS是极具先进性和实用性的复杂光谱系统，是全球高端光学设备的代表产品。ARMS由复享光学与复旦大学光子晶体课题组资剑教授、石磊教授共同研发。从基础创新、技术突破，到产学研转化，再到市场验证，ARMS多次获得政府项目支撑，包括国家重大科研仪器项目、上海市科委仪器专项、上海集成电路支撑专项、科技启明星项目等。为精准响应市场需求，持续推出突破性的产品，复享光学建立了多层次的研发平台。为此，复享光学成立了对接产业需求的“上海微纳制程智能检测工程技术研究中心”，并与复旦大学共同建立了致力于研究微纳制造前沿共性关键技术的“复旦大学光检测与光集成校企联合研究中心”。复享光学作为深度光谱技术的创导者，发展智能光谱技术，以深度算法为驱动，持续精研角分辨光谱、显微光谱、偏振光谱、相位光谱、拉曼光谱等分析技术，通过以科研应用为基础和出发点，以产业需求为目标和落脚点，形成具有自主知识产权的复杂光谱系列产品，参与全球技术迭代，建立高端光学设备的世界品牌。附：复享光学ARMS角分辨光谱技术文献清单（部分）[1] Wang B, Liu W, Zhao M, et al. Generating optical vortex beams by momentum-space polarization vortices centred at bound states in the continuum[J]. Nature Photonics, 2020, 14(10): 623-628.[2] Zhang Y, Chen A, Liu W, et al. Observation of polarization vortices in momentum space[J]. Physical review letters, 2018, 120(18): 186103.[3] Zhang Z, Zhao M, Su M, et al. Self-assembled 1D nanostructures for direct nanoscale detection and biosensing[J]. Matter, 2022, 5(6):1865-1876.[4] Sun C L, Li J, Song Q W, et al. Lasing from an Organic Micro‐Helix[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2020, 59(27): 11080-11086.[5] Yue W, Gao S, Lee S S, et al. Highly reflective subtractive color filters capitalizing on a silicon metasurface integrated with nanostructured aluminum mirrors[J]. Laser & Photonics Reviews, 2017, 11(3): 1600285.[6] Li T, Chen A, Fan L, et al. Photonic-dispersion neural networks for inverse scattering problems[J]. Light: Science & Applications, 2021, 10(1): 1-10.

激光干涉测量助力空天探索 在空天探索领域，空间引力波探测是当前国际研究热点，作为人类观测宇宙的新窗口，引力波将为人类探索早期黑洞合并、超新星爆发等宇宙结构形成过程提供观测手段，对探索宇宙起源与演化具有重要的意义。为了探测中低频段的空间引力波，国内外研究人员计划在相距数十万乃至数百万千米的空间轨道上建立超高灵敏度星间激光干涉系统，该方法的本质是将现有的激光干涉超精密测量技术应用到外太空去，突破地面探测臂长的限制，摆脱地面各种干扰源对精密测量的影响。其关键技术是测量相距数百万公里的两个测试质量之间的间距变化，主要包括：测试质量与卫星平台之间的间距变化、两个卫星平台之间的间距变化，前者涉及到测试质量的多个自由度精密检测，探测灵敏度需要在1 mHz~1 Hz频段达到~1 pm/Hz1/2（平动）以及~1 nrad/Hz1/2（转动）水平。揭秘空间引力波探测的原理 空间引力波探测任务需要实现对测试质量皮米量级的平动测量以及纳弧度量级的转动测量，关键技术单元包括：激光外差干涉、差分波前传感以及高精度相位测量三部分，如图1所示，通过测量两测试质量之间的平动转动，获得其间距变化信息，从而探测引力波信号。图1面向空间引力波探测的激光外差干涉多自由度超精密测量技术示意图激光外差干涉 激光外差干涉测量原理如图2所示，频率相近的两束激光（测量光频率f1，参考光频率f2）合束后，合成波（频率为f1+f2）会存在一个包络，其频率为|f1-f2|，这一包络频率也被称为外差频率。 当测试质量在沿测量光传播方向上运动状态改变、或者引力波来临时，干涉仪的测量臂光程发生变化，表现为外差干涉信号的相位波动，即图2中紫色虚线部分。以经典迈克尔逊干涉结构为例，外差干涉信号相位的一个周期变化对应位移变化半波长（光程变化一个波长），有 其中，λ为激光输出波长，L为测试质量的等效位移，φ为外差干涉信号的相位变化。图2 激光外差干涉原理示意图差分波前传感 差分波前传感是一种基于激光波前相位比较的高精度角度测量方法，测量原理如图3所示。测量光与参考光合束后入射至四象限探测器表面，两束光满足干涉条件产生外差干涉信号，照射在探测器四个象限后会分别产生四路干涉信号。当测量目标平动时，四路外差干涉信号相位发生相应波动，与采用普通光电探测器的原理相一致；当测量目标转动时，测量光的波前相对参考光发生偏离，由于四象限探测器具有一定的空间间距，导致四路外差干涉信号的相位波动并不相同，通过对比不同象限的干涉信号相位差异，可以反演得到测量目标在水平方向和竖直方向上的转动角度，有 其中，θh为水平转动角，θv为垂直转动角 ФA/B/C/D为不同象限的外差干涉信号相位变化 kh/v为比例系数，由光束参数以及四象限探测器的几何参数共同决定，实验中常用偏摆镜配合自准直仪进行标定。图3 差分波前传感和四通道拍频信号波形示意图高精度相位测量 高精度相位测量可以通过锁相放大器或者相位计来实现，其基本原理如图4所示，外差干涉信号转化为电信号后与本地时钟（或外部参考）及其正交信号混频，低通滤波后分别得到Q信号（quadrature）和I信号（in-phase），计算I/Q反正切值并作相位解包裹运算得到相位差，Q信号作为相位误差信号反馈至本地可调时钟，更新本地时钟输出频率从而保持与输入外差干涉信号频率一致，形成锁相环路。图4 相位测量基本原理[1]国内外干涉仪研究进展LISA LISA （Laser Interferometer Space Antenna）是于1992年发起的一项探测1 mHz~1 Hz频段引力波信号的科学研究计划，这是最早开始、也是目前国际上发展最成熟的空间引力波探测计划，其中一项关键技术是实现测试质量的超高灵敏度多自由度测量。 2012年，德国汉诺威大学的Marina Dehne等人设计搭建了一套用于验证测试质量干涉仪噪声源及其消除技术的激光外差干涉测量系统，分析了多个噪声源（激光频率、激光强度、激光指向漂移、温度、偏振态、移频驱动边带、杂散光等）对相位读出的影响，并研究了多种噪声消减数据处理方法，在空间引力波探测目标频段成功实现了~1 pm/Hz1/2的超精密位移测量。图5给出了LISA激光干涉平动转动测量技术发展时间线，该计划从提出开始，经历地面模拟论证、噪声源探索、技术卫星验证、光路布局优化测试等，距今已经开展了三十余年，其中用于测试质量多自由度测量的激光外差干涉技术灵敏度已经突破1 pm/Hz1/2和1 nrad/Hz1/2。目前光学干涉平台布局处于优化设计阶段，激光外差干涉超精密测量技术是否能够实现百万公里距离的两测试质量之间的皮米级平动测量并成功探测到宇宙深处的引力波，这仍然需要时间来给出答案。图5 激光干涉平动转动测量技术发展时间线(LISA)太极&天琴 2008年，我国科学家开始探讨中国的空间引力波探测计划，并于2012年正式成立了空间引力波探测工作组，2014年提出基于“日心”轨道和“地心”轨道两个独立的探测方案，即太极计划和天琴计划[2-3]。目前两者均形成了较为完备的星间激光干涉测量方案。 同LISA一样，太极和天琴于2019年分别发射了太极一号和天琴一号技术验证卫星，所搭载的光学干涉平台如图6所示，前者采用殷钢材料制作光学干涉平台基座、后者则采用光粘的方式来提高干涉装置的热稳定性，两者都包含有前端光程参考干涉仪和测试质量测量干涉仪。测试实验最新结果表明，空间激光干涉仪可以实现毫赫兹频段皮米量级的超精密位移测量，标志着我国在空间引力波探测中用于测试质量的激光外差干涉测量技术研究正逐渐走向国际前列。图6 我国空间引力波探测技术验证卫星激光干涉平台（a）太极一号[2]（b）天琴一号[4] 其他 2021年，美国德州农工大学提出了一种一体式外差干涉仪，将分光镜波片等关键镜组胶粘成一个整体，提升干涉仪稳定性，并通过抽真空、被动控温、噪声建模消减等措施最终实现了33 pm/Hz1/2@0.1 Hz的平动测量。 2022年，清华大学谈宜东团队提出了一种用于测试质量五自由度测量的偏振复用双光束干涉仪，光路设计如图7所示，包含参考干涉仪（RHI）、双光束干涉仪（DBHI）和偏振复用干涉仪（PMHI），初步实验在10 mHz~1 Hz频段实现了优于10 pm/Hz1/2 以及20 nrad/Hz1/2的平动转动灵敏度测量。图7 偏振复用双光束激光外差干涉五自由度测量系统星辰宇宙，未来可期 “此曲只应天上有，人间难得几回闻”，如果说引力波是携带着浩瀚宇宙信息的乐曲，那么激光干涉超精密测试技术就是用来“听曲”的最灵敏的传声筒。在空间引力波探测领域，我国的激光外差干涉多自由度超精密测量技术相比于欧美LISA团队仍处于跟跑阶段，但未来有希望实现并跑甚至领跑。而且，空间引力波探测中涉及的外差干涉技术，可以对长度量进行高精度、大量程的超精密测量，可扩展应用于下一代高速、超精密二维或三维运动台的精确定位与运动控制，进而支撑我国超精密加工制造、IC 装备及尖端航空航天科技的发展，对于国民经济和工业建设有着重要的实际意义[5]。全文下载：空间引力波探测中的激光干涉多自由度测量技术.pdf参考文献：[1]Schwarze T S.Phase extraction for laser interferometry in space: phase readout schemes and optical testing[D]. Hannover: Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover, 2018.[2] Luo Z R, Wang Y, Wu Y L, et al. The Taiji program: A concise overview[J]. Progress of Theoretical and Experimental Physics, 2021(5), 05A108.[3] Luo J, Chen L S, Duan H Z, et al. TianQin: a space-borne gravitational wave detector[J]. Classical & Quantum Gravity, 2015, 33(3): 035010.[4]Luo J, Bai Y Z, Cai L, et al. The first round result from the TianQin-1 satellite[J]. Classical and Quantum Gravity, 2020, 37(18): 185013.[5] 谈宜东, 徐欣, 张书练. 激光干涉精密测量与应用.中国激光,2021,48(15) : 1504001.作者简介 谈宜东，清华大学精密仪器系，长聘副教授，博士生导师，副系主任；基金委优秀青年科学基金获得者，英国皇家学会牛顿高级学者，教育部创新团队负责人。中国电子信息行业联合会光电产业委员会副会长、中国仪器仪表学会机械量测试仪器分会常务理事。 主要从事激光技术和精密测量应用等方面的研究工作。作为负责人承担国家自然科学基金，装发和科工局测试仪器领域关键技术攻关项目，科技部重点研发计划课题，军科委基础加强，重大科学仪器专项等项目40余项。在Nature Communications,PhotoniX, Optica, Bioelectronics and Biosensors, IEEE Transactions on Industrial Electronics等期刊发表 SCI 论文 100余篇，授权发明专利36项，在国际会议Keynote/Plenary/Invited报告40余次。先后获日内瓦国际发明展金奖，中国激光杂志社主编推荐奖，中国光学工程学会技术发明一等奖，中国电子学会技术发明一、二等奖多项。课题组介绍 清华大学精密仪器系激光技术与精密测量应用课题组，在激光器件及其物理效应、精密测量应用等方面开展了大量的工作，构成了从基础器件的设计和发明，到物理现象和效应的发现，进而在发现基础上的仪器发明，直至仪器的推广和应用这一较为完整的体系。先后研制了双折射-塞曼双频激光器及其双频激光干涉仪，实现了成果转化，成规模应用于国家02专项以及中芯国际、吉顺芯等公司进口光刻机干涉仪的替换；基于激光回馈原理的无靶镜纳米测量干涉仪，用于国家多个重点型号工程，包括：高分四号、一号以及激光聚变点火等。课题组还开展了远距离激光侦听、激光回馈调频连续波绝对测距、生化检测、pm量级灵敏度的激光干涉超精密测量技术(引力波专项)等研究。

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

德国LAUDA Scientific品牌的LSA100型接触角测量仪成功入驻浙江华海药业股份有限公司。客户章正赞博士主要研究药品片剂和试剂，LSA 100接触角测量仪不仅可以测量片剂材料的润湿性，还能够表征片剂的缓释快慢，进而筛选合适的材料。此外，LSA100还配备了全自动临界胶束浓度测量功能，能够帮助他们更好地研究药品试剂。LSA100光学接触角测量仪配备了静态接触角、动态接触角、表界面张力、表面自由能及临界胶束浓度等测量功能。我司工程师为客户详细讲解了仪器的原理，软硬件的操作。培训时工程师采用客户的样品进行测试，得到了用户想要的效果，获得了好评。

中国科学院城市环境研究所杜可研究员及其硕士生王杨等人开发了一种基于数字摄像技术的新型黑碳气溶胶观测方法(DOM- BC)。黑碳气溶胶是大气中具有强烈光吸收作用的颗粒物，对全球气候变化、灰霾形成、及人体健康具有重要作用，是目前大气环境研究领域倍受关注的热点污染物。 　　该研究发现基于数字摄像技术观测到的颗粒物滤膜不透光度与其黑碳荷载量具有某种特征关系。该方法就是通过对大气气溶胶进行滤膜采样，并对采样滤膜拍照，分析滤膜数字图像得到其颗粒物层的不透光度，然后根据标定特征关系及采样时间和流量估算采样期间大气中黑碳气溶胶的浓度。该方法具有操作简便，运行成本低廉，数据分析快速等优点。具有替代传统的基于热学和光学的黑碳监测仪器的潜力。相关成果发表在大气环境领域权威杂志《Atmospheric Environment》上(DOI: 10.1016/j.atmosenv.2011.09.035)。基于该方法的一项国家发明专利已被受理。 　　图1 数字摄像法观测黑碳气溶胶浓度原理图 　　图2 黑碳荷载量与滤膜不透光度的特征关系：低衰减时线性(A段),高衰减时指数(B段)

近日，3D工业视觉传感器供应商立仪科技获得浩澜资本独家投资的数千万人民币的A轮融资，据悉，本轮融资将主要用于市场拓展、新品研发及补充流动资金。立仪科技成立于2014年，是一家专注于精密光学检测的公司，旗下有光谱共焦传感器等产品。公司的点共焦传感器已经量产，且服务多家头部客户；线共焦产品原型机已打样，正研发商业量产版本。主流的3D工业视觉的技术路线包括线激光、光谱共焦、条纹结构光、TOF、双目等技术路线。光谱共焦传感器是目前市场精度最高且能应用于各种特性的表面和复杂形状测量场景的新型传感器，其市场主要被国外厂商占据，但国产率较低。光谱共焦传感器的原理是通过使用特殊的透镜及光学系统，拉开不同颜色光的焦点分布范围，形成特殊放大色差，使其根据不同的被测物体到透镜的距离，会对应一个精确波长的光聚焦到被测物体上。通过测量反射波的波长，就可以得到被测物体到透镜的精确距离。光谱共焦目前正处于技术迭代周期。激光技术的研发目前已逐渐见顶，而市场对测量传感器的需求越来越广，市场需求正从人工监测向自动化监测产品发展。与传统的激光相比，光谱共焦技术精度较高，且材料适应性更广，稳定性更高。立仪科技创始人兼CEO刘杰波告诉36氪：“我们之前曾做过三维激光扫描研究，过程中意识到激光扫描很难完成一些对高精度扫描有需求的测试任务，便开始向光谱共焦转向。”目前，立仪科技有点共焦位移和线共焦位移两类传感器产品，产品型号超百种。点共焦传感器上，立仪科技在拿到天使轮融资后，于2019年完成点共焦原型产品的量产。至今，公司的点共焦已经迭代到第三代，进入华为、三星、苹果供应链。除在产品设计上有着多项创新外，公司还开发了为国外禁止出口的激光干涉光谱共焦校准仪等专用仪器工装，且工艺经过量产验证，能帮助产品更好生产。在性能上，其传感器可以做到光强提高200%，线性度提高200%，反射干扰降低50%。价格上，产品售价比国外产品低。产品示意图公司2020年开始研发线共焦产品，目前已有原型机，是已能完成三维形状物体的扫描，具有精度高材料适应性好、无盲区、效率高等优点，可广泛应用于半导体、新能源、3C等领域。可应用领域据刘杰波介绍，线共焦传感器进口产品占 99%以上市场，售价昂贵，立仪科技可以做到同时解决漫反射和曲面镜面材质检测的技术，具备性能优势。本轮融资完成后，立仪科技也将集中精力，研发商业化量产版本线共焦产品。未来，公司还将继续研发高光谱+AI传感器和光纤传感器。公司的光谱共焦产品有着7、8年的积累，服务了半导体、新能源与3C、先进制造设备、精密仪器、科研院校等领域，面向京东方、天马等客户都有着数百套的出货量。经过长期打磨，立仪科技对市场需求和行业认知理解深刻。据刘杰波介绍，目前公司在国产品牌中市场占有率排名第一。在营收上，公司2022年预计完成数千万营收，较2021年有两、三倍的增长。在创始团队上，公司创始人兼CEO刘杰波有着十几年的精密光学测量研发经验，曾任数家世界500强公司高管，在光机电软件上融会贯通。公司首席科学家张巍博士曾就职于中科院物理研究院，有着丰富的光谱、激光等研究经验。目前，公司共有60多名员工，在深圳、苏州、成都、长沙都设有办事处，研发占比50%以上。

接触角测量仪是一种用于测量液体在固体表面上接触角的仪器。其原理基于Young方程，该方程描述了液体与固体表面之间的相互作用。当液体与固体表面接触时，液体分子会受到吸引力，固体表面分子会受到斥力。这种相互作用的平衡可以用接触角来描述，即液体与固体表面的接触线的夹角。当接触角越小，说明液体与固体表面之间的相互作用越强。接触角测量仪通过将液体滴在固体表面上，然后测量液滴与固体表面之间的接触角来确定液体与固体表面之间的相互作用力。常见的接触角测量方法包括静态接触角测量和动态接触角测量。静态接触角测量是指液滴在固体表面上静止不动时的接触角测量方法，动态接触角测量是指液滴在固体表面上移动时的接触角测量方法。水滴角是指水滴在固体表面形成的接触角，它通常用于描述液体与固体表面之间的相互作用。水滴角的大小取决于液体和固体表面之间的相互作用力，其中包括液体和固体表面之间的粘附力和液体内部分子之间的相互作用力。当液体和固体表面之间的粘附力大于液体内部分子之间的相互作用力时，液体将展开并形成一个较大的接触角，这被称为亲水性。相反，当液体和固体表面之间的粘附力小于液体内部分子之间的相互作用力时，液体将形成一个较小的接触角，这被称为疏水性。因此，水滴角的大小取决于液体和固体表面之间的相互作用力，这种相互作用力又与固体表面的化学性质、形态和表面能等因素密切相关。

用于纳米级表面形貌测量的光学显微测头李强，任冬梅，兰一兵，李华丰，万宇（航空工业北京长城计量测试技术研究所 计量与校准技术重点实验室，北京 100095）　　摘 要：为了满足纳米级表面形貌样板的高精度非接触测量需求，研制了一种高分辨力光学显微测头。以激光全息单元为光源和信号拾取器件，利用差动光斑尺寸变化探测原理，建立了微位移测量系统，结合光学显微成像系统，形成了高分辨力光学显微测头。将该测头应用于纳米三维测量机，对台阶高度样板和一维线间隔样板进行了测量实验。结果表明：该光学显微测头结合纳米三维测量机可实现纳米级表面形貌样板的可溯源测量，具有扫描速度快、测量分辨力高、结构紧凑和非接触测量等优点，对解决纳米级表面形貌测量难题具有重要实用价值。　　关键词：纳米测量；激光全息单元；位移；光学显微测头；纳米级表面形貌0　引言　　随着超精密加工技术的发展和各种微纳结构的广泛应用，纳米三坐标测量机等精密测量仪器受到了重点关注。国内外一些研究机构研究开发了纳米测量机，并开展微纳结构测量［1-4］。作为一个高精度开放型测量平台，纳米测量机可以兼容各种不同原理的接触式测头和非接触式测头［5-6］。测头作为纳米测量机的核心部件之一，在实现微纳结构几何参数的高精度测量中发挥着重要作用。原子力显微镜等高分辨力测头的出现，使得纳米测量机能够实现复杂微纳结构的高精度测量［7-8］，但由于其测量速度较慢，对测量环境要求很高，不适用于大范围快速测量。而光学测头从原理上可以提高扫描测量速度，同时作为一种非接触式测头，还可以避免损伤样品表面，因此，在微纳米表面形貌测量中有其独特优势。在光学测头研制中，激光聚焦法受到国内外研究者的青睐，德国SIOS公司生产的纳米测量机就包含一种基于光学像散原理的激光聚焦式光学测头，国内也有一些大学和研究机构开展了此方面的研究［9-11］。这些测头主要基于像散和差动光斑尺寸变化检测原理进行离焦检测［12-13］。在CD和DVD播放器系统中常用的激光全息单元已应用于微位移测量［14-15］，其在纳米测量机光学测头的研制中也具有较好的实用价值。针对纳米级表面形貌的测量需求，本文研制了一种基于激光全息单元的高分辨力光学显微测头，应用于自主研制的纳米三维测量机，可实现被测样品的快速瞄准和测量。1　激光全息单元的工作原理　　激光全息单元是由半导体激光器（LD）、全息光学元件（HOE）、光电探测器（PD）和信号处理电路集成的一个元件，最早应用于CD和DVD播放器系统中，用来读取光盘信息并实时检测光盘的焦点误差，其工作原理如图1所示。LD发出激光束，在出射光窗口处有一个透明塑料部件，其内表面为直线条纹光栅，外表面为曲线条纹全息光栅，两组光栅相互交叉，外表面光栅用于产生焦点误差信号。LD发出的激光束在光盘表面反射回来后，经全息光栅产生的±1级衍射光，分别回到两组光电探测器P1~P5和P2~P10上。当光盘上下移动时，左右两组光电探测器上光斑面积变化相反，根据这种现象产生焦点误差信号。这种测量方式称为差动光斑尺寸变化探测，焦点误差信号可以表示为　　根据焦点误差信号，即可判断光盘离焦量。图1　激光全息单元　　根据上述原理，本文设计了高分辨力光学显微测头的激光全息测量系统。2　光学显微测头设计与实现　　光学显微测头由激光全息测量系统和光学显微成像系统两部分组成，前者用于实现被测样品微小位移的测量，后者用于对测量过程进行监测，以实现被测样品表面结构的非接触瞄准与测量。　　2.1　激光全息测量系统设计　　光学显微测头的光学系统如图2所示，其中，激光全息测量系统由激光全息单元、透镜1、分光镜1和显微物镜组成。测量时，由激光全息单元中的半导体激光器发出的光束经过透镜1变为平行光束，该光束被分光镜1反射后，通过显微物镜汇聚在被测件表面。从被测件表面反射回来的光束反向通过显微物镜，一小部分光透过分光镜1用于观察，大部分光被分光镜1反射，通过透镜1，汇聚到激光全息单元上，被全息单元内部集成的光电探测器接收。这样，就将被测样品表面瞄准点的位置信息转换为电信号。在光学显微测头设计中选用的激光全息单元为松下HUL7001，激光波长为790 nm。图2　光学显微测头光学系统示意图　　当被测样品表面位于光学显微测头的聚焦面时，反射光沿原路返回激光全息单元，全息单元内两组光电探测器接收到的光斑尺寸相等，焦点误差信号为零。当样品表面偏离显微物镜聚焦面时，由样品表面反射回来的光束传播路径会发生变化，进入激光全息单元的反射光在两组光电探测器上的分布随之发生变化，引起激光全息单元焦点误差信号的变化。当被测样品在显微物镜焦点以内时，焦点误差信号小于零，而当被测样品在显微物镜焦点以外时，焦点误差信号大于零。因此，利用在聚焦面附近激光全息单元输出电压与样品位移量的单调对应关系，通过测量激光全息单元的输出电压，即可求得样品的位移量。　　2.2　显微物镜参数的选择　　在激光全息测量系统中，显微物镜是一个重要的光学元件，其光学参数直接关系着光学显微测头的分辨力。首先，显微物镜的焦距直接影响测头纵向分辨力，在激光全息单元、透镜1和显微物镜之间的位置关系保持不变的情况下，对于同样的样品位移量，显微物镜的焦距越小，样品上被测点经过显微物镜和透镜1所成像的位移越大，所引起激光全息单元中光电探测器的输出信号变化量也越大，即测量系统纵向分辨力越高。另外，显微物镜的数值孔径对测头的分辨力也有影响，在光波长一定的情况下，显微物镜的数值孔径越大，其景深越小，测头纵向分辨力越高。同时，显微物镜数值孔径越大，激光束会聚的光斑越小，系统横向分辨力也越高。综合考虑测头分辨力和工作距离等因素，在光学显微测头设计中选用大恒光电GCO-2133长工作距物镜，其放大倍数为40，数值孔径为0.6，工作距离为3.33 mm。　　2.3　定焦显微测头的实现　　除激光全息测量系统外，光学显微测头还包括一个光学显微成像系统，该系统由光源、显微物镜、透镜2、透镜3、分光镜1、分光镜2和CCD相机组成。光源将被测样品表面均匀照明，被测样品通过显微物镜、分光镜1、透镜2和分光镜2，成像在CCD相机接收面上。为了避免光源发热对测量系统的影响，采用光纤传输光束将照明光引入显微成像系统。通过CCD相机不仅可以观察到被测样品表面的形貌，而且也可以观察到来自激光全息单元的光束在样品表面的聚焦情况。　　根据图2所示原理，通过光学元件选购、机械加工和信号放大电路设计，制作了光学显微测头，如图3所示。从结构上看，该测头具有体积小、集成度高的优点。将该测头安装在纳米测量机上，编制相应的测量软件，可用于被测样品的快速瞄准和高分辨力非接触测量。图3　光学显微测头结构3　测量实验与结果分析　　为了检验光学显微测头的功能，将该测头安装在纳米三维测量机上，使显微物镜的光轴沿测量机的Z轴方向，对其输出信号的电压与被测样品的离焦量之间的关系进行了标定，并用其对台阶高度样板和一维线间隔样板进行了测量［16］。所用纳米三维测量机在25 mm×25 mm×5 mm的测量范围内，空间分辨力可达0.1 nm。实验在（20±0.5）℃的控温实验室环境下进行。　　3.1　测头输出电压与位移关系的建立　　为了获得光学显微测头的输出电压与被测表面位移（离焦量）的关系，将被测样板放置在纳米三维测量机的工作台上，用精密位移台带动被测样板沿测量光轴方向移动，通过纳米测量机采集位移数据，同时记录测头输出电压信号。图4所示为被测样板在测头聚焦面附近由远及近朝测头方向移动时测头输出电压与样品位移的关系。图4　测头电压与位移的关系　　由图4可以看出，光学显微测头的输出电压与被测样品位移的关系呈S形曲线，与第1节中所述的通过差动光斑尺寸变化测量离焦量的原理相吻合。当被测样板远离光学显微测头的聚焦面时，电压信号近似常数。当被测样板接近测头的聚焦面时，电压开始增大，到达最大值后逐渐减小；当样板经过测头聚焦面时，电压经过初始电压值，可认为是测量的零点；当样品继续移动离开聚焦面时，电压继续减小，到达最小值时，电压又逐渐增大，回到稳定值。在电压的峰谷值之间，曲线上有一段线性较好的区域，在测量中选择这段区域作为测头的工作区，对这段曲线进行拟合，可以得到测头电压与样板位移的关系。在图4中所示的3 μm工作区内，电压与位移的关系为　　式中：U为激光全息单元输出电压；∆d为偏离聚焦面的距离。　　3.2　台阶高度测量试验　　在对光学显微测头的电压-位移关系进行标定后，用安装光学显微测头的纳米三维测量机对台阶高度样板进行了测量。　　在测量过程中，将一块硅基SHS-1 μm台阶高度样板放置在纳米三维测量机的工作台上，首先调整样板位置，通过CCD图像观察样板，使被测台阶的边缘垂直于工作台的X轴移动方向，样板表面位于光学显微测头的聚焦面，此时测量光束汇聚在被测样板表面，如图5所示。然后，用工作台带动样板沿X方向移动，使测量光束扫过样板上的台阶，同时记录光学显微测头的输出信号。最后，对测量数据进行处理，计算台阶高度。图5　被测样板表面图像　　台阶高度样板的测量结果如图6所示，根据检定规程［17］对测量结果进行处理，得到被测样板的台阶高度为1.005 μm。与此样板的校准结果1.012 μm相比，测量结果符合性较好，其微小偏差反映了由测量时温度变化、干涉仪非线性和样板不均匀等因素引入的测量误差。图6　台阶样板测量结果　　3.3　一维线间隔测量试验　　在测量一维线间隔样板的过程中，将一块硅基LPS-2 μm一维线间隔样板放置在纳米测量机的工作台上，使测量线沿X轴方向，样板表面位于光学显微测头的聚焦面。然后，用工作台带动样板沿X方向移动，使测量光束扫过线间隔样板上的刻线，同时记录纳米测量机的位移测量结果和光学显微测头的输出信号。最后，对测量数据进行处理，测量结果如图7所示。　　根据检定规程［17］对一维线间隔测量结果进行处理，得到被测样板的刻线间距为2.004 μm，与此样板的校准结果2.002 μm相比，一致性较好。　　3.4　分析与讨论　　由光学显微测头输出电压与被测表面位移关系标定实验的结果可以看出：利用在测头聚焦面附近测头输出电压与样品位移量的单调对应关系，通过测量测头的输出电压变化，即可求得样品的位移量。在图4所示曲线中，取电压-位移曲线上测头聚焦面附近的3 μm位移范围作为工作区，对应的电压变化范围约为0.628 V。根据对电压测量分辨力和噪声影响的分析，在有效量程内测头的分辨力可以达到纳米量级。　　台阶高度样板和一维线间隔样板测量实验的结果表明：光学显微测头可以应用于纳米三维测量机，实现微纳米表面形貌样板的快速定位和微小位移测量。通过用纳米测量机的激光干涉仪对光学显微测头的位移进行校准，可将测头的位移测量结果溯源到稳频激光的波长。实验过程也证明：光学显微测头具有扫描速度快、测量分辨力高和抗干扰能力强等优点，适用于纳米表面形貌的非接触测量。4　结论　　本文介绍了一种用于纳米级表面形貌测量的高分辨力光学显微测头。在测头设计中，采用激光全息单元作为位移测量系统的主要元件，根据差动光斑尺寸变化原理实现微位移测量，结合光学显微系统，形成了结构紧凑、集测量和观察功能于一体的高分辨力光学显微测头。将该测头安装在纳米三维测量机上，对台阶高度样板和一维线间隔样板进行了测量实验，结果表明：该光学显微测头可实现预期的测量功能，位移测量分辨力可达到纳米量级。下一步将通过多种微纳米样板测量实验，进一步考察和完善测头的结构和性能，使其更好地适合纳米三维测量机，应用于微纳结构几何参数的非接触测量。作者简介李强，（1976-），男，高级工程 师，主要从事纳米测量技术研究，在微纳米表面形貌参数测量与校准、微纳尺度材料力学特征参数测量与校准、复杂微结构测量与评价等领域具有丰富经验。

Theta QC 光学接触角仪 上市时间：2012年2月14日 亮点:Theta QC 是一款设计精巧紧致的便携式光学接触角测试仪，可用于精确测试润湿，吸附，均一性，表面自由能，铺展性，吸收，清洁度，印刷适性等，可广泛应用于包装，涂料，印刷和材料工程等行业，用于快速在线检测和生产过程中的质量控制。 与同类仪器相比，Theta QC的主要特点： 1. 轻巧，灵活便携，适用于在线检测 2. 真正的无线测试：自带电池可连续工作8小时，测试数据可无线传输至远程电脑 3. 内置存储，可存200个数据点 4. 使用方便，软件界面友好 Theta 系列光学接触角仪，3种型号：Theta,Theta Lite,Theta QC

一、项目一（一）项目基本情况 项目编号：GXZC2024-G1-004948-KWZB 项目名称：化生学院一流学科固体化学研究领域仪器设备采购 预算总金额（元）：8550000 采购需求：标项名称:化生学院一流学科固体化学研究领域仪器设备数量:1预算金额（元）:8550000简要规格描述或项目基本概况介绍、用途：详见招标文件最高限价（如有）：8550000合同履约期限：自签订合同之日起360 个工作日内到货并全部安装调试合格完毕。具体详见招标文件。本标项（否）接受联合体投标备注：（二）获取招标文件 时间：2024年08月09日至2024年08月16日 ，每天上午00:00至11:59 ，下午12:00至23:59（北京时间，法定节假日除外） 地点（网址）：广西政府采购云平台线上获取 方式：网上下载。供应商应自行登陆广西政府采购云平台https://www.gcy.zfcg.gxzf.gov.cn/下载招标文件（进入“项目采购”应用，在获取采购文件菜单中选择项目，申请获取采购文件）。 售价（元）：0 （三）对本次采购提出询问，请按以下方式联系 1.采购人信息 名 称：桂林理工大学 地 址：桂林市七星区建干 路12号 项目联系人：倪老师 项目联系方式：0773-5895090 2.采购代理机构信息 名 称：广西科文招标有限公司 地 址：桂林市七星区穿山东路41号彰泰&bull 天街V+国际中心1#楼八层802号 项目联系人：刘巧云 项目联系方式：0773-2860696 二、项目二（一）项目基本情况 项目编号：ZJCT-Z20240099 项目名称：衢州市疾病预防控制中心超高效液相线性离子复合质谱联用仪项目 预算金额（元）：4100000 最高限价（元）：4100000 采购需求： 标项名称: 衢州市疾病预防控制中心超高效液相线性离子阱复合质谱联用仪采购项目 数量: 不限 预算金额（元）: 4100000 简要规格描述或项目基本概况介绍、用途：/备注： 合同履约期限：标项 1，合同签订后，75个工作日内，且必须在2024年10月30日前完成供货安装及调试。 本项目（否）接受联合体投标。（二）获取招标文件 时间：/至2024年08月29日 ，每天上午00:00至12:00 ，下午12:00至23:59（北京时间，线上获取法定节假日均可，线下获取文件法定节假日除外） 地点（网址）：政采云平台线上获取 方式：供应商登录政采云平台https://www.zcygov.cn/在线申请获取采购文件（进入“项目采购”应用，在获取采购文件菜单中选择项目，申请获取采购文件） 售价（元）：0 （三）对本次采购提出询问、质疑、投诉，请按以下方式联系 1.采购人信息 名 称：衢州市疾病预防控制中心 地 址： 浙江省衢州市柯城区武夷山大道衢州市公共卫生服务中心2号楼4-5楼 传 真： 项目联系人（询问）：翁女士 项目联系方式（询问）：0570-3052636 质疑联系人：王女士 质疑联系方式：0570-3031939 2.采购代理机构信息 名 称：浙江省成套工程有限公司 地 址：衢州市柯城区花园中大道91号鑫港大厦709室 传 真： 项目联系人（询问）：吴世胜 项目联系方式（询问）：0570-8757587 质疑联系人：毛文娟 质疑联系方式：0570-8757585 　　　　　　 3. 同级政府采购监督管理部门 名 称：衢州市财政局 地 址：衢州市三江东路28号 传 真：0570-8757615 联 系 人：黄女士 监督投诉电话：0570-3027726

引言由于构成胶体的单糖或者氨基酸种类、各单元之间的排列方式、胶体聚合度、单糖或氨基酸的取代基团等各不相同，且不同胶体的溶解性、黏度、各种理化条件下的耐热性、形成胶冻的能力、对不同物质的兼容性等都存在着不同程度的差异。通过深入研究胶体结构和性质之间的关系，从而获得种类丰富、味道香美的各色食品。本次网络研讨会将介绍Formulaction Turbiscan系列对于固-液胶体分散系的稳定性及其光学分析的应用案例，帮助用户更好地了解在不同工艺和配方的条件下样品稳定及失稳机理。同时，也将为大家详细分享如何使用Turbiscan稳定性分析仪来提高在食品行业的研究，同时简化质量控制流程。讲座主题固-液胶体分散系的稳定性及其光学分析 胶体分散系的定义 固-液胶体分散系稳定及失稳机理 多重光散射的原理及应用案例主讲人王 鹏教授，博士生导师南京农业大学国家肉品质量安全控制工程技术研究中心团队成员，美国田纳西大学访问学者。长期从事食品分子组装及活性物质递送、食品物性形成与感知研究。在《Food Hydrocolloids》、《Food Chemistry》、《Langmuir》 等杂志发表SCI及EI文章65篇，授权专利12项，共同主编十三五规划教材《食品胶体学》。近5年主持胶体与界面相关的国家自然科学基金面上项目3项，“十四五”农村领域国家科技计划子课题1项。目前任中文核心期刊《肉类研究》编委，中国肉类协会禽（蛋）业分会专家委员会专家委员及科技标准化技术委员会委员、全国畜禽屠宰质量标准创新中心专家委员、中国老年学和老年医学学会营养食品分会委员、《Food Hydrocolloids》等10余本SCI期刊客座编辑或审稿人。扫码参加本次网络研讨会注：本次研讨会将通过腾讯课堂演讲，届时可通过微信小程序或移动/PC客户端在线观看。报名成功后请保存课堂链接，会议前10分钟可提前通过链接进入课堂！欢迎感兴趣的各位踊跃报名！联系热线：400-821-0778邮箱：ins.cn@dksh.comTURBISCAN系列稳定性分析仪（多重光散射仪）通过多重光散射的原理，具有同步双检测器，可以在无损的条件下快速分析样品的稳定性程度及其不稳定的机理。- 从工艺和配方角度分析样品的不稳定原因；- 辅助工艺确认以及配方的确定；- 分析运输环境以及存储条件对样品的稳定性的影响以及一致性评价和过程控制分析。

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。

注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪的原理与应用在现代医疗与制药行业中，注射剂瓶作为药物传输的关键容器，其密封性与安全性直接关系到患者的健康与生命安全。而注射剂瓶的胶塞，作为连接瓶体与外部世界的“门户”，不仅需具备良好的密封性能，还需在药物输送过程中承受各种穿刺操作而不失效，确保药物的无菌、无污染传递。因此，使用三泉中石的注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪CCY-02对其进行穿刺力测试，成为了保障药品质量与患者安全不可或缺的一环。注射剂瓶胶塞的使用用途与重要性注射剂瓶胶塞，作为药品包装系统的重要组成部分，其主要功能在于提供可靠的密封屏障，防止药品在储存和运输过程中受到外界污染，同时确保在药物使用过程中（如注射给药）能够顺利穿刺而不泄漏。其材质多为橡胶或热塑性弹性体，需具备良好的弹性、耐化学性、生物相容性及适当的硬度，以适应不同药物的存储需求和穿刺操作。穿刺力测试的必要性与意义随着医疗技术的不断进步和药品包装的多样化发展，对注射剂瓶胶塞的性能要求也日益严格。穿刺力测试作为评估胶塞质量的重要手段之一，旨在模拟实际使用过程中穿刺针或输液针等医疗器械对胶塞的穿刺行为，通过量化分析穿刺过程中的力值变化与位移变化，评估胶塞的耐穿刺性能、密封保持能力及可能的破损风险。这对于确保药品在传输过程中的完整性和无菌性至关重要，直接关系到患者的用药安全与治疗效果。注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪的测试原理与技术应用济南三泉中石的注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪CCY-02采用力学测试技术，将试样装夹在测试仪器的两个夹头之间，通过精密控制的相对运动，使标准要求的穿刺针以恒定速度或预设条件刺入试样。在此过程中，仪器实时记录并显示穿刺力（即刺破试样所需的最大力）和拔出力（即将穿刺针从试样中拔出时所需的力）等关键参数。这些数据不仅反映了胶塞的物理强度特性，还能揭示其潜在的密封失效风险，为产品设计与质量控制提供科学依据。注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪的广泛应用领域由于穿刺力测试技术的广泛适用性和重要性，其应用范围已远远超出了注射剂瓶胶塞本身，涵盖了各种薄膜、复合膜、电池隔膜、人造皮肤、药品包装用胶塞、组合盖、口服液盖以及各类医疗穿刺器械（如注射针、穿刺针、输液针、采血针等）的穿刺力强度试验。这些测试在质检中心、药检中心、包装厂、药厂、医疗器械厂等单位得到了广泛应用，成为保障产品质量、提升生产效率、降低安全风险的重要工具。总之，三泉中石的注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪CCY-02作为现代医疗与制药领域的一项重要检测设备，通过科学、精准的测试手段，为药品包装与医疗器械的安全性与有效性提供了坚实保障。

工作原理仪器使用 220V、100W，色温为 2750±50K 的内磨砂乳壳灯泡为标准光源。光源光经由乳白色玻璃片和日光滤色 33 玻璃片滤色后，所得到的标准光的光谱特性类似于自然光。标准光经由平面反射镜，棱镜组成二条平行光束，其大小形状完全相同，分别均匀地照射在标准色盘的颜色玻璃片上和比色管的试样上。标准色盘上有 26个 Ø14光孔，其中 25顺序装有(1～25)色号的标准颜色玻璃片，第 26孔为空白，色盘安装在仪器右侧由手轮转动。试验时用于选择正确的标准颜色。比色管为内径 Ø32毫米，高（120～130）mm的无色平底玻璃管。比色管由仪器顶部的小盖位置放入。观察目镜由凹镜和分隔栅组成，在目镜中可同时看到二个半圆色，其左边的为试样颜色。其右边的为标准色颜色，光学目镜具有光线调节和调焦能力，使用方便。仪器的维护1，光学目镜系统，已经调焦和光线调节正确，使用时不宜多动，如需调整需专业人士调整，或返修厂家。2，标准颜色玻璃片每隔半年，须用 SH/T0168规定的标定比色液作校验一次如发现色片颜色与相当色号的比色液颜色相差达一个色号时，应更换新的色盘或送请制造厂重新标定。3，请勿随意拆卸目镜。4，目镜表面附着脏物，影响观察，客户只能做简单处理，将目镜从仪器上取下，倒放在干净的平台上，用洁净的洗耳球，轻吹目镜表面，如问题未解决，必须返厂处理，或请专业人员进行清理。相关仪器ENDBT-0168石油产品色度测定仪符合SH/T0168-92标准,可与GB6540的16个色号相对应，适用于测定润滑油及其他石油产品的颜色。测定时将欲测定的石油产品试样注入比色管内，然后与标准色片相比较就可以确定其色度色号。仪器特点1、仪器由标准色盘、观察光学镜头、光源、比色管组成2、采用磨砂乳壳灯泡为发光源3、光源经滤色后能分别均匀照射在标准色盘的颜色玻璃片和比色管4、光学目镜具有光线调节和调焦能力，使用方便技术参数比色管内径：Φ32mm 高:120～130mm环境温度：5℃～40℃相对湿度：≤85%电源电压：交流220V±10% 50Hz±10%功率消耗：

光学滞留力测量仪LSA100RF 是德国Lauda Scientific公司推出的世界上第一台光学滞留力测量的商品机，是传统视频光学接触角测量仪的更新换代产品，属于第二代视频光学接触角测量仪。该机器不仅涵盖第一代视频光学接触角测量仪的所有测量功能，而且具有独特的滞留力测量功能，是表面分析仪器领域中的一个开拓性创新!LSA100RF光学滞留力测量仪的测量方法LSA100RF光学滞留力测量仪在常规接触角测量仪上引入了离心力旋转台和视频同步触发技术。在快速旋转状态下置于材料表面上的液滴，在离心力的驱动下产生侧向滑动的趋势，迫使液滴形状发生变化。当离心驱动力达到最大滞留力数值的时候，液滴沿材料表面发生横向水平滑动。在这一动态过程中，仪器利用视频同步触发技术能够准确的抓拍到液滴形状和位置变化的一组照片并记录相对应的滞留力数据，通过软件自动处理得到滞留力数据以及前进接触角和后退接触角的变化曲线和最大值。滞留力能够直接反映液体和固体之间界面上的相互作用力。LSA100RF光学滞留力测量仪利用滞留力和动态接触角同时测量功能，可以进一步分析滑动过程中滞留力和液滴形状变化等因素之间的相互关系。LSA100RF光学滞留力测量仪的推出为材料润湿性的研究提供了一种有力的工具。LSA100RF在动态、多功能测量方面展示出了巨大的潜力，它能够同时使用几何参数和物理参数表征液体和固体材料之间界面上的相互作用，必将在特殊功能材料、液体的传送和过滤过程、表面的自清洁和易清洗等众多领域发挥出关键作用。LSA100RF光学滞留力测量仪的技术参数：新冠病毒疫情期间，LSA100RF 将特价销售，并确保3周的到货期！ 感兴趣的客户请速与我们联系，我们开通了网上和微信购买业务，您的购买将更简单方便！ 等待您的联系！东方德菲联系电话： 400-860-5168转0629

浊度是表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中含有泥土、粉尘、微细有机物、浮游动物和其他微生物等悬浮物和胶体物都可使水中呈现浊度。浊度仪采用90°散射光原理。由光源发出的平行光束通过溶液时，一部分被吸收和散射，另一部分透过溶液。与入射光成90°方向的散射光强度复合雷莱公式：IS = ×I0其中：I0---------------入射光强度；IS----------散射光强度；N-------单位溶液微粒数；V-----------微粒体积；-------入射光波长 ；K-----------系数；在入射光很定条件下，在一定浊度范围内，散射光强度与溶液的浑浊度成正比。上式可 表示为 =K’N (K’为常数) 根据这一公式，可以通过测量水样中微粒的散射光强度来测量水样的浊度。浊度仪分为便携式，台式和在线浊度仪。台式一般用于实验室检测浊度；便携式和在线浊度仪一般用于现场检测。便携式用于不连续的检测，在线浊度仪用于连续，现场浊度监测。它可以实时，连续监测浊度，一般用于自来水厂，污水厂，渠道，水利设施，防洪监测，水池等处。

6月23日，上交所正式受理了南京茂莱光学科技股份有限公司（简称：茂莱光学）科创板上市申请。茂莱光学作为精密光学综合解决方案提供商，专注于精密光学器件、光学镜头和光学系统的研发、设计、制造及销售，服务于半导体（包括光刻机及半导体检测装备）、生命科学（包括基因测序及口腔扫描等）、航空航天、无人驾驶、生物识别、AR/VR 检测等应用领域。三大业务稳步增长目前，茂莱光学主要产品覆盖深紫外 DUV、可见光到远红外全谱段，主要包括精密光学器件、光学镜头和光学系统三大类。2019-2021年，茂莱光学实现主营业务分别实现收入 22,189.64 万元、24,616.72 万元和 33,141.07 万元，2020 年度和2021 年度同比分别增长 10.94%和 34.63%。分产品来看，报告期各期，光学器件是报告期内茂莱光学主要的收入来源，光学器件分别实现收入13,277.28 万元、13,567.68 万元和 18,878.17 万元，占营业收入的比例分别为 59.84%、55.10%和 56.95%。茂莱光学称，2021 年，公司光学器件收入较 2020 年增加 5,310.49 万元，同比增长 39.14%。主要系平片收入增加 3,721.09 万元，随着疫情逐步缓解，海外牙科市场被抑制的需求逐渐放量，客户 ALIGN 和 Meopta 对应用于 3D 牙科扫描系统的平片需求量大幅增加，公司对上述客户的平片收入分别同比增加 2,242.39 万元和 760.62 万元，较上年增长154.39%和 242.16%。此外，棱镜收入同比增长 38.31%，主要系客户 ALIGN 对光线折返异形棱镜的需求量增加，向该客户销售的棱镜金额同比增加 807.56 万元；透镜收入同比增长 12.35%，主要系 2021 年全球半导体行业景气度回升，应用于半导体检测领域的康宁集团对应用于半导体检测设备的透镜产品需求量大幅增加。报告期各期，光学镜头分别实现 5,523.54 万元、5,390.59 万元和 6,799.58 万元的收入，占营业收入的比例分别为 24.89%、21.89%和 20.51%。其称，2020 年度，公司光学镜头收入下滑主要原因为航天监测相机镜头及星敏相机镜头收入受客户需求影响大幅下降。而2021年营收增长主要系显微物镜系列收入大幅度提升，受近年来半导体行业呈快速增长趋势的影响，对半导体检测领域的客户 Camtek 收入较去年增加 1,317.71万元，对其销售的一款新品 10 倍显微物镜进入批量交付阶段，且该客户对 5 倍显微物镜等其他多款显微物镜的需求量亦增长较快。另外，报告期各期，其光学系统分别实现 3,102.93 万元、5,287.06 万元和 6,632.52 万元的收入，占营业收入的比例分别为 13.98%、21.47%和 20.01%。茂莱光学表示，2020 年度，公司光学系统业务收入增长主要原因系 AR/VR 检测等下游领域保持市场增长，客户 Facebook 和 Microsoft 积极布局，产品需求相应增加，该产品逐渐得到产业化应用；同时，生物识别光学模组收入增加 480.95 万元，主要系十指扫描仪模组、护照扫描仪模组等高单价的产品收入增加。而2021 年度该业务收入增长主要系随着半导体行业进入快速成长期，下游半导体检测设备需求放量，公司对 KLA 和 Camtek 的此类产品交付量随之增长较快。募资4亿元投建高端精密光学产品等项目招股书显示，茂莱光学此次IPO拟募资4亿元，投建于高端精密光学产品生产项目、高端精密光学产品研发项目以及补充流动资金。其中，高端精密光学产品生产项目计划在江苏省南京市江宁区汤佳路以北、金鑫东路以西地块实施，通过新建 1 栋厂房、1 栋综合楼以及其他附属配套设施，并引进一系列先进生产设备、检测设备及其他辅助设备，实现对光学器件、光学镜头及光学系统等一系列光学产品的产能扩充。而高端精密光学产品研发项目址位于江苏省南京市江宁开发区金鑫东路以西、汤佳路以北，公司计划利用新建的综合楼 B 部分面积，装修改造半导体光刻及半导体测量设备开发实验室、消费类电子商品量产线测量设备开发实验室、300mm 口径及以上大口径激光干涉仪开发实验室、基于新一代光学技术的医疗仪器开发实验室，并配备一系列先进研发和检测设备，同时引进一批高级技术人才，进一步完善和提升公司的技术研发实力。该项目完成后，将形成一系列高标准实验室，并在此基础上重点针对光学主动定心测量系统的原理及实现方式、大数值孔径物镜测量技术的原理及实现方式、200~300mm 大口径干涉仪、300mm 口径干涉仪球面标准镜、镜头像质检测的原理研究与自动化检测设备开发、双频激光测长原理研究与产品开发、点衍射干涉仪原理研究与产品开发、自动对焦的原理研究与设备开发等 30 项技术课题进行研发和改进。茂莱光学认为，公司本次募投项目“高端精密光学产品研发项目”，将建成达到行业先进水平和标准的实验室，进行高端精密光学产品和技术的研发，有助于公司打破国外技术垄断，进一步提高光学加工技术水平，以助力我国半导体（包括光刻机及半导体检测装备）、生命科学（包括基因测序及口腔扫描等）、航空航天等高科技应用领域国产化。对于公司发展战略，茂莱光学表示，公司将始终专注于精密光学器件、光学镜头和光学系统的设计、研发、制造及销售，通过持续不断的技术研发创新，本土及国际市场的开拓，精益运营管理创新和国际化人才团队建设，进一步提高光学器件、光学镜头及光学系统设计、研发、制造及服务水平，为科技应用领域客户提供高精度、高复杂度、高附加值的核心光学器件及解决方案，促进生命科学领域（如基因测序及口腔扫描等）的跨越发展，赋能光刻机及半导体装备升级换代，为航空航天、无人驾驶、生物识别及 AR/VR 检测等领域提供强有力的光学技术支撑。进一步打造公司核心竞争能力和竞争优势，提升公司品牌及国际化形象，保持精密光学行业地位和公司的可持续发展，实现客户价值、员工成长和科技进步的公司使命，实现成为高端光学科技创新应用企业的愿景。

2021年，《高分子学报》邀请了国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写从基本原理出发的高分子现代表征方法综述并上线了虚拟专辑。仪器信息网在获《高分子学报》副主编胡文兵老师授权后，也将上线同名专题并转载专题文章，帮助广大研究生和年轻学者了解、学习并提升高分子表征技术。在此，向胡文兵老师和组织及参与撰写的各位专家学者表示感谢。更多专题内容详见：高分子表征技术专题高分子表征技术专题前言孔子曰：“工欲善其事，必先利其器”。 我们要做好高分子的科学研究工作，掌握基本的表征方法必不可少。每一位学者在自己的学术成长历程中，都或多或少地有幸获得过学术界前辈在实验表征方法方面的宝贵指导！随着科学技术的高速发展，传统的高分子实验表征方法及其应用也取得了长足的进步。目前，中国的高分子学术论文数已经位居世界领先地位，但国内关于高分子现代表征方法方面的系统知识介绍较为缺乏。为此，《高分子学报》主编张希教授委托副主编王笃金研究员和胡文兵教授，组织系列从基本原理出发的高分子现代表征方法综述，邀请国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写。每篇综述涵盖基本原理、实验技巧和典型应用三个方面，旨在给广大研究生和年轻学者提供做好高分子表征工作所必须掌握的基础知识训练。我们的邀请获得了本领域专家学者的热情反馈和大力支持，借此机会特表感谢！从2021年第3期开始，以上文章将陆续在《高分子学报》发表，并在网站上发布虚拟专辑，以方便大家浏览阅读. 期待这一系列的现代表征方法综述能成为高分子科学知识大厦的奠基石，支撑年轻高分子学者的茁壮成长！也期待未来有更多的学术界同行一起加入到这一工作中来.高分子表征技术的发展推动了我国高分子学科的持续进步，为提升我国高分子研究的国际地位作出了贡献. 借此虚拟专辑出版之际，让我们表达对高分子物理和表征学界的老一辈科学家的崇高敬意！基于原子力显微镜的单分子力谱技术在高分子表征中的应用Application of Atomic Force Microscopy (AFM)-based Single-molecule Force Spectroscopy (SMFS) in Polymer Characterization作者：张薇，侯矍，李楠，张文科作者机构：吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室,长春,130012作者简介：张文科，男，1973年生. 分别于1997、2002年在吉林大学化学系(学院)获得学士、博士学位，导师为张希教授；2001~2002年于德国慕尼黑大学(LMU)博士联合培养，导师为Hermann E. Gaub教授；2003~2007年于英国诺丁汉大学从事博士后研究. 2007年6月至今，吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室教授. 2011年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”；2015年获得国家杰出青年基金资助. 以原子力显微镜及磁镊等技术，从单个分子水平开展超分子作用力及大分子组装结构与组装过程研究，主要研究方向包括：单分子力谱与超分子组装、高分子结晶及力致熔融、核酸-蛋白相互作用、聚合物力化学等.摘要基于原子力显微镜(atomic force microscopy, AFM)的单分子力谱技术以其操作简便、适用面广等优势，成为了单分子领域应用最为广泛的技术之一. 本文阐述了该技术的基础原理与实验技巧，包括仪器构造、工作原理、探针与基底的选择、样品固定、实验操作、单分子信号的获得以及数据处理. 介绍了基于AFM的单分子力谱技术在合成高分子及生物大分子表征中的典型应用及前沿进展. AFM单分子力谱技术将有助于建立合成高分子的链结构、链组成与单链弹性以及链间相互作用与其宏观力学性能间的关联，帮助理解生物大分子的结构、相互作用与其生物功能之间的联系.AbstractAtomic force microscopy (AFM)-based single-molecule force spectroscopy (SMFS) has been used widely in the investigation of molecular forces because of its friendly user interface (e.g., easy to operate and canwork in liquid, air and high vacuum phase) and worldwide commercialization. This review is aimed to introduce the principle and protocol of AFM-based SMFS including the setup, the working principle, typicalcurves, the choice of AFM tip and substrate, immobilization of samples, manipulation of the device, empirical criteria for single-molecule stretching and data analysis. Recent progresses on the application of AFM-based SMFS in the characterization of synthetic polymers and biopolymers were reviewed. For synthetic polymers, the effects of primary chemical compositions, side groups, tacticity and solvents on the single chain elasticities were discussed. The applications of AFM-SMFS in disclosing the structure of unknown molecule, polymer-interface interactions and polymer interactions in polymer assemblies (e.g., polymer single crystal) were introduced. In addition, the nature of mechanochemical reactions and characterization of supramolecular polymers were realizedvia this technic. For biopolymers, the effects of base-pair number, the force-loading mode (unzipping or shearing) on the stability of short double-stranded DNA (dsDNA) were reviewed. According to this knowledge, the single-molecule cut-and-paste based DNA assembly was then discussed. The typical force fingerprints of long dsDNA, proteins and polysaccharides as well as the force-fingerprint-based investigation of molecular interactions were illustrated. Finally, the application of AFM-SMFS in revealing the intermolecular interactions and the mechanism of virus disassembly as well as the antivirus mechanism of tannin in tobacco mosaic virus were reviewed.Therefore, AFM-based SMFS is essential for revealing the relationship between the conformation/composition of polymer chains and micro/macro-mechanical properties of polymer materials as well as correlating the molecular structure/interaction of biopolymers with their biofunctions. 关键词AFM单分子力谱  合成高分子  生物大分子KeywordsAtomic force microscopy-based single-molecule force spectroscopy  Synthetic polymers  Biopolymers 合成高分子材料自诞生以来，迅速地以其优良的物理、化学及力学性能等在军事、航空航天、医疗及其他民用领域得到了广泛应用. 其力学性能是最基本、最重要的性质之一，同时受到高分子的单链弹性及链间相互作用的影响[1,2]. 因此，建立高分子链一级结构、单链弹性及链间相互作用与材料宏观力学性能间的联系, 对高分子材料的理性设计至关重要. 然而，传统的材料学研究方法，如宏观拉伸实验、X射线晶体衍射、固体核磁及拉曼等技术无论从样品制备到检测均涉及大量分子，体现平均效应，表征宏观力学性能，无法获得单个链或键的性质及行为的相关信息. 此外，传统研究方法也无法连续、动态及精确地体现出单个事件的不同步骤(例如高分子在不良溶剂中的塌缩行为)，导致很多重要信息无法获取. 因此，可在纳米尺度精确操纵与测量的单分子技术，例如基于AFM的单分子力谱，被广泛应用于单个分子的结构、功能及其动态行为的研究中[1~5]. 利用该技术，人们获得了溶剂、取代基以及立构规整度等因素对高分子单链弹性的影响，验证并改进了一些经典高分子理论模型[1,6~9]. 该技术还可以研究高分子的构象变化及其在界面的吸附行为，揭示外力诱导下高分子链中化学键类型的变化规律(力化学)[1,10~12]. 同时，该技术还被用于凝聚态(晶体、层层组装薄膜等)中高分子间相互作用的相关研究[13,14].生物大分子(核酸、蛋白质及多糖等)结构与功能的研究对于认识复杂生命过程的本质，了解疾病的发生发展机制以及开发新型药物与生物医用材料至关重要. 因此，AFM单分子力谱技术也被广泛用来研究生物大分子，例如DNA的解链及动态结构变化、蛋白质的折叠与解折叠、生物大分子间的相互作用(病毒的遗传物质与蛋白质外壳的相互作用)等[9,15~20]. 相关研究深化了人们对这些生物分子所参与的生命过程的认识，并为其功能调控奠定了坚实基础.本文将重点评述AFM单分子力谱技术的基础原理、实验技巧以及该技术在合成高分子及天然高分子领域的典型应用及前沿进展.1单分子力谱的基础原理1.1几种典型的单分子力谱技术迄今为止，诞生了许多单分子操纵技术，例如生物膜力学探测技术、玻璃纤维技术、光学镊子(光镊)、磁性珠技术(磁镊)以及AFM单分子力谱技术[9,21~25]. 后3种技术的应用较为广泛. 光镊利用聚焦激光束产生辐射压力形成的光学陷阱来捕获修饰有样品分子的小球，通过移动激光光束控制小球的移动，实现对样品分子的三维操纵，其时间分辨力能够达到10-4 s，被广泛应用于蛋白质折叠及解折叠等研究. 但光镊系统构造复杂，对环境要求极高，有效样品捕获率低以及激光束容易对样品造成光和热损伤等不足亟待解决. 磁镊技术将样品固定在基底与超顺磁性小球之间，利用外加磁场控制磁球，操纵样品分子，例如旋转等 [22]. 因此，磁镊被广泛用于DNA缠绕及解缠绕等研究中. 该技术可以检测低至10-3 pN的力值，也被应用于一些极微小力的测量. 该技术还能同时对多个磁球进行操纵，实现高通量测试. 由于需要通过成像观测磁珠，因而相机的拍摄速度决定了磁镊的时间分辨率，通常在10 -2 s以上. 在众多的单分子力谱技术中，AFM单分子力谱技术的应用最广，理论发展更为成熟 [1~5,9,26,27]. 该技术将样品分子固定在AFM探针与基底之间，通过控制AFM探针的位移来操纵样品分子. 该技术具有较高的时间和空间分辨率，较宽的力学测量范围，可以在真空、水相以及有机相等多种环境下工作，因此被广泛地应用于合成与天然高分子等众多体系中的分子内及分子间相互作用的研究. 综上所述，光镊及磁镊的力学精度稍高，适用于由弱相互作用及熵弹性所控制的力学性质的研究；AFM单分子力谱更适合较强相互作用或者由焓控制的弹性性质的研究. 为了更全面地认识聚合物的结构与力学性质，可以将上述3种单分子力谱技术联合使用.1.2AFM单分子力谱1.2.1仪器构造基于AFM的单分子力谱是AFM的工作模式之一. 因此，其基本构造与AFM相同，主要由位置控制系统(压电陶瓷管)、力学传感系统(AFM探针的微悬臂及其顶端针尖)以及光学检测系统(激光二极管、棱镜、反射镜与四象限光电检测器)三部分组成(图1)[9,21,28,29]. 对压电陶瓷管两端施加电压，可以控制其驱动样品台或AFM探针进行亚纳米精度的位移.z方向的移动用于调整探针与样品间的距离；x，y方向的移动用以调整探针在样品表面的探测位置及范围. 光学检测组件中的激光器将激光照射在微悬臂靠近针尖的一端，再反射到四象限光电检测器上. 当AFM探针受到样品分子的牵拉发生弯曲时，其反射的激光的位置也会随之变化. 据此，可以计算出微悬臂的偏转量，结合微悬臂的弹性系数，可以获得待测样品分子的相关力学信息[3~5].Fig. 1The schematic diagram of AFM-SMFS.1.2.2工作原理实验前，样品分子的一端通过物理吸附、特异性相互作用或化学偶联等方法被固定在基底. 随后，驱动压电陶瓷管使AFM探针逼近待测样品(图2(a)). 如果基底对探针没有长程的吸引或排斥作用，微悬臂将处于松弛状态. 探针与基底接触后，受力向微悬臂上表面方向弯曲，引起二极管的2个象限间的差分信号(pha-b)的变化(图2(a)与2(b)，状态2→3). 在此过程中，样品分子会通过化学、物理或特异性作用吸附在探针上，在探针与基底之间形成桥联结构. 随后，探针远离基底并恢复松弛状态(图2(a)，4)，pha-b也恢复初始数值. 探针继续远离基底，桥联于探针与基底间的样品分子受到拉伸，导致微悬臂向针尖方向偏转(图2(a)，5)，引起pha-b的增加(图2(b)，5). 最后，桥联结构中稳定性最薄弱的部分发生断裂，微悬臂迅速恢复为不受力的松弛状态(图2(a)，6)，表现为pha-b的突然回落(图2(b)，6)[1,9,21,29]. 每个完整的逼近-回缩过程都会产生pha-b对应压电陶瓷管位移的原始曲线(图2(b))[29].Fig. 2(a) Schematic illustration of the basic working principle of AFM-SMFS (b) Original volt-piezo displacement curves (c) Typical force-extension curves.Fig. 3Electron microscopy images of a commercial Si3N4 AFM probe. Fig. 4Molecular immobilization based on (I) physical absorption, (‍Ⅱ) specific binding, (‍Ⅲ) gold-thiol chemistry, (‍Ⅳ) silanization and enzymatic biosynthesis.Fig. 5Immobilization of thiol-labeled DNA based on silanization and bifunctional PEG.Fig. 6Typical curves obtained in constant velocity (a) and force-clamp mode (b), respectively.原始曲线经过校正才能正成为最终的力-拉伸长度曲线(图2(c))[1,2,4,9,21,29]. 将具有弹性的微悬臂看成弹簧，根据胡克定律F=kcΔx(kc为微悬臂弹性系数，Δx为微悬臂偏转量)可以计算出微悬臂受到的作用力，即样品分子内或分子间的作用力.kc通过对微悬臂在远离基底时热振动所获得的能量谱的积分即可获得；Δx利用图2(b)中斜线部分(状态2→3)的斜率(s)，即Δx=s-1pha-b就可以计算出. 样品分子的拉伸长度通过从原始数据横坐标记录的压电陶瓷管的位移中扣除Δx获得. 至此，pha-b对应压电陶瓷管位移的原始曲线被成功地转化为样品分子的力-拉伸长度曲线.1.2.3力曲线及其含义AFM针尖逼近和远离样品表面的一个循环中可以获得2条力曲线，称为逼近力曲线与回缩力曲线(图2(c))[1,2,4,9,21]. 逼近力曲线上B区域的形状可以给出样品模量等信息. 例如：当AFM探针接触较软的样品时，受到的排斥力随位移缓慢增加；而接触硬度较大的样品时，受到的排斥力快速增加，B区域的力信号与水平基线之间形成近90°的直角. 对于回缩力曲线，C-D区域可以给出单分子弹性性质、链结构信息以及分子内、分子间相互作用强度等定量信息.2AFM单分子力谱实验技巧2.1探针与基底的选择AFM探针直接影响力学探测的稳定性、精确度及测量范围[1,2,4,9,21,29]. 其材质通常是硅或氮化硅，由针尖、微悬臂及承载微悬臂的基片组成(图3). 针尖通常是四面体形状，最尖端的曲率半径(tip radius)为几个到几十纳米，高度(tip height)通长为3~28 µm. 微悬臂有矩形和三角形2种，长度为7~500 µm，厚度为0.5~7 µm. 其材质及几何尺寸均对共振频率和弹性系数有重要影响，需要根据实验体系来选择探针. 对于弱相互作用体系(例如双链DNA的解拉链)[30]，应选择相对柔软，即弹性系数小的探针；而强相互作用体系(例如：共价键强度的测量)[31]，则需选择相对坚硬，即弹性系数较大的探针. 值得注意的是，刚性较大的探针在应力松弛时其内部储存的能量释放速度更快，更适于研究多重键的连续打开与形成的动态过程，例如聚酰胺(PA66)单晶中聚合物链在受力熔融过程中的黏滑运动(stick-slip)[32]. 此外，一些公司也生产了许多功能化的AFM探针. 例如：满足基于巯基-金的化学分子偶联的镀金AFM探针；为了增加激光束在微悬臂上表面的反射率，只在上表面蒸镀金属涂层(铝或金等)的探针等. 然而，只存在于微悬臂上表面的镀层，往往导致其上下表面的膨胀系数产生差异，引起热漂移[33]. 为了减小该热漂移，有些探针只在其微悬臂的尖端进行有限的金属蒸镀(例如MLCT-BioDC型号探针). 如需增加时间分辨率，可以选用超短探针[34]. 但超短探针的弹性系数通常较大. 科研人员曾利用离子束刻蚀的方法将微悬臂做成镂空结构，同时保证了时间分辨率和弹性系数[35]. 然而，使用较小尺寸微悬臂时，激光容易“漏射”到样品表面，发生反射，与微悬臂表面的反射光产生干涉，导致力曲线出现大幅度波动. 为了减少这种干涉效应，通常可以采取以下几种策略：(1)减小汇聚到微悬臂表面的激光光点的大小，从而减小漏光；(2)选用横向尺寸较大的微悬臂，增大反射面积；(3)选择透明基片(例如玻璃片)固定样品，降低基片的反射率；(4)适当增加样品平面相对于微悬臂平面的角度，降低反射光的相干性.AFM探针需要被牢固地固定在夹具上，以减少系统漂移. 为了提高微悬臂检测的灵敏度，将激光光斑尽可能地照射在微悬臂的最前端. 仪器调试完毕，让整个系统平衡10~30 min，使微悬臂上下表面材质差异所引起的界面张力达到平衡，减小系统漂移. 如在同一个样品上进行力谱探测的时间较长，且实验前期及后期羧甲基化淀粉以及多聚蛋白质的力学指纹谱是被经常采用的单分子拉伸指示剂. 为此，可以将待测分子与已知指纹图谱的分子进行串联(图7)[49]. 需要注意的是待测体系的力学稳定性要大于内标分子产生力学指纹谱所需的力值.Fig. 7Basic strategy to isolate/identify single chain/molecule pair stretching.2.5力谱数据的分析处理单分子力谱数据可以给出的信息包括长度及力值的定量信息. 为了更精确地描述这些定量信息，通常需要对大量力学信号进行统计分析[1]. 常用的统计方法是将所得数据以柱状图形式呈现，进行高斯拟合，得出最可几值.此外，还可以利用自由连接链模型及蠕虫链模型对数据拟合，获得库恩长度、相关长度或者链段弹性系数等信息[1]. 近年来，这些经典模型不断被修正，应用范围逐渐被拓展[56]. 例如：FJC模型中了增加参数Ksegment，表征高分子链中每一个链段的弹性，被修正为可伸长的FJC模型(eFJC). 该模型中，每一个链段类似弹簧，受力过程中伸长，可以更加精确地描述高分子受力时的弹性行为. 为了更好地描述高分子主链的固有弹性，即本征弹性，由量子力学(QM)计算得到的非线性单链焓弹性模量被整合到WLC、FJC及FRC模型中，得到了QM-WLC、QM-FJC与QM-FRC模型[57]. 在特定情况下，如水环境或真空条件，侧基和环境的非共价相互作用会对高分子链弹性产生影响. 为了得到上述情况下高分子主链的弹性，基于两态(two-states)系统的非共价作用动力学被引入，创建了TSQM-WLC、TSQM-FJC及TSQM-FRC模型. 上述修正模型能够更加精确地定量高分子链的结构及性质[57].一些非平衡态体系，例如受体配体的解离、力诱导下的转变等，力加载速率会影响力-拉伸长度曲线的形状. 因此，可以在较大力加载速率范围内，观察上

p 　　日前，上海复享光学股份有限公司发布关于公司获得市“科技创新行动计划”科学仪器领域项目政府经费资助的公告 。 /p p 　　公告内容显示，2017 年 7 月 26 日，根据《上海市科技创新“十三五”规划》，2017 年度“科技创新行动计划”科学仪器、化学试剂领域项目的评审结果，上海复享光学股份有限公司(以下简称“公司”)联合复旦大学物理系微纳光子学教育部重点实验室共同研究的“基于傅里叶光学的显微角分辨瞬态光谱仪”被上海市科学技术委员会正式立项 ， 项目编号为17142200100，并获得政府资助经费人民币 130 万元。 /p p 　　根据 2017 年度“科技创新行动计划”科学仪器化学试剂领域项目指南规定，该专项资金对以下方向予以支持： /p p 　　(一)对接国家重大科学仪器设备开发专项，聚焦工程化、可靠性指标和应用系统解决方案的要求，开展中高端科学仪器关键零部件的研制。 /p p 　　(二)重点支持：高性能光谱、超高效液相色谱等仪器的关键零部件核心技术突破。 /p

p 　　粒度仪是用物理的方法测试固体颗粒的大小和分布的一种仪器。根据测试原理的不同分为沉降式粒度仪、沉降天平、激光粒度仪、光学颗粒计数器、电阻式颗粒计数器、颗粒图像分析仪等。 /p p 　　激光粒度仪是通过激光散射的方法来测量悬浮液，乳液和粉末样品颗粒分布的多用途仪器。具有测试范围宽、测试速度快、结果准确可靠、重复性好、操作简便等突出特点，是集激光技术、计算机技术、光电子技术于一体的新一代粒度测试仪器。 /p p 　　 strong 激光粒度仪的光学结构 /strong /p p 　　激光粒度仪的光路由发射、接受和测量窗口等三部分组成。发射部分由光源和光束处理器件组成，主要是为仪器提供单色的平行光作为照明光。接收器是仪器光学结构的关键。测量窗口主要是让被测样品在完全分散的悬浮状态下通过测量区，以便仪器获得样品的粒度信息。 /p p 　　 strong 激光粒度仪的原理 /strong /p p 　　激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布的。由于激光具有很好的单色性和极强的方向性，所以在没有阻碍的无限空间中激光将会照射到无穷远的地方，并且在传播过程中很少有发散的现象。 /p p 　　米氏散射理论表明，当光束遇到颗粒阻挡时，一部分光将发生散射现象，散射光的传播方向将与主光束的传播方向形成一个夹角θ，θ角的大小与颗粒的大小有关，颗粒越大，产生的散射光的θ角就越小 颗粒越小，产生的散射光的θ角就越大。即小角度(θ)的散射光是有大颗粒引起的 大角度(θ1)的散射光是由小颗粒引起的。进一步研究表明，散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。这样，测量不同角度上的散射光的强度，就可以得到样品的粒度分布了。 /p p 　　为了测量不同角度上的散射光的光强，需要运用光学手段对散射光进行处理。在光束中的适当的位置上放置一个富氏透镜，在该富氏透镜的后焦平面上放置一组多元光电探测器，不同角度的散射光通过富氏透镜照射到多元光电探测器上时，光信号将被转换成电信号并传输到电脑中，通过专用软件对这些信号进行数字信号处理，就会准确地得到粒度分布了。 /p p 　　 strong 激光粒度仪测试对象 /strong /p p 　　1.各种非金属粉：如重钙、轻钙、滑石粉、高岭土、石墨、硅灰石、水镁石、重晶石、云母粉、膨润土、硅藻土、黏土等。 /p p 　　2.各种金属粉：如铝粉、锌粉、钼粉、钨粉、镁粉、铜粉以及稀土金属粉、合金粉等。 /p p 　　3.其它粉体：如催化剂、水泥、磨料、医药、农药、食品、涂料、染料、荧光粉、河流泥沙、陶瓷原料、各种乳浊液。 /p p 　　 strong 激光粒度仪的应用领域 /strong /p p 　　1、高校材料 /p p 　　2、化工等学院实验室 /p p 　　3、大型企业实验室 /p p 　　4、重点实验室 /p p 　　5、研究机构 /p p 　　文章来源：仪器论坛（http://bbs.instrument.com.cn/topic/5163115） /p p br/ /p

纳米粒度仪是应用很广泛的一种科学仪器，使用多角度动态光散射技术测量颗粒粒度分布 。动态光散射(DLS)法原理 ：当激光照射到分散于液体介质中的微小颗粒时，由于颗粒的布朗 运动引起散射光的频率偏移，导致散射光信号随时间发生动态变化，该变化的大小与颗粒的布朗运动速度有关，而颗粒的布朗运动速度又取决于颗粒粒径的大小，颗粒大布朗运动速度低，反之颗粒小布朗运动速度高，因此动态光散射技术是分析样品颗粒的散射光强随时间的涨落规律，使用光子探测器在固定的角度采集散射光，通过相关器进行自相关运算得到相关函数，再经过数学反演获得颗粒粒径信息。纳米粒度仪的应用领域： 纳米材料：用于研究纳米金属氧化物、纳米金属粉、纳米陶瓷材料的粒度对材料性能的影响。 生物医药：分析蛋白质、DNA、RNA、病毒，以及各种抗原抗体的粒度。 精细化工: 用于寻找纳米催化剂的最佳粒度分布，以降低化学反应温度，提高反应速度。 油漆涂料:用于测量油漆、涂料、硅胶、聚合物胶乳、颜料、 油墨、水/油乳液、调色剂、化妆品等材料中纳米颗粒物的粒径。 食品药品：药物表面包覆纳米微粒可使其高效缓释，并可以制成靶向药物，可用来测量包覆物粒度的大小，以便更好地发挥药物的疗效。 航空航天 纳米金属粉添加到火箭固体推进剂中，可以显著改进推进剂的燃烧性能，可用于研究金属粉的最佳粒度分布。 国防科技：纳米材料增加电磁能转化为热能的效率，从而提高对电磁波的吸收性能，可以制成电磁波吸波材料。不同粒径纳米材料具有不同的光学特性，可用于研究吸波材料的性能。

p 　 strong 　仪器 /strong strong 信息网讯 /strong span style=" font-family: times new roman " 2016年5月10日，由中国光学工程学会、中国高科技产业化研究会、国际光学工程学会(SPIE)、美国光学学会(OSA)主办的2016年国际光电技术与应用系列创新研讨会(OTA 2016)在京开幕。此次研讨会除了大会报告之外，还设有13个分会场，分别为1.国际高功率激光技术与高能激光应用研讨会2.国际激光制造与激光检测技术研讨会、3.国际3D打印技术及其应用研讨会(2.3.合并)、4.国际先进光学系统设计与制造及应用研讨会、5.国际光学检测技术及仪器研讨会、6.国际机器人先进感知与智能控制技术研讨会、7.国际天文望远镜与仪器研讨会、8.国际大数据光存储技术研讨会、9.国际高光谱遥感应用研讨会、10.国际硅基光电子与集成研讨会、11.国际红外技术与应用研讨会、12.国际环境监测与安全检测技术及应用研讨会、13. 纪念光纤发明50周年大会等。 /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: times new roman " img title=" IMG_20160511_080631_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201605/insimg/0242fdc0-4ff5-4fd0-a565-8a281012ced0.jpg" / /span /p p span style=" font-family: times new roman " 　　5月10日下午至5月11日是大会的分会场研讨时间。分会之一国际光学检测技术及仪器研讨会作为国际光电技术与应用系列创新研讨会的重要组成，每年都吸引来国内外光学检测技术研发专家们到会参加讨论。据主办方中国光学工程学会介绍，往届的光学检测技术及仪器研讨会更注重技术的研发探讨，今年的会议是首次明确将光学检测技术和仪器的产业化作为研讨的主题，这也是响应国家支持科研成果转化的号召。 /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: times new roman " img title=" IMG_0179_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201605/insimg/9abb0d7b-0511-43d3-8897-864a65628744.jpg" / /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: times new roman " 　　 strong 会议现场 /strong /span /p p span style=" font-family: times new roman " 　　本届国际光学检测技术及仪器研讨会共包括来自国内外工程化院校、研究所以及商业化仪器企业的25个报告，吸引了百余位相关研究实验室和企业的参会者。以下是部分报告介绍： /span /p p span style=" font-family: times new roman " 　　哈工业大学精密仪器工程研究院谭久彬教授报告的题目是《高端超精密仪器产业化探索》。据介绍，我国工业化进入中后期，高端装备发展走到了必须发展的道路。超精密仪器技术已经是大国必争的战略高地，而目前我国面临发达国家和新兴国家的双重挑战。我国超精密仪器产业化发展存在很多问题，如理念陈旧、企业自主创新能力较低等。充分发挥大学研究所自主创新能力强的优势，让工科大学研发平台与企业的产业化平台一体化对高端精密仪器产业化将产生巨大的推动作用。谭久彬教授还介绍了团队根据产业化需求研制的用于微纳结构表征的共聚焦扫描测量仪、面向生物医学的立体层析共聚焦显微镜、快速超精密双频激光干涉仪等精密仪器测量设备。 /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: times new roman " img title=" IMG_0155_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201605/insimg/ec2a365f-9cf0-4d63-9b60-9abcb0547974.jpg" / /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: times new roman " 　　 /span span style=" font-family: times new roman " strong 谭久彬 /strong /span /p p span style=" font-family: times new roman " 　　中国工程物理研究院激光核聚变研究中心袁晓东报告的题目是《Research on the Precision Assembly System for SG-III Laser Facility 》。据介绍激光诱导惯性约束核聚变是实验室最常用的实现核聚变的方法。大型高能激光装置对于方法的实现非常重要，目前在美国、法国和中国(SG-III)共有三个大型高能激光装置。袁晓东在报告中介绍了SG-III的设计和一体化装配过程，LRU模型的离线精密装配与在线准确重置能够满足大型激光装置的安装与调试。 /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: times new roman " img title=" IMG_0190_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201605/insimg/e4fb6b6d-5a3c-43f7-b245-395995ff5fba.jpg" / /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: times new roman " 　　 /span span style=" font-family: times new roman " strong 袁晓东 /strong /span /p p span style=" font-family: times new roman " 　　北京交通大学冯其波教授报告的题目是《System for simultaneously measuring 6DOF geometric motion errors using fiber-coupled laser》。据介绍，提高受控机床的精度，可以从改善硬件设施或是误差补偿的方法入手。冯其波教授表示：做精密仪器“方向决定成败、细节决定高低。”还介绍了团队研制的单轴6自由度误差测量系统。光纤的使用使系统热稳定性得到了提高，可稳定的通过补偿降低误差。 /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: times new roman " img title=" IMG_0217_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201605/insimg/9a23d7ae-7e5f-4052-b201-ff4466fde9c6.jpg" / /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: times new roman " 　　 strong 冯其波 /strong /span /p p span style=" font-family: times new roman " 　　 /span span style=" font-family: times new roman " 中国科学院光电研究院周维虎教授报告的题目是《飞秒激光频率梳精密测量技术研究》。飞秒光梳是频率和相位完全受控的飞秒锁模脉冲激光。主要用于绝对距离测量、频率测量等测量和低噪声微波源和任意光脉冲合成。周继虎教授介绍了飞秒光梳的实用化研制，基于该原理该团队还研发了飞秒激光跟踪仪可用于台阶测量、自由曲面测量、时频测量等方面。 /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: times new roman " img title=" IMG_0259_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201605/insimg/ab834326-5079-4588-a625-7c6693835b4b.jpg" / /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: times new roman " 　　 strong 周维虎 /strong /span /p p span style=" font-family: times new roman " 　　中国科学院上海光学精密机械研究所邵建达报告的题目是《Large optics metrology for SG-series laser facility》。组成大型SG激光系统的大口径光学元件种类多、数量大，他们的特性参数与激光装置的性能相关，对大口径光学元件检测的装置要求很高。该团队建立的检测技术满足高精度光学元件的检测需求，部分光学元件已经优于之前NIF光学元件水平。 /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: times new roman " img title=" IMG_0303_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201605/insimg/1f3cb9e7-c856-4776-a2ce-cc18d4e969ff.jpg" / /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: times new roman " 　　 strong 邵建达 /strong /span /p p span style=" font-family: times new roman " 　　来自华中科技大学的刘世元教授报告的题目为《Mueller Matrix Ellipsometry for Nanostructured Surface Metrology》。 /span span style=" font-family: times new roman " 据介绍，Mueller矩阵椭偏计(MME)非常适合无损纳米结构测量，对光的偏振、散射和其它特性的深入研究对于表面测量非常重要。为了将MME商品化，团队还创建了武汉颐光科技有限公司，目前已经具备椭偏仪批量生产能力实现了MME的产品销售。 /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: times new roman " img title=" IMG_0338_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201605/insimg/8409671a-de3d-4d73-8387-a6e2b2ca791a.jpg" / /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: times new roman " 　　 strong 刘世元 /strong /span /p p span style=" font-family: times new roman " 　　哈尔滨工业大学 Yi Zhou报告的题目是《Experiments on Terahertz 3D Scanning Microscopic & nbsp Imaging》。Yi & nbsp Zhou介绍了团队研制的2.52太赫兹双轴反射共聚焦显微镜，其纵向和横线分辨率分别超过了0.314mm和0.353mm。该仪器在2D和3D成像方面非常稳定，可被用于生物学、制药等领域。 /span /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_0241_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201605/insimg/dcd0cda8-7b59-43b2-b263-3b2335882257.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: times new roman " 　　 strong Yi Zhou /strong /span /p p span style=" font-family: times new roman " 　　哈尔滨工业大学ChangKun Fan报告的题目是《Controlling Software Development of CW Terahertz Target Scattering Properties Measurements Based on LabVIEW(IPTA05-066)》。据介绍，该团队开发了太赫兹目标散射特性测量的控制软件。该软件可手动或自动移动坐标平台，可设置间断频率、测量时间等参数实现自动测量。目前该软件已经申请得到国家专利。 /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: times new roman " img title=" IMG_0383_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201605/insimg/a2dd8a4f-6640-4796-a821-95f65295dbbc.jpg" / /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: times new roman " 　　 strong ChangKun Fan /strong /span /p

近日，东方德菲公司演示实验室又添一位新成员——德国Lauda视频光学接触角测量仪，我公司演示实验室可以直接为感兴趣的客户提供仪器演示、免费样品测试等服务。欢迎对Lauda视频光学接触角测量仪感兴趣的客户惠临参观。 德国Lauda视频光学接触角测量仪是一款功能全面、性能卓越的测量仪器。它不仅可以准确可靠地完成接触角、表面自由能和界面张力测量等常见的测量任务，而且在高速动态、多功能测量方面显示出其明显的优势，可以完成从极短界面寿命起的动态表界面张力测量、视频Washburn法粉末/多孔材料的动态接触角测量和全自动临界胶束浓度测量等任务。Lauda视频光学接触角测量仪广泛应用于界面化学、材料科学等专业实验室，是科研工作者的有力工具。 Lauda视频光学接触角测量仪的主要测量功能：* 测量静态接触角 - 侧视测量静态接触角 - 俯视测量静态接触角 - 侧视+俯视双视测量静态接触角 - 侧视测量弯曲基线静态接触角 - 俯视测量弯曲基线静态接触角 - 侧视测量单一纤维静态接触角* 测量动态接触角 - 侧视针入法测量动态接触角 - 侧视斜板法测量动态接触角 - 侧视斜板法测量滚动角及滚动速度 - 侧视斜板法测量滑动角及滑动速度 - 俯视针入法测量动态接触角 - 滞留天平法测量动态接触角 - 视频washburn法测量粉末/多孔材料的动态接触角* 测量液体的表面/界面张力- 悬滴法测量液体的静态/动态表界面张力- 滴体积法测量动态表面张力- 液桥法测量表面/界面张力* 滞留天平法测量液固界面滞留力* 全自动测量临界胶束浓度（CMC）* 测量液体的界面粘弹属性和弛豫分析* 分析液体表面张力及其组成* 在线测量表面/界面张力* 计算固体的表面自由能及其组成* 计算及分析粘附功* 记录吸收材料的吸收过程 Lauda视频光学接触角测量仪的主要特点：- USB3.0高速高分辨率相机, 分辨率高达1920x1200 pixel，速度高达 3300 images/s- X轴可移动视频系统- X/Y/Z三轴可精确定位样品台- X/Y/Z三轴可精确定位注射平台- 可同时使用两套注射单元- 测量高黏度液体的直接注射单元- 非接触式电动注射单元- 360°全自动倾斜台- 全自动临界胶束浓度（CMC）测量附件- 视频washburn法粉末/多孔材料接触角测量附件- 滴体积法表界面张力测量附件- 滞留力测量附件- 温度控制单元- 俯视或双视测量系统- 振荡滴界面扩张流变测量系统 Lauda视频光学接触角测量仪的主要技术参数：- 接触角测量范围：0~180°；精度：±0.1°；分辨率：0.01°- 表面/界面张力测量范围：1×10-2~ 2×103mN/m；分辨率：0.01 mN/m- 视频图像系统： 镜头：6.5倍变焦镜头 光学曲度17.5 x 11.0 mm（WxH）- 样品台 调节方式：X/Y/Z三轴精细调节；移动行程：100/100/35mm 尺寸：100x100 mm 载重：不低于12Kg- 视频调焦台调节方式：X轴方向精细调节 行程60mm- 加液单元调节台：双加液单元承载机构调节方式：X/Y/Z三轴精细调节；移动行程：85/60/40mm- 自动加液单元悬滴体积智能控制：反馈响应时间 光源：单色高均匀LED冷光源，亮度由软件和手动控制- 电源：50/60Hz 110/240V 120W- 仪器尺寸（基座）及重量：600×160×460 mm（LxWxH） 18Kg