扫频外差式频谱仪原理

12月16日，中科院计划财务局组织专家组对紫金山天文台承担的国家重大科研装备研制项目超导成像频谱仪进行了验收。验收专家组听取了项目研制报告和技术报告，测试组的测试报告以及经费审查组的审查报告。验收委员会认为，超导成像频谱仪达到了实施方案中预定的技术指标，其中噪声温度和边带分离度两个重要指标超过预定要求。项目承担单位按计划、高质量地完成了研制任务。验收委员会一致同意通过验收。验收会前，测试组还对研制设备进行了现场考察。 验收会现场 　　大天区、高分辨、高灵敏度观测是毫米波射电天文发展的重要前沿方向。在财政部的支持下，中科院利用已有的超导接收技术优势，突破毫米波多波束接收机的关键技术，研发成功具有自主知识产权的超导成像频谱仪。该设备是国际上毫米波段第一例基于边带分离技术原理的超导SIS成像频谱仪，也是我国射电天文的首台多波束接收机。研制的超导成像频谱仪已经成功安装到13.7m毫米波望远镜，成为该望远镜的换代接收机。研究人员使用该设备已经开展了超新星遗迹、星际分子云、恒星形成区等若干课题观测。应用对比显示，与以往的单波束接收机相比，超导成像频谱仪使望远镜的综合观测效能提高了20倍以上。 　　该设备研制过程中也在项目的管理体制和组织模式上进行了的探索，取得了明显的效果，为进一步推动国家重大科研装备的自主研制提供了有益的借鉴。

2008年8月15日，《科学》(Science)以《星星在中国出现》为题，在“科学纵览”专题中头条介绍了国家天文台射电频谱日像仪项目的进展。文章称：“中国正在建设一双地球的新耳朵来聆听我们最近的恒星。” 　　由国家天文台太阳射电团组首席研究员颜毅华负责的射电频谱日像仪项目是我国太阳物理规划中确定大力发展的“两天两地”设备中的地面设备之一，已得到“十一五”国家“973“项目中的重大设备和中科院-基金委天文联合重点项目支持。射电频谱日像仪由40面4.5米天线和60面2米天线分别组成分米波和厘米波两个射电综合孔径阵列，分布在10平方公里的范围内，最长基线3公里。它的建成，将首次在厘米、分米波段上同时实现以高空间、高时间和高频率分辨率观测太阳的动力学过程及探测日冕大气。通过与国内有关高校和研究所的合作，项目组首先确立了总体方案，先后设计研制了原理样机，攻克关键技术，取得了重要进展。目前，该项目在国际学术界进一步引起关注，如前国际天文联合会太阳活动委员会主席Pick教授于2005年在考察我日像仪预研样机和台址并明确指出，作为“国际新一代太阳射电望远镜”，建成后将成为国际学术中心的重要舞台。2007年Springer出版社的Lecture Notes in Physics文集载文指出：“新的主要观测设施(特别是FASR和中国射电日像仪)将大为扩展太阳射电探测能力。”颜毅华研究员多次在国际学术会议上做邀请报告，如2007年在意大利都灵举行的国际日球年第二届欧洲大会上，颜毅华就被邀与美国FASR(频率灵活太阳射电望远镜)和欧洲LOFAR(低频射电阵)等一起做关于未来地基太阳射电设备发展的主题报告。频谱日像仪一旦建成，可以对太阳活动能量初始释放区的不同高度进行同时成像观测，如同CT扫描一样。首次实现的能量初始释放区的三维观测，对于太阳耀斑物理研究有望取得原创性成果。 　　作为新一代射电望远镜设备，无线电环境至关重要。为此，颜毅华首席研究员带领项目组进行了三年的缜密预研，确定站址在内蒙古自治区锡林郭勒盟正镶白旗明安图镇(我国清代杰出的蒙古族天文学家明安图的故乡，2002年国家天文台提请国际小行星委员会批准，命名了“明安图星”)。国家天文台将以太阳射电频谱仪、日像仪为主要观测设备组建明安图天文基地。明安图天文基地站区的无线电环境保护申请已得到内蒙古自治区无线电管理委员会的批复。国家天文台明安图天文基地将拥有当今世界先进的观测设备，成为与国际接轨的集科学研究、设备研究更新、科学信息交流、国际学术交流和科学普及为一体的天文研究重地。

频谱分析仪是一种研究信号频谱结构的仪器，主要应用于射频和微波信号的分析，包括频率、功率等，可以用来测量滤波器、发射机等电路系统，还可以采集环境无线电信号、分析环境频谱状态，是一种多功能电子测量仪器。频谱分析仪有两种类型，分别为实时频谱仪和扫频调谐式频谱仪。 　　根据频谱分析仪测量频率范围，可把产品分为低中高三个等级，其中低端产品测量频率范围在60GHz一下，主要应用在生产检测、教育教学等领域，需求量较高；中端产品测量频率范围在60GHz以上-20GHz以下，主要被应用在研发、信号分析、射频模块测试等领域，需求量相对较小；高端产品测量频率范围在20GHz以上，主要应用在超宽带、微波毫米波块等领域，需求量较小，但在5G快速发展背景下，未来需求有望增长。 　　根据新思界产业研究中心发布的《2022-2026年中国频谱分析仪市场调查及行业分析报告》显示，频谱分析仪主要被应用在人工智能、半导体、汽车、新能源、教育科研、航空航天、电子医疗等领域，应用范围较广，受终端产业发展带动，全球频谱分析仪市场需求持续攀升。随着频谱分析仪需求的增长，市场规模随之攀升，在2019年全球频谱分析仪市场规模约为14.1亿美元，到2020年达到14.7亿美元，预计到2022年增长到16.4亿美元。和全球市场相似，我国频谱分析仪市场规模也呈现增长趋势，在2020年达到20.1亿元，预计到2022年将达到24.7亿元。 　　频谱分析仪行业技术壁垒较高，美国、欧洲等国家在该领域起步时间较早，在技术方面具有优势，且拥有更为丰富的经验，因此在市场中占比更高。目前全球频谱分析仪市场主要被是德科技、罗德与施瓦茨占据，其中是德科技产品最为丰富，市场占比更高。 　　我国且因在频谱分析仪领域起步较晚，技术与国外企业相比差距较大，尤其是在高频率、高带宽的产品方面，目前国内中高端市场被外企占据。但随着5G技术的逐渐成熟，以及长期的经验累积，我国企业逐渐向中端 市场布局，已经有部分企业实现中端产品的国产替代，如鼎阳科技、普源精电、固纬电子、创远仪器等，且逐渐向高端化方向发展。 　　新思界产业分析人士表示，频谱分析仪应用范围较广，随着近几年全球和我国工业逐渐向智能化发展，对于频谱分析仪需求持续攀升，行业发展前景较好。在生产方面，国外企业具有技术和丰富经验，在中高端市场占比较高，但本土企业凭借着技术和经验累积，已实现中端产品的生产，且有向高端化发展的趋势。

p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/fd57e075-d137-4066-840e-d6ce3a5f5dca.jpg" title=" 同光科技_副本.png" / /p p 　　■仪器名称：频谱分析仪 VSP6010型 /p p 　　■英文名称：Spectrum Analyzer /p p 　　■厂家名字：同光科技有限公司 /p p 　　■仪器介绍：频谱分析仪 VSP6010型能提供丰富的测量选件和信号分析制式，支持完成频谱分析和不同通信制式信号的分析，满足通用频谱测量、通信测量、航空航天等领域的应用要求。频率可达到26.5GHz，分析带宽160MHz，低至-130dBc/Hz的相位噪声，满足更广的测量范围和更高的测量精度。结合高速处理器与丰富的通用外部接口，有效提高测试效率 支持标准的SCPI远程控制指令，帮助快速搭建所需要的测试系统。超前的硬件平台设计，使该仪器能够在未来平滑升级以支持更高的测试频率、更宽的分析带宽、更快的处理能力和更多的功能。收发一体化硬件平台为客户提供2合1的测试解决方法，通过硬件升级，单表可实现频谱仪+信号源的功能，大大降低测试成本。显示屏能呈现全新的视觉感受。 /p

p style=" text-align: center " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(255, 0, 0) " strong 超额完成目标 形成仪器套餐 /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(255, 0, 0) " strong 应用效果显著 力争专项标杆 /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(255, 0, 0) " strong ——国家重大科学仪器设备开发专项 “高性能微波频谱分析仪研制与应用开发”通过初步验收 /strong /span /p p 　　测量仪器是人类认识世界、探究未知的工具和手段，是国家经济社会发展和国防安全的重要保障。高性能微波频谱分析仪是电子测量领域最重要的通用测试仪器之一，是航空、航天、通信、导航、电子对抗、频率管理、电磁兼容、信息安全等领域科研、生产、测试、试验和计量的必备仪器。 /p p 　　长期以来，国产频谱分析仪总体性能与国外先进水平差距较大，市场长期被国外公司垄断，67GHz频谱分析仪更是对我国实行严格的技术封锁和产品禁运。这种受制于人的被动局面严重制约着我国信息化设备和武器装备的发展，阻碍了我国经济建设和国防建设的步伐。 /p p 　　为贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》，财政部、科技部共同设立了国家重大科学仪器设备专项项目支持资金，旨在支持重大科学仪器设备开发，以提高我国科学仪器设备的自主创新能力和自我装备水平，支撑科技创新，服务经济建设。党的“十八大”也提出“科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置”。 /p p 　　为提高我国高性能微波频谱分析仪的自主创新能力，加速产业化进程，实现自主可控和自主保障，中国电子科技集团公司第四十一研究所于2012年承担了国家重大科学仪器设备开发专项“高性能微波频谱分析仪研制与应用开发”，重点开展高性能微波频谱分析仪的整机研制、应用开发以及工程化产业化。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/99d87369-e6d5-4d5f-a72e-371139d37ffe.jpg" title=" 1_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 项目负责人李立功研究员 /strong /p p 　　研制之初，项目负责人李立功研究员对团队提出要求：“超额完成目标、形成仪器套餐、应用效果显著、力争专项标杆”。在他的带领下，团队精心组织，高标准、严要求、高质量地进行项目的开发。项目涉及专业领域广，包括电子测试仪器领域的前沿技术研究、应用开发研究以及加工、制造、工艺、检验等一系列内容。为确保项目各项工作的顺利推进，项目成立了总体组、技术专家组和用户委员会，在项目实施过程中实行项目负责人总负责, 总体组、技术专家组和用户委员会等机构协调共管的运行机制 成立了专项管理办公室，建立了财务管理制度、物资管理制度、仪器管理制度等专项管理制度 制定了切实可行的工作计划，明确目标，责任落实到人，严控节点，对项目节点进行严格控制，实行“周清周高” 建立了良好的沟通、协调与共享机制，团队成员通力协作，发挥每个成员的技术优势，集体完成技术难题的攻关，共同完成研究任务。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/f7df5b7b-09cb-4041-8335-af7336cad7f8.jpg" title=" 2_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 李立功研究员同项目组成员进行技术研讨 /strong /p p 　　“通过创新占领技术制高点”。在项目研制过程中，李立功研究员十分注重技术创新。接收动态范围和频响平坦度是项目的核心技术指标，此前与世界最先进水平存在较大的差距。李立功研究员提出“全局入手，关键模块重点突破”的指导思想，从分析接收通道噪声模型入手，创新设计通道电平自动调节系统及调节方法以及一种提高宽带信号分析仪器灵敏度和动态范围的装置，大幅度优化了整机灵敏度指标，实现67GHz全频段测试灵敏度优于-130dBm/Hz，达到世界领先水平。上述技术已获2项发明专利授权(一种提高宽带信号分析仪器灵敏度和动态范围的装置及方法，ZL201310507416.8 超外差接收分析仪器通道输出电平的自动调节系统及方法，ZL201310304365.9)。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/cb475a95-a906-4516-848e-0146089d63c9.jpg" title=" 3_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 项目成果高性能微波频谱分析仪 /strong /p p 　　团队历经5年的潜心研究和刻苦攻关，充分发挥专业技术优势，打破国外技术封锁，在宽带接收测试基础理论、方法和工艺等方面有重大创新，完成国家标准1项，申请发明专利80项、外观专利1项，申请软件著作权23项，发表学术论文42篇。项目创新建立了频率范围覆盖67GHz的宽频带、大带宽、高灵敏度微波毫米波频谱分析仪平台，实现了从“窄带分析”到“宽带分析”的测试跨越 建立了宽频带大带宽信号快速接收处理模型和频谱直方图实时统计模型，突破大分析带宽下的实时处理技术瓶颈，使国产频谱分析仪首次具备大带宽瞬态信号实时测试能力，实现了从“稳态测试”到“瞬态测试”的跨越 建立了多参数分析体制，突破由单一频谱分析跨越到时域、频域和调制域多域关联信号分析的技术瓶颈，形成基于国产频谱分析仪的通信信号、雷达脉冲信号、RFID信号、广播电视信号等全面的测试解决方案，实现了从“单域分析”到“多域分析”的跨越 建立了核心整部件故障自诊断、嵌入式自测试自校准、整机环境适应性扩展等技术方法，突破工程化技术瓶颈，使整机环境适应性和测试稳定性显著增强，并且得到了市场的检验，受到用户好评 建立了开槽中心导体程序、光刻胶掩膜图形电镀、自动点胶贴片、自动测调等关键工艺方法，形成了设备数控化、装配调测自动化、生产数字化、管理信息化的产业化生产线，具备年产1000台套高端频谱分析仪的产业化能力。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/91a06eab-d0a1-4aad-bdd8-42bfa834b2e6.jpg" title=" 4_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 实现国产微波毫米波频谱分析仪高效、高质量的生产制造 /strong /p p 　　项目成果形成14款系列化高性能微波频谱分析仪产品，产品通过国家权威计量机构的测试检验以及俄罗斯国家科学计量研究所的测试认证，并通过欧盟CE和RoHS认证，获得电子测量仪器行业“产品设计奖”以及“中国好仪器”等荣誉称号，在航空航天、通信、雷达、频谱监测等军民领域的100多家用户中得到广泛应用。另外，系列产品已出口德国、意大利、俄罗斯、巴西国家，俄罗斯希望引入产品生产线进行本土化生产。项目成果打破了国外技术封锁和市场垄断，实现了自主可控和自主保障，在“载人航天”、“探月工程”、“北斗导航”、“深空探测”等国家重大项目的研制、生产、试验过程中发挥了重要的测试与保障作用，为我国经济建设、国防建设做出了重要贡献，经济效益和社会效益显著。 /p p 　　项目的立项、实施过程中，得到了国家科技部、中国电科集团领导的高度重视、殷切期望和大力支持。2017年9月18日至23日，在中国电科第41所“Ceyear”品牌发布会现场，专项成果作为重点成果展出。19日科技部党组书记王志刚、副部长黄卫在中国电科董事长熊群力和总经理刘烈宏的陪同下，重点观看了专项成果并现场听取了李立功研究员对专项的汇报。王志刚书记对专项取得的成效给予充分肯定，并对专项做成标杆项目充满期待和信心。他强调，测量仪器在国民经济发展和国防建设中发挥着关键作用，41所作为仪器项目的第一名，要继续在科学研究、技术创新、成果形成和转化以及产业化方面不断突破，将仪器产业的整个链条进一步做大做强。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/c5a53a2d-8274-48ab-ae8d-854af9225644.jpg" title=" 5_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 国家科技部党组书记王志刚等领导在品牌发布会现场 /strong /p p 　　2017年10月25日，项目通过了由中国电子科技集团公司组织的国家重大科学仪器设备开发专项初步验收，与会专家对该项目给予高度评价：技术复杂，研制难度极大，在宽带接收测试基础理论、方法、材料、工艺以及工程化等方面有重大创新......打破了国外技术封锁，填补了国内空白 项目成果总体性能居国际先进水平，部分核心指标方面优于当前国际同类产品，达到国际领先水平 项目成果是我国电子测量仪器行业的重大科技创新成果，提升了行业的技术水平和自主创新能力，引领了行业发展，对行业的科技创新和产业化发展起到了很好的示范和辐射作用 项目产品已走出国门，提升了我国测试仪器行业在国际上的影响力。 /p

p 　　中国电子科技集团有限公司第十三研究所专用集成电路国家级重点实验室与中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、中国科学院纳米器件与应用重点实验室再次合作，在高灵敏度石墨烯场效应晶体管(G-FET)太赫兹自混频(Homodyne mixing)探测器的基础上，实现了外差混频(Heterodyne mixing)和分谐波混频(Sub-harmonic mixing)探测，最高探测频率达到650 GHz，利用自混频探测的响应度对外差混频和分谐波混频的效率进行了校准，该结果近期发表在碳材料杂志Carbon上(Carbon 121, 235-241 (2017))。 /p p 　　频率介于红外和毫米波之间的太赫兹波(Terahertz wave)在成像、雷达和通信等技术领域具有广阔的应用前景，太赫兹波与物质的相互作用研究具有重要的科学意义。高灵敏度太赫兹波探测器是发展太赫兹应用技术的核心器件，是开展太赫兹科学研究的重要手段与主要内容之一。太赫兹波探测可分为直接探测和外差探测两种方式：直接探测仅获得太赫兹波的强度或功率信息 而外差探测可同时获得太赫兹波的幅度、相位和频率信息，是太赫兹雷达、通信和波谱成像应用必需的核心器件。外差探测器通过被测太赫兹信号与低噪声本地相干太赫兹信号的混频，将被测信号下转换为微波射频波段的中频信号后进行检测。与直接探测相比，外差探测通常具备更高的响应速度和灵敏度，但是探测器结构与电路更加复杂，对混频的机制、效率和材料提出了更高的要求。 /p p 　　天线耦合的场效应晶体管支持在频率远高于其截止频率的太赫兹波段进行自混频探测和外差混频探测。前者是直接探测的一种有效方法，可形成规模化的阵列探测器，也是实现基于场效应晶体管的外差混频探测的基础。目前，国际上基于CMOS晶体管实现了本振频率为213 GHz的2次(426 GHz)和3次(639 GHz)分谐波混频探测，但其高阻特性限制了工作频率和中频带宽的提升。 /p p 　　石墨烯场效应晶体管因其高电子迁移率、高可调谐的费米能、双极型载流子及其非线性输运等特性为实现高灵敏度的太赫兹波自混频和外差混频探测提供了新途径。前期，双方重点实验室秦华团队和冯志红团队合作成功获得了室温工作的低阻抗高灵敏度石墨烯太赫兹探测器，其工作频率(340 GHz)和灵敏度(～50 pW/Hz1/2)达到了同类探测器中的最高水平(Carbon 116, 760-765 (2017))。此次合作进一步使工作频率提高至650 GHz，并实现了外差混频探测。 /p p 　　如图1所示，工作在650 GHz的G-FET太赫兹探测器通过集成超半球硅透镜，首先通过216、432和650 GHz的自混频探测，验证了探测器响应特性与设计预期一致，并对自混频探测的响应度和太赫兹波功率进行了测试定标。在此基础上，实现了本振为216 GHz和648 GHz的外差混频探测，实现了本振为216 GHz的2次分谐波(432 GHz)和3次分谐波(648 GHz)混频探测。混频损耗分别在38.4 dB和57.9 dB，对应的噪声等效功率分别为13 fW/Hz和2 pW/Hz。2次分谐波混频损耗比216 GHz外差混频损耗高约8 dB。 /p p 　　此次获得混频频率已远高于国际上已报道的石墨烯外差探测的最高工作频率(～200 GHz)，但中频信号带宽小于2 GHz，低于国际上报道最高中频带宽(15 GHz)。总体上，目前G-FET外差混频探测器性能尚不及肖特基二极管混频器。但是，无论在材料质量还是在器件设计与工艺技术上，都有很大的优化提升空间。根据Andersson等人预测，G-FET的混频转换效率可降低至23.5 dB，如何达到并超越肖特基二极管混频探测器的性能指标是未来需要重点攻关的关键问题。 /p p 　　图3所示为基于432 GHz的直接探测以及二次谐波探测的透射成像图对比，分谐波探测时的透射成像显现出比直接探测更高的动态范围，可达40 dB。 /p p 　　该研制工作得到了国家自然科学基金项目(No. 61271157, 61401456, 61401297等)、国家重点研发计划(2016YFF0100501， 2014CB339800)、中科院青促会(2017372)、中科院苏州纳米所纳米加工平台、测试分析平台和南京大学超导电子学研究所的大力支持。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/c73fe96e-7527-4de4-8f95-ff4e6c2935aa.jpg" title=" 1.jpg" / 　 /p p style=" text-align: center " 图1：650 GHz天线耦合的G-FET太赫兹外差混频探测器 br/ /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/70869861-507f-4a27-91dc-64a7cf6c6185.jpg" title=" 2.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图2：(a)准光耦合的外差混频探测系统示意图 (b)216 GHz外差混频探测的中频频谱 br/ /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/15463ac0-04f0-4c63-9091-fee1013ca466.jpg" title=" 3.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图3：(a)分别采用432 GHz直接探测和本振为216 GHz的2次分谐波探测对树叶进行的透射成像效果对比 (b)采用本振为216 GHz的2次分谐波探测对柠檬片的透视成像。 /p

p style=" text-indent: 2em " 日前，国家重大科研仪器研制项目《无人机频谱认知仪器研制》顺利通过国家自然科学基金委立项答辩。该项目由南京航空航天大学牵头，国家无线电监测中心和中电科仪器仪表有限公司参与申请。 /p p style=" text-indent: 2em " 项目研制内容主要包括无人机频谱认知仪总体设计与集成，电磁频谱空间频谱认知科学试验与应用研究、低功耗轻重量机载频谱监测接收机、面向频谱认知任务的无人机自主控制模块、频谱认知数据分析处理地面终端等五个方面，着力解决广域多维频谱成像机理、空基协同对地频谱观测机理、电磁频谱空间预测推理规律等重大科学问题，为电磁频谱空间机理研究与天地一体化网络频谱资源共享、无线电秩序管理、频谱作战奠定高端科学仪器基础。其中，中心牵头负责电磁频谱空间频谱认知科学试验工作，重点研究低功耗轻重量机载频谱监测、频谱认知数据分析处理等关键技术。 /p p style=" text-indent: 2em " 据了解，北京监测站从2015年起开始针对无人机无线电管控开展研究。截至目前，北京监测站已经先后编制了《无人机无线电管控技术研究报告》《有关在不同发射功率条件下遥控器控制无人机飞行的极限距离报告》等6份有关无人机的研究报告，申请国家发明专利1项。北京监测站牵头研发的基于空中监测平台的无人机操作者定位系统在央视播出后，取得了良好的舆论效果。 /p

安捷伦公司(NYSE:A)于当地时间2月8日宣布，推出用于PXA X—系列信号分析仪的实时频谱分析仪(RTSA)。该款RTSA可提供无与伦比的拦截概率(POI)、分析带宽、灵敏度和频率范围，使系统开发和信号分析人员能找到最佳的方式来捕捉和了解难以捉摸的信号。 　　在诸如雷达、电子战和军事通信等应用方面，POI是RTSA的关键基准。当配置了实时频谱分析后，PXA最短可检测间隔3.57µ s的间歇信号，是目前市场上性能最好的POI。 　　“即使在信号分析的极限，一个高性能的分析器也应该为检测做好一切准备，这就是为什么推出RTSA作为PXA的升级附件，”安捷伦电子测量集团总裁Guy Séné说，“只有实时PXA能结合高性能信号分析仪进行实时分析。它能帮助使用者详细了解一个蕴含丰富信号的系统或环境内部具体发生了什么。” 　　为帮助在更短的时间里检测更多的信号，安捷伦实时PXA提供了一个业界领先的高达160MHz分析带宽的75-dB的保真动态范围。这使得用户可以更深入广泛地测量50GHz范围内的任何地方。 　　除了其业界领先的在10GHz时可达-157dBm的灵敏度(无前置放大器)，PXA还能提供在适当跨度下不同的带宽分辨率。与此性能相结合，用户可以更好的解析紧密相连的信号，确定间歇的低电平信号，并进一步提高POI。 　　为深入、全面分析复杂信号，实时PXA可与安捷伦89600VSA软件无缝结合。该整合可使用户在测量的同时通过先进的故障诊断工具发现信号、频率和调制域出现问题的根源。该软件还可与安捷伦其它仪器连接，如矢量生成器和任意波形发生器作为实验时重放捕获信号的输入装置。

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室司徒国海研究员团队在基于深度学习的频谱欠采样及复原方面取得新进展。研究团队通过联合优化频谱采样和频谱重建，在7.5%的极限采样率下成功实现复杂场景的高质量彩色重建。相关研究成果以“Learning-based adaptive under-sampling for Fourier single-pixel imaging”为题发表于Optics Letters上。 　　自然场景图像往往在频域较空域更具稀疏性。传统成像在空域采样，而傅里叶单像素成像(FSI)通过投影不同频率的正弦条纹对场景编码，可直接使用单像素探测器对场景频谱采样。利用频谱稀疏性，FSI可在不显著牺牲图像质量的条件下减少采样次数，提升信息获取效率。但这种有损压缩方法，难以在极低采样率下应用。通过引入深度学习可对降质的欠采样图像进行增强，但其性能受到手动设计频谱采样方案的限制。 　　研究人员基于自编码架构(图1a)，在编码层引入一个可学习的频域欠采样二值掩膜，并在解码层实现对欠采样重建结果的增强，通过计算网络输出结果和标签值之间的差异，指导欠采样掩膜和解码网络参数协同优化。研究人员还引入一个色彩滤波阵列(图1b)，获取Bayer格式图像，经Demosaic算法处理得到彩色图像。仿真和实验结果表明，所提基于人工智能的端到端联合优化方法有望为FSI提供最优编解码策略(图2)，从而有望促进其在遥感、显微、特殊波段成像、三维成像等领域的应用。此外，这种引入二值采样掩膜的智能欠采样策略可应用于众多需要按重要性降采样的任务中，如傅里叶叠层成像，计算层析等。图1. 所提方案示意图。(a)利用自编码器协同设计欠采样掩膜和重建网络。(b)使用习得的掩膜来生成照明模式。(c)使用照明模式调制目标，得到的桶信号可以通过预训练的解码网络来重建目标。图2. 实验结果。FSI-learned：使用所提方法的频谱采样策略的傅里叶单像素成像(FSI)结果；FSI-circle：使用均匀圆形欠采样；FSI-DL：均匀圆形欠采样+深度学习；Ours：所提频谱采样与图像重建联合优化。

项目概况电子技术实验中心仪器仪表采购 招标项目的潜在投标人应在网上获取获取招标文件，并于2022年04月20日 09点30分（北京时间）前递交投标文件。一、项目基本情况项目编号：2022-JK13-W1165/QQZBZC[2022]1031项目名称：电子技术实验中心仪器仪表采购预算金额：460.6000000 万元（人民币）最高限价（如有）：460.6000000 万元（人民币）采购需求：电子技术实验中心依托实验室及智慧实验室管理系统，对实验室和实验教学进行信息化、自动化、精准化管理。其仪器仪表的采购建设内容主要包括：8间基础实验室共计240套实验仪表，另备份10套作为维修替换，共计250套实验仪表。1间创新实验室共计14台高性能仪器仪表。序号物资名称质量技术标准数量计量单位预算金额（万元）服务起止期1数字示波器详见招标文件250台460.6合同签订后6个月内2信号源详见招标文件2503可编程电源详见招标文件2504数字万用表详见招标文件2505高性能200M示波器详见招标文件36高精度信号源详见招标文件37高性能6位半台式三用表详见招标文件48频谱分析仪详见招标文件19功率分析仪详见招标文件110500M四通道示波器详见招标文件111射频信号源详见招标文件1本项目不接受进口品牌投标。合同履行期限：合同签订后6个月内本项目( 不接受 )联合体投标。二、申请人的资格要求：1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定；2.落实政府采购政策需满足的资格要求：无3.本项目的特定资格要求：（一）供应商为国有企业；事业单位；军队单位；成立三年以上的非外资控股企业。（二）单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商，不得同时参加同一包的采购活动。生产型企业的生产场经营地址或者注册登记地址为同一地址的，非国有销售型企业的股东和管理人员（法定代表人、董事、监事）之间存在近亲属、相互占股等关联的，也不得同时参加同一包的采购活动。近亲属指夫妻、直系血亲、三代以内旁系血亲或近姻亲关系。（三）供应商近两年（以公告发布时间为准）未被“信用中国”网站列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购不良行为记录名单，未被“中国政府采购网”列入政府采购严重违法失信行为记录名单，未被“军队采购网”列入军队采购失信名单、未在军队采购失信名单禁入处罚期内。 （四）供应商近两年（以公告发布时间为准）未受到过任何行政处罚，以“国家企业信用信息公示系统”网站“行政处罚信息”查询截图为准。（五）本项目特定资质：供应商必须承诺能提供长期稳定的技术支持和售后服务保障。三、获取招标文件时间：2022年03月31日 至 2022年04月07日，每天上午9:00至12:00，下午14:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：网上获取方式：投标人采取发送电子邮件方式递交报名资料，邮件主题：项目名称+项目编号+公司名称；邮件内容：列明公司名称、法定代表人或授权代表人姓名及联系方式；邮件附件：需采用A4纸幅面，将报名材料加盖企业鲜章，按顺序制作成1个PDF格式文件，文件名称与主题一致，复印件扫描无效。报名材料审核通过后，采购机构联系人向供应商邮箱发送招标文件电子版；审核未通过的，采购机构联系人以邮件形式回复审核情况，供应商可在招标文件申领时间内重新提交材料。采购机构或代理机构邮箱： hbqqzb@126.com 。售价：￥400.0 元，本公告包含的招标文件售价总和四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点提交投标文件截止时间：2022年04月20日 09点30分（北京时间）开标时间：2022年04月20日 09点30分（北京时间）地点：湖北省武汉市武昌区中北路148号东沙大厦A座21层五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜申领招标文件时需提供以下资料：1.营业执照或事业单位法人证书复印件加盖公章(军队单位不需要提供)；2.法定代表人资格证明书原件；3.法定代表人授权书原件；4.非外资企业或外资控股企业的书面声明（企业提供，事业单位、军队单位不需要提供）；5.投标供应商主要股东或出资人信息；6.未被“信用中国”网站列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购不良行为记录名单，未被“中国政府采购网”列入政府采购严重违法失信行为记录名单，未被“军队采购网”列入军队采购失信名单、未在军队采购供应商失信名单禁入处罚期内的承诺书；7.未受到过任何行政处罚，以“国家企业信用信息公示系统”网站“行政处罚信息”查询截图为准。8.本项目特定资质材料：投标单位能提供长期稳定的技术支持和售后服务保障的承诺书。本采购项目相关信息在《中国政府采购网》（http://www.ccgp.gov.cn/）上发布。七、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：江岸某学院　　　　　地址：武汉市江岸区　　　　　　　　联系方式：何老师 027-85965459　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：湖北清秦招标有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：湖北省武汉市武昌区中北路148号东沙大厦A座21层　　　　　　　　　　　　联系方式：肖经理 潘经理 027-87311520　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：肖经理 潘经理电　话：　　027-87311520-801

日前，安捷伦科技(AgilentTechnologies)宣布获得美国海军一笔价值180万美元的采购合约 根据该合约规定，安捷伦将为美国海军供应五年手持式频谱分析仪(HSAs)。这些仪器可协助海军技术人员，在野外/现场进行射频电子系统的安装、监测与维护。 　　安捷伦将为美国海军提供旗下7-GHzN9342CHSA的两个特殊版本：AgilentN9342CN和AgilentN9342CNTG，这些仪器是专为海军的需求而量身订制。AgilentN9342CN和AgilentN9342CNTG提供更快且更精确的量测、更佳的易用性、以及各种可供使用者自订和符合人体工学的功能，可让野外/现场测试变得更容易。 　　安捷伦的HSA拥有坚固耐用的设计，以及同类产品中最佳的射频效能。坚固的仪器设计可让使用者在严酷的野外/现场环境下从容地执行量测，优异的效能则可确保使用者完成高品质的射频量测，以便发现小信号及撷取间歇性干扰。野外/现场测试自动化功能，可让使用者减少多达95%的测试设定时间。 　　台湾安捷伦科技董事长暨电子量测事业群总经理张志铭表示：「完美的团队合作以及我们提供高价值产品的承诺，是这次赢得订单的重要原因。取得美国海军的采购合约，代表我们在高度竞争的射频手持式频谱分析仪市场的一大突破。我们会继续致力于开发同业最佳的射频测试解决方案，以协助客户在业界保持领先地位。

项目编号：OITC-G220360928项目名称：中国科学院高能物理研究所频谱分析仪采购项目预算金额：338.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：338.0000000 万元（人民币）采购需求：包号货物名称数量（台/套）是否允许采购进口产品采购预算(人民币)1频谱分析仪13台是338万元合同履行期限：合同签订后6个月内本项目( 不接受 )联合体投标。

记者日前从中科院苏州纳米所获悉，该所成功研制出在室温下工作的太赫兹自混频探测器，从而填补了该类探测器的国内空白。 　　据了解，作为人类尚未大规模使用的一段电磁频谱资源，太赫兹波有着极为丰富的电磁波与物质间的相互作用效应，不仅在基础研究领域，而且在安检成像、雷达、通信、天文、大气观测和生物医学等众多技术领域有着广阔的应用前景。目前，室温微型的固态太赫兹光源和检测器技术尚未成熟，众多太赫兹发射&mdash 探测应用还处于原理演示和研究阶段。室温、高速、高灵敏度的固态太赫兹探测器技术是太赫兹核心器件研究的重要方向之一。 　　自2009年起，苏州纳米所秦华、张宝顺、吴东岷课题组就致力于太赫兹波&mdash 低维等离子体波相互作用及其调控研究。该团队在2009年年底取得突破性进展，在GaN/AlGaN高电子迁移率晶体管的基础上研制成室温工作的高灵敏度高速太赫兹探测器，首次实现了对1000GHz的太赫兹波的灵敏检测。 　　经过3年多的技术攻关，研究团队进一步突破了太赫兹天线、场效应混频和器件模型等关键技术，掌握了完整的场效应自混频太赫兹探测器技术。 　　目前，苏州纳米所研制的太赫兹探测器探测频率达到800～1100GHz，电流响应度大于70mA/W，电压响应度大于3.6kV/W，等效噪声功率小于40pW/Hz0.5，综合指标达到国际上商业化的肖特基二极管检测器指标，并成功演示了太赫兹扫描透视成像和对快速调制太赫兹波的检测。 　　据介绍，该项技术可进一步发展成大规模的太赫兹焦平面成像阵列和超高灵敏度的外差式太赫兹接收机技术，为发展我国的太赫兹成像、通信等应用技术提供核心器件与部件。

激光外差干涉技术在光刻机中的应用 张志平*，杨晓峰 复旦大学工程与应用技术研究院上海市超精密运动控制与检测工程研究中心，上海 201203摘要 超精密位移测量系统是光刻机不可或缺的关键分系统之一，而基于激光外差干涉技术的超精密位移测量系统同时具备亚纳米级分辨率、纳米级精度、米级量程和数米每秒的测量速度等优点，是目前唯一能满足光刻机要求的位移测量系统。目前应用于光刻机的超精密位移测量系统主要有双频激光干涉仪和平面光栅测量系统两种，二者均以激光外差干涉技术为基础。本文将分别对这两种测量系统的原理、优缺点以及在光刻机中的典型应用进行阐述。关键词 光刻机；外差干涉；双频激光干涉仪；平面光栅1 引言集成电路产业是国家经济发展的战略性、基础性产业之一，而光刻机则被誉为集成电路产业皇冠上的明珠［1］。作为光刻机三大指标之一的套刻精度，是指芯片当中上下相邻两层电路图形的位置偏差。套刻精度必须小于特征图形的1/3，比如14 nm节点光刻机的套刻精度要求小于5.7 nm。影响套刻精度的重要因素是工件台的定位精度，而工件台定位精度确定的前提则是超精密位移测量反馈，因此超精密位移测量系统是光刻机不可或缺的关键分系统之一［2-4］。随着集成电路特征尺寸的不断减小，对位置测量精度的需求也不断提高；同时，为了满足光刻机产率不断提升的需要，掩模台扫描速度也在不断提高，甚至达到 3 m/s 以上；此外，为了满足大尺寸平板显示领域的需求，光刻机工件台的尺寸和行程越 来越大，最大已达到 1. 8 m×1. 5 m；最后，为了获得工件台和掩模台良好的同步性能，光刻机还要求位置测量系统具备多轴同步测量的功能，采样同步不确定性优于纳秒级别［5-8］。 综上，光刻机要求位置测量系统同时具备亚纳米级分辨率、纳米级精度、米级量程、数米每秒测量速度、闭环反馈以及多轴同步等特性。目前，在精密测量领域能同时满足上述测量要求的，只有外差干涉测量技术。 本文分别介绍外差干涉测量技术原理及其两 种具体结构——双频激光干涉仪和平面光栅测量系统，以及外差干涉技术在光刻机中的典型应用。 2 外差干涉原理 2. 1 拍频现象 外差干涉又称为双频干涉或者交流干涉，是利用“拍频”现象，在单频干涉的基础上发展而来的一 种干涉测量技术。 假设两列波的方程为 x1 = A cos ω1 t ， （1） x2 = A cos ω2 t 。 （2） 叠加后可表示为（3）拍频定义为单位时间内合振动振幅强弱变化 的次数，即 v =| (ω2 - ω1)/2π |=| v 2 - v 1 | 。 （4） 波 x1、x2 以及合成后的波 x 如图 1 所示，其中包 络线的频率即为拍频，也称为外差频率。如果其中一个正弦波的相位发生变化，拍频信号的相位会发生完全相同的变化，即外差拍频信号将完整保留原始信号的相位信息。 图 1. 拍频示意图Fig. 1. Beat frequency diagram对于激光而言，因为频率很高（通常为 1014 Hz 量级），目前的光电探测器无法响应，但可以探测到两束频率相近的激光产生的拍频（几兆到几十兆赫兹）。因此拍频被应用到激光领域，发展成激光外差干涉技术。2. 2 外差干涉技术 由拍频原理可知 ，所谓外差就是将要接收的信号调制在一个已知频率信号上，在接收端再将该调制信号进行解调。由于高频率的激光信号相位变化难以精确测量，但利用外差干涉技术可以用低频拍频信号把高频信号的 相位变化解调出来，将大大降低后续精确鉴相的难度。因此，外差技术最显著的特点就是信号以交流的方式进行传输和处理。 与单频干涉技术相比，外差干涉技术的突出优点是：1）由于被测对象的相位信息是加载在稳定的差频（通常几兆到几十兆赫兹）上，因此光电探测时避过了低频噪声区，提高了光电信号的信噪比。例如在外界干扰下，测量光束光强衰减 50% 时，单频干涉仪很难正常工作，而外差干涉仪在光强衰减 90% 时仍能正常工作 ，因此更适用于工业现场 。 2）外差干涉可以根据差频信号的增减直接判别运动方向，而单频干涉技术则需要复杂的鉴相系统来 判别运动方向。单频干涉技术与外差干涉技术对比如表 1 所示。表 1. 单频干涉技术与外差干涉技术对比Table 1. Comparison between homodyne interferometry and heterodyne interferometry3双频激光干涉仪 3. 1 双频激光干涉仪原理 双频激光干涉仪是在单频激光干涉仪的基础上结合外差干涉技术发展起来的，其原理如图 2 所 示。双频激光器发出两列偏振态正交的具有不同频率的线偏振光，经过偏振分光器后光束被分离。 图 2. 双频激光干涉仪原理图Fig. 2. Schematic diagram of dual frequency laserinterferometer设两束激光的波动方程为 E1 = E R1 cos ( 2πf1 t ) E2 = E R2 cos ( 2πf2 t ) ， （5） 式中：ER1和 ER2为振幅；f1和 f2为频率。 偏振态平行于纸面的频率为 f1 的光束透过干涉仪后，被目标镜反射回干涉仪。当被测目标镜移动时，产生多普勒效应，返回光束的频率变为 f1 ± Δf， Δf 为多普勒偏移量，它包含被测目标镜的位移信息。经过干涉镜后，与频率为 f2 的参考光束会合，会合后光束发生拍频，其光强 IM函数为 （6） 式（6）包含一个直流量和一个交流量，经光电探测器转换为电信号，再进行放大整形后，去除直流量，将交 流量转换为一组频率为 f1 ± Δf- f2的脉冲信号。从双频激光器中输出频率为 f1 - f2 的脉冲信 号，作为后续电路处理的基准信号。测试板卡采用减法器通过对两列信号的相减，得到由于被测目标 镜的位移引起的多普勒频移 Δf。被测目标镜的位移 L 与 Δf的关系可表示为 （7） 式中：λ 为激光的波长；N 为干涉的条纹数。因此， 只要测得条纹数，就可以计算出被测物体的位移。 3. 2 系统误差分析 双频激光干涉仪的系统误差大致由三部分组成：仪器误差、几何误差以及环境误差，如表 2 所示。 三种误差中，仪器误差可控制在 2 nm 以内；几何误 差可以通过测校进行动态补偿，残差可控制在几纳米以内；环境误差的影响最大，通常可达几十纳米到几微米量级，与测量区域的环境参数（温度、压 力、湿度等）有关，与量程几乎成正比，因此大量程测量时，需要对环境参数进行控制。 表 2. 双频激光干涉仪系统误差分解Table 2. System error of dual frequency laser interferometer4 平面光栅测量系统 双频激光干涉仪在大量程测量时，精度容易受 温度、压力、湿度等环境因素影响，研究者们同样基于外差干涉原理研发了平面光栅测量系统，可克服双频激光干涉仪的这一缺点。 4. 1 基于外差干涉的光栅测量原理 众所周知 ，常规的光栅测量是基于叠栅条纹的，具有信号对比度差、精度不高的缺点。基于外差干涉的光栅测量原理如图 3 所示，双频激光器发出频率 f1 和 f2 的线偏振光，垂直入射到被测光栅表面，分别进行+1 级和−1 级衍射，衍射光经过角锥反射镜后再次入射至被测光栅表面进行二次衍射， 然后会合并沿垂直于光栅表面的方向返回。由于被测光栅与光栅干涉仪发生了相对运动，因此，返回的激光频率变成了 f1 ± Δf和 f2 ∓ Δf，其中 Δf为多 普勒频移量，它包含被测目标镜的位移信息。 图 3. 基于外差干涉的光栅测量原理Fig. 3. Principle of grating measurement based on heterodyne interference会合后的光束 f1 ± Δf 和 f2 ∓ Δf 发生拍频，其频率为 ( f1 ± Δf ) - ( f2 ∓ Δf ) = ( f1 - f2 ) ± 2Δf。（8） 式（8）的信号与双频激光器中输出频率为 f1 - f2 的 参考信号相减，得到多普勒频移 Δf。被测目标镜的位移 L 与 Δf的关系可表示为（9） 式中 ：p 为光栅的栅距 ；N 为干涉的条纹数 。 因此，只要测得条纹数 ，就可以计算出被测物体的位移。 上述原理推导是基于一维光栅刻线的，只能测量一维运动。为了获得二维测量，只需将光栅的刻线由一维变成二维（即平面）即可。 4. 2 两种测量系统优缺点对比 由此可知，基于外差干涉的光栅测量原理与双频激光干涉仪几乎完全相同，主要的差别是被测对象由反射镜换成了衍射光栅。两种测量系统的优缺点如表 3 所示。表 3. 双频激光干涉仪与光栅测量系统对比Table 3. Dual frequency laser interferometer versus gratingmeasurement system5外差干涉测量在光刻机中的应用 发展至今，面向 28 nm 及以下技术节点的步进扫描投影式光刻机已成为集成电路制造的主流光刻机。作为光刻机的核心子系统之一的超精密工件台和掩模台，直接影响着光刻机的关键尺寸、套刻精度、产率等指标。而工件台和掩模台要求具有高速、高加速度、大行程、超精密、六自由度（x、y 大 行程平动，z 微小平动，θx、θy、θz微小转动）等运动特点，而实现这些运动特点的前提是超精密位移测量反馈。因此，基于外差干涉技术的超精密位移测量子系统已经成为光刻机不可或缺的组成部分。 4. 光刻机中的多轴双频激光干涉仪［10］Fig. 4. Multi-axis dual frequency laser interferometer in lithography machine[10]图 4 为典型的基于多轴双频激光干涉仪的光刻机工件台系统测量方案［10］，在掩模台和硅片台的侧面布置多个多轴激光干涉仪，对应地在掩模台和硅 片台上安装长反射镜；通过多个激光干涉仪的读数解算出掩模台和硅片台的六自由度位移。 然而，随着测量精度、测量行程、测量速度等运动指标的不断提高，双频激光干涉仪由于测量精度易受环境影响、长反射镜增加运动台质量致使动态性能差等问题难以满足日益提升的测量需求。因 此，同样基于外差干涉技术的平面光栅测量系统成为了另一种选择［8］。 光刻机工件台平面光栅测量技术首先由世界光刻机制造巨头 ASML 公司取得突破。该公司于 2008 年 推 出 的 Twinscan NXT：1950i 浸 没 式 光 刻机，采用了平面光栅测量技术对 2 个工件台的六自 由度位置进行精密测量。如图 5 所示，该方案在主基板的下方布置 8 块大面积高精度平面光 栅（约 400 mm×400 mm），在两个工件台上分别布置 4 个 平面光栅读数头（光栅干涉仪），当工件台相对于平 面光栅运动时，平面光栅读数头即可测出工件台的 运动位移［2，5，9］。图 5. ASML 光刻机的平面光栅测量方案［2，5，9］Fig. 5. Plane grating measurement scheme of ASML lithography machine[2,5,9]相比多轴双频激光干涉仪测量方案，平面光栅测量方案具有以下优点：1）测量光路短（通常小于 20 mm），因此测量重复精度和稳定性对环境变化不 敏感；2）工件台上无需长反射镜，因此质量更轻、动态性能更好。 然而，平面光栅测量方案也有其缺点：1）大面积高精度光栅制造难度太大；2）由式（9）可知，位移 测量结果以栅距 p 为基准，然而受栅距均匀性限制， 测量绝对精度不高。为了获得较好的精度和线性度，往往需要利用双频激光干涉仪进行标定。 面临极端测量需求的挑战 ，Nikon 公 司 在 NSR620D 光刻机中采用了平面光栅和双频激光干涉仪混合测量的技术方案［9］，如图 6 所示。该方案 将平面光栅安装在工件台上表面，而将光栅读数头安装在主基板下表面，同时增加了双频激光干涉仪，结合了平面光栅测量系统和双频激光干涉仪的 优点。在读头与读头切换时采用双频激光干涉仪进行在线校准。 图 6. Nikon光刻机混合测量方案［9］Fig. 6. Hybrid measurement scheme of Nikon lithography machine [9]6激光外差干涉系统的发展趋势 无论是双频激光干涉仪还是平面光栅测量系统，要想获得纳米级测量精度，既需要提高测量系统本身的精度，更需要从使用的角度努力，即“三分 靠做，七分靠用”。 就激光外差干涉测量系统本身而言，误差源主要来自于光学非线性误差。在外差干涉测量系统 中，由于光源及光路传输过程各光学器件性能不理想或装调有偏差，会带来两个频率的光混叠现象， 即原本作为测量信号频率 f1（或 f2）的光中混杂了频 率 f2（或 f1）的光，或原本作为参考信号频率 f2（或 f1） 的光中混杂了频率 f1（或 f2）的光。在信号处理中该混叠的频率信号会产生周期性的光学非线性误差。尽管目前主流的双频激光干涉仪厂家已经将非线性误差控制在 2 nm 以内［10- 12］，但应用于 28 nm 以下光刻机时仍然需要进一步控制该误差。国内外众多学者从非线性误差来源、检测和补偿等角度出发，进行了大量研究并取得了丰硕成果［13- 17］。这些成果有望对非线性误差的动态补偿提供理论支持。 从应用角度，研究热点主要集中在应用拓展、 安装误差及其测校算法、环境参数控制及其补偿方法研究等方面。在应用拓展方面，激光外差干涉技术除了应用于测长之外，还在小角度测量、直线度、平面度、反馈测量等方面取得了应用［18- 20］。在安装误差和环境误差补偿算法方面，主要聚焦于多自由度解耦算法、大气扰动补偿等研究方向［4，21- 27］。 7 总结 阐述了光刻机对位移测量系统大量程、亚纳米 分辨率、纳米精度、高测速及多轴同步的苛刻要求。 概述了激光外差干涉技术原理，指出目前为止，激光外差干涉技术是唯一能满足光刻机上述要求的超精密位移测量技术。并综述了两种基于激光外差干涉技术的测量系统：双频激光干涉仪和平面光栅测量系统。总结了这两种位移测量系统在光刻机中的典型应用，以及激光外差干涉技术的当前研究热点和发展趋势。全文详见：激光外差干涉技术在光刻机中的应用.pdf

中国科学院国家空间中心明安图野外科学观测研究站研究员颜毅华带领的研究团队，探索出一种新的可用于明安图射电频谱日像(MUSER)图像位置校准的方法。近日，相关研究成果发表在Research in Astronomy and Astrophysics上。 　　MUSER采用综合孔径成像的方法，在厘米、分米段获得高时间、空间和频率分辨率的太阳射电图像，其建成被认为是现有射电日像仪设备的跨越式进步。作为先进的新一代太阳专用射电干涉设备，MUSER将扩展太阳射电探测能力，为耀斑和日冕物质抛射研究打开新的观测窗口。综合孔径成像技术广泛应用于天文射电望远镜成像，即将众多小口径望远镜系统综合在一起，等效成一个大口径射电望远镜观测效果，从而获取较高空间角分辨的图像。把射电阵列中任意两个望远镜的信号进行复相关运算得到可见度函数，其对应观测天区内亮度分布的傅里叶成分，综合这些观测结果，做傅里叶反变换可获得观测天区的射电图像。由于仪器误差以及信号传播效应的影响，校准特别是相位校准(即图像位置校准)在综合孔径成像技术中至关重要。 　　除了利用目前国际常见的射电日像仪位置校准方法，研究团队在数年来的MUSER太阳射电图像处理过程中，发展了新的综合孔径望远镜阵列相位定标校准方法，在定标点源偏离原点的一般情况下，第一次获得了该偏差对综合孔径成像结果影响的通用理论公式。该公式表明最终图像是原图像因定标源偏离而产生偏移后的图像与一个模糊调制函数卷积的结果。这个新引入的模糊调制函数具有模等于1、且在偏差等于0时退化为δ函数，也就可以得到正确图像的性质。因此，它不改变原图像的强度最大值和原图像信号的总能量。 　　基于这个新公式，科研人员可对MUSER观测图像进行校准从而得到准确的太阳射电图像。仿真实验和MUSER实测数据处理表明，这一新方法正确有效。研究通过位置校准后不同频率的MUSER图像和太阳动力学卫星(SDO)大气成像装置(AIA)在远紫外波段观测的太阳像以及野边山日像仪(NoRH)在17GHz的太阳像的位置对比，发现MUSER的射电源和紫外波段图像以及NoRH射电源位置基本一致，表明校准结果合理可信。 　　本研究优化了当前MUSER成像的校准方法，并丰富了综合孔径成像的一般理论。同时，该工作提出的新理论推进了射电综合孔径校准的研究进展：闭合自校准理论可以修正系统误差得到视场内正确图像，但不能解决绝对位置定标问题，需要已知外定标源来确定绝对位置。这一新公式使得综合孔径方法成为一个封闭的完备理论，即根据综合孔径理论本身就可以完成绝对定位。基于这一新方法，科研人员可以利用一个未知位置的校准点源来对射电望远镜的图像进行校准，并可以通过迭代计算出校准源的具体位置，从而获取真实的射电图像。

面向宇航、国防等应用的全球领先红外探测器厂商Lynred公司，于6月初发布两款多频谱线性阵列红外探测器，分别为Pega和Capyork。这两款产品可以集成到卫星成像、追踪、测量等系统，可用于地球表面干旱调查，海洋和陆地温度监视等领域。Pega 多频谱的红外探测器支持从短波红外（SWIR）到甚长波红外（VLWIR）波段的各种应用。这两款产品将用于法国宇航研究中心CENS的高精度自然资源调查热红外成像卫星。CapyorkLynred公司表示，Pega和Capyork的研发填补了红外成像在地球观察领域的空白。在航天应用中，从SWIR到VLWIR，红外成像都有着广泛应用前景。这两款新产品有助于实现更多的标准化产品，缩短产品面世的进度。而且可以支持系统级有源或者无源的制冷方式，为今后更多航天应用奠定基础。Lynred的通用化设计使其可以匹配空间设备需求，支持多种频谱范围、空间精度和制冷需求。Pega在长波红外（LWIR）和VLWIR波段工作，Capyork主要在SWIR波段工作。Pega拥有600像素、30微米像元间距。Capyork 拥有1200像素、15微米像元间距。Lynred公司于6月初在法国巴黎Versailles举办的Optro 2022大会上详细介绍了这两款新产品。

1. 概述MCT 中红外探测器是一种热电冷却光电导 HgCdTe(碲镉汞，MCT)探测器， 这种材料对 2 到 12um 的中红外光谱波段光波敏感。海尔欣的中红外探测器可采用直流或交流耦合输出，直流耦合方便用户实时观测探测器上的光强信号，继而方便系统对光调试；交流耦合输出可以让用户解调微弱的交流小信号，一定程度上避免过高的直流光信号将探测器饱和。探测器与热电冷却器（TEC）相连接， TEC 采用一个热敏电阻反馈电路对探测器元件的温度控制在-30℃甚至更低温度，从而将热噪声和背景辐射对输出信号的影响最小化。为有效地减少电磁噪声对检测输出信号的影响， 探测器外壳采用了铝合金屏蔽壳体制作，同时起到散热的作用。2. 性能• 半导体冷却型碲镉汞红外光电探测器；• 对2~12 um的中红外光谱波段光波敏感；• 内部一体化集成低噪声前置运放+TEC控制单元；• TEC热电冷却稳定 -80℃ 至-30℃ ，极大地降低了热噪声；3. 优势l • 前放+制冷控制一体化，噪声能进一步降低，使用也更为便捷l • 性价比高于同款进口产品，波长覆盖也更宽l • 海尔欣针对红外探测应用自主研发，更适合系统集成，更及时完善的售后服务4 探测器噪声测试l 测试原理待测噪声A，频谱分析仪基底噪声为B，噪声A 接入频谱分析仪后，测得噪声为频谱分析仪总噪声C（探测器放大后噪声A和频谱分析仪基底噪声B）。它们之间关系如下：A2+B2=C2图.1 HPPD-M-B探测器噪声测试系统 由于HPPD-M-B探测器感光单元噪声Ain信号较小，需要对噪声信号Ain进行放大处理，图.1 中间框HPPD-M-B专指探测器前置放大电路，实际探测器芯片已集成到HPPD-M-B探测器产品中。 其中Ain为归一化到探测器输入端的电流噪声密度（单位为pA/√Hz）,为我们的待求结果，A0为Ain经探测器HPPD-M-B放大N倍后的信号，Rout为探测器的输出阻抗（Ω），A为频谱分析仪输入端信号，Rin为频谱分析仪的输入阻抗（Ω），B为频谱仪基底噪声（与测量系统基底噪声相同），C为频谱分析仪的频率扫描结果。可以得到系统中存在如下关系：A0=Ain*NA=A0*Rin/(Rin+Rout)A2+B2=C2 注：功率dBm转volts：http://wera.cen.uni-hamburg.de/DBM.shtmlvolts转噪声密度：噪声密度（nV/√Hz）= RMS volts/√RBW故通过频率分析仪测试探测器输出端噪声，便可容易的推算出归一化到探测器输入端的电流噪声密度。l 测试系统参数说明：放大倍数N = 15000V/A，探测器输出阻抗Rout =16Ω，频谱分析仪输入阻抗Rin = 50Ω频率扫描范围0-100 kHz，分辨率带宽RBW = 10Hzl 测试过程：1.短路频谱分析仪的信号输入端口，为频谱仪噪声基底的频率扫描结果得到系统基底噪声B1；2.按图1连接测试系统，将配套SMA转BNC同轴线缆一端连接到探测器的SMA输出端口，另一端连接到频谱分析仪（型号N9320B）的信号输入端口；得到未供电时的测试系统频率扫描结果，为测试系统的噪声基底B,可以发现测试系统的噪声基底B与频谱仪输入端短路时噪声B1相同，如下图2中的曲线V1（该曲线为系统的基底噪声B）。3.系统供电，将配套+5V电源适配器一端插入探测器电源供电口，另一端插入市电插座，拨动电源开关上电，此时风扇将正常工作，探测器开始温度调节，热机约10分钟后，温控指示灯亮，温度稳定于预设值。此时，可得到供电状态下，测试系统的频率扫描结果，如下图2中的曲线V2（该曲线为系统的总噪声C）。注意：测试过程中，探测器感光单元一直为遮光状态。l 计算结果读图：100kHz时，频谱仪基底B =-120dBm，扫频结果C = -117dBm，两者RMS均为10Hz。功率dBm转RMS volts：查表http://wera.cen.uni-hamburg.de/DBM.shtml-120dBm对应RMS volts为223.607nV；-117dBm对应RMS volts为315.853nV。根据RBM volts转噪声密度公式：噪声密度（nV/√Hz）= RMS volts/√RBW计算噪声密度B 为70.71nV/√Hz ，噪声密度C 为99.88nV/√Hz。根据计算公式：A2+B2=C2可以等到A=70.54nV/√Hz根据计算公式 ：A=A0*Rin/(Rin+Rout)；Rin=50?、Rout=16? 可以得到A0=93.11nV/√Hz 。通过公式：A0=Ain*N其中N为放大倍数15000V/A 可以得到Ain=6.2pA/√Hz。l 附1.探测器芯片的电流噪声密度HPPD-M-B编号：96610，芯片电流噪声 4.7 pA/√Hz5V适配器编号：01191027140测试结果表明，归一化到探测器输入端的电流噪声密度Ain为6.2pA/√Hz，则海尔欣的前置低噪声运放的噪声系数仅为2.4dB。计算方法为：信噪比：信号功率/噪声功率（下述计算提到的功率都以归一化噪声电流同比表示）噪声系数NF = 输入端信噪比/输出端信噪比 噪声系数可由下列式表示：Si为输入信号功率，即为光电流信号；Ni 为输入噪声功率，即为芯片电流噪声 4.7 pA/√HzS0为输出端信号功率，即为S0=Si*NN0为输出噪声功率，即为Ain*N通过上计算可以得到噪声系数NF=Ain/Ni根据上面计算结果可知Ain=6.2 pA/√Hz，Ni=4.7 pA/√Hz则噪声系数NF=1.32，根据噪声系数转换噪声dB公式：dB=20lgNF=2.4可以得到噪声系数为2.4 dB.（关于低噪声前置运放的噪声系数概念，请参考：http://www.ti.com.cn/cn/lit/an/zhca525/zhca525.pdf） l 附2.与进口探测器比较 图.3 VIGO探测器与HPPD-M-B噪声比较V3为HPPD-M-B ,适配器供电(放大15000倍)V2为某进口探测器，本底比HPPD-M-B低是因其放大倍数较低的缘故。 5 结论综合来看，海尔欣的HPPD-M-B型中红外探测器噪声与进口探测器处于同一水平，从功能上来讲没有太大差别。再结合其运放与TEC制冷高度集成的设计，HPPD-M-B型探测器极大地方便了用户的使用和系统集成，是一款小巧、出色的制冷型单像素红外探测器。

【科学背景】在过去几十年中，声子工程在微波频率范围内取得了显著进展，推动了微波声学滤波器、声光调制器和量子信息处理中量子比特的转换。然而，随着科学技术的发展和需求的增加，太赫兹频率下的声子工程成为了一个备受关注的领域。太赫兹频率的声子工程不仅有望带来更高速度和更大带宽的声学技术，还能够在更高温度下实现单声子量子态，同时对于非金属固体中的热传导也具有重要意义。太赫兹频率（约为6 THz）下的声子工程存在着诸多挑战，主要包括在亚纳米尺度下实现精确的材料控制和在这一频段有效声子耦合的困难。由于太赫兹频率下的声子波长约为3 nm，要生成和操控这些相干声子需要超高精度的材料工程技术。此外，宽带检测太赫兹声子不仅需要超快的时间响应，还需对纳米厚度材料中的振动具有高度敏感性。为了解决这些挑战，美国加利福尼亚大学伯克利分校王枫教授团队依托范德瓦尔斯异质结构，精确集成了原子薄层，利用几层石墨烯作为超宽带声子换能器，成功实现了高达3 THz频谱内容的太赫兹声子的高效产生。同时，利用单层WSe2作为敏感传感器，通过激子-声子耦合和强光-物质相互作用，实现了对太赫兹声子的高保真度检测。通过在单个异质结构中结合这些能力，并检测对入射机械波的响应，作者开展了太赫兹声子光谱学，类似于传统光谱学中对电磁波响应的检测。特别地，本研究还展示了单层WSe2嵌入六方氮化硼中能够有效阻挡太赫兹声子传输的能力，通过量化分析确定了异质界面处的力常数，从而深入理解了这些结构在太赫兹频率下声子传播的特性。这些成果为超宽带声学滤波器和调制器的实现提供了新的技术路径，同时也为热工程中结构化材料的设计提供了新的思路和方法。【科学亮点】（1）实验首次通过精确集成原子薄层在范德瓦尔斯异质结构中，研究团队使用几层石墨烯作为超宽带声子换能器，并利用单层WSe2作为高灵敏度的声子传感器。（2）实验通过以下几个关键点取得了突破性的结果：&bull 首次展示了几层石墨烯能够高效转换飞秒近红外脉冲为高达3 THz的宽带声子脉冲。&bull 单层WSe2显示出优异的激子-声子耦合和强光-物质相互作用，实现了对太赫兹声子的高保真度检测。&bull 利用合适设计的范德瓦尔斯异质结构堆叠，成功实现了对太赫兹声子的灵活操控和高品质因子声子腔的构建。&bull 单层WSe2嵌入六方氮化硼中有效阻挡了太赫兹声子的传输，同时量化了异质界面处的力常数和声子在材料中的传播速度。【科学图文】图1： 具有范德瓦尔斯异质结构的太赫兹声子谱。图2：在六方氮化硼hexagonal boron nitridehBN中，声子传播速度的测定。图3：太赫兹声子腔和法布里-珀罗模式。图4： 太赫兹反射和透射光谱，以及一维质量-弹簧模型模拟。【科学结论】本文利用范德瓦尔斯异质结构实现太赫兹频率下声子的高效生成、检测和操控。通过精确控制原子薄层的集成，作者展示了几层石墨烯作为宽带声子换能器和单层WSe2作为高灵敏度传感器的效果。这不仅为超快声学控制和量子声子操作提供了新的技术途径，还为新型热材料设计带来了可能性。本文揭示了太赫兹声子的特殊物理性质，如超短波长、大能量带宽和高Q值，这些性质为声子布里渊区的控制提供了全新视角。此外，利用太赫兹声子进行声学测距和声光效应不仅可能实现对亚纳米级界面的高分辨率探测，还能在极紫外和X射线波段上实现声学控制。这些发现不仅在基础科学上有重要意义，还为开发高性能声学器件、声子超材料以及人造热绝缘体提供了理论和实验基础。原文详情：Yoon, Y., Lu, Z., Uzundal, C. et al. Terahertz phonon engineering with van der Waals heterostructures. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07604-9

仪器信息网讯 2011年10月12-15日，第十四届北京分析测试学术报告会及展览会(BCEIA 2011)在北京展览馆隆重举行。为让广大网友及仪器用户深入了解BCEIA 2011仪器新品动态，仪器信息网特别开展了以“盘点行业新品 聚焦最新技术”为主题大型视频采访活动，力争将科学仪器行业最新创新产品、最新技术进展及最具有代表性应用解决方案直观地呈现给业内人士。 　　北京普源精电科技有限公司(RIGOL)成立于1998年，是业界领先从事电子测量和分析仪器研发、生产和销售的多元化高新技术企业，产品已销往全球60多个国家和地区，并在全球50个国家注册了RIGOL商标，已成为世界级的供应商和客户首选伙伴之一。在本届BCEIA上，RIGOL公司进军分析仪器领域的首款产品——L-3000系列高效液相色谱仪荣获了2011年“BCEIA金奖”。对此，仪器信息网编辑对北京普源精电科技有限公司分析仪器事业部市场经理张欣先生进行了视频采访。 　　张欣先生介绍到：“RIGOL公司总部位于北京昌平，在苏州建有研发生产基地，在上海、深圳、西安、美国Cleveland、德国Munich设有分公司。过去RIGOL公司一直致力服务于物理领域的电学方面，产品包括示波器、频谱仪、信号源等；2010年，RIGOL公司宣布正式进入化学分析领域 我们希望基于公司在电子测量领域的技术研发积累与生产制造经验，能够为中国乃至全球的科学家们提供先进的分析仪器产品与服务，这是普源精电公司一直秉持的企业责任与社会责任。” 　　2010年，RIGOL公司自主研制出L-3000系列高效液相色谱仪，成功进入色谱领域。L-3000最高耐压可达8000psi，超越常规HPLC的耐压水平；同时，L-3000系列采样频率最高可达100Hz，使分析数据更加精准可靠；L-3000系列线性范围高达2.5AU以上，可保证在分析高浓度组分的同时不漏掉任何细微的痕量成分。凭借这些优异的指标以及其系统的稳定性，L-3000系列一经推出在行业内获得了专家用户们的一致好评。

2011年10月12-15日，第十四届北京分析测试学术报告会及展览会(BCEIA 2011)在北京展览馆隆重举行。为让广大网友及仪器用户深入了解BCEIA 2011仪器新品动态，仪器信息网特别开展了以“盘点行业新品 聚焦最新技术”为主题大型视频采访活动，力争将科学仪器行业最新创新产品、最新技术进展及最具有代表性应用解决方案直观地呈现给业内人士。 　　为了让广大网友深入了解BCEIA 2011色谱质谱类仪器新产品新技术动态，仪器信息网编辑采访了14家公司的技术专家及质谱评议组的专家们。 赛默飞梁晓峰先生、AB Sciex公司马修格里格博士、日立高新谷口先生 　　赛默飞色谱质谱新品“大展示” 　　赛默飞世尔科技是科学服务领域的世界领导者，致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额接近110亿美元，拥有员工约37000人。赛默飞世尔科技进入中国发展已有30余年，目前在华员工人数已经超过1900名。在采访中，赛默飞液相色谱/离子色谱及样品前处理产品中国区销售/服务总监梁晓峰先生、质谱产品应用工程师李静女士、质谱产品售前应用工程师叶芳婷女士向我们介绍了赛默飞色谱质谱新产品的情况。 　　AB Sciex新推出的解决方案以及对于质谱市场的看法 　　马修.格里格博士在采访中讲到AB Sciex将继续为中国的客户带来新的质谱产品，在食品、环境以及临床方面提供丰富的解决方案。客户对于仪器的稳定性、灵敏度和高分辨率要求也越来越高，AB Sciex已经拥有几十年的质谱制造历史，始终致力于为客户提供高质量的仪器和易用的软件。 　　马修.格里格博士表示，中国的质谱市场非常重要，近几年增长非常快，越来越多的政府部门、科研单位选择质谱产品来获得高质量的数据。AB Sciex将继续在在中国加大投入，投入更多经验丰富的工程师近距离地客户进行交流，帮助科学家高效率地工作，使他们的仪器时刻处于最佳状态。 　　日立与天美亮相BCEIA 庆合作15年 　　日立高新技术公司隶属于日立集团，其传承日立集团雄厚的技术力量开发并生产科学仪器。在中国，日立高新与天美合作，今年已经是第15年。在此次视频采访中，日立高新技术公司科学仪器营业部部长谷口先生就日立高新情况、日立与天美合作情况及日立高新最新液相产品及电镜产品的特点及优势进行了详细的介绍。 禾信公司周振博士、聚光科技马放均先生、北京东西分析刘更涛先生 　　禾信创始人周振博士谈禾信质谱新品 　　禾信公司成立于2004年，一直以“做中国人自己的质谱仪器”为己任。2011年，对于禾信公司而言是不同寻常的一年。继去年11月，温家宝总理实地考察禾信质谱项目后，公司历时6年研发的单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪一经推向市场，就迎来了客户，销售额超过千万。据悉，该种仪器目前国际上也只有2家公司可以生产，而其中一家已经停产 而禾信质谱凭借便捷的售后服务，未来市场前景应该很美好。 　　在此次视频采访中，禾信公司创始人周振博士说到，“质谱仪器是一个需要大投入、研发时间长的行业。公司历经6年研发了单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪SPAMS 0515及在线挥发性有机物质谱仪SPIMS-1000 2款仪器，主要针对的是环境监测市场。未来3年内，公司的主打产品主要还是聚焦在环境监测方面 不过公司正在进行2款用于药物研发的相关质谱仪器研发。” 　　聚光科技Mars-400成为环保部应急监测标配 　　聚光科技成立于2002年，是专注于环境和安全监测领域并提供全面的分析技术和信息管理解决方案高新技术企业，2011年4月15日聚光科技正式登陆创业板。此外，目前聚光科技正以雄厚的资金实力与技术优势大举进入实验分析仪器市场。在本届BCEIA展会上，仪器信息网编辑对聚光科技实验室业务发展部总监兼总裁助理马放均先生进行了视频采访，介绍新推出的便携气质。 　　“Mars-400型气相色谱-质谱联用仪是聚光科技结合多年的科学仪器开发经验，在‘十一五’国家重大科技支撑项目的支持下，推出的国内首款基于自主知识产权的便携式离子阱气质联用仪。Mars-400型气相色谱-质谱联用仪，有两个突破，一是低热容快速升温色谱技术，二是双曲面离子阱技术，是检测速度更快，定性能力更强。Mars-400适用于危险化学品、挥发性有机污染物等环境应急快速检测与公共安全领域。可以说，聚光科技在双曲面离子阱技术方面走在了世界前列。该产品在江苏、北京已经有一些用户，并成为环保部应急监测专项中60-70台应急监测车的标准配置。” 　　东西分析积极开发气质联用仪应急监测应用方案　　 　　北京东西分析仪器有限公司，成立于1988年，已成功自行开发生产了一系列具有高技术含量的分析仪器产品。东西分析早在2006年研发出了第一台气相-(四极杆)质谱联用样机，一直在以实际行动推动色谱-质谱联用仪的国产化事业，并在小型化、专用化、便捷化上寻求突破。在本届BCEIA展会上，北京东西分析资深工程师刘更涛先生重点介绍了东西分析质谱仪研制背景以及相关应用开发。 　　刘更涛先生表示：“东西分析2006年推出气质联用仪样机，2007年是一个发展完善阶段，2008年到现在则是该产品真正接受应用挑战的一个过程。在这个过程中，我们一方面对仪器的硬件进行了升级改造 另一方面在针对应急监测方面，我们做了大量的工作。” 岛津公司胡家祥先生、东曹生物科技杜增凯先生、普立泰科王斌先生 　　岛津公司色谱质谱新品　　 　　岛津制作所自1875年在日本京都创业以来，在分析测试仪器、医疗器械、航空产业机械、生命科学等领域的高科技产品在全世界都享有很高的评价 目前，岛津公司在中国全境拥有12个分公司，事业规模正在不断扩大。在本届BCEIA展会上，岛津公司资深专家胡家祥先生重点向我们介绍了最新推出的全二维气相色谱(GC×GC)质谱联用仪、新一代超快速串联四极杆液质联用仪LCMS-8030的创新特点与应用情况。 　　“单一色谱柱的分离能力是有限的，但如果两根色谱柱相互配合的话就能得到较好的分离效果。岛津新推出的全二维气质联用仪的第一根色谱柱上的所有馏分通过调制解调都会在第二根色谱柱上展开，适合分析环境、石油化工等领域的复杂样品。全二维气质联用仪对质谱的扫描速度要求很高，为此岛津推出了气相色谱质谱联用仪 GCMS-QP2010 Ultra。两者相互结合，达到非常好的效果。” 　　“LCMS-8030采用最快15000u/sec 的UFscanning超快速扫描和15msec的UFswitching超快速正负极性切换的专利技术，使LCMS-8030在不牺牲信号强度的情况下真正实现高通量分析。” 　　东曹离子色谱新品 　　日本东曹是一家涉足石油化工、基础化学、精细化工、电子材料、生命科学等多项事业的全球性跨国企业。此次参加BCEIA2011的是东曹公司下设的东曹(上海)生物科技有限公司，其主要经营生命科学业务。东曹(上海)生物科技有限公司离子色谱产品经理杜增凯先生在视频采访中介绍最新推出的一体化离子色谱IC-2010的特点、主要创新及与其他同类产品相比的优势。 　　据杜增凯先生介绍，IC-2010是一款一体化的离子色谱系统，其采用了东曹自行开发的凝胶抑制方式，并且将自动进样器等整合入仪器内部，可以高速，高灵敏度并且简便地测定阴离子和阳离子。此外，配备的专用系统控制及数据解析的离子色谱工作站，更提供了极为简便地仪器控制功能以及高可信度的测定环境。 　　Torion便携式气质、ZOEX全二维气相色谱 　　北京普立泰科仪器有限公司是一家推广宣传国际实验室分析先进技术、专业产品以及提供相应技术支持和服务的专业公司。目前是多个国外知名品牌产品的中国地区独家代理。同时，普立泰科公司积极运用多年积累的技术经验，进行自主研发，开发出土壤干燥箱、烟气氮氧化物分析系统、样品自动消解前处理系统、斜吹式氮吹浓缩仪等新产品。 　　在采访中，王斌先生为我们介绍了普立泰科公司代理的Torion便携式气质、Zoex全二维气质产品的情况。“Torion便携式气质只有14公斤，是真正做到了便携，随机配备电池与氦气，方便使用。该仪器采用了先进的固相微萃取技术，能快速进行样品前处理，而采用的快速色谱技术能使仪器的升温速度可以达到每秒5摄氏度，分析一个样品只需2-3分钟，能快速帮助用户给出准确结果。ZOEX全二维气相色谱是把两根不同极性不同长度的气相色谱柱串联起来，对于复杂样品的成份分析，可以得到更加丰富的信息。在第一根色谱柱上分离后的样品在经过调制器时被迅速冷却聚焦，然后被脉冲式热气迅速气化，进入第二根色谱柱，这样以两根色谱柱的保留时间分别为X轴和Y轴，就得到一张三维的色谱图，极大地扩展了峰容量。” 迪马科技李广庆博士、博纳艾杰尔牛玉峰先生、普源精电张欣先生 　　迪马科技推出几款国际水准的色谱柱　　 　　迪马科技是一家致力于研发制造科学、高效的化学分析产品，提供完善服务和全面解决方案的知名色谱消耗品制造商，在色谱填料研发，色谱柱制造和相关分离产品等多个技术领域始终保持世界先进水平。 　　在本届BCEIA展会上，迪马科技副总裁李广庆博士向我们重点介绍了迪马科技最近推出了几款在UPLC和HPLC上使用的Endeavorsil、Leapsil、Bio-Bond、Spursil等色谱柱的性能特点、适用范围，以及迪马科技色谱柱产品的发展情况，并就液相色谱填料未来的发展趋势发表了见解。具体内容请点击查看采访视频。 　　博纳艾杰尔推出高压液相制备新品 　　博纳艾杰尔科技(Agela Technologies)成立于2007年，其前身为北京艾杰尔科技有限公司和天津博纳固体材料有限公司，主要生产和开发分离材料及其派生产品，主打产品为色谱耗材。在本届BCEIA展会上，天津博纳艾杰尔科技有限公司北京分公司总经理牛玉峰先生、仪器部经理牛栋平先生分别向我们重点介绍了公司的色谱耗材以及CHEETAH一体化高压液相制备系统的创新特点与市场应用情况。 　　“CHEETAH一体化高压液相制备系统是博纳艾杰尔新推出的产品，也入围了BCEIA 2011金奖评定。该产品在分离、纯化方面具有优势，尤其适合制药行业的有机合成、天然产物分离等研究。” 　　RIGOL公司L-3000系列HPLC闪耀全场 　　北京普源精电科技有限公司分析仪器事业部市场经理张欣先生在视频采访中介绍到：“RIGOL公司总部位于北京昌平，在苏州建有研发生产基地，在上海、深圳、西安、美国Cleveland、德国Munich设有分公司。过去RIGOL公司一直致力服务于物理领域的电学方面，产品包括示波器、频谱仪、信号源等 2010年，RIGOL公司宣布正式进入化学分析领域 我们希望基于公司在电子测量领域的技术研发积累与生产制造经验，能够为中国乃至全球的科学家们提供先进的分析仪器产品与服务，这是普源精电公司一直秉持的企业责任与社会责任。” 　　2010年，RIGOL公司自主研制出L-3000系列高效液相色谱仪，成功进入色谱领域。L-3000最高耐压可达8000psi，超越常规HPLC的耐压水平 同时，L-3000系列采样频率最高可达100Hz，使分析数据更加精准可靠 L-3000系列线性范围高达2.5AU以上，可保证在分析高浓度组分的同时不漏掉任何细微的痕量成分。凭借这些优异的指标以及其系统的稳定性，L-3000系列一经推出在行业内获得了专家用户们的一致好评。 PerkinElmer资深工程师沈飞翔、布鲁克• 道尔顿资深工程师刘东静、舜宇恒平黄晓晶博士 　　聚焦PerkinElmer质谱新产品技术特点 　　在本届BCEIA上，PerkinElmer资深应用工程师重点介绍了NexION 300 ICP-MS、AxION TOF 质谱仪等几款新产品。 　　NexION 300 ICP-MS的进样器、射频发生器、离子透镜、通用池、ICP和MS的接口部分的设计都有很大的改动，使得仪器性能有了更大的提高。另外，整个仪器采用真空设计，只需10min就能达到仪器的操作条件。 　　AxION TOF是PerkinElmer 推出的首款飞行时间质谱仪，AxION MS 可在较广动态范围内对复杂分子进行明确测定，因此更容易鉴别污染物和杂质。 揭秘布鲁克首款ICP-MS、GC-MS/MS技术特点 　　在本届BCEIA上，布鲁克• 道尔顿公司刘东静、李敬清重点介绍了SCION TQ三重四极杆气质联用系统(SCION TQ GC-MS/MS)、aurora M90 ICP-MS电感耦合等离子体质谱仪等几款新产品创新特点。 　　SCION TQ三重四极杆气质联用系统采用无透镜离子通道设计使仪器具有超高的稳定性和灵敏度，椭圆形离子通道设计完全消除中性粒子和化学噪音干扰，仅输入化合物名称，相应的MRM信息就能自动填写，具有无可匹敌的NCI性能，EDR扩展动态范围检测器与四极杆一体化的独特设计。 　　aurora M90 ICP-MS是布鲁克收购瓦里安之后推出的首款ICP-MS，近年3月份正式上市。aurora M90 ICP-MS采用了专利的90度离子透镜和低噪音的双离轴四级杆，提高了仪器的灵敏度、降低了检测限。仪器采用独特设计更适用于复杂基质的样品分析，可以满足高溶解固体物含量样品的检测，无需其它的样品前处理，就可以直接分析有挑战性的样品。将氮气引入等离子体降低了很多重要元素的检出限。 　　BCEIA 2011金奖产品：舜宇恒平过程气体质谱分析仪 　　黄晓晶博士介绍了由上海舜宇恒平科学仪器有限公司生产的高性能过程气体质谱分析仪。该款仪器有台式和机架式两种机型，可依应用环境不同选择。仪器采用高性能的四极杆质量分析器和针对过程气体分析设计的专用软件，可实时、在线对过程气体进行快速分析。通过多通道进样阀实现多点监测，提供多组分、多流路分析。 　　另外，黄晓晶博士介绍说该款过程气体质谱分析仪的外观、样气处理系统、采样接口、真空系统和软件等均可视用户需求进行针对性设计。舜宇恒平成立有应用中心，提供专业的技术支持和量身定制服务，满足用户的分析检测需求。 　　更多报道敬请关注仪器信息网“BCEIA 2011网络直播”新闻专题。

仪器信息网讯 2011年10月12-15日，第十四届北京分析测试学术报告会及展览会(BCEIA 2011)在北京展览馆隆重举行。为让广大网友及仪器用户深入了解BCEIA 2011仪器新品动态，仪器信息网特别开展了以“盘点行业新品 聚焦最新技术”为主题大型视频采访活动，力争将科学仪器行业最新创新产品、最新技术进展及最具有代表性应用解决方案直观地呈现给业内人士。 　　北京普源精电科技有限公司(RIGOL)成立于1998年，是业界领先从事电子测量和分析仪器研发、生产和销售的多元化高新技术企业，产品已销往全球60多个国家和地区，并在全球50个国家注册了RIGOL商标，已成为世界级的供应商和客户首选伙伴之一。在本届BCEIA上，RIGOL公司进军分析仪器领域的又一分析“利器”——Ultra-6000系列紫外-可见分光光度计登场亮相，对此，仪器信息网编辑特别邀请到了北京普源精电科技有限公司分析仪器事业部市场经理张欣先生，请其就Ultra-6000系列“紫外可见，毫厘毕现”的优异性能作详细介绍。 　　张欣先生介绍到：“RIGOL公司总部位于北京昌平，在苏州建有研发生产基地，在上海、深圳、西安、美国Cleveland、德国Munich设有分公司。过去RIGOL公司一直致力服务于物理领域的电学方面，产品包括示波器、频谱仪、信号源等；2010年，RIGOL公司宣布正式进入化学分析领域 我们希望基于公司在电子测量领域的技术研发积累与生产制造经验，能够为中国乃至全球的科学家们提供先进的分析仪器产品与服务，这是普源精电公司一直秉持的企业责任与社会责任。” 　　“首先，Ultra-6000系列的外型像一艘飞船，秉承了RIGOL公司对于产品一贯的精心设计思路；其次，Ultra-6000系列采用了世界先进的双单色器色散系统，非线性良好，杂散光达到百万分之三级别；其工作站操作简单，可提供多种测量方式，可满足用户对”多功能、易操作“的需求。同时我们还特别展示了Ultra-6000系列在制药、化工、食品、环境等领域的一系列应用与解决方案。” 　　“今后，RIGOL公司将会坚持向用户们提供更多更好的电子测量与分析测试的产品、服务及解决方案，同时也感谢大家对RIGOL公司一直以来的支持与帮助!”

据香港文汇报报道，香港浸会大学计算器科学系副教授张晓明博士领导的科研小组成功开发一项基于红外光谱特征的检测系统，只需数分钟便可测定药材真伪，准确度高达99%，更可验出药材品种和产地，准确度亦达94%，而且成本更低。目前，其核心红外光谱特征提取技术获得中国国家知识产权局授予发明专利权。 张晓明博士的红外光谱特征提取技术获得专利 权 　　随着中医药迈向国际化，中药材质量 鉴别在确保中药的疗效和安全上有着重要的角色。传统中药材检测方法大致有两种，第一种是观察药材的形状、颜色、气味、尺寸等特征，需要经验丰富的检测人员执行，但有时不免出现人为误差。另一方法是利用理化分析检测，精确分析出某一特定成份在药材中所含比例 ，但需要经过复杂的物理 化学过程，分析时间长且成本高。 　　因此，张博士研究运用红外频谱仪扫描中药材，利用扫描所得的红外光谱指纹图解读中药材的化学成份宏观数据，从而可快速分辨该中药材的品种、产地和生长方式等，取得药材真假和宏观质量 级数的信息。用家只需要以仪器扫描药材，登入网上的数据库进行比对，只需数分钟便可得知药材的品种和产地，准确度高达94%，而药材品种的准确度更高达99%，用家可以快速分辨真伪。 　　张博士说：“中药材的质量决定于所含化学成分和各成分的比例 ，与它的产地和生长方式有密切关系。通过找出中药材的真实来源地和生长方式，可以宏观地为中药材质量鉴别提供了 一个快速而简易 的方法。”张博士预计系统对中药厂、食品安全中心或政府部门等均可提供低成本又简单的检测途径，有助保障中药质量。但目前因样本所限，系统只能检测人蔘、天麻、丹参及淫洋霍4种药材。而且名贵药材价格昂贵，如要搜集足够的样本制作数据库，成本将会极为巨大，但浸大会与私人公司及政府合作，扩充数据库样本。 　　最后，张博士说到，未来系统不 但可检测中药材品种和宏观质量 ，日后更 可加以发展并应用于食品和酒类的检测，例如辨别奶粉真伪和红酒的质量好坏等。 检测系统可快速分辨中药材的品种、产地和生长方式等

光学频率梳（Optical frequency comb，简称“光梳”）由大范围、等间隔的梳齿分量构成，每根梳齿均对应绝对频率，如同在光频上的一把梳子（或标尺）。得益于飞秒激光器和非线性光学的发展，1999年美国标准局和德国马普所的研究团队分别在实验上实现了光梳，解决了绝对光频率计量问题，J. L. Hall和T. W. Hänsch因此贡献而分享了2005年诺贝尔物理学奖。光梳的诞生同样给光谱测量领域带来了革命性突破，分辨率提高到皮米量级，光梳光谱学的新技术和新应用也在不断涌现。双光梳光谱学可以充分利用光梳在频率准确度、频率分辨率、光谱范围和脉冲宽度等方面的优势，在诸多基于光梳的测量技术中脱颖而出。在频域上，双光梳光谱学表现为两个有微小重复频率差异光梳的多外差探测，可以将探测光梳记录的待测谱线，如分子吸收谱，从光频转移到射频。双光梳光谱学可以利用光谱交织技术进一步将分辨率提高至几十飞米量级。然而现有方案测量时间大幅增加，使用温度或驱动电流调节时无法提供绝对频率参考，且分辨率仍有进一步提高至光梳梳齿线宽的较大空间。电光调制光频梳（简称“电光梳”）由对连续种子光的电光调制产生，用于构建双光梳系统时其具有天然的互相干性，无需复杂的锁定电路或相位校正算法，可以大幅降低系统复杂度。此外，由于电光梳具有不受谐振腔腔长限制的重复频率以及可自由调节的中心波长，由其构建的更具应用前景的双电光梳系统受到研究人员的广泛关注。上海交通大学何祖源、樊昕昱教授团队提出了一种新型双电光梳光谱测量方案，将光谱测量分辨率进一步提高到亚飞米量级，相较于现有方案提高了两个数量级。该方案利用外调制的稳频光作为扫频电光梳的种子光，可以在实现低频率误差快速光谱交织的同时，提供绝对光频率参考。图1 亚飞米分辨率双电光梳绝对频率光谱测量技术原理示意图研究团队在分析各性能指标的理论限制和相互制约关系的基础上，将光谱测量技术关注的综合性能指标（光谱分辨率、测量带宽以及测量时间）提高至奈奎斯特极限，并且可以通过多次平均提高测量信噪比。该方案用于测量分子吸收谱线和高Q值光纤法布里珀罗腔谐振谱线的实验结果，充分展示了该方案灵活实现超高光谱分辨率、高信噪比和高刷新率的能力。图2 氰化氢（HCN）气体吸收谱线的光谱测量结果图3 光纤法布里珀罗谐振腔反射谱的光谱测量结果该研究成果将推动超精细光梳光谱学的进一步发展，并在温室气体监测、精密光器件测试、生物化学传感，以及诸如电磁诱导透明等物理现象观测中具有非常重要的应用价值。

近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员曹俊诚、黎华团队与华东师范大学教授曾和平团队合作，在高稳定自参考太赫兹双光梳方面取得研究进展。研究团队提出自参考方法，完全消除了THz双光梳共有载波噪声，同时抑制了重复频率噪声，将THz双光梳梳齿线宽由未稳频的2-3 MHz量级压缩至14.8 kHz，大幅提升了THz双光梳光源的稳定度。相关成果以Terahertz Semiconductor Dual-comb Source with Relative Offset Frequency Cancellation为题发表在《激光与光子学评论》（Laser & Photonics Reviews）上，并被遴选为封面论文。双光梳由两个重复频率略有不同的光频梳组成，通过多外差采样将光谱信息直接映射在微波波段，这种不依赖机械扫描的时间延迟结构令双光梳天然具有高速、高分辨等优势，在高精度光谱、成像、测距以及大容量高速通信方面具有重要应用。在THz波段，基于电泵浦的半导体量子级联激光器（quantum cascade laser，QCL）是实现THz光频梳与双光梳的理想载体。当前，THz QCL双光梳通常工作于自由运行模式，具有较高的相位噪声，限制其高精度应用。提高双光梳频率稳定性的主要思路是分别控制两个光频梳基础频率分量，即载波包络偏移频率和重复频率。要完全锁定THz QCL双光梳需要同时锁定四个不同频率，即两个载波包络偏移频率和两个重复频率。尽管研究团队在前期工作中将THz双光梳一根梳齿通过锁相环实现了锁定，提升了双光梳的稳定性，但是还未实现THz双光梳的完全硬件锁定，而要在实验室实现四个频率的完全锁定，将涉及复杂的硬件系统。该工作中，研究人员提出了自参考“软锁定”方法，不采用任何硬件锁模模块，对双光梳整体信号进行操控，实现了高稳定自参考THz QCL双光梳光源。双光梳梳齿噪声来源于两个未锁定的光频梳的载波包络偏移频率和重复频率噪声，通过多外差拍频产生的双光梳的每根梳齿都享有相同的载波包络频率及噪声。通过消除共有的载波包络频率噪声，则可以显著提高每根双光梳梳齿的稳定性。研究通过窄带滤波器将双光梳的一根梳齿滤出并将其与整个双光梳信号进行混频，从而彻底消除双光梳梳齿的共有载波噪声，同时还可以抑制重复频率噪声，构造出无载波包络偏移频率的零偏双光梳，显著提高双光梳信号的长期稳定性【图1（a）】。未稳频THz双光梳光谱在15 s的测试时间内，测得的梳齿“最大保持”线宽为2 MHz【图1（b）】。施加自参考稳频之后测得的THz双光梳光谱，在60 s内，测得的“最大保持”线宽为14.8 kHz，比未稳频的THz双光梳梳齿线宽提升了130倍以上【图1（c）】。研究工作提出的自参考稳频方法，不依赖任何锁定元件，同时可方便移植于其他激光系统中，为提高光谱、成像等各种应用的稳定性提供一种简单有效的稳频方法。 相关研究工作得到国家自然科学基金重点项目、国家优秀青年科学基金项目、中科院稳定支持基础研究领域青年团队计划、中科院“从0到1”原始创新项目、中科院科研仪器设备研制项目、上海市优秀学术带头人计划等的支持。 　图1（a）自参考稳频原理。其中frep1和frep2分别是两个光频梳的重复频率，其中frep2通过微波注入锁定到fRF。“彩虹”频谱表示MHz范围内的下转换双光梳信号，通过带通滤波器将其中一根梳齿滤出（虚线框），从而采用混频实现零偏自参考双光梳。（b）未稳频THz双光梳“最大保持”频谱，测量时间为15 s。（c）自参考双光梳“最大保持”频谱，测量时间为60 s。

自量子力学创立以来，科学家通过对量子行为的研究，研发出了核磁共振成像、激光、半导体等在内的众多技术产品，对人类生活产生了重大影响。随着技术进步，第二次量子ge命蓬勃发展，利用量子精密测量技术实现的精密仪器使物理量的测量达到了前所未有的分辨率和灵敏度。何为量子传感器？CIQTEK量子传感器利用量子力学的原理和技术来测量一系列物理量。与经典传感器不同，量子传感器利用量子态的特殊性质（例如叠加态和纠缠态）来实现高精度、高灵敏度、高分辨率的测量。其测量的物理量包括磁场、电场、温度、压力、pH值、时间和频率等。此外，量子传感器还可以用于探测微小的物理效应，例如引力波、暗物质等，为天体物理等领域提供了新的测量手段。量子精密测量技术脉冲EPR技术简介CIQTEK脉冲电子顺磁共振 （pulsed EPR）是一种涉及到在恒定磁场中测量电子自旋净磁化矢量的磁共振技术。在实验中，通常施加一个短的振荡场（比如微波脉冲）来对电子自旋磁化矢量的状态进行扰动，然后测量由样品磁化产生的微波发射信号，再将微波信号通过傅立叶变换在频域中产生 EPR 频谱，从而可以获得有关顺磁性化合物的结构和动力学信息，电子自旋回波包络调制（ESEEM）或脉冲电子-核双共振（ENDOR）等脉冲 EPR 技术还可以揭示电子自旋与其周围核自旋的相互作用。与传统的连续波EPR（CW EPR）相比，脉冲EPR在控制和测量样品中的自旋态方面具有更高的灵活性和精度。脉冲EPR技术在量子传感中的应用CIQTEK在量子传感中，我们可以以电子自旋为探针，来探测核自旋的相关信息。基于脉冲EPR的弛豫测量和超精细光谱法可以识别顺磁粒子并对其浓度进行测量。其测量的原理为在脉冲EPR中，由于核自旋会影响电子自旋的T1（纵向弛豫时间）和T2（横向弛豫时间），浓度会影响电子自旋与核自旋的平均相互作用强度，从而影响电子自旋的弛豫时间。因此通过监测电子自旋的T1和T2的变化可以推断核自旋的浓度。同时，核自旋会调制电子自旋的进动频率，从而可通过电子自旋来对核自旋进行表征。Sun Lei课题组以有机量子比特的MOF材料（MgHOTP）为探针，通过电子与核之间的超精细耦合作用实现了室温下溶液相中离子的量子传感，可用于检测环境中的化学分析物（Li+、Na+）并对其进行定量分析。研究人员将有机自由基嵌入MOF骨架中，在实现室温可操作性的同时还能使有机量子比特与分析物通过吸附作用密切接触。图1基于MOFs中的有机自由基的室温量子传感。(a)将具有有机量子比特的MOF颗粒悬浮在待测分析物的溶液中。(b)化学分析物被吸附到MOF中，并通过超精细耦合与嵌入的自由基相互作用。(c)基于超精细光谱可以识别与自由基量子比特相互作用的原子核，并进一步对化学分析物进行量化。（J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 19008&minus 19016）MgHOTP中的自由基表现为电子自旋量子比特，其量子态可以被外部磁场部分极化，使用微波脉冲操控，并通过电子自旋回波读出。利用脉冲弛豫方法以及CP-ESEEM方法可对Li+进行检测并定量，检测范围为5*10-3 mol/L-0.5 mol/L。图2 室温下MgHOTP定量检测THF溶液中的Li+。(a) 不同[Li+]的LiClO4 THF溶液中MgHOTP的T1和Tm。(b) [Li+] = 2.0 mol/L的LiClO4 THF溶液中MgHOTP的部分时间域CP-ESEEM谱图。(c) 不同τ值下CP-ESEEM的二维光谱。(d) MgHOTP在含不同[Li+] LiClO4的THF溶液中的频域CP-ESEEM谱。(e) 2ω(7Li)/ 2ω(1H) ESEEM峰值比与[Li+]的关系。(f) MgHOTP在含0.1 mol/L NaClO4和不同浓度LiClO4的THF溶液中的频域CP-ESEEM谱。（J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 19008&minus 19016）国仪量子X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪CIQTEK国仪量子X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪EPR100是一款集连续波EPR、脉冲EPR、瞬态EPR为一体的多功能EPR谱仪，在支持连续波EPR实验的同时，还可实现弛豫时间测量、电子-电子双共振、电子-核双共振等多类型脉冲实验测试。国仪量子X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪EPR100随着研发能力与产品工程化能力不断提升，国仪量子目前已推出具有核心自主知识产权，商用化的X波段电子顺磁共振波谱仪全系列产品：X波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪EPR100、X波段连续波电子顺磁共振波谱仪EPR200-Plus、台式电子顺磁共振波谱仪EPR200M；并向前沿高端技术的高频谱仪进军，研发出了W波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪EPR-W900。

大气温室气体是导致全球平均气温和海温升高、大范围雪和冰融化、以及海平面上升等全球气候变化的重要因素，特别是二氧化碳的排放是当今世界最为关注的地球大气环境问题。实现对全球大气温室气体(尤其是二氧化碳)的高精度探测，对我国制定相关气候应对措施具有深远影响，将为我国的环境外交政策提供强有力的技术支撑和保障。基于目前科学技术水平，准确把握二氧化碳的全球变化，是目前空间遥感探测的热点和难点，需要充分依靠高灵敏度和高光谱分辨率的遥感探测技术。 　　由我所承担的院空间科技创新基地重要方向项目“超光谱环境遥感监测关键技术研究”经过近2年攻关，研制成功基于空间外差光谱技术(SHS — Spatial Heterodyne Spectroscopy)的大气主要温室气体二氧化碳航空遥感探测试验样机。该技术目前已被列入高光谱观测卫星与环境减灾小卫星的温室气体探测计划。 　　日前，在山东日照进行的机载试验受到中国海监北海支队的大力支持，机载试验样机装载于中国海监Y-12飞机，实现一次装机，一次校飞获取信息。试验共飞行两架次，约9个半小时，两个飞行高度(500m、1000m)，飞行区域为山东日照市区及附近郊区，选择了农田、工业区、海岸滩涂等典型地表区域，获取了大量数据。预处理结果表明了试验样机完全到达了设计指标，即在大气二氧化碳最主要的吸收波段1575nm范围中，得到光谱分辨率为0.1nm的实际大气二氧化碳吸收光谱，与理论计算对比一致。这些遥感数据将成为反演大气环境中二氧化碳柱浓度不可替代的和最直接的依据。下图为二氧化碳机载试验样机、机载试验状况及大气二氧化碳超光谱曲线。 　　空间外差光谱技术是近年发展起来的一种新型超光谱遥感探测技术，与传统的傅立叶干涉系统(如日本的GOSAT)和衍射光栅系统(如欧洲的ENVISAT、美国的OCO)高分辨光谱遥感技术相比，空间外差光谱技术更具有针对性，该技术综合了衍射及空间调制干涉技术于一体，在限定的光谱范围内可达到很高的光谱分辨率和信噪比，且具有结构紧凑、无运动部件等特点，因而成为高精度大气成分遥感探测的优选技术之一。 　　安徽光机所是国内最早开展空间外差光谱技术实验研究的单位之一，先后获得了国家自然基金、863项目、院创新基金的支持。2008年在院重要方向项目支持下，集中攻克了空间外差一体化干涉仪核心技术，解决了大气温室气体空间外差光谱遥感系统设计及定标(辐射、光谱以及吸收池)等关键技术，针对二氧化碳、甲烷以及一氧化碳等大气温室气体的探测研制了机载遥感试验样机和干涉仪组件。 　　本次校飞试验结果表明，历时两年自主研发的二氧化碳空间外差光谱仪系统指标先进、性能稳定。本次校飞试验，不仅在国内首次获得了高分辨率大气二氧化碳飞行数据，同时验证了该系统在移动平台下获取高质量大气二氧化碳超分辨光谱的能力，为发展包括大气温室气体、气溶胶、污染气体等国家机载大气环境遥感监测系统，以及发展我国大气温室气体星载遥感系统奠定了坚实基础。

项目编号：HBHD-ZC-2022-038项目名称：武汉理工大学梯度材料超声无损声学分析仪预算金额：152.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：152.0000000 万元（人民币）采购需求：武汉理工大学梯度材料超声无损声学分析仪的供货、安装、调试、验收及售后服务，具体技术规格、要求详见“第三章 项目采购需求”。序号货物名称数量是否接受进口产品中小企业划分标准所属行业主要功能要求1超声扫描显微镜1套接受工业★1.1 图像分辨率：1～4000um★1.2 定位精度：X/Y≤±1μm，Z≤±10μm★1.3 具有一键校准、手动扫描（A/B/C扫描模式）、批量扫描、导出报告、探头切换、强度检测、相位检测、厚度检测、断层检测等功能。2无损超声共振频谱仪（核心产品）1套接受工业★3.1 扫频范围：1kHz-3MHz★3.2 频率精度：0.01%★3.3 对于各向同性，立方，四方和正交晶体结构的材料样品，一次测量计算出所有独立的弹性常数质量标准：合格合同履行期限：合同签订后6个月内交货本项目( 不接受 )联合体投标。

近日，山东大学空间科学研究院空间电磁探测技术实验室(LEAD)，在该校攀登计划创新团队、基金委重大项目课题和面上等项目支持下，研制成功国际首台套工作在35-40GHz的毫米波太阳射电频谱观测系统。该系统是根据山东大学攀登计划创新团队首席科学家陈耀教授提出的科学目标和研制规划，由空间科学研究院空间电磁探测技术实验室主任、机电与信息工程学院副教授严发宝带领实验室成员自2017年底开始攻克多项关键技术难题而完成。相应主要学术论文以《毫米波宽带太阳射电频谱仪》为题在《天体物理学杂志增刊》在线发表。据悉，该文为美国天文学会(AAS)旗下系列期刊上发表的为数很少的太阳射电观测仪器技术类科研论文。太阳耀斑爆发是灾害性空间天气的主要源头，所产生的高能量粒子与强电磁辐射可直接威胁人类空间设施与深空探测等太空活动安全，还会增加导航误差、导致中断通信等。通过自主研制太阳微波辐射探测仪器可获得一手科学数据，可开展耀斑爆发机理和粒子加速机制等方面的科学研究，还可助力空间灾害预警预报，为太空活动安全提供保障。传统太阳射电仪器专注于18GHz以下，在18GHz以上仅有少数频点的探测装备，而对于耀斑物理的研究还需要在更高频段部署观测仪器，以获得辐射频谱的完整测量。为填补毫米波频段观测数据空白，团队于2017年底开始提议和研制35-40GHz频域的地基太阳射电频谱观测系统。该仪器实现了35-40GHz范围内5GHz带宽的扫描观测，系统噪声系数~300K，系统线性度0.9999，时间分辨率为5ms~1.3s(~134ms, 默认)，频率分辨率为153kHz。该仪器样机目前已常规运行两年有余，积累了大量观测数据，并有望在即将到来的第25周太阳活动峰年观测到更多耀斑爆发数据。在仪器研制过程中，团队突破了毫米波高精度探测、GHz采样数据并行实时处理、宽带信号的平坦度处理等系列关键技术，先后在中国科学、RAA、PASJ等国内外期刊发表多篇学术论文，基于仪器实现方法等授权国家发明专利4项，并获得了国家自然科学基金委重大项目课题、面上项目以及学校攀登计划创新团队的支持。

近日，中科院合肥研究院安徽光机所高晓明研究员团队在激光外差光谱应用于风场探测方面取得新进展，相关研究成果以《基于氧气矫正的高分辨率激光外差辐射计(LHR)用于平流层和对流层风场探测的研究》为题发表于美国光学学会(OSA)学术期刊Optics Express。激光外差辐射计(LHR)具有高光谱分辨率的特点，可以有效地探测到由风场引起的微小多普勒频移，频移结合大气透过率谱，通过光谱反演得到沿视线方向水平风的垂直廓线和大气柱浓度等信息。团队谈图副研究员和李竣博士生设计了基于氧气矫正的近红外激光外差光谱仪，同时测量大气O2和CO2透过率谱，基于受约束的内尔德-米德（Nelder-Mead’s）单纯形法，利用大气O2透过谱来校正大气温度和压力分布，并结合最优估算法反演得到了精度为∼±2.5 m/s的大气风场垂直剖面，研究结果表明，氧气校正激光外差辐射计作为便携式和小型化测量仪器在风场探测中具有广阔的应用潜力。本研究工作得到国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划、所长特别预研基金等项目的资助。双通道近红外激光外差辐射计示意图图(a)为测量的大气透射光谱；图(b)为先验风廓线(蓝色曲线)和反演的风廓线(红色虚线)

近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所曹俊诚、黎华研究员领衔的太赫兹（THz）光子学研究团队与华东师范大学曾和平教授团队合作，在高稳定自参考太赫兹双光梳方面取得重要研究进展。项目团队提出自参考方法，完全消除了THz双光梳共有载波噪声，同时抑制了重复频率噪声，将THz双光梳梳齿线宽由未稳频的2-3 MHz量级压缩至14.8 kHz，大幅提升了THz双光梳光源的稳定度。相关成果于2023年2月3日以“Terahertz Semiconductor Dual-comb Source with Relative Offset Frequency Cancellation”为题发表在Laser & Photonics Reviews期刊，并被遴选为封面论文。双光梳由两个重复频率略有不同的光频梳组成，通过多外差采样将光谱信息直接映射在微波波段，这种不依赖机械扫描的时间延迟结构令双光梳天然地具有高速、高分辨等优势，在高精度光谱、成像、测距以及大容量高速通信方面具有重要应用。在THz波段，基于电泵浦的半导体量子级联激光器（quantum cascade laser, QCL）是现实THz光频梳与双光梳的理想载体。当前，THz QCL双光梳通常工作于自由运行模式，具有较高的相位噪声，限制其高精度应用。提高双光梳频率稳定性的主要思路是分别控制两个光频梳基础频率分量，载波包络偏移频率和重复频率。因此，要完全锁定THz QCL双光梳需要同时锁定四个不同频率，即两个载波包络偏移频率和两个重复频率。四个不同频率的复杂系统。尽管项目团队在前期工作中将THz双光梳一根梳齿通过锁相环实现了锁定，并提升了双光梳的稳定性，但是还未实现THz双光梳的完全硬件锁定。而要在实验室实现四个频率的完全锁定，将涉及非常复杂的硬件系统。在本工作中，研究人员提出了自参考“软锁定”方法，不采用任何硬件锁模模块，对双光梳整体信号进行操控，实现了高稳定自参考THz QCL双光梳光源。双光梳梳齿噪声来源于两个未锁定的光频梳的载波包络偏移频率和重复频率噪声，通过多外差拍频过程，双光梳的每根梳齿都共享相同的载波包络频率及噪声。通过消除共有的载波包络频率噪声，则可以显著提高每根双光梳梳齿的稳定性。如图1（a）所示，通过窄带滤波器将双光梳的一根梳齿滤出并将其与整个双光梳信号进行混频，从而彻底消除双光梳梳齿的共有载波噪声，同时还可以抑制重复频率噪声，构造出无载波包络偏移频率的零偏双光梳，显著提高双光梳信号的长期稳定性。图1（b）为未稳频THz双光梳光谱，在15 s的测试时间内，测得的梳齿“最大保持”线宽为2 MHz。图1（c）为施加自参考稳频之后测得的THz双光梳光谱。在60 s内，测得的“最大保持”线宽为14.8 kHz，比未稳频的THz双光梳梳齿线宽提升了130倍以上。本工作提出的自参考稳频方法，不依赖任何锁定元件，同时可方便移植于其它激光系统中，为提高光谱、成像等各种应用的稳定性提供一种简单有效的稳频方法。本论文共同第一作者为中科院上海微系统所副研究员李子平、博士生马旭红，黎华研究员、曹俊诚研究员、曾和平教授为论文共同通讯作者。同时，上海理工大学李敏副教授和华东师范大学闫明研究员为该工作也做出了重要贡献。该研究工作得到了国家自然科学基金重点项目（62235019）、国家优秀青年科学基金项目（62022084）、中科院稳定支持基础研究领域青年团队计划（YSBR-069）、中科院“从0到1”原始创新项目（ZDBS-LY-JSC009）、中科院科研仪器设备研制项目（YJKYYQ20200032）、上海市优秀学术带头人计划（20XD1424700）等支持。图1（a）自参考稳频原理。其中frep1和frep2分别是两个光频梳的重复频率，其中frep2通过微波注入锁定到fRF。“彩虹”频谱表示MHz范围内的下转换双光梳信号，通过带通滤波器将其中一根梳齿滤出（虚线框），从而采用混频实现零偏自参考双光梳。（b）未稳频THz双光梳“最大保持”频谱，测量时间为15 s。（c）自参考双光梳“最大保持”频谱，测量时间为60 s。图2 论文封面论文链接：https://doi.org/10.1002/lpor.202200418封面链接：https://doi.org/10.1002/lpor.202370016