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全波段阻挡下转换器

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全波段阻挡下转换器相关的资讯

  • 催化转换器的回收:用于铂族金属分析的4个快速手持式荧光光谱仪技巧
    催化转换器是一种有助于汽车产生更清洁排放物的装置。催化转换器通过使用催化剂(一种加速化学反应的基质)将排气系统中的有害气体转化为污染较少的气体。这种设备还可以通过另一种方式 — 回收利用,起到保护环境的作用。催化转换器的回收除了能减少废物外,在经济性上也有所帮助,因为催化转换器中含有稀有金属。催化转换器内的催化剂成分通常是铂(Pt)、钯(Pd)和铑(Rh)的组合,这些都是稀有且昂贵的铂族金属(PGM)。通过对催化转换器废料进行适当的分类和处理,可将这些金属回收并重新用于制造新的催化转换器或其他设备。使用手持式荧光光谱仪识别催化转换器废料中的铂族金属回收工厂需要一种快速、准确的方法,在回收过程的多个步骤中识别这些令人们趋之若鹜的金属。手持式荧光光谱仪是一种有用的工具,可以在现场对催化转换器废料进行元素分析,以进行快速分拣和定价。虽然像Vanta系列这样的手持式XRF光谱仪可以快速提供答案,但遵循最佳做法以确保分析仪充分发挥其固有性能也比较重要。在回收厂,一名技术人员正在使用手持式XRF分析仪检测催化转换器废料要优化您的Vanta手持式XRF光谱仪,以便在催化转换器回收的过程中更快地检测并测量铂、钯和铑等元素,请采用以下快速技巧:检查您的仪器窗口首先,检查您的手持式XRF光谱仪上是否安装了正确的窗口。例如,我们根据Vanta型号和X射线管类型提供了不同的仪器窗口。另一个需要考虑的重要因素是窗口的状况。窗口是否完好无损? 您要检查窗口是否有任何刺破或撕裂的迹象。如果看到有孔洞,就该更换窗口了。要使分析仪正常工作,保持窗口清洁至关重要。在检测之前,请确保用酒精或湿巾清洁窗口。正确制备用于检测的样品为了使XRF分析获得具有代表性的准确结果,我们建议您通过研磨、筛滤、匀质处理方法,对催化剂废料进行适当的制备。将分析仪与便携式Vanta工作站结合在一起使用,在完全联锁的系统中测量铂族元素。按等级对废料进行分类在匀质处理催化剂废料之前,回收商应使用Vanta分析仪对废料进行分类和分离,将相同类型的材料放在一起。催化剂废料分为三个或四个等级,例如:氧传感器三路转换器双向转换器柴油微粒过滤器(DPF)核查检测时间在检测汽车催化转换器废料中的铂族元素时,确保使用正确的检测时间至关重要。以下是一些建议使用的检测时间:快速扫查,以探测铂、钯、铑:光束1 — 最长15秒。这是进行基本分类和确定是否存在铂族元素及钽(Ta)和硒(Se)添加物的不错选择。标准检测,以探测铂、钯、铑:光束1 — 最长30秒,光束2 — 最长15秒。这种检测方式非常适合于完全制备送至精炼厂的样品。全面扫查,以探测到所有元素:光束1 — 最长45秒,光束2 — 最长15秒。可用于优化精炼厂内的回收过程。建议Vanta手持式XRF光谱仪在测量铂、钯和铑元素时使用的检测时间随着全球对铂族金属需求的快速增长(分析师预测全球铂族金属市场将以4.38%的复合年增长率增长),催化转换器回收商需要高效工作,才能满足这种需求。
  • 新疆理化所创制全波段相位匹配晶体
    短波紫外全固态相干光源具有光子能量强、可实用化与精密化、光谱分辨率高等特点,在激光精密加工、信息通讯、前沿科学和航空航天领域颇具应用价值。获得全固态短波紫外激光的核心部件是非线性光学晶体。在非线性光学过程中,若使基频光的能量源源不断地转换到倍频光,需要保持基频光激发的二次极化谐波和倍频光在晶体中位置时刻相同,但由于晶体的本征色散导致基频光和倍频光的折射率不同,进而导致两束光在晶体中群速度不同,无法实现倍频光的持续增长,此为相位失配。因此,在晶体中实现应用波段相位匹配被普遍认为是重要的技术挑战,决定最终激光输出的功率和效率。目前有多种技术方案可供选择,如晶体各向异性的双折射相位匹配技术、晶体内部自发畴结构的随机准相位匹配技术和人工微结构准相位匹配技术等。其中,利用晶体各向异性的双折射相位匹配技术是应用最广泛的弥补相位失配的有效途径。该技术利用各向异性晶体的双折射特性,使一定偏振的基频光沿晶体的特定方向入射,或者改变晶体的温度,实现角度或者温度相位匹配,即使基频光和倍频光在晶体中特定方向传播时的折射率相同。该方案转换效率高,但现有晶体均存在相位匹配波长损失,即可用晶体紫外截止边和最短相片匹配波长的差值表征(λcutoff-λPM)。中国科学院新疆理化技术研究所晶体材料研究中心致力于新型紫外、深紫外非线性光学晶体的设计与合成。该团队前期基于领域前沿进展的研究和对非线性光学晶体双折射相位匹配现状的剖析,在特邀综述中首次提出关于非线性光学晶体一种理想状态的假设,即在基于双折射相位匹配的非线性光学晶体中,是否可以实现“紫外截止边等于最短匹配波长”的理想状态?若该假设在晶体中得以实现,将为晶体在整个透过范围内均实现双折射相位匹配提供新途径和新思路。近期,该团队创制一类新非线性光学晶体即全波段相位匹配晶体。该类晶体基于应用广泛的双折射相位匹配技术,且可以实现对晶体材料透过范围内任意波长的相位匹配。该研究揭示了全波段相位匹配晶体的物理机制,从折射率的微观表达及双折射色散曲线、折射率色散曲线和相位匹配等光学条件等角度出发,给出两种独立的全波段相位匹配晶体的评价参数,并将此评价参数应用于一些经典的非线性光学晶体材料,讨论以此参数评估晶体相位匹配波长损失的可行性和普适性。基于此,研究获得一例非线性光学晶体(GFB)。实验通过多级变频的方案或光参量技术方案,研究晶体在整个透过范围内的直接倍频输出能力,并基于相位匹配器件已经实现193.2-266 nm紫外/深紫外可调谐激光输出,验证其该晶体全波段相位匹配能力,使该晶体成为目前首例且唯一一例实现了全波段双折射相位匹配的紫外/深紫外倍频晶体材料。该材料193.2 nm处晶体透过率0.02%,依然可以实现倍频激光输出,验证了其全波段相位匹配特性。该晶体具有优异的线性和非线性光学性能,如短紫外截止边(~193 nm),大有效倍频系数(deff = 1.42 pm/V)、短相位匹配波长(~194 nm)和高抗激光损伤阈值(BBO@ 266/532 nm, 8 ns, 10 Hz)等,是颇具应用前景的266 nm激光用非线性光学晶体材料。相关研究成果以全文形式发表在《自然光子学》(Nature Photonics)上。研究工作得到科技部,国家自然科学基金委员会和中国科学院等的支持。GFB晶体结构、微观性能分析及晶体照片
  • 德国研制出世界最小光电信号转换器
    光纤网络是现代信息传递的基础,光电信号转换器是其核心,德国卡尔斯鲁尔研究中心的科研人员研制出一种世界最小的光电信号转换器。其内部结构为平行排列的两个微小黄金电极,长度约29微米,两电极之间的间隙约为0.1微米,整个结构直径不到人头发的1/3,两电极之间引入变化的电压信号,其频率与传输的数据信号相关,在电极中间充填有特殊的塑料材料,其对光线的折射率随所施加的电压发生改变。在两电极的间隙中导入连续光束后,会激发出表面电磁波(表面等离子体),这种表面电磁波受到施加与电极间隙中充填的塑料材料中的电压信号的调制,而经过调制的表面电磁波又可影响穿过间隙的光束的相位,实现信息通过施加于两电极的电压信号调制光束而转换成光信号在光介质中的传输。经过实验验证,这种光电转换器可实现的数据转换速率达到40G比特/秒,可工作在目前宽带光纤网常用的红外光波长范围内(波长1480-1600纳米),工作温度可达85摄氏度,是目前世界上最小型化的高速光电信号(相位)转换器,可用目前成熟的微电子技术手段进行规模化生产,并集成在微电子芯片中,可实现信息的高速率低能耗传输。
  • 中国科学家创制全波段相位匹配晶体
    激光是20世纪人类最重大的发明之一,60多年来,13项诺贝尔奖与激光技术密切相关。非线性光学晶体可用来对激光波长进行变频,从而扩展激光器的可调谐范围。近期,我国科学家成功创制了一种新型非线性光学晶体——全波段相位匹配晶体,为整个透光范围内实现双折射相位匹配提供了新思路。   该研究由中国科学院新疆理化技术研究所晶体材料研究中心潘世烈团队完成,相关成果于近期在国际学术期刊《自然-光子学》在线发表。   非线性光学晶体是获得不同波长激光的物质条件和源头。在晶体中实现应用波段相位匹配被普遍认为是重要的技术挑战之一,决定最终激光输出的功率和效率。目前有多种技术方案可供选择,其中利用晶体各向异性的双折射相位匹配技术是应用最广泛的弥补相位失配的有效途径。该方案转换效率高,但现有晶体均存在相位匹配波长损失,即可用晶体紫外截止边和最短相位匹配波长的差值表征。   团队前期在特邀综述(Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 20302-20317)中提出关于非线性光学晶体一种理想状态的假设,即在基于双折射相位匹配的非线性光学晶体中,是否可以实现“紫外截止边等于最短匹配波长”的理想状态?近期,该团队创制了一类新非线性光学晶体,即全波段相位匹配晶体。该类晶体基于应用广泛的双折射相位匹配技术,且可以实现对晶体材料透过范围内任意波长的相位匹配。该研究揭示了全波段相位匹配晶体的物理机制,并以此为指导获得一例非线性光学晶体(GFB)。基于晶体器件实现了193.2-266 nm紫外/深紫外激光输出,该材料193.2 nm处晶体透过率0.02%,依然可以实现倍频激光输出,验证了其全波段相位匹配特性,使该晶体成为目前首例实现了全波段双折射相位匹配的紫外/深紫外非线性光学晶体材料。研究结果表明,宽的相位匹配波长范围使GFB晶体透光范围得到充分应用,可实现1064 nm激光器二、三、四、五倍频高效、大能量输出,有望满足半导体晶圆检测等领域的重大需求。更重要的是,GFB可采用水溶液法生长出高质量、超大尺寸晶体,使其有望成为应用于大科学装置的新晶体材料。   今年是习近平总书记视察中国科学院并提出“四个率先”目标要求十周年。十年来,新疆理化所认真贯彻落实习近平总书记重要指示精神,面向国家重大需求,在新型光电功能晶体材料等重要技术领域取得了一系列科研成果。下一步,新疆理化所将持续开展相关晶体材料、器件及激光光源应用的攻关研究,力争产出更多原创性、引领性重大创新成果。GFB晶体器件利用GFB晶体进行激光实验
  • 虹科车载以太网媒体转换器合集——带你走进物理层TX与T1的双向转换
    虹科车载以太网媒体转换器合集——带你走进物理层TX与T1的双向转换总述:Media Converter可在车载以太网连接 (100BASE-T1或1000BASE-T1或10GBASE-T1)和任何具有带RJ-45连接器的标准以太网网络接口卡 (NIC) 的设备之间建立物理层转换。在转换过程中,设备不存储或修改任何数据包,并具有高可靠性。 一个镀锌钢板的便携外壳,加上方便配置DIP开关,使用户可以毫不费力地与转换器交互。它的设计使它便于携带,易于安装在测试架上。金属外壳使其具有坚固的IP20保护性能。是理想的智能、易于管理的解决方案,协助高效处理车载以太网的工作。它使用车规级连接器,满足在下一代车辆系统中测试与验证最先进的通信技术解决方案日益增长的需求。Media Converter产品亮点1. 100BASE-T1 &bull 全双工100BASE-T1 (1 x非屏蔽双绞线-UTP) 快速转换为100BASE-TX&bull 应用BCM 100BASE-T1 PHY&bull 2 x DIP开关,便于配置 (Master/Slave HalfOut/FullOut) &bull 2 x状态指示灯 (包括Linkup和Data数据指示灯)2. 1000BASE-T1 &bull 应用Marvell 88Q2112 A2 PHY, 兼容100BASE-T1&bull 1 x RJ-45端口,用于100BASE-TX/1000BASE-TX&bull 1 x 100/1000BASE-T1端口,不同接口:MATEnet、HMTD (若ECU端带有四孔HMTD接口或需要其他接口,可以修改线束来匹配)&bull 4 x DIP开关,便于配置 (Master/Slave 100/1000 Mbit/s 传统/IEEE模式 帧生成)&bull 状态指示灯&bull MQS连接器&bull 输入信号用于启用“强制Slave模式”和“强制链路断开”&bull 输出信号用于通知“链路连接状态”3. 2.5/5/10GBASE-T1&bull 允许通过2.5/5/10GBASE-T1多千兆的车载以太网端口轻松地连接到ECU&bull 兼容车载以太网的PHY 88Q4364 2.5G/5G/10GBASE-T1 IEEE 802.3ch&bull 1 x H-MTD端口,用于10GBASE-T1&bull 1 x 标准 SFP+模块 (10GBASE-T,光学,直接连接电缆)&bull 4 x 状态指示灯&bull 4 x DIP开关,便于配置 (Master/Slave 10GBASE-T1/other 2.5GBASE-T1/5GBASE-T1)&bull I/O信号,易于与自动化系统接口&bull 输入信号用于启用“强制Slave模式”和“强制链路断开”&bull 输出信号用于通知“链路连接状态”Media Converter应用领域1. 具体用途有:激光雷达、相机等传感器数据采集;自动化在环HiL测试;下线测试EOL;DV和PV试验等。2. 针对性案例:车载以太网接口的传感器,通过转换器与PC上位机连接,进行数据传输。
  • 扩展即时处理功能:安捷伦添加均衡器至PCIe数字转换器
    仪器信息网讯 安捷伦科技近日宣布,PCIe数字转换器家族的成员将会拥有一项新的均衡器即时处理功能。新的均衡信号减少了随机的噪声效应,提升了信噪比、分辨率与动态范围。仅需单一触发器的一次采集,快速采样率就能达到3.2GS/s,而整个过程无需使用等效时间采样技术。由于均衡器的一次记录均衡了多达520,000个触发器,而该功能的自我触发模式有效的最小化了应用的同步模式噪音,安捷伦PCIe数字转换器的通用性得到了显著提升。    均衡器功能与新近推出的峰值检测和数字转换器即时处理功能一道,为安捷伦的用户提供完整而又颇为灵活的工具组合,使得用户的应用需求尽可能达到最佳分析效果。随数字转换器附赠的软件驱动可以让应用在多种信号处理功能间轻松转换。8位U5309A和12位U5303A的PCIe高速数字转换器现已配备均衡器功能。  &ldquo 由于我们频繁发布附加的即时处理功能,用户可以从不断增长的测量吞吐量中获益,&rdquo 安捷伦高速数字转换器运营经理DidierLavanchy说。&ldquo 通过使用U5340A FPGA开发套件,用户可以快速处理他们的开发需求。&rdquo
  • 输韩LED灯转换器检测标准落定
    韩国上月发布公告称,将修改电子产品安全标准及运用要领,其中列明LED照明器具要求。这一改动将使东莞、中山为主的中国LED企业出口受到影响。  日前,省内外10名专家和10家LED龙头企业有关负责人聚集市科技博物馆,参加了“G/TBT/N/KOR/234、235号通报评议会”。评议会由中国WTO/TBT国家通报资讯中心主办,省质监局WTO/TBT通报咨询研究中心和市质量技术监督标准与编码所承办。  10月1日,韩国发出了关于电子安全标准的G/TBT/N/KOR/234、235号通报,这两项通报拟随着国际电工委员会(IEC)对照明电气电磁兼容性要求的改变而修订其国内相关标准,同时将LED照明器具单列出来,明确其具体要求。而据专家介绍,以往的相关标准并没有将LED等单独列出来做严格的规定。  广东省是我国LED产品的主要省份,其中东莞和中山等地均具有相当规模的LED产业集群。据不完全统计,东莞企业的年出口额达到10亿元,约占全国总量的20%。勤上光电、百分百科技等龙头LED企业,均相继在韩国设立销售处。  按照WTO框架下《技术性贸易壁垒协定》(TBT协定)中透明度原则,各成员可通过通报咨询机构对拟议中的技术性措施提意见,时间限定为60天。  因此,专家和各企业代表通过评议会就韩国拟修改的技术标准提出了意见和建议。不少成员认为,标准虽然对新增LED灯用转换器设置了技术要求,但是没有相应的检测方式,这可能是一大漏洞。主办方表示,将汇总这些意见后向韩国方面提交,以最大化方便LED出口企业。  韩国拟修改具体内容  1、k00015(照明器械类似器械的电磁干扰测试方法及测试限值)  2、K61547(普通照明器械——电磁兼容抗扰度要求事项)
  • 375万!中国科学院武汉植物园高通量全波段光合成像仪等采购项目
    项目编号:OITC-G220321516、OITC-G220321517、OITC-G220321518项目名称:中国科学院武汉植物园高通量水分含量图谱检测仪等采购项目采购方式:竞争性磋商预算金额:375.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):375.0000000 万元(人民币)采购需求:1、采购项目的名称、数量:包号货物名称数量(台/套)是否允许采购进口产品采购预算(万元人民币)1高通量水分含量图谱检测仪1套是852高通量全波段光合成像仪1套是1603可见光高光谱分析检测仪2套是130供应商须以包为单位对该包中的全部内容进行响应,不得拆分,不完整的报价将被拒绝。竞争性磋商及评审、推荐成交供应商以包为单位。2、技术要求详见公告附件。合同履行期限:详见采购需求。本项目( 不接受 )联合体投标。
  • “现场级多波段红外成像光谱仪”重大专项获好评,通过“三组一委”审核
    p 2017年4月10日,湖北久之洋红外系统股份有限公司承担的国家重大科学仪器专项“现场级多波段红外成像光谱仪开发与应用”通过2017年三组一委(总体组、专家组、监理组、用户委员会)会议评审。国家科技部刘处长和武汉光电国家实验室叶朝辉院士等专家进行了现场审查,并对该专项给予高度评价。/pp  该项目由中船重工集团组织实施,由久之洋公司承担,在去年8月份从29个审查项目中脱颖而出,或得技术高分、综合评分A级的优良评价,顺利通过中期验收。并获得2670万元的全额国家专项经费拨付。近期,该项目按照阶段审核,以优良的专业技术水平通过了项目三组一委会议评审,标志该项技术实现又获新高。/pp  与会专家认为该项目所研制具有自主知识产权的现场级多波段红外成像光谱仪,突破了大视场迈克尔逊干涉仪设计、宽谱段分光镜分区镀膜多项关键技术,提升了我国成像光谱领域的自主创新能力和核心竞争力。目前项目在工程化与应用研究方面已经取得了阶段性成果。在海上溢油监测、有害气体检测与军事目标辐射特性研究等应用领域有着广泛的应用前景。国家科技部刘春晓处长对项目产业化前景充满信心,并对项目的验收工作寄予厚望,祝愿项目能以优异的成绩通过验收。叶院士等专家对项目的完成情况和仪器的应用开发情况表示了充分的肯定,期望项目组能在中期优秀的基础上更上一层楼,做出性能优良、高技术指标的仪器。中船重工科技部王俊利主任指出项目组以生产国际一流的仪器为己任,以工程化和应用研究为重点,进一步验证仪器在机载/舰载/车载等不同平台的工作稳定性和可靠性。在安防、反恐、环境保护、科学研究等应用领域外积极拓展。据悉该项目将于2017年9月完成研制并验收。/p
  • 626万!东北师范大学地理科学学院全波段高光谱成像仪(进口)设备采购
    项目编号:ZZ23551HW04310120项目名称:东北师范大学地理科学学院全波段高光谱成像仪(进口)设备采购预算金额:626.5000000 万元(人民币)采购需求:项目概况东北师范大学地理科学学院全波段高光谱成像仪(进口)设备采购的潜在投标人应在网上以邮件形式获取招标文件,并于2022年12月1日9时00分(北京时间)前递交投标文件。 一、项目基本情况1.项目编号:ZZ23551HW04310120。2.项目名称:东北师范大学地理科学学院全波段高光谱成像仪(进口)设备采购。3. 采购方式:公开招标。4.预算金额:87万美元(人民币限额626.5万元)。5.采购需求:全波段高光谱成像仪(进口)设备采购;数量:1套(详见招标文件“第五章 项目需求”)。6.合同履行期限(供货期):合同签订之日起270日内完成交付、安装及调试。7.本项目不接受联合体投标。公开招标(进口货物)-东北师范大学地理科学学院全波段高光谱成像仪(进口)设备采购定稿(2).pdf
  • 新突破:该系统能够阻挡新冠气溶胶传播
    为了防止新冠病毒传播,医院病房、实验室等的气幕小型化,成为解决口罩不足或社交距离无法实现时的可行解决方案。然而,开发更小的气幕是一个挑战,因为随着时间的推移,要能完全阻挡气溶胶颗粒的话,很难在长距离内保持气墙。来自日本的研究人员开发了一种桌面气幕系统 (DACS),可阻挡所有进入的气溶胶颗粒。相关研究发表于美国物理学会《AIP进展》上。详情点击下方视频。
  • 国仪量子:成功研制可商用W波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪
    4月2日,国仪量子研发人员正在操作W波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪“W波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪的研制成功,使国仪量子成为目前国内能研制生产该类高端科学仪器的厂商。也标志着中国成为继德国之后,第二个有能力研发该型电子顺磁共振波谱仪的国家。”4月2日,国仪量子技术(合肥)股份有限公司传感事业部副总经理石致富站在最新研发的仪器前向记者介绍。根据揭榜项目任务书的项目目标和考核指标,国仪量子最终任务全部完成,部分指标超额完成。专家组召开验收会议,认为该产品达到了国际先进水平,此攻关任务已经完成。近年来,安徽在量子信息领域“从0到1”的原始创新不断突破:目前,安徽集聚量子科技产业链企业60余家、数量居全国首位,全国首条量子芯片生产线建成运行,全国首个量子信息未来产业科技园挂牌运营,量子专利授权量全国领先,以国盾量子、国仪量子、本源量子、问天量子、中电信量子集团等为龙头的量子高新技术企业不断涌现。安徽发展量子信息等未来产业,具有强劲的科技创新策源能力。国仪量子在2021年承接了安徽省制造业重点领域产学研用补短板产品和关键共性技术攻关任务,项目针对“W波段电子顺磁共振波谱仪”进行工程化、产品化开发,解决产品化实现涉及到的核心技术难题,研制出用户友好、皮实可靠,可产品化出售的W波段电子顺磁共振波谱仪。W波段电子顺磁共振波谱仪具有高分辨率、高灵敏度的优势,是一种重要的高端科学分析装置,将给生物、化学、物理以及交叉学科等领域提供一项强有力的研究手段,可用于进行蛋白质、RNA、DNA 的结构解析,从而解决生物学、医学、制药学中的关键问题。得益于中国科学技术大学、合肥国家实验室等高校与科研机构,合肥在量子信息技术的科研领域具有先发优势,为量子科技发展提供了强有力的人才和智力支撑。“我们团队在量子精密测量领域有着十多年的研究积累,以长相干、多比特、高精度量子操控为核心目标,目前已掌握了世界领先的高保真量子态调控技术、高灵敏度磁探测技术、微波收发技术、高精度扫描钻石探针技术等核心技术。”石致富说。 “揭榜挂帅”是用市场竞争来激发创新活力的一种机制。国仪量子相关负责人表示,“揭榜挂帅”有助于选拔领头羊、先锋队,聚力突破关键共性技术瓶颈,提高制造业自主创新能力,带动产业链上下游的技术进步,强化供应链保障。未来,国仪量子将持续加强研发投入力度,在核心技术上不断追求更高标准。与用户协同创新,推动技术落地,赋能多个行业的升级发展,在全球量子领域逐渐发出中国声音,也让“安徽身影”更加活跃。
  • 国内首套光电输运选件在清华大学顺利验收,完美实现不同波段的电输运全自动测量
    随着新能源产业的不断发展,新型太阳能材料的研究正进入快速发展阶段,进而凸显高精度光电测量系统的重要性。Quantum Design秉承科研需求高于一切的精神,同时应广大用户的要求,于2016年的美国物理学年会APS上隆重推出了光电输运选件。日前,国内套光电输运选件在清华大学材料学院功能复合材料课题组完成安装调试并顺利验收。Quantum Design工程师讲解仪器的操作方法Quantum Design公司的综合物性测量系统PPMS可根据客户需求配置不同选件,实现磁学、电学、热学等性质的测量。光电选件是基于PPMS、Versalab平台全新推出的光照下电输运测量选件,该选件在原有的多功能样品杆选件的基础上集成了适应不同光波段的光纤,并标配了卤素灯和单色仪。用户能够根据测量的实际需求调节入射光线波段,并配合高电输运或直流电学选件实现进一步的电输运测量。 光电测量样品杆 在此次更新的光电输运测量选件中,选用100W长寿命卤素灯光源,输出的波谱范围可从350nm一直延伸到1850nm,通过光栅单色仪能够输出约为10nm线宽的单色光,并能够实现整个波谱范围的连续调控,结合系统的变温、变磁场样品腔环境,用户能够在不同温度以及不同磁场条件下,对样品进行不同波段光照下的电输运性质的全自动测量,更加便捷。 光源及连续可调光栅单色系统 不同温度下样品电阻对激发光波长的依赖关系此次更新的光电输运选件能够支持两个4线法样品同时进行测量,如此,用户在同样的物理环境下即可对多种不同组分样品的性质进行更为直观地对比,这就大大提升了实验室样品测试的效率。结合PPMS平台的电输运测量选件,该选件能够帮助用户实现光照下样品电输运性能测量,进一步拓展了PPMS综合物性测量系统在光、电、磁等方面的多场调控能力。期待该选件的顺利安装能够为老师获取更多的科研成果添砖加瓦,也期望有越来越多的用户能够充分利用PPMS系统以及新选件的多种功能,取得更的学术成果! 相关产品链接: PPMS 综合物性测量系统 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C17086.htm 完全无液氦综合物性测量系统 DynaCool http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C18553.htm多功能振动样品磁强计 VersaLab 系统 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C19330.htm MPMS3-新一代磁学测量系统 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C17089.htm
  • 大连化物所利用大连光源揭示星际硫化氢分子全波段光化学图像
    近日,大连化物所大连光源科学研究室分子光化学动力学研究组(2507组)袁开军研究员团队和英国布里斯托大学Mike Ashfold教授、南京大学胡茜茜教授合作,揭示了星际硫化氢分子高电子激发态光化学动力学,构建硫化氢全波段、全通道解离动力学图像。   硫化氢分子是太阳星云中最重要的分子之一,其光化学过程对硫单质、硫氢自由基(SH)和氢气(H2)等星际介质的起源和演化有重要意义。尽管硫化氢分子光解离研究受到越来越多的关注,但是迄今为止国内外尚未构建高分辨的、完整的动力学图像。   本工作中,袁开军团队利用大连相干光源结合里德堡氢原子飞行时间谱和时间切片离子成像技术,测量了硫化氢在极紫外波段所有产物通道的光化学。实验结果表明,硫化氢光解离产物的动力学和量子产率具有明显的波长依赖特性。理论计算通过构建高电子激发态势能面,阐明了硫化氢光解过程中复杂的非绝热解离特性。该工作不仅为星际硫化学模型的构建提供了科学依据,同时为量子动力学理论的发展提供了研究范例。   袁开军团队近年来依托大连相干光源系统研究了星际硫化氢分子极紫外光化学,测量了硫化氢光化学生成SH自由基的量子产率(Nature Communications,2020),揭示了硫化氢转动激发依赖的光化学反应机理(Nature Communications,2021),提出了硫化氢光化学过程是星际空间高振动激发H2的重要来源(The Journal of Physical Chemistry Letters,2022)。   相关成果以“The vibronic state dependent predissociation of H2S: determination of all fragmentation processes”为题,发表在《化学科学》(Chemical Science)上,并被选为封面文章。该工作第一作者是我所2507组联合培养博士研究生赵亚锐。该工作得到了国家自然科学基金、中科院关键技术团队、辽宁省兴辽英才计划等项目的资助。
  • 红外竟成为关键数据?接连登上Nature子刊!德国科学家和你聊聊如何利用新型全波段纳米红外
    【报告简介】傅里叶红外光谱(FTIR)是学术界以及工业界表征鉴别材料的常用手段。常规FTIR显微镜通常使用相对较弱、光谱范围较广的红外光源,但其分辨率受限于光波长最小约为波长的一半,这严重限制了光学技术尤其是长波段的中远红外和太赫兹技术在微观领域的研究。相比之下,纳米傅里叶红外光谱仪-Nano-FTIR、超高分辨散射式近场光学显微镜-neaSNOM和 AFM-IR显微镜具有更强的激光源,可实现材料在纳米尺度下的组分分辨。然而,为实现较强的激光功率,其代价往往缩小了光谱覆盖的范围。在本次网络研讨会中,我们将介绍一种全新的全波段可调谐激光光源( 550-7000 cm-1),它与 neaspec 显微镜结合可提供前所未有的光谱覆盖范围,并实现纳米红外显微镜的10 nm级成像和光谱测量。这种独特技术的特点:• 超宽的可调谐波长范围550-7000 cm-1,同时具有与 QCL 相当的调谐速度;• 线宽 4 cm -1,实现快速的纳米级化学组分成像;• 与散射式近场光学(s-SNOM)和 AFM-IR / PTE+等测量模式兼容。在网络研讨会的问答时段,您可以直接与neaspec专家探讨科研工作中所面临的技术挑战和各种问题。欢迎您届时参加!【主讲人】主持人:Sergiu Amarie, neaspec高级应用工程师演讲嘉宾:Magnus Johnson, KTH Stockholm必看案例案例1:纳米傅里叶红外光谱仪(Nano-FTIR)对单层二维高分子聚合物的研究二维高分子聚合物作为一种新型有机二维材料,近年来在薄膜和电子设备的应用上受到广泛关注。相较于石墨烯由石墨自上而下的剥离合成路径,二维聚合物的合成路径可以采取自下而上的单体聚合反应,也因此具备更大的灵活性。如何优化合成路径以得到高品质的二维高分子聚合物是目前该领域的重大挑战之一。德国慕尼黑技术大学的Lackinger教授开发了一种有机单体分子自组装的光聚合合成路线,并利用纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR(德国Neaspec公司)对fantrip单体分子和其聚合物进行了吸收光谱的研究,验证了聚合反应的机理。该合成方法与传统的热聚合方法相比,大大减少了二维聚合物的缺陷密度,提升了材料均一性。相关研究成果发表于Nature Chemistry, 2021, 13: 730-736。研究人员利用纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR(德国Neaspec公司)的近场光学技术的高灵敏度,测量了fantrip有机单体分子及其二维聚合物的纳米傅里叶红外吸收光谱。所得光谱与DFT计算结果一致,证明了单体分子参与光聚合反应形成二维高分子。该技术得到的近场吸收光谱与传统FTIR光谱对应,而传统FTIR或ATR-IR的灵敏度无法测量该单层分子材料的吸收光谱。同时,纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR (德国Neaspec公司)的近场光学技术采用纯光学信号测量,而非基于材料热膨胀系数的机械信号。该技术灵敏度极高,可测量热膨胀系数低的材料,如二维材料,无机材料等。且对薄膜样品的破坏性极小,因此可用于单层分子自组装材料的研究。图2. Fantrip单体分子(上)及其二维聚合物(下)的纳米傅里叶红外吸收光谱。柱形图为DFT计算得到的fantrip单体分子(红色)及其二维聚合物(蓝色)所对应的红外吸收光谱。案例2:高分子纳米材料的鉴别及与传统红外光谱数据库的对照德国阿尔弗雷德纬格纳研究所的Gerdts教授利用散射式近场光学显微镜(s-SNOM)和纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR(德国Neaspec公司)对高分子材料进行了微观鉴别的研究。该课题组测量了高分子样品的近场红外成像以及红外吸收光谱,得到了高分子材料的纳米分辨率的相分布信息。同时,该团队测量了常见高分子的近场吸收光谱,并与通过ATR-IR得到的吸收光谱进行比较,发现用neaspec Nano-FTIR得到的近场吸收光谱与ATR-IR得到的光谱有极高的对应度,可直接对照传统IR光谱数据库。因此,散射式近场光学显微镜(s-SNOM)和纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR (德国Neaspec公司)可应用于纳米高分子及环境中高分子样品的鉴别。相关研究成果发表于Analytical Methods, 2019, 11: 5195-5202。图3. LDPE聚合物颗粒PS介质混合物样品的光学超分辨成像。(a) 拓扑结构成像以及对应的(b) 机械信号的相位图和 (c) 近场红外的振幅图。(d) 通过 (c) 中所示路径的直线扫描得到的在1300 - 1700 cm-1区域内的近场红外的相位图。(e) LDPE和PS区域对应的近场红外的相位图。(f) 和 (g) 分别对应 (c) 中A, B区域的高分辨率近场红外相位图。可以看到LDPE/PS界面的近场红外的相位图中峰的移动。图4. (a) 用Nano-FTIR得到的PLA样品对应的近场红外的振幅(Sn),实部(Re),相位(φn),虚部(Im)图。所得结果为三个样品点结果的均值,测量用时为7分钟。(b) Nano-FTIR得到的近场红外的虚部(Im)图与ATR-IR得到的PLA样品的光谱的对照。Nano-FTIR与ATR-IR得到的光谱高度吻合。案例3:石墨烯电解液界面的纳米红外研究ATR-IR是应用于电极电解液的原位界面表征的常用方法。然而该技术的探测深度在微米级别,而电极电解液的界面,如双电层,一般在纳米级别。因此ATR-IR得到的界面光谱信号受到电解液主体信号的严重干扰。加州大学伯克利分校的Salmeron教授利用nano-FTIR对石墨烯电解液界面进行原位研究,通过nano-FTIR可达10 nm的超高空间分辨率(探测深度),对非热膨胀样品(石墨烯)的高敏感度,及无损伤的特点,实现了对单层石墨烯电解液界面的原位表征,真正获得了双电层的化学信息。研究人员发现,相较于传统的ATR-IR,nano-FTIR的红外光谱中可观测到界面独有的离子配位体,这得益于nano-FTIR的高灵敏度与高空间分辨率。同时,nano-FTIR支持样品台的接电设计,研究人员通过改变石墨烯电极的电压,观测到红外光谱的变化,说明了界面化学成分的变化,即双电层的变化。相关研究成果发表于Nano Letters, 2019, 19: 5388-5393.图5. 单层石墨烯电解液nano-FTIR原位研究实验设计示意图。图6.(a)ATR-FTIR和nano-FTIR的(NH4)2SO4水溶液红外光谱。(b)nano-FTIR在+0.5V和0V vs. Pt的红外光谱。0V数据取2个位置共64组光谱的平均值,+0.5V数据取5个位置共112组光谱的平均值。案例4:对多组分高分子材料的纳米成分分析西班牙巴斯克大学的Hillenbrand教授利用nano-FTIR实现了多组分高分子材料的纳米成分分析。研究人员通过检测聚苯乙烯(PS),聚丙烯酸(AC)以及聚偏氟乙烯(FP)混合样品的纳米区域的红外光谱,并与标准样品的纳米红外光谱做对比,得到样品组分的纳米分布图,分辨率达到了30 nm。通过分析样品C-F(1195cm -1),C=O(1740cm -1)及C-O(1155cm -1)峰的强度及波数的空间分布图,可得到对应的高分子组分及组成结构的空间分布。相关研究成果发表于Nature Communications, 2017, 8,14402. Nano-FTIR可以得到材料纳米分辨率的化学信息,分辨率最高可达10 nm,是传统FTIR和ATR-IR无法企及的。图7. nano-FTIR对高分子复合材料的表征。包括(a)拓扑结构成像,(b)相应位置的纳米红外光谱,以及(c),(d)基于纳米红外光谱的组分分布图。纳米傅里叶红外光谱仪nano-FTIR的技术优势:☛ 极大地突破了传统红外光谱的空间分辨率极限,可达10 nm;☛ 得到的谱图与传统红外谱图有极高的一致性;☛ 探测光学信号而非机械信号,灵敏度极高,适用于热膨胀系数低的系统;☛ 可同时得到光谱及成像结果;☛ 测样时间短;☛ 操作和样品准备简单——仅需要常规的AFM样品准备过程。参考文献:1. Meyns M, Primpke S, Gerdts G. Library based identification and characterisation of polymers with nano-FTIR and IR-sSNOM imaging [J]. Analytical Methods, 2019, 11: 5195-5202.2. Grossmann L, King B T, Reichlmaier S, et al. On-Surface Photopolymerization of Two-Dimensional Polymers Ordered on the Mesoscale [J]. Nature Chemistry, 2021, 13: 730-736.3. Lu Y, Larson J M, Baskin A, et al. Infared Nanospectroscopy at the Graphene-Electrolyte Interface [J]. Nano Letters, 2019, 19: 5388-5393.4. Amenabar I, Poly S, Goikoetxea M, et al. Hyperspectral Infared Nanoimaging of Organic Samples based on Fourier Transform Infared Nanospectroscopy [J]. Nature Communications, 2017, 8: 14402.
  • 北京理工大学陈棋/朱城AM:ZrNx阻挡层的非晶-结晶界面工程用于稳定的反式钙钛矿太阳能电池
    金属卤化物钙钛矿太阳能电池为下一代光伏技术开辟了一条新的途径,它制造成本低且具有高光电转化效率。然而,长期稳定性仍是阻碍商业化的关键问题。在目前的钙钛矿太阳能电池中,原子/离子/分子间相互扩散(如卤化物侵蚀、阳离子偏析等)和化学反应(如电化学反应、光化学反应等)常常导致器件在运行条件下出现严重的退化,特别是光照和热产生的化学腐蚀和材料分解在金属/钙钛矿界面尤为突出,这限制了高效电池的长期稳定性。阻挡层已被证明是抑制电极腐蚀和提高器件稳定性的有效策略。作为离子迁移的屏障材料,其应具有本征的不渗透性和化学稳定性,这一点已经得到了广泛的研究。目前大多数阻挡层材料都是基于材料本征稳定性和制备工艺展开研究和筛选,从而优化器件性能和稳定性。然而,纳米尺度非晶薄膜微结构异质性和离子迁移的阻挡能力之间的固有规律尚未有系统研究。非晶态半导体由于其致密的形态和化学均匀性,具有良好的化学抗腐蚀性和抗渗透性,在太阳能转换、微电子学、催化和光电子学中具有多种应用。与晶体薄膜相比,非晶薄膜没有典型的晶体缺陷,这有三个优点:(1)少的能量异质位点减少化学腐蚀程度;(2)缺乏高维缺陷(如晶界)作为离子/原子迁移通道;(3)局部表面电荷的波动降低,表面电位更平滑,接触良好。因此,非晶阻挡层为防止器件发生腐蚀反应和扩散途径提供了一个有效的方案。但是,目前对器件中的非晶阻挡层的关注有限,其阻挡作用需要进一步探索。因此,来自北京理工大学的朱城副研究员和陈棋教授,在Advanced Materials上发表了“Engineering amorphous-crystallized interface of ZrN x barriers for Stable Inverted Perovskite Solar Cells”的文章,第一作者为肖梦琪。文章开发了非晶态ZrNx薄膜作为屏障,以抑制金属腐蚀并提高反式电池的稳定性。通过借助模式识别技术对a-c界面密度进行了量化,研究了非晶-结晶(a-c)界面对ZrN x阻挡层性能的影响。此外进一步通过电化学方法揭示了a-c界面防腐蚀特性和非晶薄膜的化学稳定性。最终调控制备了具有非晶ZrN x阻挡薄膜的高效率器件(23.1 %),并显示出良好的稳定性。在室温下最大功率点跟踪连续1500小时后,仍保持88%的初始效率。本文要点要点一:非晶ZrNx阻挡层的a-c界面量化及其阻挡特性非晶-多晶阻挡层中通常包含不同程度的结晶区域,由此产生的非晶-结晶(a-c)界面容易成为离子渗透的通道。通过收集不同结晶程度ZrN x阻挡层的高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)数据,采用模式识别技术来分析和评估短程异质性和长程无序性。通过调控工艺参数,实现了ZrN x薄膜中结晶区域和非晶区域的比例调控,从而导致a-c界面密度的降低。并通过Tof-SIMS证明了非晶程度高的ZrN x薄膜具有更好的阻挡特性。要点二:非晶ZrNx的防腐性能和化学稳定性提升作者通过电化学方法证明了,ZrN x非晶态薄膜中a-c界面的减少有助于薄膜的防腐性能提高。通过DFT理论计算和不同结晶程度的ZrN x薄膜的表面电势的结果,作者认为防腐性能的提高归因于非晶材料活化能提高和化学势的均匀分布,从而在动力学上抑制了离子或者原子的迁移。因此,非晶程度高的ZrN x薄膜具有更好的抗腐蚀能力和化学稳定性。要点三:非晶ZrNx抑制电极腐蚀和钙钛矿退化作者验证了非晶ZrN x在没有传输层器件中的阻挡效果。在85 ˚C黑暗和N 2条件下老化500小时后,通过SEM图像发现具有非晶ZrN x阻挡层器件的Cu电极表面没有明显变化,而标件Cu电极表面出现针孔和形貌变化。进一步通过XRD和XPS确认标件电极中出现CuI,但是非晶ZrN x阻挡的器件中电极没有出现CuI,说明非晶ZrN x能够抑制电极的腐蚀。此外,剥离Cu电极后,通过光致发光图像和隧道式原子力显微镜得到非晶ZrN x减缓了钙钛矿的退化过程,提高了钙钛矿薄膜的稳定性。要点四:器件稳定性提升通过在传输层和电极之间插入非晶ZrN x阻挡层,明显提高了反式钙钛矿太阳能电池的运行稳定性,在一个太阳光照下,连续的最大功率点跟踪超过1500小时后,保持初始效率的88%。此外,还表现出良好的光热稳定性,在85 ˚C下超过1000小时后仍保持90%的初始效率,在N 2气中一个太阳光照下超过1300小时后仍保持90%的初始效率。从老化后PSCs的Tof-SIMS和截面的SEM图像中,均发现非晶ZrN x有效抑制PSCs中的Cu和I的迁移。
  • 中国计量大学严德贤课题组《Results in Physics》:基于太赫兹波段的负曲率轨道角动量光纤
    随着通信技术的快速发展,近些年的通信容量实现了快速增长,传统的光纤通信网络已经难以满足当前高速通信的需求。增大通信网络的容量和提高通信速度的一种方法是开发太赫兹(Terahertz, THz)波段的光纤通信空间维度。太赫兹波是介于微波和红外光之间的一种电磁波,频率介于0.1THz到10THz之间,由于它带宽大和传输速度快以及可以提供点对点的网络拓扑结构而备受关注。而在空间维度资源中,基于轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)的模分复用技术由于携带不同拓朴荷数的相互正交的轨道角动量模式成为扩大通信容量的一种非常有潜力的方案。轨道角动量具有全新的电磁波自由度特性,具有轨道角动量特性的电磁波可以在常用的信息传输方式,如波分复用(Wave Division Multiplexing,WDM)、偏振复用(Polarization Multiplexin,PM)、时分复用(Time Division Multiplexing,TDM)等信息传输方式上成倍的提高信息传输容量。近日,中国计量大学严德贤课题组提出了基于太赫兹波段的负曲率轨道角动量光纤。该光纤以重庆摩方精密科技有限公司提供的HTL聚合物材料(耐高温树脂)为基底,采用两层倾斜椭圆管的结构设计,通过引入环芯区域在0.4-0.8THz波段成功产生50-52个OAM模式,且在所研究的波段内获得了高模式纯度、低限制损耗和低波导色散等传输特性,相关研究成果以“Design of negative curvature fiber carrying multiorbital angular momentum modes for terahertz wave transmission”为题发表在《Results in Physics》。图1.3D打印负曲率轨道角动量光纤结构图图1展示了基于摩方精密nanoArch S140打印技术的3D打印光纤样品图。光纤整体尺寸为6.57mm,靠近纤芯区域的第二层倾斜椭圆管结构最小尺寸为0.051mm。光纤结构设计完成后,在Comsol Multiphysics有限元仿真软件中选取光纤结构的任一截面进行仿真研究。在研究频段内给定相应的太赫兹频率后,可以获得相应的模场分布,针对相应的模式进行数据收集和处理可以得出所需传输特性。在光纤中产生OAM模式的前提条件是有效生成HE和EH模式,且HEl+1,1与EHl-1,1有效模式折射率差异高于10-4。光纤中的OAM模式合成规则可由公式1表述: (1)根据公式1,在图2中给出了和在0.5THz的线性叠加过程以及相位分布图。图2.和在0.5THz的线性叠加过程以及相位分布如图2所示,和在模式合成后环芯区域有效产生OAM模式的模场分布,并获得[-ℼ-ℼ]的相位分布效果,满足在光纤中产生OAM模式的合成规则。图3是OAM光纤各种传输特性随频率的变化趋势。由图3(a)和(b)可知,光纤产生的所有HEl+1,1与EHl-1,1之间的折射率差异均高于10-4,表明HE和EH模式均可以有效合成OAM模式。图3(c)是光纤的限制损耗特性,限制损耗与光纤的有效传输距离密切相关,由图可知光纤的限制损耗在0.55-0.8THz区间可以达到10-15(dB/cm)量级。图3(d)表示了OAM光纤的低平坦色散趋势,在0.4-0.8THz区间有近零的波导色散参数,有利于太赫兹波在光纤内部的快速传输。OAM模式的高模式纯度特性表明了光纤可以有效携带信息进行传输,由图3(e)所示结果,在0.55-0.8THz区间光纤的OAM模式纯度均高于80%。图3(f)是OAM光纤的有效模场面积特性,一般来说具有较高的有效模场面积可以产生较小的非线性特性,可以进一步提高信息的传输质量。图3.(a)有效模式折射率,(b)有效模式折射率差异,(c)限制损耗,(d)波导色散,(e)OAM模式纯度,(f)有效模场面积随频率的变化趋势 文章链接:https://doi.org/10.1016/j.rinp.2021.104766
  • ASD | 利用短波红外波段通过干燥过程分割来估计土壤含水量
    利用短波红外波段通过干燥过程分割来估计土壤含水量 土壤水分是直接影响蒸发、入渗和径流等多种环境过程的重要因素。而且,土壤水分在农业蒸散与粮食安全、湿地退化、干旱、陆气界面的能量交换等相关研究领域发挥着重要的作用。地面测量能够提供易于校准和长时间连续获取的数据,但该种方法仅针对单个小区域,难以支持空间变化研究或实地研究。基于水和土壤介电特性的巨大差异,微波遥感被广泛应用于大空间尺度的土壤水分监测,但不适用于精准农业等多种研究。热遥感可以根据地表温度来估算土壤水分,但热遥感信号不单受到土壤含水量(SMC)的影响,湿度、风速、大气条件等其他参数也会影响估计结果。而光学遥感由于其精细的空间分辨率和利用诸如MODIS、Landsat系列和Sentinel任务等卫星数据进行大尺度监测潜力之间的平衡而引起了诸多关注。目前已经提出了许多指标和模型来阐明反射率特征随SMC的变化,并利用实验室、实地、机载和卫星数据从窄带和宽带的反射率来估计SMC。这些方法/指标主要针对从饱和到风干的各级SMC;然而,作者发现饱和到风干的单一关系映射会导致准确估计的错误印象。在整个干燥过程中,光谱反射率特征和SMCs之间的回归关系不一致导致对相对较低的SMCs估计的精度较低。基于此,在本研究中, 来自南京大学、康奈尔大学和河南农业大学的研究团队提出了一种分割方法以更准确的估计SWC。作者监测了代表不同土壤特性的三种土壤样品的整个干燥过程,并通过蒸发速率变化确定其过渡点(如高SWC的阶段1干燥和低SWC的阶段2干燥)。建立了SMC估计指数,即短波归一化指数(SNI),基于辐射传输模型支持干燥过程中的SNI指数趋势。图1 实验装置示意图。利用ASD FieldspecPro光谱仪进行光谱辐射亮度采集。【结果】 图2 a) 三种土壤样品蒸发速率变化与干燥时间的关系,b) 干燥过程中三种土壤在2150 nm处的反射率变化。 c) 三种样品蒸发速率导数的最大值确定干燥阶段分割点。 图3 三种样品砂/土壤含水量与光谱反射率之间的线性和对数回归的R2,a) 石英砂,b) 圬工砂,c) 伊萨卡土壤,d) 模拟大气透射率。在 a)、b) 和 c) 中,黑色虚线标记为1680 nm和2150 nm。图4 a) 显示了SMC估计的验证结果。 b)、c) 和 d) 显示了三种样品的 建模曲线(实线)、回归曲线(虚线)和验证数据集(空心圆圈)。图5 a)SMC估计值和测量值关系图,其中SMC估计值使用SNI2在线性回归中计算,Bwater 在1980 nm处评估。 图 b)、c) 和 d) 显示了三种样品的建模曲线(实线)、回归曲线(虚线)和验证数据集(空心圆圈)。【结论】利用单一回归关系和单一指数估计整个干燥过程的SMC对所有土壤类型并不是有效的。该研究证明了利用现有方法估计SMC结果不准确,以及在分割干燥过程中估计SMC的基本原理。监测整个干燥过程中3种不同土壤样品的光谱反射率和重量,将其分为两个阶段用于训练和验证。此外,基于辐射传输模型研究不同干燥阶段所提出指数和光通过水的路径长度之间的关系,并支持了经验方法建立的回归关系,尤其是对路径长度相对较短的土壤。结果表明,在分割思想下,SMC估计值和测量值之间的相关性明显提高,尤其是在SMC较低的情况下(阶段2干燥过程)。蒸发速率变化决定了干燥过程的分割过渡点,所有的土壤类型并不是一个特定的SMC值;因此,理解蒸发和SMC变化导致的光谱反射率变化之间的关系是极其重要的。例如,在实际使用中,石英砂阶段2干燥可以忽略,但它却是伊萨卡土壤干燥的重要组成部分。SN1/SN2指数结合可以有效估计三种样品的SMC。对于阶段1干燥,利用SNI1指数在1680 nm和2150 nm处的反射率预测SMC是有效的。在阶段2干燥中,尽管使用1930-2150 nm组合的SNI2指数实现了最佳相关性,但作者认为1980 nm比1930 nm更适合实地应用。这种波段选择是为了避免强烈的大气水汽吸收,以确保足够的地面反射辐射到达飞机或卫星传感器。相对于将阶段2干燥视为阶段1干燥延续的指标,相关关系显著改善。作者得到了如下结论:1.干燥过程分割对从光谱反射率数据准确估计SMC是很有必要的,尤其是对于具有较长阶段2干燥过程的土壤。例如本研究中的伊萨卡土壤。对于与伊萨卡土壤相似的土壤,基于整个干燥过程的SMC估计可能会导致阶段1或阶段2干燥的偏差,这取决于哪个阶段有更多的训练集。2. 由于石英砂中光通过水的路径长度相对较长,因此当SMC较高时,SNI具有独特的特征。在圬工砂或伊萨卡土壤中,half-logistic型的SNI曲线不同于线性关系。当光程较长时,拟合关系应由线性回归变为对数回归。3. 在阶段2干燥过程中,利用现有卫星系统常用的光谱波段组合难以准确估计SMC;使用高光谱数据可以获得更高的精度,可以提供近强水吸收波段的数据,如1930 nm。虽然由于大气水汽的吸收,1930 nm不能在实验室外有效地使用,但稍微偏离中心的波长(如1980 nm)仍然比水吸收波段范围外的波长表现更好。
  • 新型光谱发生器:可发射近红外波段任何期望波长的光
    光谱发生器L12194-00-70130可发射近红外波段的光,而且使用者可根据用途自行选择波长,其调节的最小单位间隔可为1nm。该产品内置高稳定性的光源和特有的光学系统,实现了小型化(144x236.5x513.5mm)、高稳定性、高输出功率和高效率。滨松新型光谱发生器L12194-00-70130L12194-00-70130作为一个新产品,与以往同为近红外波段的光谱发生器的产品相比,照射波长可以根据实际应用,拥有390~700nm,430 nm ~790nm,700nm~1300nm三种照射波段的选择。滨松将提供产品的样本软件,直接在PC上就可实现波长的控制。产品连接示例该产品可以广泛应用于生物发光刺激、光谱设备性能以及材料光学性能的研究和评估,另外,亦可作为显微镜和内窥镜的光源使用。产品应用点击按钮,查看详细产品信息:欢迎关注滨松中国官方微信号
  • 新一代宽波段高通量光学光谱仪通过国际评审和技术验收
    7月12日至13日,由北京大学、中国科学院国家天文台、南京天文光学技术研究所与美国加州理工学院联合研制的新一代帕洛马天文台光谱仪(NGPS)通过国际评审。该项目是北京大学牵头的国家自然科学基金委员会国家重大科研仪器项目。中国科学院南京天文光学技术研究所是该项目的技术责任单位。中国科学院紫金山天文台、中国科学院大学杭州高等研究院、中国科学技术大学、南京大学、南京师范大学等单位的专家对该仪器项目进行了技术测试验收。 与会专家听取了项目组所做的研制情况汇报,审核了相关测试报告和技术文档,现场查看了光谱仪并测试了各项指标。经质询和充分讨论,与会专家一致认为NGPS各项技术指标全面达到技术要求。该仪器预计于2023年8月运往美国加州理工学院。 NGPS作为一台宽波段、高通量和智能化的新一代光谱仪,将安装在美国帕洛马天文台5米海尔望远镜的卡焦焦点,替换有40多年历史的双通道光谱仪(DBSP)。NGPS整体为四通道设计,单次曝光可实现310nm-1040nm的宽波段覆盖;光谱分辨率可实现1800-6000;包含大气和望远镜的仪器峰值效率优于45%,达到国际先进水平。光谱仪焦面前留有自适应光学系统接口,配置连续可调像切分器,将成为中大型望远镜上先进的现代天文光谱仪。 北京大学、国家天文台、南京天光所的相关负责人和项目组成员参加会议。 7月12日,NGPS国际交付评审 7月12日,测试组专家和项目组成员现场查验光谱仪
  • 微型光谱仪的结构解析
    光谱仪究其实质是一个“分光”仪器,现在有几种方式来实现分光功能。主流的方式是用光栅作为色散部件,将不同波长的光在空间上分开,用阵列探测器接收并输出光谱。另一种方式是用干涉仪调制入射光,用单元探测器接收被调制了的光,并输出光强随时间变化的曲线,再用傅里叶变换还原光谱,这就是傅里叶光谱仪。  由于在UV-VIS-NIR波段,硅CCD, CMOS阵列的工艺成熟,性价比好,再加上无移动部件,可靠性好,因此,几乎无一例外地使用光栅色散,阵列探测器检测的方式。只是在波长大于900nm的近红外波段,硅材料实在无法胜任,才采用InGaAs线列探测器,但是,至少在现阶段InGaAs线列探测器还是太贵,于是才有人尝试采用傅里叶光谱技术,转动光栅技术,美国德州仪器公司的DLP(Digital Light Procession)技术,其核心是用MEMS技术制造一个微镜陈列,可以用集成电路芯片组驱动每一个微镜的方向,这样就可以用单元InGaAs探测器,使近红外波段的微型光谱仪成本下降。另一种思路是怎么把光谱仪做得更小,更便宜,干脆不用光栅分光,虽然性能不一定那么好,但是对于有些应用也许就足够了,这基本上就是用滤光片加线列探测器的方法。  就采用光栅分光技术的微型光谱仪而言,其性能主要决定于三个方面,光学设计,光栅的选择,探测器的选用。  光学设计又与采用的光栅种类有关,现用的光栅有反射光栅和透射全息光栅两大类,采用不同光栅的光谱仪光学设计方案有所不同。现在的主流是反射光栅,这是由于制造工艺相对成熟,因此价格也相对低一些的原因,采用反射光栅,又要做得体积小,采用折叠光路的设计就很自然了,因此,交叉光路Czerny-Turner 结构(Crossed Czerny-Turner)成为市场最流行的设计 另一类是透射全息光栅,它的主要优点是光栅效率高,导致光学系统的光通量大,对于一些测量比较微弱的光的应用,或者快速动态过程分析,不允许长的积分时间,就倾向于选择透射光栅,当然,价格相对会贵一些。  以下我们就分析典型的交叉光路的Czerny-Turner 结构光谱仪(如图所示)。图 典型的交叉光路Czerny-Turner光谱仪结构。1为SMA 905接头,2为入射狭缝,3为长通滤光片(可选),4为准直反射镜,5为反射光栅,6为汇聚反射镜,7为柱形汇聚透镜(可选),8阵列探测器,9为线性可变滤光片阻挡高阶衍射光进入探测器,10为探测器的石英玻璃窗口,取代普通BK7玻璃窗口,用于工作在小于340nm的紫外波段光谱仪(可选)  -用光纤将待测光束通过标准的SMA905接头接入光谱仪。  -待测光束通过狭缝进入光谱仪,狭缝就是成像系统中的“物”,通常为矩形,根据应用的要求,狭缝的宽度可选,较宽的狭缝允许更多的光子进入光学系统,即系统的光通量较大,但这是以损失分辨率为代价。典型的狭缝宽度在5um-200um之间,高度为1mm。  -从狭缝出射的光是发散的,我们希望入射光束的传播方向是可控的,不要散射到不该去的地方,导致杂散光太大,通过准直光学部件,通常是反射镜,将其变为平行光束。  -光栅作为色散元件:这是对光谱仪性能有决定性影响的元件,不同波长的光被衍射到空间不同的方向。光栅的参数包括刻线密度,闪耀角度等,都会影响到光谱仪的性能指标,包括分辨率,波长范围,光栅效率曲线等。  -反射镜作为光束汇聚器件,将光栅分光后不同波长狭缝的“像”汇聚到阵列探测器不同的像元上。每个像元会接收到波长范围很窄的光子(15 nm to 0.02 nm,取决于光谱仪的结构)  众所周知,狭缝的宽度会影响到光谱仪的分辨率和响应率,  -探测器阵列:探测器是实现光电转换的重要器件。线阵探测器上的每一个象元的读出数据对应于一个特定的波长范围,在紫外,可见光,短波近红外波段,硅CCD是目前使用最多的探测器,其性价比最好,探测器本身的噪声对光谱仪信噪比的影响。只有在900nm-2500nm的近红外波段才使用InGaAs线列探测器。  -模-数转换电路ADC (Analog-to-Digital Converter):探测器读出电路给出的是电压模拟信号,通过ADC把模拟信号转换为数字信号,将每个像元输出的电压转换为一个特定的数字,这个读数被称为“counts”  ADC器件性能的重要指标是它输出的数字是用多少位二进制数字来表示。一个12位的模数转换电路可以将满量程光强度用0-4096(212)个counts来表示。相应的,同样的满量程光强度,如果用16位的模数转换电路其输出则是用0-65535(216)个counts来表示。由此可见ADC器件的位数反映了光谱仪在垂直方向的“分辨率“。(如图xxx所示)ADC的位数越高其输出的读数就可以越”准确“地描述光谱的强度。  因此,对于一个采用2048个像元的线列探测器和12位模数转换器件的光谱仪,每条光谱曲线会输出2048个波长和对应光强的数据对,每个光强的数据用一个12位数字表示。这些数据是光谱的原始数据。图 ADC的位数和垂直方向“分辨率“的关系示意图  -光谱仪内还包括以微处理器为中心的一些电路,主要包含两部分功能。一方面,产生光谱仪CCD或CMOS探测器所需的控制时序,使探测器按用户设定的工作模式工作 另一方面,实现与PC机的通信,如从探测器中读出数据并传送到PC端。这些电路的性能,譬如,模拟电路的噪声水平、处理器的主频、缓存的大小和通信接口的速度,都会对光谱仪的整体性能有重要影响。
  • 国家重大科研仪器研制项目“多波段脉冲单自旋磁共振谱仪研制”结题验收
    p style="text-indent: 2em "近日,中国科学技术大学承担的国家重大仪器研制项目(部门推荐) “多波段脉冲单自旋磁共振谱仪研制”结题验收会在合肥召开。国家自然科学基金委员会(以下简称“基金委”)相关负责人、中科院条件保障与财务局相关负责人、项目验收专家组、项目监理组、技术验收组、财务验收组、档案验收组、中国科学技术大学相关负责人、项目组全体成员等50余人参加了验收会。验收会由基金委数理学部副主任董国轩主持。/pp style="text-indent: 2em "项目验收专家组由14位专家组成,北京航空航天大学房建成院士和中科院微电子所刘明院士分别担任验收专家组组长和副组长。专家组首先听取了项目负责人、中国科学技术大学杜江峰院士关于“多波段脉冲单自旋磁共振谱仪研制”项目研制情况的报告。杜江峰院士带领项目组历时5年时间,实现了国际上首套多波段脉冲单自旋磁共振谱仪,包括多波段复合磁共振系统、微波与射频系统、光学共聚焦系统以及控制台系统等关键系统。该谱仪实现了单核自旋量子态的探测,能够直接测量原子尺度上单个物质单元的组成、结构及动力学性质,获取被系综统计平均掩盖的个体单元独特信息,在单量子水平上更本质理解物质的结构与性质,因此在物理、信息、生物等多学科前沿领域获得重要应用。项目执行期间,采取“边研制边科研”的思路,取得了一系列重要研究成果,譬如在室温大气条件下获得了世界上首张单蛋白质分子的磁共振谱,被《科学》杂志选为当期亮点并配以专文报道,被评价为“是通往活体细胞中单蛋白质分子实时成像的里程碑”。项目组发表SCI论文67篇,其中包括Science 2篇,Nature 1篇、Nature子刊8篇和PRL15篇。相关科研进展获得2015年中国分析测试协会科学技术奖特等奖和2015年度中国科学十大进展。通过该项目,中国科学技术大学形成了一支年轻有活力的磁共振科学仪器研制团队。/pp style="text-indent: 2em "验收专家组还听取了监理组报告、技术测试验收报告、财务验收报告、档案验收报告,其中项目技术测试、财务验收、档案验收是5月10日由基金委组织专家先期完成的。随后,验收专家组和基金委相关领导一起现场考察了仪器设备运行情况。专家组对项目研制工作给予了高度评价,一致认为项目组全面完成了项目工作,取得了突出进展。/pp style="text-indent: 2em "验收会由基金委副主任谢心澄院士带队,参加验收会的还有计划局项目处谢焕瑛处长、数理科学部物理科学一处倪培根副处长,中国科学院条件保障与财务局副局长曹凝,项目依托单位中国科学技术大学副校长朱长飞等。/p
  • 可调谐红外双波段光电探测器,助力多光谱探测发展
    红外双波段光电探测器是重要的多光谱探测器件,特别是近红外/短波红外区域,相较于可见光有更强的穿透能力,相较于中波红外可以以较低的损耗识别冷背景的物体,因此广泛应用于民用和军事领域。当前红外双波段探测器主要面临光谱不可调谐,器件结构复杂而不易与读出集成电路相结合的挑战。据麦姆斯咨询报道,近日,合肥工业大学先进半导体器件与光电集成团队在光电子器件领域取得重要进展,研究团队研发了一种光谱可调谐的近红外/短波红外双波段探测器,相关研究成果以“Bias-Selectable Si Nanowires/PbS Nanocrystalline Film n–n Heterojunction for NIR/SWIR Dual-Band Photodetection”为题,发表于《先进功能材料》(Advanced Functional Materials, 2023: 2214996.)。第一作者为许晨镐,通讯作者为罗林保教授,主要从事新型高性能半导体光电子器件及相关光电集成技术方面的研究工作。该研究使用溶液法制备了硅纳米线/硫化铅异质结光电探测器(如图1(a)),工艺简单,成功将硅基探测器的光谱响应拓宽到2000 nm。基于有限元分析法的COMSOL软件分析表明,一方面,有序的硅纳米线阵列具有较大的器件面积,提升了载流子的输运能力,且纳米线阵列具有较好的周期性,入射光可以在纳米线结构之间连续反射,产生典型的陷光效应。另一方面,小尺寸的纳米线阵列可以看作是微型谐振器,可以形成HE₁ₘ谐振模式,增强特定入射光的光吸收。通过调制外加偏压的极性,器件可以实现近红外/短波红外双波段探测、近红外单波段探测、短波红外单波段探测三种探测模式的切换。器件还具有较高的灵敏度,在2000 nm光照下的探测率高达2.4 × 10¹⁰ Jones,高于多数短波红外探测器。图1 双波段红外探测器结构图及相关仿真和实验结果图2 偏压可调的近红外/短波红外双波段探测及探测率随光强的变化曲线此外,该研究还搭建了单像素光电成像系统(如图3(a)),在2000 nm光照下,当施加-0.15 V和0.15 V偏压时,该器件能对一个简单的英文字母实现成像。但是不施加偏压时,缺无法清晰成像。这表明只需要对器件施加一个小的偏置电压时,就可以将成像系统的工作区域从近红外调整到短波红外,具有较高的灵活性。图3 光电成像系统及成像结果这项研究得到了国家自然科学基金、安徽省重点研发计划、中央高校基本科研业务费专项资金等项目的资助。
  • 基于光纤激光器的可见光频率梳、20GHz可见光波段天文光学频率梳
    成果名称基于光纤激光器的可见光频率梳、20GHz可见光波段天文光学频率梳单位名称北京大学联系人马靖联系邮箱mj@labpku.com成果成熟度□研发阶段 □原理样机 &radic 通过小试 □通过中试 □可以量产成果简介:光学频率梳是很多高端研究的基础科学仪器,例如原子跃迁频率的精密测量、光钟的频率的测量、引力波的测量、微重力的测量、系外类地行星的探测等。利用频率梳测量频率时,需要频率梳的频率间隔在200MHz以上,以便波长计数器计量波数。特别地,类地行星观测需要20GHz以上频率间隔的频率梳来定标光谱仪,这个频率间隔一般的光纤激光器无法达到,目前只能依靠法布里-珀罗(FP)滤波装置进行频率倍增。由于FP透射光谱的有限线宽会导致边模泄露,从而影响天文光谱仪的定标精度,因此需要源激光频率梳本身的频率间隔尽量大,以抑制边模。可见,研制高重复频率(大频率间隔)的频率梳已经成为国际激光器和频率梳领域研究的热点和难点。目前该产品的国内市场基本上被德国Menlo System公司生产的基于掺镱光纤激光器的可见光域频率梳垄断,我国亟需研制出具有自主知识产权的光梳设备。2011年,北京大学信息学院张志刚教授申请的&ldquo 基于光纤激光器的可见光频率梳&rdquo 得到第三期&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金的支持。在基金经费支持下,通过关键配件的购置和加工,该项研究得以顺利开展。课题组瞄准研制稳定的、可供频率测量的、基于飞秒光纤激光器的可见光域激光频率梳这一目标,开展了一系列富有成效的工作,包括:(1)搭建高重复频率、1um波长的锁模光纤激光器,作为频率梳&ldquo 种子源&rdquo ;(2)研究初始频率和腔内色散的关系,以得到更高信噪比的初始频率信号;(3)利用合适的色散补偿元件对种子源输出的脉冲进行色散补偿,并进行多级反向放大,使其输出功率满足频率梳要求;(4)试验多种光子晶体光纤,以获得更宽的、覆盖可见光域的光谱。通过以上工作的开展,课题组成功研制出了国际首创的500MHz光学频率梳样机,而Menlo公司同类产品重复频率仅为250M。这一技术的产品化将打破外国公司在国内市场的垄断,填补国内外市场的空白。在第三期项目工作的基础上,张志刚课题组的王爱民副教授申请的&ldquo 20GHz可见光波段天文光学频率梳的研制&rdquo 项目在2012年得到了第四期&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金的支持。在第四期基金的支持下,项目组发展了前期500MHz高重复频率的光学频率梳的研究成果,开展了更加深入的工作,包括:(1)利用FP技术对500MHz重复频率的稳定光梳进行倍频,获得20GHz、1m波段的稳定光学频率梳;(2)对20GHz光学频率梳进行功率放大、脉冲压缩和倍频,实现515nm波段的蓝光飞秒光梳源;(3)利用拉锥光子晶体光纤对飞秒蓝光光梳进行可见光扩谱,达到400-750nm的光谱覆盖。通过这些工作,课题组成功研制出了一套可直接与天文望远镜对接的20G天文光梳频率标准系统,其工作达到该领域国际前沿水平。这两期项目目前已经结题,其成果已进入产品化阶段,科技转化前景良好。相关成果受到了北京市科委的高度重视。课题组瞄准研制稳定的、可供频率测量的、基于飞秒光纤激光器的可见光域激光频率梳这一目标,开展了一系列富有成效的工作。课题组成功研制出了一套可直接与天文望远镜对接的20G天文光梳频率标准系统,其工作达到该领域国际前沿水平。应用前景:光学频率梳是很多高端研究的基础科学仪器,例如原子跃迁频率的精密测量、光钟的频率的测量、引力波的测量、微重力的测量、系外类地行星的探测等。
  • 选择合适自己的双波段闪烁仪才能获得良好使用体验
    双波段闪烁仪是一种用于检测放射性物质的仪器,广泛应用于核能研究、医学诊断、环境监测等领域。选购双波段闪烁仪需要考虑多个因素,以确保选择适合需求的仪器。以下是一些建议和选购方法。   1、使用目的和应用领域。不同的研究和应用领域可能对仪器的性能和功能有不同的要求。例如,医学领域可能需要高灵敏度和分辨率的仪器,而环境监测领域可能更注重便携性和耐用性。因此,在选购之前,明确使用目的并了解使用领域的需求是非常重要的。  2、性能指标。仪器性能指标通常包括能量分辨率、计数效率、时间分辨率等。能量分辨率是指仪器能够区分不同能量的辐射源的能力,对于精确测量放射性物质的能量非常关键。计数效率是指测量到的信号与实际辐射源发出的信号之间的比率,通常希望选择具有高计数效率的仪器以提高测量的准确性。时间分辨率是指测量到的信号的时间分辨能力,对于快速或短暂的辐射事件的检测非常重要。  3、灵敏度和探测器类型。不同的仪器可能使用不同类型的探测器,如钠碘闪烁体探测器、硅探测器等。每种类型的探测器都有其特点和适用范围。例如,钠碘闪烁体探测器在中等能量范围内具有较高的灵敏度,适用于广泛的应用领域,而硅探测器在高能量范围内具有更好的性能。因此,根据具体需求选择适合的探测器类型非常重要。  4、可靠性和易用性。可靠性包括仪器的稳定性、耐用性和维护需求等方面。选择具有高可靠性的仪器可以减少故障和维修的频率,提高工作效率。易用性则包括仪器的操作界面、数据处理和报告功能等。选择界面友好、功能齐全的仪器可以简化操作流程,并提高数据处理的效率。  综上所述,选购双波段闪烁仪需要考虑使用目的、性能指标、灵敏度和探测器类型、可靠性和易用性以及预算限制等因素。建议在选购之前充分了解市场上的不同品牌和型号,并选择与应用需求相匹配的仪器,以确保获得良好性能和使用体验。
  • 技术线上论坛|12月02日《红外竟成为关键数据?接连登上Nature子刊!550-7000 cm-1全波段 10 nm红外光谱(nano-FTIR/AFM-IR)测量系统》
    报告简介: 傅里叶红外光谱(FTIR)是学术界以及工业界表征鉴别材料的常用手段。常规FTIR显微镜通常使用相对较弱、光谱范围较广的红外光源,但其分辨率受限于光波长小约为波长的一半,这严重限制了光学技术尤其是长波段的中远红外和太赫兹技术在微观领域的研究。相比之下,纳米傅里叶红外光谱仪-Nano-FTIR、超高分辨散射式近场光学显微镜-neaSNOM和 AFM-IR显微镜具有更强的激光源,可实现材料在纳米尺度下的组分分辨。然而,为实现较强的激光功率,其代价往往缩小了光谱覆盖的范围。在本次网络研讨会中,我们将介绍一种全新的全波段可调谐激光光源,它与 neaspec 显微镜结合可提供前所未有的光谱覆盖范围,并实现纳米红外显微镜的10 nm成像和光谱测量。 这种特技术的特点:• 超宽的可调谐波长范围 550-7000 cm-1,同时具有与 QCL 相当的调谐速度;• 线宽 4 cm-1,实现快速的纳米化学组分成像;• 与散射式近场光学(s-SNOM)和 AFM-IR / PTE+等测量模式兼容。 在网络研讨会的问答时段,您可以直接与neaspec专家探讨科研工作中所面临的技术挑战和各种问题。欢迎您届时参加!报名注册:您可以通过点击此处或扫描下方二维码报名注册此次会议。扫描上方二维码,即可注册!报告时间:2021年12月02日 17:00(北京时间) 主讲人:主持人:Sergiu Amarie, neaspec高应用工程师演讲嘉宾:Magnus Johnson, KTH Stockholm技术线上论坛:https://qd-china.com/zh/n/2004111065734
  • 光学波段信号可当探测热木星大气逃逸探针
    记者从中国科学院云南天文台了解到,该台与美国亚利桑那大学研究人员合作,发现光学波段的信号可以作为探测热木星大气逃逸的探针。国际著名期刊《天体物理杂志快报》发表了这一成果。  早在2003年,人们通过观测远紫外波段的信号,发现离主星很近的热木星大气中处在低能态的较冷氢原子以一种剧烈的形式向外逃逸。这种逃逸可对行星演化造成严重影响。  “近几年,人们在光学波段成功探测到行星大气中较热氢原子对主星遮挡时产生的微弱吸收信号,如氢的光学波段透射光谱。”云南天文台郭建恒研究员说,然而研究者一直缺乏有力的模型,来论证这些较热的氢原子产生的吸收信号与大气逃逸之间的关系。  郭建恒与博士研究生闫冬冬以及亚利桑那大学黄辰亮博士等人合作,基于自主开发的流体动力学逃逸大气模型和辐射转移模型,在细致地计算了冷热氢原子的分布后,模拟了热木星WASP-121b在不同观测时刻光学波段透射光谱的数据。研究表明,这颗行星周围存在数量巨大的逃逸中性氢气体,每年损失物质以10万亿吨计。这些被行星抛射的物质中,热氢原子的速度比声速更快,并造成了光学波段的吸收。这也说明,光学波段的信号可以用作探测大气逃逸探针。  进一步研究发现,行星大气在不同时刻的吸收水平变化,反映了主星不同的活动特性,恒星更强的活动水平可导致行星大气更深的吸收。这一发现有助于更好地理解主星活动性对行星大气逃逸的影响。
  • 国际首创:介质阻挡放电质谱离子源——视频采访宁波华仪宁创智能科技有限公司销售副总监李光
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "虽然相比于北美及欧洲市场,中国质谱市场起步较晚,但也意味着发展潜力更大。在中国质谱应用研究蒸蒸日上之时,我国的质谱研制和制造业务随之步入了新时代。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "近年来,我国涌现了一大批质谱制造企业,宁波华仪宁创智能科技有限公司是国内敞开式大气压质谱离子源及快速检测质谱仪器研制的企业。其自主研发的“介质阻挡放电质谱离子源”被鉴定专家组鉴定为“居于国际先进水平,属于国际首创”的产品,该产品也获得了国家“重大科学仪器设备开发”重点专项支持、获评“装备制造业重点领域国内首台(套)”等荣誉。并于2018年9月成立了院士工作站,为提高国产仪器仪表行业的自主创新能力、成果转化等做出了贡献。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "华仪宁创亮相2018中国质谱学术大会,并在现场展出了其自主创新的产品:DBDI-100介质阻挡放电质谱离子源,具有无需样品复杂前处理、可在大气压敞开环境下使用等技术特点,能够做到样品的原位、实时、快速分析;还带来了SCO-2110智能高精度色谱柱柱温箱,具有应用范围广、装卸便捷、色谱柱友好、加热均一等技术优势。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "借此机会,仪器信息网特别采访了华仪宁创的营销副总监李光,就华仪宁创的新产品技术特点及未来的发展战略等进行了深入交流。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "详细内容请点击以下视频观看:script src="https://p.bokecc.com/player?vid=A1797623FE1816279C33DC5901307461&siteid=D9180EE599D5BD46&autoStart=false&width=600&height=490&playerid=2BE2CA2D6C183770&playertype=1" type="text/javascript"/script/p
  • 美打造高强度窄波段X射线激光束
    据物理学家组织网日前报道,美国能源部斯坦福直线加速器中心国家加速器实验室的研究人员,采用金刚石细薄片把直线加速器的相干光源转化为手术刀般更精确的工具,以探测纳米世界。改进后的激光脉冲可在X射线波长更窄频带高强度聚焦,开展以前所不能为的实验。该研究结果刊登在《自然光子学》杂志上。  这个过程被称为“自激注入”,金刚石将激光束过滤为单一的X射线颜色,然后将其放大。研究人员可以在原子水平研究和操纵物质上有更强的能力,传送更为清晰的物质、分子和化学反应的影像。  人们谈论“自激注入”已经近15年,直到2010年斯坦福线性加速器中心成立时,才由欧洲自由电子激光器和德国电子加速器研究中心的研究人员提出,并由来自斯坦福线性加速器中心和阿贡国家实验室的工程队伍将其建立。“自激注入”可潜在地产生更高强度的X射线脉冲,显著高于目前直线加速器相干光源的性能。每个脉冲增加的强度可以用来深入探测复杂的材料,以帮助解答诸如高温超导体等特殊物质或拓扑绝缘体中复杂电子态等问题。  直线加速器相干光源通过接近光速的电子群加速激光束,用一系列磁体将其设定为“之”字路径。这将迫使电子发射X射线,聚集成亮度超过之前10亿倍的激光脉冲。如果没有“自激注入”,这些X射线激光脉冲包含的波长(或颜色)范围比较宽,无法被所有的实验使用。之前在直线加速器相干光源创造更窄波段(即更精确波段)的方法则会导致大量的强度损失。  研究人员在可产生X射线的130米长磁体的中间段安装了一片金刚石晶体,由此创建了一个精确的X射线波段,并且使直线加速器相干光源更像是“激光”。该中心物理学家黄志荣(音译)说:“如果我们完成系统的优化,并添加更多的波荡,所产生的脉冲集中的强度将达10倍之多。”目前世界各地的相关实验室已经趋之若鹜,计划将这一重要进展与自身的X射线激光设施相结合。
  • 中国计量大学:基于太赫兹波段的负曲率轨道角动量光纤
    随着通信技术的快速发展,近些年的通信容量实现了快速增长,传统的光纤通信网络已经难以满足当前高速通信的需求。增大通信网络的容量和提高通信速度的一种方法是开发太赫兹(Terahertz, THz)波段的光纤通信空间维度。太赫兹波是介于微波和红外光之间的一种电磁波,频率介于0.1THz到10THz之间,由于它带宽大和传输速度快以及可以提供点对点的网络拓扑结构而备受关注。而在空间维度资源中,基于轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)的模分复用技术由于携带不同拓朴荷数的相互正交的轨道角动量模式成为扩大通信容量的一种非常有潜力的方案。轨道角动量具有全新的电磁波自由度特性,具有轨道角动量特性的电磁波可以在常用的信息传输方式,如波分复用(Wave Division Multiplexing,WDM)、偏振复用(Polarization Multiplexin,PM)、时分复用(Time Division Multiplexing,TDM)等信息传输方式上成倍的提高信息传输容量。近日,中国计量大学严德贤课题组提出了基于太赫兹波段的负曲率轨道角动量光纤。该光纤以重庆摩方精密科技有限公司提供的HTL聚合物材料(耐高温树脂)为基底,采用两层倾斜椭圆管的结构设计,通过引入环芯区域在0.4-0.8THz波段成功产生50-52个OAM模式,且在所研究的波段内获得了高模式纯度、低限制损耗和低波导色散等传输特性,相关研究成果以“Design of negative curvature fiber carrying multiorbital angular momentum modes forterahertz wave transmission”为题发表在《Results in Physics》。图1.3D打印负曲率轨道角动量光纤结构图图1展示了基于摩方精密nanoArch S140打印技术的3D打印光纤样品图。光纤整体尺寸为6.57mm,靠近纤芯区域的第二层倾斜椭圆管结构最小尺寸为0.051mm。光纤结构设计完成后,在Comsol Multiphysics有限元仿真软件中选取光纤结构的任一截面进行仿真研究。在研究频段内给定相应的太赫兹频率后,可以获得相应的模场分布,针对相应的模式进行数据收集和处理可以得出所需传输特性。在光纤中产生OAM模式的前提条件是有效生成HE和EH模式,且HEl+1,1与EHl-1,1有效模式折射率差异高于10-4。光纤中的OAM模式合成规则可由公式1表述:图3是OAM光纤各种传输特性随频率的变化趋势。由图3(a)和(b)可知,光纤产生的所有HEl+1,1与EHl-1,1之间的折射率差异均高于10-4,表明HE和EH模式均可以有效合成OAM模式。图3(c)是光纤的限制损耗特性,限制损耗与光纤的有效传输距离密切相关,由图可知光纤的限制损耗在0.55-0.8THz区间最低可以达到10-15(dB/cm)量级。图3(d)表示了OAM光纤的低平坦色散趋势,在0.4-0.8THz区间有近零的波导色散参数,有利于太赫兹波在光纤内部的快速传输。OAM模式的高模式纯度特性表明了光纤可以有效携带信息进行传输,由图3(e)所示结果,在0.55-0.8THz区间光纤的OAM模式纯度均高于80%。图3(f)是OAM光纤的有效模场面积特性,一般来说具有较高的有效模场面积可以产生较小的非线性特性,可以进一步提高信息的传输质量。图3.(a)有效模式折射率,(b)有效模式折射率差异,(c)限制损耗,(d)波导色散,(e)OAM模式纯度,(f)有效模场面积随频率的变化趋势官网:https://www.bmftec.cn/links/10
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