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红外波段激光防护镜

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红外波段激光防护镜相关的资讯

  • 多波段拉曼-荧光激光雷达系统可用于雾霾探测
    近日,兰州大学教授黄建平带领科研团队研制出我国首个多波段拉曼-荧光激光雷达系统。该系统不仅可用于大气雾霾探测的研究及预警,还可用于卫星数据校正、医疗气象观测等领域,处于国际先进水平。   &ldquo 多波段拉曼-荧光激光雷达系统用高功率激光器向天空同时发射三束激光,也就是三个波段。紫外激光与大气颗粒物作用之后,就会释放出荧光,我们利用大口径的望远镜接收被大气反射回来的信号,共有38个波段。大多国内研究中使用的少数波段,对于颗粒物的大小、形状、成分等认识还不够。&rdquo 黄建平介绍说,&ldquo 印度科学家拉曼发现了光和粒子的相互作用,在这种作用后,光的波长和频率会发生变化。对接收到的信号进行分光、提取和探测,根据其变化的多少,就可以知道这种物质的化学成分是什么,也就可以进一步分析大气污染物的重要性质,尤其是对人体有害的有机物。&rdquo   课题组成员黄忠伟解释说:&ldquo 大家现在都关心雾霾天气,但对于雾霾的成因、成分等问题的认识都还不够,多波段拉曼-荧光激光雷达系统能够连续工作并探测到不同高度的雾霾变化数据,而且精度很高。&rdquo   当前,我国在全球气候变化、空间环境监测等领域都急需大量激光雷达技术支撑,但一直依赖国外进口的高成本产品。多波段拉曼-荧光激光雷达系统的成功研制,将降低我国购置相关产品的成本。
  • “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 & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 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。 /p p   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。 /p p   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
  • 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。
  • 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
  • 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。
  • 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 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
  • 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。
  • 探访世界首台中红外波段太阳磁场望远镜建设现场
    近日,记者驱车探访了东半球首个天文观测基地——青海冷湖天文观测基地,用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统正在建设调试。冷湖天文观测基地位于柴达木盆地西北边缘的青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖市冷湖镇赛什腾山区域,平均海拔约4000米。2017年以来,中国科学院等科研单位合作在此开展天文台址科学监测。监测结果显示,冷湖赛什腾山区域的视宁度、晴夜时间等光学天文观测所需的关键监测数据表现优越,可比肩国际一流大型天文台所在地。蜿蜒的山路平坦却又险峻。在海拔4000米左右的一处平台,五层楼高的用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统正在进行调试。“在对太阳活动研究中,科学家发现磁场是影响太阳活动的重要测量量,为了获得更高分辨率的太阳磁场,我国研制了‘用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统’,它是国际上第一台中红外波段的太阳磁场望远镜。”中国科学院国家天文台怀柔太阳观测基地博士生佟立越1日告诉记者。据佟立越介绍,太阳是距离地球最近的恒星,是研究恒星的最佳样本,也是密切影响现代人生活的主要天体。因此,对太阳活动的研究兼具科学与社会意义。“这个系统是国内首个用于太阳中波红外观测的望远镜,是由中国国家天文台、西安光机所和上海技物所联合研制的。”中国科学院西安光学精密机械研究所装配主要负责人雷昱说,该望远镜是一个1米口径的离轴格里高利系统,它有两个观测部分,一个是小的导行镜,可以看到整个太阳的全日面;大系统可以看到太阳6.4角分的视场,用于观测局部区活动。该项目是冷湖天文观测基地已落地的9个天文望远镜项目之一。目前,9个项目总投资近20亿元人民币,共有35台天文望远镜,4台已建成,29台已完成土建施工和主体建设,2台正在研制。在海拔4200多米的另一处平台,由中国科学技术大学、紫金山天文台实施的2.5米墨子巡天望远镜项目(WFST),已完成望远镜观测楼主体、附属用房及圆顶轨道安装调试,圆顶安装正在进行。WFST望远镜建成后,将成为北半球具备最高巡天能力的光学时域巡测设备,能够获取高精度位置和多色亮度观测数据,高效搜寻和监测天文动态事件,预期可以在时域天文、外太阳系天体搜寻、银河系结构和近场宇宙学等领域取得突破性成果。据了解,今年1月1日起,冷湖地区开始施行《海西蒙古族藏族自治州冷湖天文观测环境保护条例》,进行暗夜星空保护,在暗夜保护核心区内,光源种类和亮度都将得到严格控制。
  • 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 。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.
  • 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 Fieldspec® Pro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。
  • 全球首款电池驱动式IP54防护标准的绝对激光跟踪仪推出
    Hexagon计量产业集团推出全球首款电池驱动式IP54防护标准的绝对激光跟踪仪     新型Leica绝对激光跟踪仪AT401集合多项全球首创技术特点:1. 全球首款可由电池驱动、实现无线操作的激光跟踪仪;2.全球第一款具备IP54防护标准(防尘,防水…)认证的激光跟踪仪;3.极致轻便小巧,在同类产品中重量最轻;4.高精度大量程;5.整合了能量锁 (PowerLock)和目标自动识别(ATR)等业内先进功能,使得三维激光跟踪仪的应用操作变得空前的简易。   2010年4月28日,Hexagon计量产业集团宣布了Leica绝对激光跟踪仪AT401正式面市的消息。这一全新的激光跟踪仪拥有先进的电源管理系统,含两块电池,且允许电池热切换,并可以通过以太网供电运行(PoE+) 集成的WiFi,使得AT401成为一台真正的无线移动式测量机。该系统经过IP54等级认证,不受液体、焊接飞溅物、灰尘干扰,甚至适应雨中操作。   AT401含控制系统在内总重仅为8 KG,高度仅为29 cm,极小的外形结构使得AT401可以在大多数国际航班上作为手提行李进行运输。新型Leica 绝对激光跟踪仪AT401树立了行业便携的新标准。   AT401在水平和垂直轴方向都能实现无级旋转,当快捷释放把手被移走时,AT401在垂直方向的全测量范围将达到+/- 145º ,测量范围高达320m。AT401中的绝对测距仪(ADM)在其全精度认定范围内的最大测量不确定度仅为10微米,并配备多项先进的Leica工业测量技术,如能量锁(PowerLock)光束恢复、目标自动识别(ATR)、免维护Piezo驱动和重力传感器的测量级别精度水准等。   Leica AT401绝对激光跟踪仪推动了激光跟踪仪在尺寸、重量、量程、精度和可操作性等多方面的进步,并为激光跟踪仪的精度设立了新标准。目前,激光跟踪仪已经广泛分布于航空航天、工程机械、风电、水电、船舶行业及关注大部件和远距离的科学研究中,而Leica AT401绝对激光跟踪仪的创新将会在此基础上大大拓展激光跟踪仪的应用范围。   关于Hexagon计量产业集团   Hexagon计量产业集团隶属于Hexagon AB集团,其麾下拥有全球领先的计量品牌,如Brown & Sharpe、CE Johansson、CimCore、CogniTens、DEA、Leica工业测量系统 (计量分部)、Leitz、m&h、Optiv、PC-DMIS、QUINDOS、ROMER、Sheffield、Standard Gage和TESA。Hexagon计量产业集团代表着无可匹敌的全球客户群,数以百万计的坐标测量机(CMMs)、便携式测量系统、在机测量系统、光学影像测量系统和手持式量具量仪,以及数以万计的计量软件许可。凭借精密的几何量测量技术,Hexagon计量产业集团帮助客户实现制造过程的全面控制,确保制造的产品能够精确的符合原始设计的需要。该集团为全球客户提供测量机、测量系统以及测量软件,并加之以完善的产品技术支持和售后增值服务。更多信息请登录www.hexagonmetrology.com.cn   海克斯康测量技术(青岛)有限公司   地址:青岛市株洲路188号 邮编:266101   电话:0532-8089 5188 传真:0532-80895030   网址:http://www.hexagonmetrology.com.cn   E-mail:info@chinabnsmc.com
  • 新品上线立鼎光电短波红外相机仪器系列分享
    西安立鼎光电科技有限公司自成立以来,一直致力于短波红外成像技术开发与应用。结合市场需求,立鼎团队不断将产品迭代与优化,推出了一系列经典产品,性能可靠,价格合理,深受国内外行业用户的信赖。立鼎光电短波相机研发历程⏩ 2016年 组建团队,研发短波红外相机。⏩ 2017年 完成非制冷相机的研制并投入市场,反馈良好。⏩ 2018年 640×512(15μm)短波非制冷相机量产;同年,立鼎首版640一级制冷相机亮相深圳光博会,获得客户好评。⏩ 2019年 优化相机功能:增加GigE 、SDI接口,增加可供用户选择的跟踪功能;同年,完成高速短波红外相机的样机设计。⏩ 2020年 成功研发出第一代60Hz高速短波相机样机,并开始研发二级制冷科研级短波红外相机;同年,完成了320短波红外相机及扩展波段相机的研发及量产。⏩ 2021年 推出TE4深度制冷相机,制冷温度最低可达-80℃;同年推出1550nm激光通信专用短波红外相机。⏩ 2022年 研制多级深度制冷短波相机、全国产化短波红外相机、线阵短波红外相机、300/400Hz高速短波相机以及高光谱短波相机。立鼎光电短波红外相机系列分类经济型:采用非制冷铟镓砷探测器,结合专业散热结构,该型相机结构小、重量轻,方便集成在各类光电系统中。可以提供专业的定制化服务,旨在为用户提供小型化、轻量化、定制化产品解决方案。制冷型: 采用热电制冷铟镓砷探测器,能够很好的抑制芯片暗电流,从而提升成像质量,此系列可选配扩展型 InGaAs 焦平面探测器,可将探测范围扩展至1.1μm-2.2μm波段。旨在为用户提供更专业的高性能相机,以满足基础型相机无法达到的性能要求。科研型:采用了高性能的TE + air cool制冷设计,芯片温度最低可降至-80℃,在超长的曝光时间下工作,图像也能具有较高的信噪比。该型产品旨在满足高端用户或科研级用户在各种高要求/高精度场景下的应用。可提供集成多种图像算法的专用软件,为用户提供更好的使用体验。立鼎短波红外相机型号命名规则下图为立鼎短波相机命名规则。通过此规则,可以直观、快捷的了解到一型号产品的重要参数。或在选型中更方便快捷的选择项目所需对应规格的相机。立鼎短波相机的应用硅锭杂质检测液晶面板异型贴合半导体检测全息光学中的应用激光光斑捕获追踪海面观测透雾成像太阳能电池板检测生物成像激光光束质量分析晶圆切割获取更多信息可通过仪器信息网和我们取得联系400-860-5168转6159西安立鼎光电科技有限公司是一家专业从事红外、激光类产品及光电测试仪器设备的研发生产、系统集成、销售服务为一体的高新技术企业。公司专注于为客户提供从元件、组件、部件到全套光电系统产品的完整解决方案。近年来,公司研制的短波红外相机(系统)在激光光斑检测、半导体检测、激光通信、光谱成像、激光切割、生物医疗、天文观测、安防等领域得到了广泛的应用。多年来,根据用户需求定制的多款光电测试仪器设备,为用户产品的性能指标保证发挥了重要作用。
  • 创新应用 | 中红外激光排放控制新应用
    可调谐激光吸收光谱(TDLAS)具有测量不受背景气体干扰、测量准确性好、可靠性高等技术优势,已被公认为工业应用的首选测量技术,特别是其具有非侵入特性,从而在原位应用方面备受关注。随着近年激光吸收谱技术的发展,尤其是量子级联激光器(QCL)、带间级联激光器(ICL)等小型激光器技术不断成熟,激光吸收光谱的输出波段从近红外到中远红外不断拓展。气体检测由传统的工业过程优化控制、废气源排放、燃烧诊断等领域扩展到环境微量气体检测。中红外光一般指波长从2.5um到25um的光谱区域,中红外基频指纹吸收谱具有吸收强、谱线宽且密集的特点。分子在中红外波段的吸收一般比近红外吸收高约2个数量级(或以上),所以在中红外光谱气体探测灵敏度比近红外光谱探测的灵敏度高很多。同时特殊气体,如有机分子、氮氧化物、烯烃类气体在中红外的吸收比近红外特征更强,下图为HITRAN数据库的空气常见气体吸收谱线;中红外基频指纹吸收强有利于痕量气体的高灵敏检测。LGT-3000激光气体分析仪LGT-3000激光气体分析仪是基于TDLAS技术开发的一款原位对穿正压防爆型仪表,可以原位测量O2、CO、CO2、NH3等气体含量。此外,LGT-3000可配置ICL激光模块,采用中红外光谱,达到更低的检测限,并且能检测在近红外没有吸收光谱的一些常见气体SO2、NO、NO2等。产品特点: ◆响应时间低至1s◆双屏显示,方便光路调节观察透过率信息◆正压防爆设计,可以在爆炸性场合1区和2区使用◆采用“单线光谱”技术,测量不受背景气体交叉干扰◆一体化结构方式,无运动部件,可靠性高,稳定性好◆原位测量,无需预处理系统,避免预处理采样吸附、堵塞和器件损坏等问题,降低运行成本应用领域:该系统广泛应用于硫磺回收、烟气脱硝、燃烧控制、合成氨等领域中。
  • 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
  • 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
  • 赛克玛公司参加清华大学“多波段热/光碳分析仪”招标项目并成功中标
    2015年7月13日由清华大学组织的关于购置“多波段热/光碳分析仪”招标项目的谈判活动于清华大学实验室处洽谈室进行,我公司派遣代表参加了此次谈判。经过紧张的谈判,最终我公司代理的由美国DRI(沙漠技术研究所)生产的Model 2015多波段有机碳/元素碳分析仪以绝对的技术优势成功中标。清华大学仪器设备采购成交通知书 DRI 2015多波段热/光碳分析仪是在原有DRI 2001A基础上进行升级,完全能满足原有DRI 2001A的技术和功能需求,不影响原有分析需求。升级之后的DRI 2015多波段热/光碳分析仪,能够更好的应用于黑碳(Black Carbon,即BC)和棕碳(Brown Carbon即BrC)的研究,并且结合其光学属性,判别BC和BrC在近红外和近紫外光区的光学性质,更好的区分机动车及生物质燃烧源,对大气颗粒物来源更准确解析。(详细资料介绍可见http://www.bmet.cn/index.php/Index/productdet/cid/131/spid/252.html) 我公司将积极完成后续的技术支持等工作,继续保持与清华大学及国内其他高校和科研单位的良好合作关系,争取为客户提供更加优质的技术支持与服务!
  • 三项激光器/激光相关设备国标征求意见 涉及紫外、可见、红外光谱范围元件
    p   日前,全国光学和光子学标准技术委员会电子光学系统分技术委员会(SAC/TC103/SC6)秘书处发布关于征求《激光器和激光相关设备 光腔衰荡高反射率测量方法》等3项国家标准(征求意见稿)意见的通知。 /p p   根据通知内容,由全国光学和光子学标准技术委员会、电子光学系统分技术委员会(SAC/TC103/SC6)负责归口的《激光器和激光相关设备光腔衰荡高反射率测量方法》、《激光器和激光相关设备-标准光学元件-第1部分:紫外、可见和近红外光谱范围内的元件》、《激光器和激光相关设备-标准光学元件-第2部分:红外光谱范围内的元件》等3项国家标准已完成,现公开征求意见,截止日期11月17日。 /p p    span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 近年来随着薄膜沉积技术的发展,光学薄膜,尤其是广泛应用于大型高功率激光装置、干涉引力波探测、激光陀螺、腔增强和腔衰荡光谱测量中的高反射薄膜的性能获得了极大的提高。激光光学系统中需要用到一些反射率很高(高于99.9%甚至99.99%)的反射元件,必须精确测量其反射率(测量重复性精度达到0.001%甚至更低)。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai"   strong   /strong a title=" " href=" http://www.sac.gov.cn/gzfw/zqyj/201710/P020171023319778323438.rar" target=" _blank" strong 1.《激光器和激光相关设备 光腔衰荡高反射率测量方法》(征求意见稿)及编制说明 /strong /a /span /p p   本标准规定了激光光学元件反射率的测量方法,适用于激光光学元件高于99%的反射率的精确测量。 /p p   基于光腔衰荡技术,本标准的测试方法和流程可实现激光光学元件的高反射率(大于99%,理论上可达100%)测量,且精度高、重复性和再现性好、可靠性高。特别是大于99.9%的反射率的准确测量对发展高性能反射激光元件具有重要意义。 /p p    span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 目前,激光应用领域越来越多,包括医疗、材料处理、信息技术和计量等等。激光器及激光系统一般要用到光学窗口、反射镜、分光镜和透镜等光学元件,为防止激光损伤,这些光学元件要禁得起激光系统高峰值功率/能量密度的技术要求,这对光学元件提出了更高的制造要求。另外,随着我国光学与光电子产业的迅猛发展,光学元件加工制造形成了相当的产业规模,在满足国内要求的同时,产品正在走向国际化。因此对此类光学元件标准化的要求越来越高。 /span /p p    a title=" " href=" http://www.sac.gov.cn/gzfw/zqyj/201710/P020171023319792051186.rar" target=" _blank" strong 2.《激光器和激光相关设备-标准光学元件-第1部分:紫外、可见和近红外光谱范围内的元件》(征求意见稿)及编制说明 /strong /a /p p   本部分规定了紫外、可见和近红外波段,波长从170nm至2100nm光谱范围内的激光光学元件的要求。适用于激光器和激光相关设备使用的标准光学元件,包括平面、平面球面和球面基片不包括镀膜后的光学元件,透镜和按规定设计由供应商提供的其它标准光学元件。 /p p   本部分的发布可以填补我国用于紫外、可见和近红外光谱范围标准激光光学元件要求的空白 同时,通过规定优先的尺寸和公差,来减少元件的种类,通过标准化的规定,去除贸易壁垒,并通过建立一致的订单标识使备件的供应更加便利。 /p p    a title=" " href=" http://www.sac.gov.cn/gzfw/zqyj/201710/P020171023319805778591.rar" target=" _blank" strong 3.《激光器和激光相关设备-标准光学元件-第2部分:红外光谱范围内的元件》(征求意见稿)及编制说明 /strong /a /p p   本部分规定了近红外到中红外波段,波长从2.1mm至15mm光谱范围内的激光光学元件的要求。适用于激光器和激光相关设备使用的标准光学元件,包括平面、平面球面和球面基片不包括镀膜后的光学元件,透镜和按规定设计由供应商提供的其它标准光学元件。 /p p   本部分的发布可以填补我国用于红外光谱范围标准激光光学元件要求的空白 同时,通过规定优先的尺寸和公差,来减少元件的种类,通过标准化的规定,去除贸易壁垒,并通过建立一致的订单标识使备件的供应更加便利。 /p p   联系地址:北京市海淀区车道沟十号院科技一号楼 兵器标准化所 电光系统分标委秘书处 010-68962373 /p p   邮编:100089 /p p   联系电话:010-6896 2373 /p p   传 真:010-6896 3156 /p p   邮件地址: a href=" mailto:bzsbjw@126.com" bzsbjw@126.com /a /p
  • “基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置”通过验收
    3月8日至9日,国家自然科学基金委员会(以下简称“基金委”)组织专家,在中国科学技术大学对国家重大科研仪器研制专项(教育部推荐)“基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置”进行验收。基金委副主任谢心澄、化学科学部主任杨学明线上参会,基金委化学科学部常务副主任杨俊林、教育部科学技术与信息化司相关人员、项目验收组专家、项目四个承担单位负责人、项目组成员等50人参加了会议。会议分别由杨俊林和验收专家组组长主持。   谢心澄指出,国家重大科研仪器研制项目的定位是面向科学前沿和国家需求,以科学目标为导向,资助对促进科学发展、探索自然规律和开拓研究领域具有重要作用的原创性科研仪器与核心部件的研制,以提升我国的原始创新能力;建议专家在验收时重点考察仪器的原创性、研究目标的实现情况、仪器技术指标完成情况和指标的先进性,以及对解决重大科学问题、开拓新的研究领域,促进人才培养和推动学科发展所取得的作用。他强调,部门推荐项目验收通过后,基金委适时组织专家对项目进行后评估。因此,希望项目负责人加强后期管理,注重仪器的运行使用与开放共享,提高科研仪器的使用效率和水平,推动项目成果转化,为探索前沿和服务国家需求夯实技术基础。杨学明指出,过去5至10年,我国在化学领域批准建设的比较重大的科学装置对推动化学学科的发展非常重要,证明化学领域和物理领域的研究人员通过合作可以把一件比较困难的事情做好,证明我国在高端科学仪器研制方面具有很大的实力。厦门大学副校长江云宝代表项目四个承担单位发言。   专家组认真审阅了验收材料,听取了项目负责人厦门大学孙世刚院士作的项目工作报告,以及监理组相关人员作的监理情况报告,并进行了质询和现场考察,听取了仪器测试组报告、财务组验收意见及档案组审核情况报告。经过讨论,专家组认为:项目达到了预期研制目标,符合验收要求,同意通过验收。   “基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置”项目集厦门大学、中国科学技术大学、复旦大学和大连化物所的相关优势,建设了一套具有先进水平的波长连续可调、覆盖中红外到远红外波段的可调谐红外自由电子激光光源,以及基于红外自由电子激光为光源的固/气和固/液表界面反射吸收红外光谱实验线站、原子力显微红外光谱实验线站、和频光谱实验线站、光解离光谱实验线站和光激发光谱实验线站五条实验线站。各实验线站分别在四个参研单位研制,最终搬迁到中国科学技术大学与红外自由电子激光光源集成,经调试、验收后开放运行,为化学、物理、材料以及生物医学等相关领域提供了一个有力的工具和研发平台。   该项目的仪器研制历经8年,在项目团队全体成员的不懈努力下,克服各种困难,建成了我国第一个覆盖中、远红外波段的红外自由电子激光用户装置,具体包括:开发了包含光波导效应的光场数值计算方法和程序,实现了加波导的自由电子激光振荡器的模拟;研发了2856MHz次谐波可调、高重频电子枪,实现了基于同一台电子加速器的中红外和远红外两套振荡器的运行;建成了红外自由电子激光反射吸收光谱实验线站、上/下入射激发模式的红外自由电子激光—原子力显微镜实验线站和红外自由电子激光分子反应散射实验线站。   该项目中,大连化物所江凌研究员团队负责研制了一套基于红外自由电子激光的光解离光谱实验站,实现了金属化合物团簇的高灵敏红外光谱探测及结构表征,对诠释催化反应机制具有重要作用。
  • 科学家造出全谱段白光激光器,或催生新型光谱学检测手段
    近日,华南理工大学教授李志远团队成功造出一台全谱段白光激光器,其具备光斑明亮、光谱光滑且平坦、大脉冲能量的特点,能覆盖 300-5000nm 的紫外-可见-红外全光谱,单脉冲能量达到 0.54mJ。这样一台全谱段白光激光器的面世,可用于构建全谱段的超快光谱学探测技术,有望将激光技术推至世界领先水平,从而更好地服务于前沿研究。图 | 李志远(来源:李志远)基于本次成果,课题组将进一步构建全谱段的超快光谱学探测设备,届时有望对物质内部多个波段中的物理、化学和生命过程开展超快的精密探测,从而实现高速摄谱的技术能力,进而用于开展二维材料、锂离子电池、化学催化等领域的研究。本次研究中所涉及的光谱学技术,可以覆盖深紫外-可见波段的原子以及分子的电子跃迁吸收谱,也能覆盖近红外波段的半导体带间电子跃迁吸收谱、以及中红外波段的分子振动等。借此可以打造一种崭新的光谱学检测手段,对于那些使用传统手段所无法揭示的新现象和新规律,本次新手段很有希望填补相关空白。(来源:Light: Science & Applications)鉴于光学波段的光子和物质的电磁相互作用强度以及灵敏度,远远超过 X 射线光子与物质原子核、以及内壳层电子的电磁相互作用。而且,即便是 1mJ 量级的全谱段白光飞秒脉冲激光的光子亮度,也远远超过目前同步辐射 X 射线光源的亮度。“因此,全谱段白光激光器在物质科学和生命科学中所发挥的作用,也有望超过传统的同步辐射 X 射线光源。”李志远表示。日前,相关论文以《强紫外-可见-红外全谱段激光器》 (Intense ultraviolet–visible–infrared full-spectrum laser)为题发在 Light: Science & Applications,华南理工大学博士生洪丽红是第一作者,华南理工大学李志远教授、中国科学院上海光学精密机械研究所(上海光机所)李儒新院士担任共同通讯 [7]。图 | 相关论文(来源:Light: Science & Applications)助力解决 Science 125 个待解难题之一据介绍,作为一种崭新的激光光源,超宽带白光激光具有极宽带宽、高光谱平坦度、大脉冲能量、高峰值功率、高时空相干性等五大优点,能极大拓展激光技术的发展和应用范围。而如何构建一台覆盖紫外-可见-红外波段的全谱段白光激光器,同时拥有高峰值功率和高脉冲能量,是一个极具挑战的宏大目标。2020 年,Science 杂志将其列为 125 个前沿重大科学问题之一。主要原因在于,基于目前纯粹单一的激光器技术、二阶非线性变频技术、以及三阶非线性频率展宽技术,远不足以解决这一问题。过去十年,李志远团队基于自主开发的啁啾结构非线性铌酸锂晶体,结合大脉冲能量、高峰值功率的飞秒脉冲激光泵浦,利用二阶和三阶非线性协同作用的原创性物理机制,提升了白光飞秒激光的转换效率、频谱带宽、脉冲能量、光谱平坦度等指标。要想产生全谱段白光飞秒激光,需要达到两个先决条件:带宽超过一个光学倍频程的强泵浦飞秒激光光源,以及具有极大非线性频率上转换带宽的非线性晶体。不过,要想同时满足上述两个条件并非易事。为此,课题组使用光学参量啁啾脉冲放大技术,以及使用由充气空心光纤、纯铌酸锂晶体材料和啁啾极化铌酸锂晶体组成的极宽带非线性变频模块,将飞秒激光技术、二阶非线性变频技术、三阶非线性频率展宽技术加以综合,研制了这款全谱段白光激光器。其中,二阶和三阶非线性效应协同作用的原创性物理机制,是打造本次全谱段白光激光器的秘密。上述机制的好处在于,能够清除二阶非线性或三阶非线性方案中所存在的输出光谱性能不佳的限制。李志远表示:“全谱段白光激光有望成为激光技术发展历史上的一个里程碑,并能很好地回答 Science 杂志 2020 年的 125 个最前沿的科学问题,即人类能否造出与太阳光相似的非相干强激光。”(来源:Light: Science & Applications)让中国学界真正拥有属于自己的实验设备多年来,学界一直渴望产生像太阳光一样的白光激光。紫外-可见-红外全谱段白光激光的产生,则一直是激光技术等待攻克的堡垒,也是李志远团队努力追求的目标。十年来,该课题组历经 8 次阶段性成果的积累,才造出了上述全谱段白光激光器。2014 年,该团队将啁啾调制的概念引入一维铌酸锂晶体的周期设计中。在可调谐近红外光源的帮助之下,设计出多个不同啁啾度的准相位匹配晶体,让二次、三次谐波产生的非线性过程的相位失配,能够在单个晶体中得到补偿,借此实现宽带可调谐三基色光源的同时输出,也拉开了课题组“白光激光”之梦的序幕。2015 年,李志远让学生陈宝琴开展啁啾结构铌酸锂晶体中六次谐波产生的研究。在实验的关键阶段,李志远去现场看学生做实验,结果发现了又圆又白的激光束产生,这完全出乎意料之外。李志远觉察到这是一个“好东西”。仔细分析之后,确定啁啾结构铌酸锂晶体产生了二到八次谐波。在一个固体材料中产生高次谐波,这是一个前所未有的科学发现,也让课题组开始树立“白光激光”的梦想。随后,他们设计了啁啾结构非线性光子晶体,以中红外飞秒脉冲激光为泵浦源,在单块晶体中同时产生了超宽带二到八次谐波。其中,四到八次谐波形成 400-900nm 超宽带可见白光激光,其转换效率达到 18%。2014 年和 2015 年的这两项工作表明:该团队自主研发的铌酸锂晶体二阶非线性方案,可以支持宽带二次谐波产生。同时,也能支持宽带二次谐波和三次谐波产生,甚至支持基于级联三波混频的高次谐波产生,最终可以实现超宽带可见白光激光的产生。而要想产生全谱段白光飞秒激光,就需要继续深挖上述方案的潜能,以便满足产生全谱段激光所需要的苛刻条件:即泵浦激光脉冲带宽要足够宽,非线性晶体材料的准相位匹配带宽要足够大。2018 年,课题组选用更高能量的近红外飞秒脉冲激光作为泵浦源,针对相关泵浦条件设计出一款啁啾结构铌酸锂晶体,这块晶体在不同偏振状态之下,均能同时产生二次谐波和三次谐波。通过此他们首次发现了二阶和三阶非线性协同作用的新物理机制,并证明这一机制能够显著提升相关性能的指标。利用级联二次谐波和三次谐波方案,他们生成了 400-900nm 可见-近红外波段的可调谐白光激光,转换效率达到 30%。这一发现,也促使他们去发现产生白光激光的更优路线,即基于二阶和三阶非线性协同作用产生超连续白光激光的方案。在新路线的指导之下,他们设计出一块能同时产生二到十次谐波的宽带白光非线性晶体材料。针对这款白光非线性晶体材料,他们又采取 45μJ 脉冲能量的 3.6μm 中红外飞秒脉冲激光泵浦的设计方案,借此产生 25dB 带宽、覆盖 350-2500nm 的紫外-可见-红外超连续白光飞秒激光,单脉冲能量为 17μJ,转换效率为 37%。在此基础之上,他们继续优化二阶非线性和三阶非线性协同效应。期间,该团队发现石英玻璃的三阶非线性效应远远优于铌酸锂晶体,而特殊设计的铌酸锂啁啾非线性光子晶体可以同时使用高达十二阶次的准相位匹配。后来,他们利用 0.5mJ 的钛宝石飞秒脉冲激光器泵浦,来对熔融石英-啁啾极化铌酸锂晶体进行泵浦,最终实现 10dB 带宽覆盖 375-1200nm、20dB 带宽覆盖 350-1500nm 的超连续激光,单脉冲能量为 0.17mJ,转换效率为 34%。前面提到,课题组期望实现的白光飞秒激光具有五个高指标。因此,在追求极宽带宽范围的同时,他们还得实现更大的脉冲能量、更高的光谱平坦度。于是,该团队以高能量钛宝石主激光作为泵浦源,针对由熔融石英和啁啾极化铌酸锂晶体组成的级联光模块,对其整体非线性响应进行进一步的操纵,从而显著提高了白光飞秒激光的综合性能。期间,他们利用 3mJ 脉冲能量的钛宝石飞秒激光泵浦,对石英-超宽带白光非线性晶体级联模块进行熔融,基于二阶和三阶非线性协同作用的高效超宽带二次谐波产生方案,实现了 mJ 量级、3dB 带宽覆盖 385-1080nm 的超宽带白光飞秒激光。此外,自 2018 年起课题组联合一家外部公司研制了 3mJ/50 fs/1 kHz 钛宝石飞秒激光器,实现了相关仪器的国产替代。并以此作为泵浦源,和白光非线性变频模块加以结合,从而形成了成熟高效的白光飞秒激光生成方案,借此造出一款白光飞秒激光整机设备。以上成果也促使他们进一步思考:如何产生覆盖一到十次谐波的全谱段白光激光?为此,他们与上海光机所李儒新院士团队合作,提出一款非线性级联装置。这种装置可以满足以下两个条件:一个较强的带宽达到光学倍频的中红外泵浦激光光源;以及一个具有极大非线性频率上转换带宽的非线性晶体。随后,他们基于光学参量啁啾脉冲放大技术,研制出一种中红外飞秒脉冲激光器,它具有 3.5mJ、3.9μm 中心波长,可以起到泵浦激光光源的作用。接着,基于宽带二阶和三阶非线性变频模块,他们获得了光谱范围 25dB 带宽、覆盖 300-5000nm 的全谱段超连续白光飞秒激光。“至此,我们欣喜地发现借助强中红外飞秒激光作为泵浦源已经成功走通了全谱段白光激光产生的道路。”李志远表示。(来源:Light: Science & Applications)总的来说,课题组已经实现了“三高”型白光飞秒激光:大单脉冲能量(第一高)、300-5000nm 的频谱宽度(第二高)、高光谱的平坦度(第三高),基本涵盖了铌酸锂晶体的全部透光范围。接下来,他们将继续与李儒新院士团队合作,朝向更高目标前进,力争实现深紫外-紫外-可见-近红外-中红外-远红外的“三高”全谱段白光飞秒激光。假如可以实现,就能建造比拟同步辐射光源、以及自由电子激光光学波段的全谱段超连续激光光源。“届时,相信我们中国科学界将拥有属于真正自己的研究物质科学和生命科学的实验设备。”李志远最后表示。
  • 安光所孙敦陆研究员团队在2.7~3微米中红外晶体制备及激光性能研究方面取得新进展
    近期,中国科学院合肥物质院安光所孙敦陆研究员课题组在2.7~3微米波段中红外晶体制备及激光性能研究方面取得一系列新进展,相关研究成果分别以《Ho,Pr:YAP晶体的热学、光谱及~3微米连续激光性能》、《Er:YGGAG晶体的结构、光谱与激光性能》和《LD侧面泵浦YSGG/Er:YSGG/YSGG晶体实现28.02瓦的2.8微米连续激光》为题发表在光学领域国际知名期刊Optics Express上,第一作者分别为乔阳博士研究生、陈玙威博士研究生和张会丽副研究员。2.7~3微米中红外激光处于水分子的强吸收带,在生物医疗、光学遥感及非线性光学等领域有着广泛的应用前景。稀土离子Ho3+(钬离子)通过5I6至5I7的辐射跃迁,可产生3微米附近波段中红外激光。然而,Ho3+的激光下能级5I7的荧光寿命较长,容易产生自终止效应,不利于实现激光上、下能级之间的粒子数反转。针对这一问题,我们提出提高激活离子Ho3+的掺杂浓度,同时共掺适量能级耦合离子Pr3+(镨离子),以降低Ho3+激光下能级寿命,抑制自终止效应。采用熔体提拉法,成功生长出了4 at.% Ho3+、0.1 at.% Pr3+共掺YAP晶体,系统开展了晶体结构、晶体质量、热学、光谱及其激光性能的研究。由于退激活离子Pr3+的掺入,其激光下能级寿命由5.391毫秒降至1.121毫秒,同时激光上能级寿命变化较小,表明共掺Pr3+能够有效抑制自终止效应,有利于降低激光阈值、提高激光性能。采用1150纳米拉曼光纤激光器端面泵浦,在Ho,Pr:YAP晶体上实现了最大平均功率502毫瓦的~3微米连续激光输出,相应的斜效率为6.3%。与Ho:YAP晶体相比,其激光阈值降低,最大输出功率及效率均得到了提高。目前,LD泵浦Er:YSGG晶体的中红外脉冲激光已高达数十瓦,而连续激光输出功率仅有瓦级,采用连续LD侧面泵浦有望进一步提高连续激光输出功率。由于在激光运转过程中,激光增益介质内部会产生温度梯度,导致产生各种热效应,限制了激光输出功率和效率的提高。我们通过在Er:YSGG晶体棒的两端键合高热导率的未掺杂YSGG晶体作为端帽,以改善热效应。采用978纳米LD侧面泵浦YSGG/Er:YSGG/YSGG键合晶体,实现了最大平均功率28.02瓦的~2.8微米连续激光输出,这是目前报道的在氧化物晶体中获得最高功率的~2.8微米连续激光输出,相应的斜效率和光-光转换效率分别为17.55%和12.29%。其最大功率和斜效率均高于相同泵浦条件下的未键合Er:YSGG晶体,表明键合可有效改善热效应,提高激光性能。实验测试并理论计算了LD侧面泵浦未键合Er:YSGG晶体和YSGG/Er:YSGG/YSGG键合晶体在不同泵浦功率下的热焦距,结果表明,YSGG/Er:YSGG/YSGG键合晶体更适于在高泵浦功率下工作。以上研究工作得到了国家自然科学基金、替代专项、安徽省自然科学基金和合肥物质院院长基金的支持。
  • 质谱仪器研制专辑分享十二——基于傅里叶变换离子回旋共振质谱仪的超宽波段光解离光谱系统的研制及应用
    p dir=" ltr" style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 近日,《质谱学报》出版了由复旦大学杨芃原教授组织,全国多家质谱研制相关课题组参与撰写的“质谱仪器研制专辑”,专辑主要包含四极杆的离子光学和串联振荡技术;四极杆的导向装置、四极杆质量分辨自动调节技术、三重四极杆仪器开发平台以及三重四极杆质谱分析软件等硬软件技术;双线形离子阱间离子传输技术和静电轨道离子阱离子切向引入技术;小型飞行时间质谱和离子束诊断飞行时间质谱;复合离子源技术和激光后电离技术;以及集成了质谱技术的超宽波段光解离光谱系统和调控纳微尺度分子组装装置的研制等内容。 /p p dir=" ltr" style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 仪器信息网授权对本专辑内容进行转载,以下为第2期题为“基于傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICR-MS)的超宽波段光解离光谱系统的研制及应用 span style=" text-indent: 2em " ”的文章,作者 /span 张凯林, span style=" text-indent: 2em " 通信作者 /span 孔祥蕾。 /p p dir=" ltr" style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 1.通信作者孔祥蕾,现任南开大学元素有机化学国家重点实验室副教授。 /p p dir=" ltr" style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 科研与学术工作经历:2003年于中科院安光所获博士学位。分别于2004及2006年在台北原分所和康奈尔大学从事质谱和离子红外光谱研究。2010年到南开大学任职,从事基于质谱和光谱的气相离子化学研究,已发表论文九十余篇。 /p p dir=" ltr" style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 主要研究方向:有机与生物质谱分析新方法;新材料在质谱中的应用;光谱学;反应机理。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/c3b80650-5df2-4142-9bdb-1bec1b3c7985.jpg" title=" 图3.jpg" alt=" 图3.jpg" / /p p dir=" ltr" style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 基于质谱技术的光解离光谱方法具有灵敏度高和可行性好的优势,近年来在气相离子化学和分析化学研究领域得到了快速发展和广泛应用。本工作基于一台7 T的傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(FT ICR MS),搭建了超宽波段的可调谐激光光路系统,获得了气相离子超宽波段的光解离光谱。该系统的光谱可调谐范围为192~3700 nm,是目前已知在单台质谱仪上可获得最宽波段的光解离光谱系统。超宽波段的波长覆盖范围使用两台宽波段可调谐OPO激光器实现,光路可以在真空传输,提高了紫外和红外激光的传输效率。该系统结合了电喷雾(ESI)电离源和FT ICR MS的高分辨能力以及超强的离子操控能力,可以获得目标离子的紫外-可见光以及中红外区域的光解离光谱,分别对应于分子的电子和振动能级,实现了分子结构信息的互补。以罗丹明110和色胺为例,获得了相应的离子在不同波段中的光解离光谱,初步证明了该仪器实现相关功能的可行性。 /p p dir=" ltr" style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 以下为论文内容: /strong br/ /p p style=" text-align: center" img style=" width: 600px height: 623px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/76392738-66e9-4d26-b206-8ad6bbb9c603.jpg" title=" 截屏2020-03-27上午10.07.33.png" width=" 600" height=" 623" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 截屏2020-03-27上午10.07.33.png" / /p p style=" text-align: center" img style=" width: 600px height: 779px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/17744f41-5bd5-410a-93c5-2d6087ac55e9.jpg" title=" 截屏2020-03-27上午10.07.48.png" width=" 600" height=" 779" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 截屏2020-03-27上午10.07.48.png" / /p p style=" text-align: center" img style=" width: 600px height: 777px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/ecbb5f6b-1022-4a15-a41a-465c17aa9976.jpg" title=" 截屏2020-03-27上午10.08.04.png" width=" 600" height=" 777" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 截屏2020-03-27上午10.08.04.png" / /p p style=" text-align: center" img style=" width: 600px height: 547px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/d70ee9dc-6b69-47a1-b904-36458d5c9618.jpg" title=" 截屏2020-03-27上午10.08.18.png" width=" 600" height=" 547" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 截屏2020-03-27上午10.08.18.png" / /p p style=" text-align: center" img style=" width: 600px height: 773px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/4b227b28-1bf4-4a56-8fd0-fdca1426c681.jpg" title=" 截屏2020-03-27上午10.08.34.png" width=" 600" height=" 773" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 截屏2020-03-27上午10.08.34.png" / /p p style=" text-align: center" img style=" width: 600px height: 598px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/2b72d939-2eca-46f6-8288-8f16d101e7ff.jpg" title=" 截屏2020-03-27上午10.08.45.png" width=" 600" height=" 598" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 截屏2020-03-27上午10.08.45.png" / /p p style=" text-align: center" img style=" width: 600px height: 505px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/7baba6ac-ef80-4ec4-95b3-090291722de5.jpg" title=" 截屏2020-03-27上午10.08.54.png" width=" 600" height=" 505" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 截屏2020-03-27上午10.08.54.png" / /p p style=" text-align: center" img style=" width: 600px height: 726px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/5e5b2894-5c59-46a1-8643-ab8161c1aa43.jpg" title=" 截屏2020-03-27上午10.09.09.png" width=" 600" height=" 726" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 截屏2020-03-27上午10.09.09.png" / /p p style=" text-align: center" img style=" width: 600px height: 768px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/4cfe37e0-fcd6-4ae4-9f38-82bf158c0d1e.jpg" title=" 截屏2020-03-27上午10.09.21.png" width=" 600" height=" 768" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 截屏2020-03-27上午10.09.21.png" / /p p style=" text-align: center" img style=" width: 600px height: 757px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/6feaada8-9dc3-41e9-b0b7-99eab4bdde76.jpg" title=" 截屏2020-03-27上午10.09.38.png" width=" 600" height=" 757" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 截屏2020-03-27上午10.09.38.png" / /p p dir=" ltr" style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " br/ /p p dir=" ltr" br/ /p
  • 3~4 μm中红外激光新机遇:红光LD泵浦的稀土共掺氟化物光纤
    近日,电子科技大学光电科学与工程学院李剑峰教授、罗鸿禹副研究员课题组提出了一种利用红光LD泵浦Er3+/Dy3+共掺氟化物光纤实现波长大于3 μm中红外激光激射的新方法,不但在3.5 μm波长附近获得了瓦级激光高效输出,同时还实现了3.05~3.7 μm波长宽带调谐。相关研究成果以“Red-diode-clad-pumped Er3+/Dy3+ codoped ZrF4 fiber: A promising mid-infrared laser platform”为题发表在Optics Letters上。3~4 μm中红外波段是一个重要的光谱区间,它不但覆盖了众多气体分子及化学键的吸收峰,同时也是一个重要的大气传输窗口,因此位于该区间的激光在气体监测、材料加工、空间通信等领域具有重要的应用价值。尽管在该波段目前已存在多种技术手段如:带内级联激光器、光参量振荡器、固体激光器、气体激光器等,但全固态光纤激光器因在光束质量、转化效率、系统集成性及可靠性上优良的综合表现,仍具备极强的竞争力。然而,从实用性角度来讲,该波段在激光激射体系上还难以达到1~2 μm掺Yb3+、Er3+及Tm3+石英光纤激光器的成熟度(即采用商用LD包层泵浦直接实现高效激光输出),从而发挥出光纤激光器的全部优势。该团队提出采用红光LD泵浦双包层Er3+/Dy3+共掺氟化物光纤,通过直接激励Er3+高能级4F9/2,借助Er3+与Dy3+间以及内部的能量传递和Dy3+的带内吸收过程(图1),不仅可以有效释放Er3+长寿命能级4I11/2和4I13/2上的离子,加速离子循环,促进Er3+中4F9/2→4I9/2跃迁实现3.5μm附近激光高效激射,同时还可以激活Dy3+中6H13/2→6H15/2跃迁大幅拓展辐射带宽。图1 659 nm红光泵浦的Er3+/Dy3+共掺氟化物光纤简化能级示意图。ET:能量传递;ETU:能量传递上转换;CR:交叉驰豫;MR:多声子弛豫在自由运转状态下(F-P腔),采用21%输出耦合可以获得斜效率为8.8%的3.4μm单波带激光输出,最大功率为0.8W ;采用40%输出耦合可以获得斜效率为10.7%的3.3μm和3.5μm双波带激光输出,最大总功率为0.95W,进一步的功率提升仅受限于当前泵浦功率。在波长调谐状态下(Littrow结构光栅),可以获得3.05~3.7μm波长连续调谐激光输出(图2)。图2 659 nm红光LD泵浦的Er3+/Dy3+共掺氟化物光纤激光器。(a)实验装置示意图(包含自由运转和波长调谐结构);(b)自由运转状态下的功率演化和光谱图;(c)波长调谐状态下的功率和光谱演化图相较于现有的3~4 μm光纤激光器,该团队提出的红光LD泵浦的Er3+/Dy3+共掺氟化物光纤激光器,不仅具有简单的结构和高的运转效率,同时还可以实现宽带激光波长覆盖,为未来商用3~4 μm激光器小型化和集成化提供了新的机遇,同时该系统超宽的增益带也为中红外宽带信号放大以及少周期超短脉冲产生等提供了机会。
  • 西安光机所在超短激光脉冲光场测量研究方面取得重要进展
    近日,西安光机所阿秒科学与技术研究中心在超短激光脉冲光场测量研究方面取得重要进展。研究团队创新性提出基于微扰的三阶非线性过程全光采样方法,该方法的可测量脉冲脉宽短至亚周期,波段覆盖深紫外到远红外,具有系统结构简易稳定、数据处理简单等优点。相关两项研究成果相继发表在Optics Letters。论文第一作者为特别研究助理黄沛和博士生袁浩,通讯作者为曹华保研究员、付玉喜研究员。   超短激光脉冲作为探索物质微观世界以及产生阿秒脉冲的重要工具,其完整的电场波形诊断尤为重要。目前普遍采用的表征技术广义上可分为频域测量、时域测量两类。在频域,具体有频率分辨光学门控(FROG)、光谱相位干涉法 (SPIDER)和色散扫描(D-SCAN)等主要方法,通过测量非线性过程产生的光谱信息来间接获取超短脉冲脉宽及相位。此类方法因装置简单易于搭建而被广泛采用,但通常需要复杂的反演迭代算法,并且难以获得光电场信息,而且受限于相位匹配机制,比较难以应用于倍频程以上的激光脉冲测量。   而基于时域采样的测量方法通常不受严格的相位匹配限制,并且对电场波形很敏感,可用于直接测量光电场,近年来发展势头较好。研究团队提出基于微扰三阶非线性过程的全光采样方法是一种基于时域采样的测量方法,在实验中分别应用瞬态光栅效应(TGP)和空气三倍频效应(Air-THG),准确的测量了钛宝石激光器输出多周期脉冲(750-850nm,25fs)、基于充气空心光纤后压缩技术(600-1000nm,7.2fs)和双啁啾光参量放大系统(1300-2200nm,15fs)产生的少周期脉冲,实现了覆盖可见、近红外到中红外波段的超短脉冲测量,可以满足不同波段超短脉冲测量的需求。未来此项进展可以在阿秒驱动源快速诊断、超短激光脉冲测量装置国产化等方面发挥重要作用。
  • 科学岛团队在中红外激光高效率铌酸锂声光调Q技术上取得进展
    近日,中科院合肥研究院健康所医用激光技术实验室江海河研究员课题组与中电科集团合作,在中红外波段声光调Q技术研究方面取得重要进展:首次实现了铌酸锂 (LiNbO3) 晶体声光开关及其在2.79 μm Er,Cr:YSGG激光器中的高效率调Q输出。相关成果已在国际光学期刊Optics Letters上发表。   声光调制器作为调Q开关广泛的应用于激光器来获得高重频、窄脉宽激光输出。虽然3 μm波段的几种声光Q开关已取得初步成果,但其中声光介质和换能器通常是不同的材料,这对器件的制作工艺提出了较高的要求,也增加了超声传播过程中的能量损失。因此,用声光介质和换能器相同的材料制作的性能优良、制作工艺简单的调制器是必要的。   铌酸锂晶体是一种传统的多功能晶体。近年来,极低光学损耗、光电功能丰富的铌酸锂薄膜光子学器件得到了迅速发展,铌酸锂有望在集成光子学领域替代硅材料,为突破通信领域功耗大、速度慢的瓶颈性问题提供解决方案。自1937年发现铌酸锂晶体以来,虽然它具有良好的声光特性,长期以来都被作为换能器材料,但是一直未能实现块状晶体的激光声光调Q开关。本研究实现了声光介质和换能器同质和一体化,即能简化制作工艺,降低辅助成本,也能降低超声能量的损失,使得铌酸锂声光Q开关的衍射效率达到57% (图1),且铌酸锂晶体具有较高的抗损伤阈值(200 MW/cm2)。   自主研制的2.79 μm Er,Cr:YSGG声光调Q激光器验证了所设计的铌酸锂声光Q开关具有良好的声光调Q性能 (图2),在50 Hz的高重复频率下得到了脉冲能量为17.6 mJ、脉冲宽度为55.2 ns、峰值功率为319 kW的激光输出,研制的Er,Cr:YSGG 铌酸锂声光调Q激光器能够实现稳定的、高峰值功率的激光输出。   本研究表明,铌酸锂晶体具有较高的衍射效率、较高的抗损伤阈值和良好的声光调Q性能,是3-5μm中红外波段高功率激光器的新型声光开关。同时,本研究为探索同质材料直接键合成为一体化声光器件的可能性迈进了一步。图1. 铌酸锂声光Q开关的衍射效率随驱动功率的变化曲线图2. PRF=50 Hz时,脉冲能量、脉冲宽度随泵浦能量的变化曲线
  • 突破!睿创团队中红外带间级联激光器研究取得重要进展
    近日,睿创研究院及睿创光子团队在中红外带间级联激光器(Interband cascade laser,ICL)的研究取得重要进展,相关团队实现了高性能、室温连续工作、多个激射波长的带间级联激光器系列,结合分子束外延技术,在InAs衬底上生长带间级联激光器材料,制备的窄脊器件室温激射波长接近4.6μm和5.2μm。目前大部分带间级联激光器生长在GaSb衬底上,而睿创团队报道的带间级联激光器生长在InAs衬底上,波导包层由InAs/AlSb超晶格和高掺杂的InAs层构成。相比于常见的GaSb基带间级联激光器,InAs基带间激光器在较长波长处(例如长于4.5μm)具有更低的阈值电流密度。(a)4.6μm波长、2mm腔长、10μm脊宽的器件在20℃-64℃之间连续激射光谱;(b)同一器件在20℃-64℃之间的连续电流-电压-功率曲线对于4.6μm波长的带间级联激光器,宽脊器件室温脉冲阈值电流密度为292A/cm²;2mm腔长和10μm脊宽的窄脊器件的连续工作温度可达64℃,室温输出功率为20mW;在相近波长处为目前报道的最高连续工作温度。对于5.2μm波长的带间级联激光器,宽脊器件室温脉冲阈值电流密度为306A/cm²;2mm腔长和10μm脊宽的窄脊器件最高连续工作温度为41℃,室温输出功率为10mW;其中阈值电流密度在类似波长为报道的最低水平。相关论文“High-temperature continuous-wave operation of InAs-based interband cascade laser”和“InAs-based interband cascade laser operating at 5.17 μm in continuous wave above room temperature”分别发表于Applied Physics Letters 和IEEE Photonics Technology Letters。(a)5.2μm波长、2mm腔长、10μm脊宽的器件在15℃-41℃之间连续激射光谱;(b)同一器件在15℃-41℃之间的连续电流-电压-功率曲线带间级联激光器是基于能带工程和量子力学产生激射,技术含量很高并且研制难点众多,是国家纳米和量子器件核心技术的重要体现,目前和量子级联激光器(Quantum cascade laser,QCL)并列为重要的中红外激光光源,在环境监测、工业控制、医疗诊断和自由空间通信等领域具有重要的应用价值和科学意义。带间级联激光器的原始概念由美国俄克拉荷马大学的杨瑞青教授(Rui Q. Yang)于1994年首次提出,目前基本上都采用近晶格匹配的InAs/GaSb/AlSb三五族材料体系来构造,有源区大多为InAs/GaInSb二类量子阱,其能力可覆盖从中红外到远红外的波长范围。带间级联激光器结合了传统半导体二级管激光器和量子级联激光器的优势,与同样能覆盖中红外波段的量子级联激光器相比,具有更低的阈值功耗密度和阈值电流密度,这种极低功耗的优势在一些需要便携和电池供电设备的应用中显得非常重要。目前全球带间级联激光器市场仍由国外企业占据主导地位,国内仍处于产业发展的初始阶段。本文报道的这两项工作标志着睿创光子在带间级联激光器的外延设计和器件制备等多个方面同时达到了较高的技术水平,成为掌握高性能带间级联激光器技术的企业。该工作也为后续单模可调谐的DFB带间级联激光器的研发和量产打下了坚实的基础。睿创光子(无锡)技术有限公司是烟台睿创微纳技术股份有限公司的控股子公司,聚焦III-V族光电子器件、硅基光电子器件等光子芯片技术研发与产业化。
  • 中国建全球唯一可调波极紫外自由电子激光器
    摘要:3月12日,总预算达1.4亿元的国家重大科研仪器设备专项“基于可调极紫外相干光源的综合实验研究装置”在大连正式启动。它将成为国际上唯一一套工作在50~150纳米区间且波长可调的全相干高亮度的自由电子激光器。   对原子、分子的探测是物理化学研究的基础,但由于现有仪器设备的限制,大多数分子和自由基难以被单光子电离,使很多研究无法深入,成为困扰科研工作者的一大难题。   一项旨在解决该难题的实验装置即将在我国建设。3月12日,总预算达1.4亿元的国家重大科研仪器设备专项“基于可调极紫外相干光源的综合实验研究装置”在大连正式启动。它将成为国际上唯一一套工作在50~150纳米区间且波长可调的全相干高亮度的自由电子激光器。   项目总负责人、中科院院士杨学明表示,该装置的研制将极大提升我国在能源等相关基础科学领域的实验水平,并极有希望成为国际上相关领域的一个重要研究基地。   强强联合   项目负责人之一、中科院大连化物所研究员戴东旭介绍说,能源研究中,煤的热解等燃烧过程的中间产物往往以原子、分子、自由基的形式存在,这些微观粒子被电离为离子后才能变成电信号被测试到。因此,对微观粒子的高灵敏度、高时间分辨率和物种分辨的探测和研究至关重要。   但是,大多数分子或自由基的激发电离波长都处于极紫外波段(50~150纳米),而传统激光器产生的基本波长一般在近紫外到近红外波段(300~1000纳米)。这造成了传统激光激发电离微观粒子需要吸收多个光子,其效率和灵敏度会呈几何量级的降低,并且容易把产物打碎。   为解决该问题,科学家提出了利用自由电子激光产生极紫外波段相干光的技术。该技术被认为是探测微观粒子最有效的途径。自由电子激光的波长可涵盖从硬X射线到远红外的所有波段,特别是利用高增益谐波产生(HGHG)技术产生的自由电子激光具有超高峰值亮度、超快时间特性和良好的相干性,应用价值巨大。   但该技术直到近十年才在实验中得到验证。其中,中科院上海应用物理所在几年前建设了我国第一个自由电子激光,并成功进行了相关实验。   而在大连,一位在科研中多年受困于粒子探测难题的科学家坐不住了。他就是以自己研发仪器进行实验而著名的杨学明。杨学明找到上海应用物理所,希望双方能够合作开发新设备。   上海方面通过经验积累后也意识到,有把握将自由电子激光的波长从200纳米降到150纳米以内,并实现波长可调。于是双方一拍即合,经过几年论证,在2011年联合申请了国家自然科学基金委国家重大科研仪器设备专项。   1月20日,上海应用物理所宣布:由该所研究员赵振堂领导的自由电子激光研究团队在国际上率先实现了HGHG自由电子激光大范围波长连续可调。   “在这个项目中,大连化物所和上海应物所是完美结合。”戴东旭表示,上海光源的建成使上海应物所拥有了大科学工程的建设与管理经验,并掌握了大量的关键技术。   从“敢想”到“敢做”   据戴东旭介绍,自由电子激光在进入21世纪之后才开始兴旺发展起来。目前,几家研发自由电子激光的相关单位各有所长,其中一些在波长等指标方面较为领先,技术难度很高,但还没有一家可实现波长可调。   位于合肥的国家同步辐射实验室目前能提供国内真空紫外最好的实验条件,在过去曾协助杨学明课题组做出很好的实验成果。但同步辐射光源毕竟不是激光,在相干性、峰值功率和时间特性上尚存差异。   针对这些问题,大连化物所从实际需求出发提出要求,上海应用物理所在设计中将目标瞄准解决实验中的实际问题。   据悉,该项目的设备将主要由我国自主研发。“这项技术国外也处在发展阶段,有些特殊指标只能自己制造,从国外买设备也需要从头研制。”戴东旭说。   在1.4亿元的项目总预算中,国家自然科学基金委资助1.03亿元用于自由电子激光和实验装置的研制,中科院大连化物所自筹约0.4亿元用于基建和公用设施。该项目的科学目标是研制一套基于HGHG模式的波长可调谐的极紫外相干光源以及利用这一性能优越的光源的实验装置。这也将成为世界上独特的相关基础科学问题的实验平台。   据悉,目前经费已经到位,装置计划将于2015年年底前建成。而且会在全国实现仪器共享,可应用于物理、化学、生物、能源等多个领域。戴东旭说:“装置建成后,以前测不到的将能测到,以前不好的信号将变清晰,以前做不了的实验也敢做了。”
  • 中科院在有机近红外固体微纳激光研究方面取得系列进展
    有机固体激光器因其制备简单、价格低廉和易于集成等优势,一直以来备受科研工作者的关注。与无机激光介质相比,有机激光材料来源广泛,并且具有发射光谱宽、受激发射截面积大等特性,近年来在激光显示、生物传感器等应用方面显示出很大的应用前景。在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下,中国科学院化学研究所分子动态与稳态结构国家重点实验室和光化学院重点实验室研究员付红兵课题组近期在设计有机共轭小分子近红外发光材料的基础上,发展了有机固体微纳近红外激光器。  传统无机半导体垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity SurfaceEmitting Laser, VCSEL)由上下两层反射腔镜以及夹在中间的活性层材料组成,需要复杂的工艺流程和昂贵的成本。相比较而言,有机半导体材料可以通过低温溶液加工工艺进行激光器谐振腔的构筑。科研人员从1,4-二芳乙烯基苯(DSB)入手,利用溶液自组装的方法制备了六边形微米盘单晶。利用这种微米片状结构所形成的回音壁模式(Whisper Gallery Mode)的光学微腔,通过调控微米片的尺寸,分别实现了单模和多模的激光发射 (Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5863) 进一步基于有机分子的可裁剪性,系统研究并揭示了分子结构—微纳谐振腔—激光性能三者之间的内在关联规律,为高性能有机固体激光器提供了新的设计思路 (J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 16602) 与此同时科研人员把材料体系拓展到有机无机杂化钙钛矿材料,实现了绿光波段的激光发射 (Adv. Mater. 2015, 27, 22)。  最近,研究人员通过把“分子内氢键”引入有机共轭小分子的策略,合成了固体发光量子效率高达15.2%的近红外发光材料?查耳酮衍生物DPHP。由于DPHP的双亲性质,用溶液自组装方法自下而上构筑了有机微米半球的回音壁谐振腔。与此同时,DPHP材料自身超快的辐射速率,避免了在高强度泵浦光下的激子-激子湮灭现象,使得DPHP材料发出的近红外荧光在回音壁腔中实现了光的受激发大,这也是基于非掺杂型有机固体近红外激光的首例报道(J. Am. Chem. Soc. 2015, DOI:10.1021/jacs.5b03051)。文章在线发表后,美国《化学与工程新闻》(C&EN)周刊网站,以Organic Lasers Shine Bright in the Infrared 为题对此工作进行了相关报道并且给予了高度评价:“Easy-to-build hemispheres could prove widely useful for lasing applications”。图1 北京天坛(回音壁)和有机六边形微米盘中光波的回音壁现象图2 有机固体近红外激光器示意图
  • 赛默飞推出全新IRIS 4800中红外激光一氧化碳分析仪
    中国上海,2013年2月1日 &mdash &mdash 近日,科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技(以下简称:赛默飞)推出了全新IRIS 4800中红外激光一氧化碳分析仪。作为赛默飞空气检测监测设备家族的新成员,IRIS 4800是赛默飞中红外激光吸收光谱技术和差频激光技术的集大成者,能够提供高精度、高准确度、超低漂移以及实时连续的一氧化碳监测数据。在公众高度关注雾霾气候的同时,赛默飞也积极呼吁一氧化碳气体污染不容忽视! 全新的IRIS 4800分析仪拥有多项无可比拟的监测优势,包括高达1ppb的精度、每天3ppb的超低漂移以及中红外激光技术。其中,赛默飞领先的中红外激光吸收光谱技术使得IRIS 4800所用的激光在频率上比固有的吸收谱线宽度窄100倍,通过在谱线上的重复扫描和在光池中的反射次数显著降低镜片污染带来的影响及维修工作。同时,创新的差频激光技术使IRIS 4800能胜任在中红外波段进行测量的任务。 为进一步提升监测效率,赛默飞还别具匠心地为新款监测仪添加内置泵的单机箱设计。正是依靠这一设计,IRIS 4800能保持长时间、高强度运作,并与外部采样系统完美连接,构成强劲持久的空气监测平台。 此外,为方便使用及远程控制,IRIS 4800还具备对温度、压力和谱线强度等指标的诊断监控功能以及基于网络的遥控功能。集合多种实用功能,全新的分析仪可以成功优化一氧化碳分析结果,简化监测工作流程,为客户提供高质、高效的技术保障。 欲了解更多详情关于赛默飞IRIS 4800中红外激光一氧化碳分析仪,请浏览: http://www.thermo.com.cn/Product6577.html。 关于赛默飞世尔科技 赛默飞世尔科技(纽约证交所代码: TMO)是科学服务领域的世界领导者。我们的使命是帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额120亿美元,员工约39,000人。主要客户类型包括:医药和生物技术公司、医院和临床诊断实验室、大学、科研院所和政府机构,以及环境与过程控制行业。借助于Thermo Scientific、Fisher Scientific和Unity&trade Lab Services三个首要品牌,我们将创新技术、便捷采购方案和实验室运营管理的整体解决方案相结合,为客户、股东和员工创造价值。我们的产品和服务帮助客户解决在分析领域所遇到的复杂问题与挑战,促进医疗诊断发展、提高实验室生产力。欲了解更多信息,请浏览公司网站:www.thermofisher.com 关于赛默飞中国 赛默飞世尔科技进入中国发展已有30年,在中国的总部设于上海,并在北京、广州、香港、成都、沈阳、西安等地设立了分公司,目前已有2200名员工、5家生产工厂、5个应用开发中心、2个客户体验中心以及1个技术中心,成为中国分析科学领域最大的外资企业。赛默飞的产品主要包括分析仪器、实验室设备、试剂、耗材和软件等,提供实验室综合解决方案,为各行各业的客户服务。赛默飞在北京和上海共设立了5个应用开发中心,将世界级的前沿技术和产品带给国内客户,并提供应用开发与培训等多项服务;位于上海的中国技术中心结合国内市场的需求和国外先进技术,研发适合中国的技术和产品;遍布全国的维修服务网点和特别成立的维修服务中心,旨在提高售后服务的质量和效率。我们致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。欲了解更多信息,请登录www.thermofisher.cn
  • 全球首套5米分辨率宽波段多光谱卫星数据集发布
    5月29日至31日,第六届亚洲大洋洲区域综合地球观测计划(AOGEO)国际研讨会在澳门大学召开。在GEO秘书处、AOGEO协调委员会联合主席、GEO中国专家委员会专家、以及现场参会代表等共同见证下,全球首套5米分辨率宽波段多光谱卫星数据集(JLS-5M)正式对外开放共享。全球用户可通过国家对地观测科学数据中心获取相关数据产品。   该数据集由长光卫星技术股份有限公司和中国科学院空天信息创新研究院联合研制,包含20个光谱谱段,其中主要地物特征谱段图像的空间分辨率达到5米。数据集的研制利用了吉林一号光谱01/02卫星在2020-2022年期间采集的覆盖“一带一路”沿线65个国家的L1级标准数据,采用剔除邻近像元效应的大气校正算法、场地定标与交叉定标等在轨绝对辐射定标技术以及指数产品验证进行数据集精度评价,最终构建了两期覆盖率达到90%以上、支持定量遥感应用的地表反射率产品数据集,数据量超过80TB。   作为国家重点研发计划国际合作专项的重要成果,该数据集有助于提高土地利用、资源管理、环境监测等领域的精细程度,进一步提升了国产优质卫星数据资源的国际影响力。 长光卫星技术股份有限公司成立于2014年12月1日,是我国第一家商业遥感卫星公司。公司由吉林省政府、中科院长春光机所、社会资本以及技术骨干出资成立,总注册资金19.7亿元。公司专注于商业航天领域,是我国第一家集卫星研发制造、运营管理和遥感信息服务于一体的全产业链商业遥感卫星公司。 中国科学院空天信息创新研究院是光电工程、航天航空和应用科技等三个主要领域兼具总体管理与技术总体职能的研究单位。中国科学院空天信息创新研究院始建于1956年的电子学研究所。
  • 短波红外相机在海洋监测中的应用
    海洋区域湿度大,昼夜温差大,极易形成雾、霾、水汽等特殊条件。可见光在正常条件下成像良好,但是受天气影响较大,在恶劣天气下会出现对比度变低,轮廓模糊,细节丢失的现象等问题,无法清晰的识别目标。热成像技术虽然透雾能力好,但是当目标和背景温度接近时,热成像细节丢失严重,不利于海洋区域的目标探测。而短波红外在海面恶劣天气下也可以实现远距离船只监测,由于具备对海雾的良好透过性,所以目标几乎很少受到海上雨雾天气的影响,具有较为明显的轮廓和纹理特征。图 1可见光和短波红外雾天成像对比短波红外成像和可见光类似,主要依靠场景物体反射的光信号成像,其波段范围大约在900nm~2300nm之间,因为光在遇到大气中的分子、粒子、气溶胶和大量的悬浮小水滴时都会发生散射,当大气中的散射粒子小于光波长时,可以按照瑞利散射处理,散射系数为式中,S为散射粒子的截面积,N为单位体积的粒子数,λ为光波波长,从公式中可以看出,波长越长,散射越弱,透雾能力越强,所以短波红外穿透雾霾能力比可见光强。如图2所示,分别为可见光和短波红外的成像情况,舰船在短波红外图像中的细节更丰富。图 2 雾中短波红外(左)与可见光成像(右)不仅如此,短波红外在海面微小目标识别方面也有很大的优势,由于海面拍摄距离远,微小目标在探测器上占据的像素小, 而且海面也在不断地变化,当海杂波干扰过大时,微弱目标的信号会被淹没,造成可见光探测困难。但是短波红外则不同,利用海水对短波红外具有强吸收这一特性,可以大大提高微弱目标的识别能力。海水几乎不反射短波红外,而微弱目标发射红外辐射,背景和目标的对比度增大,微弱目标更容易被观测到。所以当对海面浮冰、小船、蛙人、浮标、飞机残骸、海面漂浮物等这些声光电特性不明显的目标探测时,相比可见光,短波红外更适合观测。 此外,短波红外技术还具有在夜间和低光条件下提供高质量监控图像的能力,在海岸港口,夜间航行可能存在风险,而短波红外监控系统可以保证即使在黑暗中,港口和船只的活动也能被及时监测,从而提高港口的安全性。西安立鼎光电提供非制冷、制冷面阵以及线阵多款短波红外相机,现货供应,具体产品如下:01非制冷短波红外相机02宽谱段短波红外相机03制冷型短波红外相机04科研型短波红外相机05线阵短波红外相机06定制短波红外相机立鼎定制型短波红外相机是立鼎团队为保证各类客户的产品性能指标而推出的定制化服务。可根据用户不同需求进行产品定制,将客户重点关注的产品性能进行提升,以满足客户在不同领域的使用。目前,立鼎团队已为多家客户定制适合客户项目应用需求的多款相机,得到了众多用户的认可。更多信息请联系西安立鼎光电400-860-5168转6159西安立鼎光电科技有限公司成立于2016年4月,是一家专业从事短波红外成像系统及光电测试装备的研发生产、系统集成、销售服务为一体的国家级高新技术企业。公司专注于为客户提供从器部组件到全套光电系统产品的完整解决方案。近年来,公司研制的短波红外成像系统在激光光斑检测、半导体检测、激光通信、光谱成像、激光切割、生物医疗、天文观测、安防等领域得到了广泛的应用。多年来,根据用户需求研制的多款光电测试装备为用户产品的性能指标保证发挥了重要作用。
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