动态实时数码全息动态测量

背景介绍随着可溶液加工激光增益材料的不断发展与改进，该类型的激光器在生物医学治疗、柔性可穿戴设备、通信及军事设备等领域的应用也在不断突破。然而，增益材料的毒性、成本和稳定性问题日益显著，这些问题是增益材料在微/纳激光领域可持续发展的主要障碍。因此，寻找低毒、低成本、高稳定性的激光材料成为该领域内的重要的任务。研究出发点碳点（CDs）作为一种环境友好、稳定性优良、制备成本低及荧光性能优异的碳基纳米材料，近年来引起了人们广泛的研究兴趣。基于CDs激光增益介质的研究不断被报道，并且逐渐走向实际应用。虽然这些早期的研究促进了CDs激光的发展，并证明了CDs是一种优异的激光增益介质。然而，跨度广的全彩色激光，尤其是近红外激光器，一直难以实现。考虑到近红外激光器在空间光通信、激光雷达、夜视，特别是临床成像和治疗等方面的广阔应用前景，开发高性能的近红外CDs激光具有重要意义。此外，CDs激光缺乏系统性的研究，这些研究可以指导CD激光材料的开发，并有助于推动其实际应用的发展。全文速览在此背景下，郑州大学卢思宇课题组合成了具有明亮蓝色、绿色、黄色、红色、深红色和近红外荧光（分别标记为B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs）的全色CDs（FC-CDs）的制备，其PL峰值波长范围为431至714 nm。CDs的低含量sp3杂化碳、高PLQY和短荧光寿命是影响其激光性能的重要因素。结果表明，这些FC-CDs的半高宽明显较窄，在44 ~ 76 nm之间；同时，辐射跃迁速率KR为0.54 ~ 1.74 × 108 s−1，与普通有机激光材料相当，表明FC-CDs具有良好的增益潜力。激光泵浦实验证实了这一点，成功实现了从467.3到705.1 nm宽范围（238 nm）可调的CDs激光出射，覆盖了国家电视标准委员会（NTSC）色域面积的140%。结果表明，CDs具有较高的Q因子、可观的增益系数和较好的稳定性。最后，利用这些FC-CDs激光作为光源，实现了高质量的彩色无散斑激光成像和动态全息显示。此项工作不仅扩大了CDs激光的发射范围，而且为实现多色激光显示和成像提供了有益的参考，是推动CDs激光发展和实际应用的重要一步。文章以“Carbon Dots with Blue-to-Near-Infrared Lasing for Colorful Speckle-Free Laser Imaging and Dynamical Holographic Display”为题发表在Advanced Materials上，第一作者为张永强博士。图文解析图1a-f为其透射电子显微镜照片，显示出B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs为球形或准球形颗粒，平均粒径分别为3.09、3.24、3.76、3.25、4.25和5.98 nm。高分辨率透射电镜（HRTEM）显示，所有CDs的面内晶格间距为0.21 nm，这可归因于石墨烯的（100）面。值得注意的是，NIR-CDs是由单分散CD聚集而成的。B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的X射线衍射（XRD）峰分别位于20°、22°、22.8°、27°、23°和23.5°。这些值近似于石墨（002）平面25°和层间距（0.34 nm）处的衍射峰。通常，对于脂肪族前驱体，制备的CDs的XRD峰在21°左右，晶格间距比0.34 nm更宽这是因为脂肪族前体在炭化过程中更容易将含氧和含氮杂原子基团引入共轭面，从而扩大了面内间距。R-CDs在27°处有一个清晰的尖锐衍射峰，表明两步溶剂热处理产生了良好的结晶度。此外，NIR-CDs在31.7°和45.5°处有两个尖峰，这两个峰属于NIR-CDs中残留的离子液体（IL），IL具有聚集单分散CDs的功能，有助于形成聚集的颗粒。傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）进一步收集了的结构成分信息（图1h和i）。光谱在3425和3230 cm−1附近显示出广泛的吸收特征，证实了-OH和-NH2的存在。1710和1630 cm−1附近的强信号与C=O拉伸振动有关，1570、1386、1215和1145 cm−1处的峰是由C=C、C-N和C-O- C拉伸振动引起的。这些结果表明，所有的FC-CDs都是由sp2/sp3杂化芳香结构形成的，这些杂化芳香结构在表面被含有杂原子（O和N）的极性基团修饰，这些基团使CDs在极性溶剂中具有良好的溶解性。图1中完整的XPS扫描显示，FC-CDs主要含有碳、氮和氧。高分辨率C 1s在C=C、C-N/C-O/（C-S）和C=O分别为284.6、286.6和288.3 eV处呈现出三个峰。N 1s分别在399.0、399.9和401.4 eV处显示吡啶、吡啶和石墨的N掺杂。O 1s光谱中C=O和C-O基团的峰分别位于531.4 eV和533 eV左右。这些XPS结果与FTIR分析一致。图1 形貌与化学成分表征。（a）B-CDs，（b）G-CDs，（c）Y-CDs， （d）R-CDs，（e）DR-CDs和（f）NIR-CDs；右上方的插图是相应的粒径分布，右下方的插图是单个颗粒的高分辨率TEM（HRTEM）图像。（g）XRD图谱，（h）FTIR谱，（i）XPS全扫描谱图。图2a-f显示了紫外照射下FC-CDs的亮蓝色、绿色、黄色、红色、深红色和近红外荧光，其发射峰分别位于431、526、572、605、665和714 nm。这些PL谱都表现出独立于激发波长的行为。它们的PLQY分别为64.9%、91.2%、41.2%、51.6%、28.3%和37.9%。此外，对于B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs，其PL光谱的半高全宽（FWHM）分别为0.46、0.19、0.18、0.24、0.20和0.14 eV。XPS分析sp3杂化碳含量分别为17.09%、9.01%、11.78%、16.78%、6.26%和11.41%。Yan等人的第一性原理计算表明，C-N、C-O和C-S基团可以导致局域化电子态，并在n -π*间隙中产生许多新的能级。这些sp3杂化碳相关激发能级的密度与C-N、C-O和C-S基团的含量呈正相关，决定了PL光谱的FWHMs。因此，CDs的PL光谱FWHMs可以通过sp3杂化碳的含量来控制。这些CDs的紫外-可见吸收峰存在于高、低两个不同的能带区，分别归因于芳香sp2结构域C=C的π -π*跃迁和CDs表面与C=O相关的不同表面态的n -π*跃迁。图2g显示了FC-CDs溶液的PL光谱的CIE坐标覆盖了NTSC标准色域面积的97.2%，意味着FC-CDs在显示中的具有良好的应用潜力。FC-CDs的时间分辨PL（TRPL）谱显示其荧光寿命分别为12.09、5.24、3.60、3.87、2.43和2.44 ns（图2h）。这些高PLQY、窄发射带和快速的PL衰减寿命的特性都有利于受激辐射（SE）。为了评估CDs的激光增益能力，结合公式（1）和（2）计算了ASE的相关参数。ASE阈值与爱因斯坦系数B和SE截面（σem）成反比:KR = φ / τ, （1） σem（λ）= λ4g（λ）/ 8πn2cτ, （2）B ∝ （c3/8πhν03）KR, （3）其中φ为PLQY，τ为平均荧光寿命，λ为发射波长，n为折射率，c为光速，g（λ）是自发辐射的线性函数，表示为g（λ）dλ = φ，h 为普朗克常数，ν0 为光频率，c 为光速。因此，KR值分别为0.54、1.74、1.14、1.33、1.16和1.55 × 108 s−1（图2i）。计算得到的最大的σem分别为1.46、16.59、13.38、15.45、19.51和38.66 × 10−17 cm2（图2i）。这些值与普通有机激光材料的值相似，表明这些CDs具有优良的增益潜力。基于上述分析，我们认为实现CDs激光有两个重要的因素。首先，需要集中的激发态能级来收集大量的具有相同能量的激发态电子，这有利于粒子数反转。其次，处于激发态能级的电子需要在高KR下跃迁回基态，这样统一的快速过程有利于光放大。这两个因素都可以通过精准的合成来控制：通过减少CDs中sp3杂化碳的含量来获得集中的激发能级，通过增加CDs的PLQY同时降低荧光寿命来获得高KR。 图2 光学表征。（a）B-CDs、（b）G-CDs、（c）Y-CDs、（d）R-CDs、（e）DR-CDs和（f）NIR-CDs的吸收光谱和PL发射光谱，插图为对应CDs溶液在紫外灯照射下的光学图片，，线标签表示激发波长，单位为nm。（g）CDs发光光谱的CIE色坐标。（h）FC-CDs的TRPL光谱和（i）KR和最大σem。采用激光泵浦对FC-CDs的激光性能进行了表征。图3a、c、e、g、i和k分别为不同泵浦强度下的B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的发射光谱，显示出在467.3、533.5、577.4、616.3、653.5和705.1 nm处的出现尖峰；输出在可见光区域的跨度为238 nm（图3m）。在垂直于泵浦激光器和比色皿端面的方向上观察到这些FC-CDs产生的远场激光光斑（图4a、c、e、g、i和k的插图），表明激光发射的产生。随着泵浦影响的增加，FWHMs从大约60 nm急剧下降到~5 nm。这些发射光谱表明，泵浦强度的增加使发射强度急剧增加，峰的FWHM迅速窄化。为了明确发射峰强度、FWHMs和泵浦强度之间的量化关系，图3b、d、f、h、j和l绘制了相关曲线。它们都表现出明显的拐点：对于拐点以下的泵浦强度，FWHMs和输出发射强度的强度变化不明显，但在拐点以上增加泵浦能量，FWHMs急剧窄化，发射峰值强度急剧增加，其斜率与拐点以下大不相同。拐点表示激光的阈值，B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的激光阈值分别为319.84、35.89、53.31、11.10、43.90和17.88 mJ cm−2。考虑到这种激光泵浦中无反光镜体系，这些阈值也是合理的。为了评估FC-CDs的激光阈值水平，我们还使用相同的激光泵浦设置测量了罗丹明6G （Rh6G），其激光阈值为32 mJ cm−2，表明FC-CDs具有与常用激光染料相近的激光阈值。为了评估全色激光器的性能和商业化潜力，研究了其CIE颜色坐标、Q因子、增益系数（g）和稳定性。B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的激光光谱对应的CIE色坐标分别为（0.131，0.047）、（0.178，0.822）、（0.494，0.505）、（0.684，0.315）、（0.728，0.272）和（0.735，0.265）（图3n）。所形成的封闭区域可以达到NTSC色域面积的140%，表明FC-CDs在全彩色激光显示中的巨大潜力。对于B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs，各自的激光线宽分别为0.17、0.13、0.11、0.21、0.21和0.34 nm，相应的Q因子（Q = λp/∆λp，其中λp为激光峰波长，∆λp为激光线宽）分别为2748.8、4103.8、5249.1、2920.5、3111.9和2073.8，这些值目前位于可溶液加工激光器中的前列。这些发现表明，我们的FC-CDs的激光器在激光质量上具有相当大的优势，这有利于其实际应用。光学增益系数量化了荧光材料实现激光发射的能力，可以用变条纹长度法来计算光学增益系数。激光输出强度可表示为：I（l） = （IsA/g） [exp（gl）-1], （4）其中I（l）为从样品边缘监测到的发射强度，IsA描述了与泵浦能量成正比的自发发射，在固定的泵浦能量下为常数，l为泵浦条纹的长度，g为净增益系数。图3p显示了在2倍激光阈值下，输出发射强度与激发条纹长度的关系。B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的增益系数分别为8.9、24.7、17.1、16.0、13.5和21.5 cm−1。这些结果与大多数有机激光材料相当甚至更优，表明这些FC-CDs具有良好的增益特性。稳定性也是评估激光器时的一个重要考虑因素。在2倍激光阈值下连续泵浦FC-CDs激光，G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs连续工作7、7、5.5、5.5和4 h后，激光强度分别为初始激光强度的0.97、0.97、1、0.98、1.03倍（图4）。在CDs的2倍激光阈值下，将相近激光波长的常用商用激光染料与相应的CDs进行了稳定性比较。香豆素153 （541 nm）、Rh6G （568 nm）、RhB （610 nm）、Rh640 （652 nm）和尼罗蓝690 （695 nm）的激光强度分别下降到初始强度的0.60、0.84、0.89、0.76和0.73倍。对于B-CDs，激光阈值大约比其他CDs高一个数量级；在泵浦的0.6 h时，激光输出逐渐降至零。相比之下，香豆素461 （465 nm）的激光在0.2 h的操作时间内消失。与以往的文献相比，本工作对CDs激光进行了更全面的研究，该激光器具有从蓝色覆盖到近红外区域的宽可调激光范围、高增益系数、高Q因子、良好的辐射跃迁率、可观的增益系数和优异的稳定性。这些参数都处于CDs激光的前沿。图3 激光稳定性。（a）B-CDs、（b）G-CDs、（c）Y-CDs、（d）R-CDs、（e）DR-CDs和（f）NIR-CDs与具有相近激光波长的商用有机激光染料在相应CDs的两倍激光阈值下的稳定性对比。FC-CDs的上述独特激光特性使其能够实现比传统热光源更亮的照明和色域更宽的全色激光成像。图4a-f分别为以B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs激光为光源对分辨率板（1951USAF）照射后的光学成像。利用互补金属氧化物半导体（CMOS）相机观测到的图像强度分布均匀、清晰、无散斑。作为对比，我们也使用商用激光器作为成像光源，使用波长为532 nm的连续波激光器和脉冲（7 ns, 10 Hz）激光器分别产生如图4g和h所示的光学图像，具有明显的激光散斑。从根本上说，这是由于图像质量受到激光高相干性带来的斑点的限制。我们进一步展示了这些CDs激光在全息显示中的潜在适用性，全息显示被认为是在3D空间中重建光学图像的最现实的方法之一，并且作为下一代显示平台为用户提供更深入的沉浸式体验而受到广泛关注。图4i为其实验设置。将CDs激光作为照明源照射到空间光调制器（SLM）上，在SLM上加载不同相位掩模（全息图）以重建全息显示所需的图案，在本例中为郑州大学的徽标。徽标分为三个部分，每个部分都可以使用B-CDs、G-CDs、和R-CDs出射的激光进行全息成像（图4j）。第一行是设计好相位掩模并输入SLM的原始图像。第二到第四行分别是CMOS相机在B-CDs、G-CDs、和R-CDs激光照射下拍摄的光学图像。第一列显示了会徽作为一个整体，并被分成几个部分。不同的组件可以简单地组合起来，以获得完整的彩色徽标（图4k）。这些静态图像具有高分辨率和高对比度，为了更接近实际应用，我们制作了一系列不同运动姿势的人物彩色全息图像，以获得彩色动态人物视频。图4l中的第一行给出了这些运动姿势的原始图片。第二至第四行分别显示了在B-CDs、G-CDs、和R-CDs激光照射下每个运动姿势不同部位的独立全息图像。然后将每个运动姿势的不同颜色部分合并到图41的第五行中。然后以每秒3帧的速度将从左到右依次输出，从而实现动态全息显示。虽然成像质量和显示方案还需改进，但我们的实验证明了未来基于CDs的激光成像的可行性。图4 基于FC-CDs激光的无散斑全彩色激光成像和彩色全息显示。（a）B-CDs、（b）G-CDs、（c）Y-CDs、（d）R-CDs、（e）DR-CDs和（f）NIR-CDs激光，以及（g）连续波激光器（532 nm）和（h）脉冲激光器（7 ns, 10 Hz，532 nm）的商用激光源下的1951USAF的光学图像，标尺均为100 μm。（i）以CDs激光为光源的全息显示器实验装置（S1、S2、A、P分别为狭缝1、狭缝2、衰减器和偏振器；L1-L4分别为焦距40、100、100、50 mm的镜头 圆柱透镜的焦距为100 mm）。（j）郑州大学校徽全息静态展示。（k）为（j）中部分成像合并后的彩色徽标。（l）运动角色的全息动态显示。全息显示器中的比例尺都是1 mm。总结与展望综上所述，在无反光镜体系的光泵浦中，FC-CDs实现了467.3、533.5、577.4、616.3、653.5和705.1 nm的波长可调谐随机激光发射，从蓝色到近红外区跨越238 nm，覆盖了NTSC色域的140%。sp3杂化碳的低含量在n -π*隙中引入了集中的激发态能级，从而实现了较窄的FWHMs和粒子数反转，高KR（高PLQY和小寿命）有利于光放大。这两个因素决定了FC-CDs的激光增益特性，在CDs激光阈值的2倍能量泵浦下，FC-CDs也表现出高Q因子、可观的增益系数和比普通商业有机染料更好的稳定性。最后，我们成功地演示了使用这些FC-CDs激光作为光源的彩色无散斑激光成像和高质量的动态全息显示。我们的研究结果扩展了CDs激光的波长范围，提供了对其激光性能的全面评估，并为全彩色激光成像和显示应用打开了大门，从而显著促进了可溶液加工的CDs基激光器的实际应用和发展。文献链接：https://doi.org/10.1002/adma.202302536

前不久，法国总统的竞选大会上，左翼总统候选人梅朗雄在法官大选中首次使用了全息投影技术辅助演讲，利用3D投影，梅朗雄同时现身在两个会场，获得了最大的关注，这是第一次有候选人将全息投影技术直接应用在竞选中。期间，梅朗雄的支持者纷纷掏出手机为他和他的“分身”拍照。3D投影技术在政府、商场等各领域可以达到出人意料的效果。你还以为全息技术是这样的吗？电影《星球大战》里的机器人投出全息影像 首先我们要明确一点，全息和3D显示不存在谁包含谁的问题，他们是有交叉的两个概念。只是，全息技术是一项很有前景的3D显示技术。 另外，全息技术除了应用在3D成像，还广泛用在测量、存储、加密、防伪等各个方面，实际上大家日常生活中经常见到的各种镭射防伪商标，就是全息技术的一大应用。解读全息技术 当我们看一张照片时，你怎么来判断照片里的物体有多远？ 一般情况下可以根据物体之间的遮挡关系、近大远小的经验和画面中的阴影等信息来判断，但是缺少了观看真实物体时的立体感。因为使用相机进行拍摄时，记录的只是物体的光强信息，而物体的深度信息是包含在相位当中的。 既然如此，是否可以通过某种方式，将光线的强度信息和相位信息同时记录下来呢？ 这就是“全息”思想的来源。所谓“全息”，其实是个科学上创造的名词，本意即指可以同时呈现强度和相位信息的技术，类似地，英文中会冠以“holo-”开头，表达全息相关名词。 比较麻烦的一点就是，我们手中用来记录光线的物质都只是对光强敏感，而不是对相位敏感。因此要一个方法，利用记录光强的物质将相位的分布记录下来。科学家们发现，光的干涉恰好可以满足需求。 其第一步是拍摄过程，利用干涉原理来记录物体光波信息： 被拍摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束；另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息照片。 其第二步是成象过程，这是利用衍射原理再现物体光波信息： 全息图犹如一个复杂的光栅，在相干激光照射下，一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象，即原始象（又称初始象）和共轭象。再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息，故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像，通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像，而且能互不干扰地分别显示出来。 进击的全息传统(光学)全息术 ? 数字全息术 ? 计算全息术 若是去科技馆的话，经常会见到传统全息术的展品。从3D显示的效果来说，传统全息术的显示效果还是非常棒的，但是难以实现动态显示，而且干板价格比较昂贵，也不利于复制和传播。 随着数字式感光器件的发展，科学家意识到，就如同数码相机取代胶片相机一样，可以将干板换成CCD或者CMOS。由于记录下来的信息是数字化的，所以可以用计算机进行处理，即便没有参考光束，也可以用计算机计算出复现的图像，进行研究。 所谓计算全息，其实就是抛开了干涉图的记录过程，直接将光场分布使用计算机通过数学运算计算出来。这样做有一个巨大的好处，那就是可以实现任意物体的全息显示，即便这个物体在现实中并不存在。因此许多产品的防伪标识都可以使用这种方式来实现。知识扫盲区 全息技术不同于虚拟现实技术(VR)与增强现实技术(AR)。 全息是一种图像的展示方式，呈现三维立体形式，有物体的尺寸、形状、亮度和对比度等信息，AR与全息投影技术所呈现的虚拟图像都可以叫做全息。然而，全息投影与AR有着不同的技术实现手段。 全息投影也叫虚拟成像，是利用衍射原理记录并再现物体真实三维图像的技术，也就是通过记录被摄物体反射或投射光波中的信息并完全重建图像，是完全可以通过裸眼来体验的。 AR是将虚拟图像准确叠加到现实中物体上的技术；VR是通过佩戴上VR设备，在眼前覆盖一个完全虚拟的景象，通过动作的追踪，进行场景的模拟。 全息的应用 目前全息投影技术和批量生产条件相对成熟，但其应用范围还相对较窄，国内主要将全息投影技术应用到小型展柜、小型舞台中。全息投影在展柜的商业运用中，多是用于展示企业标识、小型电子产品、珠宝首饰的360°和270°展台，内容多数是比较简单的旋转动画，当然也有用于展示游戏角色的，角色有比较简单的动作。 在舞台的商业运用中，为满足舞台的观赏角度，以180°的单片全息幕居多。应用方式有虚拟表演、虚拟与真人互动、真人表演全息特效等。 在房地产展示中，全息投影沙盘的模块化硬件可以实现重复使用，减少电子沙盘、样板间模型售罄即废的资源浪费情况。而且展示内容以数字影像方式存在，展示内容灵活多变，内容量巨大，还可以很好的完成客户与楼盘间的互动。 在传统照片中的应用，全息投影照片将传统的二维平面图转变为动态的、有体感的、可全方位视角观看的图像，消费者可将自己、亲友甚至偶像的全息投影照片放置在全息投影相框中，操作方式同将电子照片放到电子相框一样方便简单，但相对于电子照片，全息投影照片的视觉效果和感官体验是全新震撼的。 当然，全息投影的应用还有很多方式，如全息投影博物馆、全息投影伴舞、全息投影视频电话、全息投影只能引导员等等。全息的前景 随着技术的不断成熟以及单位材料成本的下降，或者出现更好的替代投射材料，在这之后，作为综合性的能研究开发并提供整体解决方案和相关服务，提供硬件集成和展示内容制作一站式解决方案的供应商或许会脱颖而出，获得不菲的收益。 作为可以帮助人类解决一部分空间问题的显示技术，其应用领域及可预见的发展前景是我们难以想象到的。虽然目前仍然存在着一系列的问题，但毋庸置疑，我们相信全息投影行业具有极大的市场前景。 作为一种具有颠覆意义的革命性技术，我们可以预见到全息投影技术在很多方面具有非常巨大的、革命性的应用价值，在立体电影、电视、展览、显微术、干涉度量学、投影光刻、军事侦察监视、水下探测、金属内部探测、保存珍贵的历史文物、艺术品、娱乐场合、酒吧、KTV房、DISCO等等场所都能获得广泛的应用。

德国Incyton公司出品的全新产品“实时全息细胞能量代谢分析平台”- CYRIS Flox系统将于第十届慕尼黑上海分析生化展全球首发！能量代谢异常常见于代谢性疾病，肥胖、糖尿病、癌症、神经性疾病等。探索疾病发病机理、寻找药物作用靶点，往往是科研的首要任务，而细胞的能量代谢检测与细胞形态的观察，能够真实有效的反应细胞的状态与活力。德国Incyton实时全息细胞能量代谢分析平台可以从组织样本、活细胞样本到线粒体样本进行一站式无标记检测。CYRIS Flox系统采用全新的实时无标记荧光检测模块与铂金芯片传感器相结合方法，能够精准的获得多参数数据，实时侦测包括有氧呼吸以及糖酵解作用的细胞能量代谢的状态和动态，能同时进行活体细胞内线粒体耗氧速率和糖酵解产酸速率、细胞膜电阻值检测等功能的全自动测定和分析。具有显微扫描成像系统，首创细胞能量代谢数据与显微细胞影像同时在线实时监测和分析。▌性能指标24孔样本，每孔可单独进行实验耗氧率（OCR）、产酸率 （ECAR）、氧浓度、细胞膜阻抗显微扫描成像系统首创细胞能量代谢数据与显微细胞影像同时在线实时监测和记录氧气浓度和湿度控制氧气控制范围1-21%，可做低氧、厌氧等试验自动灭菌检测室全自动移液工作站，24通道独立换液6个不同试剂池多次精准加药可进行几周至数月的长期试验全自动化数据处理，可实现无人值守耗材可重复使用，配套试剂全部开放▌具体应用1、经典细胞氧化压力测量模式，测量细胞的基础呼吸、质子漏水平、最大呼吸、呼吸储备能力以及非线粒体耗氧等阶段。2、毒理药理学研究中，将细胞能量代谢实时检测与活细胞成像完美结合，诠释了细胞理化性质与细胞密度、细胞活力之间的耦联作用。3、细胞应激研究中，将细胞有氧呼吸和无氧呼吸同时检测，并结合细胞膜电阻抗电生理信号，可同时观察到细胞在应激调节中，细胞的抗压能力的高低。

全息术是一种能够对光波前进行记录和重建的技术，自从 1948 年匈牙利-英国物理学家 Dennis Gabor 发明全息术以来，该技术不仅得到了显微学家，工程师，物理学家甚至艺术家等各领域的广泛关注，还使他获得了 1971 年的诺贝尔物理学奖。干涉术作为光学中另一个主要研究领域，是利用光波的叠加干涉来提取信息，其原理与全息术都是用整体的强度信息来记录光波的振幅和相位，虽然记录的方法有很大不同，但随着 20 世纪 90 年代，高采样密度的电子相机的出现，可用来记录数字全息图，则进一步增强了二者的联系。近日，针对全息术对表面形貌的干涉测量的发展的推动作用，来自美国 Zygo Corporation 的 Peter J. de Groot、 Leslie L. Deck，中国科学院上海光机所的 苏榕 以及德国斯图加特大学的 Wolfgang Osten 联合在 Light: Advanced Manufacturing 上发表了综述文章，题为“Contributions of holography to the advancement of interferometric measurements of surface topography”。本文回顾了包括相移干涉测量，载波条纹干涉，相干降噪，数字全息的斐索干涉仪，计算机生成全息图，震动、变形和粗糙表面形貌和使用三维传输方程的光学建模七个方面，从数据采集到三维成像的基本理论，说明了全息术和干涉测量的协同发展，这两个领域呈现出共同增强和改进的趋势。图1 全息术的两步过程图2 干涉术的两步过程相移干涉测量术 因为记录的光场的复振幅被锁定在强度图样中的共同基本原理，全息术和干涉测量术捕获波前信息也是一个常见的困难，用于表面形貌测量的现代干涉仪中，常用相移干涉测量术（PSI）来解决这个问题，PSI 的思路是通过记录除了它们之间的相移之外几乎相同的多个干涉图，以获取足够的信息来提取被测物体光的相位和强度。Dennis Gabor 早在 1950 年代搭建的全息干涉显微镜使用偏振光学隔离所需的波前，引入除相移外两个完全相同的全息图。如图3所示，Gabor 的正交显微镜使用了一个特殊的棱镜，在反射光和透射光之间引入了 π/2 的相移。因此，可以说，用于表面测量的 PSI 首先出现在全息术中，然后独立出现在干涉测量术中。PSI 现在被广泛用于光学测试和干涉显微镜，虽然许多因素促成了其发展，但其基本思想可以追溯到使用多个相移全息图进行波前合成的最早工作。图3 Gabor正交显微镜简化示意图载波条纹干涉测量术 通过使用角度足够大的参考波来分离 Gabor 全息图中的重叠图像，从而使全息图形成的重建真实图像和共轭图像在远场中变得可分离，是全息术的重大突破之一， 到 1970 年代，人们意识到传播波阵面的远场分离等价物可以在没有全息重建的情况下模拟干涉测量。这一概念在 1982 年武田 (Takeda) 的开创性工作中广受欢迎，他描述了用于结构光和表面形貌的干涉测量的载波条纹方法。载波条纹干涉测量术的基本原理源自通信理论和 Lohmann 对全息重建过程的傅里叶分析。到 2000 年代，计算机和相机技术已经足够先进，可以使用高横向分辨率的二维数字傅里叶变换进行实时数据处理，赋予了载波条纹干涉技术的新的生命。图4 从干涉图到最后的表面形貌地图的过程此外，在菲索干涉仪中，参考波和物体表面的相对倾斜会导致相机处出现密集的干涉条纹。如果仪器在离轴操作时，具有可控制或可补偿的像差，所以只需要对激光菲索系统的光机械硬件进行少量更改，就可以实现这种全息数据采集。因此，载波条纹干涉仪通常是提供机械相移的系统的选择。相干降噪 虽然可见光波段激光器的发明给全息术带来重要进展，然而，在全息术和干涉测量术中不使用激光的主要原因是，散斑效应和来自尘埃颗粒和额外的反射而产生的相干噪声。通过仔细清理光学表面只能很小部分的噪声，而围绕系统的光轴连续地旋转整个光源单元就可以解决这个问题。如果曝光时间很长，这种运动会增强所需的静态图样，同时平均化掉大部分相干噪声。常用的实现平均化的方式包括围绕光轴旋转光学元件、沿着照明光移动漫射器、用旋转元件改变照明光的入射方向，或在傅里叶平面中移动不同的掩模成像系统。激光在 1960 年代开始出现在不等路径光学装置中，最初为全息术开发以减少相干噪声的平均方法，被证明也可有效改善干涉测量的结果。图5中，是 Close 在 1972 年提出的一种基于脉冲红宝石激光器的便携式全息显微镜。显微镜记录了四个全息图，每个全息图都有一个独立的散斑图案，对应于棱镜的旋转位置，由全息图形成的四个图像不相干叠加以减少相干噪声和散斑粒度。图5 使用旋转楔形棱镜的相干降噪系统数字全息菲索干涉仪 Gabor 的背景和研究兴趣使他将全息术视为一种具有大景深的新型显微成像技术，使显微镜学家可以任意地检查图像的不同平面。记录后重新聚焦图像的能力仍然是全息术的决定性特征之一，使我们无需仔细地将物体成像到胶片或探测器上。它还可以记录测量体积，能够清晰地成像三维数据的横截面。而数字全息术使这种能力变得更具吸引力，其重新聚焦完全在计算机内实现。虽然数字重聚焦在数字全息显微镜中很常见，但它通常不被认为是表面形貌干涉测量的特征或能力。尽管如此，从前面对该方法的数学描述来看，在采集后以相同的方式重新聚焦常规干涉测量数据是完全可行的。随着数据密度的增加，人们对校正聚焦误差以保持干涉测量中的高横向分辨率感兴趣。图6 激光菲索干涉仪的聚焦机理与全息系统不同，传统干涉仪的布置方式是在数据采集之前将物体表面精确地聚焦到相机上。图 6 说明了一种简化的聚焦机制。聚焦通常是手动过程，涉及图像清晰度的主观确定。由于光学表面通常在设计上没有特征，因此常见的过程包括将直尺放置在尽可能靠近调整表面的位置并调整焦距，直到直尺看起来最锋利。繁琐的设置和人为错误的结合使得我们可以合理地断言，今天很少有干涉仪能够充分发挥其潜力，仅仅是因为聚焦错误。数字重新聚焦提供了使用软件解决此问题的机会。计算机产生全息图 早在 1960 年代后期，学者们就已经对波带片与计算机生成全息图 (CGH) 之间的类比有了很好的理解，这是因为在开发新的基于激光的不等径干涉仪来测试光学元件的表面形状的应用时，需要对具有非球面形状的透镜和反射镜进行精确测试。图7 计算的菲涅尔波带片图样和牛顿环（等效于单独的虚拟点光源产生的Gabor全息图）然而，干涉仪作为最好的空检测器，在比较形状几乎相同的物体和参考波前时能提供最高的精度和准确度，虽然有许多巧妙的方法可以使用反射和折射光学器件对特定种类的非球面进行空测试，但 CGH 可通过简单地改变不透明和透明区域的分布来显着增加解空间。CGH 空校正器的最吸引人的特点是波前构造的准确性在很大程度上取决于衍射区的平面内位置，而不是表面高度。因此，无需费力地将非球面参考表面抛光至纳米精度，而是可以在更宽松的尺度上从精密参考波来合成反射波前。图8 使用激光菲索干涉仪和计算机产生的全息图测试非球形表面的光学装置振动、变形和粗糙表面形貌 全息干涉测量术是全息术对干涉测量术最明显的贡献，从技术名称中就可以看出。这项发现的广泛应用引起了计量学家高度关注，包括用于通过全息术定量分析三维漫射物体的应力、应变、变形和整体轮廓的方法。全息干涉测量术的发现对干涉测量术的能力和可解释性产生了深远的影响，为了辨别这些联系，首先考虑在同一全息图的两次全息曝光中，倾斜一个平面物体。两个物体方向的强度图样的不相干叠加，调制了全息图中条纹的对比度，而当这个双曝光全息图用参考波重新照射，以合成来自物体的原始波前时，结果也是条纹图样。因此，我们看到传播波前的全息再现，可用于解调双曝光全息图中存在的非相干叠加的干涉图案，将对比度的变化转换为表示两次曝光之间差异的干涉条纹。由于全息图中这些叠加的图案相互不相干，它们可以在不同的时间、全息系统的组成部分的不同位置、甚至不同的波长等条件下生成，因此，该技术的应用范围十分广泛。图9 模拟平面的双曝光全息使用三维传输方程的光学建模 使用物体表面的二维复表示，对本质上是三维问题的传统建模，是假设所有表面点可以同时沿传播方向处于相同焦点位置。因此，这种二维近似的限制是表面高度变化相对于成像系统的景深必须很小。全息术影响了三维衍射理论的发展，进一步影响了干涉显微镜的评估和性能提升。光学仪器的许多特性可以使用传统的阿贝理论和傅里叶光学建模来理解，包括成像系统的空间带宽滤波特性。干涉仪的傅立叶光学模型的第一步，是将表面形貌的表示简化为限制在垂直于光轴的平面内的相位分布。但对于使用干涉测量术的表面形貌测量，这并不是一个具有挑战性的限制，因为普通的菲索干涉仪的景深大约为几毫米，表面高度测量范围可能为几十微米。因此，在高倍显微镜中采用三维方法的速度更快，特别是对于共聚焦显微镜，在高数值孔径下，表面形貌特征不能都在相对于景深的相同的焦点。然而，二维傅里叶光学的近似对于干涉显微镜来说是不够精确的，因为在高放大倍率下，仅几微米的高度变化，就会影响干涉条纹的清晰度和对比度。基于 Kirchhoff 近似推导出了 CSI 的三维图像形成和有效传递函数，其中均匀介质的表面可表示为连续的单层散射点。这种方法已被证明具有重要的实用价值，不仅可以用于理解测量误差的起源，是斜率、曲率和焦点的函数，还可以用于校正像差。本文总结 基于激光的全息术的出现带来了一系列快速的创新，这些创新从全息术发展到干涉测量术。虽然文中提到的七个方面无法完全概括全息术的贡献，但一个明显的趋势是全息术对用于表面形貌测量的干涉测量技术的影响正在不断增加， 这最终可能会导致全息术与通常不被认为是全息术的技术相融合，而应用光学计量的这种演变必将带来全新的解决方案。论文信息 de Groot et al. Light: Advanced Manufacturing (2022)3:7https://doi.org/10.37188/lam.2022.007本文撰稿： 刘子维（英国剑桥大学，博士后）

p 　　安东帕TriTec近期成功开发了一种结合原位在线磨损测量的新型真空气氛下的球盘高温摩擦磨损试验机(HV-THT+DHM)，其使用数字全息显微镜(DHM)对样品磨损的痕迹进行实时测量。样品在2× 10-6 mbar的真空气氛下进行摩擦磨损的实验，同时使用数字全息显微镜(DHM)记录样品不同时间或不同区域的形貌，用以实时分析样品的磨损性能，原位数字全息显微镜(DHM)、共聚焦显微镜和扫描电子显微镜在图像之间具有极好的相关性 ，其他第三方观察设备(如拉曼或光学显微镜)也可用于代替原位数字全息显微镜(DHM)实时收集样品磨损轨迹上的化学或光学信息。 /p p strong style=" text-align: center " span style=" text-indent: 2em " 用户动态 /span /strong /p p 　　广东工业大学高温高真空超纳米压痕仪(UNHT3-HTV)成功顺利安装，解决了客户刀具涂层在高温下的硬度、断裂韧性、蠕变等难题，提高实际切削过程中刀具的使用寿命及加工精度。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/824b21c9-292b-4b01-b67b-effc1e23d1fa.jpg" title=" 高温高真空超纳米压痕仪（UNHT3-HTV）.jpg" / /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/92fef36c-5335-4c0e-a1de-15ff45c7c1ac.jpg" title=" 高温高真空超纳米压痕仪曲线.jpg" / /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/1ae78b3b-af88-455f-b783-91087f4d746a.jpg" title=" RST3大载荷划痕仪和NHT3纳米压痕仪.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 新产品 /strong —结合原位在线磨损测量的新型真空气氛下的球盘高温摩擦磨损试验机 /p p strong 进军汽车市场 /strong /p p 　　安东帕TriTec在汽车行业有很多用户和相关应用，在不同的研发中心和制造工厂成功出售了许多RST3大载荷划痕仪和NHT3纳米压痕仪等作为汽车行业的标准设备。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/cd40622f-8340-4b08-b42b-1289d526e0b5.jpg" title=" 汽车行业有很多用户和相关应用.jpg" / /p p strong 相关市场活动 /strong /p p style=" text-align: center " strong img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/f7286e54-3b49-4d55-8f76-3ff4edd2e61b.jpg" title=" 2018国际薄膜大会.jpg" / /strong /p p 　　2018国际薄膜大会将于2018年7月17至20日在深圳维纳斯皇家酒店隆重召开，届时600-800位来自世界各地的学者、专家和业界精英将齐聚一堂，一同探讨薄膜工艺、表征和应用相关的尖端课题。此次会议的主题涵盖了薄膜领域的前沿和热点问题，包括：工业应用涂层、生物涂层、清洁能源涂层、电化学薄膜、功能陶瓷薄膜、薄膜的力学性能、纳米和纳米复合材料薄膜、有机/ 聚合物薄膜、光催化和自洁涂层、智能材料和薄膜等。安东帕中国是会议的铂金赞助商，欢迎相关人员莅临指导。 /p p strong 最新应用进展 /strong /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " 1. /span a style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " title=" " target=" _self" href=" http://www.instrument.com.cn/netshow/sh101011/down_890416.htm" span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 一种结合原位在线磨损测量的新型真空气氛下的球盘高温摩擦磨损试验机(HV-THT+DHM)的介绍 /span /a /p p 　　简介：摩擦和磨损是摩擦系统的两个主要特征。摩擦力通常可以使用负载传感器轻松获得，并实时获得摩擦系数。磨损和磨损率的确定就较为复杂，很难实时测量获得，众所周知，在测试期间样品表面微小的变化可能导致不可预测的磨损，原位实时磨损测量是唯一的解决方案。应用报告介绍了一种新的带数字全息显微镜(DHM)的球盘式高温真空摩擦磨损试验机(HV-THT)的应用。样品在2× 10-6 mbar的真空气氛下进行摩擦磨损实验，同时使用数字全息显微镜(DHM)记录样品不同时间或不同区域的形貌，用以实时分析样品的磨损性能。 /p p 　　2.安东帕表面力学测试仪器在汽车行业中的应用 /p p 　　 a style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " title=" " target=" _self" href=" http://www.instrument.com.cn/netshow/sh101011/down_890438.htm" span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 第一部分 纳米压痕划痕测试介绍 /span /a /p p 　　 a style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " title=" " target=" _self" href=" http://www.instrument.com.cn/netshow/sh101011/down_890449.htm" span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 第二部分 摩擦摩损及涂层厚度测试介绍 /span /a /p p 　　简介：轴承合金的脆性研究(纳米压痕仪NHT3)，轮胎等具有分级特性的聚合物材料的力学性能评价(UNHT3)，不锈钢螺栓电镀涂层弹性行为(NST3)，汽车不同清漆的抗划性能(NST3)，雨刷器和ITO玻璃之间的临界载荷确定(NST3)，汽车聚合物部件粘弹性的研究(UNHT3)，在高温下测量油泵的摩擦系数(TRN)，轴承部件耐磨损性能的研究(TRN)，测量涂层厚度(Calotest)。 /p p 　　 a style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " title=" " target=" _self" href=" http://www.instrument.com.cn/netshow/sh101011/down_890482.htm" span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 3.汽车行业中硬质涂层力学性能的评价 /span /a /p p 　　简介：“DLC”是英文“DIAMOND-LIKE CARBON”一词的缩写。DLC是一种由碳元素构成、在性质上和钻石类似，同时又具有石墨原子组成结构的物质。类金刚石薄膜(DLC)是一种非晶态薄膜，由于具有高硬度和高弹性模量，低摩擦因数，耐磨损以及良好的真空摩擦学特性，报告中详尽介绍了安东帕TriTec表面力学测试仪器在汽车行业的广泛应用。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/a22107f9-183e-49ae-8ca3-e815045dc2f5.jpg" title=" 安东帕2018年表面表征的活动升级.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em " 安东帕2018年表面表征的活动升级，我们为您提供相关技术支持，让您可以专注于研究本质：详细探究材料表面特性的各个方面，注册客户将免费获得定制化笔记本，其中包含材料的测量方法、参数的相关案例。 /p

table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" tbody tr td width=" 79" p style=" line-height: 1.75em " 成果名称 /p /td td width=" 542" colspan=" 3" style=" word-break: break-all " p style=" text-align: center line-height: 1.75em " strong 高动态载体环境力测量仪 /strong /p /td /tr tr td width=" 88" p style=" line-height: 1.75em " 单位名称 /p /td td width=" 542" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " 高动态导航技术北京市重点实验室 /p /td /tr tr td width=" 88" p style=" line-height: 1.75em " 联系人 /p /td td width=" 174" p style=" line-height: 1.75em " 付国栋 /p /td td width=" 161" p style=" line-height: 1.75em " 联系邮箱 /p /td td width=" 187" p style=" line-height: 1.75em " fuguodd@163.com /p /td /tr tr td width=" 88" p style=" line-height: 1.75em " 成果成熟度 /p /td td width=" 539" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " □正在研发 & nbsp & nbsp & nbsp □已有样机& nbsp □通过小试 & nbsp □通过中试 & nbsp √可以量产 /p /td /tr tr td width=" 88" p style=" line-height: 1.75em " 合作方式 /p /td td width=" 539" colspan=" 3" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " √技术转让 & nbsp & nbsp √技术入股& nbsp & nbsp & nbsp √合作开发& nbsp & nbsp & nbsp □其他 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " strong 成果简介： /strong & nbsp & nbsp & nbsp /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/f3f65a47-0306-439e-b4d5-9fb2466cfe7d.jpg" title=" QQ图片20160415133841.jpg" / /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp 针对高过载（大于16000g）、高速度（2～5马赫）、高速自旋（30～100转/秒）条件下载体姿态稳定、运动控制对载体姿态精确测量的迫切需求，突破高动态载体复杂运动建模仿真技术、高动态载体姿态实时解耦技术、姿态耦合误差抑制技术，实现一种适用于高动态运动环境下载体环境力精准测量的仪器，达到以下技术指标：加速度计量程：± 20000g；加速度计灵敏度：0.01mV/g；角速率陀螺量程：± 50000° /s；角速率测量分辨率：0.5° /s。成果广泛应用于钻井钻杆姿态控制、制导武器装备等领域。项目目前已完成样机研制，并在多种高动态环境下进行了应用验证，验证结果满足技术指标要求，具备成果推广与产业化条件。 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " strong 应用前景： /strong br/ & nbsp & nbsp 成果在石油钻井钻杆姿态控制、制导武器装备等领域有广泛应用前景。 br/ & nbsp & nbsp 成果适用于石油勘探、国防等部门。 br/ & nbsp & nbsp 预计国内市场年需求量在8000～10000台，市场规模约10亿元。 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " strong 知识产权及项目获奖情况： /strong br/ & nbsp & nbsp 获奖情况：北京市科学技术奖二等奖1项，吴文俊人工智能科学技术进步二等奖1项。 br/ & nbsp & nbsp 授权发明专利12项，受理发明专利5项，主要专利： br/ & nbsp & nbsp （1）专利名称：一种全织物皮肤感知自主柔性变形搜救机器人及其操作方法（专利号：ZL201110158329.7）； br/ & nbsp & nbsp （2）专利名称：可伸缩轮式蛇形机器人（专利号：ZL201210564904.8） br/ & nbsp & nbsp （3）专利名称：一种多运动模式可分体蛇形机器人（专利号：ZL201310244950.4） /p /td /tr /tbody /table p br/ /p

table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" tbody tr td width=" 91" p style=" line-height: 1.75em " 成果名称 /p /td td width=" 530" colspan=" 3" style=" word-break: break-all " p style=" text-align: center line-height: 1.75em " strong 高动态角速率测量仪 /strong /p /td /tr tr td width=" 100" p style=" line-height: 1.75em " 单位名称 /p /td td width=" 530" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " 高动态导航技术北京市重点实验室 /p /td /tr tr td width=" 100" p style=" line-height: 1.75em " 联系人 /p /td td width=" 162" p style=" line-height: 1.75em " 付国栋 /p /td td width=" 161" p style=" line-height: 1.75em " 联系邮箱 /p /td td width=" 187" p style=" line-height: 1.75em " fuguodd@163.com /p /td /tr tr td width=" 100" p style=" line-height: 1.75em " 成果成熟度 /p /td td width=" 527" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " □正在研发 & nbsp & nbsp & nbsp □已有样机 & nbsp □通过小试 & nbsp □通过中试 & nbsp √可以量产 /p /td /tr tr td width=" 100" p style=" line-height: 1.75em " 合作方式 /p /td td width=" 527" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " √技术转让& nbsp & nbsp √技术入股 & nbsp & nbsp √合作开发& nbsp & nbsp □其他 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " strong 成果简介： /strong & nbsp & nbsp & nbsp /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/8c56e480-1306-43a5-919d-a9f238e912f4.jpg" title=" QQ图片20160415140809.jpg" / /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp 在灾难救援、消防安全、应急预警、国防等领域，载体运动过程伴随着大过载、高速、高旋等恶劣环境条件约束，现有各类陀螺无法满足& gt 10000g过载、& gt 10r/s转速条件下的角速率实时精准直接测量需求。本成果针对上述迫切需求，重点突破传统角速率检测仪难以适应11000g以上过载、高速滚转和高速度扰动环境下交叉耦合难以抑制、全温度段陀螺零偏和标度因数不稳定的技术瓶颈，实现一种新型角速率检测仪，在全温度（-45～+55℃）工作条件下，能够适应大于11000g过载冲击和大于800m/s线速度扰动复杂应用环境、具有大于3600& amp #176 /s滚转速率测量范围且耦合系数小于0.1%，随机漂移优于8& amp #176 /h，全温度段零位偏差优于0.6& amp #176 /s，标度因数综合误差优于0.1%，具备成果推广与产业化条件。 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " strong 应用前景： /strong br/ & nbsp & nbsp 成果在该产品在灾难救援、消防安全、矿山开采预警、水坝山体滑坡预警、国防等领域等领域有广泛应用前景。 br/ & nbsp & nbsp 预计国内市场年需求量在8000～10000台，市场规模约5亿元。 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " strong 知识产权及项目获奖情况： /strong br/ & nbsp & nbsp 获奖情况：北京市科学技术奖三等奖1项，吴文俊人工智能科学技术进步二等奖1项。 br/ & nbsp & nbsp 授权发明专利6项，受理发明专利2项，主要专利： br/ & nbsp & nbsp （1）专利名称：钟形振子式角速率陀螺振子结构设计方法（专利号：ZL201110117526.4） /p /td /tr /tbody /table p br/ /p

滨松借助独特的探测器技术、F/2.2大口径光学系统、极低杂散光设计，成功开发了一种新型光谱仪——滨松0PAL-Luxe 光谱仪。在 200 nm 至 900 nm 的光谱范围内达到2,500,000:1 的极高动态范围，比常规科研级光谱仪高2~3个数量级，满足强弱光谱信号同时测试的需求。产品特点2,500,000:1 动态范围F/2.2 相对口径200nm -900nm覆盖0.9nm光谱分辨率±0.1nm光谱准确度应用激光测试等离子体光谱薄膜测量吸光度测量颜色测量光化学拉曼光谱测试示例图1:激光测试图2：全息滤光片OD值的测量(532nm) 图3：薄膜厚度测量 图4：氮化镓的光致发光测量

近日，中国科学院广州地球化学研究所研究员王新明和张艳利课题组设计了一种用于测量植物排放BVOCs的半开放式动态箱系统。相关研究发表于《大气测量技术》（Atmospheric Measurement Techniques）。该论文所有实验数据均是在中国科学院广州地球化学研究所公共技术服务中心有机地球化学分析平台完成测试。陆地植物排放的生物源挥发性有机物（BVOCs）约占全球VOCs排放总量的90%，对臭氧（O3）和二次有机气溶胶（SOA）生成具有重要贡献，对区域BVOCs排放量的准确估算有利于形成近地面O3污染控制的科学决策。然而，从全球到区域尺度，BVOCs排放量的估算仍存在较大的不确定性，而BVOCs排放因子是其关键因素影响之一。动态箱是常用于测量BVOCs排放速率的手段，测量过程中箱体对植物排放BVOCs的吸附损失、对植物正常生理状态的干扰是该方法在测量时面临的主要挑战，当前还缺乏对动态箱性能的系统评估和表征。为更准确测定植物在正常生长条件下BVOCs排放因子，研究人员设计了一种用于测量植物排放BVOCs的半开放式动态箱系统，并利用在线和离线手段，实验室和外场观测相结合，评估了主要的BVOCs化合物（异戊二烯、单萜烯和倍半萜烯等）通过箱体时的传递效率，发现较高流速（较短滞留时间）不仅能缩短到达稳态的时间，也能减小BVOCs的吸附损失，但分子量较大的化合物即使在高流速条件下的损失也超过30%；从0-100%湿度下的模拟实验表明，湿度对BVOCs的吸附损失影响不显著，但不同化合物呈现不同特征；通过野外实测箱体内-外环境因子的差异，发现高流速有利于减小箱体内-外的温、湿度差异。该研究也表明，即使可以优化条件尽量减少测量时吸附损失和对植物枝叶正常生理的干扰，分子量较大的单萜烯和倍半萜烯的吸附损失依然不可忽视，可能会造成其排放因子的显著低估，由于单萜烯和倍半萜烯同分异构体众多，如何评估并校正其在动态箱测量过程中的损失，是需要进一步解决的问题。该研究工作得到了国家自然科学基金委优秀青年基金、香港RGC项目、中国科学院先导专项、广东省科技厅、中国科学院青年创新促进会等项目的联合资助。

点击蓝字关注我们表面张力分为静态（平衡）表面张力和动态表面张力(dynamic surface tension, DST)。静态表面张力是指表面活性剂在界面达到吸附平衡时的最低表面张力，而DST是指表面活性剂在达到平衡吸附前某一时刻的表面张力，是一个变化的值。当研究的液体吸附过程在快速、持续进行, 且短时间内无法达到平衡时, 对液体DST的研究比静态表面张力更有意义。如在农药喷洒、喷墨印刷、织物快速润湿, 以及摄影用薄胶片制备中。图1对比了近10年 (2008～2018年) 国内外发表的以DST为主要考察项的论文数。数据显示国内在DST方面的研究较少且总体波动不大，而国外则呈持续上升趋势。图1 2008～2018 年国内外发表的DST 文章数量对比图研究液体在药物制剂过程中的DST, 可挖掘DST与制剂过程、制剂产品之间的关系, 进而优化制剂过程、改进工艺参数。一、动态表面张力的测定由于对DST时间范围界定的不同，可运用的测量手段也有所不同。王建坤等认为，在达到静态表面张力前的表面张力变化都可算是DST，这个时间范围以几毫秒到几小时计。可用Wilhelmy吊片法、DuNouy吊环法、滴重法、滴体积法、悬滴法、最大气泡压力法测定DST。图2 不同的DST 测定方法的适用时间范围示意图根据Rosen描述的动态吸附过程可知在新表面形成后1 s内，是表面吸附的关键期，体系的DST变化迅速。中药水提液的表面张力在5~100 ms内具有较大变化，大多数在1 s内都已达到平衡。因此，用于测量DST的方法应具有连续、精确、快速测量1 s内数据能力。二、最大气泡压力法通过毛细管将气体注入到待测液体中时，在毛细管的端部重复形成气泡，根据气泡压力的最大值和毛细管半径，计算得到表面张力。通过改变气流流速控制气泡的年龄，可测量不同时间尺度的表面张力。目前实验室中多用KRüSS公司的BP100气泡压力张力仪测定1 s内DST。三、DST 在药物制剂领域的潜在应用价值近10年，DST已受到化工、涂料、印染等领域的广泛关注。药物制剂领域也有很多液体瞬时运动的过程，如喷雾干燥雾化，流化床制粒的粘合剂雾化，关注DST在液体雾化及扩散润湿过程中的作用，是精细控制制剂工艺的手段之一。1DST在雾化过程中的作用雾化是将液体通过雾化器(在一定压力下)喷射进入气体介质中，使之分散并碎裂成小液滴(雾滴)的过程。赵辉等考察了相同条件下，农药药液在不同时间点(0.023、0.124、0.483和0.998 s)的DST与雾滴体积中径(D50)的关系；发现D50随着喷雾液的DST值的降低而降低，二者呈线性相关，但二者的相关系数k 随DST 测定时间的延后而变差。0.023 s时的DST与D50相关系数高达0.9848，时间＞1 s后，只有0.7135。利用动态表面张力仪测试了66种常见中药的水提液，发现所有提取液的DST在1 s内均有下降，但下降程度不同，且提取液雾滴粒径D50与94 ms时测得的DST存在一定相关关系，该结论还在进一步实验确证中。2DST在扩散润湿过程中的作用DST不仅影响药物制剂领域的雾化过程，对扩散润湿过程同样有显著的影响。喷雾干燥与流化床制粒过程中，液体雾化后雾滴在接触相表面的扩散润湿受两大因素影响：一是雾滴的性质，二是接触相的性质。在喷雾干燥黏壁问题中，从DST角度分析，半湿性黏壁现象是由于雾滴与干燥塔壁接触后迅速出现自发润湿，经塔壁的高温干燥后出现黏壁。因此，可从两方面促使雾滴与干燥塔接触后出现快速回缩以改善此黏壁现象。一是增大雾滴DST，二要选择合适的喷雾干燥塔内侧材料。从待喷液分析，应适当降低待测液浓度、进液温度，以增大雾滴DST，或添加疏水性辅料促使快速回缩的发生以改善干燥塔半湿性黏壁。四、 结语综上所述，DST作为一项重要的物理参数，在细微之处影响着药物制剂的品质与生产。关注DST对制剂过程的影响，拓展固有的药剂研究思路是十分必要的。参考文献施晓虹，李佳璇，洪燕龙，赵立杰，冯怡，王优杰. 动态表面张力在药剂学研究中的应用前景[J].国际药学研究杂志,2019.

James DeRose 博士 Georg Schlaffer徕卡显微系统数码显微系统是显微镜学的流行语之一，此外，还有一些非常有用的常识。徕卡显微系统的产品经理 Georg Schlaffer 常常会被客户和同仁问及有关数码显微系统方面的问题。为了答疑解惑，他与科学作家 Jim DeRose 共同合作，对最重要的几个问题进行了全方位解答。到底什么是数码显微系统？数码显微镜属于带数码相机的光学显微镜，无需配备目镜。电子监控器显示屏会直接显示观察和分析的样品图像。数码显微镜还可以是常规体视或复式显微镜，它们同时配备目镜和相机，能够保存显微镜状态和相机设定值的反馈信息。在本文的接下来部分中，我们提到的“数码显微镜”是指不带目镜的显微镜，例如，Leica DVM6、Leica DMS1000，和 Leica DMS300，而不是配备相机的体视或复式显微镜。左：Leica DVM6 数码显微镜右：镀金焊盘，汽车用电子设备，总放大倍率：120:1。图像由 Leica DVM6 获取。哪些应用领域可以使用数码显微镜？在研发、生产和检测、质量控制和保证，以及失效分析过程中，数码显微镜是分析部件和样品并生成检测报告的理想仪器。左：镀金焊盘，汽车用电子设备，总放大倍率：360:1。图像由 Leica DVM6 获取。右：通过 Leica DVM6 倾斜显示屏予以显示。数码显微镜的优势何在？数码显微镜最显著的优势在于仪器的人机工程学设计。由于监控器会直接显示样品图像，用户可以在保持舒适、放松的直立坐姿的同时，还能即时观察样品，并利用软件分析样品图像，保证用户能以舒适的姿态高效地完成工作。在需要处理高通量样品，或每天需要在显微镜上花费较长时间的情况下，数码显微镜的人机工程学设计就显得意义非凡了。此外，很多数码显微镜还提供允许存储多个用户配置文件的软件。在多人共用一台显微镜时，这项功能非常有用，凭借这项功能，每个用户只需选择自己的显微镜配置文件，几乎无需调节显微镜工作台，即可轻松开始工作。左：纸上印刷图案，总放大倍率：750:1，环形光照明。图像由 Leica DVM6 获取。右：纸上印刷图案，总放大倍率：750:1，起偏镜开启时的同轴照明。图像由 Leica DVM6 获取。数码显微镜有哪些限制条件？相比体视或复式显微镜，数码显微镜存在一个明显的限制条件，即需要电源连接，因为数码显微镜未配备目镜，而样品图像却始终需要显示在监控器上。因此，至少需要一根电源线。通常情况下，数码显微镜还需要连接 PC，或至少需要连接显微镜的显示屏。通过传统的显微镜，用户仍可以选择使用目镜获取样品图像。左：Leica DMS1000 数码显微镜右：金属部件上的一个孔；自动更新每项变焦设置比例，实现快速测量。图像由 Leica DMS1000 获取。通过数码显微镜和目镜分别观察到的样品图像相比，结果如何？原则上，图像是相同的。视场角可能存在差别，这主要取决于我们正在讨论的数码相机和目镜的类型。但是，还有一个重要差别：采用体视显微镜的双筒目镜观察样品，将为您带来数码显微镜的二维图像无法达到的深度。左：表壳，通过环形光照明 (Leica LED3000 RL) 和入射光座捕捉。图像由 Leica DMS1000 获取。右：Leica DMS1000 B 图像：利用透射光座捕捉的秀丽隐杆线虫图像；因不断编码变焦，从而保证快速、简单地测量，即使在不配备电脑的单机模式下亦可实现。数码显微镜操作上比带目镜的显微镜要简单吗？尤其对于无经验的用户而言，利用数码显微镜，他们也能够更简单、更快速地获取样品图像。造成上述差别的主要原因是，熟悉设置和调整传统型显微镜，并透过目镜观察样品，这些操作需要花费较长时间。左：果蝇属筛查。图像由 Leica DMS1000 B 获取。右：利用固定在摇臂机架上的 Leica DMS300 观察印刷电路板样品“编码”的含义是什么？当显微镜硬件可直接与计算机软件进行通信，且能够利用图像数据完成对特定参数值的追踪和保存时，表示显微镜已完成“编码”。这些特定参数将得以被设定，并因此被称之为已编码参数值。正常情况下，触摸相关按钮，即可调用这些已编码参数，令重复工作和报告变得更轻松。必须成为显微系统的专家，才能操作数码显微镜吗？当然不需要。无论是显微系统的新手还是专家，都可以轻松使用数码显微镜。徕卡显微系统提供的数码显微镜，其设计宗旨就是简单易用、开箱即用，最大程度地减少培训时间。它们配备已编码的功能，能够轻松生成分析报告，令重复工作更加高效。数码显微镜需要配备哪些部件？所需配件依据应用领域而定。例如，可以根据所需的放大倍率范围，选择物镜透镜。您还可以在一系列主机和照明系统中进行选择。以下这些问题会帮助您决定需要哪些部件或功能： 是否需要快速获取高质量数字图像？如果需要，您可以选择高分辨率数码相机。 是否需要高通量样品的快速、实时图像显示？如果需要，您可以将相机速度设置为每秒 30 帧或更快。 是否需要从不同角度观察样品？如果需要，倾斜显微镜镜头或转动样品载物台，实现工作过程或物体的动态观测。 是否需要定性或定量分析样品？如果需要，必须认真选择软件功能。 是否需要平衡图像，同时清晰展示明亮和暗色部分？如果需要，您可以选择 HDR（高动态范围）功能，它能够为您精确提供所需的图像类型。了解更多：https://www.leica-microsystems.com/?nlc=20191231-SFDC-008340

作物收获指数（HI）是评价作物产量和栽培效果的重要生物学参数，是进一步提高作物产量的重要决定因素。对作物育种、作物生长模拟、精准农业作物管理、作物产量估算及其它方面的应用研究具有重要意义。近年来，遥感凭借其在速度、精度和覆盖范围等方面的优势已逐渐成为获取大尺度作物HI的有效技术手段。而无人机（UAV）遥感技术也迅速发展，成为农业遥感监测的新手段。目前，UAV遥感传感器主要包括数码相机、多光谱相机和高光谱相机。其中，高光谱相机具有较多的波段，可以获取与作物生长状况密切相关的波段信息，可以为作物动态生长监测提供丰富的信息源，并可靠收集作物HI动态变化信息。然而，目前利用UAV高光谱遥感估算作物HI并无相关报道。基于此，在所附文章中，来自中国农业科学研究院的一组研究团队以冬小麦为研究对象，充分考虑其开花期至成熟期生物量和灌浆过程的变化以获取作物动态HI（D-HI）的空间信息。动态fG（D-fG）参数估算为开花期至成熟期期间不同生长期累积的地上生物量与对应时期地上生物量的比值。作者基于无人机高光谱遥感（DJI M600 Pro UAV+ Resonon Pika L 高光谱成像）数据进行了D-fG参数估算，提出了一种获取冬小麦D-HI空间信息的技术方法，并验证了所提出方法的精度。通过UAV高光谱数据计算的归一化差异光谱指数（NDSI）和D-fG测量值之间的相关关系筛选出D‑fG估算的敏感波段中心和最佳波段组合，从而实现D‑fG的准确估算。最后，基于D-fG遥感参数和D-HI估算模型，准确获取冬小麦D-HI空间信息。Pika L 高光谱成像仪研究区域中国河北省衡水市深州县（37.71°~38.16°N，115.36°~ 115.80°E）。图1 研究区位置和UAV飞行样地分布。图2 本研究应用方法概述结果表1 D-fG和NDSI之间关系及其精度验证图3 基于敏感波段中心λ(724 nm，784 nm)的D-HI估算结果（2021年5月25日）。图4 基于敏感波段中心λ(724 nm，784 nm)的D-HI估算结果（2021年6月4日）。结论通过将静态fG参数转化为动态D-fG参数，提出了一种基于UAV高光谱数据的D-fG遥感参数获取冬小麦D-HI空间信息的方法并进行验证。最后，准确估算了冬小麦D-HI的空间信息。其中，选取5对敏感遥感波段中心以估算D-fG参数：λ（476 nm，508 nm），λ（444 nm，644 nm），λ（608 nm，788 nm），λ（724 nm，784 nm）和λ（816 nm，908 nm）。验证了基于遥感的D-fG估算值，RMSE为0.0436-0.0604，NRMSE为10.31%- 14.27%，MRE为8.28%-12.55%。同时，5对敏感高光谱波段中心的D-HI空间信息估算精度较高，RMSE为0.0429-0.0546，NRMSE为9.87%-12.57%，MRE为8.33%-10.90%。基于高光谱敏感波段中心λ（724 nm，784 nm）的D-HI估算结果精度最高，RMSE、NRMSE和MRE值分别为0.0429、9.87%和8.33%。本研究中D-fG和D-HI的估算结果具有较高的准确性，证明了所提出的基于UAV高光谱数据估算冬小麦D-HI空间信息的方法的可行性。这对未来利用卫星遥感进行大尺度作物D-HI估算具有一定的参考意义。请点击以下链接，阅读原文：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjE1ODg2NA==&mid=2650311697&idx=1&sn=4d80ee946dd13c8de0696546b9c40941&chksm=bee1a0ee899629f8f3cb273e4a62f4d8ee9c0401ce1a9fddd5448755c2ae8e66b0654c58b3fc&token=1416149618&lang=zh_CN#rd

生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand，BOD），是指水体中的好氧微生物在一定温度条件下，一定时间内，将水中有机物分解成无机质，在此过程中所需要的溶解氧量。 BOD可反映水体被有机物污染的程度，水体中所含有机物越多，则需要消耗的溶解氧量也越多，BOD值也越大。 图1 健康水体中的有机物含量少，溶解氧多，可供鱼类等水生生物呼吸之用（源/Quikr Exam） 为了使样品具有可比性，我们常用一个时间段内的溶解氧量的消耗量来表征BOD值。例如，我们通常设定实验温度为20℃，用水样培养微生物，测定水中溶解氧的消耗情况。如果这一时间段是5天，就称为5日生化需氧量，记做BOD5，单位一般用mg/L来表示。数值越大，说明水中含有的有机物越多，污染也越严重。表1 受有机物污染程度不同的水体测量得到的BOD值 人们通常用稀释接种法来测量生化需氧量，计算公式如下： BOD=（D1-D2）/ P 其中，BOD是生化需氧量（mg/L）；D1是稀释水样的初始溶解氧量（mg/L）；D2是稀释水样经20℃恒温培养箱培养n天之后的溶解氧量（mg/L）；P是稀释因子，表示为水样体积（mL）与稀释后水样体积（mL）的比值。 这种测量方法有不足之处。例如，只有“点”上的数据，无法获得变化“过程”中的BOD数据；另外，如果想继续测量水样BOD在其他时间点的数据，如BOD20，样品测量瓶需取出恒温培养箱，测试样品就会被干扰，导致后续的测量数据准确度下降。而且，样品BOD的平台期是在什么时间达到的也不清楚。 针对这一测量难题，意大利VELP公司推出了BOD EVO无线传输自动测定仪。 BOD EVO无线传输自动测定仪采用压强传感器对样品生化需氧量进行测量。经稀释接种或含菌的水样被置于密闭的培养瓶中，水样中溶解氧不断被消耗，使得密闭样品瓶内的压强降低，仪器内置的压强传感器可一直监测此压强变化，根据压差变化，计算水样的BOD值。 这种测量方法有其一系列独到优点。 模拟自然条件，结果更真实可靠传统方法，样品接种稀释后满瓶测量，不再为样品提供多余氧气，且静置放置数天，这样瓶内微生物代谢产物容易集结，易产生区域性溶解氧匮乏，生化反应受抑制可能性加大；BOD EVO培养瓶内样品上方所含21％氧气不断溶入水样中，搅拌子连续搅拌，可为微生物生长提供充分的溶解氧和有机物。测量结果更真实可靠。 操作简单，测量方便传统法操作繁琐、准备样品时间长，量程窄，一般BOD值大于100mg／L时需稀释，且需人工测量初始、终止溶解氧量，在培养过程中需要专人看管。BOD EVO操作简单，软件功能强大，可预先设置好采样时间间隔，自动连续测量溶解氧。无线数据盒能自动接收传感器发送的数据，并将其传输到计算机中。整个测量过程，无需专人看管。专业软件允许实验员对数据进行监控、记录和分析，可自动生成实验报告。 无线数据传输BOD EVO可连续显示记录生化需氧量数据传统方法监测到的是“点”上的数据，如BOD5。若想了解整个过程的动态数据，几乎无法实现。BOD EVO连续显示各时间点的耗氧量并存储BOD数据，从而直观了解样品耗氧动力学过程。 BOD EVO可深入研究样品有机物生化降解过程根据水样耗氧曲线，可深入研究水样有机物生化降解反应过程中的“滞后现象”等。不得不说，BOD EVO是生化需氧量测量领域的一款革命性产品。

成果名称 扫描探针显微镜宽动态范围电流测量系统的研制 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 &radic 研发阶段 □原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 成果简介： 扫描探针显微镜（SPM）是研究材料表面结构和特性的重要分析设备，具有高精度和高空间分辨的优点，可以在多种模式下工作。其中，扫描隧道显微镜（STM）和导电原子力显微镜（CFM）技术，通过探测偏压作用下针尖与样品间产生的电流，可以获得器件电学特性或材料表面局域电子结构等重要信息，成为目前微纳电子学研究领域的重要工具。SPM中用于探测针尖与样品间电流的关键部件是电流-电压转换器（I-V Converter），其作用是把探测到的微弱电流信号转换为电压信号以便后续处理。目前商用SPM设备中采用的是虚地型固定增益线性电流-电压转换器，典型灵敏度为108 V/A，其主要缺点是电流测量的动态范围较小，只能达到3~4个数量级，这使得目前SPM的电流测量能力被限定在10pA~100nA之间，阻碍了SPM在微纳电子学领域的应用。 2012年，信息学院申自勇副教授申请的&ldquo 扫描探针显微镜宽动态范围电流测量系统的研制&rdquo 获得了第四期&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金的支持，在项目资金的支持下，申自勇课题组开展了富有成效的工作，包括：（1）宽动态电流测量系统总体设计；（2）测量系统与SPM控制系统的接口设计；（3）测量系统加工制作和联机调试；（4）测量系统性能指标的测试评估与优化。此外，课题组还克服了皮安级微弱电流的高精度低噪声测量、反馈回路中用于非线性转换的双极结型晶体管的温度补偿等技术难题，所研制的测量系统取得了良好的效果。目前，该项目已经顺利结题，其成果装置已经在该课题组相关仪器上正常使用，并在向校内外相关用户推广。 应用前景： 扫描隧道显微镜（STM）和导电原子力显微镜（CFM）技术，通过探测偏压作用下针尖与样品间产生的电流，可以获得器件电学特性或材料表面局域电子结构等重要信息，成为目前微纳电子学研究领域的重要工具。

项目编号：SDJDHF20220606-Z371项目名称：山东大学多谱线高速实时四维动态成像系统采购项目预算金额：320.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：320.0000000 万元（人民币）采购需求：标包货物名称数量简要技术要求1多谱线高速实时四维动态成像系统 1套详见公告附件合同履行期限：详见招标文件要求。本项目( 不接受 )联合体投标。山东大学多谱线高速实时四维动态成像系统采购项目公开招标公告.pdf

索引：高标准农田气象监测系统——一款实惠物美的农业环境监测仪@2023动态已更新型号：FT-NQ12 品牌：风途科技一、产品简介FT-NQ12农业气象站是一款高度集成、低功耗、可快速安装、便于野外监测使用的高精度气象观测设备。该设备由气象传感器，采集器，太阳能供电系统，立杆支架，云平台五部分组成。免调试，可快速布置，广泛运用于气象、农业、林业、科学考察等领域。二、产品特点1.低功耗采集器：静态功耗小于50uA2.标配GPRS联网、支持扩展蓝牙、有线传输3.七寸安卓触屏，版本：4.4.2、四核Cortex&trade -A7，512M/4G4.支持modbus485传感器扩展5.太阳能充电管理MPPT自动功率点跟踪6.三米碳钢支架，两节螺纹旋接7.短信报警，超限后向指定的手机上发送短信8.ABS材质防护箱，耐腐蚀、抗氧化，防水等级IP66三、技术参数1.采集器供电接口：GX-12-3P插头，输入电压5V，带RS232输出Json数据格式,采集器供电：DC5V±0.5V峰值电流1A,2.传感器modbus、485接口：GX-12-4P插头，输出供电电压12V/1A,设备配置接口：GX-12-4P插头，输入电压5V3.太阳能供电、配置铅酸电池，可选配30W 20AH/50W 20AH/100W 100AH.充电控制器：150W，MPPT自动功率点跟踪，效率提高20%4.数据上传间隔：1分钟-1000分钟可调5.屏幕尺寸：1024*600 RGB LCD6.部分传感器参数名 称 测量范围 分 辨 率 准 确 度 风　速 0～30m/s 0.01m/s ±(0.1+0.03V)m/s 风　向 0～360°（16方向） 1/16 1.0m/s) 空气温度 -40-80℃ 0.1℃ ±0.3℃（25℃） 空气湿度 0-100%RH 0.10% ±3%RH 大气压力 30-110Kpa 0.01Kpa ±0.02Kpa(相对) 雨量 ≦4mm/min 0.01mm ±0.2mm 光照 0-18.8W LUX 1lux 5% 二氧化碳 500-5000PPM 1PPM ±50PPM±读数的3% 土壤温度 -40~80℃0.01℃±0.5℃土壤湿度 0-100%0.01%±3%土壤电导率EC0-20000us/cm10us/cm±5%土壤PH（探针）3-90.1≤5%/year四、云平台1.CS架构软件平台，支持手机、PC浏览器直接观测、无需额外安装软件。2.支持多帐号、多设备登录3.支持实时数据展示与历史数据展示仪表板4.云服务器、云数据存储，稳定可靠，易于扩展，负载均衡。5.支持短信报警及阈值设置6.支持地图显示、查看设备信息。7.支持数据曲线分析8.支持数据导出表格形式9.支持数据转发，HJ-212协议，TCP转发，http协议等。10.支持数据后处理功能11.支持外置运行javascript脚本

首场显微分析应用系列报告在建党百年之际，隆重拉开序幕。2021年7月1日，TESCAN Micro-CT产品经理以及科吉思高级数岩专家分别介绍了：工业CT革命性的真实时4D原位动态技术；以及X-ray CT在油气行业勘探开发中的应用。 该前沿技术令参会者们无不惊叹，并对其在油气领域应用实例中的成果产生强烈兴趣。真实时4D原位动态CTTESCAN正进入一个新纪元 - 一场由实时高时间分辨率Micro-CT开启的新时代。在时间分辨领域，Micro-CT成像技术一直在发展，经历了静态、延时成像、“4D”成像等。这些技术试图对样品在一段时间内的变化进行成像，时间范围可以是数秒、数分钟、数小时甚至数天或数周，一个从间断的到连续的过程。通常“延时成像”可以看作是定格动画，图像有间断，是不连续的，而实时“动态成像”是平滑的运动图像。“动态”CT是时间分辨X射线成像最高级别的应用，要求能够追踪样品的变化，并需要不断对其进行成像。TESCAN-欧洲电镜服务领导品牌更多有关Micro-CT应用案例，请登陆“中国电镜用户之家”查看.会议 • 详情X射线micro CT油气领域解决方案孟方礼 Micro CT产品经理想要了解更多关于该领域内的Micro-CT技术和应用案例，请登陆“中国电镜用户之家”查看.X-ray CT在油气行业勘探开发中的应用王寅 科吉思高级数岩专家更多报告资料，请登陆“中国电镜用户之家”查看。此次报告近千名观众见证了直播的成功举办！最后感谢专家的参与，并与我司分享Micro CT在油气领域的最新课题和应用实例。希望能为老师和专家提供一个学习、进步的平台，TESCAN始终秉持成就客户，服务科研的核心价值观。登陆”中国电镜用户之家“，可直达资料分享区。以下延申阅读内容，可在TESCAN微信公众号查看原位动态四维成像应用案例：天然砂岩的空隙尺度排水行为研究和石灰岩矿化过程研究前沿应用丨TESCAN Micro-CT 应用于风机叶片的结构缺陷研究第三场研讨会 | Micro-CT和增材制造：3D到4D的演变干货分享 | 选矿专题报告（上）最高时间分辨X-CT惊艳亮相-真4D原位动态技术

Dynamics of ammonia volatilisation measured by eddy covariance during slurry spreading in north ItalyRossana Monica Ferraraa, Marco Carozzib,*, Paul Di Tommasic, David D. Nelsond, Gerardo Fratinie, Teresa Bertolinif, Vincenzo Magliuloc, Marco Acutisg, Gianfranco Ranaaa Consiglio per la ricerca in agricoltura e l’analisi dell’economia agraria—CREA, Research Unit for Cropping Systems in Dry Environments, via C. Ulpiani 5, 70125 Bari, Italy b INRA, INRA-AgroParisTech, UMR 1402 ECOSYS, Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes, 78850 Thiverval-Grignon, Francec National Research Council of Italy, Institute for Mediterranean Agriculture and Forest Systems (CNR-ISAFoM), 80056 Ercolano, Italy d Aerodyne Research Inc., Billerica, MA 01821, United States e LI-COR Biosciences GmbH, Siemens Str. 25a, 61352 Bad Homburg, Germany f Euro-Mediterranean Center on Climate Change (CMCC), Via Augusto Imperatore 16, 73100 Lecce, Italy g University of Milan, Department of Agricultural and Environmental Sciences, via G. Celoria 2, 20133Milan, Italy摘要2009和2011年春在意大利北部农田两次测量污泥施肥后氨气排放扩散试验，从施肥、耕地作业至排放现象结束用窝动相关法EC测量氨气通量变化。涡动相关法系统配备Aerodyne氨气快速测量仪能持续监测施肥后氨气挥发情况，分别在24h和30h后耕地作业监测到氨气挥发量突然降低。其中两次试验最大氨气排放为138.3和243.5ugm-2s-1，施肥7天后NH4-N总损失为19.4%和28.5%。试验发现涡动相关法和反向拉格朗日随机模型在动态排放量化结果一致，同时由于排放扩散和气象条件关系因素造成两次试验氨损失不同。结果表明为了提高施肥后氮效率耕地作业最好接近24h内进行，气候条件限制氨气排放（如多云、低温）。概述氨气在气候化学和许多与之相关排放和沉降环境问题扮演重要角色。在欧盟27个成员国中90%氨气来源农业肥料的储存和扩散，畜牧业和合成肥料使用。评估施肥作业中氨气损失与田野和农场氮平衡关系提高农业氮效率合适技术。试验地点试验地点时间为2009（SI-09）3.9ha和2011（SI-11）4.3位于意大利北部Po Valley，两块试验田相邻且农业管理相近。SI-09试验时间为2009.3.26-4.3污泥施肥为87m3/ha,8：00am开始，24h后耕地作业深25cm,持续时间分别为7和1.5h,氨态氮总量为95kg/ha NH4-N。SI-11试验时间为2011.4.6-4.13污泥施肥为75m3/ha,8：30am开始，30h后耕地作业深25cm,持续时间分别为5和2h,氨态氮总量为109kg/ha NH4-N。测量方法01两种氨气浓度测量方法ALPHA被动式扩散采样器位于逆风向距离试验田2.3km测量氨气环境背景值，柠檬酸滤纸捕获氨气比色法测量，。Aerodyne QC-TILDAS氨气快速分析仪监测分子在967cm-1处对辐射的吸收测量每摩尔湿空气摩尔氨气，为了保证数据可靠性每6h用标准化氨气罐进行自动校正。02涡动相关法(EC)测量氨气通量把垂直方向的瞬时风速和氨气浓度的协方差定义为氨气垂直方向通量，采样间隔为30分钟，并考虑到空气密度改变WPL对其结果的影响，WPL作用通常取决于气体背景浓度和通量的等级。EC系统放置在试验田中间，离边界SI-09为78m和SI-11为93m，配备Gill-R2 Sonic Anemometer三维声波风速仪和Aerodyne QC-TILDAS氨气浓度测量仪， 模拟信号从QC-TILDAS传导至Sonic Anemometer，通过EddySoft 软件同时将模拟信号和风速数据进行整合，使用EddyPro软件线下计算每半小时氨气通量。在湍流通量计算失效后系统对试验数据自动进行筛选，同时由于EC系统光谱衰减不可避免性使用频率响应修正系数法对通量损失进行校准。03分散模型反向拉格朗日随机模型（bLS）推测氨气的扩散，使用三维声波风速仪的湍流参数u*,L和Aerodyne QC-TILDAS测量的氨气浓度，ALPHA背景浓度值结合GPS记录排放源区进行建模。数据分析01气象数据对SI-09和SI-11气象数据和微气候数据进行整理（雨量、温度、湿度、风速、太阳辐射、摩擦速度u*和稳定参数z/L）对比，总体SI-09比SI-11气候条件更稳定不利于氨气扩散。02通量源区SI-09试验中白天和晚上89和87%通量来源于试验田中，在SI-11试验中白天和晚上96和94%通量来源于试验田中。SI-09白天(40m比61m)和晚上(76m比164m)的通量源区最大峰值都小于SI-11，主要归结于SI-11更高的大气稳定性。03氨气浓度和氨气通量氨气浓度分析：如图Fig.6由ALPHA被动式采样器和Aerodyne QC-TILDAS测量氨气浓度对比结果看出两种测量结果趋势相似，证实了采集数据的有效性，SI-09和SI-11的RMSE为114.3和102.5ugNH3m-3，R2为0.89和0.9，斜率为1.21和0.95，CRM为-0.04和-0.06。在SI-09中ALPHA和QC-TILDAS浓度有明显差别，周围环境条件是实质因素如高湿度97.7%、低温11.7℃和低风速0.88m/s。氨气通量分析：如图Fig7a-d显示两次试验氨气浓度值和通量表以及空气土表温度湿度总辐射和降雨量。两次试验氨气通量巨大差异主要由于天气条件，特别是SI-11空气温度比SI-09高有利于挥发，同时SI-09降雨和空气温度降低减少了氨气挥发；虽然两次试验耕地作业时间不同，但从标准化氨气累计损失看时间动态非常相似，天气条件是影响氨气浓度和通量主要因素。下图Fig.9显示EC系统和bLS对两次试验通量对比，bLS对于SI-09通量数值稍有高估，对于SI-11有些低估。但显出两种试验方法在两次试验的一致性。结论Aerodyne QC-TILDAS气体监测仪在测量粘性气体NH3优势原理：Aerodyne痕量温室气体&同位素气体监测仪使用可调谐红外激光直接吸收光谱(TILDAS)，在中红红外波长段，来探测分子最显著的指纹跃迁频率。直接吸收光谱法，可以实现痕量气体浓度的快速测量（1s）；采用像散型多光程吸收池技术实现激光可控通道数大于200个,有效测量光程可达76m甚至更长，有效的提高氨气分子的测量精度。NH3、HONO等粘性分子测量优势：粘性气体NH3化学性质活跃，粘性非常大，易于附着在器壁或固体颗粒上，且其易于在气相和颗粒相之间相互转化，这些特性造成了其测量的困难性。★测量精度为ppt级 1S 100SNH3 50ppt 10pptHONO 210 ppt 75 ppt★活性钝化系统（Aerodyne Active Passivation system），提高粘性分子的响应时间，且对高频10HZ测量有着很小的损失量（如图）采用活性钝化系统后，NH3测量的时间常数和高频通量变化（时间常数更快，高频通量损失修正更少）★惰性颗粒分离装置（Aerodyne Inertial Inlet），有效减小颗粒对粘性分子的影响，保证进样口及内部镜片的整洁★特殊渗透管路（permeation tube），减小管路壁的黏着，并有效减小管路中的水凝结及压力★针对全自动动态箱测量，采用特殊telflon材料，具备critical orifice装置，多通路同时进气，并采取气压式控制方式，降低能耗。★采用全新中红外光谱范围，可以测量更多分子，并保证精度，如NH3、O3和CO2；HONO、N2O可在一个激光下测得，如果采用双激光，可测量更多的气体分子。★与普通气体分子具备一致的快速响应时间（10HZ）★适配于涡度协方差测量和全自动箱自动测量，并可通过独特采样系统实现自由切换。活性钝化系统 Aerodyne 双激光直接吸收法分析仪在N2O、NH3、HONO、COS等痕量温室气体及含N同位素气体δ15Nα /δ15Nβ /δ18O；含C同位素气体δ13C/δ18O、H16OH/H18OH/H16O；12C17O16O/13C18O16O 及δ13C/δD/CH4 的应用文献和观测方案，请来电垂询。

泽铭环境搭乘环监001赴渤海走航式实时数据监测9月17日，生态环境部召开2020年前三季度渤海综合治理攻坚战视频调度会，确保渤海综合治理攻坚战胜利收官。一要巩固提升海域环境质量；二是加快推进生态修复任务；三是强化环境风险防控工作。渤海是我国唯一的半封闭型内海，其自然生态独特、地缘优势显著、战略地位突出，是环渤海地区经济社会发展的战略支撑和关键依托。10月12日，“中国环监001” 从大连市扬帆起航，开始执行渤海水质监测秋季航次辽东湾航段的监测任务。泽铭环境本着“让环境更美好”的企业使命，参与了本次水质监测任务，为国家海洋事业发展贡献一己之力。本次监测任务由海洋中心王卫平老师带队，监测区域为渤海外侧一圈，入海口断面以及渤海中部，监测站点共计37个。我司的主要任务为硝氮，亚硝氮，氨氮以及磷酸盐四参数的实时监测。此次航行搭载我司自主研发的500与800系列仪器，真正实现了实时数据监控，走航数据监控，以及实时查看水质数据。500系列本着体积小，测量参数全，线路管路简洁明了这一优势在船舱里发挥着重要优势；而800原位系列仪器可以在水下实时工作，真正实现营养盐的原位监测。历经6天5夜，10月17日，泽铭环境出色的完成了所有监测任务，使海洋生态环境“碧海2020”海水污染的整治又向前迈出了一步，为推进海洋生态在线监测夯实了基础。为早日实现海洋数据远程以及实时监控，我们义不容辞！

激光全息技术开创了前所未有的最佳非标记实时细胞分析，可以在细胞自然生长状态下，无需任何标记，即可实时分析细胞的增殖，分化，凋亡，并可实时提供视野内每个细胞的运行轨迹及形态变化。 激光全息技术有别于电阻法和其他的标记显微技术，激光全息技术利用激光干涉原理，可以定量每个细胞的形态参数，包括体积，面积，厚度，圆度，不规则度等等，并可进行细胞3D形态的观察。 仪器小巧，可在桌面观察样品，也可直接放入培养箱，实现边培养边观察。633nm的微弱红光，经历长时间多次曝光，不会对细胞造成任何伤害 右图为放置在培养中的M4激光全息显微镜 技术应用 M4自动聚焦，全程无需手动调焦。实时追踪细胞形态变化，并可以以Video的形式导出，呈现最真实的3D图像 如应用到人类胰腺肿瘤细胞系PaTu 8988S和PaTu 8988T细胞骨架动态变化。经过Latrunculin B 处理后的细胞形态的变化过程。 应用于细胞凋亡研究 纳米级的分辨率能观察到细胞分化整个过程 研究小鼠神经元在凋亡时体积的变化，监控凋亡的整个过程，结合细胞计数功能，量化细胞的存活率。可应用于药物筛选。 实时拍摄细胞迁移功能 细胞计数功能--自动生成体积、面积与细胞数量的分布图，以及细胞总数量以及每ml细胞数量。 细胞追踪功能 选择靶标细胞进行实时追踪，监控肿瘤细胞运行的轨迹以及迁移速率，运动速率 自动导出的细胞迁移轨迹图谱 实时监控细胞体积的变化，检测细胞分化 瑞典Phiab公司简介： 瑞典Phiab公司是激光全息细胞分析的全球领导品牌。激光全息技术开辟了细胞成像分析的新纪元，被国外专业杂志评价为开创性技术。M3激光全息细胞成像及分析系统作为专业细胞全息分析的第一品牌，提供无与伦比的细胞形态学分析和实时3D成像技术，将开启细胞形态学分析新的研究领域。 瑞典Phiab公司国内独家代理： 北京倍辉科技有限公司 www.bio-sun.com.cn

内外兼修，研究更透TESCAN又一重大突破，实现Spectral CT 分析成分技术，为显微 CT 成像引入新维度。Micro-CT用户现在“鱼与熊掌”可皆得：既能实现整个样品的无损原位成像，又能研究材料从内到外的成分信息，这只需一台TESCAN micro CT。1突破传统Breakthrough”2022年 6 月1日，捷克布尔诺——TESCAN ORSAY HOLDING a.s. 宣布首次用于显微CT 系统的新技术-Spectral CT 分析功能。它可在 TESCAN 先进的结构成像能力基础上，提供样品内部任何位置的化学信息。借助Spectral CT, 材料科学家们还可以看到材料成分和纯度的最细微变化，并且可以区分低对比度材料（例如聚合物），而仅使用传统 micro-CT 是无法做到这一点的。2看透结构识别成分Research value”TESCAN产品营销经理 Wesley De Boever 博士说：“Spectral CT 是 TESCAN 独特的尖端技术，极大地扩展了我们的显微CT 产品线的功能。“Micro-CT 提供了出色的结构信息，现在，使用 Spectral CT，客户还可以了解他们的样品中的成分，识别和区分化合物，并了解它们的浓度和密度。用传统的基于吸收的显微 CT 不可能完全识别出化学成分。”3不是一般的分析光谱Mechanism”Spectral CT的独特之处在于它不仅可以测量样本吸收了多少 X 射线，还可以计算单个 X 射线光子。通过将这些光子，根据它们在不同 bin 中的能量进行划分，可以分析光谱，从而精确计算样品的衰减系数。这使得用户可以计算密度，并查看使用传统显微 CT 看不到的不同材料之间的对比。用户还可以根据 k-edge成像识别未知矿物，从传统 CT 扫描中去除伪影，或计算样品中不同物质的浓度。4更多详情More Info”SpectralCT 是 TESCAN 的 UniTOM XL和CoreTOM的一个附件，UniTOM XL它是一种多功能的多尺度显微 CT系统，用于对各种样品进行高通量实验，而 CoreTOM 则用于地球科学中的多尺度显微 CT 研究。现有的 TESCAN UniTOM XL 或 CoreTOM 仪器也可以升级到Spectral CT，而不会影响系统的任何功能。它是一个完整的硬件/软件解决方案，集成到 micro-CT 系统中，非常易于使用，只需单击一下即可在micro CT和Spectral CT之间切换。完整的软件套件具有光谱数据的采集、重建和分析功能。 更多应用详情，请进入CT官网查看。【其它案例】搜索b站视频：TESCAN中国有关TESCAN Micro-CT前沿技术和部分应用已被“科技界4大杂志巨头”之一Wiley收录： 延伸阅读概览原位动态四维成像应用案例：天然砂岩的空隙尺度排水行为研究和石灰岩矿化过程研究前沿应用丨TESCAN Micro-CT 应用于风机叶片的结构缺陷研究前沿技术 | 当时间分辨率遇上空间分辨率 （上）3D打印 | 显微CT揭示：您的原位力学曲线精确吗？最高时间分辨X-CT惊艳亮相-真4D原位动态技术有关TESCAN

输电线路动态增容技术在智能电网中的应用1. 前言 向可持续和环境友好型能源供应过渡对社会和工业都是一个挑战，而电网正成为一个瓶颈。同时，随着社会经济持续快速增长，用电负荷增长迅速，而输电线路的输送容量受到热稳定限额的制约，远不能满足实际需求。然而，扩建电网既费时又费钱。但实际上，已经有可能通过依赖天气的架空线路运行来提高现有容量的利用率，简而言之：输电线路动态增容（DLR— Dynamic Line Rating）。 输电线路动态增容技术是在保证系统稳定、设备安全的前提下，通过对线路的运行状况和外界环境进行实时监测和分析，实时计算出满足热稳定限额的最大输送容量，并根据计算结果进行实时调整输送容量，充分利用线路客观存在的隐性容量，提高输电线路的输送能力，同时减少输电设备的投资。动态增容技术在不突破现行技术规程规定的条件下，可保证系统稳定和设备安全运行，因此有很强的实用性，对满足社会经济快速增长有着积极的作用。2. 影响输送容量的因素 输送容量由载流量决定。载流量是在规定条件下，导体能够连续承载而不致使其稳定温度超过规定值的最大电流。导线温度的变化受发热功率和散热功率决定，发热功率包括：太阳光照射吸热、电流作用热、磁滞损耗等，散热功率主要包括有空气流动引起的热量流失、导线自身向外界辐射的热量等。综上，导线实际输送容量或载流量主要与 2 个因素有关：Ø 自然因素o 风速风向、温湿度、太阳总辐射，导线温度等Ø 导线的物理性能。o 导线的吸收系数、辐射系数、最大允许温度、导线直径、阻抗等 图1 影响线路载流量的环境因素 导线的物理性能不在本文的讨论范畴。导线随着温度的升高而膨胀，线路下垂，产生弧垂现象，垂度同时受到线路的电流负荷和线路周围的小气候的影响。为了更好地监控弧垂和净距控制，需要对线路周围的小气候进行智能可靠的监测，监测因素包括：大气温度、光辐射、风速等。下面展示了几个要素对输送容量的影响程度：Ø 大气温度F 2 ℃的波动 – 约±2% 容量F 10 ℃的下降 – 约+11% 容量Ø 光辐射F 云遮挡 – 比较小F 日食 – +18% 容量Ø 风速提高1m/sF 45゜ – 约 18% 容量F 90゜ – 约 23% 容量 图2风速对等电流线路温升的影响 图3风对线路的影响 从图2可以看出，风速越大，线路的温升越小；反之，风速越小，温升越大。图3直观的展示了受风影响的一段线路，温度较低，线会更加紧绷；相反，在无风或弱风状态下的线路，温度更高，线会变得更松弛，弧垂越严重。3. 输电线路动态增容的概念 在有利的天气条件下，导体能承受高达约150%的电流负荷增加或更高。为了保证极端条件下的安全运行，德国电网运营商根据所谓的标准仲夏天气条件计算了很长一段时间，即：在静态环境下，温度35°C（95°F），风速0.6米/秒的弱风和900瓦/平方米的强太阳辐射。在中欧地区，这种情况在一年中的只有几天而已。因此，在所有其他时间里，线路可以承受更大的电流负荷。输电线路动态增容的目标是使用这些以前未使用的容量，在不突破现行技术规程规定的条件下或不超过静态容量前提下，来提高传输容量，充分利用传输线路。 图3 输电线路动态增容的示意图 从图3很清晰地看出，一个比较长的时间段里（如：1年）， 可以利用的未使用的容量是非常巨大的。在使用过程中需要注意以下几点：一、实时地确定可以利用的真实动态容量；二、提高系统的可靠性；三、优化电网的时效。4. 动态增容监测系统的系统结构 输电线路动态增容实时在线监测系统，就是利用传感器采集这些自然因素，结合导线的物理性能 计算出导线的实时载流量，分析并计算出输电线路的隐性容量。动态增容在线监测系统，共包括 3部 分：采集终端、动态增容主站和数据存储服务器。其中，采集终端包括：机箱、供电、数采、传输模块、各类传感器和摄像头。 5. 气象要素监测解决方案 导体温度直接接触测量固然是一种方案，但是受外界强电磁干扰等因素，测量难度大。外界环境因素测量是对导体温度直接测量的补充，同时，优化动态容量实时调整提供数据支撑。OTT Hydromet公司是一家专业的气象水文系统解决方案服务商，以下产品可以很好的服务于电网动态增容系统里。Ø 气象传感器Lufft WS501，集成度高，用于测量温度、湿度、气压、太阳辐射、风速和风向Ø 安装在桅杆上，尽可能精确地测量导线上的主要条件；Ø 用于可靠数据收集和存储的Sutron XLink 500数据记录器； Ø 电源和通信由专门设计的OTT 机柜提供，由太阳能电池板供电；

压缩感知成像作为一种计算成像技术，具有突破奈奎斯特采样极限、高通量测量、单像素成像等优势，在对地遥感、激光雷达、生物医学等领域具有重要应用价值。然而，传统压缩感知成像在空间、时间动态范围上与普通成像相比均存在不足。一方面，压缩感知成像对探测器提出了过高的动态范围要求，导致在有限探测器位数条件下的成像质量较低；另一方面，由于压缩感知成像需要多次调制与测量获取信息，因此难以满足实时成像的应用需求。针对空间、时间高动态压缩感知成像的实际需求，中国科学院国家空间科学中心复杂航天系统电子信息技术重点实验室的刘雪峰团队开展了一系列研究工作，并不断取得新进展。在空间高动态成像方面，该研究团队提出了一种稀疏测量结合并行抖动的压缩感知成像方法，利用稀疏调制降低待测信号动态范围，并以叠加随机抖动信号的多像素探测提升光学测量的有效动态范围，显著提高了探测器位数受限时的压缩感知成像质量，并将对探测器的动态范围需求降低至1比特（图1）。相关工作发表在光学领域国际学术期刊Optics Express（IF:3.833）上，并于近日被全球工程领域著名科技网站Advances in Engineering（AIE）遴选为关键科学文章进行专题报道。在时间高动态成像方面，该研究团队与北京理工大学量子技术研究中心合作开展了并行压缩感知成像技术的研究，提出基于并行调制采样的系统标定与图像重建方法，使压缩感知成像达到实时成像速度，同时具备像素超分辨成像能力。基于此原理，研制高分辨率中红外成像样机，可利用320×256像素中波红外探测器实现1280×1024分辨率实时成像（图2），该技术对于解决高性能红外传感器分辨率不足对红外成像设备发展的制约具有重要意义。相关工作发表在光学领域国际学术期刊Optics and Laser Technology（IF:4.939）上。图1. 不同探测器动态范围条件下的压缩感知成像结果对比图2. (a) 中红外像素超分辨成像样机示意图 (b) 对分辨率靶标及远距离目标的超分辨成像结果

【企业动态】欧波同亮相天津大学第二十届仪器设备展示会 2016年4月22日，“天津大学第二十届仪器设备展示会”在天津大学北洋园校区体育馆拉开帷幕。本届展会是集学术交流和先进设备仪器推广的大型综合性展会。欧波同有限公司（以下简称“欧波同”）作为中国微纳米技术供应商，参加此次展会，并与来自国内外的用户进行交流，同时在展会期间安排产品的演示和答疑。“天津大学第二十届仪器设备展示会”欧波同展位 为了让师生能够了解显微分析的新技术、新产品信息，欧波同特携蔡司智能3D数码显微镜Smartzoom5、Primotech显微互动教学系统、研究级智能体视显微镜Stemi 508、万能研究级偏光显微镜Axio Scope A1 pol等仪器亮相展会，吸引大批前来观展者驻足参观。展会上，各大高校的教师们对Primotech显微互动教学系统十分感兴趣，还亲自操作体验，并与欧波同技术工程师进行深入交流。很多参观者都对蔡司显微镜的成像质量赞不绝口。参观者与欧波同工作人员进行深入交流 Primotech显微互动教学系统，借助无线网络及蔡司研发的成像应用软件Matscope，轻松简单的实现实验室或教学中多个用户和多台显微镜互联。通过无线网络分享图片和视频，改变了传统教学模式中的枯燥形式。教师借助这套系统可以构建高易用性、强针对性、广覆盖性的教学模式，实现趣味教学、特色教学，使学生学习气氛浓郁，全面提升教学效果。智能3D数码显微镜Smartzoom5Primotech显微互动教学系统研究级智能体视显微镜Stemi 508万能研究级偏光显微镜Axio Scope A1 pol 欧波同十余年来一直致力于将国际顶级品牌的显微镜介绍给广大的中国用户，同时也十分注重与全国各大高校之间的紧密合作，把更多、更先进的教学设备零距离的展现在师生面前，力争为材料检测行业的学子们提供更加优质的实验室仪器，为中国材料检测行业的发展贡献一份力量！

“隔空取物”是人类的梦想。这种科幻超能力现被超声科技实现并可望用于治病救人。近日，中国科学院深圳先进技术研究院研究员郑海荣团队开发出一种相控阵全息声镊操控技术，在生物体及血流中实现了对含气囊细菌群的无创精准操控和高效富集，在动物模型中实现了肿瘤靶向治疗应用。相关研究成果以In-vivo programmable acoustic manipulation of genetically engineered bacteria为题，发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。该相控阵全息声镊系统基于高密度面阵列换能器产生可调谐三维体声波，通过对空间声场在活体血管内等复杂环境中的时空精准调控，在活体血管内等复杂环境中操控了含气囊细菌团簇，使其精准地移动到目标区域并发挥治疗功能，有望为肿瘤的靶向给药和细胞治疗等提供理想手段。光、声、电、磁等经典物理手段是实现“隔空取物”非接触操控物体的可能途径。光镊操控技术于2018年获得诺贝尔物理学奖，在微纳尺度颗粒操控上展示出精准优势，但存在对非透明生物体穿透深度有限的问题；磁镊一般需要磁性颗粒的结合，易导致细胞活性受影响。相较而言，基于高频声波梯度声场设计的声镊技术是一种通过声波与目标物体相互作用产生辐射力以实现非接触操控物体的方法，在非透明生物体系中具有作用力大、穿透性强、操控通量高等优势。基于空间体波的相控阵全息声镊具有声场时空动态调控能力且实验架构灵活，是生物体等复杂环境内实现对目标进行靶向操控的理想手段。      郑海荣带领的深圳先进院医学成像团队，经过十多年声操控技术积累，基于超声辐射力作用原理，利用高密度二维平面阵列和多通道可编程电子系统，结合空间声场调制、超声成像和时间反演算法，提出并构建了可编程相控阵全息声镊理论、技术和仪器体系，为生物体等复杂环境下的精准声操控奠定了基础（图1）。该团队分析不同声对比系数粒子受到的声辐射力，完成初步的理论验证；模拟活体组织环境，利用时间反演矫正声波畸变，构建复杂环境中精准声操控的模型；交替发射超声成像与操控脉冲，实现非透明介质中超声成像实时引导的三维声镊。该团队继续在相控阵全息声镊领域深耕，推动了二维高密度超声阵列的微型化以及融合显微成像，初步实现了细胞、微生物等的离体三维声操控验证，进一步结合基因编辑等技术，推进了可编程相控阵全息声镊在各领域的关键应用。该工作推动相控阵全息声镊高精度高通量操控技术取得了生物医学应用的突破，实现了在体声操控细菌对于实体肿瘤的靶向治疗（图2）。     从理论研究层面，该团队提出了复杂声场环境中声辐射力离散表达与计算理论，解决了复杂声场的任意结构微粒受力量化表征的问题，并探究了复杂环境中空间声场作用下操控目标的动力学行为。从工程研发层面，该团队通过长期的技术探索与积累，攻克了高密度声镊换能器研发中声场设计和制造工艺等难题，研制了二维高密度超声换能器阵列，利用全息元素构建和时间复用的方法，结合多通道高精度时间反演超声激励，实现了强梯度声场生成和复杂声场的时空动态调控。从生物医学应用层面，该团队利用基因编辑技术，在细菌细胞中产生了亚微米气体囊泡，提升了细菌的超声敏感性，增强了其受到的声辐射力，使得含气囊细菌可以克服流体拉力，驱使它们在焦点区域聚集形成团簇（图3）。     当工程菌被聚集成团簇后，通过电子控制声束沿着预设可编程的轨迹移动，如在分叉微流腔中的细菌团簇可以选择性地通过分叉口，或在无边界条件下沿着字母A形进行移动，或同时操控两个团簇沿着矩形路径移动。整个团簇的轨迹与预设路径匹配。利用全息声元素构架法，阵列可以产生具有不同拓扑电荷的聚焦涡旋。当预设的拓扑荷数发生变化时，含气囊细菌团簇所显示的涡旋场模式随之发生变化。由于角动量的存在，团簇可以围绕涡旋中心连续旋转。     生物体组织结构复杂易引起声波畸变，且高速血流的存在阻碍了血管内的声操控。该团队结合相控阵全息声镊与显微成像，构建动物模型，实现了在活体动物水平通过电子控制声束对含气囊工程细菌进行可编程操控。在小鼠尾静脉注射工程菌后，该研究利用小鼠透明背脊皮翼视窗模型进行观察，打开相控阵全息声镊，使得工程菌在声束焦点处聚集。研究通过对含气囊工程菌和普通大肠杆菌分别在小鼠背部浅表血管中进行声捕获比较发现，只有含气囊工程菌可以被捕捉在聚焦声束中心，并在血管中形成簇状。进一步，研究在不同直径的血管也尝试对含气囊工程菌进行声捕捉。进一步，通过电子偏转声束，研究实现了含气囊工程菌的体内声操控。在声镊操控下，含气囊工程菌可以沿着血管前后移动，还可以选择性地穿过血管分叉。声镊可以同时操控两个工程菌团簇在同一条血管中，将其彼此靠近或远离。上述研究表明，相控阵全息声镊系统操控含气囊细菌团簇的运动可严格按照程序设置进行，展示出优异的时空操控精度，使这些细菌能够逆流或按需流动到活小鼠的预设血管中。     进一步，高通量相控阵全息声镊操控技术可以显著提高肿瘤中工程细菌的聚集效率，并结合细菌的肿瘤杀死活性，抑制了肿瘤的生长速度，延长了荷瘤小鼠的生存期（图4）。     本研究证明了相控阵全息声镊仪器系统可以作为活体内非接触精准操控细胞的新工具。以相控阵全息声镊为手段，功能细胞及细胞球为载体，在免疫细胞治疗、组织工程、靶向给药等方面颇有应用前景。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院和深圳市科技创新委员会等的支持。 图1.相控阵全息声镊系统示意图（Research，2021）图2.相控阵全息声镊系统在体操控细胞示意图（Nature Communications，2023）     图3.声聚集基因编辑细菌和普通细菌对比图4.声操控基因编辑细菌治疗肿瘤实验

2009年，新年伊始，挪威安娜泰克有限公司(AnaTec AS，Norway)发布了其最新的动态颗粒图像分析技术，三维图像动态识别专利(3D images)，并携带其主打产品，FPA颗粒图像分析仪及DustMon粉尘浓度测量仪，在中国各主要城市进行了为期一周的巡回展示，得到了相关应用领域专家的一致好评。 　　Mr. Terje Jorgensen，安娜泰克有限公司执行总裁，全程参与了瑞士华嘉有限公司为该产品在中国首发的一系列市场活动。作为一种全新的动态颗粒图像分析技术，安娜泰克公司采用了比常规动态图像分析方法更为先进的3D images(三维图像动态识别)专利，能实时区分同一颗粒在不同影像位置时的几何形态，配合多种高效快捷的全自动取/进样器，被测样品量大，能真正得到极具代表性的颗粒图像分析结果。 　　二十多年来，挪威安娜泰克有限公司一直致力于在线及实验室用颗粒图像分析技术的研究与生产，开发出一系列针对不同应用领域的高性能图像分析仪器。前身为Norsk Hydro集团(全球500强公司之一)的研发机构，安娜泰克以其在诸多工业应用领域成熟的技术平台，能够为终端客户量身定制，提供颗粒图像分析的全套解决方案，包括硬件配置，软件设计，系统安装，技术支持及反馈。安娜泰克的所有产品结构牢固，操作简单(兼容LIMS系统)，在建筑材料，食品工业，矿物加工，制药原料，石油石化等领域有着广泛的应用前景。

国家卫生计生委近日公布《食品安全相关行政许可评审专家管理办法》，规定相关人员不得以国家卫生计生委评审专家名义从事商业活动，或对外发表有关评估言论。 　　办法明确，食品安全专家库实施动态管理，专家聘期5年，名单向社会公开。办法规定，如遇到专家所在单位参与申报产品研制，或专家担任申报企业技术顾问等专家与申报产品存在利益关系的情况，评审专家应当主动向评审机构申请回避。如专家违反此办法有关规定，由评审机构报国家卫生计生委核准后，解聘其专家资格，并通报专家所在单位。专家还应承担由此引起的其他法律后果。

近日，广东省计量院承担的原省质监局科技计划项目《光栅尺静动态特性研究及动态检测装置研制》顺利通过省市场监督管理局组织的专家组验收。 　　《光栅尺静动态特性研究及动态检测装置研制》项目由广东省计量院计量科研部牵头完成。该项目针对现有光栅尺检测装置静态校准检测方法不能满足光栅尺运行速度、加速度等实际工况运行需求，研制了一套基于精密气浮导轨的光栅尺静动态误差检测装置，可模拟光栅尺不同的运行速度、加速度工况，研究了几何参数、运行速度、加速度等因素对光栅尺测量精度的影响。项目获授权发明专利、实用新型专利各1件，发表科技论文2篇。项目产品经第三方机构校准，主要技术指标满足任务书(合同)要求。 　　目前，该项目成果已应用于广东光栅数显技术有限公司、苏州必力信光电有限公司等光栅设备生产、经销企业，使用效果良好，获得较好评价。

从细胞最基本的各种功能原件开始，进而精确认识其动态工作机理，是认识生命、有效干预生命过程的第一步。随着冷冻电镜技术的发展，蛋白质静态晶体结构可高效获取，为突破生命科学认知局限提供便利。解析蛋白质分子内部复杂部件的动态反应机理，是生命科学未来亟须解决的难题。明晰DNA/RNA聚合酶等马达分子精确动态工作机理，将为高效研发控制病毒复制的有效药物提供可行性前提。当前，模糊状态的工作机理，使控制病毒的有效药物研发耗时长、投入大、效率低下。　　中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心软物质物理实验室SM1组研究员谢平运用广义第一性原理进行理论计算和模拟，探索生命活动的核心部件——各种分子马达的工作机理。鉴于生物科学研究手段限制（传统生化实验笼统平均化、晶体结构的数据静态化和新生代单分子实验数据的分散差异性及可观测数据局限性），聚合酶分子马达等功能蛋白分子的精确动态工作机制研究面临困难，至今不甚明了，只能给出卡通画式简单模型加以定性描述。2013年，谢平提出了DNA聚合酶Klenow片段（被广泛研究的高保真聚合酶模型分子）连续动态工作机理的理论模型。该模型解释了当时所有传统生化和单分子技术关于这一马达分子的实验数据，并对国际同行单分子实验结果实现了高度拟合。基于此模型，谢平提出Klenow聚合酶马达分子在受到外力时催化速率精确变化的理论预言。　　近日，软物质物理实验室SM1组副研究员刘玉如和李伟，采用单分子操控技术检测该理论预言，实验结果与理论预言完全吻合。科研团队自主设计组装的高通量、高时空分辨率、高计算处理能力单分子磁镊仪器操纵系统，使纳米尺度实时高效测定Klenow聚合酶这一低持续性、多停顿的单分子催化反应速率成为可能。研究运用物理逻辑推理、理论计算与高质量实验结果的高通量分析，解析验证了DNA聚合酶Klenow在外力诱导下的催化活性变化，在实验中精确检测分子马达实时动态合成反应的速率变化。实验发现，在小外力（3.8pN）阻滞下，Klenow聚合酶的合成速率达到峰值，这一反直觉现象反映了高保真DNA聚合酶Klenow分子内部各部件之间的作用机制。　　该研究首次诠释了DNA聚合酶Klenow的连续动态自动化工作机理。从DNA聚合酶分子内部原子与DNA之间相互作用隧道和关键位点的理论计算和逻辑推理，得出酶分子在催化位点处（nth position）保持最大相对结合能，从而使得酶分子在反应过程中实现于动态微扰中始终落入起始位点的化学机械偶联机理。今后，该工作在新实验数据基础上继续深化和细化，将为未来高效研发控制病毒、细菌和癌症等重大疾病的有效药物奠定前驱基础。　　相关研究结果发表在Chinese Journal of Physics上, 并被选为推荐论文（Editor’s Suggestion）。研究工作得到国家自然科学基金委, 科技部和中科院的支持。　　图1.DNA聚合酶（Klenow聚合酶）的自动移位机理图（a），与底物DNA不同结合位点的相对结合能（b），理论预言聚合反应在不同外力下的催化速率（c）。对DNA聚合酶分子内部原子与DNA之间相互作用隧道和关键位点的理论计算和逻辑推理，得出酶分子在催化位点处（nth position）保持最大相对结合能，从而使得酶分子在反应过程中实现于动态微扰中始终落入起始位点的化学机械偶联机理。根据酶分子内部fingers结构域不断开合和与DNA模板相互作用，提出理论预言——外力对Klenow聚合酶的催化速率具有显著影响，如图（c）所示，正向外力对催化速率没有影响；反向外力在小的力值（3.8pN）左右，使催化速率显著升高，更大的反向外力使催化速率降低。　　图2.单分子磁镊技术对DNA聚合酶的催化反应进行实时动态监测。（a）和（c）分别为监测反向和正向外力的实验装置示意图；（b）和（d）分别为反向和正向外力作用下酶催化反应的动态曲线；（e）为不同外力作用下的酶催化速率分布统计。　　图3.理论预言结果与实验测量结果吻合。实验测量结果为红色圆点表示；运用本研究实验体系微调后的参数拟合理论结果显示为黑色实线；运用历史文献参数拟合的理论结果显示为蓝色虚线。

世界首台动态三维彩色粒度粒形分析仪发布会在中国上海举行 　　仪器信息网讯 2014年10月14日上午，值第十二届中国国际粉体加工/散料输送展览会(IPB 2014)之际, 美国康塔仪器公司在上海国际展览中心举办了新闻发布会，宣布世界首台动态三维彩色粒度粒形分析仪MORPHO 3D问世。 新闻发布会现场 　　过去，观察样品颗粒的全貌是依靠显微镜，对极少量颗粒进行拍照存档，但如何对颗粒的粒形进行科学的定量，一直是困扰科学家的课题。近年来，随着微电子技术渗入到各个科学领域，图像法粒度粒形分析仪应运而生，因其测量的随机性、统计性和直观性等特点，被公认为是测定结果与实际粒度分布吻合最好的测试技术。 　　然而，常规的图像法粒度粒形分析仪只能测得颗粒的长度和宽度，不能测量厚度，已无法满足日新月异的工业科技对同样粒径的颗粒进行属性区分要求。 　　鉴于此，比利时欧奇奥(Occhio)仪器公司经过十余年探索，成功推出了世界首台动态三维彩色粒度粒形分析仪MORPHO 3D，不仅可实现颗粒长度、宽度和厚度的三维测量，还可进行彩色成像。 欧奇奥公司海外销售总监杰罗姆&bull 萨巴蒂尔(Jerome SABATHIER) 　　杰罗姆&bull 萨巴蒂尔介绍说，MORPHO 3D突破性地采用了两部呈90度角的相机由样品正上方和左侧采集数据的技术，以及欧奇奥专利皮带输送技术，首次实现了颗粒三维信息的真实获取，再结合欧奇奥公司的&ldquo 骄子&rdquo (Callisto)3D彩色分析软件，可用于分析非球形颗粒如小球、谷物、药片、玉米、化肥、大米等的粒度及厚度 其彩色分析功能还可以呈现颗粒颜色，并根据颗粒的不同颜色分析每种颗粒群所占比例。同时，其新型及独特的样品分散器能够将一个个颗粒完全分散开，从而保证颗粒之间无干扰采集数据 样品传送带可以将颗粒保持在同一位置，从而得到真实颗粒粒度及厚度即颗粒的三维数据。 MORPHO 3D动态三维彩色粒度粒形分析仪 从左到右依次为：3D成像分析仪原型机、专利螺旋式干法分散器、动态粒度粒形实时显示 　　作为欧奇奥公司的战略合作伙伴和中国总代理，美国康塔仪器公司特别将这款创新型颗粒粒度粒形分析仪推向中国市场，希望能够为中国客户打造出材料颗粒特性表征现代化与全方位解决之道。 美国康塔仪器公司中国区经理、首席代表杨正红 　　杨正红表示：&ldquo 正如上世纪90年代末激光粒度分析仪逐渐取代沉降法分析一样，颗粒分析领域正在迎来一个新的时代。目前，国内的混凝土等行业对3D分析有着迫切的需求，因此，MORPHO 3D可以适时、及时地满足这种需求，我们希望越来越多的科研人员和工程师能够关注到MORPHO 3D动态三维彩色粒度粒形分析仪。&rdquo 由MORPHO 3D 捕捉到的颗粒成像效果 　　会上，与会者对MORPHO 3D动态三维彩色粒度粒形分析仪产生了极大的兴趣，纷纷就该新品的性能特点与应用领域提问，杰罗姆&bull 萨巴蒂尔现场回答了与会者的疑问。 　　后记： 　　会后，美国康塔仪器公司中国区经理、首席代表杨正红受仪器信息网编辑邀请，专门撰写了一篇内容详实的图像颗粒测试技术约稿，内容包括不同颗粒测试方法的优缺点、图像颗粒分析法发展历史与优势，以及MORPHO 3D的性能特点及应用领域等。在此，仪器信息网特别将约稿全文呈上，以飨读者。 　　点击下载：杨正红-图像颗粒测试技术约稿全文 编辑：刘玉兰