万高鲁棒性高品质工业相机

激光浮区技术(LFZ)，在过去的几十年里，作为一种简单、快速、无需坩埚的生长高质量单晶材料的方法，在高熔点材料的单晶生长领域取得进展。 LFZ与常规光学浮区技术OFZ大的区别是用于加热和熔化的光辐照源不同。OFZ通常是使用椭球镜将卤素灯或者氙灯光源聚焦到生长棒来实现晶体生长。LFZ则是采用激光作为加热光源进行晶体生长，由于激光光束具有能量密度高的特点，因此可实现高饱和蒸汽压、高熔点材料及高热导率材料等常规浮区法单晶炉难以胜任的单晶生长工作。 随着技术的不断迭代，2020年Quantum Design Japan公司和日本理化研究所Yoshio Kaneko教授密切合作，联合设计开发了新一代高性能激光浮区法单晶炉LFZ，该系统采用了5束激光光路的设计方案，保证了激光辐照强度均匀分布在原材料的环向外围，并提供高功率分别为1.5 kW和2 kW两种规格的系统。此外，在新一代高性能激光浮区炉LFZ的光路设计中，采用了Yoshio Kaneko教授的温度梯度优化设计，能有助于改善晶体生长过程中的剩余热应变弛豫；除此之外，该系统还采用了Yoshio Kaneko教授的温度反馈控制闭环设计方案，实现了温度的实时监控与自动调节。实例讲解：1. 磁性材料Bi2CuO4 传统的磁性记忆合金依赖于双磁态，如铁磁体的自旋向上、自旋向下两种状态。增加磁态数量，且采用无杂散场的反铁磁材料，有望实现更高容量存储。近一篇发表于Nature Communications期刊题为Visualizing rotation and reversal of the Néel vector through antiferromagnetic trichroism的工作表明磁电共线反铁磁Bi2CuO4中不仅具有四个稳定的Néel矢量方向，还存在引人注目的反铁磁三色现象，即在可见光范围内的磁电效应使得吸收系数随光传播矢量和Néel矢量之间的角度变化而取三个离散值。利用这种反铁磁三色性，该工作可实现可视化的场驱动Néel矢量的旋转甚至反转[1]，为电场调控和光学读取的高密度存储器设计提供可能性。 在该篇工作中看，磁性材料Bi2CuO4的制备使用了Quantum Design LFZ1A 激光浮区法单晶炉。该材料表面张力较低，熔融区难以控制，早期研究多采用较快的生长速度，但生长速度过快往往会导致微裂隙的存在而影响样品品质。在此，利用LFZ1A，通过精细调节生长条件，实现了高质量单晶的生长，从而实现了更精细的磁电性质测量。 在晶体生长的初几个小时，为稳定熔融区域，激光电流手动调节在26.9 - 27.4 A范围，随后，便可以切换到自动恒温模式下，生长速度控制在2.0 mmh-1，进料棒和籽晶棒反向旋转10 rpm，实现晶体的超过24 h的稳定生长，而不需要其他的手动操作。晶体生长在流动的纯氧气氛中进行。图1. Bi2CuO4的磁性测量。SQUID面内面外磁化率的测量都表明材料是TN=44K发生了反铁磁转变。单晶棒非常容易从Z平面解理开，插图显示解理面非常光亮，表明了样品的质量很高[1]。 2. 烧绿石Nd2Mo2O7 烧绿石Nd2Mo2O7中，Mo子晶格呈现出自旋倾斜、近乎共线铁磁排布，其标量自旋手性诱导出巨大的拓扑霍尔效应，可应用于霍尔效应传感器。Nd2Mo2O7是一种高挥发性材料，单晶合成需要被加热到1630℃，MoO2等成分高度挥发，并在生长石英管内壁沉积，导致光源辐照受阻，进而导致熔融区域温度降低，生长不稳定。得益于LFZ设备高精度和快速响应的温度控制系统，在熔融区域失稳前，迅速增加激光功率，激光光通量密度比卤素灯高几个量，因而可以迅速将温度提升到1100℃，促进沉积到石英管内壁上的MoO2的再挥发，当沉积与再挥发达到平衡时，激光加热功率稳定下来，终实现晶体的稳定生长。 近发表在Physical Review B期刊题为Robust noncoplanar magnetism in band-filling-tuned (Nd1−xCax)2Mo2O7的工作中，Max Hirschberger等人通过Ca2+取代Nd3+来调控化学势，实现了对Mo子晶格倾斜自旋铁磁稳定性的调控[2]。 他们先利用Quantum Design LFZ制备了一系列不同组分的厘米尺寸单晶(Nd1−xCax)2Mo2O7（x=0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0.10, 0.15, 0.22, 0.30和0.40）。在氩气氛下，生长温度控制在1630-1700℃，生长速度为1.8-2 mm/h。对不同组分单晶的磁性研究证明了在x≤0.15时倾斜铁磁态以及自旋倾角具有稳定性。而在x=0.22以上，Mo-Mo和Mo-Nd磁耦合变号，自旋玻璃金属态取代倾斜的铁磁态。图2, (Nd1−xCax)2Mo2O7不同组分磁化曲线和相图。左图：x=0.01, 0.22和0.40的三个组分单晶的场冷曲线，可以清晰的判断出倾斜铁磁态和自旋玻璃态的转变温度。右图：不同组分获得的转变温度总结的相图，包括有倾斜铁磁态、自旋玻璃态和顺磁态[2]。高品质数据的采集得益于高质量的单晶样品和的成分控制。 3. 高熔点材料SmB6 SmB6是早发现的重费米子材料之一，其研究已经有五十多年的历史。随着拓扑领域的发展，近几年人们发现SmB6是一种拓扑近藤缘体。它的电缘性来自于强关联的电子相互作用，不仅如此，它的缘态存在能带反转，具有拓扑非平庸属性，表面会出现无能隙拓扑表面态。由于体态完全缘，这个表面态可以用来做新型二维电子器件[3]。 对SmB6拓扑和低温性质的准确探索，离不开高质量的材料，但因为该材料的高熔点（2350℃），很难通过常规手段获得。而Yoshio Kaneko等人应用Quantum Design LFZ实现了高品质SmB6的生长。生长条件：1标准大气压的氩气氛，气体流速2000 cc/m，生长速率20 mm/h。图3. SmB6单晶形貌图和劳厄衍射图。SmB6单晶表面如镜面般光亮，晶体（111）面的劳厄斑体现了很好的三重对称性，佐证了样品的高品质，适用于拓扑性质的精细测量[4]。 总结 综上，Quantum Design新一代高性能激光浮区法单晶炉（LFZ）与传统浮区法单晶生长系统相比，特的激光光路可实现更高功率、更加均匀的能量分布和更加稳定的性能。LFZ将浮区法晶体生长技术推向一个全新的高度，可广泛应用于制备红宝石、SmB6等高熔点材料，Ba2Co2Fe12O22等不一致熔融材料，以及Nd2Mo2O7、SrRuO3等高挥发性材料，为凝聚态物理、化学、半导体、光学等多种学科领域提供了丰富的高品质单晶储备，使得更精细的单晶性质测量和表征成为可能。图4. 新一代高性能激光浮区法单晶炉LFZ外观图（左）和原型机中被五束激光加热的原料棒（右）。 参考文献： [1]. K. Kimura, Y. Otake, T. Kimura, Visualizing rotation and reversal of the Neel vector through antiferromagnetic trichroism. Nat Commun 13, 697 (2022).[2]. M. Hirschberger et al., Robust noncoplanar magnetism in band-filling-tuned (Nd1−xCax)2Mo2O7. Physical Review B 104, (2021).[3]. N. Kumar, S. N. Guin, K. Manna, C. Shekhar, C. Felser, Topological Quantum Materials from the Viewpoint of Chemistry. Chem Rev 121, 2780-2815 (2021).[4]. Y. Kaneko, Y. Tokura, Floating zone furnace equipped with a high power laser of 1 kW composed of five smart beams. Journal of Crystal Growth 533, 125435 (2020).

春风四月，德采实总经理赵娜、Christ全球首席执行官Harms Frank博士一行赴中国食品发酵工业研究院交流学习。并与中国食品发酵工业研究院，中国工业微生物菌种保藏管理中心（CICC）领导就冷冻干燥设备在菌种保藏的现状及未来发展展开深入讨论。CICC x Christ高品质菌种保藏座谈会上，双方就中国食品发酵工业研究院的发展历程、Christ冷冻干燥机使用情况、双方前期合作基础进行介绍和回顾并提出进一步深化合作建议。高品质冻干持续赋能用户交流会后，Christ团队受邀参观了CICC的展览室和菌种保藏实验室，深入了解CICC在工业微生物菌种保藏领域的光辉历史与先进技术。未来，双方将围绕菌种冻干保藏进行更加深入的合作。Christ将利用其在冻干技术领域的专业知识和经验，为CICC提供更加高效、可靠的冻干解决方案。

INFINITY5-3320万像素全局快门CMOS显微相机高性能显微相机，适用于各种应用。具有双输出至HDMI和USB 3Teledyne Lumenera的INFINITY5-3是一款高品质的320万像素显微相机，可在高分辨率下提供高速度。 INFINITY5-3基于可与sCMOS技术相媲美的SonyPregius™ 全局快门CMOS传感器。 INFINITY5-3可在高达每秒120帧的高帧速率下快速聚焦，可在各种应用中使用。INFINITY5-3的1/1.8英寸传感器格式可容纳2064 x 1544分辨率，像素为3.45微米。 HDMI接口允许INFINITY5-3同时输出到计算机和HDMI电视或显示器，以用于知识共享至关重要的应用。在计算机和HDMI显示器上同时实时查看通过直接连接到HDMI显示器来操作相机，或通过USB 3将相机连接到PC或Mac进行图像预览和拍摄。无论是否连接计算机，都可使用轻触式响应按钮控制相机。随时准备好INFINITY5-3随时可以使用电缆（USB和HDMI），电源和INFINITY CAPTURE软件满足常规成像需求，包括相机设置调整，实时预览，图像拍摄和视频剪辑。 INFINITY5-3还提供与MetaMorph和Micro-Manager显微软件插件，MatLab系统工程软件，LabVIEW分析软件以及TWAIN和DirectShow接口的第三方互操作性。准确的颜色Teledyne Lumenera的专业算法可确保准确的色彩再现，从而使显示器上的样本预览与显微镜目镜中的视图相匹配。保证质量Teledyne Lumenera为所有显微相机提供行业领先的四年保修。产品亮点Sony Pregius全局快门传感器技术彩色或黑白IMX252全局快门CMOS传感器，1/1.8″光学格式，使用3.45 x3.45μm像素提供2064 x 1544分辨率8位全分辨率时帧速率达120 fps双输出至USB 3和HDMI兼容显示器直观的相机按钮，用于电源，白平衡和图像拍摄可选的8或12位像素数据高速USB 3.1 Gen 1接口，可实现最快的图像传输和简化的连接。支持USB 2.0软件与Windows 10，Windows 8.1，Windows 7，MAC OS X 10.13，32和64位操作系统兼容支持第三方拍摄和分析应用软件：MetaMorph和Micro-Manager推荐的C-mount耦合器：0.5x 或 0.63x推荐的应用明场/暗场/相差/微分干涉相差DIC(Bright Field/Dark Field/Phase Contrast/Differential Interference Contrast)绿色荧光蛋白GFP/荧光原位杂交FISH/近红外NIR/荧光共振能量转移FRET（Green Fluorescent Protein/Fluorescence In Situ Hybridization/Near Infrared/Fluorescence Resonance Energy Transfer)活细胞成像 (Live Cell Imaging)细胞计数 (Cell Counting)电生理学(Electrophysiology)凝胶成像 (Gel Documentation)荧光成像 (Fluorescence Imaging)生物发光 (Bioluminescence)眼底成像 (Fundus Imaging)显微测量 (Microscopic Measurment)半导体检测 (Semiconductor Inspection)组织学/病理学/肿瘤学 (Histology/Pathology/Oncology)金相学/材料学/地质学 (Metallography/Materials Science/Geology)文档编制和归档 (Documentation and Archiving)包装盒中包含INFINITY5-3 320万像素数字显微相机配备3米USB 3电缆LuINFLTSW-CD – 带有INFINITY CAPTURE软件的CD，TWAIN驱动程序和文档La050315 – 电源，5VDC，15W，3A，国际标准La2030HD – 3米HDMI电缆订购选项INFINITY5-3C -320万像素CMOS彩色USB 3.1 Gen 1相机INFINITY5-3M -320万像素CMOS黑白USB 3.1 Gen 1相机LuIAP-2 – INFINITY高级功能包2：包含USB密钥，用于额外的INFINITY ANALYZE许可证+高级功能模块，5年总保修，1次更换产品La050315 – 电源，5VDC，15W，3A，国际标准La2000PAFL – 带引线的GPIO电缆La2030HD – 3米HDMI电缆技术规格图像传感器：SONY IMX252 1/1.8“ CMOS 彩色或黑白芯片尺寸：对角线8.9mm像素大小：3.45 x 3.45 μm分辨率：2064 x 1544 pixelsROI控制：支持帧率：1080P60 (~120 fps at full resolution) in 8-bit位深：8 bit 或12 bit像素合并：2 x 2 for mono增益：1~16x曝光时间：14 μs to 11.9s (video), 38 μs to 59.5min (snapshot)曝光：自动、手动可选白平衡：自动、手动可选灵敏度：Mono: 4.8 DN/(nJ/cm2), Color: 4.4 DN/(nJ/cm2)(Global and channel gains at unity)动态范围：~73dB满井容量：~10,775 e-量子效率：60% @ 530 nm (color), 63% @ 530 nm (mono)读出噪声：~2.35e-暗电流噪声：1.0 e-/s (at 22 oC ambient, 35 oC internal camera)外型尺寸：97.8 x 69.8 x 50.8 mm电源要求：External 5 V DC, 1.2 A, power supply (included)功耗：~4 W工作温度：0°C to +50°C工作湿度：5% – 95%, Non-condensing接口：USB 3.1和HDMI镜头接口：可调节的C-Mount创新点：Lumenera向其显微镜相机系列发布了新的高性能INFINITY5系列高性能显微镜相机，适用于广泛的应用–具有HDMI和USB3双输出高性能数字相机和定制影像解决方案的领先制造商和开发商Lumenera Corporation高兴地宣布发布新的Lumenera INFINITY5系列。这些高性能的全局快门CMOS显微镜相机现在提供3.2和5.1兆像素分辨率的彩色和单色版本。Lumenera总裁Huw Leahy表示：“新的Lumenera INFINITY5系列显微相机延续了客户对我们品牌期望的高质量和高性能。” “这些相机可提供高分辨率和高速度，使其能够在各种应用中运行，并使INFINITY5系列成为几乎任何实验室或研究机构的多功能选择。”INFINITY5系列基于可与sCMOS技术匹敌的Sony® Pregius™ 全局快门CMOS传感器。 INFINITY5-3相机可以以120帧/秒，INFINITY5-5相机可以高达75帧/秒的高帧速率进行快速对焦，因此可以在各种应用中使用。INFINITY5系列相机配备了HDMI和USB 3的双路输出，允许INFINITY5系列同时连接到计算机和HDMI TV或显示器，以进行知识共享至关重要的应用。相机面板上的软触摸按钮可在连接或不连接计算机的情况下轻松控制相机。INFINITY5系列相机可随时与INFINITY CAPTURE软件配合使用，满足常规成像需求，包括相机设置调整，实时预览，图像捕获和视频剪辑。 INFINITY5系列还提供了与MetaMorph® 和Micro-Manager显微软件的第三方互操作性，并且在不久的将来还会有其他互操作性。Lumenera INFINITY5-3 320万像素CMOS显微相机