深度卡尺

游标卡尺、显微镜、墨斗……在位于湖南长沙雨花经济开发区的三家中小制造企业，记者看到一些传统生产工具正在被自动化测量设备、视觉识别设备、激光导航设备等新型生产工具取代，生产制造变得“更顺滑、更高效、更精准”。　　今年以来，各地大力推进新型工业化，掀起发展新质生产力的热潮。科学技术的发展和应用，使新型生产工具不断涌现，这正是新质生产力的一个重要方面。一件件消失的工具，折射中国“智造”大变迁。　　从卡尺到相机　产品加工更顺滑　　湖南晓光汽车模具有限公司小机加车间里，一边是传统生产线，几台机床独立放置，1名工人管两台设备；一边是两条5G工业互联网生产线，机床、原料、机械臂等互联互通，22台机床一个班次只需4名工人。　　几步之遥，有什么差别呢？　　一个游标卡尺可以“以小见大”。晓光模具小机加工车间主任曾腾飞从工具箱里拿出不常用的卡尺对记者说，过去，工人用游标卡尺测量工件毛坯尺寸，用百分表、千分表“找”原料和机床的位置关系，将误差控制在0.01毫米以内，靠的是经验。　　在5G工业互联网生产线，游标卡尺等传统工具没了用武之地。工人将一块块原料和托盘放到生产线入口的三坐标测量机上，设备自动找正。三坐标测量机将位置数据“告诉”机床，确保实物位置和机床加工位置匹配，不仅精度提高到0.005毫米，而且放歪了也没有关系。　　除了游标卡尺，纸质的工艺流程卡也不见了。在制造企业，工艺流程卡是工人的操作指南。以汽车模具生产为例，工艺步骤多达40多个，工人按卡上的要求放置原料、安装刀具、输入数据、调用程序，然后才能启动机床。　　“流程多了就容易犯错。”参与5G工业互联网生产线建设的精密加工组组长许杰说，以前经常出现工人拿错刀具、输错数据、调错程序的问题，80%的产品质量异常来自人工操作失误。　　如今，晓光模具车间里，工艺流程卡上的内容全部进入信息系统。工人只要把原料放到交换台，接下来的工作都交给“大脑”——中控系统，由中控系统将指令发送给机械臂、机床等硬件。　　少了一些“卡”，生产更顺滑。　　现在，5G工业互联网生产线上的机床全部联网且自动更换刀具，系统识别哪台“有空”、哪台“忙碌”，及时“呼叫”机械臂将工件运送给“有空”的机床。单台机床的有效切削时间由原来的55%提高到90%以上。　　曾腾飞说，公司订单情况很好，机床除了每周一次的检修、清洁，可以做到24小时不停机作业。产品合格率也由“手工时代”的80%至85%，大幅提升到99.95%。　　在晓光模具车间，由“卡”到“顺”的迭代升级还在继续。工程师在5G工业互联网生产线上安装、测试工业相机，相机自动拍摄工件位置并传输数据，进一步提高了自动化水平。　　从显微镜到电子眼　质量把关更高效　　湖南普斯赛特光电科技有限公司是一家主要从事半导体发光器件（LED）研发和生产的高新技术企业。穿上鞋套和防静电服，通过风淋间，记者进入焊线、外观检测、包装等各条产线。　　负责制造和运营的副总经理涂世聪介绍说，全国从事LED封装的企业可能有上万家，作为一家中小企业，要想在市场上立足，必须敏捷应对。　　这家工厂的转变，得从一瓶眼药水说起。　　事情是这样的——LED封装有一个外观检测环节。只有米粒大小的明黄色灯珠，密密麻麻排列在支架上，以前工人只能靠肉眼或者借助显微镜观察杂质、破损等缺陷，每人每天检测的灯珠数以十万计。　　“太费眼睛了，我们得随身带着眼药水。”说起曾经的工作内容，当过外观检测员的女工杜建华连连摇头。　　由于“废眼睛”，加之工作单调、枯燥，很多人不愿从事外观检测。涂世聪说，尽管有岗位补贴，工人的年度流失率也接近100%，这意味着第二年又要大量重新招聘、培训。　　相比于用工难题，更加棘手的是品质控制。涂世聪说，肉眼可以发现80%的外观问题，但对于隐藏较深的小杂质、气泡等缺陷就有些无能为力了。这导致之前LED封装厂接到的客户投诉中，外观问题占比超过30%。　　如果还靠传统工具和“人眼战术”，企业注定会被市场淘汰。　　2021年起，普斯赛特光电公司陆续添置自动光学检测设备。工人很轻松地将物料放入自动光学检测设备，“电子眼”快速完成外观检测工作，灯珠源源不断地从出口“吐”出来。工位上，眼药水和显微镜早已不见踪迹。　　自动化水平提升，让企业运转更高效。涂世聪说，普斯赛特光电公司去年逆势增长40%，人均产值超过100万元。“如果没有自动化设备，要承接这么多订单是无法想象的。”　　为了满足市场需求，普斯赛特光电公司持续加大投资。在长沙市雨花区机器人产业园，这家企业的智能工厂已完成一期建设，并于近期开始批量生产。“产能将增长40%，人均产值将提高30%。”涂世聪满怀期待地说。　　从墨斗到北斗　车间导航更精准　　“你可能想不到，几年前我们还要使用墨斗。”带着记者参观工厂，湖南驰众机器人有限公司项目经理龙太棚颇为神秘地说。　　墨斗，是年轻人并不熟悉的物件。作为传统木工行业里的必备工具，它由墨仓、线轮、墨线、墨签组成，多用于木工和建筑行业。　　而湖南驰众机器人有限公司是湖南最大的工业移动机器人AGV生产商。AGV是指具有物料搬运等功能的自动导引运输车，主要用于智能化、自动化产线。　　在智能制造工厂，为何存在如此古老的工具？　　龙太棚紧接着揭晓了答案：AGV有磁条导航、二维码导航等多种导航方式，这都需要在车间地板上画线，并按照设计路径张贴磁条和二维码，简单的墨斗也就有了用处。　　为了给记者演示，龙太棚在仓库里翻了半天，才找到一个改良版的自动收放线墨斗——传统的木制或竹制墨斗已经遗失了。工人小心翼翼地倒入墨汁，合上盖子，贴着地板扯出线，用手轻轻一弹，便在地板上“印”出一条笔直的黑线。　　驰众机器人公司产品服务部施工经理陈智诚曾经用过传统木制墨斗。他说，如果AGV要和机械臂对接，精度一般控制在5至10毫米，靠墨斗画线就有点力不从心。实际操作中，工程师只能不断调整AGV运行轨迹，“有时得调试10多次，才能达到精度要求”。　　麻烦事还不止于此。有的新能源电池工厂是无尘车间，不允许将墨斗带进去弹线；有的汽车发动机库房有上千个库位，如果都在地上画线、贴磁条，既不方便也不美观。　　如今，随着激光导航、视觉导航等新技术发展，驰众机器人公司员工已经很少使用墨斗，而是一个个端着笔记本电脑，对AGV进行线路设计和调试。龙太棚说，公司有160多名员工，工业机器人、机电一体化、机械设计、智能物流等专业的工程师占了二分之一。　　记者看到，在这家公司的设备调试场地，工程师在电脑上“建图”，操控激光导航AGV自动行走，运行轨迹的精度可以达到5毫米。地板上不用墨斗画线，也没有磁条和二维码。　　驰众机器人公司项目经理王佳说，最新款AGV还与5G、卫星导航等技术结合。在一家钢铁厂，他们生产的AGV在室外依靠基于北斗的卫星导航，再通过5G无线网络将数据传输到中控室，工作人员可实时查看AGV运行位置和状态。　　从墨斗到北斗的“智造”之变，仿佛穿越了工业化的悠悠时空……

关注“新能源”锂电安全|深度分析锂电池鼓胀气体高丽LIBs锂离子电池(LIBs)因其重量轻、能量密度高以及比其他类型电池的使用寿命长等特性，被广泛应用于动力、储能以及3C等产业。锂离子电池在循环使用或储存中，可能因为电解液组分发生成膜及氧化反应、电池过充过放、内部微短路等原因导致SEI膜分解破坏从而产生气体，也可能因电解液中的高含量水分发生电解反应等原因导致电池产气鼓胀，出现具有一定安全风险的失效，主要有热失控、胀气、膨胀形变等。因此，了解电池鼓胀气体的组成对于优化电解液的组成是至关重要的。三类成分电池在老化、放电等过程中会产生各种气体成分非常复杂。其中主要有三类成分：1）永久气体如氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等；2）短链碳氢化合物(C2-C5)；3）其他可挥发性化合物。赛默飞气相色谱锂电池鼓胀气体分析方案锂离子电池鼓胀气体的常见产气成分有H2,CO,CO2等永久性气体以及CH4,C2H4,C2H6等烷烃类气体。表1.校正气体组成方案一：气密针进样某些小型LIBs在使用过程中只会产生几毫升的膨胀气体。针对气体量极少的这一类样品，赛默飞推出气密针进样，配置一个TCD和一个FID检测器，一根分析柱和一根预柱，一次进样实现对电池鼓胀气体成分H2,O2,N2,CO,CO2,CH4,C2H4,C2H6,C3H6,C3H8的分析。图1.FID通道校正标样色谱图（方案一）（点击查看大图）图2.TCD通道校正标样色谱图（方案一）（点击查看大图）方案二：气密针/阀进样赛默飞推出气密针/阀进样，配置一个TCD和一个FID检测器。一根分析柱和一根预柱，一根毛细管分析柱，一次进样实现对电池鼓胀气体成分H2,O2,N2,CO,CO2,CH4,C2H4,C2H6,C3H6,C3H8,i-C4H10,n-C4H10,i-C5H12,n-C5H12的分析。图3.TCD通道校正标样色谱图（方案二）（点击查看大图）图4.FID通道校正标样色谱图（方案二）（点击查看大图）完善的解决方案在锂电池产业链中，除了电池鼓胀气体成分分析，还需要围绕产品质量、原材料质控、或锂电池各种性能指标的研发工作进行一系列的理化测试，包括：元素分析、电解液、添加剂成分分析、石墨类负极材料有机物含量测试、电解液未知成分分析、SO42-、Cl-等阴离子及Si等非金属元素分析、电解液等原材料鉴别等。赛默飞在锂电子电池材料检测领域积累了丰富的经验，为广大用户提供完善的解决方案。扫描下方二维码即可获取赛默飞全行业解决方案，或关注“赛默飞色谱与质谱中国”公众号，了解更多资讯+

卡维什在掰开小笼包 测量的一些数据 用精确到0.01克的电子秤、能够测量0.01毫米的电子测径仪和一把剪刀，像在实验室里一样，美国美食作家克里斯托弗· 卡维什这么对上海小笼包进行了分析。卡维什这下可火了，被《洛杉矶时报》、CNN等全球媒体争相报道，但他的美食写法也引发了广泛讨论。 34岁的卡维什到中国前曾在迈阿密等地做过10年厨师。他从2013年12月开始，花16个月吃遍上海52家小笼包店，以寻找理想的小笼包，研究指标包括皮的厚度、汤汁的多少和馅料的重量。近日，他因此研究迅速爆红网络。 16个月吃7.243公斤吃到43家店实在吃不下去了 卡维什花了16个月去了52家小笼包馆子，用科学的方法来研究小笼包，才写成这篇《上海小笼包索引》。卡维什解释称，从技术上看，小笼包索引是&ldquo 对小笼包构成通俗标准的数字化解释&rdquo 。生活在上海的人一般都能列举出一系列关于小笼包的标准，比如皮薄、汁多、馅大、肉鲜。而现在，这些标准被数字化了，我有一套专用的公式来专门给售卖小笼包的餐馆打分。 卡维什说：&ldquo 在过去的16个月里，我总共吃了7.243公斤的小笼包。我的数据搜集过程包括：在电子秤上称每单个小笼包的重量，然后分解，再分别称汤和馅的重量，最后是用数显卡尺测量皮的厚度。从项目开始近一年，也就是在吃过了43家店的小笼包之后，我就实在吃不下去了，我只能吃一些，然后剩下的就完全用来做实验。&rdquo 研究过程精确量化每家店随机选6个小笼包测量 卡维什是如何研究小笼包的呢？他精心挑选了52家小笼包馆子，每去一家店，他都会点上一笼，随机抽取6个小笼包进行测量，然后取它们的平均值，以保证客观。他先用一台精确到0.01克的电子秤称了汤包碟子的重量，随后，捏起一只小笼包放在碟子里，称了总重量，&ldquo 总重量减碟子重量，得出单个小笼包重量&rdquo 。然后，他拿起一把140毫米的理发剪刀，小心翼翼地将小笼包的皮剪开一个口子，再依次把里面的汤汁和肉馅倒入小碟子里，分别测量出它们的重量。最后，非常小心地用一把精确到0.01毫米的电子卡尺测量小笼包底部皮的厚度。 他设计了一个定量的公式：[（馅料重量+汤汁重量）/皮的厚度]× 100，来计算小笼包的结构分数。他说：&ldquo 因为&lsquo 皮薄汁多馅多肉鲜&rsquo ，是上海人评判小笼包好吃与否的重要标准。得12分以上的小笼包为A类，6.75分以下的为C类，介于两者之间的是B类。&rdquo 至于整个研究的费用，都是卡维什自己出的钱。他说：&ldquo 事实上，小笼包的费用是最便宜的，根据我的数据，我花了712.50元在小笼包上，但如果算上印刷、网站等等，轻而易举地就超过10000元了。&rdquo 做到可视化呈现&ldquo 一个汤包是两股力量的博弈&rdquo 卡维什写道，《上海小笼包索引》是本次研究的最终成果，是上海小笼包差异的可视化呈现。这一索引以电子表格的形式，记录了小笼包中汤、馅、皮的比率，专门论述了正在变得越来越薄的上海小笼包。 卡维什说，一个汤包基本上是两股力量的博弈&mdash &mdash 尽可能薄的皮（用处是包裹住肉和汤）和尽可能多的馅。小笼包的优雅体现在它的姿态上，厨师需要掌握好皮的厚度，以防止热汤流出。小笼包是阴柔的。生煎&mdash &mdash 一种半熟的、加酵母发酵的包子，能够在煎锅中依然保持自身的馅和汤，则是阳刚的。它们的制作原理完全不一样。 上海大妈怒了&ldquo 你怎么这样吃小笼包？&rdquo 测试过程中，卡维什的特殊&ldquo 吃法&rdquo 也遭遇了不少人的不理解，甚至笑话。 卡维什承认，2013年12月的某天，他第一次去搜集数据时，其实是非常紧张的。&ldquo 带着一把精确到0.01克的称和一把测量范围在0至150毫米的电子卡尺，我到了店里，在桌子上摆弄着包子，不时地还四处看看可疑的人。但是，事实上，没有人在意我的举动。&rdquo 卡维什说：&ldquo 只有在前程酒家（音译），有人注意到了我的存在。当时，整个店里除我之外只有另一个近60岁的上海阿姨。正当我用手从蒸笼里拿出一个样本准备分解的时候，她回头看了看我。我一边测量一边吃。首先是汤，然后是肉馅，再是皮。正当我进行到第五个包子的时候，她忍不住站了起来，生气地对我喊道：&lsquo 你知道怎么吃小笼包吗？你不能这样吃！这是错的！错的！&rsquo 她很无奈地走开了，一边还摇着头，她肯定觉得这样吃包子很残忍，还带着剪刀。&rdquo 网友热议 老外下笨功夫精确研究美食，值得吗？ 卡维什透露，今后将继续研究上海美食，下一个目标可能是生煎包。在未来，他希望可以在中国开办一个小型的烹饪学校，专门聘请中国厨师来教外国厨师烹饪中国美食。 卡维什的行为值得学习吗？见仁见智。但这种下笨功夫，科学研究式地写美食，似乎中国人还很少见，甚至被人认为太&ldquo 轴&rdquo 。 有网友赞扬称，&ldquo 老外的认真和精细会提高做事的效率和精确度，这一点是值得我们学习的&rdquo 。媒体评论称，&ldquo 西方老外讲求精确，这点不假。因此一旦得到数据，就可以全面复制，这也是为何麦当劳可以在全球开店而不走味儿，而中餐馆，全凭师傅手艺高低，不能稳定地在全球按照规定数据保证质量。中医中药，也是同样的问题，全凭医师和配药师傅的经验，难以具体量化指标&rdquo 。

作为辉光放电光谱仪的全球者，HORIBA Scientific（Jobin Yvon光谱技术）于2012年举办了大型国际会议&ldquo GD Day&rdquo ，并在该会议上隆重推出针对锂电池电深度剖析的系列方法、附件及系统。 该技术在提高分析灵敏度和分析速度的同时，将样品侵蚀速度大幅提升到几微米/分钟。 这些技术包括： 1. 针对易碎样品的特别预处理方法，可在辉光放电分析前对电池类易碎电进行妥善处理，大幅提高样品处理效率。 2. &ldquo 锂钟&rdquo （附件）：特别用于保护对空气敏感的样品，避免样品与空气接触导致的样品变性而影响测试结果的准确度。 锂钟示意图 锂钟实物图 3. 超快速溅射系统&ldquo UFS&rdquo 系统，将样品侵蚀速度提升到几微米/分钟，与常规表面分析技术相比，大地缩短了分析时间。 点击此处获取更多信息

走过二十六载历程 相聚上海疫情搅局三年，线下观展应了一筹“莫展”的景，但守得云开见月明，疫情散去终相逢。这不，踏着后疫情时代经济全面复苏的热浪，我们乘风破浪而来。诚挚邀请地点：上海世贸商城一层（上海市兴义路99号）时间：2023年10月25-27日展品范围无损检测技术及设备超声波探伤仪器、电磁(涡流)检测仪器、磁粉探伤仪器、射线探伤仪器、渗透检验仪器、声成像与声全息设备、声发射设备、试块、试片、刻伤机、探头、耦合剂、磁粉、X光胶片、X光管、胶片干燥箱、冲洗药、观片灯、射线房、滤片、射线报警器、密度计、测厚仪、检漏仪、内窥镜、加磁器、磁悬液、反差增强剂物理测试与材料试验机图像分析处理系统、金相显微镜、电子显微镜、金相图相分析系统、微区分析仪器、材料结构分析仪器、环境测试仪器、电子探针、硬度计、抛光料(粉)、研磨机、破碎机、抛光机、切割机、筛分设备、金相砂纸、缺口拉削机、磨抛机、金相制样设备、镶样机、悬浮液、研磨膏、万能试验机、冲击试验机、硬度试验机、扭转试验机、疲劳试验机、拉伸试验机、动态冲击试验机、压力试验机、混凝土压力试验机、恒温恒湿试验机分析仪器与实验室设备光谱分析仪、气体分析仪、波谱分析仪、频谱分析仪、原子吸收仪、激光粒度仪、色谱仪、元素分析仪、质谱仪、电化学仪、热分析仪、表面分析仪、碳硫分析仪、分光光度仪、辅射测试仪、天平、坩埚、化学玻璃、各种标样、元素的标准液、各类实验室设备计量与测试技术几何量：量具（游标卡尺、内外径千分尺、百分表、千分表、大尺寸测量量具、长度和角度块规）；量仪（测高仪、测长仪、水平仪、角度仪、投影仪、电感量仪、粗糙度仪、轮廓扫描仪、三坐标测量机、工具显微镜、影像测量仪、3D扫描、激光跟踪仪、圆度仪） 力学计量：质量计量、力值计量、硬度计量、容量与密度计量、转速与振动计量热工计量：温度计量、压力计量、流量与物位(液位)计量软件：各种计量与管理软件其他第三方检测、3D打印、五金工具组织机构主办单位上海材料研究所有限公司 支持单位中国机械工业联合会中国机械工程学会无损检测分会 中国机械工程学会理化检验分会 中国机械工程学会材料分会 全国无损检测标准化技术委员会 机械工业材料质量检测中心 机械工业无损检测中心支持媒体《无损检测》《腐蚀与防护》《造船技术》《中国测试》中缆在线《理化检验-化学分册》《无损探伤》《航空制造技术》《自动化仪表》QC检测仪器网《理化检验-物理分册》《中国特种设备安全》《钢结构》《现代科学仪器》郑州云同盟信息《机械工程材料》《压力容器》《分析仪器》材料与测试网联系方式上海材料研究所有限公司地址：上海市邯郸路99号邮编：200437电话：86-21-65555687、65556775-366传真：86-21-65526355E-mail：qc@mat-test.com联系人：王先生

近日，市场监管总局办公厅发布《关于做好注册计量师注册有关工作的通知》，最新的国家计量专业项目分类表在附件中一同发布。为方便量友查询使用，特转发国家计量专业项目分类表供量友参考。 国家计量专业项目分类表 长度-计量专业项目分类表编号项目子项目规程/规范名称规程/规范号010100激光波长——633nm稳频激光器检定规程JJG 353010200量块——量块检定规程 JJG 146 010301线纹标准线纹尺三等标准金属线纹尺检定规程JJG 71高等别线纹尺检定规程JJG 7324m因瓦基线尺检定规程JJG 306标准钢卷尺检定规程JJG 741分辨力板检定规程 JJG 827容栅数显标尺校准规范JJF 1280显微标尺校准规范JJF 1917010302工作线纹尺钢直尺检定规程JJG 1木直（折）尺检定规程JJG 2钢卷尺检定规程JJG 4纤维卷尺、测绳检定规程JJG 5套管尺检定规程JJG 473线缆计米器检定规程JJG 987π尺校准规范JJF 1423010401角度角度标准器角度块检定规程JJG 70正多面棱体检定规程 JJG 283多齿分度台检定规程JJG 472光学角规检定规程JJG 850010402角度角度常规测量仪器光学数显分度头检定规程JJG 57测角仪检定规程JJG 97水平仪检定器检定规程JJG 191自准直仪检定规程JJG 202小角度检查仪检定规程JJG 300旋光标准石英管检定规程JJG 864刀具预调测量仪检定规程JJG 938激光小角度测量仪检定规程JJG 998测微准直望远镜校准规范JJF 1077光学测角比较仪校准规范JJF 1078光学倾斜仪校准规范JJF 1083光学、数显分度台校准规范JJF 1114光电轴角编码器校准规范JJF 1115直角尺检查仪校准规范JJF 1140三轴转台校准规范JJF 1669倾角仪校准规范JJF 1915010403角度专用 测量仪四轮定位仪校准装置校准规范JJF 1489微机电（MEMS）陀螺仪校准规范JJF 1535捷联式惯性航姿仪校准规范JJF 1536陀螺仪动态特性校准规范JJF 1537钻孔测斜仪校准规范JJF 1550010501直线度和平面度直线度刀口形直尺检定规程JJG 63平尺校准规范JJF 1097010502直线度和平面度平面度平晶检定规程JJG 28平板检定规程JJG 117平面等倾干涉仪检定规程JJG 661研磨面平尺检定规程JJG 740平面等厚干涉仪校准规范JJF 1100010600表面粗糙度——干涉显微镜检定规程JJG 77光切显微镜校准规范JJF 1092表面粗糙度比较样块校准规范JJF 1099触针式表面粗糙度测量仪校准规范JJF 1105010701万能量具游标类量具通用卡尺检定规程JJG 30高度卡尺检定规程JJG 31电机线圈游标卡尺检定规程JJG 566010702微分类量具千分尺检定规程JJG 21内径千分尺检定规程JJG 22深度千分尺检定规程JJG 24杠杆千分尺、杠杆卡规检定规程JJG 26奇数沟千分尺检定规程JJG 182带表千分尺检定规程 JJG 427大尺寸外径千分尺校准规范JJF 1088整体式内径千分尺（6000mm~10000mm）校准规范JJF 1215测量内尺寸千分尺校准规范 JJF 1411010703指示表类 量具指示表（指针式、数显式）检定规程JJG 34杠杆表检定规程JJG 35010703万能量具指示表类 量具机械式比较仪检定规程 JJG 39百分表式卡规检定规程JJG 109扭簧比较仪检定规程JJG 118大量程百分表检定规程JJG 379深度指示表检定规程JJG 830内径表校准规范JJF 1102带表卡规校准规范JJF 1253010704角度量具直角尺检定规程JJG 7正弦规检定规程 JJG 37电子水平仪和合像水平仪检定规程JJG 103方箱检定规程JJG 194多刃刀具角度规检定规程JJG 275方形角尺检定规程JJG 1046框式水平仪和条式水平仪校准规范JJF 1084水平尺校准规范JJF 1085电子水平尺校准规范JJF 1119组合式角度尺校准规范JJF 1132通用角度尺校准规范JJF 1959010705量规类量具半径样板检定规程JJG 58塞尺检定规程JJG 62圆锥量规检定规程JJG 177光滑极限量规检定规程JJG 343标准环规检定规程JJG 894010705万能量具量规类量具针规、三针校准规范JJF 1207电子塞规校准规范JJF 1310楔形塞尺校准规范JJF 1548010801长度通用测量仪器长度常规测量仪器光学计检定规程 JJG 45工具显微镜检定规程JJG 56线纹比较仪检定规程JJG 72接触式干涉仪检定规程 JJG 101指示类量具检定仪检定规程JJG 201光栅线位移测量装置检定规程JJG 341量块光波干涉仪检定规程JJG 371读数、测量显微镜检定规程JJG 571激光干涉仪检定规程JJG 739感应同步器检定规程JJG 836测长机校准规范 JJF 1066投影仪校准规范 JJF 1093测长仪校准规范JJF 1189激光测径仪校准规范JJF 1250激光千分尺平行度检查仪校准规范JJF 1252数显测高仪校准规范JJF 1254量块比较仪校准规范JJF 1304线位移传感器校准规范JJF 1305扫描探针显微镜校准规范JJF 1351角位移传感器校准规范JJF 1352010801长度通用测量仪器长度常规测量仪器生物显微镜校准规范JJF 1402地面激光扫描仪校准规范JJF 1406数字式激光球面干涉仪校准规范JJF 1739凸轮轴测量仪校准规范JJF 1795微小孔径测量仪校准规范JJF 1806球径仪校准规范JJF 1831直线度测量仪校准规范JJF 1890激光干涉比长仪校准规范JJF 1913金相显微镜校准规范JJF 1914光学轴类测量仪校准规范JJF 1933010802坐标测量 仪器皮革面积测量机检定规程JJG 413图形面积量算仪检定规程JJG 660标准玻璃网格板检定规程JJG 832坐标测量机校准规范JJF 1064激光跟踪三维坐标测量系统校准规范JJF 1242坐标定位测量系统校准规范JJF 1251步距规校准规范JJF 1258影像测量仪校准规范JJF 1318关节臂式坐标测量机校准规范JJF 1408坐标测量球校准规范JJF 1422标准球棒校准规范JJF 1859基于结构光扫描的光学三维测量系统 校准规范JJF 1951010803测微仪气动测量仪检定规程JJG 356010803长度通用测量仪器测微仪斜块式测微仪检定器检定规程 JJG 525引伸计标定器校准规范JJF 1096电感测微仪校准规范JJF 1331激光测微仪校准规范JJF 1663光栅式测微仪校准规范JJF 1682电容式测微仪校准规范JJF 1944010804形状测量仪圆度、圆柱度测量仪检定规程JJG 429表面轮廓表校准规范 JJF 1476圆度定标块校准规范 JJF 1485010805测厚仪X射线测厚仪检定规程JJG 480磁性、电涡流式覆层厚度测量仪检定 规程JJG 818超声波测厚仪校准规范JJF 1126厚度表校准规范JJF 1255X射线荧光镀层测厚仪校准规范JJF 1306湿膜厚度测量规校准规范 JJF 1484橡胶、塑料薄膜测厚仪校准规范 JJF 1488掠入射X射线反射膜厚测量仪器校准 规范JJF 1613电解式（库仑）测厚仪校准规范JJF 1707010901齿轮测量齿轮标准器齿轮渐开线样板检定规程JJG 332齿轮螺旋线样板检定规程JJG 408标准齿轮检定规程JJG 1008010902齿轮测量 仪器跳动检查仪校准规范JJF 1109手持式齿距比较仪校准规范JJF 1121010902齿轮测量齿轮测量 仪器齿轮螺旋线测量仪器校准规范JJF 1122基圆齿距比较仪校准规范JJF 1123齿轮渐开线测量仪器校准规范JJF 1124滚刀检查仪校准规范JJF 1125铣刀磨后检查仪校准规范JJF 1138齿轮齿距测量仪校准规范JJF 1209齿轮双面啮合测量仪校准规范JJF 1233齿轮测量中心校准规范JJF 1561010903齿轮测量 量具公法线千分尺检定规程JJG 82齿厚卡尺校准规范JJF 1072圆柱直齿渐开线花键量规校准规范JJF 1557011001螺纹测量螺纹测量仪器石油螺纹单项参数检查仪校准规范JJF 1063丝杠动态行程测量仪校准规范JJF 1410螺纹量规扫描测量仪校准规范JJF 1950011002螺纹测量量具螺纹千分尺检定规程JJG 25螺纹样板检定规程JJG 60石油螺纹工作量规校准规范JJF 1108圆柱螺纹量规校准规范JJF 1345011100轴承测量——轴承内外径检查仪检定规程JJG 471球轴承轴向游隙测量仪检定规程JJG 626深沟球轴承跳动测量仪检定规程JJG 784深沟球轴承套圈滚道直径、位置测量仪检定规程JJG 785轴承套圈厚度变动量检查仪检定规程JJG 819011100轴承测量——滚动轴承宽度测量仪检定规程JJG 885滚动轴承径向游隙测量仪校准规范JJF 1089轴承套圈角度标准件测量仪校准规范JJF 1113圆锥滚子轴承套圈滚道直径、角度测量仪校准规范JJF 1545轴承圆锥滚子直径、角度和直线度比较测量仪校准规范JJF 1684011201测绘仪器及检定装置测绘仪器检定装置 经纬仪检定装置检定规程JJG 949水准仪检定装置检定规程JJG 960长度基线场校准规范JJF 1214011202测绘仪器水准标尺检定规程JJG 8全站型电子速测仪检定规程JJG 100光学经纬仪检定规程JJG 414水准仪检定规程JJG 425光电测距仪检定规程JJG 703超声波测距仪检定规程JJG 928手持式激光测距仪检定规程JJG 966工业测量型全站仪检定规程JJG 1152垂准仪校准规范JJF 1081平板仪校准规范JJF 1082全球定位系统（GPS）接收机（测地型和导航型）校准规范JJF 1118激光扫平仪校准规范JJF 1166脉冲激光测距仪校准规范JJF 1324工具经纬仪校准规范JJF 1349陀螺经纬仪校准规范JJF 1350011202测绘仪器及检定装置测绘仪器非接触式测距测速仪校准规范JJF 1612望远镜式测距仪校准规范JJF 1704011301长度其它测量仪器长度工程专用仪器焊接检验尺检定规程JJG 704刮板细度计检定规程项目子项目规程/规范名称规程/规范号020101质量天平

近日，在2023德国斯图加特质量控制测试及仪器仪表展览会（Control Show）上，Comet Yxlon（依科视朗）发布了一款全新的自动分析软件，这款软件可用于改善电池产品的质量控制。随着新能源汽车市场的崛起，电池制造市场在近几年中被带动并获得了巨大的增长潜力。同样，为了确保电池产品的性能和安全，对检测技术的需求则处于不断增长中，提高生产良率和提升电池制造商的产能变得越来越重要。X射线技术则是这一问题的最佳解决方案，尤其是计算机断层扫描（CT）技术，这一技术特别适用于检测分析电芯，模组，甚至是整个电池包的内部细节及潜在缺陷。为了确保复杂并且作为主要蓄能作用的电池单元能够正常发挥效能，在生产过程中则不能出现任何差错。有诸多因素会导致产品失效，如：断裂、气泡夹杂、异物、变形褶皱、极耳焊接缺陷，以及正负极极片对齐不良等。当发生极片对齐度不良缺陷时，可使阴阳极相互接触从而导致短路，电池将会变得非常危险，甚至导致自燃起火。安全问题在电池检测中始终是最重要的环节。因此，检查并测量极片对齐度是最优先的首要任务。客观、可靠、且可重复的检测结果通常在CT检测过程中的只能通过软件分析并实现。同时，软件的另一个优势则是可以稳定且持续的工作。依科视朗3D可视化图像分析软件——Dragonfly，可建立深度学习模型，在发现潜在缺陷方面具有极高的灵敏度。此外，该自动分析功能够适应不同生产商的具体需求。电池深度检测能够实现全自动的极片对齐度检测，在合适夹具的辅助下甚至可以实现整个产品批次性检测。检测报告同样会以自动的方式生成，提供有关每个电信的状态信息，所获取的大数据则能够被用于生成趋势统计，帮助优化生产工艺，大幅提高生产良率。

10月22日，由慕尼黑博览集团在华全资子公司慕尼黑展览（上海）有限公司主办，同济大学，国际实验室建设与测评、上海张江生物医药基地、上海市浦东新区生物产业行业协会、美国科学设备与家具协会（SEFA）协办，为期两天的2021上海实验室规划建设与管理大会暨智慧实验室大会（以下简称labtech China Congress 2021）在上海浦东嘉里大酒店圆满收官。labtech China Congress 2021由亚太实验室领域行业灯塔慕尼黑上海分析生化展（analytica China）倾力打造，致力于提高国内外实验室领域的规划、建设、管理与服务发展水平，关注人与实验室的和谐关系，推动大健康时代下可持续实验室的创新与变革。82名专家学者、建筑设计师及实验室行业专家围绕实验室时下8大热点话题展开了精彩演讲，国内外知名企业及品牌在现场实验室及展区内展示了众多创新技术及产品，总计吸引了1919名来自实验室领域的专业参会代表共襄盛会。慕尼黑展览（上海）有限公司首席运营官路王斌先生在谈及本届大会时提到：“今年是labtech China Congress第二次独立于analytica China之外举办，大会无论在规模还是规格上又提升了一个层次，并得到了业内同仁的广泛关注与一致好评。大会为实验室规划与建设领域提供了一个全方位的学习交流平台，让各行各业的实验室终端用户与规划建设者在这里进行多维度的沟通和交流。我希望labtech China Congress 2022能吸引更多实验室终端用户、管理层与决策者亲临现场对话规划设计与建设方，共同打造面向未来的一站式解决方案，为研发与实验室行业发展献计献策。同时，我们也将在明年秉持单双年的差异化定位，以终端用户为核心，将 labtech China Congress办好、办专、办强！"实验室高质量高峰论坛 共话未来可持续实验室发展新时代labtech China Congress 2021以科研建设及实验室设计与规划、世界/中国科技创新体系下实验室建设与运维、智慧实验室设计与规划、智慧实验室高效与管理为主题，来自中国疾病预防控制中心（CDC）、中国合格评定国家认可委员会（CNAS）、中科院、盘锦检验检测中心、HOK建筑事务所、华建集团上海建筑设计研究院、中元国际、中石化上海工程、申康医院、绿谷制药、上海科技大学、北京大学国际医院、上海纽约大学、UCI加州大学尔湾分校可持续发展学院、德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会、瀚广、台雄、WALDNER、安捷伦、珀金埃尔默等行业专家，分析国内外实验室的建设要求及政策标准，启发实验室建设与管理的深度思考，分享智慧实验室规划建设与管理的创新趋势和项目实例，共探未来实验室可持续发展之路。除此以外，labtech China Congress今年圆桌论坛崭新模式，由设计与建设单位、工程与EPC总包单位、国际医院用户单位及制药用户单位从不同维度开启MIX TALK混合式圆桌讨论，话题定位于目前需求量大且实验室各方面要求特别高的“高级别生物实验室”，全场互动激烈探讨，收获颇丰。中国中元国际工程有限公司资深总工李著萱老师表示：“过去，生物安全的保障可能更多依赖于可视仪表。现在我们通过智慧系统可以远程监测并管理设备使用情况，数据系统、大数据能够对生物实验室这种高性能的实验室和高级别实验室的论在安全性、运行力到提高工作效率、科学管理等放面提供数据支持。我认为这是一个非常好的方向，这也是设计单位和建设单位非常关注的未来方向。我觉得labtech China Congress主办方安排的很好，从政策方面、实验室管理方面、设计方面、建筑师到机电甚至于可能到产品、厂家包括同济大学的产学研用，还有好多用户的经验分享，都非常优秀。为主办方点赞，希望未来越来办越好。”上海绿谷制药有限公司总经理特别助理/规划建设部总监林轶凡先生说：“本届labtech China Congress我看到了很多展商、嘉宾对大会的支持。演讲主题很有价值，从生物到化学、从用户角度到标准规范和国家规范，有很多深入探讨的部分。我相信这对听众来讲非常有意义。这是我第二次来参加labtech China Congress，感觉规模和内容上都有了很大提升。我觉得以后可以每年办一些小型论坛，小而精的集中主题，这可能是未来可以发展的方向。”同期四大平行论坛及多场活动 共推实验室安全、智慧、可持续发展可持续实验室（1）——碳中和碳达峰目标下实验室运维与评价平行论坛围绕LEED体系在可持续实验室设计与规划中的重要角色、新材料在实验室建设中的应用、可持续实验室安全教育与人才培养、实验室设计建设过程中如何实现“碳中和”为主题，邀请了上海太平洋能源中心、榕德、同济大学、法国德澔等行业专家，从实验室运维与评价角度出发，深入“碳索”可持续实验室发展，达到降本增效与环保共赢。实验室环境与安全平行论坛由国家卫健委、国家生态环境部、Schneider Elektronik GmbH、台雄、中元国际、中国科学院的行业及企业代表，展开实验室化学品污染与职业健康、实验室危险废物管理、实验室变风量控制系统的设计与应用、危化品全生命周期智能管控、护航高等生物实验室安全从设计开始、数据、设施与网络生物安全的话题演讲，传递守护科研人员健康，人与实验室和谐发展的理念。可持续实验室（2）——以国际角度洞察平行论坛，以可持续实验室设计与规划新趋势、面向未来的弹性实验室、科研设施与地产的前期规划、主动式热回收-实验室新风空调的未来、从国际可持续实验室建设谈双碳目标有效路线为议题，邀请来自戴纳、Perkins&Will建筑事务所、科颐得环境、斐崴节能、美国能源部国家可再生能源实验室（NREL）的全球实验室领域专家，交流国际先进的设计、建设和管理理念，提高中国实验室设计与建设水平，促进国内科研、教育、环境监测、检测、医疗等实验环境的持续改善。数字化与智能化，检验检测行业未来可期平行论坛，聚焦人工智能与检验大数据解读、国内外医疗器械检验检测领域的发展现状与挑战、数智化服务助力检验检测实验室新基建、远程评审在实验室认可中的应用、智慧实验室的建设与验收、第三方检验检测认证机构数字化转型及平台化建议，来自上海长海医院、上海健康医学院、释普科技、CNAS、CTI华测检测、中国检验认证集团的业内精英讲述了国家对检验检测机构的“放、管、服”政策下，检验检测机构将向有序、健康和可持续发展，检验检测机构未来可期。作为labtech China Congress 2021同期活动重要组成部分，Workshop通过实验室精讲和培训的形式，深化实验室可持续发展理念，侧重于实验室建设的空间与运维和可持续实验室的规划与设计，从设计者的角度出发看实验室建设。现场Workshop还讨论了实验室环境与安全、食品安全与自动化升级，着重强调如何通过高新科技的方法，提升实验室的安全系数和实验室人员的安全保障，探讨如何建设可持续发展实验室并为提高实验室环境与安全集思广益。实验室创新技术与产品演示，实景打造沉浸式未来实验室空间除了两大主论坛、四大平行论坛以外，大会现场还打造了800+平米现场模拟实验室（Live Lab）和创新展区（Inno Lab）。瀚广、台雄和WALDNER分别在Live Lab展区内带来智慧实验室、涉化实验室和绿色可持续创新实验室。通过现场演示与操作让与会者亲身感受实验室前沿产品、创新技术、现代化设计风格及智能化信息化的先进管理理念。榕德、美诺、旭德、斐崴节能、释普、马斯德克、安捷伦等知名企业在Inno Lab中一一呈现实验室设计、规划、建设、操作、管理等涵盖整个生态系统的行业创新解决方案。上海瀚广实业有限公司总裁侯海峰先生认为：“今年labtech China Congress邀请各行业的专家及老师为我们分享当前实验室建设和发展的方向，围绕大基建所需的研发中心和创新中心，以及这场疫情下国家对公卫中心的建造需求，对于数字化实验室的需求也上升到了另一个高度。我相信通过这次主办方举办的盛会，使我们国家乃至全球的实验室发展在这次交流下会有一个更高的上升平台。labtech China Congress是一个很好的平台，我们明年还会参加。”“今年是我们第二次参与labtech China Congress，大会主论坛、平行论坛、Workshop、现场实验室等多种形式的组合相比2019年更加聚焦在思想碰撞之上。其中不仅有理论，也有具体落地方案。”上海台雄科技发展集团有限公司总经理王冰女士说：“给我印象深刻的是大会通过实验室这么一个小型微观的空间拓展延伸到相对更广阔的建筑领域，虽然国外很早就有，但在今天我非常欣喜地看到国内实验室行业终于也开始涉及这个领域，能在现场共同探讨，这是一个非常好的实践开始。LiveLab现场模拟实验室对大会来说是一个很好的辅助，也让现场用户的感受和体验更好，选择性也更多，同时也能在现场积极回应和求证用户需求。希望labtech China Congress越来越好，我们彼此携手，创造更多的好想法并最终落地。”仕华那（上海）科技有限公司（WALDNER）副总裁廖荑女士说：”此次labtech China Congress延续了主题论坛、live lab以及Workshop相结合展示的形式，让参展企业能够更深入地与用户从宏观展望到细节需求深度对接。WALDNER期待继续与大会合作，在这个平台上共创更多灵活的合作方式，共同打造实验室与Workshop的开放区域概念。大会作为建设需求、设备仪器与实验室整体解决方案的桥梁，真正助力了实验室行业的快速发展，祝每一年的举办都能越来越好！”延续实验室行业技术展示模式，创新升级科研生态及全生命周期管理系统本届大会共计举办了85场精彩演讲、20+场现场演示及同期活动，探讨国内外实验室创新技术和发展趋势，共话未来可持续实验室发展新机遇与新挑战。大会打造前沿行业趋势与现场产品演示相结合的超800平米Live Lab和Inno Lab，构建现场多主题用户交流圈和组织实验室参观活动，为参会嘉宾、企业及用户提供了高效互通的机会，持续提升2019年大会倡议的实验室行业“展览+会议”模式，从实验室建设、家具、暖通、洁净、存储、仪器、安全、智能等多维度、全方位创新升级科研生态及全生命周期管理系统。2022年11月13-15日，labtech China Congress 2022与您相约上海，我们不见不散！如需了解“labtech China Congress”更多详情，请关注官方微信“labtechChina”。

安徽理工大学地球与环境学院青年教师陶晨与加拿大滑铁卢大学工程学院教授Wayne Parker和不列颠哥伦比亚大学教授Pierre Berube课题组合作，针对安大略省多伦多市Keswick污水回用中心冬季深度处理污染加剧的问题，进行了前期历史数据分析和后期实验研究，厘清了二级生物处理运行温度和深度处理超滤运行温度对膜污染的影响机制。相关研究成果发表于《分离纯化杂志》。二级和深度处理运行温度对膜污染影响机制的示意图 安徽理工大学供图污水深度处理是指城市污水经一级、二级处理后，为了达到一定的回用水标准，使污水作为水资源回用于生产或生活的进一步水处理过程。超滤被认为是一种非常有前景的污水回用处置方式，然而膜污染问题一直是限制其长期稳定运行以及运营成本管控的瓶颈性问题。 “因为膜污染会造成跨膜压差的上升，在维持目标处理效率的前提下，需要提高膜清洗与更换的频率，从而增加运营成本和能源消耗。一般来说，膜污染控制成本占运行成本的20%-30%；其中，膜清洗和膜更换成本分别占膜污染控制总成本的9%-30%和40%-65%。而对于污水深度处理的运行场景来说，这些数据会随着冬季温度的降低，进一步升高。”陶晨向《中国科学报》介绍。近年来，各国学者针对温度对膜污染的影响展开了相关研究，然而研究对象多为膜生物反应器（MBR）工艺。一方面，在深度处理中，因为膜不直接与污泥混合液接触，所以膜污染机理与MBR有很大区别；另一方面，深度处理中膜过滤过程与二级生物过程分开进行，温度对二者造成的影响程度不同且存在交叉影响，值得分别去探讨。此次研究中，陶晨等提出了活性污泥模型与实验结合的方法，通过新颖的实验设计，评价了温度通过影响二级生物过程及其代谢产物，以及温度影响膜固有性质对深度处理膜污染的影响机制。“我们研究发现，将二级生物处理运行温度从20℃降低到8℃，且超滤运行温度为20℃不变时，总膜阻力大幅度增加。这主要是由于二级生物过程在低温下产生的可溶性微生物产物大量增加导致，其中与生物质衰减相关的有机质（BAP）是最主要膜污染物质。”陶晨说。进一步地，降低超滤运行温度时，总膜阻力增加了122%，这一部分膜阻力的增加是由于膜孔径的减小和液体黏度的增加。研究发现，总膜阻力的增加并不是各部分影响的简单叠加，而是存在复杂的交互影响。陶晨说，该工作全面探讨了运行温度对膜污染的影响，为不同温度运行条件下设计膜污染缓解措施提供了理论基础，也为探讨其他极端运行条件下二级生物过程与膜污染间的关系提供了方法借鉴。”审稿人认为：作者研究了实际污水处理厂运行温度对深度处理膜污染的影响机制，区分了造成低温条件下总膜阻力上升的不同原因，是一项有趣的研究工作，对缓解膜污染并减少运行成本提供了理论参考，具有实际意义。

近日，上海昊扩再传佳音：我们荣幸地宣布，与国内生物技术药物分离分析仪器的知名企业宁波艾纯生物科技有限公司 (以下简称“艾纯生物”) 达成深度战略合作，正式成为其上海代理商和全国工业总代。宁波艾纯生物科技有限公司坐落于宁波生物产业园区，由中科院博士团队创立，致力于生物技术药物分离、分析的新仪器设计、开发和应用推广，将积累了10余年的研发成果推向市场，推动国产分析分离仪器的自主创新和行业进步。主要产品“PPS-HD蛋白纯化系统”，是实现了国产化的生物技术药物分离仪器，具有自主知识产权，获得过多个行业大奖，并在多家上市公司、双一流大学、重点科研院所获得了应用，得到了用户的好评。PPS-HD 蛋白纯化系统是一个智能的、多选择的、模块化的纯化系统。除蛋白外，也可快速纯化多种生物分子，如多糖、肽类、寡核苷酸、核苷酸疫苗、病毒及天然小分子等。PPS-HD 系列可用于纯化从微克到百克级的蛋白质。PPS-HD 是一个稳定的系统，它与层析柱、层析填料配合使用，以应对不同应用的纯化挑战。PPS-HD 的版本 &bull PPS-10HD：专为用户的微量制备及研发&检测分析而设计。&bull PPS-100HD：非常适合在较大规模制备纯化中优化资源利用率和提高生产率。&bull PPS-PilotHD：系统工作流量及压力范围广泛，适用于不同规模的研发、放大研究以及小规模及中试规模生产。PPS-HD搭配审计追踪软件，并支持多种层析技术，能满足提供高纯度所需的自动化要求。该系统可以自由配置和升级，并根据您的纯化需求提供多种选项，以进一步提高其性能。PPS-HD 的优势 &bull 多选择的模块化设计，可灵活应用于蛋白、多肽、核酸等生物分子的纯化。&bull 使用 PPSN 软件可进行直观灵活的方法创建、系统控制和结果分析。&bull 尺寸小巧，便于放置在实验室工作台上或冷柜中。&bull 保证蛋白纯化过程持续稳定可靠。在持续致力于实验室设备、耗材及仪器领域的深度耕耘中，上海昊扩一直坚守开放共赢的合作理念，不断探索和实践。此次与艾纯生物的强强联合，是双方对彼此技术实力和市场影响力的深度认可。展望未来，上海昊扩将携手艾纯生物，致力于为我们的客户提供更加周到、更加高品质的服务，共同书写行业发展的新篇章。

本文作者：清华大学张书练教授1. 激光干涉仪的发展史做衣量身、体检量高都由尺子完成，这些日常的尺子的刻度是毫米。机械零件加工和检验都要用尺子，在机械制造企业，卡尺、千分尺随处可见，其精确度是0.1 μm，1 μm。1887年迈克尔逊（Michelson）和莫雷（Morley）研究以太[1]是否存在，使用了光。他们以光波长作尺子刻度测量了水平面和垂直面的光速之差，第一次否定了以太的存在。他们利用的是光的干涉现象，这就是光学干涉仪的诞生。注[1]：根据古代和中世纪科学，以太被称为第五元素，是填充地球球体上方宇宙区域的物质。以太的概念在一些理论中被用来解释一些自然现象，例如光和重力的传播。19世纪末，物理学家假设以太渗透到整个空间，以太是光在真空中传播的介质，但是在迈克尔逊-莫利实验中没有发现这种介质存在的证据，这个结果被解释为没有光以太存在。1961年研究人员发明了氦氖激光器，开始用氦氖激光器作为迈克尔逊干涉仪的光源，从而诞生了激光干涉仪。图1是迈克尔逊干涉仪简图。迈克尔逊干涉仪是普通物理的基本实验之一。但今天在科学研究和工业中应用的激光干涉仪出于迈克尔逊，但性能远远胜于迈克尔逊。图1 迈克尔逊干涉仪简图基本上，激光干涉仪都使用氦氖激光器的632.8 nm波长的光，橙红灿烂的光束射向远方，发散角可以小到0.1 mrad，光束截面的光斑均匀。氦氖激光器还可输出绿光、黄光、红外光，但只有632.8 nm波长的光适合作激光干涉仪的光源。其它类型的激光器，如半导体（LD）、固体激光器等的相干等性能都远不及氦氖激光器，研究人员多有尝试，但都没有成功。激光干涉仪有很多应用，但本质都是测量中学课本讲的“位移”，诸多应用都是“位移”的延伸和转化。激光干涉仪有两个主流类型：单频激光干涉仪和双频激光干涉仪。单频干涉仪能做的双频激光干涉仪都能做，但双频干涉仪能做的单频干涉仪不见得能做。由于历史、技术和商业原因，两种干涉仪都有着广泛应用。但在光刻机上，双频激光干涉仪独占市场。单频干涉仪不需要对市场上的氦氖激光器进行改造，直接可用。但双频激光干涉仪用的激光器需要附加技术使其产生双频（两个频率）。历史上，双频激光干涉仪测量位移的速度不及单频激光干涉仪，自发明了双折射-塞曼双频激光器，双频激光干涉仪的测量速度也达到每秒几米，与单频激光器看齐了。按产生双频的方法，双频激光干涉仪分为塞曼双频激光（国外）干涉仪和双折射-塞曼双频激光（国内）干涉仪。现在干涉仪的指标：最小可感知1 nm（十亿分之1 m），可以测量百米长的零件，且测量70 m长的导轨误差仅为几微米。2. 测量位移的干涉仪和测量表面的干涉仪？有几个概念的定义比较混乱（特别是有些研究发展趋势的报告），需要注意。一是“激光测距”和“激光测位移”没有界定，资料往往鹿马不分。二是不少资料所说“激光干涉仪”实际上包含两种不同的仪器，一种是测量面型（元件表面）的激光干涉仪，一种是测量位移（长度）的激光干涉仪。如海关的统计和一些年度报告往往混在一起。激光测距机发出的激光束是一个持续时间纳秒的光脉冲，利用光脉冲达到目标和返回的时间之半乘以光速得到距离，完全和光的干涉无关。尽管激光波面干涉仪和测量位移（长度）的干涉仪都是利用光干涉现象，但仪器的设计、光路结构、探测方式、应用场合几乎没有共同之处。激光波面干涉仪能够测量光学元件表面的形貌，光束直径要覆盖被测零件，在整个零件表面形成系列干涉条纹，根据测量条纹的亮度（也即相位）算出表面的形貌，其光束口径、零件直径可达百毫米；另一种则是测量位移（长度）干涉仪，光干涉发生在直径几毫米光路上，表现为只有光电探测器（眼睛）正对着射来的光线才能“看”到光强度的波动，由波动的整次数和（不足半波长的）小数算出被测件的位移。 3. 双频激光干涉仪的原理和构成当图1的可动反射镜有位移时，光电探测器光敏面会感受到的光强度正弦变化，动镜移动半个波长，光强变化一个周期。光电探测器将光强变化转化为电信号。如探测到电信号变化了一个周期，我们就知道动镜移动了半个波长。计出总周期数测得动镜的位移。 （1）式中：λ为激光波长，N 为电脉冲总数。今天的激光干涉仪使用632.8 nm波长的激光束，半波长即316.4 nm。动镜安装在被测目标上与目标一起位移，如光刻机的机台，机床的动板上。为了提高分辨力，半波长的正弦信号被细分，变成1 nm甚至0.1 nm的电脉冲，可逆计数器计算出总脉冲数，再由计算机计算出位移量S。也常用下式表示动镜的位移， （2）其中∆f为目标运动速度为V时的多普勒频移。式（1）和（2）是等价的，可以互相推导推出来，仅是表方式的不同。图2是今天的双频激光干涉仪框图。它由7个部分构成。图2双频激光干涉仪原理框图（1） 双频氦氖激光器氦氖激光器上有磁体。磁体为筒形，激光器上加的是纵向磁场，称为纵向塞曼双频激光器。四分之一波长（λ/4）片把激光器输出的左旋和右旋光变成偏振态互相垂直的线偏振光。前文所说的双折射-塞曼双频激光器则是在激光器内置入双折射元件（图内未画出），并加图2所示的磁条。双折射元件使激光器形成双频，横向磁场消除两个频率之间的耦合。双折射-塞曼双频激光干涉仪不需使用四分之一波长片。双频激光器是双频激光干涉仪的核心，很大程度上，它的性能决定激光干涉仪的性能，要求波长（频率）精度高，功率大，寿命长，双频间隔（频差）大且稳定，偏振状态稳定，两频率之间不偏振耦合。这一问题的解决是作者较突出的贡献之一。（2） 频率稳定单元它的作用是保证波长（频率）这把尺子的精确性，达到10-8甚至10-9，即4.74×1014的激光频率长期的变化仅1 MHz左右。（3） 扩束准直器实际上是一个倒装的望远镜，防止光束发散。要求激光出射80 m，光束光斑直径仍然在10 mm之内。（4） 测量干涉光路测量干涉光路包括：从分光镜向右直到可动反射镜（实际是个角锥棱镜），向下到光电探测器2。可动反射镜装在被测目标上（如光刻机工作台上的反射镜），目标的移动产生激光束的频移Δf，Δf和目标速度成正比，积分就是目标走过的距离（位移或长度）。积分由信号处理单元完成。（5） 参考光路参考光路由分光镜-偏振片-光电探测器1实现，参考光路中没有任何元件移动，它测得的位移是“假位移”真噪声。噪声来自环境的扰动。信号处理单元从干涉光路的位移中扣除这一噪声。（6） 温度和空气折射率补偿单元干涉仪测量的目标位移可能长达百米，空气折射率（及改变）和长度的乘积成为激光干涉仪的最主要误差来源之一。用传感器测出温度、气压、湿度，信号处理单元计算出空气折射率引入的假位移，并从结果中扣除。（7）信号处理单元光电探测器1和2，分别把信号f1-(f2±∆f)和f1-f2的光束转化为电信号，±∆f是可动反射镜位移时因多普勒效应产生的附加频率，正负号表示位移的方向。电信号经放大器、整形器后进入减法器相减，输出成为仅含有±Δf的电脉冲信号。经可逆计数器计数后，由电子计算机进行当量换算即可得出可动反射镜的位移量。环境温度，气压，湿度引入的折射率变化（假位移）送入计算机计算，扣除他们的影响。最后显示。相当多的应用要求计算机和应用系统通讯，实现对加工过程的闭环控制。4. 激光干涉仪的应用一般说来，激光干涉仪的主要用途是测量目标的运动状态，即目标的线性位移大小、旋转角度（滚转、俯仰和偏摆）、直线度、垂直度、两个目标在运动的平行性（度）、平面度等。无论光刻机的机台，还是数控机床的导轨（包括激光加工机床），不论是飞行物，还是静止物的热膨胀、变形，一旦需要高精度，都要用激光干涉仪测量，得到目标的运动状态。运动状态用由多个参数给出。以光刻机两维运动中的一个方向运动时为例，位移（走过的长度）、机台位移过程中的偏 转（ 角 ）、俯仰 （ 角 ）和滚转（角）都需要测出。很多类型的设备需要测量，如各类机床、三坐标测量机、机器人、3D打印设备、自动化设备、线性位移平台、精密机械设备、精密检测仪器等领域的线性测量。图3（a）（b）（c）（d）（e）是几个应用的例子。美国LIGO激光干涉仪实验室宣称首次直接测量到了引力波(2016)，使用的仪器是激光干涉仪，单程臂长4 km。见图4。图3 激光干涉仪几个应用的例子来源：(a)(b)(c)由北京镭测科技有限公司提供，(d)(e)来自深圳市中图仪器股份有限公司网页图4 LIGO激光干涉仪来源：https://www.ligo.caltech.edu/image/ligo20150731c 5. 双频激光干涉仪发展存在的问题（1）国内外单频和双频激光干涉仪的进展及问题多年来，国内外在单频和双频激光干涉仪方面进步不大，特例是双折射-塞曼双频激光器的发明。由于从国外购买的激光器不能产生大间隔的双频光，原有国内双频激光干涉仪的供应商基本停产。以前作为基础研究的双折射-塞曼双频激光器被推到前台。双频激光器是干涉仪的核心技术，走在了世界前端，也解决了国内无源的重大难题。北京镭测科技有限公司的开发、纠错，终于使双折射-塞曼双频激光干涉仪实现产品化，进入先进制造全行业，特别是光刻机。北京镭测科技有限公司双折射-塞曼双频激光器达到指标：频率间隔可在1~ 30 MHz之间选择，功率可达1 mW。 频率差与激光功率之间没有相互影响，没有塞曼效应的双频激光器高功率和大频率差不能兼得的缺点。尽管取得进展，但氦氖激光器的制造工艺等是个系统性技术问题，需要全面改善。特别是，国外双频激光干涉仪的几家企业的激光器都是自产自用，不对外销售，因此，我们必须自己解决问题。（2）业界往往忽略干涉仪的非线性误差很长时期以来，业界认为单频干涉仪没有非线性误差。德国联邦物理技术研究院(PTB) 经严格测试发现，单频干涉仪也存在几纳米的非线性误差，甚至大于10 nm。塞曼效应的双频干涉仪也有非线性误差，也是无法消除。对此干涉仪测量误差，大多使用者是不知情的。到目前，中国计量科学院的测试得出，北京镭测科技生产的双频激光干涉仪的非线性误差在1 nm以下。建议把中国计量科学院的仪器批准为国家标准，并和德国、美国计量院作比对。非线性误差发生在半个波长的位移内，即使量程很小也照样存在。图5 中国计量科学研究院：镭测LH3000双频激光干涉仪在进行测长比对6. 双频激光干涉仪的未来挑战本文作者从事研究双折射-塞曼双频激光器起步到成批生产双折射-塞曼双频激光干涉仪，历经近40年，建议加强以下研究。（1）高测速制造业的发展很快，精密数控机床运动速度已达几m/s，有特殊应用提出达到10 m/s的要求。目前单频激光的测量速度还没有超过5 m/s。双折射-塞曼双频激光干涉仪的测速也处于这一水平，但其频率差的实验已经达到几十MHz，有待信号处理技术的跟进发展，实现10 m/s以上的测量速度。（2）皮米干涉仪市场上的干涉仪基本都标称分辨力1 nm，也有0.1 nm的广告。需要发展皮米分辨力的激光干涉仪以满足对原子、病毒尺度上的观测要求。（3）溯源前文已经提到，小于半波长的位移是把正弦波动信号电子细分得到标称的1 nm，和真实的1 nm相差多少？没有人知道，所以需要建立纳米、皮米的标准。作者曾做过初步努力，达到10 nm的纯光学信号，还需做长期艰苦的研究。（4）提高氦氖激光器寿命在未来很长一段时间，氦氖激光器仍然是激光干涉仪最好的光源，但其漏气的特点导致其使用寿命有限，替换寿命终结的氦氖激光器导致光刻机停机，会带来巨大经济损失。因此，延长氦氖激光器寿命十分有必要。没有测量就没有科学技术，没有精密测量就没有当今的先进制造，为此作者最近出版了题名《不创新我何用，不应用我何为：你所没有见过的激光精密测量仪器》的书籍，书的主标题似是铭志抒怀，而实际内容是一本地道的学术专著，书籍内容为作者的课题组近40年做出的创新成果总结。作者简介张书练，清华大学教授，博导。曾任清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室主任，清华大学光学工程研究所所长，主要研究方向为激光技术与精密测量，致力于激光器特性的研究和把这些特性应用于精密测量，是国内外正交偏振激光精密测量领域的的主要创始人。

光学超分辨显微成像技术使人们能够从微观纳米尺度观测细胞内的动态生命活动，是当今细胞生物学、发育生物学、神经科学等生命科学领域的重要研究工具。基于深度学习的超分辨成像技术在保证成像指标，如速度、时程或视野等性能的前提下，进一步提升了显微图像分辨率或信噪比，表现出更大的应用前景。近日，中国科学院生物物理研究所与清华大学，联合美国霍华德休斯医学研究所等研究团队，在Nature Biotechnology杂志上发表了题为“Rationalized deep learning super-resolution microscopy for sustained live imaging of rapid subcellular processes”的研究论文。该研究提出了一套合理化深度学习显微成像技术框架，将光学成像模型及物理先验与神经网络结构设计相融合，合理化网络训练、预测过程，从而实现了高性能、高保真的显微图像去噪与超分辨重建，并结合实验室自主研发、搭建的多模态结构光照明显微镜与高速晶格光片显微镜，将传统成像速度/时程提升30倍以上，实现了当前国际最快、成像时程最长的活体细胞成像性能，并首次对高速摆动纤毛中转运蛋白的多种运输行为以及完整细胞分裂过程中核仁液-液相分离过程进行了快速、多色、长时程、超分辨观测。综上，本研究提出了一种合理化深度学习超分辨显微成像框架，解决了现有深度学习成像方法分辨率损失、预测不确定性、训练集不易采集等难题。同时，人工智能算法与光学显微成像技术的交叉创新，也为现代光学显微成像的发展开辟了新的技术路径。　　原文链接：　　https://www.nature.com/articles/s41587-022-01471-3

近日质检总局针对2016年120万元以上专用仪器设备采购项目进行招标，本次招标预算共计为8862.4万元，采购内容包括气相色谱-单四级杆飞行时间质谱联用仪、液相色谱/三重四极杆串联质谱联用仪、材料热力模拟试验机等大批高端仪器设备。详情如下：　　项目编号：0733-166212220701　　预算金额：1964.87万元(人民币)包号品目号货物名称数量（套）用途简要技术要求用户单位是否允许进口预算金额（万元）11-1气相色谱-单四级杆飞行时间质谱联用仪1检测采集速率：≥ 49谱图/秒；陕西局是27822-1全自动高安全性生物样本库系统1检测灌装速度：≥ 120支/分钟；深圳局是19533-1液相色谱质谱 联用仪1检测流量精度：≤ 0.07 %RSD；压力范围：0 – 8750 psi或更高深圳局是14344-1超高效液相色谱质谱联用仪1检测流量精度：0.075% RSD天津局是299.455-1大容量纤维 测试仪1检测马克隆值：可测试马克隆值MIC（2.0—7.8）、成熟度MAT（0.7—1.05）天津局是18066-1大气预浓缩仪1检测内部多孔聚集阱。部级温度能达到-180℃。新疆局是19077-1脉冲场凝胶电泳分析系统1检测转换角度：0-360° ，0.5° 增量新疆局是12088-1液相色谱-质谱联用仪1检测流速范围：0.001～2mL/min云南局是219.4799-1超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱仪1检测泵可设定最大流速不低于2.0mL/min，递增率0.001 mL/min云南局是2001010-1电感耦合等离子体质谱仪1检测铬液相联机指标：3分钟内20ppt 含量的Cr3+与Cr6+可以达到完全分离，信噪比S/N＞3。云南局是140 　　项目编号：0730-166112BJ0034　　预算金额：2835.1万元(人民币)包号品目号货物名称数量（套）用途简要技术要求用户单位是否允许进口预算金额（万元）11-1液相色谱/三重四极杆串联质谱联用仪1检测灵敏度： ESI灵敏度: 液质联用进样1pg利血平，s/n90000:1湖南局是22222-1液相质谱仪1检测MS/MS灵敏度ESI+：15 fg 利血平，m/z 609195，信噪比≥ 2,000:1。APCI+：1pg 利血平，m/z 609195, 信噪比≥ 80,000:1江苏局是26833-1波长色散X射线荧光光谱仪1检测连续扫描速度：不少于300° /min广东局是14433-2波谱型X荧光光谱仪1检测外电源波动1%时，高压输出波动不能超过0.00006%广东局是19033-3波长色散型X射线荧光光谱仪1检测测角仪连续扫描：0.1° —300° /min,最大速度：1200° / min吉林局是22433-4波长色散X射线荧光光谱仪1检测在最大计数范围内非线性失真度测试含水率和回潮率：5%-10% 马克隆值：可测试马克隆值MIC（2.0—7.8）、成熟度MAT（0.7—1.05）湖北局是16555-1燃烧炉-离子色谱联用系统1检测检测器分辨率：≤ 0.005 nS/cm广东局是15366-1高纯锗γ 谱仪1检测相对探测效率：≥ 66% 能量响应范围：3 keV– 10MeV宁波局是18077-1全自动生化分析仪1检测同时测定项目：双试剂测试≥ 49项北京局是19088-1彩超1检查取样宽度及位置范围：宽度 0.5mm至20mm多级可调内蒙局是13099-1振动台1检测额定推力：≥ 98kN江苏局否1501010-1小动物口鼻全相态暴露系统1试验系统具备自动调节浓度的功能，达到设定浓度的T99＜30秒宁波局否2401111-1红外测温系统10卫生检疫显示温度范围：（30.0～42.0）℃ 分辨力≤ 0.1℃上海局否235　　项目编号：GXTC-1650031　　预算金额：3715.8万元(人民币)包号品目号货物名称数量（套）用途简要技术要求用户单位是否允许进口预算金额（万元）11视频测试系统1检测质量范围： m/z高端不小于2250； 扫描速度：≥ 15000 amu/sec； 质量稳定性：不低于0.05amu/12h计量院是26021大规模MIMO信道测试回放系统1检测收发分析带宽：不小于200MHz； 射频输入接口可直接接收最大+30dBm功率信号计量院是40031信道衰落模拟器1检测中心频率范围：380MHz－6.0GHz范围内连续可调计量院是22041超低本底液闪计数谱仪1检测探测系统：液闪计数器应具有180度对称的双光电倍增管结构，可用来实现CIEMAT/NIST效率示踪方法；计量院是12551激光测头模块及高速通讯模块1检测平面测量不确定度：UP ≤ 80µm + 3µm/m； 扫描采点速度：≥ 210000点/秒。计量院是148.9061台式镀层膜厚分析测量仪1检测电子放大80-100,000倍（非数字放大），系统分辨率：≤ 15nm，样品仓空间不小于：100mm×100 mm×65mm计量院是150.0071超深度彩色3D形状测量激光显微系统1检测综合放大倍率不低于24000倍，物镜：X10，X20，X50，X150计量院是161.4081齿轮测量中心1检测指标应符合VDI/VDE 2612和VDI/VDE2613测量仪器Ⅰ类的要求；仪器对渐开线齿轮样板的测量不确定度应达到1等（级）的要求；计量院是366.5091GNSS时间和频率传递接收机（北斗接收机）8检测支持GPS L1 C/A，L1P，L2P；GLONASS L1 C/A，L1P，L2P；北斗 B1 C/A，B2 C/A信号的接收； 跟踪通道：并行通道，210个以上。计量院否200.00101相位多普勒激光粒子动态分析仪1检测最大可处理多普勒频率：不小于120MHz 二维发射探头口径：不小于112mm特检院是200.00111材料热力模拟试验机1检测最大加热速度：8,000° C/sec ，无过冲(直径6mm、自由跨度10mm的拉伸试样)特检院是400.00121不拆保温脉冲涡流腐蚀检测系统1检测可在不拆保温（外包覆层）情况下检测外包覆层最大厚度200mm的铁磁性材料设备壁厚；并可同时对包覆层厚度进行检测特检院否170.00131非线性数值仿真软件及高级培训服务1检测具有6核并行计算能力，可实现单节点多核并行、多节点并行高效计算；且具备GPU加速功能特检院是158.00高性能图形工作站5否141长管拖车钢瓶专用自动超声波检测设备/长管拖车钢瓶专用自动磁粉检测设备4检测信噪比：仪器在正常检测灵敏度条件下，轴向检测大于8 dB，周向检测应大于12 dB；特检院否240.00151机械式蠕变试验机20检测变形测量量程≥ 30mm特检院否348.00161涡流阵列实验及检测系统1检测主机的涡流阵列检测频率：500Hz—4MHz特检院是168.00　　项目编号：GXTC-1650039　　预算金额：346.71万元(人民币)包号品目号货物名称数量（套）用途简要技术要求用户单位是否允许进口预算金额（万元）11里氏硬度计15检测HV、HB、HRB、HRC、HSD内置10种金属材料自动换算特检院是210.15磁粉探伤仪10频率：50-60Hz，磁极间距：0-230mm是超声波探伤仪5垂直线性误差：≤ 3%否超声波探伤仪5水平线性误差：≤ 0.1%否雷达测速仪15测速范围： 1-800MPH，精确度： ± 0.1MPH是钳型电流表15精度要求：交流电流：± 2.0%rdg± 5dgt(50/60Hz)3.5%rdg± 5dgt(40Hz～400Hz)，直流电流：± 1.5%rdg± 5dgt ，交流电压：± 1.5%rdg± 4dgt是绝缘电阻测试仪15精确度：± (2%rdg+6dgt)是接地电阻测试仪10精度：分辨率20Ω ：精度± 1%± 5dgt；分辨率200Ω ：精度± 3%± 5dgt是接地电阻测试仪5精度：分辨率20Ω ：精度± 2%rdg± 0.1Ω ；分辨率200Ω ：精度± 2%rdg± 3dgt是红外测温仪10系统精度:± 1℃（± 1%）是超声波测厚仪10示值误差：+ -(1%H+0.1)mm, H为实际厚度值否激光测距仪18典型精度：± 1.0 mm（± 0.04 in）是强光手电、头灯、高倍望远镜、工具包15强光手电最高亮度(最大光通量): 350流明以上。灯泡为LED；外材料为铝合金。灯泡寿命1万小时以上，手电防水。否探头200探头：2.5P6Z，5P6Z，2.5P10Z，5P10Z，2.5P14Z，5P14Z，2.5P20Z，5P20Z，2.5Z10FG10Z，2.5P13*13K2等。否无损检测工具箱10套10能容纳超声波探伤仪、磁粉探伤仪、硬度计、卷尺、卡尺等设备，是检验工具箱15能容纳14类常规检验仪器，仪器箱内衬需按仪器规格开槽是应力测试和加速度工具箱10IP673. 防水，防撞击，防尘，防沙，防腐，具有超强的橡胶涂层处理，双把锁，手动放气阀，承受温度等级从- 33至90摄氏度。是无线加速度节点9量程范围：± 2g，3g，6g，10g 软件可编程选择否无线应变节点10分辨率：± 0.5 µε @± 15000 µε 否网关6无线射频频率：2.4G DSSS，16条可用信道否应变片1000单向：BE120-4AA(11)-2P600否电子秒表15测量范围：0-24小时否钢卷尺15测量范围：0-5m否力矩扳手2扭矩范围：300-1000N.m；750-2000N.m是焊高尺10示值误差：± 0.03mm否塞尺10测量范围：0.05-1.0mm否半径规10测量范围：1-7mm否游标卡尺15测量范围：0-200mm否间隙尺10测量范围：1-15mm否21便携式四合一气体检测仪13检测可检测气体：至少包括硫化氢、一氧化碳、氧气、可燃气体特检院否136.56便携式测厚仪6测量精度:± 0.01mm / ± 0.1mm否隔涂层超声波测厚仪31高温测厚是磁粉探伤仪3磁极间距: 40-200mm否便携式里氏硬度计24检测范围：200-960HL，32-1000HV, 30-680HB, 4-100HRB, 20-70HRC, 32-102HSD精度是超声波探伤仪3垂直线性误差 ≤ 3%、水平线性误差 ≤ 0.1%否便携式交流电源2反复充电次数≥ 1500次（且电池寿命不少于3.5年）否

深度学习深度学习作为一项新技术，革新了现有应用程序并推动新兴产业的迅猛发展。Google、Amazon、Intel 和Nvidia提供的用于创建和训练神经网络的工具使技术获取更容易，促进新玩家凭借有竞争力的产品进入成熟市场。目前，深度学习的潜能已被广泛认可，也许您现在正在应用程序上使用深度学习。为了让机器视觉开发者能够充分利用这项技术，菲力尔推出了FLIR Firefly® DL相机，它可以便捷地在现场部署受训过的网络。FLIR Firefly® DLFLIR Firefly DL通过集成高质量的Sony Pregius图像传感器和符合GenICam的Intel Movidius Myriad 2视觉处理单元 (VPU)，将机器视觉和深度学习推断相结合。FLIR机器视觉相机尺寸小巧、重量轻且功耗低，是嵌入移动、桌面和手持系统的理想选择。VPU的概念位于FLIR Firefly® DL核心的Intel Movidius Myriad 2视觉处理单元（VPU）是一种新型处理器。VPU结合了高速硬件图像处理过滤器、通用CPU内核以及平行矢量处理内核。与GPU的通用内核相比，用于加速相机内建推断的矢量内核针对神经网络的分支逻辑进行了更多优化，优化程度更高的VPU能够以低功率实现高性能。推断与深度学习的关系推断是在新捕获的、无标签真实数据上应用的深度学习。推断是指受训后的神经网络根据新数据做出预测的结果。推断应用了一个通过标记数据 (A) 训练未标记数据 (B) 的模型虽然有许多不同类型的网络可用于推断，但MobileNet特别适用于图像分类。MobileNet最初由Google设计，用作移动设备的高精度图像分类和分割。与那些计算昂贵且需要耗电量大GPU的网络相比，它也能够实现相同的精度。推断相机和“智能相机”的区别传统智能相机结合了机器视觉相机和运行基于规则的图像处理软件的单板计算机。智能相机可以较好解决简单问题，例如读取条形码或回答“孔是否应该位于该部分？”这类提问。推断相机的优势在于可处理更复杂或主观的问题，例如“这是出口级苹果吗？” 当使用已知的优质图像进行训练时，推断相机可以轻松识别基于规则的检查系统无法识别的非预期内缺陷，使其对差异性更加宽容。推断相机可通过丰富的描述元数据扩大现有应用。通过GenICam块数据，FLIR Firefly® DL相机可以使用推断来标记传至主机的图像，该主机使用传统的基于规则的图像处理方式。通过这种方式，用户可快速扩展其现有视觉系统的能力。该混合式系统架构同样也可以触发传统视觉系统。使用 FLIR Firefly® DL相机可以节省大量空间，因为传统智能相机中使用的计算硬件功耗效率更低，而且比FLIR Firefly® DL相机中的VPU大得多。FLIR Firefly® DL相机尺寸只有27mmx27mm，可随时集成到紧凑的空间中。FLIR Firefly® DL是一个开放式平台，使用户可灵活利用快速进步的深度学习网络及其训练和优化的相关工具链。相反，使用专有工具对智能相机进行编程可能会落后于新技术。相机内建推断的优势在视觉系统边缘进行推断，可以促进系统速度、可靠性、功率效率和安全性的提升。★ 速度：边缘推断与其他形式的边缘计算一样，图像处理可在离开中央服务器，靠近数据源进行。无需将所有图像传输至远程服务器，只需传送描述数据。这将大幅减少系统需传输的数据量，使网络带宽和系统延迟降低。★ 可靠性：对于某些应用，FLIR Firefly® DL不需要依靠服务器和网络基础设施，就可提升其自身可靠性。FLIR Firefly® DL通过其内置的VPU，可作为独立传感器运行。它可捕捉图像并根据图像做出决策，然后使用GPIO信号触发操作。★ 功率效率：只在需要时触发视觉系统意味着更多的处理时间可用在传统基于规则的图像处理和分析上。深度学习推断可在满足特定条件时触发高功率图像分析。Myriad 2 VPU通过级联网络支持可节省额外功率。如此可以实现多层分析，只要满足前一个网络的条件，更复杂、功率更高的网络就可以启用。★ 安全：少量数据的传送便于加密，提升系统安全性。深度学习推断的应用FLIR Firefly® DL提供了一条从深入学习的研发到实际应用程序的方便途径。它可随时作为独立传感器使用，捕捉图像并基于图像做出决策，从而触发GPIO行为。通过Intel神经计算棒，可用低于1000美元（约6300元）的成本建立起完整的视觉系统边缘推断。视觉系统开发人员可以使用Intel OpenVINO工具包在同一个驱动FLIR Firefly® DL相机内建推断的VPU上轻松优化和验证神经网络的性能。这使得用户能够使用相同的相机，准确评估Myriad 2驱动的、并行于传统算法推断的性能。从GPU训练转移到神经计算棒开发和FLIR Firefly® DL部署深度学习推断将从根本上改变视觉系统设计和编程的方式。它比使用传统基于规则的方式更加快速精确地做出复杂且主观的决策。通过集合Sony Pregius传感器、GenICam 界面和 Intel Movidius Myriad 2 VPU，FLIR Firefly® DL相机将机器视觉与深度学习相结合。这种新型推断相机提供了一种在机器视觉应用中部署深度学习推断的理想路径。

助力科研，浦江论剑 ——思想碰撞深度交流会于2024年7月27日，在浦江举办的第一期新诺伙伴深度交流会取得圆满成功！此次交流会意指促进行业发展，&zwnj 思想交流。其关键在于全面推进经济、&zwnj 环境、&zwnj 社会和文化的多方面发展，&zwnj 通过科技创新、&zwnj 政策扶持、&zwnj 人才培养和国际合作等措施，&zwnj 实现协调可持续的发展目标。&zwnj &zwnj 只有全面推进这些方面的发展，&zwnj 才能实现协调可持续的发展目标。有效促进发展的策略包括：&zwnj &zwnj &bull &zwnj 个人和组织的参与至关重要，&zwnj 企业家应积极投身于实业发展，&zwnj 不断创新，&zwnj 在市场竞争中取得成功。&zwnj 普通员工应努力学习，&zwnj 提升专业素质，&zwnj 为企业的发展贡献力量。&zwnj 充分发挥本地高等院校人才的优势，&zwnj 建立院校与企业之间的沟通、&zwnj 交流和合作平台。&zwnj &bull 提高企业自主创新意识，&zwnj 构建“产政学研”合作研发体系，&zwnj 加强“产政学”科研开发体制。&zwnj &bull 推进制造业智能化改造，&zwnj 构建或借助工业互联网平台，&zwnj 促进产业链发展，&zwnj 打造行业新型生态圈。&zwnj 通过上述措施，&zwnj 可以有效地促进行业发展，&zwnj 加强思想交流，&zwnj 为实现全面发展和进步奠定坚实的基础。&zwnj

5月10日晚上，成都市丛树家园小区一电梯内电瓶车起火，导致包括一名婴儿在内的多人烧伤视频在网上传播后，牵动人心。 电梯监控视频显示，10日19时33分，一男子乘电梯下楼，随后电梯停在某层楼，一名妇女怀抱着一名婴儿进入电梯，电梯继续下行。19时34分23秒，电梯再次停下，一男子推着一辆电瓶车进入电梯，身后还有一名双手提着物品的男子也紧跟进入。19时34分34秒，就在电梯门关闭瞬间，一秒钟时间不到电瓶车底部突然冒起浓烟，瞬间闪起了火光，电梯内迅速被火光和浓烟覆盖。视频显示，冒烟发生同时，推电瓶车的男子迅速伸手按了一下电梯开关。事发时，电梯内有4名大人和1名幼儿。对此很多网友表示，坚决反对电瓶车上楼！ 对于网友的评论，我有不同的看法，作为主动方面，禁止电动自行车车进入电梯确实是可行的，但我们不能一昧的谴责推电动自行车进入电梯的男子，却往往忽略了z大的危害源头是电动自行车的电池。电动自行车是为了方便市民的工具，而不是成为大家“闻风丧胆”、相互嫌弃的工具。只有生产厂家按照国家的标准，做好安全检测才投放到市场，这才是遏制电动自行车电池自燃最有效的方法。由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准的GB/T 36972-2018《电动自行车用锂离子蓄电池》国家标准于2018年12月28日正式发布，将于2019年07月01日正式实施，该标准对推动电动自行车用锂离子电池综合标准化工作及电动自行车锂离子电池推广应用具有重要意义和作用，同时也为电动车用锂离子电池领出了一条健康、可持续发展的道路。 Delta德尔塔仪器专业致力于GB/T 36972-2018《电动自行车用锂离子蓄电池》的研发和定制，可为客户提供锂电池安全检测实验室整体打包、一站式交钥匙工程服务。客户只需要提供试验场地，其他的交给我们为您搞定！ (电动自行车锂电池安全测试系统综合交钥匙工程)《电动自行车用锂离子蓄电池》（GB/T 36972-2018）检测设备推荐清单序号测试项目本标准条款关键设备设名称辅助功能/引用标准能力说明要求试验方法1. I2（A）放电5.2.16.2.1① 电池充放电测试系统（60V/30A）（推荐型号：GS-CT60V/30A）② 过充过放防爆试验箱（4箱式）（推荐型号：GS-MST940）1) 可选配充放电测试通道数和测试额定电流、电压；2) 防爆箱标配防爆泄压口、强力排风扇、补风口、可移动式地脚。2. 充电6.2.1.13. 放电6.2.1.24. 2I2（A）放电5.2.26.2.25. 低温放电5.2.36.2.3① 电池充放电测试系统（60V/30A）（推荐型号：GS-CT6030）② 高低温冲击试验箱（-40℃～150℃）（推荐型号：GS-THE8002）③ 过充过放防爆试验箱（4箱式）（推荐型号：GS-MST940）1）可选配充放电测试通道数和电流、电压；2）可选配高低温试验箱内箱容积和温度范围；3）防爆箱标配防爆泄压口、强力排风扇、补风口、可移动式地脚。6. 高温放电5.2.46.2.47. 荷电保持能力及荷电恢复能力5.2.56.2.5① 电池充放电测试系统（60V/30A）（推荐型号：GS-CT6030）② 恒温恒湿试验箱（-40℃～150℃）（推荐型号：GS-THK6008）③ 过充过放防爆试验箱（4箱式）（推荐型号：GS-MST940）1）可选配充放电测试通道数和电流、电压；2）可选配恒温箱内箱容积和温度、湿度范围；3）防爆箱标配防爆泄压口、强力排风扇、补风口、可移动式地脚。8. 荷电保持能力6.2.5.19. 荷电恢复能力6.2.5.210. 长期贮存后荷电恢复能力5.2.66.2.611. 循环寿命5.2.76.2.712. 内阻5.2.86.2.8① 电池内阻测试仪（推荐型号：HK3561R）② 恒温恒湿试验箱（-40℃～150℃）（推荐型号：GS-THK6008）可选配恒温箱内箱容积和温度、湿度范围。13. 过充电5.3.26.3.2① 电池充放电测试系统（60V/30A）（推荐型号：GS-CT60V/30A）② 过充过放防爆试验箱（4箱式）（推荐型号：GS-MST940）1）可选配充放电测试通道数和测试额定电流、电压；2）防爆箱标配防爆泄压口、强力排风扇、补风口、可移动式地脚。14. 强制放电5.3.36.3.315．外部短路5.3.46.3.4① 外部短路试验机（3000A）（推荐型号：GS-MST920）可选配常温外部短路和高温外部短路16．挤压5.3.56.3.5① 电池挤压试验机（0-35KN）（推荐型号：GS-MST930）1） 可选配挤压+针刺（穿刺试验）功能；2） 可选配红外摄像监控系统、自动灭火器装置、废气回收净化装置。17.机械冲击5.3.66.3.6① 机械冲击试验机(600g)（推荐型号：GS-MST980）可选配峰值加速度和试验负载18.振动5.3.76.3.7① 电磁振动试验机（0～400Hz）（推荐型号：GS-MST970）X，Y，Z三轴向振动；可选配振动频率、振幅范围及试验负载。19.自由跌落5.3.86.3.8① 电池跌落试验机（定向X,Y,Z）（推荐型号：GS-MST960）X/Y/Z定向跌落；可选配热成像相机、自动灭火器装置。20.低气压5.3.96.3.9① 高空低气压试验箱（11.6KPa）（推荐型号：GS-MST950）可选配试验箱体积（内容积）21．高低温冲击5.3.106.3.10①高低温冲击试验箱（-40℃～150℃）（推荐型号：GS-THE8002）可选配高低温试验箱内箱容积和温度范围22．浸水5.3.116.3.11① 电池水浸泡试验箱（推荐型号：GS-MST10）可选配实验水箱容积及温度控制范围23．过充电保护5.4.26.4.2① 电池充放电测试系统（60V/30A）（推荐型号：GS-CT60V/30A）② 过充过放防爆试验箱（4箱式）（推荐型号：GS-MST940）1）可选配充放电测试通道数和测试额定电流、电压；2）防爆箱标配防爆泄压口、强力排风扇、补风口、可移动式地脚。24.过放电保护5.4.36.4.325.短路保护5.4.46.4.4① 外部短路试验机（3000A）（推荐型号：GS-MST920）可选配常温外部短路和高温外部短路26.放电过流保护5.4.56.4.5① 电池充放电测试系统（60V/30A）（推荐型号：GS-CT60V/30A）② 过充过放防爆试验箱（4箱式）（推荐型号：GS-MST940）1）可选配充放电测试通道数和测试额定电流、电压；2）防爆箱标配防爆泄压口、强力排风扇、补风口、可移动式地脚。27.静电放电5.4.66.4.6 ① 静电放电发生器（20kV）（推荐型号：ESD61002TA）引用标准：GB/T 17626.2-200628.模制壳体应力5.5.16.5.1① 恒温恒湿试验箱（-40℃～150℃）（推荐型号：GS-THK6008）可选配恒温箱内箱容积和温度、湿度范围。29.壳体承受压力5.5.26.5.2① 电池壳体抗压试验装置（推荐型号：GS-KYL503）试验压力：250N30.壳体阻燃性5.5.36.5.3①水平垂直燃烧试验机（PLC+触摸屏）（推荐型号：GS-HUVL90）引用标准：GB/T 5169.16-201731.外形尺寸5.6.16.6.1① 游标卡尺（推荐型号：0-300mm）选配指针式/数显，测量量程可选32.充放电接口5.6.26.6.2目检引用标准：QB/T 442833.外观5.6.36.6.3目检/34.极性标志5.6.46.6.4酒精耐磨试验机（推荐型号：GS-YCR02）/合计需要仪器数量：约18台（国家纳米科学中心——锂电池实验室交付现场图片）设备已经成功运用到各大专业测试机构和生产厂家提供服务。第三方检测机构例如：广州SGS通标实验室，上海天祥ITS实验室，昆山出入境技术检验中心，广东质检院，深圳计量院，福建质检院（马尾基地），东莞标检产品检测有限公司（STC），各大企业例如：爱玛电动车，绿源电动车，喜德盛电动车等生产厂家品质研发部，深受客户好评。未来，Delta德尔塔仪器将持续用高品质的产品和服务，为电动自行车和电动助力车行业的发展添砖加瓦，为市民便捷出行、公共交通领域保驾护航，让人们生活的更加安全、舒适、和谐。张工yi八1，28零28677（WX同号）

p 　　美国麻省理工学院(MIT)科学家在6月12日出版的《自然· 光学》杂志上发表论文称，他们开发出一种全新的光学神经网络系统，能执行高度复杂的运算，从而大大提高“深度学习”系统的运算速度和效率。 /p p 　　“深度学习”系统通过人工神经网络模拟人脑的学习能力，现已成为计算机领域的研究热门。但由于在模拟神经网络任务中，需要执行大量重复性“矩阵乘法”类高度复杂的运算，对于依靠电力运行的传统CPU(中央处理器)或GPU(图形处理器)芯片来说，这类运算太过密集，完成起来非常“吃力”。 /p p 　　通过几年努力，MIT教授马林· 索尔贾希克和同事开发出光学神经网络系统的重要部件——全新可编程纳米光学处理器，这些光学处理器能在几乎零能耗的情况下执行人工智能中的复杂运算。索尔贾希克解释道，普通眼镜片就能通过光波执行“傅里叶变换”这样的复杂运算，可编程纳米光学处理器采用了同样的原理，其包含多个激光束组成的波导矩阵，这些光波能相互作用，形成干涉模式，从而执行特定的目标运算。 /p p 　　研究小组通过测试证明，与CPU等电子芯片相比，这种光学芯片执行人工智能算法速度更快，且消耗能量不到传统芯片能耗的千分之一。他们还用可编程纳米光学处理器构建了一个神经网络初级系统，该系统能识别出4个元音字母的发音，准确率达到77%。他们的最终目标是，将可编程纳米光学处理器交叉铺成多层结构，构建光学网络神经系统，模拟人脑中神经元执行复杂的“深度学习”运算。 /p p 　　索尔贾希克表示，新光学处理器还能用于数据传输中的信号处理，更快速实现光学信号与数字信号间的转换。未来，在大数据中心、安全系统、自动驾驶或无人机等所有低能耗应用中，基于新光学处理器的复杂光学神经网络将占据重要席位。 /p

9月16日，以智能影像技术发展趋势及产学研用探讨为主题的2022年未来影像行业峰会在北京召开，峰会由智能图像处理北京市工程研究中心（以下简称“中心”）举办，邀请院士专家以及50余家企业的近百位行业精英，进行了12场专题分享。工程研究中心主任、小米集团高级副总裁曾学忠介绍了中心过去一年取得的成绩，并对未来影像技术在手机、机器人、汽车、XR（扩展现实）以及AIoT等多个行业出现的新需求做了深入分析，并提出对于未来影像的三个思考点：在多维传感，增强影像方向，拓宽影像传感的维度，突破视觉的限制；在AI赋能，计算摄影领域，用AI算法与硬件进行深入结合，突破硬件的限制；在影像互联，计算互通技术上，用互联互通的计算，打破影像采集以及计算的限制。中国工程院院士、中心专家委主任丁文华院士肯定了中心在影像行业的科研牵引作用，并指出影像多媒体领域对前端基础图像处理技术存在极大需求及市场空间，希望今后中心能够持续发挥平台作用，加深影像行业的产学研用协同创新的深度与广度，为产业的进一步发展起到示范带头作用。中心研究中心常务副主任、清华大学脑与认知科学院院长季向阳教授分享了计算影像的技术发展，介绍了计算影像在光谱成像，多传感器融合，光路编码等多个维度上的突破建议，后续将利用中心的平台创新科研机制，更好地将高校科研技术转化到行业。影像硬件技术企业豪威科技、丘钛微电子、奥比中光分别从图像传感器、相机模组、3D相机领域进行了专题分享。豪威科技总经理刘志碧梳理了当前各个行业对图像传感器的技术需求，并对全局快门、Hybrid EVS、微型化相机等行业新技术做了全面分享。丘钛微电子副总裁胡三木分享了相机模组硬件的发展趋势，并对大光圈、防抖、大推力马达、moding等模组工艺的演进进行了分析。奥比中光高级副总裁江隆业分享了3D视觉在各新兴行业的应用情况，并对3D视觉未来的技术发展方向进行展望。新型影像技术企业与光科技、灵明光子、普诺飞思分别从光谱相机、深度相机及动态相机的技术发展路线以及应用场景切入，进行了专题分享；与光科技CEO王宇认为小型化的光谱传感器是未来的技术趋势，并详细介绍了小型化光谱传感器在辅助色差还原、健康检测上的重要作用；灵明光子CTO张超阐述了dToF替代iToF在远距离深度探测场景的明确趋势，并介绍了dToF在汽车、消费、工业等多个领域的应用价值。普诺飞思中国区GM杨雪飞阐述了这种新型传感器相比于FBS相机的巨大优势，并介绍了DVS在超慢动作检测、边缘跟踪以及高级驾驶辅助等场景下的价值。北京邮电大学、极感科技、黑芝麻智能就影像算法进行了主题分享。北京邮电大学计算机学院执行院长马华东教授就视频处理各算法的发展状况做了介绍，并指出了AI视频算法模型轻量化的发展路径。极感科技高级总监林曦在深度计算和分割算法的现状和发展做了分享，提出了未来影像算法芯片化和工程化的方向。黑芝麻智能总监王超就视觉算法在自动驾驶上的应用做了技术分享，从低噪声、大动态、低延迟等场景举例，提出了视觉算法的需求方向。小米手机部副总裁、相机部总经理易彦博士分享了小米在手机、机器人、XR、智能汽车、智能制造五大主要应用场景中影像技术的深度积累，他表示，未来将依托中心持续加大资源投入，联合更多的上下游产业伙伴，围绕影像行业的系统性需求，做好产业协同，提升行业整体竞争力。据了解，智能图像处理北京市工程研究中心由小米集团牵头，联合清华大学等高校与企业于2021年共同组建，该中心的主要发展目标为联合上下游企业、高校和科研院所等机构，开展图像处理软硬件核心技术的开发、验证以及成果转化等全链路的创新，以推动行业共同发展。

原标题：微流控芯片—注定被深度产业化的科学技术本文由霆科生物创始人、贝壳社BioShow嘉宾叶嘉明原创分享。微流控芯片已经发展成为一门涉及材料、化学、物理、微机电、生物、医学等领域的综合性交叉学科，我从2003年研究生阶段在导师田昭武院士的引领下有幸进入这个前沿领域，先后从事基础研究、应用研究、产品开发工作，到今天开始走上创业的道路，也仅仅只能说局部地领略到微流控芯片这个伟大“艺术平台”的魅力。因此，今天在有限的时间里，我主要结合个人体会谈谈微流控芯片技术的一些观点，希望能够起到“抛砖引玉”的作用。另外，本人在博士后阶段师从于微流控芯片领域著名专家——林炳承教授，此次分享的内容部分引用了中科院团队近二十年来在微流控芯片领域丰硕的科研成果，以及导师林炳承教授的观点。今天我和大家分享的主题是“微流控芯片——注定要被深度产业化的科学技术”。（一）微流控芯片简介1.1 微型化、集成化和智能化，是现代科技发展的一个重要趋势。伴随着微机电加工系统（MEMS）技术的发展，电子计算机已由当年的“庞然大物”演变成由一个个微小的电路集成芯片组成的便携系统，甚至是一部微型的智能手机。与之发展类似，今天我们介绍的微流控芯片，又称芯片实验室（Lab-on-a-Chip），是一种以在微纳米尺度空间中对流体进行操控为主要特征的科学技术，具有将生物、化学等实验室的基本功能诸如样品制备、反应、分离和检测等缩微到一个几平方厘米芯片上的能力，其基本特征和最大优势是多种单元技术在整体可控的微小平台上灵活组合、规模集成。1.2 各种材质和功能的微流控芯片及实验室相关配套仪器微流控芯片早期也是从MEMS技术发展而来，通过微加工工艺在硅、金属、高分子聚合物、玻璃、石英等材质的基片上，加工出微米至亚毫米级的流体通道、反应或检测腔室、过滤器或传感器等各种微结构单元，而后在微米尺度空间对流体进行操控，配合流体控制或分析仪器自动完成生物实验室中的提取、扩增、萃取、标记、分离、分析，或者细胞的培养、处理、分选、裂解、分离分析等过程。1.3 微流控芯片的发展及应用领域上世纪90年代初，A.Manz等人采用芯片实现了此前一直在毛细管内完成的电泳分离，显示了它作为一种分析化学工具的潜力；90年代中期，美国国防部提出对士兵个体生化自检装备的手提化需求催生了世界范围内微流控芯片的研究；在整个90年代，微流控芯片更多的被认为是一种分析化学平台，因此往往和“微全分析系统”（Micro Total Analysis System, u-TAS）概念混用。因此，原则上，微流控芯片作为一种“微全分析”技术平台可以应用于各个分析领域，如生化医疗诊断、食品和商品检验、环境监测、刑事科学、军事科学和航天科学等重要应用领域，其中生物医学分析是热点。2000年G. Whitesides等关于PDMS软刻蚀的方法在Electrophoresis上发表，2002年S. Quake等以微阀微泵控制为主要特征的“微流控芯片大规模集成”文章在Science上发表，这些里程碑式的工作使学术界和产业界看到了微流控芯片超越“微全分析系统”的概念而发展成为一种重大的科学技术的潜在能力。例如，利用微流控芯片作为一种微反应器，通过在微流控芯片上开展组合化学反应或结合液滴技术，有望用于药物合成与筛选，或纳米粒子、微球、晶体等的高通量、大规模制备，甚至形成一种“芯片上的化工厂或制药厂”。（二）微流控芯片的战略意义自微流控芯片诞生以来，一直受到学术界和产业界的极大关注。2001年，“Lab on a Chip”杂志创刊，它很快成为本领域的一种主流刊物，引领世界范围微流控芯片研究的深入开展。2004年美国Business 2.0杂志在一篇封面文章把芯片实验室列为“改变未来的七种技术之一”。2006年7月Nature杂志发表了一期题为“芯片实验室”专辑，从不同角度阐述了芯片实验室的研究历史、现状和应用前景，并在编辑部的社评中指出：芯片实验室可能成为“这一世纪的技术”。至此，芯片实验室所显示的战略性意义，已在更高层面和更大范围内被学术界和产业界所认同。2.1 作为一种战略性的科学技术，微流控芯片的发展有它的内在必然性首先，微型化是人类社会发展的一种趋势，面对我们所生存的已经消耗过度的地球，微型化反映了人类对资源枯竭的忧虑和对资源利用的优化。其次，世界上有太多的技术和流体操控有关，而当被操控的流体在一个微米尺度的空间里流动的时候，会出现很多新的现象，其中的一部分至今还没有被我们所充分认识。第三则是基于对系统研究的需求。系统学研究整体，更研究构成整体的各个局部之间的相互联系，自古以来，人类一直缺少微小但又能操控全局的工具，微流控芯片能承载多种单元技术并使之灵活组合和规模集成的特征使其可能成为系统研究的重要平台。2.2 微流控芯片的战略意义还根植于它和信息科学、信息技术的特殊关系一般认为，在二十世纪，人们借助于电子在半导体或金属中流动得到的“信息”，成就了具有战略意义的信息科学和信息技术；而在二十一世纪，通过带有可溶性生物分子或悬浮细胞的水溶液在微流控芯片通道或平面上流动以研究生命，理解生命，以至部分地改造生命，将有可能同样成就一种新的具有战略意义的科学技术：微流控学。因为，“生命”和“信息”构成了现代科学技术的核心。2.3 微流控芯片——当今国家产业转型的一种先导型科学技术微流控芯片是注定要被深度产业化的科学技术。这种判断首先当然是源于全球性产业转型需求的不可逆转，需求加剧，进程加快；另一方面，或许更为重要的，则是基于对这一科学技术在一些重大领域不可替代性的认识，而这种认识只是在最近的若干年内才被人们所逐步接受。它很可能发展成为当今产业转型的一种模式，对以生物经济为代表的新型经济产生重要影响。例如未来几年内，如果将微流控芯片与“生物手机”、“互联网+”进一步结合，这样一个由一种新兴技术引发的可能具有全局性影响的趋势，是否能够因此诞生一批“风口”行业值得大家期待。（三）基于微流控芯片的代表性关键技术3.1 新一代床边诊断（point of care test，POCT）技术——Microfluidics-based POCTPOCT可直接在被检者身边提供快捷有效的生化指标，现场指导用药，使检测、诊断、治疗成为一个连续过程，对于疾病的早期发现和治疗具有突破性的意义。POCT仪器发展趋势应是小型化、“傻瓜”式，操作简单，无需专业人员，直接输入体液样本，即可迅速得到诊断结果，并将信息上传至远程监控中心，由医生指导保健。目前，市场上有多种即时诊断方法，简单的流动测试工作没有流体管理技术，而当测试复杂性增加时，微流控技术是必要的。微流控芯片所具有的多种单元技术在微小可控平台上灵活组合和规模集成的特点已使其成为现代POCT技术的首选，经过近年的发展，已涌现了一批微流控芯片POCT分子诊断和免疫诊断的成功案例。(Cited from: Commercialization of microfluidic point-of-care diagnostic devices, Lab Chip, 2012,12, 2118-2134)3.2 超高通量筛选的主流平台——微流控液滴芯片在微流控芯片通道上加入两种互不相溶的液体，将其中的分散相以微小体积单元（10-15 L-10-9 L）的形式和极快的速度（100-10000个/秒）分散于连续相中,即可形成用作微反应器或微量生化样品载体的液滴。微流控芯片液滴已被认为是迄今为止最重要的微反应器，能提供一种在单分子和单细胞层面快速开展超大规模,超低含量反应的平台。液滴操控灵活，形状可变，大小均一，又有优良的传热传质性能，产生频率已达数十到数百KHz，在高通量药物筛选和材料筛选领域显示了巨大的潜力。(Cited from: Reactions in Droplets in Microfluidic Channels, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 7336-7356)3.3 哺乳动物细胞及其微环境操控平台——微流控芯片仿生实验室由于微流控芯片的构件尺寸和细胞吻合，并可同时测定物理量、化学量和生物量，它已成为对哺乳动物细胞及其微环境进行操控的最具潜力的平台。目前已可以构建微米量级且相对封闭的三维细胞培养、分选、裂解等操作单元，并把这些单元成功延伸到组织和器官。器官芯片是一种更接近仿生体系的模式，可在一块几平方厘米的芯片中培养各种活体细胞，形成组织器官，乃至由不同器官芯片进一步组成活体芯片，从而模拟一个活体的行为并研究活体中整体和局部的种种关系。在药学领域，器官芯片将被部分替代小白鼠等模型动物，用于验证候选药物，开展毒理和药理作用研究。（四）微流控芯片的产业化现状和发展趋势4.1 微流控芯片的市场前景微流控芯片作为一种革命性的技术平台，其市场前景显然是极其巨大的。最近几年微流控芯片取得了突破性进展，引起产业界的极大关注。这些突破性进展主要表现在两个方面，一是已涌现出一批关健性技术，它们在很大程度上具有不可替代性，并因此形成以医学和药学为代表，覆盖面很宽的应用领域，例如最近发展起来的器官芯片、液滴微流控芯片。其中，器官芯片或人体芯片，有望部分代替药物研发过程中的临床前动物实验，最大限度地节约研发成本、缩短研发周期，并且解决动物权等伦理问题，具有极其巨大的潜在市场价值。二是其中的一些应用已经或正在形成规模产业，例如基于微流控技术的新一代床边诊断（Microflluidics-based POCT)系统，被产业界认为目前最有可能成为“Killer Appliction”（杀手级应用）的微流控芯片产品，其市场预计从2013年的16亿美元增长到2019年的56亿美元。（微流控即时诊断市场预测，法国市场研究机构Yole Development提供的数据，转载自互联网）4.2 目前市场上几种代表性微流控芯片产品4.3 微流控分析芯片产品现状及发展趋势总体而言，当前的微流控芯片产品及发展趋势总结如下（个人观点，供探讨）：4.4 微流控芯片产业化关键问题（个人观点，供探讨）：（1）技术：需要解决微流控芯片批量生产工艺（微加工、键合、表面修饰）；重点是要解决芯片质控问题。（2）人才：急需多学科交叉人才、企业研发人员、专业化市场人员进行微流控芯片产品的开发及推广；国内芯片人才特别是在企业从事产品开发的芯片技术人员较为缺乏，专业的人做专业的事！这个很重要。（3）产品：急需具有“Killer Application”特征的微流控产品引领行业市场（产业界一致看好microfluidics-based POCT 系统）；普遍认为poct最大市场是应用于医疗诊断行业，这个行业市场最为巨大毫无争议；或许在中国，食品安全、环境检测是否能够首先成为“中国特色”的killer application的一个案例，值得探讨？（4）资本：需要有长远目标的资本或金融机构的积极介入与扶持；个人认为，微流控芯片实验室已经到了产业化的前夕，希望有远见的企业家尽快介入到这一技术的发展过程中来，大家同舟共济，一起滚打几年，一起来改进技术，培育市场，共同发展。某种意义上说，这也是一种机会，等市场完全成熟了再介入进来可能就太晚了一些。（5）政策支持、强强合作：具有强大研发实力的企事业单位和丰富技术积累的科研院所鼎力合作）。（五）我们的工作和未来展望5.1 霆科生物介绍杭州霆科生物科技有限公司（TinkerBio）是一家专注于微流控芯片产业化的国家级高新技术企业，是国内知名的微流控芯片CDMO（合约研发与制造）服务商和先行者。公司依托浙江清华长三角研究院分析测试中心、浙江省应用酶学重点实验室等平台，以微流控芯片技术为核心，围绕食品安全、环境水质检测、医疗体外诊断等领域，坚持“让微流控变得更简单”发展使命和“微流控技术为用户赋能，实现合作共赢”的经营理念，致力于为用户提供最专业、最全面的微流控芯片产品设计开发与生产制造整体解决方案。5.2 微流控芯片产业化进展霆科生物从2014年成立至今，已投入研发经费数千万元，具备PMMA、PC、COC、PDMS、玻璃等材质的微流控芯片从研发到量产全流程转化能力。目前，公司已为国内外上百家食品安全、环境水质与IVD领域的龙头企业与上市公司提供产品（联合）开发与生产服务，已有多项微流控POCT产品实施转产。 霆科生物研发团队承担及参与国家、省市级重点研究课题10多项，已获得授权的专利、软著共50余项，公司已被认定为“杭州市青蓝企业”、“浙江省科技型中小企业”、“浙江省高成长科技型中小企业”、“浙江省最具成长性科技型百强企业”、“杭州市高新技术企业”、“国家高新技术企业”。5.3 未来展望未来十年、二十年内，微流控芯片注定成为一种被深度产业化的科学技术，世界范围内的微流控芯片的科学研究及产业竞争也将日趋激烈。中国被认为是在微流控芯片领域研究水平较高的国家之一,但国内的微流控芯片产业仍处于起步阶段，仅有为数不多的微流控产品面世，远落后于欧美等发达国家。尽管如此，我们欣喜地发现，近年来中国开始有越来越多的微流控技术专家、市场化专业人士，以及科研院校、企事业单位、投资机构，关注并投身于微流控芯片产业化。我们有理由相信，微流控芯片在中国的成功产业化值得期待。最后希望更多关注微流控芯片的人，更多地参与到这个领域来，共同努力！MicroChip,BigWorld!

科技平台是支撑国家科技进步、凝聚高层次人才、保障现代科技发展的物质基础与条件，是国家科技创新体系的重要组成部分。加强平台的科技创新特别是原创性、颠覆性的科技创新，聚力攻关“卡脖子”技术，是实现国家高水平科技自立自强的基础保障。复享光学成立十余年来，深度参与科技平台及产业化建设，致力于与科学家共同解决科学研究、微电子、光电子、光子、能源等领域中遇到的关键光学计量检测问题，已成为中国先进光谱技术领导者。复享光学是第一家以光子技术为根基的光谱仪器企业，产品覆盖光谱仪/模组、光学量检测系统与各类光学计量子系统。我们致力于为市场提供更高效率、更低成本的光谱解决方案。集成光子芯片的相位表征应用领域：超表面、超透镜Metasurface/Metalens超透镜/超表面将会取代传统几何光学镜片成为下一代光学系统的关键器件，围绕其研发过程中的相位与光学性能表征需求，以及量产过程中的形貌、缺陷计量与检测需求，提供全面的光学量检测仪器与设备。推荐设备：超构透镜光学检测系统纳米激光器的性能表征应用领域：PCSEL/BIC 与纳米激光器PCSEL 以其高功率和高质量的光束而备受科研与产业的关注，围绕其研发阶段的光子能带与辐射模式的表征，以及量产阶段的激光特性表征，提供光学与光电量检测仪器。推荐设备：显微角分辨光谱仪集成光子器件的量检测平台应用领域：AR/VR 光学计量检测AR/VR 有望成为下一代人机交互平台，针对 AR眼镜中的关键光学器件——衍射光波导——研发过程中的绝对/相对衍射效率测量、高精度周期计量，以及量产过程中的表面形貌计量，提供桌面式与晶圆级的光学量检测设备。推荐设备：光栅衍射效率测量系统、晶圆级衍射光波导光学检测系统集成光子器件的表征平台应用领域：光子晶体、拓扑光子学与 BICBIC 是当前光子晶体研究的热点，通过动量空间的光子能带测量可以清晰地发现各个位置的 BIC，特别是通过表征本征态在动量空间的偏振态分布，可以发现 BIC 背后的拓扑机制——动量空间光谱测量对于 BIC 研究具有至关重要的作用。推荐设备：角分辨光谱仪、显微角分辨光谱仪有机半导体的光谱表征应用领域：有机光伏，有机晶体管，有机发光（OLED）面向有机光伏、有机晶体管和OLED等应用场景，提供分子取向测定、膜厚测量和原位共焦光谱表征等检测设备，推动材料优化、器件研发和量产。推荐设备：分子取向表征系统、膜厚检测仪、原位共焦光谱表征系统面向钙钛矿光伏电池从实验室到量产的全链条表征应用领域：钙钛矿光伏电池围绕钙钛矿光伏电池在实验室及中小试产线的制备、表征及计量需求，建立全链条的表征系统，可以全面了解钙钛矿光伏电池的制备过程和性能特征，为进一步提高钙钛矿光伏电池的性能、稳定性和可靠性提供科学依据。推荐设备：钙钛矿光伏电池组件整线解决方案及全链条表征平台面向大科学装置检测的高能光谱仪应用领域：半导体光刻机/厂设备客户Helios高能光谱仪服务于极紫外光源的质量检测：测量FEL的基频和谐波的EUV光谱，以诊断光束质量；测量高电荷态Sn离子的发射光谱，以诊断等离子体状态。

今天七月，Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy (SAA)期刊上发表了一个来自安徽大学周胜副教授课题组的研究成果《Optimized adaptive Savitzky-Golay filtering algorithm based on deep learning network for absorption spectroscopy》。此项工作将深度学习应用在激光光谱气体分析技术上的Savitzky-Golay（简称S-G）滤波抗噪算法，并通过仿真和实验证实该方法能够提升痕量NO2气体分析中光谱信号的信噪比，有助于实现更高灵敏度的气体分析。激光光谱分析是一个很强大的气体分析技术，能够实现非接触式、高精度、高灵敏度、高选择性的痕量气体分析（ppm或ppb量级）。然而，实际操作中所测得的吸收光谱会受到噪声的干扰，导致不准确的测量结果。过去的研究工作中提出了一些抑制噪声的算法，其中S-G滤波算法由于速度快、无需提供过多的参数、且能较好的保留原始光谱的形状和高度，成为近年来较受关注的方法，并且已经在某些应用场景（例如连续血糖监测）证明其面对各类噪声的有效性。S-G滤波算法的性能决定于两个参数：多项式阶数（k）和平均计算的窗口大小（b）。但是，噪声源和吸收光谱在实际应用中是未知的，因此难以获得固定的参数值使得滤波效果达到优。为了解决这个问题，研究人员提出了一种优化的自适应S-G算法，将深度学习网络与传统的S-G 滤波相结合，以提高测量系统的性能。深度学习网路以其非线性映射和建模能力对数据的规律性进行研究，并实现出色的“自我调整”和“跟踪反馈”。相较于传统的S-G算法，经过优化的算法可以调整滤波参数以实现光谱的佳信噪比。图一展示了用于训练S-G滤波算法参数的深度学习网络。这个具有多层感知器的人工智能网络提供了设计上的弹性，可以通过调整层数、神经元数量、和一些优化指标以达到所需的性能。用庞大的数据集进行高效训练后，相应的网络模型将达到最状态。接着，经过训练的网络模型将使用变量数据输入找到好的 k 和 b。 与此同时，输入数据集也将按传统方式计算以获得佳参数k 和 b。通过比较模型预测和人机计算的结果，由人工决定出佳的网络参数。图一 用于计算S-G滤波算法参数的深度学习网络 研究组以NO2为目标气体，选取波数位于1630.1至1630.42 cm-1的吸收谱线，进行了软件仿真和实验测量作为新方法（adaptive S–G filtering, 以下称ASGF）的验证，同时与另一常用的multi-signal averaging filtering（MAF）方法作比较。MAF计算时间长且主要用于白噪声的抑制。仿真结果显示在白噪声干扰的条件下（图二），MAF将信噪比从原始的6.58 dB提升至12.62 dB，新的ASGF算法则能提升至15.51 dB。图三则显示了非白噪声的背景噪声干扰，MAF方法将信噪比从原始的7.14 dB提升至13.22 dB，新的ASGF算法则提升至了更高的17.37dB。 图二 仿真验证ASFG算法在白噪声干扰下的性能表现 图三 仿真验证ASFG算法在其他背景噪声干扰下的性能表现 图四展示了实际实验的设置，它由一个光源、一个带压强控制器的多通气体吸收池、一系列反射镜、一个碲镉汞光电探测器和一台计算机组成。昕虹光电为此项研究工作提供的激光源为Q-Qube型量子级联激光发射头，这是一款热电冷却，空气制冷型，内准直输出的连续波CW室温分布反馈型量子级联激光（DFB-QCL）源，最峰值输出功率为 30 mW，由QC750-Touch型一体化激光驱动器，集温度控制器和低噪声恒流电流控制器驱动于一身，使光源系统发出6.2 μm波长的激光。极低的光学噪声和驱动器稳定性为此实验奠定了高质量信号基础。激光通过多通池由热电致冷型的碲镉汞光电探测器接收，信号传输至电脑后进行数据处理与分析。 图四 用于验证ASGF算法用于痕量NO2气体分析的实验设置 实验设置在压力0.1 atm和温度296 K的氮气中对4 ppm NO2的测量。其测量和过滤后的吸收光谱如图五(a)所示，原始数据测吸收特性淹没在噪声中，而经ASGF算法过滤后的频谱已显着平滑，使识别更容易。研究组对吸收光谱数据与理论Voigt 函数拟合，图五(b)结果表明拟合的R平方值高达0.99934，表明滤波后的吸收光谱与理论形状吻合良好。 图五 实测NO2的吸收光谱和经ASFG算法后的吸收光谱，可以看到滤波后的吸收光谱与理论形状吻合良好 结合了深度学习的神经网络技术，研究组提出的自适应S-G滤波算法表现出显着的滤波效果，在激光光谱气体分析领域中能够大幅改善光谱信号的信噪比。面对大气环境中具有挑战性的痕量气体分子检测，将能提供更优异的灵敏度和可靠性。

近日，清华大学电子系黄翊东、崔开宇团队以「Deep-learning-based on-chip rapid spectral imaging with high spatial resolution」¹为题在Chip上发表研究论文，提出将深度展开神经网络ADMM-net与基于自由形状的超表面光谱成像芯片相结合，实现了高空间分辨率的片上快速光谱成像，并消除了光谱图像的马赛克现象。光谱成像扩展了传统彩色相机的概念，可以在多个光谱通道捕获图像，在遥感、精准农业、生物医学、环境监测和天文学等领域得到了广泛应用。传统的基于扫描方式的光谱相机存在采集速度慢、体积大、成本高等问题。基于超表面宽带调制和计算光谱重建的片上光谱成像为实现消费级的便携式光谱相机提供了一种很有前景的方案。图1展示了超表面光谱成像芯片的基本结构，由硅基超表面层和带有微透镜的CMOS图像传感器组成，超表面层包含了360 × 440个超表面单元，每个超表面单元对应于成像空间中的一点，入射光经过每个超表面单元的频谱调制后被下方的传感器像素所探测。任一点处的光谱可以由该点附近的若干个光强探测值重建得到，重建过程对应于求解一个欠定线性方程组。现有的光谱图像重建算法需要通过逐点光谱重建来得到整个数据立方，存在计算耗时长和重建图像存在马赛克现象的问题。图1 | 超表面光谱成像芯片的结构示意图由于不同的超表面单元具有不同的光谱调制特性，整个超表面光谱成像芯片在不同波长下具有不同的空间调制特性，因此本文受启发于编码孔径快照式光谱成像算法，采用深度展开神经网络ADMM-net²进行光谱图像的快速重建，其基本架构如图2所示。网络包含K=12个阶段，每个阶段都包含线性变换W()和降噪卷积神经网络（通常采用U-net结构）两部分。网络的输入是包含所有超表面单元光谱调制特性的传感矩阵Φ和测量图像y，输出为重建的光谱图像数据立方。图2 | 深度展开神经网络ADMM-net的基本架构图3展示了利用超表面光谱成像芯片对标准色卡进行实际成像测量后，采用不同算法重建数据立方的结果。从RGB伪彩色图中可以看出，ADMM-net的图像细节重建效果显著优于采用传统的CVX算法进行逐点光谱重建的结果，有效消除了图像的马赛克现象。并且，相比于传统迭代算法GAP-TV³和端到端神经网络λ-net⁴的重建结果，ADMM-net的光谱重建准确性也更优。此外，采用ADMM-net进行单次重建仅需18毫秒，而逐点光谱重建则需要4854秒，本工作在重建速度上实现了约5个数量级的提升。图3 | 对标准色卡进行实际成像测量后，利用不同算法进行光谱图像重建的结果进一步，本工作利用ADMM-net实现了对户外驾驶场景的实时光谱成像，如图4所示，光谱成像速率达到约36帧/秒。从RGB伪彩色图中可见，车辆的色彩重建准确性较好；并且，从第20、100帧图像中的采样点A和B的重建光谱来看，天空和白色车辆的光谱具有明显的差异，有望解决自动驾驶场景中的同色异谱识别问题，避免相撞事故的发生。此外，具有视频帧率的高空间分辨快速光谱成像，也展示出实时光谱成像芯片在机器视觉领域的巨大应用潜力。图4 | 户外驾驶场景的实时光谱成像结果

近年来，以深度学习为代表的计算超分辨方法可在不损失其他成像性能的前提下，提升显微图像分辨率或信噪比，表现出广阔的应用前景。然而，针对生物医学研究必需高保真度、可定量分析的图像要求，深度学习显微成像方法存在三大共性问题：受限于深度学习内秉的频谱频移(spectral-bias)问题，输出图像分辨率无法达到真值(ground truth)水平；受限于超分辨重建、去噪问题的病态性(ill-posed problem)和神经网络模型的不确定性(model-uncertainty)，重建或预测结果的真实性无法得到保障；深度神经网络的训练需要大量数据，但高质量训练数据的采集在许多应用场景下极其困难、甚至无法实现。当前，深度学习显微成像方法的研究和发展如火如荼，并表现出超越传统成像性能极限的潜力，但上述问题阻碍了现有深度学习超分辨或去噪方法在生物显微成像实验中的使用。 　　10月6日，中国科学院生物物理研究所李栋课题组联合清华大学自动化系、清华大学脑与认知科学研究院、清华-IDG/麦戈文脑科学研究院戴琼海课题组，美国霍华德休斯医学研究所博士Jennifer Lippincott-Schwartz，在Nature Biotechnology上，以长文(Article)的形式，发表了题为Rationalized deep learning super-resolution microscopy for sustained live imaging of rapid subcellular processes的论文。该研究提出了一套合理化深度学习(rationalized deep learning，rDL)显微成像技术框架，将光学成像模型及物理先验与神经网络结构设计相融合，合理化网络训练、预测过程，从而实现了高性能、高保真的显微图像去噪与超分辨重建，并结合实验室自主研发、搭建的多模态结构光照明显微镜(Multi-SIM)与高速晶格光片显微镜(LLSM)，将传统TIRF/GI-SIM、3D-SIM、LLS-SIM和LLSM的成像速度/时程提升30倍以上，实现了当前国际最快(684Hz)、成像时程最长(最长可达3小时、60,000时间点以上)的活体细胞成像性能，首次对高速摆动纤毛(30Hz)中转运蛋白(IFT)的多种运输行为以及完整细胞分裂过程中核仁液液相分离(liquid-liquid phase separation)过程进行快速、多色、长时程、超分辨观测。Nature Biotechnology针对这一工作同时发表了评述文章(Research Briefing)。 　　具体而言，李栋/戴琼海研究团队提出的合理化深度学习结构光超分辨重建架构(rDL SIM)不同于现有超分辨神经网络模型的端到端(end-to-end)训练模式，而是采用分步重建策略，首先利用所提出的融合成像物理模型和结构光照明先验的神经网络对原始SIM图像进行去噪和高频信息增强，然后通过经典解析算法进行SIM重建以获得最终的超分辨图像。相比于该团队去年在Nature Methods上提出的超分辨重建神经网络模型DFCAN/DFGAN，rDL SIM可将超分辨重建结果的不确定性降低3~5倍，并实现更高的保真度和重建质量；相比于其他去噪算法(如CARE)，rDL SIM可恢复出调制在原始图像中的莫尔条纹，并将高频信息增强10倍以上。 　　此外，针对晶格光片显微镜、共聚焦显微镜等宽场照明或点扫描成像模态，该团队提出了一种可学习的傅立叶域噪声抑制模块(FNSM)。该模块可以利用OTF信息对显微图像中的噪声进行自适应滤除。科研团队以此构建了嵌入FNSM的通道注意力去噪神经网络架构，并基于显微成像数据本身的时空连续性，提出了时空交织采样自监督训练策略(TiS/SiS-rDL)。该策略无需额外采集训练数据、亦无需保证时序数据具有时间连续性，即可实现媲美监督学习效果的去噪神经网络的训练，解决了实际生物成像实验中高质量训练数据难以获取的难题。 　　合理化深度学习超分辨显微成像方法可适用于包括2D-SIM、3D-SIM、LLSM等在内的多种显微成像模态，提供高分辨率、高保真的显微图像重建性能，相较于传统方法最多可以提升30倍的成像时程和10倍的成像速度。借助rDL成像技术，研究团队开展了诸多过去的成像手段无法开展的超分辨活体成像实验，并与Lippincott-Schwartz、中科院分子细胞科学卓越创新中心研究员朱学良、中科院遗传与发育生物学研究所研究员何康敏探讨了其潜在的生物学意义，包括：对滴落在玻片上的U2OS细胞贴壁生长过程进行双色、长时程(1小时以上)、超分辨(97nm分辨率)观测，清晰、真实地记录了细胞粘附和迁移的动力学现象，且不干扰这一漫长、脆弱的生命过程；对高速摆动纤毛以当前最快的684Hz成像速率进行长达60,000个时间点的连续超分辨观测，且过程中无明显光漂白或细胞活性损伤，并对纤毛摆动模式和频率进行统计分析；对摆动纤毛及纤毛内转运蛋白(IFT)进行超快、超分辨双色成像，揭示了IFT在行进途中碰撞、重组、掉头等多种新行为；通过对cCAS-DNA与ER进行双色、长时程、超分辨成像，观测到cGAS-DNA在保持与ER持续接触过程中的定向运动、转向或扩散等行为，拓展了对膜性细胞器与无膜细胞器相互作用机制的认知；对HeLa细胞分裂过程中的核仁磷酸蛋白(NPM1)、RNA聚合酶I亚基RPA49及染色质(H2B)进行超长时程(12秒采集间隔，2.5小时以上)的三维超分辨活体成像，实现了对完整有丝分裂过程中NPM1与RPA49两种结构形态变化的三维超分辨活体连续观测，揭示了细胞有丝分裂过程中核仁形成以及NPM1、RPA49两种无膜亚细胞结构的相变、互作规律；以10Hz的全细胞体成像帧率对高尔基体进行长达10,000时间点的连续拍摄，并实现了对完整细胞分裂过程内质网、溶酶体、线粒体等亚细胞结构的三色、高速(秒量级)、超长时程(小时量级，1000个时间点)三维观测，探究了细胞有丝分裂过程中细胞器在子代细胞中的均匀分配机制。 　　李栋/戴琼海合作团队通过人工智能算法与光学显微成像技术的交叉创新，提出了合理化深度学习超分辨显微成像框架，解决了现有深度学习成像方法分辨率损失、预测不确定性、训练集不易采集等难题，可为多种活体显微成像模态提供30倍以上的成像速度与时程的提升，为细胞生物学、发育生物学、神经科学等领域的发展提供了重要的研究工具。同时，该研究团队所坚持和倡导的人工智能算法与光学成像原理交叉创新、软硬结合的研究思路，为现代光学显微成像的发展开辟了新的技术路径。 　　研究工作得到国家自然科学基金、科技部、中科院、中国博士后科学基金、腾讯“科学探索奖”、清华大学“水木学者”计划的支持。图1.合理化深度学习超分辨显微成像神经网络架构图2.合理化深度学习超分辨显微成像方法应用概览

多模光纤成像技术因其超细微型探头和柔性结构带来的灵活性优势，在生物体内成像、工业检测等领域具有广阔的应用前景，获得了业界广泛的关注。目前，多模光纤成像技术主要分为两类，一类通过在光纤远端产生聚焦点进行扫描成像，另一类通过探测光纤近端的散斑场来恢复光纤远端被探测的全场图像。这两种技术途径已有较完善的理论支撑，能得到较清晰的探测图像，但同时也具有一些难以弥补的劣势。例如：受限于空间光调制器、CCD或CMOS器件的刷新速度，成像帧率较低，难以对高速的事件进行成像；结构中包含自由空间光学元件，因此需要精密的光学对准，无法与传像主体集成实现全光纤化，限制了其应用范围；成像波长受限于CCD或CMOS器件的感光光谱范围，限制了其在红外波段的成像能力。上图 高速多模光纤成像系统示意图。a：实验原理图；b：以神经网络进行图像恢复的流程图；c：光纤探头示意图；d：照明光（黄色箭头）侧面注入探测光纤的示意图，信号光（红色箭头）在纤芯中传播；e：探测光纤远端照片，端面通过烧球来更好地聚焦照明光，比例尺500微米。为此，清华大学精密仪器系先进激光技术研究团队基于十多年来在光纤激光器、光纤器件和光纤传感的技术积累，提出了基于多模光纤模式色散和深度学习的高速全光纤化成像技术。该技术采用皮秒脉冲光纤激光照明被测物，利用多模光纤的模间色散特性将被探测图像的空间信息在时域上展开，时域信息通过单像素探测器进行探测，并借助神经网络训练的方法，由一维时域信息恢复出二维图像信息，整体结构和原理如图1所示。图2 被探测图像与其对应的波形和恢复结果该技术通过一个光纤侧面耦合器将皮秒脉冲光纤激光耦合到探测光纤中，然后从光纤的远端出射照到物体上，反射光进入探测光纤后紧接着进入与之连接的一公里长的50/125微米直径多模阶跃光纤中传播。由于模间色散的存在，进入多模光纤的脉冲光会产生分裂形成脉冲串。如图2所示，不同的光纤横模具有不同的群速度，因此在时域上会彼此分离，而这些横模包含了被探测图像的空间信息，通过模式色散便可将被探测物体的空域信息在时域上展开。图3 不同类型图案的成像效果通过超快光电探测器可以获得脉冲串波形，经神经网络模型进行训练后，可以直接从不同的脉冲波形中恢复出被探测图像。图3展示了来自不同数据库中图案的成像效果。该系统的成像帧率主要取决于脉冲光的重频，目前实验中已实现高达15.4Mfps帧率的成像，并实验验证了达到53.5Mfps帧率的可行性。系统在高帧率成像的同时具备连续采集一万帧图像（大帧深）的能力。如果采用重复频率更高的激光照明源，并搭配更快的光电探测器和时域波形采集设备，其帧率可以持续提升。团队所提出的新技术的突出优点是：帧率主要由脉冲光源的重频决定，成像帧率高；全光纤化的系统结构紧凑，细如发丝的探头大大增加了灵活性；单像素成像，探测波段不再受限于可见光，可扩展到近红外、甚至中波红外等其他波段；采集时域信号而非空间分布，抗干扰能力强。该系统在某些高速成像场景中比如体内高速细胞成像，或工业场景下对难以开放系统的内部高速成像检测等领域具有巨大应用潜力。该研究成果近日以“深度学习赋能全光纤高速图像探测”（All-fiber high-speed image detection enabled by deep learning）为题，发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。该论文通讯作者为清华大学精密仪器系副教授肖起榕，第一作者为精密仪器系2018级博士生刘洲天。该研究得到了国家自然科学基金资助。 清华大学精密仪器系先进激光技术研究团队学术带头人为系主任、教授柳强，团队以现代化强国建设与国家重大需求为导向，着眼于光电子技术领域的科学与技术发展前沿，围绕固体激光、光纤光学、自适应光学、激光探测等方向，开展基础科学探索、应用基础研究和系统技术研发，全面覆盖高功率激光光源、光束控制、光电探测等技术领域。团队承担国家科技重大专项、国家重点研发计划、“973”计划、“863”计划、重点验证、专项配套型号研究等一系列重大项目，形成了从高功率激光光源到微弱光电信号测控的整套技术链条，具备完整的激光光电和测控技术能力，在相应研究方面取得了重要进展。2018年获批建设光子测控技术教育部重点实验室，2019年入选重点领域科技创新团队。

center img alt=" " src=" http://epaper.xiancn.com/newxarb/res/2018-03/02/07/res03_attpic_brief.jpg" height=" 272" width=" 400" / /center p 　　西安军民融合产业创新发展的“西安模式”正在加速成型。 /p center p style=" text-align:center" img style=" width: 400px height: 565px " title=" " alt=" " src=" http://epaper.xiancn.com/newxarb/res/2018-03/02/07/res07_attpic_brief.jpg" height=" 565" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 400" / /p /center p style=" text-align: center " strong 　　漫画中国/东方IC /strong /p p 　　春节期间一部《红海行动》在全国燃爆，热爱军事的影迷们更是从影片中领略到了无人机在现代战场上的风采。我市的潘祈帆是一名90后小伙子，受到不少军迷们的询问，因为他的公司曾参与了我军几款无人机的研发工作。“不能泄密是前提，但无人机作战的基本原理还是能给朋友们分享的。” /p p 　　我市80后的女创业者刘晓雅则早在2015年的九三阅兵时便激动地拍下阅兵视频发了朋友圈：“我们做的，我骄傲。”她作为联合创始人的诺维北斗，早已成为我市“民参军”企业的代表之一。 /p p 　　西安，这座军工实力雄厚的城市，如今不仅拥有航空、航天、船舶、兵器、军工电子等优势军工主导产业，“军转民”、“民参军”也逐渐形成了全要素、多领域、高效益的发展格局，军民融合产业创新发展的“西安模式”正在加速成型。 /p p 　　随着西安获批建设国家中心城市，深化军民融合，辐射带动地方经济发展，打造以西安为中心、横贯关中平原的军民融合产业带，建设创新引领的现代产业体系，成为西安的新使命，也为军民融合深度发展指明了方向。 /p p 　　 strong 勇担国家使命 军民融合的西安实践 /strong /p p 　　早在2015年，西安就成为全国8个全面创新改革试验区域之一，这为我市建设发展提供了新的契机与动力。根据国务院批复的《西安市系统推进全面创新改革试验方案》，相关重点任务就包括以特色产业基地(园区)为平台，建设国家军民深度融合创新示范区。 /p p 　　肩负着军民深度融合发展的国家使命，西安的确有着自身的先天优势。国家发改委新闻发言人孟玮就认为“建设军民融合创新高地”是关中平原城市群发展规划中的一大亮点。因为从发展基础看，关中平原城市群工业体系完整、产业聚集度高，科教资源、军工科技等位居全国前列，航空航天、新材料、新一代信息技术等战略性新兴产业发展迅猛，是全国重要的装备制造业基地、高新技术产业基地、国防科技工业基地。而西安更是其中的龙头。 /p p 　　综观西安发展的诸多重大机遇，军民融合是国家赋予西安最鲜明的改革试验任务。我市要在军民融合体制机制创新、军民资源开放共享、军工科技成果转化、军民融合服务体系、军民融合产业发展等方面形成“西安模式”，加快建设国家军民深度融合示范城市。为不辱使命，将先天优势转化为现实动力，市第十三次党代会报告提出，建设国家军民深度融合示范城市。 /p p 　　为统筹我市军民融合发展，加强顶层设计和战略规划，我市成立了军民融合领导机构、常设办事机构。并出台了《西安市军民融合产业标准化项目扶持管理办法》、《西安市军工资源共享管理暂行办法》等一系列政策措施。同时，开展与本地军工企业、科研院所的干部交流。事实证明，人才的互动促进了信息交流、资源融合和项目合作，为全市军民融合的深度发展营造了良好的氛围。 /p p 　　为鼓励军民融合创新发展，在空间承载上，我市构建以高新区军民融合产业园、经开区军民融合装备制造园、西安国家民用航天产业基地、西安兵器工业科技产业基地等为基础的“两园四基地”。在公共服务上，西安科技大市场搭建了军民融合信息服务平台，汇聚了各类军工和国防类科技资源，吸收“军转民”“民参军”等企业超过350家，吸纳数以百计的科研院所开放共享大型仪器设备，积极促进“产—学—研—用”合作和协同配套。在政府综合配套支持上，我市试行军品研制生产单位政策普惠，帮助“民参军”企业申请预研资金、科研经费，以及技术改造等优惠政策。 /p p 　　经过全市共同努力，西安军民融合在体制机制、承载空间、公共服务、政府配套和主体活力等方面得到了明显优化。在军民深度融合的多个领域寻求重点突破，培育了一批重大创新平台、龙头工程、创新示范企业和新兴产业。 /p p 　　 strong 发挥三大基地优势 军民融合引领大西安现代产业体系构建 /strong /p p 　　“聚焦‘三六九’，振兴大西安”。盘点西安在军民融合行业中的产业亮点，西安依托西安装备制造业基地、高新技术产业基地、国防科技工业基地优势，不断深化军转民与民参军，军民融合产业园区功能日渐完善，带动作用愈发明显，基本形成了“以军带民、以民促军、军民融合”的多元化、集群化发展格局，创新引领着大西安现代产业体系的构建。据今年的市政府工作报告披露，我市民参军企业达到400家，军民融合产业营业收入突破2000亿元。 /p p 　　在以装备制造为代表的工业领域，我市六大千亿级产业集群加速壮大，汽车产业迈入千亿级。百亿级工业企业总数达到11家。规模以上先进制造业总产值3167.7亿元、增长20.6%。我市创建“中国制造2025”试点示范城市通过国家评估。国家通用航空产业综合示范区已经获批。特别是在航空制造业领域，我市重点发展大型运输机、新舟系列飞机、无人机等整机制造 在航天领域，将加紧实施新一代运载火箭、卫星测控等重大项目 在兵器领域，将重点发展装备制造、新材料、新能源等产业 在电子信息领域，将重点发展通信、集成电路等产业 在船舶领域，将重点发展水中兵器、舰船动力等产业 在核技术领域，将重点发展民用核技术、核燃料、核电设备等产业。以新能源汽车和航空制造等为主的万亿级先进制造业正在积极构建。 /p p 　　我市提出的重点打造“3+1”万亿级支柱性产业，除上述万亿级先进制造业，还包括“以电子信息为主的万亿级高新技术产业”。依托的也正是西安的科教资源优势和国防科技产业优势。 /p p 　　科教资源优势，历来是西安的重大优势，据统计陕西和西安各类科研机构达到1176家，各类高等院校116所，国家级重点实验室22个，国家级工程技术研究中心7个等。其中大量为国防科工院所。国防科技产业更是西安的传统优势产业。我市已经云集军工单位超过110家，从业人员超过20万人，行业门类齐全，基本涵盖了航空、航天、兵器、船舶、电子信息、核技术6大领域，国防科技工业研发和生产能力居全国前列。其中，航天科研生产力量占全国近1/3，航空产业资产规模、人才总量和科技成果占全国近1/4，被称为中国的“航天动力之乡”和“航空城”，拥有集科研、试验、生产于一体的完整军工产业链，具有发展军民融合产业的“先天优势”。“构建科技产业园区、创新基地、公共研发平台、加速器、孵化器、众创空间等多层次、全体系的创新创业载体”被写入了我市“十三五”规划纲要，大量科技创业者在西安的开放沃土上耕耘收获。在高新技术产业中，以人工智能、航空航天、光电芯片、新材料、新能源、智能制造、信息技术、生物医药等为代表的硬科技“八路军”在我市蓬勃兴起，这些既是优势产业关键领域的创新方向，也正是战略性新兴产业的发展方向，是军民融合的重点产业领域。 /p p 　　军民融合的深度发展正在推动传统优势产业转型升级，构建出富有竞争力的现代产业体系，为大西安乃至关中平原城市群追赶超越夯实产业基础。 /p p 　　 strong 新使命新征程 军民融合发展的 西安模式正在推向深入 /strong /p p 　　雄关漫道真如铁，而今迈步从头越。《关中平原城市群发展规划》提出，以西安全面创新改革试验为牵引，统筹推进军工、科研创新机制改革，做大做强航空、航天、船舶、兵器、军工电子等五大优势主导产业，创新军民融合发展路径，打造军民深度融合发展示范区，努力在创新驱动发展方面走在全国前列。 /p p 　　要打造以西安为中心、横贯关中平原的军民融合产业带，先要做强自身。将建设国家中心城市的使命扛在肩上的西安，在军民深度融合发展的创新之路上加快了脚步。 /p p 　　前不久，《西安市军民融合补短板促发展实施方案》出台，从加大体制机制改革力度、加快推进“军转民”步伐、支持军民融合公共服务平台建设、引进培育军民融合人才等9个方面发力。 /p p 　　刚刚结束的两会上，市政府工作报告指出，要加快推进“两区”建设。聚焦统筹科技资源、深化军民融合两大改革任务，坚持复制推广改革经验与深化提升创新成果同步推进，体现西安特色，形成“西安模式”，2018年我市将积极拓展科技大市场功能，推广“一院一所一校”改革经验，实现全市技术合同交易额达到 850亿元，就地转化率超过30%，研发投入占生产总值比重保持在5%以上的目标。同时，扎实推进国家知识产权强市和运营试点城市建设，支持建好国家知识产权军民融合运营平台和中国(西安)高端装备制造产业保护中心。推动军工企业混合所有制改革和军工科研院所事转企改革，统筹抓好军民融合“两园三基地”建设，积极创建“国家军民融合标准化试点城市”。全年军民融合产业营业收入达到2500亿元以上，民参军企业数达到430家以上。支持高新区自创、自贸“双自联动”发展，打造引领创新发展、支撑开放合作的“双示范”样板区。 /p p 　　为实现这一系列目标，我市计划在金融服务领域，围绕打造丝路国际金融中心的目标，加快建设科技、文化、军民融合3个金融示范区的建设，鼓励发展创业投资、私募股权投资、产业投资等基金，吸引更多境内外金融机构和高层次金融人才向西安聚集。在空间聚集上，坚持产业“特而强”、功能“聚而合”、形态“小而美”、机制“新而活”，突出生产、生活、生态“三生融合”，重点围绕硬科技、文化旅游、军民融合等优势资源，重点加快建设50个左右特色小镇。在产业规划上，推动物联网、虚拟现实、增强现实等新技术与实体经济深度融合。积极发展众创、众包、众扶、众筹等新模式，支持人工智能、增材制造、大数据等新产业聚集发展。 /p p 　　深化军转民民参军，发展五大产业，搭建军民深度融合新平台，以西安全面创新改革试验为契机，建立多层次对接协调机制，创新军民融合发展路径…… /p p 　　面对国家赋予西安的新使命，如今的西安已经在新的征程上，奋力奔跑，勇敢前行! /p

摘要：本文首先简单回顾了辉光放电光谱仪（Glow Discharge Optical Emission Spectrometry，GDOES）的发展历程及特性，然后通过实例介绍了GDOES在微米涂层以及纳米超薄膜层深度剖析中的应用，并简介了深度谱定量分析的混合-粗糙度-信息深度（MRI）模型，最后对GDOES深度剖析的发展方向作了展望。1 GDOES发展历程及特性辉光放电发射光谱仪应用于表面分析及深度剖析已经有近100年的历史。辉光放电装置以及相关的光谱仪最早出现在20世纪30年代，但直到六十年代才成为化学分析的研究重点。1967年Grimm引入了“空心阳极-平面阴极”的辉光放电源[1]，使得GDOES的商业化成为可能。随后射频（RF）电源的引入，GDOES的应用范围从导电材料拓展到了非导电材料，而毫秒或微秒级的脉冲辉光放电(Pulsed Glow Discharges，PGDs)模式的推出，不仅能有效地减弱轰击样品时的热效应，同时由于PGDs可以使用更高激发功率，使得激发或电离过程增强，大大提高了GDOES测量的灵敏程度，极大推动了GDOES技术的进步以及应用领域的拓展。GDOES被广泛应用于膜层结构的深度剖析，以获取元素成分随深度变化的关系。相较于其它传统的深度剖析技术，如俄歇电子能谱（AES）、X射线光电子能谱（XPS）和二次离子质谱（SIMS）或二次中性质谱（SNMS），GDOES具有如下的独特性[2]：（1）分析样品材料的种类广，可对导体/非导体/无机/有机…膜层材料进行深度剖析，并可探测所有的元素(包括氢)；（2）分析样品的厚度范围宽，既可对微米量级的涂层/镀层，也可对纳米量级薄膜进行深度剖析；（3）溅射速率高，可达到每分钟几微米；（4）基体效应小，由于溅射过程发生在样品表面，而激发过程在腔室的等离子体中，样品基体对被测物质的信号几乎不产生影响；（5）低能级激发，产生的谱线属原子或离子的线状光谱，因此谱线间的干扰较小；（6）低功率溅射，属层层剥离，深度分辨率高，可达亚纳米级；（7）因为采用限制式光源，样品激发时的等离子体小，所以自吸收效应小，校准曲线的线性范围较宽；（8）无高真空需求，保养与维护都非常方便。基于上述优势，GDOES被广泛应用于表征微米量级的材料表面涂层/镀层、有机膜层的涂布层、锂电池电极多层结构和用于其封装的铝塑膜层、以及纳米量级的功能多层膜中元素的成分分布[3-6]，下面举几个具体的应用实例。2 GDOES深度剖析应用实例2.1 涂层的深度剖析用于材料表面保护的涂层或镀层、食品与药品包装的柔性有机基材的涂布膜层、锂电池的多层膜电极，以及用于锂电池包装的铝塑膜等等的膜层厚度一般都是微米量级，有的膜层厚度甚至达到百微米。传统的深度剖析技术，如AES，XPS和SIMS显然无法对这些厚膜层进行深度剖析，而GDOES深度剖析技术非常适合这类微米量级厚膜的深度剖析。图1给出了利用Horiba-Profiler 2（一款脉冲—射频辉光放电发射光谱仪—Pulsed-RF GDOES，以下深度谱的实例均是用此设备测量），在Ar气压700Pa和功率55w条件下，测量的表面镀镍的铁箔GODES深度谱，其中的插图给出了从表面到Ni/Fe界面各元素的深度谱，测量时间与深度的转换是通过设备自带的激光干涉仪（DIP）对溅射坑进行原位测量获得。从全谱来看，GDOES测量信号强度稳定，未出现溅射诱导粗糙度或坑道效应（信号强度随溅射深度减小的现象，见下），这主要是因为铁箔具有较大的晶粒尺寸。同时还可以看到GDOES可连续测量到~120μm，溅射速率达到4.2μm/min（70nm/s）。从插图来看， Ni的镀层约为1μm，在表面有~100nm的氧化层，Ni/Fe界面分辨清晰。图1 表面镀镍铁箔的GODES深度谱，其中的插图给出了从表面到Ni/Fe界面的各元素的深度谱图2给出了在氩-氧（4 vol%）混合气气压750Pa、功率20w、脉冲频率3000Hz、占空比0.1875条件下，测量的用于锂电池包装铝塑膜（总厚度约为120μm）的GODES深度谱，其中的插图给出了铝塑膜的层结构示意图[7]。可以看出有机聚酰胺层主要包含碳、氮和氢等元素。在其之下碳、氮和氢元素信号的强度先降后升，表明在聚酰胺膜层下存在与其不同的有机涂层—粘胶剂，所含主要元素仍为碳、氮和氢。同时还可以看出在粘胶剂层下面的无机物（如Al，Cr和P）膜层，其中Cr和P源于为提高Al箔防腐性所做的钝化处理。很明显，图2测量的GDOES深度谱明确展现了锂电池包装铝塑膜的层结构。实验中在氩气中引入4 vol%氧气有助于快速溅射有机物的膜层结构，同时降低碳、氮信号的相对强度，提高了无机物如铬信号的相对强度，非常适合于无机-有机多层复合材料的结构分析，而在脉冲模式下，选用合适的频率和占空比，能够有效地散发溅射产生的热量，从而避免了低熔点有机物的碳化。图2一款锂电池包装铝塑膜的GDOES溅射深度谱，其中的插图给出了铝塑膜的层结构示意图[7]2.2 纳米膜层及表层的深度剖析纳米膜层，特别是纳米多层膜已被广泛应用于光电功能薄膜与半导体元器件等高科技领域。虽然传统的深度剖析技术AES，XPS和SIMS也常常应用于纳米膜层的表征，但对于纳米多层膜，传统的深度剖析技术很难对多层膜整体给予全面的深度剖析表征，而GDOES不仅可以给予纳米多层膜整体全面的深度剖析表征，而且选择合适的射频参数还可以获得如AES和SIMS深度剖析的表层元素深度谱。图3给出了在氩气气压750Pa、功率20w、脉冲频率1000Hz、占空比0.0625条件下，测量的一款柔性透明隔热膜（基材为PET）的GODES深度谱，如图3a所示，其中最具特色的就是清晰地表征了该款隔热膜最核心的三层Ag与AZO（Al+ZnO）共溅射的膜层结构，如图3b Ag膜层的GDOES深度谱所示。根据获得的溅射速率及Ag的深度谱拟合（见后），前两层Ag的厚度分别约为5.5nm与4.8nm[8]。很明显，第二层Ag信号较第一层有较大的展宽，相应的强度值也随之下降，这是源于GDOES对金属膜溅射过程中产生的溅射诱导粗糙度所致。图3（a）一款柔性透明隔热膜GDOES深度谱；（b）其中Ag膜层GDOES深度谱[8]图4给出了在氩气气压650Pa、功率20w、脉冲频率10000Hz、占空比0.5的同一条件下，测量的SiO2(300nm)/Si(111)标准样品和自然生长在Si(111)基片上SiO2样品的GODES深度谱[9]。如果取测量深度谱的半高宽为膜层的厚度，由此得到标准样品SiO2层的溅射速率为6.6nm/s（=300nm/45.5s），也就可以得到自然氧化的SiO2膜层厚度约为1nm（=6.6nm/s*0.15s）。所以，GDOES完全可以实现对一个纳米超薄层的深度剖析测量，这大大拓展了GDOES的应用领域，即从传统的钢铁镀层或块体材料的成分分析拓展到了对纳米薄膜深度剖析的表征。图4 （a）SiO2(300nm)/Si(111)标准样品与（b）自然生长在Si(111)基片上SiO2样品的GDOES深度谱[9]3 深度谱的定量分析3.1 深度分辨率对测量深度谱的优与劣进行评判时，深度分辨率Δz是一个非常重要的指标。传统Δz(16%-84%)的定义为[10]：对一个理想（原子尺度）的A/B界面进行溅射深度剖析时，当所测定的归一化强度从16%上升到84%或从84%下降到16%所对应的深度，如图5所示。Δz代表了测量得到的元素成分分布和原始的成分分布间的偏差程度，Δz越小表示测量结果越接近真实的元素成分分布，测量深度谱的质量就越高。但是随着科技的发展，应用的薄膜越来越薄，探测元素100%（或0%）的平台无法实现，就无法通过Δz(16%-84%)的定义确定深度分辨率，而只能通过对测量深度谱的定量分析获得（见下）。图5深度分辨率Δz的定义[10]3.2 深度谱定量分析—MRI模型溅射深度剖析的目的是获取薄膜样品元素的成分分布，但溅射会改变样品中元素的原始成分分布，产生溅射深度剖析中的失真。溅射深度剖析的定量分析就是要考虑溅射过程中，可能导致样品元素原始成分分布失真的各种因素，提出相应的深度分辨率函数，并通过它对测量的深度谱数据进行定量分析，最终获取被测样品元素在薄膜材料中的真实分布。对于任一溅射深度剖析实验，可能导致样品原始成分分布失真的三个主要因素源于：①粒子轰击产生的原子混合（atomic Mixing）；②样品表面和界面的粗糙度（Roughness）；③探测器所探测信号的信息深度（Information depth）。据此Hofmann提出了深度剖析定量分析著名的MRI深度分辨率函数[11]： 其中引入的三个MRI参数：原子混合长度w、粗糙度和信息深度λ具有明确的物理意义，其值可以通过实验测量得到，也可以通过理论计算得到。确定了分辨率函数，测量深度谱信号的归一化强度I/Io可表示为如下的卷积[12]： 其中z'是积分参量，X(z’)为原始的元素成分分布，g(z-z’)为深度分辨率函数，包含了深度剖析过程中所有引起原始成分分布失真的因素。MRI模型提出后，已被广泛应用于AES，XPS，SIMS和GDOES深度谱数据的定量分析。如果假设各失真因素对深度分辨率影响是相互独立的，相应的深度分辨率就可表示为[13]：其中r为择优溅射参数，是元素A与B溅射速率之比（）。3.3 MRI模型应用实例图6给出了在氩气气压550Pa、功率17w、脉冲频率5000Hz、占空比0.25条件下，测量的60 Mo (3 nm)/B4C (0.3 nm)/Si (3.7 nm) GDOES深度谱[14]，结果清晰地显示了Mo (3 nm)/B4C (0.3 nm)/Si (3.7 nm) 膜层结构，特别是分辨了仅0.3nm的B4C膜层， B和C元素的信号其峰谷和峰顶位置完全一致，可以认为B和C元素的溅射速率相同。为了更好地展现拟合测量的实验数据，选择溅射时间在15~35s范围内测量的深度剖析数据进行定量分析[15]。图6 60×Mo (3 nm)/B4C (0.3 nm)/Si (3.7 nm) GDOES深度谱[14]利用SRIM 软件[16]估算出原子混合长度w为0.6 nm，AFM测量了Mo/B4C/Si多层膜溅射至第30周期时溅射坑底部的粗糙度为0.7nm[14]，对于GDOES深度剖析，由于被测量信号源于样品最外层表面，信息深度λ取为0.01nm。利用（1）与（2）式，调节各元素的溅射速率，并在各层名义厚度值附近微调膜层的厚度，Mo、Si、B（C）元素同时被拟合的最佳结果分别如图7（a）、（b）和（c）中实线所示，对应Mo、Si、B(C)元素的溅射速率分别为8.53、8.95和4.3nm/s，拟合的误差分别为5.5%、6.7%和12.5%。很明显，Mo与Si元素的溅射速率相差不大，但是B4C溅射速率的两倍，这一明显的择优溅射效应是能分辨0.3nm-B4C膜层的原因。根据拟合得到的MRI参数值，由（3）式计算出深度分辨率为1.75 nm，拟合可以获得Mo/B4C/Si多层薄膜中各个层的准确厚度，与HR-TEM测定的单层厚度基本一致[15]。图7 测量的GDOES深度谱数据(空心圆)与MRI最佳拟合结果(实线)：(a) Mo层，(b) Si层，(c) B层；相应的MRI拟合参数列在图中[15]。4 总结与展望从以上深度谱测量实例可以清楚地看到，GDOES深度剖析的应用非常广泛，可测量从小于1nm的超薄薄膜到上百微米的厚膜；从元素H到Lv周期表中的所有元素；从表层到体层；从无机到有机；从导体到非导体等各种材料涂层与薄膜中元素成分随深度的分布，深度分辨率可以达到~1nm。通过对测量深度谱的定量分析，不仅可以获得膜层结构中原始的元素成分分布，而且还可以获得元素的溅射速率、膜层间的界面粗糙度等信息。虽然GDOES深度剖析技术日趋完善，但也存在着一些问题，比如在GDOES深度剖析中常见的溅射坑底部凸凹不平的“溅射坑道效应”（溅射诱导的粗糙度），特别是对多晶金属薄膜的深度剖析尤为明显，这一效应会大大降低GDOES深度谱的深度分辨率。消除溅射坑道效应影响一个有效的方法就是引入溅射过程样品旋转技术，使得各个方向的溅射均等。此外，缩小溅射（分析）面积也是提高溅射深度分辨率的一种方法，但需要考虑提高探测信号的强度，以免降低信号的灵敏度。另外，GDOES深度剖析的应用软件有进一步提升的空间，比如测量深度谱定量分析算法的植入，将信号强度转换为浓度以及溅射时间转换为溅射深度算法的进一步完善。作者简介汕头大学物理系教授 王江涌王江涌，博士，汕头大学物理系教授。现任广东省分析测试协会表面分析专业委员会副主任委员、中国机械工程学会高级会员、中国机械工程学会表面工程分会常务委员；《功能材料》、《材料科学研究与应用》与《表面技术》编委、评委。研究兴趣主要是薄膜材料中的扩散、偏析、相变及深度剖析定量分析。发表英文专著2部，专利十余件，论文150余篇，其中SCI论文110余篇。代表性成果在《Physical Review Letters》，《Nature Communications》，《Advanced Materials》，《Applied Physics Letters》等国际重要期刊上发表。主持国家自然基金、科技部政府间国际合作、广东省科技计划及横向合作项目十余项。获2021年广东省科技进步一等奖、2021年广东省高校科研成果转化路演赛“新材料”小组赛一等奖、2021年粤港澳高价值大湾区专利培育布局大赛优胜奖、2020年广东省高校科研成果转化路演赛“新材料”小组赛一等奖、总决赛一等奖。昆山书豪仪器科技有限公司总经理 徐荣网徐荣网，昆山书豪仪器科技有限公司总经理，昆山市第十六届政协委员；曾就职于美国艾默生电气任职Labview设计工程师、江苏天瑞仪器股份公司任职光谱产品经理。2012年3月，作为公司创始人于创立昆山书豪仪器科技有限公司，2019年购买工业用地，出资建造12300平方米集办公、研发、生产于一体的书豪产业化大楼，现已投入使用。曾获2020年朱良漪分析仪器创新奖青年创新入围奖；2019年昆山市实用产业化人才；2019年江苏省科技技术进步奖获提名；2017年《原子发射光谱仪》“中国苏州”大学生创新创业大赛二等奖；2014年度昆山市科学技术进步奖三等奖；2017年度昆山市科学技术进步奖三等奖；多次获得昆山市级人才津贴及各类奖励项目等。主持研发产品申请的已授权专利47项专利，其中发明专利 4 项，实用新型专利 25项，外观专利7项，计算机软件著作权 11项。论文2篇《空心阴极光谱光电法用于测定高温合金痕量杂质元素》，《Application of Adaptive Iteratively Reweighted Penalized Least Squares Baseline Correction in Oil Spectrometer 》第一编著人；主持编著的企业标准4篇；承担项目包括3项省级项目、1项苏州市级项目、4项昆山市级项目；其中：旋转盘电极油料光谱仪获江苏省工业与信息产业转型升级专项资金--重大攻关项目（现已成功验收，获政府补助660万元）、江苏省首台（套）重大装备认定、江苏省工业与信息产业转型升级专项资金项目、苏州市姑苏天使计划项目等；主持研发并总体设计的《HCD100空心阴极直读光谱仪》、《AES998火花直读光谱仪》、《FS500全谱直读光谱仪》《旋转盘电极油料光谱仪OIL8000、OIL8000H、PO100》均研发成功通过江苏省新产品新技术鉴定，实现了产业化。参考文献：[1] GRIMM, W. Eine neue glimmentladungslampe für die optische emissionsspektralanalyse[J]. Spectrochimica Acta, Atomic Spectroscopy, Part B, 1968, 23 (7): 443-454.[2] 杨浩，马泽钦，蒋洁，李镇舟，宋一兵，王江涌，徐从康，辉光放电发射光谱高分辨率深度谱的定量分析[J]，材料研究与应用, 2021, 15: 474-485.[3] Hughes H. Application of optical emission source developments in metallurgical analysis[J]. Analyst, 1983, 108(1283): 286-292.[4] Lodhi Z F, Tichelaar F D, Kwakernaak C, et al., A combined composition and morphology study of electrodeposited Zn–Co and Zn–Co–Fe alloy coatings[J]. Surface and Coatings Technology, 2008, 202(12): 2755-2764.[5] Sánchez P, Fernández B, Menéndez A, et al., Pulsed radiofrequency glow discharge optical emission spectrometry for the direct characterisation of photovoltaic thin film silicon solar cells[J]. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2010, 25(3): 370-377.[6] Zhang X, Huang X, Jiang L, et al. Surface microstructures and antimicrobial properties of copper plasma alloyed stainless steel[J]. 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来自瑞士苏黎世大学和苏黎世理工大学的研究人员开发出一种称为漫反射光学定位成像(DOLI)的新技术，利用它可以高分辨率、无创观察活体小鼠大脑深部的微血管。该技术具有卓越的分辨率，可看到深层组织，为观察大脑功能提供了强大的光学工具，在研究神经活动、微循环、神经血管耦合和神经退化方面具有广阔的应用前景。相关研究发表在近日的美国光学学会期刊《光学》上。　　这种技术利用了1000—1700纳米之间的第二近红外(NIR-Ⅱ)光谱，这一范围光谱的散射较少，可使显微荧光成像的深度达到光扩散深度极限的4倍。　　在各种疾病的动物模型中，荧光显微镜经常被用来对大脑的分子和细胞细节进行成像。但此前，由于皮肤和颅骨的强烈光散射影响，荧光显微镜仅限于小体积和高度侵入性的操作。此次研究首次表明，3D荧光显微镜可帮助科学家以非侵入性方式，高分辨率地观察成年小鼠大脑。该显微镜有效覆盖了大约1厘米的视野。　　研究人员首先在模仿人体平均大脑组织特性的组织合成模型中测试了这项技术，证明他们可以在光学不透明的组织中获得最深达4毫米的显微分辨率图像。然后，他们在活小鼠身上测试了这项技术。他们给活小鼠静脉注射了荧光微滴，追踪这些流动的荧光微滴可以重建小鼠大脑深部微血管的高分辨率图。观察发现，借助DOLI技术可以完全无创地观察到脑微血管以及血流的速度和方向。　　研究人员表示，这种方法消除了背景光散射，并可在头皮和头骨完好无损的情况下进行。他们还观察到相机记录的斑点大小与微滴在大脑中的深度有很大的关系，这使大脑深度分辨成像成为可能。　　“在生物医学成像领域，实现深部活体组织的高分辨率光学观测是一个长期的目标。”研究小组组长丹尼尔拉赞斯基说。　　现在，研究人员正在努力优化DOLI技术，以提高其分辨率。他们还在开发改进的荧光剂，这些荧光剂更小、荧光强度更高，且在体内更稳定，这将大大提高该技术在清晰度和成像深度方面的性能。

近日，江苏艾玮得生物科技有限公司与东南大学苏州医疗器械研究院、中国航天员科研训练中心、数字医学工程全国重点实验室一起，共同研发制作的太空血管组织芯片（Taikonaut-Blood-Vessels-on-a-Chip, Taikonaut），在中国空间站完成了国内首例太空器官芯片在长期微重力条件下的培养实验，也是国际上首例人工血管组织芯片研究。这次研究主要针对航天员长期空间飞行后导致的身体反应，对于通过药物防护等方法帮助航天员保持身体机能，重新适应地球重力环境具有重要意义。中国航天员科研训练中心副研究员王春艳：这个芯片是咱们国家独立自主研制的，神舟十五号任务中是国家第一次在轨实施了器官芯片项目，也是国际首次在轨开展的人工血管芯片的研究。它也标志着咱们国家成为世界上第2个具备在轨开展器官芯片研究能力的国家。 太空血管组织芯片研究针对空间飞行导致的立位耐力不良的细胞学机制研究需求，聚焦微重力对血管氧化应激水平的变化和血管结构与功能的影响，研究长期空间飞行导致的立位耐力下降的细胞学机制，以及在空间环境下某些化合物对抗航天员立位耐力不良防护机制，为发展有效的对抗防护措施提供理论和实验依据。研究人员在实验室用原代细胞构建具有功能性的人工血管，并将其安装至自主研发的太空血管芯片中，进行微流体培养以确保血管的稳定性。同时，结合影像学分析方法，对实时观察并采集到的血管形态变化进行分析。该实验基于失重导致的立位耐力不良、运动能力降低、血管结构及功能重塑等长期航天飞行导致心血管系统功能失调的问题。研究导致血管结构和功能变化的细胞学机制，并测试保护性药物对避免预期问题的有效性。 值得一提的是，包括与神州十五号一起返回的太空血管组织芯片在内，艾玮得生物已在器官芯片研发与应用中取得多个“第一”的好成绩。 艾玮得生物深度参与器官芯片相关国家标准的撰写。目前国内第一个器官芯片技术标准已立项公示。国内第一个使用器官芯片数据获批IND的新药江苏艾玮得生物科技有限公司（AVATARGET）是一家专注于人体器官芯片及生命科学设备研发与生产的创新科技公司，其核心技术转化于东南大学器官芯片科研团队，技术成果已成功应用在新药研发、精准医疗、疾病建模、美妆安全性评价等科研场景中。目前，艾玮得已与恒瑞、先声、齐鲁、美国哥伦比亚大学、江苏省人民医院等国内外知名药企，多所医院、研究机构及高校达成深度合作，持续推动器官芯片在更多高端医疗器械领域的应用，助力生命科学快速发展。

8月5日，中国科学院院士、中科院生物物理研究所研究员徐涛课题组、研究员胡俊杰课题组，与中科院计算技术研究所肖立团队合作，在Journal of Cell Biology上发表了题为DeepContact: High throughput quantification of membrane contact site based on electron microscopy imaging的方法学（Tools）文章，针对二维电镜数据开发了一种基于深度学习的细胞器互作高通量统计分析方法——DeepContact。　　近十几年来，细胞器互作位点（membrane contact site，MCS）得到生物学领域的关注。MCS是膜性细胞器之间形成的由蛋白复合体介导的动态物理相互作用，在信号转导、脂类运输、细胞器形态重构等方面起到关键作用。然而，因缺乏高效的MCS统计量化工具，细胞器互作领域的发展受到限制。MCS荧光显微成像因过表达荧光指示系统而引发不可避免的人为干扰因素。电子显微镜可获取高分辨率细胞器全景图像，适于挖掘纳米尺度多种细胞器相互作用的定量信息。基于深度学习的高分辨三维体电镜数据细胞器互作分析方法已然建立，但此类前沿方法对设备、机时、算力要求高，而生物样本多具有高异质性，三维体电镜难以满足统计相关性分析的样本量需求。基于手动分割的大样本量二维电镜数据分析可以得出生物学功能相关性结论，但方法在耗费巨大人力的同时无法排除人为主观判断的影响。　　DeepContact通过语义分割算法预测二维电镜图片中的不规则ER网络的整体特征，运用实例分割算法预测形状规则细胞器形态特征，可分割量化细胞器形态参数，并通过提取细胞器边缘信息进一步量化特定细胞器间距上的MCS比率信息；可进行无标记辅助的准确、灵活、直观、全面的可视化和统计量化结果输出，并可通过主动学习方法将新细胞器形态高效的扩展到细胞器预测模型中。DeepContact可满足细胞器互作与生物医学功能相关性分析的需求；具备高通量样本分析能力以及组织内特异细胞类型分析能力，可扩展应用于细胞器互作网络的相关性研究与医学超微病理学研究。　　研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划和中科院战略性先导科技专项的支持。电镜制样和数据收集工作得到生物物理所生物成像中心的帮助。

TOF-SIMS在半导体领域有着广泛的应用，如表面痕量金属的检测和定量、工艺过程的有机污染、超浅层深度剖析、超薄介电层分析、界面/bond pad/test pad的分析等等。TOF-SIMS技术的性能优势主要体现在高质量分辨率、高质量精度和良好的数据速率等方面。另外，低能量、小束斑、高电流的新型双束离子溅射源可以实现溅射快、精度高的深度分析，深度分辨＜1nm。且TOF-SIMS技术无需复杂的样品前处理，可以对样品进行直接测试。本文主要分享半导体器件的浅层、薄层、界面的深度分析的应用案例。（表面的痕量金属的检测和定量、表面污染检测等方面的分析测试案例请参考之前的推文。）一、包埋500nm深度处的多膜层深度分析Profiling Conditions: sputtering Cs 2 keV, 45°, analysis Bi 25 keV, 50 kHz interlacedSpeed: 2 µ m in 1200 s, 3 datapoints per s, 1.7 nm/s (102 nm/min), 0.5 nm per datapoint二、N, C, O, 和 Cl离子注入的深度分析三、浅层注入的深度分析四、SiGe Testpad中B注入的深度分析Analysis Beam：Bi1 @ 15 keV， 1 pA，35 x 35 µ m2Sputter Beam：O2 @ 500 eV， 90 nA，200 x 200 µ m2Total time for analysis including pad alignment: ≈15 min五、SiCP Testsample的深度分析Analysis Beam：Bi1 @ 15 keV， 8 pA，50 x 50 µ m2Sputter Beam：O2 @ 500 eV，80 nA，200 x 200 µ m2Total time for analysis: ≈10 min六、GaAs/InGaP多膜层深度Analysis Beam：Bi1 @ 15 keV， 7 pA，00 x 100 µ m2Sputter Beam：Cs @ 1000 eV，100 nA，300 x 300 µ m2Total time for analysis: ≈20 min关注公众号“IONTOF-CHINA”，更多TOF-SIMS案例分享和实际应用技术解读。