光谱邱倖仪

摘要：光纤光谱仪自从上个世纪末被发明以来，其应用越来越广泛。交叉式切尼-特纳(czerny-turner，简称c-t)光路和基本型c-t光路(m型光路)，是光纤光谱仪中最常见的两种分光光路，本文将详细介绍交叉c-t光路和m型光路的基础原理和各自的优缺点，交叉c-t光路结构紧凑、灵敏度较高，而m型光路分辨率较高、杂散光性能更优。　　常见的微型光谱仪一般是基于光栅分光，光谱仪的光学光路系统主要分为反射式和透射式系统，透射式系统光学系统体积较小并且光强较强，但在远红外到远紫外的光谱范围内缺少制造透镜所需要的材料，会导致测得的光谱曲线不准，因此现代微型光谱仪很少采用这种结构 反射式系统适用的光谱范围较广，虽然相比透射式系统光强较弱，但反射镜不产生色差，利于获得平直的谱面，成像镜选用反射镜能够保证探测器系统接收光谱的质量。所以市面上主要以反射式光路的光谱仪为主。　　反射式光路中，目前光纤光谱仪市场，比较普遍采用的光路结构形式分为：基本型切尼-特纳(czerny-turner)光路结构(非交叉式)和交叉式切尼-特纳(czerny-turner)光路结构。基本型切尼-特纳(czerny-turner)光路结构因其形状酷似字母“m”，因此也常被称为m型光路结构，这便是m型光路的由来。　　图 1基本型切尼-特纳(czerny-turner)光路结构，光路看上去像字母“m”，所以也称为m型光路。m型光路看上去也像阿拉伯数字“3”，因此奥谱天成m型光路光谱仪的名称均带有3(第三位数为3)，如atp5030、atp5034、atp3030、atp3034 　　图 2 交叉式c-t光路结构示意图　　光谱仪光路的光学性能，主要受数值孔径、球差、像散、慧差，及各种像差的综合性影响，从而决定了系统的光学灵敏度、杂散光和光学分辨率。　　常见光谱仪采用球面反射镜，球差是必然存在的，球面镜无法使系统中各球差项相消，交叉式和m型光路都只能校准到一定的水平，球差是一种累加的方式。m型光谱仪可通过控制相对孔径来使球差小于像差容限，从而满足分辨率的要求，在设计中有选择的缩小m型光路的数值孔径可以比较明显的提高分辨率。如果想更进一步的消除球差影响，那么可以采用抛物面或者自由曲面的方式来进行优化设计，但是成本昂贵，加工难度大，所以目前并没有被市场接受。　　交叉式切尼-特纳(czerny-turner)光路结构的慧差相对于m型光路来说有个相对突出的特点是，慧差可以被校准到一个比较理想的数值，并且得到的光谱斑点较为规整。具体体现在对交叉式结构分辨率的提升上。　　m型光路在像散优化中具有明显的天然优势，可将像散校正到一个很低的水平。相反的交叉式切尼-特纳(czerny-turner)光路在像散的校准方面比较弱，使得该光路的光谱分辨率较低。　　m型光路由于是一种相对对称的光学结构，杂散光会略微好于交叉对称型光路，但这并不会直接体现在两种系统的杂散光最终指标上。杂散光的抑制主要还是通过外部光学陷阱，内部采用吸光材质或者增加粗糙度来提高对漫反射光的吸收，最终达到消除杂散光效果。　　交叉式切尼-特纳光路是由m型光路发展而来，我们通常认为交叉式光路是一种折叠式的光路，所谓折叠式就是在整体的结构尺寸和空间利用上有必然的优势，结构更紧凑合理。m型光路则是一种展开式光路，在整体的尺寸和空间利用上不及交叉式切尼-特纳光路。因交叉式光路最为紧凑，所以在微型光谱仪中通常采用的是就是这种交叉式光路。而针对于分辨率要求比较高的场合则更多的采用m型光路。　　分辨率是光谱仪最重要的指标之一，从像差优化设计来看，m型光路像差优化效果更好，使得m型光路拥有更佳的分辨率，主要被用于高分辨率光谱仪中。而交叉式切尼-特纳(czerny-turner)光路则用于中低分辨率光谱仪中。表 1 m型光路和交叉式c-t型光路的对比　　奥谱天成的光谱仪系列产品齐全，依据m型光路和交叉式切尼-特纳光路各自的光路特点和客户需求，设计了多款相应的仪器，各自均对应不同的应用领域：　　l atp2000、atp5020、atp3040、atp5040采用了交叉型ct光路，重点突出结构的紧凑性和高灵敏度 　　l atp3030、atp5030、atp3034、atp5034采用m型光路，重点突出高分辨率和低杂散光。　　狭缝50μm，光谱仪范围200-1000nm两者的分辨率对比。图3可观察到，m型光路整段分辨率表现为中间最好，两边逐渐变差 交叉型光路往长波方向分辨率逐渐变好。这部分的差异主要体现在设计优化中，可从设计中去调整不同的分辨率走势来达到设计的要求。图4中可看出，在520nm处两种不同光路的点列图情况，m型光路的rms半径值为11 μm，交叉型ct光路的rms半径值为98 μm。m型光路实际测试fwhm=1.3nm，交叉型光路实际测试fwhm=2.5nm。m型光谱仪分辨率明显好于交叉型光谱仪。在实际的使用和光谱仪选择中，客户可根据分辨率、杂散光、灵敏度、体积等几个指标有针对性的挑选相应的光谱仪，从而使得仪器与使用需求完美匹配。图 3 奥谱天成生成的atp2000和atp3030图 4 两种光路结构的分辨率rms spot radius对比，200-1000nm波长范围，从图中可以看出，交叉c-t型光路的光斑尺寸为75 μm，而m型光路的光斑尺寸仅为3.5 μm，m型光路的分辨率优于交叉c-t型 (a)交叉型ct光路(该光路应用于atp2000) (b)m型光路(该光路应用于atp3030)　　图 5 200-1000nm光谱范围，两种光路结构在520nm处的分辨率对比，交叉c-t型光路为98.9 μm，m型光路为11 μm，可知m型光路的分辨率明显优于交叉c-t型 (a) atp2000交叉型ct光路 (b) atp3030m型光路表 2 奥谱天成采用m型光路的光纤光谱仪和采用交叉c-t光路的光纤光谱仪，型号的第三位数字为3的均为m型光路 型号首位数字为5、6的，探测器具有制冷。　　图 6 奥谱天成的光纤光谱仪产品集

拉曼光谱技术被称为分子指纹谱，可以对目标分子进行准确的定性分析，因而用途广泛。但是其固有的特点，例如拉曼散射信号弱等，限制了其应用范围，尤其是在气体检测领域的应用。气体分子密度低，透光度高，作为激发光源的激光在气体中可以传输较长距离，而拉曼信号作为散射信号散射向四周立体空间，因此不能通过像吸收光谱那样简单的通过增加光程来实现信号的增强。拉曼光谱应用于气体检测具有以下优点：1、准确定性：可以根据特征光谱对除惰性气体外的所有气体进行准确的定性分析；并且气体分子受周围环境影响小，其分子结构均一性较高，因此其特征光谱单色性好；气体分子结构简单，其特征光谱峰较少，不同分子间特征峰重合较少，有利于混合气体的分析。2、准确定量：气体的透明度具有的优点之一是，气体检测过程中不会受到荧光干扰，优点之二即气体分子被激发出的拉曼信号在被收集过程中与其他气体分子发生相互作用的概率极低，所以拉曼光谱强度与分子数量及拉曼散射截面成正比。而拉曼散射截面是固定量，因此拉曼光谱强度的变化量正比于分子数量的变化量，可以用来准确的计算分子数的相对变化。3、无损测量：拉曼散射过程是分子振动-转动能级的跃迁过程，不会破坏分子结构。4、无接触检测：拉曼散射采用光作为信号载体，可以通过透光窗口等对特殊环境例如高压、高温、剧毒等样品进行测试。在气体检测领域，由于气体的流动性，更需要对特殊气体进行密闭处理来保证气体的稳定性，适合对有毒、腐蚀性等的气体进行检测。5、同位素分子的分析：同位素作为标记物而应用广泛，而对同位素分子进行区分往往需要气相色谱和高分辨质谱联用这种昂贵的技术来实现，而作为分子振动-转动谱的拉曼光谱，其同位素的不同质量在其特征峰的频移上表现明显，可以轻松的区分同位素的种类和相对含量。正因为以上原因，在二十世纪六十年代激光出现并且作为拉曼光谱的光源而广泛应用的时候，科学家尝试将拉曼光谱技术应用于气体检测领域。近共焦腔、逆向多重反射池、能量聚集腔、多通道拉曼增益池、改进型多通道拉曼光谱仪、空心光子晶体光纤等多种提高激光功率使用效率或拉曼散射收集效率的极具光学技巧的设计应运而生，提高了拉曼光谱技术对于气体分子的检测限并且取得了显著的效果。拉曼散射的特点，及用于拉曼光谱分析的光谱仪的特点决定了共焦型拉曼光谱仪的高效率、高空间分辨率和高光谱分辨率。光谱仪需要将入光狭缝开到50微米甚至更小来保证光谱分辨率，设计一套光学系统将较大空间的散射信号收集聚焦到狭缝这样的狭窄空间并不现实，因此将激光聚焦到一个微小空间并且将这一微小空间的散射信号收集后聚集到狭缝，成为一种可行性选择，这样既充分利用了激光的激发功率，又实现了散射信号的高效收集。因此共焦型拉曼光谱仪提高了拉曼信号的强度，扩大了拉曼光谱技术的应用范围。同样的设计也可以应用于气体检测当中，不同于固体的拉曼信号散射向空气中的部分会被收集，散射向固体内部的部分会被固体吸收或者漫反射，因此很难充分收集；气体的均一性及其透光性决定了其散射向四周的信号均不会受到较大干扰，因此使信号的更高效的收集成为可能。共焦激发收集系统正是为了解决气体的拉曼散射信号的高效收集而设计，散射向上下、左右、前后的信号被聚焦镜准直后传输向反射镜，最终传输向左方的光谱分析系统。根据光的可逆性原理，进入系统的激光也会被上下、左右、前后的聚焦镜聚焦到焦点，从而同时提高激发光功率的使用效率。此设计的优点是可以增加更多的聚焦镜和反射镜，最终实现焦点散射向四周立体空间的所有信号传输向同一个方向，从而实现球状散射信号的充分收集。激光在气体中的传输距离可以达到几十千米，因此共焦激发收集系统中的数次反射的光程远小于这个距离，很难实现激发光功率的充分利用。互相平行的光可以被聚焦到一个点，而激光光斑毫米级别的直径远小于聚焦镜的直径，因此如果能实现光的多次来回反射并且互相平行，其效果将等同于多台激光器并排放置。直角反射镜可以将光的前进方向偏转180度并且与原方向互相平行，传输方向相反，两个直角反射镜配合使用可以使激光多次来回反射形成一个平面，在外面再放置两个直角反射镜可以实现激光平面的纵向扩展，最终互相平行，方向相反的激光布满立体空间。因此，四个直角反射镜配合使用可以使1毫米直径的激光在1英寸的光学元件间来回反射百次以上，而这些光因为互相平行，因此都会被聚焦镜聚焦到焦点。将四直角反射镜增光程系统与共焦激发收集系统结合，形成的系统既能充分利用激发光的功率，又能充分收集散射信号，其结构类似一个球体，因此被称为“拉曼积分球”。目前该技术已经能实现常压下ppm量级的气体检测，还可以通过增加激光功率、对气体加压以提高气体密度，增加曝光时间等来进一步提高检测限。拉曼积分球适用于透明度高的样品，例如气体，上图为典型的空气的拉曼光谱图，包括氮气，氧气的振动峰、转动峰和振动峰耦合的转动峰，水分子的振动峰等，对其进行局部放大，能看到氧气同位素拉曼峰，氮气同位素拉曼峰，二氧化碳拉曼峰等。目前气体检测应用广泛，例如与碳循环相关的各种气体，在催化剂作用下，碳会转换成各种有机分子，拉曼积分球可以实现对反应物和产物的1秒钟内万分之一的浓度检测，而最小样品量只需要2毫升，完全实现原位监控的作用。即使碳循环成各种液体，根据液体的挥发性，即使不需要加热升华，类似甘油等难以挥发的液体的挥发物依然可以被检测到。而对于一些固体的碳化合物，例如塑胶跑道，其挥发气体的成分和浓度的检测方法正在进一步研究当中。土壤的有机污染检测是拉曼积分球的另一个重要应用方向，将被污染的土壤放到密闭加热腔中，使其中的有机污染物升华成气体，即可实现对有机污染物的定性、定量分析。汽车发动机的状态会通过其尾气的成分反映出来，燃料挥发物和一氧化碳含量高说明进气不畅通，氧气剩余多则说明燃料喷嘴的效率不够；氮氧化物的含量高说明排烟脱氮不彻底。其他方面的应用包括环境气体检测，化工厂废气排放监控等等，作为一种自主研制、具有自主知识产权的气体检测技术，相比于传统气体检测技术具有实时快速、无损、检测限好、能区分同分异构体和同位素取代分子等优点，实现了我国气体检测技术的弯道超车，而其应用场景正进一步拓展。三年来，该技术正从发明一步步走向完善，虽然没能争取到纵向项目的支撑，但是相关的科学家的持续投入和支持保证了拉曼积分球技术研发的顺利进行，检测限已经从最初的勉强万分之一到达目前百万分之一，并且还有进一步提高的空间。随着我国对技术研究的重视和大力支持，该技术将会在我国气体检测领域占有一席之地并将推向国际市场。后记我国的分析仪器，尤其是高端分析仪器主要依赖进口，随着我国科研水平的快速提升，仪器自主研发能力也得到了很大的提高。特别是，实验室具有丰富仪器使用经验，在外企中从事技术服务的科学家和工程师也越来越多，他们对高端分析仪器有自己的认识和见解。而且，部分科学家和工程师已经开始了自主仪器研制并取得了很好的成果。相信随着国家在仪器研制方面的大力支持，成果评价体制的进一步均衡，国产化仪器的提倡作用和科学家、工程师的共同努力下，不久的将来，我国会产生一大批自主设计，具有自主知识产权，具有明确应用领域的先进的分析仪器。作者简介黄保坤：博士，高级工程师，江苏海洋大学教师，huang_baokun@163.com。曾就职于中科院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室和英国雷尼绍公司，作为技术负责人研制的深海紫外拉曼光谱仪实现下潜作业深度7749米，是目前世界上工作深度最深的拉曼光谱仪。为中科院、中石化、中核、上海市公安局、各大高校研制了拉曼积分球、显微拉曼、台式拉曼、便携式拉曼等多种类型的拉曼光谱仪。

关于征求CSTM标准《原子光谱分析仪器性能评价通则》（征求意见稿）意见的通知各位专家、委员及相关单位：由中国材料与试验团体标准委员会科学试验领域委员会科学试验评价技术委员会（CSTM/FC 98/TC04）归口承担的CSTM LX 9804 00964-2022《原子光谱分析仪器性能评价通则》团体标准已完成征求意见稿，按照《中关村材料试验技术联盟团体标准管理办法》的有关规定，现公开广泛征求意见。请于公告在CSTM官方网站/全国团体标准信息平台发布之日起30个自然日前将《中国材料与试验团体标准征求意见表》以电子邮件形式反馈至项目牵头单位或者CSTM/FC 98/TC04秘书处。1.原子光谱分析仪器性能评价通则（征求意见稿）.pdf2.原子光谱分析仪器性能评价通则编制说明.pdf3.中国材料与试验团体标准征求意见表.docx

1、技术简介　　光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象，叫做光的反射。正是因为光在物体表面发生的反射，我们的眼睛才能感知到周围的世界的颜色与景象。反射是通过光入射到物体表面后在不同波长段的反射率差异引起。光谱仪获得的反射光谱信息就像人眼所见到的视觉内容一样，但是光谱信息更为数据化、更客观。反射测量可以测试物体的颜色，或者通过判定物体的反射光谱差异进行多样品的筛选和品控。 镜面 粗糙表面图5.1 反射原理图　　2、 应用说明　　由于某些检测样本的特殊性，不能完全依赖于化学方法进行检测，反射光谱模型作为一种迅速、高性价比的检测方法，可以作为化学分析方法在其他应用领域的替代方案，甚至可以直接用来测试粉末状样品。反射光谱检测方法不能判定是否适用于被测目标样本的原有模样，所以还是需要尝试多次对照测试它们的反射光谱，提高光谱数据的准确性。　　化学分析的方法可以用来提高最低检出限，并确定掺杂成分，但是光学的方法可以进行预先的快速查看与筛选。将反射光谱检测与化学计量学相结合，利用可见光和近红外漫反射光谱提供快速、无损的检测。在实际检测中，可以分析不同的样本之间的差异。数学上来说，主成分包含在了定义的所有波长多维空间的范围内。主成分使我们能够获得多维数据集和重要维度，然后从无意义的噪音中分离出有意义的信息。　　食品安全：香料检测，香蕉成熟度分析，芒果与鳄梨区分检测等 　　自然环境：水体汞污染监测，农作物分析等　　3 、典型产品和配置　　颜色检测配置：　　1. 光谱仪　　2. 光源　　3. 积分球：积分球可以180° 收集样品表面的反射光，所以它能尽可能多地收集样品表面的反射光。反射式积分球还能使用在弯曲表面，或者颜色测量。它能将样品表面发射的光很好地在积分球内部进行匀化，然后再耦合到光谱仪。反射光通过圆形的入射光孔径进入积分球，然后经过分球内壁涂抹的特殊涂层材料的均匀反射。图2 积分球示意图　　4. 反射探头：当需要快速测量样品或者应用在样品表面非常小的采样点时，反射探头既可以测量镜面反射，也可以测量漫反射，而且可以基于光源和光谱仪的配置不同，选择不同类型的扩大波长范围的反射探头。探头的发射光和反射光是同一方向的，接收到的光是反射光的一部分，所以使用反射探头测量反射光谱是一种相对测量。图3 反射探头　　5. 采样附件(光纤、滤光片、透反射支架、动态样品台等)：透反射支架用来固定反射探头的标准配件，同时也可以用于透射测量。使用透反射支架，可以有效地减少光源对样品的过度加热，对于生物样品或者有机样品，还有那些低熔点的样品非常重要 动态样品台，基于样品台旋转或者直线移动来对样品进行测量，并获得测量的平均信号。这种测量方式避免了结果的多样性，提高了样品测量的均一性结果，特别是对于谷物、种子和土壤类等不均一的样品，是比较理想的选择。 图4 反射支架和样品台　　6. 准直透镜：在做反射测量时，准直透镜可以使用在光纤的末端来准确地固定入射光和反射光的角度。镜面发射或者漫反射都可以使用这样的测量方式，但是我们需要固定夹具来对测量系统进行固定。准直透镜必须预先调焦来避免光束的发散，来保证获得更好的光谱。　　7. 光谱仪控制软件图5 反射检测典型配置　　典型配置　　典型产品：高灵敏度光谱仪，光源，滤光片，积分球，透反射支架，动态样品台，准直透镜　　4 、应用文章　　4.1 香料掺假检测图6 不同香料检测光谱　　4.2 香蕉成熟度检测图7 不同成熟度香蕉光谱图　　4.3 芒果与鳄梨区分检测图8 芒果与鳄梨检测光谱　　4.4 基于SPR快速检测花生过敏源图9 过敏源光谱　　4.5 无人机智能农业检测 图10 无人机农业检测光谱图　　4.6 农作物成分检测图11 农作物成分光谱图　　4.7 水体汞污染监测图12 水体检测光谱图（来源：海洋光学）

近几年来，随着LED技术与全球植物工厂、垂直农场等现代设施农业的发展，植物照明市场迎来了新的发展机遇，成为众多照明厂商走差异化竞争之选。 图1 植物照明由于LED灯具有光效高、发热低、体积小、寿命长灯特点，因此非常受植物照明生产厂商的青睐。不同植物生长过程中对不同光谱的光需求量不同，为此所选的补偿光也有差异。。 图2 LED灯具植物工程可分为种植设备技术和植物工艺技术，其中植物照明光谱技术是种植设备技术和植物工艺技术的关键。好的光谱设计可保证种植工艺所要求的光质能达到高效利用。 图3 光谱制造商设计植物照明系统，通常根据植物所需的光质、光密度，然后对植物照明光源进行选择。植物灯光谱设计需要依据植物种植工艺要求而设计，植物灯光谱分析和设计能力对制造商市场竞争至关重要。而这些都需要精确的光源光谱分析方法和设备。 蓝菲光学40年光学测量生产设备经验，可提供精确的光源光谱分析方法和积分球光谱分析设备，有效的计算PAR/PPF/PPFD值。 图4 蓝菲光学积分球光谱分析仪不同植物或者同一植物不同时期吸收光谱不同，通过确定种植工艺确定植物照明光谱范围和峰值波长，植物照明的光谱和峰值波长均可通过蓝菲光学积分球光谱分析仪获得。蓝菲光学（Labsphere）illumia® Plus2积分球光谱分析仪积分球尺寸 25 cm -3 m可选，具有 2π 和 4π 几何方式。三种光谱仪可选、特定的应用模块在保证生产效率最大化的同时也保证了非常高的精确度、可重复性。图5 蓝菲光学积分球光谱分析仪结构图提高生产力改进后的积分球设计允许待测灯在点亮的情况下放进，保证更高的效 率、缩短测量时间。 新增了兼具功能性与简易性的电控模块，符 合 IES LM-79-19、IES LM-78 等相关标准。图6 蓝菲光学积分球光谱分析仪系统图Integral® 软件驱动设备搭配的 Integral® 软件支持任何平台、任何设备、 任何地点、多种语言。符合 LM-45 标准要求进行稳定，自动执行校准程序。 符合 LM-79-19 和 LM-78 测量方法和行业标准颜色计算。 图7 Integral软件图概念：太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分称为光合有效辐射（PAR，photosynthetically active radiation），波长范围400～700纳米，与可见光基本重合。标注单位有两种：一是用光合辐照度表示（w/m2），主要用于太阳光的光合作用的广义研究。二是用光合光子通量密度PPFD表示（umol/m2s），主要用于人造光源和太阳光对植物光合作用的研究。采用每秒辐射到植物表面的光子流量的这个方法表示辐射源的辐射能力，称为PPF_PAR法。PPF光合光子通量（Photosynthetic Photon Flux）是指波长在400-700nm波段里，人造光源每秒辐射出光子的微摩尔数量，单位umol/s。PPFD光合光子通量密度（Photosynthetic Photon Flux Density）是每平方米每秒光源辐射出的微摩尔数量，单位umol/m2s。

关于征求CSTM标准《火花放电原子发射光谱仪性能评价方法》（征求意见稿）意见的通知各位专家、委员及相关单位：由中国材料与试验团体标准委员会科学试验领域委员会科学试验评价技术委员会（CSTM/FC 98/TC04）归口承担的CSTM LX 9804 00962-2022《火花放电原子发射光谱仪性能评价方法》团体标准已完成征求意见稿，按照《中关村材料试验技术联盟团体标准管理办法》的有关规定，现公开广泛征求意见。请于公告在CSTM官方网站/全国团体标准信息平台发布之日起30个自然日前将《中国材料与试验团体标准征求意见表》以电子邮件形式反馈至项目牵头单位或者CSTM/FC 98/TC04秘书处。1.火花放电原子发射光谱仪性能评价方法（征求意见稿）.pdf2.火花放电原子发射光谱仪性能评价方法编制说明.pdf3.中国材料与试验团体标准征求意见表.docx

2011年11月29日 14:30-15:30，海洋光学在仪器信息网上成功举办了“微型光纤光谱仪在宝石鉴定中的应用”在线语音研讨会，对此次报名关注的近100名观众，海洋光学致以最诚挚的感谢。本次研讨会主要介绍了基于海洋光学光谱仪进行反射测量的全波长光谱分析仪------GEM-3000珠宝检测仪。通过快速有效地检测数百种珠宝的光谱反射特征曲线，对比标准珠宝谱图来判定珠宝样品是否染色及真伪。相对于传统光谱法检测珠宝，GEM-3000具有检测速度快，可对任意形态任意大小样品做无损检测，长波紫外检测稳定性好的特点，特别适用于珠宝质检机构及珠宝商用于金珍珠、黑珍珠、红珊瑚、钻石、蓝宝石、翡翠等珠宝的真伪鉴定。填补了珠宝行业目前无法无损检测金珍珠和黑珍珠的空白视频回放请点击：http://www.instrument.com.cn/webinar/meeting/meetingInfo.asp?infoID=30512月海洋光学还将以开展分别以太阳能模拟器、拉曼光谱仪、膜厚测量、球\平面光学器件测试系统为主题的在线研讨会，了解最新信息请关注：http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20111202/3683816/如果您想进一步了解光纤光谱仪及其应用，如果你有更好的建议和意见希望和我们分享，请关注我们的论坛：http://bbs.instrument.com.cn/forum_653.htm 总部位于达尼丁,佛罗里达的海洋光学是世界领先的光传感和光谱技术解决方案提供商，为您提供测量和研究光与物质相互作用的先进技术。自1989年以来，已有近200,000台海洋光学的光谱仪被应用于各行各业。海洋光学拥有庞大的产品线，包括光谱仪、传感器、光纤、薄膜和光学元件等等。 更多详情，请点击www.oceanopticschina.cn

1、技术简介　　颜色是大脑对于射入人眼的光的主观感受。一般人眼可感知的波段为380~780nm。　　颜色可以简略分为反射颜色，透射颜色，光源色和结构色，前三种最为常见。　　待测物的反射/透射颜色取决于待测物的光谱反射率/透射率，参考光源和观察条件。光源色取决于光源光谱。结构色与物体表面特殊的衍射结构有关。　　颜色在生产和生活中扮演着重要的角色，颜色的控制已经成为评价许多产品外在和内在质量中最受重视的要素之一。传统的测色方法直接用人眼观察，方法简单灵活，但是结果依赖于观测人员的经验和心理、生理等主观因素的影响，也依赖于观察条件，结果使得测量结果的准确性和公正性经常受到质疑，目前已经被光谱测色技术取代。图1 不同颜色光谱　　光谱测色是利用光谱仪获取光源发射或物体透反射的可见光波段的光谱进行分析。根据色度学理论，任何颜色可用三个对人眼的颜色三刺激值来表示，因此获得颜色三刺激值正是测色仪器的测量目的。颜色三刺激值可以通过颜色刺激函数分别乘以CIE光谱三刺激值，并在整个可见光谱范围内分别对这些乘积进行积分。计算公式如下：　　其中，φ (λ ) 为色刺激函数，由光源辐射特性或物体的透反射特性决定 X(λ ), Y(λ ), Z(λ )为标准观察者的光谱三刺激值 k为归一化系数。X, Y 和Z则是颜色三刺激值，它们虽然从数量上对颜色进行了定量的描述。　　历史上，由于各个行业颜色测量对象差异很大，颜色三刺激值直接使用多有不便。于是国际照明委员会(CIE)先后推出了CIE xyz和CIE L*a*b*等多种颜色空间，将颜色三刺激值转换后使用。在实践中，CIE xyz多用于发光体颜色描述，而CIE L*a*b*模型在物体表面色的色差，例如纺织品、油漆、塑料等行业。关于两种颜色空间的具体计算函数可直接参考CIE网站，一般颜色测量软件都集成了这些函数，比如著名的海洋光学的测量软件集成了所有主流的颜色空间函数，并集成了CIE规定的所有标准照明体函数模型，几乎可以满足所有颜色测量需要，给客户开展多种颜色测量带来了极大便利。图2 CIE xyz图3 CIE L*a*b*　　2 、应用说明　　颜色测量包含三个基本要素：参考光源，参考标准源，光谱采集装置。常用参考光源为卤钨灯或氙灯。参考标准源一般多用漫反射标准板。光谱采集装置则有光谱仪和配套附件组成。光谱仪必须涵盖可见光波段，并且要具有足够的灵敏度和稳定性，配套附件包括光纤探头和积分球等。　　颜色计算较为繁琐，选择一款集成各种颜色参数自动计算功能的软件也是很有必要的。　　农产品加工：肉类，果蔬等品质分类 　　照明行业：LED颜色分析 　　纺织行业：纺织物色差鉴定 　　造纸行业：纸品颜色控制 　　化工行业：油漆，涂料等品质控制。　　典型配置　　典型产品：高分辨率光谱仪，光源，探头，滤光片，聚光透镜　　3、应用文章　　3.1 LED颜色测量图4 使用七步MacAdam 椭圆来定义LED在CIE 1931 色品图中的分割区域　　3.2 化学变色反应测量图5 化学变色反应中的吸光度图谱图6 化学变色反应在553nm和759nm的吸光度变化趋势　　3.3 基于颜色检测的犯罪现场的血迹的时间评价图7 血迹检测图 （内容来源：海洋光学）

日前，全国饲料工业标准化技术委员会发布文件，征求关于3项农业行业标准(征求意见稿)的意见。其中《饲料的近红外光谱分析应用指南》规定了饲料成分如水分、粗脂肪、粗蛋白、淀粉、粗纤维含量以及消化率等技术指标的近红外光谱分析应用指南。　　与其他分析技术尤其是传统的实验室化学分析技术相比，近红外光谱分析技术在分析速度、检测成本、可同时检测多种理化性质、易操作性等主要检测性能方面具有显著优势。在全球饲料行业，NIR技术的优势已经获得了极大的认可和广泛的应用。据悉，在 ISO 12099：2010 Animal feeding stuffs, cereals and milled cereal products-Guidelines for the application of near infrared spectrometry 标准颁布之前，国际上的近红外光谱技术在饲料行业中并没有通行的、普适性的国际标准。2010年 6 月 15 日，ISO 12099 的颁布实施在动物饲料行业树立了行业公认的交流准则，从而让不同 NIRS 光谱用户实现了结果的互认与交流，该标准在 2017 年进行了修订(ISO 12099:2017)。　　在饲料行业，我国从 20 世纪 90 年代中期开始引进近红外饲料分析仪器，到 2002 年底，正式颁布了饲料行业近红外分析的国家标准 GB/T18868-2002《饲料中水分、粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪、赖氨酸、蛋氨酸快速测定近红外光谱法》、2007 年颁布实施了 NY/T 1423-2007《鱼粉和反刍动物精料补充料中肉骨粉快速定性检测近红外反射光谱法》，2012 年颁布了地方标准 DB21/T 2048-2012《饲料中粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、水分、钙、总磷、粗灰分、水溶性氯化物、氨基酸的测定 近红外光谱法》，2015年颁布了地方标准DB43/T 1065-2015《饲料中氯基酸的测定 近红外法》，2019年颁布了地方标准DB36/T 1127-2019《饲料中粗灰分、钙、总磷和氯化钠快速测定 近红外光谱法》，这些标准的颁布实施，标志着这项检测新技术在我国的饲料检测方面受到了广泛的关注和认可。　　虽然，国内许多大型饲料企业和科研院所均在饲料的 NIR检测软硬件方面投入了巨大的财力物力，既促进了饲料行业的飞速发展，又提升了 NIR技术的普及与推广。但与飞速发展的 NIR饲料分析技术以及对应的国际标准方面的发展相比，我国针对 NIR技术在饲料检测方面的标准制订还有待完善，这对我国 NIR技术在饲料行业的全面、稳健、规范的发展形成了制约。故此，亟需推出针对饲料行业检测具有指导性质的、能适应 NIR检测技术发展态势的指南标准。　　《饲料的近红外光谱分析应用指南》修改采用 ISO 12099:2017《动物饲料、谷物及谷物精制料的近红外光谱分析应用指南》。ISO 12099 为使用近红外光谱进行动物饲料的成分如水分、脂肪、蛋白、淀粉、粗纤维含量以及相关性能参数如消化率等的检测提供了综合性指南。ISO 12099 国际标准的引用，为各项技术环节提供了非常细致的指导基础，是后续开发和应用具体 NIRS 解决方案的重要基石。　　作为促进仪器技术应用的有力手段，标准的推行对仪器及分析测试行业具有重大的意义。通过国家标准信息查询系统检索，目前近红外相关的国家标准22项、行业标准31项，地方标准18项。相关标准的推出对于发展中国近红外光谱分析技术，便于广大用户正确掌握和使用近红外光谱定性分析方法，在一定程度上解决了粮油、饲料、水果、纺织品、乳制品等现场快速鉴定与相关行业产品的鉴别、溯源及判别问题，对促进中国近红外光谱快速分析技术应用和发展具有重要实际意义。特别值得一提的是，2013年发布了GB/T 29858-2013《分子光谱多元校正定量分析通则》，2019年发布了GB/T 37969-2019《近红外光谱定性分析通则》。其中，《近红外光谱定性分析通则》规定了近红外光谱定性分析的基本原理和方法、使用软件、仪器设备、光谱测量、样品、定性分析试验步骤、试验数据处理、试验报告等内容的通用要求，进一步完善了近红外分析技术的应用标准，使近红外定性分析的应用走向规范。在我国，大量的科研机构及企事业单位越来越重视并充分挖掘和利用着NIR分析的优势。不过，相对于近红外亟待拓展的领域，现有的标准还不能满足快速增长的应用需求。拿饲料为例，当前全球工业领域的质量管理，已提升到以“原料控制”及“生产过程质量控制”等预防性的质量控制和检验手段为主。要满足上述要求，须有快速、适宜现场及在线检测的检验手段作为支撑，而鉴于近红外光谱技术的优势，相关标准的完善将进一步推动其在饲料领域的应用拓展。

2022年9月28日凌晨两点，由中国科学院空天技术研究院自主研制的临近空间科学实验平台在我国青海省柴旦地区“鸿鹄专项“外场实验基地顺利放飞。由西安光机所空间科学微光探测技术实验室研发的科学载荷——中紫外光谱成像仪(MUV Spectral Imager，简称MUVSI)搭载此平台顺利升空，这也是MUV投入使用后的最后一次探测实验任务。MUVSI连续工作约12小时，系统工况稳定，获得了我国青海柴旦地区上空约30km高度大气紫外辐射背景的数据，当日傍晚顺利回收。MUVSI是西安光机所紫外光学技术团队第一次针对临近空间气球平台开发的光学仪器。为适应临近空间长周期工作和大动态范围目标探测的需求，研发团队先后突破了紫外宽谱段成像光学、高杂光抑制比光机结构设计、高灵敏低噪声紫外敏感ICCD器件等多项核心技术，保障了MUVSI探测谱宽达到210nm，光谱分辨率优于2nm，动态范围10000：1等综合性能指标。MUVSI在确保光学性能和力学性能的前提下，大胆采用紫外凹面变线距光栅替代传统光谱仪中的准直色散成像模组，将光学元件总数降低至2片，极大地减少光学表面带来的光能损失，同时降低了装调难度，为载荷提前半年交付提供了重要支持。MUVSI还首次尝试了高压电子学在临近空间特殊气压环境下的绝缘密封防护技术，通过反复工艺摸索和地面低气压模拟放电实验，形成了一套有效的高压(≥6000V)电子学防护方法，解决了高压电子学长期以来在低气压环境(70-5Hpa)可靠性低、故障率高的难题。另外，MUVSI还通过装载团队自研的太阳敏感器和自动增益控制算法，实现了在无遥测信号时的载荷智能参数调整，进一步保障了高质量数据的获取。增强型探测器模组2022年度放飞期间部分大气背景数据MUVSI自2019年完成正样研制，共计参加鸿鹄专项青海外场放飞实验四次，获得了近百小时有效数据，为该领域科学研究提供了宝贵的直接观测数据，也是西安光机所紫外光学技术在工程应用的一次重要尝试。该载荷技术有望在球基大气紫外辐射特性遥感、近场尾焰特性分析等重要领域得到应用。

1、技术简介　　光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射。弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分，非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分， 统称为拉曼效应。拉曼效应是光子与光学支声子相互作用的结果。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V. Raman所发现的拉曼散射效应，对于入射光频率不同的散射光谱进行分析，得到分子振动能级与转动能级结构，并作为分子结构和组成研究的一种分析方法，研究图谱的整体特性，可以鉴别物质。图1 C.V. Raman　　散射物分子处于原来电子基态，振动能级图如下图所示。当受到入射光照射时，激发光与此分子的作用引起的极化可以看作为虚的吸收，表述为电子跃迁到虚态，虚能级上的电子立即跃迁到下能级而发光，即为散射光。图2 散射物分子振动能级图　　假设散射物分子回到初始的电子态，则有三种情况。因而散射光中既有与入射光频率相同的谱线称为瑞利线，也有与入射光频率不同的谱线称为拉曼线。在拉曼线中，又把频率小于入射光频率的谱线称为斯托克斯线，而把频率大于入射光频率的谱线称为反斯托克斯线。图3 拉曼激发原理图　　拉曼光谱检测采用单色激光器照射待测样本，并用光谱仪检测该样本发出的反射拉曼散射光谱，再由计算机对样品发散光谱进行处理分析以计算该样本的组成、含量或属性。图4 拉曼检测原理图　　2 、应用说明　　拉曼光谱检测技术作为一种新的物质结构鉴定的分子光谱方法，在近几年里得到了非常迅速的发展。拉曼光谱可以表征材料，作为一种快速检测方法，借助检测物的“拉曼指纹图谱”，应用于鉴别，过程处理。与传统的快速现场检测方法相比，拉曼光谱方法具有无需样品前处理，无需破坏样品，检测速度快等优点。但由于拉曼技术本身具有的检测面积小、局部光功率过高等特点，使得拉曼技术在检测混合物、光敏感或热敏感样品时存在很大限制，影响了拉曼技术的实际应用范围。这就需要使用者根据实际检测物质本身的特点，衡量各项参数的平衡，来设计拉曼光谱系统，对于系统而言，选择正确的激光波长，考虑拉曼位移范围和分辨率之间平衡，选择合适的拉曼光谱仪，实现对物质的辨析。　　针对特殊的样品测试选择合适的拉曼系统，基于栅格环绕扫描技术，利用其拉曼信号的高信噪比，高灵敏度、高分辨率，更低的激光能量值。将拉曼光谱检测应用在非均一性、不均匀的样品检测中 更低更平均的激光能量，避免了测试样品的损坏。基于单点聚焦技术，利用其拉曼测试系统和细微系统整合的优越性，显微聚焦和测试焦点更好地实现匹配，针对液体和粉末样品，提供不同的激光通道和瓶装测试。　　安防检测：违禁品检测，毒品鉴别 　　基础研究：碳纳米管、石墨烯物质检测 　　医学诊断：临床医疗、癌症检测与诊断，药物成分分析。　　食品安全：农药残留分析，添加剂检测。　　3 、典型产品和配置　　拉曼光谱检测配置：　　1. 光谱仪：　　手持式拉曼系统：栅格环绕扫描技术 小巧、手持、便携性 两节5号电池可以工作长达11小时 通过扣除背景的算法更有效地提高了测试结果与数据库的匹配。　　手持式拉曼系统：栅格环绕扫描技术 可以测试瓶装等样品 激光测试聚焦可调节 激光、探头、检测器一整套解决方案，并且易使用。　　高灵敏度测量的拉曼显微系统：空间光耦合技术并不需要再配置使用显微镜 单点无偏差聚焦技术 配有样品瓶测试基座，提高不同样品检测的灵活性。　　3. 拉曼探头　　4. 激发光源　　5. 采样附件(探头支架等)　　6. 光谱仪控制软件　　典型配置　　典型产品：高灵敏度光谱仪，激发光源，滤光片，积分球，透反射支架，动态样品台，准直透镜　　4 、应用文章　　4.1 小型光谱仪违禁品检测的应用 图5 小型违禁物光谱检测设备　　4.2 便携式拉曼光谱系统用于毒品鉴别 　　罂粟碱、伪麻黄碱图6 毒品光谱图　　4.3 农药残留及非法添加剂的检测 图7 谷物农药残留光谱图　　4.4 药物成分分析图8 药物成分光谱图　　4.5 制药行业原辅料的检测。图9 透过无色玻璃瓶得到乙醇的拉曼图谱图10 透过棕色玻璃瓶得到苯甲醇和苯酚的拉曼图谱　　4.6 碳纳米管、石墨烯等物质的检测图11 碳纳米管、石墨烯等物质光谱图（来源：海洋光学）

p 　　日前，全国光学和光子学标准技术委员会电子光学系统分技术委员会(SAC/TC103/SC6)秘书处发布关于征求《激光器和激光相关设备 光腔衰荡高反射率测量方法》等3项国家标准(征求意见稿)意见的通知。 /p p 　　根据通知内容，由全国光学和光子学标准技术委员会、电子光学系统分技术委员会(SAC/TC103/SC6)负责归口的《激光器和激光相关设备光腔衰荡高反射率测量方法》、《激光器和激光相关设备-标准光学元件-第1部分：紫外、可见和近红外光谱范围内的元件》、《激光器和激光相关设备-标准光学元件-第2部分：红外光谱范围内的元件》等3项国家标准已完成，现公开征求意见，截止日期11月17日。 /p p 　　 span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 近年来随着薄膜沉积技术的发展，光学薄膜，尤其是广泛应用于大型高功率激光装置、干涉引力波探测、激光陀螺、腔增强和腔衰荡光谱测量中的高反射薄膜的性能获得了极大的提高。激光光学系统中需要用到一些反射率很高(高于99.9%甚至99.99%)的反射元件，必须精确测量其反射率(测量重复性精度达到0.001%甚至更低)。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 　 strong 　 /strong a title=" " href=" http://www.sac.gov.cn/gzfw/zqyj/201710/P020171023319778323438.rar" target=" _blank" strong 1.《激光器和激光相关设备 光腔衰荡高反射率测量方法》(征求意见稿)及编制说明 /strong /a /span /p p 　　本标准规定了激光光学元件反射率的测量方法，适用于激光光学元件高于99%的反射率的精确测量。 /p p 　　基于光腔衰荡技术，本标准的测试方法和流程可实现激光光学元件的高反射率(大于99%，理论上可达100%)测量，且精度高、重复性和再现性好、可靠性高。特别是大于99.9%的反射率的准确测量对发展高性能反射激光元件具有重要意义。 /p p 　　 span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 目前，激光应用领域越来越多，包括医疗、材料处理、信息技术和计量等等。激光器及激光系统一般要用到光学窗口、反射镜、分光镜和透镜等光学元件，为防止激光损伤，这些光学元件要禁得起激光系统高峰值功率/能量密度的技术要求，这对光学元件提出了更高的制造要求。另外，随着我国光学与光电子产业的迅猛发展，光学元件加工制造形成了相当的产业规模，在满足国内要求的同时，产品正在走向国际化。因此对此类光学元件标准化的要求越来越高。 /span /p p 　　 a title=" " href=" http://www.sac.gov.cn/gzfw/zqyj/201710/P020171023319792051186.rar" target=" _blank" strong 2.《激光器和激光相关设备-标准光学元件-第1部分：紫外、可见和近红外光谱范围内的元件》(征求意见稿)及编制说明 /strong /a /p p 　　本部分规定了紫外、可见和近红外波段，波长从170nm至2100nm光谱范围内的激光光学元件的要求。适用于激光器和激光相关设备使用的标准光学元件，包括平面、平面球面和球面基片不包括镀膜后的光学元件，透镜和按规定设计由供应商提供的其它标准光学元件。 /p p 　　本部分的发布可以填补我国用于紫外、可见和近红外光谱范围标准激光光学元件要求的空白 同时，通过规定优先的尺寸和公差，来减少元件的种类，通过标准化的规定，去除贸易壁垒，并通过建立一致的订单标识使备件的供应更加便利。 /p p 　　 a title=" " href=" http://www.sac.gov.cn/gzfw/zqyj/201710/P020171023319805778591.rar" target=" _blank" strong 3.《激光器和激光相关设备-标准光学元件-第2部分：红外光谱范围内的元件》(征求意见稿)及编制说明 /strong /a /p p 　　本部分规定了近红外到中红外波段，波长从2.1mm至15mm光谱范围内的激光光学元件的要求。适用于激光器和激光相关设备使用的标准光学元件，包括平面、平面球面和球面基片不包括镀膜后的光学元件，透镜和按规定设计由供应商提供的其它标准光学元件。 /p p 　　本部分的发布可以填补我国用于红外光谱范围标准激光光学元件要求的空白 同时，通过规定优先的尺寸和公差，来减少元件的种类，通过标准化的规定，去除贸易壁垒，并通过建立一致的订单标识使备件的供应更加便利。 /p p 　　联系地址：北京市海淀区车道沟十号院科技一号楼 兵器标准化所 电光系统分标委秘书处 010-68962373 /p p 　　邮编：100089 /p p 　　联系电话：010-6896 2373 /p p 　　传 真：010-6896 3156 /p p 　　邮件地址： a href=" mailto:bzsbjw@126.com" bzsbjw@126.com /a /p

2011年11月29日 10:00-11:00，海洋光学在光电新闻网上成功举办了&ldquo 微型光纤光谱仪在LED光谱测量中的应用以及常见问题分析&rdquo 在线语音研讨会，近200名观众报名和关注，对此次参加的观众，海洋光学致以最诚挚的感谢。10日前我们将公布参加此次研讨会观众的中奖名单，敬请关注。 本次研讨会主要是介绍微型光纤光谱仪在LED照明领域中的应用及测量方法，可以用于LED等光源及其灯具的在线快速光谱测量测试及其品质控制，可以进行光度测量诸如：光通量、照度、光强、亮度；及颜色特征测量诸如：主波长、色度坐标、色纯度、显色指数、色差、色温。希望可以为工业生产及其标准计量规范提供参考与借鉴。 视频回放请点击：http://webinar.ofweek.com/activityDetail.action?activity.id=4391010&user.id=2 12月海洋光学还将以开展分别以太阳能模拟器、拉曼光谱仪、膜厚测量、球\平面光学器件测试系统为主题的在线研讨会，了解最新信息请关注：http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20111202/3683816/ 如果您想进一步了解光纤光谱仪及其应用，如果你有更好的建议和意见希望和我们分享，请关注我们的论坛： http://bbs.instrument.com.cn/forum_653.htm

热烈庆祝无锡市金义博仪器科技有限公司自主研发的TY-9000型全谱直读光谱仪入围 “2015年科学仪器新产品”。 此次“2015年科学仪器新产品”是由仪器信息网主办的，共有258家国内外仪器厂商申报了593台2015年度上市的仪器新品，其中464获得批准。经仪器信息网编辑初审、2015科学仪器**新品评审组初评，已确定本届“科学仪器**新产品”的入围名单，共有173台仪器入围。 无锡市金义博仪器科技有限公司受邀参加“2015年科学仪器新产品”。我公司的自主研发的ＴＹ-9000型全谱直读光谱以仪器创新、实用等等，已入围“2015年科学仪器**新产品”的名单。（备注：该信息已在一仪器信息网上发布，可查询：网址：http://www.instrument.com.cn/news/20160222/184527.shtml） ＴＹ-9000型全谱直读光谱仪是由我公司自主研发的高新技术产品。该仪器采用国际标准的设计和制造工艺技术，采用全数字化技术，替代庞大的光电倍增管（ＰＭＴ）模拟技术，与国际光谱仪技术同步，采用真空光室设计及全数字化激发光源、领先的ＣＣＤ检测器、高速数据读出系统，使仪器具有极高的性能、极低检出线，长期的稳定性和重复性。关于金义博 金义博公司是拥有自主知识产权以分析仪器研发、制造、市场营销、第三方检测、设备校准为一体的现代化高科技企业。公司荟萃了众多的高科技人才和行业精英致力于材料检测的发展和应用。产品服务于钢铁、冶金、铸造、机械、建筑、大专院校、石油化工、质量监督以及进出口商检等领域。 　　公司奉行“仪器精密、满意用户”的经营理念，在全国设立十大营销服务体系，四十多个服务网点。服务内容遍及全国各地，并出口到欧洲、南美、非洲、西亚、越南、印尼、泰国、韩国、朝鲜等地。公司在发展材料检测仪器产品的同时建立了产品研发中心、材料检测中心、理化培训中心、产品展示中心及贸易结算中心五大中心基地。公司在“发展检测技术、提升检测水平”的同时，力求成为全面的检测仪器制造商和国际检测仪器供应商。 　　“自强不息、厚德载物”是金义博公司的企业精神，金义博人将以此为信念，以对用户高度负责的态度，按照把企业“做大、做强、做精、做优”的发展思路，坚持科技创新、一如继往、精益求精，为振兴民族仪器工业的发展做出积极的努力！公司质量方针：高科技、高质量、高水平服务，创知名品牌。 公司经营理念： 以标准打造仪器 以科技确保精密　　 以服务创造满意 以责任赢得用户

p strong 　　1. 工业在线光谱分析技术 /strong /p p 　　目前在线光谱分析已经以惊人的速度应用于多个领域的企业生产的多个环节，并已使得过程分析仪器领域发生了深刻变革。这种变革与在线光谱分析的独特优点是分不开的，比如: /p p span style=" COLOR: #548dd4" strong 　　在线光谱分析可以对多路多组分连续同时测量，且速度快，准确性高 /strong /span /p p span style=" COLOR: #548dd4" strong 　　在线光谱分析仪器易损坏和消耗品少，维护量小 /strong /span /p p span style=" COLOR: #548dd4" strong 　　在线光谱分析多采用光纤传输技术，适合环境恶劣的场合 /strong /span /p p span style=" COLOR: #548dd4" strong 　　在线光谱分析仪器结构相对简单，并适合多种样品(如液体，涂层，粉末和固体等) /strong /span /p p 　　这些优点对于企业原料和生产的中间环节进行快速质量控制、优化操作、稳定生产和节能降耗非常有价值。 /p p 　　与实验室环境不同，工业环境在要求光谱分析系统具有足够的灵敏度和探测限，同时对于性能稳定性，体积尺寸和抗干扰能力也都有严格要求。光谱仪是在线光谱分析的核心模块，它的性能好坏从根本上决定了系统性能。选择合适的光谱仪对于工业在线应用十分重要。 /p p 　　1992年美国海洋光学公司的Mike Morris博士发明了世界上第一台微型光纤光谱仪，他将光谱仪的大小缩小了几十倍，价格降低了十几倍。光纤光谱仪利用光纤把远离光谱仪器的样品光谱引到光谱仪器，以适应被测样品的复杂形状和位置。由光纤引入光信号还可使仪器内部与外界环境隔绝，可增强对恶劣环境(潮湿气候、强电场干扰、腐蚀性气体)的抵抗能力，保证了光谱仪的长期可靠运行，延长使用寿命。光纤光谱仪结构紧凑，组成包括入射狭缝、准直物镜、光栅、成像反射镜和阵列探测器，还包括数据采集系统和数据处理系统。光信号经入射狭缝投射到准直物镜上，将发散光变成准平行光反射到光栅上，色散后经成像反射镜将光谱呈在阵列接收器的接收面上，光信号被转换成电子信号后，经模拟数字转换，A/D放大后输出，最后由软件系统控制和采集信号，进而完成各种光谱信号测量分析。这些特点对于工业在线光谱应用是极其有利的。可以说，微型光谱仪是光谱测量技术从实验室走向工业应用的里程碑。 /p p 　　工业在线光谱分析系统核心为光谱仪，其配套部件一般还有采样附件，光源，控制软件和专用分析模型，它们对于系统整体性能也有重要影响。一般在线光谱分析系统构成如下图所示。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" QQ截图20161227100735.jpg" style=" HEIGHT: 294px WIDTH: 300px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/37c32cc6-4188-46d5-bfe9-fef2d6bda031.jpg" width=" 300" height=" 294" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 图1 在线光谱分析系统组成 /p p 　 strong 　2. 应用案例-工业在线反射率与颜色测量 /strong /p p 　　下面以一个典型案例说明在线光谱系统设计需要考虑的因素。某特种印刷用户需要快速测量薄膜材料颜色，用于产品质量控制。用户主要需求为： /p p 　　 strong span style=" COLOR: #548dd4" 系统需满足最快180米/分钟的检测速度，且具有足够精确性。 /span /strong /p p strong span style=" COLOR: #548dd4" 　　系统能够进行非接触非破坏性采样测量。 /span /strong /p p strong span style=" COLOR: #548dd4" 　　系统能直接输出最终结果给上位机。 /span /strong /p p strong span style=" COLOR: #548dd4" 　　系统能直接输出颜色值，并能与用户自己的上位机系统集成。 /span /strong /p p strong span style=" COLOR: #548dd4" 　　系统要能反映被测样品的峰值波长、光谱等特性。 /span /strong /p p strong span style=" COLOR: #548dd4" 　　系统具备自检和异常报警功能。 /span /strong /p p strong span style=" COLOR: #548dd4" 　　系统要能适应工厂持续噪声，细颗粒粉尘，电磁干扰以及不稳定供电环境。 /span /strong /p p strong span style=" COLOR: #548dd4" 　　系统要能7*24连续工作，且维护方便。 /span /strong /p p strong span style=" COLOR: #548dd4" 　　系统尺寸要能兼容于空间狭小的产线。 /span /strong /p p 　　这些需求涵盖了性能，尺寸和环境安全性多个方面，在工业在线光谱分析应用中具有典型性。 /p p 　　为满足检测速度要求，系统单次测量周期不得大于4毫秒。为此整个系统将采用流水线并行作业方式，确保测量速度和分辨率能够满足要求。如样品移动速度小于180米/分钟，则将得到更高的检测分辨率，即小于12毫米。所采用的工业定制型光谱仪的最小积分时间可达到1毫秒，可以充分满足速度要求。 /p p 　　为满足用户上位机数据接口要求，在线光谱分析系统应集成数据处理算法功能，且保证运算快速，结果准确。为此，在线光谱分析系统里搭载了高性能处理器，并且为了进一步提高速度，运算处理器直接与光谱仪模块集成。从而能够在CCD探测器进行下一周期积分时并行计算反射率数据。在前后两个计算周期之间，没有等待的延迟时间。在完成计算后，光谱仪将颜色数据提交给服务器，交由服务器判断是否需要触发停机信号。由于本系统的规模仅需要至多两层交换机就能连接，因此网络的延迟时间将小于1毫秒。而经过测算，进行50万次(相当于6000米长的薄膜)100个通道的组合逻辑判断在普通的计算机上每次平均耗时仅0.02毫秒，单次最大耗时为2毫秒。按此测算，完成单次测量和判断所需时间为12毫秒，即瑕疵点在经过探头3.6厘米后系统会给出报警或停机信号。瑕疵点在经过数米的减速区之后，足以被减速，并停留在质量观察板上。报警采用光谱仪与声光报警器协同工作实现。 /p p 　　对于颜色测量，必须有参考光谱和背景光谱，即对反射测量的校准操作。经常校准能有助于使计算的颜色结果更接近于实际结果，消除光源、环境以及其他因素对测量的影响。当进行校准操作时，需将已知颜色的标准板置于探头下方，与探头所呈角度与样品一致。此时打开光源，确保光源强度不会使光谱仪饱和，并保存参考光谱(即各波长上的强度)。然后关闭光源，此时光谱将反映暗噪声和环境光，将该光谱作为背景光谱也保存下来。在完成校准操作后，即可对样品进行颜色的测量和计算了。颜色实际上是样品在特定波长上的光谱强度与标准板在特定波长上的光谱强度的比值。为消除环境光和暗噪声的影响，需要背景光谱也参与计算。 /p p 　　根据上述分析结果，系统使用了对颜色测量进行特殊优化的工业定制型光谱仪。其搭载的高性能处理器和以太网接口能在测量光谱的同时直接将颜色信息提交给服务器，并由服务器根据用户预先设置的判定规则进行报警或触发停机，确保了整个系统的实时性和可靠性。 /p p 　　系统的探头支架可安装在用户指定滚轮位置的样品切线垂直方向上，并在滚轴上安装速度编码器，以获取当前检测样品的所在位置。反射式探头为Y型分岔光纤，其两头将连接到机柜内的光谱仪和光源上。在探头支架上还将安装可自动旋转的机电装置和标准板，供定期获取参考光谱。 /p p 　　系统板载处理器为定制高性能FPGA模块，实现光谱数据到LCH颜色值的计算，并将结果上传至上位机(主控机)。 /p p 　　系统的重要部件均安装在工业级机柜内，包括光谱仪、光源、供电电源、以太网交换机、系统服务器等。光纤和各种线缆则通过上进线或侧进线方式接入机柜。 /p p 　　最终的人机接口将安装在操作员使用的盘台上，该工作站主机将安装在盘台内部，并通过屏蔽双绞线与机柜内的系统服务器连接。系统服务器和操作员工作站上会分别安装系统软件的服务器端和客户端，以呈现整卷或整批薄膜产品的质量情况。 /p p 　　系统组成示意图如下所示。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" QQ截图20161227101131.jpg" style=" HEIGHT: 250px WIDTH: 400px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/27ed627d-b20b-4735-b0d4-39858b1574a5.jpg" width=" 400" height=" 250" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 图2 系统组成示意图 /strong /p p 　　在软件模块上，系统提供的定制软件功能模块均运行于主控机的Windows系统上，主要功能模块如下图所示： /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" QQ截图20161227101230.jpg" style=" HEIGHT: 300px WIDTH: 300px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/0754d649-1732-41c5-87ed-8a50be0c9ef5.jpg" width=" 300" height=" 300" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 图3 软件功能模块 /strong /p p 　　 strong 调度模块： /strong 为主程序核心，主要负责承担各模块之间的管理及任务调度 /p p 　　 strong 通讯模块： /strong 主要负责与工业现场总线的通讯，解析通讯命令，并通过调度模块完成相关任务，如启动测量过程，读取测量数据等 /p p 　　 strong 计算模块： /strong 计算光谱数据，得到LCH颜色值 /p p 　　 strong 底层驱动： /strong 主要控制光谱仪、光源、电子快门、传动模块等硬件设备 /p p 　　 strong 测量模块： /strong 根据测量时序、流程完成一个完整的测量流程 /p p 　　 strong 数据库： /strong 主要用于保留系统参数、测量历史数据等信息 /p p 　　 strong 用户界面 /strong ：完成用户交互功能，主要包括系统参数配置，测量数据显示，历史数据浏览，系统功能测试等。 /p p 　　在故障维修与运行维护方面，光源和光谱仪都采用模块化方式安装布置，且均对通道号进行标识，方便找到故障的光源。并且配套的通过交换机及光谱仪上的状态指示灯可了解是否存在网络线缆故障。软件也能够识别光源故障。 /p p 　　该案例充分体现了在线光谱分析与实验室应用的巨大差异。工业环境下，在线光谱分析系统必须充分考虑应用环境的特殊性，各种影响因素都必须仔细评估。除了光谱仪，测量附件的选择在相当大程度上取决于光谱仪厂家的行业应用经验和水平，这一点在专用的在线分析系统开发方面体现的更为明显。 /p p strong 　　三、更多工业在线应用案例 /strong /p p strong 　　（1）LED芯片测试机 /strong /p p 　　由于制作工艺存在尚未解决的技术困难，所以对于生产过程中同一块外延片不同位置的光电特性是有细微差别的，呈现出不均匀性。在完成电极和引脚的过程中也会存在一定的瑕疵。这些缺陷会导致在LED产品的发光强度和颜色，在生产过程中如果残次芯片继续进行加工，会导致生产过程中不必要的浪费。所以LED芯片测试机是LED生产过程中不可或缺的一个环节。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" LED芯片检测过程.jpg" style=" HEIGHT: 252px WIDTH: 400px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/19f4c15e-6033-4f19-8821-6c1b7452a872.jpg" width=" 400" height=" 252" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" LED芯片检测过程 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" LED芯片测试结果.jpg" style=" HEIGHT: 323px WIDTH: 400px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/46d98eb1-7886-4300-91fe-7c950a8fb913.jpg" width=" 400" height=" 323" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" LED芯片测试结果 /p p 　　微型光纤光谱仪主要将辐射光谱、发光强度、色坐标x，y和峰值波长作为测量指标。 /p p 　　一般检测设备只能对电气特性不合格进行筛选，微型光纤光谱仪被引入到LED芯片检测后，发光检测方面问题得到了很好地解决。由于微型光纤光谱仪测量每颗晶粒的时间是5-6ms，快于一般测试机探针机械移动时间，因此测量速度提到提高。由于微型光纤光谱仪体积小，因此不会占用机台的使用空间，不需要对原有机台的机械结构做出较大调整。同步触发功能保证了在检测过程中，能够保证每个晶粒在点亮后的相同时间进行测量。 /p p strong 　　（2）LED分光机 /strong /p p 　　LED制造流程是复杂、漫长的一个过程，想要生产出性能一致，功能完整的LED产品，LED分光机作为LED制造流程中靠后的工序，需要对封装后的器件根据光、色、电三方面参数进行筛选，然后才能将其包装为产品，最终流入市场。 /p p 　　LED分光机的测量指标是发射光谱、发光强度、色坐标x，y、峰值波长。 /p p 　　LED分光机工作流程一般包括：待分选的LED器件会在震动盘上排列进料，依次进入电测和光测的工位 进入电测工位后，LED会被通电进行电学指标测试 当被移动到光测工位时，LED芯片会被点亮，继而使用积分球和光谱仪测量其辐射光谱 通过计算光度学和色度学参数，并联合电学指标，一起进行数据分析 随后将数据转换为指令，传输到指令模块，将不同LED进行分选。基于微型光纤光谱仪的第一台LED分光机，可以完成分选5000颗/小时，使得LED检测从抽检进入到全检的时代。随着微型光纤光谱仪性能的提升以及与配套LED分光机兼容度提高，现在的LED分光机检测已经可以完成55000颗/小时，甚至更高。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" LED分光机.jpg" style=" HEIGHT: 338px WIDTH: 450px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/3a28ae58-6315-466f-86d5-06cd09c39ad7.jpg" width=" 450" height=" 338" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" LED分光机 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" LED器件进料.jpg" style=" HEIGHT: 188px WIDTH: 250px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/6b21148a-276f-4227-a12a-1b2bc65ae312.jpg" width=" 250" height=" 188" / & nbsp img title=" 排列进入检测位置.jpg" style=" HEIGHT: 188px WIDTH: 250px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/b89bc6db-320c-4f95-b46b-83ab7df07248.jpg" width=" 250" height=" 188" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" LED器件进料、排列进入检测位置 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 检测电学和发光特性.jpg" style=" HEIGHT: 188px WIDTH: 250px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/8b14cb67-e6f3-42b1-a4c2-b122c600272a.jpg" width=" 250" height=" 188" / & nbsp img title=" 进行分选归类.jpg" style=" HEIGHT: 188px WIDTH: 250px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/72c530e3-ff6e-46f1-9483-33f6ae9dec81.jpg" width=" 250" height=" 188" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 检测电学和发光特性、进行分选归类 /p p 　 strong 　（3）污染气体排放监测 /strong /p p 　　微型光纤光谱仪在污染气体排放监测指标是不同气体浓度，包括氮氧化物、二氧化硫、臭氧、丙酮和氨气等。不同气体所表现出的吸收光谱具有特异性，但也有一定相同性，大部分气体的吸收峰都位于紫外区域，所以采用在紫外区域的激发光或在紫外区域有响应的光谱仪对气体进行浓度的测试。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 污染气体排放.jpg" style=" HEIGHT: 261px WIDTH: 400px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/6b0a2621-b070-4789-ab04-9bb0cf9afa88.jpg" width=" 400" height=" 261" / /p p 　　通常使用微型光纤光谱仪对气体进行检测，会将所有检测设备放置于一辆移动检测车中，到达目标检测位时，将设备架设在相应位置。检测设备包括摄像机、激光器触发装置、激发光、光谱仪和反射镜。检测过程是通过光源发出一束激发光，照射到马路另一边的反射镜，通过反射镜反射使光谱仪能够检测到气体光谱。当一辆汽车经过检测系统时，汽车排放的尾气会和光路进行相互的作用，尾气中的物体由于浓度的不同，光谱仪可以测量光穿过气体的强度，就可以检测出汽车排放的尾气是否超标。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 监测系统示意图1.jpg" style=" HEIGHT: 240px WIDTH: 400px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/bddce1df-323a-45ad-a394-2c6bc379d0e3.jpg" width=" 400" height=" 240" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 监测系统示意图2.jpg" style=" HEIGHT: 235px WIDTH: 400px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/1bac5528-d221-4646-b16d-1321a1b27542.jpg" width=" 400" height=" 235" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 监测系统示意图 /p p 　　这种尾气排放监测方法之所以能够得到广泛应用，首先得益于微型光纤光谱仪测量速度快，若被测汽车匀速通过检测系统，检测系统就能快速检测出吸收光谱，并且迅速处输入电脑进行分析和储存。微型光纤光谱仪的体积优势，使其能够与气体检测系统更好的集成到一起，方便检测车辆进行运输与架设。 /p p strong 　　（4）水果分选机 /strong /p p 　　吸收光谱在工业领域应用案例不仅仅局限于气体应用，微型光纤光谱仪也被应用于水果流通的分选环节，将水果的糖分和水分作为测量指标，结合其他物理探头对水果进行分选。相对于水果的大小，对于特殊人群，如糖尿病患者，其糖分对于消费者而言意义更为重要，使用近红外光谱仪可以对糖分和水分的含量进行判定。 /p p 　　基于微型光纤光谱仪的水果分选机一般由两部分组成，一个是发射的光源，一个是用来检测的光谱仪。一般在检测中会采用高功率的卤钨灯，提供近红外段宽光谱的能量，由于光源的高功率也就能提升了检测时穿透水果果皮的能力，在水果另一侧的光谱仪才能够获得更多更强的信号，提高信息的准确性。在水果分选过程中，水果数量巨大，微型光纤光谱仪检测的高效性正好满足了水果分选机的工作特点。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 水果分选机示意图.jpg" style=" HEIGHT: 225px WIDTH: 400px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/bf2f6dfa-79a1-4ca1-9671-cdc594f97c04.jpg" width=" 400" height=" 225" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 水果分选机示意图2.jpg" style=" HEIGHT: 188px WIDTH: 400px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/82a91140-60f2-402f-a77a-68eb2038a124.jpg" width=" 400" height=" 188" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 水果分选机示意图 /p p 　　 strong （5）节能玻璃镀膜工艺在线监控 /strong /p p 　　由于现在玻璃工艺技术的发展，很多高楼选择使用玻璃作为外墙的建筑材料，但与传统建筑材料相比，玻璃的隔热性能有所欠缺。如果想使室内温度维持在一个稳定值，就需要对玻璃进行处理，最常见的手段是将玻璃进行镀膜工艺，使得玻璃能够尽可能的透过可见光，而同时增强隔热性能。所以镀膜过程的质量保证，成为了玻璃隔热性能优良与否的重要因素。 /p p 　　将多个微型光纤光谱仪与玻璃生产线相集成，对镀膜的效果进行实时测量。微型光纤光谱仪所采集到测量指标，如镀膜玻璃的反射率，透过率，膜厚数据，反馈给镀膜机，使其在下一次镀膜过程中对镀膜工艺进行调整。在检测过程中，氘灯和卤钨灯混合光源照射到被测样品上，会反射一部分光，被光源同侧的光谱仪接收，而另一侧放置的光谱仪对透射光谱进行测量。所以整个检测系统能对反射光谱和透射光谱进行测量。由于检测的玻璃尺寸较大，所以为了对玻璃镀膜的均匀性进行全面的测量，探头采取平移方法扫描整块玻璃。由于微型光纤光谱仪的体积小巧，内部结构紧密，无移动部件，可以适应较高加速度和震动的环境，使得微型光纤光谱仪和探头可以进行在检测过程中进行往复运动。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 微型光纤光谱仪检测示意图.jpg" style=" HEIGHT: 303px WIDTH: 300px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/db4108c9-dd18-411e-a72b-22c214e334a1.jpg" width=" 300" height=" 303" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 微型光纤光谱仪检测示意图 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" QQ截图20161227102542.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/4f9ed63a-2184-4b8c-b7a5-bf34940b80f5.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 玻璃镀膜工艺监控系统 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 微型光纤光谱仪与平移台集成.jpg" style=" HEIGHT: 301px WIDTH: 400px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/233a6763-fd1d-4dc3-91e6-23e90370af1f.jpg" width=" 400" height=" 301" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 微型光纤光谱仪与平移台集成 /p p strong 　　（6）印刷机的在线颜色监控 /strong /p p 　　颜色准确性是印刷行业重点关注的技术指标，由于不同纸张材料的吸水性差异于油墨的批次差异会导致印刷品之间存在色差，将微型光纤光谱仪与印刷实时颜色监控系统相集成就显得尤为的重要。 /p p 　　在印刷机上集成一个反射光谱的测量系统，对印刷品的校准色块进行反射测量，并通过相应算法将光谱数据换算为行业内能够接受的颜色指标。由于印刷中的纸张具有快速移动的特性，所以在运用中往往会采用积分球或环形的反射镜对光源进行匀化，从而减小检测样品在印刷过程中的振动与倾斜。光谱仪所得光谱数据反馈到印刷设备对颜色的品控进行调整。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 印刷机颜色监控示意图.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/bf5b28d3-6d21-4722-b1a1-17761d368c5b.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 印刷机颜色监控示意图 /p p 　　光谱仪自带可编程逻辑电路，可将复杂的逻辑关系写入微型光纤光谱仪中，可以使光谱仪直接与印刷设备油料控制器对接，产生在线的闭环系统。 /p p style=" TEXT-ALIGN: right" （内容来源：海洋光学） /p

随着组织工程领域的发展，生物材料界面与细胞的相互作用及物理机制成为研究热点。生物界面的拓扑形貌可以有效调控细胞行为并影响细胞功能。而体内的一些生理过程如胚胎发育、免疫应答和组织更新与重塑等往往涉及多细胞的集体行为。肿瘤的侵袭和转移也与集体细胞的协调运动有关。细胞球作为一种体外三维细胞培养模型，具有强烈的细胞-细胞相互作用，可在细胞生理学、信号通路、基因和蛋白表达以及气体/营养物质梯度等方面更好地模拟体内环境。因此，明确材料表面拓扑结构与细胞球的相互作用对探究体内生理、病理机制具有重要意义。然而，当前同时具有厘米级尺度和微纳米精度的跨尺度微纳拓扑结构尚难以快速制备。 　　近日，中国科学院理化技术研究所仿生智能界面科学中心有机纳米光子学实验室研究员郑美玲团队在跨尺度微纳拓扑结构制备及细胞球浸润性调控方面取得了新进展。该团队提出采用飞秒激光无掩膜投影光刻技术（MOPL）制备大面积兼具高精度的微盘阵列拓扑结构以研究细胞球的浸润性。该研究发现细胞球在多种不同单元直径的微盘阵列拓扑结构上展示出不同的浸润速度。研究通过分析细胞形态、骨架分布和细胞黏附，解析了细胞球浸润速度的变化机制，并发现了细胞球在大尺寸和小尺寸的微盘结构单元上采取不同的浸润模式。该研究揭示了细胞球对跨尺度微纳拓扑结构的响应机制，为探讨组织浸润行为提供了参考。 　　MOPL是一种高效率且能灵活化地制备微纳拓扑结构的技术。考虑到单个细胞的尺寸以及细胞球浸润过程中与大面积拓扑结构的相互作用，该工作利用MOPL技术制备了高度低于1μm，且拓扑单元直径分别为2、5、20和50 μm的大面积（8 mm × 10 mm）微盘阵列结构（图1）。 　　该研究采用超低吸附法制备了大小均一的人肾透明细胞癌细胞的细胞球。进一步，科研人员利用激光扫描共聚焦荧光显微镜对细胞球在微盘阵列拓扑结构上的动态浸润行为进行观察。细胞球在一系列微盘阵列拓扑结构上发生了完全浸润并展现出不同的浸润面积。结合细胞球铺展理论，通过量化不同时间点的细胞球浸润面积，研究发现细胞球的浸润速度在2、5、50和20 μm直径的微盘结构单元上依次减小，且细胞球在直径为20 μm的微盘结构单元上具有较小的细胞-基底黏附能（图2）。 　　进一步地，研究人员利用免疫荧光染色分析了多种不同微盘结构上的细胞形态、肌动蛋白和黏着斑分布，提出了细胞球在直径2μm和5 μm的小尺寸的微盘结构上采取攀爬模式浸润，以及在直径20μm和50 μm的较大尺寸的微盘结构上采取绕行模式浸润（图3）。细胞球的浸润过程表现为一种多细胞的集体协调运动。 　　该研究揭示了细胞球在各向同性微盘阵列拓扑结构表面的浸润机制，深化了对于细胞球与界面拓扑结构相互作用的认知。本工作是飞秒激光面投影纳米光刻技术及应用的拓展。相关研究成果发表在Small上。研究工作得到国家重点研发计划“纳米科技”重点专项、国家自然科学面上基金项目和中科院国际伙伴计划等的支持。

美国必达泰克公司最近推出了一款全新的、采用多项突破性技术的&ldquo 超高速&rdquo 、&ldquo 智能&rdquo 型光谱仪&mdash &mdash Exemplar&trade 。这款仪器将引领小型光谱仪进入前所未有的新阶段，也将之前未曾设想的光谱应用转变为现实。 Exemplar&trade 的&ldquo 智能&rdquo 是由它内置的自动运算处理器实现的，这也是世界上第一台真正实现了全自动数据处理功能的小型光谱仪。Exemplar&trade 的自动运算功能包括：自动求平均值、自动光谱平滑及自动噪声扣除，这些均不需要任何额外的手动操作，自动显示最终结果。这种&ldquo 智能&rdquo 性将使得原本复杂、繁琐、耗时的光谱运算变得从未有过的轻松、简单、高效。 Exemplar&trade 的另一个优异性是&ldquo 超高速&rdquo 。它采用了USB 3.0接口，数据传输更稳定，速度更快，最高可达900谱/秒。同时，它支持多达16个多通道同步传输功能，具有超低的仅14ns的触发延迟时间，通道时间偏差+/-1ns，市面上还没有一台同类型的光谱仪能达到这样的速度。 Exemplar&trade 能够将CCD检测器曝光时间控制在1ms之内，使得客户能够控制光谱仪的信噪比，这在之前从未实现过。它还内置了温度控制系统，温度控制更方便，性能更稳定。 以上性能使得Exemplar&trade 在下列应用中有着非常出色的表现：合并、分类，反应动力学，过程监控，以及多通道同步分析，例如：多点采样、LIBS。Exemplar&trade 是紫外、可见、近红外光谱应用的理想选择，光谱范围从200nm起至1050nm,光谱分辨率可在0.5nm到4.0nm之间选择，必达泰克公司也可为OEM客户提供定制选择。

图1 无人机RGB CMOS 摄像头无人机 (UAV) 使用 RGB CMOS 摄像头为其驾驶员提供视野，并为其人工智能 (AI) 计算机导航系统提供导航。在大多数情况下，这些摄像头必须“足够好”，驾驶员才能在合理的距离内看到并识别现实生活中的物体。在战术应用和越来越多的自主应用中，RGB 摄像头的连续数据流不仅用于导航，还用作任务期间周围活动的时间记录。这些时间序列视频对于识别场景中的活动非常有用，这些活动为关键决策提供背景和历史记录。图2 UAV（无人机）例如，无人机可以长时间（数小时）观察一个特定区域，并随着时间的推移“看到”人类正在重复进行的活动，这些活动可能意味着监视、行为模式或潜在危险的战术情况。摄像机可以在其分辨率范围内提供很好的缺席或存在记录，但现在，在许多情况下，观察到的场景的颜色和真实渲染成为了主要细节。汽车的真实颜色是什么？衬衫的真实颜色是什么？可能会影响是否找到正确目标的关键细节。持续长时间（8 小时以上）飞行意味着摄像机观察所处的光照条件不是恒定的，因为日光光谱会发生变化，天气条件也可能会改变光照条件。目前，这些RGB相机使用基本的方法(IQPC #)进行测试，该方法是为手机使用设计的，在实际使用条件下，无法呈现真实颜色。为此需要一种更好的方法来测试和验证这些摄像机的显色性，以提高任务视频的保真度并促进更好的决策能力。图3 摄像机商业挑战客户目前正在使用由氙灯照射的 Macbeth ColorChecker 进行辐射颜色校准，如下所示。图4 标准色卡这大致模拟了“日光”照明条件 - 或 D65 (6500K)。该方案无法将较低或较高的色温（黎明、黄昏、阴天）或人造照明条件（路灯、前灯、建筑照明）考虑在内。 较好的解决方案是使用光谱可调积分球光源在实际光谱下照亮这些标准色卡，以验证真实环境条件下的相机性能。具体来说，客户想要在所有相关条件下对这些标准图卡的反射颜色进行光谱测量，然后对相机模拟每一种测量到的颜色。阴天、万里无云的天空、一天中的时间（黎明、黄昏）演变以及各种人为光源，只是测量标准图卡颜色时积分球均匀光源模拟的一部分。图5 标准色卡不同颜色光谱反射率对于客户来说，关键的颜色是Macbeth的颜色红色，绿色，蓝色，青色，黄色，品红，紫色，橙色。我们需要一种具有通用性的仪器来“学习”任何颜色，并快速复制这些光谱，并以绝对校准的x,y色度坐标球作为完整测试的连接点。这位顾客一直认为积分球实际上只能用来做一件事。Labsphere （蓝菲光学）的解决方案图6 蓝菲光学Labsphere积分球均匀光源通过直接控制单个表面的光谱和强度，Labsphere（蓝菲光学） 的 CCS 积分球均匀光源（现升级为Spctra-FT 光谱可调积分球均匀光源）具有许多优势。图7 蓝菲光学积分球均匀光源界面图标准积分球光源系统采用16通道， 光谱“拟合”的改进或光谱范围的增加，可以通过具有更多通道的光引擎来实现。 定制系统采用 24 通道光引擎，并通过选择光源优化所需光谱。 客户只需提供在相关照明下测得的反射光谱。CCS 提供了一个mathematical solver，可以将系统光谱通道拟合为与测量的色谱最接近的光谱和幅度匹配。 解决后，可以非常准确地保存和访问新的测试光谱。 光谱可以在不到一秒的时间内切换，从而能够在宽范围颜色和条件下进行快速测试。优点用于战术和制导摄像机的真实颜色、真实光谱、真实条件验证模拟光谱的准确 x、y、渲染值光谱引擎变化可涵盖可见光谱、400-900nm 或以上光谱solver可在几分钟内导入和创建光谱。热稳定和直流电流稳定的 LED 技术，可提供数千小时的绝对校准操作紧凑外形，便于生产或研发易于对系统进行编程以直接或远程控制光谱之间切换速度快，稳定性1 秒

p 　　微型光谱仪为什么会获得巨大的成功?不仅是因为光谱仪的小型化，而且是由于模块化概念和光纤的使用。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 01.jpg" style=" HEIGHT: 269px WIDTH: 450px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/b1002693-d88e-4de6-8426-210614b0e78b.jpg" width=" 450" height=" 269" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" & nbsp 微型光纤光谱仪 /p p 　　所有的光谱应用系统都可以概括为三个组成部分：光谱仪、光源和采样部件。 /p p 　　以前，我们搭建一个光谱应用系统时在在设计光路上要花费很多精力、时间和费用，如何将光照射到样品上，如何收集从样品发出的光，再将光有效地耦合到光谱仪中去？每个不同的应用都需要重新设计。 /p p 　　如果将光源、光谱仪、采样部件都设计成具有标准光纤接口的模块。我们只需要根据应用的需要，譬如工作的波长范围，分辨率，选择适合的光谱仪模块、光源模块和采样部件模块。然后用光纤将光从光源模块引导到采样部件模块，再从采样部件模块的另一端引导到光谱仪(如图所示)，光谱仪再将数字信号传输到电脑。不同的应用只不过是更换不同的光源模块、采样模块、光谱仪模块，无需每次都要重新设计应用系统的光路，只需用光纤将这些模块连接起来即可。由此可见光纤的重要作用。这就是为什么通常将微型光谱仪称为微型光纤光谱仪。光纤的“柔韧可弯曲性”，带来的另一个好处是可以将采样探头带到许多难于抵达的或危险的待测点，实现远程测量。 /p p 　　不仅如此，在作为核心的光谱仪模块上，除了有光的接口以外，还有电的通信接口，除了把光谱数据输出到电脑以外，电脑还可以向光谱仪下达各种操作和控制指令，设置光谱仪的工作条件，使光谱测量智能化。像孩子们可以用乐高积木模块搭建出各种东西一样，光纤将光谱仪模块它和其它光源模块，采样模块连接在一起，开启了智能的光谱应用的“乐高”时代。电子工程师都熟知在“面包板”上，将各种电子器件连接成完成具备某种功能的系统，现在，我们可以用光纤将各种光学模块连接成一个完整的光谱应用系统，这将引领一场技术革命。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 02.jpg" style=" HEIGHT: 319px WIDTH: 450px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/ef3affb7-27f5-495d-9355-a65bdd32b584.jpg" width=" 450" height=" 319" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 模块化的微型光谱仪应用系统 /p p 　　 strong 一、光谱仪模块的选择 /strong /p p 　　光谱仪根据对响应波段、分辨率、灵敏度、信噪比等要求的不同，也会有不同的型号可供选择。 /p p 　　对于主要进行近红外光谱检测的客户来说，可以选择装配有InGaAs探测器的光谱仪，这种类型的探测器，对近红外信号的响应，远高于常规的硅基底探测器。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 03.jpg" style=" HEIGHT: 200px WIDTH: 300px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/9fd16553-bf4d-4d2b-a0f7-a345f4ce61ba.jpg" width=" 300" height=" 200" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" & nbsp 配有InGaAs探测器的近红外光谱仪 /p p 　　需要检测微弱信号的客户，可以选择面阵探测器的光谱仪，这类探测器，配合相应的光路，可以收集更多的光子，从而提高仪器的灵敏度。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 04.jpg" style=" HEIGHT: 300px WIDTH: 300px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/6da67f6e-c115-45d1-b13e-ba07e35f6e75.jpg" width=" 300" height=" 300" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" & nbsp 微弱信号检测光谱仪 /p p 　　高分辨光谱仪，通常有着更大的光学平台和较小的狭缝，能够区分临近的光谱峰位。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 05.jpg" style=" HEIGHT: 238px WIDTH: 300px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/392bb941-3a35-4a9c-8b95-cd446e86a858.jpg" width=" 300" height=" 238" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" & nbsp 高分辨率光谱仪 /p p 　　希望获得更高信噪比的用户，装备有深度制冷型探测器的光谱仪会是一个好的选择。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 06.jpg" style=" HEIGHT: 263px WIDTH: 300px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/e360807d-2a4e-44e5-8537-e1903e84884b.jpg" width=" 300" height=" 263" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong & nbsp /strong 高信噪比、制冷光谱仪 /p p strong 　　二、光源的选择 /strong /p p 　　光谱检测四个字中“光”对于整个检测而言，重要性不言而喻。一个模块化光谱应用系统大体分为三个部分：光谱仪，光源和采样附件，只需选择对应的模块，就可以实现吸光度、荧光、拉曼等检测。 /p p 　　模块化光谱仪的优势在于，减少搭建光谱应用系统的时间和费用，不再需要去考虑对于光路的设计，提高了使用的灵活度(使得测试应用不再局限于实验室，在线工业环境、野外等也都能轻松驾驭)，只需要更多其他模块就能实现其他的检测方案。涉及光谱的多种检测方式，如颜色检测、荧光检测、吸光度检测和辐照检测等，都需要在正确光源模块的照射或激发下，通过对样品发散出的光进行收集，并有效耦合到光谱仪中，才能实现一个完整的检测。也就是说，没有稳定光源，整个应用系统的测量是无法完成。光谱仪厂商如何帮助用户挑选到稳定、合适的光源模块满足其检测需求就显得尤为重要。 /p p 　　不同检测方式，决定了不同光源的挑选。根据不同波长，不同测量意图与输出形式作为参考标准，方便使用者进行选择。 /p p 　　按照光源的波长进行分类主要分为UV、VIS、NIR波段，即可以分为紫外、可见、红外波段的光源。这里主要针对测量应用目的：校准、激发和照明，对光源进行介绍。 /p p 　 strong 　2.1校准光源 /strong /p p 　　使用氘卤钨灯可以实现在紫外-可见-近红外波段为校准光谱仪系统的绝对响应提供最可靠的数据。结合相关的算法软件，可以精准的确定在210-2400nm波长范围内的光谱绝对强度值。而卤钨灯针对可见光与近红外光谱仪，可覆盖光谱范围350-2400nm。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 07.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/f854cf8e-50f6-403f-a86a-1fd0bcf997b7.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" & nbsp 氘卤钨灯 /p p 　　对于波长校准光源，汞氩灯适用于紫外-可见-近红外区域光谱，可以产生253-922nm的一级汞氩谱线和到1700nm的二级氩透射谱线，从而能够迅速可靠地实施光谱波长校准 氪灯、氙灯和氖灯适用于可见-近红外区域光谱，分别能够产生432-1785nm、452-1984nm、540-754nm范围的透射谱线 氩灯是专为近红外光谱仪设计的波长校准光源，通过产生696-1704nm的低压氩透射谱线，对光谱仪进行波长校准。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 08.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/cdad1280-a7ed-4521-93ad-344da9fc4033.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" & nbsp 汞氩灯 /p p strong 　　2.2 激发光源： /strong /p p 　　使用高闪光频率的脉冲氙灯作为激发光源，波长范围185-2000nm，覆盖了紫外-可见-近红外波段，可应用于比如吸光度检测，通过添加单波长滤光片可实现荧光检测。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 09.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/d44641a1-6f58-45d4-a0ce-4e92b9b6cca0.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" & nbsp 脉冲氙灯 /p p 　　使用LED光源，可以高效耦合光纤，在连续或外部触发模式下专有电子可提高稳定的高电流操作，波长范围为240-700nm，覆盖了紫外-可见光波段，是荧光检测的理想选择。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 10.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/251e7fb4-55e7-4ef2-a49c-eb04e23a546c.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" & nbsp LED光源 /p p 　　使用氘卤钨灯是检测不同光谱范围具有多种特征样品的理想选择，可灵活分析不同样品特性，波长范围为210-2400nm，覆盖了紫外-可见-近红外波段，可应用于吸光度检测，透反射检测。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 11.jpg" style=" HEIGHT: 270px WIDTH: 300px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/d45e2ef2-7bc0-413c-9b82-c418e2cbb59c.jpg" width=" 300" height=" 270" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" & nbsp 氘卤钨灯 /p p 　　使用高功率激光光源，激发波长分为532、638、785和1064nm等多种波长，基于其多模二极管激光器产生窄光谱线，优化了激光驱动器和热电冷却性能，其稳定性和性能大大提升，可应用于拉曼检测的激发光源。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 12.jpg" style=" HEIGHT: 265px WIDTH: 300px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/861ef25d-0a69-46d0-af61-044075017c30.jpg" width=" 300" height=" 265" / /p p style=" TEXT-ALIGN: left" strong & nbsp 　　照明光源 /strong /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 　　氘卤钨灯光源，覆盖了紫外-可见-近红外波段，可应用于吸光度检测，荧光检测，透反射检测。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 　　LED光源，覆盖了紫外-可见光波段，可应用于荧光检测。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 　　氙灯，可覆盖紫外-可见光波段，可应用于吸光度检测，荧光检测和透反射检测。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 　　卤钨灯，覆盖了可见-近红外波段，波长范围为360-2400nm，可应用于吸光度检测，荧光检测，透反射检测。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" /span & nbsp /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 13.jpg" style=" HEIGHT: 225px WIDTH: 250px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/f7cc7e1b-867c-4bc8-ad85-bdf9531e0c93.jpg" width=" 250" height=" 225" / /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" /span & nbsp /p p strong 　　三、采样附件 /strong /p p 　　采样附件的作用包括：采集光谱信号或者激发能量，传输信号并与样品互相作用。不同的应用，对应的采样附件也有所不同。 /p p 　 strong 　吸光度测量： /strong /p p 　　a. 高浓度样品：使用短光程的采样池，提供250um，500um等短光程的比色皿及支架 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 14.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/56549904-4f7b-4f7a-af6f-c4a88e4ed813.jpg" / /p p 　　b. 低浓度样品：比如针对低浓度的流动样品，我们可以选择使用长光程的采样池，根据不同的样品浓度还可以选配250cm，500cm等的不同光程； /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 15.jpg" style=" HEIGHT: 203px WIDTH: 250px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/1e44c862-0b5d-4678-8b5e-fad6fc5d6c3f.jpg" width=" 250" height=" 203" / /p p 　　& nbsp c. 同样针对流动样品的吸光度测试，Z形的样品流通池是比较理想的选择，同时根据测试液体的不同特性(比如腐蚀性较强、酸碱性较强等)、不同的使用环境(工业现场、实验室等)，选择不同材质及不同类型的流通池。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 16.jpg" style=" HEIGHT: 226px WIDTH: 152px" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/801419c6-0b07-42e9-90fc-75288d750537.jpg" width=" 478" height=" 226" / img title=" 17.jpg" style=" HEIGHT: 148px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/4e510bab-b504-4649-8327-cb2c315a0f11.jpg" width=" 200" height=" 148" / & nbsp & nbsp img title=" 18.jpg" style=" HEIGHT: 152px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/b437d279-cfc6-4512-aaea-2de148ffc8fc.jpg" width=" 200" height=" 152" / /p p 　　d. 如果环境温度对测试样品影像比较大，或者需要了解样品在不同温度下的性能差异，就需要采用控温装置对测量样品进行恒温或者变温测试，那一个简单的控温装置就能帮您解决问题。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong img title=" 19.jpg" style=" HEIGHT: 214px WIDTH: 250px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/ec6912f2-5fff-44bd-8c28-aeeacdde5c99.jpg" width=" 250" height=" 214" / /strong /p p strong 　　 /strong strong 气体吸光度测量 /strong ：White Cell /p p 　　针对气体的吸光度测量，可以选择气密性较好、易存储气体的样品池，等等。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 20.jpg" style=" HEIGHT: 200px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/914d2966-3fe2-43d3-be5a-403ff05b4bbc.jpg" width=" 200" height=" 200" / /p p 　　 strong 反射测量： /strong /p p 　　a. 被测样品状态?液体?固体? /p p 　　针对于不同的样品状态,需要选择不同的采样装置.例如:光滑的镜面/平面固体,可以采用标准反射探头和探头支架进行反射率采集(如图) /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 21.jpg" style=" HEIGHT: 194px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/f24c6146-e269-4935-bc6f-848ea5bc9075.jpg" width=" 200" height=" 194" / & nbsp img title=" 22.jpg" style=" HEIGHT: 159px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/d5c2b82d-7197-4ee6-b5b2-b889bceba70d.jpg" width=" 200" height=" 159" / /p p 　　粉末状或者颗粒状的样品可以放在托盘中使用旋转方式采集平均反射光谱(如图) /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 23.jpg" style=" HEIGHT: 200px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/bcc4d3c2-e2bf-44fd-b618-40b4037ce7c0.jpg" width=" 200" height=" 200" / /p p 　　在一些行业标准要求下，也会选择用积分球进行样品采集(如图) 对于液体样品，常用的方法是将探头固定在静止液面的上方。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 24.jpg" style=" HEIGHT: 200px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/d917a63c-ccbf-48d7-a5c8-79b9889cd291.jpg" width=" 200" height=" 200" / /p p 　　b. 被测样品是平面还是曲面? /p p 　　对于平面样品，通用的反射采样装置都可以直接使用，根据测样探头放置角度的不同，可测出漫反射或者镜面反射 对于曲面样品，常用的做法是采用显微镜进行固定单点检测。在曲率不大的情况下，曲面反射率检测也可以用曲面探头支架(图)对探头进行固定，从而进行测量。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 25.jpg" style=" HEIGHT: 200px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/e8f44b57-e8ea-4c59-bcd8-d74bbdff0247.jpg" width=" 200" height=" 200" / /p p 　　c. 测量镜面反射还是漫反射? /p p 　　样品的反射率包括镜面反射和漫反射。如果需要测量漫反射，通用的方法是采用积分球进行样品反射光谱收集。 /p p 　　如果测量镜面反射，可以使用一些固定角度的支架，如45° 固定支架(图)进行反射测量。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 26.jpg" style=" HEIGHT: 200px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/c5ceb3fb-954b-446d-a9d7-73ab553645f5.jpg" width=" 200" height=" 200" / /p p & nbsp /p p 　　d. 是否需要变角度反射率测量? /p p 　　大多数样品进行反射率检测时，都采用固定角度进行检测，如90° ，45° 等。有一些特殊样品如光子晶体，在不同角度进行测试时，反射光谱(或反射率)有明显的变化，此时需要采用可调角度支架及光纤进行反射率测试。 /p p 　　e. 如何测出稳定/准确的反射率? /p p 　　测出稳定/准确反射率需要注意三点： /p p 　　1. 稳定：测量支架稳定，包括装载探头的支架本身是稳定的，探头(或其他采样附件)到样品的距离是稳定的。在实验室检测中，可以选择自重较重、有刻度、或者可以机械调节距离的支架来进行检测(图) /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 27.jpg" style=" HEIGHT: 339px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/c7aa85a3-06d7-49f4-b4e7-0f5a6ff9773f.jpg" width=" 200" height=" 339" / /p p & nbsp /p p 　　光源稳定，通常选用卤钨灯光源(图左)， 紫外测量选用氘钨灯光源(图右) /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 28.jpg" style=" HEIGHT: 200px WIDTH: 220px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/e7150da7-5a0b-46b1-8f21-d49a7d795678.jpg" width=" 220" height=" 200" / & nbsp img title=" 29.jpg" style=" HEIGHT: 187px WIDTH: 250px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/a0b74519-c47b-4754-88b6-1595d2b1f594.jpg" width=" 250" height=" 187" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" & nbsp /p p 　　2. 选择合适的参考标准 /p p 　　不同表面的样品需要选择不同的参考标准，这样测出的反射才会更加准确。例如镜面样品，可选的参考标准为铝镜(左图) 抛光面金属样品或者无机材料，可以选择硅片作为标准(中图) 粉末材料或者粗糙面样品，可以选择PTFE或者硫酸钡作为标准(右图) /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 30.jpg" style=" HEIGHT: 220px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/166ef804-8599-4982-818f-7e905fecaf7d.jpg" width=" 200" height=" 220" / img title=" 31.jpg" style=" HEIGHT: 200px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/baeddf6a-c80f-43ba-b462-b4ddadc5fd00.jpg" width=" 200" height=" 200" / img title=" 32.jpg" style=" HEIGHT: 200px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/3a3de4f3-779a-4faa-a69e-6115e15ba8ec.jpg" width=" 200" height=" 200" / /p p 　　更为精确的反射率测量，还可以选择不同范围的经过标定的材料作为反射标准， /p p 　　 strong 荧光测量 /strong ： /p p 　　a. 什么类型的荧光测量?有机荧光?无机荧光? /p p 　　对于有机荧光的激发，常用氙灯加滤光片来选择激发波长(图)，或者用激光器作为激发波长来源 /p p img title=" 33.jpg" style=" HEIGHT: 183px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/ee16b033-7e1e-4f86-9057-80f04349c28a.jpg" width=" 200" height=" 183" / img title=" 34.jpg" style=" HEIGHT: 200px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/6c82f818-49dd-4084-8b8d-d0ecbd0d0782.jpg" width=" 200" height=" 200" / img title=" 35.jpg" style=" HEIGHT: 200px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/6fff5e5c-fef6-4eb7-8a80-afb058b7ce69.jpg" width=" 200" height=" 200" / /p p style=" TEXT-ALIGN: left" 　　无机荧光可以选用LED光源作为激发光源(图)，主要看样品需要的激发波长的能量值高低。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 36.jpg" style=" HEIGHT: 342px WIDTH: 125px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/fe070088-7ee7-4157-8b36-c86fbbdd5393.jpg" width=" 125" height=" 342" / /p p 　　b. 样品是液体还是固体? /p p 　　对于液体样品，可以放置入比色皿内进行检测，常用的方法是激发光与发射光接收呈90° ，以避免激发光干扰(左图) 如果是在线荧光检测，也可以选用荧光测量流通池(右图) /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 37.jpg" style=" HEIGHT: 250px WIDTH: 250px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/72cfa1ee-627c-4c0d-80d9-fa4cc890e599.jpg" width=" 250" height=" 250" / & nbsp img title=" 38.jpg" style=" HEIGHT: 250px WIDTH: 250px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/d91a81eb-ba4e-4d82-813c-cdc69287277b.jpg" width=" 250" height=" 250" / /p p 　　对于固体样品，可以采用探头或者积分球的方式进行采样，和测量反射率类似。为避免激发光干扰，可以在探头或积分球连接光谱仪一端加上高通滤光片，将激发光屏蔽，如果是上转换荧光检测，则需要加低通滤光片。 /p p 　　 strong 辐射度测量： /strong /p p 　　a. 测量什么东西的辐射度?太阳?LED灯?普通光源? /p p 　　户外测量太阳辐照度，通常采用余弦校正器接在光纤前端进行测量(图)，也有部分用户使用积分球进行检测，目的都是匀化被测光源，降低光纤晃动引起的测量干扰。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 39.jpg" style=" HEIGHT: 105px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/c9ce126e-0c37-4d02-b7bb-d722235e91b5.jpg" width=" 200" height=" 105" / /p p 　　b. 检测视场角要求是什么 /p p 　　一般光纤的数值孔径是0.22，视场角大约是25° ，余弦校正器可以接受180° ，积分球通常认为是360° 接收角。 /p p 　　在一些行业内，会有对辐射监测视场角限定的要求。例如在海洋监测领域，对海面反射太阳光/海水辐射的检测会要求限定14° 或其他角度进行监测，此时可以用视场角限定片来固定光纤的接受角度(图) /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 40.jpg" style=" HEIGHT: 200px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/noimg/30a6e100-774a-4103-9046-0d663fc1363c.jpg" width=" 200" height=" 200" / /p p style=" TEXT-ALIGN: right" & nbsp （内容来源：海洋光学） /p

各有关单位：经研究，现对《燃料电池电动摩托车和燃料电池电动轻便摩托车安全要求指南》等36项拟立项国家标准项目公开征求意见，征求意见截止时间为2024年7月3日。请登录请登录标准技术司网站征求意见公示网页http://std.samr.gov.cn/gb/gbSuggestionPlan?bId=10001832，查询项目信息和反馈意见建议。2024年6月3日《高通量基因测序仪性能测定方法》、《稳态/瞬态荧光光谱仪性能测试方法》、《真菌毒素快速检测仪性能测试方法》和《三重串联四极杆电感耦合等离子体质谱仪性能测试方法》为首次修订，并由 TC481（全国仪器分析测试标准化技术委员会）归口 ，主管部门为科学技术部。相关标准如下：序号项目中文名称制修订截止日期起草单位1同轴通信电缆 第1-123部分：电气试验方法 漏泄电缆的衰减常数试验制定2024-07-03中国电子科技集团公司、第二十三研究所通鼎互联信息股份有限公司、江苏永鼎电气有限公司、长飞光纤光缆股份有限公司、宏安集团有限公司、中天射频电缆有限公司、江苏亨鑫科技有限公司、焦作铁路电缆有限公司、珠海汉胜科技股份有限公司、江苏俊知技术有限公司2半导体器件的机械标准化 第6-6部分：表面安装半导体器件外形图绘制的一般规则 密节距焊盘阵列（FLGA）设计指南制定2024-07-03中国电子技术标准化研究院、江苏长电科技股份有限公司、中国航天科技集团有限公司、第九研究院、第771研究所中国电子科技集团公司第十三研究所、西安电子科技大学3半导体器件的机械标准化 第6-5部分：表面安装半导体器件外形图绘制的一般规则 密节距焊球阵列（FBGA）设计指南制定2024-07-03中国电子技术标准化研究院、江苏长电科技股份有限公司、中国航天科技集团有限公司、第九研究院、第771研究所中国电子科技集团公司第十三研究所、西安电子科技大学4集成电路 收发器的EMC评估 第5部分：以太网收发器制定2024-07-03中国电子技术标准化研究院 、北京智芯微电子科技有限公司 、华大半导体有限公司 、天津先进技术研究院 、深圳市海思半导体有限公司 、中国汽车工程研究院股份有限公司 、工信部电子第五研究所、浙江大学等 。5用于功率转化的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)动态导通电阻测试方法指南制定2024-07-03工业和信息化部电子第五研究所 、电子科技大学 、广东工业大学 。6评估产品中再使用部件比例的一般方法制定2024-07-03中国质量认证中心有限公司 、中国物资再生协会 、联想（北京）有限公司 、北京乐讯科技有限公司等 。7重大电力保障用户侧电气配置技术规范制定2024-07-03国家电网有限公司8洁净室及相关受控环境 微振动控制技术要求制定2024-07-03中国电子工程设计院股份有限公司 、中国标准化协会 。9构网型风电并网技术规范制定2024-07-03中国电力科学研究院有限公司 、国家电网有限公司等 。10超低本底α粒子测量装置制定2024-07-03深圳市计量质量检测研究院11高通量基因测序仪性能测定方法制定2024-07-03中国海关科学技术研究中心 、中国食品药品检定研究院 、深圳华大智造科技股份有限公司 、北京林电伟业电子技术有限公司 。12架空输电线路带电作业安全规程制定2024-07-03国网浙江省电力有限公司金华供电公司 、国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司 、中国电力科学研究院有限公司 、国网湖南省电力有限公司超高压分公司 、云南电网有限责任公司输电分公司 、国网陕西省电力公司 、南方电网科学研究院有限公司 。13电力资产全寿命周期评价导则制定2024-07-03国网经济技术研究院有限公司 、南网能源发展研究院 、中国大唐集团有限公司 、中国标准化研究院 、北京京港地铁有限公司 、南京航空航天大学等 。14柔性直流输电用旁路晶闸管制定2024-07-03西安西电电力系统有限公司 、西安高压电器研究院股份有限公司 、国网经济技术研究院有限公司 、南方电网科学研究院有限责任公司 、株洲中车时代电气股份有限公司 、许继电气股份有限公司 、荣信汇科电气技术有限责任公司等 。15磁性材料金相试验方法制定2024-07-03中国科学院宁波材料技术与工程研究所 、桂林电器科学研究院有限公司 、宁波招宝磁业有限公司 、浙江松发复合新材料有限公司等 。16柔性直流输电冷却设备制定2024-07-03国网智能电网研究院有限公司 、西安高压电器研究院股份有限公司 、广州高澜节能技术股份有限公司 、常州博瑞电力自动化设备有限公司 、南瑞集团 、南方电网科学研究院有限责任公司 、许继集团有限公司等 。17永磁体多场耦合耐久性测试方法 高温和反向磁场制定2024-07-03中国计量科学研究院 、福建省长汀金龙稀土有限公司 、桂林电器科学研究院有限公司等 。18分布式新能源短路电流计算制定2024-07-03华北电力大学 、中国电力科学研究院 、国网河北经研院 、华中科技大学 、国网山东省电力科学研究院 、南方电网科学研究院 、山东容弗新信息科技有限公司 、北京中恒博瑞数字电力科技有限公司 、国网山东省电力公司 、南方电网公司 。19微波无源器件用高温超导薄膜特性及测量方法制定2024-07-03天津海芯电子有限公司 、中国科学院物理研究所 、松山湖材料实验室 、电子科技大学 、南开大学 、中国电子科技集团第十六研究所等 。20高深宽比微结构形态参数近红外显微干涉测量方法制定2024-07-03南京理工大学 、上海市计量测试技术研究院 、中国电子科技集团公司第十三研究所 、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 、苏州工业园区纳米产业技术研究院有限公司 、中国科学院微电子研究所 、中国计量科学研究院 、中国科学院空天信息创新研究院 、齐之明光电智能科技（苏州）有限公司 、南京智群光电技术有限公司 。21商品条码 文档编码与条码表示制定2024-07-03中国物品编码中心 、河南省计量认证检验检测协会 、中国质量标准出版传媒有限公司等 。22混合动力汽车用双电层电容器电性能要求及试验方法制定2024-07-03中国汽车技术研究中心有限公司 、上海奥威科技开发有限公司 。23电测量设备（交流） 特殊要求 第5部分：多回路电能表制定2024-07-03哈尔滨电工仪表研究所有限公司 、山东省计量科学研究院 、浙江正泰仪器仪表有限责任公司 、江苏省计量科学研究院 、江苏安科瑞电气有限公司等 。24机械电气设备 缝制机械数字控制系统 第2部分：数据字典制定2024-07-03全国工业机械电气系统标准化技术委员会25电力负荷柔性调控终端 通用要求制定2024-07-03哈尔滨电工仪表研究所有限公司 、南方电网数字电网研究院有限公司等26稳态/瞬态荧光光谱仪性能测试方法制定2024-07-03全国仪器分析测试标准化技术委员会27等离子体参数综合测试方法制定2024-07-03中国科学技术大学 、中国科学院空天信息创新研究院28空间环境 航天器组件空间环境效应地面模拟试验通用要求制定2024-07-03北京卫星环境工程研究所 、中国科学院空间中心 、北京飞行器总体设计部 、哈尔滨工业大学 、中国航天标准化研究所 、兰州物理技术研究所 、上海航天技术研究院 。29真菌毒素快速检测仪性能测试方法制定2024-07-03中粮营养健康研究院有限公司30三重串联四极杆电感耦合等离子体质谱仪性能测试方法制定2024-07-03全国仪器分析测试标准化技术委员会31环境标志和声明 产品种类规则的制定制定2024-07-03中国标准化研究院32油气井管柱全生命周期腐蚀评价方法制定2024-07-03中国石油集团工程材料研究院有限公司 、中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司 、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司 、中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司 、宝山钢铁股份有限公司 、天津钢管集团股份有限公司33环境管理体系 引入生态设计的指南制定2024-07-03中国标准化研究院34环境管理体系 在设计和开发中引入材料循环的指南制定2024-07-03中国标准化研究院35环境标志和声明 足迹信息交流的原则、要求和指南制定2024-07-03中国标准化研究院36燃料电池电动摩托车和燃料电池电动轻便摩托车安全要求指南制定2024-07-03上海机动车检测认证技术研究中心有限公司 、重庆宗申新能源发展有限公司 、上海攀业氢能源科技股份有限公司

在中国的金属行业的市场对于金属成分分折来说斯派克的精确度和分析时间快速还有服务在业界是得到公认的。相对其它品牌来说，不管是进口的还是国产的他们都做不到这点，但他们唯有一点就是便宜。所以很多中小型企业不舍得花好几十万或上百万去买一台德国斯派克光谱仪，他们情愿去买一台别的牌子的光谱仪。但买回去用了一两下就坏了，有些买回去甚至用不了或测的不准确到最后还是选择德国斯派克的光谱仪。这些对于斯派克的直读光谱仪来说很多中小型企业是舍不到花这么多钱来买这样一台仪器，所以中小企业想买就是觉得太贵。 现在，斯派克公司根据中国的市场和用户需求，在2015年最新推出了专门针对中国中小型企业需求的新款紧凑型直读光谱仪：SPECTROCHECK。 SPECTROCHECK是专门为中小型企业设计的，与直读光谱仪MAXx 相对价格便宜很多，外型的灵巧美观，操作简单，功能齐全，这些其它品牌是更加比不了的。首台SPECTROCHECK已在广州市仪德科学仪器有限公司展示，这也是德国斯派克授权给中国华南区与华中区的唯一代理商！如有想观看学习和测试这台直读光谱仪的各大企业可以前来广州市仪德科学仪器有限公司参观学习。下面我们对这款直读光谱仪进行介绍下：斯派克SPECTROCHECK直读光谱仪：高性能，高可靠性和低价格的完美邂逅SPECTROCHECK是专门设计的直读光谱仪，以满足中小铸造厂和机械加工企业对于紧缩预算采购高性能光谱仪的需求。这一款高质量，紧凑型，买得起的光谱仪生来用于分析钢铁，铝合金和铜合金中的元素含量。使用SPECTROCHECK的公司可以确保为其用户提供经过严格成分检测的高质量的金属材料。经验和质量SPECTROCHECK完全是在德国设计制造。设计团队和生产部门由经验丰富，极富才干的专家和工程师组成。设计制造理念秉承德国制造的高质量，高性能和高可靠性。精英团队结合世界最大光谱仪生产线，其结果：放心使用，超极可靠数据的长久保证。简单易用所有的仪器特性，包括新设计的火花台，插件式功能模块，和易性的软件界面都是为使用效能最大化精心设计的。因此SPECTROCHECK操作简单，易于维护。经过简单的培训或视频学习，即使没有专业基础的人员也可以上手使用。从没有一款光谱仪给以如此低的价格提供这么高的性能保证。极低的使用维护成本来自于ICAL智能标准化大大降低再校准费用和时间；用仅为需要的插件式功能模块付费。毫无疑问SPECTROCHECK是最佳性价比的光谱仪。SPECTROCHECK的优越性SPECTROCHECK以崭新专利光学技术实现突破。光学系统结合了多检测器多色仪和波长选定映像反馈技术（SWIFT）。光学室隔离恒温，确保稳定运行。内部氩气流动冲洗技术保证紫外光通光率。这样的设计方案可以实现全部应用相关光谱范围高精度性能。SPECTROCHECK优化铸造金属元素选择设计方案。因此可以减少光谱干扰，使得分析谱线从大量干扰谱线中“脱颖而出”。全新的软件界面展示了清晰，友好的显示风格。基于按钮的，无菜单的日常操作界面，使得SPECTROCHECK简单易用。而且，独特的插件式模块设计使得用户可以根据需要定制功能。用户可以根据样品类别选择所需的插件模块，也可以在屏幕添加新增插件。用户很容易掌握操作要领。全新的，简单透彻的软件风格，用户不需长时间操作培训即可使用。用户可以快速上手，直观操作。这台SPECTROCHECK已在广州市仪德科学仪器有限公司开售，各大中小型企业都对他非常的满意！许多企业带样来测试都表示这台SPECTROCHECK可以中国中小企业的需求，是他们选购的最佳选择！斯派克现在还推对材料快速筛选和土壤矿产检测的手持式X射线荧光光谱仪SPECTRO xSORT。广州仪德（www.yidekeyi.com）联系电话：18028685183 丘生

根据团体标准制修订计划和标准起草有关规定，经制订《土壤环境微塑料监测技术规范/标准——激光显微拉曼光谱/傅里叶变换红外光谱-光学显微镜法》标准项目起草组认真研究、讨论，并开展调研，现已完成征求意见稿编制工作。现在网上公开征求意见，请于2024年5月8日前将修改意见填写在《意见反馈表》中，并将反馈表电子版（PDF签字扫描件和word版）发至联系人邮箱。逾期视为无意见。联系人：王艳华联系电话：13991828224联系邮箱：yhwang930@foxmail.com附件下载：附件.zip附件1 《土壤环境微塑料监测技术规范标准——激光显微拉曼光谱傅里叶变换红外光谱-光学显微镜法》征求意见稿.pdf附件2 《土壤环境微塑料监测技术规范标准——激光显微拉曼光谱傅里叶变换红外光谱-光学显微镜法》编制说明.pdf附件3 《土壤环境微塑料监测技术规范标准——激光显微拉曼光谱傅里叶变换红外光谱-光学显微镜法》意见反馈表.docx中国土壤学会2024年4月8日

台湾超微光学参加了于2012年10月16-18日召开的2012北京国际光电产业博览会暨第十七届北京国际激光、光电子及光显示产品展览会（ILOPE 2012）。在此次展会上，超微光学展出了超微型光谱模组及微型光谱仪系列产品。 超微光学的系列超微型光谱模组有着微小的体积及相当低的设置成本，微型光谱仪同样具有此方面的优势，并具有宽光谱范围、高解析度及可编程微控制器，使用USB接口，无需外接电源，可同时连接多台光谱仪。

积分球是光测量的主要工具之一。积分球可以同时捕获一个光源发出的所有辐射。制造商和最终用户发认为在进行光测量时，测量灯的几个主要特性尤为重要。分别是流明值，颜色和效率（每瓦特能源输出多少流明）。流明是通过对人眼视觉函数加权光谱辐射通量来确定的。在本文中，我们将简要介绍用于确定光通量的两种基本类型的仪器：光度计和分光辐射度计。 光度计是一种根据光度系统直接测量光的测光仪器。光度计需要使用含有滤光片的探测器，该探测器近似于人眼的相对光谱响应。关联的光谱响应通常称为CIE发光效率函数，Vλ函数，或更常见的称为人眼视觉函数曲线。分光辐射计，如我们的IllumiaPlus2系统，允许您直接测量光源的光谱辐射通量，然后将光谱响应应用于光谱数据并计算出高精度的流明值。从积分球分光辐射计中获取光谱信息的性能优势是：1）更好的流明计算，2）色度坐标的计算，3）显色指数的计算。 分光辐射计是准确确定光源光通量的完美选择。使用分光辐射计时，所有光谱数据都唾手可得。光谱数据易于转换以转化为重要的颜色指数，例如色度，相关色温和显色指数。另一方面，使用带有滤光片探测器的光度计测试时，不可能对CIE发光效率函数进行完美的模拟，并且会导致测量误差。要了解有关使用积分球分光辐射计进行光测量的更多信息，请观看这个视频系列，我们演示了使用我们的IllumiaPlus2光测量系统的程序。Labsphere是光测量和积分球设计的行业领军者之一。我们期待了解更多您所面临的应用程序挑战

table width=" 624" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" border=" 1" align=" center" tbody tr style=" height:25px" class=" firstRow" td style=" border: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " width=" 132" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 成果名称 /span /p /td td colspan=" 3" style=" border-color: windowtext windowtext windowtext currentcolor border-style: solid solid solid none border-width: 1px 1px 1px medium border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " valign=" bottom" width=" 491" height=" 25" p style=" text-align:center line-height:150%" strong span style=" line-height:150% font-family:宋体" 微型智能近红外光谱仪 /span /strong /p /td /tr tr style=" height:25px" td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 132" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 单位名称 /span /p /td td colspan=" 3" style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width=" 491" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 四川长虹电器股份有限公司 /span /p /td /tr tr style=" height:25px" td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 132" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 联系人 /span /p /td td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width=" 168" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 闫晓剑 /span /p /td td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width=" 161" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 联系邮箱 /span /p /td td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width=" 162" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" yanxj@changhong.com /span /p /td /tr tr style=" height:25px" td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 132" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 成果成熟度 /span /p /td td colspan=" 3" style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width=" 491" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" □正在研发& nbsp & nbsp □已有样机& nbsp & nbsp □通过小试& nbsp & nbsp √通过中试& nbsp & nbsp □可以量产 /span /p /td /tr tr style=" height:25px" td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 132" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 合作方式 /span /p /td td colspan=" 3" style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width=" 491" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" □技术转让& nbsp & nbsp & nbsp √技术入股& nbsp & nbsp & nbsp √合作开发& nbsp & nbsp & nbsp √其他 /span /p /td /tr tr style=" height:198px" td colspan=" 4" style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 624" height=" 198" p style=" line-height:150%" strong span style=" line-height:150% font-family: 宋体" 成果简介： /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/a409ff01-48b4-444a-8aff-2ac2a2194a8c.jpg" title=" 25.jpg" style=" width: 300px height: 361px " width=" 300" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 361" border=" 0" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/034fc426-af9d-43a3-b413-0ad579939de1.jpg" title=" 26.jpg" style=" width: 300px height: 349px " width=" 300" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 349" border=" 0" / /p p style=" text-indent:28px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 本产品是一种微型智能近红外光谱仪，采用智能手机控制，连接光谱云计算平台来完成样品光谱数据的采集和分析功能，可以实现物体光谱数据和光谱模型的显示、变换、存储以及分析统计，可以实现被扫描物体的定性和定量分析。本产品采用微机电技术和创新集成系统设计，将传统的光栅、反射镜、阵列探测器、积分球、聚光镜、物镜构成的复杂折叠近红外光学系统大幅度简化，提高近红外光学系统的便携性和稳定性。拥有高效率的近红外光谱漫反射采样光学系统、高精度AD采样算法、光谱云平台架构、近红外光谱化学计量学算法的核心知识产权，本产品属国内首创的微型智能近红外光谱产品。 /span /p p style=" line-height:150%" strong span style=" line-height:150% font-family: 宋体" 主要技术指标： /span /strong /p p style=" text-indent:32px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 波长范围:1550nm-1850nm /span /p p style=" text-indent:32px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 光谱分辨率:20nm /span /p p style=" text-indent:32px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 波长重复性:± 2nm /span /p p style=" text-indent:32px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 扫描时间:& lt 3s /span /p p style=" text-indent:32px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 连接方式:蓝牙4.1 /span /p p style=" text-indent:32px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 接口: Micro-USB /span /p p style=" text-indent:32px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 尺寸:110mm× Φ83mm /span /p p style=" text-indent:32px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 重量:300g /span /p p style=" text-indent:32px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 电源:锂电池 /span /p p style=" text-indent:35px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 本产品已针对多种粮食颗粒原料和半成品、纺织品、水果等成功建模，根据不同的分析成分，模型决定系数在0.85-0.97之间。 /span /p /td /tr tr style=" height:75px" td colspan=" 4" style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 624" height=" 75" p style=" line-height:150%" strong span style=" line-height:150% font-family: 宋体" 应用前景： /span /strong /p p style=" text-indent:35px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 本产品以微型智能近红外光谱仪终端、智能手机应用和光谱数据分析平台为整体系统，可以为行业客户搭建一套覆盖整个生产制造流程的产品质量精准控制系统，相比传统的理化分析手段，具备成本低、不需制样、快速检测的特点，在石化、农业、纺织、饲料、食品等各相关行业有迫切的刚需，是提高相关行业生产效率及投入产出的重要助手，具备稳定持续的市场需求。 /span /p p style=" text-indent:35px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 本产品也可以对现实生活中的物体进行成份和含量分析，辅助人眼对物体进行判断甄别，进入大众消费市场，更便捷、快速、更多地了解到关于我们的环境、饮食、身体等各方面的信息，可以提高人们生活品质，保障衣食住行质量。 /span /p /td /tr tr style=" height:72px" td colspan=" 4" style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 624" height=" 72" p style=" line-height:150%" strong span style=" line-height:150% font-family: 宋体" 知识产权及项目获奖情况： /span /strong /p p style=" text-indent:28px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 本产品已申请多项发明专利，拥有核心自主知识产权。 /span /p /td /tr /tbody /table p br/ /p

1、技术简介　　在高强度的激光作用 下，被测材料表面就会有几微克的物质被喷射出来，这个过程通常被称为激光剥离，同时材料表面还会产生寿命短但亮度很高的等离子体，其瞬间温度可达 10,000℃ 。在这个热等离子体中，喷射出来的物质离解成激发态的原子和离子。在激光脉冲结束后，由于等离子体以超音速向外扩展所以迅速地冷却下来。在这段时间内， 处于激发态的原子和离子从高能态跃迁到低能态，并发射出具有特定波长的光辐射。用高灵敏度的光谱仪对这些光辐射进行探测和光谱分析分析，就可以得到被测材料的元素构成信息。　　激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种原子发射光谱。可以对固相、液相和气相基体中几乎所有元素进行定性和定量的分析。不同于传统的检测方法，LIBS在检测过程中无需进行复杂的样品制备。为了达到这个目的，LIBS激光脉冲发射并汇聚于样品表面一点，样品被激光加热到气态继续吸收能量成为等离子态，等离子体背景辐射快速衰减导致等离子特征谱线突出，光谱仪开始积分获得测量结果。对产生的对应元素发射谱进行分析。元素发射谱的波长与元素的种类直接相关，而元素谱线的强度则和元素的含量相关。图1 激发诱导击穿光谱检测原理图 图2 激发等离子体与能级图　　2、应用说明　　激光诱导击穿光谱技术系统在进行元素分析的时候，需要样品量极少，对样品的破坏性小，可以对固相，液相，气象的样品进行测量 具有自清洁能力，几乎不需要样品制备 可以实现快速实时在线分析 具有遥测能力，可实现有毒、强辐射等恶劣环境中的远距离、非接触性测量 具有宽光谱多种元素同时测量，ppm量级探测灵敏度，可对痕量元素进行探测。多通道光谱仪，凭借其高效的外部同步时钟，完美的协同了所有通道实现精确的延迟采集，准确的在原子激发辐射突出时采集到完整的原子谱线信号。同时，多通道光谱仪可以应客户的需求在180-1037nm的范围内自由的配置光谱仪的通道数量和盖范围，系统自带的高效时钟可以完美的同步所有通道，并同时实现精确触发两台外部设备。　　自然环境：土壤污染分析，工业生产环境监测，金属、煤炭等材料分析，宝石鉴定等 　　安防检测：爆炸物分析，生化武器分析 　　基础研究：等离子体发光测量，生物柴油火焰分析 　　航空航天：火星探测应用 　　医学诊断：骨骼，牙齿等相关分析分析癌症细胞，抗糖尿病药物分析等。　　3、典型产品和配置　　LIBS光谱技术系统配置：　　1. 多通道光谱仪：超宽光谱范围，优异的紫外响应方便轻元素测量 短时间，最短1ms积分时间，通道间积分抖动± 10ns以内 高分辨，最高可达0.035nm光谱分辨率，精准延时触发控制 多扩展，两路可控延时触发接口。图4 多通道光谱仪　　2. 样品仓：安全防护具有1064nm激光安全防护窗、电动激光安全锁、仓门自动安全锁、E-stop 双光纤收集光路，支持两路45度收集通道。可单独使用抗紫外光纤作为紫外通道，，同时选择使用普通可见光纤作为可见通道，增强系统的紫外探测能力。气氛保护机制能够自动充气开关控制和流量调整。能够排出测量产生的烟尘污染，延长光路寿命并且提高测试稳定性。图5 样品仓　　3. 激光器　　4. 采样附件(光纤等)　　5. 光谱仪控制软件图6 LIBS典型配置　　典型配置　　典型产品：多通道光谱仪，样品仓，激光器　　4、应用文章　　4.1 土壤与农作物污染检测图7 土壤与农作物检测光谱图　　4.2 古玩真伪鉴定图8 LIBS古玩真伪检测　　4.3 金属和煤炭测量图9 金属煤炭检测光谱　　4.4 等离子体发光测量图10 等离子体发光　　4.5 生物柴油火焰检测图11 生物柴油检测图　　4.6 检测抗糖尿病药物中的有效成分图12 抗糖尿病药物成分检测　　4.7 LIBS在火星探测中的应用图13 LIBS检测火星元素光谱图　　4.8 珠宝真伪的检测图14 真伪珠宝检测光谱图　　4.9 工业废水检测图15 工业废水检测光谱图　　4.10 爆炸物检测图16 爆炸物检测　　4.11 核废料/放射性物质检测（来源：海洋光学）

根据湖北省市场监督管理局《关于印发2022年度地方计量规范制修订计划的通知》(鄂市监办量〔2022〕60号),湖北省生态环境监测中心站等6家单位编制完成了《气相分子吸收光谱仪校准规范》地方计量规范征求意见稿及其编制说明和实验验证报告(附件1-附件3)。现面向社会征求意见,请提出书面(包括电子版)意见,并于2023年8月20日前将地方标准征求意见表(附件4)通过邮箱返回(需要加盖公章,拍照或扫描件)。联系人:湖北省生态环境监测中心站 贺小敏联系方式:027-87614789电子邮箱:39208454@qq.com。附件:1.《气相分子吸收光谱仪校准规范》(征求意见稿)2.《气相分子吸收光谱仪校准规范》(征求意见稿)编制说明3.《气相分子吸收光谱仪校准规范》(征求意见稿)实验验证报告4.地方计量规范征求意见表2023年7月18日附件下载《气相分子吸收光谱仪校准规范（征求意见稿）》附件1，2,3.zip附件4-地方计量规范征求意见表.doc

微型光谱仪具体模块化和高速采集的特点，在系统集成和现场检测的场合得到了广泛的应用，结合光源、光纤、测量附件，可以搭配成各种光学测量系统。　　光谱仪器是应用光学技术、电子技术及计算机技术对物质的成分及结构等进行分析和测量的基本设备，广泛应用于环境监测、工业控制、化学分析、食品品质检测、材料分析、临床检验、航空航天遥感及科学教育等领域。由于传统的光谱仪存在着结构复杂、使用环境受限、不便携带及价格昂贵等不足，不能满足现场检测和实时监控的需求。因此，微型光纤光谱仪成为光谱仪器发展的一个重要的研究方向。　　近年来，由于光纤技术、光栅技术及阵列式探测器技术的发展和成熟，使得光谱检测系统形成了光源、采样单元及摄谱单元相分离的结构形式，整个系统结构更具模块化，使用更加方便灵活，从而使微型光纤光谱仪成为现场检测和实时监控的首选仪器。　　那么，相对于传统的光谱仪，微型光谱仪器都有哪些优势呢？总体来说，微型光谱仪的优势体现在以下几个方面：　　适合现场分析，即待测样品在那里，就在那里进行分析，而不是将待测样品取回实验室进行分析。适合手持，移动应用。　　适合工业在线应用，作为可以分析化学组分的光学传感器，而且由于光谱仪内部结构中没有移动部件，因此可靠性好，所以特别适合对于生产工艺过程的在线控制。众所周知传统的压力，温度传感器在工业上已有广泛应用，设想一下，这种可以分析化学组分的光学传感器具有多大的市场潜力。　　由于采用光纤，可以在200米外进行远程分析，这对于分析易燃，易爆样品，对人体有害的放射性，化学或生物样品的应用非常有吸引力。例如，在石化，反恐，化学战，生物战，核电站的应用。　　由于其快速测量的特点，测量可在几秒钟，甚至几毫秒内完成譬如，对于数以万计的LED产品快速分类。　　由于其非接触，非破坏性测量的特点，使其在考古，珠宝鉴定，司法鉴定，制药业原材料鉴定，食品质量控制等方面有重要应用。

2016年4月14日上午，国家人社部副部长邱小平在中共浙江省委组织部副部长、省人力社保厅厅长吴顺江的陪同下，到聚光科技考察调研我司” 企业关爱职工、职工热爱企业”活动开展情况。聚光科技董事长叶华俊、党委书记兼工会主席陈荧平全程接待。 邱部长一行参观了公司文化长廊，在二楼党委工会会议室听取了陈荧平书记题为“以人为本、真情履职、构建和谐企业”的“双爱”工作专项汇报并做了重要指示。邱部长在讲话中，充分肯定了聚光科技在“双爱“活动上的努力，认为聚光的双爱活动取得了丰硕成果，展现了活动的生命力。双爱活动不仅做好了，而且巩固了。他指出，企业在今后的工作中，要创新理念、以人为本、和谐共建、效益共创、利益共赢，要让更多的员工知道“双爱”和“六有六要”的精髓，把“双爱”作为企业文化的一部分，更加深入的推进下去。小贴士：什么是“双爱”和“六有六要” 构建和谐劳动关系，离不开企业和职工双方的共同努力，浙江省自2012年提出“企业关爱职工、职工热爱企业”的“双爱”活动，将其作为发展新型劳动关系的重要载体，希望通过这一活动，坚持以人为本，坚持企业与职工利益“双维护”原则，推进企业关爱职工，实现“六有”——劳动有合同、工资有增长、五险有保障、生产有安全、管理有民主、精神有关怀；引导广大职工热爱企业，做到“六要”——工作要敬业、技能要提高、经营要关心、纪律要遵守、维权要理性、身心要健康。

光谱仪究其实质是一个“分光”仪器，现在有几种方式来实现分光功能。主流的方式是用光栅作为色散部件，将不同波长的光在空间上分开，用阵列探测器接收并输出光谱。另一种方式是用干涉仪调制入射光，用单元探测器接收被调制了的光，并输出光强随时间变化的曲线，再用傅里叶变换还原光谱，这就是傅里叶光谱仪。　　由于在UV-VIS-NIR波段，硅CCD, CMOS阵列的工艺成熟，性价比好，再加上无移动部件，可靠性好，因此，几乎无一例外地使用光栅色散，阵列探测器检测的方式。只是在波长大于900nm的近红外波段，硅材料实在无法胜任，才采用InGaAs线列探测器，但是，至少在现阶段InGaAs线列探测器还是太贵，于是才有人尝试采用傅里叶光谱技术，转动光栅技术，美国德州仪器公司的DLP(Digital Light Procession)技术，其核心是用MEMS技术制造一个微镜陈列，可以用集成电路芯片组驱动每一个微镜的方向，这样就可以用单元InGaAs探测器，使近红外波段的微型光谱仪成本下降。另一种思路是怎么把光谱仪做得更小，更便宜，干脆不用光栅分光，虽然性能不一定那么好，但是对于有些应用也许就足够了，这基本上就是用滤光片加线列探测器的方法。　　就采用光栅分光技术的微型光谱仪而言，其性能主要决定于三个方面，光学设计，光栅的选择，探测器的选用。　　光学设计又与采用的光栅种类有关，现用的光栅有反射光栅和透射全息光栅两大类，采用不同光栅的光谱仪光学设计方案有所不同。现在的主流是反射光栅，这是由于制造工艺相对成熟，因此价格也相对低一些的原因，采用反射光栅，又要做得体积小，采用折叠光路的设计就很自然了，因此，交叉光路Czerny-Turner 结构(Crossed Czerny-Turner)成为市场最流行的设计 另一类是透射全息光栅，它的主要优点是光栅效率高，导致光学系统的光通量大，对于一些测量比较微弱的光的应用，或者快速动态过程分析，不允许长的积分时间，就倾向于选择透射光栅，当然，价格相对会贵一些。　　以下我们就分析典型的交叉光路的Czerny-Turner 结构光谱仪(如图所示)。图 典型的交叉光路Czerny-Turner光谱仪结构。1为SMA 905接头，2为入射狭缝，3为长通滤光片(可选)，4为准直反射镜，5为反射光栅，6为汇聚反射镜，7为柱形汇聚透镜(可选)，8阵列探测器，9为线性可变滤光片阻挡高阶衍射光进入探测器，10为探测器的石英玻璃窗口，取代普通BK7玻璃窗口，用于工作在小于340nm的紫外波段光谱仪(可选)　　-用光纤将待测光束通过标准的SMA905接头接入光谱仪。　　-待测光束通过狭缝进入光谱仪，狭缝就是成像系统中的“物”，通常为矩形，根据应用的要求，狭缝的宽度可选，较宽的狭缝允许更多的光子进入光学系统，即系统的光通量较大，但这是以损失分辨率为代价。典型的狭缝宽度在5um-200um之间，高度为1mm。　　-从狭缝出射的光是发散的，我们希望入射光束的传播方向是可控的，不要散射到不该去的地方，导致杂散光太大，通过准直光学部件，通常是反射镜，将其变为平行光束。　　-光栅作为色散元件：这是对光谱仪性能有决定性影响的元件，不同波长的光被衍射到空间不同的方向。光栅的参数包括刻线密度，闪耀角度等，都会影响到光谱仪的性能指标，包括分辨率，波长范围，光栅效率曲线等。　　-反射镜作为光束汇聚器件，将光栅分光后不同波长狭缝的“像”汇聚到阵列探测器不同的像元上。每个像元会接收到波长范围很窄的光子(15 nm to 0.02 nm，取决于光谱仪的结构)　　众所周知，狭缝的宽度会影响到光谱仪的分辨率和响应率，　　-探测器阵列：探测器是实现光电转换的重要器件。线阵探测器上的每一个象元的读出数据对应于一个特定的波长范围，在紫外，可见光，短波近红外波段，硅CCD是目前使用最多的探测器，其性价比最好，探测器本身的噪声对光谱仪信噪比的影响。只有在900nm-2500nm的近红外波段才使用InGaAs线列探测器。　　-模-数转换电路ADC (Analog-to-Digital Converter):探测器读出电路给出的是电压模拟信号，通过ADC把模拟信号转换为数字信号，将每个像元输出的电压转换为一个特定的数字，这个读数被称为“counts”　　ADC器件性能的重要指标是它输出的数字是用多少位二进制数字来表示。一个12位的模数转换电路可以将满量程光强度用0-4096(212)个counts来表示。相应的，同样的满量程光强度，如果用16位的模数转换电路其输出则是用0-65535(216)个counts来表示。由此可见ADC器件的位数反映了光谱仪在垂直方向的“分辨率“。(如图xxx所示)ADC的位数越高其输出的读数就可以越”准确“地描述光谱的强度。　　因此，对于一个采用2048个像元的线列探测器和12位模数转换器件的光谱仪，每条光谱曲线会输出2048个波长和对应光强的数据对，每个光强的数据用一个12位数字表示。这些数据是光谱的原始数据。图 ADC的位数和垂直方向“分辨率“的关系示意图　　-光谱仪内还包括以微处理器为中心的一些电路，主要包含两部分功能。一方面，产生光谱仪CCD或CMOS探测器所需的控制时序，使探测器按用户设定的工作模式工作 另一方面，实现与PC机的通信，如从探测器中读出数据并传送到PC端。这些电路的性能，譬如，模拟电路的噪声水平、处理器的主频、缓存的大小和通信接口的速度，都会对光谱仪的整体性能有重要影响。