深层观测

双光子显微镜是对深层散射组织进行活体观测不可或缺的仪器，以其远超单光子显微成像的穿透深度而受到生命科学和医学研究的广泛关注。然而，传统双光子显微成像的点扫描成像模式从根本上限制了其成像通量与三维感知速度，极易受复杂活体成像环境干扰，同时激发点巨大的瞬时光强会对活体生物样本造成持续性的非线性光损伤，导致高速三维成像时长严重受限，极大地制约了病理学、免疫学和脑科学的发展。2023年5月12日，清华大学戴琼海、吴嘉敏、祁海作为共同通讯作者在 Cell 期刊发表了题为：Two-photon synthetic aperture microscopy for minimally invasive fast 3D imaging of native subcellular behaviors in deep tissue 的研究论文。该研究首次提出了基于空间约束的多角度衍射编码，实现非相干光孔径合成；建立了双光子合成孔径显微术（Two-photon synthetic aperture microscopy，2pSAM），“化点为针”，通过多角度针状光束的扫描在实现高速三维感知的同时，将双光子成像光毒性降低了1000倍以上；融合了戴琼海院士团队2021年同样在 Cell 上所提出的数字自适应光学架构，具备高速多区域像差矫正能力，即使在恶劣复杂活体环境下依然保持近衍射极限的空间分辨率，并进一步提升了传统双光子成像的穿透深度。基于此，2pSAM能够在哺乳动物深层散射组织中非侵入式地观测大范围亚细胞级动态变化，将毫秒级三维连续观测时长从数分钟提高到数十小时，为系统性地研究大规模细胞在不同生理与病理状态下的交互作用打开了大门。交叉研究团队利用2pSAM在小鼠活体观测到了一系列新现象，包括急性脑损伤后脑组织内周的多细胞互作，神经元在超长时程连续观测下展现出对视觉刺激的表征稳定性与功能多样性，以及首次完整高速记录下了小鼠免疫反应过程中淋巴结生发中心的形成过程，为病理学、脑科学和免疫学的研究打开了新窗口。传统双光子显微镜使用“点扫描”的方案对三维样本进行扫描，类似于共聚焦荧光显微镜，由于双光子成像的非线性效应使其能够获得数倍于单光子成像的穿透深度。例如，双光子显微镜在小鼠大脑皮层的最大穿透深度可以达到1 mm。然而，这种点扫描方式严重限制了双光子显微镜的三维成像速度与数据通量，并且由于在聚焦点位置极大的瞬时光强带来了非常严重的非线性光损伤隐患。2pSAM采用了轴向景深拓展的“针扫描”方案，通过改变针状光束的不同倾角实现样本三维信息的多角度投影，类似CT一样实现快速三维成像；同时，受到雷达成像中合成孔径方法的启发，通过在像面处引入针孔所带来的空间衍射编码约束，实现了非相干光的孔径合成，将多角度信息融合为大数值孔径对应的高空间分辨率；进一步利用样本的时空连续性先验，有效避免了视角扫描带来的时间分辨率损失。这样一种全新的计算双光子成像架构，在保留双光子本身深层组织穿透能力的同时，将有效成像通量提升了三个数量级以上。图1. 双光子合成孔径显微术（2pSAM）系统图除此之外，样本引起的光学像差给显微成像带来的分辨率与信噪比损失十分严重，随着成像深度的增加这种降质尤为明显。目前双光子成像中的硬件自适应光学技术主要面临着以下一些问题：1、成像系统复杂、成本高昂；2、有效校正视场有限，大视场多区域校正速度缓慢。2pSAM通过激发光编码获得了超精细的四维空间角度光场数据，能够使用数字自适应光学架构（DAO），无需在光学系统中增加额外的波前传感器或者空间调制器，就能实现信号采集与自适应像差校正的解耦，在后处理端完成大范围多区域自适应光学，显著提升在复杂成像环境中的空间分辨率与信噪比。图2. 双光子合成孔径显微术（2pSAM）结合数字自适应光学（DAO）与传统双光子显微镜（TPM）面对复杂成像条件下的结果对比。从左至右依次为：正常条件下拍摄，物镜校正环不匹配情况下拍摄，物镜为水镜且缺乏浸润水的情况下拍摄，物镜与样本之间增加散射胶带后进行拍摄长时间的激光照射会对活体样本产生严重的光毒性。研究团队发现，传统双光子显微成像由于使用飞秒激光激发与高NA会聚，在样本局部会产生巨大的瞬时光强，由此所产生的非线性光毒性在以往被极大地低估了，而一旦在长时程成像过程中，就会不断积累损伤从而影响细胞正常状态。与之对比，2pSAM化点为针，通过轴向景深拓展，在保持同样荧光激发效率的前提下，将瞬时峰值功率降低了1000倍，从而有效解决了非线性光损伤的问题。一方面能显著减少荧光探针的光漂白，对于同一类易淬灭染料，在同样激发光强下，传统双光子仅能拍摄几十个三维体，而2pSAM能够连续拍摄几十万个三维体而没有明显的信号衰减。除此之外，团队还对小鼠脑皮层中的小胶质细胞与脑损伤过程中的中性粒细胞进行了连续成像测试，发现即使使用较弱的光强，传统双光子显微成像在连续拍摄半小时以上时仍会导致大量细胞凋亡，而在2pSAM成像过程中细胞保持了正常的表型，并且相比于对照组结果无明显差异。团队通过一系列在体与离体实验充分证明了2pSAM能够将传统双光子成像的光毒性下降三个数量级以上，为长时程高速活体组织成像打开了新窗口。图3. 小鼠大脑急性开窗损伤后的皮层免疫细胞成像，TPM（左）与2pSAM（右）光漂白对比（GIF图)图4. 离体B细胞（GFP，蓝色通道）连续拍摄实验：使用PI标记细胞凋亡（红色通道），对比TPM（左）与2pSAM（右）的光毒性（GIF图）生发中心（Germinal center，GC）是次级淋巴器官中的动态组织区域，是被抗原激活后的B细胞在趋化作用引导下聚集形成的结构，也是产生高亲和力抗体及形成长期免疫记忆关键场所。但是由于GC形成的随机性和免疫细胞本身对光损伤的敏感性，完整的GC形成过程从未被高速长时间的清晰记录过。借助2pSAM，得以首次完整清晰地观测到了免疫反应下GC形成的全部过程。研究人员将带有荧光标记的抗原特异性B细胞回输到小鼠体内，随后将抗原接种到腹股沟附近以诱导引流淋巴结中生发中心的形成，并于免疫后90到110个小时内（生发中心未形成期），在大视场下持续地对淋巴结中抗原特异性B细胞的动态行为进行追踪，成功揭示了GC形成过程中B细胞的分裂增殖是GC形成的主因，辅助以周围活化B细胞的聚集。由于拍摄时长达十余小时，淋巴结本身会产生剧烈的形变，2pSAM通过多视角信息能够进行实时轴向聚焦位置反馈，实现自动对焦，有效避免了长时程拍摄过程中的样本漂移。 图5. 小鼠腹股沟淋巴结免疫反应后生发中心形成过程的完整观测和记录（GIF图）研究人员进一步借助2pSAM在患有创伤性大脑损伤（Traumatic brain injury，TBI）的小鼠和正在接受视觉条纹刺激的GCaMP转基因小鼠进行脑皮层组织的细胞动态观测。在TBI小鼠受伤区域磨薄颅骨后观测到了外周免疫细胞中性粒细胞在浸润后与内周星形胶质细胞的相互作用，如通过直接接触定向产生迁移体（migrasome）来传递物质和信息。对GCaMP转基因小鼠开颅恢复2周后进行视觉上的条纹刺激，进一步证实了长达数小时内小鼠视觉皮层神经元钙信号对不同方向条纹选择性表达的持续性和稳定性，同时也通过长时程功能数据挖掘出了多种单细胞水平的神经响应类型，体现了神经元的功能多样性。这些现象对于传统双光子显微镜而言都极具挑战，特别是会由于光毒性本身导致会导致细胞异常表现，比如会导致神经元在长时程拍摄过程中响应强度不断下降。

借助荧光显微技术，研究人员可以深入观察活体动物内部器官组织和活细胞，但该技术局限于被观测物的表面厚度不能超过1毫米。现在，德国专家发明了一种新方法，可以观测更厚表层下的活体动物器官组织。 　　利用动物蛋白质对光的选择吸收特性，科学家早已发明了用荧光显微镜观测活体动物内部器官组织和活细胞的技术，但光在动物内部组织的聚焦性能太弱，使显微镜下的图像变得非常模糊，因此这项技术一直局限于研究表层厚度不超过1毫米的活体。德国慕尼黑技术大学和海姆赫茨研究中心的研究人员利用自己开发的“多谱耦合层析摄影”技术(MSOT)，成功地拍摄了清晰度很高、表层厚度超过6毫米的斑马鱼三维脊椎图。在这项新技术开发中，研究人员利用声波聚焦取代了光学聚焦来重构图像，这一技术突破将使未来研究大型活体动物的内部器官组织和活细胞成为可能。 　　通过荧光显微镜技术，科学家还可以对生物分子进行光学标注，研究在纳米尺度内的分子图像。研究人员利用这种方法可以减少荧光着色活体组织的背景干扰信号，未来不仅可以研究其它脊椎动物的细胞功能，还可用于开发直接针对动物器官和组织的新药。

p 　　国土资源部近日发布的一组数据显示，2015年全国202个地市级行政区的5118个地下水监测点中，较差级和极差级的水质监测点占比超过60%。这引发了民众对自来水质量安全的广泛担忧。 /p p 　　对此，专家在接受《经济日报》记者采访时表示，这些监测数据主要是指浅层地下水，而浅层地下水并非地下水饮用水的主要水源。目前，饮用水大多取自深层地下水，也即地表下1000米的地下水，水质整体良好，不易受到污染。 /p p 　　据了解，地下水占我国水资源总量的三分之一，全国657个城市中，400个以地下水为饮用水源。水利部今年1月《地下水动态月报》显示，浅层地下水中可直接饮用的仅占19.8%，其余80.2%都不适合人类饮用。为保证安全，目前地下水饮用水源主要取自深层地下水，而不是浅层地下水。 /p p 　　国土资源部发布的《国土资源公报》显示，2015年全国202个地市级行政区开展了地下水水质监测，监测点数为5118个。国土资源部部长姜大明此前也表示，我国地下水和氮污染和重金属污染较为严重，有机污染开始凸显。地下水污染呈现由浅向深、由点向面的发展趋势。 /p p 　　有关专家表示，为切实保护地下水水质，要进一步完善法律法规，对开发利用地下水采取更加谨慎的态度和更为严格的保护，严控各种污染源，并努力做到地下水“工业限用、农业慎用、主要饮用”，特别是深层承压地下水，原则上只作为应急和战略储备水源。 /p p br/ /p

近日，中国石化在四川盆地深层页岩气勘探取得重要突破，部署在资阳市的资阳2井完钻井深6666米，测试获日产125.7万立方米高产工业气流，日无阻流量306万立方米；部署在乐山市的金页3井完钻井深5850米，测试获日产82.6万立方米高产工业气流，此前，金石103HF井也取得重大突破。上述探井目标储层均为寒武系，多井、多地获得高产页岩气证实了深层、超深层寒武系页岩具备规模增储潜力，有望成为页岩气新的接替层系，对推动我国页岩气勘探开发和保障国家能源安全具有十分重要的意义。此次实现突破的寒武系页岩时代老，埋藏更深，页岩厚度薄、规模改造难度大，至今未能实现商业突破。西南油气分公司不断进行实践探索和理论创新，形成了新的页岩成藏模式，在乐山市部署的金石103HF井于2022年10月首次实现寒武系页岩气勘探重大突破。其后，在乐山、资阳地区部署的金页3井、资阳2井等多井接连获得高产工业气流。

中国科学院生物物理研究所膜蛋白结晶自动化加样工作站及双光子深层光激活成像显微镜采购项目中标及成交结果公告 　　采购人名称：中国科学院生物物理研究所 　　采购代理机构全称：东方国际招标有限责任公司 　　采购项目名称：中国科学院生物物理研究所膜蛋白结晶自动化加样工作站及双光子深层光激活成像显微镜采购项目 　　招标编号：OITC-G11022117 　　定标日期：2011年6月16日 　　招标公告日期：2011年5月5日 　　中标结果： 包号 设备名称 中标供应商名称 中标/成交金额 1 膜蛋白结晶自动化加样工作站 上海腾泉生物科技有限公司 USD 149,000.00元 2 双光子深层光激活成像显微镜 徕卡仪器有限公司 USD 560,000.00元 　　评标委员会成员名单：杨新科 戴琳 张连清 郝艾芳 李雪梅 　　本项目联系人：吴旭 徐薇薇 　　联系电话：68729913 　　感谢各供应商对于本项目的积极参与，并请未获中标的供应商于即日起5个工作日内来我公司办理保证金退回事宜(来前请先电话联系)。 　　东方国际招标有限责任公司 　　2011年6月17日

项目编号：HTRX-ZJ2022-001项目名称：湛江湾实验室深层海水分析子平台设备采购项目预算金额：110.3000000 万元（人民币）最高限价（如有）：110.3000000 万元（人民币）采购需求：合同包1(湛江湾实验室深层海水分析子平台设备采购项目):合同包预算金额：1,103,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1干燥机械鼓风干燥箱1(台)详见采购文件2,000.00-1-2其他货物药品冷藏箱1(台)详见采购文件6,000.00-1-3其他货物高端超纯水机1(台)详见采购文件40,000.00-1-4其他货物数显双列六孔水浴锅台1(台)详见采购文件3,000.00-1-5其他货物超声清洗仪1(台)详见采购文件6,000.00-1-6其他货物高压灭菌器1(台)详见采购文件40,000.00-1-7其他货物恒温生化培养摇床1(台)详见采购文件9,000.00-1-8其他货物低温真空蒸馏设备1(台)详见采购文件153,000.00-1-9其他货物刮板式蒸发器1(台)详见采购文件150,000.00-1-10其他货物双光束扫描型紫外分光光度计1(台)详见采购文件40,000.00-1-11其他货物1/万分析天平1(台)详见采购文件31,500.00-1-12其他货物pH计1(台)详见采购文件4,000.00-1-13其他货物电导仪1(台)详见采购文件25,000.00-1-14其他货物溶解氧测定仪1(台)详见采购文件5,000.00-1-15其他货物生物显微镜1(台)详见采购文件1,500.00-1-16其他货物总有机碳分析仪1(台)详见采购文件450,000.00-1-17其他货物低温恒温槽1(台)详见采购文件5,000.00-1-18其他货物磁力搅拌器2(台)详见采购文件2,000.00-1-19其他货物高压平板膜片测试设备1(台)详见采购文件95,000.00-1-20其他货物高速冷冻离心机1(台)详见采购文件25,000.00-1-21其他货物集热式磁力搅拌器1(台)详见采购文件1,000.00-1-22其他货物立式冷藏冷冻箱1(台)详见采购文件5,000.00-1-23其他货物磁力加热搅拌器1(台)详见采购文件4,000.00-合同履行期限：合同所约定的全部义务履行完毕之日止本项目( 不接受 )联合体投标。

如今研究人员正越来越多的应用3D 细胞培养、微组织和类器官技术来填补2D 细胞培养与体内动物模型之间的差距。这是因为3D 模型能够更好地模拟微环境、细胞间相互作用和体内生物过程，因此相较于生化检测和2D 模型，3D 模型可提供更具生理相关性的条件。此外，其形态学和功能分化程度更高，这也赋予了它们更接近体内细胞的特征，并且从比体内动物模型具有更高的稳定性和可操作性，易于自动化，提高评估效率和准确性。然而，3D 类器官模型面临着诸多挑战，您需要合适的工具才能克服它们。比如在细胞显微成像分析环节，大而厚的细胞样品成像难度极高；同时处理3D 细胞实验产生的海量数据则是最为严峻的挑战——而3D 类器官深层智能高内涵成像分析系统结合近红外荧光探针整合方案，助您看的更深、更准、更快。国内外一线科学家团队典型案例多伦多大学David Andrews 教授团队利用患者活检肿瘤样本，建立PDC 模型，并通过高内涵Opera Phenix 对进行高通量图像采集。除分析常见的细胞活力指标，如细胞核形态、线粒体膜电位和凋亡之外，David Andrews 团队进一步利用机器自学习的优势来深度挖掘药物处理后的表型变化，利用对照药物，研究通过多指标分析定义多种表型，并以此为基础进行临床抗肿瘤药物的药效预测。通过分析药物处理后的PDC 细胞表型，不仅能预测针对特定病人的药物治疗有效性，还能挖掘药物对应的细胞表型，做到了细胞表型-药物相互作用的深度分析。图源：多伦多大学David Andrew 教授中国军事科学院王韫芳课题组，建立微肝球模型 (Liver biomatrices scaffolds, LBSs)，结合高内涵筛选系统Operetta CLS 和多功能酶标仪Ensight，从细胞活力、分化、代谢功能、环境相互作用和药效预测等多个指标上预测药物肝毒性机及其毒理机制研究。图源：中国军事科学院王韫芳教授高分辨率成像设计，助您看清三维每一处细节高内涵成像分析系统专为3D 类器官模型研究而设计，可协助您快速方便地从3D 样品中获取信息量丰富、更具生理相关性的数据：转盘共聚焦成像可快速采集光学切片图像，而且具有优异的信噪比和X-Y-Z 高分辨率。共聚焦转盘上的针孔只允许来自焦平面的光通过，而非焦平面的光信号被阻挡在针孔外，大大提升了获取图像的信噪比。在最小激发光强度下，以极高的帧速进行图像采集，因此转盘共聚焦成像是3D 球状细胞团和活样品成像的理想之选，不仅采集速度快，且光漂白效应极低。水浸式物镜的数值孔径比空气物镜更高，可捕捉到比空气物镜多高4 倍的光信号，因此可在X-Y-Z 方向都提供更高的分辨率。这意味着可以更快地捕捉到更多细节，并能对3D 深层结构进行成像，此外，对脆弱的活细胞样品进行成像时，可将光损伤将至最低。人肝脏微组织图像，类器官以 Hoechst（核，蓝色）和 CellMask™ Deep Red 质膜染料（红，细胞膜）3D 检测方法比传统的2D 检测方法更具挑战性，但这也正是研发过程中至关重要的一部分。其中一个挑战是如何从3D 细胞模型获取高质量图像。因为，诸如细胞核这类对象通常会沿着Z 轴变形，无法被正确分割。如本技术说明所述，当使用相同对象进行测试时，水浸式物镜能够显著改善3D 图像质量并检测到两倍于空气物镜的细胞核。红外荧光试剂，实时监测3D 肿瘤微环境红外 (NIR) 荧光试剂专为体内临床前成像设计。NIR 解决方案对于肿瘤学研究极有应用价值，同一肿瘤模型既可进行体外研究，也可通过异种移植物进行体内研究。靶向和可活化的NIR 试剂，最大激发波长低于700 nm，适用于多种基于高内涵类器官成像为基础的体外肿瘤模型。 为分析肿瘤相关生物标志物组织蛋白酶和基质金属蛋白酶的活性并使低氧区可视化 ，分别使用 100 μM NIR 试剂ProSense® 680 (NEV10003)、MMPSense® 680 (NEV10126)和HypoxiSense® 680 (NEV11070) 对3D 肿瘤组织染色。ProSense 680 试剂（左）显示出对整个微组织的均匀染色。MMPSense 680 试剂（中）在单独的细胞中被强烈活化，并在3D 组织内显示出微弱的荧光信号。HypoxiSense 680 试剂（右）对微组织染色后，核心区域显示出最强荧光，指示肿瘤组织的缺氧状态。NIR探针染色人肿瘤类器官的明场和荧光图像叠加，生成特征性染色图样低氧在恶性肿瘤以及快速发展的肿瘤中是一种普遍的现象，肿瘤内部血液供应不足产生的低氧环境与肿瘤的生理过程息息相关，包括基因调控、血管形成、信号通路的转导等。对于低氧相关通路的研究也是肿瘤治疗的新方向。为了研究低氧条件，在球体形成过程中接种不同数量的细胞，从而产生不同大小的微组织，HypoxiSense 680 荧光探针可指示肿瘤微环境内的低氧状态。扫描下方二维码，即可购买珀金埃尔默荧光探针智能化图像分析，从3D到切片一网打尽Harmony 软件已开发出针对大型3D 高内涵数据集的3D 可视化和分析工具，能够对诸如囊肿、微组织或球状细胞团块等3D 对象进行容量分析。除了此处所示的形态和位置属性， Harmony 还可以计算其他的3D 形态、3D 强度和3D 纹理属性，以对3D 细胞模型进行详细的表型鉴定。此外，为了避免空图像等无用数据，Harmony 的 PreciScan 提供了低倍率的预扫描和高倍率的再扫描自动化工作流程，用于球状细胞团块的目标成像或其他小概率事件。配置Harmony 高内涵软件以及Preci-scan 智能目标扫描模块，该系统可以轻松获取低倍镜扫描结果，自动化智能识别微组织所在位置, 进行居中位置优化后，在高倍镜进行高分辨率X-Y-Z 成像数据采集。智能排除空白区域或不符合采集条件的破损组织区域。这一功极大的节约了采集和分析的效率，让您在单次扫描就可以自由获取不同倍数的多倍率数据信息，是类器官成像分析，稀有细胞事件采集分析的理想解决方案。到目前为止，由于仍无适用于3D 高内涵数据分析的软件，即使是高质量的3D 图像也很难从中提取信息。由于3D 图像分析软件包是为在传统显微镜上采集单个样品而开发，因此通常以单个分析包的形式提供。用这样的软件包处理这种基于微孔板的高内涵数据费时费力，需要大量的用户交互和额外的数据转换步骤。Harmony 软件是一款集3D 图像采集、3D 可视化和3D 分析为一体的单一软件包，省去了采集和分析之间的数据转换。总而言之，配备了水浸式物镜和Harmony 软件的Operetta CLS 高内涵分析系统能够克服3D 分析中最关键的挑战，并为更多生理相关细胞培养模型的3D 成像和3D 表型鉴定提供了理想的一体化软件包。另外高内涵都成像分析系统可兼容组织切片，获得多色全视野组织切片影像数据。凭借其强大的自动化成像光路设计和智能化的Harmony 分析软件，能在快速准确评估多色标记的免疫荧光组织切片，不仅提高了成像效率，同时也可对批量图像数据进行全自动智能化定量分析。图源：多伦多大学David Andrew 教授以上案例进一步证明，无论是针对患者来源的细胞、微器官和组织切片模型，高内涵成像分析系统都凭借其强大的人工智能分析能力，可更快速适应用户自定义的自动化智能化细胞/微器官/组织成像及全方位分析需求，以加速临床前基础研究，促进科研转化和精准用药指导。

美国加州大学圣地亚哥分校工程师开发了一种电子贴片，可监测深层组织中包括血红蛋白在内的生物分子，这为医疗专业人员提供了前所未有的获取关键信息的途径，可帮助发现危及生命的疾病，如恶性肿瘤、器官功能障碍、脑出血或肠道出血等。研究成果发表在15日的《自然通讯》杂志上。研究人员表示，体内血红蛋白的数量和位置，提供了有关特定位置血液灌注或积聚的关键信息。体内低血液灌注或导致严重的器官功能障碍，与心脏病发作和四肢血管疾病等有关；而脑部、腹部或囊肿等部位异常积血，提示可能出现脑出血、内脏出血或恶性肿瘤。持续监测可帮助诊断这些情况，有助于及时采取挽救生命的干预措施。这种新型、灵活、外形小巧的可穿戴贴片可舒适地贴在皮肤上，进行无创长期监测。它可在深层组织中以亚毫米空间分辨率对血红蛋白进行三维映射，精确到皮肤以下几厘米，而其他可穿戴电化学设备一般只能感知皮肤表面的生物分子。它还能实现与其他组织的高对比度。由于其光学选择性，它可通过集成具有不同波长的不同激光二极管，以扩大可检测分子的范围及潜在的临床应用。该贴片在其柔软的有机硅聚合物基质中配备了激光二极管阵列和压电换能器。激光二极管将脉冲激光发射到组织中，组织中的生物分子吸收光能，并将声波辐射到周围介质中，压电换能器接收声波，声波在电气系统中进行处理，以重建波发射生物分子的空间映射。鉴于其低功率激光脉冲，它也比具有电离辐射的X射线技术安全得多。研究团队计划进一步开发该设备，包括将后端控制系统缩小为用于激光二极管驱动和数据采集的便携式设备，从而大大扩展其灵活性和潜在的临床实用性。

论文摘要△图1 论文部分截图。血管靶向光动力治疗(V-PDT)是治疗血管相关疾病的一种有效手段，但是目前对深层血管在V-PDT过程中形貌及功能变化的实时、高分辨可视化监测依然是一个重大挑战。近红外二区 (NIR-II) 荧光成像具有背景干扰低、分辨率高及穿透深度深等优点，近年来被广泛应用于深层组织成像及血管相关变化的动态监测。应用报道近期，中科院理化技术研究所开发了一种明亮、高稳定的聚集诱导发射（AIE）荧光团（PTPE3 NP），用于V-PDT期间超过1300nm窗口的血管功能障碍的动态荧光成像。△图2 PTPE3纳米粒子对多尺度血管系统的近红外二区荧光体内成像。PTPE3 NP具有高亮度和高分辨率，不仅可以获得全身和局部血管系统(后肢、肠系膜和肿瘤)的高清晰度图像，而且可以实现跟踪血液循环过程的高速视频成像；由于NP血液循环时间长以及良好的光/化学稳定性,在V-PDT过程中shou次通过荧光成像成功显示肠系膜和肿瘤血管功能障碍。此外，可以实时监测血流速度的降低以用于精准评估V-PDT的疗效。目前，这篇论文已在《Biomaterials》进行了发布，想要查看完整英文版全文的读者，可以复制下方链接获取。https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0142961223001382△图3 论文部分截图。值得一提的是，论文中拍摄的近红外二区荧光图像所使用的设备为北京睿光科技有限责任公司自主研发的NirVivo-Pro近红外二区小动物活体荧光成像系统。产品推荐NirVivo-Pro 活体荧光成像系统是北京睿光科技自主研发的一款专门用于近红外二区的光学成像系统。该系统可实现高质量荧光图像的采集及图像处理，实时地观察基因在活体动物体内的表达、肿瘤的发生、生长、转移及药物的治疗效果，对同一个动物进行时间、环境、发展和治疗影响跟踪，可用于生命科学、医学研究及药物开发等应用领域。产品特点：采用-80℃科学级红外相机，曝光可达5分钟；支持电动切换显微成像和宽视野成像镜头；多路光纤匀化照明，支持多种波长激光器；自主知识产权软件，支持自动曝光，自动对焦；

p 　　全国两会期间，不少代表委员和民主党派高度关注打赢蓝天保卫战。 /p p 　　综合来看，相关发言和提案议案，聚集结构性调整这一深层次问题，呼吁尽快制定并严格执行打赢蓝天保卫战三年作战计划。 /p p 　　 strong 关注一 /strong /p p strong 　　大气治理进入攻坚期，深层次问题凸显 /strong /p p 　　《大气污染防治行动计划》是党中央、国务院推进生态文明建设、坚决向污染宣战、系统开展污染治理的重大战略部署，是针对环境突出问题开展综合治理的首个行动计划。 /p p 　　行动计划实施5年来，通过加快调整以煤为主的能源结构、加快淘汰落后产能、推进重点行业提标改造、加强“车、油、路”统筹、提升大气环境监管能力等空气质量改善的重大工程和重大措施，解决了多项大气污染防治难题。全国空气质量总体改善，重点区域明显好转。 /p p 　　在珠三角，2017年，PM2.5年均浓度为34微克/立方米，在国家三大重点区域中率先突围。 /p p 　　在京津冀， 2017年PM2.5年均浓度比2013年下降39.6%，58微克的“北京蓝”成为人们争相晒出的朋友圈。 /p p 　　...... /p p 　　不过，在看到成绩的同时，也要清醒地认识到，当前大气污染防治形势依然严峻。 /p p 　　“大气污染治理都要基于各自地理气候条件，很难‘一招行天下’，即便是京津冀地区的先进打法，我们也只能部分借鉴运用。”全国人大代表、四川省环保厅厅长于会文说，“我们也要看到，环境问题还有反复性，稍一松劲就反弹。当前是滚石上山、逆水行舟，退一步就有可能前功尽弃。” /p p 　　“京津冀、长三角、珠三角地区的大气污染防治取得了明显成效，空气质量改善幅度明显。但是有些区域的改善程度和效果并不像三大区域一样好，比如长株潭地区空气质量改善幅度就低于全国水平。而且，已经取得的成绩并不稳定，还需巩固与加强。” 全国政协委员、湖南省环保厅副厅长潘碧灵说。 /p p 　　目前，我国大气污染防治工作已经进入攻坚期，新老环境问题并存，生产与生活、城市与农村、工业与交通环境污染交织，末端治理减排空间越来越小，环境压力居高不下。 /p p 　　农工党中央今年对长三角、珠三角等多地进行了专项调研，发现部分地区、部分时段空气质量超标问题仍然突出，以煤为主的能源结构、以重化工为主的产业结构、以公路货运为主的运输结构尚未转变，污染物排放量大。 /p p 　　过去几年，三大结构调整均有所突破，但没有取得显著进展。打赢蓝天保卫战三年作战计划将把着重解决产业结构问题、能源结构问题、交通结构问题作为主攻方向，确立具体的战役，一个战役接着一个战役打。 /p p 　　“人民群众对美好生活的向往，就是我们工作奋斗的目标与方向。必须以环境质量改善为核心，下更大决心推动大气污染防治，决不可有丝毫放松。”全国政协委员王济光说。 /p p 　　 strong 关注二 /strong /p p strong 　　深层次结构调整难度大、十分复杂 /strong /p p 　　根据调研结果，两会期间，农工党中央提交了关于《多措并举，打赢新一轮蓝天保卫战》重点提案，建议加速推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的能源体系 结合乡村振兴战略，积极稳妥推进煤改气、煤改电等工程 加严标准、扩大范围，严格控制各类大气污染物排放。 /p p 　　这恰与打赢蓝天保卫战三年作战计划的主攻方向不谋而合，为解决产业结构、能源结构、交通结构等问题提供了思路。 /p p 　　然而，不少委员坦言，相比较前期的治理“散乱污”企业、控制工业企业排放等措施来说，进一步调整产业结构、能源结构、交通结构，十分复杂，难度更大，任务十分艰巨。 /p p 　　全国政协委员、广东省环保厅厅长鲁修禄表示，为应对金融危机，早在“十五”时期，广东就开始进行产业结构调整，从被动到主动，再到以污染减排倒逼调整转型，实现了经济发展与环境保护双赢。 /p p 　　“对于广东来说，产业结构进一步调整难度升级，牵一发而动全身。广东人口密集、产业密集，调整起来难度非常大。”鲁修禄说。 /p p 　　同样的问题也考验着西部地区的重庆。目前，整个重庆主城区范围内，没有一家电厂、水泥厂、化工厂、砖瓦窑，进一步减排空间十分有限。而最有可能削减污染物排放总量的汽车行业，则是成渝两地的经济支柱，同样牵一发而动全身。 /p p 　　“我们每下降一微克，压力都很大。” 全国政协委员、重庆市环保局副局长余国东说。 /p p 　　潘碧灵表示，调整产业结构不是一天两天就能实现的，需要一个长期的过程。 /p p 　　交通结构方面，近年来，我国交通运输污染已经成为最主要的大气污染源之一。但是，长期以来针对固定污染源和机动车的减排体制机制，对于交通运输污染综合减排有很大的不适应性。 /p p 　　这主要表现在，从观念看，重交通工具减排，轻交通结构优化。从体制看，部门污染减排职责未落实到位。从工作部署看，缺乏系统性和协调性。目前，我国交通运输污染减排的部署不够系统、减排目标不够高，国家还没有从大气污染防治、改善空气质量的角度系统性提出交通运输减排目标任务。从基础工作看，行业排放数据不清。交通运输行业污染减排的科技支撑薄弱，污染物排放底数不清、情况不明，缺乏水运、民航、铁路等排放数据，对改善城市空气质量的指导性不强。 /p p 　　 strong 关注三 /strong /p p strong 　　制定打赢蓝天保卫战三年作战计划，更严格控制污染 /strong /p p 　　潘碧灵建议，可以从调整能源结构入手，推动深层次问题的解决。从具体措施来讲，可以通过采用外电输入、发展清洁能源、使用山西或内蒙古等地的煤以及推广气化煤服务等实现。“能源结构调整应该站在全国范围内考虑。全国一盘棋，比如将能源富集的山西、西北地区作为国家重要的能源基地，借助清洁电气化、加速脱碳化、能源高效化等措施，推动能源转型。”潘碧灵说。 /p p 　　于会文在建议中也提到，现阶段，我国水电和火电资源的分布和利用很不均衡。“全国范围内若缺乏科学合理的电力跨省统筹调度，将导致大量资产闲置和资源浪费。四川水电资源非常丰富，以清洁水电替代传统能源，实施电能替代，对促进能源清洁化发展意义重大。”于会文说。 /p p 　　于会文表示，应进一步完善基于能耗和污染排放绩效的电力调度，健全电力跨省统筹调度机制，加快长距离输电网络建设，加快清洁电力输送，加强水电大省的丰枯期水电与火电大省的电力互补。 /p p 　　全国政协委员、福建省泉州市政协副主席骆沙鸣对此表示认可。他建议，还应将节能作为国家战略，尽快加强《节约能源法》与《可再生能源法》相衔接。大力推进电网、油气管网和电动汽车充电设施的建设，推动以电代煤、以气代煤，实现能源的清洁化、高效化，真正改变在节约能源工作上重宣传轻落实、重开采轻管理、重处罚轻整改的倾向。 /p p 　　在骆沙鸣看来，加大《中华人民共和国环境保护税法》，也可以倒逼企业在能源使用方面的转型升级。 /p p 　　各地也在利用我国经济由高速增长阶段向高质量发展阶段转变的大好时机，坚决地调整产业结构、能源结构和运输结构，从源头上减少污染。 /p p 　　于会文表示，四川去年10月印发了《四川省2017~2018年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》，列出十大攻坚任务，注重淘汰落后产能，同时着眼长远，谋划布局，优化产业结构和能源结构，从城市空间格局、产业布局、生产生活方式等根本处入手，处理好治标与治本的关系。 /p p 　　鲁修禄介绍，广东将以继续降低污染物排放量为目标，向结构调整要空间，巩固提高空气质量达标的稳定性，夯实环境质量持续改善的基础。目前，在深圳，全市已经实现1.63万辆公交车100%纯电动化。2018年，广州将推行这一政策，逐步实现公交车电动化。 /p p 　　余国东表示，重庆将以控制交通污染为重中之重。同时，持续开展工业污染、扬尘污染、生活污染治理。加强区域联防联控和预警预报，有效应对污染天气。 /p p 　　为打赢蓝天保卫战，农工党中央提案建议，应当组织权威机构对《大气污染防治行动计划》的实施效果进行第三方评估，并在此基础上认真制定和严格实施打赢蓝天保卫战三年作战计划。 /p p 　　此外，农工党还建议，在国家实施打赢蓝天保卫战三年作战计划的过程中，建立更严格的二氧化氮、二氧化硫、细颗粒物等污染物排放约束性指标体系，并将臭氧污染问题纳入其中。 /p p 　　“只有坚持全面、系统、精准治理，才能真正打赢蓝天保卫战。”余国东说。 /p

p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/67f76a1b-1bfc-4a97-b7e5-0de6a85ef5df.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/fbabd4b1-7a49-4d9f-88f6-0af16db14e26.jpg" title=" 2.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " 中科院大气物理所供图。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 从中国科学院大气物理研究所获悉，该所主持的国家重点研发计划项目“陆地边界层大气污染垂直探测技术”日前在河北省望都县启动了大型大边界层污染加强观测试验。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 这次观测试验预计将持续10天左右，主要探测平台是一个32米长、1900立方米的大型系留汽艇，艇上载有二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳、PM2.5、总挥发性有机物，以及气溶胶质谱、粒径谱、黑炭和颗粒物计数等大气污染观测仪器，同时还搭载有风速、风向，温度、湿度、气压、三维湍流脉动风速脉动温度等气象要素观测仪器。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “这是一次在京津冀地区开展的规模较大的多平台、多要素大气边界层综合观测试验，将获得冬季重污染期间点面结合、三维立体的大气污染垂直分布信息。”项目首席科学家、中科院大气物理所研究员胡非说，此次观测试验的特点是测量要素全，观测范围全，观测的时空分辨率高，观测的连续性和空间代表性强。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在这次观测试验中，项目自主研发的新型臭氧激光雷达、二氧化氮激光雷达、高空湍流超声风速仪探测系统以及涡度相关PM2.5湍流通量观测系统等均属首次亮相，自主研发的基于汽艇浮空器平台的“软塔”梯度观测系统，也拟在实验后期开展观测试验。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 胡非认为，这次试验将为不同大气污染探测设备的对比校验、数据质量控制、数据融合和归一化、标准化研究，以及大气污染模式的发展提供帮助，为我国大气污染垂直探测技术和科学研究的发展作出贡献。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在望都加强观测的同时，项目还在津冀地区开展了包括北京325米高塔和天津255米高塔梯度观测、激光雷达走航观测、飞机观测和地面台站观测在内的同步协同观测。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 此外，为与京津冀地区的观测相对照，由项目参加单位在珠三角地区也同时实施了大气边界层污染加强观测试验，主要探测平台有深圳356米高塔和广州600米电视塔，以及大气污染移动观测车等。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 据了解，离地面1~2千米厚的大气边界层是大气污染的主要发生地，为深入认识大气污染机理和开展大气污染防治，迫切需要进行污染物在大气边界层内的垂直分布规律研究。目前国内外有多种大气边界层和大气污染探测设备和分析仪器，但它们之间的可比性、融洽性和校准技术研究还很不够，制约着该领域的发展。“陆地边界层大气污染垂直探测技术”项目旨在解决基于塔基、地基遥感、艇基和飞机等一体化探测平台的边界层三维垂直结构探测技术。 /p

p 　　我国新一代海洋综合科考船“科学”号在完成2017年西太平洋综合考察航次后，7日返回青岛西海岸新区的母港。科考队员在本航次成功建成我国首个深海实时科学观测网，西太平洋深海3000米范围内的温度、盐度和洋流等数据实现1小时1次实时传输。 /p p 　　中国科学院海洋研究所所长王凡介绍，在中国科学院战略性先导科技专项“热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响”支持下，西太平洋科学观测网经过4年建设，深海连续和实时观测能力取得了显著进展。20套深海潜标800余件观测设备多数已经稳定获取连续3至4年的大洋水文和动力数据，并且实现了大洋上层和中深层代表性深度的全覆盖。 /p p 　　“在深海观测数据实时传输方面，我们在2016年突破了潜标系统实时传输难题并实现深海潜标长周期稳定实时传输。在此基础上，本航次实现了从单套到组网，从水下1000米到3000米的深海数据实时化传输的功能拓展。”王凡说，深海实时科学观测网的自主构建完成，将有力推动我国和国际大洋观测能力的持续提升。 /p p 　　截至目前，深海数据已成功实时回传3万余组。科研人员只要打开手机上的“西太观测网”客户端，就能看到西太平洋深海事实传回来的现场数据，点击其中一个站点，深海环境参数动态变化图就会自动绘制出来。 /p p 　　王凡表示，西太平洋科学观测网建设已实现从观测网科学规划、深海潜标设计、大洋海上作业、水下和卫星实时传输、数据智能分析挖掘、电脑手机终端图形接收的全流程一体化作业，建设与维护步入了批量化、标准化和常态化时代。观测网获取的连续和实时数据将为我国科学家研究西太平洋环流的三维结构、暖池变异及其对中国气候变化的影响提供宝贵资料，为我国的气候预报和环境保障业务提供重要的基础支撑。 /p

SoilScope生态水文过程观测模拟设施在红壤地区观测农作物蒸散量中的应用一、观测背景季节性干旱缺水严重制约着我国红壤区农业的可持续发展。在江西省水土保持科学研究院位于九江市德安县的生态科技园内，利用SoilScope自动称重式蒸渗仪，为红壤地区水文循环过程中的土壤下渗、地下径流和蒸散发等精确测定提供数据支持；为南方红壤蒸发和植物蒸腾研究提供试验手段；为四水(大气水、地表水、土壤水和地下水)转化、SPAC(土壤-作物-大气连续体)系统水分循环研究提供支撑。图1 SoilScope生态水文过程观测模拟设施顺利验收二、观测系统布设 SoilScope自动称重式蒸渗仪以第四纪红壤为研究对象，整套系统由罐体、称重系统、地下水连通系统、产流系统、土壤传感器、溶液取样系统和数据采集系统组成图2 SoilScope生态水文过程观测模拟设施外观 三、观测数据采集罐体高2m，面积1㎡，称重范围0-10t，称重系统精度0.1mm。数据每10min自动实时测定和采集，如下图3所示，通过称重数据的变化就可以计算出实时蒸散量图3 称重系统精度和数据实时测定展示 • 采用TDR水分传感器、水势传感器观测20cm、40cm、80cm和180cm深度土壤水分、水势、温度和电导率数据，如下图4所示，数据每60min自动实时测定和采集。图4 自动实时测定和采集不同层次的传感器数据展示• 采用澳作公司自主研发，集数据传输与远程诊断于一体的云服务中心软件Envidata，如下图5所示，独特的多参数曲线同时显示功能，能更好的展示出环境因子的相互作用和影响。图5 云服务中心软件Envidata多参数曲线同时显示功能展示四、观测数据分析以花生为例，在2019年5月8日至8月24日期间，开展了土壤蒸发和植物蒸腾的研究。试验设置2个处理，裸地对照和种植花生处理。图6 SoilScope生态水文过程观测模拟设施观测案例结果显示，降雨过后，土壤含水量增加，而降雨停止，随着时间的延长，土壤含水量逐渐减少。累计降雨量数据和累计罐体重量变化量关系发现，二者具有很好的一致性，降雨增加，累计罐体变化量随之增加。作物蒸散发根据水量平衡公式进行计算，计算方程如下： ET = I + P - R - D + ΔWET是作物蒸散发，mm； I是灌溉水量，mm；P是降雨量，mm R是地表径流量，mm；D是深层渗漏量，mm；ΔW是土壤水分变化量。图7 SoilScope生态水文过程观测模拟设施观测结果结果显示，裸地处理总蒸散量是264mm，而花生则高达392mm，结果符合物理常识。五、观测应用扩展SoilScope蒸渗仪不仅能够为研究作物生长过程进行长期有效的监测，提供完整的和精确度高的数据支撑，而且能够结合气象站、水势仪等设备进行联动试验和拓展运用。目前已经广泛运用于水势调节观测系统、水文观测系统、气象蒸散观测系统和森林生态观测系统等众多领域。图8 SoilScope蒸渗系统工程项目全国分布图更多详情请关注北京澳作生态仪器有限公司网站：www.aozuo.com.cn查询相关仪器资料。更多详细信息请联系 sales@aozuo.com.cn索要相关资料。

3月28日，国家航天局发布了高光谱综合观测卫星首批影像成果，包括全球臭氧柱浓度监测图、全球二氧化氮柱浓度监测图、亮温监测图、海冰监测图、高光谱数据立方体图等数据图像，展现了高光谱综合观测卫星在温室气体探测、内陆水体水质定量遥感监测、地物精细分类、矿产资源调查等方面的重要应用成果。在国家航天局对地观测与数据中心的组织下，首批影像图由生态环境部卫星环境应用中心联合自然资源部国土卫星遥感应用中心、国家卫星气象中心、中国资源卫星应用中心等单位联合制作。综合考虑图像质量、地物类型、成像模式等因素，选择了能够体现高光谱综合观测卫星特有功能和性能的影像成果共14幅。包括可见短波红外高光谱相机影像产品7幅、大气痕量气体差分吸收光谱仪影像产品4幅和宽幅热红外成像仪影像产品3幅。高光谱综合观测卫星是高分辨率对地观测系统重大专项天基系统的重要组成部分，标志着高分专项工程空间段建设任务已全面完成。该卫星2022年12月9日成功发射后，随即转入为期6个月的在轨测试阶段。2023年1月21日，卫星平台系统和载荷完成功能测试，各载荷预处理图像质量良好，在轨状态稳定，正式转入星地一体化测试阶段。截止目前，卫星地面系统共接收数据320Tb，生产1级产品数据12256景，后续将按照计划向用户推送1级产品数据，同步开展应用系统产品测试。为大力推广高分数据的广泛深层次应用，该卫星的数据也将在国家遥感数据与应用服务平台上共享，持续为各层次用户提供包括高光谱综合观测卫星数据在内的国家民用遥感数据和产品应用服务，推动中国遥感数据共建共享共用。高分数据已累积分发4000余万景，在28个行业、31个省域、2800余家单位得到广泛应用。在全国已经设立了31个省级数据与应用中心和3个区域特色中心，并向市县级应用拓展。高分数据在自然资源、生态环境、农业农村、应急减灾、气象等行业取得了一大批应用成果，为国家治理体系和治理能力现代化提供了强大的空间信息支持，成为高质量发展不可或缺的新型基础设施和技术手段。我们将按照国家推动大数据建设的总体部署，持续推进遥感数据的共享交换和应用服务工作，促进数字经济发展和生态文明建设，服务国家治理体系和治理能力现代化，增进民生福祉，创造美好生活，为实现“航天强国”做出我们应有的贡献！

中国气象报记者王晨 通讯员赵培涛 季承荔报道 针对近日全国较大范围重污染天气，中国气象局气象探测中心（以下简称“气象探测中心”）依托正在开展的超大城市综合观测试验，与相关单位利用10余台激光雷达系统开展联合协同观测；同时利用激光雷达综合观测数据进行激光雷达霾层厚度观测产品的综合加工处理，制作的霾厚度观测产品在央视《新闻联播》后的《天气预报》节目中使用。　　据了解，在中国气象局紧急启动三级应急响应后，气象探测中心充分发挥在激光雷达观测上的技术优势，依托正在开展的超大城市综合观测试验，联合中国科学院安徽光学精密机械研究所、北京理工大学、安徽蓝盾光电子股份有限公司等单位，组建北京地区激光雷达观测网，在北京理工大学、北京南郊、健德桥等地开展激光雷达霾观测试验。连日来，北京地区共计10余台激光雷达系统开展了联合协同观测，实时监控观测北京地区霾层厚度的变化，获取了丰富的大气垂直高度及气溶胶颗粒等信息。 激光雷达霾层厚度观测设备。 　　在开展观测数据服务工作的同时，观测服务效益也凸显。利用激光雷达综合观测数据，气象探测中心开展激光雷达霾厚度观测产品的综合加工处理，每日制作并提供北京地区霾层厚度激光雷达观测产品，供全国天气会商及编制决策服务材料使用。其中，12月19日加工制作的激光雷达霾厚度观测产品在《新闻联播》后的《天气预报》节目中得以使用和展示。节目中，一张直观清晰的北京城区霾层厚度监测图出现在屏幕上，横轴显示不同的时间点，纵轴显示霾层在不同公里数上厚度的差别，上方配以消光系数，同时主持人深入浅出的讲解，使观众对“激光雷达霾层厚度观测”建立起感性认识。 新闻联播天气预报节目展示北京城区霾层厚度监测情况。 　　据悉，下一步，气象探测中心将根据服务需求，继续改进探测产品，积极探索新型探测设备的产品开发及应用，更加充分地发挥综合观测效益，同时全力做好综合观测系统的运行监控、技术保障工作，为气象预报预测服务提供有力支撑。　　北京健德桥的激光雷达霾层厚度连续观测结果。北京南郊的激光雷达霾层厚度观测结果。 （责任编辑：栾菲）

3月24日，国际著名学术期刊《Nature Communications》以“Atomic-scale study clarifying the role of space-charge layers in a Li-ion-conducting solid electrolyte”为题发表了中国科学技术大学马骋教授的最新研究成果。马骋教授团队通过球差校正电镜的原子尺度观测，研究了空间电荷层对全固态锂电池中离子传输的影响，并发现这一现象的微观机理和过往几十年的认知截然不同。相比于目前的商业化锂离子电池，全固态锂电池具有更好的安全性和更大的能量密度提升空间。在这种电池中，空间电荷层可以产生于各种固-固界面附近；只有深入理解了该现象对离子传输的影响，才有可能有针对性的进行界面优化。在之前的文献报道中，研究者普遍认为空间电荷层对离子迁移的影响只由锂离子的浓度决定：锂离子浓度高则有利于离子迁移，而锂离子浓度低则不利于离子迁移。这一认知存在两个问题。首先，该理论所提及的锂离子浓度波动并未受到实验观测验证。其次，锂离子的浓度改变常常会引起晶格扭曲、相变、锂离子/空位比例变化等一系列同样能显著影响固体中离子传输的因素，因此整体离子传输效率不一定像文献中普遍认为的那样简单随锂离子浓度的升高而升高，而是可能存在很复杂的相互关系。为了透彻的理解空间电荷层对离子传输的实际影响，研究者需要对材料进行原子尺度的直接观测。马骋教授团队发挥了球差校正透射电镜具有原子级分辨率的优势，以Li0.33La0.56TiO3这一经典固态电解质的晶界作为研究对象，揭示了空间电荷层对其离子传输的影响。在文献报道中，研究者普遍认为该材料之所以会具有过大的晶界电阻，是因为空间电荷层在晶界附近形成了锂离子浓度极低的区域，从而限制了离子迁移效率。不同于这一认知，马骋教授团队通过球差校正电镜观测发现晶界附近的锂离子浓度反而高于材料中的平均水平，并且精准确定了这些多余锂离子在晶格中的位置。在此基础上，研究者结合理论计算和电化学测试，发现这种晶体结构能实现相当高效的离子传输，和文献中被普遍接受的假想截然相反。这一发现修正了研究者关于空间电荷层的认知，也为全固态电池的界面优化提供了指导法则。审稿人认为本工作“具有重大新意”（the novelty is substantial），并且认为“（本工作所揭示的）晶界附近细致的原子结构信息对于理解固态电解质的物理性质和性能是必不可少的”（The information on the detailed atomic structures near the grain boundary is essential for understanding the physical properties of the solid electrolyte and the performance）。本论文的第一作者为中国科学技术大学博士生古震琦，共同第一作者为中国科学技术大学博士后马家乐和博士生朱峰，通讯作者为中国科学技术大学马骋教授和李震宇教授。该工作得到了中国科学院先导科技专项培育项目、科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学技术大学重要方向项目培育基金等项目的资助。图1 空间电荷层的锂离子浓度分布、晶体结构和离子迁移效率

p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/c4daea1a-4bfe-48df-b7dd-8713187b4c4f.jpg" title=" 2.jpg" / & nbsp & nbsp & nbsp /p p & nbsp & nbsp 近日，科技日报实习记者随全国人大常委会防震减灾法执法检查小组赴江西考察，参观了2016年建成的地震行业首个氡平台。该平台由氡观测仪校准实验室和氡观测仪检测（比测）实验室两部分组成，分别设在江西省地震应急指挥中心和九江地震台。校准实验室以东华理工大学自主研制的氡室为检定装置，配备国际认可的PQ2000PRO作为传递溯源仪器，向上溯源至中国计量院的国家一级氡计量基准，向下传递到各观测点。检测实验室有氡平台团队自主设计的水气综合处理系统、豁免级测氡仪校准器、高低温湿热箱和步入式恒温恒湿箱等一整套检测系统。 /p p & nbsp & nbsp 记者了解到，校准实验室和比测基地在2017年专家验收过程中得到肯定。但这个系统的设计方案最初遭遇的几乎都是质疑：“建立一个这样的检测平台，在地震局系统尤其是地下流体学科还是首次，技术难度及工程难度非常大。” /p p br/ /p p 数百台测氡仪监测数据参差不齐 /p p & nbsp & nbsp 氡气是一种惰性气体。研究发现，地震前岩石中氡值会有明显变化，就此可对地壳活动作出研判。“假设地震前地下裂隙发生错动挤压，地下水随之冒上来，我们取出地下水，再使水中的氡气脱离并对氡值进行测量，最终可预测地震。”九江地震台负责人肖健接受记者采访时介绍了氡观测仪的原理。 /p p & nbsp & nbsp 氡观测是国际上普遍认可的地震监测手段之一，也是我国地震观测台网中最重要的测项之一。目前，我国地震前兆氡观测网有300多个氡测点，测氡仪数百台。地震行业氡观测仪主要采用固体氡源进行校准，其观测数据在监测区域地球物理场变化中发挥着重要作用。但固体氡源属国家严格监管的放射类源，存在运输不便、操作严格等问题，造成氡观测仪无法实现全国统一校准，严重影响观测资料质量。“地震行业监测仪器一直面临设备老化、稳定性和可靠性较差的问题，观测的数据都不准确，谈何地震预测呢？”肖健称，“由于监测仪器标准不统一，A地区测出的氡气含量100Bq/L可能跟B地区测出的50Bq/L是一回事。测出的数据应该形成一张氡观测网，能在标准一致的前提下相互比对，不然观测就没有意义。” /p p & nbsp & nbsp 仪器稳定可靠是获取准确数据的第一步，进而为地壳活动的研判提供依据。我国环保部门、国土资源部门、核工业等建有满足本行业需求的氡观测技术检测平台及相关标准氡室，主要服务于大气、环境、地表水或铀矿探测等非连续氡观测设备的检测与校准。而地震行业氡仪器主要是对深层地下水（或温泉）、断裂带气体等氡浓度连续观测，具有浓度高、量值变化范围宽、样品湿度大等特点，行业外氡室难以满足地震氡观测台网高精度氡仪器的校准需要。因此地震行业需要开展各类测氡仪器的中试、入网性能检测、脱气装置效能检验等工作，统一观测仪器的标准。 /p p br/ /p p 职能好比汽车质检中心 /p p & nbsp & nbsp 肖健告诉记者，检测平台负责给仪器质量把关。“我们的职能好比汽车质量检测中心，目的在于检测氡观测仪有没有毛病。”如果被测试的仪器与标准仪器数据统一，就能发往全国。同时，检测平台也对与标准仪器存在相对差的观测仪进行校准。经过校准和比测，仪器所测出的数据就变得稳定、可靠。此外，仪器有生老病死，老化仪器维修后也要进行检测和校准。 /p p & nbsp & nbsp 据悉，九江地震监测氡观测仪器检测平台的地下自流水系统能满足监测、检测、生活三种用水需求，且互不干扰。其中，监测用水直接通过井管底部接出，供地下流体监测设备使用，数据实时传到中国地震台网中心；检测用水从井管上部导水口流入恒流装置，在稳流区经过三次缓流后液面基本稳定，最后进入供水区，通过三路水管接到检测单元，用于检测和实验。恒流装置稳流后多余的水流入储水箱，供台站生活使用。 /p p & nbsp & nbsp 九江地震台工程师黄仁桂称：“作为完整的观测系统，地震氡观测由观测仪器、恒流、脱气、集气装置等构成，每个环节都会对观测数据产生影响。” /p p & nbsp & nbsp “检测平台目前检测的内容包括检测准确度、设备可靠性、环境适应性。”黄仁桂介绍道，人通过验血检查身体的异常，氡观测仪器则通过观察水氡来监测地壳异常。工程师李雨泽称，他们设定了三个氡的浓度值，待水流稳定后进行氡测量。通过在三种浓度间切换来测量氡检测仪器的响应时间，响应速度太慢就要维修或被淘汰。 /p p br/ /p

2023年8月29日，碳中和背景下生态系统多要素观测技术学术交流会在线上成功举办。来自中国科学院、清华大学、北京大学、北京林业大学、中国地质大学、中国海洋大学、天津大学、西安理工大学、西北大学、内蒙古农业大学等学校的近600名专家学者及业务人员参加了此次会议。8月29日9：00会议正式开始，首先，北京林业大学张宇清教授为会议致开幕词，表达了对理加联合和各位参会专家的感谢，以及对本次会议的期许。随之，北京理加联合科技有限公司孙宝宇总经理为会议致开幕辞，欢迎前来参会的各位老师，并预祝本次研讨会圆满成功。在上午的报告中，北京林业大学周金星 教授、中国科学院西双版纳热带植物园周文君 副研究员、华福建师范大学巩晓颖 教授、美国Picarro公司严堇纾 应用科学家分别介绍了喀斯特区岩溶碳汇及其动态过程初探、云南典型森林生态系统土壤温室气体研究、气体交换和同位素联合测定在生态学研究中的应用、CRDS激光光谱技术在大气科学与生态学研究中的应用。在下午的报告中，南京信息工程大学肖薇 教授、海南大学胡中民 教授、北京理加联合科技有限公司郑宁 应用科学家、中国科学院沈阳应用生态研究所高添 研究员、西安理工大学李鹏 教授、北京理加联合科技有限公司孙宝宇 总经理分别就长三角典型水体温室气体通量和蒸发研究进展、陆地生态系统初级生产力的时空变异特征与驱动机制、涡动通量研究最新进展及生态系统多要素观测方法简介、基于科尔塔群的复杂地形下森林碳通量监测研究(初步进展)、陕西生态系统固碳能力评估与监测关键技术、生态系统碳源碳汇立体监测方案及实践等方面进行了详细地介绍。注：高添老师和李鹏老师的研究内容尚未发表，PPT内容及视频录屏暂不分享本次交流会充分利用互联网平台，采用线上直播形式，各位老师通过共享屏幕、语音及文字对话等方式，进行报告分享和问题答疑，带来了一场精彩纷呈的学术盛宴。此次线上会议还有直播抽奖环节，共抽取特等奖（1名）一等奖（3名）二等奖（5名）三等奖（7名）特别奖（9名）没有填写地址的同学请尽快到公众号后台联系我们哦！此次会议可以分享的PPT我们会在公众号内逐步进行推送，请大家时刻关注。会议的视频回放请移至理加联合公众号查看。通过此次交流会的学习和交流，相信各位老师、同学对生态系统多要素观测技术及应用有了更深层次的认识。如您有任何需要，欢迎随时联系我们，北京理加联合科技有限公司将竭诚为广大科研工作者服务。

成果名称 适用于单细胞内单分子动态观测的层状光超高分辨率扫描荧光显微系统的研究 单位名称 北京大学 联系人 马靖 联系邮箱 mj@labpku.com 成果成熟度 □研发阶段 &radic 原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 成果简介： 超分辨技术是利用随机光学重构等方法，突破光学衍射极限的一种新型显微技术，它使得我们有机会在单分子水平上观察亚细胞结构。但是传统意义的超分辨技术是基于全内反射照明的，这就使得我们可观测的样品厚度远小于细胞厚度，从而无法对细胞深处，如细胞核内的分子进行实时观测。层状光扫描技术是利用高斯光束的性质，通过光线的单方向汇聚产生亚微米级的层状光，从而可以对组织样品进行3D扫描。层状光荧光扫描显微系统有着成像速度快，光致漂白与光毒性效应小等优势，非常适合于组织及真核细胞的观测，但它的分辨率会受到衍射极限的限制。 生命科学学院孙育杰课题组将这两种技术进行了优势互补，发展了新型集成芯片技术，研发出了一种适用于单细胞内单分子动态观测的新型显微系统。在基金的资助下，通过相关设备的购置和材料的加工，有力地推动了项目组相关工作的开展，其主要工作包括：（1）层状光-荧光扫描系统的实现；（2）适用于单细胞层状光成像的新型细胞芯片技术的研究；（3）单分子超高分辨率荧光技术的实现；（4）超高分辨率一层状光荧光扫描复合光路的实现。通过以上工作的开展，单分子超高分辨率荧光显微系统的样机搭建已经完成，顺利通过了第四期项目的验收。这项工作获得了国家自然科学基金委重大项目的后续支持，项目名称为&ldquo 细胞中活性分子实时动态变化与相互作用的荧光探针研究&rdquo 。 应用前景： 该研究成果在细胞生物学，特别是干细胞定向分化、胚胎早期发育、胞内运输等生物过程的研究领域中有着重要的应用前景。

2022年9月6日，碳中和背景下生态系统碳源碳汇观测技术与学术交流会在线上成功举办。来自哥本哈根大学、加拿大阿尔伯塔大学、清华大学、北京大学、香港科技大学、中国农业大学、中国林科院、中国科学院、北京师范大学、北京林业大学、南京林业大学、沈阳农业大学、内蒙古农业大学、华中农业大学、西北农林科技大学、四川农业大学、东北林业大学、南京农业大学等学校的1000余位专家学者及业务人员参加了此次会议，各平台访问次数达10000余次。9月6日8：30会议正式开始，北京理加联合科技有限公司孙宝宇总经理为会议致开幕辞，孙总简要介绍了此次会议的基本情况，欢迎前来参会的各位老师，在教师节及中秋即将来临之际，祝此次参会的专家学者节日安康，并预祝本次研讨会圆满成功。在上午的报告中，福建师范大学陈镜明 加拿大皇家科学院院士、中国气象科学研究院周广胜 研究员、中国科学院地理科学与资源研究所温学发 研究员、北京理加联合科技有限公司郑宁 博士、北京理加联合科技有限公司孙宝宇 总经理分别介绍了碳中和对植被遥感的挑战、陆地碳源汇的观测、模拟与展望、生态系统碳通量观测技术和方法的原理及应用、碳监测系统的数据综汇管理方案、生态系统碳源碳汇立体监测方案及实践等方面的研究。在下午的报告中，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所秦晓波 研究员、中国科学院青藏高原研究所孔维栋 研究员、北京理加联合科技有限公司胡勇博 博士、北京大学朱彪 研究员、国际竹藤中心栾军伟 研究员分别就农业碳减排及碳交易市场激励机制、青藏高原土壤微生物固碳潜力与机制、Picarro分析仪在温室气体及稳定同位素测量方面的应用、高寒草甸土壤碳动态对气候变暖的响应、分解系统中生物多样性如何应对环境胁迫与干扰--对森林土壤碳汇的启示等方面进行了介绍。本次交流会充分利用互联网平台，采用线上直播形式，各位老师通过共享屏幕、语音及文字对话等方式，快速进行问题答疑。培训过程中大家专心听讲，面对其中的难点，积极参与线上交流，学习氛围良好，互动热烈。此次线上会议还有直播抽奖环节，共抽取一等奖（1名）二等奖（3名）三等奖（5名）四等奖（7名）没有填写地址的同学请尽快到公众号后台联系我们哦！关于此次会议PPT是否可以分享工作人员还在与各位老师沟通当中我们会将可以分享的PPT逐步在公众号内进行推送微信搜索“理加联合”——关注我们通过此次交流会的学习和交流，相信各位老师、同学对不同生态系统碳源汇功能的认识有了更深层次的认识。如您有任何需要，欢迎随时联系我们，北京理加联合科技有限公司将竭诚为广大科研工作者服务。如需观看回放，请点击下方链接：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjE1ODg2NA==&mid=2650314309&idx=1&sn=da5393ffee7343b483bb34c143cc6a11&chksm=bee1baba899633ac676e9c8d1ee1af1d35e3dd8a3122804f937db28295f4bc7073173191c76f&token=1673281865&lang=zh_CN#rd

p style=" text-indent: 2em " 在粒度测量的诸多手段中，激光粒度仪无疑占据着统治地位。但在激光粒度仪的实际应用中，人们经常遇到一个令人困惑的现象：同一个样品给不同品牌甚至同一品牌不同型号的激光粒度仪测量时，所得结果有很大差异（指大于合理的允许误差范围）。 span style=" text-indent: 2em " 剔除取样代表性、操作过失等人为因素的影响，作者认为这种差异本质上来自于当前各种激光粒度仪的内在技术缺陷。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 本文首先简述激光粒度仪的工作原理，阐明在理想条件下不同仪器应该能得到相同的测试结果的道理。然后讨论当前具有代表性的几种激光粒度仪的光学系统缺陷，这些缺陷造成承载被测颗粒大小信息的散射光分布信号不能被完全接收，从而导致最终的误差。不同仪器有不同的光学缺陷以及为弥补光学缺陷采取了各自独立的软件修饰方法，导致相互间结果出现差异。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 另外作者所在研究团队发现，对透明颗粒，激光粒度仪得以建立的基本物理规律（颗粒越小，散射角度越大）在有些粒径区间并不成立，我们称之为爱里斑的反常变化（ACAD）现象[1]。如果用通常的（把散射光分布转换成粒度分布）反演算法，该现象会导致反常区域内测量结果的不稳定或明显偏离真实（例如出现不应有的多峰分布）。为了掩饰这种偏差，不同的仪器厂家也用了不同的修饰方法，从而导致相互之间结果的不可比。下文将逐一展开讨论。 /span /p h1 label=" 标题居中" style=" font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px " strong span style=" font-size: 18px color: rgb(0, 176, 80) " 一、激光粒度仪的工作原理 /span /strong /h1 p style=" text-indent: 2em " 激光粒度仪所依据的物理原理是：当光束照射到颗粒上时，会偏离原来的传播方向。当颗粒较大，尤其当颗粒具有较强的吸收性时，这种偏离的规律可以用光的衍射理论[2]描述，因此该仪器在诞生时的正式名称是“激光衍射法粒度分析仪”。但是在更一般的情况下，例如颗粒尺寸小于光波长，或者颗粒尺寸与光波长的尺度相近，并且对照明光透明，衍射理论不再适用，这时就需要用严格建立在麦克斯韦电磁波理论基础上的米氏散射理论[3]来描述。近年来国际上越来越多地把这种仪器称为“静态光散射法粒度分析仪”。 /p p style=" text-indent: 2em " 这里强调“静态”，是因为还有一种“动态”光散射粒度仪，又称为“动态光散射纳米粒度仪”。这是两种不同原理、适用于不同粒径范围的粒度分析仪，但都用激光作为光源，且都利用了颗粒的散射光信号。静态光散射粒度仪认为在某个测量点上，散射光的信号不随时间变化（因而是静态的），测量粒度是利用不同散射角上的散射光信号，即散射光的空间分布；而动态光散射粒度仪是在一个固定的散射角上测量散射光随时间的变化。 /p p style=" text-indent: 2em " 在一定条件下，颗粒越大，散射光的分布范围越广，见图1。当颗粒为理想圆球时（粒度测量中，都假设颗粒是理想圆球），散射光斑由中心的亮斑和外围一系列明暗相间的同心圆环组成，这样的光斑称为“爱里斑（Airy& nbsp Disk）[2]”。中心亮斑包含了衍射光（从一般意义上说，颗粒的散射光可近似看成衍射光和几何散射光的相干叠加，但是几何散射光不包含颗粒大小的信息，换言之，颗粒大小信息只包含在衍射光的分布中）总能量的83.8%[2]，因此通常把中心亮斑的角半径（从光斑中心点到第一个暗环的角距离）作为爱里斑的半径，或作为颗粒对光的散射角，如图1中的。业界普遍认为：颗粒越小，越大。或者说：颗粒大小与爱里斑大小有一一对应关系。 span style=" text-indent: 2em " & nbsp /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/0a92c26f-9514-44bb-81eb-2b9a575840f3.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 图1& nbsp & nbsp & nbsp 颗粒对光的散射现象示意图 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 激光粒度仪的原理图见图2。从激光器发出的细激光束经过空间滤波和准直，成为一束平行、纯净的扩展光束，然后照射到测量池内。被测颗粒分散悬浮在池内的分散介质（例如，水）中。入射光如果遇到颗粒，就被散射，形成散射光；没有遇到颗粒的光仍然是平行光，沿着原来的方向传播。后者经过傅里叶透镜后被会聚到光电探测器的中心，并穿过中心上的小孔，被中心探测器接收。散射光经过傅里叶透镜后，相同散射角的光被聚焦到探测器的同一点上。因此探测器上的一个点代表一个散射角。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/30adc066-e066-49ea-a9b0-fa68ea9f5877.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 图2& nbsp & nbsp & nbsp 激光粒度仪工作原理示意图 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 探测器由多个独立的探测单元组成，每个单元对应一个散射角区间。单元序号从探测器的中心往外，逐渐增大。探测单元的中心对应的散射角以及单元的接收面积均随着序号增大呈指数式增大。每个单元输出的光电信号正比于投射到该单元上的散射光功率（习惯上称为“光能”）。所有单元输出的信号组成了散射光能分布。虽然任意大小的颗粒的散射光斑的中心亮斑都是中心强而边缘弱，但是散射光能分布的峰值则总是处在某个探测单元上。颗粒越小，散射光斑越大，散射光能分布的峰值就越往外，如图3所示。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/44cd191a-2d5a-4371-8182-a1550ac56046.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 图3& nbsp & nbsp 散射光能分布示例 /strong /p p style=" text-align:center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 461px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/8cf88b1b-9997-41d5-888c-b955ff8a0543.jpg" title=" 4.png" alt=" 4.png" width=" 664" height=" 461" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em " 从形式上看，仪器通过测量直接得到散射光的分布后，求解上述线性方程组，就可得到粒度分布 ，即粒度分布。但实际上该方程的系数矩阵的阶数高达30以上，通常是病态的，不能直接求解，而只能通过一种特定的迭代算法求出。这个迭代算法是激光粒度仪的关键技术之一，称作“反演算法”。 /p p style=" text-indent: 2em " & nbsp 由于现实的仪器都存在测量误差，即直接测量得到的散射光分布 & nbsp 与被测颗粒散射形成的真实的散射光分布有一定的偏差，因而通过反演计算获得的粒度分布也与真实的粒度分布有一定的偏差。在此将反演计算得到的粒度分布记为 ，& nbsp & nbsp 与之对应的光能分布为 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 279px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/023a9645-5777-486c-b9ed-bd67278142bf.jpg" title=" 5.png" alt=" 5.png" width=" 664" height=" 279" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em " 从以上叙述可以看出，激光粒度仪能给出准确测量结果的要素有三： /p p style=" text-indent: 2em " （1）获得足够准确的散射光能分布； /p p style=" text-indent: 2em " （2）粒径与散射光能分布之间有足够好的一一对应关系（下文称为“特异性”） /p p style=" text-indent: 2em " （3）反演算法合格（通过模拟计算可以验证） /p p style=" text-indent: 2em " 激光粒度仪经过几十年的发展，已经有多种公开报道的可用于实际的反演算法[4]，实现上述第（3）条并不难。所以，只要第（1）、（2）条得到满足，就可获得足够准确的粒度分布数据。而正确的结果只有一个，因此如果不同的激光粒度仪都能给出正确的结果，那么这些结果在合理的误差范围内就应该是一致的。下面看一个实测的例子： /p p style=" text-indent: 2em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 图4是两种不同仪器测量同一样品的测量数据。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/930ad661-7e73-4959-ac40-7bbf2d0edac8.jpg" title=" 6.jpg" alt=" 6.jpg" style=" text-indent: 2em max-width: 100% max-height: 100% " / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " （a）真理光学LT2200仪器的测量结果 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/248a96bb-e7d6-4c67-abda-dab786cc7b47.jpg" title=" 7.jpg" alt=" 7.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " （b）某国外仪器的测量结果 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 图4& nbsp 两种激光粒度仪测同一种陶瓷介子粉的测试报告 /strong br/ /p p style=" text-indent: 2em " 这两种仪器给出的D50值分别为75.76µ m和75.93µ m，相对误差0.2%；D90值分别为127.02& nbsp µ m和126.13& nbsp µ m，相对误差0.7%；D10值分别为41.51µ m和44.28µ m，相对误差6.5%。可见这两个结果的吻合度相当好。 /p p style=" text-indent: 2em " 下文讨论造成仪器之间结果不一致的两个内在因素。 span style=" text-indent: 2em " & nbsp /span /p h1 label=" 标题居中" style=" font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px " span style=" color: rgb(0, 176, 80) font-size: 18px " 二、大角散射光测量盲区对亚微米颗粒测量的影响 /span /h1 p style=" text-indent: 2em " 颗粒的散射光分布在0到180° 的所有方向上。当颗粒远大于光波长时，散射光的中心光斑主要分布在前向较小的角度上。随着颗粒的减小，散射光的分布范围逐步扩大，直至后向（大于90° ）。因此，一台理想的激光粒度仪应该能够在全角度上测量散射光。然而目前商品化的激光粒度仪都不能完全覆盖0到180° 的范围。 /p p style=" text-indent: 2em " 图2所示的激光粒度仪的光学系统是经典的光学系统。早期的激光粒度仪几乎全都采用这种光路。它只能测量前向的散射光，其最大散射角的接收能力受傅里叶透镜的孔径限制。现存的采用经典光路的仪器的透镜孔径对测量池中心的最大张（半）角，从空气中看为40° 。如果颗粒悬浮在水介质中，那么从水中看，该系统能接收的最大散射角只有29° 。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/70eab1d0-34e5-4aca-bcbe-278bb8d77fe9.jpg" title=" 8.jpg" alt=" 8.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 图5& nbsp 逆傅里叶变换系统示意图 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 图5是当前较流行的一种光学系统，称为“逆傅里叶变换系统”。它用会聚光照明被测颗粒。通过数学推导可以知道，在小散射角上，它与经典傅里叶变换系统一样，也能实现同方向散射光的理想聚焦。但在大角度上聚焦不良，不过可通过光学计算，在散射光能矩阵上对聚焦不良带来的不利影响加以弥补。它的好处是突破了傅里叶透镜孔径对系统接收角的制约，扩展了激光粒度仪的测量角。 /p p style=" text-indent: 2em " 虽然突破了傅里叶透镜孔径的限制，它的测量角的上限还要受光线全反射规律的限制。假设颗粒处在水中，散射光从水中传播到玻璃再到空气，经过了两次折射。由于空气的折射率低于水的折射率，由光的折射定律可以知道，光线在空气中的出射角总是大于水中的入射角。当照明光垂直入射到测量池时，水中散射光的散射角等于散射光对玻璃的入射角。当水中的散射角约为49° 时，空气中的出射角等于90° ，如图6（a）所示。 /p p style=" text-indent: 2em " 散射角再增大时，散射光将被玻璃/空气界面完全反射，不能出射到空气中。这种现象称为“光的全反射”，而此时的入射角称为“全反射的临界角”。实际的激光粒度仪不可能把探测单元放置在90° 的位置。例如某国外仪器空气中的最大角探测器位置为60° （见图6（b）），对应于水中的散射角为41° 。所以该仪器能接收的最大前向散射角是41° 。在后向上也放置了最大60° 的探测器，故后向只能接收139° （=180° 41° ）以上的 散射光。这样，这种光学系统就存在41° 到139° 的测量盲区，盲区跨度共98° ，见图8（a）。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 314px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/3e096d92-88f4-479c-9808-233c5400f1a1.jpg" title=" 9.png" alt=" 9.png" width=" 500" height=" 314" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em " 真理光学提出了一种斜置的梯形窗口方案，见图7。在该方案中，窗口玻璃倾斜10° 放置，可把散射光的临界角扩展7° 左右，同时前向玻璃加厚，把玻璃/空气界面的一部分做成30° 的斜面，使原本在玻璃/空气界面上接近或大于临界角的散射光的入射角小于临界角。这种结构能让可接收的最大散射角（在水中看）扩展到80° ，后向的最小散射角则减到45° ，测量盲区为80° 到135° ，盲区跨度共55° ，见图8（b）。& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp /p p style=" text-align:center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 557px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/bf64a724-c11f-4ca3-b5ce-44dfb1b6587d.jpg" title=" 10.jpg" alt=" 10.jpg" width=" 500" height=" 557" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 图7& nbsp & nbsp 斜置的梯形测量窗口示意图 /strong /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/b795291d-52ad-4d40-9fc4-b8e3ad37af0a.jpg" title=" 11.jpg" alt=" 11.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 图8& nbsp 两种典型的逆傅里叶变换系统的散射光测量盲区 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 图9(a)是0.3，0.25，& #8230 , 0.05& nbsp µ m的颗粒产生的理想的散射光能分布图，其中假设探测器的面积和位置如本文第1节所述，光波长为0.633& nbsp µ m，颗粒折射率为1.59，介质折射率为1.33。如果采用通常的逆傅里叶变换系统接收，能得到的实际散射光能分布范围如图9(b)所示。用这种光路测量散射光，丢失了0.3& nbsp µ m及以细颗粒散射光能分布的所有峰值信息，而峰值信息所包含的粒度特征最多，即特异性最强。图9(c) 是斜置梯形窗口系统能获得的散射光能分布曲线，基本包含了所有颗粒的峰值信息。据此可以大体推断，后者对测量0.3µ m以细颗粒有更好的效果。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/7b617d96-cd21-42fe-ab14-c07932f50905.jpg" title=" 12.jpg" alt=" 12.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " （a）散射光的全角度分布图 /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/b791938f-c40a-433b-a01b-6ad5838f5343.jpg" title=" 13.jpg" alt=" 13.jpg" / & nbsp /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " （b）通常的逆傅里叶变换系统能接收的散射光分布 /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/eb6b3e68-866c-42e1-8601-4780c83d6dfa.jpg" title=" 14.jpg" alt=" 14.jpg" / /strong & nbsp （c）采用斜置梯形窗口的逆傅里叶变换系统能接收的散射光分布 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 图9& nbsp & nbsp 多种细颗粒（小于0.3µ m）的散射光能分布以及实际被接收到的光能分布 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 下面举一个实际测量例子。样品是一种水性石墨烯。图10（a）是用真理光学LT3600Plus仪器（采用了斜置梯形窗口技术）测得的粒度分布。图10（b）是对应的实测光能分布与反演拟合的光能分布的对比。所得结果D50、D10、D90分别为0.135µ m、0.047 µ m和0.405 µ m，粒度分布曲线呈单峰，拟合残差1.27%，数值在合理范围内。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/56de073e-fb37-4161-82b2-065fa3ae79bb.jpg" title=" 15.jpg" alt=" 15.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 图10& nbsp & nbsp 一种水性石墨样品用真理光学LT3600Plus测量的结果 /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong （a）粒度分布；（b）实测光能与拟合光能对比曲线 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 图11是某国外仪器（采用通常的逆傅里叶变换光学系统）对上述水性石墨烯的测量结果。图11（a）和（d）都是该仪器在同一次取样进行多次测量时给出来的粒度分布数据，两个结果来回跳动；图（b）和（d）是对应的实测光能和拟合光能分布的对比曲线。按照结果1，D50、D10、D90分别为0.084µ m、0.055µ m和0.477 µ m；按照结果2，D50、D10、D90分别为0.119µ m、0.062 µ m和0.227 µ m。 span style=" text-indent: 2em " & nbsp /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/b824343e-5812-45c4-bce0-b2e068f7388c.jpg" title=" 16.jpg" alt=" 16.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 图11& nbsp & nbsp 一种水性石墨样品用某国外仪器测量的结果 /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong （a）粒度分布1；（b）实测光能与拟合光能对比曲线1 /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong （c）粒度分布2；（b）实测光能与拟合光能对比曲线2 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 和图10所示结果对比，看得出来两种仪器的结果相差颇大。不过可以基本判定真理光学仪器的结果更加可靠。理据是：真理光学的结果（A）结果稳定，（B）粒度分布的峰形比较合理，（C）拟合残差比较小；而国外仪器的结果（A）测量结果在两组数之间来回跳动，很不稳定，（B）其中一种结果是双峰，不符合常理，（C）两种结果的光能拟合情况都很差，残差都在7%以上。 /p p style=" text-indent: 2em " 各家仪器都有自己独特的光路，但都未能完全解决全角度测量问题，不过各家解决的程度有不同，因而遇到颗粒很小的情况时，有的测量结果更接近真实，有的有较大偏离，从而造成结果不一致。 /p h1 label=" 标题居中" style=" font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px " span style=" font-family: arial, helvetica, sans-serif " strong span style=" font-size: 18px color: rgb(0, 176, 80) " 三、爱里斑的反常变化（ACAD）对0.4µ m10µ m粒度测量的困扰 /span /strong /span /h1 p style=" text-indent: 2em " strong 3.1& nbsp & nbsp ACAD现象及其规律 /strong & nbsp & nbsp /p p style=" text-indent: 2em " 自激光粒度仪诞生直到前不久的近50年来，业内人士都不曾怀疑过这样的光散射规律:& nbsp 颗粒越小，散射光的分布范围越大（爱里斑越大），即散射光的分布范围随着颗粒的减小而单调增大，从而保证了颗粒大小与散射光分布之间的一一对应关系。这是激光粒度仪能够正常工作的物理基础。但是真理光学和天津大学的联合研究团队却发现[& nbsp 1]，对于透明颗粒，上述规律在某些特定的粒径区间不成立，即有时会出现颗粒越小，爱里斑也越小的现象。 /p p style=" text-indent: 2em " 图12是波长取0.633µ m，颗粒折射率1.59，介质折射率1.33时，2至4µ m之间的各种颗粒的散射光斑图样。其中3µ m颗粒的爱里斑尺寸是7.98° ，而3.5µ m颗粒的爱里斑尺寸则是13.31° ，出现了反常现象，我们称之为爱里斑的反常变化（Anomalous& nbsp Change& nbsp of& nbsp Airy& nbsp Disk，ACAD）。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/a3b9bd33-50a4-4238-b6bb-c7e195895891.jpg" title=" 17.jpg" alt=" 17.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 图12& nbsp & nbsp 爱里斑的反常变化现象 /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 94px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/5466a2bf-0e34-4d60-aef8-563ced5c2c4e.jpg" title=" AAA.png" alt=" AAA.png" width=" 664" height=" 94" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em " 蓝色曲线是采用米氏理论计算得到的爱里斑尺寸随无因次参量变化的曲线，红色曲线则是用夫琅禾费衍射理论计算得到的爱里斑尺寸变化曲线。由于米氏理论是物理学界公认的严格理论，因此蓝色曲线的结果反映了爱里斑变化的真实情况。图中的m表示颗粒相对于分散介质的相对折射率（本例中，实部为1.59/1.33=1.20），其虚部为0，表示颗粒是透明的。从中可以看出，爱里斑尺寸随着粒径的增大而振荡变化。虽然总体趋势是减小的，但在某些局部是增大的，我们把这样的区域称为反常区，而把反常区内蓝色曲线和红色曲线的交点称作反常区的中心，图中共有3个反常区。 /p p style=" text-indent: 2em " 我们进一步推导出反常区中心位置的一般公式： /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/3b4b49c7-4e34-4f6b-b133-0b17f2954913.jpg" title=" BBB.png" alt=" BBB.png" / /p p style=" text-indent: 2em " （1）爱里斑的反常现象存在于任意的透明颗粒中。 /p p style=" text-indent: 2em " （2）对任一给定的折射率，都有无数多个反常区。 /p p style=" text-indent: 2em " （3）即使相对折射率小于1，例如水中的气泡，也会发生反常现象。 /p p style=" text-indent: 2em " 不过由于粒径分段时，序号越大，段间隔也越大，所以会干扰粒度分布反演计算的主要是第一个反常区，令k=1，得 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/50c20884-7c84-4285-96c8-2c29163bf224.jpg" title=" ccc.png" alt=" ccc.png" / /p p style=" text-indent: 2em " 从上式可以计算任意折射率的透明颗粒的第一个反常区中心位置。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/f6019ad6-a2d4-490a-b435-dd01f6457d90.jpg" title=" 18.jpg" alt=" 18.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 图13& nbsp & nbsp 爱里斑尺寸随无因次参量的变化 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 颗粒如果具有吸收性，那么随着吸收系数的增大，反常现象会逐步减弱，直至消失。在图14中，图（a）表示颗粒吸收系数为0.05时的爱里斑大小随无因次参量的变化曲线，可以看出，曲线的振荡幅度显著减小；图（b）表示颗粒吸收系数为0.10时，曲线的振荡完全消失。 /p p style=" text-indent: 2em " & nbsp /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/03a274c8-4d56-4052-9c0a-25e6d8498cb5.jpg" title=" 19.jpg" alt=" 19.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 图14& nbsp & nbsp 反常现象随着颗粒吸收系数的增大而减弱 /strong /p p style=" text-indent: 2em " strong 3.2& nbsp & nbsp ACAD对粒度测量的困扰& nbsp & nbsp & nbsp /strong /p p style=" text-indent: 2em " ACAD将导致在反常区附近一个爱里斑尺寸最多可对应3个不同的粒径。如图15，等3个不同的无因次参量对应的爱里斑尺寸都是10° 。从散射光能分布看，反常现象会导致光能分布峰值位置出现颠倒。在正常的散射情况下，颗粒越大，散射光能的峰值位置越靠近坐标的中心；而在图16中，4.0µ m颗粒的峰值位置在3.5微米峰值位置的外侧。可见不论从散射光强分布（爱里斑）角度还是散射光能分布角度看，ACAD都导致了颗粒尺寸与散射光场分布的一一对应关系的破坏，从而使处在反常区的颗粒的粒度测量结果变得不稳定或者结果不真实（一般体现为粒度分布曲线的振荡，见图17）。文献[5]对此有更严谨的论证。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/cad6ffb6-1581-412f-b399-14274f5b71a8.jpg" title=" 20.jpg" alt=" 20.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 图15& nbsp & nbsp 同一爱里斑尺寸对应3个不同的粒径& nbsp /strong /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/9c4d156e-24cb-451f-bed2-8d6cd2ffae49.jpg" title=" 21.jpg" alt=" 21.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 图16& nbsp 在反常区附近散射光能分布的峰值位置出现了颠倒 /strong /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 图17& nbsp 是某国外仪器用“通用模式”测量3.0µ m聚苯乙烯微粒标样的结果，出现了两个峰，并且两个峰的峰值位置都不在3.0µ m上。聚苯乙烯颗粒的折射率为1.59，分散在水中时，相对折射率为1.20。从表1可以查到，反常中心位置为3.20& nbsp µ m。可见该颗粒正好处在反常区中心附近，故而得不到正确的测量结果。 /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/ff19f16e-aa24-4082-b60b-1e56c8b82ed9.jpg" title=" 22.jpg" alt=" 22.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 图17& nbsp & nbsp 某国外仪器用“通用模式”测量3.0µ m聚苯乙烯微粒标样的结果 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 尽管ACAD作为一种客观的物理现象，一直都存在，并且困扰着激光衍射法粒度测量技术的应用，但是在本团队的论文发表前，都没有公开的相关报导，仪器制造商更没有提出解决这一困扰的根本办法。目前所做的，对单分散样品（大多指标准微粒），厂家提供的操作指引上指定选“单峰窄分布”模式，这时对聚苯乙烯材料的3µ m标样，进行“特殊处理”，以得到看上去正确的结果。对一般的透明样品，如果粒径分布范围部分或全部处在反常区，则在进行反演分析时，人为给折射率加上一个虚部，例如，0.1。对一个给定的颗粒折射率，只要人为加上去的吸收系数足够大，那么在计算散射矩阵（各种粒径散射光能分布的组合）时，光能分布峰值位置颠倒的情况就会消失。但颗粒实际还是无吸收的，强行认为颗粒有吸收，将造成实测的光能分布与反演计算时认为的光能分布不相符。在不加修饰的情况下，反演结果将在粒径1µ m附近鼓起一个假峰（Ghost& nbsp Peak）。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/0f7136f6-c723-48ff-88e4-db914e4f69ac.jpg" title=" 23.jpg" alt=" 23.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 图18& nbsp & nbsp 人为给透明颗粒加吸收系数造成反演数据出现假峰 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 下面用一个数值模拟的例子进行说明。图18（a）中的蓝色曲线是事先设定的一种颗粒样品的粒度分布。假设颗粒透明，折射率为1.50，处在水介质中。它对应的散射光能分布如图（b）中的蓝色曲线所示。假如给颗粒加上一个0.1的吸收系数，那么该颗粒样品产生的散射光能分布如图（b）中的红色曲线所示。蓝、红两种曲线相比，蓝色曲线在35到45单元之间鼓起一个小峰，这个小峰等效于一定比例的绿色曲线，也可视为某种粒度分布对应的散射光能分布。图18（b）中三种曲线或散射光能分布用公式可表达为 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 21px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/4c2c1f38-4beb-4d73-8420-e51489fb0299.jpg" title=" 24.png" alt=" 24.png" width=" 600" height=" 21" border=" 0" vspace=" 0" / br/ /p p style=" text-indent: 2em " 式中，是e sub R /sub 、e sub 0 /sub 、e sub D /sub 是归一化、矢量形式的散射光能分布，分别表示无吸收颗粒的散射光能分布（即本实验设定颗粒真实的光能分布）、吸收系数为0.1时相同颗粒样品产生的散射光能分布，以及这两种光能分布之差。后者等效于一个粒径1µ m左右的颗粒样品产生的散射光能分布。因此，如果用0.1吸收的散射矩阵去反演计算一个透明颗粒样品产生的光能分布，如图18（b）中蓝色曲线所示的散射光分布，就会得到图18（a）中红色曲线所示的粒度分布，这个粒度分布相较于蓝色曲线所示的粒度分布（即原本的粒度分布），在1µ m附近多了一个假峰。 /p p style=" text-indent: 2em " 下面再举一个实际测试的例子。图19是一种陶瓷泥浆样品实际测量得到的粒度分布曲线。蓝色曲线表示吸收系数取0得到的粒度分布，红色曲线表示吸收系数取0.1得到的粒度分布。两条曲线相比，红色曲线在1µ m附近颗粒含量明显偏高。 /p p style=" text-indent: 2em " 所以给透明颗粒人为加吸收系数，虽然能掩饰ACAD带来的测试结果不稳定或者振荡，但同时会使1µ m附近产生一个假的峰，或者引起1µ m附近颗粒含量的测试值高于实际值。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/6aa48cfb-e661-4bd7-a47b-55c4fda3bf9d.jpg" title=" 25.jpg" alt=" 25.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 图19& nbsp & nbsp 一种陶瓷泥浆样品的实测粒度分布 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 为了修饰这个假峰，某国外仪器在算法上强行抹平这个假峰。但这会带来新的问题：如果被测样品在1µ m附近真的有一个峰，也会被强行抹掉，从而造成测量结果的失真。 /p p style=" text-indent: 2em " 图20是一种人为配制出来的三个峰的二氧化硅样品。用国外仪器测量时，如果取“通用模式”，则结果如图（a）所示，只有一个峰；如果取“多峰窄分布模式”，则在主峰的右侧（大颗粒侧）出现一个小峰。该样品用真理光学LT3600测量时，共有3个峰：在主峰的左右各有一个小峰，左侧的小峰在1到3µ m之间。图21是该样品的电镜照片。从图（a）460倍放大照片看，确实存在30µ m左右的大颗粒；从图（b）8000倍放大照片看，也存在1µ m到2µ m颗粒。可见1到3µ m的颗粒是真实存在的，而国外仪器没有测到这些颗粒。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/3e8ab13f-8d7a-4661-a744-51e8adb0ea73.jpg" title=" 26.jpg" alt=" 26.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 图20& nbsp 一种二氧化硅样品“”的粒度测量结果 /strong strong style=" text-indent: 0em " & nbsp img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/616caea4-21d1-4f17-bf0c-d4ef061356e1.jpg" title=" 27.jpg" alt=" 27.jpg" / /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 图21& nbsp & nbsp 一种二氧化硅样品的电子显微镜照片 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 从本节的讨论可以看出，当被测的透明颗粒处在反常区时，通常的反演算法得出的粒度分布是不稳定或者振荡的。目前大多数仪器厂家的处理办法是，在反演计算时给颗粒加上吸收系数。这会使得反演得到的粒度分布曲线稳定、平滑，但是同时在1µ m附近鼓起一个假的峰，或者1µ m附近颗粒含量变高。也有的厂家在算法上强行抹平这个假峰，但会导致仪器在1µ m附近测量灵敏度降低。真理光学团队在对ACAD规律透彻理解的基础上，改进了反演算法，使其能在大多数情况下对处在反常区的透明颗粒进行真实的粒度分布反演，如图20（c）的结果。对3µ m聚苯乙烯标样也能成功反演。 /p p style=" text-indent: 2em " 所以，由于ACAD的困扰，造成各个仪器厂家采取了不同的、有些是修饰性的（并非符合科学的）算法，从而导致相互间结果不一致。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 3.3& nbsp & nbsp ACAD影响的粒径范围以及对激光粒度仪用户的建议 /strong span style=" text-indent: 2em " & nbsp /span /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/d97f35cb-9fbe-4a00-9be0-546df3eb57ae.jpg" title=" 28.png" alt=" 28.png" width=" 664" height=" 112" border=" 0" vspace=" 0" style=" text-indent: 2em max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 112px " / /p p style=" text-indent: 2em " 如果介质折射率区1.33，空气中波长取0.633& nbsp µ m，那么可以得到如表1所示的分别用无因次参量和粒径表达的各种折射率下第1个反常区中心位置的数值。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 表1& nbsp & nbsp 各种折射率下的反常区中心位置 /strong /p p style=" text-align:center" strong img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/a349395c-f611-4105-900a-8013cc4eb93d.jpg" title=" 29.png" alt=" 29.png" / /strong /p p style=" text-indent: 2em " 假设颗粒分散在水中，那么m=1.05对应于绝对折射率1.40，接近已知固体材料折射率的下限，此时反常区的中心粒径为13.0µ m。m=2.40对应于绝对折射率3.19，接近已知固体材料折射率的上限，此时反常区的中心粒径为0.396µ m。在颗粒折射率未知的情况下，如果被测颗粒的粒径大于13& nbsp µ m，那么就可确定颗粒不在反常区内，不论用哪家的粒度仪，都不必给颗粒人为地加吸收系数（颗粒实际有吸收的情况除外），这样各种激光粒度仪得到的粒度测试结果应该是基本一致的，就如本文图4所举的例子。 /p p style=" text-indent: 2em " 如果颗粒折射率已知，又是不吸收的，可以查表1或者用本小节的公式计算第1个反常区中心的位置，如果被测粒径分布不在反常区中心附近，那么也不必人为给颗粒加吸收系数，这样可以得到更真实因而也更可比的结果。 span style=" text-indent: 2em " & nbsp /span /p h1 label=" 标题居中" style=" font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px " span style=" font-size: 16px color: rgb(0, 176, 80) " strong 四、结语 /strong /span /h1 p style=" text-indent: 2em " 激光粒度测试技术发展到今天，还不能说是很完善的技术。本质原因是物理上存在两大缺陷：大角散射光测量盲区和爱里斑的反常变化（ACAD）。前者影响0.3µ m以细颗粒的测量，后者影响0.4µ m至13µ m颗粒的测量。所以，概略地说，对于13µ m以粗颗粒的测量，当前技术是比较成熟的，不同仪器的测量结果应该有较好的可比性。 /p p style=" text-indent: 2em " 对0.3µ m以细颗粒的测量，有的厂家解决得好一些，有些差一些，但是都没有完全解决。这需要全体激光粒度仪厂家的共同努力。如果都能解决全散射角的测量问题，那么各家仪器的测量结果就应该是一致的。 /p p style=" text-indent: 2em " 对0.4µ m至13µ m的颗粒，最根本的是要解决ACAD条件下的反演算法问题。目前真理光学已经较好地解决了这个问题，但其他品牌多采取人为加吸收系数的办法，这只让测试结果看上去比较正常，数值则已偏离实际；而且不同的厂家对由此引起1µ m附近的假峰的处理方法不一，造成相互间结果难以对比。对于用户来说，可参照表1的数据或者同一节中的公式，先查找或计算被测样品的反常区中心位置，如果被测粒度远离反常中心，则尽量不要给透明颗粒加吸收系数，这样能得到更真实的粒度结果，不同仪器的用户都能这么做，相互间的可比性也更好。 /p p style=" text-indent: 2em " 最后，呼吁中国市场上的所有激光粒度仪厂家，能够正视激光粒度测试技术内在的缺陷问题，努力解决这些问题，尽快实现粒度测试结果的全面可比。 span style=" text-indent: 2em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp /span /p p style=" text-indent: 2em " strong 参考文献 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 1.& nbsp & nbsp Linchao Pan et. al.& nbsp Anomalous change of Airy disk with changing size of spherical particles. Journal of Quantitative Spectroscopy & amp Radiative Transfer 170 (2016) 83–89 /p p style=" text-indent: 2em " 2. & nbsp M.& nbsp 玻恩，E.& nbsp 沃耳夫.& nbsp 光学原理（上册）.& nbsp 科学出版社 & nbsp 1978. P.517 /p p style=" text-indent: 2em " 3.& nbsp & nbsp Van de Hulst HC.& nbsp Light scattering by small particles. New York: Dover 1981 /p p style=" text-indent: 2em " 4. & nbsp Santer R , Herman M . Particle size distributions from forward scattered light /p p style=" text-indent: 2em " using the Chahine inversion scheme. Appl Opt 1983 22:2294–301 . /p p style=" text-indent: 2em " 5.& nbsp & nbsp Linchao Pan et. al. Indetermination of particle sizing by laser diffraction in the /p p style=" text-indent: 2em " anomalous size ranges. Journal of Quantitative Spectroscopy & amp Radiative Transfer 199 (2017) 20–25 /p p style=" text-indent: 2em " strong 作者简介： /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " img style=" max-width: 100% max-height: 100% float: left width: 110px height: 124px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/cb2b6104-1423-4066-b06f-ec34a1cec7f1.jpg" title=" 张福根：不同激光粒度仪测试结果不一致的深层原因分析.jpg" alt=" 张福根：不同激光粒度仪测试结果不一致的深层原因分析.jpg" width=" 110" height=" 124" border=" 0" vspace=" 0" / 珠海真理光学仪器有限公司首席科学家，天津大学兼职教授、博导。主要从事颗粒表征、微粉材料制造和3D测量及显示技术的研究和产品开发。主持了多种型号的激光粒度仪、电阻法颗粒计数器、图像法粒度仪以及3D测量和显示设备。发表学术论文30多篇，获得专利授权30多项。曾担任中国颗粒学会副理事长、常务理事，现任全国颗粒表征与分检及筛网标准化技术委员会副主任委员，中国颗粒学会颗粒测试专委会副主任。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " （注：本文由张福根教授供稿，文章为张老师结合其所在团队的科研成果，与读者进行分享交流，不代表仪器信息网本网观点） /p

仪器信息网讯 2014年7月28日，由HORIBA Scientific(Jobin Yvon光谱技术)主办的2014年第一届拉曼学院在上海大学开课，来自全国各科研院所、高校的老师、学生及HORIBA拉曼产品的代理商200多位代表参加。 　　在第二天的课程中，&ldquo 拉曼增强&rdquo 是提到的最多的一个词：为什么要增强、增强的手段和机理、增强的应用等。 　　大家都知道，自1974年Fleischmann 等人第一次在吡啶吸附的粗糙银电极上观察到表面增强拉曼散射(SERS)信号以来，SERS的研究得到了快速的发展。由于SERS克服了传统拉曼光谱与生俱来的信号微弱的缺点, 可以使得拉曼强度增大几个数量级。 　　基底的制备在拉曼增强的研究中起到至关重要的作用，在今天的报告中，厦门大学的任斌教授从基本的原理出发详细介绍了增强基元(增强基底或者针尖)的制备方法，可以说增强基元制备方法的每一次进步和革新对拉曼增强的研究来说都起到极大的推动作用。据介绍，从最初的电化学粗糙/沉淀、真空沉淀方法，到纳米粒子的合成（单分子SERS），SERS的研究取得了突破性的进展；之后，壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱(SHINERS)的研究又进一步扩大了SERS的应用对象；此外，针尖增强拉曼光谱(TERS)技术提出后也引起了大家的关注，并在基础研究领域和工业应用领域得到了广泛的应用。 　　为了拓展SERS在表面科学中的应用，需要从没有或者只具弱SERS效应的非金、银、铜材料表面以及光滑甚至原子级平整的单晶模型体系获得拉曼信号。为了解决该问题，就需要借助金或银强的电磁场增强效应来增强非(弱)SERS活性材料表面物中的信号，这是一种&ldquo 借力&rdquo 的思维。厦门大学李剑峰教授课题组从&ldquo 借力&rdquo 的思维出发，发展了壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱(SHINERS)技术。据介绍，该项技术具有很高的灵敏度，甚至只要将合成的具有超薄二氧化硅壳的金纳米粒子直接洒在待测样品的表面就可以达到预期的实验效果。 任斌 教授 报告：表面增强拉曼光谱和针尖增强拉曼光谱-从原理，实验方法到应用 李剑锋 教授 报告：表面增强拉曼光谱：从&ldquo 借力&rdquo 思维到壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱 　　作为一种强大的表面表征技术，TERS可以达到10nm的空间分辨率和检测灵敏度，而且可以同时得到表面的形貌信息和化学指纹信息。厦门大学的王翔博士在报告中详细介绍了针尖增强拉曼光谱的发展以及在材料、物理、化学和生命科学等领域的应用概况。 　　此外，国立台湾大学的王俊凯博士还介绍了基于二维表面等离基元基底的拉曼增强效应以及基于拉曼增强的快速临床微生物检测平台等相关的研究成果。(撰稿：叶建) 王翔 博士 报告：针尖增强拉曼光谱的发展和应用 王俊凯 博士 报告：（1）基于二维表面等离基元基底的拉曼增强效应 （2）基于拉曼增强的快速临床微生物检测平台

在检测过程中，针对于大壁厚（如200mm）的焊缝检测，往往对于检测设备有着更高层次的要求。为了更好的面对在检测时遇到的各种复杂情况及调整，基于A26 DLA 探头成功的应用实践基础上，Evident在近期发布了全新A36双晶64晶片线性探头。全新A36双晶64晶片线性探头的推出，将在大壁厚情形下，协助塑造更为优质的焊缝检测解决方案。更强穿透力A36双晶64晶片线性探头通过将通道数量加倍，进而将其提升了一个档次，从而产生双 64 通道的线性配置。双晶64晶片线阵一发一收探头具有高阵元数的配置，搭配使用 OmniScan&trade X3 64相控阵探伤仪，非常适合检测大壁厚的高衰减材料焊缝检测。OmniScan&trade MXU 软件现在提供不同类型的聚焦选项，即通过电子方式实现工件中不同深度区域聚焦。在相控阵模式下，有助于将焦点位置设定在焊缝内最相关的区域。与OmniScan&trade 搭配使用，如虎添翼在使用A36双晶64晶片线性探头时，搭配OmniScan&trade X3相控阵探伤仪，在根据检测工艺要求的前提下，除了可以创建相控阵（PA）聚焦法则外，也可以设置全聚焦（TFM）模式和相位相干成像（PCI）组。在扫查计划菜单中，亦可以设置平板、管棒材等各种几何形状的工件。A36双晶64晶片线性探头提供 2.25MHz、4MHz 和 5 MHz 三种频率，SA36 楔块提供聚焦深度40 毫米和 200 毫米两种规格，且支持外径8.625英寸至平面的工件类型检测。

仪器信息网讯 2011年10月24日，由PerkinElmer主办的“FMT(Fluorescence Molecular Tomography)小动物活体荧光断层成像技术与应用研讨会”在北大博雅国际酒店举行。来自高等院校、医院、科研院所等近50名代表参加了本次研讨会。 研讨会现场 　　PerkinElmer大中华区生命科学业务总监郭求真先生参加了会议开幕式并致辞：“PerkinElmer公司一直致力于医学诊断解决方案的发展，目前已是小动物活体成像领域全球领先的供应商。公司于2010年已成功收购荧光活体三维成像系统全球领先的供应商VisEn，今年9月对外宣布了已经与成像与检测解决方案的领先公司Caliper Life Sciences签订了最终收购协议。通过与他们在研发、应用技术和知识产权等方面进行整合，有助于提高PerkinElmer在分子成像与检测领域的全球领导者地位，更好的为各类高增长终端市场提供强劲的客户解决方案。” PerkinElmer大中华区生命科学业务总监郭求真先生致辞 　　PerkinElmer影像产品首席技术官Wael Yared博士首先作了专题讲座，详细介绍了PerkinElmer推出的FMT小动物活体荧光断层成像解决方案的技术特点以及应用领域。Wael Yared博士介绍，“当前，大部分成像系统的定量方法都是基于对小动物体表发光强度的测定，以体表发光强度来量化研究对象，做不到绝对定量。而FMT应用其专利的荧光分子断层技术对体内信号进行探测及定量分析，最终的定量结果以探针浓度表示，并可精确量化至皮摩尔级别，是真正意义上的绝对精确定量。而且，FMT的定量运算充分考虑了光信号在体内传播过程中的复杂性(如组织异质性、不同组织对光信号的吸收及发散程度、轮廓边缘性等)，保证了定量结果的真实性和可信度。” 　　关于FMT的3D断层扫描及重建技术，Wael Yared博士介绍说：“FMT荧光3D断层技术利用激光底透扫描以及超声探头深度定位的方式，获取10万级数量的不同断层深度荧光信息，并结合独特的算法及强大的3D重建和分析软件实现了真实的三维断层信号扫描及重建”。随后，他还逐一介绍了FMT系统的体内深层信号观测、多通道同时成像、多模式成像等特点，并用具体案例介绍了FMT系统的操纵流程以及应用领域。 PerkinElmer影像产品首席技术官Wael Yared博士 报告题目：Fluorescence Molecular Tomography Technology Foundations and Current Work 　　PerkinElmer亚太地区活体成像产品专家Jia Fu博士主要介绍了PerkinElmer公司4种不同机制的活体荧光成像试剂：酶激活类荧光试剂、靶向类荧光试剂、血管及生理类荧光试剂、荧光染料及纳米颗粒类标记试剂。并向大家重点介绍了PerkinElmer荧光成像试剂最新产品——HypoxiSense，指出当前只有PerkinElmer供应此种靶向类荧光试剂。Jia Fu博士说：“PerkinElmer提供了非常广泛的荧光成像试剂产品，使用的是NIR fluorescence(近红外荧光材料)，其低毒性和高效率的特点非常适合应用在活体成像实验中，而且操作简便，没有很高的技术要求。”报告最后，Jia Fu博士指出，PerkinElmer公司整套的荧光试剂研发的目的都是为了从转录后水平监测疾病的发展过程，因此随着技术的完善，相信将可见活体成像技术应用于临床将成为可能。 PerkinElmer亚太地区活体成像产品专家Jia Fu博士 报告题目：Fluorescence Imaging Agents and Platforms 互动环节现场观众积极提问 　　交流会期间，PerkinElmer影像产品首席技术官Wael Yared博士、亚太地区影像产品销售主管Mark Dupal先生接受了仪器信息网独家专访，亚太地区活体成像产品专家Jia Fu博士陪同接受访问： 　　仪器信息网：FMT成像系统主要面向哪些客户群体? 　　Wael Yared博士：FMT成像系统可供两大类客户使用，第一类是制药公司，他们在药物研发过程中需要进行动物实验去证明药物功效、药物代谢过程等 第二类是开展动物实验的各科研机构，包括高等院校、科研院所等。FMT成像系统可以帮助这些客户开展相关实验。 　　仪器信息网：与生物发光原理相比，荧光断层成像技术的优势是什么? 　　Wael Yared博士：生物发光技术已广泛应用于生命科学、医学研究及药物开发等方面，但该技术主要存在着需要对研究对象进行基因改造以及二维成像不能绝对定量的不足。荧光3D断层技术是利用激光底透扫描以及超声探头深度定位的方式，实现了真实的三维断层信号扫描及重建，真正实现了绝对定量。而且无需进行基因改造工作，操作起来也十分简便。 　　仪器信息网：和FMT系统配套使用的荧光活体成像试剂能否用在其它系统上? 　　Jia Fu博士：可以在其它成像系统上使用，前提是要有合适波长的滤光片来获取PerkinElmer荧光活体成像试剂的信号，同时，FMT成像系统也能使用其它品牌近红外波段的成像试剂。但是，当前其它成像系统几乎为2D成像系统，即使使用PerkinElmer荧光活体成像试剂得到的也只是二维图像，对于使用同一成像试剂，FMT系统获取信息相对更多。 　　仪器信息网：贵公司如何看待活体成像产品在中国的市场前景? 　　Mark Dupal先生：中国是一个非常有潜力、有活力的市场，有很多制药公司、CRO公司，高等院校和科研机构，有着强劲的市场需求。美国、欧洲的市场已经比较稳定，增长速度不会有太大变化，但是未来的中国一定是个巨大的市场。FMT成像系统在欧美市场已经投放了10年，今年才开始在中国投放。对于我们来说，中国是个新的市场，我们会继续加大对中国市场的财力和人员的投入，做好客户支持和产品支持工作。 　　仪器信息网：贵公司如何看待PerkinElmer在小动物活体成像领域市场地位? 　　Mark Dupal先生：可以肯定的说，在收购Caliper之后，PerkinElmer在小动物活体成像领域已经成为全球最大的供应商。 采访现场

2015年6月，雪迪龙与英国Kore Technology Limited签署投资意向书，双方一致同意雪迪龙使用自有资金1,648,996英镑对KORE进行投资，投资完成后，雪迪龙将持有KORE公司51%的股权。2015年9月7日，雪迪龙完成了股权投资款项的支付， 同时KORE公司完成了股权变更的注册登记手续，并签发了股东证书，本次投资事项全部完成。 2015年9月28日，英国KORE公司的董事长Barrie W. Griffiths博士和总经理Stephen J. Mullock博士访问雪迪龙，就双方进行股权合作后对双方业务的融合与未来的协同发展进行探讨。 双方未来将互派人员，加强培训学习与互动交流，使雪迪龙尽快吸收掌握质谱仪技术，落实质谱仪国产化进程，尽早为中国市场推出性价比更高的质谱仪产品。同时，基于融合计划，KORE将在英国成立雪迪龙质谱仪研发中心，从事各类质谱仪及应用技术的研发，并将针对中国的市场需求，为雪迪龙提供定向研发支持和技术协助；SDL将在中国建立KORE质谱仪应用中心，为KORE质谱仪产品提供市场推广、技术支持及售后服务。 雪迪龙作为KORE的控股股东，将对KORE公司进行全面整合，帮助KORE公司扩大生产规模，提高生产效率，并按需适当增加投资，满足不断增长的市场需求；双方将共同拓展质谱仪的应用领域，将质谱仪在中国及全世界发扬光大。 通过雪迪龙与KORE的合作，将给质谱仪领域带来新的活力与创新，在全球范围内对质谱仪的推广应用带来积极影响。 （KORE官网新闻：http://www.kore.co.uk/news.htm#10-15）会议现场

声学是研究弹性媒质中声波的产生、传播、接收、效应及其应用的科学。声学计量是声学的重要组成部分，也是声学发展的基础，研究声学基本参量、主要评价参量和工程实用参量的测量及保证单位统一和量值准确的技术科学。它包括声学计量基准和标准的建立及保持、量值传递、测量方法等。可分为空气声计量、水声计量和超声计量。国防和军事用途的需求是声学计量发展的强大动力。 　　杭州海康威视数字技术股份有限公司是视频安防行业企业，面向全球提供安防产品、行业解决方案与服务。 　　浙江省计量院成立于1960年，是浙江省人民政府计量行政部门依法设置并经国家总局授权的省级法定计量检定机构、浙江省市场监督管理局所属公益二类事业单位、浙江省科技厅重点扶植科研院所之一。 　　近日，海康威视硬件技术测试中心一行赴浙江省计量科学研究院声学振动重点室开展声学技术交流，同心共力推动声学测试发展。 　　会上，浙江省计量院声学重点室姚磊博士围绕“浙江省重点实验室”、声学计量能力和科研团队等内容做详细介绍，并组织带领海康威视一行参观了声学重点室的实验室、声学仪器设备等。双方就智能声学产品、声学测试方法、相关计量标准等多个领域进行了深入探讨，并达成“交流互助”共识。 　　下一步，浙江省计量院将对准“共同富裕”“科技创新”跑道，夯实专业技能，专注新方法、新技术、新装置的科学研究，建设成为一个面向全国的声学与振动精密测量分析公共服务平台，为人体健康水平、高端装备制造能力、重大工程与公共安全提供测量分析技术支撑。

对称性是影响物理系统各项性质的一个基础因子。由于维度的降低，原子层厚度的范德华材料是研究对称性调控量子现象的天然平台。二维层状磁体材料中，磁序是对称性调控的一个额外自由度。有鉴于此，近期，美国华盛顿大学的许晓栋教授课题组在《自然-物理》杂志上发表了低温强磁场拉曼光谱研究单层与双层CrI3晶体材料磁振子的工作，验证了对称性在二维材料体系中对磁振子的实际影响。单层CrI3材料中存在两种自旋波（见图1），一种是面内声学模式，另一种是面外的光学模式。之前文章中理论预计该自旋波隙大约是0.3-0.4 meV（2.4-3.2 cm-1）, 原则上可被拉曼光谱探测到。图1. (a-b)单层CrI3材料的两种自旋波，a)面内声学模式，(b)面外光学模式；(c) 单层CrI3的反射磁圆二色性成像图（内置图左，单层CrI3的光学照片）； (d-f)单层CrI3的低温强磁场拉曼光谱数据，磁场分别为0T, -4T, 4T。图1d数据显示在无磁场时候，由于瑞利光的存在，拉曼光谱无法测到信号，而当施加强磁场时，低波数拉曼可以明显观测到拉曼信号（见图1e,1f）。并且通过分析，证实了测量得到的斯托克斯与反斯托克斯低波数拉曼信号完全符合光学选择定则。通过分析拉曼峰随磁场变化的数据（图2a-b），研究者发现拉曼峰位与磁场强度成线性关系，分析表明拉曼信号反应的是二维材料CrI3的磁振子信息。计算得到单层CrI3在无磁场时的自旋波隙是2.4cm-1 (0.3meV)，与理论预测完全吻合。而拉曼信号随温度升高（见图2c），信号强度越来越弱。图2. (a-b): 单层CrI3拉曼信号随磁场强度关系图。(c): 拉曼信号随温度变化图，磁场为-7T。(d): 单层CrI3中的光学选择定则示意图。图3. (a) 双层CrI3在6T下的拉曼光谱，(b): 双层CrI3拉曼信号随磁场强度关系图。(c): 双层CrI3拉曼光谱随磁场变化数据，在0.7T左右磁场有反铁磁与铁磁转变。双层CrI3与单层CrI3不同，双层CrI3中同时存在反铁磁与铁磁态。图3a是双层CrI3在6T磁场下的拉曼数据。双层CrI3在强磁场下表现类似铁磁态的单层CrI3，拉曼信号与磁场强度成线性关系（见图3b）。通过分析拉曼信号（见图3c）与磁圆二色性 (RMCD）信号，表明双层CrI3在在0.7T左右磁场有反铁磁与铁磁转变。文章中，作者使用了德国attocube公司的attoDRY2100低温恒温器来实现器件在低温度1.65K下通过磁场调控的低温拉曼光学实验。文章实验结果表明CrI3晶体是研究磁振子物理和对称性调控磁性器件的理想候选材料。图4：低振动无液氦磁体与恒温器—attoDRY系列，超低振动是提供高分辨率与长时间稳定光谱的关键因素。https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C377018.htm attoDRY2100+CFM I主要技术特点：+ 应用范围广泛: PL/EL/ Raman等光谱测量+ 变温范围：1.8K - 300K+ 空间分辨率： 1 μm+ 无液氦闭环恒温器+ 工作磁场范围：0...9T (12T, 9T-3T，9T-1T-1T矢量磁体可选)+ 低温消色差物镜NA=0.82+ 精细定位范围： 5mm X 5mm X 5mm @ 4K+ 精细扫描范围：30 μm X 30 μm@4K+ 可进行电学测量，配备标准chip carrier+ 可升到AFM/MFM、PFM、ct-AFM、KPFM、SHPM等功能 参考文献：[1] Xiaodong XU et al, Direct observation of two-dimensional magnons in atomically thin CrI3, Nature Physics, (2020)

1978年，我国在北京北郊建造了第一座高为325米的专用气象塔，为亚洲第一。它是中国科学院大气物理研究所的基础科研设备之一，可为研究城市大气污染和大气边界层物理提供高质量的观测资料，为北京市乃至全国提供服务。这个铁塔设有15层观测平台，每层装有测定风、温、湿等气象要素的传感器，可以获得15个不同高度上的观测数据。测量结果用电缆传输至地面计算机进行数据处理，每层的信号可用单片机控制。在塔上还装有三分量风速仪、超声测风仪等先进仪器。气象塔现有PDP-11-37小型计算机系统和一套微机系统，实现了观测和数据处理自动化。

北京莱伯泰科仪器股份有限公司（以下简称“莱伯泰科”）在高端科学仪器领域自主研发创新领域再获重大突破。3月10日，“致知力行 踵事增华--莱伯泰科半导体行业三重四极杆质谱新品发布会”在莱伯泰科北京总部隆重举行，重磅推出针对于半导体行业研发生产的LabMS 5000 ICP-MS/MS电感耦合等离子体质谱。来自集成电路材料产业技术创新联盟秘书长石瑛女士，第三代半导体产业技术创新战略联盟副理事长兼秘书长、中科院半导体所研究员杨富华先生，以及中国半导体行业协会副秘书长刘源超先生等多位嘉宾出席了本次发布会，共同见证了莱伯泰科的这一重要时刻。 发布会现场照片莱伯泰科在电感耦合等离子体质谱技术领域拥有丰富的创新经验。从2019年启动单四极杆ICP-MS项目开始，莱伯泰科质谱研发团队在胡克博士的带领下，用时1年零9个月，便发布了首款单四极杆质谱产品，首次实现了国产ICP-MS在半导体行业芯片生产线的应用拓展。随后，莱伯泰科乘胜追击，又于2021年第四季度启动了三重四极杆质谱研发项目，仅一年多的时间，就完成了从立项、设计、功能机、试用机、商品机，并获取国际半导体产业协会SEMI S2认证的顺畅推进。本次质谱新品的发布，是继2021年发布单四极杆LabMS 3000之后，莱伯泰科致力于为半导体行业用户提供更加精准、高效的解决方案的最新成果。 LabMS 5000电感耦合等离子体质谱新品活动伊始，由莱伯泰科董事长胡克博士致开幕词。他表示，ICP-MS对他本人来说有着非同一般的意义，自从43年前导师Houk博士在美国分析化学杂志上发表了第一篇等离子体质谱论文，35年前他在一张白纸上画出了博士论文中的第一张ICP-MS草图，ICP-MS便成了胡克博士一生矢志不渝的追求与梦想。创办莱伯泰科后，做莱伯泰科品牌的ICP-MS一直是胡克博士的愿望和理想。今天，莱伯泰科能在两年内连续发布两款ICP-MS，除了感谢公司的质谱团队外，还要特别感谢半导体行业的多家企业，他们的支持、鼓励和期待，促进了莱伯泰科在三年多的时间内连续开发出单四极杆和三重四极杆两种等离子体质谱仪的决心和信心，感谢他们给予莱伯泰科的信任和认可。胡克博士还表示，未来，除了半导体专用型号外，莱伯泰科还将针对更多的行业领域开发更多的通用或专用型号产品，同时在产品的多样性、好用、易用、耐用上下功夫，在售后和服务上下功夫，打造中国用户可以完全信赖的产品，希望未来莱伯泰科的质谱仪能够在市场中占据一席之地。 莱伯泰科董事长胡克博士 致辞随后，莱伯泰科董事长胡克博士与第三代半导体产业技术创新战略联盟杨富华秘书长一同开启了激动人心的揭幕仪式，揭开了LabMS 5000的神秘面纱。 揭幕仪式接下来，集成电路材料产业技术创新联盟秘书长石瑛秘书长、第三代半导体产业技术创新战略联盟杨富华秘书长和中国半导体行业协会副秘书长刘源超副秘书长分别进行了致辞。集成电路材料产业技术创新联盟秘书长石瑛 致辞石瑛秘书长表示，作为集成电路行业的老兵，她深知分析仪器对于集成电路材料的检测应用的重要性，其对半导体行业整体工艺的提升至关重要。此前，该领域被进口垄断，她非常欣慰看到像莱伯泰科这样的国产企业能够突出重围，突破高端科学仪器制造的卡脖子难题，同时她也祝愿莱伯泰科的质谱仪器能够在半导体市场取得良好的成绩。 第三代半导体产业技术创新战略联盟副理事长兼秘书长、中科院半导体所研究员杨富华先生致辞杨富华秘书长表示，全球半导体检测设备市场呈现国外设备巨头垄断格局，本土企业市场份额较低，因为半导体材料行业对检测仪器的精度要求比较高，但同时，高要求也代表高端仪器未来的发展有很大的潜力。杨富华提到，四极杆质谱作为科学院重点发展的项目之一，其在第三代半导体材料检测方面发挥着重大作用，近些年他观察到国产的仪器技术进步非常大，因此我们更需要大力支持自己的科学仪器产业。中国半导体行业协会副秘书长刘源超先生 致辞刘源超副秘书长在致辞中提到，当前全球主要的经济体都在大力发展半导体产业，并出台相关政策，比如韩国提出了半导体强国等口号，而作为拥有完整产业链的中国，更应该大力发展半导体产业。当前我国的缺芯问题比较严重，且我国在半导体行业高端制程方面是短板，也是需要重点发展的方向。刘源超最后表示，有像莱伯泰科这样的国产企业为我国半导体产业补短板作出的努力，相信我们的产业发展会更好。 本次发布会活动由莱伯泰科市场部经理雒丽娜主持。莱伯泰科市场部经理雒丽娜莱伯泰科质谱事业部高级应用经理 王娟最后，莱伯泰科质谱事业部高级应用经理王娟为与会嘉宾详细介绍了LabMS 5000 ICP-MS/MS的关键技术和核心性能。LabMS 5000搭载莱伯泰科成熟的前处理技术，按照行业的需求进行了定制化的设计，对于半导体行业对灵敏度要求极高的需求，LabMS 5000可胜任超痕量元素分析，并能确保分析结果更加准确可靠。“致知力行 踵事增华”，是莱伯泰科不断前行的企业理念的总结。“致知”代表莱伯泰科不断深耕行业，不断学习、探索和创新的精神；“力行”代表莱伯泰科具备坚定的执行力和行动力，能够迅速响应客户需求，将产品推陈出新的能力；“踵事增华”则代表莱伯泰科愿意与客户共同成长、与行业共同进步，通过不断创新，为加速科学仪器的国产替代进程做出贡献。因此，今天莱伯泰科的新品发布会不仅是产品的展示和介绍，更是莱伯泰科与半导体行业专家和客户的共同探讨和思考。莱伯泰科作为主要国产仪器厂商之一，在分析仪器领域已深耕20年，为客户持续提供兼具科学性与经济性的检测技术及解决方案，在广大客户的眼中，莱伯泰科早已成为他们值得信赖的合作伙伴。并且莱伯泰科始终坚守在推动我国科学仪器发展的第一线，近些年其在质谱创新之路的进展加速着国产替代的进程，也以实际行动助力我国实现高水平科技自立自强。与会嘉宾合影

2022年4月7日上午，西安光机所参与研制的“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”(简称AIMS太阳望远镜)项目迎来了重要的里程碑式节点——奔赴海拔4000米的青海省海西蒙古族自治州冷湖镇赛什腾山观测基地进行最终安装调试。这是研究所纪念建所六十周年活动启动后的第一个出所项目。 　　项目出征仪式在蒲城调试外场举行，在湛蓝的晴空映衬下，印着“瞬见万象 光创未来”出征口号的红条幅与“AIMS太阳望远镜出征仪式”的大幅喷绘海报遥相呼应，仿佛表达着此次出征必定携胜而归的决心。参加仪式的人员有国家天文台研究员郝晋新、林佳本，西安光机所党委书记孙传东、副所长郝伟、先进制造部、空间光子信息新技术研究室负责人、部分中层领导等共34人，特邀中国科学院国家授时中心所长办公室主任赵海成、洛轴智能机械有限公司总经理邓印出席。 　　首先，项目负责人空间光子信息新技术研究室徐崧博副研究员、先进制造部副部长李华分别介绍了项目研制历程与项目管理情况。接下来进行庄重的授旗仪式，先进制造部部长赵建科宣读西安光机所出征冷湖人员名单，由孙传东书记向工作队代表工艺中心主任付兴授予队旗，寄语顺利凯旋同时希望他们发扬西光所艰苦奋斗、攻坚克难优良科研传统，做好“西光精神”传人，让这面鲜艳的队旗在装调阵地高高飘扬。付兴领读誓词，他表示队伍必定不负嘱托、不负期望、不负祖国。中国科学院国家天文台郝晋新研究员讲话，最后由西安光机所副所长郝伟宣布项目设备运输发车。 　　AIMS太阳望远镜项目是国家自然科学基金委支持的国家重大科研仪器项目，由中国科学院国家天文台、中国科学院上海技物所和中国科学院西安光机所等三家单位共同承担，旨在研制国际上第一台中红外太阳磁场观测设备，利用中红外的观测优势，突破磁场测量百年历史中的“瓶颈”问题，实现太阳磁场从“间接测量”到“直接测量”的跨越发展，为诸如天体爆发活动的成因、日冕加热等前沿领域研究提供有力支撑。 　　该项目是大口径、大体积、光学系统极为复杂的地面可见及红外波段光电跟踪设备。研究所高度重视该项目，在多方面给予政策支持。项目团队也是个融合的大家庭，主要来自于空间光子学研究室、先进制造部的装校中心和检测中心，是一支以青年科技力量为主体的战斗团体。三十多人的队伍经验丰富、专业齐备、蓬勃向上、富有朝气和创新意识，他们具备优良的科研作风，始终把产品技术性能先进和质量优良摆在首位，敢打敢拼，不畏艰难，勤奋努力，严慎细实，取得了一系列设计创新、工艺创新、装检技能创新、组织管理创新、党建引领创新等成果。在出所之前的检测装调阶段，适逢西安爆发本土新冠疫情，连续30多天的封闭式管理并没有影响项目的进度，郝伟副所长代表所班子亲自指挥部署，机关积极协调，先进制造部装校中心奋勇当先，持续奋战在岗位，团结协作、众志成城，为项目顺利出所打了一场漂亮的攻坚战。另外，该项目还得到了众多领导和专家的鼎力支持，国家天文台各级领导、专家多次提供帮助与支持，我所老专家熊仁生研究员等也在项目关键性技术方面给予把关审查。这都是项目取得成功不可或缺的部分。 　　项目团队历经四年多来艰难攻关，顽强拼搏、夜以继日的辛勤付出终于结出了胜利的果实。4000米，不仅是海拔高度，更是对出征队伍身心意志、水平能力严峻考验的高度，不过我们相信、信任也祝福他们，因为西光人是不怕打硬仗的，我们等待为他们接风洗尘，期待项目组向研究所成立60周年献礼的最美时刻。