纳米光谱

“据我了解，中国‘嫦娥五号’月球探测器上也配有小型光谱分析仪，除能分析月球常见的矿物组成，还具有研究矿物风化层水合作用的能力。其探测范围覆盖可见光到中红外光，并分别使用 CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）光谱成像、铟镓砷探测器、碲镉汞探测器。而如果利用我们的纳米梁光谱仪，借助其扩展性和移植性，则有望大幅减少探测器种类和数目。除此之外，随着应用目标需求的变更，比如新的工作波段、更大波长范围等，都可通过类似的设计流程，对器件进行快速迭代，充分发挥纳米梁光谱仪的通用化、可定制、灵活性的优势。比如，对于老百姓来说，将来某天去水果摊只需手机扫一下，便可知道瓜是不是保熟。”对于课题组研发的纳米梁光谱仪，华中科技大学武汉光电国家研究中心教授董建绩表示。图 | 董建绩（来源：董建绩）该纳米梁器件具有小尺寸、小模式体积、高 Q 值（衡量电感器件的主要参数）的突出优势，以及结构多样的可调性、对各种集成材料平台的兼容性等性能。除了用作光谱仪以外，它在作为满足集成光子技术发展需求的新型基本单元结构上，同样有较大的应用潜力。此前已经有人使用增益材料结合纳米梁谐振腔实现了室温下的连续激光器，还有人结合石墨烯等二维材料制作出高效的热光调制器。未来有望将这一器件应用到更多的场景，例如发光器件、电光调制器件、力学传感、气相探测等领域。从彩虹到纳米梁器件看似是一个硬件，其背后原理却要从美丽的彩虹说起。“虹”是一种常见的自然现象。通常雨后转晴时，阳光射到空中接近球型的小水滴，产生各种颜色的图谱即自然界的“光谱”。光谱最早是指自然界中的分光图案，后来拓展到整个电磁波段的辐射能量随波长或频率的分布。光谱仪是研究光辐射强度特性随频率变化的光学仪器，它将不同频率的光辐射按照一定规律分开，配合一系列机械、电子、计算机等系统，实现对光辐射的精密测定和研究。光谱分析在现代光学应用中有重要的作用，被广泛应用于工业生产、化学成分分析、环境监测、航天遥感等领域。传统的光谱仪存在结构组成复杂、占用体积大、价格昂贵等劣势，在很多要求便携式设备的应用场合存在限制。而光谱仪的小型化和集成化，可满足各种新兴光谱分析应用的低成本、小尺寸的需求，比如片上实验系统、细胞组织检测分析、乃至移动设备搭载光谱仪等，都是近年来的重要研究方向。一般的微型化光谱仪，都是通过将传统的大型台式光谱仪中的色散元件、或者滤波元件使用集成光子技术小型化后得到的。然而，常见的色散分光型和傅里叶变换型光谱仪，通常需要较长的衍射路径，才能积累足够的光程或光程差，从而分辨不同的光谱分量，故而难以兼得小尺寸和高精度。图 | 级联纳米梁光谱仪工作原理（来源：Optica）光谱计算重建（Computational reconstruction）方法，是近年来新兴的一种光谱仪实现方法。该方法通过计算机辅助计算重建算法，降低了对光谱分光或滤波的严格要求，促使了基于随机结构、量子点、单纳米线等新型光谱仪的涌现。计算重建方法，通过对入射光场和输出通道间的映射进行预先标定，再借助重建算法并使用计算机进行迭代求解线性方程组，从而求出输入光谱。这些基于计算重建方法的光谱仪方案，既具有简单的结构和紧凑的尺寸，同时又表现出更优异的特性。然而，现有方案存在无法根据需求扩展、不够灵活的缺点。例如，在材料加工和集成上，基于精细的材料工程、所获得的材料光谱响应渐变的方案，有着很高的复杂度，由此带来了高成本和低产率，这也导致其较难迁移到其他波段。此外，预校准传输响应也会影响光谱仪的准确率。也就是说，构造一系列具有高度正交性的传输谱，是提高重建光谱性能的关键。在此之前，该团队已经对光子晶体纳米梁谐振腔器件，建立了良好的研究基础和积累，比如应用到光开关[1]、高消光比滤波器[2]、通用模块化光谱仪[3]等。他们发现，纳米梁的传输谱经过热调谐后，可以构成一系列正交的基函数，并且纳米梁单元还具有易于级联扩展的特点，有望解决重建型光谱仪的性能限制问题。图 | 纳米梁单元的热调谐传输谱（来源：Optica）同时，有别于通过材料成分渐变结构获得的光谱仪，该方案是基于结构参数渐变，不仅对不同工作波段具有扩展性和移植性，而且制作工艺与标准 CMOS 工艺兼容，无需精细调节材料组份。因此，课题组将纳米梁谐振腔与计算重建算法相结合，得到了兼顾小尺寸、可扩展、高分辨率的级联纳米梁光谱仪。相比传统的窄带滤波型光谱仪，重建算法使得分辨率突破了谐振峰半高全宽的限制。而相对于其他重建型光谱仪，窄带响应提供了高正交性的预校准基函数，这进一步提高了性能。近日，相关论文以《具有高分辨率和可扩展性的级联纳米梁光谱仪》（Cascaded nanobeam spectrometer with high resolution and scalability ）为题，发表在 Optica（IF 11.1）上[4]，张佳晖担任第一作者，董建绩担任通讯作者。审稿人给予高度评价：“该工作提出的级联纳米梁光谱仪设计方案是非常新颖的，特别是提高了重建型光谱仪的测量分辨率。”并称赞纳米梁结构具有工作波段可扩展性，非常适合发表在 Optica 上。借“光”前行，成就新型光仪器事实上，该团队很早就注意到微型光谱仪这一领域的发展动态。2013 年，耶鲁大学团队就曾经提出一种基于随机结构的光谱仪[5]，成功实现了 0.5nm 窄峰和 0.75nm 间距双峰的重建。2015 年，清华大学、麻省理工学院、加州理工大学的研究人员发表了关于量子点光谱仪的论文[6]。2019 年，英国剑桥大学的学者在 Science 上发表了纳米线光谱仪的工作[7]。这些工作分别提出了不同种类的重建型光谱仪，也为此次研究开拓了思路。2021 年，加州大学圣地亚哥分校的团队提出一种基于分层波导的片上光谱仪，并证明滤波器的传输谱正交性对于提高分辨率是至关重要的[8]。这让董建绩更加深入地思考进一步突破微型化重建光谱仪性能限制的可能性。同时，该团队也注意到，现有的这些重建光谱仪方案使用的宽谱响应基函数存在难以根据实际需求扩展的问题。这一问题也启发了他们对纳米梁光谱仪的研究。本质来看，光子晶体纳米梁是一种一维光子晶体谐振腔，它呈现出和波导尺寸类似的狭窄条状梁。当沿着梁的方向刻蚀周期性的孔，孔中部会有破坏晶体周期性的缺陷。形成的缺陷模式光，会被周围的光子晶体结构约束，仅在缺陷附近形成小模式体积的光场，这就形成了光子晶体谐振腔。由于具有超小的模式体积，纳米梁被视为一种超小型的片上谐振器件，在集成化、微型化应用方面有重要价值，因此也非常适合用作小型化光谱仪的基本单元。图 | 纳米梁单元结构（来源：Optica）于此，该团队希望找到能有效提高分辨率的正交频谱响应，而纳米梁的传输谱完美地具备这个特性。同时，基于设计周期结构尺寸而获得的光子禁带的纳米梁谐振腔不仅易于级联，还可通过改变结构扩展波段，符合他们对可扩展性能的需要。因此，纳米梁是一个符合微型化光谱仪需求的合适器件。为了实现纳米梁光谱仪的设想，该团队制定了“三步走”的研究计划。第一步是空间光谱仪方案。他们将大量纳米梁阵列按照空间排布，通过对空间光进行采集获得不同的频谱响应，结合重建算法设计了空间光谱仪[3]。在这个阶段，课题组对纳米梁的加工工艺进行了探索，包括孔径、波导宽度的工艺误差对谐振性能的影响，为后续工作打好基础。第二步是片上集成化光谱仪方案。引入热调谐以实现超小尺寸，将纳米梁阵列转化为少量级联的单元，通过频率扫描的方式获得高精度测量[4]。研究中，该团队进行了一系列优化设计，还在纳米梁单元引入部分透过结构以实现 Fano 谐振增强，从而进一步提升性能。作为分辨率的表征，他们演示了 0.16nm 线宽的窄带信号以及 0.32nm 间距的双峰信号的重建，还展示了不对称双峰、多峰以及基于3通道级联单元工作的 16nm 宽带信号的重建。图 | 信号重建结果（来源：Optica）第三步是高度集成化光谱仪。“这是未来的目标，就是希望把光谱仪和光电探测器、电路高度集成，实现商用化的光谱分析模块。”董建绩表示。有望用于无人机勘察和宝石鉴定由于具有小尺寸和高性能的特点，级联纳米梁光谱仪有望在各类微型化、便携式需求的光谱分析中得到应用。比如，植被覆盖率是生态环境的重要指标之一。通过将便携式光谱仪集成到无人机上，即可采集目标区域的可见光遥感影像，并通过光谱分析地理类型，获得植被分布情况。不仅可应用于检测植物的物候状态，还可用于估算粮食产量、提供环境政策参考。另外，在宝石考古研究中，由于不同的成因，古代的玛瑙石具有不同的矿物组成、颜色机理、结构特点。而有些宝石出于文物保护价值，无法移动到实验室进行组分分析。便携式的光谱仪就可以很好地解决这个问题。通过对宝石内纤维结构、元素成分的光谱分析，还原出新的历史信息。再比如，蔬菜、水果等农产品的成熟度，对农业采摘、市场交易、长途运输等具有重要的意义，而成熟度较好的水果会在某些波段（通常是红外）具有特定的光谱特性。对于微型化光谱仪来说，它可利用这一特点检测水果是否成熟，甚至帮助量化采摘、销售、保存的最佳时间。某些水果的水分、糖含量、坚实度也可以反映在光谱特性中，这都可以通过便携式光谱仪设备进行检测，具有成本低、快速、方便的特点。此外，得益于纳米梁是一种能带工程器件，可充分发挥其可扩展、可移植的灵活性优势，组装成适用性更广泛的其他商业产品，有望应用在更多集成化、便携式的使用场景中。与人交谈一次，胜过闭门劳作未来，该团队主要有两方面打算。一方面希望实现集成片上功率探测的完整芯片化光谱分析系统，借此达成工程化应用，进一步开发出相关产品，实现一定的演示功能，并希望和有兴趣的公司开展合作。另一方面，在基础研究上，从不同的能带结构设计出发，开发出不同波段需求的光谱仪。董建绩表示，每当遇到实际问题或工作难点，大家总能集思广益、寻找办法。他说：“我常跟大家讲，与人沟通是提高自己的一种有效方式，是一个团队行稳致远的重要基石。沟通不仅体现在老师对学生的引导，还有学长与学弟的传承，更有成员与成员间的探讨。这个项目攻关历时 9 年，期间培养了 3 个博士生，而且攻关仍在继续。列夫托尔斯泰曾说过，‘与人交谈一次，往往比多年闭门劳作更能启发心智。’我想在今后的科研道路上，我们应当继续保持这种良好的习惯。”-End-参考文献：1、Opt. Lett. 45, 2363-2366 (2020)2、Opt. Lett. 46, 3873-3876 (2021)3、ACS Photonics 9, 74-81 (2022)4、Optica, 9(5), 517-521.(2022)5、Nature Photon 7, 746-751 (2013)6、Nature 523, 67-70 (2015)7、Science, 365, 1017-1020 (2019)8、Nat. Commun. 12, 2704 (2021)

p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 　　这两年，拉曼光谱仪一直吸引着业内人士的眼球，各大仪器厂商不断在新产品、新技术、新应用等方面推陈出新，精心布局，不仅如此，新迈入此领域的仪器厂商也层出不穷，可谓热闹非凡。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 　　拉曼光谱如此的蓬勃发展给广大用户提供了更多可选择的空间，那么，当前有哪些主流企业/主流产品?有哪些最新的技术/应用?哪款仪器更适合用户自己的研究工作? /span /p p 　　 strong 仪器信息网：贵公司拉曼光谱仪的定位? /strong /p p 　　 strong 普识纳米： /strong 我司拉曼光谱仪产品主要定位于现场快速检测，拉曼光谱及其相关行业解决方案是我司目前主打产品，目前主要关注领域有：食品安全、环境监测、国防和公共安全。 /p p strong 　　仪器信息网：请回顾贵公司拉曼光谱仪的研发及技术进展历史，贵公司在拉曼光谱仪器方面有哪些优势/专利技术? /strong /p p 　　 strong 普识纳米： /strong /p p 　　1987年，厦门大学表面增强拉曼光谱(SERS)研究团队建立； /p p 　　1988-2010年，发展SERS、TERS和SHINERS技术，成为SERS领域的国际领先团队之一2011年，开展SERS技术的现场快检解决方案研究； /p p 　　2012年，推出全系列SERS增强试剂； /p p 　　2013年，成立普识纳米，以手持式和便携式拉曼光谱仪为载体，推出食品安全快速检测仪； /p p 　　2014年，推出保健品和药品安全快速检测仪； /p p 　　2015年，推出毒化分析仪； /p p 　　2016年，配合独家技术SERS增强试剂，推出科研型便携式拉曼光谱仪。 /p p 　　 strong 仪器信息网：贵公司当前拉曼光谱仪的主流产品和主流技术?有什么样的产品发展计划? /strong /p p 　 strong 　普识纳米： /strong /p p 　　 strong ①　PERS技术解决方案(食品安全-有毒有害物质) /strong /p p 　　● 简单、智能化操作 /p p 　　重量& lt 4.5 kg，方便携带，适合基层人员现场操作。 /p p 　　● 全面检测，快速灵活 /p p 　　每一检测项目可在数分钟内完成检测 /p p 　　● 强大、精准 /p p 　　检测项目涉及非法添加物、滥用添加物、农残、兽残、环境激素、有毒有害化学品、保健品违禁添加等不同类别，检测科目达100多项，检出限可达ppb — ppm级别。 /p p 　　● 专用谱库、自动识别 /p p 　　谱库丰富，涵盖食药中各类非法和滥用添加物、农残、兽残、环境激素和有毒有害化学品等，可以对不明样品进行身份识别 /p p 　　 strong ②　PERS技术解决方案(公共安全+国防安全) /strong /p p 　　● 专为现场使用设计，方便携带，采用云服务平台、GPS 数据和犯罪现场拍照取证等创新技术，内置智能化算法，操作简便，可自动识别可疑毒品和化学战剂(是否需要?)，无需专业人员操作，适合基层人员和防化部队(是否需要?)现场使用。 /p p 　　● 专用的毒品、易制毒化学品数据库和化学战剂数据库，根据中国毒情建立本土化专用数据库。 /p p 　　● 采用智能化算法，可对测试结果进行自动匹配，直接给出判别结果，实现测试结果的自动分析。 /p p 　　● 检测项目涉及冰毒、海洛因、吗啡、摇头丸等符合中国国情的毒品及易制毒化学品，以及氰化物、芥子气和沙林等化学战剂。每一检测项目可在数分钟内完成检测。仪器可拓展性强，可根据客户需求提供定制化服务。　 /p p strong 　　仪器信息网：目前贵公司拉曼光谱仪重点关注的应用领域有哪些?最看好哪个领域?主推的解决方案? /strong /p p strong 　　普识纳米： /strong /p p 　　 strong 1、食品安全快速检测(以果蔬中对硫磷残留的检测为例) /strong /p p 　　1、背景介绍 /p p 　　“民以食为天，食以安为先”，社会进步和公众健康的需求使得人们越来越重视食品安全问题。农产品的质量安全，尤其是农药残留问题，已成为各国衡量食品卫生及其质量状况的首要指标。因具有药效高和易生物降解等优点，有机磷在果蔬生产中常用于防治病、虫、菌和草等危害，但是其大部分属于高毒性农药，如使用不当将会造成环境污染、人畜中毒和各类疾病等。。 /p p 　　2、相关标准 /p p 　　依据我国GB 2763-2014《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》规定对硫磷的限量为0.01ppm，GBT 5009.199-2003《蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留量的快速检测》中对硫磷的检出限速测卡法为1.7 ppm?，酶抑制率法为1 ppm?。 /p p 　　3、解决方案介绍 /p p 　　3.1 技术参数 /p p 　　检测范围：≥1 ppm /p p 　　检测时间：≤10 min /p p 　　实现了各类果蔬中有机磷农药残留的快速、高效和准确筛查 /p p 　　3.2样品检测及结果 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 001.jpg" style=" HEIGHT: 427px WIDTH: 500px" border=" 0" hspace=" 0" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/d978217d-4c45-4d9b-bd02-521203f990ef.jpg" width=" 500" height=" 427" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 上图为含不同加标浓度对硫磷的青菜样品的SERS检测结果 /p p 　　 strong 2、 保健 品中违禁添加物检测(以抗疲劳保健品中西地那非的检测为例) /strong /p p 　　1、背景介绍 /p p 　　保健品是食品的一个种类，具有一般食品的共性，能调节人体的机能，适于特定人群食用。市售的保健品以“纯天然，效果佳，无不良反应”的宣传颇受消费者青睐。在利益驱使下，一些企业违法添加西药成分以提高相关保健品的功效并牟取暴利。消费者在不知情的情况下，食用这样的保健品，易造成处方药过量服用，非但不能保健身体，反而会危害健康。中国消费者协会调查显示，相当比例的保健品中存在非法添加现象。具有降血压、缓解体力疲劳、降血糖和减肥等功能的产品，是非法添加的重灾区。 /p p 　　2、相关标准 /p p 　　2012年3月20日，国家食品药品监督管理局发布《保健食品中可能非法添加的物质名单(第一批)》，声称缓解体力疲劳(抗疲劳)功能产品和声称增强免疫力(调节免疫)功能产品可能违禁添加的药品包括西地那非。 /p p 　　3、解决方案介绍 /p p 　　3.1 技术参数 /p p 　　检测范围：≥50 ppm /p p 　　检测时间：≤10 min /p p 　　实现了各类保健品中11种西地那非类药物的非定向、快速、高效和准确筛查 /p p 　　3.2样品检测及结果 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 002.jpg" style=" HEIGHT: 455px WIDTH: 450px" border=" 0" hspace=" 0" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/ce083e71-52f3-4e53-a555-9f62d84d6ced.jpg" width=" 450" height=" 455" / /p p 　　上图为市售某品牌肾白金，某品牌白金睾酮和某品牌海马粉原料的SERS检测结果 /p p 　　 strong 仪器信息网：从整个行业来分析，目前拉曼光谱仪都有哪些先进的技术值得大家期待?同时有哪些问题亟待解决?未来拉曼光谱仪的技术发展趋势? /strong /p p 　　 strong 普识纳米： /strong 从基础科研角度看，受激拉曼光谱和针尖增强拉曼光谱(TERS)因分具有高时间和高空间分辨率而为科研人员所重视。受激拉曼光谱拥有非线性效应带来的高灵敏度、低背景干扰以及良好的定量效果，已在生物和医学检测展示出巨大的应用前景。TERS技术的纳米级空间分辨率以及同时获得基底形貌和化学指纹信息的独特特点已在表面科学分析中展现独特优势，其与超快光学结合可实现极高的时空分辨率，在溶液、电化学等复杂环境的科研发展值得期待。此外，集成微型化和连接大数据库的光谱自动化分析的进一步提高和改进，高光光谱仪和波长可调谐的共振激光光谱仪等技术的发展及与其他技术的联用，SERS增强理论和定量能力的进一步完善，都是基础科研的重要发展方向。 /p p 　　从实际应用角度看，发展微型，低价，操作便捷且具备自动化测量数据分析的小型拉曼光谱仪已经成为主流。拉曼光谱在食药安全、公共和国防安全以及珠宝鉴定等方面的常规拉曼检测已趋于成熟，不少企业都已经发展了专用拉曼光谱仪并建立相关谱图库。但是，对于痕量农残、兽残、爆炸物和毒品等物质的快速SERS检测，大都停留在实验室研究层面，不具有实际应用推广价值。经过5年的潜心专研，普识纳米实现了质的突破，在食药安全、公共和国防安全领域发展了一系列快检方案，这些方案的可靠性、稳定性以及非定向检测能力具有世界领先水平，已获得市场认可和好评。 /p p 　　国产和进口的差距：激光光源已经较小差距，但是朝生产窄线宽稳频小型化拉曼仪器适用的激光器方向努力的公司并不多 软件功能自动化控制还需要积累 电机精度、稳定性及寿命仍有待提高 检测器CCD等一些核心部件主要还是受控于外企。 /p p 　　 strong 仪器信息网：预测未来拉曼光谱仪的市场发展潜力(包括应用方向、方法标准、政策法规等)? /strong /p p 　　 strong 普识纳米： /strong 现场快速检测是拉曼实际应用的重要发展方向之一。为规范相关市场，普识纳米联合厦门大学和福建省计量科学研究院编写的福建地方标准《便携式拉曼光谱快速检测仪技术要求》，已于今年年初正式发布 国家标准《拉曼光谱仪》也正在编纂中。 /p p 　　目前国内的食品和药品安全问题已经成为影响国计民生的重大问题，国务院“十二五”规划食品药品放心工程的重点在于健全食品药品的安全检测体系和质量监管机制，加强食品药品在生产、流通和消费环节的监管，这都迫切的需要一种实时、快速、灵敏的现场检测方法，而微型拉曼光谱仪器是最符合以上要求的仪器。根据国务院的要求我国必将在未来几年逐步完善各个环节的安全检测能力，而根据2010年发布的中国连锁百强名单，其中经营涉及食品、餐饮、医药的企业的门店数接近10万个而且还在快速增长中，而这仅占社会食品药品企业门店数的10%左右，这是一个潜在市场规模上百亿的市场，而目前这一市场尚处于起步阶段，国内的销售额约1亿人民币，必将在未来的几年内迎来爆炸性的增长。 /p p 　　另根据美国拉曼光谱厂家的市场分析数据的调查，小型(包括手持式)拉曼光谱仪的市场前景光明，长远来看全球至少有100亿美元的市场，其中食品安全占到5亿美元，医疗领域将占到70亿美元，公共安全方面占10亿美元。 /p p 　　市场发展方向及发展趋势 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 图2.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/8aa3a7a6-bbb0-4b60-8b83-84cd53299832.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 图2 拉曼光谱仪的市场消费模式 /p p 　　同多数电子产品一样微型化、低成本、高性能是拉曼光谱仪市场的主要发展方向，普及式的个人消费模式是微型拉曼光谱仪的主要市场发展趋势。基于拉曼光谱检测技术的特殊优越性，其在食品安全、公共卫生等与人民群众日常生活密切相关的领域有着越来越广泛的应用。如图2所示拉曼光谱仪的市场消费模式主要有公共机构消费模式、企业消费模式和个人消费模式，其中公共机构消费模式、企业消费模式主要集中在大型拉曼光谱仪的消费上，其特点是单机性能优越、功能全、价格高，但其消费量有限。这两种消费模式在某一产品的市场化过程中往往仅起到导向作用，本身并不能支撑该产品实现完全的商业化并成为一个产业，例如电子计算机行业的行业发展过程，真正促使电子计算机行业成为一个庞大产业的是第三类消费模式即个人消费模式的巨大推动力。 /p p 　　拉曼光谱仪及其附带的拉曼检测技术要真正成为一个产业，就必须激活拉曼光谱仪的个人消费模式，使其蓬勃的发展起来。微型拉曼光谱仪的性能通过MEMS技术可以使其与大型的拉曼光谱仪相当，结合其自身的优势像价格低、携带方便、应用操作简单等特点，可以促使其在人民大众的日常生活中得到广泛的应用，实现普及化，广泛的用于日常生活中，像在菜市场、超市购物时，基于MEMS技术的微型拉曼光谱仪可以方便帮助人们检测有无污染，保障人民日常生活的饮食安全。如同微型电脑对电子计算机行业实现产业化的巨大推动作用一样，基于MEMS技术的微型拉曼光谱仪的研制可望促使拉曼光谱仪及拉曼检测技术实现产业化。微型拉曼光谱仪以及配套解决方案是拉曼光谱仪市场的进一步发展的方向和发展趋势。 /p p style=" TEXT-ALIGN: right" （内容来源：普识纳米） /p

neaSCOPE是德国neaspec公司推出的全新一代散射式近场光学显微镜（简称s-SNOM）。neaSCOPE基于散射式核心设计技术，不依赖于入射激光的波长，很大程度上提高了光学分辨率，能够在可见、红外和太赫兹光谱范围内，提供优于10 nm空间分辨率的光谱和近场光学图像。neaSCOPE同时支持s-SNOM功能与纳米红外（nano-FTIR）、针尖增强拉曼（TERS）、超快光谱（Ultrafast）和太赫兹光谱（THz）进行联用，实现高分辨光谱和成像。由于其高度的可靠性和可重复性，neaSCOPE已成为纳米光学领域热点研究方向的优选科研设备，在等离子激元、二维材料声子极化、半导体载流子浓度分布、生物材料红外表征、电子激发及衰减过程等众多研究方向得到了许多重要科研成果。本文将概述neaSCOPE在不同领域发表的高水平文献。 neaSCOPE纳米光谱与成像系统一、高效有机光伏材料nature materials 对于有机光伏材料来说，在纳米尺度上的供受体结构域的形貌控制是提高其激子的扩散和解离、以及载流子的传输和复合损耗抑制效率的关键所在。本文展示了一种基于多个不同长度尺度的三元供受体形貌生成的双原纤维网络。这种结构形貌是通过辅助共轭聚合物结晶器和非富勒烯受体丝组装结合使用得到的。本研究的关键点在于使用neaSCOPE纳米光谱与成像系统对双原纤维网络PM6/L8-BO有强烈红外信号对比度的1648/1532 cm-1波段进行纳米级的红外成像。在此之上，通过对横跨图像的线方向进行数据的采集与分析，文章估算出其材料的供体与受体原纤维的直径分别为22.1 nm和 22.6 nm。并就此得出结论：其供受体结构域这种较低的混合体积导致材料拥有了较低的配对重组率和较高的填充因子。 综上所述，通过利用这种双原纤维网络的形貌结构，该研究将损耗最小化，能力输出最大化，使得在单结有机光伏材料中获得20%的能量转换效率成为了一种可能。 Zhu et al., nature materials 21, 656 (2022)二、催化剂的分子特性J. Am. Chem. Soc. 明确地鉴别催化剂中毒的类别需要具有纳米级空间分辨率和提供吸附物的吸附位点和其吸附几何形状的详细的化学结构和表面官能团的准确信息。时至今日，不通过牺牲化学特性就在纳米级尺度上研究金属/金属氧化物界面的催化剂硫中毒还是一项非常困难的工作。本研究利用纳米傅里叶红外光谱和扫描式近场光学显微镜（nano-FTIR & s-SNOM）在纳米尺度上鉴定了基于Pd（纳米盘）/Al2O3(薄膜)平面模型催化剂表面上的硫基催化剂中毒的化学性质、吸附位点和吸附几何形状。在此之上，本研究揭示了对于单个Pd纳米粒子来说，即使只是所用的硫酸盐种类有纳米颗粒之间的不同，也会使硫中毒有所不同甚至产生巨大的变化。 nano-FTIR & s-SNOM提供关键的分子级视角对于开发具有更长寿命的高性能多相催化剂至关重要。 J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 8848&minus 8860三、固态电池Nature Communications 固态电池因其各种各样的优势（比如更高的安全性和能量密度），拥有显著影响能源存储行业的潜力。不过，电极/电解质界面的物理化学性质和过程仍然是其需要面对的挑战。因此，对此类界面的原位表征以及对催化工程方案的科学性理解的揭示变得十分需要。在本研究中，作者利用了各种尺度的原位显微镜（光学、原子力和红外近场）以及纳米傅里叶红外光谱nano-FTIR对电化学操作生成的石墨烯/固体聚合物电解质界面进行了无损表征。作者发现固体聚合物电解质固有的纳米结构和化学异质性在镀锂和脱锂的过程中引发了一系列额外的纳米级界面异质性；这其中包括锂离子电导率、电解质分解和界面形成的异质性。 He et al.. Nature Communications 13. 1398 (2022)四、纳米系统的光电特性Applied Surface Science 碳纳米管（CNTs）, 石墨烯纳米带, 以及过渡金属二硫属化物（TMDCs）等纳米尺度系统的光电特性是由它们的介电函数决定的。这个复杂的与频率相关的函数受激子共振、电荷转移效应、掺杂、样品的应力和应变以及其表面粗糙度影响。对于此介电函数的了解使科学家能够探知材料的透射和吸收特性。在本研究中，研究者使用扫描式近场光学显微镜s-SNOM相关的技术提取了局部区域介电变化的数据。并在此之上，将s-SNOM测量的结果与空间分辨光致发光（PL）光谱和开尔文探针力显微镜(KPFM)测量的结果相关联。 将s-SNOM与局域光致发光结果相关联是识别和表征层间激子的有力工具。这种新颖的方法也开始在低维系统（碳纳米管和石墨烯纳米带）上得以应用。 Applied Surface Science 574 (2022) 151672

p 　　布鲁克于2018年4月17日，马萨诸塞州比勒利卡宣布收购Anasys Instruments公司，该公司是一家开发和制造纳米级红外光谱和热测量仪器的私营公司。这笔收购进一步扩充了布鲁克的拉曼和FTIR光谱仪以及纳米级表面科学仪器(如原子显微镜和白光干涉型三维显微镜)产品组合。该交易的财务细节未披露。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/75a82dbc-4e49-4d0b-8a77-059772df4391.jpg" title=" 微信图片_20180420132329.jpg" / /p p 　　AnasysInstruments公司总部坐落于加利福尼亚州圣巴巴拉市，是基于纳米探针的热测量和红外测量领域的先行者。其业界领先的nanoIR& #8482 产品被一流学术和工业科学家、工程师应用于软质和硬质材料学和生命科学。最近，Anasys推出的10纳米分辨率nanoIR成像进一步提高了产品性能。 /p p 　　布鲁克纳米集团总裁Mark R. Munch博士表示：“我们为这样的战略性高增长业务领域被纳入我们的纳米级显微和光谱测量产品组合而感到激动。由此产生的巨大的应用和技术协同效应将在未来使我们的客户获益匪浅。” /p p 　　Anasys创始人兼前CEO Roshan Shetty表示：“我们非常高兴能够有布鲁克这样的公司，带领我们的业务向新阶段发展。我们相信，我们在热测量和纳米级红外光谱测量领域所取得的独特开创性成果，将为布鲁克的创新仪器研究以及全球业务奠定基础。” /p p 　　 strong 关于Anasys Instruments公司 /strong /p p 　　AnasysInstruments是纳米级、亚微米级和宏观光热红外光谱测量领域的全球领导企业。我们致力于提供创新型产品和解决方案，以纳米级的空间分辨率测量样品物理特性和化学特性在空间上的变化，可涵盖各种不同领域，包括：聚合物、二维材料、材料学、生命科学和微电子等。我们的目标是通过提供有效的解决方案，帮助研究人员明确前进方向，帮助工业界解决关键的工艺难题。 /p p 　　 strong 关于布鲁克公司(NASDAQ: BRKR) /strong /p p 　　在超过55年的时间里，布鲁克始终致力于帮助科学家不断取得突破性进展，并开发出能够提高人类生活质量的全新应用。其高性能科学仪器以及极具价值的分析诊断解决方案使科学家能够在分子、细胞和微观层面上探索生命和材料。 /p p 　　通过与客户紧密合作，布鲁克在生命科学分子研究、应用材料与制药行业应用、显微技术、纳米分析及工业应用领域中不断取得创新并显著提高了生产力，同时帮助客户取得成功。近年来，布鲁克还成为了细胞生物学、临床前成像、临床表型组学与蛋白质组学研究、临床微生物学及分子病理学研究领域的高性能系统供应商。 /p

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。 10月31日，HORIBA Scientific举办了光谱应用系列在线讲座（5）——“光谱仪在化学领域中的应用”，涉及：拉曼光谱、荧光光谱两大技术，现将问题整理后供大家参考。课程1：FLQ：苏州大学-材化部-林老师：您在讲座中提到设置激发区域与发射区域重叠至需要点上一阶，二阶瑞丽散射就能够消除倍频么？A：不需要。根据样品的具体发光信息判断，例如瑞利散射强度也可以作为定量依据；在三维荧光扫描中，通过勾选一、二级瑞利散射选项，可以有效扣除无效数据。 Q：广州工业大学-轻化-宋老师：请问目前能做SWCNT的三维荧光测试的荧光光谱仪有哪几种？A：HORIBA的Nanolog可以实现宽波长稳瞬态研究，并配置独有的NanoSizer软件，可以轻松获得碳管直径和手性指数。 Q：广州工业大学-轻化-宋老师：请问您说的与显微镜耦合，和已有的荧光显微镜有什么区别？A：荧光光谱仪与荧光显微镜耦合后，具有以下功能：1.利用氙灯宽波长范围特点，激发波长宽范围内可选，单色性强；2. 可获得单点或微区内样品的发射光谱信息；相比荧光显微只获得荧光强度，耦合后可以区分相似发光信息，提高特异性检测，获得全谱信息。 Q：杨老师：可以做显微荧光吗？A：可以。HORIBA可以提供市场上大多数品牌的荧光显微镜耦合方案，并且可实现单点或成像信息；此外，HORIBA还提供耦合显微镜实现荧光寿命成像分析。 Q：中科院生态中心-王老师：请概要阐述一下目前拉曼/荧光/磷光光谱本质上产生机理有什么不同？A：主要是激发态能级不同。拉曼属于散射信号；荧光、磷光则属于发射信号。 课程2：RamanQ:上海高研院-宏观量子-秦老师：拉曼散射波长主要受什么因素影响？强度、带宽？A:此处拉曼散射波长应该指的是拉曼谱峰的峰位。拉曼光谱是表征分子结构信息的，它的谱峰位置主要和折合分子量（即化学键两端的原子量）以及键能相关。例如，C-H（约3000波数）出现在高波数位置，而C-C（约1600波数）出现在相对低波数位置。此外，当样品受到应力作用时，谱峰的位置也会相应发生改变。谱峰强度主要和物质浓度相关，当物质具有偏振效应时，谱峰强度还和分子取向以及测试的偏振模式相关。带宽这里应该指拉曼光谱中的半高宽(FWHM)，它主要与物质的有序程度相关。例如单晶硅的半高宽小于非晶硅。 Q:杨老师：如果将纳米材料加入到某些体系当中，是否还能通过拉曼光谱进行测试呢？A:可以。例如在有些研究中将碳纳米管导入特定细胞中，通过拉曼成像可以将不同的细胞区分出来。再比如在电池中掺入石墨烯等，可以通过拉曼光谱进行相应研究。 Q:苏惜不若：能简单介绍超低波数测量装置的原理吗？A:超低波数测量通过体布拉格光栅实现。通过组合与角度调节，终实现超低波数测量。 Q:苏惜不若：什么叫近场、远场，如何定义的？A:所谓近场光学，是相对于远场光学而言。传统的光学理论，如几何光学、物理光学等，通常只研究远离光源或者远离物体的光场分布，一般统称为远场光学。远场光学在原理上存在着一个远场衍射限，限制了利用远场光学原理进行显微和其它光学应用时的小分辨尺寸和小标记尺寸。而近场光学则研究距离光源或物体一个波长范围内的光场分布。在近场光学研究领域，远场衍射限被打破，分辨率限在原理上不再受到任何限制，可以无限地小，从而基于近场光学原理可以提高显微成像与其它光学应用时的光学分辨率。 Q:浩气长存：TERS的拉曼信号可以增强多少？A：TERS信号增强的量级与针尖密切相关。目前有报道将TERS用于单分子检测。 Q:中科院生态中心-王老师：HORIBA应用中心可以提供一些特殊样品测试服务吗？A：可以。具体情况请直接和我们联系，或者通过以下网址提交样品具体信息。www.horibaopticalschool.com关注我们HORIBA光谱学院：www.horibaopticalschool.com邮箱：info-sci.cn@horiba.com微信二维码：

物理世界的数字化时代正奔涌而来。2D、3D视觉技术将物体的颜色、形状、大小、尺寸、位置等信息转换为AI时代的大数据，但物质成分的数字化进程却停步不前。如今，可解码万物“指纹”的革命性视觉成像技术—高光谱成像正打破这一僵局。高光谱成像突破人眼限制，可实现万物成分检测，为机器视觉提供更真实、更准确的物理世界信息，为人类提供更高维度观察世界的方式。近日，《南方日报》等媒体持续聚焦海谱纳米光学(以下简称“海谱”)微型高光谱成像MEMS芯片及快速增长的高光谱成像市场。从专注研发到高光谱产品的工程化、市场化，海谱跨过创业公司“死亡之谷”的背后，折射的是国产MEMS芯片在全球高端芯片竞技场的突围。从深圳市海谱纳米光学科技有限公司(Hypernano，简称海谱)获悉，2022年初，该公司宣布正式全球率先量产了第一代微型高光谱成像MEMS(微机电系统，Micro-Electro-Mechanical System)芯片，高光谱工业相机及高光谱相机模组即将推向市场。▲海谱纳米光学据悉，基于微型高光谱成像MEMS芯片技术，海谱推出的高光谱成像模组在波长精度、拍摄速度、空间分辨率、半峰宽、视场角等专业技术指标上达到全球领先水平，体积比传统光谱相机缩小了近1000倍，是业界尺寸最小的高光谱相机模组。半导体老兵深圳创业跨越“死亡之谷”海谱创始人兼CEO黄锦标介绍，公司于2019年1月创立，以“光谱芯视觉，感知超极限”为使命，专注于高光谱成像技术的设计与研发。▲黄锦标黄锦标毕业于南开大学微电子专业，有着20多年半导体技术和市场经验，曾担任多家半导体公司高管，有着很强的系统开发和市场开拓的经验。而海谱研发团队在MEMS领域拥有近20年的芯片设计与工艺制造经验，团队核心成员包括多名顶尖MEMS专家及深圳孔雀人才。2022年3月，海谱完成数千万元A轮融资，投资方包括昆仑资本、远方资本、湾信资本。业内人士介绍，MEMS芯片最常用的是承担传感功能，在整个大的信息系统里有点类似于人的感官系统。从行业而言，欧美是MEMS产业、技术与产品的发源地，处于全球领先地位，中国MEMS产业起步较晚，MEMS产业还处于发展的起步阶段，我国不仅在精度和敏感度等性能指标上与国外存在巨大差距，应用范围也多局限于中低端领域。因而有芯片创业难，MEMS芯片创业更难的说法。不过，尽管我国MEMS传感器厂商面临诸多挑战，但从上游设计、中游制造、下游封装等领域国产替代的空间巨大。▲海谱微型高光谱成像MEMS芯片正因为身处MEMS产业这一高精尖行业，海谱从成立初期的3年，经历了高科技创业公司所面临的“死亡之谷”考验，即从技术研发到产品量产的种种挑战。“创业公司的技术再领先，也要把它变成一个工程化且可市场化的产品，这个过程有很多坑，只有迈过去，技术才具有商业价值。”黄锦标称。黄锦标介绍，海谱走到去年年底时，最核心的技术芯片开始量产。同时，将芯片应用于相机的相关模组也已准备完毕，相当于公司在技术工程化产品这个初创公司最大的槛，已经迈了过去。填补国内微型高光谱MEMS芯片领域空白说起海谱的技术，首先还要科普一下光谱技术。光谱学始于英国科学家牛顿，是人类借助光认知世界的重要方式，地球上不同的元素及其化合物都有自己独特的光谱特征，光谱因此被视为可以辨别物质的成分信息。光谱学的最大特色之一，是研究光与物质产生相互作用的学科，通过物理的方法可以获取物体的成分，在应用上可以非接触和非破坏地进行检测。典型的如天文对象、高温物体、放电气体… … 在分子和原子层次上物质作分析研究，主要是用光谱方法。比如人类用光谱相机拍摄遥远星球的表面物质。▲高光谱原理黄锦标介绍，高光谱成像技术则将成像技术与光谱技术相结合，可获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。其原理是将成像技术与光谱技术相结合，在探测目标二维空间信息的同时，获取其每一个空间位置上的光谱信息，从而实现对物质成分的直接检测。物质光谱信息具有指纹特性，即不同的物质拥有不同的光谱，因此高光谱成像为机器视觉的物质感知、识别和分析提供了新路径，是继2D、3D视觉技术之后的下一代革命性视觉成像技术。2019年，海谱在深圳成立后，开启第一款微型高光谱成像MEMS芯片的研发设计与流片。2020年初，海谱宣布正式量产第一代微型高光谱成像MEMS芯片，填补了国内在微型高光谱成像MEMS芯片领域的空白。传统光谱成像设备一般手工组装，存在体积大、价格昂贵、无法批量生产等问题，海谱微型高光谱成像MEMS芯片具备高空间分辨率、高透光率等性能优势，解决了光谱成像设备体积、成本等问题 芯片化量产还可有效降低高光谱成像设备的台间差，实现芯片至整机全自动组装。由此，海谱突破性地实现了MEMS特殊工艺的突破，解决了高光谱成像工业化、低成本和量产化的业界难题，研发能力覆盖芯片设计、光学模组、产品相机、算法研发、完整应用解决方案等高光谱全链条技术，可为全球多领域客户提供一站式高光谱成像解决方案。“传统的光谱成像设备是一个大仪器 海谱的相机模组才一片指甲大，而且更便宜，不管从体积还是价格、便利性都跨越民用的门槛，也是中国在这个细分芯片赛道上做到了世界领先的位置。”黄锦标这样比较。▲高光谱成像技术可检测物质成分芯片产品覆盖全光谱波段，万物皆可测目前，公司已推出几款芯片，形成全光谱覆盖，实现万物皆可测。黄锦标介绍，高光谱成像MEMS芯片及模组可以应用于工业检测、医疗健康、安防环保、食品检测、IOT等多场景。例如在工业检测领域，高光谱技术可在非接触的情况下实现食品检测分拣、质量等级筛选等功能，以往几分钟或数小时的检测结果如今可实时在线获取。在医疗健康，高光谱设备可赋予普通显微镜高光谱视觉能力，同时还可实现癌症筛查、手术辅助成像等功能。在安防环保领域，高光谱技术可对水质、环境进行实时监测，实现对水质的定性、定量观测，实现云图可视化效果。在食品检测领域，高光谱成像技术可对肉类、果蔬、粮油等进行材质分析，检测果蔬的糖度、水分、硬度、酸度等指标，智能分析肉类的新鲜程度。值得留意的是，海谱不仅有硬件团队，也有AI算法团队，这也保证了芯片获取数据后可以计算建模，得到一致性较高的结果。为何一个默默无名的初创科技公司，可以填补芯片产业空白，实现全球技术领先?黄锦标介绍，高光谱成像MEMS芯片是一个多学科的技术突破，不单单涉及微电子，还有化学、材料、机械、光学等。但是，公司一直聚焦于高光谱成像技术这一细分领域，而且公司核心研发团队此前20年专注于该细分技术的研发，有着世界领先的技术沉淀。“中国芯片暂时落后于国外，实际上差在积累不够，除了资本、政策和市场加持，需要很多科研人员、工程师长年累月地在实验室和芯片产线上辛勤付出，这样才有领先技术突破。”黄锦标称，作为一名90年代从大学毕业后进入半导体行业的老兵，见证了深圳20来年半导体行业的萌生、发展和蓬勃，希望通过自主科技创新，支持国产技术在半导体“无人区”技术实现更多突破。【深创者说@黄锦标】“我们一直强调，一个技术是否具有先进性、突破性，一定要有用，要为市场和消费者提供所认可的解决方案。海谱将微型高光谱成像MEMS芯片与人工智能算法结合，来为消费者转译物体的成分信息。比如我们人眼或者普通相机拍一块肉，就是一张普通照片，但是安装我们芯片的相机拍出的照片，经过算法读取，会转换出一个普通人可理解的结果，告诉你这块肉是否新鲜。我们坚持不会做终端产品。现在国内尤其深圳已经有很多全球知名的硬件终端产品公司，我们的定位是生产芯片以及解决方案，来服务这些硬件终端产品公司。在我们看来，现在中国卡脖子，是卡在缺少上游核心芯片或器件的技术和制造能力。海谱立志于去做这样的一个角色。

在满足目前各种应用需求的前提下，光谱分析仪器和方法也在不断的创新发展中，不论是分子光谱还是原子光谱都涌现了一系列创新的成果，特别是拉曼光谱、近红外光谱、激光诱导击穿光谱、太赫兹、超快光谱、荧光相关光谱、高光谱等相关技术彰显了极具诱惑的市场活力，引领着行业发展的方向。第十二届光谱网络会议（iCS 2023）中，近50位专家报告充分彰显了光谱创新潜力，纷纷展示了一系列的创新成果：从仪器整机到关键部件；从系统集成到方法开发；从大型科研仪器，到用于现场的便携、手持设备；从实验室检测设备，到过程分析技术……为了更好的展示这些创新成果，同时也进一步加深专家、用户、厂商之间的合作交流，会议主办方特别策划《光谱创新成果“闪耀”iCS2023》网络专题成果展，集中展示本次光谱会凸显的创新成果，包括但不限于仪器、部件、技术、方法、应用等。徐明 研究员中科院生态环境研究中心人物简介：徐明，中国科学院生态环境研究中心，研究员，博士生导师。主要从事重金属（离子态、颗粒态）的健康效应、分子靶点及分析方法研究。获国家基金委优秀青年科学基金、入选中国科学院青年创新促进会。主持并参与国家自然科学基金、科技部973、科技部重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项B等9项。发表论文72篇，申请和授权国家发明专利3项。本次会议中，中科院生态环境研究中心徐明研究员分享了《贵金属纳米颗粒的体内示踪与原位成像谱学方法研究进展》（点击回看》》》）引发行业关注。会后，我们也再次邀请徐明研究员分享其团队在纳米颗粒原位分析的系列研究成果。1、成果简介纳米材料已被广泛应用于工业、农业、食品、医药等领域。例如，银纳米颗粒作为抗菌剂被用于病原微生物的消杀，金纳米颗粒因其优良的光学性能和生物相容性被用于疾病诊断与治疗等等。一旦进入生物体内，纳米颗粒会经历复杂的转化过程，包括溶解、聚集、解聚等。纳米颗粒的体内转化会改变其物理化学特性，进而对纳米颗粒的功能产生影响。然而，目前针对纳米颗粒体内转化、分布的原位分析表征极具挑战。通常使用电子显微镜对组织或细胞内的纳米颗粒进行检测，该种方式成本高，操作难，不易于推广。其它成像技术，如质谱、红外光谱、拉曼光谱、荧光光谱等，成像分辨率难以达到纳米级别，无法实现单颗粒分析。针对上述难题，为实现生物组织和细胞中纳米颗粒转化与分布的精确分析，徐明研究员研究团队近期开展了基于光谱成像和质谱成像的纳米单颗粒原位分析研究。成果一：细胞内金纳米颗粒聚集行为的单颗粒成像分析为观测金纳米颗粒（AuNPs）的细胞内聚集行为，我们基于高光谱暗场显微镜（EHDFM）开发了一种单颗粒成像分析新方法。利用局域表面等离子共振现象（LSPR）产生的散射光谱信号，可对AuNPs的聚集程度进行定性和定量分析，实现生物介质中和细胞内AuNPs的原位单颗粒分析（图一）。该方法具有很好的特异性与灵敏度，相关研究成果近期已发表于Journal of Physical Chemistry B（https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.2c08289）。图一成果二：利用间充质干细胞进行肿瘤靶向递送金纳米颗粒的原位成像分析为观测金纳米颗粒（AuNPs）的体内行为与分布特征，其团队整合了激光溅射电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）和高光谱暗场显微镜（EHDFM）技术，可实现生物组织中AuNPs的定性与定量成像分析（图二）。针对纳米颗粒肿瘤靶向效率低的问题，我们比较了间充质干细胞（MSC）介导的AuNPs肿瘤靶向与增强渗透滞留效应（EPR）间的递送效率差异，证实MSC介导的肿瘤靶向递送效率比EPR效应提高了2.4~9.3倍，可将更多AuNPs递送至肿瘤坏死核心。相关研究成果近期已发表于ACS Nano（https://doi.org/10.1021/acsnano.2c07295）。图二成果三：新型核壳结构纳米探针成像分析银纳米颗粒的胃肠道转化为观测纳米颗粒的体内转化过程，我们开发了一种以星形金纳米颗粒为内核，外层包覆银壳的球形核壳结构纳米探针（Au@AgNPs）。在体内，一旦该探针的银壳发生溶解等转化，就伴随着元素和光谱信号的变化，进而可通过LA-ICP-MS和EHDFM进行成像分析（图三）。利用该纳米探针，其团队成功示踪了颗粒银在小鼠胃肠道中的转化与吸收过程，揭示了颗粒银和离子银的体内行为与分布特征的差异。相关研究成果近期已发表于Advanced Functional Materials（https://doi.org/10.1002/adfm.202302366）。图三2、产业化意向上述相关的成果正在申请国家专利，后续将发展更多面向应用的技术方法和成像探针，欢迎相关的科研与产业合作。3、课题组未来研究计划后续研究中，徐明研究员研究团队将重点开发针对生物分子和纳米材料的质谱、光谱成像技术。

纳米技术是当今国际科学技术领域发展的重点学科之一，纳米技术带动了科学技术的巨大进步甚至革命性的突破，发展纳米技术产业也是对国家战略性新兴产业发展有力的推动。在此背景下，由国家科技部、中国科学院、江苏省人民政府共同举办的第三届&ldquo 中国国际纳米技术产业发展论坛暨纳米技术产品展(CHInano2012)&rdquo 将于2012年9月13-15日在苏州国际博览中心举办。 届时，欧普图斯光纳科技将出席本次展会。现诚邀广大客户朋友莅临指导与交流！ 官方网址：http://www.chinanoexpo.com/zhxx.asp

一、 neaspec推出全新一代纳米光谱与成像系统neaSCOPE系列产品 近期，全球知名纳米显微镜领域制造商neaspec推出了纳米光学显微镜neaSCOPE全新一代系列产品，加载了全新技术，拓展了产品功能，以满足客户多样的实验需求。neaSCOPE是基于针增强的纳米成像和光谱，以应用为目的，满足客户在科学，工程和工业研究等不同领域的科研需求。由于其高度的可靠性和可重复性，neaSCOPE已成为纳米光学领域热点研究方向的科研设备，在等离子激元、二维材料声子化、半导体载流子浓度分布、生物材料红外表征、电子激发及衰减过程等众多研究方向得到了许多重要科研成果。neaSCOPE技术特点和优势包括：♢ 行业的针增强技术，高质量的纳米分析实验数据。♢ 采用模块化设计，针对用户的实验需求量身定制配置，同时兼顾未来的升需求，无需重复购置主机。♢ 软件使用方便，提供交互式用户引导功能，让新用户也能快速上手。流程化的软件界面，逐步引导用户轻松完成实验操作。♢ 功能多样、可靠性高，已得到大量发表文章的印证，在纳米光学领域有很深的影响力，是国内外实验室的头号选择。二、neaSCOPE全新一代产品型号 IR-neaSCOPE：基于AFM 针的激光诱导光热膨胀的纳米红外成像和光谱。IR-neaSCOPE可测量纳米红外吸收谱。该设备利用AFM-IR机械信号来检测样品中激光诱导的光热膨胀。IR-neaSCOPE无需红外探测器和光学干涉仪，为热膨胀系数大的样品（如聚合物、生物材料等）提供了一种经济高效的纳米红外成像及光谱研究的解决方案。IR-neaSCOPE提供红外吸收成像，点光谱和高光谱成像，并可升到IR-neaSCOPE+s，拓展更多功能，实现更多种类材料的研究。♢ 将样品的光学与机械性质有效地去耦，实现无伪影的吸收测量。♢ 将激光地聚焦在探针上，实现优化条件下对样品的无损表征。♢ 互动式软件界面，帮助新用户直接上手，获取高质量数据。IR-neaSCOPE+s：探测商用AFM针的弹性散射光，实现纳米红外成像和光谱。IR-neaSCOPE+s能实现10 nm空间分辨率的化学分析和电磁场成像。该设备利用先进的近场光学显微镜技术来测量红外吸收和反射率，以及局部电磁场的振幅和相位。设备支持红外纳米成像、点光谱、高光谱、以及纳米 FTIR，可使用CW照明源，宽波激光器，以及同步辐射源。IR-neaSCOPE+s在有机和无机材料分析方面具有广泛的应用案例以及特殊的近场表征手段，如定量s-SNOM或亚表面分析。♢ 同时探测样品吸收和反射，适用于各类型材料。♢ 快速可靠的s-SNOM成像和光谱系统，在不影响数据质量的情况下实现高效数据产出。♢ 结合多光路设计和多项技术，实现大量选配功能（纳米 FTIR、透射、底部照明、光电流等）。...… VIS-neaSCOPE+s：局部电磁场偏振分辨的近场成像（振幅和相位）。VIS-neaSCOPE+s优化了可见光波长范围内的振幅和相位的矢量场成像。利用的s-SNOM技术实现对等离子体纳米结构和波导结构的近场成像和光谱研究。VIS-neaSCOPE+s提供灵活的光路配置，能够进行偏振测量、侧面和底部照明。同时支持升纳米FTIR 和TERS功能。♢ 检测局域电磁场的振幅和相位，实现对波衰减、模场和色散的全面表征。♢ 有的100%无背景检测技术和稳定的无像差对焦，保证在可见光全波数范围内的实验结果。♢ 灵活的光路选配，可将光源聚焦到样品或探针上，适用于等离子体不同的研究方向。 THz-neaSCOPE+s：纳米尺度太赫兹 （THz） 近场成像和光谱多功能平台。THz-neaSCOPE+s可在纳米尺度上实现太赫兹成像和光谱。该设备基于完全集成的紧凑型 THz-TDS 系统，可直接用于半导体纳米结构、二维纳米材料和新型复合材料系统的电导率研究。THz-neaSCOPE+s同时支持用户自由耦合太赫兹和亚太赫兹源，并集成了市面上SPM仪器中的软件界面，是强大的纳米太赫兹分析仪器。 ♢ 全反射光路，大程度上兼容宽波和单波太赫兹源，覆盖全部光谱范围。♢ 模块化设计和多光束路径设计，支持多种分析功能，包括光电流、泵浦以及纳米FTIR。♢ 基于THz-TDS 技术，实现紧凑且完全集成的太赫兹纳米光谱。 IR-neaSCOPE+fs：10 fs 时间分辨率和 10 nm 空间分辨率的超快泵浦光谱。IR-neaSCOPE+fs实现了泵浦光谱空间分辨率的突破。设备基于纳米FTIR 的fs激光系统，提供完全集成的硬件和软件系统，实现纳米的时间动态研究。该系统具备有的双光路设计、无色散光学元件、以及可选配的SDK，兼容各种泵浦激光器，使用成熟的高功率实验配置进行突破性的超快研究。♢ 完全集成的系统，帮助用户免于复杂的设备调试，专注于研究本身。♢ 无芯片的光学元件进行光聚焦和收集达到大时间分辨率。♢ 灵活的硬件和软件界面，可根据客户实验需求定制。 IR-neaSCOPE+TERs：nano-FTIR与nano-PL和TERS相结合，突破性的纳米尺度光谱探测技术。IR-neaSCOPE+TERs将纳米FTIR与针增强拉曼TERS和光致发光（PL）光谱相结合，在同一显微镜内利用弹性和非弹性散射光同时进行表征。该系统通过简单的光路校准可实现互补的红外光和可见光散射，可使用商用镀金的AFM探针进行稳定的纳米拉曼和PL表征。 ♢ 模块化设计和多光路设计，实现AFM探针在同一位置的纳米FTIR和纳米拉曼/PL光谱。♢ 通过简单的光路校准收集AFM探针针的强弹性散射光。♢ 使用商用AFM探针获得大 TERS 信号。♢ 优化的软件数据收集处理，在同一用户界面进行所有测量。 cryo-neaSCOPE+xs：超低温环境纳米光学成像和光谱。cryo-neaSCOPE+xs可在端低温下实现近场光学纳米成像和纳米光谱。该设备可获得高质量的近场信号，且支持可见光、红外光、以及太赫兹源。因此，该系统可实现10 K以下不同能相关的研究。cryo-neaSCOPE+xs 基于全自动干式低温恒温器，无需液氦。该系统同时具备共聚焦以及接电功能，以实现低温条件下的多功能研究。♢ 的s-SNOM和纳米FTIR技术，实现低温下纳米光学分析，温度低至10K。♢ 使用neaspec 照明和检测模块，兼容红外到太赫兹光源，应用领域广泛。♢ 使用全自动闭式循环高真空干式低温恒温器，降温速度快，使用成本低。 三、背景简介neaspec创立于2007年，起源于德国马克斯普朗克研究所，因其在纳米分析领域的一系列突破性技术而受到广泛关注。neaspec和Quantum Design结为全球战略合作伙伴，并于2013年次引入中国。产品经过多次升换代，设备的各方面性能均已达到高度优化。目前在国内的用户包括清华大学、北京大学、中国科学技术大学、中山大学、中科院诸研究所等高校和研究所。此次升使得系统在软件用户交互性、模块化、后续升兼容性方面具有更大的提升。 四、应用案例1. Nature: 双层旋转的范德瓦尔斯材料中的拓扑化激元和光学魔角 相关产品：IR-neaSCOPE+s 2018年W. Ma等在Nature报道了范德瓦尔斯材料α-MoO3 中的面内双曲声子化激元的重要发现。2020年6月，G.W. Hu等在此基础上通过理论预测并在实验上证实了双层旋转范德瓦尔斯材料α-MoO3体系，可以实现由转角控制的声子化激元从双曲到椭圆能带间的拓扑变换。在这个变换角附近，光学能带变成平带，从而实现激元的直线无衍射传播。类比于双层旋转石墨烯中的电子在费米面的平带，作者因此将这一转角命名为光学魔角。 研究中作者采用散射型近场光学显微镜（s-SNOM）对双层α-MoO3 旋转体系进行扫描测试。实验结果显示，在接近魔角时，光学能带变平，声子化激元沿直线无衍射传播。此外，通过测试不同转角的双层体系，作者成功观测到在不同频段大幅可调的低损耗拓扑转换和光学魔角。这一重要发现奠定了“转角光子学”的基础，为光学能带调制、纳米光操控和超低损耗量子光学开辟了新的途径，同时也衍生出“转角化激元”这一重要分支研究方向，为进一步发展“转角声学”或“转角微波系统”提供了重要的线索和启发。（引自：中国光学-公众号，2020年6月11日《Nature：光学魔角！二维材料转角遇见光》） 【参考】 Topological polaritons and photonic magic angles in twisted α-MoO3 bilayers. Nature, 2020, 582, 209-213.2. Nature: 天然双曲材料的声子化研究 相关产品：IR-neaSCOPE+s W. Ma在自然材料体系（α-MoO3）中观察到在平面内各项异性传播的声子化激元，包括传播速度不同的平面椭圆型和单向传播的平面双曲型声子化激元；并发现了在α-MoO3中支持的声子化激元具有低的损耗。实验发现，α相三氧化钼在两个光谱范围内存在两个剩余射线带，声子化激元的传播行为在两个剩余射线带内表现出不同的性质。在低剩余射线带内，α相三氧化钼可以在中红外波段支持双曲型声子化激元，也就是说声子化激元仅沿一个方向传播([001]方向)，在垂直方向[100]的传播完全被抑制，这种化激元有多种具吸引力的性质，它具有强的场局域特性，可以支持厚度可调节的波导模式，并且损耗低。而在另外一个剩余射线带内,α相三氧化钼在中红外波段支持椭圆型声子化激元,化激元沿着[001]和垂直方向[100]以不同的波长进行传播，这种化激元传播寿命高达约8 ±1 ps，远高于目前已知的高寿命。研究进一步促进了光学器件的微型化和多元的调制特性，并且再次证明自然材料中仍然具有无穷的挖掘潜力。 【参考】 In-plane anisotropic and ultra-low-loss polaritons in a natural van der Waals crystal. Nature, 2018, 562, 557–562. 3. 纳米空间分辨超快光谱和成像系统在范德瓦尔斯半导体研究中的应用 相关产品：IR-neaSCOPE+fs近年来，范德瓦尔斯（vdW）材料中的表面化激元(SP)研究，例如等离化激元、声子化激元、激子化激元以及其他形式化激元等，受到了广大科研工作者的关注，成为了低维材料领域纳米光学研究的热点。其中，范德瓦尔斯原子层状晶体存在特的激子化激元，可诱导可见光到太赫兹广阔电磁频谱范围内的光学波导。同时，具有较强的激子共振可以实现非热刺激（包括静电门控和光激发）的光波导调控。2020年7月，美国哥伦比亚大学Aaron J. Sternbach和D.N. Basov教授等研究者在Nature Communications上发表了题为：“Femtosecond exciton dynamics in WSe2 optical waveguides”的研究文章。研究者以范德瓦尔斯半导体中的WSe2材料为例，利用德国neaspec公司的纳米空间分辨超快光谱和成像系统，通过飞秒激光激发研究了WSe2材料中光波导在空间和时间中的电场分布，并成功提取了飞秒光激发后光学常数的时间演化关系。同时，研究者也通过监视波导模式的相速度，探测了WSe2材料中受激非相干的A-exciton漂白和相干的光学斯塔克（Stark）位移。【参考】 Aaron J. Sternbach et.al. Femtosecond exciton dynamics in WSe2 optical waveguides, Nature Communications, 11, 3567 (2020) 4. ACS Nano：光致发光、拉曼、近场光学同步测量技术揭示二维合金材料新特性 相关产品：IR-neaSCOPE+TERs 单层异质结构的应用潜力直接受到材料内在和外在的缺陷影响。乔治亚大学的研究人员在Abate教授的带领下，利用neaSNOM散射式近场光学显微镜，研究了二维（2D）单层合金光致氧化过程中纳米尺度下的奇异界面现象。他们发现界面张力可以通过建立稳定的局部势阱来集中本征激子，从而实现高的热稳定性和光降解稳定性。该实验结果由neaspec公司特的nano-PL / Raman和s-SNOM同步测量技术所采集，并已发表在ACS NANO中。在实验中，作者合成了由单层面内MoS2-WS2异质结构制成的2D纳米晶体，这些晶体在富Mo的内部区域和富W的外部区域间，显示出了较强的纳米合金界面。在针增强照明刺激下（100天），作者进一步观察到，光降解过程中界面的激子稳定性、局域性和不均匀性。得益于高度敏感的s-SNOM成像技术，作者探测到富W的外部区域的反射率出现急剧下降。该反射率始于晶体边缘，并随时间向内传播。在同一样品区域获得的高光谱纳米光致发光（nano-PL）图像显示，W氧化相关的激子的猝灭会遵循与s-SNOM相同的模式（在边缘开始并向内传播）。值得注意的是，合金界面的内部区域表现出了强大的抗氧化能力。即使在光降解100天后，它仍具有很强的s-SNOM信噪比和未淬灭的nano-PL信号。为了进一步研究结构变化，作者使用nano-PL进行了增强拉曼高光谱纳米成像测量，并在同一扫描区域的每个像素处获取了空间和光谱信息。实验结果表明，在整个晶体的光降解过程中，WS2拉曼峰逐渐消失，而在内部区域中的MoS2仍然存在。该结果表明在相同的环境条件、同一显微镜下测量相同的晶体，由于热诱导的合金和基底晶格常数的不匹配，导致光氧化与局部应变存在一定的关联。而合金界面可防止该应变传播到内部区域，从而防止其降解。 【参考】 Photodegradation Protection in 2D In-Plane Heterostructures Revealed by Hyperspectral Nanoimaging: The Role of Nanointerface 2D Alloys. ACS Nano 2021, 15, 2, 2447–2457. 5. Cryo-SNOM低温近场在氧化物界面的新应用 相关产品：cryo-neaSCOPE+xs 氧化物界面处的二维电子体系（2DES）做为一个特的平台，将典型复合氧化物、强电子相关的物理特性以及由2DES有限厚度引起的量子限域集成于一体。这些特的性质使其在电子态对称性、载流子的有效质量和其它物理特性方面与普通半导体异质结截然不同，可以产生不同于以往的新现象。然而氧化物界面多掩埋于物质间使其难以探测，为探究其局限2DES需要一个无创并且具有很高空间分辨率的表征技术，如果还能提供一个较宽范围内温度变化的平台将大地推进该领域的研究。通常光学显微镜可用于上述研究，其中，远场的探测技术由于受到波长和衍射限的限制缺乏空间分辨率，而红外波段的光束探测传导电子的Drude反应分辨率仅有几个微米的量，无法满足测试需求，而利用散射式近场光学显微镜(s-SNOM)可以克服这一限制，使其具有10-20 nm的空间分辨率并获得光响应信号中的强度和相位信息。近期，Alexey B. Kuzmenko团队在Nat. Commun.上获得新进展，他们利用s-SNOM来研究从室温下降到6K时LaAlO3/SrTiO3界面的变化情况，从近场光学信号，特别是其中的相位分量信息可以看出对于界面处的电子系统的输运性质具有其高的光学敏感度。这一模型说明了2DES敏感性来源于AFM针和耦合离子声子模型在很小穿透深度下的相互作用，并且该模型可以定量地将光信号的变化与冷却和静电选通控引起的2DES传输特性的变化相关联，从而提供操控光学信息的有效手段。从利用s-SNOM得到的实验结果和建立的模型结果来看，二者之间具有很好的拟合，这一结果说明了电子声子相互作用对于在零动量时的表面声子离子模型的散射化吸收具有至关重要的作用。【参考】 High sensitivity variable-temperature infrared nanoscopy of conducting oxide interfaces. Nature Communications 2019, 10, 2774. 6. Science：近场太赫兹光电流-石墨烯等离子体在近费米速度传播下的非局域量子效应 相关产品：THz-neaSCOPE+s西班牙光子科学研究所（ICFO）的 Marco Polini教授和Frank H. L.Koppens教授在《Science》上发表了题为：Tuning quantum nonlocal effects in graphene plasmonics的文章。 在本篇文章中，研究者利用散射式近场光学手段，对石墨烯-(h-NB)-金属复合体系表面进行了纳米尺度下的精细扫描，由此观测到了太赫兹波段下的石墨烯等离子体以近费米速度进行传播。研究发现，在慢的速度（数百倍低于光速）下，石墨烯等离子的非局域响应得以探测，通过近场成像能够以无参数匹配手段清晰地揭示无质量的Dirac电子气体的量子描述，进而展示了三种类型的非局域量子效应，即单粒子速率匹配，相互增强费米速率和相互减弱压缩性。通过该近场光学的研究方法，研究者终提供了确定电子体系的全时空反应的新途径。 【参考】 Tuning quantum nonlocal effects in graphene plasmonics. Science 2017, 357, 187. 五、部分发表文章[1]. Nature (2021) 596, 362[2]. Science (2021) 371, 617[3]. Nature Physics (2021) 17, 1162[4]. Nature Phot. (2021) 15, 594[5]. Nature Chem. (2021) 13, 730[6]. Nature (2020) 582, 209[7]. Nature Phot. (2020) 15, 197[8]. Nature Nanotech. (2020) 15, 941[9]. Nature Mater. (2020) 19, 1307[10]. Nature Mater. (2020) 19, 964[11]. Nature Phys. (2020) 16, 631[12]. Nature (2018) 562, 557 [13]. Nature (2018) 359, 892[14]. Science (2018) 362, 1153 [15]. Science (2018) 361, 6406 [16]. Science (2018) 359, 892[17]. Science (2017) 357, 187[18]. Science (2014) 344, 1369[19]. Science (2014) 343, 1125

&mdash &mdash 纳米技术与百姓生活 纳米技术是一门崭新的高科技交叉学科，将引领未来科技产业革命，并对我们的生活和社会产生深远的影响。作为中国创新型领先城市之一，苏州市正致力于以纳米技术产业引领新兴产业资源，打造&ldquo 纳米之城&rdquo 。 本次&ldquo 中国苏州国际纳米技术成果与产品展&rdquo 由科技部、中科院、江苏省人民政府联合主办，由江苏省科学技术厅和苏州市人民政府联合承办，已于2010年11月13至15日在苏州国际博览中心成功举行。 欧普图斯光纳科技作为特邀展商在此次展会中以&ldquo 纳米技术与百姓生活&rdquo 为主题进行了特装展出。 图1：欧普图斯光纳科技展台 在11月13日，即开幕式当天上午，诸多政府部门的官员及相关部门领导莅临会场。 其中科技部的张局长、苏州市商务局局长王飏、苏州市质监局钮雪林局长、苏州市工业园区经发局局长张昊、苏州市发改委副主任陆文刚协同其他领导一起参访了我公司的展台，并与工作人员进行了亲切交谈。展会中苏州工业园区主要领导一行也亲临我公司展台。 图2：科技部张局长一行参访 图3：苏州市商务局局长王飏、苏州市质监局钮雪林局长、 苏州市工业园区经发局局长张昊与我公司领导亲切交谈 会议期间，欧普图斯光纳科技重点介绍了于2007年开始的与国家质检总局的&ldquo 十一五&rdquo 合作项目， 作为项目成果，在2010年8月全国食品生产监管技术应用情况交流现场会中，国家质检总局将纳米增强拉曼方法纳入现场快速检测的食品安全执法监管体系，拉曼光谱方法将在食品安全检测领域全面推广应用。详见http://www.zzjj.com.cn/Article_Show.asp?ArticleID=3900 我公司的激光拉曼检测系统经上海市食品药品监督管理局批准入驻移动检测车，并成功应用于2010年上海世博会食品安检，此项成果赢得来访观众一致感叹。 欧普图斯光纳科技基于其国际领先的纳米增强激光拉曼光谱技术为食品安全、公安刑侦、 环境监测等提供的全新的现场快速解决方案，吸引了众多国内和多国观众的关注， 纷纷驻足参访并深入交流。同时还有相关媒体前来采访。 图4：苏州媒体特别报道 此次展览重点围绕纳米技术成果应用和产业化，并搭建了一个纳米技术成果转化与交流的公共平台，促进科技成果转化，推动产业间的商业合作。我公司旨在通过本次展览将最前沿的科技成果应用于我们的日常生活中，以改善我们的生存环境，提高我们的生活质量。

9月24日，宁夏自治区党委常委、固原市市委书记张柱一行在厦门副市长黄晓舟、市科技局孔曙光局长陪同下赴厦门产业技术研究院创新大厦调研科技创新平台建设，莅临我司参观指导“十二五”国家重大科学仪器设备开发专项产业化单位等离激元增强拉曼光谱仪器研发与应用中心、厦门市分析仪器研发与产业化中心，同时对促进两岸协同创新、推动两岸创新主体联合开展重大技术攻关、合作共建科研创新平台等方面给出了建设性的意见。　　宁夏自治区党委常委、固原市市委书记张柱一行到访普识纳米　　宁夏自治区党委常委、固原市市委书记张柱高度评价了普识纳米在拉曼光谱技术取得的成就，鼓励我们保持发展劲头，保持在拉曼光谱行业的领先地位。　　普识纳米董事长讲解产品　　厦门市普识纳米科技有限公司，由田中群院士带领团队开展等离激增强拉曼光谱技术在食品安全、环境、公共安全、细胞及生物体系、临床医学、材料科学等多个领域的设备和应用技术开发和成果转化。目前累计申报专利100多项(国内最多)，并获得了国家科学技术奖。多项技术已被行业世界500强企业使用推广，产品已广泛被全国食药监、公安和海关出入境等执法部门采用，受到有关部门认可和嘉奖。　　作为制定国家《拉曼光谱仪》标准唯一一家企业单位，公司将继续发扬“研发领先、攻坚克难”的精神，用卓越的技术和严格的标准为行业、社会、国家创造价值。

胶体半导体纳米微晶，如CdSe纳米点、CdS纳米棒因其光致发光和光致发光效率很高且发射波长的粒径可调等优良光学和电学性质而在光电器件等方面有重要应用。目前这些应用已经拓展到了激光二极管、激光器、显示屏以及生物标记等领域。将纳米点和纳米棒进行组装可以得到纳米点棒异质结，不同类型的材料组合可以得到不同类型的异质结，而通过调控纳米棒和纳米点的尺寸比例又可以进一步对其发光性能进行调控，这无疑增加了纳米微晶的调控维度并大大丰富了光电学性质。　　近年对纳米点棒异质结的光发射研究层出不穷，尤其是其带边发射不仅取决于其本征的能带结构，还会受到声子的调控。在声子辅助下，原本跃迁禁戒的暗态可能转变为跃迁允许的亮态，形成新的发射峰，从而发现了诸多带边发射的新奇现象。纳米微晶的声子主要有光学声子和声学声子。光学声子主要是由纳米微晶原子间的相互作用决定的，而声学声子则严重依赖于纳米微晶的形状和尺寸。由于声学声子的频率低且强度弱，学界对纳米微晶及其异质结的研究还非常少。　　拉曼光谱是表征声子振动光谱的重要技术手段。近年来，中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室谭平恒研究组与意大利技术所教授Roman Krahne在中科院王宽诚率先人才计划卢嘉锡国际创新团队的支持下，利用该研究组自己发展的超低波数拉曼技术在非共振条件下对CdSe/CdS纳米点棒异质结的超低频量子受限的声学声子进行了系统的研究。他们发现该纳米点棒异质结的声学声子主要包含了伸缩模(2 cm-1~10 cm-1)和径向呼吸模(10 cm-1~20 cm-1)，这与纳米棒的声学模式类似，但是异质结的径向呼吸模较相应尺寸纳米棒出现了明显的红移(2-3 cm-1)，且红移量随着异质结中纳米点尺寸的增加而增加。有限元模拟结果表明，该红移主要是由纳米点导致的呼吸模局域化所引起的。伸缩模的非局域性使得这种红移效应明显减弱。进一步研究表明，纳米点引入的平均声速度减小是导致异质结量子点径向呼吸模红移的直接原因。在改良的Lamb理论中，引入有效声速度，可以得到声速度改变的有效体积基本与纳米点尺寸相同，更进一步验证了异质结中呼吸模振动的局域性。研究还发现，通过调控纳米点位置也可以调控呼吸模的振动频率和振幅分布等性质。对于CdSe/CdS这种I型异质结来说，其吸收主要由CdS棒来决定，而光发射局域在CdSe纳米球部位，也就是说，声学模的局域部位与光跃迁位置相同，因此这为通过调控纳米点的粒径和位置来调控纳米点棒异质结声学声子辅助的光学跃迁性质提供了可能，对研究点棒异质结的光发射性质具有重要参考意义。　　该项研究工作也得到了国家自然科学基金委的大力支持，相关研究成果于近期在线发表在美国化学会学术刊物《纳米快报》(Nano Letters)上。Mario Miscuglio和林妙玲为该文章的共同第一作者，谭平恒和Roman Krahne为该文章的共同通讯作者。　　文章链接CdS纳米棒(左)和CdSe/CdS点棒异质结(右)的结构示意图、拉曼光谱以及振动幅度分布图

项目编号：CLF0123GZ00ZC63项目名称：华南理工大学纳米红外光谱及近场光学显微镜预算金额：620.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：620.0000000 万元（人民币）采购需求：序号标的名称数量（单位）简要技术需求或服务要求（具体详见采购需求）最高限价万元（人民币）1纳米红外光谱及近场光学显微镜一套纳米红外光谱及近场光学显微镜主要用于对样品表面形貌、纳米力学、纳米热学、以及微纳米尺度的化学成分分布进行表征，可获得微纳米材料的红外吸收光谱，并且可以得到微纳米尺度上的化学成分分布图。620经政府采购管理部门同意，本项目（纳米红外光谱及近场光学显微镜设备）允许采购本国产品或不属于国家法律法规政策明确规定限制的进口产品，具体详见采购需求。本项目采购标的所属行业为：工业合同履行期限：国内供货：在合同签订后（30）天内完成供货、安装和调试并交付用户单位使用；境外供货（可办理免税）：收到信用证后（300）天内。本项目( 不接受 )联合体投标。对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名称：华南理工大学地址：广州市天河区五山路381号联系方式：文老师 020-871129622.采购代理机构信息名称：采联国际招标采购集团有限公司地址：广州市环市东路472号粤海大厦7、23楼联系方式：陈女士 020-87651688转分机132或1303.项目联系方式项目联系人：陈女士电话：020-87651688转分机132或130

p 　　比利时校际微电子中心(IMEC)9日发表公报说，该中心成功开发出一种能直接读取单分子DNA(脱氧核糖核酸)碱基的新型光学纳米孔器件，有望用于遗传学研究快捷测序。 /p p 　　据介绍，新型器件结合了表面增强拉曼光谱和纳米孔流体技术，能以超高分辨率，实现无标记检测DNA中的遗传编码以及表观遗传变异。研究近期发表在英国《自然· 通讯》杂志上。 /p p 　　具体来说，这项技术通过纳米流体技术驱动DNA分子穿过一种拉长的纳米孔结构--表面等离子体纳米缝。而拉曼光谱是一种可反映分子特征结构的分子振动光谱。当DNA分子穿过纳米缝时，就会同时激发表面增强拉曼光谱，提供碱基分子的“指纹图”，以达到化学键水平的精准识别。 /p p 　　据介绍，这种新型纳米孔器件不仅可以“读取”DNA编码，还可以“读取”碱基的各种化学修饰产物。这些修饰产物通常携带了与表观遗传变异相关的大量信息，同时它们也影响细胞中的基因表达，对进化研究和分析癌症等疾病的发展具有重要意义。 /p p 　　表观遗传学是遗传学研究中最为前沿的领域之一，研究基因的DNA序列不发生改变的情况下，基因表达发生了可遗传的改变等现象。目前使用的表观遗传测序方法大都繁琐费时且价格昂贵。新型器件“是向开发可用于表观遗传学研究的快捷测序方案迈出的重要一步”，IMEC资深研究员陈昌博士说。 /p p 　　比利时校际微电子中心成立于1984年，是一家在纳米电子、能源和数字技术研究和创新领域领先的独立研究中心，总部位于比利时鲁汶，并在荷兰、美国和中国等地拥有研发小组。 /p

时间是和客观实体的运动相联系的，对时间认识的广度和精度反映的是人类对客观认识的广度和精度。从孔夫子的“逝者如斯夫”到现代科学限普朗克时间，人类从未放弃对时间的不断思索。1923年，H. Hatridge等人次通过液相反应流动管实现了优于秒时间分辨的实验，由此发展而来的停-流法将时间分辨进一步提高到数十毫秒并延用至现今诸多科学实验。1960年代开始，随着红宝石激光器技术的广泛应用，超短脉冲技术不断突破，人类对光谱研究的时间分辨也正式步入皮秒乃至飞秒，激发态分子内能量转换过程、液相化学反应过程、激发能的系间跃迁速率、振动态弛豫等一系列相关科学方向的研究因此得以蓬勃发展。时间和空间是相互关联的，根据爱因斯坦的狭义相对论，任意运动过程是通过速度将空间和时间联系在一起的，只有在限速度下我们才可以确认时空分割的精度。随着超快时间光谱研究的深入，科学家们自然地将空间分辨纳入到了时间分辨的讨论范围，于是一种同时结合高时间分辨和高空间分辨的技术手段应运而生。德国neaspec公司在10纳米空间分辨光谱技术上，利用的双光路设计，集成二路超快激发光，实现了高50飞秒的超快光谱测量，次将超高的时间分辨和空间分辨进行了统一。 图一：AFM探针上的双光路设计确保时间分辨光谱的实现 2014年，该设计理念在实验室成功搭建并商业化后，先在红外光谱领域中被广泛应用于半导体载流子激发-衰减过程，黑磷表面化电子-空穴生成，相变材料光诱导响应速度等一系列微纳领域超快过程的研究。近年来，太赫兹光谱技术逐渐兴起，由于其具有能量低，生物友好，兼有电子学和光子学特点等特性而受到广泛关注。neaspec公司也于今年推出了一款全新的基于太赫兹TDS技术的纳米超快光谱，实现了在太赫兹波段的pump-probe集成。图二：A. 纳米超快光谱在一维纳米线中对载流子衰减过程的研究；B. 纳米超快光谱在多层石墨烯中泵浦激发消逝过程的研究 参考文献：[1]《超快激光光谱学原理与技术基础》，2013，北京化学工业出版社[2] Artifact free time resolved near-field spectroscopy, 2017, Optics Express, 24231[3] Ultrafast and Nanoscale Plasmonic Phenomena in Exfoliated Graphene Revealed by Infrared Pump?Probe Nanoscopy, 2014, Nano Letter, 894[4] Ultrafast multi-terahertz nano-spectroscopy with sub-cycle temporal resolution, 2014, Nature Photonics, 841

一、项目基本情况1.项目编号：CLF0123GZ07ZC91项目名称：华南理工大学纳米红外光谱及近场光学显微镜预算金额：620.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：620.0000000 万元（人民币）采购需求：序号标的名称数量（单位）简要技术需求或服务要求（具体详见采购需求）最高限价万元（人民币）1纳米红外光谱及近场光学显微镜一套纳米红外光谱及近场光学显微镜主要用于对样品表面形貌、纳米力学、纳米热学、以及微纳米尺度的化学成分分布进行表征，可获得微纳米材料的红外吸收光谱，并且可以得到微纳米尺度上的化学成分分布图。620经政府采购管理部门同意，本项目（纳米红外光谱及近场光学显微镜设备）允许采购本国产品或不属于国家法律法规政策明确规定限制的进口产品，具体详见采购需求。本项目采购标的所属行业为：工业合同履行期限：国内供货：在合同签订后（30）天内完成供货、安装和调试并交付用户单位使用；境外供货（可办理免税）：收到信用证后（300）天内。本项目( 不接受 )联合体投标。2.项目编号：0809-2341HGG14055项目名称：华南理工大学大型结构疲劳试验机采购项目预算金额：205.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：205.0000000 万元（人民币）采购需求：序号标的名称数量（单位）简要技术需求或服务要求（具体详见采购需求）最高限价万元（人民币）1大型结构疲劳试验机1套具体详见采购需求205.00本项目（大型结构疲劳试验机）只允许采购本国产品，具体详见采购需求。本项目采购标的所属行业为： 工业 交付地点：华南理工大学五山校区。合同履行期限：在合同签订后（210）天内完成供货、安装和调试并交付用户单位使用本项目( 不接受 )联合体投标。3.项目编号：GZZJ-ZFG-2023606项目名称：华南理工大学植物活性组分高效制备系统采购项目预算金额：118.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：118.0000000 万元（人民币）采购需求：序号标的名称数量（单位）简要技术需求或服务要求（具体详见采购需求）最高限价万元（人民币）1植物活性组分高效制备系统1套植物活性组分高效制备系统，可实现对细胞、酵母、细菌、藻类等内溶物进行高效提取，并实时监测内溶物的电导率、溶解氧、pH、温度等多项指标。设备操作便捷，稳定，能够满足食品，生物，医药等多领域研究需求。主要应用于果酒果醋果汁等食品加工；化妆品功能活性提取、活性改性；中药组分预处理等研究。人民币118万元本项目只允许采购本国产品。本项目采购标的所属行业为：工业合同履行期限：在合同签订后（90）天内完成供货、安装和调试并交付用户单位使用；本项目( 不接受 )联合体投标。4.项目编号：0809-2341HGG14046项目名称：华南理工大学超快瞬态荧光光谱仪（条纹相机）采购项目预算金额：375.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：375.0000000 万元（人民币）采购需求：序号标的名称数量（台/套）简要技术需求或服务要求最高限价万元（人民币）1超快瞬态荧光光谱仪（条纹相机）1具体详见采购需求375.00 经政府采购管理部门同意，本项目允许采购本国产品或不属于国家法律法规政策明确规定限制的进口产品，具体详见采购需求。本项目采购标的所属行业为： 工业 合同履行期限：关境内货物：在合同签订后（40）天内完成供货、安装和调试并交付用户单位使用；关境外货物：办理免税证明后360天内完成供货、安装和调试并交付用户单位使用；质保期：不少于1年。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2023年09月12日 至 2023年09月19日，每天上午9:00至12:00，下午14:00至17:30。（北京时间，法定节假日除外）地点：采联国际招标采购集团有限公司官网（http://www.chinapsp.cn/）方式：详见本招标公告“六、其他补充事宜”。售价：￥0.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：华南理工大学　　　　　地址：广州市天河区五山路381号　　　　　　　　联系方式：文老师 020-87112962　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：采联国际招标采购集团有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：广州市环市东路472号粤海大厦7、23楼　　　　　　　　　　　　联系方式：陈女士 020-87651688转分机132或130　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：陈女士/张芷华电　话：　　020-87651688转分机132或1304.采购代理机构信息名 称：广东华伦招标有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：广州市广仁路1号广仁大厦7楼　　　　　　　　　　　　联系方式：何工 020-83172166转823（hualunsibu@163.com）　　　　　　　　　　　　5.项目联系方式项目联系人：何工电　话：　　020-83172166-823

HORIBA Scientific将于9月11日上午1:30举办&ldquo 有机电子学中纳米材料的光谱型椭偏表征&rdquo 免费网络讲座，欢迎大家届时参加。 有机电子学是一门新兴技术，正广泛应用于有机光伏（OPVs）、有机发光二管（OLEDs）、有机晶体管（OTFTs-传感器）和生物传感器等产品。 HORIBA Scientific邀请了希腊亚历士多德大学有机电子研究组组长Argiris Laskarakis博士作为本次讲座的主讲者。讲座将围绕柔性有机电子器件中的纳米材料的光学表征展开讨论，例如柔性OPVs。此外，还会讨论在Roll-to-Roll(R2R)系统上实现在线椭偏系统、实时分析柔性PET衬底上印刷的纳米薄膜的光学常数和和厚度形貌等内容。 作为拥有有近200年发展历史的光学光谱专家，HORIBA Scientific的椭圆偏振光谱仪可广泛应用于显示（TFT/OLED等）、光学镀膜、半导体、光电子、太阳能、纳米及生物技术等领域。与此同时，HORIBA Scientific也通过此类技术交流会不断与各领域的研究者进行深度合作，始终为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。 您可以通过新浪官方微博来关注HORIBA Scientific新的动态，也可以通过以下邮箱与工程师进行技术交流：info-sci.cn@horiba.com

“查缉工作对我而言，已经成为生活中的一部分，有时候危险就在一瞬间，我们也不会考虑太多，都已经习惯啦！”背对着阳光，这名脸庞黝黑的老查缉员笑得有些腼腆，那些在普通人眼里看起来惊心动魄的经历，只是他平凡生活的一个小插曲，黑夜离去，查缉工作又将开启新的篇章。哪有什么岁月静好,不过是有人替你负重前行！　　9月4日，由国家禁毒办组织的全国公安禁毒部门“红蓝对抗2020”毒品查缉技能大比武圆满结束，“净边2020”专项行动取得了阶段性战果。　　2020年度大比武中，立足抓重点、补短板、强弱项，坚持以战代练、以练促战、战练结合，在实战中磨练队伍，增强查缉能力，提高实战技能，全力堵截“金三角”地区毒品渗透入境和制毒物品入滇外流。来自全国31个省区市和新疆生产建设兵团的50支参战队伍，在云南搭建5个主战场共破获毒品犯罪案件130起，缴获各类毒品350.6千克。图1 国家禁毒办副主任安国军/李宪辉慰问参战人员　　在本次红蓝对抗大比武，普识纳米带着三款手持式拉曼光谱仪,HR650D(785nm拉曼)/HR853D(1064nm拉曼)/D700HC(785nm拉曼)都取得了不俗的成绩，仪器的稳定性和检测便利性深受参战一线队伍好评。　　在缉毒检查过程中，在对一辆轿车进行例行检查时，发现了车上人员的可疑之处，尽管在问话中发现人员的神色有异，但几名队员仔细检查了车辆后并未找到可疑物。怎么办?如何才能攻破嫌疑人的心理防线?毒品藏在哪儿?一连串的问题队员的脑海中盘旋。时间一分一秒地过去，查缉队员的额头上开始溢出汗水。“难道这只是一辆探路车?”对车辆再次检查后非常幸运的在轿车手扶处发现了微量痕迹。(如图2)图2：在手扶处发现的微量颗粒　　拉曼光谱分析技术，优势在于拉曼位移只与散射分子本身的结构有关，不同化学键或基团有不同特征的分子振动，类似于物质的指纹谱，是分子结构定性的神器。传统的大型拉曼可对样品表面进行um级的微区检测，但对于常规小型拉曼来说，提高了便利性是以牺牲精密度得以实现的。　　得知常规拉曼检测缺陷，队员又有点气馁，在征询设备反馈时，得知普识纳米手持拉曼光谱仪可以进行痕量检测，马上进行借调。普识手持拉曼光谱仪除了可以进行常规类型毒物危化品的检测，还能进行痕量Sers表面增强检测，灵敏度可达PPb级别(可以在毒贩或者吸毒人员摸过的纸币上面采样)。贩毒人员在检测结果面前认罪，并找到藏匿的毒品。(如图3)图3 快速检测出结果，毒贩终认罪　　队员对于结果充满了收获的喜悦，简单调整后，他们将在流动查缉点继续战斗。　　普识纳米作为一家由国家科技部投资、厦门市政府及厦门大学共同成立的国家高新技术企业，立足于为行业、社会、国家创造价值。本次对战产品经由全国唯一中国科学院院士领导拉曼研究团队之手，采用SERS增强技术结合拉曼光谱的分子定性的快速、准确，重复性高分析技术优势，结合现场缉毒条件，打造一款具有高灵活性的手持式拉曼光谱仪，现已经被公安现场缉毒，治安巡查，海关边检等部分广泛采用。大大减少了一线人员的工作难度和强度。

p 　　11月27日，中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所连续发布采购公告，就2台场发射透射电子显微镜及1台激光共聚焦拉曼光谱仪进行采购，采购预算总金额为2335万元。 br/ /p p 　　公告显示，此次采购的两台场发射透射电子显微镜预算金额分别为1800万元和360万元，分别用于主要用于对纳米材料(半导体、金属、非金属、有机晶体等)的形貌、缺陷、成分、结构等进行观察和分析和主要用于纳米材料、纳米结构表面和形貌的表征和分析，具体技术要求详见附件1和附件2。 /p p 　　 strong 部分招标信息如下： /strong /p p 　　项目名称：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所场发射透射电子显微镜采购项目 /p p 　　项目编号：OITC-G17031829 /p p 　　采购项目的名称、数量、简要规格描述： /p table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" width=" 600" tbody tr class=" firstRow" td width=" 54" p style=" text-align:center " 包号 /p /td td width=" 84" p style=" text-align:center " 设备名称 /p /td td width=" 57" p style=" text-align:center " 数量 /p /td td width=" 57" p style=" text-align:center " 预算 /p /td td width=" 212" p style=" text-align:center " 简要要求 /p /td td width=" 66" p style=" text-align:center " 交货期 /p /td td width=" 86" p style=" text-align:center " 交货地点 /p /td /tr tr td width=" 54" p style=" text-align:center " 第1 /p /td td width=" 84" p style=" text-align:left " 场发射透射电子显微镜 /p /td td width=" 57" p style=" text-align:left " 1套 /p /td td width=" 57" p style=" text-align:left " 1800万 /p /td td width=" 212" p style=" text-align:left " 主要用于对纳米材料（半导体、金属、非金属、有机晶体等）的形貌、缺陷、成分、结构等进行观察和分析。 /p /td td width=" 66" p style=" text-align:left " 合同生效后10个月内 /p /td td width=" 86" p style=" text-align:left " 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 /p /td /tr /tbody /table p 　　项目名称：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所激光共聚焦拉曼光谱仪采购项目 /p p 　　项目编号：OITC-G17031833 /p p 　　采购项目的名称、数量、简要规格描述： /p table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" width=" 600" tbody tr class=" firstRow" td width=" 54" p style=" text-align:center " 包号 /p /td td width=" 84" p style=" text-align:center " 设备名称 /p /td td width=" 57" p style=" text-align:center " 数量 /p /td td width=" 57" p style=" text-align:center " 预算 /p /td td width=" 196" p style=" text-align:center " 简要要求 /p /td td width=" 83" p style=" text-align:center " 交货期 /p /td td width=" 86" p style=" text-align:center " 交货地点 /p /td /tr tr td width=" 54" p style=" text-align:center " 第1 /p /td td width=" 84" p style=" text-align:left " 激光共聚焦拉曼光谱仪 /p /td td width=" 57" p style=" text-align:left " 1套 /p /td td width=" 57" p style=" text-align:left " 175万 /p /td td width=" 196" p style=" text-align:left " 配置532nm、633nm、785nm波长激光器，主要用于表面和薄膜的结构鉴定表征。 /p /td td width=" 83" p style=" text-align:left " 合同生效后4个月内 /p /td td width=" 86" p style=" text-align:left " 苏州纳米所指定地点（苏州） /p /td /tr /tbody /table p 　　项目名称：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所场发射扫描电子显微镜采购项目 /p p 　　项目编号：OITC-G170311058 /p p 　　采购项目的名称、数量、简要规格描述： /p table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" width=" 600" tbody tr class=" firstRow" td width=" 54" p style=" text-align:center " 包号 /p /td td width=" 84" p style=" text-align:center " 设备名称 /p /td td width=" 57" p style=" text-align:center " 数量 /p /td td width=" 57" p style=" text-align:center " 预算 /p /td td width=" 212" p style=" text-align:center " 简要要求 /p /td td width=" 66" p style=" text-align:center " 交货期 /p /td td width=" 86" p style=" text-align:center " 交货地点 /p /td /tr tr td width=" 54" p style=" text-align:center " 第1 /p /td td width=" 84" p style=" text-align:left " 场发射扫描电子显微镜 /p /td td width=" 57" p style=" text-align:left " 1套 /p /td td width=" 57" p style=" text-align:left " 360万 /p /td td width=" 212" p style=" text-align:left " 主要用于纳米材料、纳米结构表面和形貌的表征和分析。 /p /td td width=" 66" p style=" text-align:left " 合同生效后5个月内 /p /td td width=" 86" p style=" text-align:left " 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 /p /td /tr /tbody /table p 　　附件1： img src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif" / a href=" http://img1.17img.cn/17img/files/201711/ueattachment/c073e0f5-6277-484d-857e-b693000c8e1d.docx" 技术需求--829--电镜.docx /a /p p 　　附件2： img src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif" / a href=" http://img1.17img.cn/17img/files/201711/ueattachment/63a7ece4-6cb5-4b4b-ac1b-3a01bae16e68.docx" 技术需求--1058.docx /a /p p br/ /p

为了更加合理地设计高性能的多相催化剂，科学家们不再满足于整体催化机理的研究，他们需要从原子、分子水平来了解单个活性位点的电子结构与催化性能之间的关系。近些年来，扫描探针显微镜与拉曼光谱联用的针尖增强拉曼光谱(Tip-Enhanced Raman Spectroscopy，TERS)，可以同时提供表面形貌与拉曼光谱信息，并可达到亚纳米级的空间分辨率，这使得科学家们可以在纳米尺度甚至原子尺度来表征催化剂表面结构与性质之间的关系。TERS装置图及原理。图片来源：Nature Nanotech.　　日前，厦门大学任斌教授(点击查看介绍)团队采用TERS技术成功地以3 nm的空间分辨率对Pd/Au(111)双金属催化剂表面进行成像，得到了该催化剂表面不同位点电子结构与催化活性之间的关系。相关成果已发表于Nature Nanotechnology杂志，共同第一作者是钟锦辉博士和金曦。(Probing the electronic and catalytic properties of a bimetallic surface with 3 nm resolution. Nature Nanotech., 2016, DOI:10.1038/NNANO.2016.241)。任斌教授。图片来源：厦门大学　　在TERS中，由Au或Ag组成的尖端由扫描探针装置控制，以亚纳米的精度在样品表面进行扫描。当尖端金属被激光激发而产生局部表面等离子共振效应时，在探针与样品表面之间会产生强烈的电磁场，由此所得样品的拉曼信号会被大幅增强。本工作中，研究人员采用电化学欠电位沉积法在Au(111)单晶表面沉积单原子的Pd层，再以异腈苯(phenyl isocyanide，PIC)为拉曼探针分子(异腈苯被催化氧化成异氰酸苯酯)，通过TERS技术获得不同位点处的电子性质与催化性质，从而来研究两者间的内在联系。　　本研究TERS示意图。图片来源：Nature Nanotech.　　研究人员通过控制Pd单层的覆盖量，可以使Au(111)表面进行完全单层覆盖(full monolayer coverage)与80%单层覆盖(0.8 monolayer coverage)，分别标记为PdML/Au(111)和Pd0.8ML/Au(111)，由扫描隧道显微镜(STM)图像可以看出，Pd0.8ML/Au(111)表面由连续性的Pd单层以及Au空穴组成。　　Au(111)、PdML/Au(111)以及Pd0.8ML/Au(111)的STM图像。图片来源：Nature Nanotech.　　接着，研究人员进一步对Pd0.8ML/Au(111)表面进行TERS表征，并惊喜地发现发现台阶边缘处(step edge)的TERS信号相比于平台处(terrace)更强，这可以通过台阶边缘处有效曲率半径减少引起的避雷针效应，以及电荷累积产生的等离子效应来解释。借助于台阶边缘处TERS信号的增强，空间分辨率能够提升到3 nm。在催化剂不同位点处的拉曼信号。图片来源：Nature Nanotech.　　此外，研究人员还发现，与吸附在Pd平台处的异腈苯分子相比，吸附在Pd台阶边缘处的分子N≡ C键削弱，振动频率降低，更容易发生氧化。对此结果，研究人员采用理论计算进行了验证。计算结果表明，与平台处相比，台阶边缘处的金属与异腈苯分子之间有着更强的d-π *反馈作用，这极大削弱了N≡ C键，因而使得台阶边缘处的催化活性更高。　　理论计算比较不同位点处的态密度(DOS)。图片来源：Nature Nanotech.　　来自美国西北大学(Northwestern University)的Guillaume Goubert教授和Richard Van Duyne教授在同期Nature Nanotechnology 撰写了题为“Raman Spectroscopy: Tipping point”的评论，认为此项成果证明了“TERS可以在原子水平解析催化剂表面的结构与活性关系”，有望发展成为“多相催化的一种主要分析技术”。同时他们也提到了未来TERS发展所面临的挑战，“科学家还需要努力提高TERS对基底及吸附物的普适性，即不限于Au或Ag金属以及芳环大分子。”

由科技部、中国科学院、江苏省人民政府联合主办，江苏省科学技术厅和苏州市人民政府联合承办的&ldquo 中国国际纳米技术产业发展论坛暨纳米技术成果与产品展&rdquo 将于2010年11月13至15日在苏州国际博览中心举办。数百名来自世界各地的知名企业、机构、大学和科研院所，将分享最新纳米技术成果与产品，追踪产业前沿技术发展趋势。 届时，欧普图斯光纳科技将会出席本次展会，展位号：A02号。现诚邀广大客户朋友莅临指导与交流！ 官方网址：www.chinanoexpo.com

—保持高分辨率，同时提供更宽的光谱测量范围，以低成本满足项目需求— 微型光谱仪行业领导者海洋光学（Ocean Optics）的畅销微型光纤光谱仪目前能测量更宽的波长范围。把XR系列光栅用于USB2000+、 JAZ-EL2000及USB4000后，仅需一台光谱仪就可轻松覆盖~200-1050纳米之间的所有波长。 海洋光学（Ocean Optics）研发的新型XR-1光栅选项克服了在单个微型光谱仪中提供UV-NIR（紫外-近红外）宽测量范围的难题。光栅密度为500条/毫米，性能表现优异，可减少预算开支，无需对原由系统作改动。XR-1光栅现可预置在USB2000+、JAZ-EL2000及USB4000内，也可作为客户定制系统的附加选项。 XR系列光谱仪的光学分辨率为~2.0纳米（FWHM）。海洋光学（Ocean Optics）特有的阶次滤波器被直接用于探测器上，以免产生二阶和三阶影响。预配置装置上25µ m开口可为大部分应用装置提供绝佳的光学分辨率。对于同时需要测量UV-VIS及VIS-NIR的安装来说，XR系列光谱仪是单仪器方案的最佳选项，它非常适合于测量那些能够对整个波长范围做出反应的样品，例如太阳辐照度、原子发射谱线测量以及一些等离子应用。 关于海洋光学: 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。海洋光学在亚洲与欧洲设有分部，自1992年以来，在全球范围内共售出了超过120,000套光谱仪。海洋光学拥有庞大的产品线，包括光谱仪、化学传感器、计量仪器、光纤、薄膜和光学元件等等。海洋光学是致力于安全检测领域的英国豪迈集团的子公司。海洋光学的产品在医学和生物研究、环境监测、科学教育、娱乐照明及显示等领域应用广泛，公司隶属英国豪迈集团 (www.halma.cn)。 创立于1894年的豪迈是国际安全、健康及传感器技术方面的领军企业，伦敦证券交易所的上市公司，在全球拥有 4000 多名员工，近40 家子公司，2008/09财年营业额超过 4.5亿英镑。豪迈旗下子公司的产品主要用于保护人们的生命安全和改善生活质量。通过持续不断的创新，这些产品在国际市场上始终处于领先地位。这些产品使我们的客户更安全、更富竞争力和盈利能力。豪迈的子公司正在多个领域为中国的经济做出贡献，主要包括制造、能源、水及废物处理、环境、建筑、交通运输及健康行业等。豪迈目前在上海和北京设有代表处，并且已在中国开设多个工厂和生产基地。 欲了解最新豪迈中国新闻并订阅RSS，请访问豪迈中国新闻博客: http://halmapr.com/news/halmacn/ 如果需要更多的信息请联系: 孙玲博士，总经理 海洋光学亚洲分公司 中国上海长宁区古北路 ６６６ 弄嘉麒大厦 ６０１ 邮编：２００３３６ 电话：(86) 21 6295 6600 传真：(86) 21 6295 6708 电子邮箱： Distributorsupportasia@oceanoptics.com 网址：www.oceanopticschina.cn / www.oceanoptics.com 中文媒体联络： 刘兵斌 (Bryan Liu) 中国区市场经理 英国豪迈国际有限公司上海代表处 中国上海市长宁区仙霞路 137 号 盛高国际大厦 1801 室 邮编：200051 电话：(21) 5206 8686-111 ，传真：(21) 5206 8191 电子信箱：bryan.liu@halma.cn 网址：www.halma.cn

10月26日，由科技部主办的科技日报大篇幅专题报道了欧普图斯光纳科技纳米增强拉曼光谱技术和应用。其中，重点介绍了该项技术应用于快速检测&ldquo 地沟油&rdquo 。目前公司正与国内油料及油酯专家、规范的地沟油回收加工企业合作，进行专项研发，并积极参与地沟油检测标准及油料、油酯质量标准的修订工作。 原文链接：http://www.stdaily.com/kjrb/content/2011-10/26/content_362013.htm

p 　　根据《中华人民共和国政府采购法》等有关规定，现对清华大学高分辨拉曼光谱仪采购项目进行公开招标，欢迎合格的供应商前来投标。 /p p 　 strong 　采购需求： /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 22222222222222.JPG" alt=" 22222222222222.JPG" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/380a91c4-3cff-4ab8-90cf-748271d62c65.jpg" / /p p 　　设备用途介绍 ：高分辨拉曼光谱仪可测量各种低维纳米材料的拉曼信号，表征材料分子结构，通过拉曼光谱的频移实现温度测量。根据国家重大科研仪器研制项目的需求，利用拉曼光谱仪实现纳米材料的瞬态测温，开发热扩散率测试仪器。 /p p strong 　　招标文件的发售时间及地点等： /strong /p p 　　预算金额：300.0 万元(人民币) /p p 　　时间：2018年12月25日 10:04 至 2019年01月02日 16:30(双休日及法定节假日除外) /p p 　　地点：清华大学实验室与设备处老环境楼(学堂路和至善路交叉口西南角)101C办公室 /p p 　　招标文件售价：￥300.0 元，本公告包含的招标文件售价总和 /p p 　　招标文件获取方式：现场现金 /p p strong 　　 /strong 投标截止时间：2019年01月17日 09:00 /p p 　　开标时间：2019年01月17日 09:00 /p p 　　 strong 采购项目需要落实的政府采购政策： /strong /p p 　　需要落实的政府采购政策：扶持小微企业、监狱企业、残疾人福利性企业发展，优先采购节能产品、环境标志产品等。 /p p & nbsp /p

光能易获取、能量充足，是公认的未来人类最安全、最绿色、和最理想的替代能源之一。天然光合作用可以直接利用光能固定空气中的CO2合成有机物，但光合作用的效率较低（通常低于1%）。近年来发展的半导体材料-微生物人工杂合体系，同时结合了高效捕获光能的半导体材料和高特异性催化的微生物细胞，已经成功实现：（1）使不能利用光能的微生物能利用光能（从不能到能）；（2）提高天然光合作用效率（从低效到高效）。但目前，材料吸收光能产生的电子，仅有小部分被微生物细胞利用，因此杂合体系光能到化学能的转化，还远未发挥其潜在优势，其根本原因是材料-微生物界面能量和物质传递和转化机制不清、效率低。北京时间12月23日，南方科技大学机械与能源工程系陈熹翰课题组与中国科学院深圳先进技术研究院合成所材料合成生物学研究中心高翔课题组在ACS Energy Letters合作发表题为 “Ultrafast electron transfer in Au–Cyanobacteria Hybrid for Solar to Chemical Production” 的文章。该工作构建了金纳米颗粒-蓝细菌杂合体，将光能驱动CO2合成化学品的效率提高14%。通过瞬态吸收光谱直接观察到金纳米颗粒（Au）吸收光能产生的电子，可以直接被蓝细菌细胞快速吸收。为解析电子在材料-微生物界面传递机制提供基础。南方科技大学博士生胡秋实、深圳先进技术研究院研究助理胡海涛、博士后崔蕾为文章的共同第一作者。南方科技大学陈熹翰副教授和深圳先进技术研究院高翔副研究员为文章共同通讯作者。作者首先在蓝细菌中构建了甘油的合成通路，该途径以卡尔文循环（CBB）中间代谢物磷酸二羟丙酮（DHAP）为底物，消耗一分子的还原力合成甘油，该工程菌命名为XG608。在光照条件下，成功将CO2固定并转化为甘油。在此基础上，作者向培养体系中添加金纳米颗粒，利用共培养构建了金纳米颗粒-蓝细菌的杂合体，通过吸收光谱分析，观察到杂合体中同时具有金纳米颗粒和蓝细菌的特征吸收峰。此外，金纳米颗粒在525 nm附近吸收较强，与蓝细菌的吸收光谱性能互补，可以潜在提高杂合体的光能捕获效率。通过测试，在光照的条件下，与纯蓝细菌体系相比，杂合体生物量增长了10%，甘油产量增长了14.6%。进一步通过扫描透射电子显微镜 (STEM) 结合能谱(EDS) 分析，发现金纳米颗粒分布在蓝细菌细胞内，有利于材料光生电子向微生物细胞的传递。图1. 金纳米颗粒-蓝细菌杂合体提高光能驱动CO2固定合成甘油的效率随后作者对杂合体展开了原位瞬态光谱学分析（TA），当金纳米颗粒与工程菌XG608结合时，在2 ps内观察到更快的动力学衰减，而在4 ps后动力学衰减变慢，表明金纳米颗粒吸收光能产生的电子可以快速的被工程菌吸收。进一步研究发现，当加入光系统II抑制剂DCMU后，这种衰减特征消失（光系统II功能缺失突变体中也观察到相同结果）。有意思的是，金纳米颗粒电荷转移似乎只在活细胞中可行，黑暗条件，金纳米颗粒TA动力学特征不变，电荷转移过程停止。作者推测，只有活细胞才能作为电子受体来接收光激发的电子。图2. 金纳米颗粒-蓝细菌杂合体原位瞬态吸收光谱分析基于以上的研究，作者提出光激发金纳米颗粒提供了额外电子被光合电子传递链上潜在电子受体接收，进入光合电子传递链，提高光能利用效率，进而提高光能驱动CO2固定合成化学品的效率。图3.金纳米颗粒-蓝细菌杂合体界面电子传递该研究得到了科技部合成生物学重点研发计划、国自然重点项目和面上项目、深圳市基础研究专项重点项目和深圳合成生物学创新研究院的经费支持。

1 引 言激光干涉位移测量技术具有大量程、高分辨力、非接触式及可溯源性等优势，广泛应用于精密计量、微电子集成装备和大科学装置等领域，成为超精密位移测量领域中的重要技术之一。近年来，随着这些领域的迅猛发展，对激光干涉测量技术提出了新的测量需求。如在基于长度等量子化参量的质量基准溯源方案中，要想实现1×10−8 量级的溯源要求，需要激光干涉仪长度测量精度达0. 1 nm 量级；在集成电路制造方面，激光干涉仪承担光刻机中掩模台、工件台空间位置的高速、超精密测量任务，按照“ 摩尔定律”发展规律，近些年要想实现1 nm 节点光刻技术，需要超精密测量动态精度达0. 1 nm，达到原子尺度。为此，国际上以顶级的计量机构为代表的单位均部署了诸如NNI、Nanotrace 等工程，开展了“纳米”尺度测量仪器的研制工程，并制定了测量确定度在10 pm 以下的激光干涉测量技术的研发战略。着眼于国际形势，我国同样根据先进光刻机等高端备、先进计量的测量需求，制定了诸多纳米计量技术的研发要。可见，超精密位移测量技术的发展对推进我国众多大高端装备具有重要战略意义，是目前纳米度下测量领域逐步发展的重大研究方向。2 激光干涉测量原理根据光波的传播和叠加原理，满足相干条件的光波能够在空间中出现干涉现象。在激光干涉测量中，由于测量目标运动，将产生多普勒- 菲佐（Doppler-Fizeau效应，干涉条纹将随时间呈周期性变化，称为拍频现象。移/相移信息与测量目标的运动速度/位移关系满足fd = 2nv/ λ ， （1）φd = 2nL/ λ ， （2）式中：fd为多普勒频移；φd为多普勒相移；n 为空气折射率；v 和L 为运动速度和位移；λ 为激光波长。通过对干涉信号的频率/相位进行解算即可间接获得测量目标运动过程中速度/位信息。典型的干涉测量系统可按照激光光源类型分为单频（零差式）激光干涉仪和双频（外差式）激光干涉仪两大类。零差式激光干涉测量基本原理如图1 所示，其结构与Michelson 干涉仪相仿，参考光与测量光合光干涉后，经过QPD 输出一对相互正交的信号，为Icos = A cos (2πfd t + φ0 + φd ) ， （3）Isin = A sin (2πfd t + φ0 + φd ) ， （4）式中：（Icos， Isin）为QPD 输出的正交信号；A 为信号幅值；φ0 为初始相位。结合后续的信号处理单元即可构成完整、可辨向的测量系统。图1　零差激光干涉测量原理外差式激光干涉仪的光源是偏振态相互垂直且具有一定频差Δf 的双频激光，其典型的干涉仪结构如图2 所示。双频激光经过NPBS 后，反射光通过偏振片发生干涉，形成参考信号Ir；透射光经过PBS，光束中两个垂直偏振态相互分开，f2 光经过固定的参考镜反射，f1 光经运动的测量镜反射并附加多普勒频移fd，与反射光合光干涉后形成测量信号Im。Ir = Ar cos (2πΔft + φr ) ， （5）Im = Am cos (2πΔft + φm )， （6）式中：Δf、A 和φ 分别为双频激光频差、信号幅值和初始相位差。结合式（5）和式（6），可解算出测量目标的相位信息。图2　外差激光干涉测量原理零差式激光干涉仪常用于分辨力高、速度相对低并且轴数少的应用中。外差式激光干涉仪具有更强的抗电子噪声能力，易于实现对多个目标运动位移的多轴同步测量，适用于兼容高分辨力、高速及多轴同步测量场合，是目前主流的干涉结构之一。3 激光干涉测量关键技术在超精密激光干涉仪中，波长是测量基准，尤其在米量级的大测程中，要实现亚纳米测量，波长准确度对测量精度起到决定性作用。其中，稳频技术直接影响了激光波长的准确度，决定激光干涉仪的精度上限；环境因素的变化将影响激光的真实波长，间接降低了实际的测量精度。干涉镜组结构决定光束传播过程中的偏振态、方向性等参数，影响干涉信号质量。此外，干涉信号相位细分技术决定激光干涉仪的测量分辨力，并限制了激光干涉仪的最大测量速度。3. 1　高精度稳频技术在自由运转的状态下，激光器的频率准确度通常只有±1. 5×10−6，无法满足超精密测量中10−8~10−7的频率准确度要求。利用传统的热稳频技术（单纵模激光器的兰姆凹陷稳频方法等），可以提高频率准确度，但系统中稳频控制点常偏离光功率平衡点，输出光频率准确度仅能达2×10−7量级，无法完全满足超精密测量的精度需求。目前，超精密干涉测量中采用的高精度稳频技术主要有热稳频、饱和吸收及偏频锁定3 种。由于激光管谐振腔的热膨胀特性，腔长随温度变化呈近似线性变化。因此，热稳频方法通过对谐振腔进行温度控制实现对激光频率的闭环调节。具体过程为：选定稳定的参考频标（双纵模激光器的光功率平衡点、纵向塞曼激光器频差曲线的峰/谷值点），当激光频率偏离参考频标时，产生的频差信号用于驱动加热膜等执行机构进行激光管谐振腔腔长调节。热稳频方法能够使激光器的输出频率的准确度在10−9~10−8 量级，但原子跃迁的中心频率随时间推移受腔内气体气压、放电条件及激光管老化的影响会发生温度漂移。利用稳频控制点修正方法，通过对左右旋圆偏振光进行精确偏振分光和对称功率检测来抑制稳频控制点偏移的随机扰动，同时补偿其相对稳定偏置分量。该方法显著改善了激光频率的长期漂移现象，阿伦方差频率稳定度为1. 9×10−10，漂移量可减小至（1~2）×10−8。稳频点修正后的激光波长仍存在较大的短期抖动，主要源于激光器对环境温度的敏感性，温差对频率稳定性的影响大。自然散热型激光器和强耦合水冷散热型激光器均存在散热效果不均匀和散热程度不稳定的问题。多层弱耦合水冷散热结构为激光管提供一个相对稳定的稳频环境，既能抑制外界环境温度变化对激光管产生的扰动，冷却水自身的弱耦合特性又不影响激光管性能，进而减小了温度梯度和热应力，提高了激光器对环境温度的抗干扰能力，减少了输出激光频率的短期噪声，波长的相对频率稳定度约为1×10−9 h−1。碘分子饱和吸收稳频法将激光器的振荡频率锁定在外界的参考频率上，碘分子饱和吸收室内处于低压状态下（1~10 Pa）的碘分子气体在特定频率点附近存在频率稳定的吸收峰，将其作为稳频基准后准确度可达2. 5×10−11。但由于谐振腔损耗过大，稳频激光输出功率难以超过100 μW 且存在MHz 量级的调制频率，与运动目标测量过程中产生的多普勒频移相近。因此，饱和吸收法难以适用于多轴、动态的测量场合。偏频锁定技术是另一种高精度的热稳频方法，其原理如图3 所示，通过实时测量待稳频激光器出射光与高精度碘稳频激光频差，获得反馈控制量，从而对待稳频激光器谐振腔进行不同程度加热，实现高精度稳频。在水冷系统提供的稳频环境下，偏频锁定激光器的出射光相对频率准确度优于2. 3×10−11。图3 偏频锁定热稳频原理3. 2　高精度干涉镜组周期非线性误差是激光干涉仪中特有的内在原理性误差，随位移变化呈周期性变化，每经过半波长，将会出现一次最大值。误差大小取决光束质量，而干涉镜组是决定光束质量的主导因素。传统的周期非线性误差可以归结为零差干涉仪的三差问题和外差干涉仪的双频混叠问题，产生的非线性误差机理如图4 所示，其中Ix、Iy分别表示正交信号的归一化强度。其中，GR为虚反射，MMS 为主信号，PISn 为第n 个寄生干涉信号，DFSn 为第n 阶虚反射信号。二者表现形式不完全相同，但都会对测量结果产生数纳米至数十纳米的测量误差。可见，在面向亚纳米、皮米级的干涉测量技术中，周期非线性误差难以避免。图4　零差与外差干涉仪中的周期非线性误差机理。（a）传统三差问题与多阶虚反射李萨如图；（b）多阶虚反射与双频混叠频谱分布Heydemann 椭圆拟合法是抑制零差干涉仪中非线性误差的有效方法。该方法基于最小二乘拟合，获得关于干涉直流偏置、交流幅值以及相位偏移的线性方程组，从而对信号进行修正。在此基础上，Köning等提出一种基于测量信号和拟合信号最小几何距离的椭圆拟合方法，该方法能提供未知模型参数的局部最佳线性无偏估计量，通过Monte Carlo 随机模拟后，其非线性幅值的理论值约为22 pm。在外差干涉仪中，双频混叠本质上是源于共光路结构中双频激光光源和偏振器件分光的不理想性，称为第1 类周期非线性。对于此类周期非线性误差，补偿方法主要可以从光路系统和信号处理算法两个方面入手。前者通过优化光路可以将非线性误差补偿至数纳米水平；后者通过椭圆拟合法提取椭圆特征参数，可以将外差干涉仪中周期非线性误差补偿至亚纳米量级；两种均属补偿法，方法较为复杂，误差难以抑制到0. 1 nm 以下。另一种基于空间分离式外差干涉结构的光学非线性误差抑制技术采用独立的参考光路和测量光路，非共光路使两路光在干涉前保持独立传播，从根本上避免了外差干涉仪中频率混叠的问题，系统残余的非线性误差约为数十皮米。空间分离式干涉结构能够消除频率混叠引起的第1 类周期非线性误差，但在测量结果中仍残余亚纳米量级的非线性误差，这种有别于频率混叠的残余误差即为多阶多普勒虚反射现象，也称为第2 类周期非线性误差。虚反射现象源自光学镜面的不理想分光、反射等因素，如图5所示，其中MB 为主光束，GR 为反射光束，虚反射现象普遍存在于绝大多数干涉仪结构中。虚反射效应将会使零差干涉仪中李萨如图的椭圆产生畸变，而在外差干涉仪中则出现明显高于双频混叠的高阶误差分量。图5　多阶虚反射现象使用降低反射率的方法，如镀增透膜、设计多层增透膜等，能够弱化虚反射现象，将周期非线性降低至亚纳米水平；德国联邦物理技术研究院Weichert等通过调节虚反射光束与测量光束间的失配角，利用透镜加入空间滤波的方法将周期非线性误差降低至±10 pm。上述方法在抑制单次的虚反射现象时有着良好的效果，但在面对多阶虚反射效应时作用有限。哈尔滨工业大学王越提出一种适用于多阶虚反射的周期非线性误差抑制方法，该方法利用遗传算法优化关键虚反射面空间姿态，精准规划虚反射光束轨迹，可以将周期非线性误差抑制到数皮米量级，突破了该领域10 pm 的周期非线性误差极限。3. 3　高速高分辨力相位细分技术在激光干涉仪中，相位细分技术直接决定系统的测量精度。实现亚纳米、皮米测量的关键离不开高精度的相位细分技术。相位的解算可以从时域和频域两个角度进行。最为常用的时域解算方法是基于脉冲边缘触发的相位测量方法，该方法利用高频脉冲信号对测量信号与参考信号进行周期计数，进而获取两路信号的相位差。该方法的测量速度与测量分辨力模型可表达为vm/dLm= Bm ， （7）式中：vm 为测量速度；dLm 为测量分辨力；Bm 为系统带宽。在系统带宽恒定的情况下，高测速与高分辨力之间存在相互制约关系。只有提高系统带宽才能实现测量速度和测量分辨力的同时提升，也因此极度依赖硬件运行能力。在测量速度方面，外差激光干涉仪的测量速度主要受限于双频激光频差Δf，测量目标运动产生的多普勒频移需满足fd≤Δf。目前，美国的Zygo 公司和哈尔滨工业大学利用双声光移频方案所研制的结构的频差可达20 MHz，理论的测量速度优于5 m/s。该方法通过增加双频激光频差来间接提升测量速度，频差连续可调，适用于不同测量速度的应用场合，最大频差通常可达几十MHz，满足目前多数测量速度需求。从干涉结构出发，刁晓飞提出一种双向多普勒频移干涉测量方法，采用全对称的光路结构，如图6所示，获得两路多普勒频移方向相反的干涉信号，并根据目标运动方向选择性地采用不同干涉信号，保证始终采用正向多普勒频移进行相位/位移解算。该方法从原理上克服了双频激光频差对测量速度的限制，其最大测量速度主要受限于光电探测器带宽与模/数转换器的采样频率。图6 全对称光路结构在提升测量分辨力方面，Yan 等提出一种基于电光调制的相位调制方法，对频率为500 Hz 的信号进行周期计数，该方法实现的相位测量标准差约为0. 005°，具有10 pm 内的超高位移测量分辨力，适用于低速测量场合。对于高速信号，基于脉冲边缘触发的相位测量方法受限于硬件带宽，高频脉冲频率极限在500 MHz 左右，其测量分辨力极限约为1~10 nm，难以突破亚纳米水平。利用高速芯片，可以将处理带宽提升至10 GHz，从而实现亚纳米的测量分辨力，但成本较大。闫磊提出一种数字延时细分超精细相位测量技术，在硬件性能相同、采样频率不变的情况下，该方法利用8 阶数字延迟线，实现了相位的1024 电子细分，具有0. 31 nm 的位移测量分辨力，实现了亚纳米测量水平。该方法的等效脉冲频率约为5 GHz，接近硬件处理极限，但其测量速度与测量分辨力之间依旧存在式（7）的制约关系。德国联邦物理技术研究院的Köchert 等提出了一种双正交锁相放大相位测量方法，如图7所示，FPGA 内部生成的理想正交信号分别与外部测量信号、参考信号混频，获取相位差。利用该方法，可以实现10 pm 以内的静态测量偏差。双正交锁相放大法能够处理正弦模拟信号，充分利用了信号的频率与幅值信息，其测量速度与测量分辨力计算公式为vm/0. 1λ0= Bm， （8）dLm/0. 5λ0=Bs/dLc， （9）式中：Bs为采样带宽；dLc为解算分辨力。图7 双正交锁相方法测量原理可见，测量速度与测量分辨力相互独立，从原理上解决了高测速与高分辨力相互制约的矛盾，为激光干涉仪提供了一种兼顾高速和高分辨力的相位处理方法。在此基础上，为了适应现代工业中系统化和集成化的测量需求，美国Keysight 公司、Zygo 公司及哈尔滨工业大学相继研发出了光电探测与信号处理一体化板卡，能够实现高于5 m/s 的测量速度以及0. 31 nm 甚至0. 077 nm 的测量分辨力。此外，从变换域方面同样可以实现高精度的相位解算。张紫杨等提出了一种基于小波变换的相位细分方法，通过小波变换提取信号的瞬时频率，计算频率变化的细分时间，实现高精度的位移测量，该方法的理论相位细分数可达1024，等效位移精度约为0. 63 nm。Strube 等利用频谱分析法，从信号离散傅里叶变换（DFT）后的相位谱中获取测量目标的位移，实现了0. 3 nm 的位移测量分辨力。由于采用图像传感器为光电转换器，信号处理是以干涉条纹为基础的，适用于静态、准静态的低速测量场合。3. 4环境补偿与控制技术环境中温度、气压及湿度等变化会引起空气折射率变化，使得激光在空气中传播时波长变动，导致测量结果产生纳米量级的误差。环境误差补偿与控制技术是抑制空气折射率误差的两种重要手段。补偿法是修正空气折射率误差最常用的方法，具有极高的环境容忍度。采用折光仪原理、双波长法等可以实现10−7~10−8 量级的空气折射率相对测量不确定度。根据Edlen 经验公式，通过精确测定环境参数（温度、湿度和大气压等），可以计算出空气折射率的精确值，用于补偿位移测量结果，其中温度是影响补偿精度的最主要因素。采用高精度铂电阻传感器，设备可以实现1 mK 的温度测量精度，其折射率的补偿精度可达10−8量级，接近Edlen 公式的补偿极限。环境控制技术是保证干涉仪亚纳米测量精度的另一种有效方法。在现行的DUV 光刻机中，采用气浴法，建立3 mK/5 min 以内恒温、10 Pa/5 min 以内恒压、恒湿气浴场，该环境中能够实现10−9~10−8 量级空气折射率的不确定度。对于深空引力波探测、下一代质量基准溯源等应用场合，对激光干涉仪工作的环境控制要求更为严苛，测量装置需置于真空环境中，此时，空气折射率引入的测量误差将被彻底消除。4 激光干涉测量技术发展趋势近年来，超精密位移测量的精度需求逐渐从纳米量级向亚纳米甚至皮米量级过渡。国内在激光干涉仪中的激光稳频、周期非线性误差消除和信号处理等关键技术上均取得了重大的突破。在LISA 团队规划的空间引力波探测方案中，要求在500 万千米的距离上，激光干涉仪对相对位移量需要具有10 pm 以内的分辨能力。面对更严苛的测量需求，超精密位移测量依然严峻面临挑战。激光干涉测量技术的未来发展趋势可以归结如下。1）激光波长存在的长期漂移和短期抖动是限制测量精度提升的根本原因。高精度稳频技术对激光波长不确定度的提升极限约为10−9量级。继续提升激光波长稳定度仍需要依托于下一阶段的工业基础，改善激光管本身的物理特性，优化光源质量。2）纳米级原理性光学周期非线性误差是限制激光干涉仪测量精度向亚纳米、皮米精度发展的重要瓶颈。消除和抑制第1 类和第2 类周期非线性误差后，仍残余数十皮米的非线性误差。由于周期非线性误差的表现形式与耦合关系复杂，想要进一步降低周期非线性误差幅值，需要继续探索可能存在的第3 类非线性误差机理。3）测量速度与测量分辨力的矛盾关系在动态锁相放大相位测量方法中得到初步解决。但面对深空引力波探测中高速、皮米的测量要求，仍然需要进一步探索弱光探测下的高分辨力相位细分技术；同时，需要研究高速测量过程中的动态误差校准技术。高速、高分辨力特征依旧是相位细分技术今后的研究方向。全文下载：亚纳米皮米激光干涉位移测量技术与仪器_激光与光电子学进展.pdf

研究人员发现新型光伏纳米粒子可以发射相同的光子流。图片来源：美国《每日科学》网站据最新一期《自然光子学》杂志报道，美国麻省理工学院研究人员证明，新型光伏纳米粒子可发出单一的、相同的光子流，这可能为研发新的量子计算技术和量子隐形传态设备铺平道路。量子计算的大多数路线使用超冷原子或单个电子的自旋作为量子比特，以构成此类设备的基础。大约20年前，一些研究人员提出使用光作为基本量子比特单位的想法。这样做的好处在于无需再使用控制量子比特的昂贵而复杂的设备，只需要普通的镜子和光学探测器。研究人员表示，有了这些类似量子比特的光子，就可用家用线性光学系统建造一台量子计算机。因此，这些光子的准备是关键，他们最终选择了铅－盐类钙钛矿纳米颗粒。纳米颗粒形式的卤化铅钙钛矿有着极快的低温辐射速率，光发射得越快，输出就越有可能具有定义明确的波函数，因此，快速的辐射速率使卤化铅钙钛矿纳米颗粒能够发射量子光。为了测试它们产生的光子是否真的具有这种特性，研究人员采用了标准测试，即检测两个光子之间的洪－欧－曼德尔干涉。在没有任何辐射增强或光子结构的情况下，结果显示出高达0.56±0.12的校正可见度。这些结果证明了钙钛矿纳米晶体作为不可区分的单光子的可扩展胶体源的独特潜力。

中国科学院福建物质结构研究所承担的福建省科技重大专项新颖光电纳米材料及其原型器件研发日前通过了省级验收。 　　据介绍，该项目主要研发应用于显示和发光中的强荧光纳米高聚物材料、低核有机金属电致发光纳米材料、蓝光/紫外激光材料等纳米光电材料与器件。在强荧光纳米高聚物材料研发方面，获得10多种在紫外可见光范围内光致或热致变色、荧光可调等具有良好发光性能的新型高聚物发光材料，高聚物发光材料的粒度分布均匀，热稳定温度大于200℃ 在低核有机金属电致发光纳米材料与器件的研发方面，获得了系列含有机膦配体的低核铜化合物，基于低核铜磷光配合物的器件达到5V以内启亮，最大电流效率超过5cd/A，寿命长达55小时 在蓝光/紫外激光纳米材料与器件的研发方面，获得了在半导体激光泵浦下蓝光/紫外发光肉眼可见的新型纳米复合材料，材料直径和厚度分别超过过30毫米和3毫米。 　　项目申请中国发明专利23件。

p 　 strong 　各有关单位： /strong /p p 　　由全国纳米技术标准化技术委员会(SAC/TC279)归口的国家推荐性标准GB/T 33252-2016《纳米技术 激光共聚焦显微拉曼光谱仪性能测试》已于2016 年12 月13 日发布，并于2017 年7 月1 日起实施。GB/T 36063-2018《纳米技术 用于拉曼光谱校准的标准拉曼频移曲线》已于2018 年3 月15 日发布，并将于2018 年10 月1 日起实施。两项标准均为首次制定实施，对拉曼光谱仪器结构、测试方法、校准方法等做了详细规定。 /p p 　　拉曼光谱技术广泛应用于纳米科技、生物、半导体、考古、宝石及司法鉴定等领域。拉曼光谱测试结果的准确性、一致性是国内/国际间科研交流、对等贸易等不可或缺的坚实基础。同时仪器性能的标准化能够大大助力我国拉曼光谱仪器产业的质量提升，增强国产仪器的市场竞争力。 /p p 　　为了满足标准使用相关方的实际需求，进一步深化对标准的解读，解答标准使用过程中的疑问，保证标准的有效实施和利用，同时促进标准制定方、仪器制造方和仪器使用方三方的有效合作，由中国计量科学研究院(以下简称：中国计量院)主办的“GB/T 33252-2016《纳米技术 激光共聚焦显微拉曼光谱仪性能测试》等国家推荐性标准宣贯会”拟定于2018 年9 月10 日在湖北省武汉市举办。届时将邀请标准主要起草人及相关专家对标准技术细节进行详细解读。欢迎相关产业、检测机构、仪器厂商技术主管和技术人员参会，就拉曼光谱的生产、使用及国家标准的有效实施进行交流，促进拉曼光谱在更广泛领域的普及和发展。 /p p 　　同时，将于9 月11 日至13 日召开“国家质量基础设施建设助力质量提升”学术研讨会暨CSTM/FC00 领域委员会及纳标委WG5 工作组2018 年度会议(CSTM/FC00 领域委员会简介见附件1)，届时将邀请相关单位领导和专家围绕“国家质量基础设施建设助力质量提升”的主题展开深入探讨，欢迎有关专家学者参会。同时，将召开由CSTM/FC00 领域委员会归口承担的《标准编制说明编写指南》等4 项团体标准的审查会和新标准立项会，欢迎有意向的专家或单位参与标准的制定工作。 /p p 　　会议事项通知如下： /p p 　 strong 　一、时间和地点 /strong /p p 　　会议时间：2018 年9 月9 日注册报到，9 月10 日宣贯会议 /p p 　　会议地点：武汉 东湖开发区 二妃山庄 晴川厅会议室 /p p 　　地址：武汉东湖高新技术开发区高新大道666 号(光谷生物城内) /p p strong 　　二、宣贯内容 /strong /p p 　　1、拉曼光谱的基本原理与应用介绍 /p p 　　2、国家标准GB/T 33252-2016《纳米技术 激光共聚焦显微拉曼光谱仪性能测试》宣贯 /p p 　　3、拉曼光谱仪的校准与溯源 /p p 　　4、国家标准GB/T 36063-2018《纳米技术 用于拉曼光谱校准的标准拉曼频移曲线》宣贯。 /p p 　 strong 　三、考核与发证 /strong /p p 　　培训结束后，由中国计量科学研究院颁发培训证书。该证书可作为继续教育的证明。 /p p 　 strong 　四、培训费用 /strong /p p 　　培训费：1500 元/人，包括讲义、标准复印件、培训证书。 /p p 　　请将培训费于培训前7 天电汇到中国计量科学研究院账户，汇款 /p p 　　信息如下： /p p 　　账户名：中国计量科学研究院 /p p 　　开户行：交通银行北京分行和平里支行 /p p 　　账号：110060224018010008693 /p p 　　行号：301100000074 /p p 　　电话：010-64524304 /p p 　　银行汇款时，请备注“2018 拉曼宣贯会+姓名”字样，并详细填 span style=" TEXT-ALIGN: center" 写参会回执(附件2)中的开票信息。 /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" QQ截图20180906104247.jpg" style=" HEIGHT: 701px WIDTH: 600px" border=" 0" alt=" QQ截图20180906104247.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/0ff14588-62c6-481b-8186-8894a9edc2bc.jpg" width=" 600" height=" 701" / /p p strong 　　附件： /strong a title=" 附件2. 宣贯会参会回执(1).docx" style=" FONT-SIZE: 12px COLOR: rgb(0,102,204)" href=" https://img1.17img.cn/17img/files/201809/attachment/195c21ad-4283-42f8-8268-18dc4ce79a19.docx" br/ strong 　　 /strong /a strong /strong a title=" 附件1. CSTM-FC00领域委员会简介(1).pdf" style=" FONT-SIZE: 12px COLOR: #0066cc" href=" https://img1.17img.cn/17img/files/201809/attachment/a53999e4-b632-4c8c-96f0-dd03b1a5b066.pdf" strong 附件1. CSTM-FC00领域委员会简介.pdf br/ 　　附件2. 宣贯会参会回执.docx br/ 　　 /strong /a strong /strong a title=" 附件3. 酒店交通(1).pdf" style=" FONT-SIZE: 12px COLOR: #0066cc" href=" https://img1.17img.cn/17img/files/201809/attachment/3fd0e349-9265-4ae7-a1dc-8d4930209fd6.pdf" strong 附件3. 酒店交通.pdf /strong br/ /a /p

研究人员最近展示了一种有史以来最小的激光器，其包含一个直径仅为44纳米的纳米粒子。该器件因能产生一种称为表面等离子的辐射而被命名为“spaser”。这项新技术可允许光子局限在非常小的空间内，一些物理学家据此认为，就像晶体管之于现今的电子产品，spaser也许将成为未来光学计算机的基础。 美国诺福克大学材料研究中心物理学教授米哈伊尔诺基诺夫表示，现今最好的消费电子产品可在大约10吉赫兹的速度上运行，但未来的光学器件的运行速度可达到几百太赫兹范围。一般来说，光学器件难以实现小型化，是因为光子无法限定在比其一半波长更小的区域内。但以表面等离子形式与光作用的器件就能将光限定在非常紧密的位点上。 诺基诺夫说，目前科学家们正在基于等离子的新一代纳米电子设备的理论研究上努力探索。与以前的其他等离子器件不同的是，spaser能有效地产生和放大这些光波。诺基诺夫及同事在近期的《自然》杂志上发表了此项研究成果。 spaser包含一个直径仅为44纳米的单纳米粒子，激光器的其他不同部分的功能则与常规激光器无异。在普通激光器中，光子通过可放大光线的增益介质在两个镜面间反弹。而spaser中的光则围绕一个等离子形式的纳米粒子核中的金球表面进行反弹。 此中的挑战是确保这种能量不会快速从金属表面消散。诺基诺夫及其团队通过在金球上喷涂嵌有染料的硅层来实现这一要求。硅层可作为增益媒介。来自spaser的光可作为等离子体保持在限定区域，亦可作为可见光范围的光子离开粒子表面。像一个激光器一样，spaser必须“泵”入必要的能量，研究人员利用光脉冲轰击粒子来达到这个目的。 常规激光器的大小取决于其使用的光波长，反射面间的距离不能小于光波长的一半，在可见光范围大约为200纳米。spaser则是利用等离子体解决了此局限。诺基诺夫说，spaser也许将能做到一个纳米大小，但任何小于这一尺寸的纳米粒子，其功能就会丧失。 美国乔治亚州大学物理学教授马克斯托克曼称，和目前最快的晶体管相比，spaser虽具有同等的纳米尺度，但其速度要快上1000倍，这为制造速度超快的放大器、逻辑元件和微处理器提供了可能。 诺基诺夫则表示，spaser不仅能在光子计算机领域找到用武之地，也能在现今使用常规激光器的领域得到应用。更为现实的应用领域就是磁性数据存储业。现今用于硬盘的磁性数据存储介质已达到其物理极限，扩展其存储能力的方法之一就是在其记录过程中用非常小的光点对介质进行加热，而这必须使用纳米激光器才能做到。