光子电路

计算速度比电子芯片快约1000倍，功耗却更低——光子芯片，成为当下各国争相布局的前沿产业。随着芯片技术升级迭代，光子芯片有望成为新一代信息领域的底层技术支撑，正催生一大批新应用、新产业，拥有巨大的市场前景。记者从中关村前沿科技企业中科鑫通获悉，国内首条“多材料、跨尺寸”的光子芯片生产线预计将于2023年在京建成，填补我国在光子芯片晶圆代工领域的空白。芯片产业向“光”而行通俗地说，在传统的电子芯片中，数据传输的载体是电子，而在光芯片中，数据传输的载体变成了光子。相较于电子芯片，光子芯片具有高速并行、低功耗的优势，其运算速度及传输速率是电子芯片的1000倍，而功耗仅为电子芯片的九万分之一。1965年，英特尔联合创始人戈登摩尔提出摩尔定律，预测每隔18到24个月，芯片的晶体管密度就会增加一倍。摩尔定律此后不仅成为计算机处理器的制造准则，某种程度上也被看作科技行业发展的预言。然而，以硅为基础的电子芯片发展了几十年后，承载能力已经逼近物理理论的极限。光子芯片的出现，被看作突破摩尔定律的重要途径之一。一位芯片行业资深从业者介绍，当电子通过晶体管等传统集成电路元件时，会遇到阻力并产生热量。随着设计者不断将更多元件添加到芯片之中，产生的热量自然会升高。电子这一特性甚至成为了微型芯片性能提升的障碍，同时也是计算机能耗高的主要原因。相较之下，光子芯片不存在电阻问题，因此其产生的热量更少、能耗更低、计算速度也更快。全球权威IT咨询公司Gartner预测，到2025年全球光芯片市场规模有望达561亿美元（折合人民币约4041.16亿元）。中国工程院院士、清华大学教授罗毅此前在接受媒体采访时说，我国光电子芯片研究正和国际先进水平“并跑”。值得注意的是，在制造工艺上，光子芯片对结构的要求不像电子芯片那样严苛。“光子芯片不会像电子芯片那样必须使用极紫外光刻机（EUV）等极高端的光刻机，使用我国已经相对成熟的原材料和设备就能生产。”有二十余年芯片从业经验的中科鑫通微电子技术（北京）有限公司总裁隋军说。多材料生产线有望填补空白正因为光子芯片的诸多优势，芯片由“电”到“光”的转换，被视为国产芯片实现突破的重要技术路线之一。北京市第十三次党代会报告中提到，“围绕光电子、生命科学、低碳技术等领域前瞻布局未来产业”。在中科鑫通展厅，记者见到了不同大小的光子芯片晶圆。“加工后的晶圆经过切割等一系列工序后，就变成一颗颗芯片。”隋军说，与用来制作电子芯片的硅晶圆不同，光子芯片晶圆的衬底虽然也是硅，但是在衬底上还覆盖着一层氮化硅或薄膜铌酸锂等特殊光电材料。在创办中科鑫通前，隋军已深刻体会到国内企业在集成电路方面仍处于补短板的阶段。“在电子芯片领域，即便用同样的设备和材料，不同芯片代工厂生产出的芯片性能指标却大不相同，为什么？壁垒就在于工艺。”他说，目前的光子芯片产业发展中依然没有摆脱在设计和应用领域规模较大，而在设备、制造、封测等基础领域实力弱小的局面。至今，我国尚没有一家专业的光子芯片代工企业，国内光子芯片行业尚未形成成熟的设计、代工、封测产业链。隋军透露，中科鑫通目前正筹备建设国内首条“多材料、跨尺寸”光子芯片生产线，将于2023年建设完成，能满足通信、数据中心、激光雷达、微波光子、医疗检测等领域的市场需求。该生产线建成后，将填补我国在光子芯片晶圆代工领域的空白，有望加速国产光子芯片替代的规模化进程。光子芯片应用未来可期芯片除了应用于通信、供电、温度湿度感应，还能进行病毒检测。一个月前，在中关村前沿大赛集成电路领域决赛的舞台上，隋军在现场展示的生物光子芯片项目打开了不少人对芯片的想象空间。在光子芯片光波导上涂敷对病毒敏感的试剂，就能分析出病毒生物分子的类型以及含量。生物检测只是光子芯片的诸多应用场景之一。近年来，光子芯片的应用场景早已不局限于通信领域，广义上的光子芯片在工业、消费电子、汽车、国防等领域均有非常广泛的应用。例如在人工智能领域，光子芯片可应用于自动驾驶、语音识别、图像识别、医疗诊断、虚拟现实等。此外，现在的云计算和数据中心，已经大量采用了基于光子芯片的光收发模块，随着数据中心对于算力的需求与日俱增，光子芯片也有望发挥更大的作用。“未来两三年，我们将充分利用已有科研成果，在诸如病毒快速检测、激光雷达、量子计算机、大容量数据通信等领域提供切实可靠的国产核心芯片与方案支撑，加速国内量子信息、人工智能以及6G等前沿领域的实用化与规模化发展。”隋军说。

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 10月15日-16日，中国科学院半导体研究所、仪器信息网联合主办首届“半导体材料与器件研究与应用”网络会议(i Conference on Research and Application of Semiconductor Materials and Devices, iCSMD 2020)，22位业内知名的国内外专家学者聚焦半导体材料与器件的产业热点方向，进行为期两日的学术交流。会议期间，中国科学院半导体研究所研究员赵玲娟研究员做了题为《InP基光子集成材料与器件及标准代工平台》的报告。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=D8139CACC0C50CC69C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=350& playerid=621F7722C6B7BD4E& playertype=1" type=" text/javascript" /script /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 电子和光子有很多不同，最典型的特征是电子由电场控制，电电相互作用强，可以存储，而光子是波导控制，光光相互作用弱，难存储，因此在集成方式大不相同。相比于电子集成，光子集成不仅需要改变材料和结构，还需要改变电子和光子相互作用，因此光子集成面临着两大挑战：一是高效的光电转换有源器件；二是低损耗的无源连接波导。而光子集成技术一般是通过半导体材料、微纳加工技术将不同功能的光子器件集成在单个衬底上，器件之间通过光波导连接，构成单片集成电路-片上光子系统。目前来讲，集成技术平台有硅基光子集成和InP基光子集成。赵玲娟认为，光子集成是光电紧密结合的产物，其终极目标是电子集成和光子集成融合实现片上系统。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 赵玲娟在报告中谈到，硅基光子和InP基光子集成技术各有不同的特点。硅基光子集成集成度高、规模大、生态成熟、有大企业支持，但缺乏有效发光和放大，且探测、调制带宽低于InP。而InP基光子集成功能全、器件性能优异，但集成难度大、生态不完善。此外，InP基光子集成有源无源耦合损耗低、能效高，而硅基光子集成需要外激光器，耦合损耗大、能效低，只能通过混合封装及异质外延解决。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 目前微电子集成主要以代工模式为主，在光子集成方面，硅光也是以代工（Fabless）为主，少数垂直整合制造（IDM）。硅光集成的部件包含有源器件，如激光器、调制器、探测器、放大器等，因此需要设计者与Foundry更紧密的融合。InP光子集成则呈现IDM和Fabless共存的局面，Fabless的主要代表是欧盟InP标准化代工平台JePPIX，而IDM的代表为Lumentum和Infinera。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在应用领域方面，光子集成芯片不仅仅用于光通讯，在生物医疗、传感、激光雷达、光收发器等也有很好的应用，在5G、数据中心、光接入网中的应用也越来越多。在市场趋势方面，硅基光子集成芯片发展迅速，InP分立器件维持市场主导，InP集成器件增长潜力巨大。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 赵玲娟在报告中还详细介绍了光子集成技术研究组的发展方向、核心技术和应用领域，代表性光子集成芯片有多波长光发射芯片、多波长锁模激光器和新型光发射芯片。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 报告中总结到：光子集成是光子技术的发展趋势；InP基和硅基光子集成将在不同的领域发挥不同的作用；标准化光子集成技术平台是光子集成的发展方式；光子集成芯片的产业化主要是IDM或者与标准化平台紧密结合的方式。 /p

帧速、分辨率、信噪比毋庸置疑，这是科研相机最重要的几项性能，它的发展主线，也始终紧紧围绕着“如何获得更快帧速、更高分辨率以及更优秀的信噪比”来展开。另一方面，光信号究竟有多强？各个像素上究竟收集到了多少光子？相机测得究竟准不准？诸如此类的“定量”需求，也是科研相机应用中一直会被问到的。 5月20日，滨松全球同步发布的ORCA-Quest qCMOS相机，在以上两个问题中都交出了一份突破性的答卷。接下来，工程师将会“掰开了揉碎了”，为大家详解新型定量qCMOS相机的各个“知识点”。鱼与熊掌可以兼得：高帧速、高分辨率以及高信噪比 早期的CCD相机中，像素数目越多（分辨率越高）、帧速越快，相机电路每秒钟需要读出的像素就越多，也就越不容易准确。换句话说，相机的读出速度越快，噪声就越高，继而影响到图像的信噪比和图像质量。针对这个问题，业界给出了两条解决的路子： （1）EMCCD与电子倍增技术当光子在芯片上转换为光电子之后，EMCCD利用电场将这些光电子加速，轰击材料产生更多电子，实现了信号的增益。由于电子倍增过程在数据读出之前，所以信号放大了但读出噪声维持原样——以此大幅提升了图像信噪比。（2）CMOS与极低的读出噪声 sCMOS(包括接下来我们要说的新发布的qCMOS)相机，则走了另外一条技术路线。sCMOS/qCMOS相机直接压制读出噪声——相比之前的CCD相机，sCMOS/qCMOS的读出速度大幅上涨，但读出噪声因为设计工艺的改进却反而下降了。这也是sCMOS在过去十年大行其道的根本原因。 站在2021年的时间关口上，当比较以上两个技术路线的产品，我们发现，CMOS技术路线中的滨松新型ORCA-Quest qCMOS相机，在参数上已经完全超过了EMCCD相机。 按照像素读出计算，ORCA-Quest的读出速度已经高出了EMCCD 1-2个数量级；而在信噪比上，即使在1个光子/像素的信号强度下，qCMOS的表现也已优于EMCCD。量变到质变：低读出噪声与光子定量得到今天这样碾压式的参数，源自于在CMOS势呈井喷的十年间，滨松一直关注更低的读出噪声。从最初Flash 4.0系列sCMOS相机1.4个电子的读出噪声，到Fusion系列sCMOS相机0.7个电子的读出噪声，直至ORCA-Quest qCMOS相机最低0.27个电子。 而当ORCA-Quest相机的读出噪声下降到0.27个电子时，量变终于产生了质变——实现了“光子定量”。 相机成像中，信号中的光子在像素中转化为电子被收集——称之为光电子。光子定量就是通过精确定量光电子的方式得到每个像素所收集到的光子数目。 在光子转换为光电子之后，光电子会在相机芯片中转化为电压/模拟信号。虽然会有一个转换系数存在（例如0.16mV/电子），但是由于读出噪声的原因，当一个像素中有3个光电子时，读出的电压并不一定就是 3e x 0.16mV/e = 0.48mV，而是一个0.48mV左右的一个不确定的电压数值，可能是0.43mV，也可能是0.62mV。 粗略地说，读出噪声越大，这个不确定性就越大。这就意味着，如果读出噪声比较大，当相机芯片中读出0.48mV的时候，对应像素中的光电子可能是3个，也可能是2个，4个，甚至1个，5个。 但如果读出噪声足够小，就不会出现上述情况——当读出0.48mV的时候，我们就能确定对应像素上是3个光电子，而非其他。通过概率理论计算，当RMS读出噪声（Readout noise rms）为0.3e时，这个准确度达到90%以上。 滨松ORCA-Quest qCMOS相机的最低读出噪声为0.27e rms，所以我们在相机中加入了上述“光子定量”（Photon number resolving）功能。用户可以直接读出每个像素中精确的光电子数目，从而获得像素所收集的光子数目。领跑背照的高分辨率：独特的“沟槽结构”芯片技术相机像素中，电子被硅等半导体材料转换为光电子之后，会被相应的电路收集；这些电路结构会阻挡光信号。为了消除这部分信号损失，背照技术中将这些电路结构放到了芯片的背后（如下图）。在理想的情况下，每个像素中的光电子会被本像素的电路通过电场进行收集，但在背照芯片中，由于结构毕竟有一定的厚度，收集光电子的电场可能并不容易将本像素对应的光电子全部收集——一部分光电子会扩散到相邻像素中，造成相机分辨率的下降。这也是为什么一般而言，前照式相机的分辨率会优于对应参数的背照式相机。在滨松ORCA-Quest qCMOS相机中，芯片采用了独特的“沟槽结构”（Trench structure），阻挡了相应的光电子扩散，配合4.6μm的像素大小，940W像素，极大提升了相机的分辨率。此外，EMCCD在近红外成像中存在干涉条纹的问题，而ORCA-Quest qCMOS相机通过特殊的背照芯片结构设计，也解决了这个问题，进一步保障了成像质量。我们对ORCA-Quest qCMOS相机的出现非常兴奋，并将之视为科研级相机“光子定量”纪元的开启。而未来我们也将继续前行，带来更多技术的革新。 滨松相机，从未停止追求巅峰的脚步。

随着科技的突飞猛进，我们逐渐揭开了光子的神秘面纱。由于光子的微弱特性，直接观测和探测它是一项巨大的挑战。因此，研发出能够探测单个光子的探测器成为了科学家们追求的重要目标。市面上已经有多种单光子探测器，比如光电倍增管、光子计数探头、MPPC和SPAD等。它们各有千秋，但要说到单光子探测的顶尖高手，那非光电倍增管莫属。那么，这些单光子探测器是如何工作的呢？接下来，让我们一一揭开它们的神秘面纱！01 光电倍增管光电倍增管的工作原理如下图所示：当单个光子到达阴极面的时候，由于光电效应会产生光电子，产生的光电子在聚焦电场的作用下进入倍增级实现连续的倍增，从而实现电信号的连续放大，最后通过阳极输出，这个过程就实现了单光子信号的探测。图1 端窗型光电倍增管结构02 光子计数探头除了光电倍增管裸管，也有光电倍增管模块能做到单光子探测，也被称之为光子计数探头。光子计数探头是在能够做单光子探测的光电倍增管的基础上增加了如下的信号处理电路，可以将单光子的输出信号转换为TTL 信号输出，通过对TTL信号进行计数，就可以得到光子数量，方便实际测试。图2 光子信号处理电路03 多像素光子计数器（MPPC）除了上面的真空电子管类型的光子计数探测器之外，目前半导体器件也能够进行光子计数，常见的就是多像素光子计数器，滨松也称之为MPPC，硅光电倍增管。其中，MPPC是一种由多个工作在盖革模式的APD组成的光子计数型器件，其中APD（雪崩光电二极管）是一种具有高速度、高灵敏度的光电二极管，当加有一定的反向偏压后，它就能够对光电流进行雪崩放大。而当APD的反向偏压高于击穿电压时，内部电场就会变强，光电流则会获得105～106的增益，这种工作模式就叫APD的“盖革模式”。在盖革模式下，光生载流子通过倍增就会产生一个大的光脉冲，而通过对这个脉冲的检测，就可以检测到单光子，实现单光子探测！图3 MPPC输出示意图04 单光子雪崩光电二极管（SPAD）除了MPPC之外，半导体探测器中单光子雪崩光电二极管也能进行单光子探测，我们称之为SPAD。SPAD可以理解为它是由单个MPPC像素形成的探测器，它只有一个像素点，也就是只有一个能工作在盖革模式下的APD，所以它无法反映光强度的变化，只能是对光的有无做出反应。而MPPC由于是多个像素的阵列，我们可以根据输出信号的幅度来判断光信号的强度。但是SPAD也能做到单光子的探测。05 光电倍增管单光子探测优势通过以上介绍我们可以看到，目前单光子探测器主要分为真空电子管和半导体探测器两个类型，他们都能实现单光子的探测，那么光电倍增管的优势在哪呢？光敏面积光敏面积是单光子探测中比较关键的一点。相对来说，面积越大，能够探测到的光子数也就越多，同时前端的光路也会相对比较简单，不需要复杂的聚焦系统。由于光电倍增管是真空电子管，我们是可以通过控制阴极面积的大小来决定探测器的光敏区域。目前滨松最大的光电倍增管阴极面直径能做到20英寸，光子计数探头模块阴极面积最大的直径在25毫米，能够满足不同光斑大小的探测需求。但是对于MPPC来讲，由于面积大小与其性能有直接联系，比如，暗计数率同光敏面积成正比，面积的增加会导致暗计数率的增加。由于半导体的固有热噪声较大，暗计数会随着面积的增加进一步导致波形堆叠，难以对单光子信号进行分析。此外，面积越大，寄生电容越大，影响MPPC的响应速度。暗计数暗计数是指探测器在没有光子进入的时候，探测器本身的信号输出。其中光电倍增管是真空电子管器件，噪声的主要来源是阴极面的热电子发射，暗计数的值大概在百个级别，常见的光子计数探测器H10682-110，典型的暗计数在50 cps，最大值在100 cps。而MPPC和SPAD是半导体探测器，不仅光子可以产生载流子，热电子也会产生载流子，热电子生成的载流子也具有单光子水平的信号电平，并且暗计数的水平明显高于光电倍增管的暗计数，暗计数的值大概上千，常见的MPPC光子计数模块C13366-1350GD，典型的暗计数在2.5 kcps，最大值在7 kcps。弱光信噪比不管是真空电子管还是半导体探测器，他们都能实现单光子探测，但是由于噪声的存在，相同信号的输入，会导致不同的信噪比。相对来说，信噪比越大，说明其中的噪声比较小，能够有效地反映信号的情况。通过对比目前滨松常见的光子计数探头和半导体光子探测器型号在同样光强环境下的信噪比，可以看到，在弱光环境中，光电倍增管具有一个很好的信噪比。图4 不同类型探测器弱光信噪比对比（光子计数探头&MPPC&SPAD）通过以上对比我们可以看到，光电倍增管在单光子探测中，具有面积大、噪声小、信噪比高的特点，所以在弱光探测环境中，我们还是推荐使用光电倍增管！以上就是本期的讲解，如果还有其他问题，欢迎评论区留言或者直接联系相关工程师获取技术支持。相关阅读喏，你要的光电倍增管全解析在这里~想了解光电倍增管原理及应用，这一场报告就够了关于光电倍增管（PMT）模块的选型与使用光电倍增管：光照灵敏度&辐射灵敏度“差别”在哪？光电倍增管动态范围的定义不是？而是？光电倍增管（PMT）分压器设计原理

随着集成电路产业发展进入“后摩尔时代”，集成电路芯片性能提升的难度和成本越来越高，人们迫切需要寻找新的技术方案。近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所科研团队在钽酸锂异质集成晶圆及高性能光子芯片领域取得突破性进展，成功开发出可批量制造的新型“光学硅”芯片。相关研究成果8日在线发表于《自然》杂志。 当前，以硅光技术和薄膜铌酸锂光子技术为代表的集成光电技术是应对集成电路芯片性能提升瓶颈问题的颠覆性技术。其中，铌酸锂有“光学硅”之称，近年间受到广泛关注，哈佛大学等国外研究机构甚至提出了仿照“硅谷”模式来建设新一代“铌酸锂谷”的方案。“与铌酸锂类似，钽酸锂也可以被称为‘光学硅’， 我们与合作者研究证明，单晶钽酸锂薄膜同样具有优异的电光转换特性，甚至在某些方面比铌酸锂更具优势。”论文共同通讯作者、中国科学院上海微系统所研究员欧欣说，更重要的是，硅基钽酸锂异质晶圆的制备工艺与绝缘体上硅晶圆制备工艺更加接近，因此钽酸锂薄膜可实现低成本和规模化制造，具有极高的应用价值。此次，科研团队采用基于“万能离子刀”的异质集成技术，通过离子注入结合晶圆键合的方法，制备了高质量硅基钽酸锂单晶薄膜异质晶圆；同时，与合作团队联合开发了超低损耗钽酸锂光子器件微纳加工方法，成功制备出钽酸锂光子芯片。　　欧欣表示，钽酸锂光子芯片展现出极低光学损耗、高效电光转换等特性，有望为突破通信领域速度、功耗、频率和带宽四大瓶颈问题提供解决方案，并在低温量子、光计算、光通信等领域催生革命性技术。

光子引线键合技术实现多光子芯片混合组装近日，由Nanoscribe公司的Matthias Blaicher博士携手Muhammed Rodlin Billah博士组成了一个德国光子学，量子电子学和微结构技术研究团队，利用光子引线键合技术，实现了硅光子调制器阵列与激光器和单模光纤之间的键合，制造出光通信引擎。此项研究成果发表在《自然-光：科学与应用》国际学术期刊上。（Light: Science & Applications）研究人员利用Nanoscribe公司先进的3D光刻技术将光学引线键合到芯片上，从而有效地将各种光子集成平台连接起来。此外，研究人员还简化了先进的光学多阶模块的组装过程，从而实现了从高速通信到超快速信号处理、光传感和量子信息处理等多种应用的转换。什么是光子引线键合技术自由光波导三维(3D)纳米打印技术，即光子引线键合技术。该技术可以有效地耦合在光子芯片之间，从而大大简化了光学系统的组装。光子丝键合的形状和轨迹具有关键优势，可替代依赖于技术复杂且昂贵的高精度对准的常规光学装配技术。 光子引线键合技术的重要性光子集成是实现各种量子技术的关键方法。该领域的大多数商业产品都依赖于需要耦合元件的光子芯片的独立组装，如片上适配器和体微透镜或重定向镜等。组装这些系统需要复杂的主动对准技术，在器件开发过程中持续监控耦合效率，成本高且产量低，使得光子集成电路（PIC）晶圆量产困难重重。 研究人员使用Nanoscribe的增材纳米加工技术，结合了常规系统的性能和灵活性，实现整体集成的紧凑性和可扩展性。为了在光子器件上设计自由形式的聚合物波导，该团队依靠光子引线键合技术，实现全自动化高效光学耦合。光子引线键合技术的可微缩性和稳定性在实验室中，研究人员设计了100个间隔紧密的光学引线键（PWB）。实验结果为简化先进光子多芯片系统组装奠定了基础。实验模块包含多个基于不同材料体系的光子芯片，包括磷化铟（InP）和绝缘体上硅（SOI）。实验中的组装步骤不需要高精度对准，研究人员利用三维自由曲面光子引线键合技术实现了芯片到芯片和光纤到芯片的连接。 在制造PWB之前，研究人员使用三维成像和计算机视觉技术对芯片上的对准标记进行了检测。然后，使用Nanoscribe双光子光刻技术制造光学引线键，其分辨率达到了亚微米级。研究团队将光学夹并排放置在设备中，以防止高效热连接中的热瓶颈。混合多芯片组件（MCM）依赖于硅光子（SiP）芯片与磷化铟光源和输出传输光纤的有效连接。研究团队还将磷化铟光源作为水平腔面发射激光器（HCSEL），当他们将光学引线键与微透镜结合在一起时，可以方便地将光学平面外连接到芯片表面。验证实验1在第一个实验中，研究团队通过使用深紫外光刻技术制造了测试芯片，结果表明光学引线键能够提供低损耗的光学连接。每个测试芯片包含100个待测试的键合结构，以从光纤芯片耦合损耗中分离出光学引线键损耗。光学引线键的实验室制造可实现完全自动化，每个键的连接时间仅为30秒左右，实验表明该时间可进一步缩短。研究团队还在其他测试芯片上进行了重复实验，验证了该工艺优秀的可重复性。随后，研究人员还进行了-40℃至85℃的多温度循环实验，以证明该结构在技术相关环境条件下的可靠性。实验过程中，光学引线键没有发生性能降低或是结构改变的情况。为了解光学引线键结构的高功率处理能力，研究人员还对样品进行了1550纳米波长的连续激光照射，且光功率不断增加。研究结果显示，在工业相关环境及实际功率水平中，光学引线键可以保证高性能。验证实验2在第二个实验中，研究团队制造了一个用于相干通信的四通道多阶发射机模组。在该模组中，研究人员将包含光学引线键的混合多芯片集成系统与电光调制器的混合片上集成系统相结合，并将硅光子芯片纳米线波导与高效电光材料相结合。实验结果表明，该模组具有低功耗、效率高的优点。更多双光子微纳3D打印技术和产品请咨询Nanoscribe中国分公司纳糯三维科技（上海）有限公司Photonic Professional GT2 双光子微纳3D打印设备Quantum X 灰度光刻微纳打印设备可应用于微光学，微型机械，生物医学工程，力学超材料，MEMS，微流体等不同领域。参考文献：Hybrid multi-chip assembly of optical communication engines via 3-D nanolithographyby Thamarasee Jeewandara , Phys.orghttps://phys.org/news/2020-05-hybrid-multi-chip-optical-d-nanolithography.html

2021年9月10日，由中国科学院西安光机所承担的“国家双创示范基地双创支撑平台建设项目——陕西光电子集成电路先导技术中试平台”顺利通过总体验收。验收专家组由陕西省政府参事、省政协常委、原知识产权局局长巨拴科等11位专家组成。中科院科发局知识产权处副处长陈浩全程参会指导工作 中科院西安分院副院长杨青春、陕西省工信厅二级巡视员梁桂莲、西安市高新区硬科技局副局长蒋仁国受邀参加会议 西安光机所副所长胡炳樑，财资处、条保处、综合档案室、所级中心、产业处，西光产业、西科控股、先导院公司相关负责人参加会议，会议由产业处副处长(主持工作)李燕主持。西安光机所于2017年获批国家 “第二批大众创业万众创新示范基地”，并于2019年5月获得“国家双创示范基地双创支撑平台建设项目——陕西光电子集成电路先导技术中试平台”批复。通过项目支持建设，平台现已建成了一条可支持以VCSEL芯片为主的化合物半导体芯片研发、小试工艺线，具备了快测和全流程工艺流片能力，目前VCSEL4&6英寸快测及全流程工艺已通线。验收会开始之前，梁桂莲讲话，她表示，地方政府长期以来一直在关注和支持西安光机所创新创业工作，“西光所创新发展模式”在地方形成了良好的模范带头作用，希望西安光机所通过本次项目验收总结阶段经验，不断提高平台建设能力，在“秦创原”这个平台上，引领光子产业链不断提升和完善。接下来，陈浩介绍了国家发改委关于双创示范基地双创支撑平台建设项目的背景和总体要求，验收会正式开始。专家组听取了建设单位项目负责人周祚峰的专题汇报，随后到检测大厅了解研究所整体科研基础情况、到硬科技社区了解创新创业生态体系建设情况、到先导院检查双创项目建设情况。经过实地考察、专家质询、工艺验收、财务验收和档案验收，专家组对西安光机所组织实施双创示范基地双创支撑平台建设项目整体工作给予了充分认可，并对其支撑和引领地方光子产业发展起到的积极作用表示肯定，一致同意通过总体验收。验收会后，杨青春代表西安分院对中科院和地方政府一直以来对西安光机所的关怀和支持表示感谢，并要求研究所进一步落实专家组和政府相关领导提的宝贵建议和意见，立足地方、辐射全国，成为全国光子领域技术创新高地和产业集聚地。陈浩充分肯定了项目建设成果，对验收会取得圆满成功表示祝贺，他希望西安光机所进一步按照我院“四个国家”要求，为国家国防建设和产业链安全，以及地方经济高质量发展作出更大贡献。最后，胡炳樑代表研究所对中科院、西安分院、各级政府、专家组对西安光机所的鼓励和支持表示感谢，并表示研究所将按照“不仅让国家和中科院满意，还要让地方和人民满意”的标准，聚焦光子领域主责主业，坚持高起点规划、高标准建设、高水平管理，努力成为光子科技国内创新和创业高地。

近日，科学家在《自然》发表题为《Parallel convolutional processing using an integrated photonic tensor core》的文章，介绍了基于集成光子张量核的并行卷积处理。据介绍，随着超高速移动网络和互联网连接设备的激增，以及人工智能（AI）的兴起，世界上需要以快速高效的方式处理的数据量呈指数级增长。因此，高度并行化、快速和可扩展的硬件正变得越来越重要。科学家们演示了一个针对特定计算的集成光子硬件加速器（张量核），它能够以每秒数万亿次乘法累加运算（每秒1012次MAC运算）的速度运行。张量核可以看作是专用集成电路（ASIC）的光学模拟。它利用相变材料存储阵列和基于光子芯片的光频梳（孤子微梳）实现了光子在存储器中的并行计算。计算简化为测量可重构和非谐振无源元件的光传输，并且可以在超过14ghz的带宽下工作，仅受调制器和光电探测器的速度限制。考虑到微波线速率孤子微调制器、超低损耗氮化硅波导、高速片上探测器和调制器的混合集成的最新进展，这种方法为光子张量核的全互补金属氧化物半导体（CMOS）晶圆级集成提供了一条途径。虽然本工作只是针对于卷积处理，但更普遍的是，实验结果表明，集成光子学在数据密集型人工智能应用（如自动驾驶、实时视频处理和下一代云计算服务）中具有并行、快速和高效计算硬件的潜力。

目前的光子检测技术通常依赖于电压或电流幅度的变化，但美国中佛罗里达大学教授德巴希钱达等人开发出了通过调制振荡电路频率来检测光子的方法，为超灵敏的光子检测铺平了道路。这种基于调频的方法可用于创建低成本且高效的非制冷红外探测器和成像系统，广泛应用于医学成像、通信以及安保等领域。相关论文发表于新一期《先进功能材料》杂志。在最新研究中，钱达等人使用了一种特殊的相变材料，当光线照射这种材料时，它会改变形状，产生稳定的电路振荡。当光子撞击材料时，它会改变电路振荡的频率，频率的变化程度取决于光线的强度。钱达解释称，光子的撞击（入射）会调制振荡电路的频率，这种调频方式从本质上可以降低调幅方式固有的噪声，且响应迅速，检测能力更强。其可用于创建低成本、高效的非制冷红外探测器和成像系统，用于遥感、热成像和医学诊断等各种领域。目前，波长范围介于8微米至12微米范围内的长波红外（LWIR）探测在天文学、气候科学、材料分析和安全等领域至关重要。但由于光子能量较低，实现室温LWIR探测一直面临巨大挑战。目前可用的LWIR探测器大致分两种类型：冷却探测器和非冷却探测器。两者各有优劣：冷却探测器具有极好的探测能力，但需要低温冷却，这使其价格昂贵，并限制了其实用性；非制冷探测器可在室温下工作，但热噪声高，探测率低，响应慢。研制出低成本、高灵敏度、快速的红外探测器/相机面临科学和技术方面的挑战。钱达小组开发的最新方法为高灵敏度、非制冷LWIR检测提供了范式转变，有望催生非制冷LWIR检测方案。该方案具有高灵敏度、低成本、容易与电子读出电路集成等优点。

近几十年以来，伴随着大数据、传感器、云应用等多种新兴技术的快速发展，数据流量也呈现出指数级增长的态势。使用电子电路的传统集成电路，通过摩尔定律推动电子器件的体积缩小、性能增加，从而推动数据流量的进一步增长。根据摩尔定律，电子器件上可以容纳的晶体管数量，大概每两年增加一倍。而数据流量的不断激增，给电子器件的带宽、速度、成本和功耗等诸多方面都带来了较大的挑战。换言之，传统电子设备的发展即将到达极限。此时，使用光子或光粒子将光与电子进行结合的光子集成电路，尤其是硅基光电子器件，因能够建立高速、低成本的连接，并实现对大量数据的一次性处理，在数据通信领域具有显著优势。从硅基光电子学技术目前的发展来看，以硅材料为基础的微电子器件已经能够处理被动光学功能，但却很难有效地完成主动任务，比如产生光（激光）或检测光（光电探测器）等数据生成和读取时需要用到的关键步骤。那么，要想在完成主动功能的同时增强器件的性能，就必须在硅基底上集成 III-V 族半导体化合物，也就是元素周期表中 III 族和 V 族的材料。可问题是，如今 III-V 族半导体化合物还无法与硅实现良好的配合。近期，来自香港科技大学的薛莹研究助理教授和该校刘纪美（Kei-May Lau）教授，带领团队设计出一种名为横向纵横比捕获（lateral aspect ratio trapping，LART）的方法。薛莹据介绍，其作为一种选择性直接外延生长的技术，能够在不需要厚缓冲层的条件下，在绝缘的硅衬底（silicon-on-insulator，SOI）上，横向选择性地生长 III-V 族材料。基于该技术，研究人员在 SOI 晶圆上制造了 III-V 分布式反馈激光器，能与硅层呈共平面配置，实现 III-V 族激光器与硅波导之间的高效耦合。另外，这种特殊的 III-V 族绝缘层结构，还为激光器提供了良好的光学约束。据了解，该光泵浦分布式反馈激光器具有约 17.5µJcm-2 的低激光阈值、1.5µm 的稳定单模激光、超过 35dB 的边模抑制比和 0.7 的自发辐射系数。这些数据结果也充分表明，单片生长激光器在晶圆级硅光子集成电路方面迈出了重要一步，或将推动集成硅基光电子学领域的发展。近日，相关论文以《在（001）SOI 上选择性生长的面内 1.5µm 分布式反馈激光器》（In-Plane 1.5 µm Distributed Feedback Lasers Selectively Grown on（001）SOI）为题在Laser & Photonics Reviews上发表，并被选为期刊封面。薛莹是第一作者，刘纪美担任通讯作者。“我们的方法解决了 III-V 族器件与硅的不匹配问题，实现了 III-V 族器件的优异性能，并使 III-V 族器件与硅的耦合变得更加高效。”薛莹对媒体表示。Laser & Photonics Reviews期刊当期封面不过，需要说明的是，虽然该技术有望在传感和激光雷达、生物医学、人工智能、神经和量子网络等研究领域获得应用，但要想将它更好地应用于现实生活，还必须克服一些关键的科学挑战。因此，基于目前的研究，该课题组打算从高输出功率、长寿命、低阈值、高温下工作等维度入手，进一步增强与硅波导集成的 III-V 族激光器的能力。另外，值得一提的是，薛莹目前的研究兴趣主要集中在集成光子学、电子光子集成电路、硅光子学、纳米光子学等领域，并已经在以高效、可扩展和低成本的方式，缓解基于硅的光子集成电路的性能限制方面，做出了重要突破与创新。基于此，她曾在近期荣获 2023 年 Optica 基金会挑战赛资助的 10 万美元奖金，该奖项旨在表彰 10 名在利用光学和光子学，并解决全球问题方面具有杰出想法的早期职业专业人员。显而易见，这笔资助将有助于推进她接下来的研究。

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2024年4月26日，复享光学承担的集成电路科技支撑专项《面向集成电路纳米尺度三维多参数光学检测关键技术的研究》成功通过验收。来自于上海微电子装备、上海光机所、上海科创投等企业与科研院所专家组成的验收专家组，经过严格评估，一致认为项目达到预期目标，综合技术评价优秀。本次项目的顺利完成离不开复享光学在深度光谱技术领域的开拓。从根本上来说，深度光谱技术是构建物质信息与光谱信号之间单射关系的光学感知技术，而发展多维光场表征与计算信息重构是其中的核心研究内容。图1，深度光谱技术原理得益于这些技术，复享光学赋予了光谱分析仪器多参量的计量能力，支持多样化的材料体系及极端环境下的光谱检测，帮助用户构建面向微电子、微纳光子、先进材料等前沿科学研究的复杂光电表征与计量系统。01微纳光电子器件多参量光学检测设备针对先进制程微纳器件的计量与表征，复享光学在角分辨光谱表征基础上结合神经网络与梯度下降算法，开创性地发展了纳米尺度三维多参数光学检测技术并成功研制多参量光学计量检测科学仪器。图2，微纳光电子器件多参量光学检测设备图3，纳米尺度三维多参数检测的原理与相关性分析02高压环境下钙钛矿材料的显微原位光谱表征系统针对钙钛矿材料的前沿研究，复享光学构建了多环境、多参数的显微原位光谱表征系统。该系统可在高压、常温、低温环境下，实现微米级样品的紫外-可见吸收光谱、多波长的光致发光、全视场荧光成像、荧光寿命及成像、二次及三次谐波的原位测量，为材料的研究提供全方面的光学表征信息。图4，高压低温钙钛矿材料的显微原位光谱表征系统图5，材料的高压相变及温度相变表征03有机半导体的原位光电表征系统针对有机半导体微型器件，复享光学在手套箱内构筑了光致、电致发光原位表征系统。通过引入飞秒激光，实现微纳光电器件受激辐射的光谱及角谱表征，全面获取材料/器件发光性能。系统搭载了源表及探针台，表征光学性能的同时，可监测器件电流密度、迁移率等参数，具备全面的有机半导体器件检测能力。图6，有机半导体的原位光电表征系统图7，单晶OLED微纳器件光子自旋行为的反射光谱及发光光谱04第三代半导体材料光电检测系统针对第三代半导体材料，复享光学构建了集成化光电检测系统，具备深紫外吸收光谱模块及多波长的光致发光检测模块，可实现第三代半导体材料的禁带宽度、光谱特性、光电导率等检测。图8，第三代半导体材料光电检测系统图9，吸收带边与荧光光谱本次集成电路科技支撑专项实施期间，复享光学与复旦大学合作建立了光检测与光集成校企联合研究中心，共同在光学计量检测技术领域深入研究关键底层技术。截至目前，联合研究中心已顺利培养并毕业3名博士，发表PRL、Light、NC等7篇高水平学术文章，形成13件中国专利、1件国际专利。图10，2022年复旦大学光检测与光集成校企联合研究中心揭牌成立2017年与2022年，复享光学连续获得上海市科委在第一期以多维光场表征为核心的《基于傅里叶光学的显微角分辨瞬态光谱仪的研制(17142200100)》和第二期以计算信息重构为核心的《面向集成电路纳米尺度三维多参数光学检测关键技术的研究(20501110500)》立项支持。本次项目的验收完成，标志着复享光学在以角分辨光谱为核心的深度光谱技术方面实现了从原理概念到产业应用的完整闭环，为前沿科学研究与中国先进制造带来了的全新的技术与方案。图11，2021年第一期项目验收 图12，2024年第二期项目验收

滨松公司利用独有的设计技术，并采用以最新制造技术新研发出的2D CMOS图像传感器，成功研制出拥有0.27e rms的极致低噪声，且具备940万像素（4.6 μm像素尺寸）的超高分辨科研级相机“ORCAⓇ-Quest qCMOSTM C15550-20UP”。由于光电信号转换时的噪声是决定相机检测极限的重要因素，我们通过将噪声抑制到低于光的最小单位光子（光粒），在世界上首次实现了光子数的准确测量，并对所测到的2D光子数进行成像。这将使我们能够更准确地观察离子和中性原子等的量子状态，有望促进以量子计算机（*）等其他量子技术的研究和开发。本产品将于2021年5月20日（星期四）正式上市。※量子计算机:作为量子的离子和中性原子等可处于“即是1又是0”的重叠状态。利用这种特性可以进行并行处理，是一种有望解决目前在时间和规模维度上无法解决问题的计算机。ORCAⓇ-Quest qCMOSTM 相机 C15550-20UP产品概要该产品采用了新研发的高性能2D CMOS图像传感器，是世界上首台实现光子定量的科研级相机。 滨松公司一直从事研发，生产和销售用于微弱荧光，发光现象成像应用的低噪声科研级相机。这次利用滨松独有的设计技术，优化像素结构的设计，并利用先进的精密半导体制造技术，开发了世界首个具有极致低噪声，且高像素数，高分辨率，并可实现高速读取的2D CMOS图像传感器。此外，利用长年积累的低噪声相机电路设计技术，高精度探测器冷却技术，独有的信号处理技术，有效抑制了2D CMOS图像传感器各像素出现的不均匀现象。由此，我们成功地开发了世界首台可实现光子定量，且可获得高可靠性测定结果，有助于推动科学的进步以及未知领域研发的科研级相机。本产品通过对来自离子，中性原子等的光量进行定量成像，可以准确观察其量子状态，有望加速量子计算机为代表的各种量子技术的研究和开发。此外，由于它可以在宽广视场中对极弱的光现象进行成像，也预计有望应用于天文和生命科学领域。今后，我们将面向国内外大学和企业的研究人员进行销售，并在多个领域中开拓2D光子数识别测量的新应用。发射荧光的中性原子（左）和猎户座大星云（右）的成像图像产品特点1、采用新研发的高性能2D CMOS图像传感器利用滨松独有的设计技术和最新的制造技术，成功研发了世界首个具有极致低噪声的2D CMOS图像传感器。此外，采用沟槽结构，将2D CMOS图像传感器的像素一个一个地隔开，减少像素之间的串扰，且通过背照模式同时实现了高量子效率和高分辨率。再有，在具有940万像素的高像素的同时，其信号的读取速度从原来的约27百万像素每秒到约47百万像素每秒，提高了约1.7倍。2、世界上首台实现2D光子数识别测量的相机利用滨松长年积累的相机低噪声电路设计技术，高精度传感器冷却技术和独有的信号处理技术，通过抑制每个像素的电特性变动，最大限度发挥了2D CMOS图像传感器的性能。 以上种种，我们成功研发了世界首台用于2D光子数识别测量，实现噪音为传统产品约三分之一，仅0.27e rms的极致低噪声科研级相机。研发背景滨松公司自1980年以来一直研发，生产并销售低噪声的科研级相机。目前为生命科学等学术领域以及工厂自动化领域等需要对极弱荧光和发光现象进行成像技术的各种场景提供产品。为满足市场对进一步降低噪声的要求，我们致力研发具备极致的低噪声，并实现了2D光子数字计测的科研级相机。主要规格

移动通信、雷达、卫星遥感、电子对抗以及基础仪器科学等领域的进步，促使着微波系统向着高频、宽带、大动态范围、多功能的方向发展。面对这些新的发展需求，传统的微波技术在微波信号的产生、传输、处理、测量等各个方面均面临巨大挑战。微波光子学融合了微波技术和光电子技术，即利用光电子学的方法处理微波信号，可以突破传统射频电子器件的性能瓶颈，被认为是下一代各类微波系统应用的解决方案之一。传统微波光子系统一般使用分立的光电子器件与电学模块搭建链路，这使得微波光子系统样机或产品具有重量大、功耗高、稳定性差等不足。因此，实现微波光子系统的微型化、片上化和集成化，是推动微波光子技术真正落地与广泛应用的关键，也是近年来学术界和产业界关注的焦点。然而，目前已报道的研究工作仍未能实现微波光子系统的完全芯片化集成，需要借助分立的光电子器件(例如：激光器、调制器等)或电子器件(例如：电学放大器等)来构建完整的系统链路，这在成本、体积、能耗、噪声方面严重制约着微波光子技术的工程化与实用化。鉴于此，近日，北京大学电子学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室王兴军教授研究团队提出了融合硅基光电子芯片、磷化铟芯片和 CMOS 电芯片的多芯片平台混合集成方案，首次实现了微波光子系统光-电链路的完全集成化拉通。基于该技术方案，研究团队设计实现了一款全芯片化的微波光子频率测量系统，整体尺寸约为几十 mm²，功耗低至 0.88 W，可实现对 2-34 GHz 宽频段微波信号瞬时频率信息的快速、精准测量。该成果发表在 Laser & Photonics Reviews，题为“Fully on-chip microwave photonic instantaneous frequency measurement system”。北京大学博士研究生陶源盛与北京大学长三角光电科学研究院杨丰赫博士为论文的共同第一作者，王兴军教授为论文通讯作者。该团队设计的全芯片化微波光子频率测量系统原理如图1所示，他们在硅光芯片上有源集成了高速调制器(用于微波信号加载)、载波抑制微环、可调谐光学鉴频器和光电探测器等器件。基于磷化铟平台实现高性能的分布式反馈(DFB)激光器，并通过端对端对接耦合方式与硅光芯片实现互连。为在保证系统测量精度的条件下降低对后端采样与处理电路的要求，他们将硅光芯片的弱光电流输出通过金线键合的方式直接连接至 CMOS 跨阻放大芯片的输入。经跨阻放大后的电信号，仅需通过低速采样电路采集，通过离线处理即可还原出输入高频微波信号的瞬时频率信息。图1：全芯片化的微波光子频率测量系统。(a)系统三维示意图；(b)磷化铟激光器芯片与硅光芯片的光学显微图；(c)系统整体的集成封装实物图。图源：Laser Photonics Rev.2022, 2200158, Figure 1面向电子对抗、雷达预警等实际应用场景，研究人员们在实验演示了该全芯片化微波光子频率测量系统对多种不同格式、微秒级快速变化的微波信号频率的实时鉴别。如图 2 所示，依次是对 X 波段(8-12 GHz)范围内的跳频信号(Frequency hopping, FH)、线性调频(Linear frequency modulation, LFM)和二次调频(Secondary frequency modulation, SFM)三类信号的频率-时间测量结果，误差均方根仅 55-60 MHz，是迄今为止同类型集成微波光子系统所展示出的最佳性能。图2：复杂微波信号频率的动态测量结果。(a)跳频信号(Frequency hopping, FH)的频率测量；(b) 线性调频(Linear frequency modulation, LFM)的频率测量；(c)二次调频(Secondary frequency modulation, SFM)信号的频率测量图源：Laser Photonics Rev.2022, 2200158, Figure 4未来展望 本工作所提出的多平台光电混合集成工艺方案，除适用于微波测量应用，对于研究微波信号产生、信号处理、信号传输等其他各种类型微波光子系统的集成化、微型化也具有很高的参考价值，为推动微波光子技术的工程化应用提供了一种通用性的解决方案。

光子集成电路 (Photonic Integrated Circuit，PIC) 与电子集成电路类似，但不同的是电子集成电路集成的是晶体管、电容器、电阻器等电子器件，而光子集成电路集成的是各种不同的光学器件或光电器件，比如激光器、电光调制器、光电探测器、光衰减器、光复用/解复用器以及光放大器等。集成光子学可广泛应用于各种领域，例如数据通讯，激光雷达系统的自动驾驶技术和医疗领域中的移动感应设备等。而光子集成电路这项关键技术，尤其是微型光子组件应用，可以大大缩小复杂光学系统的尺寸并降低成本。光子集成电路的关键技术还在于连接接口，例如光纤到芯片的连接，可以有效提高集成度和功能性。类似于这种接口的制造非常具有挑战性，需要权衡对准、效率和宽带方面的种种要求。针对这些困难，科学家们提出了宽带光纤耦合概念，并通过Nanoscribe的双光子微纳3D打印设备而制造的3D耦合器得以实现。该3D自由曲面耦合器利用全内反射，结合Nanoscribe的3D微加工技术可直接在光子芯片上进行3D打印制作。该新型技术可应用于例如光通信技术，计算机传感器等领域，并且科学家们已经在微型光谱仪上验证了光纤到芯片的键合技术，用于便携式传感技术和芯片实验室（微流控芯片技术）。连接芯片到光纤的3D对接耦合器 来自德国明斯特大学物理研究所，CeNTech纳米技术中心，马克思伯恩研究所和柏林洪堡大学的多学科研究团队提出了这个全新概念并共同研发了连接芯片到光纤的3D聚合物耦合器。该3D耦合器基于全内反射的原理直接在光子集成电路上进行3D打印。这种新颖的方法旨在于可见光波长范围内实现低损耗和宽带光纤到芯片的耦合。该设计由模式转换器，全反射平面和一个充当将光速聚集到光纤端面上的透镜球体所组成。这项研究的成果证明耦合可扩展性的概念可通过3D微纳加工技术得以实现。 LEFT:SEM of a freeform 3D fiber-to-chip coupler printed by means of Nanoscribe’s Photonic Professional GT system and connected to a silicon nitride waveguide.RIGHT: Close-up view of the 3D-printed coupler on total internal reflection for fiber-to-chip coup领.Image: H. Gehring, W. Hartmann, W. Pernice et al., University of Münster3D微纳加工实现光子封装 通常，在一个微纳芯片上组装各种光子和光学组件需要多个步骤来完成操作，例如组装、对准、拾取和放置或固定等一系列操作步骤。而利用3D微纳加工技术则可以轻松地在光子集成电路上直接打印高精度自由曲面的微纳组件。因此，3D打印可以大大节省光子封装过程中的设备成本和时间成本。SEM of a photonic chip with several devices illustrating scalable fabrication of hybrid 3D-planar photonic circuits.Image: W. Hartmann, H. Gehring, W. Pernice et al., University of Münste近年来，随着光学、光电子、纳米光子和仿生等领域中各种微纳器件的广泛开发，与之相应的3D微纳加工技术逐渐成为加工技术中的重要一环。 凭借着独有的3D微纳加工技术，Nanoscribe参与了各种研究项目，以开发基于集成光子学新技术。例如,在MiLiQuant研究项目中，Nanoscribe与科学以及工业领域的合作伙伴一起开发了具有微型化，稳定频率和功率的二极管激光器。该项目旨在为医疗诊断产业应用，自动驾驶传感器和基于量子的成像方法制造合适的辐射源。 此外，Nanoscribe还在今年年初加入了欧盟资助的研究项目Handheld OCT。这是由来自不同大学、研究机构和科技公司的科学家和工程师们所组成的研究团队，旨在开发用于眼科检查的便携式成像设备。该新型设备可以拓展基于光学相干断层扫描技术（OCT）的应用，实现从现在的固定眼科临床使用扩展到即时眼科移动护理中。更多有关双光子微纳3D打印产品和技术应用咨询，欢迎联系Nanoscribe中国分公司 - 纳糯三维科技（上海）有限公司德国Nanoscribe 超高精度双光子微纳3D打印系统： Photonic Professional GT2 双光子微纳3D打印设备 Quantum X 灰度光刻微纳打印设备

美国俄勒冈州立大学和贝勒大学科学家在降低数据中心和超级计算机使用的光子芯片能耗方面取得了突破：他们开发出一种新型设备，控制光子芯片温度变化所需的能量仅为目前能耗的百万分之一，有望成为未来数据中心和超级计算机高速通信的骨干。相关论文刊登于最新一期《科学报告》杂志。　　数据中心能存储、处理和传播数据和应用程序。美国能源部的数据显示，同等面积数据中心的能耗是普通办公楼的50倍，数据中心总用电量约占美国用电总量的2%。而且，随着数据量的飙升，数据中心的数量也与日俱增。　　光子芯片内的电路使用光子而非像传统计算机芯片那样使用电子。光子以光速移动，能实现极快速、高效的数据传输，但需要大量能量来保持其温度稳定和高性能。目前光子学行业完全依赖“热加热器”来微调高速电光设备的工作波长并优化其性能，每台此类热加热器消耗几毫瓦的电力。　　研究团队指出，一个典型的LED灯泡的功率为6到10瓦，几毫瓦听起来可能不算多，但数百万台设备加起来，电量非常惊人。而且，随着系统的规模不断扩大，耗电量也会越来越多。　　鉴于此，俄勒冈州立大学工程学院约翰康利团队研制出了一款新型设备，可通过门极电压控制光子芯片的温度变化，这意味着几乎可不使用电流，将控制光子芯片温度变化所需的能量降低为原来的百万分之一。　　康利强调称，这种芯片“将构成未来数据中心和超级计算机的高速通信骨干”。这一方法将使数据中心在使用更少能源的同时变得更快、更强大，人们也能以更低能耗访问由机器学习驱动的更强大的应用程序，如ChatGPT等。

近日，西安炬光科技股份有限公司（以下简称“炬光科技”）在合肥高新区投资的泛半导体制程光子应用解决方案产业基地项目取得《建筑工程施工许可证》，现场同步开工建设。据了解，该项目位于合肥高新区创新大道与柏堰湾路交口东北角，占地面积约39.8亩，计划投资5亿元，建设总建筑面积约7.9万平方米的3栋生产厂房及配套设施。炬光科技表示，将利用其在泛半导体应用领域积累的技术优势和丰富的产品开发经验，在合肥布局固体激光剥离LLO、Mini/Micro LED激光线光斑Reflow、半导体集成电路晶圆退火等公司现有的泛半导体业务以及太阳能电池应用、平板显示固体激光退火SLA、半导体集成电路制程等正在开发的新业务。据公开资料显示，炬光科技成立于2007年，主要从事光子行业上游的高功率半导体激光元器件和原材料、激光光学元器件的研发、生产和销售，重点布局汽车应用、泛半导体制程、医疗健康三大应用方向，向不同客户提供上游核心元器件和中游光子应用解决方案。其中，在泛半导体制程方面，炬光科技布局芯片制程、芯片先进封装激光辅助键合、新型显示三大领域，在新型显示领域已完成Mini LED Repair激光系统的产品迭代开发，同时推进面向客户需求的Micro LED巨量转移激光系统的设计，进入产品开发阶段。发展战略方面，炬光科技形成了以中国为总部、国际化经营的业务布局及发展战略。目前公司在国际化运营方面已经具有经验。截至2023年年底，公司境外资产4.27亿元，占总资产的16.23%。近年来，炬光科技凭借丰富的国际化运营经验，先后成功收购多个国际企业业务。具体包括，2017年，炬光科技成功并购LIMO GmbH，后者是一家位于德国多特蒙德的全球领先微光学和光束整形解决方案制造商；2022年，以3.5亿元人民币收购韩国显示面板及光刻掩膜检测和激光修复技术的设备提供商——COWIN 100%股权。今年，炬光科技又发布了两项重大收购。1月份，炬光科技完成对瑞士微纳光学元器件企业SUSS MicroOptics SA 100%股权的收购，快速提升公司在汽车投影照明领域的发展速度；5月份，宣布拟5000万欧元收购ams OSRAM被动光学元件资产，加速进入汽车照明、消费电子、内窥镜等领域。

近日，中国科学院上海微系统所李浩、尤立星团队等研制出基于小型液氦杜瓦（工作温度4.2K）、在1550nm波段系统探测效率超过70%的移动式超导单光子探测系统，为未来开展基于移动平台（机载、车载等）的高性能单光子探应用铺平了道路。相关研究成果以《在1550nm波段探测效率超过70%的移动式超导条带光子探测系统》（Mobile superconducting strip photon detection system with efficiency over 70% at a 1550 nm wavelength）为题，发表在《光学快报》（Optics Express）上。超导条带光子探测器（SSPD，Superconducting strip photon detector）作为高性能的单光子探测器，广泛应用于量子信息和弱光探测等领域，推动了相关领域的科技进步。然而，SSPD的综合探测性能依赖于器件的工作温度（温度越低，系统探测效率越高）。迄今为止，高效率的SSPD系统通常需要使用GM制冷机（T≤2.5 K）、吸附式制冷机（T≤0.85 K）甚至更低温度的制冷机。这些系统的质量、体积、功耗等成为限制SSPD在机载等移动平台应用的关键原因。若能在4.2K工作温度实现高效率SSPD，便可利用小型液氦杜瓦构建小型、低功耗、短时工作的超导单光子探测系统，为无人机、航空等移动平台应用提供可行的解决方案。SSPD的光响应性能与超导薄膜材料的无序度密切相关。利用高无序超导薄膜材料调控技术实现面电阻更高的超导薄膜材料，增强SSPD的探测灵敏度是提升SSPD工作温度的方法之一。本研究利用面电阻超过600Ω的NbTiN超导薄膜材料实现了4.2K工作温度近饱和探测效率的SSPD。同时，该工作研发制造了SSPD专用的小型液氦杜瓦，结合基于电池的低功耗电路模块，实现了探测效率超过70%的移动式单光子探测系统。研究工作得到国家自然科学基金和上海市“扬帆计划”等的支持。（左）液氦杜瓦的系统图；（右）移动式SSPD系统探测效率和暗计数性能曲线

今年2月上旬，神舟十五号航天员乘组使用空间站双光子显微镜，开展在轨验证实验任务并取得成功。这是目前已知的世界首次在航天飞行过程中，使用双光子显微镜获取航天员皮肤表皮及真皮浅层的三维图像。　在南京脑观象台投入使用的微型化双光子显微镜成像系统。　　“第三次双光子显微镜测试顺利结束！”　　“无比完美！”　　“这一次的曲线如此丝滑！”　　……　　4月1日上午，中国科学院院士、北京大学未来技术学院教授程和平的微信对话框，被同事们发来的这些评论不断刷新。而在中国航天员科研训练中心内，掌声此起彼伏。让大家欢欣鼓舞的，是中国空间站再次传来的好消息。　　当日，神舟十五号航天员乘组，使用空间站双光子显微镜进行成像测试。他们用探头轻轻掠过脸部和前臂，一旁的电子屏幕上立即显示出皮肤结构及细胞的三维分布影像。　　这不是显微镜第一次在轨成像测试。今年2月上旬，神舟十五号航天员乘组使用空间站双光子显微镜，开展在轨验证实验任务并取得成功。这是目前已知的世界首次在航天飞行过程中，使用双光子显微镜获取航天员皮肤表皮及真皮浅层的三维图像。　　“如果能从这些图像中发现空间环境中人体变化规律，就更好了！”程和平捧着手机与记者分享这些科学图像时说。　　只有了解程和平团队十年来经历的艰难曲折，才能体会这些图像的来之不易。2013年，程和平带领团队开启微型化双光子显微镜研究时，“全世界都不看好”。　　历经10年，该团队完成了从科研仪器技术创新，到技术产品化，再到技术服务平台化的跃迁。他们将中国带到全球大脑成像研究的前沿，让微型化双光子显微镜在中国的高校院所、企业得到推广应用，为脑科学研究搭建起重要实验平台、提供了海量数据支持。　　程和平希望，用微型化双光子显微镜拓展人类对脑宇宙的认知疆域，为探索脑机接口原理、深化对大脑疾病机制的了解、推进药物研发开辟一片新天地。神舟十五号航天员乘组在轨使用空间站双光子显微镜（视频截图）　　一束光的启迪　　意识的生物学基础是什么，记忆是如何存储和恢复的……在世界各国的脑科学计划中，这些问题吸引着全球科学家们不断上下求索。　　在2021年国际权威学术期刊《科学》发布的125个最前沿的科学问题中，有22个问题与脑科学相关。　　双光子显微镜的出现，仿佛是照在生命科学研究领域的一束光。　　1992年，程和平用世界上第二台双光子显微镜，首次实现了心肌线粒体成像。　　“双光子显微镜，是用两个光子同时激发同一个荧光分子的光学成像技术。它具有天然的光学断层扫描效果，能看到的组织深度更深，成像的清晰度更高，像一个高性能的X光机。”程和平说，与单光子显微镜相比，双光子显微镜看得准、看得深、光损伤小。但传统的台式双光子显微镜非常笨重，足有房间那么大，所以只能观察头部固定的动物或者动物的脑切片。　　研究一款微型化双光子显微镜，观察自由行走的小动物脑袋中的一颗颗神经元的动态变化，成为程和平藏在心底的一个梦想。　　一个梦想的点燃，有时只需一个使命的召唤。　　2013年，国家自然科学基金委员会启动了国家重大科研仪器研制项目。程和平带队申请了“超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统”项目。　　那一年，美国启动“创新性神经技术推动的脑计划”，欧盟启动了旨在建立大型脑科学研究数据库和脑功能计算机模拟平台的“人脑计划”。　　而此前，我国在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》中，已把“脑科学与认知”列入基础研究8个科学前沿问题之一。　　“中国科学家只有用自己研发的观测仪器，做出原创性的脑科学成果，国际科学界才会认可。我们希望研制一款成像仪，率先让中国科学家用起来。用国外的仪器做研究，都是在别人建设的四梁八柱上做文章。”程和平用使命必达的决心来筹备项目的启动。　　一场跨越山海的探索　　想实现双光子显微镜在自由活动的动物体上的高清成像，必须为它“瘦身”。　　然而，极大的技术难度，让团队一度面临质疑。程和平向科技日报记者坦言，7200万元的投入“相当于一吨百元大钞”，究竟能不能收获一个看得见的未来，大家当时心里很忐忑。“那时世界多国尝试微型化双光子显微镜的研制，但都没有实质性突破，尝试十几次都无疾而终。”他说。　　程和平所言非虚。2008年，瑞士有课题组公布了他们的微型双光子系统，仅重0.9克，并实现了大鼠在体钙成像信号。但其空间分辨率极低，也未实现真正的自由运动下的成像。　　2009年，德国有课题组展示了它们的微型双光子系统，其理论分辨率接近大型的双光子显微镜。但其探头较重，扫描速度很慢。　　程和平身后，有一支不同寻常的团队，团队中有人研究超快激光器，有人专攻高速电路，有人擅长图像处理，有人能做大数据分析……然而，研究起步阶段，团队中无人具备研制系统性科研设备的经验，技术路线也不确定。　　“怎么办？只有一点点地认真做。”程和平给团队立下军令状。　　在项目开始的前两年，大家争分夺秒地汲取多学科的营养。在北京大学分子医学研究所300平方米的大仪器联合实验室里，来自机械、光学、生物、电路等研究领域的师生汇聚在一起，交流切磋。每周六上午的集体学习，大家分享一周行业动态，介绍各自研究进展。同时，大量的国内外顶尖专家被邀请来作报告。　　引进来的同时，团队也频频走出去。仅2014年，他们就涉足美国、俄罗斯、澳大利亚、西班牙。每去一个地方，大家都会在当天晚上写好总结，发给团队共同学习。空间站双光子显微镜对航天员皮肤表层成像。　　一场持续十年的攻关　　2017年，团队终于迎来了振奋人心的进展。　　在如今北京大学膜生物学国家重点实验室设备研发平台内，一个只有拇指大小、重约2.2克的显微镜探头，被珍藏在实验室深处——这是团队于2017年成功研制的第一台微型化双光子显微镜的核心部件。　　这台显微镜可以实现高时空分辨微型化成像，能实时记录数十个神经元、上千个神经突触动态信号。这些突破性的进展，使其入选2017年中国科学十大进展。　　4年后，该团队推出微型化双光子显微镜的2.0版本，其成像视野扩大到初代显微镜的7.8倍，同时具备三维成像能力，获取了小鼠在自由运动行为中大脑三维区域内上千个神经元清晰稳定的动态功能图像。　　今年2月，团队又发布了他们研制的微型化三光子显微镜。该显微镜能直接透过大脑皮层和胼胝体，首次实现对自由行为中小鼠的大脑全皮层和海马神经元功能成像，神经元钙信号最大成像深度可达1.2毫米，血管成像深度可达1.4毫米。　　致广大而尽精微。10年，微型化双光子显微镜完成了从高清成像，向更广、更深成像的科研布局。然而，这在研制一款“大国重器”的探索之旅中，也许仅仅是开始。　　2016年，当第一代微型化双光子显微镜的研究即将“破土”时，一个声音再次在程和平脑海里回响，“如果投入‘一吨百元大钞’，只是交付3台显微镜，性价比太低了。应该先让中国科研院所、企业的实验室用起来，做出领先国际的研究，再向国际市场推广。”　　让程和平下定决心办公司的，还有3年来培养起来的一支团队。“国家投入这么大，让我们长了一身本事，项目结题后如果团队散了就太可惜了。”程和平说。　　办公司让研究成果产品化，成为程和平团队的共识。2016年，程和平团队创立了北京超维景生物科技有限公司（以下简称超维景）。　　一个新时代开启了。　　一场自立自强的产业突围　　当科学技术的光芒照进产业，不仅砥砺技术创新的成色，也可以点亮一片“暗夜”。要将高端精密科研仪器产品化，元器件的可靠性、稳定性必须过硬。　　微型物镜，是微型化双光子显微镜的关键核心零部件。团队核心成员、北京大学未来技术学院特聘副研究员吴润龙记得，最初做原理样机时，团队从国外一家公司进口微型物镜。　　但当团队进入显微镜产品化阶段后，对方的发展战略也发生变化。“对方要求我们购买他们合作伙伴的单光子显微镜系统，物镜不再单独售卖，而这个系统的价格要100多万元。代价太大，我们不能被‘卡脖子’。”吴润龙说，自此，团队开始自行设计高数值孔径的微型物镜，并联合国内企业加工，在超维景进行装配和测试。　　自胜者强。2018年，赵春竹到北京大学未来技术学院做博士后研究，为助力物镜的自主研发按下了快进键。　　“经过三代技术攻关，我们已经掌握了高端物镜的设计技术。但在自主设计、加工的基础上，还要形成高精度自主装配的流程和方法。微型物镜由多个镜片叠加而成，每片直径约3毫米，最初我们将所有的镜片一起装配完后，统一调试，但发现精度相差太大。后来，我们优化了装调工艺，每安装一片镜片，都用仪器检测光轴偏移量、焦距等参数。由于物镜直径太小，一开始，调整几微米的误差，都要耗时一两天。”赵春竹回忆，最艰难的时候，大家几乎绝望。但抱着不破楼兰终不还的信念，大家几微米几微米地死磕，想办法迭代技术，最终攻克了高端微型物镜装配技术。　　光纤是显微镜微型化的另一个瓶颈。团队成员、北大电子学院副教授王爱民设计了一款蜂窝状的空芯光子带隙光纤，让激光通过光纤传输到微型化探头的过程中，脉冲不发生畸变、能量几乎不损耗，以有效激发小动物体内的荧光分子。　　但让王爱民措手不及的是，设计方案有了，国内却没有厂家能生产这种光纤。“我们最初找了一家外国公司订制。但一年后，这家公司提出翻番的价格，每米光纤的价格接近万元，仅光纤的成本就增加了几百万元。”他回忆说，团队被“逼上梁山”，转而联袂上海光机所的一位青年学者一起摸索加工工艺，进行国产化。　　在北京大学未来技术学院教授陈良怡看来，科研仪器国产化过程中的突围，也将带动应用基础研究与产业发展“双向奔赴”。　　“我们的论文发表后，很多技术被公开了，但很多人做重复实验时无法再现，是因为加工中有很多细节问题难以解决，这些细节在学术论文中也难以呈现。”陈良怡说，如果想将这款显微镜尽快用起来，就要将科研成果产品化，带动产业的发展。而产品化的过程，也促使他们思考，如何用成像技术推动神经科学、脑科学乃至整个生命科学基础研究的发展。　　目前，超维景研制的微型化双光子显微镜已服务了150余家国内实验室，年平均销售额达5000万元。今年，公司还将拓展国际市场。　　一项世界首创的应用　　10年前项目启动时，程和平抱着“从幼儿园开始读一个博士学位”的心态，研制微型化双光子显微镜。　　时光浩荡向前，多年的厉兵秣马是否能支撑国家重大战略需求？团队将答卷写进宇宙苍穹。　　2019年，在中国载人航天工程办公室大力支持下，程和平团队、中国航天员科研训练中心李英贤团队、北京航空航天大学冯丽爽团队联合相关企业及院所，组建了空间站双光子显微镜项目团队，由程和平担任总负责人。　　“中国要发展载人航天、要研究生命科学，太空是一个难得的实验室。在失重环境下，人体细胞是如何完成新陈代谢的，大脑的神经元又将发生什么变化，都是很好的研究课题。双光子显微镜成像深度深，可以帮助我们逐层扫描、分析航天员的细胞结构和代谢成分信息。”程和平说。　　2022年9月，空间站双光子显微镜研制成功。当年11月12日，空间站双光子显微镜搭乘天舟五号货运飞船成功运抵中国空间站，成为世界首台进入太空的双光子显微镜。　　今年2月上旬的一天，空间站双光子显微镜终于开机。坐在中国航天员科研训练中心看到航天员操作画面传回，程和平松了一口气：“终于成功了。”　　消息传来，整个团队沸腾了。“这辈子能做这么一件事情，值了！”王爱民至今回忆起来仍激动不已。　　鲜为人知的是，为了达到航天应用的标准，显微镜经历了一次次蜕变。　　精密的显微镜，要能承受飞船发射时的剧烈振动，这要求它足够抗振。“最初，激光器的核心部件被振得粉碎。”北京大学未来技术学院助理研究员王俊杰记得，为了让显微镜“强健筋骨”，他们将激光器的核心部件设计为固态结构，以增强激光器的机械强度，同时在激光器外部增加了减震装置，相当于给其上了一层保险。　　超维景的团队也参与进来。超维景超快激光事业部经理陈燕川介绍，他们将激光器核心部件置于-40℃至80℃的温度下循环试验，使部件在短期内反复承受极端高低温变化应力以及极端温度交替突变的影响，以排查隐患。为了确保万无一失，团队还制作多组关键部件样品，进行加量级、破坏性的振动冲击试验，保证显微镜能满足航天发射环境各种极端条件的挑战。　　最终，团队实现了多项突破：首次在轨验证实验实现了世界上首次双光子显微镜在轨正常运行，国内首次实现飞秒激光器在轨正常运行，国际上首次在轨、在体观测航天员细胞结构和代谢成分信息。　　一个梦想的启航　　从突破理论研究瓶颈，到试水产业蓝海，再到支撑国家重大战略需求，程和平团队将科技创新的底色写在从技术创新到产业应用的跃迁中。如今，一个更宏大的构想正在渐次舒展。　　在南京江北新区，成立近4年的北大分子医学南京转化研究院（以下简称转化院），已搭建起高端脑成像的公共技术服务平台“南京脑观象台”。后者可以提供微型化双光子显微镜、超灵敏结构光超分辨显微镜及高速三维扫描荧光成像系统等设备，帮助科研团队获得从大脑突触、神经元集群、神经环路，再到全脑水平的全景式脑功能成像。　　科研团队的身后，还有一群人与他们并肩作战。　　几乎每天，实验员陈雪莉都要为小鼠注入观测所需的荧光蛋白，对小鼠进行行为训练。　　当她为小鼠戴上显微镜探头后，一旁的屏幕上会立即呈现出小鼠大脑的钙活动影像。　　“脑观象台有一支技术团队。对于遴选通过的研究项目，技术团队会与科研团队一起制订实验计划，为学者们制备、训练小鼠，采集小鼠的脑活动成像数据，再将小鼠的行为学数据和脑活动数据匹配，供科研人员分析小鼠在表现出某种行为时，大脑发生了什么变化。”转化院副院长赵婷解释，脑观象台希望将学者们从繁琐高难的实验技术细节中解放出来，加速从理论设想到实验发现的进程。　　凭借南京脑观象台成像技术的支持，科学家们已经开始收获惊喜、成果迭出：小鼠有喜新厌旧的行为，而孤独症小鼠却存在这一行为缺陷；清醒状态下小鼠癫痫发作时，神经元异常放电……　　赵婷介绍，如今，脑观象台已经服务了100多家单位的180余个课题组，开机时间累计超过2万小时。脑观象台与江北新区联合发起的两期“探索计划”，也已累计支持48项课题研究。　　十年春华秋实。一颗在未名湖畔种下的种子，如今正在千里之外的扬子江畔落地生根、开枝散叶，荫泽全国的脑科学、神经科学等领域的研究。　　40多年前，少年程和平曾在他的笔记本上写下带有科幻色彩的理想——“做一款思维记录器”。　　跨越万水千山，如今，理想照进现实，中国脑科学研究风华正茂。

仪器信息网讯 2023年7月7-10日，由中国材料研究学会主办的中国材料大会2022-2023在深圳国际会展中心举行。据悉，本届中国材料大会系首次在深圳举办，大会聚焦前沿新材料科学与技术，设置77个关键战略材料及相关领域分会场。7月9日，由深圳市科技创新委员会、深圳市宝安区人民政府、中国科学院深圳先进技术研究院指导，中国材料研究学会主办，深圳先进电子材料国际创新研究院、上海集成电路材料研究院承办的“中国材料大会2022-2023大湾区特色新材料论坛——集成电路材料产业创新发展论坛”在深圳国际会展中心南宴会厅A（二层）顺利召开。广东省委常委、副省长、中国科学院院士 王曦 致辞深圳市市委常委、市政府党组成员 郑红波 致辞中国科学院深圳先进技术研究院院长 樊建平 致辞广东省委常委、副省长王曦，深圳市委常委、市政府党组成员郑红波，中国科学院深圳先进技术研究院院长樊建平出席活动并致辞。来自北京、上海、江苏、广州、深圳等地的企业和科研机构、高校代表参加论坛交流。签约仪式随后，活动现场，深圳先进电子材料国际创新研究院与宝安区“专精特新”联合创新中心、优质“链上企业”联合创新中心等共计22家企业在现场完成签约仪式，将进一步发挥各自优势，整合研发与产业资源，推动务实合作。签约仪式结束后，会议进入报告环节。报告人：彭孝军 院士（中国科学院）报告题目：先进光刻材料及其思考据介绍，激发波长从可见光波长逐步向高能的短波长发展，成为光刻胶发展的主流趋势。未来发展5 nm以下的分节点，急需发展13.5nm的极紫外光（EUV）光刻技术。极紫外彻底改变了传统光刻系统，具有空前的挑战性。如：极紫外光对C、H、N、S等传统有机化合物元素的吸收截面极小，接近透明，没有吸收就难于获得能量而被激发，不能发生高效率的光刻反应；传统光刻胶由光致产酸剂+有机聚合物组成，由于质子扩散，分辨率难于提升，后者分子量太大，难于实现2-3 nm的分辨；EUV光子能量增大到92 eV，进入辐射化学领域，基础研究不足；而相同功率的极紫外光（13.5 nm）的光子数仅为深紫外（ArF，193 nm）光子数的7%，这对光刻胶的灵敏度提出了更高要求报告人：俞跃辉 董事长（上海硅产业集团股份有限公司）报告题目：大硅片的国产化路径探讨和展望硅片，尤其是国际主流的300 mm大硅片，长期制约着国内半导体产业的发展。报告中，俞跃辉介绍了上海硅产业集团一路走来的发展历程。在硅产业集团子公司上海新昇的带领下，国内硅片行业突破了300 mm硅片的技术壁垒，未来，硅产业集团作为行业领头羊，将面向国家战略，引领国内硅片技术领或前治，扩大产业规模，开拓新领或，驱动集成电路材料产业链国产化进程。报告人：陈贻和 副总经理（礼鼎半导体科技（深圳）有限公司）报告题目：集成电路封装载板发展趋势报告介绍了2010-2022年中国半导体的发展，中国封装载板产值只有全球的7%，自制缺口巨大。据介绍，2020-2022年封装载板需求旺盛，主要原因来自产品结构的变化。未来封装载板发展趋势分为两方面，FCBGA载板朝向细线路、高层数、大尺寸发展，FCCSP载板朝向细线路、微型孔、薄型化发展。报告人：汤昌丹 总经理（深圳瑞华泰薄膜科技股份有限公司）报告题目：高性能PI薄膜的应用与技术发展趋势据介绍，聚酰亚胺是综合性能最好的聚合物材料之一，即是高等级绝缘、高速轨道交通、柔性电子、航天航空、集成电路与半导体等领域的战略性基础材料，迫切需求国产化替代，打破卡脖子问题；同时也是5g/6g高频高速、新能源（风、光、储、复合集流体）、新能源汽车、新型显示等新兴领域迫切需求的创新材料。报告中，汤昌丹结合产业发展与市场需求，带来高性能聚酰亚胺在集成电路等高技术领域中应用与展望。报告人：林耀剑 副总裁（江苏长电科技股份有限公司）报告题目：智能运算系统中的一站式封装解决方案及材料关注半导体封装是电子产品制造中的一个重要环节。本质上是芯片成品技术，其主要对芯片起到中介互连、物化保护和散热管理的作用。随着技术的进步，封装在向微系统化方向发展以集成创新、提升性能和扩展应用。而材料在各先进封装的研发制造和应用中起到极其关键的作用。报告中，林耀剑介绍和探讨了长电科技先进封装中的散热增强功率封装、SiP、晶圆级封装、以及2.5D芯粒封装技术的特征制造和结构以及关键材料关注点。报告人：严斌 高级技术专家 （深圳市中兴微电子技术有限公司）报告题目：先进封装材料（基板材料&散热材料）报告中，严斌介绍了先进封装材料的发展趋势。据介绍，随着产品复杂度提升和功能多样化，芯片Die size尺寸越来越大，封装尺寸逐步增大，基板层数逐渐增多；大尺寸封装需要更低的CTE材料，保证更平整的翘曲表现；高速信号要求非常低损耗的材料，保证高性能；同时，大尺寸芯片伴随着高功耗高功率密度的产生，带来极具挑战的散热需求；因而对芯片散热材料提出了更高的要求；低热阻，高导热的散热材料（热界面材料TIM1，高导热Lid材料）。报告人：杨云春 董事长（北京赛微电子股份有限公司）报告题目：对传感器材料发展趋势的期望传感器材料正在向金属氧化物的方向发展，然而其高灵敏度只能在较高的温度下实现。作为工业界，杨云春希望学术界能够就如何将其与其他材料如金属纳米颗拉、纳米薄膜，纳米管甚至石墨烯相结合进行研究，进而利用其电化学的特殊优势，提高传感器材料的表面积与体积比，提高传感器的灵敏度，并显著降低基于传感器的工作温度。报告人：杨之诚 董事长（深南电路股份有限公司）报告题目：面向各类应用的半导体封装基板材料发展趋势及研究近年来，国内半导体行业已从传统消费类向数据中心、超算、汽车电子、AI人工智能、光电传输等领域转型突破，芯片设计从轻薄化、小型化向高可靠性、高密度、复杂结构等方向升级。杨之诚表示，国内基板厂也同步在存储、射频、处理器FCCSP及FCBGA等产品上逐步实现精细线路、高多层结构、高速传输等关键技术突围，并需要同步推动上下游产业链薄弱环节如基板制造设备、配套材料等相关技术能力补强和提升，有效支撑国内lC设计公司产品迭代诉求。报告人：傅铸红 总经理（广东华特气体股份有限公司）报告题目：电子特气工艺及产品介绍电子气体，是指用于半导体及其他电子产品生产的气体，与传统的工业气体相比，电子气体特殊在气体的纯净度极高。电子气体在半导体材料成本中是仅次于硅片的第二大材料种类，年需求量增长超过15%，国产化率超过35%。报告中，傅铸红介绍了电子气体的种类、应用、市场规模、生产工艺、配套技术等相关情况。报告人：郭贵琦 总经理（广州新锐光掩模科技有限公司）报告题目：集成电路制造用光掩模研究与应用光掩模是半导体核心工艺——光刻的最关键器件。郭贵琦表示，光掩模是芯片制造的关键，在芯片制造中承上启下，芯片设计数据是信息安全的重中之重；光掩模将向高精度、大规模纯商业方向发展，产业链整合尤为重要；需要建立规范化高端光掩模研发生产基地，完善良性循环发展模式，成为自我发展功能、可持续发展潜能和可复制性效能的集研、学、产用于一体的产业基地；市场寡头垄断严重，国产替代正当其时。报告人：潘杰 总经理（宁波江丰电子材料股份有限公司）报告题目：突破核心技术，打造核心竞争力，为全球产业链提供确切性——中国超高纯材料及溅射靶材产业化新进展报告中，潘杰主要分享了江丰电子创业以来的主要成就。据介绍，江丰电子攻破了全球最领先的5纳米工艺核心技术，是台积电等国际一流半导体制造企业的主要供应商，圆满完成28-14nm技术节点超高纯溅射靶材的国产化替代，打破依赖国外进口的局面，产品大量出口，全球市场份额超过24%，位居世界第二，形成了对国际市场的影响力，获得了国家技术发明二等奖、“制造业单项冠军”等荣誉，并在深交所成功上市。报告人：孙蓉 院长（深圳先进电子材料国际创新研究院）报告题目：集成电路高端材料国产化路径—实践与探索（以封装电子材料为例）孙蓉在报告中介绍了国内电子化学品及先进电子封装材料的产业发展现状，其次提出了先进电子封装材料领域的几个关键“根问题”，介绍了高分子树脂合成与纯化、无机填料表面改性、异质界面调控、聚合物流变学、原位分析检测与服役可靠性等方面的研究进展。在此基础上介绍了芯片级底部填充胶、芯片级热界面材料、积层胶膜材料、晶圆级光敏聚酰亚胺、液态塑封料、临时键合胶等几种高端电子封装材料的研发与产业化进展。报告人：曹勇 总监（深圳市鸿富诚新材料股份有限公司）报告题目：鸿富诚高性能碳基导热垫片介绍5G时代的来临，电子元器件逐步向高功率、高集成、微型化方向发展，由此带来了严重的散热问题。曹勇表示，过多的热量如果不能及时传递到冷却端，就会导致设备出现故障，降低使用寿命。因此，开发更高性能热界面材料逐步成为未来发展的趋势和挑战。报告中，曹勇介绍了鸿富诚碳纤维和石墨烯高性能碳基导热垫片。报告人：黄嘉晔 市场部部长（上海集成电路材料研究院）报告题目：我国集成电路材料技术研发的现状与思考黄嘉晔在报告中首先介绍了全球集成电路材料产业情况和中国集成电路材料产业情况，之后介绍了上海集成电路材料研究院。据介绍，集材院是由中国科学院上海微系统与信息技术研究所、上海硅产业集团发起成立，聚焦集成电路村底材料、工艺材料以及产业关键技术的研发与产业化，为集成电路材料发展提供坚实的创新策源。报告最后，黄嘉晔建议，在大湾区，由深圳先进电子材料国际创新研究院牵头，上海集成电路材料研究院协同，建设聚焦封装材料的创新联合体。报告人：朱朋莉 研究员（深圳先进电子材料国际创新研究院）报告题目：纳米填料增强环氧基复合材料在芯片封装中的应用研究纳米填料增强环氧基复合材料因具有低应力、低膨胀、高填充率、高介电、高粘结强度等综合特性，被广泛用作底部填充胶、环氧塑封料、覆铜基板等，以充当超大规模集成电路封装结构中的关键支撑材料。目前，物联网(IoT)、人工智能和5G通讯等高端应用领域的迅猛发展对芯片的处理速率、互连密度、功耗和稳定性提出了巨大的挑战，在此推动下，大尺寸、薄型化、窄间距、三维堆叠及高度集成化的芯片封装成为后摩尔时代集成电路发展的必然趋势。由此对作为支撑结构的环氧基复合材料性能提出的更高需求，如电子级球形二氧化硅的粒度级配、分布形态、表面化学状态等，是影响芯片封装可靠性首当其冲的问题。基于此，朱朋莉从纳米复合材料中微观的相界面出发，通过改变电子级球形二氧化硅填料的表面物理化学状态，设计了不同性质和结构的界面相，并系统研究了界面相的存在对芯片级封装材料—底部填充胶性能的影响规律，解决了底部填充胶在芯片应用过程中的诸如粘度、填充性、应力调节、焊球保护、芯片失效等问题，为高端电子封装材料的开发提供指导。报告人：吴蕴雯 副教授（上海交通大学）报告题目：电沉积金属微纳结构调控及在三维互连中的应用近年来由5G高速通讯引领的元宇宙、区块链、自动驾驶、远程医疗等万物互联技术正在蓬勃发展，其中先进集成电路的发展是实现当代信息技术飞跃的基石。然而在后摩尔时代，由于先进集成电路制程工艺逐渐逼近物理极限，通过芯片三维集成是延续摩尔定律的必经路径。在三维集成技术中，互连是信号传输的主要载体，以微凸点键合和硅通孔技术为主的铜互连技术主要采用电化学沉积的方法进行微纳图形制备。随着三维集成密度不断提高，集成电路互连面临强度、导电性、可靠性等多方面的挑战，通过调节电沉积工艺及添加剂体系实现铜互连微观结构的调控是构筑高密度互连的关键。吴蕴雯基于电沉积铜微纳米结构调控，实现了具有优异物理性能的微凸点、硅通孔互连技术，为推动高密度三维互连技术提供技术思路和理论基础。

引言：10月10日上午，Photonics Insights 的直播专场上，南京大学李涛教授以“一段成像技术的非凡旅程——从超透镜到超构透镜”为题，系统的阐述了超构成像领域的科学本源及最新的产业化进展，为观众呈现了一场精彩纷呈的知识盛宴。在此之前，美国超构表面光学元件供应商 Metalenz 和中国 VCSEL 供应商纵慧芯光公司联合推出了新型图案投影仪 Orion，该产品的创新之处在于将 VCSEL 与超构表面光学元件相融合，为用户提供了高性能、更紧凑、低成本的结构光解决方案。Orion 的推出标志着超构透镜的产业化进入一个新的阶段。图1：Metalenz和纵慧芯光的合作（图片来源：Metalenz官网）李涛教授表示：颠覆传统光学的新型成像架构在研究者的持续努力下日臻成熟，越来越多的创新企业正加入超构表面光学的变革性应用之中，各种新场景、新构型层出不穷，加速从实验室到量产的进程已成为行业共识。伟大的科学家开尔文爵士曾说过：“无法测量就无法改进”，发展测量技术成为打通超构表面光学元件从设计到量产的关键一环。 为什么说无法测量就无法改进？ 测量对集成电路的发展至关重要。由于晶体管的形貌直接影响器件的半导体特性，因此对形貌的微观量测（Metrology）成为集成电路制造的关键工艺。然而与集成电路芯片不同的是，超构表面光学器件的局域结构变化并不造成器件光学性能的全局影响，仅观察器件的微观形貌不足以反映其质量，这在引入拓扑光子结构之后尤为如此。2021年，一篇发表于 Light: Science & Application，题为 Phase characterisation of metalenses 的研究论文表明，相位分布才是反映超构透镜光学性能的本质属性，通过测量相位，能够从全局上表征器件的光学性能，从而为设计优化与工艺改进提供直接反馈。图2：集成电路中的测量（图片来源：KLA官网）相位测量，超构透镜产业化进程的推动力让我们通过一个例子来探讨这一问题。两个超构透镜样品 Metalens A（简称A）和 Metalens B（简称B），我们利用扫描电子显微镜（SEM）对二者进行了微纳结构的测量，如图2所示。从 SEM 图可以看出，A样品局部的纳米柱子形状相互连接，呈现出不规则的形状，而B样品的纳米柱子相对独立，形状较为完整。从 SEM 的结果来看，B似乎更优，但在光学性能方面的二者具体表现如何，以及如何进一步优化，这些问题仅通过 SEM 的结果无法直接解答，我们需要深入研究它们的内在光学属性。图3：Metalens A和Metalens B的SEM图接下来，我们测量了这两个超构透镜样品调控的相位分布，如图4所示。从结果我们不难发现，无论是A还是B，其相位都呈现出圆环状分布，但值得注意的是，A的相位分布中缺陷相对较多。通过与理想超构透镜相比（图4），我们可以明显看出，A的相位分布梯度不够明显，相位范围也未覆盖 2π，而B的相位范围覆盖了 -π 到 π，且相位梯度更为明显，说明B的性能比A更优。图4：MetalensA和MetalensB实验测得的相位分布图5：MetalensA和MetalensB实验测得的相位分布x截面与理想值的对比从图5结果我们不难发现，对于微观结构测量结果较优的B样品，其相位分布与理想值相比也有较大的差距，特别是在透镜中央区域，相位分布几乎为一个常数，缺乏明显的相位梯度。通过重新检查设计图，发现造成实测相位分布与理想值差距较大的原因是透镜在中央区域的设计上仅使用了同一个参数的纳米柱子，无法构建相位梯度分布，需要优化设计，并且在制备加工上需要进一步优化工艺。这些实验结果表明，只有通过准确测量超构表面光学元件的相位属性，我们才能全面理解其性能，进而实现对超构表面光学元件的有效改进。MetronLens：超构透镜光学检测的智能化平台MetronLens® 超构透镜光学检测系统， 深刻揭示了超构表面、超构透镜、微透镜阵列等平面光学元件的内在物理特性，为验证设计的准确性、制备加工工艺的优化提供了强有力的检测工具。图6：MetronLens超构透镜光学检测系统这一系统综合了显微成像技术、离轴数字全息技术以及远场成像技术等多种先进技术。通过宽波段色差校正和消像差设计，实现了在微米尺度下 400~1700nm 的三维光场分布、相位分布和远场分布的原位检测。此外，该系统还具备对焦距、波相差、泽尼克像差、点扩散函数（PSF）、调制传递函数（MTF）、斯特列尔率、数值孔径等关键性能指标的分析功能。图7：超构透镜的光场分布检测结果图8：多类型超构透镜样品的快速检测 图9：相位分布的3D展示图10：相位解包裹的3D展示推荐阅读：[1] Zhao M, Chen M K, Zhuang Z P, et al. Phase characterisation of metalenses[J]. Light: Science & Applications, 2021, 10(1): 52.[2] Li T, Chen C, Xiao X, et al. Revolutionary meta-imaging: from superlens to metalens[J]. Photon. Insights, 2023, 2: R01.[3] Chen M K, Liu X, Wu Y, et al. A meta‐device for intelligent depth perception[J]. Advanced Materials, 2023, 35(34): 2107465.[4] Khorasaninejad M, Chen W T, Devlin R C, et al. Metalenses at visible wavelengths: Diffraction-limited focusing and subwavelength resolution imaging[J]. Science, 2016, 352(6290): 1190-1194.[5] Shen Z, Zhao F, Jin C, et al. Monocular metasurface camera for passive single-shot 4D imaging[J]. Nature Communications, 2023, 14(1): 1035.

近日，中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站自主研制的近红外单光子探测器成功实现了卫星激光测距。长春人卫站激光测距研究室的研究人员利用先进的数值仿真技术、器件工艺以及外围控制驱动技术，自主完成了近红外单光子探测器的结构设计、电路优化以及器件制备。近红外单光子探测器经中科院上海天文台测试并应用于1064nm近红外激光测距系统，成功获取地球同步轨道卫星北斗G1的观测数据，单次测距点数高达31446点，测距精度为1.42cm，与常规的532nm激光测距相比，系统回波探测率提高3-4倍；器件性能与美国PGI研制的同样采用SAGCM设计方案的近红外单光子探测器水平相当。 长春人卫站研制出国内首款近红外激光测距单光子探测器，不仅打破了国外技术封锁及市场垄断，推动我国先进光电探测仪器向小型化、高可靠、高稳定方向持续发展，更为我国自主建设空间碎片测距系统、开展激光测月等国家重大工程任务提供可靠有效的工具和手段。

美国加州大学圣巴巴拉分校与加州理工学院的科学家携手，开发出了首款同时集成激光器和光子波导的芯片，向在硅上实现复杂系统和网络迈出了关键一步。此类光子芯片有助科学家开展更精确的原子钟实验，减少对巨型光学工作台的需求，也可用于量子领域。相关论文已发表于近日出版的《自然》杂志。实验概念图图片来源：《自然》网站集成电路出现后，科学家们开始将晶体管、二极管和其他组件集成在一个芯片上，这大大提高了芯片等的潜力。在过去几年里，光子学领域的科学家一直希望能实现同时集成激光器和光子波导。为研制出此类芯片，工程师们开发了插入式隔离器，以防止可能会出现的导致芯片不稳定的反射。但这种方法需要使用磁性材料，而这也会引发新的问题。在最新研究中，科学家找到了解决这些问题的方法，创造出了第一个真正可用的集成芯片。研究人员首先在硅衬底上放置一个超低损耗氮化硅波导，随后在波导管上覆盖多种硅，并在其上安装了低噪声磷酸铟激光器。通过将两个组件隔离开，防止了蚀刻过程中对波导的损坏。研究团队通过测量芯片的噪声水平来测试其性能，结果令人满意，随后他们用其制造出一个可调谐的微波频率发生器。

p 　　拉曼光谱一直存在着信号弱、荧光背景干扰的问题，直到现在该问题也一直存在。为了提升拉曼光谱仪的性能，各主流厂商采取了多种解决方案，如背景荧光过滤、表面增强、软件优化等，这些方案能在一定程度上解决信号弱、荧光背景干扰问题，但也各有局限所在。为解决这个问题，David Li提出一种将单光子技术应用于拉曼光谱仪的解决方案。为此，仪器信息网特进行了相关采访。 /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong Instrument: 请您介绍一下自己以及课题组主要研究工作。 /strong /span /p p 　　2001年，我博士毕业于台大电机系，工作后从事光通讯研究，具体方向为CMOS电子电路设计。2003 年来到英国后从事相关领域研究，现就职于思克莱德大学科学院的SIBPS，任副教授及博士生导师，所在实验室课题组研究方向为单光子元件相关系统开发、医学显微成像与光谱应用。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " Instrument: 从仪器研发的角度来讲，您怎么想到要将单光子部件相关研究应用于拉曼光谱仪? /span /strong /p p 　　之所以开展这方面的研究，是因为传统成像传感器都是使用光电倍增管(PMT)或者CCD作为传感器。PMT由于体积问题而不适合设计成多通道大型阵列。由于传感器技术的限制，CCD传感器需要对微弱的信号进行较长时间的积分整合，所以造成无法使用很多需要高时间分辨率的方法。我们从2007年欧盟(EU)MEGAF RAME项目开始研发单光子成像传感器，专门做具有很高光感度和光效率的单光子器件，以及高精度时间测量系统和相关数据处理算法。传统上的CMOS传感器通常噪声很大，所以我们开发了超低噪声的数位集成传感器，现在准备做更多仪器应用方面的研究。整体方向上，希望可以将新型传感器用于化学、材料科学、医学等领域的研究，如荧光寿命成像用于癌症诊断和用于样品检测的拉曼光谱技术。 /p p 　　拉曼光谱仪大致可分为科研型仪器与手持/便携式应用型拉曼光谱仪，分别用于科研和社会民生方面。我们希望将这种技术推广应用于实际生活，以帮助改善我们的生活环境。我们课题组从2014年底开始拉曼研发计划，目标是做应用于拉曼仪器上的线型单光子计数器阵列。开展这项研究也与发生的地沟油、三聚氰胺、廋肉精等事件有较大关系。 /p p 　　拉曼光谱仪从六七十年前产生，就一直存在着信号弱、背景荧光干扰、分析时间长等问题，直到现在也没得到解决。所以，这也是我们想办法要解决的问题。我们研发的新型线型阵列单光子检测器具有很多优点，能大幅提高信号强度、有效抑制拉曼光谱背景上的荧光干扰，可以在很大程度上解决目前拉曼光谱仪所存在的问题。我的博士研究生陈昊昌参与了此项研究工作，并取得了一定成绩。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " Instrument: 拉曼光谱仪性能影响因素有哪些?单光子检测器技术用于拉曼光谱仪最大的技术优势体现在什么地方? /span /strong /p p 　　拉曼的分辨率跟很多因素有关系，如检测器宽度、像素大小、光栅宽度、狭缝长度，这不止由传感器决定，还取决于许多光学元件。分辨率要求越高，光路系统可能会设计越大，这也是越精准的拉曼仪器，它的物理体积越大的原因。当然，如果需要更高的解析度，线性阵列的数目就要更多，比如1024格或2048格。 /p p 　　单光子器件主要有两个优势。第一个是噪声低，第二个是灵敏度高。在检测器噪音方面，一种是栅噪音，各种检测器如CCD、CMOS、单光子检测器都存在栅噪音，这是不可消除的物理噪音。另外一种就是暗计数，这个也是每一个器件都会存在的噪音，这是在信号放大与转换过程中产生的噪音。电子放大器都有自身的噪音，速度越快，噪声越大，也就是信号截取越快，噪声越大。一般的成像传感器还具有固定模式噪音，这个噪音在我们单光子成像传感器里是没有的，所以我们的噪音相对较低。 /p p 　　另一方面是灵敏度，单光子成像传感器使用的是单光子雪崩二极管，仅需要接收到一个光子就能产生雪崩效应，从而产生非常大的电压响应，因此它的灵敏度特别高，可以达到单光子级别。而且它的工作模式跟CCD是不一样的，CCD属于积分式的工作模式，隔一段时间采样和输出一次，而单光子传感器是实时和瞬时响应的，灵敏度可以检测到光子级别，时间精准度可以到皮秒量级，而CCD最快只能做到微秒量级(除非使用强化CCD达到亚纳秒，但由于通常需要高电压信号(远大于 500 V)，所以体积很大)。拉曼光谱分析中，用脉冲激光照射样品时，得到的拉曼信号和荧光信号的绝对时间是有不同的延迟。一般拉曼信号会很快出来，随后荧光信号才会出现并且会持续很长时间。在时间上，CCD传感器只能把两种信号全部累积起来了从而无法分离。而单光子技术可以利用这个时间先后，在电子电路设计上，我们通过一种时间窗的控制方式，只将拉曼信号提取出来，通常这个控制级别都是皮秒量级的。所以传统CCD、CMOS很难做到的。但是搭配单光子计数器与时间窗的精确控制，做到将后面的背景荧光过滤掉，可以将拉曼的信噪比大大提高。 /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong Instrument: 对于拉曼荧光干扰问题，厂商都采取了什么样的解决方案，您如何评价这些方案?未来拉曼技术的展望。 /strong /span /p p 　　拉曼光谱在国外偏重于医学光电方面的应用，国内则偏重于分析检测。在拉曼光谱方面有一个普遍问题是如何将拉曼信号与荧光背景信号分离?大家有不同的解决方案，有的厂商从机制方面着手，产品中配置了两个激光，做两次信号截取，对截取的信号进行差分以消除荧光背景干扰。这样的话仪器会更大一些，价格稍微昂贵一些。另外大部分厂商都是在软件设计上，就是采集到信号之后，在软件上通过数学算法进行基线信号消除，但这样可能会把一些真正的微弱的拉曼信号都一并剔除掉，这是一个很大的问题。还有一些厂商会做一些表面拉曼增强以提高信噪比，但是这些增强是在被测物表面做处理，这种技术成本较高，操作也比较复杂，不利于大范围推广和快速检测。还有厂商会从激光的波长、荧光滤波器方面进行优化。 /p p 　　在此问题上，单光子检测器提供了另外一种思维，即只专注于采集拉曼信号，从根本上降低荧光的干扰，这是一个很好的解决方案。CCD后端需要整合放大器和ADC那是不同的制程，而高性能的ADC价格比较高。CMOS单光子可以把感测器与处理器后端的数字处理全都整合在一个芯片上，大量制造可以有效降低成本。我还看到一些拉曼分析仪的CCD需要做一些冷却，里面可能还需要冷却箱，想降低成本则愈加困难。 /p p 　　我认为对该技术的需求很迫切。如食品安全、环境污染等重大事件对国计民生影响很大 爆炸物的检测对于维护全球机场安全等都是非常需要的 拉曼分析在侦测案件的时候不需要加荧光标记可以直接检测，仪器操作简捷，可以广泛使用。 /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong Instrument: 您刚才说14年开始做拉曼相关课题，目前取得了哪些进展?目前计划如何?对整个拉曼市场仪器市场评价如何? /strong /span /p p 　　目前我们课题组已有相关论文和专利，传感器也已经完成测试，在应用上会针对特定应用做特定的系统设计。仪器创新方面，我们的技术能够减弱或者从根本上解决荧光干扰问题，这对拉曼光谱仪来说意义重大。当然，拉曼光谱仪的设计还包括光学系统，但最关键的还是检测器和子电路整体设计。目前中国的国家政策鼓励创业和技术转移，所以在科研成果转化方面比英国等国家更有优势。所以，我们倾向于和中国的仪器制造商和相关团队合作，实现成果转化。当然，成果转化研究跟科学研究不同，需要有专门经费与研究人员，如果有厂商与我们对接，这样的技术转移是非常可行的。 /p p 　　随着国家对食品安全、环境保护等方面的重视，拉曼光谱仪的市场需求还是很大的。相对于科研用拉曼，我认为成长空间最大的是便携/手持式拉曼。便携/手持式拉曼的增长率在分析仪器领域保持着非常高的增速，我们也更看好便携/手持式拉曼未来的发展。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/f8acf24f-1b10-4d85-b393-a065c1d30475.jpg" title=" 拉曼采访照片.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 思克莱德大学副教授 David Li及博士研究生 陈昊昌 /span /strong & nbsp /p

为深入实施创新驱动发展战略，加快建设具有全球影响力的科技创新中心，根据《上海市建设具有全球影响力的科技创新中心“十四五”规划》，2024年9月19日，上海市科学技术委员会发布2024年度“科技创新行动计划”集成电路领域基础研究项目申报指南。征集范围涵盖先进光刻、未来芯片、先进器件与材料、面向集成电路的人工智能应用、先进EDA工具5个专题，30个方向。一、征集范围2024年度“科技创新行动计划”集成电路领域基础研究项目申报指南专题方向经费额度先进光刻面向稳定高功率极紫外光源生成的加速器参数自优化研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度300万元先进光刻极紫外光源光束稳定性监测与调节研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度300万元先进光刻极紫外光刻胶二次电子反应动力学研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度100万元先进光刻BEUV光源研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度100万元先进光刻基于多场调控的深紫外超分辨光刻研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度100万元先进光刻高分辨共聚物的精准合成与自组装研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度100万元先进光刻高分辨周期性共聚物微相分离退火研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度300万元先进光刻柱状相共聚物分离膜的分离机制研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度100万元未来芯片基于低维材料的存算一体电路和芯片设计方法研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度300万元未来芯片存算融合的大模型训推一体架构与芯片研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度100万元未来芯片基于AI的三维空间计算处理器系统研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度100万元未来芯片三维铁电畴壁存储器研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度300万元未来芯片边缘光计算研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度100万元未来芯片高精度光子高速张量卷积计算研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度300万元未来芯片神经形态学光信息存储和处理研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度100万元未来芯片超宽带光电子调制与接收机理研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度300万元未来芯片高速无损光交换架构与动态重构机制研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度300万元未来芯片薄膜铌酸锂非线性光子学研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度100万元未来芯片硅基二维材料异质集成研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度100万元先进器件与材料二维材料低缺陷大面积生长研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度300万元先进器件与材料铪基薄膜极化机制和k值提升研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度300万元先进器件与材料钙钛矿氧化物高介电常数材料与工艺研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度100万元先进器件与材料基于ALD工艺的铪基铁电材料表征与器件性能提升研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度100万元面向集成电路的人工智能应用面向集成电路前道量检测成像的语义分割大模型研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度100万元面向集成电路的人工智能应用面向先进硅基器件的人工智能建模及参数优化研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度100万元面向集成电路的人工智能应用面向导向自组装工艺的大语言模型研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度100万元先进EDA工具面向2.5D/3D集成的先进封装材料及器件宽频段、宽温区表征研究定额资助，拟支持不超过2个项目，每项资助额度100万元先进EDA工具三维集成芯片布局布线EDA算法研究定额资助，拟支持不超过2个项目，每项资助额度100万元先进EDA工具面向2.5D+3D集成的电磁-热-应力多物理仿真研究定额资助，拟支持不超过2个项目，每项资助额度100万元先进EDA工具基于多智能体强化学习的集成电路设计优化研究定额资助，拟支持不超过1个项目，每项资助额度100万元二、申报要求除满足前述相应条件外，还须遵循以下要求：1.项目申报单位应当是注册在本市的法人或非法人组织，具有组织项目实施的相应能力。2.对于申请人在以往市级财政资金或其他机构（如科技部、国家自然科学基金等）资助项目基础上提出的新项目，应明确阐述二者的异同、继承与发展关系。3.所有申报单位和项目参与人应遵守科研诚信管理要求，项目负责人应承诺所提交材料真实性，申报单位应当对申请人的申请资格负责，并对申请材料的真实性和完整性进行审核，不得提交有涉密内容的项目申请。4.申报项目若提出回避专家申请的，须在提交项目可行性方案的同时，上传由申报单位出具公函提出回避专家名单与理由。5.所有申报单位和项目参与人应遵守科技伦理准则。拟开展的科技活动应进行科技伦理风险评估，涉及科技部《科技伦理审查办法（试行）（国科发监〔2023〕167号）第二条所列范围科技活动的，应按要求进行科技伦理审查并提供相应的科技伦理审查批准材料。6.已作为项目负责人承担市科委科技计划在研项目2项及以上者，不得作为项目负责人申报。7.项目经费预算编制应当真实、合理，符合市科委科技计划项目经费管理的有关要求。8.各研究方向同一单位限报1项。三、申报方式1.项目申报采用网上申报方式，无需送交纸质材料。申请人通过“中国上海”门户网站（http://www.sh.gov.cn）--政务服务--点击“上海市财政科技投入信息管理平台”进入申报页面，或者直接通过域名https://czkj.sheic.org.cn/进入申报页面：【初次填写】使用“一网通办”登录（如尚未注册账号，请先转入“一网通办”注册账号页面完成注册），进入申报指南页面，点击相应的指南专题，进行项目申报；【继续填写】使用“一网通办”登录后，继续该项目的填报。有关操作可参阅在线帮助。2.项目网上填报起始时间为2024年9月27日9:00，截止时间（含申报单位网上审核提交）为2024年10月21日16:30。四、评审方式采用第一轮通讯评审、第二轮见面会评审方式。五、咨询电话服务热线：8008205114（座机）、4008205114（手机） 点击查看详情原文

一般而言，分析仪器的发展可分为两种：一是分析仪器本身、内部的发展，二是分析仪器相关器件的发展所带动的分析仪器的发展。光探测器是光谱类科学仪器的“眼睛”，是搜集信号、进行信号转换的核心、关键部件，其发展对分析仪器产业的发展起着巨大的推动作用。 　　光电倍增管是大家熟知的光探测器，广泛应用于各类光谱仪器中。但近年来，一些国际仪器生产厂家已开始将ICP、光电直读光谱仪等仪器中采用的光电倍增管逐渐换成了半导体光探测器，其中使用较多的是CCD(Charge-Coupled Devices，电荷耦合检测器)。那么，半导体光探测器能否取代光电倍增管？半导体光探测器技术发展现状与趋势如何？日本滨松公司未来将如何发展半导体光探测技术？该公司是如何看待中国仪器行业？未来将如何拓展中国市场？本文将逐一为大家解答。 　　日本滨松光子学株式会社(以下简称“日本滨松公司”)是光子技术和光电探测器的世界知名企业，其主要产品有光电倍增管、光电二极管、图像传感器、各种光源、大功率半导体激光器等光器件。该公司固体事业部主要研发、生产各种半导体光电器件及其模块化产品。 　　2010年9月1日，日本滨松公司固体事业部在北京举办“2010 HAMAMATSU光半导体技术交流会之专家交流会”。日本滨松公司专务取缔役兼固体事业部部长山本晃永先生亲临现场。以此为契机，仪器信息网编辑在专家交流会现场就半导体光探测器的技术发展现状和趋势、日本滨松固体事业部未来的发展方向采访了山本晃永先生。 日本滨松公司专务取缔役兼固体事业部部长山本晃永先生 半导体光探测器的发展现状与趋势 　　“Photon is Our Business”，日本滨松公司最初是靠光电倍增管起家，主要用该产品来探测肉眼看不见的光子。该公司致力于了解光子以及光子与其他物质的相互作用，将相关技术转化为产品并使其产业化。经过几十年的发展，日本滨松公司不仅不断改良真空管探测器，同时也大力发展了半导体光探测器。 　　该公司固体事业部多年来一直从事半导体光探测器相关技术的研究。近几年，固体事业部非常重视图像传感器的研发，并在半导体光探测器的集成化、模块化上取得了较大进展。山本晃永先生详细地阐述了滨松的研究成果以及他对半导体光探测器技术发展的看法。 日本滨松公司固体事业部的主要产品 　　(1)在光探测器领域，从真空管技术到半导体技术是大势所趋 　　山本晃永先生认为，从真空管技术到半导体技术是大势所趋，日本滨松公司不能逆流而上。光电倍增管虽然是高性能的探测器，公司也对真空管探测器进行了一些改进，如增强其量子效率、使其小型化等，但仍残留一些难以解决的问题，比如操作上玻璃材料的繁难性、高电压的必须性等，这些难题限制了光电倍增管的使用。 　　但光电倍增管拥有光子探测灵敏度高的固有优势，半导体光探测器不可能完全取而代之，但后者的市场主导优势将日益明显。目前在日本滨松内部，固体事业部的销售额已超过了生产光电倍增管的电子管事业部，占据滨松所有产品总销售额的半壁江山。 　　日本滨松公司在继续研究真空管技术和半导体技术的基础上，将专心致力于相关模块和系统的开发。总之，所有与光子相关的技术，日本滨松公司都将采取积极的态度。 　　(2)CCD已发展得比较成熟 　　随着技术的进步，用于分光光度计、近红外光谱、拉曼光谱等光谱仪器的CCD已发展得比较成熟，其性能已有了很大改进。 　　日本滨松公司研发出的背面入射(Back-illuminated)CCD图像传感器，能减少CCD的Etaloning Effect（注：Etaloning Effect是存在于非常薄的CCD芯片中，入射光线因为在芯片前、后表面发生光反射而产生干涉，导致CCD分光灵敏度曲线在900nm附近凹凸不平的现象），从而能显著提高图像传感器的灵敏度、量子效率、响应时间以及信噪比。通过拼接技术，滨松将许多CCD加以拼接，使其面积增大。目前最大的CCD平板图像传感器大小可达2mX2m，量子效率非常高，同时对近红外长波的探测能力也大幅提高，可用于天文和宇宙探测领域。目前，全世界大部分的天文望远镜、人造卫星都在使用日本滨松的半导体光探测器产品。 各类CCD图像传感器 　　(3)CMOS发展前景看好，日本滨松公司力求让其取代CCD 　　山本晃永先生说到，CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器与CCD在生产工艺上有许多相似之处，因其在集成化、生产成本、响应时间、使用方便、耗电量等方面的优势，发展尤为迅速，甚至可能比CCD图像传感器发展更为快速。目前，CMOS和CCD各有所长，CMOS还不能完全取代CCD，但是未来在很多领域CCD会被CMOS所取代。 　　日本滨松非常看好CMOS的发展前景，在CMOS上倾注很大精力，不断加大该产品的研发力度，力求让CMOS取代CCD。公司针对CMOS的缺点进行了一些改进，引入背面入射技术(back-illuminated)的同时，采用碘化铯作为转化晶体，提高探测器的灵敏度与效率。经过改造之后，APS(Active Pixel Sensor，有源像素传感器，是CMOS的一种)的性能几乎可以做得与CCD一样好。 　　近期日本滨松推出了多款大小不一、功能各异的CMOS新产品。例如用于牙科检查的CMOS，形状小巧、适合人的嘴型，且可以一次成像 而用于乳腺癌检测的CMOS平板检测器具有面积大、探测速度快、解析度高、低剂量的特点，能避免X射线对人体的伤害。 日本滨松生产的各类CMOS图像传感器 　　(4)MOEMS、MEMS促成了半导体光探测器的模块化、小型化 　　MOEMS(Micro-Opto-Electro-Mechanical System，微光机电系统)是在MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电系统)基础上发展起来的新技术，该系统把微光学元件、微电子和微机械装置有机地集成在一起，能够充分发挥三者的综合性能，可实现光学元件间的自对准，可用于光学器件和装置的制造。 　　日本滨松公司不仅生产各类半导体探测器，还生产与各种探测器相关的信号处理电路、数据采集卡以及模块产品。固体事业部充分利用MOEMS与MEMS技术，在光电二极管、雪崩二极管、图像传感器等产品的基础上，生产出了光电二极管电路及模块、硅雪崩二极管模块、图像传感器模块等模块化产品。以CMOS图像传感器为例，采用MOEMS技术可将图像传感器、光栅、后续电路加工在同一块硅片上，这样实现了元器件的集成化、小型化，同时也方便用户的使用。 小型分光计系列产品 拇指大小的超小型分光计 　　近期研发出来的超小型分光计，采用了MEMS的纳米压印(NanoTechnology)技术，只有拇指大小，敏感波长范围为340-750nm。从产品到产品模块、系统，这将是日本滨松公司固体事业部以后所要坚持的方向。 　　随着时代的发展，人们对于小型、可携带的东西的需求将增加。在日本，一些测试化妆品美白效果的小仪器很流行，类似的小型仪器在美国也很受欢迎。分析仪器、医疗仪器要走进寻常百姓家，就必然要求其小型化，而仪器小型化必然要求其器件也小型化。半导体技术就是满足这种需求的有效手段，其目前发展的重要主题是MEMS，而NanoTechnology(纳米技术)应该是关键。 　　从真空管技术到半导体技术、MEMS、纳米技术，这是滨松技术的变迁。未来几年，日本滨松公司仍要彻底地钻研这些技术，这是不变的方针。而唯一要改变的是各项技术的开发速度。技术开发得越早，日本滨松的产品在技术上就越有竞争力，这是很重要的。 与会滨松高层 　　(日本滨松光子学株式会社专务取缔役兼固体事业部部长山本晃永先生(右二)、北京滨松光子技术股份有限公司总经理席与霖先生(左二)、北京滨松光子股份有限公司总经理助理兼第一事业部部长段鸿滨先生(左一)、日本滨松光子学株式会固体事业部伊藤伸治先生(右一)) 与会专家 　　(从左到右依次为：中国仪器仪表行业协会朱明凯副理事长、国家地质测试实验中心杨啸涛研究员、中科科仪原董事长金鹤鸣先生、中国分析测试协会汪正范研究员) 滨松将加大半导体光探测器在中国市场的推广力度 　　采访中，山本晃永先生表达了对中国科学仪器行业发展情况的看法：中国科学仪器行业正蓬勃发展，虽然目前日本滨松的半导体光探测器在中国的用户并不是很多，但公司更重视中国市场，将把最新的产品和技术推广到中国来。 　　(1)中国科学仪器行业必将崛起，其市场容量巨大 　　回顾过往，手机、计算机在中国发展都很快，下一步中国的仪器仪表行业一定也会快速发展。医疗仪器、分析仪器都与人们的健康密切相关。中国人口是日本的十倍，这意味着如果中国仪器行业发展起来，那么其市场容量可能会是日本的10倍。而跟科学仪器发展密切相关的就是仪器探测器件的发展。 　　满足用户的需求始终是日本滨松公司努力的方向。作为仪器元器件的供应商，日本滨松公司一定要领先市场一步，这样才能提供市场需要的产品。虽然中国科学仪器行业可能还需要十年、二十年才能发展起来，但日本滨松对此非常有耐心，会非常关注中国市场需要什么样的技术和产品，也会不断地研发新产品去满足这些需求。 　　(2)加大半导体光探测器在中国分析仪器行业的推广力度 　　山本晃永先生介绍了日本滨松中国用户的一些情况。滨松固体事业部生产的各式各样的半导体探测器有50%销往国外，其余在日本国内销售。许多国际知名的仪器生产商都在使用滨松的探测器。但在中国，虽有仪器企业也使用滨松的半导体探测器，但是数量较少。 　　日本滨松公司固体事业部的约50%的产品都应用于医疗仪器，这个领域仍然是其非常重视的领域。同时，因为医疗仪器与分析仪器存在许多相似之处，所以日本滨松公司打算将在医疗仪器领域的优势发展到分析仪器等领域。 　　同时，该公司将加强与中国用户的沟通与交流，加大市场推广力度，把固体事业部的半导体光电器件的新技术、新产品介绍给中国用户，同时也要告诉他们如何选择、使用和应用滨松的产品，希望能为中国仪器行业的发展尽一份力。 采访现场 　后记 　　在采访过程中，笔者仔细聆听山本晃永先生对仪器企业发展的一些看法，他提到：“小规模的科学仪器企业若没有特色，就没有发展潜力与市场竞争力。岛津、贝克曼等国际知名企业都是由有特色的小企业发展起来的。企业规模小并不可怕，可怕的是小企业没有自己的特色、随波逐流，只知模仿重复，不知发明创造，最终导致价格竞争，互相残杀。日本滨松公司虽然是一家小公司，但一直很努力地研发光子相关的各种技术与产品，希望能够通过公司的产品来促进科学仪器行业的发展。” 　　也许，日本滨松公司能够发展壮大就在于它五十余年来一直坚持自己的特色，将主要精力集中在自己优势的光探测器领域，因而能在仪器光电元器件市场上占有其他公司不可替代的一席之地。然而相比之下，目前国内科学仪器企业总体“大不够大，小不够专”，仪器元器件企业发展更是缓慢，这些客观因素决定中国仪器行业短时间内或不会有较大改观。同时， 中国仪器生产企业不仅只盯着整机仪器的研发，也不能忽视仪器元器件的开发。 　　采访编辑：杨丹丹 　　附录1：山本晃永先生简介 　　1970年3月毕业于静冈大学研究生院工学部应用化学专业 　　1970年3月入职日本滨松公司 　　1985年1月就任日本滨松公司固体事业部部长至今 　　1985年12月就任取缔役 　　1987年12月就任常务取缔役 　　2004年12月就任专务取缔役 　　2005年7月就任代表取缔役专务取缔役 　　附录2：日本滨松光子学株式会社 　　http://www.hamamatsu.com/ 　　附录3：北京滨松光子技术股份有限公司 　　http://www.bhphoton.com/

近年来，光学成像技术如荧光分子成像、光声成像和生物发光成像等广泛应用于小动物活体成像。同时，多模态成像技术的兴起将多种成像技术结合，为小动物活体成像提供了更精确和信息丰富的工具。为帮助广大用户及时了解小动物活体成像前沿技术、产品与整体解决方案，仪器信息网特别制作【小动物活体成像技术创新突破进行时】专题，并策划“小动物活体成像技术”主题征稿活动，以期进一步帮助广大用户从多维度深入了解小动物活体成像技术应用、主流品牌、市场动态以及相关内容。本期约稿特别邀请超维景生物科技有限公司研发总监胡炎辉，就小动物活体成像技术发展、市场规模及未来趋势进行分享，并就超维景生物科技在面对小动物自由运动活体成像瓶颈取得的突破性进展。 本期嘉宾：胡炎辉，超维景生物科技有限公司 研发总监 胡炎辉，超维景生物科技有限公司研发总监。2018年毕业于北京大学，电路与系统专业，曾参加基金委国家重大仪器专项，负责逻辑控制、微弱信号探测及系统设计，在激光扫描显微成像、微弱信号探测及高速信号处理等技术方向有着多年的积累。2017年至今，作为超维景核心创始团队成员之一，参与公司技术专利20余项，开发了新一代双光子成像处理平台，推出了科研、医疗等多款多光子产品，具有丰富的产学研融合开发及落地经验。——01—— 从单光子到多光子成像，推动活体成像技术发展在医学和生命科学研究的领域内，不断的革新和突破在成像技术方面是推进科学发展的关键，同时也是推动新的生物学发现和进步的重要引擎。其中，多光子成像技术通过激光与生物样本内的分子和原子相互作用产生荧光反应，以荧光显微的形式，允许我们以无损害的方式直接观察到组织的内部结构。尽管生物样本本身对光有较好的透光性，它们也具有强烈的散射特性。通常，细胞水平的高分辨成像技术在生物组织中的穿透深度“软极限”大约为1mm。不过，使用更长波长的激光可以减小对光的散射，并且增强穿透力。多光子吸收提供了一种非线性的荧光激活方法，其中双光子和三光子吸收的波长分别是单光子激发的两倍和三倍。与单光子相比，多光子成像可以实现几乎10倍的成像深度增强。这种非线性激发方法也带来了更高的信号-背景比及更优秀的层析成像能力。所有这些成像上的优势使得多光子成像特别适合用于复杂条件下的活体成像研究，成为一种在这些应用中非常重要的工具。Winfried Denk于1990年在康奈尔大学发明了世界上第一台双光子激光扫描显微镜。而自21世纪初以来，随着超快激光技术的突破及商业化，双光子显微成像技术迅速成为最广泛使用的活体动物成像方法。特别值得提及的，超维景的创始人程和平院士早在1992年就开始涉足双光子显微技术，成为最早的技术参与者之一，并致力于推广这一技术。历经近三十年的发展，双光子显微成像技术已变得在脑科学研究中不可或缺。尽管传统的台式双光子显微镜分辨率高，但它们体积庞大且重量重，需将实验动物固定或麻醉以完成成像，因此无法适用于自由活动的动物。微型单光子成像技术可以实现对自由活动的小鼠进行成像，但它在分辨率和对比度方面相对较低，难以达到亚细胞级别的分辨率和三维成像效果。——02——直面脑科学研究自主研发工具挑战，2.2克微型化双光子显微镜“轻装上阵”打造用于全景式解析脑连接和功能动态图谱的研究工具是当代脑科学的一个核心方向。针对如何在自由行为动物上绘制大脑神经元功能图谱的难题，超维景团队研发出了头戴式2.2克微型化双光子显微镜，首次实现自由活动小鼠大脑神经元和突触水平钙信号功能成像，为脑科学研究提供了革命性的新工具。这项技术解决了困扰领域近20年的挑战，显著领先于美国脑计划催生的微型化单光子技术，入选“2017年度中国科学十大进展”，并被评为Nature Methods“2018年度方法”。依托此技术建成“南京脑观象台”，为中国脑计划提供了“人无我有”的支撑平台；专利技术的产业转化实现高端显微成像装备自主创制的突破，完成对欧美国家的整机出口，累计实现销售额过亿元。通过技术拓展，研发了应用于人体的手持式双光子显微镜，在临床医学与航天医学中具有巨大的应用前景。为病理诊断技术带来一种全新的手段，成为临床疾病精准检查的重要工具。这项技术成果属于国家基金委重大仪器专项转化的科技成果，是国家在高端装备研发方向投入的典型产出代表。除了在脑科学、医疗应用领域的技术贡献之外，同时彰显了中国也可利用具有自主知识产权的国际领先的技术，实现在高端仪器方向的突破，提振了中国科学家在高端仪器装备方向的研究信心，并以此为核心技术来推动国内以及国际的科学研究大计划，对国内的脑科学研究领域也起到积极引领作用。——03——深耕小动物自由运动活体成像，持续提升核心竞争力超维景公司始创于2016年，公司核心力量来自北京大学院士创建和领导的多学科交叉团队，是一家专注于高端生物医学成像设备研发、生产和销售的国家高新技术企业。2017年，超维景核心团队成功研制仅2.2g的超高时空分辨微型化双光子显微镜，在国际上首次获取了小鼠在自由行为过程中大脑皮层神经元和神经突触活动的动态图像，被评为“2017年度中国科学十大进展”和《Nature Methods》“2018年度方法”（无限制行为动物成像），开启自由活动动物成像新范式，研究成果可应用于脑认知基本原理研究、脑重大疾病机理研究和脑疾病的药物研究，本技术进一步可应用于临床实时在体无创细胞级检测。部分获奖照片“微型化”是指将显微镜做到拇指大小，可以佩戴在小鼠头上，同时不影响小鼠的自由活动，进而观察小鼠在觅食、社交、睡觉等自主行为时大脑神经元的真实活动和功能连接。超维景的微型化显微镜体积微小，让小鼠能够“戴着跑”，实现了自由行为动物的清晰稳定成像，可用于在动物觅食、跳台、打斗、嬉戏、睡眠等自然行为条件下，或者在学习前、学习中和学习后，观察神经突触、神经元、神经网络等的动态变化，从而获取小鼠在自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动的动态图像。2.2g微型双光子荧光显微镜2021年，团队的第二代微型化双光子显微镜将成像视野扩大了7.8倍，同时具备获取大脑皮层上千个神经元功能信号的三维成像能力，原始论文发表于《Nature Methods》。2023年2月，团队将微型化探头与三光子成像技术结合，成功研制微型化三光子显微镜，重量仅为2.17克，并在 《Nature Methods》 发表文章。一举突破了此前微型化多光子显微镜的成像深度极限，首次实现对自由行为小鼠的大脑全皮层和海马神经元功能成像，为揭示大脑深部结构中的神经机制开启了新的研究范式。 《Nature Methods》发表相关技术成果2023年2月，神州十五号航天员乘组使用由我国自主研制的空间站双光子显微镜开展在轨实验任务并取得成功，是目前已知的世界首次在航天飞行过程中使用双光子显微镜获取航天员皮肤表皮及真皮千层的三维图像，为未来开展航天员在轨健康监测研究提供了全新工具。图为神舟十五号航天员乘组在轨使用空间站双光子显微镜2023年12月，由超维景公司自主研发的在体双光子显微成像系统获批上市，是中国首个基于双光子显微成像原理的医疗器械。本次研发是首次实现脑科学技术跨学科助力皮肤检测的技术应用，将最前沿的双光子显微成像技术引入现代皮肤医学检测领域，实现“实时、无创、在体、原位、无标记”的高分辨率皮肤细胞及胞外组织三维成像，为患者和医生带来便利。——04——布局微型化多光子产品体系，开启自由行为动物显微成像新范式解析脑连接图谱和功能动态图谱是我国和世界多国脑计划的一个重点研究方向，但传统的多光子显微镜进行常规脑成像通常需要将动物的头部固定在台式显微镜上，这严重限制了模式动物的自由生理状态。为此需要打造自由行为动物佩戴式显微成像类研究工具。基于团队及技术发明，超维景已布局微型化多光子成像产品体系，并成功实现多款产品的产业化，包括SUPERNOVA-100一体式微型化双光子显微镜、SUPERNOVA-600集成式微型化双光子显微镜与SUPERNOVA-3000微型化三光子显微镜等，解决了困扰领域近20年的挑战，显著领先于美国脑计划催生的微型化单光子技术。超维景微型化多光子显微成像系列产品，可以在微观尺度上、不干扰自由运动动物行为的前提下，对大脑神经元和神经突触进行无创性观察和实时、动态成像，为研究神经科学、行为学、认知科学等多个领域提供了新的视角和手段，从而为脑健康研究开辟新的道路。树突棘成像 单树突棘级分辨率 神经元轴突与亚细胞结构成像 ——05——持续加码小动物自由运动活体成像系统“科研+临床”的广阔应用脑科学机理研究。大脑是一个极度复杂的器官，目前，各国脑科学计划的一个核心方向就是打造用于全景式解析脑连接图谱和功能动态图谱的研究工具。其中，如何打破尺度壁垒，融合微观神经元和神经突触活动与大脑整体的信息处理和个体行为信息，是领域内亟待解决的一个关键挑战。要想实现动物在体脑功能实时成像的研究，能够观察到整个皮层甚至更为深入的其他脑区，涉及到仪器开发、手术技术、生物研究等等不同的方面领域，技术挑战非常大。为了真正解密大脑的工作原理和流程，人们需要在对大脑神经元高分辨成像的同时，被观察者能够自由的正常活动，也就是最理想的脑功能成像需要被观察者在自由运动状态下进行脑功能观测。脑疾病机理研究。目前一些重要的脑疾病，如自闭症、精神类疾病、老年痴呆症等都是全世界的难题。以老年痴呆症为例，根据得病率统计，85岁以上老人中的 50%患有老年痴呆。预计到2050年，中国将有近1亿患者的生活需要照顾、需要医疗系统的救助，这是严重的社会负担。通过本技术对脑科学疾病研究，如果有新发现，对于老年痴呆症，就可能找到早期诊断的方法，早发现、早干预，把严重症状出现期从85岁延缓到95岁，社会负担就可以大大减轻，提高国民生活质量。神经药物筛选。微型化双光子显微镜不仅可以“看得见”大脑工作的过程，还将为可视化研究自闭症、阿尔茨海默病、癫痫等脑疾病的神经机制发挥重要作用。而此类疾病的药物开发，由于缺少快速直接的药效反馈手段，而大大受阻。微型化双光子技术的应用将极大的推动此类神经疾病药物的开发进程，为人类脑疾病的诊断和治疗提供新的手段。携手全球合作伙伴，携手共谋发展。微型化多光子成像系统已获得国内的上亿元订单，以及国外的数千万元订单。其中，国内用户包括北京大学、中科院上海神经所、中科院深圳先进技术研究院、复旦大学、上海交通大学、西湖大学、中山大学、华南理工大学、南京脑观象台等。国外用户包括加州理工、纽约大学、德国马普神经所、德国波恩大学、德国马普鸟类研究所等。未来，超维景将在多光子显微成像技术继续深挖“科研+临床”的广阔应用，这将作为神经探索领域的引路明灯，照见更多未知的领域。参考文献：• Zhao, C., et al. (2023). Miniature three-photon microscopy maximized for scattered fluorescence collection. Nat Methods, 2023 Apr 20(4):617-622.• Zong, W., et al., Miniature two-photon microscopy for enlarged field-of-view, multi-plane and long-term brain imaging. Nat Methods, 2021. 18(1): p. 46-49.• Zong, W., et al., Fast high-resolution miniature two-photon microscopy for brain imaging in freely behaving mice. Nat Methods, 2017. 14(7): p. 713-719.

国际纳米光子学与生物光子学联合研究中心日前在长春成立。这是长春理工大学与美国纽约州立大学在光学领域共同搭建的一个合作平台。 　　纳米制造技术是21世纪的关键技术之一，生命科学是当今世界科技发展的热点之一。随着激光技术、光谱技术、显微技术以及光纤技术的飞速发展，由光学、纳米、生物领域融合而成的新学科――生物光子学和纳米光子学已经成为本世纪的关键科研方向。 　　美国纽约州立大学布法罗分校在纳米学、生物光子学领域享有极高的国际声誉，而光学学科是长春理工大学的特色优势学科。经过多年发展建设，在人才储备和科学研究等方面积淀了雄厚的基础。两所高校成立联合研究中心，是双方在合作模式、人才培养、信息互动等方面的有益探索和尝试。据了解，该中心拟成立5个研究室，将长春理工大学鲜明的光电特色和布法罗分校激光、生物光子学与纳米光子学先进的研究理念结合起来，广泛地开展激光、能源、光子、纳米光子和生物光子等领域的研究。联合研究中心计划在5年至10年建成具有国际影响的国家级重点实验室，成为具有国际先进水平的研究开发中心。

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电子器件中信息的传输和处理是通过对电子的操控完成的，但是电子移动所产生的焦耳热限制了电子器件向小型化和低功耗方向的发展。于是科学家不断寻找电子的替代品，例如光子或磁振子。 /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " 在量子力学的等效波图中，磁振子可以被看作是量化的自旋波。利用磁振子开发磁控器件组件，包括逻辑门、晶体管和非布尔计算单元，已经获得成功。但作为电路组成部分的磁定向耦合器，由于其毫米尺寸和多模频谱始终无法实用。 /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " 现在，德国凯泽斯劳滕工业大学和奥地利维也纳大学的科学家成功开发出一款亚微米尺寸的磁定向耦合器，并通过波的非线性效应设计了一个易于加工的基于二维平面的半加器，实现了用自旋波来传播和处理信息。 /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " 科学家们开发的这个集成磁振子电路尺寸极小，采用了极简的二维设计，所需的能量比目前最先进的电子芯片要少约10倍。相关成果发表在《自然· 电子学》上。 /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " span style=" font-weight: bold " 充分利用自旋波的波动性 /span /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " 研究负责人、维也纳大学的安德列· 丘马克教授说：“最初计划的磁振子电路非常复杂，现在的版本比最初的设计至少好了100倍。”他把这归因于论文的第一作者，来自中国的王棋。 /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " 博士毕业于德国凯泽斯劳滕工业大学，目前在维也纳大学从事博士后研究的王棋介绍说：“该研究源自我博士期间的一个项目，从概念提出、理论计算、仿真设计以及实验制备和测试，整个工作持续了近4年时间，光是仿真设计就重复了几百次，现在这个设计已经是第四个版本。” /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " 接受科技日报记者采访时，王棋介绍说：“目前的电子设备，信息都是用电子携带的，但是电子的定向移动会导致焦耳热，功耗高。我们现在用自旋波（磁振子）来携带信息，进行计算，可以大幅降低功耗。而且由于磁振子是一种波，波的一些特性可用来简化设计，从而降低器件的尺寸。简单地说，波的基本量有振幅和相位，我们的研究中主要用波的振幅来携带信号，即振幅大，信号为1；振幅小，信号为0。” /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " 王棋说：“起初我们的思路是模仿电子设备，通过构造14磁振子晶体管实现半加器，后来发现结构太复杂而且不容易实现。我们意识到还没有充分利用自旋波的波动性。因此，在最新的设计中我们利用了波的干涉，使用了自旋波导之间偶极作用与自旋波能量相关这个非线性效应来实现了半加器的设计。不过出于成本的考虑，整个半加器是在一个二维平面上加工的。目前这个设计只是功耗更低，速度还没有电子芯片快。” /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " span style=" font-weight: bold " 自旋波研究有重要意义 /span /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " 王棋表示，这种磁振子电路的特殊之处在于，其信息由自旋波携带，信息的传播和处理过程中没有电子的参与，因此没有焦耳热，极大地降低了能量损耗。另一方面，通过利用波的干涉、衍射和非线性效应，又极大地简化了器件的设计。王棋说：“典型的半加器在电子芯片中需要14个晶体管，而我们的设计中只需要3根彼此靠近的纳米线。” /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " 王棋说：“目前的计算机都是建立在布尔体系（逻辑运算）之下的，我们的研究让人们看到了波的波动性的潜力，对于非布尔体系的计算，波比电子有很大的优势。目前的研究思路还是在和布尔体系下的电子计算机相比，这种情况下波的优势没有完全显现出来，将来我们要跳出布尔体系。” /p p style=" line-height: 1.5 text-indent: 2em font-family: 宋体 font-size: 12pt margin-bottom: 0.5em " 丘马克教授认为，磁振子电路在量子计算和类脑的神经网络计算等方面有广阔的应用前景。自旋波无热耗散、容易实现室温玻色-爱因斯坦凝聚等宏观量子效应的优点正在得到越来越多的关注。基于自旋波的信息传输、逻辑计算有可能成为后摩尔时代信息传输、处理的重要方式之一。因此，自旋波研究具有重要的科学意义和应用潜力。 /p /div /div /div /div link href=" http://www.stdaily.com/index/xhtml/images/ico/icon.ico" rel=" icon" type=" image/x-icon" / link href=" http://www.stdaily.com/index/xhtml/images/ico/icon.ico" rel=" shortcut icon" type=" image/x-icon" / 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p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 2018年11月1日，由日本滨松光子学株式会社(Hamamatsu Photonics K.K.，以下简称滨松集团或滨松)举办的Photon Fair 2018(以下简称滨松光子展)于日本静冈县滨松市ACT CITY展览馆拉开帷幕。滨松光子展是由滨松集团主办的每5年1届的光子技术综合性展览会，旨在将滨松集团现阶段的科学研究成果及最新技术应用展示给光产业领域从业人员与广大群众，向社会传达滨松集团对光子技术的开发应用理念和利用光子技术改善生活、服务社会的美好愿景。仪器信息网作为国内专业媒体带来展会的全程报道。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 267" title=" PHOTON FAIR 2018 滨松光子技术综合展览会.jpg" style=" width: 400px height: 267px " alt=" PHOTON FAIR 2018 滨松光子技术综合展览会.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/5ccfb8c3-e7e6-46b3-ad88-d936b949da2f.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " PHOTON FAIR 2018 滨松光子技术综合展览会 /p p 　　本届展会展览区共分为科学研究(Science & amp Research)、汽车(Automotive)、生活(Life)、医疗与生命科学(Medical & amp Life Science)、制造(Manufacturing)、环境(Environment)六大板块。共吸引超过5000名专业观众的注册，活动累计超过10000人次参加，规模较上届展会显著提升。 /p p 　　会展同期亦开设了多个主题演讲及技术研讨会。滨松集团董事长昼马明、加州大学欧文分校教授布鲁斯· 特洛伯格、丰田汽车株式会社先进技术开发公司常务理事鲤渕健、斯坦福大学医学部循环器科主任研究员池野文昭分别作大会报告，畅谈了他们对光子技术在精准医疗、汽车自动驾驶等领域将深刻改变人们生活方式的预期及信念。分会场上，来自滨松集团中央研究所及四大事业部—电子管、固体、系统、激光的近40名技术专家向与会嘉宾介绍了滨松在光电技术领域所做出的最新进展。 /p p 　　从展馆入口进入序幕厅，庄严肃穆的氛围萦绕四周，墙幕上依次浮现出对滨松集团创立和发展有着深远影响的三位前人的成就与事迹。滨松创始人名为堀内平八郎，通过从师 “日本电视机之父”高柳健次郎，意识到了光电转换技术的巨大可能性，以此建立起了滨松公司。后来，在第二代社长昼马辉夫的带领下，滨松成功开发出性能超越世界标准的光电倍增管产品，开启了滨松迈向领先光子技术企业的发展进程。依托自光电倍增管开发生产时期积累的先进光子技术，滨松的应用领域迅速扩展，并渗透至人们生活的方方面面。21世纪常被称作“光的时代”，滨松在未知未涉领域的探索和挑战也未曾停歇。 /p p style=" text-align: center " img width=" 291" height=" 400" title=" 展览厅典籍.jpg" style=" width: 291px height: 400px " alt=" 展览厅典籍.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/0fba8af3-a2a8-4ae8-b833-a0d08a4b462f.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 展览厅典籍 /strong /p p style=" text-align: center " strong img width=" 400" height=" 300" title=" 宣传影片.png" style=" width: 400px height: 300px " alt=" 宣传影片.png" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/8cb61183-f4e1-437d-8d22-e4e2cbc5b57b.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /strong /p p 　　序幕厅后方的大荧幕上循环放映宣传影片，由滨松现任社长昼马明为参观者介绍滨松数年来在光子技术领域所取得的杰出成就，以及未来的发展方向。 /p p 　　绕过荧幕跨入主展览厅，新产品和新技术应用随之映入眼帘，流光溢彩的现场布置令人仿佛置身充满科技感的未来世界一般。那么本次展会又有哪些精彩的内容呢?请随仪器信息网编辑一同跨越通往未来之旅的大门。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 267" title=" 展会现场.jpg" style=" width: 400px height: 267px " alt=" 展会现场.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/d3009afd-44b6-4cfc-aa71-20c145afdf82.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 展会现场 /strong /p p strong ENVIRONMENT 环境展区 /strong /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 267" title=" ENVIRONMENT 环境展位.jpg" style=" width: 400px height: 267px " alt=" ENVIRONMENT 环境展位.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/b26200a3-5b93-4b91-a052-92ce35e24e88.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　随着社会经济的不断发展，近年来环境问题也日趋凸显，人们在物质需求不断增长的同时，对环境质量提出了高的要求。在能源开发和勘探，灾害预防，以及水、土壤、大气的环保监测等领域，也有着滨松产品与技术的身影。 /p p 　　展区的内容十分丰富，新品齐放。在土壤检测区域的质量分析中，展现了滨松在2018年推出的一系列应用于质谱仪电离和探测中的器件 烟气监测中，除了最新推出的波长可调谐中红外量子级联激光器(QCL)模块首次面世外，最新在研的QCL产品也首次以DEMO的形式披露。能源方面，还看到了滨松产品在激光核聚变中的应用。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 309" title=" 滨松质谱用探测器件新品.png" style=" width: 400px height: 309px " alt=" 滨松质谱用探测器件新品.png" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/b7a25d31-b1a8-4b1d-8bd9-ec7ba9394781.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　滨松质谱用探测器件新品，包括高气压下(达1Pa)仍可高增益正常工作的栅网阳极结构第三代MCP、大幅简化和缩短MALDI-TOF-MS前处理时间的辅助离子化基板、MCP+AD、通道式电子倍增器 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 300" title=" 滨松最新发布的波长可调谐中红外QCL模块.jpg" style=" width: 400px height: 300px " alt=" 滨松最新发布的波长可调谐中红外QCL模块.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/d069f817-5d51-4539-a31d-ac9fc2e2c25f.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 滨松最新发布的波长可调谐中红外QCL模块 /strong /p p 　　其具备小型且高速波长调谐的特点，搭载输出8~10μm中红外激光双上层组合结构的QCL，形成低反射涂层、实现稳定的波长扫描。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 300" title=" 用于石油勘探的滨松高温光电倍增管.jpg" style=" width: 400px height: 300px " alt=" 用于石油勘探的滨松高温光电倍增管.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/dcc5f242-03a4-406b-93da-a0484de5a095.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 用于石油勘探的滨松高温光电倍增管 /strong /p p strong MEDICAL& amp LIFE SCIENCE 医疗与生命科学展区 /strong /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 267" title=" MEDICAL& amp LIFE SCIENCE 医疗与生命科学展位.jpg" style=" width: 400px height: 267px " alt=" MEDICAL& amp LIFE SCIENCE 医疗与生命科学展位.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/52052d3f-056e-4b78-a68f-b9a0dd088d0e.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　光子技术同样可对人们的健康保驾护航。医疗是滨松光子技术应用中非常重要的部分，其应用覆盖PET、全身及牙科X射线成像、体外诊断、POCT、病理诊断、血氧测量等。 /p p 　　在光子展中，一台脑部PET(Positron Emission Computed Tomography，正电子发射型计算机断层显像)探测端的拆解引人注目，其中展示了PET下一代探测器——硅光电倍增管(MPPC)技术。滨松首次将PET用MPPC模块化，降低了成本，提高了空间分辨率，且可帮助设备制造商加速研发周期。另外，亦展示了基于MPPC技术的X射线光子计数模块，其可大幅提高探测灵敏度，降低了X射线量的要求，更加安全，且可促成整机成本的降低。而其也被认为是颠覆CT技术的新一代产品。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 300" title=" 头部PET探测端的内部展示.jpg" style=" width: 400px height: 300px " alt=" 头部PET探测端的内部展示.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/f7df04ed-fe1d-477e-9580-331ac6e37888.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 头部PET探测端的内部展示 /strong /p p 　　此外，结合近年来医疗中的热点“POCT”，光子展中也集中展示了各类微型化的器件，并首次披露了下一代微型PMT及超小型电源的开发品。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 325" title=" 可用于POCT应用的小型化2W闪烁氙灯及高度集成化的光学模块.png" style=" width: 400px height: 325px " alt=" 可用于POCT应用的小型化2W闪烁氙灯及高度集成化的光学模块.png" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/78a8fe64-64ad-4df1-bf9d-c8b72035ab6f.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 可用于POCT应用的小型化2W闪烁氙灯及高度集成化的光学模块 /strong /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 300" title=" 可在基因测序中发挥重要作用的滨松科研级相机产品.jpg" style=" width: 400px height: 300px " alt=" 可在基因测序中发挥重要作用的滨松科研级相机产品.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/93926dc3-7454-491a-b8ee-66a8b2525651.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 可在基因测序中发挥重要作用的滨松科研级相机产品 /strong /p p strong LIFE 生活展区 /strong /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 267" title=" LIFE 生活展位.jpg" style=" width: 400px height: 267px " alt=" LIFE 生活展位.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/fec6f21f-cb63-47c8-86a9-a43b9d6dc0dc.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　光电技术与人们的生活也是息息相关，“生活”展位上展示了一系列可应用于测距、食品检测、纺织品检测、可穿戴设备(脂肪、皮肤水分等检测)、物联网等应用的光传感技术。其中融合了MOEMS技术的一系列微型化产品十分抢眼，其中就包括刚刚与10月推出的SMD系列超微型光谱仪。 /p p 　　该款光谱仪产品波长响应范围在640～1050nm，结构极其紧凑，与同样对近红外光有响应的前代产品相比，SMD系列体积约为其1/14，重量为其1/30，灵敏度却是其50 倍。它能够满足现场食品的实时测定、农作物的质量检查、无人机环境分析等用途的要求。未来有望整合入移动终端，做到随用随测。现场的演示DEMO也展示了其优秀的光谱测量能力。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 267" title=" SMD型微型光谱仪.jpg" style=" width: 400px height: 267px " alt=" SMD型微型光谱仪.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/72221512-88cb-42bd-a3b1-1014f73092c7.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong SMD型微型光谱仪 /strong /p p strong SCIENCE& amp RESEARCH 科学研究展区 /strong /p p style=" text-align: center " strong img width=" 400" height=" 267" title=" SCIENCE& amp RESEARCH 科学研究展位.jpg" style=" width: 400px height: 267px " alt=" SCIENCE& amp RESEARCH 科学研究展位.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/b97580ac-70ae-45f4-8d76-b1e42e8d8975.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /strong /p p 　　科学研究是人类社会发展进步的基础，技术与应用的创新也是依托在其成果之上。科学研究展区上展示了光子技术在生物、物理、化学领域科研中的应用。年代展中，让我们看到了从1960年开始到现在，滨松助力的世界大型科研实验，其中所用到的光电探测器许多也同台亮相，如两度助力诺贝尔物理学奖的中微子探测器20英寸光电倍增管、用于希格斯玻色子探测并助力2013年诺贝尔物理学奖诞生的硅APD等。 /p p 　　另外，通过从分光到探测和分析光谱，这次也展示了应用于化学科研，覆盖广泛光谱波段范围的光子探测技术。生物方面，则以“看见光”、“制造光”、“操纵光”来进行多面的展示，其中许多前沿的科研课题引人注目，如当下颇受热议的“光镊”的研究。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 300" title=" 用于超级神冈实验中微子探测的20英寸光电倍增管.jpg" style=" width: 400px height: 300px " alt=" 用于超级神冈实验中微子探测的20英寸光电倍增管.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/e3637ff2-3949-4577-b464-04e0f20a179d.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 用于超级神冈实验中微子探测的20英寸光电倍增管 /strong /p p style=" text-align: center " strong 上面的签名为2015年诺贝尔物理学奖得主梶田隆章 /strong /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 297" title=" 从γ射线_X射线到太赫兹波段探测滨松所覆盖的产品及技术.png" style=" width: 400px height: 297px " alt=" 从γ射线_X射线到太赫兹波段探测滨松所覆盖的产品及技术.png" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/c82d0ece-e6aa-475f-b642-4a8249a9b153.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 从γ射线/X射线到太赫兹波段探测滨松所覆盖的产品及技术 /strong /p p strong AUTOMOTIVE 汽车展区 /strong /p p style=" text-align: center " strong img width=" 400" height=" 267" title=" AUTOMOTIVE 汽车展位.jpg" style=" width: 400px height: 267px " alt=" AUTOMOTIVE 汽车展位.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/508a9168-8d10-47b9-b878-bb9ca490e65c.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /strong /p p 　　汽车产业发展已历百年，近年来汽车在逐渐向智能化、电动化、网联化发展。滨松以提高汽车舒适性、安全性为中心，进行了一系列发光和受光器件的研发，在汽车领域已耕耘了40余年。本次展示了其在自动驾驶激光雷达、抬头显示、汽车MOST网络、自动防眩后视镜等应用中的光电传感方案。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 298" title=" 测距应用DEMO演示.png" style=" width: 400px height: 298px " alt=" 测距应用DEMO演示.png" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/24fec317-030b-49d0-bc45-13aafaa5aab8.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 测距应用DEMO演示 /strong /p p strong MANUFACTURING 制造展区 /strong /p p style=" text-align: center " strong img width=" 400" height=" 267" title=" MANUFACTURING 制造展位.jpg" style=" width: 400px height: 267px " alt=" MANUFACTURING 制造展位.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/18ca0868-0b79-4c22-b9e3-f3e8c7be6b65.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /strong /p p 　　制造业的发达程度代表了社会生产力水平的高低，工业制造也离不开光电器件、系统的辅助，可以说，光子技术开启了更先进制造业的通路。展区从X射线无损检测、激光加工、UV· EB加工、工业监控四个方面，展示了滨松光电技术对半导体制造的支持，以及一系列相关的产业应用。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 300" title=" 滨松光子技术对半导体制造的支持.jpg" style=" width: 400px height: 300px " alt=" 滨松光子技术对半导体制造的支持.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/e3ff67c1-f8c3-4c1c-9a3b-f19dc065f661.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 滨松光子技术对半导体制造的支持 /strong /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 300" title=" 可用于X射线行李检测的新型PDA（光电二极管阵列）.jpg" style=" width: 400px height: 300px " alt=" 可用于X射线行李检测的新型PDA（光电二极管阵列）.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/2b41794c-f948-46c0-a939-a8d89043636b.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 可用于X射线行李检测的新型PDA(光电二极管阵列) /strong /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 300" title=" 在激光加工中所需的光调制技术（空间光调制器）.jpg" style=" width: 400px height: 300px " alt=" 在激光加工中所需的光调制技术（空间光调制器）.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/842adb26-f034-428c-b871-0591e8106a30.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 在激光加工中所需的光调制技术(空间光调制器) /strong /p p 　　光可以做什么?2018滨松光子展以实际产品和应用的形式，令与会者感受到了光为人类带来的无限可能，不禁让人惊叹光子技术的强大“使能”。未来，以科研、汽车、制造、环境、生命科学为代表的多个领域，乃至更多应用场景都将出现光子技术的新成果、新方向。正如滨松不断探索人类未知未涉的企业理念所述，只有基础技术走在应用、产业、市场的前方，才有可能推动社会的不断进步。光子技术将如何影响人们生活的各方各面?又将为人类社会发展带来怎样的贡献?还让我们拭目以待! /p p /p p strong /strong /p