激光红外成像

背景介绍随着可溶液加工激光增益材料的不断发展与改进，该类型的激光器在生物医学治疗、柔性可穿戴设备、通信及军事设备等领域的应用也在不断突破。然而，增益材料的毒性、成本和稳定性问题日益显著，这些问题是增益材料在微/纳激光领域可持续发展的主要障碍。因此，寻找低毒、低成本、高稳定性的激光材料成为该领域内的重要的任务。研究出发点碳点（CDs）作为一种环境友好、稳定性优良、制备成本低及荧光性能优异的碳基纳米材料，近年来引起了人们广泛的研究兴趣。基于CDs激光增益介质的研究不断被报道，并且逐渐走向实际应用。虽然这些早期的研究促进了CDs激光的发展，并证明了CDs是一种优异的激光增益介质。然而，跨度广的全彩色激光，尤其是近红外激光器，一直难以实现。考虑到近红外激光器在空间光通信、激光雷达、夜视，特别是临床成像和治疗等方面的广阔应用前景，开发高性能的近红外CDs激光具有重要意义。此外，CDs激光缺乏系统性的研究，这些研究可以指导CD激光材料的开发，并有助于推动其实际应用的发展。全文速览在此背景下，郑州大学卢思宇课题组合成了具有明亮蓝色、绿色、黄色、红色、深红色和近红外荧光（分别标记为B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs）的全色CDs（FC-CDs）的制备，其PL峰值波长范围为431至714 nm。CDs的低含量sp3杂化碳、高PLQY和短荧光寿命是影响其激光性能的重要因素。结果表明，这些FC-CDs的半高宽明显较窄，在44 ~ 76 nm之间；同时，辐射跃迁速率KR为0.54 ~ 1.74 × 108 s−1，与普通有机激光材料相当，表明FC-CDs具有良好的增益潜力。激光泵浦实验证实了这一点，成功实现了从467.3到705.1 nm宽范围（238 nm）可调的CDs激光出射，覆盖了国家电视标准委员会（NTSC）色域面积的140%。结果表明，CDs具有较高的Q因子、可观的增益系数和较好的稳定性。最后，利用这些FC-CDs激光作为光源，实现了高质量的彩色无散斑激光成像和动态全息显示。此项工作不仅扩大了CDs激光的发射范围，而且为实现多色激光显示和成像提供了有益的参考，是推动CDs激光发展和实际应用的重要一步。文章以“Carbon Dots with Blue-to-Near-Infrared Lasing for Colorful Speckle-Free Laser Imaging and Dynamical Holographic Display”为题发表在Advanced Materials上，第一作者为张永强博士。图文解析图1a-f为其透射电子显微镜照片，显示出B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs为球形或准球形颗粒，平均粒径分别为3.09、3.24、3.76、3.25、4.25和5.98 nm。高分辨率透射电镜（HRTEM）显示，所有CDs的面内晶格间距为0.21 nm，这可归因于石墨烯的（100）面。值得注意的是，NIR-CDs是由单分散CD聚集而成的。B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的X射线衍射（XRD）峰分别位于20°、22°、22.8°、27°、23°和23.5°。这些值近似于石墨（002）平面25°和层间距（0.34 nm）处的衍射峰。通常，对于脂肪族前驱体，制备的CDs的XRD峰在21°左右，晶格间距比0.34 nm更宽这是因为脂肪族前体在炭化过程中更容易将含氧和含氮杂原子基团引入共轭面，从而扩大了面内间距。R-CDs在27°处有一个清晰的尖锐衍射峰，表明两步溶剂热处理产生了良好的结晶度。此外，NIR-CDs在31.7°和45.5°处有两个尖峰，这两个峰属于NIR-CDs中残留的离子液体（IL），IL具有聚集单分散CDs的功能，有助于形成聚集的颗粒。傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）进一步收集了的结构成分信息（图1h和i）。光谱在3425和3230 cm−1附近显示出广泛的吸收特征，证实了-OH和-NH2的存在。1710和1630 cm−1附近的强信号与C=O拉伸振动有关，1570、1386、1215和1145 cm−1处的峰是由C=C、C-N和C-O- C拉伸振动引起的。这些结果表明，所有的FC-CDs都是由sp2/sp3杂化芳香结构形成的，这些杂化芳香结构在表面被含有杂原子（O和N）的极性基团修饰，这些基团使CDs在极性溶剂中具有良好的溶解性。图1中完整的XPS扫描显示，FC-CDs主要含有碳、氮和氧。高分辨率C 1s在C=C、C-N/C-O/（C-S）和C=O分别为284.6、286.6和288.3 eV处呈现出三个峰。N 1s分别在399.0、399.9和401.4 eV处显示吡啶、吡啶和石墨的N掺杂。O 1s光谱中C=O和C-O基团的峰分别位于531.4 eV和533 eV左右。这些XPS结果与FTIR分析一致。图1 形貌与化学成分表征。（a）B-CDs，（b）G-CDs，（c）Y-CDs， （d）R-CDs，（e）DR-CDs和（f）NIR-CDs；右上方的插图是相应的粒径分布，右下方的插图是单个颗粒的高分辨率TEM（HRTEM）图像。（g）XRD图谱，（h）FTIR谱，（i）XPS全扫描谱图。图2a-f显示了紫外照射下FC-CDs的亮蓝色、绿色、黄色、红色、深红色和近红外荧光，其发射峰分别位于431、526、572、605、665和714 nm。这些PL谱都表现出独立于激发波长的行为。它们的PLQY分别为64.9%、91.2%、41.2%、51.6%、28.3%和37.9%。此外，对于B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs，其PL光谱的半高全宽（FWHM）分别为0.46、0.19、0.18、0.24、0.20和0.14 eV。XPS分析sp3杂化碳含量分别为17.09%、9.01%、11.78%、16.78%、6.26%和11.41%。Yan等人的第一性原理计算表明，C-N、C-O和C-S基团可以导致局域化电子态，并在n -π*间隙中产生许多新的能级。这些sp3杂化碳相关激发能级的密度与C-N、C-O和C-S基团的含量呈正相关，决定了PL光谱的FWHMs。因此，CDs的PL光谱FWHMs可以通过sp3杂化碳的含量来控制。这些CDs的紫外-可见吸收峰存在于高、低两个不同的能带区，分别归因于芳香sp2结构域C=C的π -π*跃迁和CDs表面与C=O相关的不同表面态的n -π*跃迁。图2g显示了FC-CDs溶液的PL光谱的CIE坐标覆盖了NTSC标准色域面积的97.2%，意味着FC-CDs在显示中的具有良好的应用潜力。FC-CDs的时间分辨PL（TRPL）谱显示其荧光寿命分别为12.09、5.24、3.60、3.87、2.43和2.44 ns（图2h）。这些高PLQY、窄发射带和快速的PL衰减寿命的特性都有利于受激辐射（SE）。为了评估CDs的激光增益能力，结合公式（1）和（2）计算了ASE的相关参数。ASE阈值与爱因斯坦系数B和SE截面（σem）成反比:KR = φ / τ, （1） σem（λ）= λ4g（λ）/ 8πn2cτ, （2）B ∝ （c3/8πhν03）KR, （3）其中φ为PLQY，τ为平均荧光寿命，λ为发射波长，n为折射率，c为光速，g（λ）是自发辐射的线性函数，表示为g（λ）dλ = φ，h 为普朗克常数，ν0 为光频率，c 为光速。因此，KR值分别为0.54、1.74、1.14、1.33、1.16和1.55 × 108 s−1（图2i）。计算得到的最大的σem分别为1.46、16.59、13.38、15.45、19.51和38.66 × 10−17 cm2（图2i）。这些值与普通有机激光材料的值相似，表明这些CDs具有优良的增益潜力。基于上述分析，我们认为实现CDs激光有两个重要的因素。首先，需要集中的激发态能级来收集大量的具有相同能量的激发态电子，这有利于粒子数反转。其次，处于激发态能级的电子需要在高KR下跃迁回基态，这样统一的快速过程有利于光放大。这两个因素都可以通过精准的合成来控制：通过减少CDs中sp3杂化碳的含量来获得集中的激发能级，通过增加CDs的PLQY同时降低荧光寿命来获得高KR。 图2 光学表征。（a）B-CDs、（b）G-CDs、（c）Y-CDs、（d）R-CDs、（e）DR-CDs和（f）NIR-CDs的吸收光谱和PL发射光谱，插图为对应CDs溶液在紫外灯照射下的光学图片，，线标签表示激发波长，单位为nm。（g）CDs发光光谱的CIE色坐标。（h）FC-CDs的TRPL光谱和（i）KR和最大σem。采用激光泵浦对FC-CDs的激光性能进行了表征。图3a、c、e、g、i和k分别为不同泵浦强度下的B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的发射光谱，显示出在467.3、533.5、577.4、616.3、653.5和705.1 nm处的出现尖峰；输出在可见光区域的跨度为238 nm（图3m）。在垂直于泵浦激光器和比色皿端面的方向上观察到这些FC-CDs产生的远场激光光斑（图4a、c、e、g、i和k的插图），表明激光发射的产生。随着泵浦影响的增加，FWHMs从大约60 nm急剧下降到~5 nm。这些发射光谱表明，泵浦强度的增加使发射强度急剧增加，峰的FWHM迅速窄化。为了明确发射峰强度、FWHMs和泵浦强度之间的量化关系，图3b、d、f、h、j和l绘制了相关曲线。它们都表现出明显的拐点：对于拐点以下的泵浦强度，FWHMs和输出发射强度的强度变化不明显，但在拐点以上增加泵浦能量，FWHMs急剧窄化，发射峰值强度急剧增加，其斜率与拐点以下大不相同。拐点表示激光的阈值，B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的激光阈值分别为319.84、35.89、53.31、11.10、43.90和17.88 mJ cm−2。考虑到这种激光泵浦中无反光镜体系，这些阈值也是合理的。为了评估FC-CDs的激光阈值水平，我们还使用相同的激光泵浦设置测量了罗丹明6G （Rh6G），其激光阈值为32 mJ cm−2，表明FC-CDs具有与常用激光染料相近的激光阈值。为了评估全色激光器的性能和商业化潜力，研究了其CIE颜色坐标、Q因子、增益系数（g）和稳定性。B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的激光光谱对应的CIE色坐标分别为（0.131，0.047）、（0.178，0.822）、（0.494，0.505）、（0.684，0.315）、（0.728，0.272）和（0.735，0.265）（图3n）。所形成的封闭区域可以达到NTSC色域面积的140%，表明FC-CDs在全彩色激光显示中的巨大潜力。对于B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs，各自的激光线宽分别为0.17、0.13、0.11、0.21、0.21和0.34 nm，相应的Q因子（Q = λp/∆λp，其中λp为激光峰波长，∆λp为激光线宽）分别为2748.8、4103.8、5249.1、2920.5、3111.9和2073.8，这些值目前位于可溶液加工激光器中的前列。这些发现表明，我们的FC-CDs的激光器在激光质量上具有相当大的优势，这有利于其实际应用。光学增益系数量化了荧光材料实现激光发射的能力，可以用变条纹长度法来计算光学增益系数。激光输出强度可表示为：I（l） = （IsA/g） [exp（gl）-1], （4）其中I（l）为从样品边缘监测到的发射强度，IsA描述了与泵浦能量成正比的自发发射，在固定的泵浦能量下为常数，l为泵浦条纹的长度，g为净增益系数。图3p显示了在2倍激光阈值下，输出发射强度与激发条纹长度的关系。B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的增益系数分别为8.9、24.7、17.1、16.0、13.5和21.5 cm−1。这些结果与大多数有机激光材料相当甚至更优，表明这些FC-CDs具有良好的增益特性。稳定性也是评估激光器时的一个重要考虑因素。在2倍激光阈值下连续泵浦FC-CDs激光，G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs连续工作7、7、5.5、5.5和4 h后，激光强度分别为初始激光强度的0.97、0.97、1、0.98、1.03倍（图4）。在CDs的2倍激光阈值下，将相近激光波长的常用商用激光染料与相应的CDs进行了稳定性比较。香豆素153 （541 nm）、Rh6G （568 nm）、RhB （610 nm）、Rh640 （652 nm）和尼罗蓝690 （695 nm）的激光强度分别下降到初始强度的0.60、0.84、0.89、0.76和0.73倍。对于B-CDs，激光阈值大约比其他CDs高一个数量级；在泵浦的0.6 h时，激光输出逐渐降至零。相比之下，香豆素461 （465 nm）的激光在0.2 h的操作时间内消失。与以往的文献相比，本工作对CDs激光进行了更全面的研究，该激光器具有从蓝色覆盖到近红外区域的宽可调激光范围、高增益系数、高Q因子、良好的辐射跃迁率、可观的增益系数和优异的稳定性。这些参数都处于CDs激光的前沿。图3 激光稳定性。（a）B-CDs、（b）G-CDs、（c）Y-CDs、（d）R-CDs、（e）DR-CDs和（f）NIR-CDs与具有相近激光波长的商用有机激光染料在相应CDs的两倍激光阈值下的稳定性对比。FC-CDs的上述独特激光特性使其能够实现比传统热光源更亮的照明和色域更宽的全色激光成像。图4a-f分别为以B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs激光为光源对分辨率板（1951USAF）照射后的光学成像。利用互补金属氧化物半导体（CMOS）相机观测到的图像强度分布均匀、清晰、无散斑。作为对比，我们也使用商用激光器作为成像光源，使用波长为532 nm的连续波激光器和脉冲（7 ns, 10 Hz）激光器分别产生如图4g和h所示的光学图像，具有明显的激光散斑。从根本上说，这是由于图像质量受到激光高相干性带来的斑点的限制。我们进一步展示了这些CDs激光在全息显示中的潜在适用性，全息显示被认为是在3D空间中重建光学图像的最现实的方法之一，并且作为下一代显示平台为用户提供更深入的沉浸式体验而受到广泛关注。图4i为其实验设置。将CDs激光作为照明源照射到空间光调制器（SLM）上，在SLM上加载不同相位掩模（全息图）以重建全息显示所需的图案，在本例中为郑州大学的徽标。徽标分为三个部分，每个部分都可以使用B-CDs、G-CDs、和R-CDs出射的激光进行全息成像（图4j）。第一行是设计好相位掩模并输入SLM的原始图像。第二到第四行分别是CMOS相机在B-CDs、G-CDs、和R-CDs激光照射下拍摄的光学图像。第一列显示了会徽作为一个整体，并被分成几个部分。不同的组件可以简单地组合起来，以获得完整的彩色徽标（图4k）。这些静态图像具有高分辨率和高对比度，为了更接近实际应用，我们制作了一系列不同运动姿势的人物彩色全息图像，以获得彩色动态人物视频。图4l中的第一行给出了这些运动姿势的原始图片。第二至第四行分别显示了在B-CDs、G-CDs、和R-CDs激光照射下每个运动姿势不同部位的独立全息图像。然后将每个运动姿势的不同颜色部分合并到图41的第五行中。然后以每秒3帧的速度将从左到右依次输出，从而实现动态全息显示。虽然成像质量和显示方案还需改进，但我们的实验证明了未来基于CDs的激光成像的可行性。图4 基于FC-CDs激光的无散斑全彩色激光成像和彩色全息显示。（a）B-CDs、（b）G-CDs、（c）Y-CDs、（d）R-CDs、（e）DR-CDs和（f）NIR-CDs激光，以及（g）连续波激光器（532 nm）和（h）脉冲激光器（7 ns, 10 Hz，532 nm）的商用激光源下的1951USAF的光学图像，标尺均为100 μm。（i）以CDs激光为光源的全息显示器实验装置（S1、S2、A、P分别为狭缝1、狭缝2、衰减器和偏振器；L1-L4分别为焦距40、100、100、50 mm的镜头 圆柱透镜的焦距为100 mm）。（j）郑州大学校徽全息静态展示。（k）为（j）中部分成像合并后的彩色徽标。（l）运动角色的全息动态显示。全息显示器中的比例尺都是1 mm。总结与展望综上所述，在无反光镜体系的光泵浦中，FC-CDs实现了467.3、533.5、577.4、616.3、653.5和705.1 nm的波长可调谐随机激光发射，从蓝色到近红外区跨越238 nm，覆盖了NTSC色域的140%。sp3杂化碳的低含量在n -π*隙中引入了集中的激发态能级，从而实现了较窄的FWHMs和粒子数反转，高KR（高PLQY和小寿命）有利于光放大。这两个因素决定了FC-CDs的激光增益特性，在CDs激光阈值的2倍能量泵浦下，FC-CDs也表现出高Q因子、可观的增益系数和比普通商业有机染料更好的稳定性。最后，我们成功地演示了使用这些FC-CDs激光作为光源的彩色无散斑激光成像和高质量的动态全息显示。我们的研究结果扩展了CDs激光的波长范围，提供了对其激光性能的全面评估，并为全彩色激光成像和显示应用打开了大门，从而显著促进了可溶液加工的CDs基激光器的实际应用和发展。文献链接：https://doi.org/10.1002/adma.202302536

HYPERION II是我们用于科研和开发的多功能傅立叶变换叶红外显微镜，具有灵活的附件，可以将红外激光成像（QCL）和傅立叶红外结合在一个仪器中。HYPERION II是红外显微镜领域的创新力量。它提供低至衍射极限的红外成像，并在ATR显微镜中设定基准。它首次将FT-IR和红外激光成像（ILIM）显微镜结合在一个设备中，提供了三种测量模式：透射、反射和ATR。HYPERION II 功能：μ-FT-IR 探测器的选择：宽，中，窄频段LN2-MCT，热电冷却 （TE） MCT。用于红外成像的焦平面阵列探测器（64 x 64 或 128 x 128 像素）；通过激光红外成像模块（ILIM，激光等级1）实现可选QCL；物镜选择：3.5x/15x/36x/74x IR、20x ATR、15x GIR、4x/40x VIS；光谱范围扩展 - 从近红外线 （NIR） 到远红外线（FIR）；光阑选择：手动刀口，孔径轮自动刀口。近红外的金属孔；附件和样品台的选择：宏程序红外成像配件、冷却/加热样品台、样品仓等；视觉/光学工具的选择：暗场照明、荧光照明、可见光偏振器、红外偏振器等。HYPERION II 提供：光谱和可见光图片的完美匹配。适用于任何测量模式（包括 ATR 成像）；突破衍射极限的高灵敏度 FT-IR 显微镜和焦平面阵列（FPA）检测器成像。首次通过（可选）红外激光成像模块（ILIM，激光等级1）将FT-IR和QCL技术结合起来。所有测量模式下的红外激光成像（ATR、透射、反射）。专利相干降低技术为非人为处理的激光成像测试，无灵敏度或速度损失。高成像速度：0.1 毫米2每秒 （FPA，全频谱）6.4 毫米2每秒（ILIM，单波数）可选的TE-MCT探测器，用于在无液氮的情况下进行高空间分辨率和灵敏度的红外显微镜检测。发射光谱功能和可选光谱范围扩展。HYPERION II 应用领域：生命科学|细胞成像药物发射率研究（例如 LED）失效和原因分析刑侦微塑料工业研发聚合物和塑料表面表征半导体

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2018 年 12 月 20 日，安捷伦科技公司(纽约证交所：A)宣布《分析科学家》杂志已将其产品列入年度最具创新性产品名单。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 该杂志关注分析化学领域的技术发展，并将Agilent 8700 LDIR 激光红外成像系统列为今年的顶级创新产品之一。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 安捷伦于10月推出了8700 LDIR激光红外成像系统。 这一创新系统采用了一种新的化学成像方法，为制药，生物医学，食品和材料科学带来了更高的清晰度和前所未有的速度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " Agilent 8700 LDIR 激光红外成像系统提供了全新的尖端化学成像和光谱分析能力。针对专家和非专家使用而设计的 8700 LDIR 提供了一种简单的高度自动化方法，能够使表面成分获得可靠的高清化学图像。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " Agilent 8700 LDIR 采用最新量子级联激光器 (QCL) 技术，结合快速扫描光学元件，可提供快速、清晰的高质量图像和光谱数据。这项技术与直观的 Agilent Clarity 软件相结合，可通过“放置样品-自动运行”的简单方法，以最少的仪器交互实现大样品区域快速、详细的成像。 span style=" text-indent: 2em " 使用 8700 LDIR，可以在更短的时间内更详细地分析更多样品，得到更多的统计数据，有助于完成片剂、多层薄膜材料、生物组织、聚合物和纤维的组成分析。可以在产品开发过程中制定更明智、更快速的决策，从而降低成本、缩短分析时间。 /span /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/ae54a009-95dc-4b4c-b5e0-4f6143509cf7.jpg" title=" 8ca1cde5-f9a5-48b5-b99b-7823a6cac144.jpg" alt=" 8ca1cde5-f9a5-48b5-b99b-7823a6cac144.jpg" / /p p style=" text-align: center " Agilent 8700 LDIR 激光红外成像系统 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 《分析科学家》创新奖重点关注革命性技术带来的创新成果。获奖者由专家小组选出，小组成员包括杂志编辑顾问委员会的成员和编辑人员。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em " 　　 strong 关于安捷伦科技公司 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em " 　　安捷伦科技公司(纽约证交所： A)是生命科学、诊断和应用化学市场领域的全球领导者，拥有 50 多年的敏锐洞察与创新，我们的仪器、软件、服务、解决方案和专家能够为客户最具挑战性的难题提供更可靠的答案。在 2017 财年，安捷伦的营收为 44.7 亿美元，在全球拥有 14500 名员工。 /p p br/ /p p br/ /p

项目编号：ZJ-2233117-02 项目名称：浙江大学医学院附属第一医院近红外多色全光谱激光共聚焦显微镜和全光谱激光成像系统预算金额（元）：11750000 最高限价（元）：11750000 采购需求：标项名称: 近红外多色全光谱激光共聚焦显微镜和全光谱激光成像系统 数量: 1 预算金额（元）: 11750000 简要规格描述或项目基本概况介绍、用途：近红外多色全光谱激光共聚焦显微镜：用于获取清晰的高质量的以及超高分辨率的共聚焦荧光图像：全光谱激光成像系统：用来进行组织和细胞中荧光标记的分子和结构检测及信号的定量分析，深层组织和细胞成像，亚细胞结构高分辨检测，荧光漂白及恢复等。 备注：允许进口 合同履约期限：标项 1，按采购文件要求本项目（是）接受联合体投标。

安捷伦科技公司(纽约证交所：A)近日宣布，公司推出增强型 8700 LDIR 激光红外成像系统。该系统针对环境样品中的微塑料分析实施了进一步优化。这一新改进的系统方案包还包含了 Clarity 1.5 软件，这一重大升级可加快分析速度，增强光谱采集、转换和谱库匹配，并提供自动化工作流程，可直接分析滤膜上的微塑料。重新设计的创新样品支架能够更轻松地将滤膜上的样品递送至仪器，并且操作更加一致。 　　环境中广泛存在的微塑料成为全球日益关注的问题，这也促使政府更加重视微塑料污染，与此同时，环境机构也加强了对河流和海洋的监测。想要充分评估环境中的微塑料污染情况，研究人员就需要确定样品中塑料颗粒的粒径、形状和化学特性，但由于更小的颗粒往往具有更强的生物学相关性，因此该分析必须扩展到微米级的颗粒。 　　微塑料分析面临的主要挑战是分析周期长且操作复杂，阻碍了对现实系统的研究。此外，方法的差异性也限制了研究之间的可比性，因此难以评估微塑料污染趋势。FTIR 和显微拉曼成像技术等振动光谱提供了一种有用的替代方案，但由于分析时间长且方法过于复杂，这些方法都存在局限性。 　　VAgilent 8700 LDIR 使红外光谱分析兼具快速分析和易用性，并迅速成为微塑料颗粒分析的基准技术。该平台能够直接对滤膜上的颗粒进行分析，标志着速度和通量的又一次飞跃。测试量显著增加将使研究人员能够更好地了解环境中微塑料的污染程度，并有助于制定合理的标准和法规。 　　安捷伦副总裁兼分子光谱事业部总经理 Geoff Winkett表示：“当我与微塑料研究人员交谈时，一个反复提及的问题是如何使检测更快速、更简便。如果实际处理的样品数量有限，这可能会掩盖问题的真实本质。目前，其他可用的技术分析周期太长，并且无法捕获饮用水和环境水中大量的微塑料。一些快速且简便易用的分析方法，如 8700 LDIR，提供了一种重要且急需的替代方案，使研究人员能够在一定的区域或时间内采集更多样品，从而应对这些局限。” 　　作为食品与环境分析解决方案的优质供应商，安捷伦致力于为学术研究领域和商业检测公司提供能够改善用户结果的出色技术。增强型 8700 LDIR 的推出有望加强安捷伦在这一不断发展的市场中的前沿地位。 　　关于安捷伦科技公司 　　安捷伦科技公司(纽约证交所：A)是生命科学、诊断和应用化学市场领域的全球领军者，致力于提供敏锐洞察与创新，帮助提高生活质量。安捷伦提供涵盖仪器、软件、服务及专业技能的全方位解决方案，能够为客户挑战性的难题提供更可靠的答案。在 2021 财年，安捷伦的营业收入为 63.2 亿美元，全球员工数为 17000 人。

据激光加工专委会统计，2023年中国激光产业产值约980亿元，直逼千亿元大关。 据MRFR数据显示，预计2026年全球激光加工市场规模将达到61.1亿美元。 中国激光产业正处于成长期，预计2024-2029年，我国激光产业市场规模将以20%左右的增速增长，到2029年产业规模或超7500亿元。可见，激光产业有着巨大的市场潜力。激光技术市场需求已成为国内外企业重点关注的话题之一。我国激光技术的市场需求主要在哪里？中国激光技术目前已应用于光纤通信、激光切割、激光焊接、激光雷达、激光美容等行业，涉及多个领域，形成了完整的产业链。激光切割激光焊接激光美容比如在工业制造领域，激光已成为需求极大的一种工具。用户可利用激光束对材料进行切割、焊接、打标、钻孔等，这类激光加工技术已在汽车、电子、航空、冶金、机械制造等行业得到广泛应用。新能源汽车制造激光打标激光钻孔激光这个“潜力股”跟热成像有关系吗？在激光这个庞大的产业链中，激光器和激光设备两个环节的竞争尤为激烈。激光器是产生、输出激光的器件，是激光设备的核心器件。从激光器来看，光纤激光器由于具备电光转换效率高、光束质量好、批量使用成本低等优势，可胜任各种多维任意空间加工应用，成为目前激光器的主流技术路线，在工业激光器中占比过半。对此值得关注的是，在光纤激光器的生产质检过程中，热成像仪可以发挥极大的应用价值。比如在大功率光纤激光器的制造过程中，严重的缺陷会导致光纤熔接处异常发热，从而对激光器造成损坏或烧掉热点。因此，光纤熔接接头的温度监测是光纤激光器制造过程中的一个重要环节。使用红外热像仪可以实现对光纤熔接点的温度监测，从而判断产品质量是否合格。在光纤激光器生产质检中，热成像还可以如何发力？先简单了解下，光纤激光器的组成和工作流程：注解：单条激光的功率有限。在泵浦和合束器的双重加成下，激光的输出功率会变得更大。在上述流程中，热成像可以有如下应用：① 光纤熔接点质量监测光纤之间会有很多焊接点，光纤熔接处可能存在一定尺寸的光学不连续性和缺陷，借助热成像仪可以监测光纤熔接点的温度有无异常，判断熔接点是否存在缺陷，提高产品质量。② 泵浦检测泵浦在工作时会产生大量热量，其温度会直接影响芯片输出的激光波长，使用热成像仪可以对每台泵的来料进行质量检测，保证激光器质量。③ 合束器检测通过热成像仪，既可以判断合束器温度是否异常，也可以检测合束聚合后，输入和输出光纤受热是否均匀。

项目编号：GZZJ-ZFG-2023078项目名称：华南理工大学高性能样本处理、生物分子分析及红外激光成像系统采购项目预算金额：250.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：250.0000000 万元（人民币）采购需求：包组号序号标的名称数量（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）（一）1高性能样本处理系统1台组织破碎及均化、代谢物提取及蛋白质组学分析、RNA提取、纳米粒子微粉的制备、细胞/孢子或细胞器的裂解、复合物分离、ADME/Tox等。人民币250万元2生物大分子分析仪1台2.1用于二代测序或三代测序过程中基因组DNA和文库的质控（定性定量）；2.2用于用于高通量片段分析如SSR/CAPS/RAPD/AFLP分析；2.3用于常规DNA/RNA或扩增产物片段大小定性定量分析；2.4质粒DNA分析；2.5RNA定性定量分析，含体外合成的RNA完整性分析、smal RNA分析；3全自动氨基酸分析仪1台一次进样可分析18种以上氨基酸。4双色红外激光成像系统1台Western blots分析、多色荧光Western blots分析、多色EMSA（电泳迁移率变化分析）、微孔板In-Cell Western分析、凝胶In-Gel Western分析、考马司亮蓝凝胶扫描、蛋白双向电泳扫描、蛋白芯片扫描、Northern/Southern blots、Membrane arrays、核酸与蛋白相互作用研究、组织切片扫描、器官扫描成像等。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：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。境外货物：收到信用证后（90）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：广州中经招标有限公司地址：广州市越秀区寺右一马路18号泰恒大厦14楼1409室联系方式：陈小姐、庄小姐 020-87385151、020-37639369、020-87371812、020-873722963.项目联系方式项目联系人：陈小姐、庄小姐电话：020-87385151

作者：张双虎 黄辛 来源：中国科学报北京时间4月16日2点16分，大气环境监测卫星在我国山西太原卫星发射中心成功发射。中国科学院上海光机所研制的大气探测激光雷达、中国科学院上海技物所研制的宽幅成像光谱仪随大气环境监测卫星成功升空。大气环境监测卫星由中国航天科技集团八院抓总研制，是国际首颗具备二氧化碳激光探测能力的卫星，将进一步提升我国大气环境综合监测、全球气候变化和农作物估产及农业灾害等应用能力，推进卫星遥感数据在生态环境、气象、农业农村等方面应用，有效解决各行业部门对外国遥感数据的依赖。上海光机所研制的大气探测激光雷达在国际上首次采用激光路径差分吸收方法，可全天时、高精度测量全球范围的二氧化碳浓度分布；首次采用碘分子吸收池激光高光谱分辨探测技术实现全球气溶胶垂直剖面分布的精确测量。激光雷达载荷在轨后获取的全球数据，将服务于国家“碳达峰”和“碳中和”双碳国家战略的温室气体二氧化碳浓度高精度监测，同时为全球气候气象研究提供高精度的二氧化碳浓度以及气溶胶、云垂直廓线分布数据。上海技物所研制的宽幅成像光谱仪具备2300公里宽幅可见至热红外波段21通道成像能力，可获取全球、全时段多光谱遥感数据，将有效提升大气气溶胶、细颗粒物、雾霾分布、近海岸带等大气环境的连续检测、预警与评估能力。面对新冠疫情带来的重重困难，中科院上海团队全力以赴、顽强拼搏、协同攻关，充分体现新时代国家战略科技力量的使命担当。

Pittcon美国费城实验室及分析仪器展（Pittcon 2023）于美国时间2023年3月18日至22日在美国宾夕法尼亚州费城的宾夕法尼亚会议中心举办。Pittcon是一年一度的国际实验室科学展会,是科学仪器行业最具影响力之一的国际性展会。Excellence Gold Award作为红外显微镜领域的创新领导者，布鲁克HYPERION II 傅立叶红外激光成像 (ILIM)显微镜荣获pittcon2023卓越金奖（Excellence Gold Award）。 研究级傅立叶变换红外(FT-IR)和红外激光成像(QCL)显微镜HYPERION II是我们用于科研和开发的多功能傅立叶变换红外显微镜，具有灵活的附件，可以将红外激光成像（QCL）和傅立叶红外结合在一个仪器中。HYPERION II是红外显微镜领域的创新力量。它提供低至衍射极限的红外成像，并在ATR显微镜中设定基准。它首次将FT-IR和红外激光成像（ILIM）显微镜结合在一个设备中，提供了三种测量模式：透射、反射和ATR。

美国耶鲁大学的科学家开发出一种新的半导体激光器，成功解决了长期困扰激光成像技术的&ldquo 光斑&rdquo 问题，有望显著提高下一代显微镜、激光投影仪、光刻录、全息摄影以及生物医学成像设备的成像质量。相关论文发表在1月19日出版的美国《国家科学院学报》上。 　　物理学家组织网1月20日报道称，全视场成像应用近几年来已经成为众多研究所关注的焦点，但光源问题却一直未能得到解决。这项由耶鲁大学多个实验室合作完成的项目成功破解了这一难题，为激光成像技术大范围的应用铺平了道路。 　　耶鲁大学物理学教授道格拉斯· 斯通说，这种混沌腔激光器是基础研究最终解决实际应用问题的一个典型范例。所有的基础性工作，都是由一个问题驱使的&mdash &mdash 如何让激光成像技术更好地在现实中获得应用。最终，在来自应用物理、电子学、生物医学工程以及放射诊断等多个学科的科学家努力下，这一问题得到了解决。 　　此前，科学家们发现激光在成像领域极具潜力。但&ldquo 光斑&rdquo 问题却一直困扰着人们：当传统激光器被用于成像时，由于高空间相干性，会产生大量随机的斑点或颗粒状的图案，严重影响成像效果。一种能够避免这种失真的方法是使用LED光源。但问题是，对高速成像而言，LED光源的亮度并不够。新开发出的电泵浦半导体激光器提供了一种不同的解决方案。它能发出十分强烈的光，但空间相干性却非常低。 　　论文作者、耶鲁大学应用物理学教授曹辉(音译)说，对于全视场成像，散斑对比度只有低于4%时才能达到可视要求。通过实验他们发现，普通激光器的散斑对比度高达50%，而新型激光器则只有3%。所以，新技术完全解决了全视场成像所面临的障碍。 　　论文合著者、放射诊断和生物医学助理教授迈克尔· 乔马说：&ldquo 激光斑点是目前将激光技术用于临床诊断最主要的障碍。开发这种无斑点激光器是一项极其有意义的工作，借助这一技术，未来我们将能开发出多种新的影像诊断方法。&rdquo

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美国西北大学的研究人员研制出了一种小型中红外激光二极管，其转换效率超过50%。有关报道称这一成果是量子级联激光器(QCL)研究的重大突破，使量子级联激光器向多个领域的实际应用，包括对危险化学品的远程探测，迈出了重要一步。相关研究成果刊发在最近的《自然—光子学》(Nature Photonics)杂志网络版上。 　　量子级联激光器是一种发光机制异于传统半导体激光器的新型二极管激光器，根据量子力学原理设计，其发光波长可覆盖中红外区域。与传统的二极管激光器不同，量子级联激光器是单极器件，仅需电子即可运作，利用电子在一维量子化的导带间的跃迁来实现发光。经过多年的研究和工业化开发，现代近红外(波长在1微米左右)激光二极管的转换效率已接近极值，而中红外(波长大于3微米)激光二极管却很难达到效率极值。先前的报道认为，即使冷却到低温状态，高效量子级联激光器的转换效率也不会高于40%。 　　美国西北大学量子器件研究中心(CQD)的研究人员通过优化激光器设备的材料质量，在量子级联激光器效率方面取得了突破性进展。他们剔除了在低温条件下激光器操作中非必要的设计元素，研制出的新型激光器在温度冷却到40开尔文时，4.85微米波长光的转换效率达到了53%。 　　该研究小组的领导者、美国西北大学麦考密克工程与应用科学学院电气工程和计算机科学教授玛尼杰拉泽吉认为，这种高效激光器的问世是一个重大突破，这是科学家们首次使激光器发出的光能超过热能。她强调，激光器的转换效率突破50%这个门槛，是一个里程碑式的成就。 　　报道称，提高转换效率依然是目前激光器研究的首要目标。而新型设备所展现的高效率，可大大扩展量子级联激光器的功率标定范围。最近的研究表明，伴随着量子级联激光器的广泛发展，单体脉冲激光器的输出功率已高达120瓦特，而在一年前，只有34瓦特。 　　该研究得到了美国国防部高级研究计划局高效中红外激光器(EMIL)项目和美国海军研究所的共同资助。

可调谐激光吸收光谱（TDLAS）具有测量不受背景气体干扰、测量准确性好、可靠性高等技术优势，已被公认为工业应用的首选测量技术，特别是其具有非侵入特性，从而在原位应用方面备受关注。随着近年激光吸收谱技术的发展，尤其是量子级联激光器（QCL）、带间级联激光器（ICL）等小型激光器技术不断成熟，激光吸收光谱的输出波段从近红外到中远红外不断拓展。气体检测由传统的工业过程优化控制、废气源排放、燃烧诊断等领域扩展到环境微量气体检测。中红外光一般指波长从2.5um到25um的光谱区域，中红外基频指纹吸收谱具有吸收强、谱线宽且密集的特点。分子在中红外波段的吸收一般比近红外吸收高约2个数量级（或以上），所以在中红外光谱气体探测灵敏度比近红外光谱探测的灵敏度高很多。同时特殊气体，如有机分子、氮氧化物、烯烃类气体在中红外的吸收比近红外特征更强，下图为HITRAN数据库的空气常见气体吸收谱线；中红外基频指纹吸收强有利于痕量气体的高灵敏检测。LGT-3000激光气体分析仪LGT-3000激光气体分析仪是基于TDLAS技术开发的一款原位对穿正压防爆型仪表，可以原位测量O2、CO、CO2、NH3等气体含量。此外，LGT-3000可配置ICL激光模块，采用中红外光谱，达到更低的检测限，并且能检测在近红外没有吸收光谱的一些常见气体SO2、NO、NO2等。产品特点： ◆响应时间低至1s◆双屏显示，方便光路调节观察透过率信息◆正压防爆设计，可以在爆炸性场合1区和2区使用◆采用“单线光谱”技术，测量不受背景气体交叉干扰◆一体化结构方式，无运动部件，可靠性高，稳定性好◆原位测量，无需预处理系统，避免预处理采样吸附、堵塞和器件损坏等问题，降低运行成本应用领域：该系统广泛应用于硫磺回收、烟气脱硝、燃烧控制、合成氨等领域中。

2010年8月16日至17日，由上海市人民政府、中国科学院、中国工程院主办，由中科院上海光学精密机械研究所和上海交通大学共同承办的第158期东方科技论坛在上海沪杏科技图书馆成功举行。本次论坛主题为“中红外固体激光技术和应用”，上海光学精密机械研究所范滇元院士担任论坛执行主席。来自国内外有关科研院所、高校和企业界的知名学者约50位专家出席了会议。 　　上海市科委陈馨女士主持开幕式，上海交通大学校长张杰院士作为承办单位代表致欢迎辞，东方论坛理事会副秘书长、上海市科委基础研究处胡睦处长应邀出席并讲话。 　　方家熊院士、祝世宁院士、刘泽金教授、吕跃广研究员、陈卫标研究员等10余位专家学者针对中红外固体激光技术的应用需求、关键技术、发展趋势等重要问题做了精彩的学术报告。上海光学精密机械研究所副所长陈卫标研究员主持了最后的自由讨论，与会代表围绕相关问题进行了气氛热烈的探讨。经过广泛深入的交流，集思广益，范滇元院士在总结发言中凝练出中红外固体激光技术研究的共识和建议，包括若干重要发展方向和待突破的关键技术。 　　 　　中红外固体激光技术在民用和国防领域均有着非常重要的应用前景。本次论坛的成功举行，将通过多学科交叉和融合，促进我所中红外固体激光相关研究工作向更深层次发展，极大地推动我国中红外固体激光技术的未来发展，提升我国在该领域的整体竞争力。

近日，蔡司推出两个全新功能：蔡司LSM Plus和蔡司Airyscan jDCV，这两个功能将帮助客户改善激光共聚焦成像体验，获得更好的成像结果。 n 高效提升图像质量 激光共聚焦显微镜是每个成像平台都需要的多功能高端显微镜，因其即时可见的高质量光切成像效果、简单易用性和应用灵活性，而备受用户青睐。蔡司激光共聚焦显微镜为多色荧光成像提供了多种具有高灵敏度和光谱灵活性的检测模式。蔡司LSM Plus和Airyscan jDCV进一步显著提高共聚焦成像的图像质量。这种图像质量的提升对于所有检测器、成像方式、发射光范围均适用。 n 蔡司LSM Plus：改善所有共聚焦成像体验 蔡司LSM Plus采用可靠的线性维纳滤波处理方式，可应用于所有共聚焦模式的成像数据——包括光谱成像、近红外成像和多光子成像。不需要复杂的设置，即可获得可靠且可定量的结果。用户可以更高的采集速度、更低的激光功率获得更强的信噪比——特别适用于活细胞成像实验。对于对光漂白不敏感的样品，也可以通过缩小针孔，进一步提升图像分辨率。▲使用蔡司 LSM Plus 成像的 Cos-7 细胞，荧光信号通过线性拆分进行分离。 n 蔡司Airyscan jDCV：32阵列检测器获取更多空间信息 蔡司Airyscan 2检测器是一款32个检测单元阵列排布的高灵敏度检测器，这其中每一个检测器都充当了一个小针孔，通过不同位置和视角对样品成像，获得更多的空间信息。蔡司Airyscan jDCV利用这些空间信息可以将图像分辨率提升至90nm。这可以帮助超高分辨率实验能够更清楚地分辨一个或多个荧光标记。 体验过jDCV的用户立即意识到这对他们研究的重要性：“当我们使用蔡司Airyscan jDCV对内质网和线粒体进行成像，我们看到了非常精细的细节，这太酷了！这个新功能整合在ZEN Blue软件中，我们惊讶于图像处理速度如此之快，这可以帮助我们在成像时就对结果进行判断。” 美国加州大学戴维斯分校分子和细胞生物学系博士后学者Dr. Kelly Subramanian说。▲拟南芥细胞中的线粒体。蔡司 Airyscan SR（左）和Airyscan jDCV（右）的比较清楚地显示了Airyscan jDCV对图像分辨率的提升。 n 简单易用的用户体验 这两个新功能使用户能够以可靠的方式，从所有共聚焦成像方式中获得更多信息，同时提高工作效率。特别是，对于用户众多的成像平台，无缝集成、简单易用的新功能使用户无需额外的学习，就能获得高质量的图像。蔡司 LSM 900（包括Celldiscoverer 7 with LSM 900）和LSM 980 显微成像系统都可以通过升级获得全新体验。

激光共聚焦成像质量更好的原因激光共聚焦显微镜（Laser Scanning Confocal Microscope，简称LSCM）是一种高性能的显微镜，具有出色的成像质量。那么，为什么激光共聚焦显微镜的成像质量更好呢？激光共聚焦显微镜采用了共聚焦技术，即在样品上使用聚焦的激光束扫描。通过这种方式，LSCM可以在一个特定的焦点上获取清晰的图像。这种成像方式相比传统显微镜有诸多优势。激光显微镜激光器的特点1、激光共聚焦显微镜具有优异的分辨率传统的显微镜在成像时，由于光的衍射效应，无法观察到比波长更小的细微结构。而激光共聚焦显微镜通过聚焦激光束，可以有效地减少光的散射和干扰，突破波长的限制，观察到更小的细胞结构和微观组织。2、激光共聚焦显微镜具有较大的深度聚焦范围传统的显微镜由于焦平面的限制，只能观察到样品的一个薄层。激光共聚焦显微镜激光束的特性，可以在样品的不同深度上获取图像。这使得我们能够观察到三维样品的内部结构，实现三维成像，而不仅仅局限于表面。这对于研究生物学过程中的细胞内部活动以及组织结构的变化非常重要。这种深度成像的能力，使得研究者可以观察到样品内部结构的细节，进一步深入研究生物学和医学领域的问题。3、激光共聚焦显微镜具有较低的背景噪声传统显微镜在成像过程中会受到来自样品和环境的背景干扰，导致图像质量下降。而激光共聚焦显微镜通过使用激光束的聚焦性，缩小激发范围并使用光学切片来消除背景噪声，提高图像的对比度和质量。4、激光共聚焦显微镜灵敏度更高激光束聚焦后，可以通过光电倍增管等探测器，将样品反射或荧光信号转化为电信号。这种高灵敏度的探测方式，使得激光共聚焦显微镜可以观察到非常微弱的信号，进一步提高了成像质量。激光共聚焦显微镜的成像质量更好，得益于其共聚焦技术、优异的分辨率、较大的深度聚焦范围、较低的背景噪声和更高灵敏度。这使得激光共聚焦显微镜在生物学、医学等领域的研究中得到广泛应用，并为我们提供了更多细胞和微观结构的细节信息。

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超高空间分辨红外成像光谱仪 — —mIRage O-PTIR系统 产品简介：美国PSC (Photothermal Spectroscopy Corp, 前身Anasys公司)最新发布的一款应用广泛的亚微米级空间分辨率的红外光谱和成像采集系统mIRage。基于独家专利的光热诱导共振（PTIR）技术，mIRage产品突破了传统红外的光学衍射极限，其空间分辨率高达500 nm，可以帮助科研人员更全面地了解亚微米尺度下样品表面微小区域的化学信息。 mIRageTM O-PTIR 光谱O-PTIR (Optical Photothermal Infrared) 光谱是一种快速简单的非接触式光学技术，克服了传统IR衍射的极限。与传统FTIR不同，不依赖于残留的IR 辐射分析，而通过检测由于本征红外吸收引发的样品表面快速的光热膨胀或收缩，来反映微小样品区域的化学信息。 mIRage工作原理：• 可调的脉冲式中红外激光汇聚于样品表面，并同时发射与红外激光共线性的532 nm的可见探测激光；• 当IR吸收引发样品材料表面的光热效应，并被可见的探测激光所检测到；• 反射后的可见探测激光返回探测器，IR信号被提取出来；• 通过额外地检测样品表面返回的拉曼信号，可以实现同时的拉曼测量。 O-PTIR克服了传统红外光谱的诸多不足：• 空间分辨率受限于红外光光波长，只有10-20 μm• 透射模式需要复杂的样品准备过程,且只限于薄片样品• 无传统ATR模式下的散射像差和接触污染 O-PTIR的优势之处在于: • 亚微米空间分辨的IR光谱和成像（~500 nm），且不依赖于IR波长• 与透射模式相媲美的反射模式下的图谱效果• 非接触测量模式——使用简单快捷，无交叉污染风险• 很少或无需样品制备过程 （无需薄片）, 可测试厚样品• 可透射模式下观察液体样品• 可以与拉曼联用，实现同时同地相同分辨率的IR和Raman测试，无荧光风险mIRage 技术参数 波谱范围模式探针激光样品台最小步长样品台X-Y移动范围IR (1850-800 cm-1)反射 532 nm 100 nm 110*75 mmIR (3600-2700 cm-1)透射Raman (3900-200 cm-1)反射 重要应用实例分析： 1、多层薄膜 高光谱成像： 1 sec/spectra. 1 scan/spectra样品区域尺寸：20 μmx 85 μm size. 1 μm spacing.图谱中可以明显看出在不同区域上的羰基，氨基以及CH2 拉伸振动的分布。 2、高分子膜缺陷左：尺寸为240 μm的两层薄层上缺陷的光学图像；右：在无缺陷处（红色）和缺陷处（蓝色）的样品的IR谱图，998 cm-1处为of isotactic polypropylene 的特征红外吸收峰。 3、生命科学 左：70*70 μm范围的血红细胞的光学照片；中：红色条框区域在1583cm-1处的Raman照片；右：红血细胞选择区域的同步的IR和Raman图谱 上左：水中上皮细胞的光学照片；上右：目标分子能够在红外光谱上很容易的区分和空间分离，可以明显看到0.5-1.0 μm的脂肪包体；下：原理示意图：红外光谱测量使用透射模式，步长为0.5 μm。 4、医药领域 左：PLGA高分子和Dexamethasone药物分子的混合物表面的光学照片中：在1760 cm-1 出的高光谱图像，显示了 PLGA在混合物中的分布，图像尺寸40 μm * 40 μm右：在1666 cm-1 出的高光谱图像，显示了 Dexamethasone在混合物中的分布，图像尺寸40 μm *40 μm 5、法医鉴定 左：800 nm纤维的光学照片右：纳米纤维不同区域的O-PTIR图谱 6、其他领域• 故障分析和缺陷• 微电子污染• 食品加工• 地质学• 考古和文物鉴定 部分用户及发表文章 [1] Ji-Xin Cheng et al., Sci. Adv.2016, 2, e1600521.[2] Ji-Xin Cheng et al., Anal. Chem. 2017, 89, 4863-4867.[3] Label-Free Super-Resolution Microscopy. Springer, Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering.创新点：基于独家专利的光热诱导共振（PTIR）技术，mIRage突破了传统红外的光学衍射极限，空间分辨率高达500 nm；可以与拉曼联用，实现同时同地相同分辨率的IR和Raman测试，但无任何荧光风险；非接触式测量，避免了交叉污染。 mIRage超高空间分辨红外成像光谱仪

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

3月8日至9日，国家自然科学基金委员会(以下简称“基金委”)组织专家，在中国科学技术大学对国家重大科研仪器研制专项(教育部推荐)“基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置”进行验收。基金委副主任谢心澄、化学科学部主任杨学明线上参会，基金委化学科学部常务副主任杨俊林、教育部科学技术与信息化司相关人员、项目验收组专家、项目四个承担单位负责人、项目组成员等50人参加了会议。会议分别由杨俊林和验收专家组组长主持。 　　谢心澄指出，国家重大科研仪器研制项目的定位是面向科学前沿和国家需求，以科学目标为导向，资助对促进科学发展、探索自然规律和开拓研究领域具有重要作用的原创性科研仪器与核心部件的研制，以提升我国的原始创新能力；建议专家在验收时重点考察仪器的原创性、研究目标的实现情况、仪器技术指标完成情况和指标的先进性，以及对解决重大科学问题、开拓新的研究领域，促进人才培养和推动学科发展所取得的作用。他强调，部门推荐项目验收通过后，基金委适时组织专家对项目进行后评估。因此，希望项目负责人加强后期管理，注重仪器的运行使用与开放共享，提高科研仪器的使用效率和水平，推动项目成果转化，为探索前沿和服务国家需求夯实技术基础。杨学明指出，过去5至10年，我国在化学领域批准建设的比较重大的科学装置对推动化学学科的发展非常重要，证明化学领域和物理领域的研究人员通过合作可以把一件比较困难的事情做好，证明我国在高端科学仪器研制方面具有很大的实力。厦门大学副校长江云宝代表项目四个承担单位发言。 　　专家组认真审阅了验收材料，听取了项目负责人厦门大学孙世刚院士作的项目工作报告，以及监理组相关人员作的监理情况报告，并进行了质询和现场考察，听取了仪器测试组报告、财务组验收意见及档案组审核情况报告。经过讨论，专家组认为：项目达到了预期研制目标，符合验收要求，同意通过验收。 　　“基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置”项目集厦门大学、中国科学技术大学、复旦大学和大连化物所的相关优势，建设了一套具有先进水平的波长连续可调、覆盖中红外到远红外波段的可调谐红外自由电子激光光源，以及基于红外自由电子激光为光源的固/气和固/液表界面反射吸收红外光谱实验线站、原子力显微红外光谱实验线站、和频光谱实验线站、光解离光谱实验线站和光激发光谱实验线站五条实验线站。各实验线站分别在四个参研单位研制，最终搬迁到中国科学技术大学与红外自由电子激光光源集成，经调试、验收后开放运行，为化学、物理、材料以及生物医学等相关领域提供了一个有力的工具和研发平台。 　　该项目的仪器研制历经8年，在项目团队全体成员的不懈努力下，克服各种困难，建成了我国第一个覆盖中、远红外波段的红外自由电子激光用户装置，具体包括：开发了包含光波导效应的光场数值计算方法和程序，实现了加波导的自由电子激光振荡器的模拟；研发了2856MHz次谐波可调、高重频电子枪，实现了基于同一台电子加速器的中红外和远红外两套振荡器的运行；建成了红外自由电子激光反射吸收光谱实验线站、上/下入射激发模式的红外自由电子激光—原子力显微镜实验线站和红外自由电子激光分子反应散射实验线站。 　　该项目中，大连化物所江凌研究员团队负责研制了一套基于红外自由电子激光的光解离光谱实验站，实现了金属化合物团簇的高灵敏红外光谱探测及结构表征，对诠释催化反应机制具有重要作用。

近日，睿创研究院及睿创光子团队在中红外带间级联激光器（Interband cascade laser，ICL）的研究取得重要进展，相关团队实现了高性能、室温连续工作、多个激射波长的带间级联激光器系列，结合分子束外延技术，在InAs衬底上生长带间级联激光器材料，制备的窄脊器件室温激射波长接近4.6μm和5.2μm。目前大部分带间级联激光器生长在GaSb衬底上，而睿创团队报道的带间级联激光器生长在InAs衬底上，波导包层由InAs/AlSb超晶格和高掺杂的InAs层构成。相比于常见的GaSb基带间级联激光器，InAs基带间激光器在较长波长处（例如长于4.5μm）具有更低的阈值电流密度。（a）4.6μm波长、2mm腔长、10μm脊宽的器件在20℃-64℃之间连续激射光谱；（b）同一器件在20℃-64℃之间的连续电流-电压-功率曲线对于4.6μm波长的带间级联激光器，宽脊器件室温脉冲阈值电流密度为292A/cm²；2mm腔长和10μm脊宽的窄脊器件的连续工作温度可达64℃，室温输出功率为20mW；在相近波长处为目前报道的最高连续工作温度。对于5.2μm波长的带间级联激光器，宽脊器件室温脉冲阈值电流密度为306A/cm²；2mm腔长和10μm脊宽的窄脊器件最高连续工作温度为41℃，室温输出功率为10mW；其中阈值电流密度在类似波长为报道的最低水平。相关论文“High-temperature continuous-wave operation of InAs-based interband cascade laser”和“InAs-based interband cascade laser operating at 5.17 μm in continuous wave above room temperature”分别发表于Applied Physics Letters 和IEEE Photonics Technology Letters。（a）5.2μm波长、2mm腔长、10μm脊宽的器件在15℃-41℃之间连续激射光谱；（b）同一器件在15℃-41℃之间的连续电流-电压-功率曲线带间级联激光器是基于能带工程和量子力学产生激射，技术含量很高并且研制难点众多，是国家纳米和量子器件核心技术的重要体现，目前和量子级联激光器（Quantum cascade laser，QCL）并列为重要的中红外激光光源，在环境监测、工业控制、医疗诊断和自由空间通信等领域具有重要的应用价值和科学意义。带间级联激光器的原始概念由美国俄克拉荷马大学的杨瑞青教授（Rui Q. Yang）于1994年首次提出，目前基本上都采用近晶格匹配的InAs/GaSb/AlSb三五族材料体系来构造，有源区大多为InAs/GaInSb二类量子阱，其能力可覆盖从中红外到远红外的波长范围。带间级联激光器结合了传统半导体二级管激光器和量子级联激光器的优势，与同样能覆盖中红外波段的量子级联激光器相比，具有更低的阈值功耗密度和阈值电流密度，这种极低功耗的优势在一些需要便携和电池供电设备的应用中显得非常重要。目前全球带间级联激光器市场仍由国外企业占据主导地位，国内仍处于产业发展的初始阶段。本文报道的这两项工作标志着睿创光子在带间级联激光器的外延设计和器件制备等多个方面同时达到了较高的技术水平，成为掌握高性能带间级联激光器技术的企业。该工作也为后续单模可调谐的DFB带间级联激光器的研发和量产打下了坚实的基础。睿创光子（无锡）技术有限公司是烟台睿创微纳技术股份有限公司的控股子公司，聚焦III-V族光电子器件、硅基光电子器件等光子芯片技术研发与产业化。

p 　　近期，中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所激光技术中心研究员孙敦陆课题组在2.79微米中红外激光晶体研究中取得系列进展。 /p p 　　2.7微米至3微米中红外激光在光谱分析、气体检测、激光医疗及光参量振荡泵浦等方面有重要的应用前景。在前期研究工作的基础上，孙敦课题组进一步优化了新型高效抗辐射中红外激光晶体Cr,Er,Pr:GYSGG的掺杂浓度，并采用COMSOL软件对晶体的热分布进行了理论分析 理论分析结果表明，采用热键合技术在晶体两端键合了纯GYSGG晶体作为热沉(纯GYSGG比Cr,Er,Pr:GYSGG具有更高的热导率，自身无激活离子，不产生热量，可以作为热沉)，加快了激光晶体棒两端散热速率，有效改善了晶体的热透镜效应，从而进一步提高了Cr,Er,Pr:GYSGG晶体的激光性能。 /p p 　　此外，Cr,Er:YSGG是目前发展较为成熟的中红外激光晶体，Cr3+离子掺入后能够提高晶体的闪光灯泵浦效率，但Cr3+离子掺杂浓度还有待进一步优化。课题组采用提拉法生长出两种不同掺杂浓度的Cr,Er:YSGG晶体，并对其吸收、荧光光谱、能级寿命及激光性能进行了对比研究，结果表明，在3at% Cr3+浓度掺杂的晶体中，其输出功率、激光斜效率等参数均有较大提高。 /p p 　　相关研究成果发表在Optics Express上。该研究得到了国家自然科学基金、国家高技术研究发展计划的资助。 /p p 　　论文题目： /p p 　　Influence of Cr sup 3 /sup sup + /sup concentration on the spectroscopy and laser performance of Cr,Er:YSGG crystal /p p 　　Thermal analysis and laser performance of a GYSGG/Cr,Er,Pr:GYSGG composite laser crystal operated at 2.79 μm /p p style=" text-align: center " img title=" 001.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/5668ce4a-c336-457a-b227-301125a80364.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 氙灯泵浦键合GYSGG/Cr,Er,Pr:GYSGG激光晶体的示意图 /strong /p p /p

1月9日-12日，美国拉斯维加斯迎来了一年一度的科技界“春晚”——CES国际消费类电子产品展览会。作为全球最大、最具影响力的消费电子和科技产品展览之一，CES汇聚了世界各地的顶尖科技厂商和最新技术。作为红外热成像领军者，睿创微纳全资子公司艾睿光电携多款红外热成像产品亮相，为全球客户带来最新红外解决方案，引领红外新潮流。手机热成像仪从2017年发布国内首款手机热成像仪T3S起，睿创微纳积极引领红外热成像走入大众生活。艾睿天眼系列是针对户外探险打造的超小型手机热成像仪，可直连手机使用，让手机秒变专业热成像。天眼系列手机热成像适用夜视观察、黑夜救援、露营亲子、夜钓安全等领域。不仅如此，天眼X2和T2具备工业级精准测温功能，2 in 1，等于一台户外手持热成像仪+手持测温热成像仪。户外夜视领域艾睿户外致力于打造创新与实用兼具的热成像产品，以满足探险者对安全和可靠性的需求。艾睿创新Reality+技术将图像处理与AI智能相结合，解决了红外图像受噪声影响而损失大量细节的问题，使得红外画面更加清晰、灵敏和流畅。展会现场，2023年度艾睿户外新品Finder系列 FH35R V2热成像，凭借其清晰丰富的热源细节、11小时的超长待机时间，收获探险爱好者的一致好评。汽车夜视领域睿创微纳车载红外热成像产品可广泛应用于乘用车、商用车、特种车、高铁和轨道交通的前装、后装及辅助驾驶、智能驾驶解决方案等，解决夜间光线不足、眩光、雾霾等影响驾驶安全的重点问题，结合激光雷达、毫米波雷达、视觉摄像头等传感器实现多维感知，提升智能驾驶系统的安全性和可靠性。睿创微纳面向大众市场推出的后装辅助驾驶产品——NV2汽车AI夜视系统也在此次展会现场亮相。NV2汽车AI夜视系统具备200米超远夜视、三级AI智能防撞预警功能，通过IATF16949车规体系认证，能够在恶劣天气、夜间光照不良、眩光视线不佳等环境下为驾驶者呈现清晰路况，让行车更安全。工业测温领域艾睿光电在工业红外热成像领域不断深耕，始终以“红外分辨率高清化、红外热像仪智能化、红外软硬件人性化”为目标。为了满足日益增长的工业需求，持续推出更先进、更可靠的工业红外热成像产品及解决方案。2023年全新上市的艾睿C200+红外热成像仪，也同样来到展会现场，能够精准识别0.04°C的微小温差，带来更清晰、更强大、更流畅的工作体验，满足更多工业测温需求。自成立以来，艾睿光电一直致力于红外热成像技术和产品的研发与制造，不断推动行业的发展与创新。未来，艾睿将继续深耕于红外领域，为全球提供更先进、更可靠的红外热成像产品和行业解决方案。

瑞沃德新一代激光散斑血流成像系统采用全新的LSCI (Laser Speckle Contrast Imaging）技术，集成照明光源和血流成像激光光源的一体化设计，无需任何调节，开机即可成像使用，极大的提高了用户的使用便利性性能特色RFLSI Ⅲ 激光散斑以非接触、高时间和空间分辨率、全场快速成像的技术优势，为广大科研工作者提供了一种实时动态血流监测和视频成像记录手段，是了解组织、器官病理或生理指标至关重要的依据。激光散斑成像仪器无需任何造影剂，时间分辨率可达毫秒量级，空间分辨率可达微米量级，实现了科研人员及医疗实时观察微血管的血流分布状态及血流数值相对变化的功能需求。散斑倒置支架：主要用于MCAO造模过程中从底部观察动物颅脑血流变化。动物固定器：特制简易动物固定器，在散斑观察过程中，可以简易将小鼠头颅固定。技术参数应用领域生命科学基础研究与药物开发脑血流 、MCAO模型 肠胃血流 、下肢缺血／血管生成烧伤评估 、 皮肤斑贴实验 脑皮层扩散抑制 、其它应用案例分享关键搜索查找：激光多普勒, 激光散斑, 血流仪创新点：（1）全场成像，非显微镜局部成像，可应用于大面积大视野观测需求的应用。 （2）采用高分辨率工业级CMOS相机，分辨率上升至4K水平，拍摄速率大幅提升，同时降低功耗更为环保。 （3）激光二极管电流及功率更稳定，数据波动小。 （4）采用明场和激光双相机，可记录不同类型是实验数据，明场图像和激光图像位置通过软件校正，无位移。 RFLSIⅢ激光散斑血流成像系统 激光多普勒 血流仪

想拥有一台微循环研究利器吗？不仅实时监测活体组织器官的血流灌注情况还可成像更快、更大，拓展性更广……新一代RFLSI ZW激光散斑血流成像系统实力全开，给你的科研工作更大的加速度！升级点1：全局快门COMS传感器-更快全新的RFLSI ZW采用全新的全局快门CMOS传感器。新款传感器具有更高的量子效率，即使是非常短的曝光也能获得清晰的图像；同时具备更加优秀的抗噪性能，在高分辨率模式下，采样速度相较于上一代产品提升了3倍，更快更精准获取成像图。升级点2：成像面积-更大RFLSI ZW的监测面积为225mm*300mm，相较于上一代产品提升了近8倍，应用对象从小动物扩展至大动物及人体的拍摄，进一步扩大了应用的范围。升级点3：成像算法升级-更强RFLSI ZW激光散斑血流成像系统，在成像算法上进一步提升，相较于上一代产品，在空间算法模式下将图像合成数量提升了5倍，在时间算法模式下提升了24倍，图片成像质量更加清晰、细节化增强。升级点4：扩展性-更广设备增加了BNC扩展接口，可实现与外部设备的通信，如电生理、刺激器、注射泵、光遗传等。通过软件控制协议，可自定义设备的工作顺序、间隔、频率等参数，满足多样化的实验需求。升级点5：内置校准程序—更智能使用标准校准物配合校准程序，可以定期进行自校准，保持设备处于最佳工作状态，使不同时期的血流灌注量具有可比较性。升级点6：激光安全性-更高新一代激光散斑血流成像系统在安全性上进行了升级，产品符合Class1-IEC 60825-1:2014安全激光等级标准，使用安全性更高，进一步保障实验人员的安全。RFLSI ZW激光散斑血流成像系统效果图参考Brain-c57bl/6Foot-HumanMesentery-SD ratFemoralartery-c57bl/6除了上述六大升级更多升级细节可查看下表想率先试用这款新品识别二维码，即可免费申请试用

非凡的成像性能评价小动物活体荧光成像系统的关键要素——所选用相机的性能水平。NirVivo系列采用深度制冷科学相机产品，CCD制冷温度（-90℃）和InGaAs制冷温度（-80℃），基于这样的硬件配置，系统具备了高灵敏度的生物发光及荧光成像性能，同时能够满足微区成像和血管动态成像。全面而先进的荧光成像解决方案高透光率滤光片为了实现高品质的荧光成像系统，NirVivo配置了丰富且优质的荧光滤光片，光谱覆盖包括从VIS至NIR I区，NIR IIa区至NIR IIb区的全部区域，并且所有滤光片均采用硬涂层技术，在保证高透光率（95%以上）的同时具备长寿命耐损伤品质。系统内部构造及组成成像暗箱● 高避光性成像箱体● 高度整合的荧光成像组件● 用于维持动物正常体温的加热载物台● 用于控制载物台升级、滤光片轮切换的电动马达● 内置的气体麻醉接口● 电磁门锁● 可滑动脚轮CCD相机● 高量子效率背照式、科学一级CCD探测器● 像素尺寸13.5um，分辨率2048x2048● 高动态范围16 bit数字转换器● 帕尔贴型制冷，制冷温度-90℃，保证极低的暗电流● 曝光时间可达60分钟InGaAs相机 ● 高量子效率InGaAs探测器 ● 像素尺寸15um，分辨率640x512 ● 高动态范围16 bit数字转换器 ● 帕尔贴型制冷，制冷温度-80℃，保证极低的暗电流● 曝光时间可达5分钟半导体激光器 ● 808nm, 980nm和1064nm可选 ● 激光输出功率15W（可定制其它功率） ● 支持高重频调制工作参考型号系统型号NirVivo-LiteNirVivo-ProNirVivo-MIX成像光谱范围900-1700nm900-1700nm400-1700nm芯片类型InGaAs, TE1制冷InGaAs, TE4制冷CCD和InGaAs,TE4制冷芯片工作温度15℃-80℃-90℃ CCD芯片-80℃ InGaAs芯片芯片尺寸9.6mm x 7.7mm9.6mm x 7.7mm27.7mm x 27.7mm像素数量640 x 512640 x 5122048 x 2048640 x 512量子效率70% @1000-1600nm70% @1000-1600nm85%@500-700nm70% @1000-1600nm像素尺寸15um x 15um15um x 15um13.5um x 13.5um CCD15um x 15um InGaAs镜头1x, 2.5x, 5x, (8-50)x1x, 2.5x, 5x, (8-50)x1x, 2.5x, 5x, (8-50)x读出噪声(RMS)30e- 30e-2.3e- CCD芯片30e- InGaAs芯片暗电流60Ke-/p/s@15℃100e-/p/s@-80℃0.0001e-/p/s@-90℃100e-/p/s@-80℃激发滤光片数量449发射滤光片数量449加热恒温载物台有有有气体麻醉接口有有有计算机及软件有有有成像暗箱内部尺寸45 x 50 x 65cm载物台温度 20 - 40℃电源要求100-240 VAC, 50-60 Hz工作温度 0 - 50℃创新点：采用-80℃深度制冷的红外探测器，独特的光路设计，可以选择三种不同的激光波长进行测量，双相机设计，兼容了从可见光，近红外一区到近红外二区的全谱段小动物荧光成像应用的需求，属于业内领先的设计及系统。NirVivo系列 近红外二区活体荧光成像系统

p 　　近日，安徽合肥美亚光电技术股份有限公司(以下简称“美亚光电”)发布公告称公司收到国家科学技术部下发的《关于通报国家重大科学仪器设备开发专项部分项目综合验收结论的函》【国科资函201952号】——由美亚光电牵头实施，联合中国科学技术大学、复旦大学、同济大学、东华理工大学、安徽大学、第二军医大学附属东方肝胆外科医院等机构的国家重大科学仪器开发专项“红外激光解离光谱-质谱联用仪的研制与产业化”项目顺利通过综合验收。 /p p 　　该项目突破了多种高效率离子传输、高分辨率离子选择等核心技术， strong 研制了多种离子源、射频电源等关键部件，开发了两种不同原理的红外激光解离光谱-质谱联用仪产业化样机 /strong ，并可应用于大气气溶胶污染物组份分析、生物能源的燃烧过程中间体诊断、肝细胞癌分子标志物筛选和早期诊断、典型持久性有机污染物的甄别分析、团簇化学等领域。 /p p 　　美亚光电技术股份有限公司专注于光电识别核心技术与产品的研发。公司产品包括人工智能色选机、X射线检测设备和高端医疗设备等，广泛应用于全球农产品加工、工业检测及医疗卫生等领域，市场占有率多年保持世界领先。 /p p 　　此次通过验收的项目于2012年被列为国家重大科学仪器设备开发专项项目，项目起止时间为2012年10月至2017年9月。项目总经费为9082万元，其中国家重大科学仪器设备开发专项资金4541万元，美亚光电将以自有资金投入经费4541万元。项目目标为攻克离子红外光谱结构分析、高性能离子质量选择和富集等关键技术， strong 研制出具有自主知识产权的集红外光谱、质谱分析等功能于一体的红外激光解离光谱-质谱联用分析仪器 /strong ，并成功应用于大气气溶胶污染物组份分析、肝细胞癌分子标志物筛选和早期诊断。同时项目验收后3年内，形成年产10台的生产能力等。 /p

有机固体激光器因其制备简单、价格低廉和易于集成等优势，一直以来备受科研工作者的关注。与无机激光介质相比，有机激光材料来源广泛，并且具有发射光谱宽、受激发射截面积大等特性，近年来在激光显示、生物传感器等应用方面显示出很大的应用前景。在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下，中国科学院化学研究所分子动态与稳态结构国家重点实验室和光化学院重点实验室研究员付红兵课题组近期在设计有机共轭小分子近红外发光材料的基础上，发展了有机固体微纳近红外激光器。　　传统无机半导体垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity SurfaceEmitting Laser, VCSEL)由上下两层反射腔镜以及夹在中间的活性层材料组成，需要复杂的工艺流程和昂贵的成本。相比较而言，有机半导体材料可以通过低温溶液加工工艺进行激光器谐振腔的构筑。科研人员从1，4-二芳乙烯基苯(DSB)入手，利用溶液自组装的方法制备了六边形微米盘单晶。利用这种微米片状结构所形成的回音壁模式(Whisper Gallery Mode)的光学微腔，通过调控微米片的尺寸，分别实现了单模和多模的激光发射 (Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5863) 进一步基于有机分子的可裁剪性，系统研究并揭示了分子结构—微纳谐振腔—激光性能三者之间的内在关联规律，为高性能有机固体激光器提供了新的设计思路 (J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 16602) 与此同时科研人员把材料体系拓展到有机无机杂化钙钛矿材料，实现了绿光波段的激光发射 (Adv. Mater. 2015, 27, 22)。　　最近，研究人员通过把“分子内氢键”引入有机共轭小分子的策略，合成了固体发光量子效率高达15.2%的近红外发光材料?查耳酮衍生物DPHP。由于DPHP的双亲性质，用溶液自组装方法自下而上构筑了有机微米半球的回音壁谐振腔。与此同时，DPHP材料自身超快的辐射速率，避免了在高强度泵浦光下的激子-激子湮灭现象，使得DPHP材料发出的近红外荧光在回音壁腔中实现了光的受激发大，这也是基于非掺杂型有机固体近红外激光的首例报道(J. Am. Chem. Soc. 2015, DOI:10.1021/jacs.5b03051)。文章在线发表后，美国《化学与工程新闻》(C&EN)周刊网站，以Organic Lasers Shine Bright in the Infrared 为题对此工作进行了相关报道并且给予了高度评价：“Easy-to-build hemispheres could prove widely useful for lasing applications”。图1 北京天坛(回音壁)和有机六边形微米盘中光波的回音壁现象图2 有机固体近红外激光器示意图

仪器信息网讯 2014年11月25-26日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会、中国仪器仪表行业协会分析仪器分会联合主办的&ldquo 第七届中国在线分析仪器应用及发展国际论坛暨展览会(CIOAE 2014)&rdquo 在国家会议中心开幕，吸引了数十家业内相关产品厂商参展。 　　作为CIOAE 2014唯一的战略合作媒体，仪器信息网在本次展会现场视频采访了多家在线分析仪器相关厂商，记录了我国在线分析仪器技术与应用的最新进展。 　　山西国惠光电科技有限公司成立于2011年9月，专业从事红外焦平面探测器、激光气体传感器、红外热像仪、激光气体分析仪等产品的研制与生产。该公司激光气体产品开发部经理兰淑平在CIOAE 2014上接受了仪器信息网的视频采访，主要介绍了国惠光电的两款主推产品&mdash &mdash 面阵近红外成像仪与长波热像仪的优势与典型应用。

资料图：激光雷达成像图 　　 资料图：激光雷达样机 　　近日，空军装备研究院某所领衔的高精度激光扫描设备研发获得科技部“国家重大科学仪器设备开发项目”立项批复，成为该国家级重大项目设立两年来空军唯一入选项目。 　　据了解，该项技术通过高速激光扫描测量的方法，可大面积、高分辨率地快速获取被测对象表面的高精度三维数据，是测量技术的一次里程碑式革命，对于实现军事工程和工业测量的精细化管理具有重大意义。 　　“军民融合协作科研、联合攻关是成功立项的重要原因。”该所所长、中国工程院院士陈志杰表示。 　　据了解，这次项目申报工作由陈志杰领衔，副所长李光伟作为技术负责人牵头整体工作，一方面充分发挥院士领衔专家团队的人才优势和核心技术优势，另一方面与技术支撑单位中国科学院某研究所、联合产业化单位某地方光电技术公司通力合作，把合作从技术层面的项目协作提升为战略层面的联合攻关，从阶段性配合提升为全程式融合，充分发挥各家优势互补的特点，在技术开发、工程化和产业化上实现无缝对接，科研成果一旦出炉，马上投入产业化生产，迅速转化为军事价值和社会效益。