在上个专题中我们讲述了光色测量原理，这次我们再来简单回顾一下显示技术的发展历史和趋势。显示技术是用于创建和呈现可视化信息的各种方法和系统的总称。随着科学研究和技术发明的不断进步，人们掌握了多种信息再现的方法，也发开发了各种各样的信息再现技术和相应的器件。例如，阴极射线管(CRT：Cathode Ray Tube)、液晶显示技术（LCD：liquid-crystal display）、有机发光二极管显示技术（OLED：Organic light-emitting diode display）、发光二极管显示技术（LED：light emitting diode）、等离子显示技术（PDP：Plasma Display）微型发光二极管技术（Micro-LED）等。每一种显示技术的诞生都是人类聪明才智的结晶，是物理、化学和大规模制造技术的综合产物。1. 阴极射线管显示技术（CRT：Cathode Ray Tube）CRT是第一种显示技术，它是一个特制的真空管，其中包括电子枪，通过电子枪发射出来的电子束轰击屏幕上的荧光粉，从而显示图像。它的发明到成熟和大规模使用经历了100年。尽管它能耗高、体积大、笨重，但是它的运行时间却贯穿了整个20世纪。CRT最初用于实验室的示波器和雷达显示器，后来这种显示技术逐渐普及，以家用电视机、摄像机等形式出现。它可是电视系统的发展的基础，现已逐渐被淘汰。下面是CRT的发展历史简要：1855年，德国人Heinrich Geissler发明了盖斯勒管，该管用汞泵制成，是第一个良好的真空（空气）管，后来由Sir William Crookes进行了改进。1859年，德国数学家和物理学家Julius Plucker用不可见的阴极射线进行实验。1878年，英国人Sir William Crookes爵士确认了阴极射线的存在，他发明了克鲁克斯管，这也是所有阴极射线管的粗略原型。1897年，德国人Karl Ferdinand Braun发明了一种阴极射线管扫描装置——博朗管（Braun Tube），即一种带有荧光屏的CRT示波器，它是当今电视和雷达管的先驱。1907年，俄罗斯科学家Boris Rosing在电视系统的接收器中使用了CRT。Rosing将粗糙的几何图案传输到电视屏幕上，并且是第一个这样使用CRT的发明者。1922年，诞生了真正的第一台显示器，由Apple I使用CRT组成，是单色阴极射线管。1929年，Vladimir Kosma Zworykin发明了一种称为显像管的阴极射线管，用于原始的电视系统。1931年，Allen B. Du Mont制造了第一款商用且耐用的CRT电视机。1936年，第11届柏林奥运会首次实现电视实况转播，促进了CRT电视的普及。1973年，第一台配备显示器的奥托电脑发布。1954年，彩色阴极射线管用于彩色电视机的显示 图1　阴极射线管横截面图（不按比例缩放）及其聚焦和偏转电子束（绿色）CRT的工作原理是电加热钨线圈，而钨线圈又加热CRT后部的阴极，使其发射出电子，这些电子被电极调制和聚焦。电子由偏转线圈或板引导，阳极将它们加速到荧光粉涂层的屏幕，当被电子撞击时，荧光粉屏幕会产生光。表1　单色CRT的结构单色CRT的结构1. 偏转线圈2. 电子束和电子枪3. 聚焦线圈4. 屏幕内侧的荧光粉层，当被电子束击中时发光5. 用于加热阴极的灯丝6. 管子内侧的石墨层7. 阳极电压线进入管子的橡胶或硅胶垫圈（阳极杯）8. 阴极9. 管子的气密玻璃体10. 屏幕11. 轭中的线圈12. 控制电极调节电子束的强度，从而调节荧光粉发出的光13. 用于阴极、灯丝和控制电极的接触引脚14. 阳极高压用线材彩色CRT的结构1. 三个电子发射器（用于红色、绿色和蓝色荧光粉点）2. 电子束和电子枪3. 聚焦线圈4. 偏转线圈5. 最终阳极的连接（在一些接收管手册中称为“ultor”6. 用于分离所显示图像的红色、绿色和蓝色部分的光束的掩模7. 具有红色、绿色和蓝色区域的荧光粉层（屏幕）8. 屏幕荧光粉涂层内侧的特写镜头2. 等离子显示技术（PDP：Plasma Display Panel）PDP是一种利用气体放电的显示装置，这种屏幕采用了等离子管作为发光元件。它的黑色深，对比度高，响应快，视角大，普通光照环境下可视性好，轻薄，这使得它和CRT显示屏相比具有更高的技术优势。虽然等离子显示技术依然牢牢占据画面表现的巅峰，但是和成本更低的液晶显示屏以及更轻薄的OLED显示屏相比，它也难以逃脱被淘汰的命运。直到2007年左右，等离子显示屏通常用于大型电视。到2013年，由于来自低成本液晶显示屏（LCD）的竞争，PDP和CRT一样几乎失去了所有市场份额。面向美国零售市场的等离子显示器制造已于2014年结束，面向中国市场的制造已于2016年结束。它的显示原理为：(1) 等离子显示屏由两片玻璃组成，在两片玻璃之间有数百万个小隔间。这些隔室或“灯泡”或“细胞”填充惰性气体和微量其他气体（例如，汞蒸气）的混合物；(2) 当在隔室上施加高压时，隔室中的气体会形成等离子体。随着电流（电子）的流动，当电子穿过等离子体时，一些电子撞击汞原子，使得原子的激发到高能级，直到处于激发态的原子发生能级跃迁，并以紫外线的形式释放光子；(3) 然后，紫外光子撞击涂在隔室内部的荧光粉。当紫外光子撞击荧光粉分子时，它会暂时提高荧光粉分子中外轨道电子的能级，使电子从稳定状态变为不稳定状态；然后，电子会以低于紫外光的能级以光子的形式释放多余的能量；(4) 低能量光子大多在红外范围内，但大约40%在可见光范围内。因此，输入能量主要转换为红外光，但也转换为可见光。(5) 屏幕在运行期间会被加热至30℃至41℃。根据所使用的荧光粉，可以获得不同颜色的可见光。(6) 等离子显示屏中的每个像素都由三个单元组成，这些单元构成了可见光的原色。改变施加在单元上的信号电压可以就可以产生不同的颜色。1936年，匈牙利工程师 Kálmán Tihanyi 在他的一篇论文中描述了一种平板等离子显示系统。1964年，第一个实用的等离子视频显示屏于由Donald Bitzer、H. Gene Slottow 和研究生Robert Willson在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校共同发明，用于PLATO计算机系统。70～80年代，单色（橙色）的PDP显示屏在收银机、计算器、弹球机、飞机航空电子设备（如收音机、导航仪器）、频率计数器和测试设备领域有了广泛的应用。1992年，富士通推出了世界上第一台21英寸全彩显示屏。进入2000年后，等离子显示屏在大尺寸电视机领域获得了长足的进展和应用。尽管PDP曾经短暂的占据了一部分电视机市场，然而很快便退出了历史舞台。3. 电致发光显示技术（EL：Electro-Luminescent Display）电致发光（EL）是一种光学和电学现象，其中材料响应通过它的电流或强电场而发光。EL的工作原理是通过使电流穿过原子使原子处于激发态，激发态的原子跃迁回低能态时，就会发射光子。通过改变被激发的材料，就可以改变发出的光的颜色。实际的ELD是使用彼此平行的扁平、不透明电极条构成的，上面覆盖着一层电致发光材料，然后是另一层垂直于底层的电极。此顶层必须是透明的，以便让光线逸出。在每个交点处，材质亮起，从而创建一个像素。电致发光显示屏是在两层导体之间夹入一层电致发光材料（如砷化镓）而制成。当电流流动时，材料层发出可见光。术语“电致发光显示器”是指既不使用LED也不使用OLED设备，而是使用传统电致发光材料的显示器。1907年，英国无线电研究员Henry Joseph Round发现了电致发光，这是一种不产生热量的光。它的缺点是尺寸和安全性有限，破裂的EL灯因为存在高压电路而危及人身安全。电致发光显示屏一直是一种小众技术，现在很少使用。4. 液晶显示技术（LCD：Liquid Crystal Display）LCD显示技术是利用液晶分子的光学特性控制光的透过，进而产生图像的技术，它需要背光源。广泛应用于电脑显示器、电视、手机等设备。LCD显示屏通常由背光、液晶盒组成。液晶盒可以认为是一个光阀开关，光阀打开时，背光透过；光阀关闭时，背光关断。液晶盒由夹在两片镀有ITO像素（子像素）的薄玻璃组成，在两片玻璃的外侧会贴有偏光片；玻璃之间有液晶夹层，在玻璃内侧还会有彩色滤光片、配向膜；当前后玻璃的ITO像素施加电场时，就会改变液晶分子的排列，进而改变其旋光特性。改变电压的大小，就可以改变像素/子像素的透光量，透过的光再经过彩色滤光片的滤光，就能显示R、G、B三种颜色，进而混合出想要的颜色。早在1888年，奥地利植物生理学家Friedrich Reinitzer就研究了胆固醇的各种衍生物的特殊性质，并发现了它们的两个熔点。德国物理学家Otto Lehman继续对这些“流动”晶体进行研究，并最终创造了“胆固醇液晶”一词。此后，科学家们对这些材料并不真正感兴趣，这些材料长期以来一直是一种好奇心。1960年代，美国制造了第一个液晶显示器，液晶的研究才又开始繁荣。1966年，胆甾型液晶被用作热成像和医学中的温度指示器。1968年，美国无线电公司(RCA)的George Heilmeier展示了一款工作在80℃的液晶显示器，平板电视诞生了，它可以像一幅画一样挂在墙上。1968年：开始对向列液晶的研究。“向列”代表分子自行排列成的“棒状”形状。20世纪70年代液晶化学家最重要的问题是：如何降低工作温度？达姆施塔特的研究人员成功混合液晶，在室温下获得向列相。与第一代液晶显示器相比，这是一个巨大的进步。1970年：第一台配备氧化偶氮化合物和集成黄光滤光片的LCD袖珍计算器在阿赫玛(ACHEMA)世界论坛和流程工业领先展会上亮相。1971年：当时在美国俄亥俄州肯特州立大学的James Fergason以及瑞士的Martin Schadt和Wolfgang Helfrich几乎同时开发出“扭曲向列电池”（TN电池）——这是一项巨大的突破，导致该领域付出了更大的努力向列液晶。1968年美国RCA公司.Wi1liams发现向列相液晶在电场作用下形成条纹畴，并有光散射现象G.H. Heilmeir 随即将其发展成动态散射显示模式，并制成世界上第一个液晶显示器(LCD)。1968年美国Heilmeir等人还提出了宾主效应(GH)式。1969年Xerox公司提出Ch-N相变存储模式。1971年M.F.Schiekel提出电控双折射(ECB)模式，T.L.Fergason 等提出扭曲向列相(TwistedNematic:TN)模式，1980年N.Clark等提出铁电液晶模式(FLC)，1983~1985年T.Scheffer等人先后提出超扭曲向列相(Super TwisredNematic:STN)模式。1986年Nagata提出用双层盒(DSTN)实现黑白显示技术;之后又有用拉伸高分子膜实现黑白显示的技术(FSTN)1996年以后，又提出采用单个偏光片的反射式TN(RTN)及反射式STN(RSTN)模式。在2007年左右，液晶电视击败了PDP，成为消费者（或者，可以说是生产商）的选择，因为它们的尺寸大，成本低。LED技术不断进步，LED背光LCD显示屏赢得市场。OLED技术也在不断改进，并准备以更好的黑色（甚至比等离子更好）和更薄的硬性更弱的外形挑战LCD，但是LCD继续提供更低的制造成本、更长的使用寿命和更高的耐用性。5. 有机发光二极管显示技术（OLED：Organic Light Emitting Diode）OLED是自发光显示技术，由一层有机化合物图层和上下电极构成，通电后有机物被电流激发出彩色光并形成图像。OLED器件结构：(1) 基板(透明塑料、玻璃、金属箔)：基层用来支撑整个OLED。(2) 阳极：阳极在电流流过设备时产生“空穴”。(3) 空穴传输层：该层由有机材料分子构成，这些分子传输由阳极而来的“空穴”。(4) 发光层：该层由有机材料分子(不同于导电层)构成，发光过程在这一层进行。(5) 电子传输层：该层由有机材料分子构成，这些分子传输由阴极而来的“电子”。(6) 阴极：当设备内有电流流通时，阴极会将电子注入电路。  从结构上看，OLED显示器件的结构简单，但其制造工艺难度却也相当大，这也是其自从发现到规模化商业应用间隔时间比较久的原因。OLED的研究产生其实起源于一个偶然的发现。1979年的一天晚上，在美国柯达公司从事科研工作的华裔科学家邓青云博士(Dr.C.W.Tang)在回家的路上忽然想起有东西忘记在实验室里，回去以后，他发现黑暗中有个亮的东西。打开灯发现原来是一块做实验的有机蓄电池在发光。OLED研究就此开始，邓博士由此也被称为OLED之父。而OLED正式商用是则在1987年，柯达公司推出了一款OLED双层器件，展现出了OLED优异的性能：更薄、更黑、响应更快。随之越来越多的国际巨头加入了对OLED的研发。整体上看OLED的应用大致可以分为3个阶段。1997年～2001年：OLED的试用阶段。1997年OLED由日本先锋公司在全球第一个商业化生产并用于汽车音响，作为车载显示器运用于市场。2002年～2005年：OLED的成长阶段。在这段时期人们开始逐渐接触到更多带有OLED的产品，例如车载显示器，PDA(包括电子词典、手持电脑和个人通讯设备等)、相机、手持游戏机、检测仪器等。但主要以10寸以下的小面板为主。2005年以后：OLED开始走向一个成熟化的阶段。厂商们纷纷推出成熟的产品。LGD,SMD先后推出55英寸OLED电视。2017年苹果十周年纪念手机iPhoneX采用OLED屏幕。所以OLED从首次商业应用到成功推出55英寸电视屏仅仅用了16年时间，而LCD走过这段历程则花了32年时间，可见全球OLED产业发展非常迅猛。6. 微小的LED阵列（Micro-LED）科学的进步和创新永不止步，近年来一种名为微发光二极管（Micro-LED）的技术风靡全球。Micro-LED 技术虽然还在研发阶段，但已吸引各大厂商纷纷注资，成为未来的显示技术的重要研发方向之一。Micro-LED可以认为是LED阵列的微缩版本，就是微型化的LED，是目前主流LED大小的1%。Micro-LED就是将LED结构设计进行薄膜化、微小化以及阵列化后，将Micro-LED巨量转移到电路基板上，再利用物理沉积技术生成上电极及保护层，形成微小间距的LED。Micro-LED的尺寸仅在1~10μm等级左右，是目前主流LED大小的1%，每一个Micro-LED可视为一个像素，同时它还能够实现对每个像素的定址控制、单独驱动发光。Micro-LED与其他显示技术相比，优势明显，但是制造技术目前并不成熟。限制Micro LED产业化的一个重要原因是巨量转移，各大面板厂都在致力于如何将几百万个LED高度集成在一起。2012年，索尼公司率先将Micro-LED技术应用在消费电子领域。随后，苹果公司、三星公司积极投入Micro-LED技术的研发，并将之作为下一代显示技术。在2018年CES上，三星发布了世界上第一款Micro-LED技术的电视，取名“THEWALL”，电视大小156寸。Micro-LED典型结构是一个PN接面二极管，由直接能隙半导体材料构成。当对Micro-LED上下电极施加一正向偏压，致使电流通过时，电子、空穴对于主动区复合，发射出单一色光。Micro-LED的基本构造分为四块，最下面是衬底，上一层是电极，再往上是RGB排列的Micro-LED，最外层是玻璃面板。RGB三个子像素组成一个像素。对于一个4K电视机，是八百万个这样的微观结构组成的。由上面的对比图可见，Micro-LED能达到比OLED更轻薄的效果。Micro-LED还是一个正在蓬勃发展的技术，相信随着各大显示制造厂商的大笔资金投入，再加上物理学家、化学家、工程师等相关人员的积极参与，Micro-LED会在未来的某个时间段会有大的进展。7. 其他还有一些其他显示技术，例如QLED、LCoS、投影技术、AR、VR、MR等。他们要么是过渡产品，要么是基于LCD、OLED、MicroLED等显示技术，结合其他光学零件，实现虚拟成现象的产品，本质上并不是显示介质的更新。8. 结语上面这些不同的显示技术的发明和大规模使用没有明显的时间界限，通常是有交叠的。例如，在彩色CRT显示屏大规模使用时，LCD就已经在小规模的使用了。随着LCD的尺寸越来越大，技术越来越成熟，在2000年以后获得了快速发展，并逐渐替代了CRT显示屏。再如，等离子体显示屏一段时间与CRT显示屏相比，尺寸和显示效果有了很大的提升，进而获得了一定份额的市场。但是和LCD相比，劣势却非常明显，所以随着LCD显示屏的广泛应用，等离子体显示屏和CRT显示屏一样，迅速的被淘汰了。参考文献https://www.thoughtco.com/television-history-cathode-ray-tube-1991459https://www.163.com/dy/article/HHV4KUHM0511DG68.htmlhttps://livevideostack.cn/news/evolution-of-screen-display-technology/https://baijiahao.baidu.com/s?id=1635870322222943079

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所王孝坤教授团队经过多年不懈的努力与深耕，在光学系统先进制造领域取得了令人振奋的突破性成果。为了将其研究成果回馈社会，进一步促进科研成果的交流与共享，王老师团队决定在限定时间内，面向校内外广大科研工作者开放这一宝贵资源，提供试用和测试应用服务。作为坚定的合作伙伴，北京卓立汉光仪器有限公司对此深感自豪，诚挚地邀请所有对光学制造、测试与应用相关的科研工作者，与王孝坤教授课题组联系预约测试，亲身体验前沿科技带来的无限魅力。团队介绍中国科学院长春光学精密机械与物理研究所王孝坤教授团队从事先进光学制造与测试技术研究20余年，在光学系统先进制造技术、光学测试与分析技术、光学精密检测技术及仪器装备、复杂光学曲面超精加工与检测技术、光学镜面缺陷评估与控制技术、高端光学镜片及模具制造和测试技术等方向取得了非常出色的成就。王教授承担国家及省部级项目20余项，在国内外发表相关学术论文100余篇，申请发明专利50余项，荣获省部级及以上奖励10余项。高端镜片光学性能检测技术及装备针对高端镜片及模具光学检测设备国外垄断，通过相位偏折技术开发一套镜片及模具光学性能分析检测设备，对标国外进口镜片检测设备，拥有相关发明专利3项。基于条纹透射法测量模具和镜片测量直径100mm对标进口尼德克1800PD焦度仪和VM2500面形仪，误差小于5%。图1 高端镜片光学性能检测技术图2高端镜片光学性能检测成果展示镜片面形及表面缺陷快速检测技术针对高端镜片及模具光学检测设备国外垄断，通过相位偏折技术（条纹反射法）开发的镜片及模具光学性能分析检测设备，对标国外进口镜片检测设备尼德克1800PD焦度仪和VM2500面形仪，目前该产品已实现工程应用。高精度快速完成镜片面形检测镜片表面缺陷的检测和表征图3 技术原理与仪器机器人一体化加工检测设备自主知识产权机器人磁流变系列抛光机床、数控小磨头研抛设备，配合条纹反射法面形检测仪可以高效高精度完成对非球面、自由曲面以及高端镜片及模具的加工和面形原位检测，拥有相关发明专利2项。高精度、高确定性研抛技术面形原位检测图4 机器人一体化加工检测设备图5 成果展示光学元件表面/亚表面缺陷原位快速检测设备针对基于多自由度机器人和多模态显微技术开发的具有自主知识产权的大口径光学元件表面缺陷原位检测设备，拥有相关发明专利2项。 检测分辨率优于1μm，缺陷识别率大于95% 直径2m范围内整体测量时间小于2小时 多种材料（光学玻璃、光学晶体、碳化硅等） 多种面型（光学平面、球面、非球面、自由曲面等）图6 仪器展示图7 实验成果展示子孔径拼接测量仪子孔径拼接测量仪是自主研发的通用型光学元件面形检测仪器。 其无需其它辅助光学元件 不同材料（玻璃、碳化硅、金属、光学晶体、红外材料等） 任意形状（平面、球面、非球面、小偏离量自由曲面） 最终检测面形RMS精度达到10nm 已完成多个大口径光学元件尤其是凸非球面的检测图8 仪器展示图9 实验成果展示非球面/自由曲面超高精度检测技术计算全息零位补偿检测，可以超高精度完成对非球面/自由曲面的检测，拥有相关发明专利10项。 纳米检测精度 振幅型/位相型  系统装配图10 仪器及测试展示复杂曲面面形、缺陷及膜厚高精度/快速/同步检测技术光学相干层析成像技术(OCT)是一种基于迈克尔逊干涉的低相干干涉，能实现三维面形和缺陷的同步检测，近年宽带光源发展和高速采集技术进步，在mm级深度的分辨率达到共聚焦显微镜水平(Micro-OCT)。图11 光学相干层析成像技术原理图12光学相干层析成像技术测试结果展示仪器推广与合作目前该系列产品均可进行试用。测试及应用服务联系人：王老师，邮箱jimwxk@sohu.com 更多详细测试要求及细节客户可自行拓展补充，尝试性测试需测试时与测试技术人员实时沟通。人物介绍王孝坤教授，中科院特聘研究员，中科院长春光机所分析与测试中心主任；长白山人才，吉林省高层次人才，全国光学与光子学标委会委员、全国电子信息材料与器件专委会常务委员、中国光学学会光学测试专委会会委员，中国光学工程学会先进制造专委会委员、国家科技奖励评审专家、教育部人才评审专家、教育部学位与研究生教育评审专家、长春中院技术调查官、科技部/教育部/中科院/吉林省/江苏省/黑龙江省科技专家。从事先进光学制造与测试技术研究20余年主持国家及省部级项目20余项，发表学术论文100余篇，申请发明专利50余项，担任20余种国内外核心期刊的编委或审稿专家，荣获了中国科学院杰出科技成就奖、吉林省技术发明一等奖、军队科技进步一等奖、吉林省专利金奖、中国专利优秀奖和中国质量提名奖等10余项。个人主页：https://people.ucas.ac.cn/~jimwxk

激光诱导等离子体光谱（laser-induced plasma spectroscopy, LIPS）技术是一种原子光谱分析技术，该技术通过将高能激光脉冲直接聚焦于样品，使样品熔化、汽化、产生等离子体，同时利用光谱仪采集样品表面激光诱导等离子体的发射光谱，完成被测样品所含元素的定性和定量分析[1]。《名家专栏》LIPS系列专栏第四篇文章，邀请中国原子能科学研究院高智星研究员及其团队，分享LIPS在液体检测领域的应用情况。引言当采用LIPS检测液体样品时，脉冲激光击穿液体表面会造成液体飞溅和液面波动，严重影响等离子体稳定性；同时等离子体猝灭效应会减弱等离子体辐射光谱强度，缩短等离子体寿命；以上因素导致LIPS对液体样品中元素检测准确度差、检测灵敏度低，限制了LIPS技术在液体元素检测领域的推广和应用。为提高LIPS检测准确性和灵敏度，研究人员提出了多种增强方法，如液固转化法、雾化法、液流法等。本文围绕以上方法对LIPS技术在液体检测领域的应用进行介绍。图1. 激光照射造成的液体飞溅和波动[2]液固转化法液固转化法是通过将检测样品由液态转化为固态后进行LIPS检测，主要包括表面增强法、萃取法、冷冻法等。表面增强法通过将液体样品滴加在固体基板表面，使液体干燥后进行LIPS检测。X. Yang等[3]采用表面增强LIPS定量检测了水溶液中的稀土元素La、Ce、Pr、Nd，通过将水溶液在Zn基板表面干燥后进行检测，La、 Ce、Pr和 Nd元素检测限分别达到0.6、3.11、0.73、4.48 g/mL。D. Zhang等[4]采用表面增强LIPS定量检测了水溶液中的重金属元素，并分析了基底温度对LIPS检测灵敏度的影响；研究结果表明，通过提高基底温度可有效提高检测灵敏度，通过将基底温度由25℃提升至200℃，重金属元素Pb检测限由31.7 ng/mL下降至4.6 ng/mL，Cr检测限由8.0 ng/mL下降至1.2 ng/mL。萃取法是通过采用萃取剂将待测液体中的元素萃取、浓缩后进行LIPS检测。M.A. Aguirre等[5]将液-液微萃取技术与表面增强LIPS技术相结合，定量分析了液体中的Mn元素；通过采用Triton X-114萃取液对液体中的Mn元素进行萃取，并在萃取完成后将萃取液干燥在铝板上；采用液-液微萃取技术与表面增强LIPS技术相结合后，LIPS信号增强超过50倍，对Mn元素的检出限达到6 g/g。L. Ripoll等[6]采用氧化石墨烯薄膜对水溶液中的痕量金属元素进行萃取后进行LIPS检测，对Ni、Pb、Cr、Cu的检测限达到52、47、48、41 g/kg。冷冻法通过将液体样品冷冻成固体冰块后进行LIPS检测。H. Sobral等[7]采用液氮冷冻法将水溶液快速冷冻成冰块，采用LIPS对冰块中的Cu、Mg、Pb、Hg、Cd、Cr、Fe元素进行了定量分析，检测限约为1 ppm，与水溶液相比降低了约6倍。图2. 表面增强LIPS原理示意图图3. 薄膜萃取及LIPS检测过程示意图[6]液固转化法可以从根本上解决LIPS检测液体过程中，液体飞溅、液面波动和等离子体猝灭效应的影响，检测灵敏度高；但液固转化过程需要对样品进行干燥、萃取、冷冻等预处理，实时性较差。雾化法雾化法通过采用微孔喷雾、超声波辅助雾化等方法，将液体雾化为气溶胶后进行LIPS检测。朱光正等[8]采用气雾化辅助装置在高速氩气作用下将水溶液转化成喷雾，采用LIPS定量检测了水溶液中的Ca、Cr、K、Mg、Na、Pb六种金属元素，检测限达到1.2、3.2、19.1、3.4、2.8和15.9 ppm。钟石磊等[9]采用超声波雾化装置，将水溶液在空气中雾化成密集的雾状小液滴，采用LIPS检测了水溶液中的Mg元素；研究结果表明，采用超声雾化后，激光诱导等离子体寿命得到有效延长，Mg元素检测限达到0.242 ppm。N. Aras等[10]搭建了一套基于超声雾化的水环境金属盐样品导入系统，该系统由超声波雾化器和一个加热-冷凝-膜干燥装置组成，可产生亚微米大小的气溶胶；研究结果表明，采用该系统对水溶液进行雾化后再进行LIPS检测，Na、K、Mg、Ca、Cu、Al、Cr、Cd、Pb、Zn等元素的检测限可达到0.45、6.01、1.83、1.85、1.99、41.64、6.47、6.49、13.6、43.99 mg/L。P. Sheng等[11]搭建了一套微孔阵列喷雾LIPS装置，并用搭建的装置对海水中的元素成份进行了定量分析，研究了LIPS信号稳定性、检测灵敏度和定量分析特性；研究结果表明，将海水雾化后进行LIPS检测，金属元素光谱信号的相对标准偏差（RSD）小于2.2%，Na、Ca、Mg、K的检测限可达0.67、0.29、0.85、6.18 mg/L。 图4. 微孔阵列喷雾LIPS装置示意图[11]雾化法不需要对样品进行预处理，检测实时性较好，适用于液体元素成份的在线检测、连续监测；但在实际应用过程中应考虑液体中的杂质颗粒对雾化系统的影响，防止杂质颗粒堵塞喷雾装置。液流法液流法将静态液体转化成流动液体，利用流动液体表面张力作用减弱液体飞溅、液面波动对光谱信号稳定性的影响。美国密西西比州立大学F. Y. Yueh 等[12]采用LIPS结合液体射流法定量检测了液体中的Mg、Cr、Mn、Re元素，检出限分别为0.1、0.4、0.7、8 mg/L；研究结果表明，与检测静态液体相比，采用液体射流法后检测灵敏度和准确性均有所提升。安徽师范大学崔执凤教授团队[13]采用LIPS结合液体喷流法检测了液体中的Cr元素，检出限为1.26 mg/L。日本原子能机构A. Ruas等[14]采用LIPS结合液流薄膜法定量分析了液体中的Zr元素；研究结果表明，将液体转化为流动薄膜后，Zr元素检出限达到4 mg/L。日本国立量子与放射科学技术研究所R. Nakanishi等[15]采用LIPS结合射流法定量检测了液体中的Na元素，对比了薄膜和柱状射流的检测灵敏度；研究结果表明，与柱状射流相比，薄膜射流减弱了激光与液体作用过程中的液体飞溅，延长了等离子体寿命，提升了Na元素检测灵敏度。液流法无需样品预处理，操作简单、实时性好，适用于液体多元素连续、在线、原位检测。总结液固转化法、雾化法、液流法等方法各有优劣，其中液固转化法可获得较高的检测灵敏度，但在线性、实时性较差；雾化法、液流法等方法实时性、在线性较好，但检测灵敏度通常无法与液固转化法相媲美。因此，在LIPS技术实际应用过程中，应根据使用场景和实际需求选择合适的处理方法。参考文献：[1] Noll R. Laser-Induced Breakdown Spectroscopy[M]. Springer Berlin Heidelberg, 2012.[2] Apitz I, Vogel A. Material ejection in nanosecond Er: YAG laser ablation of water, liver, and skin[J]. Applied Physics a-Materials Science & Processing, 2005, 81(2): 329-338.[3] Yang X Y, Hao Z Q, Shen M, et al. Simultaneous determination of La, Ce, Pr, and Nd elements in aqueous solution using surface-enhanced laser-induced breakdown spectroscopy[J]. Talanta, 2017, 163: 127-131.[4] Zhang D, Chen A, Chen Y, et al. Influence of substrate temperature on the detection sensitivity of surface-enhanced LIPS for analysis of heavy metal elements in water[J]. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2021, 36: 1280-1286.[5] Aguirre M A, Legnaioli S, Almodovar F, et al. Elemental analysis by surface-enhanced Laser-Induced Breakdown Spectroscopy combined with liquid-liquid microextraction[J]. Spectrochimica Acta Part B-Atomic Spectroscopy, 2013, 79-80: 88-93.[6] Ripoll L, Navarro-Gonalez J, Legnaioli S, et al. Evaluation of Thin Film Microextraction for trace elemental analysis of liquid samples using LIPS detection[J]. Talanta, 2021, 233: 121736.[7] Sobral H, Sanginés R, Trujillo-Vázquez A. Detection of trace elements in ice and water by laser-induced breakdown spectroscopy[J]. Spectrochimica Acta Part B, 2012, 78: 62-66.[8] 朱光正, 郭连波, 郝中骐等. 气雾化辅助激光诱导击穿光谱检测水中的痕量金属元素[J]. 物理学报, 2015, 64: 024212.[9] 钟石磊, 卢渊, 程凯等. 超声波雾化辅助液体样品激光诱导击穿光谱技术研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2011, 31: 1458-1462.[10] Nadir A, Semira Ü, Dilek A, et al. Ultrasonic nebulization-sample introduction system for quantitative analysis of liquid samples by laser-induced breakdown spectroscopy[J]. Spectrochimica Acta Part B, 2012, 74-75: 87-94.[11] Sheng P, Jiang L, Sui M, et al. Micro-hole array sprayer-assisted Laser-induced breakdown spectroscopy technology and its application in the field of sea water analysis[J]. Spectrochimica Acta Part B, 2019, 154: 1-9.[12] Yueh F Y, Sharma R C, Singh J P, et al. Spencer W. A. Evaluation of the potential of laser-induced breakdown spectroscopy for detection of trace element in liquid[J]. Journal of the Air & Waste Management Association, 2002, 52: 1307-1315.[13] 徐丽, 王莉, 姚关心等. 以液体喷流方式利用LIPS定量分析水溶液中的Cr元素[J]. 安徽师范大学学报, 2012, 35(5): 438-442.[14] Ruas A, Matsumoto A, Ohba H, et al. Application of laser-induced breakdown spectroscopy to zirconium in aqueous solution[J]. Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, 2017, 131: 99-106.[15] Nakanishi R, Ohba H, Saeki M, et al. Highly sensitive detection of sodium in aqueous solutions using laser-induced breakdown spectroscopy with liquid sheet jets[J]. Optics Express, 2021, 29(4): 5205-5212.人物介绍高智星，研究员，主要从事激光与物质相互作用、激光等离子体光谱研究。参与并负责科技部、装备发展部多项科技发展项目。相关工作发表论文20余篇，授权专利10余项，担任Matter and Radiation at Extremes等期刊审稿人。免责说明 北京卓立汉光仪器有限公司公众号所发布内容（含图片）来源于原作者提供或原文授权转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有，北京卓立汉光仪器有限公司发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们联系，会第一时间及时处理。我们力求数据严谨准确， 如有任何疑问，敬请读者不吝赐教。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。

“化合物半导体先进技术及应用大会”将于2024年10月30-31日在江苏常州举行。届时，卓立汉光将携带光谱与成像（IsCMOS相机、条纹相机、分幅相机、光谱仪等）、精密机械类产品及解决方案参会【展位号：C12】。期待与您相约在此，共同探讨学术前沿！◀产品推荐▶国产瞬态探测器IsCMOS像增强型相机IIM系列高速相机专用镜头耦合像增强模块可见光分幅相机（双曝光）通用型条纹相机光谱仪HiperS-320i光栅光谱仪Omni-λ750i系列光栅单色仪/光谱仪三级联光谱仪产物分析多功能激光共聚焦显微拉曼光谱仪傅里叶红外光谱仪通用设备光学斩波器锁相放大器精密机械光学元件&调整架光学平台电动滑台手动滑台纳米压电位移台◀关于会议▶“化合物半导体先进技术及应用大会”将邀请学界学科带头人、产业领袖、技术研发管理人员开展深度交流与合作，勠力实现材料和器件关键技术的持续突破、推动国产替代应用发展，共同打造自主可控的化合物半导体产业链。会议时间 - 2024年10月30-31日会议地点 - 江苏·常州新城希尔顿酒店卓立展位 - C12☞更有现场精彩活动，卓立商城注册有礼待您参与哦~期待您的莅临交流！

《前沿视点》栏目组今日荣幸邀请到南京理工大学吴立志老师进行人物专访，吴老师深耕于与等离子体相关的前沿研究。此次专访将围绕吴老师的科研工作展开，包含实验室的整体概况，并表达对国产光电仪器的看法与期待。LIBS技术的前沿探索吴立志老师来自南京理工大学化学化工学院应用化学系的研究团队，专注于两大核心方向：等离子体推进技术与内燃机激光等离子体点火技术。利用LIBS来监测等离子体的关键参数，如电子温度和电子密度，这些参量对于理解等离子体特性至关重要。以内燃机激光等离子点火为例，通过采集等离子发射光谱，分析特征谱线，进而计算出电子温度和电子密度的变化。这些数据帮助深入了解等离子体与燃气，尤其是化学燃料在接触过程中的能量传递情况，从而揭示点火动力学机制。吴老师表示LIBS应用非常广泛，从元素的快速鉴定、成分分析，到近年来在化学物质快速检测领域的迅猛发展，LIBS都展现出了巨大的潜力。尽管目前LIBS技术更多地停留在实验室阶段，但随着技术的不断进步和应用的深入探索，吴老师相信LIBS将在未来更广泛地融入我们的日常生活，为解决实际问题提供有力支持LIBS技术在机场安检中的革新应用在机场常规化学物质及危险品快速检测的迫切需求下，LIBS技术以其高效、准确的特性脱颖而出，成为该领域的一颗新星。面对当前检测手段的局限性，吴老师期待LIBS技术应用于机场安检，成为守护航空安全的重要防线。通过LIBS技术，机场安检将实现危险品的即时识别与有效拦截，显著提升安检效率与安全性。尤为引人注目的是，LIBS技术与拉曼光谱技术的创新融合，构建了双模式测试系统。拉曼光谱以其对分子结构的高灵敏度，擅长于分子级别的精细测量；而LIBS则以其对元素及原子光谱的深刻解析能力，专注于物质组成的本质分析。两者相辅相成，共同构建了一个全面、可靠的检测网络，为复杂场景下的物质分析提供了前所未有的精度与深度。国产设备的崛起：科研与工业的新希望作为一名科研工作者，吴老师深知先进检测设备对于科研工作的重要性。在长期使用国外设备的过程中，体会到在稳定性和检测精度上的优势，但同时也遭遇了维修成本高、维修周期长以及国际形势不确定性带来的维修难题。这些困扰促使吴老师更加期待国产设备能够迅速崛起，满足国内科研与工业的需求。幸运的是，经过近十年的发展，市场上已经涌现出越来越多的国产高端设备。这些设备在可靠性、稳定性以及先进性方面均取得了显著提升，部分产品甚至已经能够与国外主流设备相媲美。看到这一变化，吴老师内心感到无比欣慰，并期待国产设备越做越好。寄语卓立汉光25周年吴老师与卓立汉光合作已有十几年了，从博士毕业时就开始使用卓立汉光的产品。最初使用的是卓立汉光的单色仪，随后逐步扩展到其他光机产品仪。看到卓立汉光发展速度非常快，产品品质也有显著提升。经过近期的试用，吴老师发现卓立汉光光谱仪的综合性能已达到国际领先水平，可与众多国外厂商的产品相媲美。吴老师衷心祝愿，“卓立汉光越来越好，为国产设备在国际市场上赢得一席之地。"总结我们深感荣幸能得到吴老师的支持，并期待在未来与吴老师及更多杰出学者展开合作，共同推动科技进步。卓立汉光将不断努力，推出更多高质量设备，为科研工作贡献力量。人物介绍吴立志，南京理工大学化学与化工学院副研究员、博士生导师，主要从事激光化学微推进技术、激光点火技术、爆轰测试技术等方面的研究。主持了多项国家和省部级项目。国内外期刊发表学术论文80余篇，授权发明专利20余项，获得省部级二等奖3项。国际烟火学会会员、兵工学会会员、全国化学会会员、《火炸药学报》青年编委。

《前沿视点》栏目组今日荣幸邀请到合肥工业大学杨蕾老师进行人物专访，杨老师从早期的算法研究到深入激光等离子体诱导技术，作出了非常出色的工作，本次采访将分享杨老师的求学经历，以及目前实验室的主要研究方向和对国产光电仪器的看法与期待。求学与科研之路杨老师与合肥工业大学有着不解之缘，她的本科和博士学习都在这里完成，硕士在中科院国家授时中心就读，学术之路走得既扎实又多彩。大学时，杨老师学的是物理学方向，尽管那时女性选择物理专业并不普遍，但杨老师却乐在其中，发现物理的奥秘无穷，乐趣满满。之后，杨老师勇敢地跨出了物理学的舒适区，踏入工科领域，前往中国科学院西安的研究所攻读研究生，进一步锤炼了自己的科研能力。而博士阶段，她又回到了合肥工业大学，继续深耕自己热爱的领域。现在，杨老师所在的实验室正致力于激光诱导等离子体光谱（LIBS）的研究，这是一个充满活力和前景的领域。LIBS技术不仅理论高深，而且在实际应用中大放异彩，从高端的航空航天技术，到工业生产的精细控制，再到我们日常生活的点点滴滴，LIBS都展现出了巨大的潜力和价值。因此诚挚希望那些对LIBS方向感兴趣的朋友们，能够加入杨老师的团队，一起踏上这段探索未知的旅程，共同创造更加美好的未来。LIBS技术的魅力与前景LIBS技术（激光诱导击穿光谱）在国家太空探索如火星祝融号项目中展现应用实力，同时在工业领域广泛，包含矿山、金属检测及高温熔体分析等。该技术能高效全面检测液体、气体元素，具备跨领域适应性。其核心优势在于快速、全面的在线元素检测能力，支持科研、工业及环境监测。当前，LIBS技术正向定量与定性分析深化发展，手持式设备的推出提升了现场检测的便捷性，使得现场检测变得更加灵活和高效。展望未来，LIBS技术前景广阔，尤其在我国国产化仪器设备研发推动下旨在减少对国外技术的依赖，确保在关键领域拥有自主可控的能力。前不久杨老师参与了一场光谱技术会议，深感国内在这一领域取得的显著进展。从工业现场应用的大型设备到便捷高效的手持式仪器，国产光谱仪器正逐步走向成熟，展现出强大的竞争力和广阔的应用前景。尤为值得一提的是，与会者普遍关注的一个方向是如何进一步优化LIBS（激光诱导击穿光谱）等技术的成本效益，力求通过技术创新和工艺改进，降低设备价格，从而推动其更广泛的应用。这不仅是当前行业内的热点话题，也是众多科研人员和企业共同努力的方向。LIBS实际应用面临的挑战杨老师指出，在现场应用中，环境因素往往是LIBS应用的最大挑战之一，特别是高温高压、粉尘等恶劣条件，这些都会显著影响检测设备的性能。实验室环境下可能表现出色的设备，在现场却可能遭遇意想不到的问题。此外，LIBS技术面临的另一个核心难题是基质效应及其带来的LIBS光谱数据不稳定，它难以完全避免，但对检测结果的准确性和稳定性至关重要。为了克服这些挑战，杨老师课题组持续在硬件、软件和算法等多个层面进行创新与优化，力求最大限度地减小基质效应对检测结果的影响，确保在现场环境下也能获得准确可靠的检测结果。浅谈对国产科研仪器的看法与期待杨老师国产仪器的未来发展充满期待，并且充满信心。这份信心主要源自于我国政府对国产仪器国产化的坚定支持，近年来出台的一系列扶持政策为我们创造了极佳的发展环境。作为从事仪器研究的教育工作者，杨老师深感自己正处在一个充满机遇的时代，对此心怀感激。同时，杨老师也热切希望更多年轻人和学生能够投身到这个领域中来。国产仪器的发展不仅是一个长期且持续的过程，更是一个充满挑战与机遇的广阔舞台。杨老师相信，在这里，大家不仅能够获得宝贵的学习机会，更能为自己的未来职业生涯奠定坚实的基础，享受到行业发展的红利。卓立汉光25周年祝福杨老师与卓立的接触由来已久，杨老师在研发过程中也购买了很多卓立的产品。在与卓立的接触过程中，不论是产品质量，还是销售和售后服务都非常出色，称赞卓立无疑是行业内的佼佼者。每当杨老师团队在网络上搜索光学仪器设备时，卓立总是能脱颖而出，这充分证明了其在业界的卓越地位。在采访的最后，杨老师衷心希望，“期望卓立能够越做越好，为我国仪器行业的发展贡献更多的力量”。结论随着杨蕾老师对LIBS技术的深入解读与对国产科研仪器未来的展望，我们深刻感受到了她对科研事业的热爱与执着。感谢杨老师今天的精彩分享，不仅让我们领略了LIBS技术的无限魅力，也让我们对国产科研仪器的发展充满了信心与期待。在此，我们衷心祝愿杨蕾老师在科研道路上继续取得丰硕成果，也期待LIBS技术能够在更多领域绽放光彩。人物介绍杨蕾，合肥工业大学仪器科学与光电工程学院光电系副主任，安徽省计量测试学会理事，安徽省光学学会工业机器视觉与LED照明光学专业委员会秘书。主持参与国家自然科学基金、863专项、重大仪器专项、省重点研发、省自然科学基金项目等。在J. Anal. At. Spectrom.、Spectrochim. Acta, Part B、Opt Lett.、Meas Sci Technol.、Rev. Sci. Instrum.等期刊发表论文四十余篇，多篇被邀请为封面、特色论文，相关成果被美国科学促进会(AAAS)科学新闻网EurekAlert!、美国物理学会杂志Physics Today、多家新闻媒体Electro Optics、Spectroscopy Magazine等报道。申请中国发明专利11件，授权8件。

2024年，卓立汉光迎来成立25周年的重要时刻，为回馈广大用户的支持与厚爱，公司特别推出“卓立汉光25周年系列活动”。其中，视点前沿名人专访成为系列活动的一大亮点，旨在通过卓立汉光的平台，让更多人了解光电前沿技术与人物，推动光电行业的发展。近期，北京卓立汉光仪器有限公司董磊副总经理携团队前往西安交通大学采访袁欢老师。 袁老师在电力设备的光学检测领域，尤其是真空开关的检测技术方面取得了显著成就。在袁老师那充满活力的实验室里，一场关于科研梦想、学术探索与未来科技蓝图的对话即将展开。我们将跟随镜头，了解袁老师如何利用光学技术进行电力设备的检测，并探索技术创新的步伐。同时 ，袁老师还将分享他对科研成果产业化的见解以及科技前沿的无限可能。科研逐梦路：求学、职业旅程与科研风采袁老师分享了他的求学经历，从2010年进入西南交通大学，到2014年保送至西安交通大学硕博连读，一直专注于电力设备的光学检测技术。袁老师在硕士和博士阶段，一直致力于利用光学技术进行电力设备的检测。谈科研成果转化：从理论到实践的跨越与策略袁老师介绍了他们团队如何利用激光诱导光谱技术进行真空开关的检测。他强调了这种非接触式、远程检测技术的优势，并分享了在实际应用中遇到的挑战和解决方案。详解光学检测技术在电力领域的实际应用与创新袁老师详细阐述了光学检测技术在电力领域的应用，特别是在真空开关检测中的重要性。他提到，随着电压等级的提高，对真空开关内部真空度的检测变得越来越重要。国产仪器科研设备：从跟跑到领跑的自主创新之路袁老师讨论了国产科研设备在电力检测领域的应用前景，并分享了他对国产化进程的看法。他指出，国产科研设备的目标不仅是跟随国际步伐，更要逐步实现并跑乃至领跑。卓立汉光25周年祝福语期望在卓立汉光成立二十五周年之际，袁老师送上了诚挚的祝福。他希望卓立汉光能够继续推动科技进步，并与国内外的研究团队和企业携手合作，共同创造更加辉煌的未来。采访感言：通过与袁欢老师的深入交流，我们对电力设备的光学检测技术有了更全面的认识，并对其在多个领域的应用前景感到兴奋。袁老师的科研经历和对技术发展的深刻见解，为我们提供了宝贵的学习机会。我们期待袁老师的团队在未来能够取得更多突破性成果，并为科技进步做出更大的贡献。袁欢老师简介袁欢，男，博士，西安交通大学教授，博士生导师。长期从事电力设备的光学检测技术研究。袁老师在真空开关检测技术方面取得了显著研究成果，并推动了相关技术的发展和应用。入选中国科协青年人才托举工程、陕西省科协青年人才托举工程、西安交通大学青年优秀人才支持计划A类、青年拔尖人才支持计划B类，获西安交通大学十大学术新人（入职3年内教师竞选，每年评选10人）、陕西省优秀创新创业博士后等荣誉称号，是电工材料电气绝缘全国重点实验室固定研究人员，研究成果获省部级科技进步二等奖和三等奖各一项（均排2）、陕西省第一届博士后创新创业大赛金奖（排1，全省仅7项）。在IEEE TIE、IEEE TPEL、IEEE IoT等发表SCI/EI收录期刊论文80余篇，其中第一/通讯作者40余篇（含中科院一区/TOP期刊18篇，ESI高被引论文1篇），授权及申请中国发明专利30余项、美国专利2项。主持国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、博士后基金、陕西省基金等科研项目十余项。主持开发了多套电力设备监测系统，在我国多项750kV和330kV等国家重大输变电工程规模化应用，发现重大缺陷多起。指导学生获全国大学生“互联网+”创新创业大赛国家级银奖/陕西省金奖（2项）、中国研究生电子设计竞赛国家级奖励多项、西安交通大学“腾飞杯”创新创业大赛金奖和特等奖。

导言纳米材料的功能化与图案化是电子和光电子器件先进制造中一个有潜力的方向。当前的微图案化策略对于后刻蚀/剥离工艺是不可或缺的，这些工艺会污染/损坏功能材料。在本文中，作者开发了一种创新的低温、无需后剥离、种子限制的制造策略以应对这个问题，从而在任意刚性或柔性基底上实现微米或宏观尺度的花状AgBiS2纳米结构的指定图案。由图案化的AgBiS2纳米结构制成的光电导体显示出宽带、灵敏和快速的光响应。此外，进行了单像素光栅扫描阵列成像，光学图案可靠和清晰的电响应，展示了光电导体在实际成像应用中的潜力。值得注意的是，图案化过程实现了应变释放的微结构，制造出了一种即使在1000多次弯曲/恢复测试周期后仍具有高耐久性的柔性光电探测器。这项研究提供了一种简单、低温和环保的策略，以应对当前非侵入性微制造和半导体任意图案化的挑战，这些挑战有望满足可扩展和可穿戴光电子传感器进一步新兴技术的发展。分享一篇来自北京理工大学王卓然团队的新研究成果，本文以“Patterned growth of AgBiS2 nanostructures on arbitrary substrates for broadband and eco-friendly optoelectronic sensing”为题发表于期刊Nanoscale，原文链接：https://DOI: 10.1039/d4nr00499j 希望对您的科学研究或工业生产带来一些灵感和启发。正文在微尺度上对纳米结构进行图案化一直是推动纳米技术前沿发展的主要动力。特别是，光电子学、量子点、纳米线、二维材料及其分层的三维组装体已经展示了增强的光-物质相互作用，它们的微图案化在显示和传感方面取得了快速进展，朝着可扩展性和新形式（即，机械柔性）发展。标准的微图案化遵循自上而下的方法，其中半导体的薄连续层通过光刻掩模和刻蚀。相比之下，低温可加工纳米材料实现了自下而上的制造，避免了使用高腐蚀性试剂对半导体进行刻蚀，这对于脆弱的纳米材料尤为重要。例如，纳米材料的墨水可以喷墨打印在任意基底上，用于发光二极管（例如，QLED）、图像传感器和柔性太阳能电池。然而，通过物理喷嘴直接打印微尺度图案非常具有挑战性，这使得光刻图案转移对于高分辨率应用不可或缺。然而，后剥离需要完全暴露于丙酮或氧等离子体等试剂中以去除光刻胶，这些试剂虽然温和，但不可避免地会降解这些对表面敏感的功能材料。因此，对于下一代微纳米光电子学，非常需要无需后剥离的纳米材料微图案化创新。在这方面，低温下种子诱导的纳米结构直接生长是一种优越的解决方案。例如，Jiang等人利用预图案化的ZnO种子实现ZnO纳米线的水热和亚微米周期生长，用于超高分辨率图像传感器。Fan等人利用垂直纳米通道底部的铅金属纳米簇启动高质量钙钛矿纳米线生长，用于半球形图像传感器和LED。然而，迄今为止，只有有限的材料适用于这一领域。因此，需要新的材料系统和策略，它们可以在低温下图案化，并且具有超出硅光谱（紫外线和可见光）的扩展光谱范围。在所有显示出卓越光电子功能的半导体中，AgBiS2以胶体纳米晶体形式在光伏领域取得了快速进展，这源于其阳离子无序均匀化带来的异常高的光吸收能力。此外，AgBiS2无毒、环保，符合有害物质限制（RoHS）要求，因此适合普遍的物联网应用。此外，AgBiS2被报道具有约0.8电子伏特的窄带隙，因此显示出宽带和短波红外（SWIR）光电探测的前景。此外，它的低温可加工性以及其高吸收系数使得超薄设备配置尤其重要，这对于开发柔性应用非常重要，但尚未被探索。在这项研究中，作者报道了一种创新的低温、无后剥离微制造策略，用于在刚性和柔性基底上合成任意图案的微尺度花状AgBiS2分层纳米结构，并展示了它们作为柔性光电探测器的宽带（320-2200纳米）、快速（微秒级）光响应以及在极端弯曲下的耐用性。这项工作提供了一种高度功能性、环保、低成本和柔性的策略，以促进下一代光电子传感应用，如成像、通信、可穿戴设备和健康监测。AgBiS2纳米花的任意图案化基于AgBiS2的低温溶液可加工性，作者首次开发了一种新颖的“自下而上”的方法，以实现在微米或宏观尺度上对功能材料进行精确和任意的图案化。制造过程遵循一个简单的三步流程，如图1a所示：图1 AgBiS2纳米花图案化过程。(a) 图案化过程的示意图。(b) 用培养的AgBiS2纳米花对10微米、5微米和2微米宽度的超细图案进行SEM表征。(c) 4厘米×4厘米大小的玻璃基底上由AgBiS2纳米花组成的各种图案的照片。(d) 大学徽标、樱桃、玻璃、柔性PI和SiO2/Si基底上的互指电极的微型图案的光学显微镜图像，右下角的樱桃的SEM图像显示它们具有共同的纳米花形态。(e) 在两英寸晶圆级蓝宝石、SiO2/Si、PET和PI基底上的各种图案的照片。这一三步流程包括：首先，通过热蒸发在基底上形成约10纳米的银层，并通过剥离过程实现预定图案；其次，银层在温和的氧等离子体处理后转化为Ag2O，作为“种子”促进下一步的功能材料生长；最后，通过旋涂DMF溶液并进行低于200°C的热处理，生长出花状AgBiS2纳米结构，精确复制了初始图案。这种方法避免了有害的后刻蚀过程，分辨率理论上仅受银层限制，能够实现10微米至2微米宽的微通道图案化。该方法的优势在于直接图案化纳米材料，且适用于多种金属图案化技术，包括纳米压印和阴影掩模，适用于微米或宏观尺度的功能材料制造。作者已经在4厘米×4厘米的玻璃基底上展示了多种图案，包括北京理工大学的微米级徽标和互指型微电极，证明了这一技术的通用性和对复杂形状的复制能力。此外，该过程适用于任意刚性或柔性基底，整个制造过程在200°C以下进行，适合CMOS集成和柔性电子制造。作者在PI和PET柔性基底上成功复制了多种图案，展示了这一方法在开发柔性和可打印微电子方面的潜力。精细结构表征作者深入研究了AgBiS2纳米花的生长过程，发现这些纳米花的生长类似于自然植物的栽培。在生长初期，微小的Ag2O种子在前驱体溶液和加热器的作用下促进了纳米花的萌芽。经过多次涂覆和烘烤，这些孤立的纳米花逐渐长大并变得更加密集。通过SEM和TEM图像，作者观察到这些“纳米芦荟”由重叠的枝条组成，每个枝条上都有细小的针状次级结构。AgBiS2作为一种新兴的光电材料，因其卓越的光吸收能力而受到关注。紫外-可见-近红外光谱分析显示，AgBiS2在整个可见光和短波红外范围内具有约10-5 cm-1的高吸收系数。通过Tauc图估计，其窄间接带隙约为0.74电子伏特，表明其具有超宽带吸收特性，这使得AgBiS2在制造多光谱光电探测器方面具有巨大潜力。这些特性将在后续部分进行详细讨论。图2. AgBiS2纳米花的特性和示意图机制。(a) AgBiS2纳米花生长的不同阶段的示意图和相应的SEM表征图。(b) 高倍SEM图像。(c) HRTEM图像。(d) SAED图案。(e) XRD图案。(f) 元素映射显示了Ag、Bi和S元素在AgBiS2纳米花上的分布。(g和h) AgBiS2纳米花中Ag、Bi和S元素的高分辨率XPS光谱。(i) 制备的AgBiS2纳米花的吸收光谱。(j) 间接Tauc图估算出0.74电子伏特的带隙。宽带光电探测器作者通过在紧密排列的AgBiS2纳米花“微通道”上沉积金电极，构建了一种宽带光电探测器。该设备的通道长度为约100微米，已通过阴影掩模定义。在黑暗中或在520纳米和1122纳米照明下评估了设备的电流-电压（I-V）特性，观察到照明下电流显著增加，表明光生电荷载流子成功分离。光谱响应探测显示设备具有从紫外到短波红外（320-2200纳米）的宽带光电探测能力，峰值Rλ和EQE分别为约271 mA W-1和63%。Rλ/EQE光谱显示光响应起始点在约1450纳米，与之前探测到的吸收一致，证实了其宽带光电探测能力。尽管在超过1450纳米波长下EQE显著下降，但在1550纳米处仍可观察到明显的光响应，这对于光通信至关重要。此外，在2200纳米处仍可发现显著的亚带隙响应，表明通过缺陷/能带工程可以进一步扩展设备的工作环境。图3. 基于AgBiS2纳米花光电探测器的光电性能测量。(a) 单通道设备的示意图，插图是相应的SEM图像。(b) 设备在黑暗中或在520纳米和1122纳米（约0.8 W cm-2）照明下的I-V特性。(c) 在0.26 mW cm-2光强照明下，不同光波长下的Rλ和EQE。(d) 在0.7 W cm-2光强照明下的多波长光电流响应。(e) 在不同光强下，单通道光电导体在520纳米照明下的响应度和EQE。(f) 多通道设备的示意图；插图是相应的SEM图像。(g) 在520纳米（0.8 W cm-2）照明下，“通道”数量与光电流之间的相关性，以及(h) 光电流与“通道”数量的相应拟合曲线，展示了明确定义的线性关系。(i) 十通道设备在520纳米照明（0.8 W cm-2）下的频率特性，以及(j) 响应速度曲线。为了提高光电流，作者制造了包含多个“微通道”的设备。当应用20个“微通道”时，光电流放大到约200纳安。通过机械探针刮擦过程检查了“通道”数量与光电流之间的相关性，观察到良好的线性关系，突出了光电特性的均匀性和图案化过程的可靠性。这对于进一步规模化和集成光电子应用至关重要。光电探测器的另一个关键参数是带宽，作者的设备在高达5 kHz的频率下表现出高速响应，上升和下降时间均在100微秒范围内，估计的3 dB带宽至少为4 kHz，足以满足高帧率成像或生物光体积描记传感器的需求。图3中的光谱响应度信号及外量子效率（EQE）数据使用卓立汉光公司的DSR300微纳器件光谱响应度测试系统测试得到。其功能全面，提供多种重要参数测试。系统集成高精度光谱扫描，光电流扫描以及光响应速率测试。40μm探测光斑，实现百微米级探测器的绝对光谱祥响应度测量，能满足不同探测器测试功能的要求，是微纳器件研究的优选。成像传感作者将光电导体技术应用于光学成像，首先将其作为单像素传感器，通过2D电机舞台进行光栅扫描模式下的成像。利用阴影掩模技术，将天鹅图案直接投影到光电导体上。在可见光、近红外和短波红外光照射下，成功获得了天鹅形状的光电流图，证明了材料和器件的灵敏度和稳定性，适用于多光谱成像。进一步，作者制造了一个28×12像素的光电探测器阵列，用于焦平面阵列（FPA）成像，这是一种无需移动部件的成像技术。通过金属条定义通道，制作了高密度且性能一致的光电探测器。所有336个探测器的光电性能均一，表明了在1伏偏压和520纳米照明下，暗电流和开关比高度一致。通过阴影掩模将“B”、“I”和“T”字母图案投影并由探测器阵列成像，验证了电学重建简单光学图案的可行性。此外，使用1342纳米短波红外激光成功成像了复杂的蝴蝶图案，展示了在红外成像方面的潜力。图4. 单像素成像传感系统。(a) 单像素成像传感系统的示意图。(b) 在白光（7.9 mW cm-2）、520纳米（0.1 W cm-2）、1060纳米（0.08 W cm-2）和1342纳米（0.15 W cm-2）波长下获得的单像素成像系统的图像。(c) 在图bi中，X = 1、-1、-2.5和-3毫米位置下，用箭头指示的相应电流轮廓。(d) 在图bii-iv中，X = -2.5毫米位置下，用箭头指示的在不同波长下的相应电流轮廓。尽管这些研究还处于初步阶段，但作者已经证明了这种方法在光电传感各种形状和多光谱图像图案方面的可行性，为解决当前宽带和红外成像领域的挑战提供了环保的解决方案。总结在这项研究中，作者开发了一种新颖的方法，涉及任意图案化和种子辅助半导体生长，成功制造了花状AgBiS2纳米结构，这些结构在微米或宏观尺度上形成了指定的图案。直接在5微米线结构上制造了一个原型光电导体，显示出宽带（320纳米至2200纳米）、灵敏（Rpeak = 1.56 A·W-1）和快速（小于100微秒）的光响应，有用于多光谱/短波红外光电探测和高质量光电子传感的潜力。同时采用了单像素光栅扫描和28×12焦平面阵列成像来展示光学信号矩阵的可靠和清晰电学再现。此外，由于AgBiS2纳米花自包装在“岛桥”配置中的可图案化微结构上，构建了一个柔性光电探测器，展示了出色的鲁棒性和功能性。这项工作提供了简单、环保、低温的解决方案，以应对当前非侵入性微加工和半导体任意图案化的挑战，以及具有新形式因素的宽带光电探测等，这对于下一代可扩展和可穿戴光电子传感技术的发展至关重要。北京理工大学王卓然老师简介王卓然，北京理工大学集成电路与电子学院教授/博导，国家级青年人才，北京理工大学“特立青年学者”，欧盟“玛丽居里学者”。9年海外经历，西班牙光子科学研究所ICFO独立研究员/博士后（师从菲涅尔奖得主Gerasimos Konstantatos），加拿大麦吉尔大学（QS排名世界31）博士后/博士，具有材料工程（博士）、物理电子学（硕士）、光电信息工程（学士）的多学科专业背景，主持国家自然科学基金，曾主持/参与多项欧盟ERC与加拿大NSERC研究项目，担任Nano-Micro Letters期刊青年编委，Electronics客座编辑。相关产品推荐本研究采用的是北京卓立汉光仪器有限公司DSR300微纳器件光谱响应度测试系统，如需了解该产品，欢迎咨询。产品链接：https://www.zolix.com.cn/Product_desc/1175_1495.html免责声明北京卓立汉光仪器有限公司公众号所发布内容（含图片）来源于原作者提供或原文授权转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有，北京卓立汉光仪器有限公司发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们联系，会第一时间及时处理。我们力求数据严谨准确，如有任何疑问，敬请读者不吝赐教。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。

介于皮秒到纳秒之间的超快发光过程的探测，可以帮助我们从微观上更加深入地认识和探索瞬息万变的自然界。人眼能够识别的画面流动速度是每秒23张左右，一般的高速摄像机采集速度可达每秒上万帧，有些超高速摄像机已经可以实现每秒数十万帧图像采集。条纹相机的时间分辨率能到几个皮秒，也就意味着它可以拍到万亿分之几秒内的图像，这个时间尺度足以捕捉到化学反应中超快反应过程中的变化。T-lab型条纹相机是卓立汉光面向普通科研市场推出的通用扫描型条纹相机。采用国际先进的高频条纹变像管，扫描频率最高可达200MHz以上. 最小时间分辨率为2ps。该产品集成了单次触发扫描模块与高频扫描模块，不再受限于国外严格的出口管制，在极大降低用户使用难度的基础上，拓宽了条纹相机的使用范围，解决了中国条纹相机这一高端科学仪器受制于人的窘境。T-lab条纹相机作为具备高时间分辨（皮秒）与高空间分辨（微米）的瞬态光学过程测量仪器，条纹相机既可直接用来测量超短光脉冲辐射的强度-时间-空间关联波形，也可以作为高时间分辨的图像记录设备和其它仪器，如显微镜、光谱仪等，构成联合诊断系统，实现超快空间-强度-时间分辨或光谱-强度-时间分辨的关联参数测量，是超快光化学、光物理、荧光过程、超短激光技术等领域研究的关键工具。钙钛矿超快放大自发辐射(ASE)过程监测T-lab条纹相机配合卓立汉光的光谱测试系统，可实现200nm到900nm光谱范围高灵敏时域光谱测量，进一步使得条纹相机真正实现了通用化，走进普通实验室。浙江大学温州研究院显微超快时间分辨光谱测试系统上图为浙江大学温州研究院叶志镇院士/何海平教授课题组于2022年安装的一套显微共聚焦超快时间分辨荧光测试系统，系统主要组成部分为飞秒激光器、FLIM显微系统、条纹相机、CCD和显微低温系统。课题组主要研究方向为钙钛矿的载流子复合、激子行为、激射特性，以及钙钛矿的结晶过程。2024年叶院士课题组在钙钛矿显示器、钙钛矿量子点、纯红光及纯蓝光钙钛矿激光上研究上取得进展，相关成果发表在诸多国际著名期刊上。以下对课题组在2024年在钙钛矿研究领域所取得的成果进行了梳理，文章中均使用到了卓立汉光条纹相机和稳态瞬态荧光光谱仪。我们也期待这些走进普通实验室里的国产高端仪器能为科研工作者提供更有利的武器，为科技强国助力。外延生长钙钛矿异质结构实现高性能光电探测器叶院士团队通过气相外延生长构建了具有Type2型能带结构的CdS/CsPbBr3异质结，并且通过晶格匹配限制CsPbBr3外延生长取向，实现了在CdS纳米带表面外延取向均一的CsPbBr3金字塔结构。该工作通过观测CdS/CsPbBr3异质界面和纯CsPbBr3的荧光寿命证明了CdS/CsPbBr3异质界面对光生载流子有分离作用，可以抑制辐射复合过程。此外，理论计算表明CdS纳米带/CsPbBr3金字塔结构可将入射光约束在异质界面区域。CdS/CsPbBr3异质结构的这些特性对提升光电探测性能具有重要帮助。最终，基于CdS/CsPbBr3异质结的光电探测器表现出超高的光电响应能力，包括：2.14×105开关比、4.07×104 A/W响应度、1.36×1013 Jones探测率等。Type2型能带结构的CdS/CsPbBr3异质结对光生载流子的分离作用(ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, 16, 19742−19750)可用于液晶显示及X射线成像的钙钛矿复合材料叶院士课题组开发了一种改良的固态煅烧方法，实现了钙钛矿量子点表面钝化和封装一体化，提升了固态煅烧制备钙钛矿量子点的光效和光、热稳定性，并进一步将这些量子点应用于宽色域液晶显示和高灵敏度X射线探测中。该工作通过用3-（癸基二甲基铵）-丙烷磺酸盐内盐（DPSI）钝化CsPbBr3量子点表面，并进一步用二氧化硅模板（MS）封装这些量子点，获得了具有93.2%高光致发光量子产率的超稳定CsPbBr3-DPSI/MS纳米复合材料。该材料与KSF荧光粉共同作用在液晶显示器的背光模块中，可以实现111.7%NTSC的宽色域显示性能。此外，这些CsPbBr3-DPSI/MS材料表现出优异的X射线探测性能，实现了16 lp/mm的X射线成像空间分辨率和339 nGyair/s的低检测极限。DPSI钝化抑制浅能级缺陷提升量子点光效(J. Mater. Chem. C, 2024, 12, 3465)准二维钙钛矿薄膜中长期空气稳定的放大自发辐射为了寻找合适的长链胺配体实现兼具优异空气稳定性和低阈值的激射性能的准二维钙钛矿薄膜，叶院士团队为比较了几种常见长链胺配体的准二维钙钛矿薄膜的空气稳定性，发现基于辛基胺配体的准二维钙钛矿薄膜（OA-CsPbBr3薄膜）表现出优异的空气稳定性，进一步探究其机理发现空气稳定性可以归因于良好的取向分布使得疏水的有机胺配体分布在钙钛矿薄膜表面。最终，OA-CsPbBr3薄膜表现出高性能的低阈值放大自发辐射（ASE），同时表现出优异的空气稳定性，在环境空气中放置8个月依然可以保持稳定的ASE输出。研究结果证实了OA-CsPbBr3薄膜在空气中长期运行的鲁棒激光增益介质方面的巨大潜力，也为提升铅卤钙钛矿薄膜稳定性提供了新的见解。OA-CsPbBr3薄膜中低阈值、空气稳定的放大自发辐射(J. Mater. Chem. C, 2024, 12, 8119 )基于束缚激子的高性能蓝色钙钛矿激光钙钛矿薄膜实现蓝色激光仍十分困难，叶院士团队针对这一难题，提出了一种缺陷工程策略，通过辛基溴化铵（OABr）添加剂在全无机Rb/Cs混合钙钛矿薄膜中引入深能级缺陷，并基于该缺陷形成束缚激子，最终基于束缚激子在高缺陷密度的钙钛矿薄膜中实现了高性能的蓝光放大自发辐射（ASE），阈值低至13.5 μJ/cm2，净增益系数高达744.7 cm-1。在高性能钙钛矿薄膜增益介质的基础上，进一步构筑垂直腔面发射激光器并实现了482 nm的单纵模蓝色激光。这项工作不仅展示了一种制备高性能钙钛矿蓝色激光增益介质的简便方法，同时也提出了一种基于束缚激子实现受激辐射的机制，证实了缺陷可以被有效利用，为实现高性能蓝色激光提供了新的思路。       基于束缚激子的高性能蓝光放大自发辐射(ACS Nano 2024 18 (34), 23457-23467)

2024年，卓立汉光迎来成立25周年的重要时刻，为回馈广大用户的支持与厚爱，公司特别推出“卓立汉光25周年系列活动”。其中，视点前沿名人专访成为系列活动的一大亮点，旨在通过卓立汉光的平台，让更多人了解光电前沿技术与人物，推动光电行业的发展。在冯教授那充满智慧与经验的访谈中，一场关于科研梦想、学术探索与未来科技蓝图的对话即将拉开帷幕。我们将跟随镜头，聆听冯教授如何在科研的日日夜夜中，不断突破科学边界，推动技术创新的步伐。同时，冯教授还将分享他对科研成果产业化的独到见解以及科技前沿的无限可能。科研逐梦路：求学、职业旅程与科研风采冯教授的学术旅程丰富多彩，从北京大学物理系本科到美国匹兹堡大学博士，再到亚特兰大的Georgia Institute of Technology从事博士后研究，他的足迹遍布全球。冯教授在宽禁带半导体材料领域深耕多年，对氧化锌、碳化硅等材料体系有着深入的研究。在访谈中，冯教授分享了他的求学经历和研究经历，以及他在科研道路上的心得体会。谈科研成果转化：从理论到实践的跨越与策略冯哲川教授就科研成果的转化问题表达了自己的深刻见解与未来规划。他强调，科研成果的转化不仅是学术研究的自然延伸，更是推动科技进步、促进社会经济发展的关键力量。 冯教授指出，科研人员应当超越单纯追求论文发表的局限，致力于将研究成果转化为具有实际应用价值的产品或服务。他分享了自己在广西大学期间，如何通过与卓立汉光合作，推动光电子领域研究工作的发展。详解宽禁带半导体材料在科技领域的实际应用与创新在深入探讨其研究领域时，冯教授详细阐述了宽禁带半导体材料如何在实际科技领域中发挥重要作用，并分享了数个具体案例，展现了这些材料在提升科技应用性能方面的巨大潜力。 冯教授特别提到了卓立汉光等企业提供的高性能光谱仪在研究中发挥的关键作用，这些设备为他们的研究工作提供了强有力的支持。国产仪器科研设备：从跟跑到领跑的自主创新之路冯教授强调，国产科研设备的自主研发和创新是推动科技进步的关键。 他认为，国产仪器企业的目标不仅是跟随国际步伐，更要逐步实现并跑乃至领跑，让“卡脖子”技术成为过去式。冯教授对卓立汉光的各类光谱仪给予了高度评价，并建议公司向海外推广这些产品，以满足全球科研和产业的需求。卓立汉光 25 周年祝福语期望值此卓立汉光成立二十五周年的重要时刻，冯哲川教授作为长期合作伙伴与用户，向卓立汉光送上了诚挚的祝福与深切的期望。冯教授衷心祝愿卓立汉光在二十五年的基础上，百尺竿头更进一步，迈向更加辉煌灿烂的未来。采访感言：深感荣幸能聆听到冯哲川教授分享的宝贵经验和独到见解，坚信在不久的将来，卓立汉光将与科研人共同见证国产科技在这片领域绽放出的璀璨光芒，体验更多由创新引领的奇迹。教授简介冯哲川，男，博士，华中科技大学访问教授，博士生导师。冯哲川教授一直从事半导体生长、半导体工艺、器件制备及测试、半导体激光及波导光学的相关研究和教学工作.1988年至1992年冯教授在Emory大学任教，1992年至1994年在Singapore国立大学工作，1995年在美国乔治亚理工学院，1995年至1997年在EMCORE公司，1998年至2001年在Singapore材料研究及工程学院，2001年至2002年在Axcel光子公司，2002至2003年在美国乔治亚理工学院工作。在每个地方冯教授都获得了丰硕的成果。自2003年8月起，冯教授成为台湾大学光电所暨电机系的教授，现在的研究主要着重在MOCVD的生长和氮化物、ZnO和SiC宽带隙半导体的研究，其中也包括III-V材料和纳米材料/器件的研究。出版了六本关于先进化合物半导体材料和微观结构、多孔硅、碳化硅和三价氮化物的外文书.发表文章300余篇,一半被SCI收录，被引用次数超过1200次。

2024年，卓立汉光迎来成立25周年的重要时刻，为回馈广大用户的支持与厚爱，公司特别推出“卓立汉光25周年系列活动”。其中，视点前沿名人专访成为系列活动的一大亮点，旨在通过卓立汉光的平台，让更多人了解光电前沿技术与人物，推动光电行业的发展。近期，北京卓立汉光仪器有限公司董磊副总经理携团队前往华中科技大学采访郭连波教授。郭教授作为LIBS技术领域的资深专家，他的研究对于推动该技术的发展具有重要意义。在郭教授那充满创新与活力的实验室里，一场关于科研梦想、实验室探索与未来科技蓝图的对话即将拉开帷幕。我们将跟随镜头，聆听郭教授如何在实验室的日日夜夜中，不断突破科学边界，推动技术创新的步伐。同时，郭教授还将分享他对LIBS技术产业化的独到见解以及科技前沿的无限可能。科研逐梦路：求学、职业旅程与科研风采郭教授首先介绍了自己的求学经历和研究背景，他于2008年在华中科技大学光电学院攻读光学工程博士研究生，并开始从事激光诱导计算光谱(LIBS)技术的研究。郭教授分享了他如何通过与国际专家的合作，将LIBS技术引入自己的研究领域，并在国家重大科学仪器设备开发专项的支持下，带领团队开发了一系列LIBS设备。谈科研成果转化：从理论到实践的跨越与策略郭教授强调了LIBS技术在多个领域的应用潜力，包括环境监测、水质分析、生物医学和材料制造等。他详细介绍了实验室在这些领域的研究项目，并分享了与企业合作将研究成果转化为实际应用的经验。详解LIBS技术在多领域的实际应用与创新郭教授详细介绍了LIBS技术在煤质污染物检测、水质分析和激光制造领域的应用案例。他分享了实验室如何通过跨学科合作，将LIBS技术与其它技术相结合，以实现更精准、快速的检测。国产仪器LIBS设备：从跟跑到领跑的自主创新之路郭教授讨论了国产LIBS设备的发展现状和未来趋势。他指出，随着国内研究者和企业的共同努力，LIBS技术有望在未来几年内实现突破性进展，并在国际舞台上占据领先地位。二十五周年祝福：共同迈向更加辉煌的未来在卓立汉光成立二十五周年之际，郭教授送上了诚挚的祝福。他希望卓立汉光能继续支持科研工作，推动LIBS技术的发展，并与国内外的研究团队和企业携手合作，共同创造更加辉煌的未来。采访感言：通过与郭连波教授的深入交流，我们对LIBS技术有了更全面的认识，并对其在多个领域的应用前景感到兴奋。郭教授的科研经历和对技术发展的深刻见解，为我们提供了宝贵的学习机会。我们期待郭教授的团队在未来能够取得更多突破性成果，并为科技进步做出更大的贡献。郭连波教授简介郭连波，华中科技大学软件学院教授/博导，院长助理，武汉光电国家研究中心双聘教授兼激光研究部副主任/副书记，激光光谱与智能感知团队负责人，国家重点研发计划项目首席科学家，现任中国光学工程学会LIBS专业委员会常务委员、中国光学工程学会第一届光谱技术及应用专业委员会青年工作组组长，中国光学学会激光光谱学专业委员会委员、激光加工专业委员会委员，湖北省仪器仪表学会常务理事、湖北省青年科技协会理事。入选重庆巴渝学者教授，武汉市3551创新创业高层次人才，苏州市姑苏创新创业领军人才等。担任Atomic Spectroscopy 等国际期刊编委，及ACS sensor、 Anal. Chem.、OE和OL等国际期刊审稿人。主要从事LIBS 、激光探针多模态智能感知等研究。先后主持和参与国家重点研发计划、国家重大科学仪器设备开发专项、变革性重点研发计划、国家自然科学基金面上项目等20多项。以第一/通讯作者在Adv. Func. Mater., Infor. Fusion, Anal. Chem.等期刊上发表SCI论文100多篇，它引1300多次，H指数26；授权发明专利20件，其中国际专利2件。主编激光诱导击穿光谱中文专著2部，参编Laser induced breakdown Spectroscopy英文专著1部；获湖北省科学技术进步奖一等奖，中国电子学会科学技术进步奖一等奖，中国光学工程学会首届LIBS青年科学家奖。

2024年，卓立汉光迎来成立25周年的重要时刻，为回馈广大用户的支持与厚爱，公司特别推出“卓立汉光25周年系列活动”。其中，视点前沿名人专访成为系列活动的一大亮点，旨在通过卓立汉光的平台，让更多人了解光电前沿技术与人物，推动光电行业的发展。近期， 北京卓立汉光仪器有限公司董磊副总经理携团队前往华中科技大学采访卢新培教授。卢教授作为等离子体技术领域的资深专家，他的研究对于推动该技术的发展具有重要意义。在卢教授那充满创新与活力的实验室里，一场关于科研梦想、实验室探索与未来科技蓝图的对话即将拉开帷幕。我们将跟随镜头，聆听卢教授如何在实验室的日日夜夜中，不断突破科学边界，推动技术创新的步伐。同时，卢教授还将分享他对等离子体技术产业化的独到见解以及科技前沿的无限可能。科研逐梦路：求学、职业旅程与科研风采卢教授首先介绍了自己的求学经历和研究背景，他于2007年回国组建了低温等离子体实验室。从最初的两名学生发展到现在拥有四名教师和三十多名学生的团队。卢教授的团队专注于大气压等离子体技术的研究，主要应用于生物医学和能源转化两大领域。谈科研成果转化：从理论到实践的跨越与策略卢教授详细介绍了等离子体技术在生物医学领域的应用，如根管治疗中的细菌杀灭，以及在能源转化领域的应用，如风能和光能的储存。他强调了等离子体技术在实际应用中的重要性和潜力。详解等离子体技术在多领域的实际应用与创新卢教授分享了等离子体技术在不同领域的应用案例，包括医疗、能源和材料制造等。他讨论了等离子体技术的优势，如其高活性和能够产生的特定化学活性物质，以及在不同应用中所需的不同等离子体操作模式。国产仪器等离子体设备：从跟跑到领跑的自主创新之路卢教授讨论了国产等离子体设备的发展现状和未来趋势。他指出，随着国内研究者和企业的共同努力，等离子体技术有望在未来几年内实现突破性进展，并在国际舞台上占据领先地位。二十五周年祝福：共同迈向更加辉煌的未来在卓立汉光成立二十五周年之际，卢教授送上了诚挚的祝福。他希望卓立汉光能继续支持科研工作，推动等离子体技术的发展，并与国内外的研究团队和企业携手合作，共同创造更加辉煌的未来。采访感言：通过与卢新培教授的深入交流，我们对等离子体技术有了更全面的认识，并对其在多个领域的应用前景感到兴奋。卢教授的科研经历和对技术发展的深刻见解，为我们提供了宝贵的学习机会。我们期待卢教授的团队在未来能够取得更多突破性成果，并为科技进步做出更大的贡献。卢新培教授简介卢新培，长江学者特聘教授，国家杰出青年基金获得者。主要的研究方向包括（1）气体放电，水中放电，气液两相放电物理基础研究；（2）低温等离子体在能源、环境、及生物医学方面的应用研究；（3）各种高压脉冲电源的研制。以第一作者和通讯作者发表SCI论文180余篇，包括Physics Reports 2篇，Google他引17000余次。H因子65。从2014以来连续入选爱思唯尔 (Elsevier)中国高被引学者榜单，及斯坦福大学世界Top 2% Most-cited科学家榜单。英文专著一部，中文专著“大气压等离子体射流：I物理基础，II生物医学应用”两部。授权发明专利18项。

2024年，卓立汉光迎来成立25周年的重要时刻，为回馈广大用户的支持与厚爱，公司特别推出“卓立汉光25周年系列活动”。其中，视点前沿名人专访成为系列活动的一大亮点，旨在通过卓立汉光的平台，让更多人了解光电前沿技术与人物，推动光电行业的发展。在宋教授那充满温馨与智慧的实验室里，一场关于科研梦想、实验室探索与未来科技蓝图的对话即将拉开帷幕。我们将跟随镜头，聆听宋教授如何在实验室的日日夜夜中，不断突破科学边界，推动技术创新的步伐。同时 ，宋教授还将分享他对科研成果产业化的独到见解以及科技前沿的无限可能。科研逐梦路：求学、职业旅程与科研风采宋教授毕业于郑州大学，并赴南京理工大学深造，至今已深耕显示与新材料领域多年。去年正式加入郑州大学物理学院，专注于量子点材料的研究。目前宋教授的实验室位于郑州大学，课题组致力于钙钛矿量子点材料的制备、发光研究以及器件的开发。在这里，教授与卓立汉光等优秀企业紧密合作，共同推动科技进步。谈科研成果转化：从理论到实践的跨越与策略宋继中教授就科研成果的转化问题表达了自己的深刻见解与未来规划。他强调， 科研成果的转化不仅是学术研究的自然延伸，更是推动科技进步、促进社会经济发展的关键力量。 宋教授指出，科研人员应当超越单纯追求论文发表的局限，致力于将研究成果转化为具有实际应用价值的产品或服务。具体到实施路径，若研发的是新材料，则期望它能真正进入市场应用；若是实验仪器，则希望能逐步被高校及研究机构采纳使用，从而真正转化为生产力，回馈社会。 宋教授团队正聚焦于量子点发光器件的研发与产业化，致力于提供高质量的系统解决方案。 他表示，团队将采取开放合作的策略，通过授权转化、联合研发等多种模式，加速科研成果向市场的转化进程。此外，他还特别提到了郑州大学科技成果转化部门，在促进科研成果转化方面所发挥的重要作用，为科研人员提供了强有力的支持与保障。详解量子点材料在显示领域的实际应用与创新在深入探讨其研究领域时，宋教授详细阐述了 量子点材料如何在实际显示领域中发挥重要作用，并分享了数个具体案例，展现了这些材料在提升显示技术性能方面的巨大潜力。首先，针对液晶显示色域提升的需求，宋教授与团队合作，成功研发了基于量子点的颜色转换膜。该技术能够显著提高液晶显示的色域，为用户带来更加丰富和真实的色彩体验。另一方面，在量子点电致发光技术领域，宋教授与团队携手，共同承担了多项科研项目。面对量子点显示中常见的效率和稳定性问题，他们通过材料创新与器件结构的优化，成功提升了量子点发光效率和稳定性。特别是团队开发的钙钛矿量子点材料，为显示技术的未来发展开辟了新途径。双方合作不仅实现了方法论与实验系统的完美结合，还推动了量子点显示技术在科研和产业中的应用。此外，宋教授还提到了卓立汉光等企业提供的高性能设备在研究中发挥的关键作用。这些设备为他们的研究工作提供了强有力的支持，也为未来技术的进一步升级与推广奠定了坚实基础。展望未来，宋教授表示将继续深化量子点材料的研发工作，并积极探索其在显示产业及科研领域的推广应用，以推动相关领域的科技进步与发展。国产仪器显示技术：从跟跑到领跑的自主创新之路在当前的国际贸易环境与科技格局中，高性能科研设备如激光器、国产CCD成像组件及精密传感器等，在推动科研进步中扮演着举足轻重的角色。然而，面对国际环境的复杂多变及技术壁垒，我国科研领域时常遭遇关键部件获取难题，如芯片供应受限。宋教授强调，这些挑战虽带来不便，却也激发了国内科研团队走向自主研发与创新的决心。他认为，国产化进程的核心在于掌握核心技术，这是确保科技自主与提升国际竞争力的基石。正如华为等企业在芯片领域的成功突破，国产仪器行业也需秉持同样精神，坚定信念，在各自的专业领域内深耕细作。从量子点材料、探头到显示技术，每一环节的自主研发都是对“国产替代”战略的贡献。国产仪器企业的目标不仅是跟随国际步伐，更要逐步实现并跑乃至领跑，让“卡脖子”技术成为过去式。这不仅是对国家科技自立自强的有力支持，也是对全球科技格局的积极塑造。展望未来，宋教授充满信心地表示，随着全球科技竞争的白热化及我国科研实力的持续提升，国产科研设备将扮演更加重要的角色，为我国科技进步和产业发展注入强劲动力。这不仅是对自身实力的证明，更是向世界展示中国科技创新实力的有力宣言。卓立汉光25周年祝福语期望值此卓立汉光成立二十五周年的重要时刻，宋继中教授作为长期合作伙伴与用户，向卓立汉光送上了诚挚的祝福与深切的期望，作为合作伙伴与用户，从中受益匪浅。在此， 宋教授衷心祝愿卓立汉光生日快乐，愿其着力于未来，也能够不断的闪闪发光。采访感言：深感荣幸能聆听到宋继中教授分享的宝贵经验和独到见解，坚信在不久的将来，卓立汉光将与科研人共同见证国产科技在这片领域绽放出的璀璨光芒，体验更多由创新引领的奇迹。教授简介宋继中，河南郑州人，1984年生。本科毕业于郑州大学，曾在显示面板公司-友达光电从事OLED研发，目前为郑州大学物理学院教授。近年来致力于发光显示材料及器件教学及科学研究。在发光显示领域，首次实现了铯铅卤量子点的电致发光，被Science、Nature Nanotechnology等评价为“首次（first）发展”、“发起了（initiated）”、“开启了（opened）”该LED体系。研究成果在Nature Photonics、Advanced Materials、Nature Communications、Angewandte Chemie International Editioin等期刊上发表SCI论文80余篇，被SCI他引12000余次，授权国家发明专利20项。获国家优秀青年基金、江苏省杰出青年基金、江苏省颗粒学会创新奖特等奖、中国新锐科技人物卓越影响奖等科技奖励和荣誉。2015、2017年连续指导第十四届（一等奖）、第十五届（特等奖）“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛，获第十五届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛优秀指导教师奖。

2024年，卓立汉光迎来成立25周年的重要时刻，为回馈广大用户的支持与厚爱，公司特别推出“卓立汉光25周年系列活动”。其中，视点前沿名人专访成为系列活动的一大亮点，旨在通过卓立汉光的平台，让更多人了解光电前沿技术与人物，推动光电行业的发展。近期，北京卓立汉光仪器有限公司董磊副总经理携团队前往众韦光电科技采访戴宏伟博士。戴博士作为众韦光电的首席科学家，带领团队在光电测试系统领域取得了显著成就。在戴博士那充满创新与活力的工作室内，一场关于科研创新、企业成长与未来科技蓝图的对话即将拉开帷幕。我们将跟随镜头，聆听戴博士如何带领团队在光电测试系统领域不断突破，推动技术创新的步伐。同时 ，戴博士还将分享他对国产科研设备发展的见解以及对未来科技的展望。科研创新路：众韦光电的发展历程与产品介绍戴博士首先介绍了众韦光电的基本情况，公司主要产品分为两大类：微区光电测试系统和磁光测试系统。微区光电测试系统能够进行拉曼光谱、荧光、荧光寿命成像等测试，具有全自动操作的特点，旨在减轻用户使用负担，降低学习成本。磁光测试系统则专注于强磁场和低温环境下的光伏测试，展现了众韦光电在科研设备领域的专业性。谈国产科研设备的发展：从实验室到市场的跨越戴博士分享了众韦光电在将实验室技术转化为市场产品的心路历程。他指出，将实验室的原始技术转化为用户友好的产品是一个充满挑战的过程，需要不断地在设备性能参数和自动化之间进行权衡。众韦光电致力于提供全自动化的测试服务，以满足不同用户的需求。合作展望：众韦光电与卓立汉光的携手前行戴博士对与卓立汉光的合作充满期待。他认为，双方在技术、市场和生产能力上的互补性将推动国产科研设备的发展。通过合作，众韦光电可以集中精力研发更优质的产品，而卓立汉光则可以利用其强大的销售网络帮助推广这些产品。二十五周年祝福：共同迈向更加辉煌的未来在卓立汉光成立二十五周年之际，戴博士送上了诚挚的祝福。他希望这个里程碑能够成为国产科研设备向世界展示实力的起点，并期待在未来的合作中，众韦光电和卓立汉光能够共同成长，为全球科研工作者提供更多优质的设备。采访感言：通过与戴宏伟博士的深入交流，我们感受到了他对科研创新的热情和对国产科研设备发展的坚定信念。众韦光电的发展历程充分展示了创新的力量，以及与合作伙伴携手共进的重要性。我们期待众韦光电在未来能够继续推动科技进步，为科研领域带来更多突破性的成果。同时，我们也期待卓立汉光在未来的日子里，继续秉持初心，勇往直前，事业蒸蒸日上，再创辉煌。戴宏伟博士简介戴宏伟，男，博士，众韦光电科技首席科学家，长期从事光电测试系统的研发工作。他在光电测试领域拥有丰富的经验，带领团队成功开发了多款高性能科研设备。戴博士的研究成果不仅推动了众韦光电的成长，也为国产科研设备的发展做出了重要贡献。

随着科技的飞速发展，光电应用与材料领域正不断涌现出令人瞩目的新知识和技术与新应用，为响应国家号召，作为光电行业的领军企业，北京卓立汉光仪器有限公司积极承担社会责任，特别策划并推出《名家专栏》系列技术与应用新闻专栏，该专栏汇聚激光物理、拉曼光谱、等离子体、电化学、量子理论及激光诱导击穿光谱等多领域系列，全系列专栏共计36篇，深入剖析前沿科技，为读者带来专业而丰富的知识盛宴，为广大科研工作者提供一个交流与学习的平台。《名家专栏》拉曼光谱系列专栏第二期，邀请四川大学原子与分子物理研究所雷力老师、王扬斌老师，对SERS现象的产生、增强机制和应用做详细分享。SERS现象由于拉曼信号本质上很弱且常常受到其它信号的干扰和削弱，科学家们不断探索使拉曼信号更强和更容易检测的方法。表面增强拉曼散射（Surface-enhanced Raman Scattering，简称SERS）就是其中一种，它利用了具有等离子体性质的纳米结构的光学特性，使得位于等离子体金属纳米结构附近的目标分子的拉曼信号显著增强。SERS技术提高了拉曼光谱的灵敏度，通过增强拉曼散射和荧光猝灭（消除荧光背景）,可以将拉曼信号提高近1010-15倍，等离子体纳米材料的极高灵敏度、分子特异性以及拉曼光谱的协同作用使SERS成为一种灵敏、快速、无损、强大的分析技术。由于其超高灵敏度和选择性，SERS在表面和界面化学、催化、纳米技术、生物学、生物医学、食品科学、环境分析等领域有着广泛的应用。基本上，SERS分析吸附在特制金属表面上的分子。这种金属表面应具有等离子性能：在金属与介电材料（如空气）的界面上，激光的入射光与金属的自由电子相互作用，产生共振相互作用，产生电子的振荡密度波，称为等离子体。SERS现象的产生需要满足以下两个条件: (1) SERS活性基底。通常情况下，采用具有粗糙结构的Au、 Ag等贵金属纳米材料或TiO2、Cu20和MoS2 等半导体材料作为增强基底； (2) 基底与探针分子间的距离非常小，一般小于 10 nm。SERS增强机制自1974年发现SERS现象以来，其增强机制至今还尚未明确统一，存在不少争议。目前，电磁增强机制（EM）和化学增强机制（CM）是研究者较为认可的两种增强机制。其中EM对整个SERS增强效应起主导作用，EF增强因子可达105 - 106倍，而来自CM的贡献仅有10 - 103倍。电磁增强有两个方面的贡献：局部场增强和再辐射增强。电磁增强与分子类型无关，而依赖于基底及其粗糙度。化学增强机制也被称为电荷转移增强机制，主要源于探针分子与基底间的电荷转移引起分子的电子结构的改变，促进分子极化率的提高，从而增大拉曼散射信号。其增强能力取决于分析物自身的电子特性，通过诱导偶极子使分子的极化率增大，因此，化学增强机制比电磁场增强机制的贡献小很多。SERS的应用 单分子检测：SERS技术可以实现超低浓度溶液和超薄薄膜中的分子检测，最近在表面科学，分析化学，纳米技术等领域引起广泛关注。化学及工业：表面增强拉曼光谱是研究电极化学界面结构、吸附、反应的一种重要谱学工具，作为一种灵敏度很高的表征手段，SERS因为能直接研究物质在胶体上的吸附行为而得到广泛的应用。生物、医学体系：SERS作为一种增强拉曼光谱技术，在研究生物分子的结构和构象方面发挥着重要作用，大量的研究人员利用SERS解决了生物化学，生物物理和分子生物学中的许多问题，包括提供分子的特殊基团与界面的相互作用、生物分子与金属的键合方式等等。基于SERS的生物测定法可以诊断癌症、心血管疾病和传染病等。纳米材料：SERS可以避开本体覆盖层的干扰，直接对聚合物、金属界面的结构进行高灵敏度和专一性的检测，找出聚合物分子在金属表面的去向以及几何形态，扩展聚合物在金属防腐中的应用，弄清金属粘接以及集合物在表面的光化学反应等。联用技术与传感器：SERS的高灵敏高分辨率使得它在传感方面有强大优势和潜力。可以作为色谱及流动注射分析的检测手段，在进行成分分离同时还可以进行各组成分的指纹鉴定，对于天然有机物、违禁药物等分析有重要意义。作者：雷力，常雪，王扬斌作者单位：四川大学原子与分子物理研究所雷力，四川大学原子与分子物理研究所研究员，博士生导师，主要开展高压谱学研究。现任中文核心期刊《光散射学报》常务副主编、编辑部主任，《高压物理学报》编委，中国物理学会光散射专业委员会委员，中国化学学会高压化学专业委员会委员。进一步了解可百度/必应搜索关键词：“广义压强”、“熊猫氮”，“高压耦联”、“高压乐队”。免责说明 北京卓立汉光仪器有限公司公众号所发布内容（含图片）来源于原作者提供或原文授权转载。文 章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有，北京卓立汉光仪器有限公司发布及转载目的在于传递 更多信息及用于网络分享。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们联系，会第一时间及时处理。我们力求数据严谨准确， 如有任何疑问，敬请读者不吝赐教。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。

‍‍一、光通信定义光通信是以光信号为信息载体的通信方式，其在电通信的基础上发展而来。相比于传统的电通信，光通信具有巨大传输带宽、极低传输损耗、较低成本和高保真等优势，光通信系统作为信息基础设施，在世界上得到了充分发展和大量应用。光通信就是以光波为载波的通信。增加光路带宽的方法有两种：一是提高光纤的单信道传输速率；二是增加单光纤中传输的波长数，即波分复用技术（WDM）。 光通信产业链分上中下游，上游主要是核心零部件环节包括光芯片、光组件、电芯片，中游包括光器件、光模块和光纤光缆，下游按应用场景分为电信市场和数通市场。二、光纤耦合光纤耦合，即通过调整光纤、波导等光学器件，使得光从一种光学器件进入另外一种光学器件的过程。随着光通信的大力发展，光纤、波导等器件的应用越来越广泛，各种光纤有源、无源器件的生产、制备、加工等要求也越来越高。由于光纤的芯径较小，所以在进行耦合、连接时，操作的设备需要有较高的灵敏度和稳定性。卓立汉光一直以来致力于光纤耦合设备的研究，包括:光纤耦合过程中高精密的滑台组件、各种光器件的夹持组件、以及其他配套附件产品等。下图为典型的“光纤-光波导-光纤”的手动耦合案例。其中用到UFP系列的滑台NXP挠性高精度耦合台：1、精度高适用于亚微米级分辨率的应用。对于纳米定位应用，提供内置压电驱动器的版本2、NXP系列六轴耦合台，所有旋转轴都具有公共支点，可以减少系统的对准时间3、高稳定性：挠性结构相对于滑台组维的方式，稳定性有极大的提高4、驱动安装简单：手动驱动 / 电动驱动可以快换，可满足空间中不同维度使用混装驱动器NFP系列高精密光纤专用滑台1.主体材料为304不锈钢，稳定性高，耐腐蚀性好2.进口超高精密交叉滚柱捣鼓，保证产品的灵敏度、直线度等关键指标达到国际水平FP系列光纤专用滑台 FP-和FP-XYZTL 是由整体式三维滑台和APFP-T/TL二维倾斜滑台组成，结构紧凑，性价比高，非常适合工业客户的光纤对准，通常左右手成对使用，并配卓立汉光生产的铝合金面包板。三、光通信器件调芯六轴并联机器人加持光通信器件进行多维度调整，通过光功率反馈寻找*高效率的耦合位置。HXP六轴并联机器人6自由度并联设计，空间中彻底自由移动；压电六轴并联机器人压电线性位移台-LS65X.Lab(闭环) 产品特色：超安静运动，20kHz驱动频率65*65mm*13mm紧凑外形设计闭环控制，位置传感支持学型高精度，空间传感分辨率2nm（默认）；0.5nm（adv）,50nm(E)可选可选无磁（NM）、高真空（HV）和超高真空（UHV）版本从市场需求来看，光通信行业在全球范围内都呈现出增长的趋势。随着新一代通信技术、AI、云计算、大数据、物联网等新兴技术的不断发展，光通信技术将会在未来的通信领域中扮演更加重要的角色。预计未来几年，光通信行业将会继续保持快速增长的态势，并在技术、市场、应用等方面迎来更多的发展机遇。‍‍

“第十四届中国纳博会”将于2024年10月23-25日在苏州国际博览中心举行。届时，卓立汉光将携带光谱系列产品以及解决方案参会。期待与您相约在此，共同探讨学术前沿！◀产品推荐▶自动化显微成像模组宽场荧光显微成像模组超高真空光学显微镜/光谱仪测试系统半导体晶圆拉曼光谱测试系统半导体晶圆PL光谱测试系统◀关于会议▶本届纳博会聚焦微纳制造(MEMS)、第三代半导体、精密器件、纳米新材料、柔性印刷电子、能源环保、纳米技术应用、纳米大健康等领域，设立中国国际微纳制造与传感器展、全国柔性与印刷电子展、第三代半导体及应用展、精密检测展团、PEIPC柔性电子创新应用展团、纳米大健康及应用展团等专业展，展商涵盖以上全产业链。会议时间 - 2024年10月23-25日会议地点 - 苏州国际博览中心卓立展位 - B馆309本月更多展会资讯2024年10月25日-28日 广东惠州第十届全国高能量密度物理会议2024年10月25-28日 江苏南京第七届光学青年科学家学术年会2024年10月26-28日  上海中国微米纳米技术学会微纳光学创新论坛2024年10月30-31日  江苏常州化合物半导体先进技术及应用大会

技术介绍等离子体是由大量带电粒子组成的非束缚态宏观体系，组分复杂的粒子在空间中自由移动碰撞，发出的电磁辐射谱覆盖了从红外到真空紫外波段的广阔范围[1]。这一特性反映了等离子体内部复杂的原子和分子过程，也为探究等离子体特性提供了理论依据。利用等离子体光谱诊断技术可以观察到激发态物种的光谱强度、活性物种的相对分布、震动温度以及转动温度等关键参数。这些参数反映了等离子体内部物理和化学过程的动态平衡，在等离子体电子输运过程及化学反应过程中发挥着重要作用[2]，也为优化等离子体技术、提高应用效果提供了重要理论指导。产品应用大气压高压纳秒脉冲DBD实验装置由纳秒高压脉冲电源、等离子体反应器及电极、发射光谱测量系统和配气系统构成，示意图如图1所示。图1：高压纳秒脉冲DBD装置示意图图2：DBD氩气放电发射光谱图图3：DBD氩气放电IsCMOS动画设置高压脉冲电源参数为3kV，2kHz，500ns，Ar气流速3L/min，DBD放电发射光谱如图2所示，由N2(C3Πu-B3Σg)和大量的Ar原子线构成。其中N和O的谱线是由空气扩散到工作气体中造成的。N2(C3Πu-B3Σg)由亚稳态Ar的彭宁效应产生[3]。图3中的放电动画展示了等离子体在强电场和气流作用下由高压电极沿介质表面向地电极的发展过程。图4：DBD空气放电电流电压图图5：DBD空气放电发射光谱图图6：DBD空气放电IsCMOS图像设置高压脉冲电源参数为8kV，2kHz，500ns，大气压空气脉冲DBD放电电流电压图如图4所示，观察到两个放电电流区间，分别是电压脉冲上升沿的正峰和下降沿的负峰。其中，正电流的幅值远高于负电流的幅值，负电流的出现是由于正放电过程中的电荷积累。由于放电回路中存在容性器件，在脉冲的第一个峰值结束后，放电存在多个纳秒级的震荡，持续一段时间后降至零点附近。发射光谱如图5所示，由N2(C3Πu-B3Σg)、N2+(B2Σu-X2Σg)和N2(B3Σg-A3Σu+)构成。整个波长范围内，光谱强度最高的谱线为337.1nm，氮气的第二正带系的谱线最清晰且光谱强度最高，这是由于氮气亚稳态基团退激发产生的。图6展示了一个脉冲周期内IsCMOS图像变化。引用文献[1]孙雨. 空气中局部放电发射光谱特性研究_孙雨[D]. 沈阳工业大学, 2023[2]大气压氩气_空气针-环式介质阻挡放电发射光谱诊断_李政楷[J].[3]兰宇丹,何立明,丁伟,等. 氩气含量对空气介质阻挡放电发射光谱的影响_兰宇丹[J]. 光谱学与光谱分析, 2011, 31(04): 898-901.作者简介李春博士北京化工大学动力工程及工程热物理专业在读博士，北京化工大学英蓝实验室先进等离子体与智能装备制造课题组，课题组研究方向包括等离子体放电结构研究，等离子体仿真模拟，等离子体实时诊断和等离子体多模态数据融合分析。相关产品激光诱导击穿光谱（LIBS）测试系统IsCMOS像增强型相机Omni-λ750i系列“影像谱王”光栅单色仪/光谱仪高性能光谱CCD相机压电纳米线性位移台气浮隔振光学平台

“2024年中国工程热物理学会燃烧学学术年会暨国家自然科学基金燃烧项目进展交流会”将于2024年10月17-20日在杭州举行。届时，卓立汉光将携带产品以及解决方案参会。期待与您相约在此，共同探讨学术前沿！◀产品推荐▶国产瞬态探测器IsCMOS像增强型相机ICCD像增强型高分辨率相机可见光分幅相机（双曝光）通用型条纹相机光谱仪HiperS-320i光栅光谱仪Omni-λ750i系列光栅单色仪/光谱仪三级联光谱仪产物分析多功能激光共聚焦显微拉曼光谱仪傅里叶红外光谱仪精密机械光学元件&调整架光学平台电动滑台手动滑台纳米压电位移台◀关于会议▶会议将围绕层流火焰，反应动力学，湍流燃烧，喷雾与液滴燃烧，燃烧测试与诊断，爆震、爆炸和超音速燃烧，火灾研究，燃烧污染物控制，固体燃料燃烧，发动机燃烧，新型燃烧技术等11个专题开展交流。会议时间 - 2024年10月17日-20日会议地点 - 杭州本月更多展会资讯·2024年10月18日-20日  辽宁大连第九届全国工业等离子体研讨会·2024年10月23-25日  江苏苏州第十四届中国纳博会·2024年10月25日-28日 广东惠州第十届全国高能量密度物理会议·2024年10月25-28日 江苏南京第七届光学青年科学家学术年会·2024年10月26-28日  上海中国微米纳米技术学会微纳光学创新论坛·2024年10月26-28日  上海2024年全国强场激光物理会议（WSFLP2024）·2024年10月30-31日  江苏常州化合物半导体先进技术及应用大会

时间相关单光子计数(Time Corelated Single Photon Counting, TCSPC) 以单光子的灵敏度、高信噪比的特点成为荧光寿命测试中一种非常重要的时域测试技术。TCSPC的电子部分可以看作快速秒表，这个秒表被来自光源的START信号触发后开始计时，而被检测器接收到的STOP信号脉冲终止计时。START和STOP之间的时间差，即为样品受激后发出的第一个光子与激发光之间的时间差。最终显示在柱状图上的计数相对时间的函数实际上就代表了荧光强度相对时间变化的曲线，即荧光寿命衰减曲线。  TCSPC测试原理图卓立汉光推出全新⼀代⾼精度时间相关单光⼦计数TCSPC Plus数采系统DCS900PC-G2，实现低⾄2ps的时间分辨率，同时死时间降低⾄2ns，计时抖动＜10ps，可⽀持⾼达500Mcps的瞬时饱和计数率。该数采卡使用在OmniFluo990稳态瞬态荧光光谱仪以及OmniFluo-FLIM 荧光寿命成像显微镜上，与皮秒脉冲激光器联用时，寿命测试下限可达100ps，可为分子内部快速动力学过程的探索，提供有利的研究工具。     OmniFluo990                                              OmniFluo-FLIM     实测案例TCSPC Plus在低至100ps的短荧光寿命测试中表现出色，甚至对于荧光寿命略低于100ps的样品，我们同样得到了准确性高，可与文献媲美的测试效果。以下为相关测试案例。样品为赤藓红B (Erythrosin B)水溶液，激发光源采用超连续白光激光器，频率设置为10M。激发波长为500nm。发射侧单色器带宽为0.8nm，检测器为R928P光电倍增管，探测波长为555nm。TCSPC时间分辨率为2ps，延时44ns。水中赤藓红B荧光寿命测试经过Omni-Win软件拟合可以得到水中Erythrosin B的寿命为88ps，与文献报道值几乎一致【1,2】。以下荧光标准物质的寿命测试对照表【1】，出自于由九个科研团队共同参与的一个国际合作项目，从表中可以看到，赤藓红B在水溶液中的寿命参考值为89±3ps。荧光标准物的寿命测试对照表TCSPC Plus荧光寿命升级包推荐技术参数DCS900PC-G2 时间通道数65535时间分辨率2/4/.…/33554432 ps死时间2ns计时抖动＜10psR928P PMT光谱范围185-900nm                    上升时间≦2.2ns暗计数≦100CPS@-10℃以旧换新， 定制灵活对于已有卓立汉光荧光寿命测试系统，并且有升级需求的用户，我们也提供了灵活定制化的“以旧换新”方案，详情欢迎垂询。参考文献【1】 Fluorescence Lifetime Standards for Time and Frequency Domain Fluorescence Spectroscopy. Anal. Chem. 2007, 79, 2137-2149【2】 Measuring and Sorting Cell Populations Expressing Isospectral Fluorescent Proteins with Different Fluorescence Lifetimes. PLoS ONE 9(10): e109940.

引言随着人类观测与测量技术的进步，目前*先进的观察与测量手段已经前进到了纳米甚至亚纳米时代。其中扫描电子显微镜（SEM）以其相对简单灵活的操作方式和广泛的附加探测手段，受到了各行各业的青睐。尤其是冷冻电镜的发明，为生命科学带来了全新的视角。然而，随着各种扫描电子显微镜能力的提升，其使用条件也相应随之改变。时至今日，如果想要使用好SEM，就需要特别考虑其运行环境的振动问题。SEM 的工作原理扫描电子显微镜是一类典型的单点测量设备。可以认为，它是电子探针（EPMA）设备的升级版本。它的基本原理主要有两块：1、将电子束进行聚焦，以焦点位置与待测样品进行相互作用；2、通过移动载物台（粗调）或偏移电子束（微调）的方式，对样品进行面成像。相比电子探针，扫描电子显微镜的焦斑尺寸从前者的微米量级进化到了纳米甚至亚纳米级别，这是扫描电子显微镜能够提供纳米尺度分辨率的直接原因。当然这里也必须指出，到了纳米和亚纳米级别，扫描电镜的分辨率已经不能直接等于焦斑尺寸，本文不再赘述。扫描电镜配备不同用途的单点探测器，以收集电子束焦斑与物质相互作用产生的各种信号，比如背散射电子BSE、二次电子SE、俄歇电子、X 射线到红外光的光子。这些信号绝大多数都不包含二维空间信息，可以认为是电子束作用区域的总和的信号。为了达成纳米尺度的分辨率，SEM 主要使用偏移电子束进行面成像，也可联合载物台进行图像拼接。偏移电子束的*高精度一般在亚纳米级别，而载物台一般是由机械+压电陶瓷驱动的，其运动精度视设备的分辨率从几纳米到几百纳米不等。SEM 按安装方式大致分为桌面式SEM 和大型SEM。按照电子枪的特性分为钨灯丝电镜和场发射电镜，其中场发射电镜又分为冷场发射电镜和热场发射电镜。按照具体应用特性，SEM 还可分为传统电镜、低电压电镜、冷冻电镜等等。SEM 抗振动理论简述日常环境下，我们周围的环境有很多振动源。其总和振幅在微米到毫米级别。而一台SEM 允许力回路产生的位移应当远小于其标称分辨率。因此一台SEM 在设计初期就需要考虑抗振动的结构。一台超高精密的仪器设备，对待振动一般有两种处理手段：对于高频振动，可以较为容易地控制振动的振幅到远小于纳米的尺度；对于低频振动，控制振幅相对比较困难，但可以通过提高回路刚度和重量的比例，使得仪器整体像海上的船一样随着振动上下起伏。但这两种处理方法终将导致一个负面的结果，就是二者的过渡区段，一定会有一个振动频率对设备具有*大的影响。这个频率也可以称为仪器设备的共振频率。通常设计者至少需要关注两个回路（loop）：力回路Force loop 和测量回路Measure loop 的刚度。对于SEM 来说，力回路可以认为是由电子枪——磁透镜与载物台上的物质构成的回路；测量回路可以认为是探测器与信号发生位置构成的回路。由于单点类探测器对纳米级别晃动的不敏感，测量回路的精度可远低于力回路的精度，因此本文不再予以考虑。SEM 安装时一般会统筹考虑安装点振动的情况。大型高端SEM，通常会自带精密的气浮减震装置，并且采用一楼或地下室作为设备场地。此时150Hz 以上的振动通常不会超标。桌面型的SEM 适用于灵活的试验环境。虽然振动状况不太受控，但由于一般的桌面型SEM 分辨率较低，扫描速度较快，相对而言可以忍受较为恶劣的振动环境。SEM 为什么需要主动隔振光学平台？主动光学平台主要是为了应对150Hz 以下的超低频振动。150Hz 以上的振动，振幅相对小，传播距离较近。通常由各种不同等级的气浮平台，以及挖地台之类隔绝振动源的方式即可显著降低。但150Hz 以下，特别是50Hz 以下的振动，上述方案效果很差。1-5Hz 的振动甚至可由振源处传播超过几十上百公里，例如机场、火车或者地铁，可以有效影响整个城市。因此超低频振动难以被隔绝和控制。虽然在同等振幅下，超低频振动的加速度很小，但当振幅达到一定量级的时候，人类早期的应付振动的方法就显得无力了。随着电子技术的发展，人们发现闭环的电子系统较为适合解决低频振动的问题。主动隔振光学平台由“探测——自适应滤波——反馈预测算法——主动补偿——探测”循环为基本原理设计。从主动补偿方式上有三种技术路径：直线电机法、静电法和压电法。三者补偿幅度依次降低；可响应频率依次增高。SEM 需要主动隔振平台主要有两种场景：1) 大型SEM 场地补偿。大型SEM 通常自带精密气浮装置，且场地经过选址和处理，通常高频振动已经无须处理。但大型SEM的共振点通常设置在1-10Hz，这一段振动超标的几率很大。大学和Fab 芯片工厂等用户只能适度考虑设备选址，但通常其候选位置是极为有限的。因此共振点附近的振动超标是经常出现的。此时有且仅有主动隔振平台能够起到一定的作用，且主动隔振平台并不能完全替代场地选址。2) 桌面式SEM 因为应用场景，遭遇过于恶劣的场地环境。桌面SEM 虽然对振动环境要求较低，但桌面SEM 的应用场景是更加恶劣的。当环境振动情况恶劣到一定程度，桌面式SEM同样也需要气浮平台+主动隔振平台的帮助以获得正常工作的振动环境。主动隔振光学平台北京卓立汉光仪器有限公司针对高精密测试设备提供桌面式隔振台和主动隔振桌等主动隔振光学平台。桌面式隔振台包括Accurion i4 和Accurion Nano 系列，主动隔振桌包括Workstation_i4 和Workstation_Vario 系列。Accurion i4 系列i4 是一种先进的主动隔振台，它可抵消敏感设备的不必要振动和其他干扰对高精度测量设备产生的影响。具有低剖面低碳设计、操作简单、稳定时间短、弱的低频共振等特点。隔振从0.6Hz 开始，在10 Hz 时达到*佳效果，40 分贝，99%的振动被隔离。另外，低频共振是主动减震台和被动减震台的*大区别，在低频率震动中，被动隔震台将会放大振动而不是隔离振动。隔震台的工作不需要压缩空气，只需要供应电源的插座。在六个自由度的方向上，i4 系列隔震台都提供了主动补偿，以实现隔震效果。图 Accurion i4 系列主动隔振台·六个自由度主动隔振·无低频共振 - 低频范围内具有优异的隔振特性·低至0.6Hz 开始主动隔振(>200Hz 被动隔振）·只需0.3 秒的设置时间·自动调节负载·因固有刚度具有高度的位置稳定性·接电即可，无需压缩空气·真正的主动隔振：即时产生反作用力来抵消振动·广泛的适用范围: 拥有标准化·适用于多种应用的多功能隔离系统Accurion Nano 系列Nano 系列主动隔振台的设计适用于小型和轻量的隔振应用，例如用作原子力显微镜的隔振。该系统不需要任何负载调整，只需释放运输锁就可以使用，用户不需要进一步的操作。设计简单，价格实惠，此外，有一个较小的外部控制器，通过数据线连接到隔振台，这样设计的优点是隔振台本身不会产生热量，因此不会对隔振仪器产生影响，这对于在隔音罩内使用并且对热敏感的应用非常重要。控制器远离被隔振的仪器，以消除控制器电子器件产生的潜在电磁干扰。主动隔振台有专门设计的焊接钢架结构承重桌，这是可选附件。承重桌具有很高的水平和垂直刚度，是主动隔振台实现优*隔离性能的理想实验桌。用户可以根据实际需要，选取不同尺寸的承重桌。图 Nano 系列主动隔振台·六个自由度主动隔振·无低频共振 - 低频范围内具有优异的隔振特性·低至0.7Hz 开始主动隔振(>200Hz 被动隔振）·接电即可，无需压缩空气·简单操作，无需负载调整·只需0.3 秒的设置时间·小型、轻量、超精确需求的理想解决方案。·主动隔振桌采用高强度材料和坚固的结构设计，具有优异的稳定性·外部控制单元Workstation_i4 和Workstation_Vario 系列Workstation_i4 设计用于与光学显微镜或显微镜/SPM 组合一起使用。 隔离表面由防刮MDF 板包围，方便扶手或作为存储区域。根据客户要求，三个i4 版本中的任何一个都可以集成到工作站中。Workstation_Vario 系统配有钢框架嵌入式光学实验板作为工作桌面。具有扩展性，周边框架可用于隔音罩的安装。与Workstation_i4 相比，这些版本适用于更大、更重的应用程序。·六个自由度主动隔振·无低频共振 - 低频范围内具有优异的隔振特性·自动调节负载和运输锁定·只需0.3 秒的设置时间·接电即可，无需压缩空气·符合人体工学的座椅·因固有刚度具有高度的位置稳定性·广泛的适用范围: 拥有标准化相关应用SEM 通过扫描物样表面并检测从样品表面反射回来的电子来获取样品的形貌信息，并利用其高分辨率和高放大倍数能够提供关于样品的详细结构的信息，可以被应用于很多领域：（1）材料科学金属材料方面，SEM 可以用于分析金属的晶体形貌、结构和尺寸分布，从而帮助优化材料的性能。另外，SEM 还可以用于研究陶瓷材料、聚合物材料以及复合材料等其他材料的形貌和结构。SEM 在金属失效分析中的应用（图片来源于网络）（2）生物学SEM 可以用于观察生物样品的微观形貌，例如细胞、细胞器、细菌、病毒等。利用SEM 的高分辨率和快速成像功能，研究者可以获得样品的真实形貌，并进一步了解生物系统的结构和功能。例如，可以利用SEM 观察细胞表面微结构的变化、细胞分裂过程中的细胞形态变化等。SEM 深入观察生物样品微观结构（图片来源于网络）（3）地质领域SEM 可以用于分析岩石和矿物的形貌、组成以及微观结构，从而帮助研究者了解地质样品的成因和演化历史。此外，SEM 还可以用于进行环境和污染监测，例如观察和分析大气颗粒物、土壤微观结构以及水样中的微生物等。SEM 用于地质样品观察（图片来源于网络）（4）纳米科学在纳米科学和纳米技术研究中，SEM 被广泛用于观察和研究纳米材料的表面形貌、尺寸分布以及形貌与性能之间的关系。通过SEM 的成像功能，可以观察到纳米材料的纳米颗粒、纳米管、纳米片等纳米结构的形态和尺寸，并进一步了解纳米材料的特殊性能。图片来源于网络总 结北京卓立汉光仪器有限公司推出的主动隔振光学平台能提供高稳定性环境，对于扫描电子显微镜等高精度光学仪器的使用至关重要，为广大科研工作者的科学研究带来强有力稳定性支撑。相关产品

全无机CsPbBr3钙钛矿因其较高的光致发光效率和稳定性，近年来成为研究的热点之一。作为CsPbBr3的同素异形体，CsPb2Br5不仅能够发出强绿光，而且在高温、高湿和高压环境下表现出更高的稳定性，因此受到广泛关注。然而，四方相CsPb2Br5被广泛认为是间接带隙半导体，这意味着它通常不具有本征光致发光能力。其发光机制在被发现具有3.35 eV的间接带隙后变得有争议。西安交通大学耶红刚副教授团队在国际知*期刊The Journal of Physical Chemistry C上发表的题为“Extrinsic Photoluminescence and Resonant Raman Spectra of CsPb2Br5 Microspheres”的研究论文。该文章探讨了CsPb2Br5样品发光机制，结果证实了CsPb2Br5中的绿色发光来自于样品中微量CsPbBr3。实验结果分析耶红刚副教授团队采用化学气相沉积（CVD）法制备了CsPb2Br5样品，通过X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）确认了样品的相结构为四方相。通过吸收光谱、PL光谱温度演变特征和共振拉曼信号研究了绿色发光的机制。从10到300 K的温度下，发射波长及其大尺度蓝移与钙钛矿CsPbBr3一致，而理论计算表明CsPb2Br5的光学带隙几乎没有变化。光致发光强度、峰宽和时间衰减曲线也显示出与CsPbBr3类似的温度依赖性。此外，从样品的共振拉曼光谱中得到的声学模式与CsPbBr3纳米立方体中的相同。其中30 cm−1的模式被认为是CsPbBr3存在的特定标志。因此推断CsPb2Br5中观察到的绿色发光是由痕量的钙钛矿CsPbBr3引起的。样品的SEM图像如图1a所示。微球均匀地分布在硅衬底上， PbBr2将CsPbBr3全部转换为CsPb2Br5。图1 CsPb2Br5微球的表征。(a)的SEM图和(b)能谱图。吸收光谱出现两个明显的吸收过程，主吸收约为370nm，表明CsPb2Br5带隙与报道一致为3.35eV,第二个斜率与PL光谱波长相同，与绿色发光相关，绿色发射光为残余CsPbBr3。图2 室温下吸收光谱（蓝色）和PL光谱（绿色）耶老师团队自主搭建了荧光光谱和共振拉曼光谱分析系统，其中分别使用了北京卓立汉光仪器有限公司研发的Omni-λ500i影像谱王光栅光谱仪进行光谱分光，TEHVPMT制冷型光电倍增管进行拉曼信号采集。PL光谱与温度演变关系如图3所示，温度升高导致晶格膨胀引起带隙变化，PL发生蓝移，由538.5nm至520.2nm，这也是钙钛矿半导体中的*特现象。图3b中的PL峰的半高宽展宽特性与CsPbBr3一致。图3c显示了在不同温度下PL时间响应曲线，呈现出非单指数衰减，寿命为几纳秒。寿命随着温度的升高而增加，这也是钙钛矿CsPbBr3的一个典型特征。以上结果表明绿色发射光是因为CsPb2Br5中残留CsPbBr3导致。图3 (a) PL光谱的温度演化，(b)峰中心和峰宽，(c)光谱峰位在10 ~ 300 K范围内的PL衰减曲线。采用DFT计算了带隙宽度的晶格依赖性，如图4所示，结果表明CsPb2Br5的带隙为3.388eV, CsPbBr3带隙为2.242eV.带隙随晶格改变情况如4c所示。图4 晶格能带图，（a）CsPb2Br5，（b）CsPbBr3，（c）带隙随晶格改变情况在10K温度下CsPb2Br5的PL光谱、共振拉曼光谱和632.8nm激发的拉曼光谱如图5所示。PL光谱表明CsPb2Br5样品主荧光峰位于538nm附近。532nm激发下产生了共振拉曼（图5a），拉曼峰归属于ω1，ω2、ω3的基本声子模式和ω1+ω2、2ω1+ω2的泛频。基本声子能量分别为3.7,6.3和18.8meV，对应的拉曼波数位于30、50和150cm-1。该共振拉曼随温度升高而迅速降低，50K时消失不见。采用632.8nm激光器在室温环境激发拉曼光谱可以获取位于77、105和132cm-1的三个拉曼峰。CsPb2Br5为四边形结构，不存在28 cm-1和32 cm-1拉曼峰位，本文中30 cm-1的拉曼峰表明制备的CsPb2Br5样品中含有CsPbBr3，进一步证实了CsPb2Br5的绿色发光机理来源于微球中含有CsPbBr3。图5 CsPb2Br5微球的拉曼光谱。 (a) 473和532 nm激光在10 K激发下的PL光谱 (b) 532 nm激发的共振拉曼信号;(c)室温下632.8 nm激发下的拉曼光谱信号作者简介耶红刚副教授，西安交通大学物理学院硕士生导师。研究方向为新型半导体材料的光学性质与光电器件，半导体低维结构的制备、物理性质与应用研究，半导体电子结构的*一性原理计算与调控设计等。在ACS Applied Nano Materials、J. Mater. Chem. C、Journal of Physical Chemistry C等国际期刊发布多篇论文。产品推荐本研究使用了北京卓立汉光仪器有限公司研发的Omni-λ500i影像谱王光栅光谱仪进行光谱分光，TEHVPMT制冷型光电倍增管进行信号采集。免责声明北京卓立汉光仪器有限公司公众号所发布内容（含图片）来源于原作者提供或原文授权转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有，北京卓立汉光仪器有限公司发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们联系，会*一时间及时处理。我们力求数据严谨准确，如有任何疑问，敬请读者不吝赐教。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。

概述激光诱导击穿光谱（LIBS, Laser-Induced Breakdown Spectroscopy）是利用高能脉冲激光来进行材料元素成分分析的一种原子发射光谱的分析技术。其基本原理是利用高能激光与样品相互作用。激光脉冲瞬间将样品表面的微小部分蒸发，并生成高温、高能的等离子体。等离子体内的原子和离子通过激发态回到基态时发射出特定波长的光子，不同元素的光谱具有特定的波长和强度，通过光谱仪采集这些光信号并进行分析，即可得到样品的元素成分。 LIBS技术因其制样简单或无需制样、适用于各种形态的物质（气、固、液）、全元素同步分析、快速、实时、在线原位、远程等特点，在元素分析领域得到了广泛应用。随着仪器技术的不断进步，LIBS的应用范围也从实验室扩展到工业在线检测和便携式应用中。对于LIBS装置来说，光谱仪和探测器的分辨率和灵敏度是至关重要的两个性能指标。LIBS所采集的光谱是一种由多种元素发射的复杂光谱信号，通常包括大量的发射线，这些发射线可能来自样品中的不同元素、不同的电子能级跃迁，或是在等离子体的不同物理条件下产生。这些发射线可能存在重叠、交叉甚至是极其接近的情况，准确解析这些光谱信息变得极为挑战。光谱仪的分辨率决定了它能否将靠得很近的光谱线有效区分开。如果光谱仪的分辨率不足，两个发射线会被混淆，导致误判或无法正确解析某些元素的存在。这对于痕量元素的检测尤其重要，因为痕量元素的发射线通常较弱且容易被强信号掩盖。高分辨率的光谱仪可以将这些发射线分开，确保每个元素的特征光谱得以清晰捕捉和准确分析。灵敏度则决定了光谱仪能否检测到微弱的光谱信号，尤其是在痕量元素或弱发射元素的分析中起到关键作用。等离子体中的发射光强度可能因不同的物理和化学条件而差异显著，某些元素的发射信号相对较弱。如果光谱仪的灵敏度不足，微弱的光谱信号可能会被背景噪声淹没，导致重要信息的丢失。灵敏度高的光谱仪不仅可以捕捉到这些微弱的发射线，还能显著提高信噪比，使得即使在复杂背景下，也能获得可靠的光谱数据。本公司推出的IsCOMS相机与小型化C-T结构光谱仪（Omni系列）具备出色的分辨率和灵敏度，在LIBS的测试中表现出良好的效果。测试效果展示LIBS测试装置示意图如下所示。激光器使用纳秒量级的脉冲激光器，激发波长为1064 nm。光谱仪和相机使用本公司自研的Omni系列小型化C-T结构光谱仪和IsCOMS相机，搭配配套开发的T-Lab ViewIS软件，可以轻松获取、分析和保存光谱数据。图1 LIBS测试装置示意图 Omni系列光谱仪有200 mm，320 mm，500 mm和750mm焦距的不同型号，光谱仪采用多光栅塔台设计（至多可配置3块光栅），适应不同光谱波段使用的光栅选择，覆盖UV-IR全波段范围。光栅采用大面积光栅(68×68 mm)，提高了光收集效率。测试使用的光谱仪焦距500 mm，光栅刻线1200 g /mm，闪耀波长 600 nm，光谱分辨率可达到0.05nm左右。测试使用的IsCMOS相机，能够实现低噪声、高速、超快门控拍照。相机采用高效超快像增强器和1:1光纤面板耦合工艺技术，配合>95% 量子效率科研制冷型sCMOS 相机，具有较低的噪声和很高的光电转化效率，可以探测微弱的光谱信号，有助于LIBS对痕量元素或弱发射元素的分析。*短光学快门宽度小于3 ns，延迟与门控精度为10 ps，内置时序控制器DDG，满足LIBS对光谱采集延时和门宽的需求。图2 IsCMOS相机自动背景扣除后的本底和汞灯光谱的基线通过标准汞灯和T-Lab ViewIS软件校准后，光谱仪扫描拼接谱的光谱准确度能做到 图3 汞灯的扫描拼接光谱图4 铝合金LIBS光谱(386.7-406.3 nm)图5 铝合金LIBS扫描光谱(200-800 nm) 测试中采用配套的多芯光纤，通过线阵排列耦合到光谱仪具有更高的光通量（图6），搭配上面阵的科学级制冷型IsCMOS，装置具有出色灵敏度，可以检测更弱的信号。本次测试的LIBS光谱环境为大气环境，样品除铝合金还包括PVC（聚氯乙烯）、含Cl混凝土、矿石和空气（图7），光谱大致范围833-843 nm。其中837.594 nm为Cl I谱线，PVC和含Cl混凝土光谱图中对应该特征谱线位置附近存在相应峰。并且在Cl混凝土光谱图中，在0.4 nm距离的较强谱峰干扰下，该谱峰仍能够被较为清晰的分辨。虽然不能完全排除O II 837.584nm谱线以及分子和基团谱线的影响，但混凝土样品光谱中极大可能测到了Cl元素的谱线信号。图6 IsCMOS相机图像（标准Hg灯546.07nm谱线）图7 PVC（聚氯乙烯）、含Cl混凝土、矿石和空气的LIBS光谱参考文献[1] Cremers D A, Radziemski L J. Handbook of laser-induced breakdown spectroscopy[M]. Second edition edition. Chichester, West Sussex: Wiley, A John Wiley & Sons, Ltd, Publication, 2013.[2] Qiu Y, Guo X, Shi M, et al. Plasma dynamics and chlorine emission characteristics on cement pastes using collinear dual-pulse laser-induced breakdown spectroscopy[J]. Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, 2023, 209: 106799.

导言对于单线态氧，可能很多人都感到很陌生。但是对于我们赖以生存的氧气，却再也熟悉不过。单线态氧是激发态的氧气分子，参与生物体内很多重要的生物化学反应，它犹如一把双*剑，既可以导致疾病的发生，又可以被人类应用在医学治疗、环境治理等领域。科学家们正在积极研究单线态氧在各种生物化学反应中的动力学过程及机理， 试图发掘出更多单线态氧可用于造福人类的潜能。单线态氧是什么？通常我们呼吸的氧气分子性质稳定，属于三线态氧分子3O2，如果我们从微观角度去看，氧气分子中两个自旋平行的电子分别占据两个2pπ*轨道，自旋多重性为3，称为三线态。当基态氧原子被激发后，原本两个2pπ*轨道中两个自旋平行的电子，既可以自旋相反地同时占据一个2pπ*轨道，也可以分别占据两个2pπ*轨道。这两种分子激发态下的自旋多重性均为1，也就是接下来要介绍的单线态氧分子1O2。图1. 不同氧气分子的分子轨道能级图从分子轨道上的电子分布可以看到，单线态氧由于解除了自旋限制，化学性质更活泼。它是一种含氧的非自由基活性物种，具有强氧化性，可以高选择性夺取电子。多年的研究表明，单线态氧在酶反应、细胞分裂、机体衰老、肿瘤等过程中都有参与作用。在一般情况下，细胞内单线态氧的浓度很低，而且单线态氧的产生和清除处于一个平衡的状态，不会引起机体损伤。但是如果由于某种诱因，导致这种平衡被破坏，就可能引起膜脂过氧化，严重时导致细胞死亡。此外，高活性的单线态氧也是一些化学和生物反应过程中重要的中间体，如光氧化反应[1]，光敏细胞毒性[2]，光动力学治疗[3,4]等。单线态氧产生机制对光动力疗法、抗癌药物和其他皮肤治疗的研究也都很重要。单线态氧的产生可借助于光敏剂实现。光敏剂分子在氧气中被光辐照后，其激发三重态与基态氧发生反应，从而产生激发态的单线态氧。这些光敏剂包括玫瑰红、过渡金属络合物、卟啉、荧光素等。图2. 光敏剂作用下单线态氧产生过程示意图单线态氧的测量目前探测单线态氧的方法主要有顺磁共振、荧光光谱法、化学捕获吸光度法、化学发光法、荧光探针法等。其中荧光光谱法已经成为检测单线态氧的常用手段。单线态氧的辐射复合发光位于1270nm，远远超出了人眼的可见波长范围，且其发光较弱，需要使用灵敏度较高的近红外探测器才可以检测到。近年来随着近红外探测器性能逐渐提高，可选激发光源也越来越多，为单线态氧的检测提供了很大的帮助。本文采用卓立汉光公司的稳态瞬态荧光光谱仪OmniFluo990 对光敏剂孟加拉玫瑰红在光照下与氧气反应所产生的单线态氧进行测量，激发光源为532nm激光器，具有连续输出和脉冲输出两种模式。单线态氧的发射光谱分别采用卓立汉光的近红外InGAs探测器（型号：DInGaAs1700-03M）和滨松的近红外PMT（型号：R5509-73）测试得到。实验样品准备：把孟加拉玫瑰红（Rose Bengal ，C20H2Cl4I4Na2O5）溶于分析纯无水乙腈，测试之前，在溶液中通入氧气饱和10分钟。单线态氧稳态发光测试稳态光谱测试使用532nm激光器，能量为80mW。发射侧光栅刻线密度为600g/mm，闪耀波长为750nm。扫描范围设置为1220-1340nm，步长1nm，带宽3nm，积分时间200ms，重复5次。发射侧使用800nm高通滤光片消除倍频峰信号干扰。近红外R5509-73 PMT在1274 nm处测到单线态氧的发光峰，如图3所示。图3. 单线态氧稳态光谱图（采用R5509 PMT）图4为使用卓立汉光近红外InGaAs检测器测试得到的结果。InGaAs为模拟信号检测器，灵敏度要比PMT低，图中可见单线态氧的发光峰信号强度相比NIR PMT要弱，谱线噪声也略大。尽管如此，我们依然可以看到很明显的单线态氧发光信号，包括峰位也和近红外PMT结果一致。图4单线态氧稳态光谱图（采用InGaAs检测器）瞬态发光测试发光寿命测试对从机理上研究单线态氧所参与的众多光生物和光化学过程来说，具有重要的参考价值。单线态氧的寿命会受到光敏剂以及溶剂的影响，研究表明溶剂对其寿命的影响更大。单线态氧在溶液中很容易被多种溶剂淬灭，具有很强的溶剂依赖性。其中水就是一种*容易使单线态氧淬灭的溶剂，因为水中O-H键容易与单线态氧发生耦合反应。因此，本次实验中所采用的乙腈为分析纯的无水乙腈，避免单线态氧的信号被水淬灭。本次实验所采用的瞬态光谱激发光源为532nm激光器，经过调制得到脉冲激光，检测器使用近红外R5509-73 PMT。图5数据经过拟合，得到单线态氧寿命为60.7μs。图5. 单线态氧发光寿命测试（采用R5509 PMT）单线态氧测试推荐仪器：OmniFluo900稳态瞬态荧光光谱仪配置推荐：激发光源：532nm激光器，连续输出和脉冲输出两种模式可调检测器：近红外检测器，可选卓立汉光自制InGaAs（型号：DInGaAs1700-03M）或者滨松的近红外PMT（型号：R5509-73）发射单色器：标配三光栅塔轮，可安装多至三块光栅，其中近红外光栅可用于单线态氧近红外发光的分光。自动滤光片轮，用于安装800nm高通滤光片，消除倍频峰信号对单线态氧发光峰的干扰参考文献(1) Braun, A. M.; Maurette, M. T.; Oliveros, E. Photochemical Technology; Wiley: Chichester, U.K. 1991; pp 445-499.(2) Cadenas, E. Annu. ReV. Biochem. 1989, 58, 79-110.(3) Dougherty, T. J.; Gomer, C. J.; Henderson, B. W.; Jori, G.; Kessel, D.; Korbelik, M.; Moan, J.; Peng, Q. J. Nat. Cancer Inst. 1998, 90, 889-905.(4) Ali, H.; an Lier, J. E. Chem. ReV. 1999, 9, 2379-2450.

镧系(Ln3+ )稀土发光材料具备优异的光物理特性，在照明、显示、安全防伪、辐射探测等领域具有广泛应用。Tb3+在VUV/ UV 光激发下可产生蓝、绿光，选择合适的基质并调节掺杂Tb3+ 浓度，有望在同一材料体系中实现从蓝光到绿光的系列调控。Tb3+发光调控对开发面向白光LED 的照明材料及光学防伪材料均有一定研究意义。天津城建大学张守超副教授及其团队选择YVO4 与YPO4 作为基质，研究Tb3+ 在钒磷酸盐体系中的发光规律及基质组分对发光性能影响，可以深入理解此类发光材料的发光机制和性能优化途径，改善发光材料性能，从而更好地满足实际应用的需求。结果与讨论物相分析作者采用热重-差示扫描量热法分析YVO4 与YPO4及按化学计量配比混合物高温固相反应温度（图1），结果表明665℃应Tb3+取代Y3+起始反应, 高于1087℃质量趋于稳定。利用XBD图谱表征荧光粉物相结构（图2）。采用扫描电子显微镜（SEM）分析不同产物的形貌 (图3)，相较于YVO4 与YPO4基质,YV1-xPxO4结晶形貌一致,四方晶系特征显著,表明YVO4、YPO4二者具有良好的高温互溶性。图1  YVO4 与YPO4 (a)、YVO4∶Tb3+(b)、YPO4∶Tb3+ (c)及YV0.5P0.5O4∶Tb3+(d)的TG-DSC 曲线图2  样品的XRD 图谱。(a) YVO4∶Tb3+ ;(b) YVO4∶Tb3+;(c)YV1-xPxO4∶Tb3+;(d) YV1-xPxO4∶Tb3+ (200)晶面衍射峰图3 YVO4∶Tb3+ (a)、YPO4∶Tb3+ (b)及YV1-xPxO4∶Tb3+ (c)的SEM 照片吸收光谱及能带分析为研究YVO4、YPO4带隙分布,本文采用第一性原理方法计算了YVO4、YPO4体相的电子结构性质，图4为理论计算的能带分布。YVO4、YPO4带隙理论计算值分别为2.769和5.882eV。采用吸收光谱分析能带情况，结果表明Tb3+掺杂浓度高于一定值时，吸收带边发生红移。图4  YVO4 (a)、YPO4(b)、Y2VPO8 (c)及Y2PVO8(d)能带间隙分布图5 YVO4∶Tb3+ (a) YPO4∶Tb3+ (b)、及YV1-xPxO4∶Tb3+(c)的吸收光谱声子能量分布为分析样品声子能量分布,采用北京卓立汉光仪器有限公司生产的 Finder 930全自动激光显微共聚焦拉曼光谱仪测试了荧光粉样品的拉曼光谱（图6）, YVO4、YPO4的原胞均在布里渊区中心产生12个拉曼活性声子分支，具有相同振动模式， YV1-xPxO4中振动频率在998 cm-1 的散射峰对应YPO4 的A1g (2)特征峰,其余可辨散射峰均为YVO4的特征峰。YVO4的Eg (2)、B2g、A1g(1)和A1g(2)四个内模散射峰位随V：P比例增加向低波数方向移动,如图6(b)所示,表明VO4四面体中V—O平均键长随V含量增加而变长,V—O键振动频率降低,特征峰形向高波数呈现非对称性展宽源于声子限制效应, YV1-xPxO4晶格完整性及平移对称性较YVO4 有所降低,参与拉曼散射声子数量增加,谱峰出现拖尾展宽现象。YPO4及不同P:V =比例YV1-xPxO4的拉曼散射如图6(c)所示,左上插图为YPO4在120 ~900cm-1 拉曼散射放大图。图中除B1g(2)外,YPO4其余11个征散射峰全部观测到。YPO4中399 和705cm-1 处非特征的拉曼散射峰,可能是因为局域晶格畸变产生了非本征YPO4的拉曼散射。YPO4中大于1200cm-1高能声子可能涉及到更高一级的拉曼散射效应。YV1-xPxO4中VO4四面体内模振动显著,P:V为5:1时,VO4四面体内模振动影响依然存在,频率低于900 cm-1,依然难以分辨YPO4内模振动。YPO4高频内模振动A1g(2)、B1g(4)随P:V变化如图6(d)所示,表明PO4四面体中P—O平均键长随P含量增加而变短,P—O键振动频率增加。综上,YVO4 的拉曼频谱分布不均匀,*大声子能量集中在815~890cm-1、500~800cm-1。YPO4一阶拉曼频谱分布较为均匀,内模振动声子能量接近。调整V:P比例,一定范围内可有效调控YV1-xPxO4声子能量分布,从而调整材料的无辐射弛豫速率。图6 YVO4、YPO4及YV1-xPxO4的Raman 光谱。(a) YVO4和YV1-xPxO4 ;(b)YVO4部分特征振动谱频率随V:P比例的移动;(c)YPO4 及YV1-xPxO4 ;(d)YPO4部分特征振动谱频率随P:V比例的移动。采用北京卓立汉光仪器有限公司自住研制的 Omni Fluo 990瞬态稳态荧光光谱仪测试样品的光致发光谱及荧光寿命,图7为激发、发射光谱，YVO4:Tb3+ 激发光谱由220 ~350 nm 的激发带和峰值位于233、260、285 和322 nm 吸收峰构成。图7(b)表明YVO4本征发光为蓝光,发光中心位于433 nm 处,对应于VO43- 激发态3T2→1A1和3T1→1A1跃迁。YVO4:Tb3+射光谱包含VO43-本征发光带和Tb3+的5D3→7F6(373 nm)、5D3→7F4 (428 nm)、5D3→7F2 (468 nm)及5D43→7F5 (545 nm)跃迁发光, Tb3+发光以5D3发光为主。图7c表明P元素比例增加,VO43- 的电荷迁移跃迁吸收带消失, Tb3+的基态7F到激发态7D的f-d 跃迁占据主导。图5d表明随P元素增加，发射光谱呈现由蓝到绿转变,表明基质组分对Tb3+发光具有一定调控作用。图7(f)插图展现了掺杂浓度对发光的调节作用,随Tb3+掺杂浓度增加,发光由青光变为绿光。图7 YVO4:Tb3+, YV1-xPxO4:Tb3+和YPO4:Tb3+的激发、发射光谱图8  5D3→7F6和的5D4→7F5发光相对强度随基质组分(a)、掺杂浓度变化(b) 分析发光机理,测试了223 nm 激发下荧光粉的荧光衰减曲线,如图9 所示。计算了有效寿命τ,得到YVO4:Tb3+荧光寿命约为83 μs,掺杂浓度对荧光寿命影响较小，V元素占比高于P元素,发光以5D3→7F6能级跃迁发光为主,荧光寿命约为94μs; 当P元素占比高于V元素, 5D3→7F6能级跃迁发光减弱甚至消失, 5D4→7FJ能级跃迁发光增强,随P:V由1:1增至5:1,荧光寿命随P元素含量增大而增加,从0.53 ms 增加至0.88 ms。YPO4: 5D4中随Tb3+浓度增加,5D3蓝光发射比例减小,5D4绿光发射比例增加,材料发光呈现由青光向绿光的变化。5D4→7F5荧光衰减曲线随Tb3+浓度的变化情况如图9(d)所示。掺杂浓度由0. 5% 增加至6.0%, Tb3+间距离缩短,更多电子通过该通道被布居到5D4能级电子数目增多,荧光寿命从4.44 ms 降至3.45 ms。发光机理如图10所示。调节YVO4和YPO4基质组分及5D4掺杂浓度,通过无辐射跃迁、MPR 和CR多过程作用,可以改变Tb3+掺杂钒磷酸盐发光色度,实现由蓝到绿的发光调节。图9 YVO4:Tb3+ (a)和YV1-xPxO4:Tb3+ (b)在373nm发射波长监测下荧光衰减曲线, YV1-xPxO4:Tb3+ (c)和YV1-xPxO4:Tb3+ (d)在545 nm 发射波长监测下荧光衰减曲线图10 荧光粉发光机理原文链接：DOI:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.20240620.001作者简介张守超，天津城建大学副教授，主要从事无机发光材料、材料辐照效应等方面研究，在晶体测温方面有一定研究成果。主持包括军科委基础加强重点基础研究项目课题等8项，相关科研成果已在军工方面取得实际应用。相关产品推荐本研究的拉曼光谱采用Finder 930全自动化拉曼光谱分析系统，如需了解该产品，欢迎咨询。本研究的光致发光谱及荧光寿命采用Omni Fluo 990瞬态稳态荧光光谱仪测试，如需了解该产品，欢迎咨询。免责声明北京卓立汉光仪器有限公司公众号所发布内容（含图片）来源于原作者提供或原文授权转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有，北京卓立汉光仪器有限公司发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们联系，会第一时间及时处理。我们力求数据严谨准确，如有任何疑问，敬请读者不吝赐教。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。

生物组织由细胞构成，而细胞由蛋白质、核酸、脂肪等拉曼信号较强的基本物质构成。疾病的产生往往伴随组织和细胞的恶变,最早体现在蛋白质、核酸、脂肪等基本构成物分子结构构象或数量上的变化，但疾病初期这些变化的临床症状和医学影像表现往往并不明显，因此对于初期症状不太明显的病症检测仍需要寻求一些其他的技术手段和方法来实现早期诊断！拿肿瘤检测举例，肿瘤的三种主要检测方法为肿瘤标志检测、组织病理学诊断和影像学诊断[1]。肿瘤标志物检测易受个体差异以及某些良性疾病的影响，一般只能作为辅助手段；组织病理学诊断是肿瘤诊断临床应用上的“金标准”，该方法从组织和细胞尺度上进行肿瘤的诊断。组织病理学是一门非常复杂的学科，要求检测人员具有丰富的经验，对检测人员的专业性要求较高，且诊断的时效差，属于有创的诊断方式。影像学诊断一般借助荧光成像或者其他显微成像技术，会引入外部标记物，可能无法反应正常的细胞环境。拉曼光谱是一种分子诊断技术，在生物分子水平上显示出组织病理学评估的前景，在过去的20年中，通过全面的体外研究，拉曼光谱的准确诊断能力已经积累了大量的证据。拉曼光谱具有以下优势：• 高特异性： 拉曼光谱对分子的特异性非常高，可以准确识别不同生物分子，有助于对肿瘤组织和正常组织进行区分。• 非侵入性： 拉曼光谱无需破坏样品，是一种非侵入性的检测方法，可以在活体组织中进行。• 实时性： 拉曼光谱提供实时的分子信息，可以用于实时监测手术中组织的生物化学变化。• 化学多样性： 拉曼光谱可以同时检测多种生物分子，包括蛋白质、核酸、脂质等，提供了对生物组织化学构成的全面了解。• 无需标记： 拉曼光谱无需对样品进行标记，避免了对生物体的额外处理，简化了实验流程。• 对水不敏感：水的拉曼信号较弱，所以细胞可以在水环境中成像，这意味着活细胞成像是可能的.传统的基于拉曼光谱的肿瘤诊断方法有体内诊断和体外诊断。体外诊断通常采集肿瘤组织或癌细胞系、血液或血液成分、肿瘤标志物（CTC）等原材料进行拉曼光谱数据的采集，采集到的数据多采用主成分分析－线性判别分析（ＰＣＡ－ＬＤＡ）等多变量统计分析方法来分析，着力寻找正常样本以及不同分期的癌变样本之间的光谱差异，从而实现对不同肿瘤的诊断，根据文献报道，已经可以通过拉曼光谱诊断出不通过部位的恶性肿瘤（癌症），如膀胱癌，脑癌、肺癌、食管癌等；但是这种光谱差异往往不是很明显，只通过操作人员的经验很难进行肿瘤的分期判别；人工智能的机器学习算法引入，通过大量的数据训练，让算法自动寻找差异并且判别是未来发展的趋势。常规的体外诊断一般可以采用显微共焦拉曼来进行测试，根据样品的不同选择合适的激发波长即可。相比于体外诊断，利用拉曼探头进行体内诊断的难度更大；主要体现在：1. 体内环境比较复杂，对探头的要求较高，需要一定的耐腐蚀设计；2. 由于信号较弱，并且信号需要通过光纤的形式输出到光谱仪中，对探头的收光能力要求较高；3. 由于探头的收光能力一般比显微系统中物镜的收光能力差，所以对后端光谱仪的通光能力要求非常高。4. 跟内窥镜结合一般要求实时得到数据并且跟数据库进行比对，给出组织的风险等级，以便给操作人员对应的指导。虽然困难重重，但是科研人员依旧取得了不错的进展。案例1：巴*特食管是食管腺癌的前兆，早期识别异型增生等高危病变对于提高患者生存率至关重要。用于诊断BE异型增生的传统内窥镜检查受到诊断准确性差和需要大量活检取样的限制，导致高昂的医疗成本和患者负担。在新加坡进行的研究涉及从373名具有不同组织学亚型的上消化道患者身上获取体内组织拉曼光谱，从而构建了一个用于诊断BE异型增生的综合拉曼库，该系统允许在内窥镜检查期间进行实时、无创或微创光学活检，以更高的精度针对高风险组织区域[2]。图1  实验装置示意图案例2：炎症性肠病（IBD）影响着全球大量个体，区分溃疡性结肠炎（UC）和克罗恩病（CD） 缺乏金标准。研究人员介绍了一项使用拉曼光谱对炎症性肠病 （IBD） 进行临床表征的研究，重点关注溃疡性结肠炎（UC） 和克罗恩病（CD）。使用基于结肠镜耦合光纤探针的拉曼光谱进行了一项体内研究，以识别UC和CD的光谱特征。通过使用统计技术分析收集到的光谱，他们开发了一种预测算法，在区分CD方面实现了90%的灵敏度和75%的特异性[3]。图2 实验装置示意图案例3：如果在手术过程中没有检测到所有的癌细胞，手术作为-种癌症治疗的有效性就会降低，从而导致复发，对生存产生负面影响。为了在癌症手术中最大限度地检测癌细胞，研究人员设计了一种术中原位、无标记、光学癌症检测系统，该系统结合了固有荧光光谱、漫反射光谱和拉曼光谱。使用这种多模态光学癌症检测系统，我们发现脑癌、肺癌、结肠癌和皮肤癌可以在手术中原位检测，其准确性、灵敏度和特异性分别为97%、100%和93%。这种高灵敏度的光学分子成像方法可以深刻地影响广泛的外科和无创介入肿瘤学的范围程序，通过提高癌症检测能力，从而减轻癌症负担，提高生存率和质量生活[4]。图3 多模态光谱检测系统卓立汉光可以提供体外显微共聚焦拉曼光谱仪， 也能提供医用内窥拉曼光谱仪。1. 显微共聚焦拉曼光谱仪 finder930。Finder930全自动化拉曼光谱仪在卓立经典的共聚焦拉曼光谱仪的基础上，新增了多种全新技术，非常适用于体外的组织拉曼成像诊断测试：1) 采用针孔共聚焦设计，空间分辨达到500nm，轴向分辨2) 引入了高精度的自动化电动控制系统，智能控制激光切换、激光功率、共焦针孔大小，使设备更加智能，操作更加简单；3) 严苛的温度和时间稳定性测试标准，让设备稳定性大幅提升，开机即用，无需专人维护。2. 医用内窥拉曼光谱仪医用拉曼光谱仪基于我们独*代理的EMVISION 的内窥拉曼探头，结合自主研发的透射光谱仪和科研级制冷型CCD，超大的光通量可以保证尽可能的信号损失，超高的灵敏度可以保证*高的信噪比，光纤耦合，易于与内窥镜结合使用。拉曼光谱仪• 光谱仪结构：VPH透射光栅光谱仪• 激光激发波长：785 nm• 拉曼频移范围：350 cm-1 to 2,400 cm-1• 光谱仪入口狭缝：10um-6mm可调• 光谱仪F/#通光口径：f/2.3• 光谱仪分辨率：优于5cm-1• 光谱仪接口：SMA/MPO/10mm圆柱光谱CCD• 具有高像元分辨率的CCD芯片，分辨率≥2000x256• 可见近红外拉曼专用CCD，量子效率在700nm-870nm区间处>90%，• 深制冷温度至-60C• 读出噪声光纤拉曼探头• 高灵敏度光纤探头（内窥版本）• Y型光纤，分为激光端，光谱仪端和样品端。医用尼龙包层，可直接用于皮肤，脑组织等生物样品拉曼检测。• 激光端：FC/PC光纤接口，300um芯径光纤，单芯• 光谱仪端：专*Snap-in即插即用接口，300um芯径光纤，6芯，排成一行• 样品端：探头尾部直径• 样品端包含785的干涉滤光片，785的高通滤光片，微透镜，焦距500um• 光纤总长度3米光纤拉曼探头• 高灵敏度光纤探头(非内窥版本)• Y型光纤，分为激光端，光谱仪端和样品端。医用尼龙包层，可直接用于皮肤，脑组织等生物样品拉曼检测。• 激光端:FC/PC光纤接口，300um芯径光纤，单芯• 光谱仪端:专*即插即用接口，300um芯径光纤，6芯，排成一行样品端:手持部分约 100mm，探头尾部直径• 样品端包含 785 的干涉滤光片，785 的高通滤光片，微透镜，焦距 500um。• 光纤总长度3米激光器• 光纤激光器，785nm，350mW，FC-PC接口，3. Finder Insight Pro 系列小型激光拉曼光谱仪Finder Insight Pro 系列小型激光拉曼光谱仪是经过性能优化的一款小型化的研究级拉曼光谱仪，它采用了科研级高灵敏度检测器和大通光量的分光系统，可选配96孔测试板，配合软件进行全自动测量操作。1) 单点测量与顺序测量，单谱采集、连续采集、间隔采集等模式，用户自由选择；2) 可选配数据库，进行未知样品比对测量；3) 内置电池，小巧轻便，可便携携带；参考文献：[1]Qi Yafeng, Liu Yuhong, Liu Dameng. Research Progress on Application of Raman Spectroscopy in Tumor Diagnosis[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2020, 57(22): 220001[2]Lambert JE, Ramos-Roman MA, Browning JD, Parks EJ. Increased de novo lipogenesis is a distinct characteristic of individuals with nonalcoholic fatty liver disease. Gastroenterology. 2014 Mar;146(3):726-35. doi: 10.1053/j.gastro.2013.11.049. Epub 2013 Dec 4.[3]Li Y, Jing J, Qu Y, Miao Y, Zhang B, Ma T, Yu M, Zhou Q, Chen Z. Fully integrated optical coherence tomography, ultrasound, and indocyanine green-based fluorescence tri-modality system for intravascular imaging. Biomed Opt Express. 2017 Jan 24;8(2):1036-1044.[4]Michael Jermyn, Jeanne Mercier, Kelly Aubertin, Joannie Desroches, Kirk Urmey, Jason Karamchandiani, Eric Marple, Marie-Christine Guiot, Frederic Leblond, Kevin Petrecca; Highly Accurate Detection of Cancer In Situ with Intraoperative, Label-Free, Multimodal Optical Spectroscopy. Cancer Res 15 July 2017; 77 (14): 3942–3950.免责声明北京卓立汉光仪器有限公司公众号所发布内容（含图片）来源于原作者提供或原文授权转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有，北京卓立汉光仪器有限公司发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们联系，会第一时间及时处理。我们力求数据严谨准确，如有任何疑问，敬请读者不吝赐教。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。

激光诱导等离子体光谱技术（LIPS）亦称激光诱导击穿光谱技术（LIBS），它利用激光击穿产生等离子体，并根据元素特征光谱的波长和强度分析样品的元素种类和含量，在核材料、气溶胶、放射性污染物、矿物探测等领域应用广泛。《名家专栏》激光等离子体光谱技术（LIPS）系列专栏第三篇文章，邀请中国原子能科学研究院高智星研究员及其团队，分享LIPS在气溶胶成份现场实时监测的应用。数年前，雾霾事件曾经一度覆盖大半个中国（图1），成为当时的热点话题。所谓的“雾霾”，就是一种典型的颗粒物气溶胶。一般认为，非法的工业排放容易诱发大气污染事件。为开展大气污染的来源解析和防治，科技人员在实验室开展了大量的污染物成份分析工作。常用的实验室分析手段包括电感耦合等离子体光谱（ICP-OES），质谱和化学分析等。它们通常需要进行一定周期的滤膜取样和预处理。由于大多数雾霾事件的持续时间在48小时以内，这些基于现场采样-实验室分析的传统方法还无法完*满足污染事件的实时源解析和动态响应需求。有鉴于此，科技人员仍在积极开发能满足雾霾成份现场、在线、实时监测的技术方案，比如在线采样的X射线荧光（online-XRF）、甚至无需采样的激光等离子体光谱技术。图1，雾霾事件的典型场景(来源于网络图片)和曾经的空间分布范围（来源于Berkeley Earth）由于核工业的特殊性和敏感性，核行业历来极其重视工作场所、核设施排放物和周边环境的气溶胶成份监测，也非常重视诸如激光光谱等非传统气溶胶成份探测技术的发展。如前所述，美国洛斯阿拉莫斯实验室（LANL）早在上世纪80年代就尝试利用激光等离子体光谱进行核部件车间气溶胶中有害成份——铍的监测，对铍元素的灵敏度达到了0.6 ppb（相当于0.8 μg/m3），并推出了移动式铍气溶胶探测装置（MoBeDec）。历*上几次比较重大的核事故，比如切尔诺贝利核电站事故和最近的福岛核事故，都伴随着放射性气溶胶等有害物质的释放（图2）。如果能及时探测到微量甚至痕量有害成份的释放并发出预警信息，无疑对于避免核事件的发生，保障设施、人员和环境安全都具有重要价值。研究团队在实验室模拟了福岛事故的气溶胶释放过程并尝试利用LIPS技术开展铀元素的实时探测（图3）。实验证实，利用激光等离子体光谱直接监测核事件释放的含铀气溶胶可以将响应时间压缩到秒量级，这无疑将为核事故的预警提供一定的缓冲时间。图2 福岛核事故场景（来源于网络图片）及在周边监测到的放射性气溶胶强度[1]图3实验室对事故排放和监测过程的模拟[2]但是常规的LIPS装置对重元素的探测灵敏度并不理想，仅仅在数PPM量级。考虑到干空气的密度（1.209 kg/m3），这个探测限相当于要求每立方米空气中元素含量要达到毫克量级。经历过雾霾事件的朋友都知道，这是一个相当恐*的数值——这意味着空气质量已经“爆表”，能见度极差。激光的强度在这样的工作环境中会严重衰减，这无疑是对LIPS装置现场适用性的严重挑战。实际上，核行业有时候会要求对关键元素的探测限接近甚至低于环境本底水平（每立方米空气纳克量级或者更低）。为弥补常规LIPS装置探测限和应用需求的鸿沟，研究团队系统地对颗粒物等离子体激光激发过程、等离子体闪光收集过程和数据处理过程进行了分析和平衡。利用颗粒物和气体分子运动惯量的差异建立了颗粒物气溶胶的空气动力学聚焦系统，将激光与气流相互作用区域的颗粒数密度提升了两个数量级，从而有效提升了激光脉冲在单位时间激发颗粒物等离子体的概率，缩短了测量周期（图5）[3]。同时设计了一个封闭的等离子体闪光收集腔以提升系统的光信号几何收集效率，预期光谱强度可以提升50倍。实际上，由于腔体对等离子体的约束效应，原子谱线的强度提升了近两个数量级（图6）[4]。图5，空气动力学聚集装置示意图及应用效果[3]图6，4π全立体角等离子体闪光收集腔示意图及应用效果[4,8]颗粒物气溶胶的光谱处理方法主要由整体平均法、条件分析平均法，它们的区别主要在于如何考虑击穿概率对目标谱线强度和探测灵敏度的影响（图7）。研究团队在此基础上发展出基于实时条件滤波的数值积分光谱分析方法，利用固定时间周期内目标谱线的条件滤波和累计进一步改善了目标谱线的强度特征和探测灵敏度[5，6]。图7，三种数据处理方式获得的目标谱线强度和灵敏度（测量时间10min）[6]基于上述手段，研究团队建立了一套“增强型”气溶胶成份LIPS实时监测装置，实验室定标结果显示装置对铀元素的探测限接近10 ng/m3，对锶元素的探测限达到1.8 ng/m3，已经接近环境本底水平（图8）[7，8]。事实上，研究团队在空气污染事件中进行的场地测试表明，装置可以10分钟的时间分辨率连续监测开放空气中元素浓度的演化过程（图9），为污染事件的实时动态源解析和预警预报提供支持[8]。图8 实验室定标观测到的光谱和对应谱线的探测灵敏度[7]图9 增强型气溶胶成份监测样机和对大气污染过程的监测结果气溶胶成份的激光等离子体光谱监测装置目前所能实现的精确度和准确度还难以和实验室分析手段相比，但是它的投资和对操作人员的要求相对较低，具有较好的经济性、现场适用性，可以实现多元素的高灵敏度快速探测，获取“第一手”的环境成份数据。因此，基于激光等离子体光谱的气溶胶成份探测装置在对精准度相对宽容而对时效性要求较高的气溶胶成份直接监测和有毒有害成份预警等领域具备较大的发展和应用空间。当然，如果光谱仪的分辨率足够高，也可以开展气溶胶中某些核素丰度的直接测量。主要参考文献：[1]. Takeyasu,Nakano,Fujita,et al.Results of environmental radiation monitoring at the Nuclear Fuel Cycle Engineering Laboratories, JAEA, following the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident[J].J NUCL SCI TECHNOL, 2012, 2012,49(3)(-):281-286.DOI:10.1080/00223131.2012.660014.[2]. He H, Gao Z, He Y, et al. Investigation on in situ and real-time monitoring of uranium aerosol from emergency emission after accidents by Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS)[C]//AOPC 2022: Optical Spectroscopy and Imaging. Proc. SPIE 12558: 1255802.(2023)[3]. Yun He, Hongyu He, Zhixing Gao, Improvement on the plasma excitation probability of aerosol particles based on aerodynamic lens[C] Advanced Fiber Laser Conference (AFL2022), "Proc. SPIE 12595: 1259526 (2023);[4]. 韩丽璇,高智星,汤秀章.一种增强型等离子体发光信号收集器: CN201520454747.4[P]. CN204832034U.[5]. 何洪钰,高智星,何运.一种基于实时条件滤波的数值积分光谱分析方法:202310372041[P][6]. 何洪钰,高智星,何运,等.激光诱导等离子体光谱直接探测气溶胶中的锶元素[J].光学精密工程, 2023, 31(19):2827-2835.[7]. Hongyu He, Zhixing Gao, Heng Tian, et al,Continuous emission monitoring the trace Sr from simulant aerosol emission with LIPS[J],Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy,2024,220:107015[8].  Zhixing G , Fengming H , Hongyu H ,et al.Field test of an enhanced LIPS to direct-monitor the elemental composition of particulate matters in polluted air[J].Microwave and Optical Technology Letters, 2023,人物介绍高智星，研究员，主要从事激光与物质相互作用、激光等离子体光谱研究。参与并负责科技部、装备发展部多项科技发展项目。相关工作发表论文20余篇，授权专*10余项，担任Matter and Radiation at Extremes等期刊审稿人。免责说明北京卓立汉光仪器有限公司公众号所发布内容（含图片）来源于原作者提供或原文授权转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有，北京卓立汉光仪器有限公司发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们联系，会第一时间及时处理。我们力求数据严谨准确， 如有任何疑问，敬请读者不吝赐教。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。

闪烁体是一种当被电离辐射激发之后会表现出发光特性的材料，是将高能转换为可见光的一种典型光电转换材料，可用于辐射探测和安全防护。在医学上，闪烁体是核医学影像设备比如X光、CT等检查设备的核心部件。同时，在行李安检、集装箱检查、大型工业设备无损探伤、石油测井、放射性探测、环境监测等领域，闪烁体都发挥着不可替代的作用。北京卓立汉光仪器有限公司拥有中国人民共和国环境部核准的辐射安全许可证（证书编号：Q0121），可为用户提供一系列安全可靠的X射线辐射发光多维测试解决方案。方案集成防护铅箱为测试人员提供安全保障，辐射防护满足国标《X射线衍射仪和荧光分析仪卫视防护标准》（GBZ115-2023）要求。系统可进行光谱测试功能、成像测试及余辉测试，此外可以加载低温恒温器、辐射剂量表等测试附件进行更多功能的拓展。X射线成像 分辨率大于20pl/mm                 手机充电头成像                密码狗成像稳态瞬态X射线辐射发光             CsI X射线辐射发光光谱                  无机氧化物X射线辐射发光寿命曲线应用案例盘点（以下文章中X射线测试相关数据使用卓立汉光X射线辐射荧光样品测试系统得到）时间维度的多色演变体系多色发光材料在多通道生物检测、高密度信息存储、多维度显示以及多功能光电器件等领域具有重要的科学与应用价值。中国计量大学光电学院徐时清教授/雷磊团队报道了两种通用方法对时间维度的多色体系演变进行调控。第一种是核@壳结构的氟化物纳米粒子，在受到X射线激发后，可形成时间依赖的余辉颜色演变过程。另一种是核@壳@壳结构的氟化物纳米粒子，同时具备X射线激发余辉（XEA）、上转换（UC）和下转移（DS）的发光特点，能形成不同波长激发条件下的时间颜色演变。(https://doi.org/10.1038/s41467-022-33489-1 )XEA材料在多维显示器件中的潜在应用Nature Communications, volume 13, Article number: 5739 (2022)柔性X射线探测器柔性X射线探测器能够用于高度弯曲目标物的三维成像，成为当前研究热点。稀土掺杂氟化物纳米材料具有X射线激发多色余辉发光特征，适用于柔性X射线探测与延时三维(3D)成像应用，且能够避免实时X射线辐照产生的荧光信号干扰。中国计量大学光电学院徐时清教授团队在低剂量柔性X射线成像技术领域取得重要进展，团队创新性地设计了双异质核壳界面，不仅能够抑制激活离子到表面缺陷的能量传递过程，降低稀土激活离子无辐射弛豫几率，还能够有效降低界面Frenkel缺陷形成能，促进陷阱能级的形成并大幅增强余辉发光。团队还研制出基于Y@Lu/Gd/Tb@Y纳米晶的柔性薄膜X射线探测器件，弯曲幅度接近180度，拉伸幅度大于200%, 在300-800nm范围内的光透过率大于90%。(https://doi.org/10.1038/s41467-024-45390-0 )X射线延时3D成像Nature Communications, volume 15, Article number: 1140 (2024)低剂量高分辨率X射线成像铅基钙钛矿纳米晶体（如CsPbX3）因其低成本、低温合成性和优异的光电性能被视为潜在替代材料。然而，铅的毒性和材料本身的不稳定性限制了其广泛应用。广西大学物理科学与工程技术学院林涛博士团队研究人员探索采用采用无铅的铜(I)卤化物构造新型闪烁体。与纳米晶体相比，单晶铜(I)卤化物单晶在结构缺陷密度低、发光光子散射效应小等方面具有显著优势，这对实现低剂量高分辨率X射线成像至关重要。(https://doi.org/10.1039/d3tc03871h )无铅钙钛矿闪烁体的X射线成像J. Mater. Chem. C, 2024,12, 922-929

近日，“2024北京民营企业100强”发布会在城市副中心隆重举行，公布了包括“北京民营企业中小百强”在内的“1+4”百强榜单。北京卓立汉光仪器有限公司（简称“卓立汉光”）凭借其卓越的行业表现和稳健的发展态势，成功入选“北京民营企业中小百强”榜单，这一成就不仅彰显了公司在行业中的领先地位，也印证了其强劲的发展势头。据介绍，此次评选按照《中小企业划型标准规定》(工信部联企业〔2011〕300号)对企业规模进行划分，以企业2023年度经营情况、产业发展定位、从事行业年限、研发创新能力等为核心指标，综合考量企业依法合规经营、诚实守信等方面情况，根据核心指标和辅助指标的量化赋值确定入围榜单企业。公司自1999年成立以来，一直致力于技术创新和产品研发，为国内外的用户提供多样化的光谱与影像产品、工业光电与精密机械、激光与测量产品及系统解决方案，广泛应用于智能制造、生命科学、环境监测、材料科学等多个领域，为科研和工业生产提供了强有力的技术支持。2005年卓立汉光在业内率先通过ISO9001质量管理体系SGS国际认证。2010年通过了国家级高新技术企业评审，持续通过评审至今。2019年，卓立汉光成为第一批国家级专精特新“小巨人”企业，并陆续荣获多项国家专精特新“小巨人”企业高质量发展资金支持。继今年6月荣登科学仪器企业创新综合实力和创新投入TOP10两大榜单之后，卓立汉光再次闪耀，成功跻身“北京民营企业中小百强”榜单。这一成就，是对卓立汉光在技术创新、市场拓展和质量管理等领域卓越表现的又一次高度认可。公司成立25周年光影不熄，离不开每一位卓立“追光者”的付出。未来，卓立汉光将继续发挥其在同行企业中的示范带头作用，坚持自主创新的发展道路，不断优化产品质量和提升用户体验，加快推出国产替代及差异化竞争优势的产品，为实现企业愿景——成为“光电科技引领者，世界品牌制造商”奠定更加坚实的基础。

《名家专栏》激光等离子体光谱技术（LIPS）系列专栏第二篇文章，邀请中国原子能科学研究院高智星研究员及其团队，分享LIPS在核材料的检测分析和安全查证等领域的应用前景。图1. LIPS装置和原理示意图（来自网络）核材料实验室分析目前，实验室LIPS技术在核材料化学元素成分和核素成分分析方面已经取得了良好的效果。在实验室条件下，LIPS可以使用高性能激光设备，合适的气体环境和高分辨率、高响应效率的光谱仪进行检测，以获得最佳的光谱分析结果。对于铀矿石、黄饼、核燃料、裂变产物、乏燃料等不同样品，在实验室条件下，铀、钍、钚、铈、铯、锶等关键元素和锂、镁、锰、钠等杂质元素都能通过LIPS得到量化[1]。在这些LIPS定量工作中，包括外部标准化和内部标准化等经典的定标方法以及支持向量机（SVM）和人工神经网络（ANN）等机器学习方法都得到了应用[2]。核材料分析中比较在意的同位素比率，可以通过LIPS根据原子发射光谱的同位素位移进行区分和分析。这种同位素位移通常非常小，一般需要在实验室条件下通过高分辨率光谱仪和合适的实验条件（较长的延迟时间和较低的压力环境）才能进行检测。目前，铀、钚等元素的同位素可以通过LIPS进行分辨，并用于同位素比率的简单预测[3–5]。图2. 424.437 nm U II 同位素特征谱线 (Applied Spectroscopy, 66(3): 250-261, 2012)核安保现场取证应用核安保是确保核能和平、安全利用的关键环节，对国家安全具有重要意义。核安保涉及多个环节和程序的复杂过程，应对核走私和恐怖主义威胁，打击涉核材料的非法转移是核安保工作的重要任务。查获涉核材料只是第一步，获取其放射性、物理特性和同位素、元素成分等特征信息以进行溯源是核安保工作的重要内容。目前对于元素成分的现场非破坏分析，还没有成熟的解决方案。现有元素成分分析技术大多需要样品预处理，难以开展无损分析，并且无法在第一时间提供可疑材料的元素成分信息。LIPS具有原位、快速、非接触和设备可便携等优势，可以用于元素成分的现场快速识别，国际原子能机构(IAEA)因此将其列为核安保领域建议发展的新型无损检测技术，并协调成员国开展了相关技术的研究和验证[6]。据报道，2010年左右，美国洛斯阿拉莫斯实验室开发的背负式激光光谱探测系统已用于矿石和金属样品中的铀成份探测,对铀元素的探测灵敏度达到450 PPM[7]。2014年在国际原子能机构组织的黄饼及铀氧化物现场甄别测试中，加拿大提供的NRC-IMI装置成功地识别并区分出74种不同来源核黄饼[8]。据悉，加拿大已成功地向国际原子能机构提供了该款便携式LIPS应用装备。2020年，我们团队研制了一种便携式核材料激光甄别装置[9]，该装置能识别铀、钍、钚等18种元素，其中对铀的探测灵敏度达到几十PPM。 图3. 美国洛斯阿拉莫斯实验室（左）和加拿大NRC（右）研发的激光光谱应用装备(IAEA Symposium on International Safeguards, Vienna, 2010 ; IAEA Symposium on International Safeguards, Vienna, 2014)图4. 中国原子能科学研究院研制的便携式核材料激光甄别装置核材料元素成分的原位定量存在一定难度，特别是对于核安保的现场取证，待分析样本往往是随机的，其成分未知，这就对分析技术提出了更高的要求。常规的LIPS定标方法依赖于标准样品，并且受到基质效应的影响，在面对未知成分的样本时难以实现准确的定量分析。因而国内外都在积极探索新的定量方法，比如机器学习算法等。在LIPS定量方法中，有一种免定标方法（Calibration-Free LIPS，CF-LIPS/ CF-LIBS）[10]。这种方法在无需依赖标准样品的情况下，通过直接分析LIPS光谱和特征谱线原子参数，能够计算得到等离子体特征参数和元素组成。该方法能够有效避免基质效应的影响，在复杂的样品背景下，仍能保持较高的可靠性，对于不明核材料的现场定量取证具有显著的优势。我们团队今年发展了基于CF-LIPS的涉核材料定量技术。通过提出统一温度的CF-LIPS新方法并建立光谱分析程序，该技术实现了LIPS现场原位的高效快速定量，一次光谱的定量计算耗时在数秒之内。该技术已应用于铀矿石和不明核燃料的成分定量测试中，为核安保领域提供了一种全新的、高效的现场检测手段。图5. 铀矿石粉末压片（左）和核燃料碎片（右）样品图6. 铀矿石粉末压片（左）和核燃料碎片（右）的CF-LIPS元素分析结果参考文献[1]Wu J, Qiu Y, Li X, et al. Progress of laser-induced breakdown spectroscopy in nuclear industry applications[J]. Journal of Physics D: Applied Physics, 2020, 53(2): 023001.[2]Sarkar A, Mukherjee S, Singh M. Determination of the uranium elemental concentration in molten salt fuel using laser-induced breakdown spectroscopy with partial least squares-artificial neural network hybrid models[J]. Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, 2022, 187: 106329.[3]Smith C A, Martinez M A, Veirs D K, et al. Pu-239/Pu-240 isotope ratios determined using high resolution emission spectroscopy in a laser-induced plasma[J]. Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, 2002, 57(5): 929-937.[4]Cremers D A, Beddingfield A, Smithwick R, et al. Monitoring Uranium, Hydrogen, and Lithium and Their Isotopes Using a Compact Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) Probe and High-Resolution Spectrometer[J]. Applied Spectroscopy, 2012, 66(3): 250-261.[5]Chan G C Y, Martin L R, Trowbridge L D, et al. Analytical characterization of laser induced plasmas towards uranium isotopic analysis in gaseous uranium hexafluoride[J]. Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, 2021, 176: 106036.[6]Annese C, Monteith A, Whichello J. Novel Technologies for IAEA Safeguards[C]//JAEA-IAEA Workshop on Advanced Safeguards Technology for the Future Nuclear Fuel Cycle, Tokai, Japan. 2007.[7]Barefield I, Clegg S M, Lopez L N, et al. Application of laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) instrumentation for international safeguards[R]. Vienna: Los Alamos National Lab (LANL), 2010.[8]Chen S, El-Jaby A, Doucet F, et al. Development of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy Technologies for Nuclear Safeguards and Forensic Applications[R]. Vienna: International Atomic Energy Agency (IAEA), 2015: 444.[9]He Y, Hu F, Gao Z, et al. Identification of nuclear materials using portable laser-induced plasma spectroscopy[C]//Liu D, Feng Y, Yang Z. AOPC 2023: Optical Spectroscopy and Imaging; and Atmospheric and Environmental Optics. Beijing, China: SPIE, 2023: 15.[10]Ciucci A, Palleschi V, Rastelli S, et al. CF-LIPS: A new approach to LIPS spectra analysis[J]. Laser and Particle Beams, 1999, 17(4): 793-797.人物介绍高智星，研究员，主要从事激光与物质相互作用、激光等离子体光谱研究。参与并负责科技部、装备发展部多项科技发展项目。相关工作发表论文20余篇，授权专利10余项，担任Matter and Radiation at Extremes等期刊审稿人。免责说明 北京卓立汉光仪器有限公司公众号所发布内容（含图片）来源于原作者提供或原文授权转载。文 章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有，北京卓立汉光仪器有限公司发布及转载目的在于传递 更多信息及用于网络分享。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们联系，会第一时间及时处理。我们力求数据严谨准确， 如有任何疑问，敬请读者不吝赐教。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。