中智科仪“匠人”精神打造国产仪器—— 5/10,000,000,000秒的”逐光者”

“王教授，实在抱歉，因全球供应链滞后，咱们去年购买的进口货物还在排期生产，发货时间无法确定。”“李教授，您咨询的这款产品因受进出口贸易管制，我们很抱歉无法为您提供。”……国际形式、市场环境及技术垄断处处限制着我国光电领域科学研究的进步与发展，同时也鞭挞着国产仪器快速崛起。

从0到1，重新定义中国光电科技速度

2016年，一群扎根光电领域十余年的行业“老人”集结于北京并以北京为主营中心，依托西安及昆山两大研发基地创立中智科仪（北京）科技有限公司，开启新型光电探测技术的国产自研路。中智科仪始终秉承国产自研、锐意进取的精神，以科研需求为核心，依托精准的探测技术、在产品研发上追求两个物理极限：

1. 极限灵敏度：单光子成像技术

通过对光电子的高增益放大以及高精度单光子识别算法，中智科仪的单光子相机可完全消除读出电路的噪声，并准确识别每一个被探测到的光子，一次达到物理探测的灵敏度极限-单光子探测。

2. 超快时间探测：10皮秒同步精度，500皮秒光学快门

中智科仪自主研发的高速皮秒快门驱动和同步时序控制器，可实现短至500皮秒的光学快门以及10皮秒同步精度，满足多种超快时间分辨成像以及光谱实验的极端要求，甚至可以轻松抓拍光速的飞行轨迹。

“逐光者”也由此而来。众所周知，光的传播速度约为3×10⁸米/秒，我们无法直接观察到光的传播过程，即使是高速相机也无法拍摄到。但如果传播时间足够短，光在有限时间内传播的空间距离就会大大减少，观察光的传播过程也就变得可能。随着超窄光学快门的时间分辨探测技术的发展和成熟，直接捕捉并观察光的传播过程已成为现实。通过一个有趣的实验，可以让大家更好理解500皮秒的光学快门：准备一台脉宽为1纳秒的脉冲激光器、一个带有4块反射镜的小水缸、光学快门为500皮秒的逐光IsCMOS时间分辨像增强相机，将水缸中充满水，并在水中撒上一些散射颗粒，通过相机和激光器以皮秒级精度精确同步，在不断增加相机和激光器之间延迟时间的情况下，可以获得激光束在不同位置的图像，将其保存为视频，这样，大家就能够看到激光束在水中的传播过程，实现真正意义上的“逐光“。

精益求精，勇担国产仪器建造“工匠”

创立至今，中智科仪始终高度注重科研原动力的投入，由多名博士和硕士组成的高素质研发团队长期致力于高性能、高品质、高可靠性科学解决方案的摸索。中智科仪不仅以打破国外技术垄断为要求，更是以超越国际标准，打造具有中国特色的技术方案为目标。经年沉淀，中智科仪已陆续攻破多项核心技术，开发落地相应商品化产品。公司匠心打磨皮秒/纳秒时间分辨像增强相机以及皮秒时间分辨单光子相机等产品，不仅打破国外技术垄断，更是以超越国际标准为目标填补我国在超快及时间分辨领域的空白。

公司发展历程：

核心技术：

1. 皮秒/纳秒高速快门驱动；

2. 皮秒精度同步时序控制;

3. 增益控制及单光子探测；

4. 像增强器与sCMOS耦合工艺；

5. 微型窄脉宽低抖动纳秒/皮秒激光模组。

科学级产品：

逐光IsCMOS像增强相机，采用高量子效率低噪声的第二代Hi-QE以及第三代GaAs像增强器，针对皮秒时间分辨光谱及成像实验优化设计，光学门宽短至500皮秒；采用1600×1088分辨率相机芯片，全分辨率帧速高达98幅/秒；内置皮秒精度的多通道同步时序控制器，由SmartCapture软件进行可视化时序设置。该相机已广泛应用于片状激光诱导荧光（PLIF）燃烧诊断、等离子成像及光谱诊断、激光诱导击穿等离子光谱（LIBS）、距离选通成像、时间分辨荧光光谱等前沿研究。

逐光系列2DSPC单光子计数相机，采用了最先进的单光子计数技术，光子计数相机是一种能够准确识别单个光子的二维成像探测器。170万像素的二维阵列同时探测并记录到达探测单元内的所有单光子事件，借助实时光子识别算法，将电子学带来的读出噪声及暗噪声完全去除，获得高信噪比光子空间分布信息。该相机广泛应用于单光子探测、离子阱荧光成像、自发参量下转换、量子光联成像、时间门控拉曼、远程拉曼等前沿研究。得益于纳秒级高速电子快门及皮秒级高精度时序控制，2DSPC相机可以通过同步触发捕获精准时刻的光子信号，2DSPC单光子计数相机是目前市场上最先进的单光子成像设备之一。

逐光系列MF分幅相机，最多可采用8台逐光IsCMOS相机配合孔径分光系统，以超高帧频记录不可重复的实验过程，是爆炸、高速撞击、等离子和燃烧诊断等实验中不可或缺的成像设备，同时具备高时间和高空间分辨率。

EyeiTS系列高速像增强模组，通过内置的单层和双层像增强器实现高达10³-10⁶倍以上光学增益，该模组在科学级相机应用中，配合科学及CCD，CMOS和EMCCD相机，可实现单光子级探测能力；在高速相机应用中，特有Hi-QE系列高量子效率光阴极，在紫外和蓝光优化波段，其量子效率可达30%以上，实现高灵敏度的高速成像。

2023年，中智科仪自主研发的PicoSpec系列皮秒门控单光子光谱仪由影像校正光栅光谱仪和逐光2DSPC时间分辨单光子相机组成。影像校正光栅光谱仪具有高光谱分辨率，宽光谱测量范围等特点；逐光2DSPC时间分辨单光子相机具有超窄光学门宽和超高增益，可实现单光子探测灵敏度，皮秒级超短光学快门以及单光子计数采集等优势；二者完美结合使得PicoSpec皮秒门控单光子光谱仪兼具超高光谱分辨率和超高灵敏光谱采集效率，可实现时间分辨光谱（固定延时采样模式和可变延时采样模式），单光子计数，“零”噪声连续采集，多通道光谱采集等多种光谱工作模式，非常适合光子稀少的应用场景，比如拉曼光谱（气体拉曼，火焰拉曼，高压拉曼，高温拉曼以及远程拉曼）、微流体、实时化学过程监测、实时医疗诊断等。

孜孜以求，逐光者的民族使命

8年间，中智研发团队始终聆听客户的声音，为满足我国科研领域多元化的需求，相继迭代发布新型产品，优化逐光IsCMOS时间分辨像增强相机的时序扫描功能，提升高速电学驱动的效率，增加离子阱量子计算的智能降噪模式和质心算法，更新迭代数十个版本的SmartCapture软件等。每一步升级的背后都承载着成千上百次研究者及科学家真实有效的实践测试。用数据说话是中智科仪的创新及研发的态度。

截至至今，中智科仪自研产品已获得相关专利十余项，并在超过百余家高校及研究院所成功交付，以成熟稳定的性能支持数十个重点项目的具体实施，已然成为众多知名大学、研究机构和企业的首选合作伙伴。2022年，中智科仪荣获国家级“高新技术企业”证书，这份荣誉是对中智科仪在创新实力、研发能力、技术管理、服务水平等方面的充分肯定。中智科仪将继续紧扣极限灵敏度和超快时间探测两个维度进行新产品研发，相信不久的将来，拥有更快的单光子计数频率的单光子计数相机以及高达50%量子效率的GaAsP的像增强相机将会面市。

“要打好科技仪器设备、操作系统和基础软件国产化攻坚战，鼓励科研机构、高校同企业开展联合攻关，提升国产化替代水平和应用规模，争取早日实现用我国自主的研究平台、仪器设备来解决重大基础研究问题。”2023年2月21日，习近平总书记的发言不断敲击着每位中智人的初心。自主创新道路，收获与挑战并行，科学家们和合作伙伴的高度认可更加坚定了中智科仪的信心和决心。

未来，中智科仪（北京）科技有限公司将持续秉承着专注、专业、严谨和敬业的精神，以研发、市场、销售、客户服务四位一体的高标准体系，努力保持领先优势，矢志成为全球卓越的光电科技公司，致力推动科技成果的应用转化，在“科技兴国”的道路上为中国科研贡献力量。