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光纤设备

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光纤设备相关的资讯

  • 国家重大科学仪器设备开发专项“分布式光纤应变监测仪”项目启动
    p  近日,由哈尔滨工业大学董永康教授牵头作为项目负责人的国家重大科学仪器设备开发专项“分布式光纤应变监测仪”项目启动暨实施方案论证会顺利召开。/pp  作为国家重大科学仪器设备开发专项之一,该项目旨在开发具有自主知识产权、高精度、高可靠性与环境适应度、核心部件国产化的分布式光纤应变监测仪,充分利用云计算与大数据系统架构与技术,实现大型基础设施、地质灾害等远程实时安全监测,实现工程化开发、应用示范并进行产业化推广。项目由我校董永康教授牵头作为项目负责人,中兴通讯股份有限公司作为产业化牵头单位,联合中铁大桥科学研究院有限公司、中交公路规划设计院有限公司、中交第一公路勘察设计研究院有限公司和中国科学院武汉岩土力学研究所共同申报。该项目对于改善我国在大型基础设施、大型结构装备、地质灾害等安全监测水平,提升公共安全水平,减小经济损失和社会影响具有重要意义。/pp  在启动会上,项目负责人董永康教授作了项目总体情况汇报,6个项目课题负责人分别进行了课题实施方案汇报。项目专家组对项目的研究目标、研究内容及研究方案的可行性给予充分的肯定,并针对项目和各课题后续工作的具体实施、拟解决的关键科学和技术问题等提出了建设性的意见和建议。/pp  中国工程院院士杜彦良教授主持启动会,项目组专家及委员共30余位参加本次了会议。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/c8ed9c9b-8ffd-4d71-983f-a71c9483e324.jpg" title="LKsd-fyqtwzv2273554.jpg" style="width: 500px height: 333px " width="500" vspace="0" hspace="0" height="333" border="0"//pp style="text-align: center "与会专家合影/p
  • 清华团队:基于多模光纤模式色散和深度学习的高速全光纤化成像技术
    多模光纤成像技术因其超细微型探头和柔性结构带来的灵活性优势,在生物体内成像、工业检测等领域具有广阔的应用前景,获得了业界广泛的关注。目前,多模光纤成像技术主要分为两类,一类通过在光纤远端产生聚焦点进行扫描成像,另一类通过探测光纤近端的散斑场来恢复光纤远端被探测的全场图像。这两种技术途径已有较完善的理论支撑,能得到较清晰的探测图像,但同时也具有一些难以弥补的劣势。例如:受限于空间光调制器、CCD或CMOS器件的刷新速度,成像帧率较低,难以对高速的事件进行成像;结构中包含自由空间光学元件,因此需要精密的光学对准,无法与传像主体集成实现全光纤化,限制了其应用范围;成像波长受限于CCD或CMOS器件的感光光谱范围,限制了其在红外波段的成像能力。上图 高速多模光纤成像系统示意图。a:实验原理图;b:以神经网络进行图像恢复的流程图;c:光纤探头示意图;d:照明光(黄色箭头)侧面注入探测光纤的示意图,信号光(红色箭头)在纤芯中传播;e:探测光纤远端照片,端面通过烧球来更好地聚焦照明光,比例尺500微米。为此,清华大学精密仪器系先进激光技术研究团队基于十多年来在光纤激光器、光纤器件和光纤传感的技术积累,提出了基于多模光纤模式色散和深度学习的高速全光纤化成像技术。该技术采用皮秒脉冲光纤激光照明被测物,利用多模光纤的模间色散特性将被探测图像的空间信息在时域上展开,时域信息通过单像素探测器进行探测,并借助神经网络训练的方法,由一维时域信息恢复出二维图像信息,整体结构和原理如图1所示。图2 被探测图像与其对应的波形和恢复结果该技术通过一个光纤侧面耦合器将皮秒脉冲光纤激光耦合到探测光纤中,然后从光纤的远端出射照到物体上,反射光进入探测光纤后紧接着进入与之连接的一公里长的50/125微米直径多模阶跃光纤中传播。由于模间色散的存在,进入多模光纤的脉冲光会产生分裂形成脉冲串。如图2所示,不同的光纤横模具有不同的群速度,因此在时域上会彼此分离,而这些横模包含了被探测图像的空间信息,通过模式色散便可将被探测物体的空域信息在时域上展开。图3 不同类型图案的成像效果通过超快光电探测器可以获得脉冲串波形,经神经网络模型进行训练后,可以直接从不同的脉冲波形中恢复出被探测图像。图3展示了来自不同数据库中图案的成像效果。该系统的成像帧率主要取决于脉冲光的重频,目前实验中已实现高达15.4Mfps帧率的成像,并实验验证了达到53.5Mfps帧率的可行性。系统在高帧率成像的同时具备连续采集一万帧图像(大帧深)的能力。如果采用重复频率更高的激光照明源,并搭配更快的光电探测器和时域波形采集设备,其帧率可以持续提升。团队所提出的新技术的突出优点是:帧率主要由脉冲光源的重频决定,成像帧率高;全光纤化的系统结构紧凑,细如发丝的探头大大增加了灵活性;单像素成像,探测波段不再受限于可见光,可扩展到近红外、甚至中波红外等其他波段;采集时域信号而非空间分布,抗干扰能力强。该系统在某些高速成像场景中比如体内高速细胞成像,或工业场景下对难以开放系统的内部高速成像检测等领域具有巨大应用潜力。该研究成果近日以“深度学习赋能全光纤高速图像探测”(All-fiber high-speed image detection enabled by deep learning)为题,发表在《自然通讯》(Nature Communications)上。该论文通讯作者为清华大学精密仪器系副教授肖起榕,第一作者为精密仪器系2018级博士生刘洲天。该研究得到了国家自然科学基金资助。 清华大学精密仪器系先进激光技术研究团队学术带头人为系主任、教授柳强,团队以现代化强国建设与国家重大需求为导向,着眼于光电子技术领域的科学与技术发展前沿,围绕固体激光、光纤光学、自适应光学、激光探测等方向,开展基础科学探索、应用基础研究和系统技术研发,全面覆盖高功率激光光源、光束控制、光电探测等技术领域。团队承担国家科技重大专项、国家重点研发计划、“973”计划、“863”计划、重点验证、专项配套型号研究等一系列重大项目,形成了从高功率激光光源到微弱光电信号测控的整套技术链条,具备完整的激光光电和测控技术能力,在相应研究方面取得了重要进展。2018年获批建设光子测控技术教育部重点实验室,2019年入选重点领域科技创新团队。
  • 定制光纤品牌“飞博盖德”为双子南座望远镜设计顶级光纤阵列
    飞博盖德为双子南座天文望远镜制造光纤阵列。2016年2月18日,美国新泽西州的斯特灵市传来消息,英国豪迈的定制光纤品牌“飞博盖德”(www.fiberguide.com.cn)已经在新双子南座天文望远镜(GHOST)中制造光纤阵列。澳洲天文台(AAO)是该项目的建造商和领导机构。飞博盖德的光纤阵列采用了最先进的制造技术,此次项目中的光纤阵列采用的就是这项技术。由飞博盖德生产的高质量、高性能的光纤阵列成为该项目成功的关键。届时,双子南座天文望远镜将配备双目标大面积全波长光谱望远镜,其覆盖范围介于363~950 nm,分辨率介于50000~75000。新的双子南座天文望远镜由澳洲天文台建造。每根飞博盖德的光纤均携带一部分来自星体的光束,从而尽量减少了因大气模糊造成的损失。通过采用飞博盖德专有的制造技术,以及其在天文学、安全和数据通信类型光纤阵列的丰富经验,可以减少传统光纤的指向误差和插入损耗等问题。新的天文观测仪器可使观察者更高效地观测夜空。双子南座天文望远镜的项目负责人安德鲁?舍伊尼斯说:“双子南座望远镜是世界上最大也是最成功的世界级双子望远镜仪器,而飞博盖德的光纤一直是澳洲天文台在望远镜科技发展中不可或缺的组成部分。一旦该项目交付,双子南座望远镜将为我们提供更多了解宇宙的机会,例如发现与研究太阳系外行星”。双子南座天文望远镜能够为了解双子南座天空提供无与伦比的便利,并进一步加强认识宇宙的机会。欲详细了解飞博盖德的应用于天文的产品,或光纤阵列和光纤束建设的专门知识,请访问飞博盖德的中文官方网站。关于飞博盖德和英国豪迈:美国飞博盖德工业有限公司(Fiberguide)生产多种工业标准的和按需定制的高传输光纤和超精密光阵列。公司经过美国食品和药品管理局登记注册,被确定为合同制造商和定制设备制造商。飞博盖德的光纤工厂位于美国新泽西州的斯特林(Stirling),同时在爱达荷州的卡德维尔(Caldwell)也有制造/装配厂。飞博盖德是英国豪迈(Halma)的子公司,隶属于豪迈的环境与分析事业部。1894年创立的英国豪迈如今是全球安全、医疗、环保产业的投资集团,伦敦证券交易所的上市公司,富时指数的成分股。集团在全球有5000多名员工,近50家子公司,在中国的上海、北京、广州、成都和沈阳设有代表处,并在多地建立了工厂。欲了解更多公司信息,请关注英国豪迈官方微博(www.weibo.com/halma)和官方微信(HALMACHINA)。业务合作联系人:谈理(Teddy Tan)飞博盖德大中华区销售经理电话:021 - 60167698邮箱:ttan@fiberguide.com媒体联络联系人:陆瑶 (Lucas Lu)英国豪迈中国区公关经理电话:021 - 60167667电邮:lucas.lu@halma.cn
  • 全国首个光纤激光协同创新中心成立
    大功率光纤激光协同创新中心日前在长沙成立。国防科技大学、清华大学、中科院上海光机所等3家光纤激光领域的优势单位,将通过建立技术联盟、共享仪器设备、联合培养人才、互聘研究骨干等形式,围绕突破光纤激光核心关键技术开展军民融合协同创新。  光纤激光是激光技术研究的前沿。光纤激光器具有体积小、效率高、光束质量好、节能环保等优势,在光通讯、激光加工、激光医学、生物技术等领域具有广阔的应用前景。近年来,我国光纤激光技术有了长足发展,但整体水平和可持续发展能力与世界先进水平仍有明显差距。为此,全国首个光纤激光协同创新研究中心应运而生。  据了解,共建各方将以协同创新中心为载体,共同研制开发具有世界先进水平的光纤激光器,改变我国高功率光纤激光器依赖进口、核心技术和知识产权受制于国外的状况,促进我国光纤激光技术水平的整体提升和可持续发展。
  • 光纤光谱仪吸光度测量解决方案
    吸光度测量使用设备简单、操作便捷。大部分无机物和有机物都可以直接地或间接地用吸光光度法测量。吸光度测量主要用于液体或气体的定量分析,广泛应用于环境监测、化学分析、检验检测等领域。吸光度定义用单色光照射某一吸光物质或溶液,测量单色光照射前的强度(即入射光强度I0)以及透过吸光物质后的强度(即透射光强度I),定义透光度(transmittance)T 为定义吸光度(absorbance)A为光的吸收定律朗伯-比尔(Lambert-Bear)定律,也称光的吸收定律,是吸光度定量分析的基本关系式。其数学表达式为: ε. 为摩尔吸光系数,与溶液的性质、温度和入射光波长有关 为溶液光程长度,即为比色皿的尺寸,单位为cm 为溶液浓度,单位为mol/L。公式表明当溶液入射光波长和光程长度固定不变时,吸光度与溶液浓度成正比关系。在测试未知样品的浓度的实验中,可以测量数组已知确定样品浓度和吸光度的数据,构建吸光度与样品浓度的正比关系式,通过测量未知样品的吸光度来求解未知样品的浓度。吸光度测量整套仪器搭建方案整套仪器由微型光纤光谱仪(含软件)、光源、比色皿支架和光纤跳线组成,见下图。具体配置清单:产品名称数量微型光纤光谱仪(含免费配套软件)1光源1比色皿支架1光纤跳线2仪器介绍微型光谱仪RGB-ER-CL微型光谱仪 采用交叉非对称C-T光路结构,配置先进的CMOS探测器,是一款结构紧凑、携带方便的通用型微型光纤光谱仪,适用于科研及工业生产的光谱测量应用,具有高灵敏度、高分辨率、高量子效率和高动态范围的特点。RGB-ER-CL微型光谱仪响应范围为200~1000nm,狭缝为25μm,分辨率为1.5nm。RGB-VIS-NIR-CL的波长范围为400~1100nm,狭缝为25μm,分辨率为1.0nm。用户也可以选择不同的光栅配置,得到不同的光学分辨率和光谱响应范围,以满足不同的应用需求。另外针对其它波段如200~900nm/200~1000nm/300~1100nm/700~1100nm等可以提供定制。该款微型光谱仪免费提供配套光谱测量软件KewSpec。软件包含查看、保存、读取光谱图和数据,以及积分时间、Boxcar平滑和信号平均等信号处理等基本功能,还包含光谱测量、吸光度、透过率、反射率等应用测量模式。操作界面简洁明了,易于上手。光源吸光度测量常见于紫外-可见波段,根据待测样品的特征波长范围选择合适的光源。HLS-1卤钨灯光源 波长范围360~2500nm,可直接出光或也可由SMA905端口连接光纤耦合输出。输出光强度可调,光源前端设有支架,可根据需要安装滤光片或衰减片。DLS-1氘-卤钨灯 是一款可提供190~2500nm的紫外-可见-近红外波段连续输出光谱的一体化复合光源。采用SMA905端口连接光纤输出,输出光功率稳定。氘灯和卤钨灯可分别开启,卤钨灯输出光功率可调,用以搭配氘灯输出光强。光源前端设有支架,可根据需要安装滤光片或衰减片。比色皿支架CH-4四向比色皿支架 是常用的光谱测量附件,光程长度1cm,支架的四面均连接一个CL-UV准直透镜。用于吸光度测量时,光纤接在两个相对的准直透镜。光纤跳线KEWLAB提供各种波长范围、光纤芯径和长度的光纤跳线,广泛应用于光谱分析领域。该光纤跳线具有坚实耐用、稳定性高、传输损耗小等特点。连接光源、微型光谱仪,起到传输光谱信号的作用。根据客户的实际应用需求,可选择不同型号的光纤跳线。光纤跳线覆盖光谱范围:190-2200nm光纤芯径可选范围:200、400、600、1000μm等标准长度:0.5m、1m、2m,其它长度可定制外壳材料:金属或塑料实测案例以HLS-1卤钨灯为光源,使用RGB-VIS-NIR-CL微型光谱仪(400-1100nm)搭配整套设备测试不同浓度胭脂红色素的吸光度光谱曲线。
  • 世界首创光纤呼救探测系统问世
    当矿难发生时,被困井下的矿工可在断电情况下,利用安装在矿井内的光纤音频传感器直接向地面呼救 或者也可敲击身边的光缆,使地面救援人员及时了解自已所处的位置。日前,世界首创的煤矿光纤呼救探测系统以及矿用应急救援车、隔绝式压缩氧自救器、矿用光纤应急通讯系统等9种新型矿用安全救援产品,在辽宁营口国家高新区正式亮相。  这些矿用安全救援新产品是由我国首家提出&ldquo 大救援体系&rdquo 解决方案的辽宁卓异科技集团自主研发的。卓异集团是我国矿山安全应急救援领域的领军企业,此前已成功研制出矿用移动式安全救生舱,并保持了矿用救援技术的持续领先。此次推出的矿用应急救援车、防爆指挥车、隔绝式压缩氧自救器、多参数环境监测仪、煤矿光纤呼救探测系统、尾矿库在线监测系统、红外甲烷监测仪、甲烷痕量气体浓度监测仪、矿用红外热像仪,将与矿用救生舱、避难硐室等矿用救难设备共同构建&ldquo 大救援体系&rdquo 。  卓异集团董事长付超介绍,矿用应急救援车作为井下避难硐室地面钻孔的主题救援设备,除完成救援任务外,还可作为救援分站与井下避难硐室、救援指挥中心组成完善的救援保障体系。当矿难发生时,应急救援车不仅可以为无法安全撤至地面而进入避难硐室的遇险人员提供基本生存条件,还能为地面救援人员提供指挥通讯、医疗救助等设施,可大大提高井下被困人员的生存率和矿难事故的救援率。而利用光纤传感技术的煤矿光纤呼救探测系统,则实现了井下发生矿难时,在完全无电的情况下,遇险人员的紧急呼叫、传感探测,使地面指挥部能够了解井下状态,及时制定出有效的救援措施。
  • 国家级塑料光纤工程实验室在四川崇州建成
    崇州市工业集中开发区内,国内唯一一家国家级塑料光纤工程实验室正式挂牌。据悉,这是由四川汇源塑料光纤有限公司创立的“塑料光纤制备与应用技术”国家地方联合工程实验室。该实验室的创立,标志着中国塑料光纤科研力量正式迈进国际最高端的塑料光纤应用领域,为中国塑料光纤产业技术升级,广泛应用于汽车、飞机、工业设备、传感器、消费电子设备与国防等高端应用领域打下了坚实的研究与产业化基础。  打破高端应用领域技术空白  随着近几年中国通信事业的飞速发展,塑料光纤在装饰照明、消费电子产品、交通工具、工业设备以及国防建设中得到大量应用,并推动着塑料光纤通信系统逐渐成为短距离通信的主流技术。宝马公司已在其最新产品中使用塑料光纤作为车载多媒体通信网络和控制系统的通信媒介。  在国外,塑料光纤的应用开发已取得了重大的成果,且不断在加大新的应用研究投入,但是目前在国内的发展还存在着诸多的技术瓶颈。据中国工程院院士、教授李乐民分析,“经过近10年的努力,国内塑料光纤研发生产单位,特别是四川汇源塑料光纤公司,在低损耗塑料光纤产品的产业化方面,已经取得技术突破,并且赶上了国际先进水平。但是技术研究与国际相比,差距非常巨大。国际上在汽车、飞机、工业设备上应用已经非常广泛,而中国在高端应用领域的产品技术基本为零。研究应用于各种专业领域的塑料光纤通信系统及其配套器件产品,对中国整个科研界与工业界来说,具有非常重要的意义与紧迫性。”  两三年追赶世界先进水平  此次国家级塑料光纤工程实验室的创立,正是为了解决这些具体的应用技术问题。据汇源塑料光纤公司技术总监储九荣介绍,依托四川汇源塑料光纤有限公司自身的塑料光纤产业优势,结合工程实验室数十位权威专家学者的知识力量,我国的塑料光纤产业就像插上了一双隐形的翅膀,在2-3年内就会取得新的技术突破,很快就可以追赶上世界先进水平。  据透露,为下一步的发展,汇源塑料光纤公司将投资3000万元兴建国家工程实验室研发大楼、建设产业化基地。在完成制订通信用塑料光纤和塑料光缆两项国家通信行业标准的基础上,工程实验室正在规划制订应用于汽车、飞机、火车、工业设备、消费电子等各个领域的塑料光纤通信系统相关的国家标准,打造、规范中国塑料光纤短距离通信产业。  同时,四川汇源计划在2013年投资基于塑料光纤的汽车多媒体系统技术与产品,初期目标产能10万套,年销售额可达5亿元。中远期目标实现销售50亿元。
  • 新型光纤传感仪创新方法研讨会在京召开
    由中国仪器仪表学会主办的中国科协前沿高端学术交流活动——“新型光纤传感仪器设备中创新方法应用学术研讨会”于8月20日在北京京仪大酒店隆重召开,清华大学金国藩院士、中国石油化工研究院陆婉珍院士、科技部条财司马晋并处长、科技部条财司郑健博士、中国仪器仪表学会副理事长吴幼华先生及来自高校、研究所、企业的代表共计50余人参加了此次研讨会。仪器信息网作为特邀媒体也参加了此次研讨会。  图一 研讨会现场  研讨会由金国藩院士主持。首先中国仪器仪表学会副理事长吴幼华先生致欢迎辞,他表示很荣幸负责主办此次科协前沿的高端学术交流活动,并且对参会的来宾表示感谢,预祝此次研讨会能够圆满召开。  图二 清华大学金国藩院士图三 中国仪器仪表学会副理事长吴幼华先生  随后科技部条财司马晋并处长作了题为《创新方法与仪器创新》的报告,报告就以下三方面进行了介绍:一、方法研究与自主创新的一些认识。方法研究是科学仪器创新的重要源泉,也是科学仪器创新促进成果转化的必然选择,目前我国存在科学仪器研发与应用脱节的情况,由此阻碍了创新仪器的推广。二、自主创新方法的工作。近年来,科技部联合多部委大力推进自主创新方法的工作,并且在财政部的支持下建立了“创新方法专项基金”重点支持科学仪器设备新原理、新方法、新技术研究,力争催生一批原创性科学仪器设备 支持科学仪器设备成果产品针对具体领域的应用方法研究,拓展现有科学仪器的应用范围。三、围绕自主创新开展的主要工作的设想。    图四 科技部条财司马晋并处长  复旦大学贾波教授就光纤传感技术研究及基于此技术的仪器设备进行了介绍。贾教授认为光纤传感技术具有分布式传感、长距离、无辐射、抗电磁干扰、无源等优势,可以在军事、基础建设、基础设施安全、公共安全及地震等突发灾害预警等领域应用,前景十分广阔。贾教授所带领的团队在科技部创新方法专项的支持下,已经开发出全新的光纤振动传感技术,并且已经开发出相关的应用产品,如高g值加速度测试仪、舰船光纤振动监测系统、光纤语音监听系统、通讯干线监控系统及光纤周界安防系统等,目前这些设备已经投入到军队、地质、奥运会花游比赛等领域的应用中。最后,贾教授呼吁,希望有更多有此方面需求的用户与其联系,使他们能够将技术应用到实际中,更好地完善技术。  图五 复旦大学贾波教授  天津大学刘铁根教授作了《新一代光纤智能传感网语关键器件基础研究》的报告。报告就课题研究的依据、光纤传感的发展方向与趋势及光纤传感关键科学问题研究等内容进行了介绍。光纤传感理论与技术分为三方面:1、光纤传感器 2、光纤传感技术 3、光纤传感网。目前,三项技术都有各自的瓶颈的问题。课题的总体目标是实现光纤传感技术在国家安全、重大工程及生物制药领域的应用。构建分立式光纤智能传感网和连续分布式光纤智能传感网2个实验平台。  图六 天津大学刘铁根教授  最后来自企业的代表杭州聚光科技的闻路红博士就其企业基于光纤传感技术的产品进行了介绍,并就企业自身的经验介绍了产学研方面的问题。 图七 杭州聚光科技的闻路红博士  报告结束后,与会代表们就新型光纤传感技术及仪器进行了热烈的讨论。讨论的焦点在:如何将此技术及设备应用于石油传输管道中,以防止偷油行为 如何解决外界因素对光纤传感的干扰,解决误报率的问题 能否将光纤传感技术与传统的光学仪器相结合等。
  • 定制附件|紫外分光光度计的光纤附件
    在光电或建筑领域中,会有一些尺寸较大、形状不规则的样品,如滤光片、钢化玻璃等,以及一些需要在样品仓外部进行反应的液体样品,由于样品仓体积或样品支架不合适,测试它们的反射率和透过率给用户带来困难。建筑玻璃日立基于这类样品的测试,凭借专业的知识,开发了用于日立紫外可见近红外分光光度计UH4150直射光检测系统的光纤附件,可以将光引出样品仓,到达样品,通过光纤收集样品反馈的信号,利用检测器获得样品的反射率或透过率。具体如何利用从样品仓导出来的光,取决于客户自身的需求。光纤附件介绍这是用来连接光纤和UH4150直射光检测系统的附件,用于大尺寸样品的反射率和透过率测定。其主要部件是将光纤与UH4150主机连接的附件和光学系统,但不包括光纤和样品室部分。光纤附件** U-3900/U-3900H也可配置光纤附件 日立紫外分光光度计凭借优异的光栅技术,为客户带来更精准的解决方案,同时搭配多样化的定制附件,满足客户的特定需求。关于光纤附件的更多信息,请直接与我们联系。定制附件公司介绍:日立科学仪器(北京)有限公司是世界500强日立集团旗下日立高新技术有限公司在北京设立的全资子公司。本公司秉承日立集团的使命、价值观和愿景,始终追寻“简化客户的高科技工艺”的企业理念,通过与客户的协同创新,积极为教育、科研、工业等领域的客户需求提供专业和优质的解决方案。 我们的主要产品包括:各类电子显微镜、原子力显微镜等表面科学仪器和前处理设备,以及各类色谱、光谱、电化学等分析仪器。为了更好地服务于中国广大的日立客户,公司目前在北京、上海、广州、西安、成都、武汉、沈阳等十几个主要城市设立有分公司、办事处或联络处等分支机构,直接为客户提供快速便捷的、专业优质的各类相关技术咨询、应用支持和售后技术服务,从而协助我们的客户实现其目标,共创美好未来。
  • 分布式光纤应变监测仪取得重要进展
    p style="text-align: justify text-indent: 2em " 由中兴通讯股份有限公司牵头的国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”重点专项“分布式光纤应变监测仪”项目经过近两年的努力,突破了高空间分辨率技术、超长距离测量技术和高精度布里渊信号处理等关键技术,开发出分布式光纤应变监测仪样机。近日,项目顺利通过了科技部高技术中心组织的中期检查。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "分布式光纤传感以光纤作为传感器,其测量参数包括应变和温度等,可以实现空间上的连续测量,监测点位可达百万个,测量距离可达百公里,具有传统点式传感器不可比拟的优势,是大尺度基础设施结构健康监测和大范围地质灾害监测最有效的技术手段。目前国内高性能分布式光纤传感监测仪主要依赖国外进口,国内还不能实现厘米级超高空间分辨率和百公里超长距离产品供货。该项目通过采用差分脉冲对技术和双频激光扫描技术,所开发的可工程化应用的分布式光纤应变监测仪,具有厘米级空间分辨率和百公里测量距离,已成功应用于油气管道、高速铁路、高压输电线、大型桥梁和山体滑坡监测等领域,中国公路学会组织的科技成果鉴定认为该项目整体技术达到了国际领先水平。开展分布式光纤应变监测仪的自主化研究,对于提高我国大型基础设施、大型结构装备和地质灾害的安全监测能力,提升公共安全水平,以及减小经济损失和社会影响具有重要意义。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "该项目下一步将加强仪器小型化设计,提高产品的工程使用灵活性;进一步加快工程应用示范及产业化推广等工作。 /p
  • 黄正宇:用“实业报国”的心领跑全球光纤传感技术
    有一段时间,缺钱购买黑体设备,黄正宇和他的伙伴们用太阳作为黑体源,每天坐等阳光,下午3点到5点,阳光斜射办公室,一帮人抄起工具抓紧做实验。  黄正宇本可以不用如此“窘迫”。如果4年前他不选择回国创业,而是留在美国,他所需的设备只需打个报告,就能随时送到。  但是,黄正宇放弃了在美国的优厚生活,归国创业。那年,他31岁。  在清华科技园的一个小办公室,他和文进创立北京蔚蓝仕科技有限公司,从事光纤传感器及光纤传感系统的研发、生产和销售。4年的时间,公司业务蓬勃发展,注册资本从50万元发展到1710万元,当初的6人团队也发展成现在的73人。公司已拥有多项光纤传感的自主核心技术,其中4项具有世界领先性。  回首4年的创业史,黄正宇丝毫没感到艰辛,支撑他一路走来的,是一颗家族传承的“实业报国”心。  想好的事情,就不给自己留后路  1999年,黄正宇毕业于清华大学精密仪器系,2000年8月,赴美国弗吉尼亚理工大学留学,2005年12月,获得电子工程系光博士学位。  毕业后,他进入美国某知名光学公司,成为首席光学专家。一上任,他就有惊人之举:在4个月的时间里,帮助公司完成了花5年时间、耗费4000万美元没有解决的难题。  谈及此事,黄正宇轻描淡写。他说,“我发现公司的基础技术方案出了问题,我到了公司之后,在技术方案上进行了一些调整,帮公司攻克了一些封装、材料、工艺、算法层面的问题。节省了大笔费用。”  在美国的生活无忧无虑,他完全可以拿着高薪,舒舒服服地过一生,但是创业的愿望始终在心中涌动。“如果我想留在美国,或者给自己留后路,我会申请绿卡,但是我一直没那么做。”黄正宇说。  谈到创业,黄正宇提到一个重要的缘由:家族的传承。  黄正宇出生在上海。从他记事起,姥爷就是自己的偶像。他听姥爷讲过很多故事,印象最深的就是实业报国。  家人常说,在抗战时期,姥爷在上海经营一家很大的棉纺厂,家境殷实,曾有人提出让姥爷为日军做军服,老人家断然拒绝,因此还吃了不少苦头。建国前,老人曾有机会携全家去台湾,但是为了工厂和员工,他选择留在上海。  老人家重视教育,四个孩子,两个上了清华,两个上了北大。临终前,老人家对子女说了两个遗愿,一是希望未来子孙能继续办实业,二是希望后代能出钱办教育。  黄正宇铭记在心:“他老人家一辈子都在实业报国,这也在我心中种下了一颗创业的种子。”  在美工作一年后,黄正宇找到了必须马上归国的理由。  “美国的光纤传感技术,在世界上是最先进的。我慢慢地发现,公司研发的一半产品,是以军事用途为直接目标的,而其产品的目标可能就有中国。”黄正宇说,“作为一个中国人,我怎么能帮他们做这样的研究呢?”  2007年8月,他果断放弃高薪,回到了北京,没有丝毫的犹豫,“我做事情的风格就是果断,想好的事情,从不给自己留后路。”黄正宇说。  艰苦的环境一样能搞研发  在清华东门的一个小办公室,黄正宇和文进拿出了全部积蓄50万元,开创了北京蔚蓝仕公司,第一批员工只有6人,公司的目标是光纤传感器及光纤传感系统的研发、生产和销售。当时,国内也有开展相同业务的公司,但是在技术上与美国和欧洲的公司相差10年以上。  缺少研发资金是黄正宇当时面临的最大问题。  弗吉尼亚理工大学拥有世界上最大的光纤传感实验中心。黄正宇介绍,从1997年到2010年,该中心的实验经费就高达3000万美金。在读博士的时候,如果黄正宇想买一台实验仪器,只需打个报告,就能很快批复下来。可是回到北京之后,这样的条件就完全不存在了。  讲创业的艰难故事,黄正宇面带微笑,没有丝毫的抱怨。他说,艰苦的环境一样能搞研发。  黄正宇张开两只手,并在一起,上下搓动,“当初,我们没有钱,为了做一些光学实验,连手都用上了。这样搓动,为的是用指缝的交错对光源进行斩波调制。我们甚至还用电风扇的叶片旋转来做光学斩波器,来做光学实验”。  就是在如此艰难的环境下,黄正宇带领团队,完成了一些看似不可能完成的任务。2008年,黄正宇获得国家级留学人员择优资助;2008年公司承担国家十一五科技重大科技专项子课题“智能完井关键技术研究”;2009年,黄正宇入选“千人计划”,并当选中关村高端领军科技创新创业人才和北京“海聚工程”首批海外高层次人才。  蔚蓝仕公司已拥有多项光纤传感的自主核心技术,其中4项具有世界领先性,在国内光纤传感器领域具有巨大的技术优势。公司已申请专利11项,其中发明专利7项、实用新型两项、外观设计两项,软件著作权登记6项,另有60多项国内外专利正在申请中。  “如果我的教授知道我在这样的条件下,取得现在的成绩,他会感到非常惊讶的。”黄正宇说。  展望未来,黄正宇充满希望,公司目前已经研发出六条产品线,第七、八条产品线预计在明年下半年完成。黄正宇说,“我们基本上已经把光纤传感过去40年内验证过的有市场潜力的东西都做出来了”。  蔚蓝仕的目标是什么?  黄正宇说,“要成为全球光纤传感技术的领先者”。
  • 科技引领!植入光纤传感器为电池做“体检”
    手机爆炸、电动汽车行驶或充电过程中的火灾事故在生活中经常可见,让人们在享受锂电池带来的便利的同时,也担心其在安全方面的重大问题。如何降低这一风险?近日,中国科学技术大学教授孙金华、研究员王青松团队与暨南大学教授郭团团队研制出一款可植入电池内部的高精度光纤传感器。相关研究成果日前在线发表于《自然-通讯》。“这款高精度光纤传感器可以在1000摄氏度的高温、高压环境下正常工作,同步测量出电池热失控全过程内部温度和压力,为快速切断电池热失控链式反应提供预警手段。”王青松向《中国科学报》介绍。破解国际性科学难题手机、笔记本电脑、电动自行车、电动汽车中都有一个关键部件——锂离子电池。随着全球范围内能源危机的出现、“双碳”目标的驱动,锂离子电池产业迅速发展。然而,锂离子电池常常会发生爆炸,也就是热失控,这是威胁电池安全的“癌症”,是制约电动汽车与新型储能规模化发展的瓶颈。研究表明,电池热失控源于电池内部一系列复杂且相互关联的“链式反应”。“这可以从电池内部和外部两方面讨论。从内部来看,电池由正负极、电解液、隔膜等组成,其中电解液和隔膜都是易燃物,正负极和电解液在一定温度下又会产生化学反应,进而产生热量和可燃气体。也就是说,电池内部本身就是一个热不稳定的体系。”王青松说。从外部来看,电池在使用过程中容易出现各种外部滥用:电滥用,如过充、过放等;热滥用,如高温、局部发热等;机械滥用,如撞击、挤压等。这些外部滥用会造成电池内部材料发生一系列连锁化学反应,电池内部温度快速提升,最高可达800摄氏度,导致电池起火或爆炸。如何科学、及时、准确地预判电池安全隐患,是当前电池安全领域的国际性科学难题。为攻克这一难题,研究团队提出一种可植入电池内部的高精度光纤传感器,在国际上率先实现对商业化锂电池热失控全过程的精准分析与提早预警。《自然-通讯》的一位审稿专家评价道,“该研究有助于电池健康状态监测,并在不可逆损害前发出预警信号。”小巧光纤实时监测电池健康状态将光纤植入电池,并非王青松等人首创。因光纤传感器具备体积小、重量轻、耐受高温高压、耐受电解液腐蚀等优势,前人将其植入电池。但他们主要测量的是电池循环过程中的内部参数,从未涉足电池热失控监测领域。于是,王青松等人想将光纤植入电池内部,以监测电池热失控过程,并探索电池内部参数能否为电池热失控预警提供新思路。研究思路有了,做起来却非常难,因为现有的大多数光纤传感器无法在热失控过程中“幸存”。王青松解释说,电池热失控过程中,内部压力高达2MPa、温度高达500至800摄氏度,在这种高温高压的冲击下,光纤信号会中断,无法测得电池内部温度和压力数据。研究的关键是开发一款“健壮”的光纤传感器。他们与郭团团队联合攻关,多次改进光纤结构,开展热失控实验,反复修改和验证,最终通过对光纤进行套管保护,在保证内部信号传输的同时解决了光纤容易断的难题。“这款高精度光纤传感器总长度12毫米、直径125毫米,能够植入商业18650电池,实时监测电池热失控期间的内部温度和压力影响。”王青松向《中国科学报》介绍了光纤传感器的结构。相比现有的外部监测技术,内部光纤传感技术更具有及时性、灵活性。“就好比人们患病,当感知到疼痛时,往往为时已晚。这就像电池外部特征的变化一般都是滞后的。”王青松解释道,“而去医院体检,可以通过CT等看到内部器官变化,从而预知疾病的发生,并通过治疗手段阻止疾病进一步发展。但这种大型设备体积庞大,无法随时随地监测内部状态变化。如果在人体内植入芯片,就可以做到实时跟踪预警。就像在电池内部植入光纤传感器,可以做到实时监测预警。”值得一提的是,该研究通过解析压力和温度变化速率,首次发现温度和压力变化速率的转变点可作为电池热失控早期预警区间。该发现适用于不同电量的电池,能够在电池内部发生“不可逆反应”之前发出预警信号,保证了电池后续的安全使用。用于同时监测电池内温度和压力的FBG/FPI传感器工作原理适合大规模推行量产在王青松看来,光纤传感器尺寸小、形状灵活,具有抗电干扰性和远程操作的能力和适合大规模生产的标准制造技术,并且可以实现一根光纤在电池的多个位置同时监测温度、压力、气体组分、离子浓度等多种关键参数。光纤传感技术与电池的结合将在新能源汽车、储能电站安全监测等领域发挥重要作用。为此,研究团队将探索光纤传感器在大容量储能电池中的应用。“大容量储能电池热失控相比此次研究中的18650电池更加剧烈,并且其热失控特性和机理与小电池有所差异,这将是对我们研究的进一步考验。”王青松说。另一方面,团队将与电池制造商合作,希望在电池制作过程中植入光纤传感器,避免对电池二次破坏,加快光纤传感在储能和新能源汽车电池管理系统中的应用进程。相关论文信息:https://www.nature.com/articles/s41467-023-40995-3
  • 光纤照明系统应用于空间站舱内的分析探讨
    光纤照明系统应用于空间站舱内的分析探讨引言:照明系统是空间站内一个重要的子系统,配套舒适的照明能为航天员的舱内生活、作业提供良好的照明环境,保障航天员的人身安全。同时,照明的功耗控制也对整个航天任务的顺利实施起到重要作用。目前绝大多数空间照明系统的供电来源于太阳能电池阵/蓄电池供电系统。在航天器光照区,通过太阳能电池的光伏效应把太阳能转换为直流电能供给负载,并将部分电能转化为化学能储存于蓄电池组中。当航天器进入地球阴影区时,则由蓄电池通过控制单元中的调节装置向负载供电。太阳能电池主要时基于光电转换实现的,其基本原理是利用电池将收集到的光能根据一定的原理转化成为可以直接使用或者可以储存的电能,目前太阳能电池的转换效率一般在10%-20%之间。当前这种技术的应用范围很广阔,但其局限性是如何提高这种光能向电能转换的效率。近年来,虽然越来越多的飞行器开始采用功率较低、性能更优的LED光源代替传统的荧光灯,但是长时间不间断的照明仍会产生较大的功耗。为了充分利用太阳光以达到节约资源的目的,基于地面上应用的光纤照明系统,提出了一种应用于空间照明的太阳能光纤照明方案,直接利用太阳光进行舱内照明。图1.空间站内的照明系统一、光纤照明可行性分析以位于赤道上空35860 Km的同步轨道为例,卫星绕地球一周的时间为23 h 56 min 4 s,与地球自转周期相同,卫星相对地球来说是静止的,一年中仅在春分和秋分前后45天,而且每天最多只有72 min被地球遮挡,其余时间内,卫星可受到太阳光的连续照射。和地面相比,用同样的面积的太阳能电池板,在同步轨道可获得6-11倍的太阳能。如果卫星处于圆形日心轨道,则不存在地球遮挡时间。如果我们能充分利用这段时间的太阳光直接进行照明,将大大节省飞船的照明用电,因此分析和探讨光纤照明系统在飞船和空间站内的应用是非常有意义的。事实上,早在1995年,美国物理科学公司和道格拉斯宇航公司在NASA的资助下,就曾对太阳光照明系统进行过相关的研究。当时这个系统是作为空间材料处理实验的热源为另一个项目研制的,将其中一部分用于空间植物照明实验。这一系统主要包括了可自主聚光镜、次级聚光镜、光纤、植物照明器和检测仪器,效率约为32%,通过采用高效率部件,系统效率可达到65%,其聚光比为1000-75000。由此可见,太阳光光纤照明系统有望于应用于未来的空间站照明。图2.空间站内的收光系统二、空间光纤照明系统关键技术典型的光纤照明系统主要由聚光装置、光纤束、末端发光装置以及辅助装置等部分组成。其中光纤束及光线跳线作为重要的组成部分,起到了光线传输何承载的重要作用。我们提供各种光纤束,并根据要求为客户定制各种光纤束。可选的标准接口及护套铠甲。40,000小时不间断测试实验表明我们光纤束可以长期保持透过率稳定。 此外,传统的光纤束均采用环氧胶来交合光纤,这一方式使光纤束的传输效率变低,我们PowerLightGuide FUSED-END BUNDLES 抗紫外光纤束(Optran UVNS光纤)则采用输入端熔融工艺从而减小光纤间的空隙,极大的提供光纤束的透过效率。在保持光纤的NA不变的情况下,PowerLightGuide FUSED-END BUNDLES传输效率提高50%。因为不含任何环氧胶,PowerLightGuide FUSED-END BUNDLES在摄氏1500度的情况下依然可以正常工作。PowerLightGuide FUSED-END BUNDLES(光纤束,光纤光导管)相对于传统的液芯光导管(Liquid Light Guide,液芯光纤)有着极大的优势,主要包括以下几点: 1.PowerLightGuide FUSED-END BUNDLES在160~1200nm范围内提供极高的透过率, 2. PowerLightGuide FUSED-END BUNDLES长度不想液芯光纤一样受限制, 3. PowerLightGuide FUSED-END BUNDLES的传导性能不会随时间而退化。 主要应用:工业及科学方面: 替换 UV液芯光纤光谱学 传感器 紫外光刻 激光焊接/锡焊/打标 激光能量传送 核等离子体诊断 分析仪器 激光二极管尾纤 Thomson散射 紫外照明及监测 紫外拉曼光谱 紫外固化 超高温应用医疗方面: 医疗诊断 激光传输 光动力疗法 医学治疗高精度定制型光纤束-昊量光电 (auniontech.com)系统的工作原理:聚光装置将入射的太阳光进行会聚,会聚后的太阳光通过光纤束传输到任何需要照明的场所,再通过合理的配光设计使传输过来的太阳光均匀地散射出去。当无太阳光照射或太阳光不足时,利用辅助照明装置进行补充照明,以保证高质量的照明环境。太阳光光纤照明系统应用于空间照明的关键技术为:聚光装置的设计;聚光装置与光纤的耦合;末端发光装置的设计;辅助照明装置的设计。研究上述应用的技术难点,将对光纤照明系统应用于空间照明并节约照明功耗具有很大作用。同时,对空间站照明的研究,也可以将其技术应用在空间植物的培养方面,未来随着人们对宇宙空间的不停探索,光纤照明将不仅仅 限于空间站的生活照明,同样可以应用在空间站内植物培养照明,为人类能够探索更遥远的宇宙提供可能性。结语:目前,地面上的太阳光光纤照明系统与传统照明技术的有机结合使得太阳能被广泛的应用,大大的节约了照明供电系统的资源和成本,具有较高的学术价值和重要的应用价值。而且,国内外关于太阳光照明与传统照明结合的性能更优的系统和新装置不断被研制出来,各国科研人员对太阳光光纤照明实用系统的开发研究正在进一步深入,各种新方案、新器件不断被运用到系统的设计和制作当中,太阳光光纤照明系统将是未来照明的一个大趋势。关于昊量光电昊量光电 您的光电超市!上海昊量光电设备有限公司致力于引进国外先进性与创新性的光电技术与可靠产品!与来自美国、欧洲、日本等众多知名光电产品制造商建立了紧密的合作关系。代理品牌均处于相关领域的发展前沿,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等,所涉足的领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及前沿的细分市场比如为量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等。我们的技术支持团队可以为国内前沿科研与工业领域提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等优质服务,助力中国智造与中国创造! 为客户提供适合的产品和提供完善的服务是我们始终秉承的理念!
  • 电子探针丨带您走进光纤的微观世界-低损耗光纤
    导语信息关乎一切,为满足信息化数字化支撑新质生产力的创新发展目标和要求,国家层面在算力枢纽、大数据和云计算集群、“东数西算”等工程作了资源调配和长远的规划。用户层面对高质量视频和数据传输需求、对低时延的更苛刻要求、5G技术使用的接入,以及千兆光纤入户规划,对超高速互联网接入的追求似乎永无止境。低损耗光纤的研究正是为了满足高质量的数据接入需求。岛津电子探针通过搭配52.5°高取出角和全聚焦晶体波谱仪,具有高分辨率和高灵敏度的特征,可以为光通信企业及研究院的产品生产、研发、技术突破等方面,如未来的多芯或空芯的研究提供坚实的数据支持。光纤损耗小科普光纤损耗是指每单位长度上的信号衰减,单位为dB/km。光纤损耗的高低直接影响了传输距离或中继站间隔距离的远近,对光纤通信有着重要的现实意义。光纤之父高锟博士提出:光纤的高损耗并不是其本身固有的,而是由材料中所含的杂质引起的。之后,科研人员和光通信企业开始致力于光纤损耗降低的课题研究。根据光纤损耗,把光纤大致分为普通光纤、低损耗光纤、超低损耗光纤三类,其中,&bull 普通光纤衰减为0.20dB/km左右,&bull 低损耗光纤衰减小于0.185dB/km、&bull 超低损耗光纤的衰减小于0.170dB/km。长久以来,国外厂商在低损耗和超低损耗光纤的研究中保持领先地位。现在国内新建主干网络以及骨干网的升级改造中已有大规模低损耗光纤的部署。岛津电子探针的特点岛津电子探针EPMA通过配置统一四英寸罗兰圆半径的、兼具灵敏度和分辨率的全聚焦分光晶体,以及52.5°的特征X射线高取出角,使之对于微量元素的测试更具优势,不会错过微量元素的轻微变化。【注:从微米级别空间尺度产生的元素特征X射线经过全聚焦晶体衍射后还会汇聚到微米级别范围,不会有检测信号的损失,也无需在检测器前开更大尺寸的狭缝,从而具有更高的特征X射线检测灵敏度和分辨率。】【注:高取出角可获得特征X射线试样在基体内部更短的穿梭路径,减少基体效应的影响,即更少的基体吸收更少的二次荧光等,从而具有更高的特征X射线检测灵敏度。】在远距离传输中,由于光纤材料的吸收(材料本征的紫外和红外吸收以及金属阳离子和OH-等杂质离子吸收)和散射、光纤连接以及耦合等方面造成的衰减问题难以避免,低损耗光纤的推出则为解决这一难题提供了新的思路。在骨干网改造、超高速宽带网络的建设过程中,低损耗(Low-loss optical fiber, LL)、超低损耗(Ultra-low-loss optical fiber, ULL)光纤已有大规模部署。我们使用岛津电子探针EPMA-1720测试了两种低损耗光纤。&bull 第一种光纤为单模光纤,纤芯直径10μm,掺杂Ge+F。低损耗光纤元素分布情况测试结果如下:&bull 第二种光纤纤芯为比较高纯度的SiO2,在包层区掺氟降低折射率,未掺杂常规元素Ge。定量元素线、面分布特征分析见以下系列图。超低损耗光纤元素分布情况测试结果如下:结语信息通信是重要的国家级基础设施,通信光纤建设也是重要的民生工程,对高质量数据通信要求都在不断提高。目前骨干超高速400G、800G乃至1T的工程规划都给光通信企业带来机遇和挑战,研发和生产亦是永无止境。岛津电子探针有着高灵敏度和高元素特征X射线分辨率的特性,能够为光通信企业及研究院的产品开发、技术突破等方面提供可靠的检测和分析手段。本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 1.0026亿元 天大光纤力热复合测试仪器专项获批
    10月31日,国家科技部正式下发文件(国科发财[2013]636号),支持66个国家重大科学仪器设备开发专项项目立项。由天津大学作为项目牵头单位,精密仪器与光电子工程学院刘铁根教授作为项目负责人的&ldquo 光纤力热复合测试仪开发和应用&rdquo 获得正式立项批复。该项目开发周期为4年,项目总经费预算为1.0026亿元,其中国家科学仪器设备开发专项经费资助5288万元。  2011年7月,国家科技部会同国家财政部正式启动并组织实施《国家重大科学仪器设备开发专项》,旨在贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,支持重大科学仪器设备开发,提高我国科学仪器设备的自主创新能力和自我装备水平,支撑科技创新,服务经济建设和社会发展。  本项目在以刘铁根教授为首席科学家的国家973计划项目&ldquo 新一代光纤智能传感网与关键器件基础研究&rdquo 成果基础上,将着力开展光纤力热复合测试仪的工程化开发和产业化推广。通过系统集成、软件开发和应用开发,丰富仪器功能,优化技术方案,形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的光纤力热复合测试仪产品,为我国航空航天等工程提供测试技术支撑。项目共有23家参研单位,除天津大学一家高校外,其余均为企业、科研院所,为仪器的工程化和产业化奠定了良好基础。该项目的立项,标志着天津大学光纤传感领域研究水平再攀新高,显示天津大学在仪器仪表领域内的雄厚实力,同时也将为天津大学产学研合作探索出一条新路。  项目负责人刘铁根教授,是天津大学光学工程国家重点学科学术带头人,国家973 计划项目首席科学家,2012 年度全国优秀科技工作者,2010年度天津市劳动模范,享受国务院政府特殊津贴。长期从事光纤技术和光电检测等领域的研究和教学工作,以第一完成人获得天津市技术发明一等奖、中国仪器仪表学会科学技术奖一等奖和教育部科学技术进步奖一等奖。发表论文210 余篇,其中SCI、EI 检索近115 篇。申请国家发明专利40 余项,其中授权15 项。以起草组组长身份主持制定国家军用标准《光纤气体传感器测试方法》。此外,刘铁根教授还是光电信息技术教育部重点实验室(天津大学)主任,全国仪器仪表学会光机电集成分会理事长和中国光学学会光电技术专业委员会副主任。
  • 小身材大作为:光纤传感器应用前景及场景剖析
    p  光纤传感器是近年来势头正猛的“科技新贵”,因为它有极高的灵敏度和精度、抗电磁干扰、高绝缘强度、耐腐蚀、能与数字通信系统兼容等优点,已被广泛应用于电网系统、道路监控、轨道交通、食品安全等领域。/pp  紧贴时代发展趋势,由中国光学工程学会光纤传感技术专家工作委员会、中国光纤传感技术及产业创新联盟组织的2019第八届中国(北京)国际光纤传感技术及应用大会暨展洽会将于2019年8月5日-7日在北京国家会议中心组织召开。/ppstrong  科技新贵之光纤传感器/strong/pp  光纤传感技术是一种新型传感技术。通过光的反射、折射和吸收效应,光学多普勒效应、声光、电光、磁光和弹光效应等,可使光波的振幅、相位、偏振态和波长等参量直接或间接地发生变化,因而可将光纤作为敏感元件来探测各种物理量。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 404px height: 263px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/b0818f87-2205-4c37-9840-bd1f8c595af5.jpg" title="113.jpg" alt="113.jpg" width="404" height="263"//pp  中国已成为全球光纤传感器消费最大国,在国产化进程有一定的突破。据了解,以南京大学、深圳中科传感为代表的大学及研究院等机构,基本掌握了全套的光纤传感器方案。而在光纤传感系统的核心部件上,厦门彼格的窄带光源、世维通的铌酸锂波导等为代表相关的器件,都不甘落后争相实现自主研发。/pp  纵观整个行业市场,目前中国光纤传感器的自主研发仍是“短板”,总体市场化水平仍落后外国。据统计,中国传感器新品研制率落后美日等国近10年,产业化水平落后10-15年。未来,中国光纤传感市场产业化格局有待提升,物联网技术的加持,将推动中国光纤传感市场走向新一轮发展高峰。/pp  strong光纤传感器应用场景分析/strong/pp  物联网俨然已经成为光纤传感器国产化的重要推手。物联网的发展必须要借助大量传感器获得各种环境参数,从而为物联网提供更可靠的数据信息,再经过系统的处理,得到人们需要的结果。可见,光纤技术在物联网中有很广阔的应用前景。/pp  正是敏锐捕捉到光纤传感器技术在上述领域日益紧密的行业风向,第八届中国(北京)国际光纤传感技术及应用大会暨展洽会致力于全面拓展光纤传感器科技应用领域终端,聚焦智能电网、矿山安全、轨道交通、海洋与环境、地质与水利等各个应用行业,展现国内巨头企业相应的创新综合解决方案。/pp  光纤传感器在智能电网领域起到重大作用。利用光纤传感技术对输电线路进行安全监控,通过对输电线路上发生的触碰光缆、接头盒、光芯等扰动的实时监测,采集和分析信息,判定扰动发生的位置、类型、强度,以帮助线路维护人员及时发现输电线路的破坏行为,有效解决对线路损毁的预警监测,为电力系统提供告警、智能分析和辅助决策支持。/pp  光纤传感器也同样发力道路安全领域。伴随着工业与交通运输的发展,桥梁的跨度增加以及结构的复杂趋势,使得其安全隐患受到更多的关注。把光纤传感系统埋入水泥结构形成能够感知应力和断裂损伤的能力。同时,利用张力传感器感受隧道容易发生塌方的局部的变形情况,这些信息可以与互联网相结合,实现对这些基础设施的长期稳定的实时监测,减少事故的发生。/pp  光纤传感器在轨道交通领域的作用也不容小觑。以中国自主研发的高铁列车代表作——和谐号380AL为例,一辆列车里的传感器数量多达1000多个,平均每40个零部件里就有一个是传感器。它们承担着状态监视、故障报警、车载设备控制等功能。中国工程院院士、中车株洲所总经理丁荣军曾一语道破光纤传感器的重大作用,它对于收集列车的运行状态信息、高速综合检测列车、钢轨探伤、轨道状态远程监测、室内外环境综合传感等方面都起到了不可或缺的作用。/pp strong 行业翘楚荟萃 看点十足/strong/pp  第八届中国(北京)国际光纤传感技术及应用大会暨展洽会目前已进入倒计时,诚邀您八月相聚北京国家会议中心,感受这个绽放出耀眼科技光芒的盛会!/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 514px height: 295px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/f9808917-ffd1-4382-89fa-a8893f2e65a4.jpg" title="115.png" alt="115.png" width="514" height="295"//pp strong 看点一:大咖领衔名企云集 定义光智造未来/strong/pp  会议将邀请清华大学教授廖延彪、北京航空航天大学张惟叙教授、加拿大皇家科学院院士鲍晓毅及国内光纤传感领域的优秀研究团队等亲临现场助阵。会议内容涉及光纤传感系统在轨道交通、海洋与环境领域应用、矿山安全、智能电网、地质与水利工程中的应用等。/pp strong 看点二:匠心巨制 同期展会争奇斗艳/strong/pp  会议现场将同期举办第十一届光电子· 中国博览会,会议还将呈现激光智能制造、全球高校· 研究所· 重点实验室创新技术、红外微光技术及应用、智能信息、光学制造、精密光学与光电检测六大主题展,吸引了从光学元器件到终端用户应用的众多行业龙头企业及科研机构参展。/pp  strong看点三:精准孵化采购新商机尊享高端定制贵宾服务/strong/pp  第十一届光电子· 中国博览会将为光电行业的高管及专业买家提供新产品、新资讯、新方向、新商机贵宾导向服务,提升买家参观体验感,使买家豪享高端定制上中下游产品的一站式采购服务。/pp  本届光博会展商参展/参观登记/参会注册均已全面上线,欢迎登陆展会官网或官方微信预约登记。/pp  展会报名地址:http://www.cipeasia.com//ppbr//p
  • 国内首台油井光纤高温高压传感器研制成功
    日前,山东省科学院激光研究所在国内首次自主研发的固定式高精度光纤压力传感器获得成功。这台光纤高温高压传感器可在油井下温度220℃和压力100MPa下长期作业,解决了常规电子传感器和光纤压力传感器受油井下高温高压干扰而无法正常工作的难题。光纤高温高压传感器的研发成功,不仅打破了国外对此技术的长期垄断,更将对我国油气井的科学开采发挥出重要作用。  据山东省科学院激光研究所副所长王昌博士介绍,这台光纤高温高压传感器通过对油井状态在线实时监测,可以及时探测到井内诸如漏水等状态变化的详细信息。根据这些信息,对油井采油工艺进行优化和调整,可提高油气采收率5%—10%。  山东省科学院激光研究所从2005年开始从事光纤油气井温度压力在线监测的研究。2006年,该所研究的《光纤高温高压井筒测试技术》被列为国家863项目和山东省技术攻关项目。通过对胜利油田、中海油、辽河油田的示范应用表明,光纤高温高压传感器不仅探测准确,其敏感元件的耐高温高压和耐腐蚀的保护技术等均优于国外技术,价格仅是国外进口设备的1/3。油田专家认为,这项新技术的推广应用,将为我国油井实现智能化监控打下良好基础。  王昌介绍说,据不完全统计,全国现有生产油井约15万口,按照每口井提高采油率5%,推广普及1%计算,年可提高油气产量超过9万吨。这项先进技术除高温高压油井监测应用外,在电力、化工、矿山等许多领域都有着非常广阔的应用前景,可产生巨大的经济效益和社会效益。
  • 我国首台万瓦光纤激光器问世 年内产值1.6亿元
    经由一根绣花针粗细的光纤,释放出的激光能量可焊接飞机、轮船。记者22日从武汉市获悉,我国首台万瓦连续光纤激光器在光谷问世,中国成为继美国后第二个掌握此技术的国家。  记者在武汉锐科研发中心看到,这台激光器虽然只有约两台冰柜叠加大小,它肚子里却藏着10块“能量方”,每块1100瓦,各产生一条激光束,10条激光束再汇聚到一根光纤,形成合力,最终产生1万瓦的强大能量。这项激光功率合束技术,被美国视为万瓦激光器的核心机密。  据悉,为打破垄断,两位国家“千人计划”专家闫大鹏、李成率队,历时一年研发攻关,终于掌握该技术的自主知识产权。  据了解,在国际上,光纤激光器越来越广泛应用于工业造船、汽车制造、航空航天、军事设备等领域。与传统二氧化碳激光器相比,它的耗电仅为其1/5,体积只有其1/10,但速度快4倍,转换效率高20%,还没有污染。  中国光学学会理事长、中国科学院院士周炳琨认为,过去,我国核心激光器件主要依赖进口,如今取得这一技术国际领先,对我国工业发展将产生巨大推动。  据透露,该技术已纳入明年的国家863计划。闫大鹏表示,年内有信心冲刺2万瓦技术,实现产值1.6亿元。
  • PerkinElmer推出新款 LED 光纤照明装置
    PerkinElmer 在 2009 年美国纽约国际照明展览会上推出新款 LED 光纤照明装置与卤素光源技术相比,节能超过百分之五十纽约 –2009 年美国纽约国际照明展览会 – 3009 号展台 – 专注于提高人类及环境的健康与安全的全球领先公司 PerkinElmer. Inc.,今天宣布将在“2009 年美国纽约国际照明展览会”上推出其新款 LED 光纤照明装置,该装置的光亮度超过 150W 的卤素灯,而且节能超过百分之五十。 PerkinElmer 的新款 LED 光纤照明装置节能、无需维护,是基于卤素光源和金属卤化物光源光纤照明装置的替代产品,也是该公司在医用和工业照明设备领域中的最新成果。此款 LED 照明装置的光引擎使用专有的光学设计,将高强度白光耦合到 3-10 mm 光纤束中,以适用于包括内窥镜检查、显微镜和机械视觉在内的多种应用。此外,与其它光源相比,LED 光源的色温在光强减弱或增强时不会发生变化。 “PerkinElmer 非常荣幸能够在‘2009 年美国纽约国际照明展览会’上为医疗和工业市场推出这一款新的节能 LED 光纤照明装置,以实现我们的承诺 – 提供定制与标准 LED 解决方案的可靠渠道。”PerkinElmer 的全球照明业务副总裁兼总经理 Joel Falcone 说。“我们所专注的新解决方案不仅适用于医用照明领域,还适用于一系列其它要求较高的专业市场,包括安全与安防市场。” 在“第 20 届美国纽约国际照明展览年会”会议上,PerkinElmer 将在 3009 号展台展出其新款 LED 光纤照明装置。此次“国际照明展览会”将于 2009 年 5 月 5 日至 7 日在纽约的 Jacob K. Javits 会议中心举行。 PerkinElmer 会为包括安全与安防、医疗、牙科、工业及分析市场在内的许多专业市场提供定制和标准的 LED 照明解决方案。 有关PerkinElmer 的 LED 解决方案的详细信息,请访问 光电子学部。 关于 PerkinElmer, Inc. PerkinElmer, Inc. 是一家专注于提高人类及环境的健康和安全的全球领先公司。据报道,该公司 2008 年收入约为 20 亿美元,拥有 8,400 名员工,为超过 150 个国家/地区的客户提供服务,同时该公司也是标准普尔 500 指数的成员。有关其它信息,请访问 www.perkinelmer.com.cn 或致电 1-877-PKI-NYSE。 For Further Information 媒体联络 Amy Speak Porter Novelli 生命与分析科学部 电话: 617.897.8262(办公室) 617.480.2708(手机)
  • IXblue-新型“全玻璃”有源光纤! ---适用于智能驾驶应用
    ‍IXblue-新型“全玻璃”有源光纤!---适用于智能驾驶应用 如今,有一个新兴市场:需求量非常大的紧凑型市场所需激光雷达的激光器,其要求具备高功率输出(脉冲功率高达几瓦)。它们被用于自动驾驶车辆,以绘制环境地图。这种高功率激光器的泵浦信号在光纤中通过纯二氧化硅的多模波导进行传输。在高功率下,泵浦激光最终将与光纤的丙烯酸酯涂覆层相互作用,泵浦激光的能量会分布到该涂覆层所存在的细小缺陷上,产生过高的热量,该缺陷最终会被破坏并将其烧毁(造成光纤涂覆层的损伤)。解决该问题的一个常规方案,是生产一种具有耐热特性的丙烯酸酯涂层的光纤(最高125°C;85°C会发生)。但今天,iXblue提供了一个最终的解决方案--IXblue全玻璃有源光纤:在光纤中,泵浦激光将不再与光纤涂覆层相互作用,无论温度如何、激光传输特性都将保持不变。基于iXblue在Er/Yb光纤方面的长期技术和一些获得专利的新工艺技术,成就了这一新产品——“IXF-2CF-AGEY”(双包层全玻璃铒镱光纤):一种在其纤芯中Er-Yb共掺的光纤,纤芯被双包层(甚至三包层*)包裹。在外包层是一种折射率较低的掺氟二氧化硅(SiF)材料,这意味着激光仅与光纤内的玻璃材料相互作用,使其非常可靠且对温度不敏感(高达200°C)我们仔细甄选了纤芯成分,从而获得了高效率(每根新光纤上测试的功率转换效率都高于40%)和低的1μm放大自发辐射,这也是10年来开发的iXblue铒镱共掺光纤一直被认可的标记。 “使用高温双层丙烯酸酯涂层(HTC)可将长期工作温度范围提高至125°C,使IXblue全玻璃有源光纤成 为恶劣环境下1.5μm激光雷达的理想解决方案。”iXblue产品线经理Arnaud Laurent 解释道。 全玻璃设计保证泵浦激光仅仅与光纤中玻璃材质接触,确保在苛刻使用环境中长期运行。增强的长期可靠性、更高的工作温度是应对恶劣环境的关键优势,同时降低了系统对冷却条件的要求。 iXblue全玻璃光纤非常适合大批量需求的光纤激光器制造商,基于自由空间或混合(光纤/自由空间)架构中使用。光纤直径为125μm,纤芯为5或9μm。Si内包层的八角形结构是一种良好的几何结构,可实现有源光纤纤芯的最佳的泵浦信号吸收。上海昊量光电作为IXblue在中国的授权代理商,负责IXblue电光调制器、IXblue光纤及其他新型激光器等光电仪器在中国市场的销售、技术服务、市场推广服务。对于IXblue全玻璃有源光纤有兴趣或者任何问题,都欢迎通过电话、电子邮件或者微信与我们联系。 更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电:上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等,涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等;可为客户提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等服务。‍‍
  • 如海光电发布光纤光谱仪 XS11639-200-400-25 新品
    光纤光谱仪XS11639-200-400-25 1. 产品简介XS11639-200-400是一款光谱范围为200-400nm的光纤光谱仪,采用滨松的高灵敏线阵CMOS传感器,16-bit A/D采样和75%的量子效率为光谱仪提供高信噪比和大的动态范围。同时,高度集成的电路和紧凑的结构设计保证了光谱仪良好的通信速度和波长稳定性,并能在0~40℃温度区间内保持可靠稳定的光谱测量。小巧的体积与优越的性能使得XS11639系列不仅能应用于吸光度、反射率、荧光光谱、拉曼光谱等光谱学研究,也可轻松集成在烟气监测、水质检测元素分析等产业化设备中。2. 产品外观及结构 3. 产品特点l检测范围广:200~400nm;l高分辨率:分辨率0.5nm@25μm slit;l体积小,适用OEM需求;l信号灵敏度高;l批次间一致性好。4. 产品参数产品参数XS11639-200-400-25探测器Hamamatsu S11639光谱范围200-400nm 像素2048狭缝宽度25μm光谱分辨率0.5nm信噪比300:1波长准确性0.2nm温度稳定性0.01nm/℃A/D 采样16bit暗噪声30RMS@100ms动态范围2000:1@100ms积分时间1ms-65sUSB控制接口USB micro-B尺寸75×63.5×31.5mm重量185g5. 应用领域l紫外吸收 l地物光谱l水质分析l荧光测量lHPLC6. 光谱仪波长准确性、线宽1 2 3 4 5 6 6.1 测试条件:l光源:HG-1-OH(汞氩气体放电灯)l光纤:200μm6.2 测试数据标准波长nm 实测波长 波长准确性 线宽nm253.652253.520.1320.51296.728296.580.1480.44302.15302.16-0.010.49313.155313.060.0950.42334.148334.130.0180.37365.015365.03-0.0150.41404.656404.650.0060.41407.783407.79-0.0070.42创新点:采用滨松的高灵敏线阵CMOS传感器,16-bit A/D采样和75%的量子效率为光谱仪提供高信噪比和大的动态范围。同时,高度集成的电路和紧凑的结构设计保证了光谱仪良好的通信速度和波长稳定性,并能在0~40℃温度区间内保持可靠稳定的光谱测量。小巧的体积与优越的性能使得XS11639系列不仅能应用于吸光度、反射率、荧光光谱、拉曼光谱等光谱学研究,也可轻松集成在烟气监测、水质检测元素分析等产业化设备中。光纤光谱仪 XS11639-200-400-25
  • 美国研发出新型光纤 光纤技术将突破玻璃限制发展
    北京时间2月28日上午消息 由美国宾夕法尼亚州立大学的化学家John Badding带领的一组科学家,研发出了一种由硒化锌为核心材质的光纤,可用于半导体的淡黄化合物。  这种新型光纤,可对光进行更高效更自由的操作,将为激光雷达技术开拓更多应用打下基础。这种技术可进一步改进医疗激光手术,为军队提供更先进的激光器,用于测量检测污染物,探测恐怖主义的化学药物传播,科学家们的这项研究成果已经登载在材料科学顶级期刊Advanced Materials。  Badding说:“我们都知道光纤是现代信息时代的发展基石,新研制出的这种长而细的光纤,只有三根人类头发那么细,却可以每秒传输太字节的数据,相当于250个DVD里刻录的信息。而且,仍然有各种方法可以改善这个技术。”  Badding解释说,现有的光纤技术总是受限于玻璃材质,他说:“玻璃的原子排列是偶然性的,而新材质与之相反,硒化锌晶体物质是高度有序的,这种有序性非常有利于光在长波中的传输,特别是在中红外中的传输。”  Badding说:“和石英玻璃传统上用于光纤不同,硒化锌是一种化合物半导体,我们一直都知道,硒化锌是一种有用的化合物,可以对光进行多种操作,这是石英玻璃无法做到的。特殊之处是让硒化锌变成纤维结构,这是以前从未做到的。”  科学家们发现,由硒化锌合成的光纤有两大用途,首先他们发现新的光纤在颜色转换时更有效率,Badding解释说:“传统的光纤用于信号、显示以及艺术上,但并不能保证时刻都能得到想要的颜色,硒化锌利用非线性频率转换,在颜色变化上能力非常好。”  其次,科学家们发现,新光纤不仅在可见光谱中提供更多功能的应用,在红外线中也可以,波长的电磁辐射比可见光更长。
  • 大连理工大学陈珂:高精度光纤光声气体传感器及装置
    在满足目前各种应用需求的前提下,光谱分析仪器和方法也在不断的创新发展中,不论是分子光谱还是原子光谱都涌现了一系列创新的成果,特别是拉曼光谱、近红外光谱、激光诱导击穿光谱、太赫兹、超快光谱、荧光相关光谱、高光谱等相关技术彰显了极具诱惑的市场活力,引领着行业发展的方向。第十二届光谱网络会议(iCS 2023)中,近50位专家报告充分彰显了光谱创新潜力,纷纷展示了一系列的创新成果:从仪器整机到关键部件;从系统集成到方法开发;从大型科研仪器,到用于现场的便携、手持设备;从实验室检测设备,到过程分析技术……为了更好的展示这些创新成果,同时也进一步加深专家、用户、厂商之间的合作交流,会议主办方特别策划《光谱创新成果“闪耀”iCS2023》网络专题成果展,集中展示本次光谱会凸显的创新成果,包括但不限于仪器、部件、技术、方法、应用等。大连理工大学 陈珂副教授本次会议中大连理工大学陈珂副教授介绍了其课题组在光纤光声气体传感技术及应用方面开展的一系列工作(点击回看》》》),得到与会老师的关注和认可。会后,我们也再次邀请陈珂副教授分享大连理工大学光纤光声传感研究团队的系列成果。1、成果简介大连理工大学光纤光声传感研究团队开展了光纤声波/振动传感技术和光声光谱微量气体检测技术的应用基础研究工作。在光纤传感技术研究方面,首次提出并设计了超高灵敏度光纤悬臂梁声波传感器,信噪比相比于传统电学麦克风提高了1-2个数量级;研制出超高速振动/声波传感解调仪器,采用光谱解调法实现了200 kHz的解调速度,将解调算法集成到FPGA中,大幅度提升了解调的稳定性。在光声光谱技术研究方面,将光纤声波传感器用于光声信号探测,提出了干涉型光纤声波锁相探测方法,设计了新型的光纤悬臂梁增强型光声光谱仪器,实现了对多种微量气体的超高灵敏度检测。研究了基于光纤光声传感的变压器油中溶解气体原位检测技术,研究了气体绝缘设备中六氟化硫分解产物的光纤光声检测技术,并在多个变电站开展了示范应用。根据变压器油中溶解气分析和煤矿瓦斯突出应用需求设计了多套激光光声光谱多组分气体分析仪器,掌握了目前世界上唯一的高瓦斯背景中多组分微量气体光学检测技术。成果1:光纤振动/声波传感器及解调仪器设计的光纤振动/声波传感器采用MEMS悬臂梁结构,具有灵敏度高、稳定性好的特点。研制了基于光谱解调的超高速光纤法布里-珀罗(F-P)传感解调仪,在FPGA中集成光谱采集、光谱相位解调等功能,显著提升了解调速度和稳定性。成果2:光声光谱变压器油中溶解气体分析仪针对高电压油浸式变压器油中溶解气体分析需求,研制了多套激光光声光谱气体分析仪。其中对油中溶解乙炔气体的检测极限达到0.05μL/L。,同时课题组还开发了光声光谱油中溶解气体原位检测仪,可以直接将光声传感器安装于变压器取油口。 成果3:光纤光声传感解调仪器本团队创新性地将光纤F-P声波传感器用于微弱光声信号探测,研制了多套光纤光声传感解调仪器。在FPGA中集成了相位解调算法、数字锁相、激光调制等功能。对乙炔气体的检测极限可达到ppt量级。 成果4:光声光谱煤矿自然发火监测仪研制的光声光谱煤矿自然发火监测仪,可对多种特征气体进行同时测量。检测指标如下:乙炔:0.5ppm;乙烯:1ppm;一氧化碳:1ppm;乙烷:5ppm;甲烷:0.1%;二氧化碳:0.1%成果5:高精度光声光谱环境气体分析仪开发的二氧化氮和二氧化硫气体分析仪,可对环境中痕量气体进行实时监测。二氧化氮气和二氧化硫气体的检测限分别达到1ppb和10ppb。下图中实验数据是开发的二氧化氮气体分析仪与环境监控站的对比结果。成果6:多通道同步FPGA数字锁相放大器针对光谱探测中微弱光信号检测需求,开发了多通道同步FPGA数字锁相放大器。采用定制的线阵探测器对光谱进行同步快速读取,光功率检测极限达到10fW量级,动态范围达到120dB。 2、产业化探索本团队开发的光谱检测、光纤传感类检测仪器具有较高的技术成熟度。在电力、石化等行业具有较好的应用前景。3、课题组未来研究计划光声光谱与光纤传感技术结合后,具有本质安全、抗电磁干扰、灵敏度高、可远距离探测以及多点测量等优势。本课题组将重点研究光纤光声传感技术中的基础科学问题以及工程应用关键技术。欢迎电力、石化、煤矿和环境监测等相关科研院所和公司联系我们。联系人:陈珂(大连理工大学)Email:chenke@dlut.edu.cn课题组介绍陈珂,大连理工大学光电工程与仪器科学学院副教授,博士生导师,大连市青年科技之星,光纤光声传感团队负责人,主要从事光纤传感、激光光谱和微弱信号检测等方面的研究工作。担任中国光学工程学会光谱技术及应用专委会委员,中国电气工程学会测试技术及仪表专委会状态监测学组委员,国家自然科学基金通讯评审专家。工作近8年来,共主持科研项目32项,其中,国家自然科学基金面上项目等国家级项目2项,省部级项目2项,大连市高层次人才创新支持计划项目1项,企业合作项目20余项;在Analytical Chemistry、Optics Letters等期刊上发表SCI/EI论文93篇,其中第一/通讯作者论文63篇;已申请和授权发明专利43项,其中第一发明人专利21项。
  • 国防科大突破高功率光纤激光技术 超过国外3.6倍
    实验室就是战场搞科研也是打仗——国防科大光电学院创新纪实  2013年3月,国防科技大学光电科学与工程学院某课题组突破了光纤后处理、光纤盘整体冷却、宽波段光纤色散特性测量和光纤模式控制技术等具有自主知识产权的核心关键技术,研制出“高平均功率近红外全光纤超连续谱光源”,平均功率超过了国际同类研究的3.6倍,入选“2012年中国光学重要成果”。  该院院长秦石乔教授刚刚主持召开了一个项目阶段性报告会,又急匆匆地赶往某实验室,组织课题负责人现场会商某难题,他接受采访时说:“习主席要求我们牢记能打仗、打胜仗是强军之要,作为军队的科技工作者,就是要牢固树立实验室就是战场、搞科研也是打仗的理念。”  在科研中啃硬骨头  光纤激光代表了高能激光的发展方向和趋势,具有重要的应用价值。单根光纤单模到底能出多大功率的激光?美国的劳伦斯国家实验室断言最大可以达到36千瓦,该院高能激光技术研究所周朴副研究员愣是不信这个邪,他带领学员通过扎实的理论分析,作出了73千瓦的论断,论文发表后,引起国际光学界的高度关注。  光纤激光相干合成是激光领域的一个研究热点,由于系统复杂、研制难度很大,此前国际上此类系统的最大输出功率仅为725瓦。该所刘泽金教授率领课题组从最基本的物理机制出发,发明了两种新的相位控制方法,研制出“千瓦级光纤激光相干合成试验系统”,各项技术指标均达到了该领域国际最高水平。  “在战场上赢家只有第一,第二就意味着失败,我们在高能激光的研制领域要始终保持冲锋姿态,在核心关键技术上牢牢掌握主动权。”高能激光技术研究所所长许晓军研究员说。  今天的丢脸是明天的光荣  该院某研究所从事某激光器件研制已经40多年了,他们早在上世纪80年代就研制出了原理样机,但是能否真正在武器装备上发挥作用,当时大家心里都没有底。第一代学术带头人高伯龙院士鼓动大家:“我们研制的器件,只有能够在装备上得到应用,才算尽到了军人的职责。我们必须一直到研制出实用性强的器件为止。”最终在上世纪90年代研制出了实用化的激光器件。  新世纪初,某新型器件由于性能优异,被海军部队选作核心导航部件,靶场试验屡获成功。海军某领导在试验现场夸奖道:“这是海军部队此类试验第一次取得百分百的成功,非常值得庆贺啊。”但是,研究所的科研人员生怕器件还存在问题影响作战性能,又组织了一次次严格的试验。果然发现器件光强不太稳定,会对若干年后的使用造成隐患。  在党委会上,研究所的科研人员统一了思想:不能因为今天丢脸,就为明天的使用留下隐患。他们主动找到海军相关部门,说明了情况。海军领导对此很是理解,主动提出给他们半年时间查找解决问题的方法。最终,他们改进了该型器件,并使得某武器平台的打击精度有了较大的提高。海军领导高兴地说:“你们是干实事的人,武器装备由你们研制,我们上战场一百个放心。”  不苦不累不科研  2010年,上级把某重大设备研制的任务交给该所。院党委有意识锤炼年轻人,安排了一批平均年龄不到40岁的年轻干部担当技术负责人。当时,面对一些接近物理极限的技术指标,大家一筹莫展。所党委及时组织思想动员,邀请老领导老专家讲传统话使命。李传胪教授当年“挖地三尺干革命”的科研故事,激发了年轻一代的斗志。大家天天泡在郊外的试验外场,早上很早就赶去,晚上十一二点钟才拖着疲惫的身子回来。  平时工作忙,没有时间交流,研究所就实行每周6天工作制,利用周六组织大家集中交流研讨。小袁和小张是一对夫妻,同在研究所。两人一个负责微波源部分的研制工作,一个负责天线部分的研制工作。为了完成任务,夫妻两人把小孩丢给老人,每天一起去外场试验,见面就讨论技术问题,在相互的启发中收获了很多灵感。这种定期开“诸葛亮会”的做法已经坚持了两年多,许多技术难题因而得到了解决。  2012年,研制工作取得重要进展,顺利通过了上级部门组织的转阶段评审。该所政治协理员曹亮激动地说:“年轻的科技工作者面对不亚于战场的环境压力,表现得非常顽强,这一点非常值得骄傲和自豪。”  质量过硬才能打得赢  近年来,学院承担的装备型号研制任务越来越多。学院为此专门成立装备研制工程与质量管理办公室,从一线科研人员中抽调经验丰富的工程技术人员专职从事装备研制的工程与质量管理工作。  办公室成立后,部门人员认真查阅了总部、工业部门几千份有关装备研制质量管理的文件规定,虚心向业内的专家请教,制订了一系列质量管理的规章制度,组织开展装备研制过程质量工作。某型号装备交付部队,一般保修期为1年,但是考虑到该装备属高新技术武器,装备使用部队对维修保养工作存在疑虑,学院主动提出将保修期延长1年。  在采访中,该办公室主任表示:“我们虽然是院校,是装备承研单位,但是我们同样是军人,深知为部队提供管用、好用的高新装备的重要性。”就是抱着这样一颗心,前仆后继的光电人为铸造共和国利剑作出了重大的贡献。
  • 国家重大科学仪器专项高功率窄线宽光纤激光器研发取得重要进展
    p  由山东海富光子科技股份有限公司牵头承担的国家重点研发计划重大科学仪器设备开发重点专项“高功率窄线宽光纤激光器”项目经过近两年的努力,突破了半导体增益芯片设计制备与高效封装耦合、玻璃光纤制备中新型热熔键合及高浓度均匀掺杂、窄线宽光纤激光放大器非线性效应抑制等关键技术,开发出高功率窄线宽光纤激光器样机。近日,项目通过了科技部高技术中心组织的中期检查。/pp  高功率窄线宽光纤激光器兼备高峰值功率及窄线宽特性,同时采用全光纤结构,是激光精密测量、激光测距和遥测等重大科学仪器的关键核心部件之一。目前国内高功率窄线宽光纤激光器主要依赖国外进口,国内还不能实现产品级整机供货。项目通过采用非对称光栅的脊波导和大光腔的锥形增益结构,优化光栅结构参数减少激光器的线宽值,开发出高可靠性窄线宽脉冲激光种子源 研究了高倍率低噪声光放大、窄线宽光纤激光器中的SBS抑制、SPM补偿和模式控制等关键技术,获得高功率窄线宽光纤激光输出 开发了可工程化应用的高功率窄线宽光纤激光器 开展了激光雷达遥感的应用示范研究和产业化推广。/pp  该项目下一步将加强仪器可靠性的整体设计,加快可靠性试验验证,提高产品稳定性 进一步加快应用示范的进度及工程化实施。/p
  • 聚光出售光纤传感项目 并购成突破关键
    湘财证券有限责任公司分析师(仇华)12月10日发布了聚光科技(300203)的研究报告,报告主要内容如下所示:  技术领先、经验丰富、售后服务好,公司产品市场占有率高  该公司是国内环境监测仪器和工业过程分析仪器设备的龙头企业,去年通过收购又完成了在实验室分析仪器市场的布局。该公司技术领先、经验丰富、管理科学、市场营销服务到位,在全国建有30个办事处、40多个运维中心,可以提供及时和完善的售后服务。该公司的销售以直营为主,保证了公司的毛利率处于较高的水平。该公司的高端产品技术过硬,价格与国外同类产品差距不大,部分产品与国外产品价格持平,主要依靠完善的售后服务赢得市场。  出售“光纤传感器”募投项目,不改变公司进军物联网市场的决心  该公司近期发布公告,拟将光纤传感器募投项目出售,主要是考虑到光纤传感器产品同质化严重,行业竞争加剧、毛利率下降等因素的影响。我们认为,公司虽然将光纤传感器项目出售,但公司不会暂停在物联网行业的布局。公司以自有资金发展的“聚光科技物联网产业化基地建设项目”目前还在初期建设过程中,尚未形成产能,但该项目的建设将为公司全面进军物联网市场奠定基础。子公司无锡聚光盛世传感器网络有限公司,目前正按照计划有序推进项目建设,未来有望成为公司在物联网市场开拓的生力军。  公司业务增长平稳,并购是公司未来业务增速突破的关键  目前公司环境监测和工业过程分析仪器业务的下游主要是冶金、石化、化工和环保等行业。  受冶金、石化行业不景气的影响,公司在相关领域内的业务增速有所下滑,但是在环保等行业的业务基本稳定。除了传统的产品市场外,公司还在积极的开展第三方检测服务和运营维护等业务,且效果不错。总体来看,公司在既有产品市场上,业务增长平稳。  目前公司还在积极的寻找行业内的并购目标,在合适的时机将进行并购,以进一步完善公司在行业内产品市场的覆盖。并购业务有望成为公司未来业绩快速增长的新动力。  估值和投资建议  分析师下了公司的盈利预测,预计2012-2014 年摊薄后的每股收益为:0.42 元、0.49 元和0.59 元,对应目前股价的PE 分别为:30 倍、25 倍和21 倍。考虑到公司是仪器仪表行业内技术研发能力较强的公司,在环境监测、工业过程分析、实验室分析仪器等细分市场具有优势地位,并且公司通过并购,不断完善产业链的布局,为未来业绩的长期增长奠定了良好的基础,我们维持对公司的“增持”评级。
  • 光纤制备技术国家重点实验室通过建设计划可行性论证
    2010年5月30日,受科技部基础研究司委托,湖北省科技厅组织专家在武汉对依托长飞光纤光缆有限公司建设的光纤制备技术国家重点实验室的建设计划进行了可行性论证。科技部基础研究司、湖北省科技厅有关同志以及依托单位的领导和实验室工作人员参加了会议。  专家组听取了实验室建设计划汇报,进行了实地考察。专家组认为,该实验室围绕光纤制备技术的前沿和关键问题,确定了光纤、光缆新产品和新工艺,光纤、光缆设备制造与集成,光纤、光缆检测技术等研究方向,目标定位准确。实验室建设计划合理可行,专家组一致同意通过该实验室的建设计划。并建议实验室围绕国家光纤光缆产业链的关键技术,加强实验室中长期规划,制定光纤预制棒外套管等核心关键技术研究的规划。  依托企业和转制院所建设国家重点实验室工作是科技部落实《国家中长期科技发展规划纲要》的重要举措,也是完善科技创新体系的必然选择。目前科技部基础研究司正在加紧推进第二批企业国家重点实验室的建设计划可行性论证工作,预计近期完成第二批56个企业国家重点实验室的建设计划可行性论证。
  • 国内首创4kW全光纤激光器通过成果鉴定
    2012年11月15日,受国家数控机床专项办委托,湖北省科技厅组织专家在武汉召开了由华工激光工程有限责任公司、武汉锐科光纤激光器技术有限责任公司和华中科技大学完成的“4kW全光纤激光器”科技成果鉴定会。  “4kW全光纤激光器”是国家重大专项“高档数控机床与基础制造设备”的子课题,项目成果主要运用于飞机、船舶、汽车制造及军工领域。  项目鉴定专家委员会主任委员、中国光学学会理事长周炳琨院士指出,项目项目承担单位用不到2年的时间,在国内率先研发出拥有完整自主知识产权的4kW全光纤激光器,填补了我国在此方面的空白,达到国际先进水平,并获得或申请国家发明专利5项,实属不易。  光纤激光器因体积小、节能环保、光束质量好等多方面的优势,被誉为第三代最先进的工业加工激光器,该项目的成功研发及产业化将彻底改变我国高功率光纤激光器依赖进口,核心技术和知识产权受制于国外的状况,为我国高功率数控激光加工系统嵌入“中国心”。达产后将形成年产200台套的生产能力,销售收入逾2亿元。  鉴定专家组还莅临锐科光纤激光公司进行现场考察,对锐科公司的研发和产业化能力给予高度评价。  湖北省科技厅郑春白副厅长、科技厅成果处黎苑楚处长出席了鉴定会。
  • 微型光纤光谱仪可以应用于哪些领域?
    从1992年Mike Morris发明世界上第一个微型光纤光谱仪至今已经24年了,各个行业已经开发了数以千计的应用。广阔的市场前景吸引了越来越多的公司,包括仪器仪表行业的大公司都开始参与到这个领域的竞争。  微型光纤光谱仪可以应用于哪些领域?  第一, 光谱仪可以分析各种光源发出的光,这些光源包括太阳,LED, 激光,平板显示器件,等离子体,气体放电,火焰燃烧,受激发光,化学发光等等基于各种原理的发光体。  第二, 光谱仪可以分析光与各种物质相互作用后的光,相互作用后的光一般都含有与物质微观结构有关的丰富信息。在这里光可以看成是探索物质微观结构的“探针”,因此,微型光谱仪通常被列为光学传感类(optical sensing)。  第三, 由于微型光谱仪的体积小,所以适合于便携,手持,现场,在线,原位,活体,非破坏性应用场合。由于光纤的使用,所以适合在有害环境下(包括化学,生物,放射性)进行远程测量。由于微型光谱仪内无移动部件,可靠性高,因此,适合于工作在环境恶劣的工业现场。由于采用探测器陈列,可一次获得全光谱,测试速度快,因此适合需要高速测量的应用,例如工业在线检测,化学反应动力学监测。  由于微型光谱仪应用领域非常广,在如此短的篇幅内无法详细列举所有的应用。以下,我们就当今社会最关注的领域中比较成功的应用案列进行分析:  环保行业:  -燃煤电厂烟气排放监测系统用于监测电厂在脱硫和脱硝之后对于大气的排放废气中SO2,NOx的含量。  这基于气体紫外吸光度测量的原理,看似简单,但是在解决实际问题时,必须要克服一些具体困难。由于实际应用中的待测气体样品中有颗粒物存在,如何将颗粒物对光的散射引起光的能量损耗扣除掉,以获得准确的浓度值?1970年代德国科学家Ulrich Platt在研究大气紫外吸收时,发现颗粒物散射谱随波长变化慢,气体分子紫外吸收谱随波长变化陡峭,因此对光谱进行微分,再进行数字滤波,将低频分量滤去,就可以将散射的影响扣除,这就是著名的DOAS技术(Differential Optical Absorption Spectroscopy)。由此可见,应用研究的重要性。  -对于地表水的有机物综合指标的监测  有机物综合指标是指化学需氧量(COD),生化需氧量(BOD),总有机碳(TOC),高锰酸盐指数(CODMn),总磷(TP),总氮(TN),多环芳烃(PAHs)。分析地表水的有机物综合指标的困难在于,第一,这不是由单一化学组分决定的,而是由水中大量化学组分的综合效果 第二,水体中除了有机物之外,还有许多其它的干扰因素,譬如泥沙,会影响测量结果的准确度。  不少地方仍然采用化学滴定方法检测,这种方法虽然准确度高,由于需要采用化学试剂会对水体造成二次污染,而且设备复杂,测试所需时间长,运行费用高。  采用紫外吸收光谱技术,通过对大量水样建模和多变量化学计量学分析,可以获得有机物综合指标。但是实际的水样中总会含有泥沙,泥沙含量较高时,这些无机物也会使透光量减少,探测器无法区分透射光强度减少,究竟是被有机物吸收了,还是泥沙的散射引起透光量的减少,从而带来误差。而且,在有机物含量较少时,测量误差较大。浙江大学的吴铁军教授发现如果加用荧光光谱测试,由于无机物是不会产生荧光的,因此,融合荧光光谱和紫外吸收光谱的数据,就可以扣除无机物的影响。这种创新的方法可以用一台仪器同时测量出上述七个水的有机物污染的综合指标。  这个案例告诉我们,在分析复杂体系时,基于多变量化学计量学的算法和建模是极端重要的。  食品安全  -水,土壤和鱼的汞超标  由于环境污染体现在地表水和土壤的汞超标,汞又特别容易在生物组织中积累,譬如鱼类。摄入过量的汞会影响人的神经系统,儿童的发育生长。全球140个国家都对食品中汞的含量有规定。现有的分析方法非常耗时并只能在实验室使用。  美国Jackson州立大学发明了一种基于纳米材料表面能量转移技术NSET(Nanomaterial Surface Energy Transfer)的检测微量汞的便携式仪器。NSET技术原理如下,当罗丹明B(RhB)分子吸附在胶体金纳米颗粒时,胶体金纳米颗粒会使RhB荧光焠灭,当有Hg2+离子存在时,RhB会从纳米金颗粒表面释放,与汞离子结合,并在532nm激光激发下开始发荧光,荧光的强度与Hg2+离子浓度成正比。(见图2)这种方法检测灵敏度很高,汞的检测线0.8ppb,美国环境署水中汞含量的标准为2ppb.并能检测鱼组织中的汞,达到美国环保署0.55ppm的要求。图1 吸附在纳米金颗粒表面的罗丹明RhB,它的荧光强度与待测样品中汞的浓度成正比  这个案例中检测汞的原理就不那么直截了当,待测物汞本身并不能受激发荧光,而当汞离子与罗丹明RhB结合时,RhB充当标记物(marker)的角色,另一方面,利用了纳米金颗粒能使RhB荧光焠灭的特性。  -检测奶粉中的微量三聚氰胺  采用表面增强拉曼光谱技术SERS(Surface Enhanced Raman Spectroscopy),在785nm激光的激发下,待测的三聚氰胺的分子在基于纳米金颗粒的SERS芯片上,在激光强电磁场的作用下,与纳米颗粒表面的等离子激元发生谐振,拉曼光谱的强度被大大增强。(见图2)采用便携式拉曼光谱仪和SERS芯片三聚氰胺的检测限可达到12ppm。图2在打印的SERS芯片表面增强拉曼光谱与三聚氰胺浓度的线性关系  拉曼光谱技术,由于拉曼信号特别微弱,所以只适合应用于分析浓度较高的物质主成分。由于纳米材料科学,表面物理科学,激光技术的发展,才使SERS技术逐步进入应用阶段,用于分析痕量物质。不断提高测量的重复性,稳定性,降低SERS芯片的价格,使更多的应用领域用得起SERS技术。  -鉴别假冒的初榨橄榄油  常用的方法是观察油的颜色,但是在不同光线下显示的颜色是不同的,而且造假者会用叶绿素或b胡萝卜素去调节油的颜色去靠近真品的颜色。用低档橄榄油或者葵瓜子油,菜油稀释初榨橄榄油都可以用便携仪器进行吸光度测量方法鉴别。  正是由于光纤光谱仪的便携性和快速,使其得以应用在仓库,海关现场快速验货。图3 不同比例的低档橄榄油稀释初榨橄榄油对于吸光度的影响  -对食品内黄曲霉素的快速检测  发霉和变质的粮食,花生,坚果含有致癌的黄曲霉素。现用的主流技术有液相色谱仪HPLC,  液相-质谱联用仪LC-MS。这些技术只能在实验室用,并且设备昂贵,分析时间长,还要用大量化学溶剂,污染环境,操作和维护保养麻烦,需专业人员操作。也有用酶联免疫分析技术(ELISA),这种方法测量精度不如HPLC,并经常会报告假阳性。  因此,急需一种可以在现场快速筛检的设备。英国的Ray Coker博士发明了一种基于紫外荧光光谱的技术,先将样品进行预处理,使待测毒素分离,富集,然后用紫外荧光光谱分析,在365nm LED光源激发下,测量其荧光,并采用专利的算法,一次同时测得4种黄曲霉素(B1,B2,G1,G2,M1)和赭曲霉素A,其检测限1ppb,即零点几ppb,满足最严格的欧盟标准,可与HPLC比拟。这种方法其实还可以成为快速检测的平台,包括病原体检测,贝类毒素检测,兽药残留检测,动物饲料中真菌毒素检测,假药甄别检测,农药残留检测,MRSA(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus)耐甲氧西林金黄色葡萄球菌检测。  该案例的技术难点在于样品预处理,如何从成分复杂的待测食品样品中将微量待测物萃取,分离,富集,第二,如何挑选出具有高度特异性的抗体,使自身不会发荧光的毒素与标记物(marker)可以用荧光技术来检测 第三,如何从光谱数据提取出有用信息的算法。  -食源性致病菌的快速检测  检测食品中的致病微生物,现行的方法,譬如检测细菌的金标准方法“平板计数法”(Culture Plating),虽然准确,但是分析所需时间太长,需要2-3天。其它的方法,例如酶联免疫吸附测定法ELISA,虽然速度快了,但是灵敏度不高。聚合酶链式反应法PCR方法,虽然速度快了,灵敏度也高一些,但需要复杂的核酸提取过程。总之,需要一种快速,灵敏,准确,特异性强的检测方法。  食品是一个成分复杂的物质,我们需要分析其中微量的细菌,首先要解决的问题是如何从复杂的背景中提取并富集这些待测的细菌 第二,按照国家标准,允许存在的细菌浓度必须很低,因此要求检测方法的灵敏度很高 第三,实际上,食物中很可能同时存在多种细菌,因此检测方法一定能够同时,分别检测出多种目标物。  美国阿肯色大学生物与农业工程系Yanbin Li教授团队近年来利用免疫纳米磁珠与免疫量子点对食源性致病菌进行快速检测。同时检测李斯特菌,沙门氏菌,大肠杆菌,检测下限可达到101 CFU/ml。(见图4) 图4(a)纯细菌样本的荧光光谱 (b)含致病菌的牛肉样本的荧光光谱  其基本原理是利用免疫检测方法,即先用第一抗体去修饰纳米磁珠,形成细菌-免疫磁珠复合体,在与样品均匀混合时,抗体就会与样品中的目标细菌进行免疫反应,在强磁场作用下,这些被免疫磁珠抓住的细菌就会被吸附到磁极,从而实现了细菌从复杂的背景物中分离。但是抓住细菌的磁珠不会受激发射荧光。我们知道量子点是可以受激发光的,如果用被第二抗体修饰的量子点作细菌的标记物,就可以通过测量量子点发出的荧光强度来间接测量细菌的浓度。利用抗体的特异性,即不同的抗体专门去抓不同的细菌。再利用量子点发光的波长取决于量子点的大小的特点。就可以通过对于荧光光谱相应的波峰强度测量,同时测量不同细菌的浓度。  生命科学和医疗诊断  -核酸,蛋白质分析  对核酸和蛋白质进行定量分析是现代生命科学实验中最基本的工具。  紫外吸光度方法是测量核酸浓度最常用的方法之一。核酸包括:DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)。它的基本组成是核苷酸。核苷酸又是以含氮的碱基,戊糖和磷酸组成。五种碱基包括嘌呤和嘧啶。碱基上苯环的共轭双键在紫外波段有强吸收,最强的吸收峰在260nm。核酸浓度与波长260nm的吸光度成线性关系,这就是用紫外吸光度方法测量核酸浓度的基本原理。核酸样品中如果含有蛋白质,蛋白质的紫外吸收峰在波长280nm,但是蛋白质在280nm的吸光度只有核酸在260nm的吸光度的1/10,利用样品在这两个波长的吸光度比值,可以得到核酸的纯度。  核酸,蛋白质这类生物样品的量常常很小,甚至在mL量级,微量样品的采样在技术上是一个难点。美国热电公司的NanoDrop2000型紫外/可见分光光度计巧妙地利用表面张力的原理,将待测样品液滴置于连接光源的光纤端头和连接微型光谱仪的光纤端头之间,形成待测样品液柱。利用这种采样技术,可以不用稀释样品就可以测量高浓度的DNA样品,对于双链DNA样品,可测的浓度可高达15000ng/ml。  该仪器还可以利用蛋白质在280nm的吸收来测量蛋白质的浓度。这是由于蛋白质分子结构中含有芳香族氨基酸,而芳香族氨基酸(主要是酪氨酸和色氨酸)的紫外吸收的峰值位于280nm。  蛋白质实际测量中遇到的问题是待测样品中常常含有其它化学试剂的残余,而这些杂质对紫外吸光度测量有干扰,影响测量的准确性。因此就在对蛋白质的各种性质研究的基础上,发展了各种其它的测量方法,以摆脱杂质对测量的干扰。例如蛋白质和染料的结合,蛋白质和铜离子的络合反应?  同样这一台工作在紫外/可见波段的分光光度计NanoDrop,基于不同的原理,还可以在不同的波长用于蛋白质定量分析。譬如,Bradford法测蛋白质,这是基于让染料分子(考马斯亮蓝G250)与蛋白质结合成复合体,该复合体在595nm有最大吸收峰,这种方法的好处是待测蛋白质样品中可能含有的K+,Na+,Mg2+,(NH4)2SO4,乙醇等杂质不会干扰蛋白质测定。BCA法则是利用蛋白质的化学性质,即在碱性条件下蛋白质可以与Cu2+发生络合反应,并将Cu2+还原为Cu+,而BCA (bicinchoninic acid)则会与Cu+反应形成稳定的复合物,它的吸收峰在562nm。这就是BCA法测量蛋白质的原理。  -紫外荧光光谱是研究蛋白质组分,构象的强大工具。  实验发现大部分蛋白质中有三种氨基酸残基具有内源性荧光的特性,它们分别是:色氨酸tryptophan (Trp), 酪氨酸tyrosine (Tyr) and 苯丙氨酸phenylalanine (Phe)。但是,实验中常用的是Trp和Tyr的内源性荧光,主要是因为这两种氨基酸的残基的荧光的量子效率比较高,所发出的荧光信号较强。Phe受激荧光的量子效率较低,激发波长在257nm。如果采用波长为280nm的激发光,由于Trp和Tyr的激发波长比较接近(分别为280nm,274nm),因此Trp和Tyr会同时有荧光信号。如果想选择性地只激发Trp,则可以采用295nm激发光源。  实验进一步发现,氨基酸残基的內源荧光的强度,峰位对于氨基酸的组分和构象状态十分敏感。这是因为在蛋白质分子处于自然折叠状态时,Trp和Tyr被包裹在蛋白质的中心位置。而当采用升高温度,采用尿素,盐酸胍,或者调解pH值等方法,使得蛋白质展开(图6A)。原先在折叠状态下埋在里面的疏水核心就暴露在溶剂中。Trp和Tyr就暴露在周围的环境中,它的荧光发光特性发生变化(图5B)  图5 用Trp的荧光来监测蛋白质的构象状态。图6A中Trp是用红点和红色字母w表示,在蛋白质处于自然折叠的状态下Trp被埋藏在疏水的环境中,展开后则暴露在溶剂的环境中。图5B,在自然折叠状态下Trp处于疏水状态下,荧光强 反之,在展开状态下,Trp暴露在溶剂中,荧光强度下降。  实验还发现Trp残基的荧光峰值的波长与周围的溶剂有关,发生Stoke位移。  研究蛋白质的分子折叠和展开有什么应用价值?有些疾病与人体内蛋白质分子的构象状态有关. 譬如, 有些退行性神经病变,就与蛋白质分子的展开有关,因此蛋白质的荧光光谱有时可用于退行性神经病变的诊断。  -医学诊断  一般而论, 采用光纤光谱仪作为医学诊断的手段有两个优点. 一个优点是非侵入性, 第二个优点是体积小, 仪器方便携带, 因此, 可以部署在病床边上, 县以下的基层诊所, 战地,出诊.  以下举一些例子.  基于吸光度和荧光技术的血样,尿样在生化分析仪器在医院的分析实验室几乎处处可见,现在可以做得更小,更便宜.  对于皮肤癌,乳腺癌可以对人体组织活体(in vivo)用拉曼光谱或反射光谱技术进行诊断.  黄疸病对于新生儿是常见的,而且无害,但是,对于早产婴儿则有造成大脑损伤的危险。因此,需要密切监测血液中胆红素的浓度。现行的方法是针刺婴儿的脚跟取血样,然后送实验室进行生化分析,大约需要一个小时,每日三次。如果对新生儿脚底皮肤用光学方法,通过反射谱测量,立即可以分析得到血液中胆红素的浓度,可以比现行的方法更快地诊断黄疸病,并使婴儿免受脚跟针刺之苦,这就是非侵入性带来的好处。  脉搏血氧仪是用红光和近红外透射测量技术连续监测血氧饱和度。慢性阻塞性肺病,哮喘等呼吸性疾病,病人的血氧饱和度是表征病的严重程度的非常重要的指标。  在线检测:  -为了得到辛烷值(RON)合乎标准的92号,95号汽油,石油炼化厂需要将重整催化工艺所得到的高辛烷值油与低辛烷值的催化裂化汽油按适当比例进行调和,以最终获得辛烷值符合国家标准,而且产率足够高的汽油。生产工艺需要在线测量汽油的辛烷值,并根据测量值去控制重整反应器的温度。  浙江大学戴连奎教授采用在线拉曼光谱系统测量重整汽油的辛烷值。其辛烷值主要取决于待测油品中直链烷烃、侧链烷烃、环烷烃与芳烃含量。拉曼光谱可以很好地显示直链烷烃、侧链烷烃、环烷烃与芳烃等物质的特征峰,因此可以很好的计算各种芳烃和其它烷烃等物质的含量。由于不同的烃类物质对辛烷值的影响不同,需要综合考虑每类物质对辛烷值的影响。通过含量高低建立相应的预测模型可以很好地测量汽油样品的辛烷值。相比于红外光谱,拉曼光谱特征峰明显,建立模型所需的样品数量也大为减少。相比色谱,拉曼光谱测量速度较快,使用和维护成本较低。图6 重整汽油的拉曼光谱(经过数据的预处理)  在此应用案例中,待测的汽油辛烷值并不是由单一物质的分子的光谱所决定的,而是由多种烃类的分子的综合作用所决定。因此,有了光谱之后,如何得到辛烷值,建模就是关键。
  • 海洋光学微型光纤光谱仪市场前景广阔——BCEIA 2011视频采访系列
    仪器信息网讯 2011年10月12-15日,第十四届北京分析测试学术报告会及展览会(BCEIA 2011)在北京展览馆隆重举行。为让广大网友及仪器用户深入了解BCEIA 2011仪器新品动态,仪器信息网特别开展了以“盘点行业新品 聚焦最新技术”为主题大型视频采访活动,力争将科学仪器行业最新创新产品、最新技术进展及最具有代表性应用解决方案直观地呈现给业内人士。以下是仪器信息网编辑采访海洋光学技术中心经理李宇先生的视频。  在采访中,李宇先生介绍了适用于不同领域的光纤光谱仪的特点,以及海洋光学近红外光谱、过程控制实验室的应用,以及微型光纤光谱仪的市场发展前景等内容。  李宇先生表示:“微型光纤光谱仪是一个非常朝阳的产品,它从发明到现在已经20多年了,但是真正应用推广是在近几年来。微型光纤光谱仪相对于传统的分光光度计,它的主要特点是一是微型,二是可以根据用户需求定制,三是它可以覆盖不同的检测范围,比如紫外可见、近红外波段等。再者用户可以将微型光纤光谱仪集成到不同的应用生产当中,如可以用拉曼模块去监测生产过程,在中药制药行业,用微型光纤光谱仪模块可以监控药物有效成分是否已经达到期望的浓度等,对于微型光纤光谱仪模块用于生产过程的监控我是非常有信心的。”  具体产品展示、技术特点介绍、应用领域分析,请点击查看采访视频。   关于海洋光学  海洋光学是全球领先的光传感解决方案提供商,提供光与物质相互作用过程中测量和机理分析的基础方法;提供的方案适合各类应用,涵盖生物医学研究、环境检测、生命科学、科学教育以及娱乐照明和显示等诸多方面;所涉及到的技术和产品线包括光谱仪、化学传感器、度量仪器、光纤、薄膜及光学元件。作为微型光纤光谱设备的发明者,自1989年来我们在全球共售出了超过150,000套光谱仪。海洋光学是英国豪迈(Halma)集团的分公司,豪迈集团主要经营用于探测潜伏危险和保护人们生命安全的产品,是专业性电子、安全和环境技术领域的领军企业。
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