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定时滤波放大器

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定时滤波放大器相关的资讯

  • 【新品发布】Moku:Go 仪器套件新增数字滤波器、FIR滤波器生成器、锁相放大器功能
    【新品发布】Moku:Go 仪器套件新增数字滤波器、FIR滤波器生成器、锁相放大器功能Moku:Go提供全面的便携式实验室解决方案,不仅集成了工程实验教学所需的仪器套件,还可满足工程师和学生测试设计、研发等项目。Liquid Instruments最新发布Moku:Go应用程序,新增数字滤波器、FIR滤波器生成器、锁相放大器三个仪器功能。用户现在可以使用数字滤波器来创建IIR滤波器,使用FIR滤波器生成器来设计FIR滤波器,使用锁相放大器从噪声环境中提取已知频率的信号。这一更新使Moku:Go上集成的仪器总数达到了11种,将面向信号与系统等方向提供更完善的实验教学方案,不仅使电子信息工程、电气工程、自动化控制等学科教学进一步受益,并扩展到物理学、计算机科学等领域。数字滤波器数字滤波器作为设计和创建无限冲激响应(IIR)滤波器的常用工具,用户能够创建参数可调的高达8阶的低通、高通、带通和带阻IIR滤波器。这对噪声过滤、信号选择性放大等很有用。此外,Moku:Go的数字滤波器还集成示波器和数据记录器,有助于解整个信号处理链的参数变化,并轻松采集记录这些信号随时间的变化。 FIR滤波器生成器利用Moku:Go的FIR滤波器生成器,用户可以创建和部署有限冲激响应(FIR)滤波器。使用直观的用户界面,在时域和频域上微调您的滤波器的响应。锁相放大器作为第yi个在教育平台上提供的全功能锁相放大器设备,Moku:Go的锁相放大器满足更高级实验教学,如激光频率稳定和软件定义的无线电(Software Defined Radio,SDR)等。作为Liquid Instruments的Moku:Lab和Moku:Pro的旗舰仪器,Moku:Go增加了锁相放大器,使学生在其职业生涯中与Moku产品一起成长。其他更新和即将推出功能在此次更新中,Moku:Go也新增了对LabVIEW应用接口的支持,确保用户易于集成到更复杂的现有实验装置中。今年,Liquid Instruments计划进一步扩大软件定义的测试平台。届时,Moku:Go将在现有的逻辑分析仪仪器上增加协议分析,还将提供“多仪器并行模式”和“Moku云编译(Cloud Compile)”。多仪器模式允许同时部署多个仪器,以建立更复杂的测试配置,而Moku云编译使用户能够直接在Moku:Go的FPGA上开发和部署自定义数字信号处理。这些更新预计将在今年6月推出,将推动Moku:Go成为整个STEM教育课程的主测试和测量套件。目前Moku:Go的用户已经可以通过更新他们的Moku桌面应用程序来访问数字滤波器、FIR滤波器生成器和锁相放大器仪器功能。您也可以联系我们免费下载Moku桌面应用程序体验Moku:Go仪器演示模式。Liquid Instruments基于FPGA的平台的优势,将Moku:Lab和Moku:Pro上的仪器快速向下部署到Moku:Go上,并以可接受的成本提供一致的用户体验。如果您对Moku:Go 在数字信号处理、信号与系统、控制系统等教学方案感兴趣,请联系昊量光电进一步讨论您的应用需求。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国内知名光电产品专业代理商,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,涉及应用领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及更细分的前沿市场如量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、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,系统集成等优质服务。
  • 我国高温超导滤波系统实现规模商业应用
    记者10月22日从在清华大学召开的高温超导滤波技术成果鉴定会上获悉,我国自主研制、拥有完全自主知识产权的高温超导滤波系统首批产品订货已完成生产并交付用户使用,在全国16个省市区的通信装备上投入长期实际应用。这是我国高温超导应用研究的重大突破,标志着我国高温超导在通信领域已进入规模商业应用和产业化阶段。鉴定会专家对项目成果给予高度评价,鉴定意见指出,项目总体技术达到国际先进水平,为采用高温超导技术提高通信装备的抗带外干扰性能和电磁兼容性奠定了坚实的技术基础,为我国通信现代化作出了重大贡献。  据该项目负责人、清华大学物理系教授曹必松介绍,自1986年高温超导材料发现至今,26年来我国投入大量人力物力进行应用研究和技术攻关,其最终目的就是要实现高温超导材料的大规模商业应用。“这次高温超导滤波系统由最终用户采购,在全国16个省市区批量供货投入运行,与一般的研究或以试验为目的的应用完全不同,标志着经过长期不懈的研究,我国高温超导研究已经从实验室研究阶段发展到了面向最终用户的大规模商业应用。高温超导真正的实际应用已经成为现实。”  据了解,在微波频段,高温超导材料的电阻比普通金属低2—3个数量级,用超导薄膜材料制备的滤波器带内损耗小、带边陡峭、带外抑制好,具有常规滤波器无法比拟的、近于理想的滤波性能。“但是高温超导材料必须在其转变温度Tc以下才能实现其超导零电阻特性,所以高温超导滤波系统的研发难度非常大。我们和综艺超导科技有限公司共同研发的超导滤波系统是由超导滤波器、在零下200摄氏度工作的低噪声放大器和小型制冷机等部件组成的,具有极低的噪声和极好的频率选择性,可应用于各种无线通信装备,同时大幅提高灵敏度和选择性、提高抗干扰能力和探测距离等。”曹必松说。  2005年,在国家科研经费支持下,该项目组在北京建成了超导滤波系统移动通信应用示范基地,实现了小批量长期应用。为实现超导滤波系统在我国的规模化商业应用,在国家相关部门和各级领导支持下,清华大学和综艺超导科技有限公司的研究团队十余年如一日,艰苦奋斗,攻克了高性能超导滤波器和低温低噪声放大器设计制备技术、多通道超导滤波器性能一致性研制技术、满足装备苛刻使用要求的环境适应性技术和超导滤波系统集成技术等一系列技术难题,获得超导滤波技术授权发明专利10多项,于2009年12月完成了超导滤波系统产品样机的研制。  2010年1月至11月,在国家主管部门的组织下,由7个专业测试单位对超导滤波系统产品进行了全面性能测试,包括电性能测试,满足通信装备高低温、冲击、振动、低气压、盐雾、霉菌、湿热等苛刻使用要求的环境适应性试验,通信装备加装超导滤波系统前后的性能对比试验和用户长期试用等。  试验结果表明,超导滤波系统的全部性能都达到或超过了通信装备实际应用的技术要求。在通信装备上加装超导滤波系统前后的性能对比试验表明,超导滤波系统使重度干扰下原本无法工作的通信装备恢复了正常工作,使中度干扰下装备最大作用距离比原装备平均增加了56%。自2010年10月起,超导滤波系统在该型通信装备上投入长期运行,至今已连续无故障运行2年以上。  2011年1月19日,超导滤波系统通过了国家主管部门组织的技术鉴定,获得了在我国通信装备实际应用的许可。同年8月,综艺超导公司获得了首批5种型号超导滤波系统产品的订货合同,在全国10多个省市区推广应用。其他型号超导滤波系统产品也将在未来几年内陆续投入市场。  据介绍,综艺超导科技有限公司由江苏综艺股份有限公司等股东投资、在2006年成立的高新技术企业,公司设在北京中关村科技园区。目前,综艺超导已建成一流水平的超导滤波系统生产基地,并且已经顺利完成首批高温超导滤波系统批量生产和用户交付。  曹必松说,高温超导滤波技术在移动通信、重大科学工程和国防领域具有广阔的应用前景。为进一步推广超导滤波技术的应用,还需要攻克适应于各种不同通信装备应用要求的高难度的超导滤波系统设计、制备技术、适应于各种应用环境的环境适应性技术等研究难题。  与会专家认为,经过未来几年的努力,该技术将在更多无线通信领域获得大规模应用,并带动超导薄膜、制冷机、专用微波元器件等相关产业链的形成和发展,在我国形成一个全新的高温超导高技术产业,为我国通信技术的升级换代提供一种全新的、性能优异的解决方案。
  • 国仪量子 |“去伪存真”,锁相放大器在量子精密测量系统中的应用
    随着科技的进步,人们想要了解的现象越来越精细、想测量的信号也越来越微弱。而微弱信号常淹没在各种噪声中,锁相放大器可以将微弱信号从噪声中提取出来并对其进行准确测量。锁相放大器在光学、材料科学、量子技术、扫描探针显微镜和传感器等领域的研究中发挥着重要作用。国仪量子,赞1锁相放大器在精密磁测量中的应用在精密磁测量领域,特别是低频磁场测量领域,系综氮-空位(NV)色心磁测量方法发展迅速。其中连续波测磁系统是对NV色心施加连续的微波和激光进行自旋操控,从而实现高精度磁测量的实验系统。其基于NV色心基态的零场分裂和磁共振现象,当没有外磁场时,NV色心的ODMR谱如图所示,对NV色心打入共振频率的微波,其荧光强度最小。当存在外磁场时,外磁场会影响NV色心的塞曼劈裂的能级差,从而产生偏共振现象,使得荧光强度发生变化。我们将微波频率定于NV色心连续波谱的斜率最大处,则当外磁场发生变化,其荧光强度的变化最明显,从而提高测量的灵敏度。NV色心的ODMR谱为了提高测量信号的信噪比,通常采用锁相放大的方法,将微波信号进行频率调制,从而避开电测量系统的1/f噪声,实现更高的测量精度。其系统如下图所示,锁相放大器的参考输出信号和微波源进行频率调制后,通过辐射结构将微波电信号转化成磁场信号,作用于NV色心,然后将NV色心发射的荧光信号进行光电转换后用锁相放大器的电压输入通道进行采集,通过解调后即可得到系综NV色心样品的周围环境的磁场信号大小。参考文献:基于金刚石氮-空位色心系综的磁测量方法研究 -- 谢一进锁相放大器在磁成像——扫描NV探针显微镜中的应用扫描NV探针显微镜是利用金刚石NV色心作为磁传感器的扫描探针显微镜,其将光探测磁共振ODMR和AFM进行了巧妙结合,通过对钻石中NV色心发光缺陷的自旋进行量子操控与读出,来实现磁学性质的定量无损成像,具有纳米级的高空间分辨率和单自旋的超高探测灵敏度。国仪量子推出的量子钻石原子力显微镜其系统结构如下图所示,包括了NV色心成像系统和AFM控制系统。AFM控制系统负责将金刚石NV色心在待测样品上进行平面二维扫描,而NV色心对扫描区域的微弱磁信号进行高分辨率的探测,从而最终形成高分辨率的磁成像。在AFM的扫描过程中,金刚石与样品的距离是通过锁相放大器来进行控制的。金刚石NV色心固定在石英音叉上,形成探针。石英音叉有固定的振动频率,当探针在样品表面移动时,随着样品与探针的距离变化,石英音叉的共振幅度会发生变化。我们使用锁相放大器对音叉的振动信号进行采集和解调后,通过锁相放大器内部的PID反馈控制就可以实现样品位移台垂直方向(Z方向)的动态调节,从而使样品到NV色心探针的距离保持相同。锁相放大器主要用于AFM的控制系统中国仪量子数字锁相放大器LIA001MLIA001M锁相放大器是一款高性能、多功能的数字锁相放大器,基于先进硬件和数字信号处理技术设计,配合丰富的模拟输入输出接口,集可视化锁相放大器、虚拟示波器、参数扫描仪、信号发生器、PID控制器等多种功能于一体,有效的简化科研工作流程和设备依赖,提高科研效率和质量。数字锁相放大器LIA001M
  • 外部参考信号、全新屏显,你要的升级锁相放大器来啦!
    锁定放大器用于测量非常小的交流信号,即使小信号被数千倍大的噪声源所掩盖,也可以进行准确的测量。这种设备用利用一种称为相敏检测(phase-sensitive detection, PSD)的技术来挑选出特定参考频率和相位的信号分量,提取具有已知载波的调制信号。锁定放大器在各种光学测量仪器个设备中扮演着十分关键的角色。昕虹光电HPLIA微型双通道调制解调锁相放大器以当今FPGA +ARM单片机的业界流行配置而设计,长期深受用户青睐。迎接2022年,我们回应广大客户的需求,推出了升级版HPLIA Plus调制解调锁相放大器,不仅提升了颜值,更支持了大家期待已久的外部参考信号输入,实现更便捷、更弹性的调制和解调功能!海尔欣HPLIA Plus外观展示图HPLIA Plus 亮点:1.老版仅支持内部同步DDS信号,进行独立的双通道内同步解调。而HPLIA Plus终于支持外同步模式啦!用户可选择去同步外部输入的参考信号模式,而由Input1去解调微弱信号。内外同步模式,便于用户灵活自选调制信号,让您的实验设置更弹性!2.在外同步模式下,其中一路调制通道DDS输出与用户参考信号锁相的正弦波,可以用于同步其他HPLIA Plus,这样的配置可使多通道锁相解调成为可能,可借由数个HPLIA Plus锁相放大器串联,实现简易、便捷、经济的多路信号同步锁相解调。3.全新的UI界面,支持原有PC显示或机身自带高分辨触摸显示屏,实验设备玩出高级感!
  • 新材料助力大化所推出低价、高性能光电放大器组件
    仪器信息网讯 2016年10月10日,慕尼黑上海分析生化展(analytica China 2016)召开同期,中国科学院大连化学物理研究所(以下简称:大化所)携AccuOpt 2000光电放大器组件、小型化学衍生器等产品参加。 中国科学院大连化学物理研究所参加analytica China 2016  大化所研究员关亚风向仪器信息网介绍了AccuOpt 2000光电放大器组件的特点及潜在的优势应用领域。AccuOpt 2000光电放大器组件的检测器采用了硅光二极管制成的检测器,结合自有的信号放大电路设计,使得AccuOpt 2000的噪音电平达到0.01mV。硅光二极管检测器的应用,使AccuOpt 2000的光谱响应范围为320~1100nm,覆盖近红外光波段,可替代昂贵的红外增强型光电倍增管。同时,这也给AccuOpt 2000带来了抗震、抗强光的特点,为适应更多的应用场合带来潜在的优势。AccuOpt 2000仅需5~12V的供电电源,并能在2分钟内平衡稳定,一方面能降低仪器在供电电源方面的成本;同时,专为AccuOpt 2000提供的DC-DC电源,12V输入,单块电源功率2W或3W,就能同时为8支AccuOpt 2000供电,这也大大减少仪器运行中的能源消耗,契合当前绿色仪器的发展大趋势。 AccuOpt 2000光电放大器组件  AccuOpt 2000价格远低于光电倍增管,如果应用于食品快检领域,将为用户提供低价、高质的食品安全快速筛查解决方案。从大化所展位现场看到,AccuOpt 2000已经成功应用于LED荧光检测器、激光诱导荧光检测器、叶绿素α 检测器中。据了解,AccuOpt 2000已经实现批量化生产,第一批生产1000支。  大化所的小型化学衍生器也吸引了信息网编辑的目光。这是一款小型柱后碘/溴化学衍生器,能使黄曲霉毒素B1和G1的荧光强度提高6.5倍。关亚风介绍到,该款小型化学衍生器已经批量生产100台,完全具备了批量化生产能力,为国内企业的供货价格将是市场同类产品的4分之一。 小型化学衍生器  关亚风特别提到,是新材料在零部件上的使用,实现了AccuOpt 2000低价和高性能这两者之间的很好结合。
  • 【邀请函】锁相放大器工作原理及应用和Moku产品介绍网络研讨会
    【邀请函】锁相放大器工作原理及应用和Moku产品介绍网络研讨会昊量光电邀您参加2022年01月19日锁相放大器工作原理及应用和Moku产品介绍网络研讨会。由Liquid Instruments研发的Moku系列多功能综合测量仪器在量子光学、超快光学、冷原子、材料科学和纳米技术等领域都有着广泛的应用,尤其是他的锁相放大器、PID控制器和相位表、激光器稳频功能,单一设备满足实验室多种测量、控制应用需求。在本次网络研讨会中,您将了解到锁相放大器的基本原理及应用,并提供对应的信号的检测方案介绍。主办方上海昊量光电设备有限公司,Liquid Instruments会议主题锁相放大器工作原理及应用和Moku产品介绍会议内容1. 锁相放大器的基本原理2. 锁相放大器在光学领域的重要应用方向-测量信号振幅(强度)以及相位3. 如何设置锁相放大器的调制频率和时间常数4. 应用介绍:超快光谱和锁相环/差频激光锁频5. 如何通过锁相环来解决锁相放大器测相位时的局限性6. 问题环节主讲嘉宾应用工程师:Fengyuan (Max) Deng, Ph.D.简介:普渡大学化学博士学位,主要研究非线性光学显微成像方向。应用工程师:Nandi Wuu, Ph.D.简介:澳洲国立大学工程博士学位,主要研究钙钛矿太阳能电池。直播活动1.研讨会当天登记采购意向并在2022年第一季度内采购的客户,可获赠Moku:Go一台!其中采购Pro还可加赠云编译使用权限一年。 2.联系昊量光电并转发微信文章即可获得礼品一份。直播时间:2022年01月19日报名方式:欢迎致电昊量光电报名成功!开播前一周您将收到一封确认电子邮件,会详细告知如何参加线上研讨会。期待您的参与,研讨会见!
  • 科学家试制新型“激声”放大器
    据美国物理学家组织网9月8日(北京时间)报道,在今年庆贺激光诞生50周年之际,科学家正在研究一种新型的相干声束放大器,其利用的是声而不是光。科学家最近对此进行了演示,在一种超冷原子气体中,声子也能在同一方向共同激发,就和光子受激发射相似,因此这种装置也被称为“激声器”。  声子激发理论是2009年由马克斯普朗克研究院和加州理工学院的一个科研小组首次提出的,目前尚处于较新的研究领域。其理论认为,声子是振动能量的最小独立单位,也能像光子那样,通过激发产生高度相干的声波束,尤其是高频超声波。他们首次描述了一个镁离子在电磁势阱中被冷冻到大约1/1000开氏温度,能生成单个离子的受激声子。但是单个声子的受激放大和一个光子还有区别,声子频率由单原子振动的频率所决定而不是和集体振动相一致。  在新研究中,葡萄牙里斯本高等技术学院的J.T.曼登卡与合作团队把单离子声子激发的概念,扩展到一个大的原子整体。为了做到这一点,他们演示了超冷原子气体整合声子激发。与单离子的情况相比,这里的声子频率由气态原子的内部振动所决定,和光子的频率是由光腔内部的振动所决定一样。  无论相干电磁波,还是相干声波,最大的困难来自选择系统、频率范围等方面。曼登卡说,该研究中的困难是要模仿光波受激放大发射的机制,但产生的是声子,而不是光子。即通过精确控制超冷原子系统,使其能完全按照激光发射的机制来发射相干声子。  新方法将气体限定在磁光陷阱中,通过3个物理过程产生激态声子。首先,一束红失谐激光将原子气体冷却到超冷温度 然后用一束蓝失谐光振动超冷原体气体,生成一束不可见光,最后使原子形成声子相干发射,此后衰变到低能级状态。研究人员指出,最后形成的声波能以机械或电磁的方式与外部世界连接,系统只是提供一种相干发射源。  关于给声子激发命名,科学家先是沿袭“镭射(laser)”之名使用了“声射(saser)”,即声音受激放大发射。但曼登卡认为使用“激声(phaser)”更准确,它强调了声子的量子特性而不是声音,也暗示了其发射过程类似于光子受激发射。  高相干超声波束的一个可能用途是,在X光断层摄影术方面,能极大地提高图像的解析度。曼登卡说:“激光刚开发出来时,仅被当做一种不能解决任何问题的发明。所以,对于激声,我们现在担心的只是基础科学方面的问题,而不是应用问题。”
  • “精密大带宽锁相放大器的研发及应用”获得立项
    近日,由赛恩科仪团队首席技术顾问中山大学王自鑫副教授作为项目负责人申报的国家重点研发计划“精密大带宽锁相放大器的研发及应用”获批立项;项目将实现超过100M带宽的精密锁相放大器,将研究复杂电磁环境下的微弱信号解耦合技术,实现高带宽高精度的锁相放大器检测技术。赛恩科仪拥有多位在集成电路设计、电磁兼容性分析、数字信号处理等领域具有丰富经验的归国留学人员,一直依托中山大学微电子系、物理系、中山大学光电材料与技术国家重点实验室从事微弱信号仪器检测相关的研究工作。赛恩科仪是一家专注微弱信号检测技术近二十年的国家高新技术企业,拥有本领域的系列核心知识产权。公司推出涵盖各个频段的系列锁相放大器产品,性能参数全面覆盖国际同行,在国内外数百家科研机构与企业得到应用,深受国内外客户的一致好评。
  • 上海光机所在超短脉冲掺Yb大模场磷酸盐光纤放大器方面取得进展
    近日,中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室胡丽丽研究团队在超短脉冲大模场多组分玻璃光纤放大器方面取得重要进展。相关研究成果于5月在线发表于《中国激光》。   大能量、高峰值功率超短脉冲激光在远距离激光雷达、地震探测、主动照明等领域具有重要应用价值。主振荡脉冲放大系统(MOPA)是超短脉冲激光的主要运行方式,其中有源增益光纤是关键核心部件。目前,传统有源石英光纤存在稀土离子溶解度有限、难以保证低数值孔径(NA)纤芯制备的均匀性等问题,导致其使用长度较长(数米),纤芯直径通常小于40μm,具有较低的非线性阈值,进而限制其输出的脉冲能量。相比之下,多组分氧化物玻璃具有稀土掺杂浓度高、光学均匀性好等优势,能够获得模场面积大、吸收系数高的大模场增益光纤,从而大幅提升大能量脉冲放大的非线性阈值。   然而,大模场光纤的制备难点在于降低数值孔径的同时保持极高的均匀性。例如,要实现NA为0.03的单模掺Yb光纤,则需要纤芯与包层玻璃的折射率差值小于3×10-4,这要求玻璃本身的光学均匀性达到10-5量级。   研究团队从大尺寸、高光学均匀性磷酸盐激光玻璃的制备工艺出发,采用光学均匀性约为1×10-6的高掺Yb磷酸盐玻璃作为光纤基质,在自研高掺Yb大模场磷酸盐光纤中实现了平均功率27.3W的脉冲激光放大输出。该系统采用掺Yb大模场磷酸盐双包层光纤(30/135/280μm)与匹配无源石英光纤(20/130μm)异质熔接的全光纤方案(熔点损耗为0.3 dB),结构如图1所示。其中,信号光波长为1030nm、脉宽为30ps、重复频率为27MHz,掺Yb磷酸盐光纤的纤芯和内包层的NA分别为0.03和0.41,纤芯中Yb2O3质量分数为6%,背景损耗为0.61300nm,使用长度为30cm;采用976 nm包层泵浦,获得放大后脉冲激光的平均功率如图2所示,最大输出平均功率为27.3W,斜率效率为71.4%,同时未观察到受激布里渊散射等非线性效应。该结果体现出了磷酸盐玻璃在高掺杂能力、高光学均匀性以及高非线性阈值的优势。图 1. 掺Yb磷酸盐大模场光纤脉冲激光放大器结构图   Fig. 1. Structural diagram of pulsed laser amplifier using Yb-doped large-mode-area phosphate fiber图 2. 放大的脉冲激光的平均功率随泵浦功率的变化,插图是输出激光的光斑和光谱   Fig. 2. Average power of amplified pulsed laser versus pump power with spot and spectrum of output laser shown in inset
  • 日本将禁止向俄罗斯出口示波器、光谱仪、信号放大器、信号发生器等产品
    近日,日本经济产业省公布了在乌克兰军事行动后将禁止向俄罗斯出口的产品清单。该禁令包括57个项目,将于3月18日生效。该部表示,该清单包括31种通用商品和26种技术项目,包括软件。出口禁令适用于半导体、雷达、传感器、激光器、通信设备、记录设备及其组件、示波器、光谱仪、信号放大器、信号发生器、电阻器、加密设备、电视摄像机、滤光片和氟化物光纤。此外,还对导航设备、无线电电子设备、水下监视设备、潜水设备和柴油发动机实施了禁令。此外,禁止的是拖拉机部件,飞机及其部件的燃气涡轮发动机以及炼油设备。2月24日,在分离的顿巴斯共和国呼吁帮助保卫自己免受乌克兰军方的攻击后,俄罗斯在乌克兰发动了军事行动。作为回应,西方国家对莫斯科实施了全面制裁。
  • 合肥研究院构筑出表面增强拉曼光谱单热点放大器
    p  近日,中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员杨良保等利用自发的毛细力捕获纳米颗粒,构筑了由单根银纳米线和单个金纳米颗粒组成的单热点放大器,实现了表面增强拉曼光谱(SERS)高稳定和超灵敏检测。相关成果以A capillary force-induced Au nanoparticle–Ag nanowire single hot spot platform for SERS analysis为题,作为封面文章发表在Journal of Materials Chemistry C (J. Mater. Chem. C., 2017, 5, 3229-3237) 杂志上,得到了同行和杂志编辑的高度肯定。/pp style="text-align: center "img width="250" height="321" title="ea14fe0b8668f5b02fa47ae1ab982279.jpg" style="width: 250px height: 321px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/noimg/f983e4b8-d607-4608-b35c-43557cf4f477.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp  表面增强拉曼光谱(SERS)因其独特的分子指纹信息以及超灵敏检测优势,被广泛应用于各个领域。但是SERS热点一直受方法繁琐、不均一等问题困扰。因此,如何简单构筑均一可靠的SERS热点是人们一直追求的目标。/pp  基于此目标,杨良保等利用司空见惯的毛细力构筑了由纳米线和纳米颗粒组成的点线单热点放大器。纳米颗粒在毛细力作用范围内,被捕获到纳米线表面,因此耦合的纳米线和纳米颗粒产生了巨大的电磁场增强 其次,纳米颗粒与纳米线耦合形成的孔道可通过毛细力自发捕获待测物进入热点,进而放大热点区域待测物的拉曼信号。实验和理论结果均表明:利用毛细力构筑的单热点结构能够放大待测物信号,且毛细力捕获的颗粒位置差异对电磁场分布影响较小。该项研究工作利用毛细力构筑单热点放大器,不仅避免了颗粒团聚造成的SERS热点不均一难题,也解决了使用巯基等聚合物对基底组装引起的信号干扰问题。/pp  以上研究工作得到了国家自然科学基金(21571180, 21505138)和博士后自然科学基金特别资助 (2016T90590)的支持。/p
  • 锁相放大器OE1022应用在黑磷中激子Mott金属绝缘体转变的量子临界现象测量
    关键词:量子相变 锁相放大器 超导超流态 说明:本篇文章使用赛恩科学仪器OE1022锁相放大器测量【概述】 2022年,南京大学王肖沐教授和施毅教授团队在nature communications发表了一篇题为《Quantum criticality of excitonic Mott metal-insulator transitions in black phosphorus》文章,报道了黑磷中激子Mott金属-绝缘体转变的光谱学和传输现象。通过光激发来不断调控电子-空穴对的相互作用,并利用傅里叶变换光电流谱学作为探针,测量了在不同温度和电子-空穴对密度参数空间下的电子-空穴态的综合相图。 【样品 & 测试】 文章使用锁相放大器OE1022对材料的传输特性进行测量,研究中使用了带有双栅结构(TG,BG)的BP器件,如图1(a)所示,约10纳米厚的BP薄膜被封装在两片六角形硼氮化物(hBN)薄片之间,为了保持整个结构的平整度,使用了少层石墨烯薄片来形成源极、漏极和顶栅接触,以便在传输特性测量中施加恒定的电位移场。图一 (a)典型双栅BP晶体管的示意图。顶栅电压(VTG)和底栅电压(VBG)被施加用于控制样品(DBP)中的载流子密度和电位移场。(b) 干涉仪设置的示意图,其中M1,M2和BS分别代表可移动镜子,静止镜子和分束器。 在实验中,迈克耳孙干涉仪的光程被固定在零。直流光电流直接通过半导体分析仪(PDA FSpro)读取。光电导则采用标准的低频锁相方案测量,即通过Keithley 6221源施加带有直流偏置的11Hz微弱交流激励电压(1毫伏)至样品,然后通过锁相放大器(SSI OE1022)测量对应流经样品的电流。图二(a)在不同激发功率下,综合光电流随温度的变化。100% P = 160 W/cm² 。(b) 在每个激发功率下归一化到最大值的光电流。(c)从传输特性测量中提取的与温度T相关的电阻率指数为函数的相图,作为T和电子-空穴对密度的函数。(d)不同电子-空穴对密度在过渡边界附近的电阻率与温度的关系 【总结】 该文设计了一种带有双栅结构的BP器件,通过测量器件的傅里叶光电流谱和传输特性,观测到从具有明显激子跃迁的光学绝缘体到具有宽吸收带和粒子数反转的金属电子-空穴等离子体相的转变,并且还观察到在Mott相变边界附近,电阻率随温度呈线性关系的奇特金属行为。文章的结果为研究半导体中的强相关物理提供了理想平台,例如研究超导与激子凝聚之间的交叉现象。【文献】 ✽ Binjie Zheng,Yi Shi & Xiaomu Wang et al. " Quantum criticality of excitonic Mott metal-insulator transitions in black phosphorus." nature communications (2022) 【推荐产品】
  • 科学家构筑出表面增强拉曼光谱单热点放大器
    p  近日,中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员杨良保等利用自发的毛细力捕获纳米颗粒,构筑了由单根银纳米线和单个金纳米颗粒组成的单热点放大器,实现了表面增强拉曼光谱(SERS)高稳定和超灵敏检测。相关成果以A capillary force-induced Au nanoparticle–Ag nanowire single hot spot platform for SERS analysis为题,作为封面文章发表在Journal of Materials Chemistry C (J. Mater. Chem. C., 2017, 5, 3229-3237) 杂志上,得到了同行和杂志编辑的高度肯定。br//pp  表面增强拉曼光谱(SERS)因其独特的分子指纹信息以及超灵敏检测优势,被广泛应用于各个领域。但是SERS热点一直受方法繁琐、不均一等问题困扰。因此,如何简单构筑均一可靠的SERS热点是人们一直追求的目标。/pp  基于此目标,杨良保等利用司空见惯的毛细力构筑了由纳米线和纳米颗粒组成的点线单热点放大器。纳米颗粒在毛细力作用范围内,被捕获到纳米线表面,因此耦合的纳米线和纳米颗粒产生了巨大的电磁场增强 其次,纳米颗粒与纳米线耦合形成的孔道可通过毛细力自发捕获待测物进入热点,进而放大热点区域待测物的拉曼信号。实验和理论结果均表明:利用毛细力构筑的单热点结构能够放大待测物信号,且毛细力捕获的颗粒位置差异对电磁场分布影响较小。该项研究工作利用毛细力构筑单热点放大器,不仅避免了颗粒团聚造成的SERS热点不均一难题,也解决了使用巯基等聚合物对基底组装引起的信号干扰问题。/pp  以上研究工作得到了国家自然科学基金(21571180, 21505138)和博士后自然科学基金特别资助(2016T90590)的支持。(来源:中科院合肥物质科学研究院)/ppbr//ppbr//p
  • 中科院杨良保团队构筑表面增强拉曼光谱单热点放大器
    p  近日,中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员杨良保等利用自发的毛细力捕获纳米颗粒,构筑了由单根银纳米线和单个金纳米颗粒组成的单热点放大器,实现了表面增强拉曼光谱(SERS)高稳定和超灵敏检测。相关成果以A capillary force-induced Au nanoparticle–Ag nanowire single hot spot platform for SERS analysis为题,作为封面文章发表在Journal of Materials Chemistry C (J. Mater. Chem. C., 2017, 5, 3229-3237) 杂志上,得到了同行和杂志编辑的高度肯定。/pp  表面增强拉曼光谱(SERS)因其独特的分子指纹信息以及超灵敏检测优势,被广泛应用于各个领域。但是SERS热点一直受方法繁琐、不均一等问题困扰。因此,如何简单构筑均一可靠的SERS热点是人们一直追求的目标。/pp  基于此目标,杨良保等利用司空见惯的毛细力构筑了由纳米线和纳米颗粒组成的点线单热点放大器。纳米颗粒在毛细力作用范围内,被捕获到纳米线表面,因此耦合的纳米线和纳米颗粒产生了巨大的电磁场增强 其次,纳米颗粒与纳米线耦合形成的孔道可通过毛细力自发捕获待测物进入热点,进而放大热点区域待测物的拉曼信号。实验和理论结果均表明:利用毛细力构筑的单热点结构能够放大待测物信号,且毛细力捕获的颗粒位置差异对电磁场分布影响较小。该项研究工作利用毛细力构筑单热点放大器,不仅避免了颗粒团聚造成的SERS热点不均一难题,也解决了使用巯基等聚合物对基底组装引起的信号干扰问题。/pp  以上研究工作得到了国家自然科学基金(21571180, 21505138)和博士后自然科学基金特别资助(2016T90590)的支持。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/c1557673-0290-4c66-b7f3-c167bb5da6fc.jpg" title="微信图片_20170518091903_副本.jpg"//pp style="text-align: center "文章封面以及毛细力构筑单热点结构示意图/p
  • 关亚风团队“微光探测器(光电放大器)”通过成果鉴定
    1月27日,由大连化物所微型分析仪器研究组(105组)关亚风研究员、耿旭辉研究员团队研发的“微光探测器(光电放大器)”通过了中国仪器仪表学会组织的新产品成果鉴定。鉴定委员会一致认为:该产品设计新颖、技术创新性强,综合性能达到国际先进、动态范围和长期稳定性能达到国际领先水平,同意通过鉴定。  微光探测器是科学仪器和光学传感器中的关键器件之一,广泛应用于表征仪器和化学分析仪器中,如物理发光、化学发光、生物发光、荧光、磷光、以及微颗粒散射光等弱光探测中,其性能决定着光学检测仪器的灵敏度和动态范围指标。该团队经过十五年技术攻关,成功研制了具有自主知识产权的高灵敏、低噪音、低漂移的AccuOpt 2000系列微光探测器(光电放大器),并批量生产,用于替代进口光电倍增管(PMT)、制冷型雪崩二极管(APD)和深冷型光电二极管(PD)对弱光的探测。  该微光探测器已形成产品,在单分子级激光诱导荧光检测器、黄曲霉毒素检测仪、深海原位荧光传感器等多款仪器上应用,替代PMT得到相同的检测信噪比和更宽的动态线性范围。经权威机构检测和多家用户使用表明,该微光探测器具有比进口PMT更好的重复性、稳定性和性能一致性,具有广阔的应用前景。  由于疫情原因,鉴定会以线上会议方式召开。该项目研发得到了国家自然科学基金、中国科学院重点部署项目等资助。
  • 赛恩科仪双通道锁相放大器被以色列维茨曼研究所应用在SQUID扫描显微镜测量中
    赛恩科仪双通道锁相放大器OE1022D被以色列维茨曼研究所应用在SQUID扫描显微镜测量中,维茨曼研究所已累计采购了十多台赛恩科学仪器的锁相放大器,该型号锁相放大器获得以色列维茨曼研究所的认可,具体见如下用户评价:
  • 量子半导体器件实现拓扑趋肤效应,可用于制造微型高精度传感器和放大器
    科技日报北京1月22日电 德国维尔茨堡—德累斯顿卓越集群ct.qmat团队的理论和实验物理学家开发出一种由铝镓砷制成的半导体器件。这项开创性的研究发表在最新一期《自然物理学》杂志上。由于拓扑趋肤效应,量子半导体上不同触点之间的所有电流都不受杂质或其他外部扰动的影响。这使得拓扑器件对半导体行业越来越有吸引力,因为其消除了对材料纯度的要求,而材料提纯成本极高。拓扑量子材料以其卓越的稳健性而闻名,非常适合功率密集型应用。新开发的量子半导体既稳定又高度准确,这种罕见组合使该拓扑器件成为传感器工程中令人兴奋的新选择。利用拓扑趋肤效应可制造新型高性能量子器件,而且尺寸也可做得非常小。新的拓扑量子器件直径约为0.1毫米,且易于进一步缩小。这一成就的开创性在于,首次在半导体材料中实现了微观尺度的拓扑趋肤效应。这种量子现象3年前首次在宏观层面得到证实,但只是在人造超材料中,而不是在天然超材料中。因此,这是首次开发出高度稳健且超灵敏的微型半导体拓扑量子器件。通过在铝镓砷半导体器件上创造性地布置材料和触点,研究团队在超冷条件和强磁场下成功诱导出拓扑效应。他们采用了二维半导体结构,触点的排列方式可在触点边缘测量电阻,直接显示拓扑效应。研究人员表示,在新的量子器件中,电流—电压关系受到拓扑趋肤效应的保护,因为电子被限制在边缘。即使半导体材料中存在杂质,电流也能保持稳定。此外,触点甚至可检测到最轻微的电流或电压波动。这使得拓扑量子器件非常适合制造尺寸极小的高精度传感器和放大器。
  • 放大NO₂光谱信号 快速锁定大气污染“元凶”
    近日,中国科学院合肥物质科学研究院安徽光机所张为俊研究员团队在大气二氧化氮探测技术方面取得新突破,团队利用相敏检测的振幅调制腔增强吸收光谱技术,创立了一种能够快速灵敏检测大气环境中二氧化氮的新方法。这项研究成果日前发表于美国化学会(ACS)出版的《分析化学》上,并申请了发明专利保护。通俗地讲,就是把吸收到的二氧化氮光谱信号进行有效放大,再通过我们开发的可靠算法进行计算,最终实现对大气二氧化氮的精确探测。基于多模激光的振幅调制腔增强吸收光谱技术,适用于长期稳定运行、免人工维护的二氧化氮高灵敏度测量,因而具有很好的科研和业务应用前景。 导致大气污染的“元凶”之一“二氧化氮是对流层大气中主要的污染物,它的来源主要包括交通运输排放和工业生产过程中的化石燃料燃烧、农作物秸秆等生物质燃烧、大气当中的闪电和平流层光化学反应等过程。”中国科学院合肥物质科学研究院安徽光机所的周家成博士说道,大气中的二氧化氮对臭氧和二次颗粒的生成也起着重要作用,是形成酸雨的重要原因之一。“二氧化氮的光解是对流层臭氧的主要来源之一,其参与了光化学反应以及光化学烟雾的形成。”周家成说,二氧化氮通过光化学反应产生硝酸盐二次颗粒,导致大气能见度下降并进一步降低空气质量,是形成灰霾的主要因素。同时,排放到大气中的二氧化氮可以与水蒸气发生作用,产生硝酸和一氧化氮,进而形成酸雨。“正因如此,二氧化氮的高灵敏准确测量对大气化学研究以及大气污染防控具有重要意义。”周家成说,对于一些特殊应用场景,例如青藏高原、海洋等环境中,大气中二氧化氮浓度极低,只有高灵敏的仪器才能精确测量,进而开展相应的大气化学研究。此外,高灵敏的仪器还可以捕捉城市大气污染的深层次信息,例如通量等关键参数,从而更好地服务大气污染防控。放大光谱信号实现超极限探测一般而言,大气当中的每一种成分,都对应有特殊的光谱,也就是相当于这种组分的特殊身份识别标志特征。从原理上来讲,只要能够实现对某种大气组分光谱的高灵敏度探测,也就做到了对这种组分的精确探测。周家成介绍,他们团队创新研发的“基于多模激光的振幅调制腔增强吸收光谱技术”,是将调制技术与多模激光相结合的一种全新的高灵敏度吸收光谱技术。它的工作原理是把被调制的光强信号输入到相敏检波器中,与参考信号进行混频乘法运算,再经过窄带低通滤波器滤除掉其他噪声频率成分后,得到一个与输入信号成正比的直流信号,就可以直接用于吸收系数的计算。“通俗地讲,就是把吸收到的二氧化氮光谱信号进行有效放大,再通过我们开发的可靠算法进行计算,最终实现对大气二氧化氮的精确探测。”周家成告诉记者,“基于多模激光的振幅调制腔增强吸收光谱技术”集成了共轴腔衰荡吸收光谱的高光注入效率、离轴腔增强吸收光谱的低腔膜噪声,以及调制光谱的窄带高灵敏度微弱信号探测等优点,能够提供一种简单、可靠、低成本和自校准的二氧化氮绝对浓度测量方法。“它适用于长期稳定运行、免人工维护的二氧化氮高灵敏度测量,因而具有很好的科研和业务应用前景。”周家成介绍到,他们研制的这台仪器用到的一个关键部件,叫做“宽带多模二极管激光器”,即能够输出波长具有一定宽度,并且可以同时产生两个或多个纵模的激光器,它被作为整个仪器的探测光源。“正是由于它发出的激光光源能被二氧化氮分子所吸收,所以被用来进行二氧化氮浓度的测量。”周家成说,他们用到的这款激光器的中心波长为406纳米,带宽约为0.4纳米,它发射出的探测光源,恰好能够被二氧化氮分子所吸收。一般而言,某种仪器或探测方法,在探测某种参数时所能达到的极限,被称为“探测极限”,也代表了仪器的最高性能指标。周家成表示,他们研制的探测技术经过多次实际应用验证表明,超过探测极限浓度的二氧化氮也能够被测量到。助力北京冬奥会精准预报天气北京冬奥会期间,中国科学院合肥物质科学研究院安徽光机所研制的快速灵敏检测二氧化氮仪器被用于环境大气实时在线观测,为冬奥会高精度数值天气预报和多源气象数据融合等关键技术方法提供了必要的数据支持,共同构建了冬奥气象“百米级”预报技术体系。“在此之前,这台仪器在北京参加了‘超大城市群大气复合污染成因外场综合协同观测研究’项目,针对北京城市站点大气环境中氮氧化物的作用开展相关研究,对北京市大气复合污染成因解析起到了重要作用。”周家成表示,后续该仪器还将应用于青藏高原背景站点开展常年观测,填补青藏高原大范围区域二氧化氮有效观测数据的空白。谈起团队科研历程,周家成坦言,这其中充满了艰辛和不确定性,但还是有着很多乐趣。“为了验证仪器吸收测量的准确性,我们先在实验室开展不同浓度二氧化氮测量实验,但是结果始终和预期不一样。折腾了几个小时后,发现居然是外部锁相放大器的一个参数设置有误。”周家成说,这件事再次验证了“细节决定成败”的道理。自此以后,他每次实验前,都会仔细检查仪器的各项参数,防止出现类似的问题。周家成说,仪器在参加北京冬奥会观测期间,由于观测人员在实验前期对仪器操作不熟悉,光腔被正压气体冲击,导致无法用于测量。“当时我不在现场,内心十分着急,牵挂仪器,到了深夜都不能入睡,怕影响观测进度。”年后没几天,周家成携带工具前往北京维修,加班加点终于使仪器正常工作,赶上了综合实验的进度。“接下来,我们将对仪器进行小型化集成,利用锁相板代替商业锁相放大器,配合自动控制系统,使得这台仪器更加智能化、便携化。”周家成表示,未来他们团队还计划把这种二氧化氮探测技术与化学滴定、热解和化学放大法相结合,应用于一氧化氮、臭氧、活性氮和总过氧自由基的高精度测量。通过增加保护气,仪器还可应用于气溶胶消光系数的高灵敏度测量。
  • Molecular Devices 网络讲座:如何更有效使用Axon pCLAMP软件和Axon放大器系列讲座之二
    立即注册参加Axon传统电生理网络讲座 题目:全细胞电压钳记录模式为何需要补偿串联电阻?日期:2012年9月26日,周三时间:9:00 -10:00 AM 建议参会人包括:正要建立新电生理实验室的教授及研究人员大学研究院所和医药界的电生理学家 现在使用Axon软件及放大器的用户题目: 全细胞电压钳记录模式为何需要补偿串联电阻?主讲人:Jeffrey Tang, PhD, Product Marketing Manager of Axon Conventional Electrophysiology, Molecular Devices, LLC.请点击 在线注册 注册本次网络讲座。本次讲座费用全免,但是参会人数有限,请尽快注册。在线注册后,您将收到一封确认邮件,同时附有如何登陆本次网络讲座的资料。我们期待您的参与!若您在注册时遇到任何问题,请联系info.china@moldev.com或jeffrey.tang@moldev.com询问。
  • 放大光谱信号实现超极限大气二氧化氮探测
    通俗地讲,就是把吸收到的二氧化氮光谱信号进行有效放大,再通过我们开发的可靠算法进行计算,最终实现对大气二氧化氮的精确探测。基于多模激光的振幅调制腔增强吸收光谱技术,适用于长期稳定运行、免人工维护的二氧化氮高灵敏度测量,因而具有很好的科研和业务应用前景。周家成中国科学院合肥物质科学研究院安徽光机所博士近日,中国科学院合肥物质科学研究院安徽光机所张为俊研究员团队在大气二氧化氮探测技术方面取得新突破,团队利用相敏检测的振幅调制腔增强吸收光谱技术,创立了一种能够快速灵敏检测大气环境中二氧化氮的新方法。这项研究成果日前发表于美国化学会(ACS)出版的《分析化学》上,并申请了发明专利保护。导致大气污染的“元凶”之一“二氧化氮是对流层大气中主要的污染物,它的来源主要包括交通运输排放和工业生产过程中的化石燃料燃烧、农作物秸秆等生物质燃烧、大气当中的闪电和平流层光化学反应等过程。”中国科学院合肥物质科学研究院安徽光机所的周家成博士告诉科技日报记者,大气中的二氧化氮对臭氧和二次颗粒的生成也起着重要作用,是形成酸雨的重要原因之一。“二氧化氮的光解是对流层臭氧的主要来源之一,其参与了光化学反应以及光化学烟雾的形成。”周家成说,二氧化氮通过光化学反应产生硝酸盐二次颗粒,导致大气能见度下降并进一步降低空气质量,是形成灰霾的主要因素。同时,排放到大气中的二氧化氮可以与水蒸气发生作用,产生硝酸和一氧化氮,进而形成酸雨。“正因如此,二氧化氮的高灵敏准确测量对大气化学研究以及大气污染防控具有重要意义。”周家成说,对于一些特殊应用场景,例如青藏高原、海洋等环境中,大气中二氧化氮浓度极低,只有高灵敏的仪器才能精确测量,进而开展相应的大气化学研究。此外,高灵敏的仪器还可以捕捉城市大气污染的深层次信息,例如通量等关键参数,从而更好地服务大气污染防控。放大光谱信号实现超极限探测一般而言,大气当中的每一种成分,都对应有特殊的光谱,也就是相当于这种组分的特殊身份识别标志特征。从原理上来讲,只要能够实现对某种大气组分光谱的高灵敏度探测,也就做到了对这种组分的精确探测。周家成介绍,他们团队创新研发的“基于多模激光的振幅调制腔增强吸收光谱技术”,是将调制技术与多模激光相结合的一种全新的高灵敏度吸收光谱技术。它的工作原理是把被调制的光强信号输入到相敏检波器中,与参考信号进行混频乘法运算,再经过窄带低通滤波器滤除掉其他噪声频率成分后,得到一个与输入信号成正比的直流信号,就可以直接用于吸收系数的计算。“通俗地讲,就是把吸收到的二氧化氮光谱信号进行有效放大,再通过我们开发的可靠算法进行计算,最终实现对大气二氧化氮的精确探测。”周家成告诉记者,“基于多模激光的振幅调制腔增强吸收光谱技术”集成了共轴腔衰荡吸收光谱的高光注入效率、离轴腔增强吸收光谱的低腔膜噪声,以及调制光谱的窄带高灵敏度微弱信号探测等优点,能够提供一种简单、可靠、低成本和自校准的二氧化氮绝对浓度测量方法。“它适用于长期稳定运行、免人工维护的二氧化氮高灵敏度测量,因而具有很好的科研和业务应用前景。”周家成告诉记者,他们研制的这台仪器用到的一个关键部件,叫做“宽带多模二极管激光器”,即能够输出波长具有一定宽度,并且可以同时产生两个或多个纵模的激光器,它被作为整个仪器的探测光源。“正是由于它发出的激光光源能被二氧化氮分子所吸收,所以被用来进行二氧化氮浓度的测量。”周家成说,他们用到的这款激光器的中心波长为406纳米,带宽约为0.4纳米,它发射出的探测光源,恰好能够被二氧化氮分子所吸收。一般而言,某种仪器或探测方法,在探测某种参数时所能达到的极限,被称为“探测极限”,也代表了仪器的最高性能指标。周家成表示,他们研制的探测技术经过多次实际应用验证表明,超过探测极限浓度的二氧化氮也能够被测量到。助力北京冬奥会精准预报天气北京冬奥会期间,中国科学院合肥物质科学研究院安徽光机所研制的快速灵敏检测二氧化氮仪器被用于环境大气实时在线观测,为冬奥会高精度数值天气预报和多源气象数据融合等关键技术方法提供了必要的数据支持,共同构建了冬奥气象“百米级”预报技术体系。“在此之前,这台仪器在北京参加了‘超大城市群大气复合污染成因外场综合协同观测研究’项目,针对北京城市站点大气环境中氮氧化物的作用开展相关研究,对北京市大气复合污染成因解析起到了重要作用。”周家成表示,后续该仪器还将应用于青藏高原背景站点开展常年观测,填补青藏高原大范围区域二氧化氮有效观测数据的空白。谈起团队科研历程,周家成坦言,这其中充满了艰辛和不确定性,但还是有着很多乐趣。“为了验证仪器吸收测量的准确性,我们先在实验室开展不同浓度二氧化氮测量实验,但是结果始终和预期不一样。折腾了几个小时后,发现居然是外部锁相放大器的一个参数设置有误。”周家成说,这件事再次验证了“细节决定成败”的道理。自此以后,他每次实验前,都会仔细检查仪器的各项参数,防止出现类似的问题。周家成说,仪器在参加北京冬奥会观测期间,由于观测人员在实验前期对仪器操作不熟悉,光腔被正压气体冲击,导致无法用于测量。“当时我不在现场,内心十分着急,牵挂仪器,到了深夜都不能入睡,怕影响观测进度。”年后没几天,周家成携带工具前往北京维修,加班加点终于使仪器正常工作,赶上了综合实验的进度。“接下来,我们将对仪器进行小型化集成,利用锁相板代替商业锁相放大器,配合自动控制系统,使得这台仪器更加智能化、便携化。”周家成表示,未来他们团队还计划把这种二氧化氮探测技术与化学滴定、热解和化学放大法相结合,应用于一氧化氮、臭氧、活性氮和总过氧自由基的高精度测量。通过增加保护气,仪器还可应用于气溶胶消光系数的高灵敏度测量。
  • 德州仪器推出独立式有源EMI滤波器IC 支持高密度电源设计
    2023年3月28日,德州仪器 (TI)(纳斯达克股票代码:TXN)宣布推出业内先进的独立式有源电磁干扰 (EMI) 滤波器集成电路 (IC),能够帮助工程师实施更小、更轻量的 EMI 滤波器,从而以更低的系统成本增强系统功能,同时满足 EMI 监管标准。随着电气系统变得愈发密集,以及互连程度的提高,缓解 EMI 成为工程师的一项关键系统设计考虑因素。得益于德州仪器研发实验室 Kilby Labs 针对新概念和突破性想法的创新开发,新的独立式有源 EMI 滤波器 IC 产品系列可以在单相和三相交流电源系统中检测和消除高达 30dB 的共模 EMI(频率范围为 100kHz 至 3MHz)。与纯无源滤波器解决方案相比,该功能使设计人员能够将扼流圈的尺寸减小 50%,并满足严苛的 EMI 要求。更多有关德州仪器新的电源滤波器 IC 产品组合的信息,请参阅TI.com/AEF。   德州仪器开关稳压器业务部总经理 Carsten Oppitz 表示:"为了满足客户对更高性能和更低成本系统的需求,德州仪器持续推动电源创新,从而以具有成本效益的方式应对 EMI 设计挑战。我们相信,新的独立式有源 EMI 滤波器 IC 产品组合将进一步助力工程师解决他们所面临的设计挑战,并大幅提高汽车、企业、航空航天和工业应用中的性能和功率密度。"   显著缩减系统尺寸、重量和成本,并提高可靠性   如何实施紧凑和高效的 EMI 输入滤波器设计是设计高密度开关稳压器时的主要挑战之一。通过电容放大,这些新的有源 EMI 滤波器 IC使工程师能够将共模扼流圈的电感值降低多达 80%,这将有助于以具有成本效益的方式提高机械可靠性和功率密度。   新的有源 EMI 滤波器 IC 系列包括针对单相和三相商业应用的 TPSF12C1 和 TPSF12C3,以及面向汽车应用的 TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1。这些器件可有效降低电源 EMI 滤波器中产生的热量,从而延长滤波电容器的使用寿命并提高系统可靠性。   新的有源 EMI 滤波器 IC 包括传感、滤波、增益、注入阶段。该 IC 采用 SOT-23 14 引脚封装,并集成了补偿和保护电路,从而进一步降低实施的复杂性并减少外部组件的数量。   减轻共模发射以满足严格的EMI标准   国际无线电干扰特别委员会 (CISPR) 标准是限制电气和电子设备中 EMI 的全球基准。TPSF12C1、TPSF12C3、TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1 有助于检测、处理和降低各种交流/直流电源、车载充电器、服务器、UPS 和其他以共模噪声为主的类似系统中的 EMI。工程师将能够应对 EMI 设计挑战,并满足 CISPR 11、CISPR 32 和 CISPR 25 EMI 要求。   德州仪器的有源 EMI 滤波器 IC 满足 IEC 61000-4-5 浪涌抗扰度要求,从而大幅减少了对瞬态电压抑制 (TVS) 二极管等外部保护元件的需求。借助 PSpice® for TI 仿真模型和快速入门计算器等支持工具,设计人员可以轻松地为其系统选择和实施合适的元件。   德州仪器始终致力于通过持续的突破性成果进一步推动电源发展,例如,低 EMI 电源创新可帮助工程师缩减滤波器尺寸和成本,同时显著提高设计的性能、可靠性和功率密度。   封装及供货情况   车规级TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1 现已预量产,仅可从 TI.com.cn 购买,采用 4.2mm x 2mm SOT-23 14 引脚封装。2023 年 3 月底,商用级 TPSF12C1 和 TPSF12C3 的预量产产品将可通过 TI.com.cn 购买。TPSF12C1QEVM 和 TPSF12C3QEVM 评估模块可在 TI.com.cn 上订购。TI.com.cn 提供多种付款方式和配送选项。德州仪器预计各器件将于 2023 年第二季度实现量产,并计划在 2023 年晚些时候发布另外的独立式有源 EMI 滤波器 IC。
  • 兰光发布铝箔针孔检测仪 药用铝箔针孔度检查台新品
    铝箔针孔检测仪 药用铝箔针孔度检查台SBG-80T针孔检测台,由D6500高显色性超级光管与精密制造的投光机构组成。各项技术指标充分满足CIE国际照明委员会及CY3-91标准有关色评价与配色比色照明条件的规定。可全天候应用于铝箔针孔度的测试。SBG-80T针孔检测台专业技术:进口CIE D65 光源配置光谱稳定、显色准确符合标准的钢化玻璃,照度规范、光照均匀、可靠安全配置光源寿命自动计时器,方便用户及时了解仪器的运行情况测试原理:在规定的环境及灯箱光源下,利用铝箔针孔的透光性,观察铝箔针孔数量,并测量针孔的尺寸。测试标准:该仪器参照多项国家和国际标准:GB/T 3198、GB/T 22638.2、YBB 00152002-2015测试应用:基础应用:药用铝箔——适用于药品包装用铝箔针孔度测试工业铝箔——适用于工业用铝箔针孔度测试SBG-80T针孔检测台技术指标:观察尺寸:400×250mm色温:6500 K玻璃透射光照度:1000Lux左右使用环境光照度:20Lux-50Lux放大倍数:100倍最小刻度值:0.01mm电源:220VAC 50Hz/ 120VAC 60Hz外形尺寸:800mm(L) × 600mm(W) × 230mm(H)净重:10 kg产品配置:标准配置:主机、显微镜创新点:1、推出的新产品,用于铝箔材料针孔检测2、实验效率高,坚固耐用,外形美观铝箔针孔检测仪 药用铝箔针孔度检查台
  • 应用案例 |吸收光谱优化基于深度学习网络的自适应Savitzky Golay滤波算法
    Recently, a collaborative research team from Information Materials and Intelligent Sensing Laboratory of Anhui Province, Key Laboratory of Opto-Electronic Information Acquisition and Manipulation of Ministry of Education, and Shandong Normal University published a research paper titled Optimized adaptive Savitzky-Golay filtering algorithm based on deeplearning network for absorption spectroscopy.近日,来自安徽大学、山东师范大学联合研究团队发表了一篇题为Optimized adaptive Savitzky-Golay filtering algorithm based on deeplearning network for absorption spectroscopy的研究论文。研究背景 Research BackgroundNitrogen oxide (NO2) is a major pollutant in the atmosphere,resulting from natural lighting, exhaust, and industrial emissions. Short- and long-term exposure to NO2 is linked with an increased risk of respiratory problems. Secondary pollutants produced by NO2 in the atmosphere can cause photochemical smog and acid rain. Laser spectroscopy such as absorption spectroscopy, fluorescence spectrum, and Raman spectrum play progressively essential roles in physics, chemistry, biology, and material science. It offers a powerful platform for tracing gas analysis with extremely high sensitivity, selectivity, and fast response. Laser absorption spectroscopy has been used for quantitative analysis of NO2. However, the measured gas absorption spectra data are usually contaminated by various noise, such as random and coherent noises, which can warp the valid absorption spectrum and affect the detection sensitivity.氮氧化物(NO2)是大气中的主要污染物,源自自然光照、排放和工业排放。长时间暴露于NO2与呼吸问题的风险增加有关。NO2在大气中产生的二次污染物可能导致光化学烟雾和酸雨。激光光谱学,如吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱,在物理学、化学、生物学和材料科学中发挥着日益重要的作用。它为追踪具有极高灵敏度、选择性和快速响应的气体分析提供了强大的平台。激光吸收光谱已被用于NO2的定量分析。然而,测得的气体吸收光谱数据通常受到各种噪声的污染,如随机和相干噪声,这可能扭曲有效吸收光谱并影响检测灵敏度。The Savitzky–Golay (S–G) filtering algorithm has recently attracted attention for spectral filtering because it has fewer parameters, faster operating speed, and preserves the height and shape of spectra. Moreover, the derivatives and smoothed spectra can be calculated in a simple step. Rivolo and Nagel developed an adaptive S–G smoothing algorithm that point wise selects the best filter parameters. With simple multivariate thresholding methods, the S–G filter can remove all types of noises in continuous glucose monitoring (CGM) signal and further process for detecting hypo/hyperglycemic events. The S–G smoothing filter is widely used to smooth the spectrum of the Fourier transform infrared spectrum that can eliminate random seismic noise, remote sensing image merging, and process pulse wave.最近,Savitzky-Golay(S-G)滤波算法因其参数较少、操作速度较快且保留了光谱的高度和形状而受到关注。此外,可以在一个简单的步骤中计算导数和平滑的光谱。Rivolo和Nagel开发了一种自适应S-G平滑算法,逐点选择最佳滤波参数。通过简单的多变量阈值方法,S-G滤波器可以去除连续葡萄糖监测(CGM)信号中的所有类型噪声,并进一步用于检测低血糖/高血糖事件。S-G平滑滤波器广泛用于平滑傅立叶变换红外光谱的光谱,可消除随机地震噪声、遥感图像融合和脉动波的处理。The performance of S–G smoothing filter depends on the proper compromise of the polynomial order and window size. However,the noise sources and absorption spectra are unknown in a real application. Obtaining the optimal filtering effect with fixed window size and polynomial degree is difficult. To address this issue,we proposed an optimized adaptive S–G algorithm that combined the deep learning (DL) network with traditional S–G filtering to improve the measurement system performance. S–G 平滑滤波器的性能取决于多项式阶数和窗口大小的适当折中。然而,在实际应用中,噪声源和吸收光谱是未知的。在固定的窗口大小和多项式阶数下获得最佳的滤波效果是困难的。为解决这个问题,我们提出了一种优化的自适应S-G算法,将深度学习(DL)网络与传统的S-G滤波结合起来,以提高测量系统的性能。实验设置Experimental setupFig. 1 presents the experimental setup, which consists of anoptical source, a multi-pass cell with a gas pressure controller, a series of mirrors, a detector, and a computer. The laser source is a thermoelectrically cooled continuous-wave room-temperature quantum cascade laser (QC-Qube&trade , HealthyPhoton Co., Ltd.),which works with a maximum peak output power of 30 mW controlled by temperature controllers and operates at ~6.2 mm driven by current controllers. The radiation of QCL passes through theCaF2 mirror is co-aligned with the trace laser (visible red light at632.8 nm) using a zinc selenide (ZnSe) beam splitter. The beams go into the multipass cell with an effective optical path length of2 m, the pressure in multipass cell is controlled using the flow controller (Alicat Scientific, Inc, KM3100) and diaphragm pump (Pfeiffer Vacuum, MVP 010–3 DC) in the inlet and outlet of gas cell,respectively. A triangular wave at a typical frequency of 100 Hzis used as a scanning signal. The wave number is tuned from1630.1 to 1630.42 cm 1 at a temperature of 296 K. The signal is detected using a thermoelectric cooled mercury cadmium telluride detector (Vigo, VI-4TE-5), which uses a 75-mm focal-length planoconvex lens. A DAQ card detector (National Instruments, USB-6259) is placed next to detector to transmit the data to the computer, and the data is analyzed by the LabVIEW program in real time.图1展示了实验设置,包括光源、带有气体压力控制器的多通道吸收池、一系列镜子、探测器和计算机。Fig. 1. Experimental device diagram.宁波海尔欣光电科技有限公司为此项目提供了量子级联激光器(型号:QC-Qube&trade 全功能迷你量子级联激光发射头)。激光器由温度控制器控制,最大峰值输出功率为30 mW,由电流控制器控制,工作在~6.2 mm,通过钙氟化物(CaF2)镜子的辐射与追踪激光(可见红光,波长632.8 nm)共线,使用氧化锌硒(ZnSe)分束器。光束进入具有2 m有效光程的多通道池,通过流量控制器和气体池入口和出口的隔膜泵控制池中的压力。典型频率为100 Hz的三角波用作扫描信号。在296 K的温度下,波数从1630.1调至1630.42 cm-1。使用热电冷却的汞镉镓探测器进行信号检测,该探测器使用75 mm焦距的平凸透镜。DAQ卡探测器放置在探测器旁边,将数据传输到计算机,数据由LabVIEW程序进行实时分析。QC-Qube&trade , HealthyPhoton Co., Ltd.Fig. 2. Simulation of the NO2 gas absorption spectra of the ASGF and MAF algorithms (under the background of Gaussian noise), and the filtered results and the SNRs of different filtering methods.Fig. 3. Simulation of the NO2 gas absorption spectra of the two filtering algorithms (under the background of Non-Gaussian noise), and the filtered results of different filtering methods.结论ConclusionAn improved Savitzky–Golay (S–G) filtering algorithm was developed to denoise the absorption spectroscopy of nitrogen oxide (NO2). A deep learning (DL) network was introduced to the traditional S–G filtering algorithm to adjust the window size and polynomial order in real time. The self-adjusting and follow-up actions of DL network can effectively solve the blindness of selecting the input filter parameters in digital signal processing. The developed adaptive S–G filter algorithm is compared with the multisignal averaging filtering (MAF) algorithm to demonstrate its performance. The optimized S–G filtering algorithm is used to detect NO2 in a mid-quantum-cascade-laser (QCL) based gas sensor system. A sensitivity enhancement factor of 5 is obtained, indicating that the newly developed algorithm can generate a high-quality gas absorption spectrum for applications such as atmospheric environmental monitoring and exhaled breath detection.在这项研究中,我们开发了一种改进的Savitzky-Golay(S-G)滤波算法,用于去噪氮氧化物(NO2)的吸收光谱。我们引入了深度学习(DL)网络到传统的S-G滤波算法中,以实时调整窗口大小和多项式阶数。DL网络的自适应和跟踪反馈能够有效解决数字信号处理中选择输入滤波器参数的盲目性。我们将优化后的自适应S-G滤波算法与多信号平均滤波(MAF)算法进行比较,以展示其性能。优化后的S-G滤波算法被用于检测氮氧化物在基于中量子级联激光器(QCL)的气体传感器系统中的应用。实验结果表明,该算法获得了5倍的灵敏度增强,表明新开发的算法可以生成高质量的气体吸收光谱,适用于大气环境监测和呼吸气检测等应用。reference参考来源:Optimized adaptive Savitzky-Golay filtering algorithm based on deeplearning network for absorption spectroscopy,Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 263 (2021) 120187
  • 【应用指南】锁相环在相位检测中的应用
    使用Moku锁相放大器和相位表进行开环和闭环相位检测的选择指南高精确度及高灵敏度相位检测在众多测试测量场景都至关重要。例如,测量电流和电压之间的相移可以显示设备或元件的复阻抗。可以通过光学干涉仪的控制臂和测量臂之间的相移来测量极小的位移。Liquid Instruments的Moku设备可以提供两种检测射频信号相位的仪器:锁相放大器和数字相位测量仪。在本应用说明中,我们将介绍这两个仪器的工作原理,并为不同的应用场景提供仪器选择指南。介绍锁相放大器和相位表(数字相位测量仪)是两种常用于从振荡信号中获取相位信息的仪器。锁相放大器可以被视为开环相位检测器。相位是由本地振荡器、混频器和低通滤波器直接计算出来的。相比而言,相位表则采用数字锁相环(PLL)作为其相位检测器,使用一个反馈信号来实时调节本地振荡器的频率。这可以被视为一种闭环相位检测方法。在我们介绍这两种仪器之前,我们先来总结一下Moku:Pro锁相放大器和相位表(用于相位检测)的区别。请注意,本表中的参数规格是基于Moku:Pro的。工作原理锁相放大器原理如图1所示,锁相放大器有三个关键组成部分:一个本地振荡器、一个混频器和一个低通滤波器。图1: 锁相放大器的简化原理图输入信号Vin和本地振荡器VLO可以用正弦和余弦函数来描述。A1和A2代表振荡器的振幅。ωin和ωLO代表输入和本地振荡器的频率。∆ϕ 表示输入信号和本地振荡器之间的相位角差。混频器的输出Vmixer是输入和本地振荡器的产生的。应用三角函数示意假设 ωLO ≅ ωin= ω, Vmixer可写为低通滤波器过滤掉了高频率分量sin(2×2ωt+∆j)。假设输入信号和本地振荡器的振幅是固定的,输出信号Vout可以表示为在此有几个需要注意的地方:单相锁相放大器的输出与sin(∆ϕ)成正比,而不是与成正比。这大大限制了相位检测的线性动态范围,因为正弦函数是一个周期性的函数,它只在一个非常小的范围内提供(近乎)线性响应。另外,任何振幅的波动都可能引起一些系统误差。Liquid Instruments的Moku锁相放大器提供了双相解调的选项,可有效地区分了来自振幅和相位对输出的影响(可以通过此链接更深入了解双相位解调)但线性动态范围仍然限制在2π以内。另一方面,锁相放大器的数字信号处理(DSP)比相位表简单得多。这使锁相放大器能够以更高的速率处理数据,从而提供更宽的解调带宽。用户也可从外部设备输入一个本地振荡器作为参考,以直接测量两个振荡器之间的相对相位差。锁相放大器的开环特性确保仪器能够提供有效即时的响应,不容易受信号突变或损失造成的影响。因此,用户可使用锁相放大器测量接近或处于输入本底噪声的信号。相位表/PLL 原理相位表的核心相位检测单元是一个锁相环(PLL)。相位表的基本测量原理是将一个内部振荡器锁定在输入信号上,然后从内部振荡器的已知相位推断出输入信号的相位。图2显示了PLL的运作原理。锁相环的运作原理与锁相放大器非常相似,但有两个重要的区别:1)本地振荡器被一个压控振荡器(VCO)所取代;2)低通滤波器的输出反馈形成一个闭环。 图2: 锁相环的简化原理图VCO的输出 VVCO可以表述为 ωset是VCO的设定/中心频率。K是VCO的灵敏度 VCO, VVCOinput 是VCO的输入。AVCO是VCO的振幅。K和AVCO在正常工作时都保持不变。在不深入了解闭环控制理论的情况下,这种配置试图保持输入信号Vin和VCO之间的瞬时频率差为零。因此:由于ωset和K都是基于已知的仪器设置,输入的频率可以根据VVCOinput来计算。同时,ωset在时间t的累积相位可以表示为输入信号的累积相位可以用来近似表示。这里我们把K∙Vvcoinput项定义为ωdiff。因此,输入信号和参考信号(振荡器在设定的频率下)之间的累积相位差可以通过测算环路的频率差/误差信号积分获取。这种方法为相位检测提供了一个原生的相位解包支持,使输出与相位差呈线性关系。输入信号的瞬时频率也通过进行测量。此外,相位表有一个内置的二级振荡器来计算输入信号的振幅,类似于一个双相锁相放大器。除了来自环外积分器的相位,相位表的输出可以被设置为直接从数控振荡器(NCO;它可以被认为是数字的VCO)生成输入信号的正弦锁相副本,具有任意的振幅和可调相位。另一方面,输入和NCO之间的稳定锁定是PLL正常运行所必须的,不连续的输入可能会导致测量中断。由于这个原因,PLL在非常低的频率上保持稳定的锁定更具挑战性,相位表对比于锁相放大器在低载波频率边界更受限制,因此不建议用于测量接近输入本底噪声的信号。应用中考量因素和演示在本节中,我们将通过演示讨论在对Moku锁相放大器和相位表之间进行选择时的一些实际注意事项。相位检测的线性动态范围锁相放大器和相位表的关键区别之一是相位检测的线性动态范围。单相锁相放大器的相位线性动态范围小于π,双相锁相放大器则将这一极限推至2π。理论上,相位表可以跟踪无限的相位变化。在实践中,实际检测范围受用于表示相位的数字位长度的限制,在Moku:Pro上大约是16,000,000π。 在这个演示中,通过多仪器模式(MIM)(点此详细了解MIM)同时开启波形发生器、锁相放大器、相位表和示波器功能。一个10MHz的相位调制信号以单相和双相模式输入Moku:Pro的锁相放大器和相位表。相位检测的输出通过示波器进行记录。 图3:Moku:Pro上的MIM设置,用于测试不同相位检测器的线性动态范围。归一化的相位输出(作为模拟信号)绘制成图4中相移的函数。从图4(a)来看,双相解调模式下的相位表和锁相放大器都在360°范围内提供线性相位响应。单相模式下的锁相放大器只提供了90°内的近线性响应。双相解调器将相位包裹在±180°,而PLL在整个720°的相位移动范围内持续线性输出(图4(b))。图4:Moku相位表的输出,锁相放大器在单、双相位模式下的输出在(a)360°和(b)720°的相移的函数。使用相位表和锁相放大器测量两个外部信号之间的相位差对于测量两个振荡信号之间的相对相移的应用,锁相放大器提供了一个更直接的检测方式。用户可以通过Moku锁相放大器直接输入一个参考信号作为本地振荡器来解调两个信号间的相位差。相位表的操作则需要一个板载振荡器作为绝 对频率参考,因此检测的相位为信号与板载振荡器的相位差。在这个演示中,一个频率调制(FM)的不稳定信号被送入锁相放大器作为信号和参考,而相位表作为信号,如图5(a)所示。在图5(b)中,调频引起的相位波动只在相位表(红色)上观察到,锁相放大器的输出保持不变(蓝色)。锁相放大器的输出为调频信号与其本身的实时相位差,因此是固定没有波动的。相位表检测的结果为调频信号与板载振荡器间的实时相位差,因此检测到的是调制的载波。图5:(a)一个调频调制信号被接入到相位表的信号输入通道,以及锁相放大器的信号和参考输入。(b) 示波器上的相位表(红色)和锁相放大器(蓝色)的输出。在此有两种方法可以用相位表测量两个振荡器之间的相对相位差。1) 两个输入信号之间的相位差可以通过 ∆ϕ1-∆ϕ2,来计算,其中∆ϕ1,2 代表输入到一个共同参考的相位差。图6中显示了一对具有180°相移的锁相正弦波使用相位表内置的数据记录监测用来记录 ∆ϕ1 (红色)、∆ϕ2 (蓝色)和 ∆ϕ1-∆ϕ2(橙色)。在两个输入通道上可以观察到恒定的相位漂移,但数学通道提供了输入之间的正确相位差。图6:一对具有180°相移的正弦波被接入相位表。数学通道中绘制出∆ϕ。2) Moku:Lab和Moku:Pro的主时钟可以通过一个10 MHz的参考信号进行同步。如果参考振荡器可以与10 MHz同步,这就使得Moku:Pro上NCO的时基与参考相同。然而,时基同步并不能捕捉到参考NCO的任何参数调整(比如参考源是有目的地进行频率调制的)。另外,用于捕捉10MHz参考的PLL可能会给系统带来额外的噪声。除非需要通过模拟通道输出实时差异,否则不推荐使用这种方法。测量接近本地噪声的信号相位表要求输入信号和本地振荡器之间有稳定的锁定。Moku相位表有几个内置的安全机制来防止意外的变化对测试造成影响。例如,当锁定丢失时,"飞轮 "选项会自动将环路保持在最 后的已知状态。另一方面,锁相放大器的输出在任何时候都是确定的。为了演示这一效果,一个正弦相位调制的信号被同时输入到锁相放大器和相位表上。然后,输入信号被切断约两秒钟,再打开。两个相位检测器的输出通过示波器进行记录。从图7中可以看出,重新连接信号后,相位表的输出(红色)急剧漂移。锁相放大器的输出(蓝色)在信号断开时保持在0,之后立即恢复到预期值。 图7:示波器上记录了相位表(红色)和锁相放大器(蓝色)在信号突然丢失后的输出。总结Liquid Instruments的Moku:Lab和Moku:Pro的相位表和锁相放大器是为灵敏的相位检测应用提供的两种软件定义的仪器功能。相位表的闭环方法提供了特殊的线性动态范围,同时提供输入的频率、相位和振幅信息。锁相放大器算法相对简单,可以提供更快的响应速度,并且输出结果更容易预测。可以通过在Moku:Pro上部署多仪器并行,最多对四个输入在八个频率上进行相位检测,是多通道相位检测和锁相环应用的理想解决方案。参考[1] Shaddock, D., Ware, B., Halverson, P. G., Spero, R. E., & Klipstein, B. (2006, November). Overview of the LISA Phasemeter. In AIP conference proceedings (Vol. 873, No. 1, pp. 654-660). American Institute of Physics.[2] Roberts, L. E. (2016). Internally sensed optical phased arrays.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!
  • 中国科大彭新华教授团队实现新型自旋量子放大技术
    中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室彭新华教授研究组在自旋量子精密测量领域取得重要进展,首次提出和验证了Floquet自旋量子放大技术,该技术克服了以往只在单个频率处量子放大的局限性,实现了多频段极弱磁场信号的量子放大,灵敏度达到了飞特斯拉水平。相关研究成果于6月9日以“Floquet Spin Amplification”为题在线发表于著名国际学术期刊《Physical Review Letters》上[Phys. Rev. Lett. 128, 233201 (2022)],并被选为“编辑推荐(Editors’Suggestion)”文章。现代自然科学和物质文明是伴随着测量精度的不断提升而发展的。随着量子力学基础研究和科学技术的发展,通过原子、分子、自旋等物理系统可以实现微弱信号的量子增强放大。相比于基于经典电路的传统放大技术,量子增强放大受限于更低的量子噪声且具有更高的放大增益,为提升测量精度提供了强有力的研究手段,因此受到大家的广泛关注和研究。目前,量子放大技术已经在诸多测量过程发挥不可替代的作用,催生出许多革命性成果,例如微波激射器、激光器、原子钟,甚至宇宙微波背景辐射的首次发现等,诺贝尔物理学奖也曾多次授予相关领域。然而目前对量子放大精密测量技术的探索仍然有限,实现信号放大主要依赖于量子系统固有的离散能级跃,由于可调谐性的限制,量子系统固有离散跃迁频率往往无法满足放大需要的工作频率,因此限制了量子放大器的性能,如工作带宽、频率和增益等。如果能够克服以上困难,量子放大技术的性能将可以得到很大改善,对探测极弱电磁波和奇异粒子等基础物理和实际应用具有重要意义。成果示意图:(a)Floquet能级;(b)Flqouet量子自旋放大器原理图;(c)磁探测灵敏度。针对以上难题,本文研究人员提出了Floquet自旋量子放大技术,成功克服了以往探测频率范围小等限制,实现了对多个频率的极弱磁场放大。这项技术得益于该组之前提出的“自旋放大技术”[Nat.Phys. 17, 1402 (2021)]和“Floquet调制技术”[Sci. Adv. 7(8), eabe0719 (2021)],将二者有机结合,从而将量子放大技术推广到Floquet自旋系统:利用Floquet调制技术调控自旋的能级与量子态,将固有的二能级系统(如129Xe核自旋)修饰为周期性驱动Floquet系统,从而具有很多独特的性质,使得系统形成了一系列等能量间距分布的Floquet能级结构,在这些能级之间可以发生共振跃迁,因此有效拓广了磁场放大的频率范围。通过理论计算和实验研究,首次展示了Floquet系统可以实现多个频率待测磁场2个数量级的同时量子放大,测量灵敏度达到了飞特斯拉级级别。该工作首次将量子放大技术扩展到Floquet自旋系统,有望进一步推广到其他量子放大器,实现全新的一类量子放大器——“Floquet量子放大器”。彭新华研究组长期瞄准量子精密测量领域,利用量子精密测量技术来解决世界前沿科学问题。包括于2018年自主研发出超灵敏原子磁力计,并且利用该技术实现了无需磁场的新型核磁共振技术——“零磁场核磁共振”[Sci. Adv. 4(6), eaar6327 (2018)];于2019年至2020年发展新型原子磁力仪技术[Adv. Quantum Technol. 3, 2000078 (2020),Phys. Rev. Applied 11, 024005 (2019)],达到了国际领先水平的磁场探测灵敏度;通过进一步研究,于2021年实现了新型的自旋微波激射器,在低频段创造了国际最佳的磁探测灵敏度[Sci. Adv. 7(8), eabe0719 (2021)]。之后,该研究组将已发展的平台型量子精密测量技术用于寻找超越标准模型的新粒子,取得了一系列对推动学科领域发展有实质性贡献的研究成果。包括于2021年利用新型量子自旋放大器搜寻暗物质候选粒子,首次突破国际公认最强的宇宙天文学界限[Nat.Phys. 17, 1402 (2021)],以及实现了对一类超越标准模型的新相互作用的超灵敏检验,实验界限比先前的国际最好水平提升至少2个数量级[Sci. Adv. 7, eabi9535 (2021)]。中科院微观磁共振重点实验室江敏副研究员、博士研究生秦毓舒和王鑫为该文共同第一作者,彭新华教授为该文通讯作者。该研究得到了科技部、国家自然科学基金委和安徽省的资助。论文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.233201量子自旋放大技术论文链接:https://www.nature.com/articles/s41567-021-01392-z
  • 波长调制光谱(WMS)技术简介
    可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, 即TDLAS)是一种红外吸收光谱分析技术,利用分子“选频”吸收形成吸收光谱的原理,实现高分辨率的分子浓度定量分析技术。TDLAS能够进行原位非接触式测量,并且具有高精度、高选择性等特性,结合波长调制光谱(WMS)和锁相放大等抑制噪声的技术,可以实现ppm甚至ppb量级的痕量气体分子浓度测量。 之前我们已经介绍过锁相放大的工作原理和其在TDLAS中的应用,今天小编就跟大家聊聊WMS背后的科学还有实际的应用方式吧! TDLAS基本原理及Beer-Lambert定律 了解WMS技术之前,我们先简单复习一下TDLAS的原理:基本方法是通过调谐特定的半导体激光器波长,扫过被测气体分子的特定吸收光谱线,被气体吸收后的透射光由光电探测器接收,经锁相放大模块提取透射光谱的谐波分量,反演出待测气体浓度信息。 为了确定与于目标分子浓度相关的吸收,必须将透射光强度I与入射光强度I0进行比较。这个定量分析的依据来自Beer-Lambert定律: 其中L为光程,α(v) 是由入射光波长和样品中目标分子浓度同时决定的吸收系数。TDLAS技术通过使用Beer-Lambert定律分析吸收光谱的数据,便可以获得分子浓度信息。 图一 TDLAS技术示意图 直接吸收光谱(DAS) 接着,我们来看一下直观的直接吸收光谱(Direct Absorption Spectroscopy, DAS)技术。顾名思义,DAS技术通过检测入射光和透射光强度直接获得光吸收量(如图二),并根据两个信号的比例直接推断出气体特性,典型的DAS方法得到的信号如图三。 图二 DAS示意图:调谐激光器波长扫过被测气体分子的特定吸收光谱线,在吸收峰可以直接看到的投射光强度衰减 图三 直接吸收光谱(DAS)技术的典型透射光强度信号 图三也显示了DAS的潜在问题,其相对简易直接的性质使得DAS对许多噪声源敏感。各种高强度的噪声可能源于激光强度波动、激光波长波动(如果激光波长在吸收曲线内波动,也会导致透射光的强度波动)、探测器噪声、散粒噪声(光子噪声)和其他技术噪声。如果吸收谱线足够强,即吸收物质的浓度足够高、提供足够的信噪比 (SNR),则可以使用DAS进行准确测量。然而,检测低浓度的气体分子需要进一步减少吸收接收信号中的噪声,WMS就是一种在TDLAS技术中广为应用来抑制噪声的方法。 波长调制光谱(WMS) WMS能够改善DAS在信噪比较差的环境中的局限性。将入射激光的波长用一个相对较高频率的载波(通常约为10 kHz)进行调制(如图四),并且将吸收光谱信号以调制频率或该频率的谐波进行解调评估分析,获取特异但有规律可循的谐波波形,从而获取分子浓度信息。由于噪声的影响主要存在于低频,例如二极管的1/f噪声或机械噪声,WMS技术将吸收光谱的检测转移到到了信噪比较优的高频,以此达到抑制噪声的目的。 图四 WMS示意图:调制入射激光的波长至较高频率,将接收端信号以调制频率的谐波进行解调分析 WMS的实现是通过调制可调谐半导体激光器的注入电流,以达到对激光输出的波长和强度的高频调制,并将吸收信号移到了更高的频率。其中,TDLAS系统的线性响应(激光器的线性强度调谐)以调制频率的一次谐波为中心,系统的非线性响应(例如吸收和非线性强度调谐)则反应在调制频率的二次及更高次谐波,因此可以透过对高次谐波信号的分析来提取光谱吸收信息。一般来说,二次谐波分析足以满足大多数的气体分析要求。 要提取并分析在已知载波频率的高频信号,锁相放大器是一个十分强大的工具。利用锁相放大器可以用来创建指定频率的带通滤波器,如果带宽足够窄,便能抑制宽带噪声,所以用于调制的频率必须避开主要的噪声频率。(点击这里了解锁相放大器在TDLAS系统中的功用) 除此之外,WMS技术还提供了另外一种选择,能够通过频分复用的方法同时发射传播多个不同波长的激光。多个激光以不同的频率调制并收集在单个探测器上,谨慎选择的调制频率能够尽量避免谐波重叠或拍频干扰,最终每个激光信号都可以由独立的锁相放大通道器提取。利用昕虹光电数字电路实现的双通道锁相放大器,使得实现这样的一个多组分分子一体化探测系统变得经济而简单,实现对多个目标分子(如多种温室气体N2O,CH4,CO2等)同时进行测量。 参考文献:1. “Absorption spectroscopy”, http://www.atomic.physics.lu.se/fileadmin/atomfysik/Education/Elective_courses/FAF080_AtomoMolekylSpektr/Lab_absorption_spectroscopy_2017.pdf2. Christopher Lyle Strand, 2014, ‘Scanned Wavelength-Modulation Absorption Spectroscopy with Application to Hypersonic Impulse Flow Facilities’, PhD thesis, Standford University, USA.
  • 5G时代到来,岛津助力基站陶瓷滤波器及导电银浆工艺研究和生产
    背景简介5G技术是第五代移动通信技术的简称,相较于4G技术,具有高传输速率、低时延、超大网络容量等特点。2019年是中国5G商用元年,先期5G架构的搭建会集中在基站建设。而5G信号频段高,穿透能力差,传输距离短,覆盖能力弱,因此5G基站数量将远大于4G。在国家“新基建”推动下,三大通信运营商计划2020年在国内建设5G基站50万个。5G时代,基站天线设计集成化,用于信号处理的射频部件有了较大改变,其中的每个天线滤波器所需数量倍数增加,因而重量轻、体积小的陶瓷介质滤波器将成首选,逐步替代现有金属腔体滤波器。 陶瓷介质滤波器生产工艺?行业面临的技术难点及要求 岛津助力研究生产测试方案岛津具备多种表征及测试设备,能帮助企业研究陶瓷滤波器生产工艺提供必要手段。 岛津特色应用 金属化步骤中导电银浆生产及工艺研究测试方案其中金属化步骤中所需导电银浆,为了保证其均匀性、流平性,银浆的配方、制备工艺及生产也需得到研究及控制。银浆生产企业需要特别关注。 更多详细信息,请联系岛津。
  • Moku:Go轻松助力校园无线电接收实验的教学
    Moku:Go轻松助力校园无线电接收实验的教学Moku:Go将10几种实验室仪器结合在一个高性能设备中,具有2个模拟输入、2个模拟输出、16个数字I/O和可选的集成电源。 一. 介绍本实验的目的是介绍调幅无线电接收器的基本原理,并演示使用锁相放大器的基本原理。你将使用Moku:Go的锁定放大器、数字滤波器、频谱分析仪和集成电源来设计和优化AM无线电接收器。调幅(AM)无线电,虽然在很大程度上被调频(FM)无线电所取代,但它仍然是通过无线电波传输信息中非常有用的一种方法。本实验设计并实现一个调幅无线电接收器。可以学习到如何找到本地AM无线电频率,并使用锁定放大器实现无线电接收器。图1显示了使用频谱分析仪在澳大利亚堪培拉接收到的AM无线电信号。图1 堪培拉地区频谱分析仪的例子 扫码查看产品详情二. 背景2.1 调幅广播在调幅收音机中,信号的振幅是经过调制的;与调幅收音机相比,调频收音机的信号频率是经过调制的。这种差异可以从图2中看出,在调幅调制波形中,波的振幅明显变化,而在调频调制波形中,正弦波的频率随时间变化。两种类型的无线电传输都有优点和缺点。商业调幅广播电台工作在535kHz至1605kHz的范围内,因此与调频广播相比,其覆盖范围通常更大在88-108 MHz范围,但它更容易受到噪声的影响,与基于音乐的广播节目相比,更适合谈话广播。图2 使用Moku:Go上的波形发生器的调幅波形和调频波形示例。 AM收音机通过使用正弦载波工作,该载波由消息信号(音频信号)调制;正在发送的信息就是这个音频。在这种类型的调制中,载波的振幅被信息信号被改变(因此称为AM)。特定无线电台的调制信号在频域中可以清楚地被视为尖峰(例如图1),尽管在时域中通常很难看到。Moku:Go的FIR滤波器生成器可以帮助我们在无线电台周围设置一个窄带通滤波器,去除电台以外的几乎所有信号。图3给出了一个例子,FIR滤波器生成器挑选出一个大约600 kHz的AM无线电台。蓝色轨迹中可以清楚地看到用语音信号调制的AM载波。红色的轨迹(天线输入)表明,如果没有窄带通,就不可能接收这个或任何其他电台;事实上,该信号完全由截图所在办公室的可调光LED照明的~25 kHz开关控制。 图3 FIR滤波器生成器将AM广播电台(蓝色轨迹)与背景信号(红色)隔离开来。 为了接收和收听消息信号,无线电接收器需要接收特定的AM无线电频率并对其进行解调,以从消息信号中分离出载波信号。简单AM无线电接收器的框图如图4所示。图4 调幅无线电接收器框图接收器通过使用无线电天线检测无线电波来工作;然而,这种信号通常相对较弱,因此需要一个RF放大器来增强信号,以便进一步处理。由于天线将捕捉所有可能的频率,因此需要一个调谐器来找到所需的特定频率。 图5 LC电路原理图示例 2.2 模拟解调模拟解调调谐器通常由一个LC(电感电容)电路组成,如图5所示。根据所用的电感和电容,电路将在特定频率下谐振。高于和低于该谐振频率的所有其他频率将被阻挡。消息信号可以被整流为仅给出DC信号,并通过二极管和旁路电容器从载波中解调。该信息信号然后可以被放大并发送到扬声器、耳机等。2.3 锁定放大器锁定放大器是一种功能强大的器件,可以从噪声背景中分离出调制信号,在我们的情况下,是从一系列信号中分离出特定的AM信号。这意味着锁定放大器可以作为无线电接收器,因为它包含无线电接收器的几个关键部件。Moku:Go的锁定放大器能够通过使用相敏检波器(PSD)解调调制信号,例如无线电波。它使用与载波信号频率相同的正弦参考信号。它可以跟踪参考信号的任何变化,因此能够跟踪频率漂移。PSD将两个信号相乘或“混合”在一起,产生两个信号的和项和差项。所需频率和参考信号由相同的频率组成,因此频率之间的差异为零。因此,所需的无线电波信号被设置为DC。混合信号然后通过低通滤波器发送,该低通滤波器去除调制信号的交流分量。这仅留下与信号幅度成比例的DC信号,在这里,信号然后可以使用直流放大器放大。输出幅度可以从通过混频器和低通滤波器发送的信号中找到。这些可以在直角坐标或极坐标中找到。振幅R可以通过坐标之间的转换得到,其中 。对于AM信号,只需要振幅或R(在极坐标中);信号的相位可以忽略。三. 实验前练习找到并详细列出你所在地区的AM电台列表。你觉得什么信号会最强?为什么?实验装置成分:○ Moku:Go [2x]○ 天线○ 扬声器○ 低噪声放大器(可选)1○ 鳄鱼夹○ 实验室程序3.1 第一部分确保您拥有最新版本的在地址:Moku: desktop app2将磁性电源适配器插入每个Moku:去等待前面的LED变成绿色。这些最初的步骤将解决Moku:Go #1的配置问题。将天线连接到Moku:Go的输入1,如图6和图7所示。图6 第一部分照片Moku:去设置 1、常用的30分贝LNA。如需完整的物料清单,请联系我们。2、Moku:Go可以通过三种不同的方式连接到笔记本电脑:以太网、USB-C和Wi-Fi。请参考Moku:Go Quick StartGuide 如何连接你的Moku:去你的电脑。一旦连接,Moku:Go将出现在Windows或MacOS应用程序的设备选择屏幕上。图7 Moku:go:设置第1部分 双击频谱分析仪。找到调幅范围,并随意平均频谱,以改善图表。找到最主要的调幅无线电信号频率,你可以通过添加一个跟踪光标来完成。信号应在小于2 MHz的范围内。频谱分析仪和设置配置的示例如图8所示。 图8 如何配置频谱分析仪 ○ 将您的扬声器连接到Moku:Go #1的输出1。○ 返回仪器选择屏幕,双击锁定放大器。打开示波器部分,确保可以看到A和b。○ 将探针A添加到输入1(天线)○ 将探头B添加到输出1(扬声器)在图9中可以看到锁定放大器仪器页面的一个例子。 图9 锁定放大器解调AM广播电台的示例。上面(红色)的轨迹是天线信号,下面(蓝色)的轨迹是音频。 改变本地振荡器到你最主要的调幅信号的频率。首先将低通滤波器设置为12kHz。根据需要改变极性和增益。您可能需要改变低通滤波器和增益,以改善信号并产生尽可能清晰的声音。小心不要让信号饱和。图10给出了堪培拉地区各种变量的设置示例。 图10 堪培拉地区锁定放大器设置示例。 3.2 第二部分在第2部分中,我们将使用第二个Moku:Go作为数字滤波器来进一步增强接收到的无线电信号。将扬声器连接电缆移至Moku:Go #2的输出2。将一根电缆从Moku:Go #1的输出1连接到Moku:Go #2的输入2。这种设置可以在图11和图12中看到。 图11 Moku的照片:去设置第2部分 图12 Moku:go:设置第2部分 返回主屏幕,双击Moku:Go #2的图标。双击数字滤波器框。数字滤波器盒界面如图13所示。 图13 数字滤波器盒用户界面 将探针A添加到输入2,将探针B添加到输出2。首先,将滤波器改为贝塞尔带通滤波器,并根据需要改变增益。改变频率,仅隔离信息信号,即音乐或声音,从而尝试去除低频噪音。试着瞄准音乐和声音产生的频率。图14给出了堪培拉地区的数字滤波器盒变量。 图14 堪培拉地区的数字滤波器盒示例 3.2 第3部分将低噪声放大器连接在天线和Moku:Go #1的输入1之间。为低噪声放大器供电,将鳄鱼夹连接到电源连接和Moku:Go #1的背面。设置如图15所示。图15 Moku的框图:设置第3部分 确保它连接到PPSU2或类似的12 V电源。单击 打开电源,并将电压设置为12 V。电源弹出窗口可能如图16所示。 图16 PPSU的例子 根据需要改变数字滤波器盒和锁定放大器的变量,以产生尽可能清晰的信号。尝试改变你所在区域的其他AM信号,你能通过改变锁定放大器和数字滤波器盒中的变量来优化你的音质吗?3.3.1 摘要本实验探索在Moku:Go上使用锁定放大器作为AM无线电接收器。锁定放大器是一个强大的工具,帮助学生了解如何从嘈杂的背景中解调信号。此外,学生还能够学习如何利用许多其他工具进一步提高信号清晰度。在Moku: App中,通过截屏或文件共享可以轻松发布和报告结果。您可以通过点击屏幕顶部的云图标来完成此操作。Moku的好处:Go面向教育工作者和实验室助理有效利用实验室空间和时间易于实现一致的仪器配置专注于电子设备而非仪器设置最大限度地利用实验室助教的时间个人实验室,个人学习通过屏幕截图简化评估和评级对于学生来说各个实验室按照自己的节奏加强理解和保留便携式,选择实验室工作的速度、地点和时间,无论是在家里、在校园实验室,甚至是在熟悉的Windows或macOS笔记本电脑环境中进行远程协作,同时使用专业级仪器。3.3.2 Moku:Go演示模式您可以在Liquid Instruments网站下载适用于macOS和Windows的Moku:Go应用程序。演示模式操作不需要任何硬件,并提供了使用Moku:Go的一个很好的概述。关于昊量光电:上海昊量光电设备有限公司是目前国内知名光电产品专业代理商,也是近年来发展迅速的光电产品代理企业。除了拥有一批专业技术销售工程师之外,还有拥有一支强大技术支持队伍。我们的技术支持团队可以为客户提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等工作。秉承诚信、高效、创新、共赢的核心价值观,昊量光电坚持以诚信为基石,凭借高效的运营机制和勇于创新的探索精神为我们的客户与与合作伙伴不断创造价值,实现各方共赢!
  • 可用于医疗诊断或药效检测的新技术“波长诱导频率滤波”
    美国麻省理工学院工程师开发出一种用于激发任何荧光传感器的新型光子技术,其能够显著改善荧光信号。通过这种方法,研究人员可在组织中植入深达5.5厘米的传感器,并且仍然获得强烈的信号。科学家使用许多不同类型的荧光传感器,包括量子点、碳纳米管和荧光蛋白质,来标记细胞内的分子。这些传感器的荧光可以通过向它们照射激光来观察。然而,这在厚而致密的组织或组织深处不起作用,因为组织本身也会发出一些荧光。这种“自发荧光”淹没了来自传感器的信号。为了克服这一限制,研究团队开发了一种被称为“波长诱导频率滤波(WIFF)”的新技术,使用三个激光来产生具有振荡波长的激光束。当这种振荡光束照射到传感器上时,它会使传感器发出的荧光频率增加一倍。这使得研究人员很容易将荧光信号与自发荧光区分开来。使用该系统,研究人员能够将传感器的信噪比提高50倍以上。这种传感器的一种可能应用是监测化疗药物的有效性。为了证明这一潜力,研究人员将重点放在胶质母细胞瘤上。这种癌症的患者通常选择接受手术,尽可能多地切除肿瘤,然后接受化疗药物替莫唑胺,以消除任何剩余的癌细胞。但这种药物可能有严重的副作用,且并非对所有患者都有效,所以研究人员正在研究制造小型传感器,这样就可以植入肿瘤附近,从体外验证药物在实际肿瘤环境中的疗效。当替莫唑胺进入人体后,它会分解成更小的化合物,其中包括一种被称为AIC的化合物。研究团队设计了可以检测AIC的传感器,并表明他们可以将其植入动物大脑中5.5厘米深的地方,甚至能够通过动物的头骨读取传感器发出的信号。这种传感器还可以用于检测肿瘤细胞死亡的分子特征。除了检测替莫唑胺的活性外,研究人员还证明可以使用WIFF来增强来自各种其他传感器的信号,包括此前开发的用于检测过氧化氢、核黄素和抗坏血酸的基于碳纳米管的传感器。研究人员说,新技术将使荧光传感器可跟踪大脑或身体深处其他组织中的特定分子,用于医疗诊断或监测药物效果。相关研究论文近日发表在《自然纳米技术》上。
  • 德州仪器不做仪器 但也能卡国产仪器的脖子
    为什么说仪器行业离不开德州仪器?以示波器为例。现在的示波器基本上是数字示波器,模拟示波器没有完全绝迹,但已经没有曾经的辉煌。数字示波器与模拟示波器最大的区别就是将输入信号通过ADC芯片(模数转换),对信号进行采样和数字化处理后存入高速缓存,再通过信号处理电路将数据读取出来。采样是ADC的工作,数字处理就要用到DSP了。德州仪器恰好都有这两类芯片,特别是DSP,不是一般的强。数字示波器按照功能,通常将硬件部分分为信号前端放大(FET输入放大器)及调理模块(可变增益放大器)、高速模数转换模块(ADC驱动器、ADC)、FPGA逻辑控制模块、时钟分配、高速比较器、单片机控制模块(DSP)、数据通讯模块、液晶显示、触摸屏控制、电源和电池管理和键盘控制等。下图是一个双通道数字示波器示意图,在这个结构中,决定示波器性能的核心元器件有ADC、DSP和FPGA。话说在输入端,输入信号经前置放大及增益可调电路转换后才能成为符合ADC要求的输入电压,经ADC转换后成为数字信号,放大器PA同样非常重要。双通道数字滤波器结构示意图,公开资料整理,阿尔法经济研究DSP芯片是微处理器的一种,内部采用程序和数据分开的哈佛结构,具有专门的硬件乘法器,可以用来快速的实现各种数字信号处理算法,可以实时处理数据,也因此成为通信、计算机、军事航天和仪表仪器等领域的基础器件。在仪表仪器中,测量精度和速度是一项重要指标,DSP的快速实时处理的特性刚好也就复合仪表仪器对精度和速度的要求。为什么要选择德州仪器的DSP呢?因为它的响应时间足够低,功耗足够低,性能足够高。德州仪器DSP芯片特性,公司官网,阿尔法经济研究国内开发DSP的企业不多,代表性企业就是华为海思。除此之外,中科昊芯于2021年9月推出了一款基于RISC-V架构的DSP,有了一定的突破。ADC是示波器中的核心元器件,转化过程主要包括采样和量化,其中采样的速率是衡量采样水平的标准,代表ADC可以转换多大带宽的模拟信号,带宽越大对应的模拟信号频谱的频率越大。ADC第二步量化就是转换精度,要求模拟信号转换出的数字信号与原信号差距越小越好,精度以bit衡量,要求是bit越大越好,位数、精度、采样率等指标成为衡量示波器性能的重要指标。当然采样率与精度是相对立的,采样率越高,意味着精度越差,反之亦然。所以在仪器中,怎么选择合适的ADC,还是要根据需求而定。上述提到的核心元器件,ADC厂商就是德州仪器以及更厉害的ADI,DSP有更厉害的德州仪器、稍次的ADI以及因手机业务拉胯而成为笑谈的摩托罗拉。上海汉芯一号的主角就是摩托罗拉的DSP。至于FPGA,目前已被AMD收购的赛灵思一家独大,占据一半以上的市场,英特尔(Altera)与Lattice分居二三位。鉴于Lattice主要精力放在低功耗领域,其他厂商更加弱小,FPGA市场也是AMD(赛灵思)与英特尔(Altera)的二人转。上述芯片,国内发展水平仍然较低,与国外的差距也非常明显,当然也毫无意外地被卡了脖子。仪器厂商普源精电招股书和第一轮问询反馈中均提到有一款DAC产品被列入美国商业管制清单,进口时需要取得许可。普源精电提到,公司已获得可采购3600片的采购许可,有效期至2023年。另一家仪器厂商鼎阳科技也提到,其采购的ADC、FPGA、DSP等均来自美国厂商,德州仪器的四款ADC和一款DAC属于管制清单产品,需要获得BIS的出口许可。综上所述,德州仪器本身不生产仪器,但其芯片却是仪器必不可少的核心元器件。德州仪器卡了ADC、DSP的脖子,也就间接卡了国内仪器的脖子。
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