图像识别传感器

2021年6月3日下午，《碳化硅晶片位错密度检测方法 KOH腐蚀结合图像识别法》、《碳化硅衬底基平面弯曲的测定 高分辨X射线衍射法》两项标准工作会成功召开。与会人员围绕标准草案的范围、术语与定义、试验方法等内容进行充分讨论，并提出了诸多修改意见。来自广州南砂晶圆半导体技术有限公司、山东大学、深圳第三代半导体研究院、芜湖启迪半导体有限公司、浙江博蓝特半导体科技股份有限公司、国宏中宇科技发展有限公司等单位的多位专家参加了会议。对位错缺陷进行有效的表征与分析对单晶工艺及外延工艺改进优化进而提高器件性能至关重要。位错具有随机分布且密度量级大的特征，随着单晶尺寸的增大，人工统计位错密度的困难增加，过少的统计区域则又无法代表整个晶片的位错密度，《碳化硅晶片位错密度检测方法 KOH腐蚀结合图像识别法》规定了用化学择优腐蚀结合图像识别法检测碳化硅晶片中位错密度，适用于4H及6H-SiC晶片材料中位错检测及其密度统计。对于碳化硅材料只有掌握了基平面弯曲的特性，才能够深入了解基平面弯曲产生的原因，提供单晶生长条件优化的方向，进而提升单晶质量。《碳化硅衬底基平面弯曲的测定 高分辨X射线衍射法》适用于正向及偏向的6H和4H-SiC单晶衬底中基平面弯曲的检测，填补我国以高分辨X射线衍射法表征SiC单晶片的晶面弯曲特性领域的空白。

9月12日，日本厚木-索尼半导体解决方案公司（下称“SSS”）宣布推出用于车载摄像头的新型CMOS图像传感器IMX735，像素水平实现突破，高达1742万有效像素。据悉，自动驾驶为了实现系统自主地进行驾驶操作，需要提供覆盖车辆周围360度环境的先进、高精度的检测和识别性能。因此，对于可以帮助实现这一点并支持开发出更先进的车载摄像系统的图像传感器的需求十分可观。新传感器实现的成像示例（1742万有效像素）新传感器实现的放大图像（1742万有效像素）SSS其他产品的放大图像（839万有效像素）该新型传感器具有以下几个主要特点。首先，该新型传感器的有效像素高达1742万像素，像素水平实现突破，可以高清捕捉拍摄物体，识别更远范围的物体，从而更好地支持检测路况、车辆、行人和其他物体。在驾驶过程中及早地检测到远处的物体有助于提高自动驾驶系统的安全性。扫描方向示意图其次，该传感器采用的读出方法是水平方向逐列输出的读出方式，更容易与同样采用水平扫描方法的机械扫描激光雷达同步。这意味着，搭载该产品的车载摄像头输出的信息可以更容易地与激光雷达收集到的信息融合。这将从整体上提高自动驾驶系统的检测和识别能力。同时，该产品采用自研的像素结构和特殊的曝光方式提高了饱和照度范围，同时采用HDR和LED闪烁抑制功能，也能实现106dB的宽广的动态范围。（使用动态范围优先模式时，动态范围可实现高达130dB）。这种设计还有助于减少拍摄移动物体时产生的运动伪影。该产品还可支持网络安全功能，例如通过公钥算法进行摄像头验证，确认CMOS图像传感器的真实性和进行图像验证，从而检测获取的图像是否被篡改，以及进行通信验证，检测控制通信是否被篡改。

据Research Nester 最近发表的一份报告，全球 CMOS 图像传感器市场预计在预测期内(即 2022-2031 年)以 6.32% 的复合年增长率增长，预计到 2031 年将达到 395.4 亿美元。对高清图像捕捉设备不断增长的需求预计将推动市场增长。 　　例如，索尼公司于 2019 年 6 月推出了 IMX485 型 1/1.2 4K 分辨率背照式 CMOS 图像传感器和 IMX415 型 1/2.8 4K CMOS 图像传感器。索尼创造了这两款安防摄像头传感器，以满足不断增长的需求一系列监控应用中的安全摄像头，例如防盗、灾难预警和交通监控系统，或商业综合体。 　　此外，医疗保健行业对 CMOS 图像传感器的需求不断增长。它们通常用于在手术过程中观察病人。美国国家医学图书馆最近的一份报告指出，全世界每年进行的主要手术数量达到惊人的 3.1 亿次，其中 4000 至 5000 万次发生在美国，2000 万次发生在欧洲。 　　CMOS 图像传感器广泛用于安全和监控目的。CMOS图像传感器具有将光电信号转换为数字信号的能力。安全是每个人最关心的问题。因此，由于盗窃和犯罪事件的增加，预计将安装更多具有 CMOS 传感器的安全摄像头，从而促进市场增长。据估计，大约 82% 的窃贼在闯入之前会检查警报系统是否存在。 　　但是，由于隐私问题，它们不能随处安装。因此，许多组织提出了有望推动市场发展的创新想法。例如，2021 年 12 月，佳能发布了一款全新的户外 4K 摄像机，既可以用作传统摄像机，也可以用作安全摄像机。此外，它还可以组合 4K UHD CMOS 图像传感器捕获的每个 4K UHD 像素。 　　按照报告，全球 CMOS 图像传感器市场分为五个主要区域，包括北美、欧洲、亚太地区、拉丁美洲以及中东和非洲地区。 　　到 2031 年底，亚太地区的 CMOS 图像传感器市场预计将获得 177.593 亿美元的最大收入。政府对智慧城市的举措预计将推动市场增长。印度电子和信息技术部委托 ERNET India 和 IISc 开发 LoRa 网关(极网关)，这是一种低成本的计算设备，可以连接摄像头、温度、湿度、空气质量和其他传感器。这是 　　此外，北美地区预计将进一步增长，到 2031 年底收入将达到 125.79 亿美元，2022-2031 年的复合年增长率为 6.14%。对智能手机的需求增加推动了市场增长。到 2025 年，美国大约 85% 的移动用户预计将拥有智能手机。包括智能手机、电视、可穿戴设备等在内的各种电子产品都包含该地区需求巨大的传感器。许多智能手机制造商在其智能手机中使用图像传感器。例如，小米 12S Ultra 智能手机包含世界上最大的智能手机传感器。作为新系列的一部分，小米推出了 12S 系列，其中包括徕卡设计的 Ultra。 　　根据报告，到 2031 年底，消费电子领域的收入预计将达到 270.104 亿美元。消费电子领域对 CMOS 的需求增加预计将推动市场增长。这种 CMOS 技术广泛用于智能手机。CMOS 以使用更少的功率而闻名，因此它们在智能手机中的需求正在增加。它不是在单个实例中捕获整个图像，而是以扫描类型的方式捕获图像。此外，带有 CMOS 传感器的相机具有更好的饱和能力，因此许多制造商将其安装在他们的智能手机中。例如，安森美半导体推出了 XGS 系列中最新的 CMOS 图像传感器。称为 XGS 16000 的 16Mp 传感器可为工厂中的机器人和检测系统提供出色的全局快门成像。XGS 16000 以低功耗提供出色的性能，同时为典型的 29 x 29 毫米工业相机提供最高分辨率，在 65FPS 时仅消耗 1 瓦。在北美，到 2031 年底该部门的收入最大，为 85.764 亿美元，而在亚太地区，该部门预计到 2031 年底将实现 121.243 亿美元的最大收入。 　　预计到 2031 年底，背面照明 (BSI) 部分将获得最大的收入，在预测期内以 6.68% 的最高复合年增长率增长。这种增长可归因于 BSI 技术在高质量和更高像素相机中的使用越来越多。智能手机生产商对 BSI 技术的偏好正在增加，预计这也将带动需求增长。例如，索尼在 4200万像素的 Sony Alpha A7R Mark II 中添加了一个 BSI 全画幅传感器。Sony Cyber-shot RX10 II 和 RX100 IV 均具有“堆叠式”传感器，可实现更快的连拍和高速视频录制。在亚太地区，该细分市场预计在预测期内以 7.34% 的复合年增长率增长。

每种传感器技术的 QE 都不同，某种图像传感器达到 95% 的 QE。但是，它是由被检测光的波长和 半导体材料决定的。对于CCD、EMCCD、(em)ICCD 和sCMOS技术，在某些波长范围内可能达到 95% 的 QE，但可见光谱中近红色和紫外区域的光子具有较低的 QE，因此传感器的效率较低。为了改善这些区域的 QE，已经开发了Deep-depleted硅传感器和涂层传感器，从而增加了 QE。 　　大多数图像传感器都是由硅制成的。由于 QE 取决于材料，该元素的特性以及它如何与光相互作用非常重要。 　　在高纯度晶体形式中，相邻的硅原子彼此共价键合。打破这些键以产生电子/空穴对(~1.1 eV)需要大于带隙能量的能量。入射光的波长与光子吸收深度直接相关；波长越短，进入硅的深度越短。 　　Deep-depleted硅传感器比传统的硅传感器更厚 ，因此能够检测更长波长的光(即 700 nm，NIR)。NIR 光在硅中的穿透深度比典型的硅传感器更深，因此在没有深度耗尽的情况下，硅传感器对入射的 NIR 光有效透明。如下图所示，Deep-depleted硅传感器在 700 – 850 nm 范围内可提供 90% 的 QE，而传统硅传感器可提供 60% 的 QE。 为了进一步改善 QE，可以通过前照式或背照式设备来改变设备内传感器的方向。前照式设备的入射光通常通过并行寄存器的门进入传感器。这些栅极由非常薄的多晶硅组成，在长波长下相当透明，但在短于 400 nm 的波长下变得不透明。因此，在短波长下，栅极结构会衰减入射光。 　　如果硅传感器均匀变薄，图像可以聚焦在没有栅极结构的传感器后端。由于栅极结构没有光限制，背照式器件对光表现出高灵敏度，使 95% 的 QE 成为可能。采用前照式技术的图像传感器，入射光在撞击传感器之前必须穿过微透镜和金属线，从而降低了最大量子效率。背照式图像传感器的入射光首先会照射传感器，因此设备的 QE 不会降低。 InGaAs 传感器 　　只有当光子具有比材料的带隙能量更高或更短的波长时，半导体才会检测到光子。InGaAs 传感器是由 InAs 和 GaAs 的合金制成的半导体，传统的 InGaAs 传感器具有 x:1-x 的 InAs:GaAs 比率。由于 InGaAs不是天然存在的材料，因此必须在 InP 衬底上生长单晶。 　　InGaAs 传感器的带隙能量通常低于硅，这意味着它们能够检测更长的波长，例如短波红外 (SWIR) 区域 (900-1700 nm)。因此，InGaAs 摄像头在 950-1600 nm 区域内的 QE 80%。显示了典型 InGaAs 传感器的 QE 曲线。通过增加单晶内 InAs 的浓度，截止波长可以扩展到 2600 nm。 尽管 InGaAs 相机在 900 – 1700 nm 范围内具有高 QE，但远端波长截止会随着设备冷却而降低。每冷却 10 摄氏度，这通常会偏移 8 纳米。这意味着进入设备的光子吞吐量很重要，但是远端截止的这种转变可能是有利的，因为它允许传感器充当“可调”低通滤波器。 　　总结 　　QE 是衡量设备在将入射光子转换为电子方面的有效性的指标。不仅 QE波长取决于，它还取决于传感器材料。 　　如果能量高于半导体带隙能量，传感器将检测到入射光子。这就是为什么硅在 500-600 nm 之间具有 95% 的 QE，但对于较长的红外/较短的紫光波长具有较低的 QE，而 InGaAs 在 SWIR 范围(900-1700 nm)上具有高 QE，而不是可见区域或中红外波长范围( 1700 nm)。

近日工业智能传感器解决方案提供商「志奋领科技」宣布完成近千万级美元A+轮融资，顺为资本领投、怡合达联合投资。势能资本担任独家财务顾问。本轮融资将主要用于两个方面。一是研发方面，公司将持续扩建底层研发团队，支撑光电底层器件和芯片、光学研发，同时建设精密光学等5个实验室，升级智能化车间、提升产能；二是业务方面，持续升级公司各部门业务流，新增6个外地办公室，形成能支撑200家核心经销商、4万家用户的服务网络，进一步提升客户体验和服务速度，提供更全面的工业智能传感器解决方案。志奋领科技成立于2010年，主要聚焦工业级智能传感器的开发，面向3C电子、新能源、半导体制程、医疗电子和服务机器人行业，提供包括高精度定位、图像识别、精密测量以及避障安全在内的精密智能和AI传感解决方案。近年来，工业物联网的高速发展大大刺激着工业传感器市场的爆发，其中智能传感器作为工业领域的重要器件之一，可广泛应用于3C电子、锂电/光伏、智慧物流、半导体、医疗检测、工程机械等领域，国产替代需求显著增长。据MarketsandMarkets报告数据，全球工业传感器市场规模预计将从2021年的206亿美元（约1380.4亿人民币）增长到2026年的319亿美元（约2137.6亿人民币），从2021年到2026年期间，该市场预计将以9.1%的复合年增长率增长。但一直以来，全球工业传感器市场主要被欧姆龙OMRON、松下Panasonic、西克SICK、基恩士KEYENCE等国外品牌占据，加之他们在半导体新材料与核心技术专利的布局积累，我国工业智能传感器市场的国产化率较低，约30%左右，面临着缺乏核心技术、低端产品过剩、产品同质化严重等挑战。在志奋领科技创始人&CEO唐可信看来，工业智能传感器除了做好底层技术之外，还需要提升品牌力，构建销售网络。他表示，公司成立最初以代理德国工业传感器品牌为主，2011年成立了明治传感器（meijidenki）品牌，与中国台湾SCAN公司战略合作，形成了最初的产品线，并在2014年开始自主研发工业光电传感器产品。如今，志奋领科技已构建精密定位传感器、深度学习、精密测量传感器、安全避障传感器四大产品线，覆盖14个品类和93种不同系列。其中，公司最为核心的是精密定位传感器和精密测量传感器两大品类。例如，在动力电池制程中，明治传感器可以提供动力电池极片的厚度测量、颜色识别、单双张检测、微米级激光纠编、涂层厚度测量产品，基于深度学习的瑕疵、划痕检测，智能读码和安全防护的AI传感方案，同时还可以支持禁铜场景、耐高温感应以及干燥强酸环境等特殊场景应用的传感器定制化服务。唐可信谈道，公司的核心竞争优势在于拥有领先的光电技术、AI底层研发力、工业级传感器研发能力、光学正向设计能力、精密工艺平台支撑力，覆盖芯片、算法、材料、光学和精密工程等方面，其产品能更好应对恶劣的工业环境。此外，志奋领科技的封装工艺能很好提升产品的一致性，保证产品在工业现场的稳定使用。“与同行相比，我们是一家理念驱动，能击穿底层和拥有正向研发能力的工业级传感器企业，我们的差异化是不仅能提供高品质、高精度、智能一体化的工业传感器产品，还能提供一站式的用户体验。”唐可信说。这一系列能力的实现与志奋领科技的团队息息相关。公司团队规模将近300人，研发人员占比超30%，核心团队来自西门子、华为、英特尔、霍尼韦尔、伊顿、西克、基恩士等知名企业，汇聚了一批业界优秀的科学家和工程师，在工业传感领域拥有20年产业及技术经验。如今，志奋领科技已拥有超120余项核心专利，在深圳和长沙设有研发中心，年产能达千万只。其中，仅今年，明治传感器出货量将超600万只，全球代理商已超过200家，客户遍布在60个国家及地区，合作客户达1.6万家以上。许多知名制造商、供应商和集成商均使用公司产品以确保所生产的产品符合用户的质量要求，这些用户包括苹果、华为、富士康、三星、比亚迪、ATL、三一重工等企业。营收方面，2021年公司收入持续增长，已实现近亿元营收，其中60%以上来自3C电子和新能源市场，预计今年总营收将增长120%。同时，志奋领科技的国际市场也在快速发展，2021年国际市场营收占比将近20%。体系方面，志奋领科技正在全面提升新产品开发上市、生产制造发货、销售服务的业务流，通过主流程的梳理，明晰各部门的权、责、分工。“清晰明确的业务流是志奋领科技成为行业破局者的重要保障。”唐可信说。“尽管疫情对供应链造成了一定影响，但我们正在通过建立安全库存来缓解供应链压力。”唐可信提到，从另一方面看，疫情也加速了智能制造领域的无人化和自动化发展，一定程度上将利好行业成长。接下来一年，志奋领科技将基于自研芯片、实验平台和工艺体系，陆续推出微米级激光位移、精密TOF测距光电、高精度光纤放大器、颜色传感器、智能读码器和视觉传感器、IO-link系列传感等产品，进一步升级产品的一体化、高精度、易操作和经济性等特点。此外，公司还将基于客户需求，加快定制化产品的开发，为工业领域客户提供一站式的智能传感器解决方案。顺为资本投资副总裁马艳新表示：“工业传感器是自动化领域的底层器件，是智能制造的感知基础。工业传感器需求场景的碎片化、使用安装等多样化，初创企业冷启动难、规模化难、品牌化难。我们很高兴看到志奋领经过多年积累，已在规模化和品牌化上取得突破，期待公司能抓住发展契机，在工业传感器领域持续精进，成就国产工业传感器领先品牌。”怡合达董事长金立国表示：“志奋领作为国产传感器主流供应商，一直非常重视产品建设，每年投入大量的资金在新产品的设计研发，也在品牌塑造和海外市场推广上持续发力。依托中国完善的产业链的优势，在确保产品品质同时又能很好的解决产品的交付问题。我们相信，在国产替代的大背景下，随着其产品线不断丰富和性能的稳定，志奋领将在这条赛道上走得更远更坚实。”

据美国物理学家组织网1月3日报道，由于排列在矩阵上的大像素不支持较高的读出速度，因此传统的“互补金属氧化物半导体”(CMOS)影像传感器不适合荧光灯等低光亮度应用。德国弗劳恩霍夫研究所研制出的一种新型光电组件能加速这一读出过程，催生出更佳的图像质量。目前该技术已申请了专利，有望于明年正式投入生产。　　CMOS影像传感器早已成了数码摄影的主要解决方案。它们比现存的其他品种传感器更加经济，在能量消耗和处理方面也很出色。因此，手机和数码相机制造商几乎无一例外地将CMOS芯片应用在自家的产品之中。这不仅降低了数码产品对电池的需求，也使生产出更多越来越小的相机成为可能。　　然而这些光学半导体芯片已经达到了自己的极限，当消费类电子产品体积越来越小时，像素的大小也随之递减至1微米左右。但特定的应用需要超过10微米的更大像素，尤其是在X射线摄影或天文学研究等光线十分有限的领域，而较大的像素可以补偿光线的缺失。针状光电二极管(PPD)可被用于将光信号转化为电脉冲，这种光电组件对于图像处理十分关键，也可以作为CMOS芯片的组成部分。“然而当像素超过一定的尺寸，PPD就会产生速度问题。低亮度的应用需要更高的图像率，但使用PPD的读出速度明显偏低。”弗劳恩霍夫研究所微电子电路和IMS系统部门的负责人维尔纳布洛克赫德解释说。　　研究人员现在提出了有关这一问题的解决方案，他们研发出了名为“横向漂移场光电探测器”(LDPD)的新型光电组件。在这个组件中，高速移动的入射光能在读出点产生电荷载子，借助PPD则可将电子扩散至出口。这一过程相对缓慢，但它却足以满足多种应用。　　为了生产出新的组件，研究人员基于0.35微米的标准改进了当前使用的CMOS芯片的制造过程。布洛克赫德表示，附加的LDPD组件不会损害其他组件的特性，利用模拟计算，专家会对其进行管理以满足这些需求。目前，新型高速CMOS图像传感器的原型已经成形，有望于明年得到批准开始大批生产。

p　　CMOS全称为Complementary Metal-Oxide Semiconductor，中文翻译为互补性氧化金属半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N(带–电)和P(带+电)级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/a9826f4e-82ca-4905-baa7-b0e768e0aca4.jpg" title="微信图片_20200714144558.png" alt="微信图片_20200714144558.png"//pp　　据相关研究机构显示，2017年为CMOS图像传感器高增长点，同比增长达到20%。根据Yole披露的统计数据，2018年全球CMOS图像传感器市场规模155亿美元。目前，全球CMOS图像传感器市场正处于稳定增长期，预计2025年CMOS图像传感器市场将逐渐饱和，市场规模将超过240亿美元。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/d8d020a7-b9b3-4dc0-ae80-6145f131d666.jpg" title="微信图片_20200714144617.png" alt="微信图片_20200714144617.png"//pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/be481980-278e-4469-962c-a349a3c9716f.jpg" title="微信图片_20200714144702.png" alt="微信图片_20200714144702.png"//pp style="text-align: center"br//ppbr//p

基于手势识别技术的可穿戴柔性电子设备在医疗健康、机器人技术、人机交互和人工智能等领域颇具应用前景。研制性能优异的柔性应变传感器是实现高性能可穿戴设备应用的重要基础。感器的灵敏度决定可穿戴设备的感知精度，而在过载、瞬时冲击、多次循环弯曲/扭折等条件下的机械鲁棒性将影响可穿戴设备实际应用环境条件下的长期可靠服役。截至目前，采用简单方法制备兼具高灵敏度和机械鲁棒性的柔性应变传感材料颇具挑战性。如何将基础研究所获得的高性能柔性应变传感器推广应用到人机交互系统等实际应用场景中，将会为此类器件的研发提供全新思路。 　　近期，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心薄膜与微尺度材料及力学性能研究团队，在前期柔性基体金属薄膜力学行为研究的基础上，基于柔性器件传感的力学原理，提出将裂纹类传感器的传感机制引入高机械鲁棒性蛇形曲流结构中，通过对传感层进行巧妙的高/低电阻区调控实现高灵敏度传感的学术思想，研制出灵敏度与裂纹类传感器相当(GF 1000)且机械鲁棒性优异的柔性应变传感器。该传感器在过载、冲击、水下浸泡、高/低温等严苛环境条件的作用下表现出优异的循环稳定性，稳定响应周次达10000周。同时，该传感器具有响应和回复时间快( 58 ms)、滞后性低等优势。 　　该团队将传感器进一步集成到自主设计的无线可穿戴人机交互系统中，结合机器学习、用户界面设计等技术实现了实时手语翻译功能。传感器的高灵敏度和响应速度赋予了该系统及时准确的感知能力，同时高机械鲁棒性则赋予该系统在实际应用场景中长期可靠服役的能力。该系统利用机器学习分类算法实现了对15种单一手势手语的识别和6种组合手势手语的识别(识别准确率分别达98.2%和98.9%)。系统整体的响应时间小于1s。成本低廉、质轻便携且操作简便的系统既可将手语实时翻译成语音播放，又可通过定制的用户界面实现信号曲线和翻译结果的可视化。后期可通过优化电路设计、扩展机器学习的手势或手语数据库，将该手势识别技术进一步应用于人机交互、虚拟现实、手势认证、智能传感、医疗健康等关键场景。该研究为实现柔性条件下的稳定增敏机制提供了新思路，有望促进可穿戴人机交互系统的应用和产业化发展。此外，该团队基于微小尺度材料和纳米金属层状复合材料力学行为基础研究工作的长期积累，研制出微机电系统(MEMS)用超长服役寿命的纳米复合材料，有望应用于航天、通讯、导航和新能源等领域的射频MEMS上。 　　上述柔性应变传感手语识别系统的研究成果，以Ultra-Robust and Sensitive Flexible Strain Sensor for Real-Time and Wearable Sign Language Translation为题，在线发表在Advanced Functional Materials上。研究工作得到国家自然科学基金、金属所“引进优秀学者”项目、沈阳材料科学国家研究中心青年人才和基础前沿及共性关键技术创新项目的支持。东北大学科研人员参与研究。图1.柔性应变传感器的设计和制备。a、蛇形曲流结构的传感机制；b、传感单元在表面切应力作用下的位移云图；c、传感单元在不同表面切应力作用下相邻曲流条纹的间隙沿传感器宽度方向分布曲线；d、相邻曲流条纹的接触区域长度随应变的变化曲线；e、传感器制备流程示意图。图2.柔性应变传感器的传感性能。a、高/低电阻区调控前的响应曲线；b、高/低电阻区调控后的响应曲线；c、在不同峰值应变下的循环响应曲线，极限检测应变；d、响应和回复时间。图3.柔性应变传感器的机械鲁棒性。a、循环稳定性；b、最大可承受应变；c-e：对严苛环境的耐受力。图4.可穿戴手语翻译系统。a、应用场景示意图；b、系统框架；c、手语手套；d、无线电路板；e、用户界面。图5.手语识别验证。a、6种由复合手势组成的手语；b、手语翻译系统对6种手语的识别准确率；e、手语翻译系统的各项性能汇总。

近日，中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室易建新副教授课题组提出一种化学电阻-电位型多变量传感器，实现了单一传感器对多种气体和火灾特征的三维探测和准确识别。相关成果以“A chemiresistive-potentiometric multivariate sensor for discriminative gas detection”为题发表在国际学术期刊《自然通讯》上（Nature Communications 14,2023, 3495）。低浓度气体的高灵敏探测和准确识别对于公共安全、环境保护、健康诊断和工业生产等诸多应用具有重要意义。相比于气相色谱和质谱等传统气相分析技术，气体传感器具有成本低、尺寸小、易集成和实时监测等优点，有利于大规模应用。但是，常规传感器仅输出单一信号，不能识别气体，因此探测准确性低，在实用中易受其它气体或环境湿度等干扰而引起误报或漏报。这一问题严重限制了气体传感器的应用。图1. 基于双敏感电极的化学电阻-电位型多变量气体传感器的原理和三维响应研究人员首先利用半导体氧化物电极在表面和界面上不同的响应机制，在同一电极上成功提取出化学电阻和电位两种不同原理的传感信号；进一步，采用钙钛矿型氧离子-电子混合导体氧化物取代贵金属铂电极，和常规的电子导电的敏感材料进行配对，获得了输出三个独立响应信号的双敏感电极传感器。得益于钙钛矿非常规的反向电位响应，传感器的气敏性能得到了显著提高，实现了2-乙基己醇、一氧化碳等多种危险和火灾特征气体的(亚)ppm级三维探测和准确识别，并展现出在火灾危险早期预警方面的应用潜力。图2. 多变量气体传感器在火灾早期预警中的应用这种兼具探测和识别功能的多变量气体传感器简单、高效、成本低，可适用于不同半导体材料电极和固体电解质基底，工作温度范围宽，并可进一步拓展获得更高维度的响应，为复杂环境中气体的高灵敏和准确探测提供了新思路。论文的第一作者为宋卫国研究员和易建新副教授共同指导的博士生张红，通讯作者为易建新副教授。研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费的资助。

北京时间11月10日，中国科学院深圳先进技术研究院集成所光电工程技术中心李剑平博士团队在海洋数据机器学习算法研究中取得新成果，提出了一种基于对比学习的浮游生物图像识别检索框架，在解决实际海洋数据中的不均衡分布、数据漂移、开集识别问题中展现出了优异性能。论文以Contrastive Learning-based Image Retrieval for Automatic Recognition of in situ Marine Plankton Images为题，发表在国际海洋考察理事会海洋科学期刊ICES Journal of Marine Science上。中国科学院大学硕士杨振宇为第一作者，李剑平博士为论文通信作者，深圳先进院为第一单位。来自厦门大学、哈尔滨工业大学（深圳）的数据科学家参与本课题的合作研究。文章上线截图经过了30多年来的发展，海洋水下成像仪器为海洋浮游生物原位观测带来了海量图像数据，刺激了计算机图像自动识别技术的长足发展。然而，训练机器对来自实际中复杂海洋环境下的图像数据进行准确识别始终是一项极具挑战的任务。现有浮游生物图像机器学习分类算法虽然在某些闭合数据集上取得了良好表现，但是当应用于来自不同时空的实际数据时，往往会出现性能不稳定甚至骤降的问题，不能满足海洋观测的实时准确要求。通过深入调研，李剑平团队发现现有算法几乎全部将浮游生物识别问题处理成了一个对“N+1类”目标图像的分类问题（即N类感兴趣目标和1类所有不感兴趣目标）。然而，与其他领域中图像识别任务不同的是，在真实海洋环境中采集的数据必将面临成像质量恶化、数据分布不均、数据分布漂移和分布外样本出现等问题的挑战。因此，在闭合数据集上训练优化的机器学习算法在应用时，由于待识别数据集不满足与训练数据集的独立同分布条件，导致识别性能极易下降，只能通过费时费力的数据重新标注和模型重新训练来恢复其性能，显然这样就造成了机器学习算法的高昂的部署成本，难以在实际中应用。 李剑平团队提出的浮游生物原位图像检索识别框架IsPlanktonIR示意针对这一瓶颈，李剑平团队设计并训练了一种基于对比学习的浮游生物图像检索框架IsPlanktonIR，以图像相似度比对的方式，通过图像检索灵活地解决浮游生物的原位图像识别问题，实现浮游生物图像的自动识别。在该框架里，研究团队首先选取SEResNext作为浮游生物图像特征提取器，利用有监督的对比学习对其训练，使其获得较强的特征提取能力。识别图像时，通过比较待识别图像和一个检索库中图像特征的相似性，实现对其具体类别判定或对分布外样本的发现与拒识。此外，IsPlanktonIR框架还提供了人机交互接口，以供使用者方便地检查校验识别结果，扩充检索库，不断完善增强识别性能。 训练浮游生物图像检索框架中特征提取器的代表图像数据为了实现该识别框架的算法训练和效果验证，团队利用独立研发的海洋浮游生物原位光学成像仪在深圳大亚湾和海南昌江海域采集的图像构建了一个实验数据集。利用该数据集，团队使用部分类别图像对模型进行了训练，构造了多种不同组合的检测数据集，以检验该框架在真实海洋环境中应对必将发生的数据不均衡、数据分布漂移、分布外样本出现情况下的性能表现。实验结果表明，IsPlanktonIR算法框架在应对同时存在上述问题的测试集上均表现出了优异的性能。尤其是当测试中遇到新类别图像出现时，只需向检索库中添加部分新的人工标注样本，即可使框架实时拥有对新类别图像的正确识别能力。此外，团队还对该框架与经典的浮游生物图像分类算法和最新的异常值检测算法的性能在相同的测试集上进行了比较。结果表明，IsPlanktonIR不仅在二者不可处理的开集识别问题上取得了很好的效果，在这两类算法擅长处理的闭集分类问题上也取得了可比拟、甚至部分超越的性能指标。IsPlanktonIR的识别结果稳健性也大大增强，展示出了在实际海洋观测应用中的可靠性和灵活性。 在不同条件下的测试实验中IsPlanktonIR识别框架和对照算法的性能表现对比此外，为了提高框架的图像检索效率，减小存储和计算开销，李剑平团队还提出了一种压缩精简的算法，将浮游生物图像检索库进一步稀疏化，在几乎不降低识别准确率的前提下将检索库的大小缩小了一半，保障了基于图像检索的图像识别框架在大规模数据下的检索速度，以满足海洋观测的高实时性要求。IsPlanktonIR框架的发展为真实海水环境下的浮游生物原位长期观测提供了一套更加有效、稳健、灵活、便捷的算法方案，更加贴近海洋观测的实际需求，将有助于促进人工智能在海洋生物观测识别任务的落地应用。该论文研究得到了中国科学院国际合作重点项目和深圳市科技创新计划基础研究重点项目的支持。

光谱仪在材料分析、天文学、食品化学以及医学诊断等许多领域都有应用。市场需求正在迅速增长，但光谱仪的尺寸阻碍了其在更广泛领域的普及。因此，市场急需高性能的紧凑型光谱仪，不断缩小光谱传感器尺寸已成为当前的研究热点。为了使光谱仪小型化，已经进行了各种尝试，例如传统的色散方法、傅里叶变换干涉技术（FTI），以及使用带有随机滤波器阵列和窄带通滤波器的探测器等。与色散和傅里叶变换干涉系统相比，滤波器阵列与探测器的集成，由于无需长光路和光学元件的精确对准来获得高分辨率而具有优势。此外，将滤波器阵列与电荷耦合器件（CCD）或CMOS图像传感器（CIS）等探测器集成，可以通过单次捕捉二维图像实现高光谱成像。特别是，与随机滤波器方案相比，窄带通滤波器阵列的集成无需进行后处理分析。然而，为了获得高分辨率需要大量的信道，意味着更复杂的制造工艺，例如蚀刻和沉积，因为每个信道都需要不同厚度的薄膜。为了解决这个问题，有研究使用组合蚀刻技术来制造多信道。业界对光谱仪中使用的窄带通滤波器的谐振结构进行了研究，但大多数研究仅限于改变电介质多层膜的厚度，以形成不同波长和品质因数的光学腔。这对于器件的大规模生产很麻烦，因为它需要过多的电介质沉积、蚀刻和光刻步骤，尤其是在像素尺寸级别的制造工艺。据麦姆斯咨询介绍，三星高级技术研究所光子器件实验室的Jaesoong Lee及其同事通过将被称为超表面的亚波长纳米结构集成到直接位于CMOS图像传感器顶部的带通滤波器阵列中，开发出了一种紧凑型超光谱（meta-spectral）图像传感器。由于窄带通滤波是通过亚波长光栅结构而不是通过改变层的厚度来调谐的，因此所有信道都可以通过一步光刻工艺制造。这种方案简化了制造，并且与CMOS工艺完全兼容。这种紧凑型超光谱图像传感器具有窄带高效率、与相邻信道的低串扰和高光谱分辨率。利用该器件，研究人员从波长混合图像中获得了高光谱图像。超光谱图像传感器示意图超光谱图像传感器制造研究人员在CMOS图像传感器晶圆（三星S5K4E8）上采用标准的洁净室工艺（包括PECVD和干法蚀刻）制作了超表面带通滤波器阵列。首先，研究人员为底部介质反射器沉积了多层硅和二氧化硅；然后利用电子束光刻定义纳米柱阵列；再使用电感耦合等离子体反应离子刻蚀（ICP-RIE）形成纳米柱阵列，并再次沉积二氧化硅以填充纳米柱之间的间隙；然后进行化学机械抛光（CMP）工艺，以平整二氧化硅顶面；最后，为顶部反射器沉积了一层由硅和二氧化硅制成的多层膜。超光谱图像传感器制造过程示意图高光谱成像为了验证演示其高光谱成像性能，研究人员拍摄了由3 x 5颗多波长LED组成的LED面板的光谱图像。每颗LED可以发射多个波长的组合，这些波长被选择以显示以下大写字母：770 nm显示“S”，810 nm显示“I”，850 nm显示“A”，950 nm显示“T”，如下图（a）底部所示。超光谱成像仪的高光谱成像演示作为概念证明，研究人员拍摄了一张所有LED都打开的面板照片，如上图（b）顶部所示。图像中的所有字母都无法区分，因为面板上的所有LED都已打开。通过将这个组合图像分成20个信道，如上图（b）底部所示，研究人员发现了隐藏的“SAIT”字母。在对应829.1 nm的信道11处，由于810 nm和850 nm LED的宽带发射，“I”和“A”被结合在一起。对于更长的波长（信道12和信道13），研究人员观察到字母“I”变得更模糊，而字母“A”变得更清晰。通过实验结果，研究人员证实了这款超光谱图像传感器具有良好的光谱成像性能。

奥林巴斯正联合东京工业大学开发一款新型的图像传感器原型，能够同时捕捉可见光和近红外线图像信息。据Digital Trends解释，实现此功能的原理是通过定制版RGB拜耳滤色器(Bayer RGB Filter)来实现，Bayer模式通常用来获取彩色的图像信息，像素根据RGGB排列，每种像素都规定只进入一种色彩的光，捕捉可见光图像信息。　　而奥林巴斯最新的影像传感器使用了近红外像素来取代R或者B像素排列，近红外像素捕捉近红外线信息，这就使得图像传感器能够同时获得可见光和近红外线图像信息。据悉这种新型图像传感器能够应用于许多专业领域，比如机器人、建筑、医学影像和安保等。希望这种技术能够尽早实现商业应用。

多变量气体传感器在火灾早期预警中的应用。　中国科大 供图中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室易建新副教授课题组近日在多维探测和识别的气体传感器方面取得进展。相关成果发表在国际学术期刊《自然通讯》(Nature Communications)上。 据悉，研究人员提出了一种化学电阻-电位型多变量传感器，实现了单一传感器对多种气体和火灾特征的三维探测和准确识别。　　低浓度气体的高灵敏探测和准确识别对于公共安全、环境保护、健康诊断和工业生产等诸多应用具有重要意义。相比于气相色谱和质谱等传统气相分析技术，气体传感器具有成本低、尺寸小、易集成和实时监测等优点，有利于大规模应用。　　但是，常规传感器仅输出单一信号，不能识别气体，因此探测准确性低，在实用中易受其它气体或环境湿度等干扰而引起误报或漏报。这一问题严重限制了气体传感器的应用。　　研究人员首先利用半导体氧化物电极在表面和界面上不同的响应机制，在同一电极上成功提取出化学电阻和电位两种不同原理的传感信号，并进一步配对获得了输出三个独立响应信号的双敏感电极传感器。得益于钙钛矿非常规的反向电位响应，传感器的气敏性能得到了显著提高，实现了2-乙基己醇、一氧化碳等多种危险和火灾特征气体的(亚)ppm级三维探测和准确识别，并展现出在火灾危险早期预警方面的应用潜力。　　据介绍，这种兼具探测和识别功能的多变量气体传感器简单、高效、成本低，可适用于不同半导体材料电极和固体电解质基底，工作温度范围宽，并可进一步拓展获得更高维度的响应，为复杂环境中气体的高灵敏和准确探测提供了新思路。

高清监控图像传感器可在和呈防潮箱储存2011年Aptina将在中国国际公共安全博览会上展示高清监控图像传感器。高清监控图像传感器可在和呈防潮箱里储存。1.柜体采用1mm及1.2mm优质钢板制作，多处加强结构，承重性能好，重叠式结构设计，密封性能。2.表面处理采用先进的有18道工序组成的橘纹烤漆，耐腐蚀性强。3.门镶3.2mm高强度钢化玻璃，防前倾耳式结构设计。带平面加压把手锁一体化设计,有防盗功能。底部安装可移动带刹车脚轮方便移动及固定（防静电机型脚轮为防静电）。4.LED超高亮数码显示，温湿度传感器采用美国原装品牌honeywell，温湿度独立显示，使用寿命长。湿度可设定且具有记忆功能，断电后无需再设定。5.湿度显示范围0%～99%RH,温度显示范围-9℃～99℃。显示精度:湿度± 3%RH 温度± 1℃6.机芯利用中外合作技术，采用进口吸湿材质。7.行业内一家拥有智能化控制系统的防潮箱。自动判断机器内湿度来决定工作时间，节省能源，延长产品使用寿命。主机外壳采用高温阻燃材料，杜绝安全隐患。8.断电后仍可运用物理吸湿补位功能继续除湿，24小时内湿度上升不超过10%。和呈防潮箱优点是

新加坡科技研究局微电子研究所Institute of Microelectronics Agency for Science的Venkataraman等人与奥地利Nexgen Wafer Systems公司以及新加坡格罗方德公司GlobalFoundries的工程师组成研究团队,共同开发出一种新的晶圆背面抛光技术。在光检测与测距(LiDAR)等各种应用中,背照式三维堆叠CMOS图像传感器备受该领域专家们关注。这种三维集成器件的重要挑战之一,是对单光子雪崩二极管(SPAD)晶圆的精确背面抛光,该晶圆与CMOS晶圆堆叠,晶圆背面抛光通常通过背面研磨和掺杂敏感湿法化学蚀刻硅的组合来实现。研究团队开发了一种湿法蚀刻工艺,基于HF:HNO3:CH3COOH定制化学试剂,能够在p+/ p硅过渡层实现蚀刻停止,掺杂剂选择性高达90:1。他们证明了全晶圆300mm内厚度变化仅约300nm的可行性。此外,也对HNA蚀刻硅表面的着色和表面粗糙度进行了表征,最后,提出一种湿法锥蚀方法来降低表面粗糙度。该研究成果发表于2023年5月30日至6月2日在美国佛罗里达州奥兰多召开的第73届电子组件与技术会议(ECTC)上。论文录用日期为2023年8月3日,并被IEEE Xplore 收录。这项突破将有可能推动背照式CMOS图像传感器在汽车智能驱动等领域的应用。

必须依靠大型实验室分析仪和专业警犬来判断变质食物和可疑爆炸物的日子或许很快就要一去不复返了。根据国外媒体的最新报道，来自俄勒冈州立大学的研究者人员日前开发出一种对气味分子非常敏感的光学纳米传感器，从而大大减少了物质检测的成本和时间。　　据悉，这种光学纳米传感器内置的金属有机薄膜能够收集气味分子，然后通过低成本的等离子纳米晶体将所捕获的化学信号放大，就好似微型的镜片一般。它不仅可以检测环境中最常见的二氧化碳，而且对很多其他化学物质也有相当高的灵敏度，能够满足各种目的的检测需要。目前，俄勒冈州立大学已经将这项技术申请专利，或许在不久的将来特种队员用这么一小片传感器就能准确识别藏匿的爆炸物，而普通消费者则可以用它来检测购买的食物是否已经变质。

近日，以中国科学院上海微系统与信息技术研究所为牵头单位的国家重点研发计划“智能传感器”重点专项“高精准分子识别有机半导体光电双模智能嗅觉传感器”项目启动暨实施方案论证会在上海召开。科技部高技术研究发展中心领导、中科院重任局领导、项目咨询专家组、项目和课题单位管理部门、项目核心成员等30余人参加了本次会议。项目咨询专家组由中科院化学研究所刘云圻院士、华东理工大学田禾院士、吉林大学卢革宇教授、海关学院谢秋慧教授、中科院上海技术物理研究所胡伟达研究员、复旦大学邓勇辉教授、华中科技大学刘欢教授、北京信息科技大学尤睿教授、华中科技大学段国韬教授组成。 　　会上谢晓明所长代表项目牵头单位对与会领导及专家表示热烈欢迎，希望各位专家对项目实施方案提出可行的宝贵意见与建议，并表示将为项目实施提供全方位的支持和保障，以确保项目顺利推进并取得创新成果。项目负责人兼课题三负责人付艳艳研究员、课题一负责人马骧教授、课题二负责人黄佳教授，分别就项目和具体课题的研究内容、技术实施方案、预期成果及推进计划等内容进行了详细汇报。 　　项目专家组充分肯定了本项目的总体实施方案，并着重指出在未来研究过程中，项目团队各课题承担方应紧密合作，强化协同机制，确保项目各关键节点把控及整体研究目标顺利实现。此外，专家组聚焦课题研究方向、技术创新点及项目实施可能面临的挑战和问题等方面，共同提出了针对性指导意见。经专家质询答疑、技术指导和综合评议，项目实施方案顺利通过专家论证。

2017年3月28日，官方公告资料显示，仪器仪表、数字成像产品和软件供应商Teledyne Technologies Incorporated已完成对英国图像传感器厂商e2v的收购，交易金额总计6.27亿欧元(约合7.89亿美元)。　　针对机器视觉市场，e2v提供高性能图像传感器、定制化的摄像头解决方案以及特定应用的标准产品。此外，e2v为宇宙学和天文学提供太空认证的高性能图像传感器及阵列。e2v还为医疗、工业和国防应用制造高可靠性的射频发电组件和子系统。e2v还为航空航天、太空和射频通信应用提供高可靠性的半导体和板级解决方案。　　“我们已经关注e2v超过十年了。一直以来，双方之间的业务联系越来越多。事实上，e2v的每一项业务都与Teledyne高度互补。重要的是，双方的产品重叠非常小。” Teledyne首席执行官、总裁兼主席Robert Mehrabian说：“例如，两家公司都是宇宙和天文学成像领域的领导者，但是，Teledyne大部分提供红外探测器，而e2v提供可见光传感器。尽管两家公司都提供微波器件，e2v的主要产品和市场为癌症放疗应用的磁电管，Teledyne则提供固态和真空微波系统，没有磁电管，而且Teledyne主要服务于电子战、雷达和通信等国防市场。不过，Teledyne还为医疗市场提供特殊的X射线传感器。可以看出，我们各自的能力和以工程为中心的文化是非常契合的。”　　Robert Mehrabian 补充到：“在机器视觉应用领域，e2v能够凭借其强大的专有的CMOS图像传感器设计能力，增强Teledyne的摄像头和视觉系统业务。Teledyne为政府和商业应用设计先进的混合信号电路，e2v广泛的产品组合将增强我们的市场供应和渠道。”　　除交易成本外，该交易的总价值约为6.27亿欧元(约合7.89亿美元)，其中考虑到e2v的股票期权和净债务，e2v的收购总值预计约为6.27亿英镑(约合7.89亿美元)。截至2016年3月31日，该财年e2v的销售额约为2.36亿英镑。除去交易相关支出，Teledyne管理层期望该交易能够迅速提振公司每股收益。　　Teledyne是仪器仪表、数字成像领域领先的产品及软件供应商，其产品主要应用于，航空航天和国防电子以及工程系统领域，业务位于美国，加拿大，英国以及西欧和北欧等地区。

7月2日至5日，2023年IEEE进化计算大会(IEEE Congress on Evolutionary Computation)在美国芝加哥举行，大会上举办了世界智能计算大赛及颁奖仪式。南昌航空大学仪器科学与技术学科图像检测与智能识别团队在激烈竞争中脱颖而出，荣获Multiobjective Neural Architecture Search Competition(神经网络架构搜索竞赛)世界冠军，是南昌航空大学首次在人工智能国际顶级学术会议上获此殊荣。　　IEEE计算智能学会(IEEE Computational Intelligence Society)的旗舰会议进化计算大会(CEC)是计算智能领域规模最大、最具有影响力的重要国际学术会议。自1999年举办第一届以来，至今已连续举办24年，内容涵盖了与进化计算、群体智能以及机器学习等主题相关的人工智能理论与应用研究。为促进人工智能领域的发展，本届大会于3月面向全球研究人员发布了9项极具挑战性的竞赛，其中Multiobjective Neural Architecture Search Competition竞赛以深度神经网络过度依赖人工设计为研究背景，聚焦于神经网络架构自动化与智能化设计，旨在推动神经网络结构设计与优化技术的创新和发展。在该项竞赛中，图像检测与智能识别团队博士生何超在黎明教授指导、张聪炫和陈昊教授协助指导下设计开发了算法“A Two Population Evolutionary Framework for Handling NAS Problems(一种用于神经网络架构搜索的双种群协作进化框架)”，该算法在所有公开测试集上均取得最佳性能表现，最终夺得该项竞赛的冠军。　　南昌航空大学仪器科学与技术学科图像检测与智能识别团队长期从事机器视觉与智能感知、视觉检测与图像识别、智能计算等人工智能领域研究。近年来，在IEEE TPAMI、TIP、TMM、TCSVT、CVPR、ECCV、中国科学:信息科学、自动化学报、电子学报等国内外顶级期刊和学术会议发表相关研究论文100余篇，出版学术专著2部，授权发明专利50余项，承担国家重点研发计划重点专项、国家优秀青年科学基金、江西省重点专项等国家和省部级课题30余项，研究成果获江西省技术发明奖一等奖等省部级和学会奖励5项，团队先后入选江西省“5511工程”优势科技创新团队和江西省首批示范型研究生导师创新团队。

2023年9月23-24日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会化学传感器专业学组（专业委员会）主办的第十六届全国化学传感器学术会议（SCCS2023）于山东省济南市举办，两天时间里，湖州师范学院教授王桦（冯路平代讲）、华中科技大学副研究员闫凯、江苏大学副教授殷秀莲、南京大学教授毛亮、中国科学院长春应用化学研究所副研究员余登斌、中国科学院烟台海岸带研究所研究员张志阳在分会场带来了关于化学传感器在环境领域中应用的精彩报告湖州师范学院教授 王桦（冯路平代讲）报告题目：《纳米医学与环境智能传感监测技术及其产业化应用》冯路平介绍道，医学与环境标志物传感的基体材料包括：微纳通道结构的介孔导电材料可用于吸储液体中的标志物，可折叠柔性聚合物用于包埋标志物敏感的导电探针并印制功能电极，改性石墨烯Jet ink打印导线用于连接探头以及微型电化学处理器及信号输出装置，最后通过电聚合、分子自组装、功能涂覆、溶胶-凝胶法等技术将功能材料修饰于微电极上制成高通量芯片探头。通过该技术可研发出智能标志物传感探针，用于对人体健康及水中环境污染物实现在线监测华中科技大学副研究员 闫凯报告题目：《新型光电化学传感体系的构建及其分析应用》闫凯基于环境分析和生物分析的技术发展要求，以光电极性能优化、传感装置小型化、多目标物检测的光电化学传感搭建为目标，在基于近红外光电活性增强的半导体材料构建高性能光电化学传感体系、构建非铂阴极单室PFC用于自供能光电化学检测、基于图案化刻蚀导电基底构建比率型多目标物传感平台研究三个方面进行讨论，实现用电催化、光催化和酶催化来降解污染物。江苏大学副教授 殷秀莲报告题目：《基于图像模式识别的三维荧光光谱库技术及其在水体污染物检测中的应用》殷秀莲教授对自己的研究介绍道，利用三维荧光技术进行多维数据获取，取得每种污染物28个浓度样本，共28×4张EEM图谱图像，其中5×4张作为测试样本，定性识别准确率为100%。该方法为荧光光谱数据库建立和EEM数据分析开辟了一条新的途径，所提出的特征获取、特征提取及谱检索技术，对其他的光谱数据库建立有借鉴意义。此外，为AI大模型在荧光光谱分析中的应用提供数据准备基础，在水环境监测等领域提供帮助。南京大学教授 毛亮报告题目：《海水中氚的食物链传递风险》毛亮教授从核设施和核污染等热点问题出发，结合氚在食物链中的传递规律和内在机制，研究了氚在海洋中的生物效应。他介绍道，采用放射性同位素标记示踪技术进行研究，发现杜氏蓝藻会通过光合作用使氚水快速转化为有机氚，并经过食物链暴露使丰年虾体内有机氚含量上升，最后通过食物链逐级传递。毛亮教授的研究对当下核废水污染问题极具意义，他总结道，核污染中的氚危害不能仅看海水中浓度，更要关注其化学效应。中国科学院长春应用化学研究所副研究员 余登斌报告题目：《水体综合毒性比色检测新方法开发》基于水体检测任务的需要和国家环境政策导向，发展各种水体毒性检测新方法对检测多场景水体必不可少。余登斌介绍道，根据电化学检测原理，分别研发出了利用基因工程改造的绿脓杆菌分泌的大量绿脓菌素构建了免外加媒介体的水体毒性比色检测方法；利用电致变色普鲁士蓝阴极和生物阳极构建了水体毒性可视化检测传感器；基于E. coli-BQ快速颜色反应实现了水体毒性比色/电化学双信号检测和智能手机辅助RGB模型检测；基于容解性不大的铁盐稳定释放下Fe3+生物合成普鲁士蓝指示剂成功构建了水体毒性比色/电化学检测及酶标仪辅助的高效检测方法。同时，他还提到，新技术相较于传统方法具有操作简便、检测全面、快速灵敏等特点，并支持在线监测。中国科学院烟台海岸带研究所研究员 张志阳报告题目：《面向海岸带环境分析监测的光学纳米传感方法研究》海岸带环境分析监测是了解海洋生态系统健康的重要手段，但海岸带污染物情况复杂，环境分析难度大，基于此，张志阳团队发展光学纳米分析原理与技术，为海岸带生态安全与健康提供支撑。他以样品检测案例介绍道，针对污染物，利用纳米材料的光学特性，开发高灵敏纳米比色传感器/阵列和表面增强拉曼传感器，可实现对目标物的检测、鉴定及讲解分析。最后，张志阳提出展望，未来将强化交叉学科，进一步探究传感原理在环境检测上的应用。随着环境保护意识的不断提高和环境监测技术的不断发展，电化学传感器在环境监测领域的应用前景越来越广阔。未来，电化学传感器将朝着更灵敏、更稳定、更耐用的方向发展，实现环境数据的实时采集和远程监控，同时将探索更多的应用领域，为保护人类的生存环境做出更大的贡献。

p 中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室高速图像传感及信息处理课题组副研究员刘力源等研制出面向860GHz CMOS太赫兹图像传感器的像素器件。相关研究成果将于2017年在太赫兹领域学术期刊IEEE Transaction on Terahertz Science and Technology 上发表。/pp　　太赫兹 (Terahertz, THz) 波是指频率在0.3 THz - 3 THz 范围内，波长(1mm ~ 100mm) 介于毫米波与远红外光之间的电磁波。太赫兹波成像技术作为一种新型无损成像技术正在兴起，在生物医学、医疗诊断、安全检测、危险物品检查、隐形武器探测、材料表征和探伤等科学研究以及日用领域具有非常广阔的应用前景，业已成为各国争相研究的热点技术。在国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、北京市自然科学基金、中科院青年创新促进会基金和中科院基金的支持下，课题组研制出一种基于标准CMOS工艺的太赫兹像素器件及其集成化低噪声信号处理电路，如图1所示。器件采用了自主设计的CMOS片上天线、太赫兹波段匹配网络和高电压响应度晶体管结构。在常温工作条件下，像素器件的太赫兹电压响应率为3.3kV/W @860GHz，噪声等效功率为106pW/Hz0.5。课题组也验证了像素器件信号处理电路，它集成了低噪声斩波式仪表放大器和高精度的SD-ADC，为实现单片集成高分辨率太赫兹图像传感器奠定了基础。图2是基于像素器件扫描成像的实验结果。基于像素器件，有望进一步实现大面阵CMOS太赫兹图像传感器，提升我国在太赫兹成像领域的国际竞争力。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/bbac28dc-c956-49ab-9abd-667953f56d61.jpg" title="1.jpg"/　/pp style="text-align: center "图1 太赫兹像素器件结构(左)芯片照片(右)/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/8884854d-8f47-4c43-9977-98688dfc232b.jpg" title="2.jpg"//pp style="text-align: center "图2 成像结果：(a) 树叶的成像 (b) 隐藏在信封内的物体成像/ppbr//p

滨松微型光谱仪FT系列 C13053MA滨松新型微型光谱仪FT（扁平型）系列为封装在小且薄盒子的多色仪，其内部集成了光学元件、图像传感器以及驱动电路。使用时可通过光纤将测量光导入光谱仪，后通过USB接口传输测量结果。而该光谱仪也不需要任何外部电源，可直接通过USB总线供电。产品外形（80*60*12 mm）该产品使用了石英透射光栅，因此具备高通量的优点，而内部没有运动部件，则保证了测量能够连续稳定地进行。另外，值得注意的是，FT系列内置了高灵敏度的CMOS图像传感器，其灵敏程度与CCD保持了相同的水平，且同时具有电源功耗低的优点。微型光谱仪FT系列连接示例该产品的光谱响应范围在500到1000nm，可应用于食品酸甜度分析、塑料分类以及膜厚测量等。另外，其还具有可用于短时间积分的触发功能，亦可胜任对脉冲发射的光谱测量。在软件方面，滨松除了拥有免费软件能够进行测量条件、获取保存数据、画图等等的设置以外，DLL函数规格也是完全公开的，因此用户可以创建自己原始的测量软件程序。点击按钮，查看产品详细信息：欢迎关注滨松中国官方微信号

p　　2013年，为贯彻落实《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》和《工业转型升级规划(2011-2015年)》，增强传感器及智能化仪器仪表产业的创新能力和国际竞争力，推动传感器及智能化仪器仪表产业创新、持续、协调发展，工业和信息化部、科技部、财政部、国家标准化管理委员会组织制定了《加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划》。/pp　　文件全文如下：　　/pp　　为贯彻落实《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》和《工业转型升级规划(2011-2015年)》，增强传感器及智能化仪器仪表产业的创新能力和国际竞争力，推动产业创新、持续、协调发展，特制定本行动计划。行动计划的实施期为2013-2025年。/ppstrong　　一、战略意义/strong/pp　　传感器及智能化仪器仪表产业是国民经济的基础性、战略性产业，是信息化和工业化深度融合的源头，对促进工业转型升级、发展战略性新兴产业、推动现代国防建设、保障和提高人民生活水平发挥着重要作用。在国防设施、重大工程和重要工业装备中，传感器、智能化仪器仪表及其所构成的测控系统是必不可少的基础技术和装备核心，直接影响国防安全、经济安全和社会安全。/pp　　发达工业国家都把传感器及智能化仪器仪表技术列为国家发展战略。目前产业发展呈现两大趋势：一是创新驱动发展，随着传感技术、数字技术、互联网技术和现场总线技术的快速发展，采用新材料、新机理、新技术的传感器与仪器仪表实现了高灵敏度、高适应性、高可靠性，并向嵌入式、微型化、模块化、智能化、集成化、网络化方向发展 二是企业形态呈集团化垄断和精细化分工的有机结合，一方面大公司通过兼并重组，逐步形成垄断地位，既占据高端市场又加速向中低端市场扩张，掌控技术标准和专利，引领产业发展方向 另一方面小企业则向“小(中)而精、精而专、专而强”方向发展，技术和产品专一，独占细分市场，服务面向世界。/pp　　我国传感器及智能化仪器仪表产业经过多年发展，取得一批重要科技成果，初步形成了比较完整的产业体系和技术创新体系。2011年仪器仪表行业实现工业总产值6152亿元，进口各类仪器仪表产品362亿美元，国内仪器仪表市场规模已经超过7000亿元。但产业整体水平与国外先进水平相比差距较大，关键共性技术缺乏，产学研用结合不紧密，企业创新能力不足，致使产业化和市场推广应用问题未能得到很好的解决。/pp　　未来5-15年，是我国传感器及智能化仪器仪表产业快速发展的关键时期。充分利用业已形成的较为完备的技术体系、制造体系和配套供应体系，转变产业发展思路和观念，推动从硬件加软件的“生产型制造”向应用服务加提供系统整体解决方案的“服务型制造”发展的产业形态变革，实现我国传感器及智能化仪器仪表产业创新、持续、协调发展。/ppstrong　　二、产业发展的原则、总体思路、目标及任务/strong/pp　　(一)原则/pp　　以市场需求为牵引、以实现产业化为目标、以产品创新为主线、以共性技术研发和公共服务平台建设为支撑，推动产业形态从“生产型制造”向“服务型制造”的转变。/pp　　(二)总体思路/pp　　加强各部门间的沟通协调，统筹规划传感器及智能化仪器仪表产业发展，注重与国家科技重大专项和重大工程的衔接 整合现有资源，突出重点，通过政策和资金支持，推动产学研用的协同创新 充分发挥企业的主体地位和作用，按照产业链和创新链进行整体部署，着力提升提供解决方案的能力，实现传感器及仪器仪表的微小型化、数字智能化、模块化和网络化，提升产品价值链 推动行业结构调整，以重点产业园区为依托，形成龙头企业与“小(中)而精、精而专、专而强”中小企业相结合的产业发展模式 加强标准、检测、公共服务平台建设，发挥标准对产业的支撑作用 积极创造良好的市场环境，鼓励支持采用国产传感器及智能化仪器仪表。用15年左右的时间，实现产业形态的转变和创新能力的大幅提升，基本满足重点产业领域和国防建设的需要。/pp　　(三)目标/pp　　1. 总体目标(2013-2025年)/pp　　传感器及智能化仪器仪表产业整体水平跨入世界先进行列，产业形态实现由“生产型制造”向“服务型制造”的转变，涉及国防和重点产业安全、重大工程所需的传感器及智能化仪器仪表实现自主制造和自主可控，高端产品和服务市场占有率提高到50%以上。/pp　　2. 近期目标(2013-2015年)/pp　　以工业转型升级、发展战略性新兴产业、保障和提高人民生活质量为重点，着重于全产业链的系统推进 解决行业主干产品智能化、网络化、可靠性、安全性等关键问题 完成一批高精度仪表和新型传感器的自主设计、开发及产业化 重点满足战略性新兴产业、工业物联网、环保和食品安全、文物保护和传承等领域需求 建立行业共性技术服务平台，为行业自主创新及可持续发展提供支撑。行业整体发展水平得到显著提升。/ppstrong　　三、主要行动/strong/pp　　为发展战略性新兴产业、推动传统产业转型升级、促进文化强国和生态文明建设，根据传感器及智能化仪器仪表技术发展趋势和产业存在的主要问题，实施技术创新、产品升级、产业和企业转型升级、产业化应用四大工程。面向重点行业和领域应用，大幅提升主干产品可靠性和稳定性，开发急需的高端产品，建设公共服务平台，研究前沿技术并实现产业化，通过产业形态和产业结构转型升级，提升企业创新能力和产业整体创新能力，实现本计划的各项目标。年度行动计划、支持的重点领域和方向以指南和实施方案等形式发布。/pp　　(一)技术创新工程/pp　　鼓励和支持测量、控制、智能化等前沿、共性技术研究，新一代传感器及智能化仪器仪表研发及应用验证，开展标准、检测、可靠性等行业支撑技术工作，建设公共技术服务平台。/pp　　1. 重点支持基础共性技术和关键核心技术，包括新型敏感材料、器件及传感器设计和制造技术，传感器测量和数据处理技术，智能传感器系统及无线传感网络技术，嵌入式软件，功能安全和信息安全、系统集成技术等。/pp　　2. 围绕传感器及智能化仪器仪表的高性能、高可靠、长寿命技术，低成本、低功耗、微型化技术，信息处理、融合、传输技术，能效管理技术等核心技术，建设具有自主知识产权的标准和专利池。/pp　　3. 根据传感器和智能化仪器仪表市场需求，自主研发一批高性能、高可靠性、高安全、低功耗、低成本的传感器及智能化仪器仪表中高端新产品，重点开发一批典型行业和领域测控系统解决方案，提供设备运行维护、自动化能效评估优化、远程监测诊断等服务。/pp　　4. 完善传感器及智能化仪器仪表标准体系，加速关键技术标准的研制，实质性参与国际标准化活动，加强测试检测技术、信息数据共享、技术转让交易、人才培训等行业基础和共性技术工作。加强重点实验室、工程中心、技术中心的能力建设，提升服务能力，促进开放共享，打造开放的共性技术服务及综合信息服务平台网络体系。/pp　　(二)产品升级工程/pp　　在技术创新工程基础上，鼓励和支持传感器和智能化仪器仪表设计、制造、校验等产业化技术和专用装备开发，降低制造成本，提高产品的可靠性、稳定性及一致性。/pp　　1.在掌握中高端传感器及智能化仪器仪表关键核心技术的基础上，研究传感器及智能化仪器仪表设计、制造、仿真和验证技术，开发工艺技术、专用制造装备、专用测试校验设备，并实现规模化生产制造，形成较强的国际竞争力。/pp　　2.针对工业过程测控、工厂自动化、物流、环境监测、产品质量检验、汽车电子、智能电网、重大设施健康监测、物联网和节能减排等应用领域和国际市场，选择量大面广的传感器和智能化仪器仪表，采用可靠性工程方法和各种新技术，通过产品改型设计、完善制造装备和工艺等方式，提升产品的可靠性、稳定性和安全性，推动自主研发产品在国家重大工程中的应用，提高市场占有率。/pp　　3.选择一批具有跨越式发展潜力的技术、产品和服务，采用引进人才和自主研发相结合的方式，研制开发新一代的集约化传感器及智能化仪器仪表、现代制造服务项目，培育新的产业增长点。/pp　　(三)产业和企业转型升级工程/pp　　重点支持企业开展以信息化和工业化深度融合为核心的技术改造，传感器及智能化仪器仪表创新示范园区和基地建设，以及以现代制造服务业为核心的产业模式创新。/pp　　1.鼓励和支持拥有传感器及智能化仪器仪表基础和优势的产业园区，按照产业链发展的要求，形成若干个规模超百亿的创新型传感器及智能化仪器仪表产业集群。/pp　　2.推动投资主体多元化，鼓励和支持企业通过兼并重组、股份制改造上市、技术改造等手段，培育产值超10亿元的行业龙头企业和产值5000万元以上的“小(中)而精、精而专、专而强”的创新型企业。/pp　　3.推动企业发展现代制造服务业，延伸产业链，建设产品全寿命周期的服务体系和服务网络。/pp　　(四)产业化应用工程/pp　　支持有利于促进信息化和工业化深度融合，发展战略性新兴产业，提高生产效率，改造传统工业流程，促进安全生产、节能减排、环境保护、食品安全的行业应用示范，推动在重大装备和工程中的应用。/pp　　1.选择工业过程测控、工厂自动化、环境监测、汽车电子、智能电网、重大设施健康监测、文物保护等典型行业，开展应用示范，构建以自主产品为核心的解决方案。/pp　　2.按照“机电仪一体化”的思路，在轨道交通、工程机械、海洋工程、智能装备等高端装备制造业，开展应用示范，提高高端装备的智能化、自动化、国产化水平。/pp　　3.面向物联网技术和产业发展瓶颈，进一步加快与物联网发展相关的传感器及智能化仪器仪表核心关键技术研发及产业化。在智慧城市、智能交通、食品药品信息追溯、社会公共医疗服务等领域开展应用示范。/ppstrong　　四、保障措施/strong/pp　　(一)坚持顶层设计与产业规划相结合，成立跨部门的产业发展领导小组、专家委员会、行动计划办公室及管理支撑体系，形成政府主导，市场驱动的长效工作机制。/pp　　(二)组织实施四大工程，结合传感器及智能化仪器仪表产业特点，在项目管理、过程监督、成果考核等方面探索新的管理模式和工作机制，制定相应的管理办法。/pp　　(三)通过国家科技重大专项等国家科技专项(计划、基金)和重大工程，进一步加大对传感器和智能化仪器仪表技术发展的支持力度。以国家重大工程的总体解决方案为核心，发挥国家科技计划在前瞻性、前沿性和战略性的引领作用，发挥标准化对技术进步和产业发展的支撑作用，在国家相关专项中统筹安排传感器和智能化仪器仪表重点项目。/pp　　(四)充分利用产业园区的产业集聚优势，发挥地方发展仪器仪表产业的积极性，结合国家新型工业化产业示范基地创建工作，鼓励和支持拥有传感器、仪器仪表基础和优势的园区，按照产业链发展的要求，形成创新型产业集群，加速科技成果的转移转化。/pp　　(五)落实《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》(国发〔2011〕4号)和《关于印发 高新技术企业认定管理办法 的通知》(国科发火〔2008〕172号)，对符合相关政策条件经认定的传感器及智能化仪器仪表企业，可按规定享受有关税收优惠政策。!--高新技术企业认定管理办法--!--高新技术企业认定管理办法--!--高新技术企业认定管理办法--!--高新技术企业认定管理办法--/pp　　(六)鼓励和支持重点工程用户与仪器仪表企业联合攻关，共同开发，探索政府引导与“制造商+用户”相结合的市场化运作模式，推广使用具有自主知识产权的传感器及智能化仪器仪表。/pp　　(七)通过国家“千人计划”、“百、千、万人才工程”，加快对传感器及智能化仪器仪表领军人才、复合型人才的引进和培养。重视发挥企业工程技术人员，特别是特殊工种技工与技师的作用。/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "br//span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　相关术语：/span/pp　　span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "1.传感器/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　能感受规定的被测量，并按照一定规律转换成可用信号的器件或装置。通常由直接响应被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件及相应的电子线路组成。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　2.仪器仪表/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　是根据各种科学(如物理、化学、生物)原理对被研究对象(被测量或被控量)进行检测、显示、观察、控制的器具或装置的总称。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　3.智能化仪器仪表/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　仪器仪表应用微处理器技术、计算机技术等使产品具有某些人工智能，对外界因素的变化能做出正确的判断或相应的反应。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　4.人工智能/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。/span/p

近日，科技部发布“十四五”国家重点研发计划“智能传感器”重点专项2022年度项目申报指南（征求意见稿），向社会征求意见和建议。根据征求意见稿，本专项2022年度拟支持项目及“揭榜挂帅”榜单如下：1. 智能传感基础及前沿技术1.1 光声量子纠缠调控机理及加速度传感器研制1.2 精准分子识别智能增强嗅觉传感技术研究1.3 微机电同步共振弱力传感机理及器件研究1.4 非侵入式血糖持续高精度检测传感技术研究1.5 动态非线性磁场传感机理及生物组织成像技术研究1.6 耐高温功能陶瓷共形制造方法与传感技术研究1.7 超高温压电材料制备及振动传感器研制1.8 高灵敏钙钛矿X/γ射线传感原理与技术研究1.9 光学超材料调控机理及微型气体传感器研制1.10 声学超材料增强机理及穿颅脑成像技术研究1.11 碳纳米管生物传感芯片晶圆级制造工艺研究1.12 工业传感网多协议实时处理机及芯片技术研究1.13 高性能硅基和碳基低维材料的变革性传感特性研究2. 传感器敏感元件关键技术2.1 MEMS多力学量敏感元件及智能传感器2.2 高精度航空大气压力敏感元件及传感器2.3 高频响三轴MEMS陀螺敏感元件及传感器2.4 高灵敏宽动态图像敏感元件及传感器2.5 受限空间相干光学位移传感器2.6 高精度温盐深集成光纤矢量水声传感器2.7 MEMS超声换能器元件及传感器2.8 危险气液识别敏感元件及柔性传感器2.9 活细胞内生物质动态检测纳米孔传感器2.10 抗体条形码微阵列超高通量快速检测生物传感器2.11 磁电耦合自供能磁场敏感元件及传感器2.12 微型高精度真空度敏感元件及传感器2.13 路面气象状态敏感元件及传感器2.14 高精度线光谱共焦尺寸测量传感器2.15 多参数融合智能工业传感器集成技术（科技型中小企业）3. 面向行业的智能传感器及系统3.1 飞机故障预测与健康管理成套传感器及应用3.2 轮胎内嵌集成传感器阵列及路面状态感知应用3.3 机床切削工况刀具状态原位实时监测传感器及应用3.4 强磁场高电压设备运行状态非侵入式监测传感器及系统3.5 河流全断面鱼群信息探测传感系统及应用3.6 特种力热参数传感器测试标定标准化技术及装置4. 传感器研发支撑平台4.1 多尺寸兼容的多材料体系MEMS研发平台4.2 MEMS传感器芯片先进封装测试平台“智能传感器”重点专项2022年度“揭榜挂帅”榜单1. 新冠突变株快速检测敏感元件及传感器附件：“十四五”国家重点研发计划“智能传感器”重点专项2022年度项目申报指南(征求意见稿）.pdf

随着图像处理及分析相关的硬件和软件的不断进步，高光谱成像系统在各种研究项目中的使用越来越多，并被应用于各种领域。最新的研究报告显示，2023年全球高光谱成像系统市场估计为168亿美元，预计2028年有望达到343亿美元，预测期间复合年增长率为15.4%，市场极具活力！为了更好的展现高光谱技术和应用的创新成果，以及未来的发展趋势，仪器信息网特别策划《高光谱技术创新成果集》网络专题，集中展示高光谱领域的最新成果，包括但不限于仪器、部件、技术、方法、应用等。中国农业大学副教授 黄越在仪器信息网主办的“高光谱技术在农业领域的最新应用进展” 网络研讨会议中（相关精彩视频回放点击：https://www.instrument.com.cn/news/20230811/679327.shtml ），中国农业大学黄越副教授进行了《光谱图像在微塑料无损表征中的应用》的报告分享。会后，我们再次邀请黄老师分享高光谱技术当前的研究进展及其团队研究成果。1、您认为高光谱的技术优势体现在哪些方面？有哪些成熟的应用？黄越：我认为高光谱的技术优势体现在便捷性、可视化、高通量和信息化等方面。目前高光谱的遥感技术在农业土壤墒情、农作物长势、区域变化监控等方面都已得到较为成熟的应用，高光谱的近端技术在水果在线分级、烟草叶片筛选、药片有效成分控制等方面都得到了较好的应用。此外，高光谱技术还在不断拓展其应用范围，如文物鉴定、痕迹鉴定、司法鉴定等方面高光谱技术也已经发挥了积极的作用。2、当前高光谱技术发展是否成熟？还有哪些新的技术亟待发展？黄越：目前高光谱技术已经发展的较为成熟了，当然新的传感技术和光路系统也在不断更新，比如空间分辨率会越来越高，光谱覆盖波段会越来越宽，采集时间会越来越快，采集方式会越来越便捷，同时与之匹配的图像处理技术也会越来越贴近用户直接使用，满足不断增长的图像分析需求。3、您如何看待高光谱的市场发展态势及未来潜力？有哪些热点的研究方向？最具前景的应用体现在哪些方面？黄越：高光谱的市场和未来潜力一定是广阔的，随着人们对于图像分析的需求扩大，商品化的高光谱仪器、小型化的MEMS高光谱、手机传感结合图像识别等技术和热点将会是未来关注和研究的热点方向。个人认为，手机端的高光谱一定会在未来占据非常重要的应用场景，随着芯片化的光电系统发展，未来覆盖一定范围的高光谱系统会出现在智能手机中，通过传感器或摄像系统采集目标信息，进行快速的分析并将结果展示给消费者。4、基于高光谱技术，您开展了哪些方面的研究？取得了怎样的成果？黄越：在高光谱技术支持下，我们课题组开展了一系列的食品质量和安全方面的快速识别和定量研究工作，比如使用高光谱对调味品掺杂掺假的无损定量检测、高光谱对烟叶等级的快速分级、智能手机对水果缺陷和外观质量的标准化评价、红外光谱图像对奶粉中添加剂和无机物的可视化识别、拉曼光谱图像对食品中微塑料的无损表征等研究工作。目前研究工作已发表数篇高水平论文和申报了一系列发明专利。5、您是否有产业化的意向或者成果？在合作层面有什么样的需求？未来，计划开展哪些方面的研究？黄越：目前，本课题组已建立了高光谱在食品质量和安全中的无损检测方法，如有感兴趣的企业欢迎交流合作，将应用进一步转化到生产中。未来将进一步拓展高光谱技术在食品、农产品、农业种植中的应用，在宏观和微观两个维度发掘高光谱分析的潜力。

2023年8月14日在比利时鲁汶，imec作为纳米电子学和数字技术领域的全球研发和创新中心宣布成功集成了固定光电二极管结构到薄膜图像传感器中。通过添加固定光电栅和传输栅,薄膜成像器超过一微米波长的吸收质量终于可以被利用,以一种成本效益的方式解锁感知可见光之外光线的潜力。检测可见光范围之外的波长,例如红外光,具有明显的优势。应用包括自动驾驶汽车上的摄像头,以“看穿"烟雾或雾霭,以及用于通过面部识别解锁智能手机的摄像头。虽然可见光可以通过基于硅的成像器检测,但需要其他半导体材料来检测更长的波长,比如短波红外线(SWIR)。使用III-V材料可以克服这一检测局限。然而,制造这些吸收体的成本非常高,限制了它们的使用。相比之下,使用薄膜吸收体(如量子点)的传感器最近出现为一个有前景的替代方案。它们具有良好的吸收特性和与传统CMOS读出电路集成的潜力。尽管如此,这种红外线传感器的噪声性能较差,导致图像质量较差。早在20世纪80年代,固定光电二极管(PPD)结构就在硅CMOS图像传感器中引入。该结构引入了一个额外的晶体管栅极和一个特殊的光检测器结构,通过该结构, charges可以在积分开始前全部排空(允许在没有kTC噪声或前一帧影响的情况下复位)。因此,由于噪声更小、功耗性能更好,PPD主导了基于硅的图像传感器的消费者市场。 在硅成像之外,至今还不可能集成此结构,因为难以混合两种不同的半导体系统。现在,imec在薄膜图像传感器的读出电路中成功集成了PPD结构。 一种SWIR量子点光电检波器与一种氧化铟镓锌(IGZO)薄膜晶体管单片集成成PPD像素。 随后,该阵列被进一步处理在CMOS读出电路上以形成一个完整的薄膜SWIR图像传感器。 imec的“薄膜固定光电二极管"项目负责人Nikolas Papadopoulos 表示:“配备4T像素的原型传感器表现出显着低的读出噪声6.1e-,相比之下,传统的3T传感器超过100e-,证明了其良好的噪声性能。" 因此,红外图像的拍摄噪声、失真或干扰更小,准确性和细节更高。imec像素创新项目经理Pawel Malinowski补充说:“在imec,我们正在红外线和成像器的交汇处处于地位,这要归功于我们在薄膜光电二极管、IGZO、图像传感器和薄膜晶体管方面的综合专业知识。通过实现这一里程碑,我们克服了当前像素架构的局限性,并展示了一种将性能最佳的量子点SWIR像素与经济实用的制造方法相结合的方法。下一步包括优化这项技术在各种类型的薄膜光电二极管中的应用,以及扩大其在硅成像之外的传感器中的应用。我们期待通过与行业伙伴的合作进一步推进这些创新。“研究结果发表在2023年8月《自然电子学》杂志"具有固定光电二极管结构的薄膜图像传感器"。初步结果在2023年国际图像传感器研讨会上呈现。原文: J. Lee et al. Thin-film image sensors with a pinned photodiode structure, Nature Electronics 2023.摘要使用硅互补金属氧化物半导体技术制造的图像传感器广泛应用于各种电子设备,通常依赖固定光电二极管结构。 基于薄膜的光电二极管可以具有比硅器件更高的吸收系数和更宽的波长范围。 但是,它们在图像传感器中的使用受到高kTC噪声、暗电流和图像滞后等因素的限制。 在这里,我们展示了具有固定光电二极管结构的基于薄膜的图像传感器可以具有与硅固定光电二极管像素相当的噪声性能。 我们将一种可见近红外有机光电二极管或短波红外量子点光电二极管与薄膜晶体管和硅读出电路集成在一起。 薄膜固定光电二极管结构表现出低kTC噪声、抑制暗电流、高满量容和高电子电压转换增益,并保留了薄膜材料的优点。 基于有机吸收体的图像传感器在940 nm处的量子效率为54%,读出噪声为6.1e–。

水是生命之源，饮用水水质安全是国家公共卫生安全体系的重要组成部分，与人民身体健康和社会稳定息息相关。但是说起饮用水的监测，人们往往想到的只有物理、化学以及细菌等指标，却忽略了被认为世界上最容易导致人体腹泻的水源性耐氯人畜共患原生动物寄生虫——贾第鞭毛虫（Giardia）和隐孢子虫（Cryptosporidium），简称“两虫”。“两虫”传播影响面大，容易暴发感染。其分布与供水的范围具有高度的一致性，绝大多数感染者都有饮用同一水源的既往史。隐孢子虫卵囊和贾第鞭毛虫包囊在外界环境中能较长时间保持感染性。 北京华科仪科技股份有限公司与中国科学院生态环境研究中心通过开展深入合作，参照国内外研究进展及国内水质检测的实际情况，以降低设备和检测成本为目标，围绕“两虫”检测方法、仪器研制、自动识别系统等方面开展了系统的研发，开发出基于“滤膜浓缩/密度梯度分离荧光抗体法”和人工智能技术的多通道两虫检测一体化预处理设备及辅助自动识别系统，彻底解决了我国饮用水“两虫”检测过程中检测成本高昂、人工识别主观性和技术性、依赖进口技术和设备等诸多问题。 两虫样品富集前处理装置我公司基于“滤膜浓缩/密度梯度分离荧光抗体法”研制的两虫样品富集前处理装置内置多种类型传感器和自动控制器以代替人工操作，预处理过程无需人员值守，实现了两虫样品富集过程的智能化、自动化和批量化，极大地降低了两虫检测成本，检测成本仅为美国EPA1623方法的20%左右。该设备已经获得国家专利并正式推向检测市场，受到了检测行业用户的大力赞扬。与此同时，该设备为水质检测部门极大节约检测成本的同时满足不同规模供水单位检测部门“两虫”检测的需求，这对于保证新国标的有效实施具有重要意义。主要特点：1.设备配有大尺寸触摸屏，内置微孔滤膜法和碳酸钙沉淀法操作指导，引导用户使用2.设备支持样品浊度检测，能引导用户选择合适的方法处理不同类型样品3.使用滤膜法，设备支持用户自定义报警和换膜压力，设备实时提醒和自动换膜4.使用滤膜法，设备支持用户自定义处理样品体积，设备实时提醒和自动停止5.使用沉淀法，设备可批量自动处理样品，无需人员现场值守6.设置内置真空系统，辅助完成吸取上清液和真空抽滤操作7.设备能够将样品体积由10-20L富集至200mL，两虫回收率满足标准要求技术参数：外形尺寸：1540*560*1360mm 输入电压：220VAC 50Hz 设备功率：≤300W 触摸屏：10寸工业触摸屏传感器量程：浊度0-100NTU ；压力0-1.6MPa；PH传感器0-14 滤膜法样品处理量设置范围：0-9999L 滤膜法泵流量参数：1.2L/min沉淀法一个样品处理时间（除静置时间）≤15min真空泵参数：真空速度0-12L/min 极限真空度24KPa回收率满足标准要求 基于人工智能技术的两虫自动识别系统为解决人工识别的技术性和主观性难题，我公司研制出基于人工智能技术的两虫自动识别系统，以基于形态学半监督学习神经网络识别算法结合多维度判别方法对两虫进行辅助快速判别定量，可替代传统人工肉眼手动方法，大幅降低人工识别劳动强度和错误率。该仪器实现了多通道检测可扩展模块和载物台和显微镜自动控制等关键部件模块化和智能化，包括：样品扩展阵列和膜过滤自动切换控制系统模块化并集成于一体，形成成套“两虫”检测前处理仪器，建立隐孢子虫和贾第鞭毛虫的形态图像数据仓库，通过神经网络识别算法和多维度判别分析，解决传统分析方法的费时、效率低、依赖人工经验等难题。主要特点1. 显微镜操作遵照国家标准要求2. 自动扫描全片，自动拍照3.发现两虫存在，系统自动拍照并记录坐标并进行数据库存档4.系统自动出具检测结果报告5.支持人工验证，点击系统发现两虫坐标点，显微镜自动移动到该坐标点并自动配置观察倍数和观察模式技术参数：卤素灯主机，12V100W22mm视场，10×可调目镜三目观察镜筒，30°倾斜，47-78mm瞳距半复平场荧光物镜高精度电动载物平台，行程125*75mm，最小步长0.1um投射起偏、转盘DIC聚光镜和微分干涉附件100W汞灯灯室、100W汞灯电源箱和6激发位荧光垂直照明器显微镜运动控制程序：定义扫描区域，控制电动载物台三轴运动，切换物镜，控制CCD相机拍照，记录目标物坐标和镜头信息，能自动还原记录状态辅助人工复核两虫图像识别系统：采用嵌套循环逐像素扫描识别图片，采用DBSCAN聚类技术实现两虫标记，基于大数据利用积卷神经网络技术识别两虫类别，识别率超过80% 应用领域疾控中心自来水厂矿泉水厂环境监测站第三方检测机构等创新点：北京华科仪科技股份有限公司与中国科学院生态环境研究中心通过开展深入合作，参照国内外研究进展及国内水质检测的实际情况，以降低设备和检测成本为目标，围绕“两虫”检测方法、仪器研制、自动识别系统等方面开展了系统的研发，开发出基于“滤膜浓缩/密度梯度分离荧光抗体法”和人工智能技术的多通道两虫检测一体化预处理设备及辅助自动识别系统，彻底解决了我国饮用水“两虫”检测过程中检测成本高昂、人工识别主观性和技术性、依赖进口技术和设备等诸多问题。多通道两虫检测一体化预处理设备及辅助自动识别系统

流化床颗粒制备反应器具有结构简单、传热传质速率高、能耗低和能够实现连续化生产的优点，提升了生产效率和产品质量，广泛应用于化工、医药以及农业领域中的催化剂、药品和化肥等颗粒的制备过程。由于流化床颗粒制备过程通常涉及气、液、固三相掺混，反应器内部的流动呈现出时空非稳态和多尺度效应。流化床颗粒制备过程的关键参数在线监测和过程诊断是国际多相流测量领域的热点与难点，而现有的在线监测技术多基于单一传感器，获取的信息有限，且受到运行条件的限制，难以用于解析流化床反应器内部复杂多相流动的特性以及为过程调控提供数据支持。 　　针对流化床颗粒制备过程在线测量面临的挑战，中国科学院工程热物理研究所开发了结合电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography，ECT)、高速摄像(CCD)、声发射(AE)和压力传感器的非侵入式多模态融合测量技术，提出了多传感器数据融合分析方案(图1)。该团队开发了新型组合电极ECT传感器，实现了流化床反应器的高质量断面成像和内部参数分布信息的获取。进而，该研究将ECT断面图像信息、颗粒流高速摄像数字图像分析和压力信号时频域分析相结合，基于信息互补和相互验证，准确识别了正常喷动和加湿-干燥过程中的典型流态以及流态转变，揭示了不稳定喷动产生的原因(图2)。 　　为获取更多颗粒流动微观尺度信息，科研人员将ECT断面图像信息与高频声发射(AE)信号时频域、递归分析相结合，实现了流化床颗粒制备过程中颗粒团聚现象的识别以及颗粒流动性变化、失流演变过程的准确监测。该研究同时结合ECT和CCD图像信息和原始数据，基于pSNN神经网络，提出了颗粒湿度分级预测模型(图3)。与传统方法相比，颗粒湿度的预测精确度明显提升。该研究为流化床颗粒制备过程在线测量技术的工程应用奠定了重要基础。 　　相关研究成果发表在Chemical Engineering Science、Industrial & Engineering Chemistry Research上，并在首届多相传输及能源转化利用国际会议上作了报告。研究工作得到国家自然科学基金和中国科学院对外重点国际合作项目的支持。上述成果由工程热物理所、北京航空航天大学、清华大学深圳研究生院和英国曼彻斯特大学合作完成。

褚君浩，中国科学院院士，红外物理学家、半导体物理和器件专家，中国科学院上海技术物理研究所研究员，东华大学理学院院长。他是我国培养的第一个红外物理博士，从20世纪70年代末开始，他就专注于红外探测器的研究，并与汤定元、徐世秋两位科学家研究了一种全新的半导体材料，创造性地提出了测算这种材料特性的公式，该公式最终以三位中国科学家的名字命名，被称为CXT公式，成为判断红外探测器新材料、新结构的参照标准。他的专著《窄禁带半导体物理学》，被国外20多个研究机构作为相关材料和器件研究的理论依据。　　智能时代，传感器无处不在。传感器与计算机、通信被称为信息系统的三大支柱，成为衡量一个国家科技水平以及是否处在国际战略竞争制高点的一个重要标志。各种机器设备中的传感器就相当于人类的五官和神经系统，它们让机器能听、能闻、能看，从而更好地感知、学习和进化，为我们提供高精度、智能化的服务。传感器家族有哪些成员？它们能为我们提供怎样的服务？高性能传感器的市场长期被美国、日本、德国的企业占据，我国科学家如何才能在这一领域拼出一席之地？　　简单来说，传感器就是用材料经过一定的设计，做成的一个器件，取代耳朵、鼻子、舌头、眼睛、皮肤的功能。它能够看得见、听得见，能够闻得出味道，能够感知到。它可以比人类的功能更强大，所以传感器要具有高性能。传感器具有的高性能，一般要超过人类的五官，能够听得到很远的声音，能够看得见红外光。　　日常生活当中传感器非常多，最敏感的一个传感器大家可能没注意：你把手机靠近耳朵的时候，手机的屏幕就暗了，所以随便怎么碰耳朵，照样可以打电话，这就是手机传感器在起作用。手机里面传感器最多，而且都很小、很灵敏。现在传感器的发展趋势就是高精度、高灵敏、高速响应、高稳定性、高可靠性、微型化、柔性化、多功能集成化、数字化、智能化、无线通信化，另外还要绿色环保。　　没有传感器就无法数字化　　2019年，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面。嫦娥四号搭载了多种科学探测仪器，可以探测月球表面的地形地貌、月表物质的成分和月球表层的结构。嫦娥四号的着陆器上还安装了4个与月壤直接接触的温度计，可每900秒测量一次月壤的温度，这也是人类首次实现在月球背面对月壤温度进行原位测量。我们进入了一个智能化的时代，上至宇宙探索，下至日常生活，数字技术已经渗透到方方面面，农业测产、荒野探矿、太空探月都离不开传感器，传感器信息采集功能的重要性也因此越来越凸显。物联天下，传感先行，无论是“大数据”“人工智能”，还是“物联网”，其最重要的“基石”就是传感器技术。那么，传感器技术怎样进行数据的采集、存储、计算？　　智能时代的最大特点就是智能化系统的运用。智能化系统有三大支柱：动态感知、智慧识别、自动反应控制。比如机器人能够把乒乓球打到，首先是动态感知，看到这个球怎么过来；其次要分析这个球会从哪里进来，这是智慧分析；然后它采取措施，打到这个球。智能化系统最后的出路就是推动人工智能、智慧地球、数字城市的建设。这个系统最大的核心就是数字化，因为只有数字化才能定量化、精准化、规律化、智慧化，最后促进数字经济的发展。　　数字经济的“数字”从哪里来？就是靠传感器来的，所以传感器是大数据的源头。数据有两类：一类是文本大数据，另一类是物理大数据。物理大数据是靠传感器实时获得的，这类数据好多都是声、光等类型的，它们属于一个波动世界。这个波动世界里面的数据量特别大，一个波有振幅、有位相、有频率，还有偏振等等，再加上时间、空间等海量的大数据，就可以告诉我们好多信息，然后对这些信息进行分析。　　传感器和物联网是智慧地球、智慧城市两个核心技术。智慧分析就是从大数据分析出一些我们所需要的信息。现在浙江省义乌市有一座大桥里面安装了好多传感器，通过传感器看它里面振动的应力波形，不同的车辆开过去波形都会有变化。如果有一天发现应力情况异常，就会报警。　　传感器是支撑智能化最重要的“一条腿”。无线通信接收信号要靠传感器，通信卫星主要就是发射和接收，接收需要传感器，没有传感器，通信就中断了，后面的智能化更无法实现。可以说没有传感器，就没有智能时代；没有传感器，也没有信息化时代。　　我国传感器技术与国外的差距及优势　　一部智能手机中有20多个传感器，一部汽车更是有多达上百个各类传感器。无处不在的传感器，已经成为全世界最具发展潜力的高新技术产业。但是，目前全球2万多种传感器产品中，我国能生产的只有大约6000种，远远不能满足国内市场的需求。智能手机中，传感器几乎均为国外产品，每年我国各种中高端传感器进口占比高达80%，传感器芯片进口的占比甚至要达90%。我国传感器技术与国外的差距究竟在哪里？如何才能打开自己的一片天地？　　传感器国内一般来说都能制造，在一般的应用上面也都适用，但是在高端应用、精细应用方面和国外有差距，这就要发扬工匠精神赶超世界一流。　　我们也有自己的优势领域，有一本最有名的科学手册叫《LandoldtBoerstein》，这本科学手册，到现在已经有140年历史了，它每隔10年到15年要修订一次，我就是负责碲镉汞材料修订的作者负责人，因为在这个领域，我国科学家做的工作国际上认可，所以我们有这个资格来承担这项工作。　　发展传感器，我国过去有一个弊端，就是买得到自己就不做了，但是红外探测器高端的买不到，就只能自己做，我们反而做出来了。其实在有些核心的关键领域还是要自立自强。我们现在好多企业，在红外传感器方面，水平不断地在提升。另外，要发展智能化，把芯片技术感受到的传感信息，智能化地分析处理，这就是当前传感器发展的趋势。　　智能时代的“桥梁”　　2019年4月15日，法国巴黎圣母院起火，考虑到空中投水可能造成建筑及文物损毁，法方派遣无人机捕获实时图像，为消防员实现精确定点扑救提供了重要支持。这其实得益于物联网技术的普及。互联网、物联网，一字之差，但两者截然不同。如果说，互联网是人们用来进行信息传播和共享的平台，那么，物联网就是“物物相连的互联网”，所不同的是，物联网是通过传感器、红外等各种感知设备，将信息传送到接收器，再通过互联网实现远程监视、自动报警、控制、诊断和维护。如今，物联网已经广泛应用在智慧城市、智慧医疗、智慧农业等众多领域，而传感器作为智能时代的“桥梁”，在各个领域智慧建设中已不可或缺。未来，传感器在智慧城市、智慧医疗、智慧农业等领域还能起到怎样的作用？　　江苏无锡有一家公司，在公司每个区域里所有的转动部分都安装了传感器，这样在办公室里可以监控所有的电梯、马达是否正常。如果哪个地方不正常，控制室就亮黄灯了，马上就可以派人去修理。这就是智慧城市管理的一方面。　　现在抑郁症很多，还有一些小孩患抑郁症，抑郁症当然有多种识别方法，也可以做成一个小的设备，定量分析患者的抑郁程度，这都是传感器信息获取分析的可能应用。如果我们人体里面都有传感器，比如口袋里放个心脏传感器，心电图随时可以拿到，如果一个人心脏有点不舒服了，跟医生打个电话，说我现在心脏不舒服，或者发条微信给他，这个是互联网技术的应用；但如果这个传感器的信号直接送到分析中心，分析中心就能够根据GPS定位知道人在什么位置，马上通知相关机构采取措施，这就是物联网技术应用。物联网技术在人类健康上面大有用处。　　人类现在要进入智能时代，智能时代的最大特点就是智能化系统的运用，智能化系统非常重要的核心就是传感器，传感器就是我们的敏感神经。在智能时代的背景下，我们要努力打造敏感神经，通过科技创新手段不断提升信息传感水平，不断提升智慧分析水平，从而发展物联网、人工智能、智慧地球的事业，促进数字经济的发展和城市数字化转型，最终提升人们的生活水平。

2月18日消息,Parrot宣布推出高科技微型多光谱传感器Sequoia。据了解,Sequoia是一款能够“测定不可见光”的多光谱微型传感器:它通过拍摄红外线校准图像以采集影响农作物生长的关键数据。Parrot无人机搭配Sequoia,能够让所有农业相关从事人员获取“大数据”。　　据介绍,Sequoia 能从四个不同光谱波段记录农作物图像的多光谱传感器,内置64GB存储器,可记录光照条件并自动校准四个多光谱传感器的独立亮度传感器,同时内置全球定位系统(GPS)和惯性测量元件(IMU)。　　同时,Sequoia可搭配任意款民用无人机使用,其尺寸与GoPro传感器相当。　　而搭配Sequoia 的无人机单次航行即可覆盖数百公顷,因而能够拍摄极为精细的农作物影像,识别农场哪些区域需要特别关注,通过探测养分缺乏状况改善施肥模式,可以预防和检测生物胁迫(由生物引起)从而优化使用农药,以及分析氢气压力威胁的变化以控制对农作物的灌溉,更重要的是通过分理并利用农事指标预测农作物产量。　　Parrot创始人兼CEOHenri Seydoux表示:“我们开发Sequoia的初衷是为了向农业领域提供一款精准的多光谱解决方案。它不仅需要融合先进技术,且要能够兼容市面上的固定翼无人机和多旋翼无人机。”　　目前,Parrot将外在增长策略放在商用无人机市场内领先公司的所有权权益,尤以精准农业为甚。2012年Parrot收购专业无人机公司senseFly、2013年收购航空绘图公司Pix4D,2015年对数据处理和农艺公司MicaSense与Airinovin作出的重大投资。而Parrot计划进一步融合先进软件解决方案及针对不同农作物品种的传感器技术,以成为精准农业市场上的主要参与者。