微波等离子体炬仪

化学气相沉积是使几种气体在高温下发生热化学反应而生成固体的方法，等离子体化学气相沉积是通过能量激励将工作物质激发到等离子体态从而引发化学反应生成固体方法。因为等离子体具有高能量密度、高活性离子浓度、故而可以引发在常规化学反应中不能或难以实现的物理变化和化学变化，且具有沉积温度低、能耗低、无污染等优点，因此等离子体化学气相沉积法得到了广泛的应用。微波等离子体也具有等离子体洁净、杂质浓度低的优点，因而微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）成为制备高质量金刚石的优先方法，也是目前有发展前景的高质量金刚石（单晶及多晶）沉积方法之一。MPCVD设备反应腔示意图金刚石具有优异的力学、电学、光学、热学、声学性能，在众多领域具有广泛的用途。而这些用途的实现在很大程度上依赖于高取向和单晶金刚石以及大面积透明金刚石膜。由于金刚石生长过程中普遍存在缺陷以及难以获取大面积范围内均匀温度场等参数，导致金刚石的取向发生改变，使高取向和单晶金刚石以及大面积透明金刚石膜的获得十分困难。因此，目前金刚石研究面临的大挑战和困难是如何制备优质单晶、多晶金刚石样品。 德国iplas公司基于 CYRANNUS 多天线耦合技术，解决了传统的单天线等离子技术的局限。CYRANNUS技术采用腔外多天线设置，确保等离子团稳定生成于腔内中心位置，减少杂质来源，提高晶体纯度（制备的金刚石单晶纯度可达VVS别以上）。MPCVD系统可合成饰钻石 同时稳定的微波发生器也易于控制，可以在10mbar到室压范围内激发高稳定度的等离子团，大限度的减少了因气流、气压、气体成分、电压等因素波动引起的等离子体状态的变化，从而确保单晶生长的持续性，为合成大尺寸单晶金刚石及薄膜提供了有力保证。 MPCVD系统可合成优质大尺寸金刚石薄膜 MPCVD同样适用于平面基体，或曲面颗粒的其它硬质材料如Al2O3，c-BN的薄膜沉积和晶体合成。德国iplas公司凭借几十年在等离子技术领域的积累，可以为用户提供高度定制的设备，满足用户不同的应用需要。相关产品链接 微波等离子化学气相沉积系统 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C184528.htm

安捷伦科技微波等离子体原子发射光谱仪荣膺 R&D 杂志评选的百大科技研发奖 2012 年 6 月 25日，北京&mdash &mdash 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）宣布了 4100 微波等离子体原子发射光谱仪 (MP-AES) 在权威的百大科技研发奖名单中榜上有名，该奖项评出过去一年中全球范围内推出的技术最先进的 100 种产品。 安捷伦副总裁光谱产品总经理 Philip Binns 说：&ldquo 4100 ＭＰ-AES 从根本上改变了科学家进行元素分析的方法。该产品在 2011 年投放市场，开创了一个全新的产品类别，为科研人员提供了最低维护成本的元素分析设备，同时还提高了实验室的安全性。这一突破性元素分析仪器被授予百大科技研发大奖，我们深感荣幸。&rdquo 长期以来，百大科技研发大奖一直是通讯、高能物理学、软件、制造业和生物技术行业衡量卓越的标杆。该奖项是由独立评审小组和 R&D 杂志的编辑共同甄选。 4100 MP-AES 使用空气运行的氮气等离子发生器，因此不需要易燃的或昂贵的气体。4100 MP-AES 不用连接外部气瓶，也无需持续供气，是所有元素分析实验室的上乘之选，这对于偏远地区和流动实验室来说尤为可贵。有了该光谱仪，实验室无需再使用多种气体，也免除了手动搬运和处理气瓶，有效改善实验室的安全。 关于安捷伦科技 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）是全球领先的测量公司，同时也是化学分析、生命科学、电子和通信领域的技术领导者。公司的 20,000 名员工为 100 多个国家的客户提供服务。在 2011 财政年度，安捷伦的业务净收入为 66 亿美元。要了解安捷伦科技的信息，请访问：www.agilent.com.cn。

大米是全球75%人口的主要食物，其中重金属如镉（Cd）、汞（Hg）、铅（Pb）和铬（Cr）的快速、高灵敏检测对于食品安全至关重要。常用的元素检测技术常常具有诸如须要复杂的样品预处理及消解过程、仪器运行成本高或检出灵敏度低等不足，开发一种能够直接检测固体样品、高灵敏度、经济性好的分析系统，对于大米中重金属的快速、灵敏检测具有重大意义。四川大学分析仪器研究中心段忆翔教授团队长期开展在线、现场分析方法和分析仪器的研发，围绕微波等离子体炬关键技术性难题开展了深入研究。本研究构建了激光烧蚀微波等离子体炬光谱发射光谱（LA-MPT-OES）分析系统，并对不同元素在等离子体内的激发行为从其在等离子体中的激发高度和宽度开展了二维表征，明确了各元素的最佳分析区域，建立了针对大米中镉（Cd）、汞（Hg）、铅（Pb）和铬（Cr）快速、高灵敏的检测方法。该系统实现了固体样品的直接采样，避免了复杂的样品预处理过程。通过对不同元素在等离子体火焰内激发行为的研究，明确了元素之间激发过程的差异性及各元素的最佳检测区域。与其他技术相比，LA-MPT-OES具有相当甚至更低的检测限，达亚微克/克级别。同时，作者采用实际样品对该方法的实用性进行了考察，其检测结果与标准值之间无显著性差异，表明LA-MPT-OES在实际样品分析中具有良好的准确性和稳定性。需要指出的是，该系统结构简单，等离子体炬功率仅为200 W，所用气体流量不超过1 L/min，在现场、快速分析领域具有极大的应用潜力。综上所述，LA-MPT-OES具有直接固体采样、高灵敏度、低气体消耗和低功率消耗的优势，可适用于大米样品的直接、快速、高灵敏度检测，在食品安全领域具有广阔的应用前景。图1.各元素在不同位置的光谱及采样时等离子体羽流的表征(a) Cd、Cr、Pb和Hg在不同位置的光谱。(b) 等离子体羽流的照片。(c) 采样时等离子体羽流的元素成像及各元素在二维平面上等离子体羽流中的信号强度。图源：Food Chemistry, https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.139850 论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0308814624015000

中国首个航空等离子体动力学国家级实验室成立　　5月12日，中国首个航空等离子体动力学国家级重点实验室在空军工程大学成立。对于大多数人来说，等离子体这种宏观的中性电离气体距离他们的生活实在是太遥远了。即使是热爱军事的网友，很多对这方面也仅仅是表面的了解。等离子体与军用航空的关系，流传最广泛的就是所谓的“俄罗斯战机使用等离子体隐身”这个说法了。　　说到“等离子体隐身”，就要提到人类的载人航天。在一次次飞船、航天飞机返回地球的过程中，由于他们和大气层的剧烈摩擦，飞船表面产生了等离子层，形成了电磁屏蔽。很多中国人都会记得几次神舟飞船返回地球的时候都会有一段时间和地面暂时中断联系，就是这种现象的反映。当然，这种现象早就受到了军事技术人员的注意，就是有可能通过这种等离子体的电磁屏蔽来实现作战飞机的主动隐身。然而设想并不等于工程实践，实际上通过等离子体来实现隐身从工程角度来讲很难实现。因为想实现覆盖几十米长作战飞机的等离子层，要么会牺牲飞机的气动外形，要么会对飞机的电源和燃料提出了很难实现的要求。　　现在对等离子体的研究，基本上已经可以确定。那种大气摩擦产生的热等离子，是不可能应用于飞机隐身的。即使在俄罗斯，现在也没有没有确凿的证据来证明有实用的等离子体飞机隐身技术。唯一在技术界流传广泛的，就是有传闻美国在B-2轰炸机上使用了一些由稳态电源或者微波产生的冷等离子体来实现隐身。这种传闻，和美国公开B-2采用飞翼和涂料来实现隐身的说法差异很大。由于B-2轰炸机涉及到美军的核心机密，等离子体隐身的说法只能是个疑问。　　除了等离子体隐身，那么等离子体和军用航空的契合点又在哪里呢？　　我们不妨再看看原来的那条新闻。不难发现，这个实验室的全称是“航空等离子体动力学国家级重点实验室”，里面有动力学这个关键词。而新闻中还提到：“这个实验室的成立，是推进我国在航空动力发展领域实现理论和技术创新的重要举措，并为解决制约航空装备发展和空军战斗力生成的瓶颈问题提供了重要的研究平台……”答案已经很明显了，等离子体研究与“航空动力”这制约中国航空装备发展和空军战斗力生成的瓶颈问题有着直接的关系。　　一些公开的资料表明，等离子体在航空动力上，可以有效地提高燃烧稳定性和燃烧效率，极大改善航空发动机压气机增压比升高后的工作稳定性，从而实现推重比10甚至更高涡扇发动机的生产；而在飞机气动力上，等离子体可以减少飞机阻力，增加升力，提高战机的失速攻角和机动性。　　例如在航空发动机上，风扇、压气机是航空涡扇发动机的核心部件。提高航空涡扇发动机的推重比，只能增加压气机的增压比，而随之带来的问题就是压气机出口面积急剧缩小、效率严重降低。而通过在压气机的特定位置上布置等离子体激励装置，则会有效改善发动机内气体的流动效果。　　毫无疑问，等离子体动力学的研究在全球范围内都是一个非常超前的领域。以至于在公开的资料中，只知道等离子体对空气的流动会产生作用，但是其作用的机理却不清楚。那么国外的一些先进航空动力，例如F-119、F-135发动机，是否使用了等离子体技术，也是一个谜。不过这次我国成立等离子体国家级重点实验室，显示我国在航空动力、飞行器气动力研究方面，已经进入了最前沿领域。随着我国在等离子体动力学研究上的不断深入，中国在研制推重比10以上的先进航空发动机的技术积淀，将更为深厚，从而为先进战机、空天飞行器、大型军用运输机的发展奠定坚实的基础。

近日，美国科学家成功绘制出太空中等离子体波类似斑马线的波谱图，并证明了等离子体波是由围绕地球磁场线呈环状分布的质子激发产生的。等离子体波谱图的绘制可帮助科学家更准确地理解太空辐射和模拟太空环境，或有助于更好地保护宇航员和太空设备。　　20世纪60年代，加州大学洛杉矶分校研究生克里斯托弗拉塞尔在范爱伦辐射带(围绕地球的含有高能粒子的圆环)检测到了神秘的等离子体波，它们普遍存在于近地空间，但科学家却一直无法解释这些等离子体波是如何产生的。现在，这一谜题已被解开。　　据加州大学洛杉矶分校官网报道，该校地球物理学家尤里施普里茨领导的研究团队通过卫星观察到13个在太空中等间距分布的线，在赤道附近发现了结构稳定的类似斑马线的等离子体波波谱，根据上述结果绘制了等离子体波的模式图。研究人员还发现，围绕地球磁场线呈环状分布的质子能够为等离子体波提供能量，并证明等离子体波是由这些质子激发产生的。　　赤道附近的等离子体波能使范爱伦辐射带内的粒子加速到高能状态，并使这些粒子消失在大气层内。这一现象可能对地球磁层、电离层和中高层大气有重要影响，其对太空中电子和离子的加速和扩散可能造成卫星通讯故障甚至使之完全失效，还可能伤害宇航员的健康。　　施普里茨说：“等离子体波谱图的绘制有助于科学家更准确地理解太空辐射和模拟太空环境，以及更好地保护宇航员和太空设备。”　　现在已经是空间物理和行星学教授的拉塞尔说：“施普里茨的工作非常有意义。我在1966年观察到的神奇现象终于得到了合理解释。”

诊断高能量密度(HED)等离子体的特性，例如存在于惯性约束聚变(ICF)中的等离子体，对于理解它们的演化和相互作用至关重要。然而，考虑到所涉及的通常极端的温度和密度条件，以及其中一些相互作用发生的小时间和空间尺度，获得这些测量结果是具有挑战性的。干涉测量法是目前等离子体最灵敏、最成功的诊断方法之一。然而，由于最常见的干涉测量系统的设计，工作波长有限，因此可以探测的密度和温度范围受到严重限制，难以测量对于可见光波段不透明的 HED 等离子体。基于 Talbot 效应的 Talbot-Lau 干涉法，提供了将干涉测量扩展到 X 射线波长的可能性。另一方面，在光子能量从几 keV 到几十 keV 的范围内的硬 X 射线，低 z 物质的弹性散射截面远大于衰减截面，相位对比度比传统的衰减度对比对电子密度的变化更敏感。因此，在成像机制上，基于折射的方法相较于基于吸收的方法有更高的固有对比度。即，基于相位变化的 X 射线成像方法，包括 Talbot-Lau 偏折测量方法，尤其适用于低 z 生物组织、聚合物、纤维复合材料和 HED 等离子体等的表征。约翰霍普金斯大学物理与天文学系的 M. P. Valdivia 与 D. Stutman 等人提出了将TL莫尔光束偏转技术扩展到8 keV 能量，用于 HED 等离子体实验中的密度梯度测量。[http://dx.doi.org/10.1063/1.4885467]该实验采用低能 TL 干涉仪装置采用焦斑为 ~ 15 μm FWHM 的铜阳极管作为 X 射线源。当在 22 kV 下工作时，该管产生 Kα 特征线主导的光谱，在 8 keV 处有一个强峰。同时使用了 30 μm 厚度的 Ni 滤波器，进一步提高特征线与轫致辐射之间的比率。对于微周期 Talbot-Lau 光栅的设计与制造工艺，对于高能量X射线（如20~100keV），难点在于得到高厚度/深宽比的光栅结构；对于低能 X 射线（如10keV）,则应在设计上更多的考虑光栅衬底的影响，即必须使用自支撑结构或者薄衬底的光栅.该实验中使用了由德国 Microworks 公司制造的基底为10 μm 厚聚酰亚胺膜的光栅。如下图所示，源光栅 G0 周期为 2.4 μm，直径有效尺寸为 7 mm，金高度为 21-24 μm；相位光栅G1的周期为 4.0 μm，直径有效尺寸为 9 mm，镍条高度为 3.0 μm。分析光栅 G2 周期为 12 μm，直径有效尺寸为 35 mm，金高度为 17-22 μm。1. Microworks GmbH 提供的 Talbot-Lau 光栅：a)源光栅；b)相位光栅；c)分析光栅该小组使用多种形状（棱柱，圆柱，球型）的多种材料（丙烯酸，铍，PMMA）作为材料进行实验验证。其中，以 PMMA 球形样品的测试结果为例：2. 直径1.5mm的 PMMA 球的 Moiré 条纹像（a）及其偏移映射图（b）结果表明，在 8 keV 下的测量足够灵敏，可以测量几到几十微弧度范围内的折射角，从而提供 10-20 到 10-21 mm&minus 2范围内的面密度。在静态模式下论证得出该技术能够为 HED 相关物体提供密度诊断。上述小组进一步改进该实验，使用短脉冲(30–100 J, 10 ps)激光轰击 Cu 箔产生 X 射线作为测量光源，由于激光的脉冲特性，使得对 HED 的时间分辨测量成为了可能。(doi: 10.1063/1.5123919)3. 超短脉冲时间分辨 X 射线 Talbot-Lau 干涉实验前端光路示意图4. Talbot-Lau X 射线干涉法诊断平台波尔多大学的 G. P´ erez-Callejo 与 V. Bouffetier,对特定靶结构在激光作用下产生的 HED 瞬时密度进行了模拟和测量，并提供了相应的干涉图像的后处理工具。（DOI: 10.1063/5.0085822）5. 等离子体靶材结构设计示意图（左）；模拟轰击靶材后30ns 瞬时密度图像6. 瞬时状态下的干涉图像（a）与空光路参考图像(b)7. 经数据处理后的吸收像（a），暗场像（b）与相位像（c）相关阅读- Microworks光栅助力新冠病毒肺部诊断- 实验室X射线相衬成像技术—核心调制和探测器件技术分析（上）- 实验室X射线相衬成像技术—核心调制和探测器件技术分析（下）Microworks 德国 Microworks GmbH 基于其独特的 LIGA 技术，向广大科研用户提供定制化的微结构加工服务。其中，它的X射线透射光栅在相衬成像领域，有着极高的声誉。Microworks为X射线无损检测（NDT）提供标准化和定制产品。在微纳米技术领域，Microworks代表着高精度，其最高纵横比和精度可以远低于 1 µ m。北京众星联恒科技有限公司作为 Microworks 的中国大陆全权代理商，为中国用户提供所有的售前咨询，销售及售后服务，同时 TALINT EDU 干涉仪套件目前我们开放国内试用, 如果您想体验这款模块化、操作简易的 X 射线相衬、暗场成像套件, 欢迎联系我们。免责声明：此篇文章内容（含图片）部分来源于网络。文章引用部分版权及观点归原作者所有，北京众星联恒科技有限公司发布及转载目的在于传递更多行业资讯与网络分享。若您认为本文存在侵权之处，请联系我们，我们会在第一时间处理。如有任何疑问，欢迎您随时与我们联系。

瀚蓝（常山华侨经济开发区）固废处理有限公司是一家国企上市公司，地址位于常山华侨经济开发区海峰管区牛深坑。服务范围为云霄县、东山县、诏安县及常山开发区。项目规划规模为日处理生活垃圾1000t/d，年处理生活垃圾不低于33.33万t；采用2×500t/d焚烧炉配2×12MW凝汽式汽轮发电机组，年发电量1.324×108kWh,上网电量1.089×108kWh。Plasma1500是钢研纳克自主研发的一款高分辨率电感耦合等离子体光谱仪，可广泛适用于冶金、地质、材料、环境、食品、医药、石油、化工、生物、水质等各领域的元素分析。本文在瀚蓝（常山华侨经济开发区）固废处理有限公司，依据HJ/T300-2007《固体废物 浸出毒性浸出方法 醋酸缓冲溶液法》对飞灰原样浸提，浸提液参照HJ786-2016《固体废物 22种金属元素的测定 电感耦合等离子体光谱法》消解和测试。 1第一部分 垃圾焚烧工艺垃圾焚烧发电，在大多数人的印象中是浓烟滚滚、产生大量污染的过程。然而，在科学合理的设计和规划下，不仅让厂区建筑和设备的布局井然有序，四周布满了茂盛的绿植和花朵的凉亭，也给繁忙紧张的生产工作，带来了一丝轻松和惬意。垃圾焚烧发电厂采用二段式炉排炉工艺，其工艺生产工艺流程为：生活垃圾由垃圾封闭运输车运至发电厂→电子汽车衡过磅→卸入封闭的垃圾料坑内→垃圾经抓斗→给料斗→推料器→焚烧炉，在焚烧炉内高温燃烧，焚烧产生的烟气将水加热，并生成蒸汽，蒸汽驱动汽轮机组发电，焚烧产生的烟气经尾气处理装置净化后达标排放，焚烧产生的炉渣可以作为一般废物处理，布袋除尘器处理的飞灰作为危险废物加水泥与螯合剂固化处理。 第二部分 飞灰实验室常用仪器 飞灰实验室常用的设备和仪器主要包括：ICP-OES、原子荧光、微波消解仪、样品破碎机、磁力搅拌器、全自动式翻转振荡器、紫外分光光度计、电加热板、分析天平、pH计、真空抽滤泵、电热恒温鼓风干燥箱、赶酸仪、超纯水机等。 ICP-OES 钢研纳克Plasma1500 第三部分 飞灰浸出实验垃圾焚烧飞灰：在焚烧炉窑之后，焚烧烟气的颗粒被捕集下来的就是飞灰，这些需要进行卫生填埋或者进入危废填埋场。在进入填埋之前需要模拟固体废物在填埋场渗滤液的影响下，从废物中浸出的过程。对其浸提液进行检测，评价其对环境的影响。浸出步骤包括：含水率测试、样品破碎、浸提液的确定、样品的浸提和抽滤消解。1.含水率测试：称取 100.0000g 样品置于具盖容器中，于 105℃下烘干，恒重至两次称量值的误差小± 1%，计算样品含水率。2.样品破碎：样品颗粒应可以通过 9.5mm 孔径的筛，对于粒径大的颗粒可通过破碎、切割或碾磨降低粒径。3.确定使用的浸提剂：取5.0g样品至500ml烧杯或锥形瓶中，加入96.5ml试剂水，盖上表面皿，用磁力搅拌器猛烈搅拌5min，测得 pH5.0，加 3.5ml 1M 盐酸，盖上表面皿，加热至50℃，并在此温度下保持10min。将溶液冷却至室温，测得5.0，用浸提剂2# 。（浸提剂2#：用试剂水稀释17.25ml的冰醋酸至1L。配制后溶液的pH值应为2.64±0.05。）4.样品浸提：根据样品的含水率，称取75.0g样品于提取瓶，按液固比为 20׃1（L/kg）计算出所需浸提剂的体积，加入浸提剂，固定在翻转式振荡装置上，调节转速为 30±2r/min，于 23±2℃下振荡 18±2h。振荡停止后，在压力过滤器上装好滤膜，用稀硝酸淋洗过滤器和滤膜，弃掉淋洗液，过滤并收集浸出液，于4℃下保存。5.微波消解：收集的浸出液中，转移到微波消解管中，分别加入5mL硝酸，于赶酸器上150℃加热30min，使其充分反应，再放入微波消解仪中，按程序5min内升至150℃，保持10min，再升至180℃保持5min。待样品冷却后，于赶酸器上180℃，保持1h。样品消解完全后，冷却定容至25mL容量瓶中，待测。第四部分 飞灰浸出液中Zn、Cd、Be、Cr、Pb、Cu、Ni、Ba的测定。 1、试验仪器及试剂1、实验仪器及试剂1、实验仪器及试剂1.1 钢研纳克Plasma1500电感耦合等离子体光谱仪1.2 盐酸（ρ1.18 g／mL），优级纯；1.3 硝酸（ρ1.42 g／mL），优级纯；1.4 电子分析天平（精确到0.0001g）1.5 超纯水18.2MΩ；2、工作曲线的配置3、推荐分析元素谱线待分析元素谱线的选择标准溶液进样测试各元素标准曲线、检出限及相关系数R4、4、样品测试结果样品测试结果仪器原理和构造培训及 矩管安装和位置调整5、结果与讨论从上表测试结果中可以看出，样品的相对标准偏差都在5%以下，仪器的稳定性良好。Plasma1500操作简单，检测快速，测量精度高，可应用于垃圾焚烧飞灰浸出液中的Zn、Cd、Be、Cr、Pb、Cu、Ni、Ba等多种元素检测。

在半导体行业，晶圆是用光刻技术制造和操作的。蚀刻是这一过程的主要部分，在这一过程中，材料可以被分层到一个非常具体的厚度。当这些层在晶圆表面被蚀刻时，等离子体监测被用来跟踪晶圆层的蚀刻，并确定等离子体何时完全蚀刻了一个特定的层并到达下一个层。通过监测等离子体在蚀刻过程中产生的发射线，可以精确跟踪蚀刻过程。这种终点检测对于使用基于等离子体的蚀刻工艺的半导体材料生产至关重要。等离子体是一种被激发的、类似气体的状态，其中一部分原子已经被激发或电离，形成自由电子和离子。当被激发的中性原子的电子返回到基态时，等离子体中存在的原子就会发射特有波长的辐射光，其光谱图可用来确定等离子体的组成。等离子体是用一系列高能方法使原子电离而形成的，包括热、高能激光、微波、电和无线电频率。实时等离子体监测以改进工艺等离子体有一系列的应用，包括元素分析、薄膜沉积、等离子体蚀刻和表面清洁。通过对等离子体样品的发射光谱进行监测，可以为样品提供详细的元素分析，并能够确定控制基于等离子体的过程所需的关键等离子体参数。发射线的波长被用来识别等离子体中存在的元素，发射线的强度被用来实时量化粒子和电子密度，以便进行工艺控制。像气体混合物、等离子体温度和粒子密度等参数都是控制等离子体过程的关键。通过在等离子体室中引入各种气体或粒子来改变这些参数，会改变等离子体的特性，从而影响等离子体与衬底的相互作用。实时监测和控制等离子体的能力可以改进工艺和产品。一个基于Ocean Insight HR系列高分辨率光谱仪的模块化光谱装置用于监测等离子体室引入不同气体后，氩气等离子体发射的变化。测量是在一个封闭的反应室中进行的，光谱仪连接光纤和余弦校正器，通过室中的一个小窗口观察。这些测量证明了模块化光谱仪从等离子体室中实时获取等离子体发射光谱的可行性。从这些发射光谱中确定的等离子体特征可用于监测和控制基于等离子体的过程。等离子体监测可以通过灵活的模块化设置完成，使用高分辨率光谱仪，如Ocean Insight的HR或Maya2000 Pro系列（后者是检测UV气体的一个很好的选择）。对于模块化设置，HR光谱仪可以与抗曝光纤相结合，以获得在等离子体中形成的定性发射数据。从等离子体室中形成的等离子体中获取定性发射数据。如果需要定量测量，用户可以增加一个光谱库来比较数据，并快速识别未知的发射线、峰和波段。监测真空室中形成的等离子体时，一个重要的考虑因素是与采样室的接口。仪器部件可以被引入到真空室中，或者被设置成通过视窗来观察等离子体。真空通管为承受真空室中的恶劣条件而设计的定制光纤将部件耦合到等离子体室中。对于通过视口监测等离子体，可能需要一个采样附件，如余弦校正器或准直透镜，这取决于要测量的等离子体场的大小。在没有取样附件的情况下，从光纤到等离子体的距离将决定成像的区域。使用准直透镜可以获得更局部的收集区域，或者使用余弦校正器可以在180度的视野内收集光线。测量条件HR系列高分辨率光谱仪被用来测量当其他气体被引入等离子体室时氩等离子体的发射变化。光谱仪、光纤和余弦校正器通过室外的一个小窗口收集发射光谱，对封闭反应室中的等离子体进行光谱数据采集（图1）。图1：一个模块化的光谱仪设置可以被配置为真空室中的等离子体测量。一个HR2000+高分辨率光谱仪（~1.1nm FWHM光学分辨率）被配置为测量200-1100nm的发射（光栅HC-1，SLIT-25），使用抗曝光纤（QP400-1-SR-BX光纤）与一个余弦校正器（CC-3-UV）耦合。选择CC-3-UV余弦校正器采样附件来获取等离子体室的数据，以解决等离子体强度的差异和测量窗口的不均匀问题。其他采样选项包括准直透镜和真空透镜。结果图2显示了通过等离子体室窗口测量的氩等离子体的光谱。690-900纳米的强光谱线是中性氩（Ar I）的发射线，400-650纳米的低强度线是由单电离的氩原子（Ar II）产生的。图2所示的发射光谱是测量等离子体发射的丰富光谱数据的一个例子。这种光谱信息可用于确定一系列关键参数，以监测和控制半导体制造过程中基于等离子体的工艺。图2：通过真空室窗口测量氩气等离子体的发射。氢气是一种辅助气体，可以添加到氩气等离子体中以改变等离子体的特性。在图3中，随着氢气浓度的增加添加到氩气等离子体中的效果。氢气改变氩气等离子体特性的能力清楚地显示在700-900纳米之间的氩气线的强度下降，而氢气浓度的增加反映在350-450纳米之间的氢气线出现。这些光谱显示了实时测量等离子体发射的强度，以监测二次气体对等离子体特性的影响。观察到的光谱变化可用于确保向试验室添加最佳数量的二次气体，以达到预期的等离子体特性。图3：将氢气添加到氩等离子体中会改变其光谱特性。在图 4 和 5 中，显示了在将保护气添加到腔室之前和之后测量的等离子体的发射光谱。 保护气用于减少进样器和样品之间的接触，以减少由于样品沉积和残留引起的问题。 在图 4中，氩等离子体发射光谱显示在加入保护气之前，加入保护气后测得的发射光谱如图5所示。保护气的加入导致了氩气发射光谱的变化，从400纳米以下和~520纳米处的宽光谱线的消失可以看出。图4：加入保护气之前，在真空室中测量氩等离子体的发射。图5：加入保护气后，氩气发射特性在400纳米以下和~520纳米处有明显不同。结论紫外-可见-近红外光谱是测量等离子体发射的有力方法，以实现元素分析和基于等离子体过程的精确控制。这些数据说明了模块化光谱法对等离子体监测的能力。HR2000+高分辨率光谱仪和模块化光谱学方法在测量等离子体室条件改变时，通过等离子体室的窗口测量等离子体发射光谱，效果良好。还有其他的等离子体监测选项，包括Maya2000 Pro，它在紫外光下有很好的响应。另外，光谱仪和子系统可以被集成到其他设备中，并与机器学习工具相结合，以实现对等离子体室条件更复杂的控制。以上文章作者是海洋光学Yvette Mattley博士，爱蛙科技翻译整理。世界上第一台微型光谱仪的发明者海洋光学OceanInsight，30年来专注于光谱技术和设备的持续创新，在光谱仪这个细分市场精耕细作，打造了丰富而差异化的产品线，展现了光的多样性应用，坚持将紧凑、便携、高集成度以及高灵敏度、高分辨率、高速的不同设备带给客户。2019年，从Ocean Optics更名为Ocean Insight，也是海洋光学从光谱产品生产商转型为光谱解决方案提供商战略调整的开始。此后，海洋光学不仅继续丰富扩充光传感产品线，且增强支持和服务能力，为需要定制方案的客户提供量身定制的系统化解决方案和应用指导。作为海洋光学官方授权合作伙伴，爱蛙科技（iFrogTech）致力于与海洋光学携手共同帮助客户面对问题、探索未来课题，为打造量身定制的光谱解决方案而努力。如需了解更多详情或探讨创新应用，可拨打400-102-1226客服电话。关于海洋光学海洋光学作为世界领先的光学解决方案提供商，应用于半导体、照明及显示、工业控制、环境监测、生命科学生物、医药研究、教育等领域。其产品包括光谱仪、化学传感器、计量检测设备、光纤、透镜等。作为光纤光谱仪的发明者，如今海洋光学在全球已售出超过40万套的光纤光谱仪。关于爱蛙科技爱蛙科技（iFrogTech）是海洋光学官方授权合作伙伴，提供光谱分析仪器销售、租赁、维护，以及解决方案定制、软件开发在内的全链条一站式精准服务。

一、项目编号：项目名称：电感耦合等离子体质谱仪采购项目预算金额：98.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：98.0000000 万元（人民币）采购需求：1. 标的名称：包组1：电感耦合等离子体质谱仪采购项目2. 标的数量：包组1：1套3. 简要技术需求或服务要求：（1） 项目编号: CLF22SH01QY17（2） 最高限价: 人民币 ¥ 980,000.00元（3） 交货期限: 采购合同签订之日起至1个月内。（4） 本项目只允许采购本国产品；（5） 简要技术要求： a） 电感耦合等离子体质谱仪具备可搭配LC、自动进样器、全自动石墨消解系统、全自动微波消解系统等连用技术。 b） 可广泛应用于水质、土壤、大气颗粒物、固废、食品、动植物、食品接触材料、化妆品、半导体、高纯材料、矿产、石油化工、工业品、纺织等领域，且符合相关国家标准分析方法的要求。具体详见采购需求。 合同履行期限：自合同签订之日起至2023年10月前本项目( 不接受 )联合体投标。二、项目编号：0705-224002028052项目名称：复旦大学电感耦合等离子体发射光谱仪采购国际招标预算金额：99.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：97.0000000 万元（人民币）采购需求：1、招标条件项目概况：电感耦合等离子体发射光谱仪采购资金到位或资金来源落实情况：本次招标所需的资金来源已经落实项目已具备招标条件的说明：已具备招标条件2、招标内容：招标项目编号：0705-224002028052招标项目名称：电感耦合等离子体发射光谱仪采购项目实施地点：中国上海市招标产品列表(主要设备)：序号产品名称数量简要技术规格备注1电感耦合等离子体发射光谱仪1套自激式射频发生器，频率大于40MHz预算金额：人民币99万元 最高限价：人民币97万元 合同履行期限：签订合同后4个月内合同履行期限：签订合同后4个月内本项目( 不接受 )联合体投标。

2014奖项评选已经开始中国上海，2011年12月12日&mdash &mdash 全球科学服务领域的领导者赛默飞世尔科技（以下简称：赛默飞），于近期宣布2012冬季等离子体光谱化学会议奖项得主是Dr. J. Sabine Becker，德国Juelich研发中心分析化学中心部门痕量和超痕量分析的领导者。这个由赛默飞赞助的奖项，专门授予那些为等离子体质谱化学领域作出最卓越贡献的科学家。赛默飞将在2012年1月9-14日于Tucson, Ariz举办的冬季等离子体质谱化学会议上，将这个奖项和$5,000的支票授予Dr. Becker。Dr. Becker在分析化学领域最杰出的领域是长寿命放射性核素、超痕量和高纯材料分析、同位素比率测量，以及微量和nanolocal 元素和痕量分析。最近，她在Juelich研究中心建立了负责大脑研究成像的卓越分析中心BrainMet。这个中心基于激光剥蚀诱导耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）技术，将金属、类金属和非金属的创新成像技术引入生物组织领域，为患病和健康的医学以及生物组织的薄片样本中关键的毒性元素提供了定量分析方法。&ldquo 作为等离子体质谱仪领域的领导者，赛默飞非常乐意赞助这个汇聚了该领域诸多优秀科学家的工业奖项，&rdquo 赛默飞无机质谱全球支持经理Lothar Rottmann说到，&ldquo 冬季会议奖项担负着我们不断进步和创新的使命，我们忠心希望能表彰为这个领域做出非凡贡献的Dr. Becker。&rdquo 冬季等离子体质谱化学会议奖项成立于2009年，由赛默飞赞助以表彰那些长期在这个领域做出贡献或做出某次突破性进展的科学家。这个奖项也承认在新仪器的研究和开发，以及等离子体质谱化学的原理或反应解析方面的成就。获奖者包括影响行业进步的著名的研究论文或书籍作者，或者对等离子体质谱化学领域的新应用做出贡献的科学家。冬季等离子体质谱化学会议使应用、仪器和理论行业的全球科学家汇聚一堂，共同探讨这个领域的最新进展。2012会议将提供诱导耦合等离子体（ICP）、直流等离子体（DCP）、微波等离子体（MIP）、辉光放电（GDL、HCL）和激光源等方面的进展。下一届2014冬季等离子体奖项评选已经开始，赛默飞欢迎全世界科学家提交应用。候选者应该在2012年12月31日之前将应用以及个人简历发送至wpc.award@thermofisher.com。一个由7位国际知名的质谱化学专家组成的独立奖项委员会将负责评选，这个委员会成员还包括了往届得主。更多信息请访问www.thermoscientific.com/wpcaward。 关于赛默飞世尔科技赛默飞世尔科技（纽约证交所代码： TMO）是科学服务领域的世界领导者。我们致力于帮助我们的客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额接近 110 亿美元，拥有员工约37000人。主要客户类型包括：医药和生物技术公司、医院和临床诊断实验室、大学、科研院所和政府机构，以及环境与工业过程控制行业。借助于Thermo Scientific 和 Fisher Scientific 两个首要品牌，我们将持续技术创新与最便捷的采购方案相结合，为我们的客户、股东和员工创造价值。我们的产品和服务有助于加速科学探索的步伐，帮助客户解决在分析领域所遇到的各种挑战，无论是复杂的研究项目还是常规检测或工业现场应用。 欲了解更多信息，请浏览公司网站：www.thermofisher.cn

纳米载玻片为无染色细胞分析提供了一条清晰的途径。图1 一种新的显微镜载玻片可以转换介电常数的微妙变化，显示引人注目的颜色对比度澳大利亚的研究人员开发了一种显微镜载玻片，可以通过“揭示”癌细胞的颜色来改善癌症诊断。由澳大利亚的拉筹伯大学（La Trobe University ）高级分子成像研究委员会卓越中心的布莱恩阿贝（Brian Abbey）教授及其同事首创的所谓纳米载玻片（NanoMslide），是一种等离子体活性的显微镜载玻片，可以将样品介电常数的细微变化转化为鲜明的颜色对比。阿贝和他的同事已经使用纳米载玻片在组织中辨别癌细胞，其灵敏度优于一些用于临界诊断的商业生物标志物。正如研究人员在《自然》（Nature）杂志上报道的那样：“这项技术的广泛应用以及它与标准实验室工作流程的结合，可能会证明其应用范围远远超出组织诊断。” 几十年来，研究人员已经知道，由于细胞内蛋白质分布和整体形状的差异等因素，癌细胞倾向于以不同于健康细胞的方式与光相互作用。虽然在生物成像过程中，通常会将染色剂和染料添加到透明的生物样品中，以生成彩色图像，但这些染料往往会改变样品的性质。考虑到这些点，阿贝和同事使用最新的纳米制作技术，来创建一个可以操纵光线和“添加”颜色的等离子体主动显微镜载玻片。图2载玻片在玻璃表面结合了几层精细印刷的金属，以操纵光与细胞的相互作用。结果是在显微镜下观察组织时，大大增强的对比度纳米制剂在墨尔本纳米制造中心（MCN）制作，该中心是澳大利亚国家制造设施（ANFF）的一部分。正如阿贝所强调的：“通过开发一种特殊的纳米涂层，我们改进了普通显微镜载玻片的表面，并将其转化为一个巨大的传感器。”他补充道：“真正引人注目的是，传感器的结构只有几百纳米宽，但在几十厘米或更大的范围内重复的精度惊人。”当样品放置在载玻片上，通过可见光激活载玻片时，就将介电常数转变为颜色对比度的变化。正如阿贝及其同事在《自然》杂志上所写：“非凡的光学对比度涉及光与金属表面自由电子集体振荡的共振相互作用，称为表面等离子体激元。”当透射光通过载玻片上的一组波长光阑时（载玻片与薄电介质试样接触），光谱发生了变化。当使用标准透射亮场显微镜对样品进行成像时，这会导致与局部样品厚度和/或介电常数相关的空间分辨颜色分布，从而产生显著的颜色对比效果。图3 使用纳米载玻片来观察未染色的癌组织。 [拉筹伯大学]根据阿贝的说法，这可能意味着很难通过等离子体增强的颜色对比度在可见光透射图像中清楚地看到光学透明样品中的特征。他说：“纳米载玻片使组织呈现出美丽的全彩对比，使得在一张玻片上更容易区分多种类型的细胞。”。研究人员利用小鼠模型和患者组织，与乳腺癌病理学家一起测试了他们的纳米载玻片。在小鼠模型中，研究人员确信从样本中看到的一些表明癌细胞的特定颜色。在对患者组织进行更复杂的病理学评估时，纳米载玻片也表现强劲，优于一些商业生物标记物，这些标记物被用作边界诊断的辅助手段。“这是我第一次看到癌细胞突然出现在我面前，”艾比的同事、彼得麦克卡勒姆癌症中心的贝琳达帕克（Belinda Parker）教授说。她补充道：“我们所做的只是取一段乳腺癌组织，放在载玻片上，在传统光学显微镜下观察。我们可以很容易地将癌细胞与周围的正常组织区分开来。”。“这张幻灯片还将乳腺癌与其他非癌性异常区分开来，这对早期癌症诊断有很大的希望。”研究人员现在也在测试他们的液体活组织切片载玻片，并希望扩大生产，这将使他们能够探索进一步的应用，并生产出进一步临床验证所需的载玻片数量。阿贝说：“这项技术也可能对不断增长的数字病理学空间产生巨大的好处，在那里，纳米载玻片产生的鲜艳色彩可以帮助开发下一代人工智能算法来识别疾病的迹象。”。该项研究发表在《自然》杂志上。符斌 供稿

低温等离子改性接枝是一种处理时间短、不产生化学污染、不破坏材料的整体体积结构、仅仅改变材料表面性能的处理技术。近年来，等离子体所“低温等离子体应用研究室”陈长伦、邵大冬、胡君、王祥科等所在的课题组利用低温等离子体技术对碳纳米管进行表面修饰改性组装，克服了碳纳米管的难溶性带来的制约等问题，大为提高了其实际应用程度。　　该课题组在用低温等离子体技术对碳纳米管进行改性组装后，将其应用于环境污染物检测和治理研究方面，取得了一系列成果。　　一是分别利用Ar/H2O，Ar/NH3，Ar/O2微波等离子体对碳纳米管进行表面处理，使其表面引入含氧、含氨基等功能基团，提高了碳纳米管的亲水性和分散性，使其可制备纳米溶液。这些经过处理的(表面修饰的)功能化材料对改善碳纳米管在生物、环境污染物吸附等方面，具有很好的应用前景。部分研究结果发表在Applied Physics Letter (2010, 96, 131504) Carbon (2010, 48, 939-948) The Journal of Physical Chemistry C (2009, 113, 7659-7665) Diamond & Related Materials (in press) 并受邀请在国际会议上做2次口头报告。　　二是利用N2射频等离子体对碳纳米管表面进行活化处理，然后接枝上有机单体和天然高分子材料，制备碳纳米管/有机物复合材料。等离子体制备的复合材料表面具有各种功能基团，这些功能基团对持久性有机污染物(POPs)、有毒有害的重金属离子、放射性核素具有强的吸附、络合能力，因而提高了复合材料对污染物的吸附能力。部分研究结果发表在The Journal of Physical Chemistry B (2009, 113, 860-864) Chemosphere (2010, 79, 679-685) Plasma Processes and Polymers (in press,并被选为封面)。　　三是碳纳米管由于尺度小，使其在吸附处理有机/无机污染物后，在回收和循环利用纳米材料方面具有很大的难度。采用传统的离心法需要高的转速，过滤法易导致过滤膜堵塞，如果吸附污染物的碳纳米管进入环境，会产生二次污染。针对上述问题，该课题组采用溶胶—凝胶法，首先在碳纳米管上组装上铁氧化物，然后利用N2射频等离子体对碳纳米管/铁氧化物表面进行活化处理，接枝上有机单体和天然大分子材料，制备出磁性多重复合纳米材料，该磁性复合纳米材料不仅具有高的吸附性能，且磁分离技术可以简单方便地把磁性复合纳米材料从溶液中分离出来，解决了固液分离的难题，同时可以大量的应用到实际工作中。部分相关研究成果发表在Environmental Science and Technology (2009,43,2362-2367) Journal of Hazard Material (2009,164, 923-928) Journal of Physical Chemistry B (jp-2009-11424k)。　　该工作得到了国家自然科学基金，科技部973重大研究计划“面向持久性有毒污染物痕量检测与治理的纳米材料应用基础”，中科院合肥物质科学研究院重大项目，合肥研究院人才项目和火花项目，中科院新型薄膜太阳能电池重点实验室基金等经费的支持。

超大规模集成电路（ULSI）产业直接关系到国家的经济发展、信息安全和国防建设，是衡量一个国家综合实力的重要标志之一。在半导体芯片制备过程中，约有三分之一的工序要使用等离子体技术，因此配备等离子体工艺腔室的材料刻蚀和薄膜沉积设备是ULSI制造工艺的核心。目前，半导体工艺中最常用的两种等离子体源是CCP（容性耦合等离子体）和ICP（感应耦合等离子体）。等离子体工艺腔室制造过程极为复杂，不仅涉及精密机械加工技术，还要统筹考虑电源、气体、材料等外部参数的优化，以及与晶圆处理工艺的兼容性。如果采用传统的“实验试错法”，不仅成本巨大，而且延长了设备的研发周期，将严重制约我国ULSI产业的快速发展。因此，采用建模仿真与实验诊断相结合的方式、为等离子体工艺腔室的研发与优化提供方案，成为一种必然趋势。等离子体放电过程是极其复杂的，受到多种外界参数的控制，如电源功率与频率、气体成分与压强、腔室尺寸及材料属性等。此外，等离子体系统还包含了多空间尺度和多时间尺度的变化，以及多物理化学场的耦合过程。例如等离子体、鞘层、表面微槽等空间特征尺度相差10个量级；电磁场、带电粒子、中性气体及化学反应等时间特征尺度相差9个量级。如此复杂的等离子体工艺环境，给物理建模和数值仿真都带来了巨大挑战。物理学院PSEG团队在王友年教授的带领下，自2005年开始，历经近二十年时间，在国内率先研发出具有自主知识产权的等离子体工艺腔室仿真软件——MAPS（Multi-Physics Analysis of Plasma Sources）。通过采用物理建模、数值仿真与实验诊断相结合的方法，解决了制约等离子体工艺腔室设计和制造中的一些关键技术难题，为我国研发具有自主知识产权的等离子体工艺腔室提供了技术支撑。MAPS是一款专门面向等离子体工艺腔室的数值模拟软件平台，可以同时为等离子体工艺腔室的参数设计和表面处理工艺（材料刻蚀和薄膜沉积）的结果预测提供模拟服务。基于不同的等离子体模型，MAPS包含不同的数值模拟方法，如粒子/蒙特卡洛碰撞模拟方法、流体力学模拟方法、流体力学/蒙特卡洛碰撞混合模拟方法、整体模型模拟方法等。软件平台包含输入部分、输出部分以及七大模块，分别是等离子体模块、中性气体模块、电磁模块、鞘层模块、化学反应模块、表面模块及实验验证模块。此外，PSEG团队研制了结构可变的大面积、多功能等离子体实验平台和多套CCP和ICP放电平台，并自主研发了射频磁探针、微波发卡探针、光探针、吸收光谱诊断系统、布拉格光栅测温系统、悬浮双探针等诊断工具和集成了商用的Langmuir探针、质谱仪、离子能量分析仪、光谱仪、ICCD及光致解离负离子诊断系统等。这些诊断手段为等离子体源多参数诊断提供条件。大量研究表明，MAPS的模拟结果与实验测量结果在量级和变化趋势上达到一致，证明了MAPS仿真软件的可靠性。近期，针对工业中常用的CCP源，MAPS仿真软件提供了一种新的快速仿真算法：基于多时间步长、泊松方程的半隐式修正、超松弛迭代等，可以将模拟速度提高几十倍。此外，针对ICP源，PSEG团队也建立了一种新的双极扩散近似模型，可以对带有射频偏压的感性耦合放电过程进行仿真。该方法不仅模拟速度快，还适用于低气压放电。MAPS仿真软件具有外界控制参数多、耦合物理场多、数值求解器多、数值仿真模型多等优势，能够对ICP刻蚀机、CCP刻蚀机、PECVD（等离子体增强化学气相沉积）和PVD（物理气相沉积）工艺腔室进行仿真，支持对优化工艺过程参数的进一步探索，受到了国内的多家半导体设备制造企业的青睐。近十年中，MAPS仿真软件已分别为北方华创、中微半导体设备（上海）、拓荆科技、苏州迈为、武汉长江存储及理想能源设备（上海）等多家企业提供仿真服务。未来，PSEG团队将继续专注于对MAPS仿真软件的完善和升级，希望可以为半导体、光伏及平板显示等产业的创新与发展注入源源不断的强劲动力。

阿贡纳米材料中心的超快电子显微镜，图片自：阿贡国家实验室每个去过大峡谷的人都能体会到靠近自然边缘的强烈感受。同样，美国能源部(DOE)阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)的科学家们发现，当接近一层单原子厚的碳薄膜(石墨烯)边缘时，金纳米颗粒会表现异常。这可能对新型传感器和量子设备的发展产生重大影响。这一发现是通过美国能源部科学用户设施办公室——阿贡纳米材料中心 (CNM) 新建立的超快电子显微镜 (UEM) 实现的。UEM能够实现在纳米尺度和不到一万亿分之一秒的时间尺度内的可视化和现象研究。 这一发现可能会在不断发展的等离子体领域引起轰动，该领域涉及光撞击材料表面并触发电子波，称为等离子体场。多年来，科学家们一直致力于开发具有广泛应用的等离子体设备——从量子信息处理到光电子学（结合光基和电子元件），再到用于生物和医学目的的传感器。为此，他们将具有原子级厚度的二维材料（例如石墨烯）与纳米尺寸的金属颗粒相结合。而要想理解这两种不同类型材料的组合等离子体行为，就需要准确了解它们是如何耦合的。在阿贡最近的一项研究中，研究人员使用超快电子显微镜直接观察金纳米颗粒和石墨烯之间的耦合。“表面等离子体是纳米粒子表面或纳米粒子与另一种材料界面上的光诱导电子振荡，”阿贡纳米科学家Haihua Liu说， “当我们在纳米粒子上照射光时，它会产生一个短寿命的等离子体场。当两者重叠时，我们 UEM 中的脉冲电子与这个短寿命场相互作用，电子要么获得能量，要么失去能量。然后，我们收集那些使用能量过滤器获得能量的电子来绘制纳米粒子周围的等离子体场分布。”在研究金纳米粒子时，Liu和他的同事发现了一个不寻常的现象。当纳米颗粒位于石墨烯薄片上时，等离子体场是对称的。但是当纳米颗粒靠近石墨烯边缘时，等离子体场在边缘区域附近集中得更强烈。Liu说：“这是一种非凡的新思考方式，可以思考我们如何利用纳米尺度的光以等离子体场和其他现象的形式操纵电荷。” “凭借超快的能力，当我们调整不同的材料及其特性时，很难预测我们将看到什么。”整个实验过程，从纳米粒子的刺激到等离子体场的检测，发生在不到几百千万亿分之一秒内。CNM 主管 Ilke Arslan 表示：“CNM 在容纳 UEM 方面是独一无二的，该 UEM 对用户开放，并且能够以纳米空间分辨率和亚皮秒时间分辨率进行测量。” “能够在如此短的时间窗口内进行这样的测量，开启了对非平衡状态中大量新现象的研究，而我们以前没有能力探测到这些现象。我们很高兴能够提供这种能力给国际用户。”对于这种纳米颗粒-石墨烯系统的耦合机制的理解，将是未来开发令人兴奋的新型等离子体装置的关键。基于这项研究的论文“使用超快电子显微镜可视化等离子体耦合”（Visualization of Plasmonic Couplings Using Ultrafast Electron Microscopy）发表在 6 月 21 日的《Nano Letters》上，DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c01824。除了 Liu 和 Arslan，其他作者还包括 Argonne 的 Thomas Gage、Richard Schaller 和 Stephen Gray。印度理工学院的 Prem Singh 和 Amit Jaiswal 也做出了贡献，武汉大学的 Jau Tang 和 IDES, Inc. 的 Sang Tae Park 也做出了贡献（日本电子于2020年初收购超快时间分辨电镜商IDES）。文：Jared Sagoff，阿贡国家实验室关于CNM新建立的超快电子显微镜 (UEM)CNM 的超快电子显微镜 (UEM) 是一种独特的工具，可供美国能源部纳米科学研究中心的用户使用。CNM超快电子显微镜实验室。左起顺时针:Thomas Gage, Haihua Liu和Ilke ArslanUEM 的应用是利用电子研究纳米级材料中的超快（亚皮秒）结构和化学动力学，这是一个广受关注的新兴科学领域。CNM的 UEM 结合了以下功能：■具有高重复率的可调谐飞秒激光器■产生脉冲电子束的多种途径■配备高灵敏度相机和电子能量过滤的同步激光泵浦脉冲透射电子显微镜CNM精心设计的UEM打开了通向任何标准电子显微镜都不具备的科学理解领域的大门，即理解亚纳米空间分辨率材料中的快速(亚皮秒到纳秒)动力学和短期亚稳态相。它代表了一种关键的分析工具，可以提供超快的结构和化学变化，以广泛的系统。在未来几年，通过开发超快的电气和机械触发机制，CNM期望开发具有基础和设备相关性的新型样品环境和样品激发途径。结合超快探测，这将允许深入了解电场和应变的非平衡现象。例如，人们可以探索声学声子模式在量子信息科学感兴趣的材料和系统中产生的应变随时间变化的影响，例如金刚石或碳化硅中的空位缺陷。在纳米科学的许多领域中，UEM 在促进对瞬态过程的理解方面具有很高的价值，例如激子定位、短寿命亚稳相、光致分离、拓扑材料动力学、等离子体系统、分子马达和磁波动等。连同理论建模，UEM 将为纳米科学界提供对纳米材料的前所未有的理解。阿贡国家实验室是 1946 年在伊利诺伊州杜佩奇县成立的第一个也是最大的国家实验室。 美国能源部资助阿贡国家实验室和芝加哥阿贡大学有限责任公司管理该实验室。 阿贡国家实验室前身是芝加哥冶金实验室，也是恩里科费米 (Enrico Fermi) 第一个受控核链式反应演示的所在地。 目前，阿贡实验室由阿贡先进光子源、阿贡串联直线加速器系统组成，开展基础科学研究、清洁能源实验、全国环境问题管理，最重要的是审查和监测国家安全风险。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "粉体材料的一个重要特性就是其表面效应。粉体微粒的表面原子数之比随粉体微粒的尺寸减小而大幅度增加，相应的，粒子的表面张力也随之增加，粉体材料的性质就会因此发生各种变化。以金属纳米微粒为例，随着尺寸减小，微粒的比表面积迅速增加，因而稳定性极低，很容易与其他原子相结合，在空中燃烧。另外，一些氧化物粉体微粒也会由于类似的原因，在暴露于大气中的时候很容易吸附气体。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "改善粉体的的表面效应是粉体材料应用过程中最主要的难题之一，而低温等离子体正是一种有效的表面改性技术。首先我们先了解下究竟什么是低温等离子体。低温等离子体是在特定条件下使气体部分电离而产生的非凝聚体系，其整个体系呈电中性，有别于固、液、气三态物质，被称作物质存在的第四态。具体来说低温等离子体主要由以下几部分组成：中性原子或分子、激发态原子或分子、自由基、电子或负离子、正离子以及辐射光子。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "产生等离子体的方法也有很多种，热电离法、光电离法、激波法、气体放电法、射线辐照法等。等离子体技术在粉体表面处理方面的应用主要有三个维度：等离子体刻蚀、等离子体辅助化学气相沉积和等离子体处理。而低温等离子体技术在改进粉体材料表面处理方面的应用主要有三方面：改进粉体分散性、改进界面结合性能、改进粉体表面性能。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "改进粉体分散性：由于粉体的表面效应,导致粉体很容易团聚，通过等离子体处理，可使粉体表面包膜或接枝，而产生粉体间的排斥力，使得粉体间不能接触，从而防止团聚体的产生，提高粉体分散性能。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "改进界面结合性能：无机矿物填料在塑料、橡胶、胶黏剂等高分子材料工业及复合材料领域发挥着重要的作用。但过多的填充往往容易导致有机高聚物整体材料的某些力学性能下降，并且容易脆化，等离子体技术正是改善这类材料力学性能的好方法。例如等离子体处理的碳酸钙填充PVC制备SMA复合材料可以使其弯曲强度、冲击强度等力学性能大大提高。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "改进粉体表面性能：这部分应用主要有三个分维度，一是能提高粉体的着色力、遮盖力和保色性；二是能保护粉体的固有性能及保护环境；三是在制药领域，能够使得粉体具有缓释作用。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "粉体材料的低温等离子体处理技术对复合材料的发展具有重要的促进意义，但是其工业化的大量应用仍然有待继续努力，目前这一技术同时也是进行污水处理的研究热点之一。/ppbr//p

项目编号：[230001]ZCHXM[GK]20220002项目名称：电感耦合等离子体质谱仪及附属设备采购方式：公开招标预算金额：3,380,600.00元采购需求：合同包1(电感耦合等离子体质谱仪及附属设备):合同包预算金额：3,380,600.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1其他专用仪器仪表制样设备球磨机4(台/套)详见采购文件68,000.00-1-2其他专用仪器仪表样品处理设备微波消解仪1(台/套)详见采购文件340,000.00-1-3其他专用仪器仪表样品处理设备恒温油浴锅2(台/套)详见采购文件7,000.00-1-4其他专用仪器仪表样品处理设备恒温振荡器2(台/套)详见采购文件11,000.00-1-5其他专用仪器仪表样品处理设备铂金坩埚9(台/套)详见采购文件90,000.00-1-6其他专用仪器仪表定氮仪（一）1(台/套)详见采购文件37,000.00-1-7其他专用仪器仪表定氮仪（二）1(台/套)详见采购文件19,000.00-1-8其他专用仪器仪表称样设备分析天平2(台/套)详见采购文件28,000.00-1-9其他专用仪器仪表电感耦合等离子体发射光谱仪及附属设备1(台/套)详见采购文件920,600.00-1-10其他专用仪器仪表电感耦合等离子体质谱仪1(台/套)详见采购文件1,860,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：合同签订后两个月内

p style="text-indent: 2em text-align: left "据美国《新闻周刊》网站近日报道，科学家利用激光冷却，创造出温度达到零下273℃的中性等离子体，其比太空深处温度还要低。这一成果发表于《科学》杂志，显示了极端环境下（比如白矮星和木星中央）等离子体的新的可能性。/pp style="text-indent: 2em text-align: left "一般认为，激光可用于加热，但其实也可用于冷却物理系统。在实验中，英国莱斯大学的汤姆· 基利安和同事使用10台不同波长的激光器来冷却中性等离子体。等离子体是在固体、液体和气体之后，物质的第四种它通常在极热的地方（比如太阳内）产生。/pp style="text-indent: 2em text-align: left "研究人员先用一组激光器蒸发锶金属，这些激光器捕获并冷却了一组原子。然后，他们用第二组激光电离这些超冷气体，激光脉冲将这些气体转换成等离子体，这些等离子体迅速膨胀然后消散。/pp style="text-indent: 2em text-align: left "基利安解释说：“如果一个粒子（原子或离子）正在移动，我用一束激光来抵制它的运动，当该粒子从激光束中散射出光子时，就获得了动量来减慢速度。诀窍在于确保光子始终从与粒子运动相反的激光中散出来。”/pp style="text-indent: 2em text-align: left "1999年，基利安在美国国家标准与技术研究所进行博士后研究，开创了从激光冷却的气体中创造中性等离子体的电离方法。此后，他一直在寻求让等离子体更冷的方法，最新研究让他20年的追寻成为现实。目前，他们正努力制造更冷的等离子体。/pp style="text-indent: 2em text-align: left "基利安说：“我们将尝试开发新的温度探头来测量更冷的温度。如果能在不让密度变得太低的情况下，将温度降到足够低，该系统将形成结晶等离子体——维格纳晶体，据信白矮星中心的离子以这种状态存在。”/pp style="text-indent: 2em text-align: left "基利安表示，当科学家研究出如何冷却原子气体时，就打开了“超冷世界”的大门，这使他们能将原子气体冷却到比绝对零度（零下273.15℃）高出百万分之一摄氏度左右，“在此处，量子力学开始发挥作用”。通过研究超冷等离子体，有望回答有关物质在高密度和低温的极端条件下如何表现的基本问题。/p

项目编号：CBNB-20222433G项目名称：中国科学院宁波材料技术与工程研究所采购离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用仪等两项设备项目预算金额（元）：3,500,000.00最高限价（元）：标项一:2,000,000.00 标项二:1,500,000.00采购需求：标项号采购内容数量简要技术需求预算金额（万元）最高限价（万元）是否允许采购进口产品一离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用仪1套泵:具备二元高压或四元低压梯度功能200.00200.00是二稳态瞬态荧光光谱仪1套稳态光源：连续氙灯150.00150.00是合同履行期限：自合同签订生效后开始至双方合同义务完全履行后截止。本项目不接受联合体投标。

据美国物理学家组织网11月4日报道，德国马克斯普朗克核物理研究所和赫尔姆霍茨柏林中心的研究人员使用柏林同步加速器(BESSY Ⅱ)在实验室成功产生了黑洞周边的等离子体。通过该研究，之前只能在太空由人造卫星执行的天文物理实验，也可以在地面进行，诸多天文物理学难题有望得到解决。 　　黑洞的重力很大，会吸附一切物质。进入黑洞后，任何东西都不可能从黑洞的边界之内逃逸出来。随着被吸入的物体的温度不断升高，会产生核与电子分离的高温等离子体。　　黑洞吸附物质会产生X射线，X射线反过来又会刺激其中的大量化学元素发射出具有独特线条(颜色)的X射线。分析这些线条可以帮助科学家了解更多有关黑洞附近等离子体的密度、速度和组成成分等信息。　　在这个过程中，铁起了非常关键的作用。尽管铁在宇宙中的储量并不如更轻的氢和氦丰富，但是，它能够更好地吸收和重新发射出X射线，发射出的光子因此也比其他更轻的原子发射出的光子具有更高的能量、更短的波长(使得其具有不同的颜色)。　　铁发射出的X射线在穿过黑洞周围的介质时也会被吸收。在这个所谓的光离化过程中，铁原子通常会经历几次电离，其包含的26个电子中有超过一半会被去除，最终产生带电离子，带电离子聚集成为等离子体。而现在，研究人员在实验室中重现了这个过程。　　实验的核心是马克斯普朗克核物理研究所设计的电子束离子阱。在这个离子阱中，铁原子经由一束强烈的电子束加热，从而被离子化14次。实验过程如下：一团铁离子(仅仅几厘米长并且像头发丝一样薄)在磁场和电场的作用下被悬停在一个超高真空内，同步加速器发射出的X射线的光子能量被一台精确性超高的“单色仪”挑选出来，作为一束很薄但却集中的光束施加到铁离子上。　　实验室测量到的光谱线与钱德拉X射线天文台和牛顿X射线多镜望远镜所观测的结果相匹配。也就是说，研究人员在地面实验室人为制造出了太空中的黑洞等离子体。　　这种新奇的方法将带电离子的离子阱和同步加速器辐射源结合在一起，让人们可以更好地了解黑洞周围的等离子体或者活跃的星系核。研究人员希望，将EBIT分光检查镜和更清晰的第三代(2009年开始在德国汉堡运行的同步辐射源PETRAⅢ)、第四代(X射线自由电子激光XFEL)X射线源结合，将能够给该研究领域带来更多新鲜活力。

3月1日至2日，中国科学院计划财务局会同基础科学局对合肥物质科学研究院等离子体物理研究所组织承担的“1.5MW高功率离子回旋共振加热系统” 等七个中科院重大科学装置维修改造项目进行了验收。专家组一致同意七个维修改造项目全部通过验收。　　计财局、基础局负责人，验收专家组和装置的相关人员参加了验收会。计财局副局长潘锋主持会议，部署了此次验收会的工作安排及具体要求。项目验收专家组由院内外研究所和高校的17位专家组成，分为工艺、档案、财务3个小组。　　专家组认真听取了每个项目所做的验收总结报告，仔细询问了项目有关建设情况，考察了现场，查看了自测数据记录及档案、财务资料。经过讨论，验收组认为，已完成的维修改造项目各项技术指标实现了改造预期目标，达到了任务书要求 项目预算执行情况基本符合国家和院有关财经制度规定，经费使用基本合理 文件材料收集较齐全，档案分类清晰，案卷质量符合规范，反映了项目维修改造的实际情况。　　在计财局的支持下，合肥超环(HT-7)、东方超环(EAST)装置分别对离子回旋系统、低杂波系统、诊断系统和高温超导电流引线、内部部件等方面进行了维修改造。维修改造项目的成功实施为HT-7、EAST装置的稳定、安全、可靠运行提供了有效保障，对装置总体运行质量的提升起到了重要作用。

项目编号：HBTH-2022-103项目名称：涞水县疾病预防控制中心完善能力建设项目实验室仪器设备采购预算金额：1795000最高限价（如有）：1795000采购需求：电感耦合等离子体质谱仪；全自动碘元素分析仪；全自动核酸提取仪；微波消解仪；薄层色谱成像分析系统；液氮罐；具体详见招标文件。合同履行期限：自签订合同后30日内完成供货本项目不接受联合体投标。

p　　7月5日，国际应用物理类学术期刊《应用物理学杂志》(JAP)发表了中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室等离子体学科研究论文A diffuse plasma jet generated from the preexisting discharge filament at atmospheric pressure，论文通讯作者为该所博士汤洁。文章的创新性和重要性受到了期刊编委会和评审专家的高度评价，被遴选为当期的封面文章和亮点文章。/pp　　作为一种新型、经济、便捷的等离子体发生技术，大气压低温等离子体射流在材料加工与改性、薄膜层积、纳米颗粒制造、器械表面洗消、生物组织结构与功能恢复、微生物诱变育种等领域都具有独特的技术优势和良好的应用前景。均匀、弥散、大面积低温等离子体射流的研发，一直以来是该学科领域研究的重点和难点。该论文打破传统气体放电中采用降低电离率或提高预电离水平来获取均匀弥散等离子体的思维，建立不同学科领域(光学与等离子体)物质传播与输运相同或相似性理念，首次将“透镜扩束”概念引入低温等离子体领域，提出“电场透镜模型”，构建大气压均匀弥散放电新的基础理论，通过巧妙合理的电极结构设计，在大气压环境中成功实现气体放电从细丝到弥散的转变，并基于Possion模型，阐释了气体放电中弥散等离子体形成机制。/pp　　该成果为生成大气压均匀弥散等离子体提供了又一重要指导思想，将对低温等离子体技术应用的推广起到重要促进作用。/pp style="text-align: center "img title="2.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/9291bafc-42d5-4e1a-88a1-90fc9b5e86ea.jpg"//pp style="text-align: center "strong当期期刊封面/strong/p

为解决医务工作者每天花大量时间洗手消毒的问题，德国研究人员最近开发出一种等离子体快速消毒仪，可在几秒钟内对皮肤进行一次安全快捷的消毒处理。　　德国马克思普朗克宇宙物理学研究所研究人员在新一期英国《新物理学杂志》(New Journal of Physics)上报告说，等离子态是物质在固体、液体、气体之外的第四种存在状态，宇宙中的许多恒星就处于等离子态。研究人员将少量高温等离子态原子混入大量低温普通原子中，可以得到低温等离子态物质，它产生的自由基和紫外线等具有杀菌效果。　　研究人员说，在此基础上开发出的消毒仪使用的等离子体可像空气一样与消毒对象全面接触。例如，人们将双手伸入消毒仪中，几秒钟之内就能对双手实施一次安全快捷的消毒，并可杀灭近年来多次引发感染事故的“超级细菌”耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等。消毒过程中，除了需要电力之外，并不需要别的流体和容器。　　研究人员说，如果按外科医生一次标准洗手程序需3到5分钟计算，那么在一个繁忙的工作日里医务人员可能要花上几个小时来洗手，如果使用这种等离子体消毒仪，可将这一时间缩短到10分钟。　　在同一期杂志上，德国和日本研究人员还报告了另一种杀毒强度可调节的等离子体消毒仪，它形似手电筒，可以专门用来“照射”人体伤口，为缓慢愈合的伤口进行消毒。

p 我国著名的等离子体物理学家及教育家、中国科学院院士、中国科学技术大学教授俞昌旋先生，因病医治无效，于2017年5月23日4时5分在合肥逝世，享年76岁。/pp　　俞昌旋，福建福清人，生于1941年7月7日。出生于印度尼西亚爪哇岛安褥埠，1948年随父母归国。1959年毕业于厦门集美中学，1965年毕业于中国科学技术大学近代物理系，同年加入中国共产党。大学毕业后留校任教，1979年晋升为讲师，1985年晋升为副教授，1992年晋升为教授，1993年被聘为博士生导师，2007年当选为中国科学院数理学部院士。1980至1983年、1989至1991年、2000至2001年，先后三次在美国加州大学洛杉矶分校、德克萨斯大学奥斯丁分校访问研究近六年。历任中国科学技术大学近代物理系主任、校学术委员会委员、中国核学会核聚变与等离子体物理学会理事、安徽省物理学会常务理事、国家磁约束聚变专家委员会委员、国家重大科技专项专家组成员、国家“863”计划专题专家组成员及顾问、高温高密度等离子体物理重点实验室学术委员会主任、全国归国华侨联合会委员、安徽省归国华侨联合会常务委员等职。/pp　　俞昌旋是我国等离子体物理与受控热核聚变研究领域的领军人物之一。他开创了我国等离子体湍流实验研究、等离子体非线性现象实验研究等学科方向，在磁约束等离子体湍流和反常输运、等离子体非线性现象、等离子体诊断等领域取得了多项有重要创新意义的研究成果。他首次实验证实了湍流雷诺胁强是触发约束模式转换的主要机制，首次观察到了带状流完整的三维特征，实验发现线性欧姆约束等离子体中湍流色散关系与理论预言一致。他最先观察到了无外驱动等离子体向混沌态过渡的三条途径，首次利用小扰动方法实现了对无外驱动等离子体混沌的控制。他在国内率先研制了激光相干散射等系列诊断系统，发展了电子速度超高斯分布的汤姆逊散射理论以及考虑波阻尼效应的极小角散射理论。曾获中国科学院自然科学奖二等奖、中国科学院科技成果奖二等奖、中国科学院科技进步奖三等奖、军队科技进步奖三等奖等多项重要科技奖项。/pp /pp /p

近年来，研究人员和业内主要厂商已将研发重心转向微型化、便携式且低成本的光谱仪系统，使之可以在日常生活中实现现场、实时和原位光谱分析的许多新兴应用。然而，受到过度简化的光学设计和紧凑型架构的机械限制，微型光谱仪系统的实际光谱识别性能通常远低于台式光谱仪系统。如今，克服这些限制的一种策略便是在光子方法学中引入深度学习（DL）进行数据处理。据麦姆斯咨询报道，近日，美国纽约州立大学布法罗分校（University at Buffalo，the State University of New York）与沙特阿卜杜拉国王科技大学（King Abdullah University of Science & Technology）的联合科研团队在Nature Communications期刊上发表了以“Imaging-based intelligent spectrometer on a plasmonic rainbow chip”为主题的论文。该论文第一作者为Dylan Tua，通讯作者为甘巧强（Qiaoqiang Gan）教授。在这项研究工作中，研究人员开发了一种紧凑型等离子体“彩虹（rainbow）”芯片，能够实现快速、准确的双功能传感，其性能可在特定条件下超越传统的便携式光谱仪。其中的分光纳米结构由一维或二维的梯度金属光栅构成。该紧凑型等离子体光谱仪利用普通相机拍摄的单幅图像，即可精确地获得照明光源光谱的光谱信息和偏振信息。在经过适当训练的深度学习算法的辅助下，研究人员仅用单幅图像就能表征葡萄糖溶液在可见光光谱范围内的双峰和三峰窄带照明下的旋光色散（ORD）特性。该微型光谱仪具有与智能手机和芯片实验室（lab-on-a-chip）系统集成的潜力，为原位分析应用提供新的可能。研究人员利用彩虹捕获效应（rainbow trapping effect）来开发片上光谱仪系统。图1展示了该研究工作所提出的片上光谱仪和一维彩虹芯片的设计原理。如图1a所示，该光谱仪利用等离子体啁啾光栅实现分光功能。这种表面光栅几何形状的逐渐变化，导致了局部等离子体共振的空间调谐（即为光捕获“彩虹”存储）。如图1b所示，研究人员采用聚焦离子束铣削技术，在300 nm的银（Ag）薄膜上制备了啁啾光栅。当白光垂直入射时，通过简单的反射显微镜系统（如图1c），就可以观察到明显的“彩虹”色图像，如图1d的顶部所示，该现象源于光栅引发的等离子体共振。图1 片上光谱仪的等离子体啁啾光栅根据这些空间模式图像，可以建立共振模式与入射波长一一对应的关系，这是片上光谱仪的基础。因此，研究人员探讨了该光谱仪对任意光谱特征的空间分辨能力。通过深度学习辅助的数据处理和重建方法，研究人员利用这种分光功能可以构建用于光学集成的智能化、微型化光谱仪平台。具体而言，研究人员提出了基于深度学习的智能彩虹等离子体光谱仪概念，并构建了带有等离子体啁啾光栅的光谱仪示例，如图2所示。该光谱仪利用深度神经网络预测了所测量的共振模式图像中的未知入射光光谱，而无需使用传统的线性响应函数模型。实验中的光谱仪架构如图2a所示。智能光谱仪主要由三部分构成：空间模式、预训练神经网络以及对应的波长。图2 基于深度学习的数据重建光谱分辨率是评价传统光谱仪性能的重要参数之一。因此，研究人员对该光谱仪的分辨率做了详细测试，测试结果如图3所示。图3 智能等离子体光谱仪的分辨率以上初步测试数据表明，智能彩虹芯片光谱仪具有实现高分辨率光谱分析的潜力，其性能可与传统台式光谱仪相媲美。随后，研究人员将一维光栅扩展到二维，以利用紧凑型智能等离子体光谱仪实现偏振光谱的测定，其性能超越了传统的光学光谱仪系统。同时，研究人员展示了等离子体彩虹芯片光谱仪可以引入简化、紧凑且智能的光谱偏振系统，具有准确且快速的光谱分析能力。图4a为具有梯度几何参数的二维光栅。图4 用于测定偏振光谱的二维啁啾光栅接着，研究人员利用该二维偏振光谱仪芯片对旋光色散进行了简单而智能的表征。图5a为传统的旋光色散系统测量由物质引起的旋光度随入射波长的函数变化。最后，研究人员展示了将二维光栅作为光谱偏振系统，并介绍了用于葡萄糖传感应用的示例。图5 更简单、准确且智能的光谱偏振分析综上所述，本研究中提出了一种集成了片上彩虹捕获效应与紧凑型光学成像系统的智能芯片级光谱仪。研究结果表明，该等离子体芯片可以在可见光光谱（470 nm - 740 nm）范围内区分不同的照明峰值。该芯片充分利用其波长敏感结构，能够根据照明光谱峰值显示不同的等离子体共振模式。随后将芯片扩展到二维结构，共振模式的复杂性增加，从而在入射光偏振方面提供更多信息。通过使用片上共振模式的空间和强度分布图像来训练深度学习算法，研究人员在同一系统内分别实现了光谱分析和偏振分析。随后，研究人员利用一种将旋光引入透射光的手性物质（即葡萄糖），证明了所提出光谱仪在旋光色散传感方面的可行性，旋光色散是一种有助于手性物质检测和定量的偏振特异性特征。深度学习模型的分析表明，该算法能够基于等离子体芯片的共振模式准确预测葡萄糖引入的旋光。即使在分析多峰照明下的共振模式时，这种性能也得到了保留。这种由深度学习支持的基于图像的光谱仪能够通过利用纳米光子平台的单幅图像同时进行光谱分析和偏振分析。因此，该光谱仪标志着在单一紧凑型且轻量化设计中实现了高性能的光谱偏振分析，为深度光学和光子学在医疗保健监测、食品安全传感、环境污染检测、药物滥用传感以及法医分析等领域的应用赋能。这项研究获得了沙特阿卜杜拉国王科技大学物理科学与工程部的科研基金（BAS/1/1415-01-01）和NTGC-AI项目（REI/1/5232-01-01）的资助和支持。

“近年来，随着应用需求的不断拓宽，大气压放电等离子体技术成为目前电气工程领域最活跃的热点研究方向之一。”在日前举行的中国科协第66期新观点新学说学术沙龙上，清华大学教授王新新说，这项集基础研究与应用研究为一体的前沿课题，已成为当前国内外学术界和工业界探索的一个多学科强交叉的新研究领域。　　据了解，物质除了固体、液体、气体三态以外，还有一种平常人不了解的聚集态——等离子体。等离子体主要由电子、离子、原子、分子、活性自由基及射线组成，占据了整个宇宙的99%。从19世纪中叶起，人类就开始利用电场和磁场，来产生和控制等离子体。　　中国电工技术学会副理事长、中科院电工所所长肖立业介绍，根据等离子体中离子的温度与电子的温度是否达到热平衡，等离子体又可分为平衡态等离子体和非平衡态等离子体。目前，非平衡态等离子体技术的研究被广泛应用于高分子聚合物材料改性、生物医学、航空器动力推进等国民经济重要领域。　　王新新说，该学科涵盖了高电压技术、电力电子技术、材料学等诸多技术领域，具有重要的应用预期和广阔的发展前景。　　据了解，自上世纪90年代开始，国外放电等离子体技术及应用研究发展迅速，放电等离子体机理与特性的研究与应用产业衔接日益密切。　　“国内研究起步较晚，大气压放电等离子体的科技开发与产业布局脱离，限制了这种绿色节能无污染技术的广泛应用。”中国电工技术学会副秘书长奚大华说，针对这一现状，目前多家科研单位正在对此进行联合研究。

项目编号：CBZJ-20223083G项目名称：宁波市鄞州区质量检测中心采购电感耦合等离子体质谱仪项目预算金额（元）：1250000最高限价（元）：1250000采购需求：标项一：标项名称：电感耦合等离子体质谱仪数量：1预算金额（元）：1250000简要规格描述或项目基本概况介绍、用途：具体详见招标文件第二章 招标需求。本标项允许采购进口产品。备注：公开招标、为宁波市鄞州区质量检测中心自用。合同履约期限：标项1，合同签订后60天内交货，安装调试期为15日历天，如因中标人责任而造成的延期而产生的费用由中标人负担。本项目（是）接受联合体投标。

近日，中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室汤洁研究员课题组联合美国劳伦斯伯克利国家实验室教授Vassilia Zorba团队，在激光等离子体光谱研究领域取得重要进展。相关研究成果发表在Cell Reports Physical Science上。激光诱导击穿光谱(LIBS)是基于原子发射光谱学的元素分析技术，在多元素分析、实时快速原位测量等方面具备优势，且在定性识别物质与定量物质成分分析等领域具有重要的应用前景。目前，该技术在深空深海探测、地质勘探、生物医药以及环境监测等领域广泛应用。D-LIBS即放电辅助LIBS技术，通常是将火花放电或电弧放电与LIBS技术相结合来实现。以上两种放电模式具有放电功率密度大和电子数密度高的特点，在辅助元素定性和定量分析方面具有独特的技术优势。因此，利用放电辅助可以显著增强LIBS信号强度，从而达到提高分析灵敏度的目的。然而，D-LIBS在放电时电能消耗过大，同时从交变电压和电流中产生电磁脉冲，导致能源浪费和环境污染相关问题。这一负面因素加大了安全隐患和运行风险，更不利于社会倡导的节能减排和环境保护要求，进而限制了D-LIBS技术的进一步应用。因此，开发一种“两低一高”(低环境危害、低能耗、高分析灵敏度)的D-LIBS技术仍是物质分析领域中难度较大的挑战。针对上述问题，该团队提出离子动力学调制方法，对克服传统D-LIBS放电能耗大、安全风险高、环境危害大等不利因素，同时提高分析灵敏度具有显著改善效果。该工作借助这一方法，合理优化电极配置，有序调控放电模式，在有效增强光谱信号强度的同时，大幅降低放电能耗。关键创新点在于：(1)首次提出并利用激光诱导等离子体冲击波与外加电场空间零弧度耦合方式，实现有效放电区域全方位覆盖激光等离子体中粒子的扩散方向，离子的动力学特征从原始的向外扩散变更为放电空间内阳极和阴极之间的漂移运动。这种调制使得大部分离子被抓捕、约束在有效放电空间内，促进电能与激光等离子体耦合，大幅降低放电能耗。(2)突破传统D-LIBS方法，即仅在电容器放电过程中辅助LIBS，将放电增强LIBS拓展到电容器放电和充电的两个过程。采用直流电源与充电电容共同作用等离子体间隙的策略，使约束的带电粒子在电容放电结束后继续在电极之间漂移，并在毫秒尺度维持带电粒子电迁移运动特性，大幅延长等离子体寿命，进而实现火花和电弧放电的有序调控以及原子和离子光谱信号的选择性增强。上述研究有效解决了在D-LIBS中同时具备“两低一高”特性的关键技术难题。实验测试结果表明：与传统D-LIBS对比，该成果对于非平坦样品实现了在维持光谱信号2个数量级提升情况下，放电能耗降低了约1个数量级。结合经改进的小波变换降噪方法，D-LIBS中谱线信噪比、信背比以及稳定性相比原光谱均获得了显著提升。微量元素(Mg)的检出限从近百ppm降低至亚ppm量级。此外，与传统D-LIBS及其他LIBS增强技术相比，微量元素(Mg、Si)探测灵敏度提高近2个数量级。该研究有助于推动节能环保建设以及D-LIBS的广泛应用，同时，在低烧蚀激光功率密度的极端条件下，为D-LIBS微量或痕量元素定性与定量分析提供了有力的理论依据和技术支撑。研究工作得到国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、瞬态光学与光子技术国家重点实验室自主课题、中科院光谱成像技术重点实验室开放基金等的支持。离子动力学调制LIBS增强原理和思路

1、应用背景 　　等离子体是区别于固体、液体和气体的第四种物质聚集状态。在高能环境下，原子的外层电子摆脱原子核的束缚成为自由电子，失去电子的原子变成带正电的离子，这个过程叫电离，这种电离气体就是等离子体，通常由带电离子、自由电子、基态/激发态分子原子和自由基等粒子组成。等离子体在自然界中广泛存在，如太阳、恒星、星际物质、闪电等都是等离子体。 　　激光诱导等离子体(Laser-Induced Plasma, LIP)是通过激光与物质相互作用产生的一种高温、高密度的等离子体状态物质。当高能量的激光脉冲照射到物体表面时，会使得物质迅速加热并部分或完全电离，形成等离子体。伴随形成的等离子体羽流的演化过程具有超高速、持续时间短(一般几百纳秒)、强自发光背景和小空间尺度的特点，这使得其观测变得具有挑战性。 　　本次实验采用中智科仪的逐光IsCMOS像增强相机(TRC411)，拍摄了激光诱导等离子体羽流的形貌演化过程。基于逐光IsCMOS像增强相机的纳秒级快门门控、高精度的时序同步技术和变延迟序列推扫功能，记录了等离子体羽流的完整演化过程。 2、实验方案 　　实验设备： 　　中智科仪逐光IsCMOS像增强相机，型号：TRC411-S-HQB-F F2UV100大通量紫外镜头。 　　实验室所用激光器为镭宝Dawa-200灯泵浦电光调Q纳秒Nd:YAG激光器，波长1064nm，重复频率1-20Hz。采用激光器Q-out输出触发TRC411相机的方式，对相机Gate通道进行变延迟序列推扫，寻找相机与激光器的同步时刻。 　　实验流程： 　　1.实验材料被激发的等离子体羽发光在200nm-500nm左右，因此在镜头前端安装一个430nm的带通滤光片，屏蔽掉1064nm的激发激光和其他杂散光。需要注意观察成像画面中是否有强反射材料，比如样品台的光滑金属反光面或螺丝帽等，为了防止这些强烈反射面的反射光对相机造成损害，需要使用黑色电工胶带将它们遮挡或覆盖。 　　2. 激光器的Q-out触发输出接到示波器，测得同步输出的TTL信号电平为5V@1MΩ，频率与激光输出频率匹配，均为5Hz。TRC411相机可接受的最大外触发信号电平为5V，保守起见，在触发线末端加入了6dB衰减器，将激光器Q-out输出电平减半。 　　3. 由于等离子体的发光强度较大，无法确定所使用的滤光片的衰减倍率是否足够，因此首先将镜头光圈调至最小，设置增益为1800，Gate时间13ns(对应光学门宽3ns)。 　　软件参数设置如下表： 　　4. 对Gate通道进行变延迟序列扫描，最终找到Gate延时起止时刻在700ns至1100ns之间时，可以捕获到等离子体的发光信号。 　　软件参数设置界面： 3、实验结果 　　序列采集SEQ曲线： 　　根据曲线可以看到实验材料被激发的等离子体发光持续时间约为400ns。 　　高功率纳秒脉冲激光激发产生的完整等离子体羽形貌演变过程： 4、结论 　　中智科仪逐光IsCMOS像增强相机具有短至纳秒级的快门，超短的门控可以屏蔽背景噪声，提高信噪比。相机内置的高精度时序控制器可以确保相机与脉冲激光器的同步工作，在确定的延迟捕获等离子体信号。相机的变延迟序列扫描功能可以使相机快速拍摄不同延迟时刻的等离子体信号，获得完整的等离子体演化过程。诸多优势展示了TRC411相机在等离子体诊断方面的重要应用价值。 　　免责说明：中智科仪(北京)科技有限公司公众号发布的所有内容，包括文字和图片，主要基于授权内容或网络公开资料整理，仅供参考。所有内容的版权归原作者所有。若有内容侵犯了您的权利，请联系我们，我们将及时处理。 5、解决方案 　　由中智科仪自主研发生产的逐光IsCMOS像增强相机采用高量子效率低噪声的2代Hi-QE以及第3代GaAs像增强器，光学门宽短至500皮秒 全分辨率帧速高达98幅/秒 内置皮秒精度的多通道同步时序控制器，由SmartCapture软件进行可视化时序设置，完全适合时间分辨快速等离子现象。 　　1. 500皮秒光学快门 　　以皮秒精度捕捉瞬态现象，并大幅降低背景噪声。 　　2.超高采样频率 　　逐光IsCMOS相机目前全分辨率下可达98帧，提供高速数据采集速率，同时可提供实验效率。此外设置使用其中16行的区域下，可以达到1300帧以上。 　　3.精准的时序控制 　　逐光IsCMOS像增强相机具有三路独立输入输出的时序同步控制器，最短延迟时间为10皮秒，内外触发设置可实现与激光器以及其他装置精准同步。 　　4. 创新“零噪声”技术 　　得益于单光子信号的准确识别，相机的暗噪声及读出噪声被完全去除。

近日，华东师范大学重庆研究院的科研团队与精密光谱科学与技术国家重点实验室进行合作，在超快激光诱导击穿光谱的研究中取得重要进展，团队首次提出多维等离子体光栅诱导击穿光谱(Multidimensional-plasma-grating induced breakdown spectroscopy，MIBS）技术，并实验证实新技术比常规激光诱导击穿光谱具有更高的探测灵敏度和克服基体效应。相关成果以题为Femtosecond laser-induced breakdown spectroscopy by multidimensional plasma grating发表在光谱类一区期刊Journal of Analytical Atomic Spectrometry杂志(胡梦云，施沈城，闫明，武愕，曾和平，JAAS，2022)。《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》杂志刊登曾和平教授团队研究成果激光诱导击穿光谱（Laser-induced breakdown spectroscopy，LIBS）是一种非常实用的分析测试工具，可以用于确定固体，液体和气体的元素成分。传统的纳秒激光诱导击穿光谱受基体效应与等离子体屏蔽等干扰，而飞秒光丝激发(Filament-induced breakdown spectroscopy，FIBS)受限于峰值功率钳制，灵敏度难以提高。团队前期发展飞秒等离子体光栅诱导光谱(Plasma-grating-induced breakdown spectroscopy, GIBS)技术，基于两束飞秒光丝非共线耦合形成等离子体光栅，突破峰值功率钳制效应，光功率及电子密度提高近2个量级，等离子光栅中多光子电离与电子碰撞激发协同，提高探测灵敏度（胡梦云，彭俊松，牛盛，曾和平，Advanced Photonics, 2020, 2(6), 065001）；GIBS等离子体干涉激化可克服基体效应，首次实现成分探测自定标。为了进一步提高对样品的激发效果，延长激发产生的等离子体寿命，增强光谱信号，团队提出基于等离子体光栅的多脉冲耦合激发诱导击穿光谱MIBS新技术。团队利用三束非共线、非共面的飞秒脉冲进行相互作用对样品进行激发，成功观察到等离子体光栅的衍射效应，等离子体光栅实现从一维突破到二维。二维等离子体光栅对样品进行激发时，二维等离子体通道中具有更为精细的周期性结构和更高阶的非线性效应，提升了等离子体密度和光功率密度，多光子激发以及电子碰撞双重激发更为明显，从而进一步提高探测灵敏度，克服基体效应。MIBS实验装置，二维等离子体光栅的周期性结构使得三次谐波发生衍射值得一提的是，研究发现所获得的谱线信号会随着激光能量的提升而增强，当单脉冲能量超过2 mJ时，MIBS技术将取得更明显的优势。此外，MIBS技术仅在激发源上进行了改进，并未引入复杂的样品处理步骤以及额外的装置，与大多数改进技术相比保留了LIBS技术原有的快速、简单、便捷的优点，这使得其能够满足特定场景中的原位实时检测需求。随着GIBS/MIBS技术的研究发展与应用拓展，为了适应野外恶劣环境下移动作业，实现非接触式在线实时探测，对激发光源提出了更高要求，需要性能更加稳定的高能量飞秒光源进行激发。与此同时，华东师范大学重庆研究院发展高能量飞秒脉冲激光光源。基于掺Yb光纤种子脉冲产生与固体再生放大相结合的飞秒激光放大方案，通过搭建宽带可调谐的光纤脉冲种子源解决信号光和放大介质光谱窄化和增益失配的问题，实现激光高效率放大；结合啁啾脉冲放大和固体再生放大技术，抑制激光放大过程中的非线性累积，提升放大效率和功率，输出mJ级高能量飞秒脉冲激光。高集成化、高稳定性混合系统1030nm mJ级高能量飞秒激光光源满足实验室以外苛刻环境下应用，为GIBS/MIBS技术试验野外在线检测提供了技术和仪器的支撑。1030nm高能量飞秒激光器此外，华东师范大学重庆研究院开发多个系列超快飞秒激光光源，形成多款超快飞秒激光器产品，其中包括：FemtoCK，FemtoLine和FemtoStream等。针对GIBS/MIBS技术、强场激光物理、微纳加工等应用研究，开发的1030nm mJ级高能量飞秒激光器YbFemto HP采用光纤固体混合放大技术方案，种子源采用全保偏光纤结构的振荡器FemtoCK产生稳定脉冲序列；该光源通过啁啾脉冲放大技术，结合掺镱增益介质的固体再生放大技术，输出中心波长1030nm、能量达毫焦（mJ）量级，脉冲宽度小于300fs的高能量飞秒激光脉冲。该光源重复频率调谐范围覆盖单脉冲～ 250 kHz，增加定制模块可进行倍频操作，实现515nm、343nm等飞秒脉冲激光输出，满足科研、工业等多场景应用需求。华东师范大学重庆研究院将依托自研的毫焦级高能量飞秒激光器，输出高稳定的激化光源，与GIBS/MIBS技术相结合，集成实现轻量化高灵敏检测仪器，实现技术创新，仪器创新，装备创新，进而实现土壤、液体自标定痕量分析等应用创新，深入优化仪器系统的稳定性与可靠性，使更多野外极限环境下应用成为可能，进一步应用于环境监测、深海勘探、地质勘探、工业冶金、航天探测以及生物制药等领域。激光诱导击穿光谱技术应用毫焦级高能量飞秒激光器不仅仅在LIBS上产生重要应用，同时可用于设备集成，面向如半导体芯片制备、柔性OLED显示器件切割、玻璃切割、非金属/金属材料加工、打孔以及微纳加工等重要应用。另一方面，可用于光谱检测、非线性光学、高次谐波产生、医疗成像、双光子3D打印、相控阵等科研应用。