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高精度光学测角仪

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  • 四方仪器先进光学技术助力油气行业甲烷排放高精度监测
    1. 油气行业甲烷减排势在必行工业革命以来,大气中的甲烷浓度增加了一倍多,甲烷所产生的温室效应在全球变暖中贡献了约三分之一。甲烷虽然影响巨大,但它是一种短期的气候污染物,在大气中的寿命大约为10年。如此短的生命周期意味着,通过减少甲烷排放可以较快降低全球变暖效应,有效调节全球气候变化。因此,甲烷减排是实现《巴黎协定》1.5℃温控目标的关键支柱之一。国际能源署(IEA)统计,2023年全球甲烷排放量为3.49×108 t,能源部门占比为36.8%,其中油气行业占能源部门排放总量的62%,达到0.80×108 t。根据IEA评估,油气行业有75%的甲烷减排可通过现有技术和最佳实践措施来实现,其中40%的减排可通过零成本管理实现。因此,油气行业甲烷减排潜力极大,且易于实现。国际上,欧美针对油气行业甲烷减排正陆续出台更加具体且日益严格的监管要求。在美国,2021年11月美国政府出台指导性文件《美国甲烷减排行动计划》,2022年8月美国总统签署的《通胀削减法案》中首次提出将对石油和天然气行业甲烷排放进行收费,2024年3月美国环保署(EPA)发布《新的、重建和改造的排放源的性能标准以及现有排放源的排放指南:石油和天然气行业气候审查》修订文件,2024年5月EPA发布《温室气体报告规则 石油和天然气系统》修订文件。在欧洲,2020年10月欧盟委员会出台指导性文件《欧盟甲烷减排战略》,2024年6月欧洲议会和理事会正式签署发布了欧盟首部旨在遏制欧洲和全球能源部门甲烷排放的法规《欧洲议会和理事会关于能源部门甲烷减排和修订(欧盟)2019/942的法规》。在我国,2023年11月生态环境部联合11部门发布国家政策文件《甲烷排放控制行动方案》,该文件提出了“十四五”和“十五五”期间甲烷排放控制目标,并明确指出,在“加强甲烷排放监测、核算、报告和核查体系建设”和“推进能源领域甲烷排放控制”中油气行业需要承担多项重要任务。2. 油气行业甲烷减排行动中关于先进监测设备的市场需求油气行业甲烷排放主要来自勘探、生产、加工和储运分销环节中的逃逸、放空和火炬不完全燃烧。逃逸性排放是指在各种设施及部件上无意或意外产生的泄漏。放空和火炬排放是维护安全等原因导致的有组织排放。油气行业甲烷排放呈现以下特点:(1)排放点数量多:每个生产现场或设施可能由成千上万个部件组成,其中可能包含几个到数百个排放点。(2)排放点地理分布广:每个井场、压缩站、天燃气厂和管道段都是潜在排放源,这些设施经常散布在偏远地区。(3)排放率的可变性:受许多因素影响,类似设备和工艺的排放率可能存在较大差异;此外,一些排放点是间歇性的。(4)难以感知:甲烷排放经常是无色无味的,在不使用专用检测设备情况下很难识别和估计排放。油气行业甲烷排放的这些复杂性特点给甲烷减排行动中的排放监测带来了巨大挑战。泄漏检测和修复(LDAR)以及测量、报告和验证(MRV)是油气行业甲烷减排行动中的两种重要系统方法。表1总结了这两种系统方法的基本定义、主要作用及相关甲烷排放监测的发展方向、法规进展和设备需求。表1 LDAR和MRV的基本定义、主要作用及相关甲烷排放监测的发展方向、法规进展和设备需求在国内高度重视甲烷减排的政策背景下,国内油气生产企业正在积极推动企业级甲烷减排行动,在LDAR和MRV应用中必然需要使用大量先进的场站级和源级甲烷排放监测设备。然而,国内高精度甲烷传感技术长期落后于国际先进水平,还没有国内设备制造商能够系统提供这些先进设备。在部分油气企业的试点和研究项目中,还是主要依赖使用进口设备。进口设备不仅存在使用成本过高的问题,也难以响应国内特定应用需求。因此,面对国内油气企业甲烷减排行动中对先进设备的广泛应用需求,迫切需要国内设备制造商加快研发高精度甲烷传感技术,并提供具备自主技术的场站级和源级甲烷排放监测设备。3. 油气行业甲烷排放监测的整体解决方案四方光电(武汉)仪器有限公司(简称四方仪器)是专业研制气体传感器及仪器仪表的高科技企业。四方仪器依托气体传感技术研发平台基础优势,成功研制了高精度TDLAS甲烷传感器模组,并为油气行业甲烷排放监测推出了一套整体解决方案,能够为油气生产企业提高LDAR检测效率、助力温室气体核算和构建MRV技术体系提供高精度甲烷排放监测及准确的定性与定量分析结果。3.1 四方仪器整体解决方案的框架体系本方案框架分为监测感知层、数据解析层和业务应用层。监测感知层主要产品包括:场站级水平的甲烷排放连续监测系统、车载甲烷排放监测系统和无人机甲烷排放监测系统;源级水平的便携式红外热像仪和便携式大流量采样器。多款监测设备和传感器组合适用于天然气生产开采、加工、储存、运输等不同环节,全方位、全流程采集和测量甲烷排放浓度等关键信息。数据解析层的软件平台基于5G网络通讯实时传输并显示测量数据,实时计算排放率,并判定排放事件和量化排放。数据解析层各软件平台分析结果相互结合可为业务应用层的油气生产企业应用目标提供关键技术支撑。图1 四方仪器整体解决方案的框架体系3.2 高精度TDLAS甲烷传感技术可调谐半导体激光吸收光谱法(TDLAS)是一种特别适用于高精度探测空气中甲烷含量的先进光学技术。TDLAS基本原理为,使用可调谐半导体激光器发射出特定波长激光束穿过被测气体,通过测量激光穿透气体后的强度衰减度,可以定量地分析计算获得被测气体的体积浓度。图2 TDLAS传感器原理图四方仪器研制的高精度TDLAS甲烷传感器模组具有以下技术特点:测量精度高,最小检测限可达ppb级;响应快,最高检测频率可达10Hz;具有极高的甲烷选择性,抗干扰能力强;环境适应性强;使用寿命长;模块化设计,易于安装与集成。图3 四方仪器TDLAS甲烷传感器模组3.3 四方仪器场站级和源级甲烷排放监测设备的核心技术、主要功能和应用范围图4 四方仪器-油气行业甲烷排放监测整体解决方案的应用示意图3.4 油田生产区域的甲烷排放监测应用设计图5 联合站区域甲烷排放连续监测的网格化监测点位设计图6 油井区域甲烷排放连续监测的网格化监测点位设计图7 油田生产区域车载甲烷排放监测的行驶路线及甲烷浓度示意图立即扫码下载《天然气管网全域多维气体监测一站式解决方案》
  • 630万!齐鲁中科光物理与工程技术研究院计划采购高精度光学面形测试仪
    一、项目基本情况项目编号:SDSM2022-4295项目名称:齐鲁中科光物理与工程技术研究院高精度光学面形测试仪采购项目预算金额:630.0000000 万元(人民币)采购需求:包号货物名称数量(台/套)是否允许采购进口产品采购预算(万元人民币)1高精度光学面形测试仪1是630合同履行期限:合同签订后10个月内本项目( 不接受 )联合体投标。二、申请人的资格要求:1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定;2.落实政府采购政策需满足的资格要求:(1)在“信用中国”网站(www.creditchina.gov.cn)、“中国政府采购网”网站(www.ccgp.gov.cn)中被列入失信被执行人、税收违法黑名单、政府采购严重违法失信行为记录名单的投标人,不得参加本次政府采购活动。(2)本项目非专门面向中小企业采购。(3)为本项目提供整体设计、规范编制或者项目管理、监理、检测等服务的投标人,不得参加本项目投标。(4)投标单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同投标人,不得参加同一合同项下的政府采购活动。(5)按本投标邀请的规定获取招标文件。3.本项目的特定资格要求:投标货物为进口产品的,须提供制造商或可追溯到制造商的授权书(复印件胶装至投标文件中并加盖投标人公章)三、获取招标文件时间:2022年05月26日 至 2022年06月01日,每天上午8:30至12:00,下午13:30至17:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:济南市市中区二环南路6636号中海广场8楼805(山东三木招标有限公司)方式:线上获取招标文件。登录山东三木招标网(http://www.chinasanmu.com.cn),点击“报名系统入口”报名,审核通过后招标文件将发送至报名邮箱。未按上述要求报名及未报名但已获取招标文件的,报名均无效。本项目实行资格后审,报名成功不代表评标现场通过资格审查。报名咨询电话:0531-81764009(开户单位:山东三木招标有限公司,开户银行:中国工商银行济南六里山支行,账号:1602001319200062147)。招标文件售出不退。售价:¥300.0 元,本公告包含的招标文件售价总和四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点提交投标文件截止时间:2022年06月16日 09点30分(北京时间)开标时间:2022年06月16日 09点30分(北京时间)地点:济南市市中区二环南路6636号中海广场11层1105B室。五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜本项目落实的政府采购政策1、政府采购促进中小企业发展2、政府采购支持监狱企业发展3、政府采购促进残疾人就业4、政府采购鼓励采购节能环保产品七、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:齐鲁中科光物理与工程技术研究院     地址:山东省济南市历城区彩石镇中科光物院(济南科创城内)        联系方式:0531-55853088      2.采购代理机构信息名 称:山东三木招标有限公司            地 址:济南市市中区二环南路6636号中海广场8层805室            联系方式:王传栋、陈涵0531-82906138            3.项目联系方式项目联系人:王传栋、陈涵电 话:  0531-82906138
  • 我国成为第三个掌握高精度光学制造加工的国家
    1纳米有多长?相当于一根头发丝直径的1/80000。亚纳米有多长?小于1纳米!1月中旬,国防科大精密工程创新团队自主研制的磁流变和离子束两种超精抛光装备,创造了光学零件加工的亚纳米精度,并通过国家权威部门验收。据专家介绍,这一成果使我国成为继美国、德国之后第3个掌握高精度光学零件制造加工技术的国家,并成为世界上唯一同时具有磁流变和离子束抛光装备研发能力的国家。  纳米精度被誉为超精密加工技术“皇冠上的明珠”。20世纪90年代,我国大多采用“手工+机械抛光”的传统加工技术,无法进行大口径、高精度、复杂面形的光学零件加工。国防科大精密工程创新团队在李圣怡教授率领下,经过20多年顽强拼搏,突破重重技术瓶颈,自主研制出磁流变、离子束两种超精抛光装备,创造出我国光学零件加工领域的亚纳米精度。  近3年来,该团队先后与中国科学院、中国航天科技集团等单位合作,推动我国空间光学、高端装备制造发展,自主研制出两大类7个型号的磁流变和离子束抛光机床,取得了显著经济效益和社会效益。该团队先后获得科技部重大科技专项颁发的“突出贡献奖”和“突出成果奖”。
  • 应用案例 | 通过实施光学条纹噪声抑制方法的激光波长调制光谱技术实现气体测量的高精度和高灵敏度检测
    近日,来自安徽科技理工大学、安徽西部大学皖西学院、复旦大学大气与海洋科学学院、上海期智研究院的联合研究团队发表了《通过实施光学条纹噪声抑制方法的激光波长调制光谱技术实现气体测量的高精度和高灵敏度检测》论文。Recently, the joint research team from Anhui University of Science and Technology, West Anhui University, Department of Atmospheric and Oceanic Sciences, Fudan University, Shanghai QiZhi Institute published an academic papers High precision and sensitivity detection of gas measurement by laser wavelength modulation spectroscopy implementing an optical fringe noise suppression method.可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)已被开发用于痕量气体测量,因其高精度、高灵敏度和无需任何样品准备的原位自校准的独特优势。通常,长光程的多次通过腔体(MPC)被应用于增强基于TDLAS的传感器的检测精度和灵敏度。然而,MPC中出现的意外光学干涉纹严重影响了传感器的检测精度和灵敏度。基于MPC的TDLAS传感器的检测精度和灵敏度通常受到光学干涉纹的限制,这些干涉纹由衍射、镜面表面瑕疵的散射、镜面畸变、热膨胀、冷收缩或应力变形引起。因此,MPC中观察到的光学干涉纹由不同的光学干涉纹组成。这些光学干涉纹主要是由于少量的激光以与主激光束相差ΔL的光程到达探测器所致。这些问题对于TDLAS是普遍存在的,尤其是在使用密集重叠斑点模式的MPC时,提出了一些不同的方法来消除光学干涉纹的负面影响。The Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) has been developed for trace gas measurement, as its unique advantages of high precision, high sensitivity and self-calibration in situ qualification with-out any sample preparation. The multi-pass cell (MPC) with a long optical path is usually applied to enhance TDLAS-based sensor’s detection precision and sensitivity. However, the unexpected optical fringes occurring in the MPC often spoil the sensor’s detection precision and sensitivity seriously. The detection precision and sensitivity of the TDLAS-based sensors containing an MPC are often limited by the optical fringes that result from diffraction, scattering on the mirror surface imperfections, mirror aberration, thermal expansion, cold contraction, or stress deformation. Therefore, the complex optical fringe consisting of different optical fringe will be observed in the MPC. These optical fringes are due largely to a small amount of laser reaching the detector with an optical path length differing by ΔL from the main laser beam. Those problems are common for TDLAS, especially using dense overlapped spot pattern MPC and some di&fflig erent methods are proposed to eliminate the negative influence of the optical fringes.研究团队提出了一种抑制可调二极管激光吸收光谱中光学条纹噪声的新方法,并将其应用于由光学条纹扰动的CH4气体传感器,以提高检测精度和灵敏度。所开发的CH4检测仪的示意图如图1所示。宁波海尔欣光电科技有限公司为此项目提供锁相放大器(HPLIA 微型双通道调制解调锁相放大器),从光电探测器输出的信号发送到锁相放大器,锁相放大器相对于同步信号对2f模式进行解调,锁相放大器的时间常数设为1ms。In this work, a novel method to suppress optical fringe noise in the tunable diode laser absorption spectroscopy is proposed and applied to the CH4 gas sensor perturbed by optical fringes for higher detection precision and sensitivity.The schematic diagram of the developed CH4 detection instrument is shown in Fig. 1 . HealthyPhoton Co.,Ltd provided a HPLIA Miniature dual-channel modulated demodulation lock-in amplifier for this project. The lock-in amplifier demodulates the signal in the 2f mode with respect to the sync signal. The time constant of the lock-in amplifier is set to 1 ms.Fig.1. Schematic diagram of the developed CH 4 detection systemlock-in amplifier (Healthy Photon, HPLIA)对于被光学条纹和随机噪声干扰的20 ppm CH4的二次谐波(2 f)信号,通过该新方法,2f信号的信噪比(SNR)从17提高到182,优化平均光谱范围Δ𝜆 。与未经处理的原始信号相比,CH4测量精度改善了约1.5倍。相应的最小可检测浓度可从3 ppb改善到0.78 ppb。系统的相应噪声当量吸收灵敏度(NNEA)和噪声当量浓度(NEC)分别为6.13 ×10-11 cm&minus 1 W Hz&minus 1/2 and 0.181 ppm。For the 2nd harmonic(2f) signal of 20 ppm CH4 spoiled by optical fringes and random noise, by the novel method, the signal-to-noise ratio (SNR) of the 2f signal is improved about 6.5 times from 17 to 182 with an optimal averaging spectral range Δ𝜆 . A &sim 1.5 times improvement in the measurement precision of CH4 is achieved compared to unprocessed raw signal. The corresponding minimum detectable concentration can be improved from 3 ppb down to 0.78 ppb. The corresponding noise equivalent absorption sensitivity (NNEA) and the noise equivalent concentration (NEC) of the system is 6.13 ×10-11cmW-1Hz-1/2 and 0.181 ppm, respectively.Violet line from traditional averaging method and magenta line from the novel optical fringe noise suppression method.Histogram plot of the 20 ppm CH 4 deviation.20 ppm CH 4 Allan-deviation stability of developed overlapped spot pattern MPC.参考文献:Reference:Yanan Cao, Xin Cheng, Zong Xu, Xing Tian, Gang Cheng, Feiyan Peng, Jingjing WangHigh precision and sensitivity detection of gas measurement by laser wavelength modulation spectroscopy implementing an optical fringe noise suppression method, Optics and Lasers in Engineering 166 (2023) 107570www.elsevier.com/locate/optlaseng
  • 高精度光学浮区炉助力单晶样品在磁电领域取得重要进展
    在人类漫长的历史发展长河中,“材料学”贯穿了其整个历程。从人类活动早期开始使用木制工具,到随后的石器、金石并用(此时的金属主要指铜器)、青铜、铁器等各个时代,再到后来的蒸汽、电气、原子、信息时代,每个发展阶段无不伴随着人类对材料的认识和利用。在诸多材料中,铁是人类早认识和使用到的材料之一,就我们中国而言,早在西周以前我国就已开始将铁用于生产生活中[1];人们在长期的实践中也开始认识到了相关材料的磁性并将其运用于实践当中,比较有代表性的就是司南的发明。这些在不少历史典籍中都有记载,比如:《鬼谷子谋篇十》记载:“故郑人取玉也,载司南之车,为其不惑也。夫度材量能揣情者,亦事之司南也”;《梦溪笔谈》提到:“方家以磁石磨针缝,则能指南”;《论衡》书曰:“司南之杓,投之于地,其柢指南”等等[2]。由此可见,人们对磁性材料的兴趣也算由来已久。 当时代来到21世纪,化学、物理、生物、医学、计算机等各个领域的技术都有了前所未有的突破,先进的生产力也将人类的文明推进智能工业化、信息化时代,随着而来的是人们对材料的更高要求。在诸多材料当中,由于多铁材料兼具铁磁、铁电特性,二者之间有着特的磁电耦合特性;与此同时,磁场作用下的电化和电场作用下的磁化等性质为未来功能材料探索和发展提供了更为宽广的选择和可能,在存储、传感器、自旋电子、微波器件、器件小型化等领域拥有巨大的潜在应用价值。2007年的《科学》杂志对未来的热点发展问题进行了报道,其中,多铁材料作为的物理类问题入选[3]。因此,研究并深刻理解磁电耦合和多铁材料背后的机理,有着非常重要的理论价值和实践意义。 近期,哈尔滨工业大学的W.Q.Liu等人对磁电材料Mn4Nb2O9单晶样品进行了仔细的研究。研究表明:零磁场测试介电常数时,没有发现介电常数的反常,此时Mn4Nb2O9基态表现为顺电特性;而在磁场条件下,介电常数在Neel温度处发生突变的峰,且随着磁场的增加介电峰也增强,且峰位向低温端偏移,这意味着磁场有抑制反铁磁转变的趋势;高场(H≥4T)下的介电常数-温度依赖关系也跟H2正比关系,由此也表明Mn4Nb2O9是线性磁电材料。更多研究结果可参考文献[4]. 以上图片引自文献[4]. 我们非常荣幸将Quantum Design Japan公司(以下简称QDJ)生产的高精度光学浮区法单晶炉安装于哈尔滨工业大学,并助力W.Q.Liu等学者研究制备出Mn4Nb2O9单晶样品。QDJ公司生产的光学浮区法单晶炉适用于超导材料、铁电材料、磁性材料、半导体材料、光学材料等多种领域材料的晶体制备工作。 该设备主要的技术特色:■ 占地空间小,操作简单,易于上手,立支撑设计■ 采用镀金双面高效反射镜,加热效率更高,温场更加均匀■ 可实现高温度2100°C-2200°C(验收依据为:熔融晶石标样)■ 稳定的电源■ 内置闭循环冷却系统,无需外部水冷装置■ 采用商业化标准卤素灯日本QDJ公司推出的高精度光学浮区法单晶炉外观图 参考文献:[1]. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1713600818043231130&wfr=spider&for=pc[2]. https://baike.baidu.com/item/%E5%8F%B8%E5%8D%97/3671419?fr=aladdin[3]. https://www.science.org/doi/10.1126/science.318.5858.1848[4]. Wenqiang Liu, Long Li, Lei Tao, Ziyi Liu, Xianjie Wang, Yu Sui, Yang Wang, Evidence of linear magnetoelectric effect in Mn4Nb2O9 single crystal, Journal of Alloys and Compounds,Volume 886,2021,161272,ISSN 0925-8388, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.161272.
  • 全共线多功能超快光谱仪与高精度激光扫描显微镜,二维材料与超快光学实验必备!
    全共线多功能超快光谱仪BIGFOOTMONSTR Sense Technologies是由密歇根大学研究人员成立的科研设备制造公司。该公司致力于研发为半导体研究应用而优化的超快光谱仪和显微镜,突破性的技术可将光学器件和射频电子器件耦合在一起,以稳健的方式测量具有干涉精度的光学信号,真正实现一套设备、一束激光、多种功能。图1. 全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT不仅兼具共振和非共振超快光谱探测,还可以兼容瞬态吸收光谱(Transient absorption (TAS))、相干拉曼光谱(Coherent Raman Spectroscopy (CRS))、多维相干光谱探测(Multidimensional Coherent Spectroscopy (MDCS))。开创性的全共线光路设计,使其可以与该公司研发的高精度激光扫描显微镜(NESSIE)联用,实现超高分辨超快光谱显微成像。全共线多功能超快光谱仪的开发也充分考虑了用户的使用体验,系统软件可自动调控参数,光路自动对齐、无需校正等特点都使得它简单易用。全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT主要技术参数:高精度激光扫描显微镜NESSIEMONSTR Sense Technologies的高精度激光扫描显微镜NESSIE可用入射激光快速扫描样品,在几秒钟内就能获得高光谱图像。该设备可适配不同高度的样品台和低温光学恒温器,物镜高度最多可变化5英寸,大样品尺寸同样适用。NESSIE显微镜是具有独立功能,可以与几乎任何基于激光测量与高分辨率成像的设备集成在一起,也非常适合与该公司研发的全共线多功能超快光谱仪集成。图2. 高精度激光扫描显微镜NESSIE 高精度激光扫描显微镜-NESSIE的输入信号为单个激光光束,输出信号为样品探测点收集的单个反向传播光束,这样的光路设计确保了反传播信号在扫描图像时不会相对于输入光束漂移,因而非常适用于激光的实验中的成像显微镜系统。图3. 使用NESSIE在室温下测量的GaAs量子阱的图像。a) 用相机测量的白光图像。b) 用调谐到GaAs带隙的80MHz激光器(5mW激光输出)进行激光扫描线性反射率测量。c) 同时测量的激光扫描四波混频图像揭示了影响GaAs层的亚表面缺陷 BIGFOOT+NESSIE应用案例:1. 高精度激光扫描显微镜用于材料表征美国密歇根大学课题组通过使用基于非线性四波混频(FWM)技术的多维相干光谱MDCS测量先进材料的非线性响应,利用激子退相和激子寿命来评估先进材料的质量。课题组使用通过化学气相沉积生长的WSe2单分子层作为一个典型的例子来证明这些功能。研究表明,提取材料参数,如FWM强度、去相时间、激发态寿命和暗/局部态分布,比目前普遍的技术,包括白光显微镜和线性微反射光谱学,可以更准确地评估样品的质量。在室温下实时使用超快非线性成像具有对先进材料和其他材料的快速原位样品表征的潜力。图4. (a)通过拟合时域单指数衰减得到的样本的去相时间图,在图(a)中用三角形标记的选定样本点处的FWM振幅去相曲线【参考】Eric Martin, et al Rapid multiplex ultrafast nonlinear microscopy for material characterization. Optics Express 30, 45008 (2022). 2.二维材料中激子相互作用和耦合的成像研究过渡金属二卤代化合物(TMDs)是量子信息科学和相关器件领域非常有潜力的材料。在TMD单分子层中,去相时间和非均匀性是任何量子信息应用的关键参数。在TMD异质结构中,耦合强度和层间激子寿命也是值得关注的参数。通常,TMD材料研究中的许多演示只能在样本上的特定点实现,这对应用的可拓展性提出了挑战。美国密歇根大学课题组使用了多维相干成像光谱(Multi-dimensional coherent spectroscopy, 简称MDCS),阐明了MoSe2单分子层的基础物理性质——包括去相、不均匀性和应变,并确定了量子信息的应用前景。此外,课题组将同样的技术应用于MoSe2/WSe2异质结构研究。尽管存在显著的应变和电介质环境变化,但相干和非相干耦合和层间激子寿命在整个样品中大多是稳健的。图5. (a)hBN封装的MoSe2/WSe2异质结构的白光图像。(b)MoSe2/WSe2异质结构在图(a)中的标记的三个不同样本点处的低功率低温MDCS光谱。(c)图(b)中所示的四个峰值的FWM(Four-Wave Mixing)四波混频积分图。(d)MoSe2/WSe2异质结构上的MoSe2共振能量图。(e)MoSe2/WSe2异质结构的WSe2共振能量图。(f)所有采样点的MoSe2共振能量与WSe2共振能量【参考】Eric Martin, et al Imaging dynamic exciton interactions and coupling in transition metal dichalcogenides, J. Chem. Phys. 156, 214704 (2022) 3. 掺杂MoSe2单层中吸引和排斥极化子的量子动力学研究当可移动的杂质被引入并耦合到费米海时,就形成了被称为费米极化子的新准粒子。费米极化子问题有两个有趣但截然不同的机制: (i)吸引极化子(AP)分支与配对现象有关,跨越从BCS超流到分子的玻色-爱因斯坦凝聚;(ii)排斥分支(RP),这是斯通纳流动铁磁性的物理基础。二维系统中的费米极化子的研究中,许多关于其性质的问题和争论仍然存在。黄迪教授课题组使用了Monstr Sense公司的全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT研究了掺杂的MoSe2单分子层。课题组发现观测到的AP-RP能量分裂和吸引极化子的量子动力学与极化子理论的预测一致。随着掺杂密度的增加,吸引极化子的量子退相保持不变,表明准粒子稳定,而排斥极化子的退相率几乎呈二次增长。费米极化子的动力学对于理解导致其形成的成对和磁不稳定性至关重要。图6. 单层MoSe2在不同栅极电压下的单量子重相位振幅谱【参考】Di HUANG, et al Quantum Dynamics of Attractive and Repulsive Polarons in a Doped MoSe2 Monolayer, PHYSICAL REVIEW X 13, 011029 (2023)
  • 硼酸盐零膨胀新材料:可用于低温高精度光学仪器
    ZBO晶体的近零膨胀性质、优异的透过性能以及良好的生长习性  热胀冷缩是自然界物体的一种基本热学性质。然而也有少数材料并不遵循这一基本物理规则,存在着反常的热膨胀性质,即其体积随着温度的升高反常缩小(或不变)。其中,有一类材料的体积在一定温区内保持不变,称为零膨胀材料,在很多重要的科学工程领域具有重要的应用价值。目前已有的绝大多数零膨胀材料是通过将具有负热膨胀性质的材料加入到其它不同材料中,通过化学修饰的手段控制其膨胀率,形成零膨胀状态。而纯质无掺杂的零膨胀晶体材料因为能够更好地保持材料固有的功能属性,在各个领域更具应用价值。但由于在完美晶格中实现负热膨胀与正膨胀之间的精巧平衡十分困难,纯质无掺杂晶体材料中的零膨胀现象非常罕见。迄今为止仅在七种晶体中发现了本征的零膨胀性质。同时,在目前已有的零膨胀晶体材料中含有过渡金属或重原子,其透光范围仅仅截止于可见波段,因此探索具有良好透光性能的纯质无掺杂零膨胀晶体材料是热功能材料领域及光学功能材料领域里极具科学价值的研究热点。  中国科学院理化技术研究所人工晶体研究发展中心研究员林哲帅课题组与北京科技大学教授邢献然课题组合作,首次在单相硼酸盐材料体系中发现了新型零膨胀材料。相关研究成果发表在国际材料科学期刊《先进材料》上(Near-zero Thermal Expansion and High Ultraviolet Transparency in a Borate Crystal of Zn4B6O13, Adv. Mater.,DOI:10.1002/adma.201601816)。他们创新性地提出利用电负性较强的金属阳离子限制刚性硼氧基团之间的扭转来实现零膨胀性质,并在立方相硼酸盐Zn4B6O13(ZBO)中实现了各向同性的本征近零膨胀性质。  ZBO晶体具有硼酸盐晶体中罕见的方钠石笼结构:[BO4]基团共顶连接形成方钠石笼,[Zn4O13]基团被束缚在方钠石笼中,[BO4]基团之间的连接处被较强的Zn-O键固定住。通过变温X射线衍射实验,证明了ZBO晶体在13K-270K之间的平均热膨胀系数为1.00(12)/MK,属于近零膨胀性质,其中在13K-110K之间的热膨胀系数仅为0.28(06)/MK,属于零膨胀性质。他们利用第一性原理计算结合粉末XRD数据精修揭示了ZBO的近零膨胀性质主要来源于其特殊的结构所导致的声子振动特性:低温下对热膨胀有贡献的声子模式主要来源于刚性[BO4]基团之间的扭转,刚性 [BO4]基团之间的扭转被较强的Zn-O所限制,使得其在13K-270K之间呈现出非常低的热膨胀系数。  ZBO晶体具有良好的生长习性。林哲帅课题组与中科院福建物质结构研究所吴少凡课题组合作,获得高光学质量的厘米级晶体。经过测试表明,ZBO的透光范围几乎包含了整个紫外、可见以及近红外波段,紫外截止边是所有零膨胀晶体中最短的。同时其还具有良好的热稳定性、高的力学硬度以及优异的导热性能。综合其优良性能,ZBO晶体在应用于低温复杂环境中的高精度光学仪器,例如超低温光扫描仪、空间望远镜和低温光纤温度换能器中具有重要的科学价值。  许多硼酸盐晶体材料在紫外波段具有良好的透过性能。同时,由于硼氧之间强的共价相互作用,硼氧基团内部的键长键角随温度基本保持不变,而硼氧基团之间的扭转能够引起骨架结构硼酸盐的反常热膨胀效应。林哲帅课题组率先在国际上对硼酸盐体系展开了反常热膨胀性质的探索。在前期工作中,他们与理化所低温材料及应用超导研究中心研究员李来风课题组合作,发现了两种具有罕见二维负热膨胀效应的紫外硼酸盐晶体(Adv. Mater. 2015, 27, 4851 Chem. Comm. 2014, 50, 13499),并对其机制进行了阐明(J. Appl. Phys. 2016,119, 055901)。  相关工作得到了理化所所长基金、国家自然科学基金以及国家高技术研究发展计划(“863”计划)的大力支持。
  • 海洋光学推出SteadiQ---极限环境下高精度测量用光谱仪
    海洋光学 (www.oceanoptics.com)推出SteadiQ温控装置来扩大微型光纤光谱仪的现场应用; SteadiQ 控温装置可以有效稳定测试环境温度(-20℃至50℃),消除热漂移,非常便于苛刻恶劣环境下应用。便携、坚固耐用的特点可为现场测量诸如太阳辐射,火山观测,温室监控,工业应用(如:食品冷冻冷藏)提供高精度、置信度高的测量结果。 (图片标题: 海洋光学SteadiQ控温装置). SteadiQ应用光谱范围覆盖紫外-可见-近红外(200-2500nm),可直接与海洋光学的光纤光谱仪USB2000+, USB4000, HR2000+, HR4000, Maya2000, Maya2000 Pro, QE65000, 及 NIRQuest 等型号直接衔接。其操作不受外界高温或极寒的条件限制,通过插口及USB接口可以方便的与光谱仪进行衔接与通讯。 关于海洋光学(Ocean Optics)和豪迈(HALMA):总部位于达尼丁,佛罗里达的海洋光学是世界领先的光传感和光谱技术解决方案提供商,为您提供测量和研究光与物质相互作用的先进技术。海洋光学在亚洲与欧洲设有分部,自1992年以来,在全球范围内共售出了超过120,000套光谱仪。海洋光学拥有庞大的产品线,包括光谱仪、化学传感器、计量仪器、光纤、薄膜和光学元件等等。海洋光学是致力于安全检测领域的英国豪迈集团的子公司。海洋光学的产品在医学和生物研究、环境监测、科学教育、娱乐照明及显示等领域应用广泛,公司隶属英国豪迈集团。创立于1894年的豪迈(HALMA)是国际安全、健康及传感器技术方面的领军企业,伦敦证券交易所的上市公司,在全球拥有 3700 多名员工,约36 家子公司。豪迈目前在上海、北京、广州和成都设有代表处,并且已在中国开设多个工厂和生产基地。 欲了解最新豪迈中国新闻并订阅RSS,请访问豪迈中国新闻博客: http://halmapr.com/news/halmacn/ 。您也可以通过下面的链接访问公司英语新闻博客:http://halmapr.com/news/oceanoptics/ 。 如果需要更多的信息请联系:孙玲博士,总经理海洋光学亚洲分公司中国上海长宁区古北路 666 弄嘉麒大厦 601邮编:200336电话:(86) 21 6295 6600传真:(86) 21 6295 6708电子邮箱: Distributorsupportasia@oceanoptics.com 网址:www.oceanopticschina.cn / www.oceanoptics.com 中文媒体联络:刘兵斌 (Bryan Liu)中国区市场经理英国豪迈国际有限公司上海代表处中国上海市长宁区仙霞路 137 号盛高国际大厦 1801 室邮编:200051电话:(21) 5206 8686-111 ,传真:(21) 5206 8191电子信箱:bryan.liu@halma.cn网址:www.halma.cn
  • 1645万!武汉大学采购散射式-近场光学高精度显微镜等
    项目编号:WHCSIMC2022-1308806ZF(H)项目名称:武汉大学散射式-近场光学高精度显微镜、电感耦合等离子体质谱、热重-红外-气相色谱质谱联用仪、有机无机样品预处理系统采购项目预算金额:1645.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):1645.0000000 万元(人民币)采购需求:1.本次公开招标共分4个项目包,具体需求如下。详细技术规格、参数及要求见本项目招标文件第(三)章内容。第一包:(1) 项目包名称:散射式-近场光学高精度显微镜(2) 类别:货物(3) 数量:一套(4) 简要技术要求:详见招标文件第三章(5) 采购预算:900万元人民币(6)其他:本项目包接受进口设备投标第二包:(1) 项目包名称:电感耦合等离子体质谱(2) 类别:货物(3) 数量:一套(4) 简要技术要求:详见招标文件第三章(5) 采购预算:285万元人民币(6)其他:本项目包接受进口设备投标第三包:(1) 项目包名称:热重-红外-气相色谱质谱联用仪(2) 类别:货物(3) 数量:一套(4) 简要技术要求:详见招标文件第三章(5) 采购预算:320万元人民币(6)其他:本项目包接受进口设备投标第四包:(1) 项目包名称:有机无机样品预处理系统(2) 类别:货物(3) 数量:一套(4) 简要技术要求:详见招标文件第三章(5) 采购预算:140万元人民币(6)其他:本项目包里的微波消解仪、十万分之一天平、非接触式超声破碎仪接受进口设备投标.合同履行期限:第一包:交货期 :合同签订后10个月内;质保期 :本项目免费质量保证期要求不低于1年。免费质量保证期从货物供货、安装、调试正常且经采购人确认验收合格之日起算。第二包:交货期 :合同签订后120日内;质保期 :本项目免费质量保证期要求不低于3年。免费质量保证期从货物供货、安装、调试正常且经采购人确认验收合格之日起算。第三包:交货期 :合同签订后 90 日内;质保期:本项目免费质量保证期要求不低于3年。免费质量保证期从货物供货、安装、调试正常且经采购人确认验收合格之日起算。第四包:交货期 :合同签订后60日内;质保期 :本项目免费质量保证期要求不低于3年。免费质量保证期从货物供货、安装、调试正常且经采购人确认验收合格之日起算。其中微波消解仪的炉腔质保:腔体5年质量保证,非人为损坏、如出现形变或腐蚀生锈,免费更换。本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 全球首台宽幅高精度温室气体监测仪样机完成研制
    图说:天基碳监测突击队的科研人员利用积分球模拟太阳光谱 新民晚报记者 陶磊 摄(下同)“看清”更多温室气体碳达峰,深入人心。可做得怎么样,得用科学数据来说话。“从天上往地面看气候变化”,上海技术物理研究所走在了前面,从2008年就率先开展天基温室气体监测技术的预先研究。天上飞着的碳卫星,有好几位不同国家的“前辈”了。高光谱温室气体监测仪,又“炼就”了哪些不一样的绝活?以我国2016年12月发射的全球二氧化碳监测科学实验卫星为例,它通过看“颜色”来识别二氧化碳气体。上海技术物理研究所所长、仪器主任设计师丁雷说,温室气体可不止二氧化碳,还有水汽、甲烷、氧化亚氮等。“看”水是“基本功”,“看”二氧化碳是“进阶本领”各有千秋,而“看”甲烷可是“头一遭”,自然难得多。“要利用宽谱段高光谱方式来对地观测,这就要求监测仪能‘看到’的色彩更丰富、有更多细节,同时还要看得更远。”丁雷介绍。国际上同类仪器的视场幅宽普遍为10多公里,天基碳监测突击队却直接添了个零,要“看”100公里,“能有效缩短对全球和敏感地区的探测周期。”看得广还看得远,数据量随之增多,信息处理难度也陡增。记者了解到,全球首台宽幅高精度温室气体监测仪样机已完成研制。相比国际上同类载荷性能指标,其光学总视场角增加7.3倍左右,光谱分辨率提升一倍,光谱采样率提升50%,信噪比提升30%。图说:团队对载荷主光轴进行配准讨论技术迭代 队伍传承和照相机定格山川河流不一样,探测仪“看到”的是“虚”的,太阳高度角、风速、阴天晴天,都会对“所见”造成变化。科研人员获取的数据,得和大气成分做物理上的反演,建立起稳定的数学关系。“我们要把温室气体反演精度提高至1ppm,通俗讲就是,当大气中某一温室气体含量变化超过百万分之一时,监测仪就能发现。”丁雷解释。天基温室气体监测技术,在上海技术物理研究所,接力棒已在四届博士生手中传递过。这支数十人组成的攻关团队,年龄跨度覆盖了“60后”到“00后”,载荷亦不知更新迭代了多少回。光学副主任设计师成龙从攻读博士学位就开始瞄准这项技术,不知不觉已在所里奋斗快十年了,“很幸运参与到国家需要的前沿项目研究中去。”拿探测仪的“体重”来说,为满足科研需求,最初的设计直奔600公斤,可卫星上天也有“承重量”,对探测仪来说是个“既要又要”的难题——得轻些,稳定性还不能降低要求,这可是个无先例可循的创新活儿。机械副主任设计师雷松涛费尽心思,不同零件用上满足各自要求的复合材料,总算“减重”到了300公斤,“不同温度、重力环境下,载荷的结构形变不能超过微米级。”“根据科研任务的安排,研发的温室气体监测仪马上迎来阶段验收。春节期间,恰好是要在真空环境中联合测试。”综合电子学主任设计师张冬冬没觉得假期工作有什么大不了的,“测试需要24小时有人盯着,大家轮流过节,设备不歇。家住甘肃、贵州的科研人员,过了年初三也都陆续回来了。”图说:科研团队在进行真空光校测试准备“小考” “上马”新载荷一边紧锣密鼓地开展宽幅高精度温室气体监测仪的装校和定标实验,为三月到来的“小考”做好准备;另一头,一台新的载荷也在春节期间“上马”。团队也要“两条腿走路”,还得走得快而稳。“甲烷在平流层和对流层,可能会和不同成分发生反应。若将之作为一个科学问题看待,有很多环节缠绕在一起,以目前的技术手段,较难全面探测。”丁雷展望道,“未来天基温室气体监测必然朝着更多要素、更广范围发展。我们现在看到的是柱状浓度,今后希望能像CT一样,得到温室气体在大气中的垂直分布信息。”
  • 武汉森蓝助力高精度半导体检测早日实现国产替代
    数据显示,全球半导体芯片高端检测设备市场基本由美国、日本等国外公司垄断。这意味着,尽快实现芯片高端检测设备国产化成为我国发展集成电路产业的关键之一,关系到我国能否拥有产业自主权。 党的二十大报告指出,坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,加快实现高水平科技自立自强。以国家战略需求为导向,集聚力量进行原创性引领性科技攻关,坚决打赢关键核心技术攻坚战。 “多年来,我们始终专注于高精度显示芯片检测的国产替代,致力于成为国内一流的工业检测、产线自动化及人工智能创新检测解决方案的提供商。”武汉森蓝智能科技有限责任公司(以下简称“森蓝智能”)创始人、CEO傅敏介绍,作为一家专注人工智能系统产品研发、生产、销售、运维的高新技术企业,核心团队来自厦门大学、武汉理工大学、华中农业大学等高校,具有多年工业信息化、芯片缺陷检测系统的开发经验,拥有多项人工智能领域高水平论文、著作权以及国家专利。 傅敏说,在半导体制造过程中,芯片检测是提升产品良品率和效率的重要环节,“目前国内现有检测设备不能完全满足国内半导体产业现阶段的发展需求,又面临国际市场的诸多限制。因此,不管从国家安全还是产业需求角度出发,检测设备的国产替代都成了行业共识”。 该项目聚焦于半导体光学外观缺陷检测,利用人工智能检查制造工艺的合规性,高精度、高效地检测出产成品的缺陷。针对半导体芯片缺陷检测“缺陷难发现”“检测精度与效率低”和“新缺陷易遗漏”三大技术难点,森蓝智能研发了“自适应光源控制系统”“基于分治策略的人工智能视觉识别算法”和“正样本学习”三大核心技术,在效率、精度、人力和成本上取得了极大的优势,将检测精度率稳定在99.9%以上。 “与国外领头企业动辄百万元的服务费用相比,我们在保证检测精度的同时,拥有更低的价格和更快的反应速度。”傅敏介绍,目前该产品已经具备批量交付能力,近两个月内已交付3台订单,并已获得三安光电及聚灿光电的20台订单。随着AOI外观机的交付,该公司成功研发了第二款标准化产品自动镜检机。同时,项目被列为“国家科技计划路演行动”重点支持项目。
  • 我国首台超高精度光矢量分析仪问世 打破美国垄断
    可在几百米的光纤中测出小至0.1毫米的误差,较国外垄断产品,测量分辨率提高了1600倍,相位精度提高了10倍̷̷记者19日从南京航空航天大学获悉,该校研发的我国首台超高精度光矢量分析仪问世。  超高精度光矢量分析仪就像“火眼金睛”,从家用光纤路由器到航天飞船等大量应用的光学器件领域都需要用到它。它可以对光器件的两个最关键指标——幅度响应和相位响应进行精确测量,从而在研发和应用中掌握其性能。第一代仪器仅能测量幅度响应,第二代仪器可以同时测量幅度响应和相位响应,但目前全球仅有美国纳斯达克上市公司LUNA的OVA5000一款产品,并且其高精度版不对我国销售。  2010年,南京航空航天大学潘时龙教授开始筹建微波光子学实验室。他带领团队在研究中发现,国外光矢量分析仪采用“以光测光”的办法,费时费力而且精度不高,自主研发的光矢量分析仪采用“以电测光”的方法,把光信号转换为微波信号。课题组先后掌握了光频梳通道化技术、平衡光电探测技术和新型电光调制技术,基本攻克了相关的技术难点。该光矢量分析仪的第二代样机先后被中科院半导体所、江苏光扬光电等十余家单位试用 还帮助某海军单位实现了光纤干涉器的自动化测量,测量精度提高10倍,节省成本一半以上。
  • 120万!清华大学高精度光谱椭偏仪采购项目
    项目编号:清设招第2022344号项目名称:清华大学高精度光谱椭偏仪采购项目预算金额:120.0000000 万元(人民币)采购需求:包号名称数量是否允许进口产品投标01高精度光谱椭偏仪1套是设备用途介绍:拟采购的椭偏仪设备将应用于测量各类薄膜的膜厚及光学参数(n,k),对特殊结构的材料具有光学性能分析能力。简要技术指标:Psi和Delta精确度测量:直射测量空气(Psi = 45° Delta = 0°),满足:Ψ≤45°±0.02°,Δ≤0°±0.02°(1.5-5eV);光谱范围覆盖190– 2000nm;入射角:自动量角器,角度可从40°到90°变化,最小步进为0.02°。合同履行期限:合同签订后7个月内交货本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 我国成功研制先进的高速高精度激光汤姆逊散射仪
    p  近日,中国科学院空天信息研究院和中国科学技术大学等单位联合研制出高速高精度激光汤姆逊散射仪。/pp  今年5月,在“科大一环”磁约束聚变等离子体装置开展实验中,基于重复频率200赫兹、单脉冲能量5焦耳的激光脉冲,实现了小于5电子伏特的电子温度测量精度,电子温度安全预警时间间隔达5毫秒,所获得的预警时间是国际同类系统的一半,指标提高一倍。这标志着我国在该领域进入国际领先水平行列,为我国未来磁约束聚变能装置的高精度测量奠定了坚实基础。/pp  据了解,在磁约束聚变反应装置工作过程中,偏滤器将承受巨大的能量泄放,需要对等离子体电子温度进行提前预警和实时反馈控制,实现脱靶而避免等离子体损伤器壁进而导致灾难性后果。基于高频高能激光的汤姆逊散射测量是精确测量等离子体电子温度的唯一可靠测量手段,激光的工作频率决定了温度预警的采样时间间隔,间隔越小系统预警越及时,装置运行安全系数越高。/pp  受限于激光器能量和频率水平,我国以往等离子体温度诊断采用数十赫兹的低频激光器,采样间隔宽,遇到紧急情况无法及时预警,导致装置运行存在巨大风险。虽然采用多台低频率激光器合束技术可以满足预警时间间隔要求,但是这种方法可靠性大幅降低。欧洲和日本已经掌握了100赫兹工作频率的高能激光技术,预警时间间隔达到10毫秒,但这个预警时间间隔仍然较长,无法完全保证装置安全运行。/pp  从2015年起,空天信息研究院联合中国科学院光电技术研究所和同济大学等单位历时3年时间,突破了高能量高光束质量激光传输与放大、激光相位共轭波前畸变校正、大口径/大尺寸激光放大模块、大功率脉冲激光驱动电源等关键技术,于2017年4月在国际上首次发布重复频率200赫兹、脉冲能量5焦耳、脉冲宽度6.6纳秒、光束质量1.7倍衍射极限的高频高能激光指标,将我国纳秒脉宽激光器的功率水平提高了1个数量级。研究团队研发出基本完善的工艺流程,核心器件/部件实现国产化,形成整机工程化制造能力。以200赫兹/5焦耳激光器为光源,中国科学技术大学攻克了大功率激光传输系统综合降噪、收集光学精准对焦、弱光信号探测提取等难题,成功地研制我国迄今精度最高的激光汤姆逊散射检测系统。/pp  未来,研究团队将开展更高功率、更高频率激光器研发和更高精度的诊断实验,计划将激光器的工作频率提高至500赫兹,检测系统提供2毫秒的安全预警时间间隔和1电子伏特的电子温度测量精度,为下一代磁约束聚变装置安全运行提供高速预警手段。/ppbr//p
  • “高精度光梳相干成像分析仪的应用与工程化开发”项目在宝钢启动
    2月25日,由国家出资、科技部批准,国家重点科学仪器设备开发专项“高精度光梳相干成像分析仪的应用与工程化开发”项目在宝钢正式启动。   该项目由宝钢中央研究院牵头,华东师范大学、上海理工大学、深圳大学、上海朗研科技公司等10多家企业和科研院校参与,针对钢铁检测、精细加工监控等进行研发。钢铁方面,将促进一系列急需的高新技术产业应用,如高精度表面形貌测量、微纳精细加工检测、集成电路制造、太阳能电池精加工等,并开展工程化和产业化示范,实现小批量生产。  启动会上,与会专家们认为,该项目对解决我国科技领域和经济发展、民生改善具有明显支撑和带动作用,仪器将达到钢铁制造行业的质保和质控、生命医学领域的应用要求。仪器开发将摆脱国外对中国高端技术研究的垄断,对钢铁、生物、医学、航天技术开发等具有重大意义。项目有望形成20多项专利,仪器有望于2017年批量生产,实现产业化应用。  新闻链接  “高精度光梳相干成像分析仪的应用与工程化开发”项目是“十二五”国家科技重点项目。该项目主要由高功率光纤飞秒光梳光源和超分辨相干成像分析仪两部分组成。传统光学成像受限于光波衍射极限,空间分辨率只能达到波长量级。基于光纤飞秒光梳,发展高精度相干成像检测和高灵敏度痕量分析新方法,研制高精度光梳相干成像分析仪,旨在充分发挥飞秒光梳优势,提升仪器时间-空间-频谱的分辨本能,在测控精度和灵敏度等方面凸显其明显优势 较常规成像分析仪器具有明显优势,可为突破光学衍射极限超分辨成像研究带来重要技术创新,引领成像分析技术与器件跨越式发展。
  • 高精度温室气体综合探测卫星紫外高光谱大气成分探测仪正样交付
    紫外高光谱大气成分探测仪11月4日,高精度温室气体综合探测卫星(DQ-2)紫外高光谱大气成分探测仪(EMI-NL)通过了航天八院环境卫星项目办组织的正样交付验收评审。紫外高光谱大气成分探测仪(EMI-NL)是国产第三代超光谱大气痕量气体监测载荷,拥有独立的天底与临边观测模块,能获取大气痕量气体高空间分辨率水平分布与垂直廓线,主要用于定量监测全球和区域二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、臭氧(O3)和甲醛(HCHO)等痕量污染气体成分的分布和变化,用以分析人类活动排放和自然排放过程对大气组成成分和全球气候变化的影响。EMI-NL载荷性能指标大幅提升,天底对地空间分辨率达到7*7平方公里,达到国际先进水平;并增加了临边同步观测模式,临边切高分辨率为2公里。该载荷具备公里级别的空间分辨率、天底临边同步双模式同步观测,对辨识污染源位置、量化点/面源排放通量、研判区域间相互影响等具有重要作用。经讨论,评审专家组认为紫外高光谱大气成分探测仪(EMI-NL)正样产品按照正样研制技术流程完成了所有研制工作,经测试、试验,功能、性能满足任务书要求;研制过程质量受控,未发生质量问题;文档资料齐全,符合《八院卫星型号产品交付验收实施要求》,同意通过评审。DQ-2卫星是《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025)》中规划的业务星,具有主被动方式结合获取高光谱分辨率、高时间分辨率温室气体、污染气体及气溶胶等大气环境要素的遥感检测能力。DQ-2卫星共配置五台有效载荷,其中紫外高光谱大气成分探测仪(EMI-NL)、云和气溶胶成像仪(CAPC)分别由安光所环境光学中心和光学遥感中心承担研制任务。正样验收评审会
  • 新能源汽车的外内颜色测量方案—高精度色差仪
    随着新能源汽车市场的快速增长,消费者对这些汽车的期望越来越高,特别是在汽车的颜色质量和一致性方面。车辆的外漆颜色和内饰颜色不仅影响车辆的整体美观度,也是体现制造商对质量控制能力的一个重要指标。为了满足消费者对汽车颜色的高要求,生产商们使用高精度的色差仪进行颜色测量。首先是外观方面,颜色是消费者在选车时首先关注的因素之一,它可以引发消费者的情感反应,从而影响他们的购车选择。其次,汽车颜色也是汽车设计的重要组成部分,它在构建汽车的整体美感和设计风格中起到关键作用。为了确保汽车外观颜色的精度和一致性,汽车制造商采用了高精度的色差仪来进行颜色测量和控制。其中,MA-5QC五角度色差仪因其精确度高、操作简便等优点,在行业中被广泛采用。MA-5QC五角度色差仪是一款专为精确测量色差而设计的便携式设备。MA-5QC五角度色差仪能在制造过程的早期阶段即时检测并识别出色彩瑕疵,极大地减少了返工的可能性和无谓的生产损耗。此设备相较于市场上其他同类产品具有显著的优势。其优势主要体现在独特的光学元件配置上,这些元件巧妙地布置在仪器的顶部,使得MA-5QC在性能和效率上大大超越其竞品。这种设计使得测量速度提高了60%,同时,它还成功将设备的重量和体积减轻和缩小,分别达到了50%和40%的显著改善。MA-5QC的使用方法非常简单,只需要将仪器置于待测颜色的表面,然后按下测量键即可。它可以测量出颜色的三个基本参数:色度、亮度和饱和度,为工程师提供了快速、准确的反馈,以便他们对色彩进行微调,确保每一辆汽车的外漆颜色都达到预定的标准。然后就是内饰方面,汽车内饰颜色对于汽车的总体感觉和舒适度具有决定性影响。颜色不仅能影响乘客的情绪和舒适感,还能反映出汽车品牌的独特性和风格。良好的内饰颜色设计能提升驾驶者和乘客的驾驶体验,让人们感到舒适和放松。此外,内饰颜色也是汽车个性化的一部分,消费者通常会根据自己的个人喜好和生活方式来选择内饰颜色。因此,汽车内饰颜色的选择和一致性对于满足消费者的需求和提升消费者满意度至关重要。为了确保汽车内饰颜色的准确性和一致性,Ci64手持式色差仪被广泛用于汽车内饰颜色的测量和控制。该设备能精确地测量内饰材料的颜色,及时发现和修正颜色差异,确保汽车内饰颜色的一致性和质量。Ci64手持式色差仪是一种高端的精密色彩测量设备,它在塑料软管外包装色彩的测量和控制上有着卓越的应用性能。这款仪器可选多种配置,包括同步SPIN/SPEX输出、相对光泽度分析以及UV选项,这意味着它能够准确测量各种不同表面特性的产品和包装类型,无论是平滑还是不平整的表面。因此,无论塑料软管的包装表面是什么样的质地或者光泽度,Ci64都能够提供准确、可靠的色彩测量结果。此外,Ci64手持式色差仪还具有操作简单、易于集成的特点。其易用的用户界面使得操作人员可以快速地进行色彩测量和分析。而其强大的数据管理功能则可以帮助企业实现色彩的全程控制,大大提高生产效率和产品质量。新能源汽车的颜色测量是一个复杂而精细的工作。通过使用MA-5QC便携式色差仪和Ci64手持式色差仪,工程师可以更准确地控制汽车的外漆颜色和内饰颜色,以满足消费者对颜色精度和一致性的高要求。这两款设备的精准测量和强大功能,都是实现高质量颜色管理的重要工具。“爱色丽彩通”是丹纳赫公司旗下的品牌,总部位于美国密歇根州,成立于1958年。作为全球领先的色彩趋势、科学和技术公司,爱色丽彩通提供服务和解决方案,帮助品牌、制造商和供应商管理从设计到最终产品的色彩。
  • 高精度、复合式、智能、易用 | 2024上半年几何量测量仪器新品盘点
    随着工业4.0浪潮的持续深化,高精度、智能化、集成化的测量仪器成为推动制造业转型升级的关键力量。2024年上半年,众多仪器厂商凭借其深厚的技术积累和创新能力,推出一系列几何量精密测量仪器新品,不仅提升了测量技术的边界,更为智能制造注入了新的活力。本文特对2024年上半年上市新品进行盘点,以飨读者。(本文产品信息来源网络公开信息,如有遗漏,欢迎留言补充。联系邮箱:niuyw@instrument.com.cn)海克斯康 SmartScan VR800智能蓝光扫描系统3月,海克斯康发布SmartScan VR800智能蓝光扫描系统。该新品是首款配备自动变焦镜头的结构光3D扫描仪,拥有智能分辨率、智能变焦和智能抓拍三大创新功能。它专为提高工作效率而设计,通过简单的软件设置,即可完成扫描分辨率和测量范围的快速调整,为用户实现精确、高效的扫描测量提供了前所未有的创新体验。 OCTAV HP高精度复合式影像测量专机4月,在2024中国数控机床展览会(CCMT)期间,海克斯康发布重量级新产品——OCTAV HP高精度复合式影像测量专机。该产品精度高达0.4μ+,是一款为满足用户对于高精度、高性能、高稳定性测量需求而设计的高端复合式影像测量专机。该新品将行业内先进的测量传感技术,包括高精度的接触式触发和扫描技术,基于影像测头的视觉检测技术,基于共聚焦白光测头的光学扫描测量技术等,定制化集成到一台测量设备上,实现了一机多能以及高精度复合式测量。OCTAV HP亚微米级别的影像测量功能结合先进的多传感器融合技术,适用于航空航天、半导体、新能源、3C电子、医疗等行业领域。蔡司CAPTUM三坐标测量机3月 28 日,深圳ITES展会现场,蔡司盛大推出全新三坐标测量机CAPTUM。新品具有安装快捷、服务便利、操作简便等优势,为企业提供坚实可靠的质量保障。值得一提的是,CAPTUM 家族首次引入“Plug and Play”即插即用设计概念,让用户操作更为便捷。其高适配的应用场景特点,更是让三坐标的应用变得更简单易用。4月,在第十六届重庆国际电池技术交流会/展览会(CIBF 2024)上,蔡司发布O-INSPECT 863 Duo多用途复合式坐标测量机,该新品是一款集成了三坐标测量功能、影像测量以及显微镜检测功能的复合式测量设备,配备连续扫描接触式测量、高倍率变焦影像镜头等,广泛应用于电子、医疗、汽车、航空航天领域的复杂工件的形位公差测量及缺陷检测。天准科技CM系列三坐标测量机4月,在第十三届中国数控机床展览会(CCMT 2024)上,天准科技发布CM系列三坐标测量机,该新品以超高精度 0.3μm 国家重大专项复合测量机技术背景为研发基础,目前拥有CMZ/CMU/CME 三大系列,集Vispec Pro软件系统、HSP测头/TR50旋转测座探测系统、驱控一体TCC电控、直线电机驱控技术四大自研技术为一体,同时创新性地将工业级的碳化硅陶瓷材料运用在高端系列机型上,重新定义行业精密测量标准,广泛应用于汽车、模具、机械加工、精密制造、计量院所、航空航天等领域。6月18日,在第十六届中国国际机床工具展览会(CIMES)上,天准科技发布了全新VMZ超高精度影像仪。该新品在测量精度以及稳定性上实现了跨越式提升,测量精度高达0.8μm,最大倍率高达4000倍。出色的测量精度和稳定性,使其能够轻松应对各种复杂测量任务,适用于半导体、微组装、光通信等高精度测量场景。思看科技NimbleTrack灵动式三维扫描系统4月9日,思看科技发布NimbleTrack灵动式三维扫描系统和NimbleTrack灵动式三维扫描系统。NimbleTrack集全无线、不贴点、双边缘计算、一体成型架构于一身,精准驾驭中小型场景动态三维测量场景,其扫描仪和跟踪器深度集成高性能芯片与嵌入式电池模组,实现了全域无线测量和高速稳定的数据传输,开启工业计量智能无线新时代。AM-CELL C系列自动化3D检测系统AM-CELL C系列自动化3D检测系统创新性融入核心单元设计理念,集易部署、易操控、高拓展性、全方位安全于一体,为中小型零部件检测打造自动化交钥匙解决方案,探寻智能制造更多可能。中图仪器WD4000系列无图晶圆几何量测系统2月,中图仪器针对晶圆几何形貌量测需求,基于在精密光学测量多年的技术积累,历经数载,自研了WD4000系列无图晶圆几何量测系统,适用于线切、研磨、抛光工艺后,进行wafer厚度(THK)、整体厚度变化(TTV)、翘曲度(Warp)、弯曲度(Bow)等相关几何形貌数据测量,能够提供Thickness map、LTV map、Top map、Bottom map等几何形貌图及系列参数,有效监测wafer形貌分布变化,从而及时管控与调整生产设备的工艺参数,确保wafer生产稳定且高效。3月,中图仪器发布Mizar Silver三坐标测量机,融汇多项核心创新技术,采用低热膨胀花岗岩导轨系统、环抱式气浮支撑系统、Z轴柔性平衡设计、高刚性传动系统、空间21项结构误差补偿技术等,并装载全自主化运动控制器与测头测座系统,自主化三坐标测量软件PowerDMIS。先临三维FreeScan UE Pro2 无线高速激光手持三维扫描仪5月,先临三维发布FreeScan UE Pro2 无线高速激光手持三维扫描仪。此番创新融合了嵌入式边缘计算模块,实现无线传输功能,为用户带来了前所未有的操作自由。这款新品借助内置的嵌入式边缘计算模块与灵活的移动电源支持,可以更加游刃有余地获取高精度三维数据。基恩士VM-6000大范围三坐标测量仪5月,基恩士发布VM-6000大范围三坐标测量仪,通过接触探头、激光扫描探头,单人即可在现场测量大型产品的尺寸、形状。新品测量范围由原来的15m扩大到25m,适用于各行各业的大型产品。Qualifire&trade 激光干涉仪2024年初,阿美特克 旗下Zygo公司宣布发布其最新的激光干涉仪Qualifire&trade 。Qualifier加入了一系列高端干涉仪解决方案,旨在支持半导体、光刻、星载成像系统、尖端消费电子产品、国防等行业中最苛刻的计量应用。这款干涉仪在不牺牲性能的情况下,将显著的增强功能集成到一个更轻的小型封装中。秉承Zygo在计量领域的卓越标准,Qualifire&trade 不仅确保了高精度,更通过精细化的人体工程学设计优化了用户交互体验,使操作更为高效,部署更加灵活,完美平衡了性能与便捷性。综上所述,2024年上半年发布的一系列新品,在高精度、集成化、智能化、自动化、便捷性与易用性等多个维度实现了显著突破与创新。这些技术的深度融合可大幅提升生产效率与灵活性,降低对人工的依赖,助力企业降本增效。这一系列创新成果,无疑为工业4.0智能制造的加速推进提供了强有力的技术支持和保障。
  • 超高精度3D打印在微流控研究领域的应用
    微流控(Microfluidics),是一种精确控制和操控微尺度流体,又称其为芯片实验室(Lab-on-a-Chip)或微流控芯片技术,是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上,自动完成分析全过程。由于在生物、化学、医学等领域的巨大潜力,已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。由于微米级的结构,流体在微流控芯片中显示和产生了与宏观尺度不同的特殊性能,因此发展出独特的分析产生的性能。同时还有着体积轻巧、使用样品及试剂量少、能耗低,且反应速度快、可大量平行处理及可即用即弃等优点。 目前最普遍的微流控加工方式是基于SU-8光刻和PDMS翻模键合,首先采用SU-8光刻胶和常规光刻技术在硅基基底表面加工出具有微米精度、高深宽比的模具,然后将PDMS前体及其交联剂混合溶液浇注在此模具表面。经过升温固化处理、模具分离,制备出结构互补的弹性PDMS微流控结构芯片。该PDMS微流控结构芯片与玻璃基片经过一步可逆键合步骤,最终形成封装的微流控芯片。 PDMS的优点有:透光度高、荧光低;惰性好、生物兼容;易加工、成本低;防水透气、疏水;但是也有其缺点: (1)PDMS是热弹性聚合物材料,该类材料不适合于工业级注塑、封装工艺。手工加工的PDMS微流控芯片可靠性差; (2)PDMS微流控芯片批量加工成本高昂。随着3D打印技术的发展,采用3D打印制造微流控芯片越来越可行与方便。采用3D打印技术,可以显著简化微流控芯片的加工过程,在打印材料的选择上也非常灵活。3D打印微流控芯片有5个趋势,其一、从二维面芯片过渡到三维体芯片;其二、直接打印凝胶材质的微流控芯片;其三、针对微流控需要的3D打印工艺将会开发得到更多的重视;其四、基于打印工艺直接集成传感器及制动器到微流控芯片中;其五、基于3D打印的微流控芯片模块化组装,构成便携式POC系统。之前由于一些3D打印技术存在精度不够高,大部分在50~100μm精度,打印出来的通道不够小,打印通道的横截面粗糙,微通道透明度低等缺点,不适合用于微流体实验。制造体积更小、使用试剂量更少的微流控芯片的关键是需要一种具有非常高的打印分辨率的高精度3D打印机。深圳摩方以其专有的ProjectionMicro-Stereolithography(PμSL)工艺,是可以提供2 μm超高精度光固化3D打印技术解决方案的科技型企业,同时也开发了10μm和25μm高精度精度3D打印系统,支持打印高精度树脂、高强度树脂、耐高温树脂、柔性树脂、水凝胶、透明树脂、生物医疗树脂、韧性树脂和复合材料树脂。PμSL超高精度3D打印微通道极限加工能力测试PμSL超高精度3D打印微流控应用案例:岩心微流体阿联酋Khalifa University的T.J. Zhang教授和Hongxia Li博士,在知名期刊《Soft Matter》发表了一篇高质量文章“Imaging andCharacterizing Fluid Invasion in Micro-3D Printed PorousDevices with VariableSurface Wettability” 。研究人员在实验过程中使用微纳 3D打印设备,该设备具有2μm分辨率,50mm*50mm的加工幅面,加工微流控器件。这台设备来自深圳摩方材料公司,型号为nanoArch S130。基于微纳3D打印的微流控器件,结合多相流成像技术,研究微尺度多孔介质中的多相流动。 多孔微流控器件制造的工作流程如图(a)所示,第一步是对薄片图像或微CT扫描图像进行处理(红色部分),然后从处理后的图像中,选择一个区域并将其嵌入微模型设计中(蓝色部分),构建三维立体模型。第二步是使用切片软件将三维模型切成一系列图片,最后是通过2μm精度的微立体光固化3D打印机打印出微流控器件;(b)同一岩石模型在2μm和10μm两种不同打印精度下打印出的表面形貌;(c)打印的岩石模型(打印精度2μm)与微CT扫描图像(扫描精度8μm)的对比; 多孔介质中的流体渗透广泛存在于许多应用中,例如油气开采、二氧化碳封存,水处理等。流体渗透的动态过程会受到液体表面张力,多孔介质的表面润湿性,空隙拓扑结构以及其他参数的影响。在这项工作中,研究人员使用2μm精度的微立体光固化3D打印机打印出具有相似复杂孔喉特征的微模型。该模型的内部空隙结构来自于天然多孔介质(例如岩石)的薄片图像或微CT扫描图像。将不同的流体注入表面改性后的微模型中,我们可以借助于模型的高透明性直接在光学显微镜下观察和研究了在各种表面润湿性条件下的动态流体渗透行为。此外,我们还结合光学成像和数值模拟,系统地分析了残留液体分布,并揭示了四种不同类型的残留机制。 这项工作提供了一种新颖的方法,通过结合微尺度3D打印和多相流成像技术来研究多孔介质中的微尺度下的多相流动。 PμSL超高精度3D打印微流控应用案例:微型尖锐结构在声场激励下实现声流体芯片上非接触、损伤细胞搬运及三维旋转操作 北京航空航天大学机械工程及自动化学院的冯林教授课题组学生宋斌博士在国际期刊《Biomicrofluidics》发表了一篇高质量文章“On-chiprotational manipulation of microbeads and oocytes using acoustic microstreaminggenerated by oscillating asymmetrical microstructures”。研究人员在实验过程中使用了深圳摩方材料科技有限公司微尺度3D打印设备S140,该设备具有10um精度的分辨率,94*52*45mm大小的三维加工尺寸。基于该设备加工了尖锐侧边和尖锐底面微结构,通过PDMS二次倒模并与玻璃基底键合形成声流体芯片。该声流体芯片通过声波激励压电换能器振动,从而带动芯片内微结构振动在其周围产生局部微声流,最终实现卵细胞的三维旋转。该研究在细胞三维观测、细胞分析及细胞微手术方面有重大研究意义。 声流体芯片制备工艺如上图所示,先通过深圳摩方(BMF)10μm精度的微立体光固化3D打印机S140打印出微米级别的尖锐侧边和尖锐底面微结构(最小尖端20°),再倒模出纯PDMS模具,然后经表面处理之后二次倒模获得的PDMS尖锐侧边和尖锐底面微结构。最后把PDMS二次倒模的结构与玻璃基底键合形成声流体芯片。 本研究声流体芯片的实验操作系统如上图a所示,主要观测系统和驱动系统两部分组成。上图b展示了声流体芯片的概念图,由受正弦信号激励的压电换能器振动,带动尖锐侧边和尖锐底面微结构振动,从而在相应的微结构周围产生微漩涡(如上图c所示)。在由微漩涡产生的扭矩作用下,最终实现了细胞的三维旋转。对应的微流道及微结构尺寸如上图d-f所示。 细胞三维旋转作为一项基本的细胞微手术技术,在单细胞分析等领域有着重大科学意义和工程意义。本文提出了一种基于声波驱动微结构振动诱产生微声流以实现细胞搬运及三维旋转的简单有效的方法。细胞旋转的方向和转速均可以通过施加不同频率和电压来实现。本研究以单细胞为操作对象,以微流控芯片为手段,以高通量全自动化多功能微操作为目标,为促进我国在微操作技术领域的发展以及生物医学工程交叉学科的革新,进一步为加强我国微纳制造水平提供系统性方法。 深圳摩方PμSL技术在超高精度、高效率加工方面有突出的优势,同时这一3D打印技术已被工业界和学术界广泛应用于复杂三维微流控芯片和微通道器件加工,在多个知名刊物发表成果。
  • 高精度光谱定标系统将实现精10厘米/秒精度
    近期,中国科学院南京天文光学技术研究所(以下简称南京天光所)研究员肖东团队设计研制了一种可用于高精度光谱定标的基于真空法珀标准具(FPE)的高稳定定标光源系统。日前,相关研究成果分别发表于《天文学杂志》(The Astronomical Journal)和国际光学工程学会会刊(Proc SPIE)。 《中国科学报》从南京天光所获悉,高精度光谱定标技术是运用视向速度法进行系外行星探测的关键技术之一,具有重要的科学意义。类地行星的探测和研究将定标精度的要求提高到10厘米/秒。 由于FPE对入射角度、腔长和折射率变化敏感,肖东团队从照明、气压和温度稳定性等方面开展研究,严格控制定标谱线稳定性。 肖东团队结合光纤扰模技术的研究基础,通过数值模拟和实验测试定量研究了耦合偏移和光纤扰动对定标光源输出谱线特性的影响,八边形光纤和双光纤扰模器可以极大提高光纤出射场稳定性,从而有效降低这种影响导致的谱线漂移。 在此基础上,肖东团队研制了满足定标谱线设计要求的光机系统和真空恒温系统,预期谱线自身稳定性能到10厘米/秒。后续,团队将利用激光频率梳同步定标技术对此定标光源谱线的漂移特性进行研究,并进一步探索验证此类定标光源的使用方法和实测定标精度。
  • 神舟十四号测控“第一棒”,高精度测量守望神舟出征
    酒泉卫星发射中心发射场光学测量团队,承担着此次神舟十四号运载火箭初始发射段的实时监测任务,作为整个测控系统的“第一棒”,团队科技人员始终精益求精,做足准备,以高精度测量,守望神舟出征。这是神舟十四号载人飞行任务发射前的一次综合演练,发射场光学测量团队科技人员在火箭点火后第一秒就立即进入工作。他们需要根据前方高速电视测量系统回传的图像数据,对运载火箭飞出发射塔架之前起飞漂移量进行测量。发射场光学测量团队负责人 刘鑫:漂移量它是判断火箭起飞状态是否正常的重要依据。一般的漂移对于这么大的目标来说,咱们是肉眼观察不到的,但是如果漂移量过大的话,它就会对火箭本身或者是塔架造成不可估量的伤害。所以这就要求我们要把这个漂移量测量误差控制在0.2米以内,也是为指挥中心做出决策、调整、判断提供一个准确的依据。为了完成好任务,光学测量团队经过多次实地勘察,在发射塔架周边,科学配置了多台高速电视测量系统,形成测控体系网,确保火箭跟踪无死角。总台记者 沈玲:我身后这块不足20平方米的水泥场坪就是其中一个测量点,也是距离发射塔架最近的观测点之一,为了保证成像效果不受影响,科技人员需要随时掌握设备状态。发射场光学测量团队负责人 刘鑫:因为我们这里距离发射塔架是比较近的,发射时产生的低频振动,可能对我们的设备就会产生影响,还有就是户外环境有很多不确定的因素,尤其是我们这经常有大的风沙,所以我们就会提前设置好各种可能影响设备正常工作的故障来进行归零处置,确保万无一失。测量设备采用的是大视场、短焦距的跟踪方式。跟踪画面出现偏差会直接影响到火箭漂移量测量结果,为了保证目标完整清晰成像,就要求操作手具备快速修正跟踪能力。发射场光学测量团队工程师 冯旭辰:我们会反复观看以前的任务图像,总结分析不同火箭在不同光照条件下,不同时间节点的飞行状态,制定相应的调光和跟踪策略,并一遍遍地开展针对性训练。目前,酒泉卫星发射中心发射场光学测量团队人机结合状态良好,设备完成检测调试,随时做好任务准备。
  • 大型高精度衍射光栅刻划机:把光谱看得更通透
    科研人员在为光栅检测做准备工作。 罗浩摄(资料图片)  在1毫米距离里划出6000道刻槽,且槽型均匀,这意味着在20公里的刻距内,刻槽间距误差小于一根头发丝的千分之一。这正是不久前,中科院长春光学精密机械与物理研究所研制的“大型高精度衍射光栅刻划机”达到的刻划精度。  走进长春光机所实验室,项目组科技人员向记者介绍了一块银灰色、近似不透明“玻璃窗”的光栅,它是这套“精密机械之王”的杰作,也是目前世界上面积最大的高精度中阶梯光栅。打造这台“精密机械之王”的,正是长春光机所光栅刻划机老中青三代研制项目组。  光栅是分析万物光谱信息的“芯片”,应用遍及海陆空、吃穿用  人类如何通过光认识世界?项目负责人、长春光机所研究员唐玉国说,人类借助光认知世界有两种方式:一是光学成像,二是光谱分析。光学成像可以看到物质世界的形状、尺寸等外在信息 地球上所知的元素及其它们的化合物都有自己的特征光谱线,光谱分析可以获得物质成分信息,帮助我们看清事物的本质。  但要“抓”住光谱信息并不容易。日常生活中的光,是由红、橙、黄、绿等各种单色光组成的复色光,而单色光才能更好地记录下物质的光谱信息。光栅是一种非常精密的光学元件,它的神奇在于,它能从复色光中解析、提取出单色光。  日常生活中,人们很少看到光栅,但其实它的作用无处不在。“人们去医院抽血检验,原理就是依靠光谱仪器里的光栅,来实现观察血液里的成分是否符合健康标准。”项目组成员、长春光机所研究员巴音贺希格说,“简单地说,光谱分析需要光谱仪器,光栅之于光谱分析的作用,就如芯片之于计算机,是核心和‘大脑’。”  与血液检查原理类似,分析不同物质的光谱,可以探查出农药残留、钢材质量、爆炸物特性等许多重要信息。唐玉国表示,光栅的价值不限于光谱仪,其应用“遍及农轻重、海陆空、吃穿用等各行各业。既能看天,也能看地、看人”。在天文观测中,通过光谱测量得到天体的组成及其与地球的距离,从而揭示宇宙诞生及演化规律 在光通信领域,光栅的分光作用使得不同波长的光能够携带信息顺着光纤飞入千家万户̷̷  通常,光栅性能越强,能分析出的物质成分就更精细。光栅面积越大,集光率和分辨本领就越高 光栅的精度越高,信噪比就越高。2009年,中科院长春光机所启动光栅刻划系统研制工作,一开始就瞄准世界领先水平,攻克光栅同时“做大”和“做精”的难题。  “精密机械之王”成功刻划出了400毫米×500毫米的大面积中阶梯光栅,标志着我国大面积光栅制造技术已达到国际领先。这一块光栅有多强?唐玉国说,最有经验的油漆工能辨别出1000多种色彩的微妙变化,而光栅理论上能够分辨出超过4亿种,可谓世界上感知色彩的最强利器。  光栅刻划机是制作光栅的母机,“做大”“做精”光栅是世界性难题  以防尘服武装,再经风淋室除尘,记者才得以获准进入实验室。这里有一套精密的环境保障系统,要求在30天内温差控制在± 0.01℃之内。  项目组成员、长春光机所研究员齐向东参与了光栅刻划机的设计、研制、调试等全过程,并长期在一线担任指挥。他说,这台仪器对环境要求极为严苛,气温、气压、空气成分等哪怕极其微小的变化,在纳米的尺度下,也可能带来巨大的刻划误差。  对环境的苛刻要求源自光栅刻划机自身的高精度。它由上千个元件、部件精妙配合而成,几乎所有关键部件冲击世界极限水平。加工装调精度难、运行保障环境要求之高,前所未有。  丝杠、蜗轮、导轨是刻划系统“三大件”,项目启动之时,国内现有机床技术根本达不到精度要求,研究组不得不采取土办法——手磨加工。  丝杠被誉为刻划机的“心脏”,其精度水平直接影响整机性能。国内不能造,国外买不到,已经退休的80岁高龄老专家张泰返聘回所,并亲自上阵,带领青年团队不分昼夜加工和检测。历时近1年时间,终于研磨出这根丝杠。这也是目前世界上精度最高、行程最长的三角螺纹丝杠。  用同样的方法,项目组费时6个月加工出蜗轮,8个月加工出V形导轨。这些具有亚微米、纳米量级的关键器件,都是科研人员用双手研磨出来的。此外,项目组成员为了攻克金刚石刻划刀、光栅镀膜等技术难题,也屡屡实验、研磨、调整,方才达到了光栅刻划机的要求。“有一次,项目组去外面交流。一握手,对方都说,你们的手不像科学家,倒像工人。”巴音贺希格回忆。  立项之初,研制计划时间是三年半,但由于整个过程比预料困难太多,前后花费了近8年,成为“严重耽搁的项目”。“研制期间,我们承受着巨大的压力,往往‘按下葫芦又起了瓢’,好不容易攻克一个困难,新的问题又立马出现。”齐向东说,科研人员不停地寻找问题产生的根本原因,有时候甚至要推翻之前花了很长时间建立起来的假设,否定自己重新开始。“这8年中,我曾多次感到绝望,以为进行不下去了。大光栅通过验收时,又觉得一切都很值得。”  这项成果使我国在光栅领域不再受制于人,并将精密机械加工技术推向世界前沿  国际上掌握光栅研制技术的国家很少,大面积高精度光栅是科技强国竞争的焦点。在此之前,只有美国能够制作300毫米以上中阶梯光栅。  大面积、高精度光栅刻划机的成功研制,使我国战略高技术领域所需的光栅不再受制于人,还将我国精密机械加工技术推向了世界前沿。  “我们这一代科研人员做出这台机器,离不开长春光机所几代人的努力。我们只是属于摘桃子的人,没有前辈的积累,没有青年梯队人才的付出,都不可能完成这项艰巨任务,是老中青三代人的结晶。”齐向东感慨。  1959年,长春光机所自主研制出了我国第一台光栅刻划机和第一块光栅。项目期间,我国第一代光栅刻划机的领军人、机械刻划光栅创始人梁浩明回到长春光机所,在重要问题上给出了指导意见 带领团队手工研磨丝杠等精密零部件的张泰先生,也是我国第一台光栅刻划机研制的参与者 已经退休的郝德阜研究员参与了系统的总体结构设计。  目前,我国第一台光栅刻划机依然没有“退休”。半个多世纪前,仅仅借助少量公开发表的相关文献,梁浩明等人开始了光栅刻划机的研制工作。没有专门设计的计算机软件,设计人员就靠手工绘制来画图 没有数控机床,科研人员就靠双手打磨加工零部件,精度甚至比当今数控机床加工还要高。  上世纪80年代,长春光机所计划研制高精度大面积光栅刻划机,由于资金等种种限制,项目搁浅,我国遗憾地错失了追赶光栅制造强国的机会,制造大光栅也成为我国光栅人的梦想。  “我们有信心,也有信念能够完成项目。长春光机所具有数十年的技术积累,此外,现代精密仪器加工技艺水平更高,技术条件更好。老一辈在物质匮乏年代都能够制造出精度非凡的光栅刻划机,我们有条件也有责任把新一代刻划机做好。”齐向东说。  八年磨一剑,项目组研制的这套大型高精度光栅刻划系统,攻克18项关键技术,取得9项创新性成果。  让唐玉国欣喜的是,经过光栅刻划机项目历练,一批青年人才成长起来了,关键技术得到有效传承。他还说,研制成功并不是刻划机的重点,未来项目组还将从“精稳快新”四个方面对它进行持续改进和技术升级、提升性能,使其在满足国家重大科研对大光栅需求的同时,始终保持国际领先。
  • 海洋学部在北极高精度海冰密集度监测领域取得新进展
    近日,齐鲁工业大学(山东省科学院)海洋技术科学学部海洋遥感团队在北极高精度海冰密集度监测方面取得新进展,相关成果发表于遥感领域国际顶级期刊IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing(IF=8.125)。高精度海冰监测对于研究全球气候变化和指导航运安全等方面具有重要意义。该研究结合光学遥感数据和被动微波海冰密集度产品,通过融合光谱和纹理特征的海冰密集度监测算法,自动获取高精度海冰密集度监测结果。通过验证和比较,证明该研究结果精度较高,能够探测到更多的海冰细节信息,为高质量海冰密集度监测提供了技术支持。   该研究成果受国家自然科学基金(42106172)和山东省自然科学基金(ZR2022QD061和ZR2021QD135)等联合资助。
  • 我国高精度平面刻划光栅已自主可控 国产光谱仪器研发迎来新时代——访中科院长春光学精密机械与物理研究所 李晓天副研究员
    p style="text-align: justify "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "  作为光谱仪器的核心部件,光栅的地位举足轻重。近年来,针对我国机械刻划光栅的刻划面积及精度不足等问题,中科院长春光学精密机械与物理研究所(以下简称:长春光机所)开展了一系列的技术攻关,不仅成功研制出大型高精度光栅刻划机,而且该刻划机已成功制作出刻划面积为400mm× 500mm的世界最大面积中阶梯光栅。/span/pp style="text-align: justify "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "  为了更深入的了解我国光栅及光谱仪器的研究现状及未来发展态势,仪器信息网编辑特别邀请到中科院长春光学精密机械与物理研究所李晓天副研究员给大家分享其在光栅及光谱仪器研发过程中的经验。/span/pp style="text-align: justify "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "/span/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 356px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/6a4b4291-b891-4b13-b4aa-d667cb197457.jpg" title="微信图片_20200710094424.png" alt="微信图片_20200710094424.png" width="450" height="356" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong中科院长春光学精密机械与物理研究所 李晓天副研究员/strong/pp style="text-align: justify "span style="font-size: 14px "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "  李晓天,博士生导师,九三社员,Opt. Express等10余个权威SCI期刊审稿专家。自2006年参加工作,主要从事光电检测、衍射光栅及其在光谱技术领域应用研究等科研工作,作为项目负责人获批空间外差拉曼方面的国内第一个自然科学基金青年基金和第一个面上项目,以及吉林省技术攻关项目等 作为分系统或子课题负责人承担国家973课题、国家重大科研装备研制项目等,曾获“航天科技四院杰出青年”、“吉林省科技进步一等奖”、“吉林省青年文明号”等荣誉。获授权发明专利28项,其中第一发明人12项 在Opt.Express等权威SCI/EI期刊发表论文40余篇,其中第一/通讯作者16篇。培养的博士和硕士研究生获得国家奖学金、中科院院长奖、中科院新生奖等10余种奖励,其中一名学生连续两年获国家奖学金后公派留学于美国哈佛大学/span。/span/pp style="text-align: justify "  span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong我国高精度平面刻划光栅已处于国际领先水平/strong/span/pp style="text-align: justify "  衍射光栅是最重要的一类光学色散元件,它是绝大多数光谱仪器的核心器件,其精度高低直接决定光谱仪器性能的优劣。按制作方法, 衍射光栅可分为机械刻划光栅、离子束刻蚀-全息光栅、体全息光栅等。随着国家支持力度的加大,我国各类光栅制作技术均有显著提升,与国外最高水平的差距也越来越小,特别值得一提的是,我国的机械刻划光栅制作技术已达到国际领先水平。/pp style="text-align: justify "  机械刻划光栅的性能主要由光栅刻划机的运行精度决定。据李晓天介绍,光栅刻划机是制作光栅的母机,机械刻划光栅主要是通过光栅刻划机的金刚石刻刀在光栅基底的膜层上挤压成形出一系列具有一定规则形状和间距的刻槽,在此期间,刻划机的基底工作台要不断进行精密进给运动,而金刚石刻划刀要不断进行往复运动,光栅刻划的定位精度要达到纳米量级。因此部件的加工装调精度要求极高,运行保障环境要求也极为苛刻,光栅刻划机也被誉为“精密机械之王”。/pp style="text-align: justify "  李晓天开展的光栅研究主要是针对机械刻划光栅,采访中他给大家详细介绍了自己在这方面的工作。据介绍,李晓天通过仿真分析和科研经验等,指出国产光栅刻划机刻划系统结构不够稳定是导致刻划出的光栅杂散光较大的主要原因之一,最终通过大量的实验验证了这一结论 据此,他在导师唐玉国研究员等前辈的悉心指导下,在国内率先开展了光栅刻划系统误差修正技术研究,最终使得刻划出的光栅杂散光从10sup-3/sup量级降低至可达10sup-5/sup量级,此外他还开展了衍射波前主动补偿、光栅性能实时检测技术等研究工作,有效提高了光栅刻划机及刻划光栅的性能。目前,李晓天及其所在的大光栅团队已研制出高精度大光栅刻划机1台,主要性能指标为:最大刻划面积:400mm× 500mm;最高刻槽密度:6000线/mm;仪器运行的短期定位误差:≤3.0nm(1σ),并已成功制作出刻划面积为400mm× 500mm的世界最大面积中阶梯光栅,获得“吉林省科技进步一等奖”、“吉林省青年文明号”等荣誉。相关成果被中央电视台新闻联播、人民日报、科技日报、经济日报、光明日报等多家媒体进行报道。/pp style="text-align: justify "  谈到其开展的光栅相关工作,李晓天自豪的说,“就光栅定制而言,我们光栅产品价格要比国外产品低的多,国内的一些企业获得信息后,原本计划在国外采购的光栅也改为从我们单位定制采购了。”据悉,长春光机所的刻划光栅产品已在北京博晖创新光电公司、浙江大学、加拿大多伦多大学、中科院西安光机所、中科院上海技物所等单位研制的光谱仪器中得到了成功应用。其中,加拿大多伦多大学将他们研制的红外中阶梯光栅与美国Bach公司制作的194线/mm中阶梯光栅进行了对比,结果发现该光栅性能优于美国Bach公司产品,其中TM波的光栅衍射效率高出约20%左右;北京博晖创新光电公司将长春光机所的光栅产品与其购买的一块国外产品进行了对比,发现长春光机所的光栅产品性能更优。/pp style="text-align: justify "  span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong以光栅自主创新促进光谱仪器进步 核心部件国产化率亟待提升/strong/span/pp style="text-align: justify "  作为光谱仪器的核心部件,光栅技术的深入对光谱仪器的开发具有重要的指导意义。在完成了光栅刻划机研制之后,李晓天的研究重心转向光栅应用技术,其曾参与了中阶梯光栅光谱仪、光栅杂散光测量仪、傅立叶变换型光栅衍射效率测量仪和成像光谱仪等研究工作。特别是近几年,他开始了拉曼光谱技术的研究工作。对此,李晓天表示说,由于拉曼光谱不怕水,可以在水溶液或者水环境中实现物质的检测,做完拉曼光谱仪技术的基础研究工作以后,下一步的工作重点是要将其应用到生物医学、星际探测等与国计民生息息相关的重要领域中。/pp style="text-align: justify "  现有的拉曼光谱技术,如色散型拉曼光谱仪因存在入射狭缝,导致其在高光通量、高分辨率、宽波段、无运动部件等性能方面难以兼顾。为解决以上影响拉曼光谱技术发展的关键问题,李晓天从2015年开始研发可兼具高光通量、高分辨率等以上性能的新型空间外差拉曼光谱仪,并作为项目负责人成功获批了空间外差拉曼光谱方面的国内第一个自然科学基金青年基金项目和第一个面上项目。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 312px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/0dc5b33a-9e92-4c9a-8052-ddb610c8743b.jpg" title="微信图片_20200710094022.png" alt="微信图片_20200710094022.png" width="600" height="312" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong拼接光栅型空间外差拉曼光谱仪原理样机(左)及硫磺样品的外差拉曼干涉图(右)/strong/pp style="text-align: justify "  据介绍,空间外差拉曼光谱仪无入射狭缝,且整个仪器没有运动部件。通过探测器单次测量及分析,即可获得全波段的待测物拉曼光谱信息。而且仪器结构紧凑,其除探测器以外的核心光学模块的尺寸可以做到15cm× 15cm以内,因此仪器可兼具高光通量、高分辨率、宽波段、无运动部件等性能。空间外差拉曼光谱仪将在待测物拉曼信号较弱、有限载荷使用条件以及待测环境条件恶劣等方面具有较好的应用前景,此外在透射拉曼光谱领域也可以发挥其优势。/pp style="text-align: justify "  在拉曼光谱仪研究过程中,李晓天提出光栅拼接型空间外差拉曼及LIPS光谱仪、中阶梯光栅型空间外差拉曼光谱仪和空间外差型太赫兹拉曼光谱仪等新型仪器结构,并带领团队突破关键理论与技术,设计出具有棱镜视场展宽能力的高光通量空间外差拉曼仪器原理样机,其测得的硫磺等样品信号强度可达同等分辨率和测量波段范围的传统色散型仪器的100倍;给出基于三阶极小值和多子区间分割的光谱背景扣除算法,可有效解决背景光干扰等对拉曼光谱测量的影响 提出通过光阑和光学陷阱等抑制仪器杂散光的方法;提出基于中阶梯光栅多级次锥面衍射的空间外差拉曼光谱仪结构等等。/pp style="text-align: justify "  近几年,国内的一些知名企业和院校纷纷开展了拉曼光谱仪器研发工作,使得我国拉曼光谱仪研发力量得到了较大的提高,但整体来说与国际最高水平仍存在一定差距,在全球市场中所占份额较低。对此,李晓天分析到,光栅等拉曼光谱仪的核心光学元件在国产拉曼光谱仪中的国产化率并不高,主要原因是我国光栅技术水平的提升是在近几年发生的,目前国内的科研院所和企业大多还不清楚国内的机械刻划光栅水平已得到显著改善且定制价格远低于国外产品这一事实。相信随着时间的推移,我国拉曼光谱仪产品中的光栅国产化率会得到大幅度提升。此外,李晓天也提到,除了光栅以外,拉曼滤光片也是仪器的核心元件,特别是低波数拉曼滤光片尚未实现高性能产品国产化,制约着相应仪器的发展。/pp style="text-align: justify "  span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong国产光栅及光谱仪发展展望: 一代光栅对应着一代光谱仪/strong/span/pp style="text-align: justify "  从核心部件到仪器整机,李晓天在光学仪器研发领域已经工作了10余年。据悉,未来他还将继续开展新型高端光栅光谱仪研究工作,在高分辨率、高通量、高灵敏度光谱仪器研制方面继续开展深入的研究。不仅如此,他还计划尝试开展拉曼光谱技术在生物医学等领域的应用研究。/pp style="text-align: justify "  采访中,李晓天指出,目前国内的光栅刻划机只能刻划平面光栅,但是国内外市场对凹面光栅和凸面光栅等非平面光栅的需求也日益迫切,若能采用光栅刻划机进行非平面光栅研制,将能够有效解决现有的非平面光栅的衍射效率等性能难以满足诸多领域使用需求的难题,所以希望国家或地方政府可以对非平面光栅刻划机的研制进行专项资金投入。再者,国内外天文望远等领域对更大面积光栅仍有使用需求,不过如果直接研制可以刻划更大面积光栅的刻划机,对机械和精密控制等技术具有更高需求,需要的资金投入也较多,因此发展投入相对较低的大光栅拼接复制技术也是未来光栅技术的重要方向。此外,超环面光栅、大面积体全息光栅等其它光栅技术也应该开展深入研究。/pp style="text-align: justify "  对于我国光谱仪器研发的现状,李晓天分析到,衍射光栅是光栅光谱仪器的核心元件,在仪器研发中意义重大。但是现在国内大多数仪器厂家和单位在进行光谱仪器设计时,往往先在现有产品中选择一个测量波段等指标相对适合的光栅产品,然后根据该光栅参数进行仪器设计,这将导致仪器设计存在一定局限性。李晓天指出,大家应充分发挥光栅在光谱仪器研制中的重要作用,如根据仪器光路结构,去优化光栅参数再去定制该光栅,将大大提高仪器性能。一代光栅对应着一代光谱仪,若能进一步提出新的光栅设计参数或者新的光栅类型,则有望产生新一代光谱仪器!以新型的中阶梯光栅、离子束-刻蚀全息光栅、体全息光栅、超环面光栅、各类其它非球面光栅以及特殊类型光栅为核心元件的光谱仪器将逐步登上我国的历史舞台。/pp style="text-align: justify "  此外,对于大家关注的科研成果转化问题,李晓天也谈到,我国在光谱仪器研发方面已具有多年的经验积累,也取得了较好成绩,但是,企业与科研院所之间存在一定的技术脱节,也就是说科研院所把光谱仪器研发后,并没有与企业形成较好的对接。不过,他也提到,目前国家已经形成一些激励政策,相信未来科研院所和企业会形成的良好合作模式。/pp style="text-align: justify "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "  附注:李晓天副研究员课题组隶属于国家光栅制造与应用工程技术研究中心(简称为国家光栅工程中心),该中心拥有60年以上的光栅研制及光谱仪器研发经验,具有完善的光栅制造设备、丰富的光学设计及精密装调技术、光谱仪标定设备、精密微动工作台、精密光学检测仪器、光学系统计算辅助装调设备等,具有自主研制高刻线密度光栅、中阶梯光栅和多种全息光栅等能力。先后研制出中型和大型摄谱仪、红外分光光度计、紫外分光光度计、大型真空紫外单色器、空间太阳紫外光谱辐照监视器、可见和红外高分辨率成像光谱仪、中阶梯光栅光谱仪、凸面光栅光谱仪、微型生化分析仪、近红外水分分析仪、近红外粮食成分分析仪、荧光在线水中油测试仪等仪器。/span/p
  • 南京天光所提出高精度光谱定标方法
    天文高分辨率光谱的高精度定标技术支撑着视向速度法探测系外行星的研究,具有重要的科学意义。当前,该领域前沿瞄准类地系外行星探测,对光谱定标精度的要求提高到10 cm/s,这是传统的定标技术无法满足的。要实现这样高的定标精度,需要从多方面突破,尤其是发展新型定标源并探究它们的定标方法。法布里-珀罗标准具(FPE)在进行精细的稳定性控制后可用于高精度波长定标,是备受关注的新型定标源。它的光谱呈现出密集、排列规则的透过峰序列,具有宽广的波长覆盖范围,有望实现优于10 cm/s的定标精度。由于FPE透过峰波长未知,这使单独利用FPE无法定出光谱仪波长的空间分布关系(即波长解),阻碍了FPE定标的实际应用。中国科学院南京天文光学技术研究所研究员肖东团队提出了一种FPE波长解求解方法。将传统波长定标源钍氩灯与FPE相结合,以钍氩灯为FPE提供波长信息,再利用FPE电介质反射膜的穿透深度与波长关系的平滑性质修正钍氩灯波长信息中的误差,在不借助傅里叶变换光谱仪等额外的精密测量设备的情况下实现对FPE透过峰的高精度波长标定。使用标定后的FPE透过峰,可求出光谱仪的高精度波长解。研究利用自主研制的固体腔FPE,在2.16米天文望远镜高分辨率光纤光谱仪(HRS)上对该方法进行实际测试。结果表明,FPE波长解的均方根误差仅0.053 pm,优于钍氩灯波长解的典型均方根误差0.290 pm。相关研究成果发表在《光学学报》上,并获当期优秀论文嘉奖。研究工作得到国家自然科学基金、中科院天文台站设备更新及重大仪器设备运行专项经费的支持。
  • 上海光机所高精度长程光栅研制取得进展
    中科院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室周常河、贾伟等人近期成功研制出高精度长程光栅的加工装置,其主要优点是速度快、精度高。利用该装置已加工出40微米、20微米、10微米、5微米等多种周期的高精度光栅。研制出的5微米周期光栅长度达到210mm,周期均匀性实验控制精度优于亚纳米级。该装置可以拓展加工米级光栅甚至更长光栅,研制的高精度长程光栅将显著提高我国在此领域的技术水平。  光栅尺是通过物体移动时,采用莫尔条纹或相关技术,通过移动光栅的计数,实现精密测量的技术,可以看作观测物体精密移动的&ldquo 眼睛&rdquo 。光栅尺以其小巧简单的结构,广泛应用于机床加工,电控移动平台等精密移动测量,其精度直接决定了精密机床的加工水平和精密移动平台的水平。光栅尺的核心部件就是高精度光栅,但高精度的光栅国外对我国实行禁运,特别是具有纳米精度的长程光栅,是我国高精度光栅尺产业必须解决的关键难题,也是目前纳米制造技术面临大尺度纳米加工精度的极大挑战。本次在高精度长程光栅研制方面取得的突破使得我国具有了制造高精度光栅尺光栅的能力,对我国机床高精度加工及精密移动平台等相关产业的发展具有积极推动作用。研制成功的高精度长程光栅照片:上图:(a) 光栅长度210mm 下图:(b)显微图片,光栅周期5µ m,周期均匀性实验控制精度优于0.03nm。
  • 高精度土壤养分快速检测仪
    高精度土壤养分快速检测仪(高精度土壤養分快速檢測儀)是由山东云唐生产研发的用于测定土壤中养分含量的仪器,目前采购模式均为单一来源采购 。咨询客服均有优惠!山东云唐智能科技有限公司旗下另有山东云泽精密仪器有限公司、山东蓝虹光电科技有限公司,一共只此三家,其余皆不属于云唐公司体系,请知晓!高精度土壤养分快速检测仪如何指导土壤修复要想进行土壤的污染修复工作,就要了解土壤,对土壤进行全方位的检测,土壤团粒结构特别不稳定,容易受到外界环境比如施肥的影响,我们现在使用的化肥大部分都是酸性的,这样的土地上作物是无法健康成长的,土壤养分检测仪可以检测土壤中的各种成分,了解土壤的养分状况,从而依据作物的种植种类数据进行对比分析,找出合理的施肥用料配方,依据配方对土壤进行改良,从而提升作物产量。在农业生产中,肥料不是用的越多越好,过量施肥容易造成土壤污染,土壤酸碱化及板结化严重,所以在了解了土壤情况以后,应该减少化肥使用,增施有机肥,尤其是肥料中的各种元素搭配,避免单一肥料造成的土壤养分不均衡现象,实现作物平衡施肥、减少了肥料的浪费,真正实现农业的可持续发展。高精度土壤养分快速检测仪使用必要性测土施肥对农业发展的帮助作用很大,能实现科学种田的良性发展模式,是山东云唐智能科技新推出的高智能测土施肥仪器,使用安卓智能操作系统,四核处理器,配有7寸液晶屏幕,操作简单,大大减少了操作失误的问题,内置各种作物测土配方施肥功能,可对百余种全国农业、果树、 经济作物的目标产量科学计算推荐施肥量,指导农业生产。农民是测土配方施肥技术的执行者和落实者,也是受益者。检验测土配方施肥的实际效果,及时获得农民的反馈信息,不断完善管理体系、技术体系和服务体系。同时,为科学地评价测土配方施肥的实际效果,必须对一定的区域进行动态调查。测土配方施肥技术宣传培训是提高农民科学施肥意识,普及技术的重要手段。农民是测土配方施肥技术的使用者,迫切需要向农民传授科学施肥方法和模式 同时还要加强对各级技术人员、肥料生产企业、肥料经销商的系统培训,逐步建立技术人员和肥料商持证上岗制度。测土配方施肥是以养分归还(补偿)学说、同等重要律、不可代替律、肥料效应报酬递减律和因子综合作用律等为理论依据,以确定没养分的施肥总量和配比为主要内容。为了补充发挥肥料的大增产效益,施肥必须怀选用良种、肥水管理、种植密度、耕作制度和气候变化等影响肥效的诸因素结合,形成一套完整的施肥技术体系。作物生长发育需要吸收各种养分,但严重影响作物生长,限制作物产量的是土壤中那种相对含量最小的养分因素,也就是最缺的那种养分(最小养分)。如果忽视这个最小养分,即使继续增加其他养分,作物产量也难以再提高。只有增加最小养分的量,产量才能相应提高。经济合理的施肥方案,是将作物所缺的各种养分同时按作物所需比例相应提高,作物才会高产。高精度土壤养分快速检测仪特点 1、可检测土壤及化肥、有机肥(含叶面肥、水溶肥、喷施肥等)、植株中的速效氮、速效磷、有效钾、全氮、全磷、全钾、有机质、酸碱度、含盐量,钙、镁、硫、铁、锰、硼、锌、铜、氯、硅等各种中微量元素以及铅、铬、镉、汞、砷等各种重金属含量。2、内置传感器接口,配备FDR传感器,可测土壤水分含量、土壤环境温度、土壤电导率。3、安卓智能操作系统,采用更加高效和人性化操作,仪器标配wifi联网上传、4G联网传输、GPRS无线远传,快速上传数据。4、内置作物专家施肥系统,可对百余种全国农业、果树、经济作物的目标产量计算推荐施肥量,依据施肥配方科学指导农业生产。5、内置植物营养诊断标准图谱,根据各农作物营养缺失的图片,进行叶面对比,诊断丰缺。6、采用双联排多通道设计,一次性可快速检测12个样品,所有检测项目可实现所有通道同时检测,极大提升检测效率,降低检测成本。7、比色槽部分采用标准1cm比色皿,无机械位移及磨损,光路测试定位精确,有效屏蔽外光干扰,保证检测结果优于国标要求。8、仪器具有4G内存,可长期存储数据,并配有上传平台,无需数据线,数据可直接无线上传,方便进行数据管理和数据长期分析。9、仪器内置新一代高速热敏打印机,检测完成可自动打印检测报告和二维码。10、高灵敏7寸电容触摸屏,高清晰高交互显示,大程度降低传统仪器的繁琐操作和失误。11、每个通道均配置四波长冷光源,所有光源实现恒流稳压,保证波长稳定。 硅半导体作为信号接收系统,寿命长达10万小时级别。重现性好,准确度高。12、高强度PVC工程塑料手提箱设计,坚固耐用,便于携带,供电方式为交直流两用,可野外流动测试配套成品药剂。
  • 化妆品色彩管理利用高精度色差仪实现色彩一致性
    在当今快速发展的化妆品行业中,维持产品颜色的一致性成为了一个重要挑战。化妆品的颜色不仅影响消费者的购买决策,还是品牌形象的关键因素。为了应对这一挑战,高精度色差仪在化妆品的研发和生产过程中发挥着至关重要的角色。高精度色差仪利用先进的光学和电子技术,精确测量化妆品的颜色属性。这些仪器通过分析样品反射或透过光的光谱来确定颜色参数,如色相、饱和度和亮度。这种技术使得色差仪能够提供关于色彩一致性的详细和准确的数据,从而帮助制造商保持产品色彩的标准化。一、色差仪在化妆品制造中的应用色差仪在化妆品行业中的应用不仅广泛,而且至关重要。这种仪器在化妆品生产的每一个环节都起着关键作用,确保产品颜色的一致性和准确性。在原料选择阶段,色差仪帮助制造商评估和选择合适的颜料和染料,确保这些原材料能够满足预期的色彩标准。在生产过程中,它用于持续监测产品颜色,以便及时调整生产参数,保证每批产品的颜色与既定标准完全一致。这种精确的颜色控制不仅提高了生产效率,而且减少了废品和返工,从而降低了成本。此外,色差仪在新产品开发中的作用也不容忽视。研发团队依靠色差仪来创造和复制新的颜色方案,确保新产品能够精准地达到设计目标。这种精确的颜色匹配使得产品开发周期缩短,同时提高了市场响应速度。在这个快速变化的市场中,能够迅速推出新产品对于保持品牌竞争力至关重要。此外,色差仪的使用还有助于保持品牌形象的一致性,特别是对于那些拥有多个产品线的大型化妆品公司来说,确保不同产品之间颜色的一致性是维护品牌识别度的关键。通过这种方式,色差仪成为了化妆品制造和品牌管理中不可或缺的工具。二、Ci7800台式色差仪检测色彩一致性Ci7800台式色差仪是一种高精度的色彩测量仪器,能够准确测量和分析材料的色彩特性。此设备采用了光谱技术,可测量各种光源下的色彩,包括自然光和人工光源。例如,在设计口红或眼影时,色差仪能够确保这些产品在自然光和室内光源下都保持相同的色调和饱和度,从而提升消费者的使用体验。Ci7800不仅精度高,还具有出色的适应性和配置灵活性。它能夠适应固态、液体及粉末等各种不同形态的样品,满足化妆品行业多样化的测试需求。此外,其内置的温度和湿度传感器能够记录每次测量的环境条件,确保数据的准确性和可追溯性。这对于保持生产过程中的颜色一致性至关重要,特别是在进行大批量生产时。Ci7800台式色差仪的高度重复性和准确性对化妆品行业的价值不可小觑。其delta E值的极低偏差和仪器间的微小差异意味着,无论是在设计、生产还是质量控制阶段,该仪器都能提供一致且可靠的测量结果。这对于确保供应链中各环节颜色的一致性至关重要,尤其是在多地分布的生产设施中。因此,Ci7800台式色差仪成为化妆品行业中不可或缺的工具,不仅帮助企业保持产品的色彩一致性,还提高了品牌的市场竞争力。这种多样性和配置灵活性使Ci7800高精度台式色差仪成为一个强大的工具,可适应化妆品行业中的各种色彩和外观测量需求。它为化妆品行业提供了准确、可靠的色彩测量解决方案,帮助企业确保产品质量、稳定性和一致性。三、年终优惠活动年终特惠,机不可失!爱色丽限时折扣,适用于多款精选产品。更有“以旧换新”优惠活动,帮助您节约采购成本,同类别其他品牌型号亦可参与。了解详情或参与活动,详情咨询爱色丽官方热线 或官网,把握最后机会,享受您的专属优惠!四、关于爱色丽“爱色丽彩通 ”总部位于美国密歇根州,成立于1958年。作为全球知名的色彩趋势、科学和技术公司,爱色丽彩通提供服务和解决方案,帮助品牌、制造商和供应商管理从设计到最终产品的色彩。如果您需要更多信息,请关注官方微信公众号:爱色丽彩通
  • 王兴军课题组攻克激光雷达抗干扰和高精度并行探测难题
    北京大学电子学院王兴军教授课题组-常林研究员课题组在两年攻关的基础上,研制出一种全新的硅基片上多通道混沌光源,提出了一种基于混沌光梳的并行激光雷达架构,攻克了激光雷达抗干扰和高精度并行探测这两个世界性难题,保证高性能高安全的同时,极大降低未来激光雷达系统体积、复杂度、功耗和成本。团队的研究成果《突破时间-频率拥塞的并行混沌激光雷达》于日前发表在《自然-光子学》杂志。随着高级别自动驾驶的日益普及,确保行驶舒适安全的激光雷达作为其核心器件,受到越来越多的重视。高性能、小体积、低成本、低功耗、高安全的激光雷达是未来厂商竞相追逐的方向。研究团队通过集成微腔光梳的调制不稳定状态产生天然的多通道随机调制信号,使其信号混沌带宽可超过7GHz,且光梳的调制不稳定态在18GHz的失谐范围内展现出良好的鲁棒性,能够应对外部泵浦光源的频率抖动。同时,材料的高非线性系数使产生的调制不稳定光梳的阈值功率相比其他材料平台低1~2个数量级,能够与片上分布式反馈激光器共集成。在此基础上,研究团队还搭建了并行激光雷达演示系统并对实物目标进行了高精度三维成像,验证了10通道规模的单像素成像,证明了各通道间良好的正交隔离性。此外,研究团队还对接收信号在不同信号干扰混叠下的抗噪功率抑制比进行了测试,实测可得在3dB阈值判据和12.5微秒积分时间下,单路信号的功率动态范围接近60dB,对调频连续波信号的抗噪功率抑制比接近30dB,对自身随机调制信号的抗噪功率抑制比可达22dB,展现出了良好的有源抗干扰能力。上述结果有望推动下一代高性能抗干扰激光雷达的变革。记者了解到,最近几年,研究团队在集成光电子学方面也取得了多项重要进展,包括实现了Tb/s硅基片上大容量光通信和跨C-V波段高精度微波光子信号处理、铌酸锂集成光子芯片、1.04TOPS/mm2高算力密度片上光计算、30nm极小粒径病毒检测、36μW最低功率阈值光学频率梳光源等多个国际领先成果。
  • 宁波材料所研制出高精度机器视觉检测平台
    近日,宁波材料所所属先进制造技术研究所机器视觉团队研制出高精度机器视觉检测平台。该平台的优异性能使其在各种精密电子、仪器仪表、晶圆科技、刀具、塑胶、精密零件、弹簧、冲压件、接插件、模具、五金塑胶、PCB板、导电橡胶、粉末冶金、螺丝、钟表零件、手机、液晶、医药工业、光纤器件、汽车工程、航天航空、军工等领域具有广泛应用空间。  高精度机器视觉检测平台采用了轴式直线电机,相对于传统电机和第一、第二代直线电机,轴式直线电机的磁场利用率高达100%,具有永磁体用量少、推力大、运行平稳结构简单、免维护寿命长等特点。另外,直线电机不需要使用机械传动部件,在国内机械传动部件制造水平相对落后的现状下,利用轴式直线电机可实现精密可靠的运动平台。  在轴式直线电机运动平台的基础上,机器视觉团队利用其自身的优势,开发了快速、准确、易用的测量软件。其先进的相机标定、校准技术可保证实现微米级精度的非接触式测量 先进的自动特征检测定位算法可以准确、快速地定位用户预先设定的测量点,并按用户预订的测量需求进行自动的大批量重复测量,所需的人工操作可简化到一次鼠标操作。  我国精密测量技术和仪器的现状仍然远远不能满足国内机械装备制造业迅速发展的需求,通过发展精密的自动测量系统,必将推动国内机械装备制造业的发展,缩短与国外先进水平的差距,进一步推动国产装备向高附加值方向发展。
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