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动态电压脉冲测试仪

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动态电压脉冲测试仪相关的资讯

  • 新型脉冲电源通过测试
    7月7日,国家重大科技基础设施强流重离子加速器(HIAF)增强器BRing二极铁首台电源暨国家重点研发计划“大科学装置前沿研究”非谐振快上升速率磁铁电源测试总结会在甘肃省天水市召开。由中国科学院近代物理研究所等单位研制的国际首台大型非谐振全储能快循环脉冲电源通过专家组现场测试。  强流重离子加速器装置是中国科学院近代物理研究所主持建造的国家重大科技基础设施,其中增强器BRing是HIAF装置最核心的组成部分。BRing要求电源输出3900安培的大电流、15兆伏安峰值功率、高达38000安培每秒电流上升速率,以及17—4800伏的极宽动态工作范围和小于200毫安的输出精度。BRing二极铁电源特殊的脉冲工作模式会在电流脉冲波形上升段和下降段产生极大能量吞吐,对电网产生巨大冲击,给电源系统设计提出了前所未有的挑战。  针对上述难点,中国科学院近代物理研究所加速器团队创新性地提出了一种非谐振变前励全储能解决方案。该团队经过4年半集中攻关,解决了41个技术问题,在4项核心技术难题上取得了突破,解决了大功率快循环脉冲电源对电网周期性强冲击和极宽电压范围下的高精度输出指标要求等问题。该电源进入批量生产阶段后,又不断迭代优化工艺方案,实现了电源的模块化、集成化和标准化设计,大幅度提升了电源的可靠性、可维护性和电磁兼容性。7月7日,该电源批量生产阶段的首台电源产品下线,并通过了专家组现场测试,标志着强流重离子加速器的建设又迈出了坚实一步。  大功率非谐振变前励全储能脉冲电源的研制成功,使得大型加速器绿色低碳运行成为可能,在重离子治癌装置及其他应用场合有广泛应用前景,为世界大型加速器特种脉冲电源提供了一种新的实现方案。
  • 短脉冲测试新突破,概伦电子携手北京大学、上海交大发布FS-Pro PIV套件
    概伦电子宣布与北京大学集成电路学院及上海交通大学电子信息与电气工程学院相关团队联合研发的新一代高精度快速波形发生与测量套件FS-Pro HP-FWGMK正式发布,填补了其半导体参数测试系统FS-Pro在短脉冲测试(PIV)的空缺,是又一国内产学研深度合作的典范。在先进器件研究过程中,新材料、新结构与新工艺的应用都可能带来未知的变化。研究者不但要关注精确的静态电流电压特性,更希望观察到细微快速的动态行为。同时随着半导体尺寸不断减小,一些现象需要在极短的时间内才能观察到,例如MOS器件的BTI效应,因此短脉冲测试是非常有必要的。此次发布的最新一代高精度快速波形发生与测量套件FS-Pro HP-FWGMK由黄如院士在北京大学和上海交通大学的团队与概伦电子联合研发。作为短脉冲IV(PIV)测试技术的先行者,黄如院士带领的团队经过了十余年的努力,在实践过程中掌握了一整套短脉冲产生、测量以及分析技术。概伦电子基于其提供的包括测试方法、电路原型、方案框架、版图设计及PIV应用在内的指导意见继续精细开发,满足高增益与高带宽的同时,有效抑制放大电路的非线性失真,最终实现了最小脉宽130ns的高精度测量。增加短脉冲IV(PIV)技术后,概伦电子半导体参数测试系统FS-Pro更如虎添翼,几乎所有半导体器件的低频特性表征都可以在FS-Pro测试系统中完成。FS-Pro全面而强大的参数测试分析能力极大地加速了半导体器件与工艺的研发和评估进程,并可无缝的与概伦电子低频噪声测试系统9812系列集成,其快速DC测试能力进一步提升了9812系列产品的噪声测试效率。基于在产线测试与科研应用方面的优异表现,FS-Pro全面的测试能力在科研学术界受到了广泛关注和认可,并已被数十所国内外高校及科学研究机构所选用,同时也被众多芯片设计公司、代工厂和IDM公司所釆用。“ 我们很荣幸与黄如院士在北京大学和上海交通大学的高校团队合作,共同研发出具有国际竞争力的高端测试仪器,填补了国内短脉冲测试(PIV)的空缺,是产学研融合的又一次成功探索,也为概伦电子打造完整的制造EDA流程丰富了现有技术及解决方案。”——概伦电子董事、总裁、首席运营官杨廉峰博士
  • 发布国检集团 DST-V动态弹性性能测试仪新品
    仪器名称:固体材料弹性性能测试仪(触摸屏)型号:DST-V仪器用途:用于测试固体材料的弹性性能,包括玻璃、陶瓷、石墨、金属和合金、塑料和高分子制品、岩石、木材和复合材料等多种类型的材料,通过简单的敲击,即可得到杨氏弹性模量、剪切弹性模量、泊松比等信息,具有测量范围广,精确度高和操作简单方便的特点。仪器采用触摸屏一体设计,开机即用,无需预热、校准或调整,测试速度快。测试样品的尺寸要求较少,不需要特别制样。非接触式检测,测试样品无污染、无破坏。仪器方便升级在不同温度环境下进行测试,非常适合科研和质检领域。仪器原理: 测试时将样品放置在不影响样品自由振动的支撑体上,敲击样品,以激发振动。利用振动传感设备收集振动信号,得到振动频率,结合样品重量、长度、宽度、厚度等样品尺寸信息,软件即可计算出杨氏弹性模量、剪切弹性模量、泊松比等数据。符合标准:JC∕T 2172-2013 精细陶瓷弹性模量、剪切模量和泊松比试验方法 脉冲激励法GB/T 22315-2008 金属材料 弹性模量和泊松比试验方法GB 3074.2-2008 石墨电极弹性模量测定方法GB/T 30758-2014 耐火材料 动态杨氏模量试验方法(脉冲激振法)JC/T 678-1997 玻璃材料弹性模量、剪切模量和泊松比试验方法ISO 12680-1耐火材料动态杨氏模量试验方法—脉冲激振法ASTM E1876-01(2009)固体材料杨氏模量、剪切模量和泊松比试验方法(脉冲激振法)技术参数:频率范围:20~20000Hz频率分辨率:0.1Hz测量项目:杨氏模量:2~300GPa 误差:±0.5% 剪切模量:2~200GPa 误差:±0.5% 泊松比: 0~0.5 误差:±5% 阻尼比: 0~1试样形状:长条状 或 圆棒状试样尺寸:长条状样品的长度/厚度3圆棒状样品的长度/直径4可测样品类型:所有具有弹性性能的固体材料 创新点:1.仪器采用触摸屏一体设计,稳定可靠,人机交互界面友好。2.开机即用,无需预热、校准或调整,具有测量范围广、测试速度快、精确度高和操作简单方便的特点。3.非接触式检测,测试样品无污染、无破坏。4.零耗材,使用成本低。国检集团 DST-V动态弹性性能测试仪
  • 国产高端测试仪器市场困局何解
    当今时代,科技迅猛发展、芯片量呈几何倍数增长,芯片已经进入融合的时代。从无人驾驶到虚拟现实、从人工智能到云计算、从5G到物联网,一颗芯片上承载的功能越来越多,芯片工艺越来越复杂,新器件类型层出不穷,众多驱动因素的推动对半导体测试技术不断提出新的要求。行业需要更加面向未来需求的测试系统和方案,来打破传统仪器固有的不足和局限。以半导体器件测试来看,在先进器件研究过程中,新材料、新结构与新工艺的应用都可能带来未知的变化。研究者不但要关注精确的静态电流电压特性,更希望观察到细微快速的动态行为。同时随着半导体尺寸不断减小,一些现象需要在极短的时间内才能观察到,例如MOS器件的BTI效应,因此,对包括短脉冲测试(PIV)在内的新技术提出了要求。前不久,概伦电子与北京大学集成电路学院及上海交通大学电子信息与电气工程学院联合研发的新一代高精度快速波形发生与测量套件FS-Pro HP-FWGMK正式发布,填补了其半导体参数测试系统FS-Pro在短脉冲测试的空缺,同时也填补了国内短脉冲测试技术的空缺。高端测试仪器FS-Pro“如虎添翼”据了解,此次发布的最新一代高精度快速波形发生与测量套件FS-Pro HP-FWGMK由黄如院士在北京大学和上海交通大学的团队与概伦电子联合研发。作为短脉冲测试技术的先行者,黄如院士团队经过了十余年的努力,在实践过程中掌握了一整套短脉冲产生、测量以及分析技术。概伦电子基于其提供的包括测试方法、电路原型、方案框架、版图设计及PIV应用在内的指导意见继续精细开发,满足高增益与高带宽的同时,有效抑制放大电路的非线性失真,最终实现了最小脉宽130ns的高精度测量。概伦电子FS-Pro半导体参数测试系统(图源:概伦电子)概伦电子的半导体参数测试系统FS-Pro是一款功能全面、配置灵活的半导体器件电学特性分析设备,在一个系统中实现了电流电压(IV)测试、电容电压(CV)测试、脉冲式IV测试、任意线性波形发生与测量、高速时域信号釆集以及低频噪声测试能力。此次增加短脉冲IV(PIV)技术后,FS-Pro更是如虎添翼,几乎所有半导体器件的低频特性表征都可以在FS-Pro测试系统中完成,可广泛应用于各种半导体器件、LED材料、二维材料器件、金属材料、新型先进材料与器件测试等。其全面而强大的参数测试分析能力极大地加速了半导体器件与工艺的研发和评估进程,并可无缝的与概伦电子低频噪声测试系统9812系列集成。据了解,概伦电子噪声测试系统9812系列是全球半导体行业业内低频噪声测试的“ 黄金标准”,为半导体行业先进工艺研发、器件建模和高端电路设计提供了更加完整而又高效的低频噪声测试及分析解决方案,可以满足各种不同工艺平台下半导体器件和集成电路低频噪声测试的需求。FS-Pro快速的DC测试能力进一步提升了9812系列产品的噪声测试效率和吞吐量,性能相较同类型产品获得大幅度提升,并将在噪声测试的业内领先技术扩展到通用半导体参数测试。基于在产线测试与科研应用方面的优异表现,FS-Pro全面的测试能力在科研学术界受到了广泛关注和认可,已被数十所国内外高校及科研机构所选用,同时也被众多芯片设计公司、代工厂和IDM公司所釆用。国产高端测试仪器新突破纵观行业现状,测试测量仪器属于高端科研仪器设备,需要长时间积累,特别考验一个国家基础技术的厚度。由于国内本土测量仪器行业起步较晚,主营电子测试测量仪器的企业数量少,发展情况也不尽相同,目前我国的产品结构主要集中在中低端,大部分企业仍处于仿制研发的阶段,仅有小部分企业走向应用研发的转型之路。根据数据显示,中国电子测量仪器的市场规模由2016年的28.72亿美元增至2021年的50.39亿美元,预计2022年将进一步达到53.14亿美元。面对国内如此巨大的市场需求,以及受国外隐形技术壁垒等因素制约,国内市场仍被掌握在国外仪器仪表厂商手中,高端产品依赖进口,行业类第一梯队公司主要为是德科技((Keysight)、泰克(Tektronix)、罗德与施瓦茨(R&S)等欧美企业。国内测量仪器与国际水平相比,在产品结构、高端产品的技术水平、市场占有率等方面存在较大差距,亟待国内本土企业填补高端仪器的技术和市场空白。在这种情况下,提高企业的研发力度成为了电子测量仪器行业发展的关键点之一。同时伴随着强烈的自主可控需求,国产高端测试测量仪器市场在近几年迎来高速增长。概伦电子的半导体参数测试系统FS-Pro作为高端测试仪器的代表之一,在先进器件和材料等领域的测试表现非常出色,集 IV、CV、1/f noise及PIV测试等于一体,高精度、低成本、综合的半导体器件表征分析能力灵活满足各种用户的不同测试需求,大大节省了测试设备采购开支。同时,工业标准的PXI模块化硬件结构,通用的软件平台,内置测量软件提供数百个预定义的测试模板和功能,实现即插即用体验,使FS-Pro成为了半导体器件与先进材料研究方面的得力助手,产品性能直接对标是德科技等行业巨头的高端测试仪器。近年来,随着半导体行业的快速发展,对测试测量仪器的需求在逐渐扩大。当前中国的半导体测试测量行业在飞速发展中,可以预见的是,复杂的国际关系背景和市场需求的双重驱动下,关键领域的国产化成为竞争焦点,自上而下的产业政策和企业突围将加速自主可控产业链的成长,国产半导体测量仪器迎风口。随着概伦电子在中高端产品领域取得突破,将会使其成为国内该行业的领头羊,有望引领该领域的国产化替代浪潮。概伦电子产品布局日臻完善半导体器件特性测试是对集成电路器件在不同工作状态和工作环境下的电流、电压、电容、电阻、低频噪声、可靠性等特性进行测量、数据采集和分析,以评估其是否达到设计指标。概伦电子半导体参数测试系统FS-Pro能够支持多种类型的半导体器件,具备精度高、测量速度快和可多任务并行处理等特点,能够满足晶圆厂和集成电路设计企业对测试数据多维度和高精度的要求。半导体器件特性测试仪器采集的数据是器件建模及验证EDA工具所需的数据来源,两者具有较强的协同效应。随着下游晶圆厂客户产能扩张,相关测试需求或将进一步释放。在制造类EDA工具方面,概伦电子的器件建模及验证EDA工具已经取得较高市场地位,被全球大部分领先的晶圆厂所采用和验证,主要客户包括台积电、三星电子、联电、格芯、中芯国际等,在其相关标准制造流程中占据重要地位。使用该EDA工具生成的器件模型通过国际领先的晶圆厂提供给其全球范围内的集成电路设计方客户使用,其全面性、精度和质量已得到业界的长期验证和广泛认可。在此基础上,通过半导体器件特性测试仪器与EDA工具的联动,能够打造以数据为驱动的EDA解决方案,紧密结合并形成业务链条,帮助晶圆厂客户有针对性的优化工艺平台的器件设计和制造工艺,不断拓展产品的覆盖面,进一步为概伦电子打造完整的制造EDA流程丰富了现有技术及解决方案。目前概伦电子主要产品及服务包括制造类EDA工具、设计类EDA工具、半导体器件特性测试仪器和半导体工程服务等。从其产品布局和发展历程来看,概伦电子在具备高价值的落地场景和应用需求的前提下,用相对较短的时间、较小的人员规模和投入,打造了全新的设计方法学和流程,逐渐形成了具有技术竞争力的EDA工具、测试产品和工程服务,并在国际主流市场获得产品验证机会,在多环节和维度上实现了对国际EDA巨头全流程垄断的突破。产学研模式新探索上文提到,此次FS-Pro HP-FWGMK套件的发布是概伦电子与北京大学集成电路学院及上海交通大学电子信息与电气工程学院联合研发的产物,在填补了半导体参数测试系统FS-Pro在短脉冲测试空缺的同时,也代表了国内产学研深度合作的典范。当前,在国产EDA的发展过程中,人才是关键,创新求变正在重塑新的核心竞争力。EDA核心技术的突破没有捷径可走,需要持续吸引各种人才、加强产学研合作和保持高研发投入,长期坚持技术沉淀,通过客户需求引导,才有可能形成新的突破。在当前行业背景和发展现状下,概伦电子正在探索以产教融合方式来培养项目和推动EDA技术和人才发展的新模式,携手各界通力合作,共同应对后摩尔时代技术与市场的双重挑战,构建中国EDA产业命运共同体,致力于突破困局并最终实现超越。
  • 国产高端测试仪器市场困局何解?产学研模式新探索
    当今时代,科技迅猛发展、芯片量呈几何倍数增长,芯片已经进入融合的时代。从无人驾驶到虚拟现实、从人工智能到云计算、从5G到物联网,一颗芯片上承载的功能越来越多,芯片工艺越来越复杂,新器件类型层出不穷,众多驱动因素的推动对半导体测试技术不断提出新的要求。行业需要更加面向未来需求的测试系统和方案,来打破传统仪器固有的不足和局限。以半导体器件测试来看,在先进器件研究过程中,新材料、新结构与新工艺的应用都可能带来未知的变化。研究者不但要关注精确的静态电流电压特性,更希望观察到细微快速的动态行为。同时随着半导体尺寸不断减小,一些现象需要在极短的时间内才能观察到,例如MOS器件的BTI效应,因此,对包括短脉冲测试(PIV)在内的新技术提出了要求。前不久,概伦电子与北京大学集成电路学院及上海交通大学电子信息与电气工程学院联合研发的新一代高精度快速波形发生与测量套件FS-Pro HP-FWGMK正式发布,填补了其半导体参数测试系统FS-Pro在短脉冲测试的空缺,同时也填补了国内短脉冲测试技术的空缺。高端测试仪器FS-Pro“如虎添翼”据了解,此次发布的最新一代高精度快速波形发生与测量套件FS-Pro HP-FWGMK由黄如院士在北京大学和上海交通大学的团队与概伦电子联合研发。作为短脉冲测试技术的先行者,黄如院士团队经过了十余年的努力,在实践过程中掌握了一整套短脉冲产生、测量以及分析技术。概伦电子基于其提供的包括测试方法、电路原型、方案框架、版图设计及PIV应用在内的指导意见继续精细开发,满足高增益与高带宽的同时,有效抑制放大电路的非线性失真,最终实现了最小脉宽130ns的高精度测量。概伦电子FS-Pro半导体参数测试系统(图源:概伦电子)概伦电子的半导体参数测试系统FS-Pro是一款功能全面、配置灵活的半导体器件电学特性分析设备,在一个系统中实现了电流电压(IV)测试、电容电压(CV)测试、脉冲式IV测试、任意线性波形发生与测量、高速时域信号釆集以及低频噪声测试能力。此次增加短脉冲IV(PIV)技术后,FS-Pro更是如虎添翼,几乎所有半导体器件的低频特性表征都可以在FS-Pro测试系统中完成,可广泛应用于各种半导体器件、LED材料、二维材料器件、金属材料、新型先进材料与器件测试等。其全面而强大的参数测试分析能力极大地加速了半导体器件与工艺的研发和评估进程,并可无缝的与概伦电子低频噪声测试系统9812系列集成。据了解,概伦电子噪声测试系统9812系列是全球半导体行业业内低频噪声测试的“ 黄金标准”,为半导体行业先进工艺研发、器件建模和高端电路设计提供了更加完整而又高效的低频噪声测试及分析解决方案,可以满足各种不同工艺平台下半导体器件和集成电路低频噪声测试的需求。FS-Pro快速的DC测试能力进一步提升了9812系列产品的噪声测试效率和吞吐量,性能相较同类型产品获得大幅度提升,并将在噪声测试的业内领先技术扩展到通用半导体参数测试。基于在产线测试与科研应用方面的优异表现,FS-Pro全面的测试能力在科研学术界受到了广泛关注和认可,已被数十所国内外高校及科研机构所选用,同时也被众多芯片设计公司、代工厂和IDM公司所釆用。国产高端测试仪器新突破纵观行业现状,测试测量仪器属于高端科研仪器设备,需要长时间积累,特别考验一个国家基础技术的厚度。由于国内本土测量仪器行业起步较晚,主营电子测试测量仪器的企业数量少,发展情况也不尽相同,目前我国的产品结构主要集中在中低端,大部分企业仍处于仿制研发的阶段,仅有小部分企业走向应用研发的转型之路。根据数据显示,中国电子测量仪器的市场规模由2016年的28.72亿美元增至2021年的50.39亿美元,预计2022年将进一步达到53.14亿美元。面对国内如此巨大的市场需求,以及受国外隐形技术壁垒等因素制约,国内市场仍被掌握在国外仪器仪表厂商手中,高端产品依赖进口,行业类第一梯队公司主要为是德科技(Keysight)、泰克(Tektronix)、罗德与施瓦茨(R&S)等欧美企业。国内测量仪器与国际水平相比,在产品结构、高端产品的技术水平、市场占有率等方面存在较大差距,亟待国内本土企业填补高端仪器的技术和市场空白。在这种情况下,提高企业的研发力度成为了电子测量仪器行业发展的关键点之一。同时伴随着强烈的自主可控需求,国产高端测试测量仪器市场在近几年迎来高速增长。概伦电子的半导体参数测试系统FS-Pro作为高端测试仪器的代表之一,在先进器件和材料等领域的测试表现非常出色,集 IV、CV、1/f noise及PIV测试等于一体,高精度、低成本、综合的半导体器件表征分析能力灵活满足各种用户的不同测试需求,大大节省了测试设备采购开支。同时,工业标准的PXI模块化硬件结构,通用的软件平台,内置测量软件提供数百个预定义的测试模板和功能,实现即插即用体验,使FS-Pro成为了半导体器件与先进材料研究方面的得力助手,产品性能直接对标是德科技等行业巨头的高端测试仪器。近年来,随着半导体行业的快速发展,对测试测量仪器的需求在逐渐扩大。当前中国的半导体测试测量行业在飞速发展中,可以预见的是,复杂的国际关系背景和市场需求的双重驱动下,关键领域的国产化成为竞争焦点,自上而下的产业政策和企业突围将加速自主可控产业链的成长,国产半导体测量仪器迎风口。随着概伦电子在中高端产品领域取得突破,将会使其成为国内该行业的领头羊,有望引领该领域的国产化替代浪潮。概伦电子产品布局日臻完善半导体器件特性测试是对集成电路器件在不同工作状态和工作环境下的电流、电压、电容、电阻、低频噪声、可靠性等特性进行测量、数据采集和分析,以评估其是否达到设计指标。概伦电子半导体参数测试系统FS-Pro能够支持多种类型的半导体器件,具备精度高、测量速度快和可多任务并行处理等特点,能够满足晶圆厂和集成电路设计企业对测试数据多维度和高精度的要求。半导体器件特性测试仪器采集的数据是器件建模及验证EDA工具所需的数据来源,两者具有较强的协同效应。随着下游晶圆厂客户产能扩张,相关测试需求或将进一步释放。在制造类EDA工具方面,概伦电子的器件建模及验证EDA工具已经取得较高市场地位,被全球大部分领先的晶圆厂所采用和验证,主要客户包括台积电、三星电子、联电、格芯、中芯国际等,在其相关标准制造流程中占据重要地位。使用该EDA工具生成的器件模型通过国际领先的晶圆厂提供给其全球范围内的集成电路设计方客户使用,其全面性、精度和质量已得到业界的长期验证和广泛认可。在此基础上,通过半导体器件特性测试仪器与EDA工具的联动,能够打造以数据为驱动的EDA解决方案,紧密结合并形成业务链条,帮助晶圆厂客户有针对性的优化工艺平台的器件设计和制造工艺,不断拓展产品的覆盖面,进一步为概伦电子打造完整的制造EDA流程丰富了现有技术及解决方案。目前概伦电子主要产品及服务包括制造类EDA工具、设计类EDA工具、半导体器件特性测试仪器和半导体工程服务等。从其产品布局和发展历程来看,概伦电子在具备高价值的落地场景和应用需求的前提下,用相对较短的时间、较小的人员规模和投入,打造了全新的设计方法学和流程,逐渐形成了具有技术竞争力的EDA工具、测试产品和工程服务,并在国际主流市场获得产品验证机会,在多环节和维度上实现了对国际EDA巨头全流程垄断的突破。产学研模式新探索上文提到,此次FS-Pro HP-FWGMK套件的发布是概伦电子与北京大学集成电路学院及上海交通大学电子信息与电气工程学院联合研发的产物,在填补了半导体参数测试系统FS-Pro在短脉冲测试空缺的同时,也代表了国内产学研深度合作的典范。当前,在国产EDA的发展过程中,人才是关键,创新求变正在重塑新的核心竞争力。EDA核心技术的突破没有捷径可走,需要持续吸引各种人才、加强产学研合作和保持高研发投入,长期坚持技术沉淀,通过客户需求引导,才有可能形成新的突破。在当前行业背景和发展现状下,概伦电子正在探索以产教融合方式来培养项目和推动EDA技术和人才发展的新模式,携手各界通力合作,共同应对后摩尔时代技术与市场的双重挑战,构建中国EDA产业命运共同体,致力于突破困局并最终实现超越。
  • 动态弹性模量测试仪研制
    table width="600" border="1" align="center" cellpadding="0" cellspacing="0"tbodytrtd width="115"p style="text-indent: 0em " dir="ltr"成果名称/p/tdtd width="499" colspan="3"动态弹性模量测试仪br//td/trtrtd width="115"p单位名称/p/tdtd width="499" colspan="3"p中国建材检验认证集团股份有限公司/p/td/trtrtd width="115" valign="top"p联系人/p/tdtd width="185" valign="top"p艾福强/p/tdtd width="161"p联系邮箱/p/tdtd width="153"pafq@ctc.ac.cn/p/td/trtrtd width="115"p成果成熟度/p/tdtd width="499" colspan="3"p□正在研发 □已有样机 □通过小试 □通过中试 √ 可以量产/p/td/trtrtd width="115"p合作方式/p/tdtd width="499" colspan="3"p□技术转让□技术入股□合作开发 √其他/p/td/trtrtd width="614" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong成果简介:/strong/pp style="line-height: 1.75em "strong /strong/pp style="text-align: center line-height: 1.75em "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/2951acd4-0cb9-42bb-ba31-1bc4d37da508.jpg" style="width: 300px height: 226px " title="弹性模量检测仪1.jpg" width="300" height="226" border="0" hspace="0" vspace="0"//pp style="text-align: center line-height: 1.75em "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/ba13ec0a-c570-4f8f-b857-abc41b0a226e.jpg" style="width: 300px height: 256px " title="弹性模量检测仪2.jpg" width="300" height="256" border="0" hspace="0" vspace="0"//pbr/p style="line-height: 1.75em " 本方法利用脉冲激励器来激励矩形截面的梁试样,测量样品的弯曲或扭转频率。作用在试样上的瞬时激励是通过自动激发装置或手动小锤的敲击来实现的。激励引起样品的自由振动,通过试样上方的信号接收器得到振动信号,进而通过快速傅立叶变换得到自由振动的前几阶频率,首先利用弯曲振动的基频算出试样的弹性模量,进而利用扭振主频率计算出剪切模量。由于梁试样自由振动的基频是由样品尺寸、弹性模量和样品质量所唯一确定,因此当基频已经测到后并且试样的质量和尺寸已知的情况下可以计算出弹性模量。弹性模量取决于弯曲响应频率,剪切模量取决于扭曲响应频率。泊松比由材料的杨氏模量和剪切模量决定,三者只有两项是独立的。 br/ 该仪器测试精度高、操作方便,通过一次敲击(激励)能够快速而准确地同时得到材料的共振频率、弹性模量、剪切模量和泊松比以及内耗等基本弹性参数。测试结果重复性好,对样品完全没有破坏,也可连接高温炉进行高温弹性性能测试(高温炉为选购件)。 br/ 该仪器高度集成,使用USB接口进行数据通讯、实现了热拨插和即插即用,采用全新工艺,实现硬件的高可靠性、强抗干扰能力和高信燥比,机型外观美观、性能稳定、能方便扩展高低温测试模块。 br/ 性能指标 br/ 最高采样频率:2MHzbr/ 增益设置:1-128(1、2、4、8、16、32、64、128) br/ 频响范围:20-20kHzbr/ 灵敏度: 50 mv/pabr/ 输入阻抗: 1Ω与27pF并联 br/ 时基范围: 10ns至1 sec/div br/ 时基精确度: 50ppmbr//p/td/trtrtd width="614" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong应用前景: /strongbr/ 本产品适用于航空航天、汽车工业、工矿企业、科研部门、大专院校、技术监督、工程监测等,对各种陶瓷、玻璃以及各种陶瓷基复合材料的弹性模量,采用脉冲激励法可以实现对样品的无损检测,在准确测量样品的弹性模量的同时又不会对样品其他力学性能造成影响,应用前景广泛。/p/td/trtrtd width="614" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong知识产权及项目获奖情况: /strongbr/ 实用新型专利两项: br/ 一种用于测量材料弹性性能的固定装置。 br/ 专利号:ZL 2015 2 0392701.4br/ 一种样品激发装置及材料弹性性能测试系统 br/ 专利号:201520860414.1br/ 行业标准一项 br/ JC/T 678-1997 玻璃材料弹性模量、剪切模量和泊松比试验方法。/p/td/tr/tbody/table
  • 中智科仪逐光IsCMOS像增强相机用于纳秒脉冲DBD在空气消毒领域的应用机理研究
    清华大学电机工程与应用电子技术系付洋洋老师团队利用逐光IsCMOS像增强相机进行大气压介质阻挡放电等离子体在空气消毒方面的应用研究,相关成果近期以“Air disinfection by nanosecond pulsed DBD plasma”为题发表在“Journal of Hazardous Materials”期刊上。   1、研究背景   在公共场所的空气消毒应用中,大气压介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)等离子体是一种新兴且有前景的技术。放电电源是其中的关键因素,但其对等离子体空气消毒性能的影响尚不清楚。   作者采用纳秒脉冲电源驱动一种新型光栅式DBD阵列,实现快速单次通过空气消毒。揭示了脉冲参数和环境因素对放电特性和单次细菌灭活效率的影响。为纳秒脉冲DBD的放电特性和空气消毒研究提供了基础认知。   文中给出了两个可能的评估参数:   1. 特定输入能量(Specific Input Energy,SIE),定义为单位体积的气体接受到的放电能量。   2. Z值,定义为使微生物存活率下降一个数量级所需的特定输入能量SIE。Z值越小,意味着消灭同样数量的微生物所需的能量越小。   2、实验装置和材料   实验装置部分是用于测试DBD等离子体对细菌气溶胶单次通过灭活效率的通风管道系统,以下为该系统各部分的说明。   1. 通风管道:在气溶胶入口前增加了一个可调节的管道加热器(0-1200 W),用以瞬间加热入口空气,探究在仅加热或“加热+等离子体”条件下气流温度对等离子体放电特性和细菌气溶胶存活特性的影响。   2. 温度和湿度监测:在加热器出口后安装了温度计,同时在等离子体反应器前后放置了两个温湿度计,用以监测气流的温度和相对湿度。   3. 气流速度:使用风速计测量反应器前的空气面速度(vin),在实验中固定为1米/秒,总流量为40立方米/小时。   4. DBD反应器:建立了一个垂直型光栅式DBD反应器,其电极被石英管包围,交替连接到高压和地线产生等离子体阵列。反应器内部空气通过尺寸为85×85平方毫米,有16个空气间隙。   5. 电源激发:DBD由单极纳秒脉冲源或交流电源激发,测量了电压和电流波形。   6. 放电功率和臭氧浓度:计算了脉冲DBD的平均放电功率,并使用臭氧分析仪测量了臭氧浓度。   7. 光学诊断:使用光谱仪(MX2500+, 海洋光学)记录等离子体的光发射光谱,并使用逐光IsCMOS像增强相机(TRC411-H20-U,中智科仪)和变焦镜头对等离子体进行了成像,以探测放电区域形成的激发的物质种类,确定放电均匀性。   图1 光栅式DBD反应器测试系统示意图   实验装置的设计允许研究者控制和监测影响DBD等离子体放电和细菌灭活效率的关键参数,如气流速度、温度、湿度和电源类型。   3、实验结果和讨论   为了比较由脉冲源驱动的DBD与交流(AC)源的电气参数和光发射信号,保持了气流速率、湿度和放电功率尽可能相同。脉冲电压的基本参数包括脉冲上升时间(tr)、宽度(tw)、下降时间(tf)、频率(f)和电压幅度(Vp),而交流电压包括电压频率(f)和幅度(Vp)。   将电压频率固定在5 kHz,vin为1 m/s,RH在15-17%。脉冲参数如下:tr = tf = 50 ns,tw = 100 ns,Vp约为14 kV。为了保持与脉冲源相当的放电功率34-35 W,将交流源的电压幅度调整为10.75 kV。   图2   图2 共对7个气隙进行了成像,并给出了第3个气隙的线发射密度。(a)脉冲源和(b)交流源的放电图像比较,交流源和脉冲源的线平均强度分别为135.6和175.5 a.u.(相对单位) 。注意:气隙旁边的光是由透明石英管的光折射和反射产生的。对于两种光源,曝光时间固定为200 μs(一个周期)。以上等离子体图像由中智科仪IsCMOS相机拍摄。   为了可视化放电的空间分布,应用了短曝光成像。曝光时间固定在200 μs,对应一个周期,成像区域为45 × 30.5 平方毫米,包括总共七个空气间隙。如图2(a)所示,对于交流DBD,放电丝非常明显,几乎均匀分布在空气间隙中,间隔约1 mm。与此同时,脉冲DBD的放电更加均匀,但整体发射强度似乎更弱(图2(b))。   以第三个间隙为例,图3显示了间隙中心线和线平均强度的发射强度。尽管单个放电丝的最大强度更高,但对于交流源,放电丝更稀疏。结果,平均发射强度比脉冲源低22.7%,这与光谱仪测量结果一致。   4、结论   研究发现,通过提高电压幅度、缩短脉冲上升时间以及增加气流湿度和温度,可以增强光栅式DBD的单脉冲放电能量。相反,提高频率则会降低放电能量。这些发现与先前关于脉冲放电的报告一致。比较了脉冲源和交流源消灭微生物的性能。脉冲源在低频率(1 kHz)下产生的Z值低于交流源,但在某些情况下略高。这表明脉冲源在特定条件下可能更优。建议将特定输入能量(SIE)作为基于等离子体的空气消毒的剂量参数,而Z值主要取决于湿度。该研究提供了纳秒脉冲DBD等离子体空气消毒特性的基础认识,为供暖、通风和空调系统中的高效节能空气消毒提供了理论和工程基础。      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。
  • 中机试验研制的这台大吨位脉冲疲劳试验装备可节能70%
    近日,由中机试验装备股份有限公司(以下简称“中机试验”)研制的7500kN节能式脉冲疲劳试验装备成功应用于钢索结构的力学试验与疲劳寿命测试。该设备采用中机试验专有的知识产权节能技术,可节省能耗和试验成本70%以上。该设备采用静态试验模式、节能动态模式及普通动态模式等试验模式,进行了多种试验,完成了国产首条中海油海上用永久系泊钢缆、花江峡谷大桥主缆索股及北盘江大桥斜拉索等国内多个国家重点项目用产品的力学性能测试。疲劳试验是检测材料或构件在拉伸、压缩或拉压交变负荷作用下的物理性能的重要途径,一般该类试验周期较长,所需设备比较复杂。疲劳试验机的不断演进和创新,为材料和产品的疲劳性能研究提供了更强大的工具和技术支持。此次中机试验研发的7500kN节能式脉冲疲劳试验设备能够提供钢丝绳及索具轴向应力、频率参数,测试输出应力与寿命相关数据,从而对钢丝绳及索具的寿命予以评估。该设备具有均值750吨幅值250吨的动态疲劳试验、1000吨的静态试验、1000吨的蠕变试验等功能,采用卧式落地结构,试样装卸方便,整机动态稳定性好,安全可靠。相较于常规的疲劳试验设备,载荷达到7500kN,要实现动态加载,需要非常大的油源,且由于疲劳试验时间长,所需能耗高,试验成本也会相应大幅提高。而此款设备采用专有的知识产权节能技术,打破了传统电液伺服供油模式,解决了能源消耗较大的难题,并大大提高了试验频率,缩短了试验周期,使试验能耗和试验成本均能节省70%以上。同时,在研制过程中,中机试验研发团队还攻克了电液伺服与比例伺服相复合应用的技术难题,在国内该领域中首创串联动态加载技术、双联耦合加载节能技术等多项关键技术,自主研发了防卡死装置、高能量缓冲装置等安全系统等,通过一系列技术创新,进一步解决了该类设备原有的低频率高耗能问题,实现了产品多模式、多试验类型工况,加载效率提升3倍以上,并保障了设备稳定运行,高效能实现大吨位工况模拟测试。该设备的成功研制为大吨位疲劳测试提供了一种全新的解决方案,打破了国外对此种节能式设备技术的垄断,使工程基础建设中材料及构件检测的质效都得到了跨越式提升。
  • 填补空白!中智科仪发布数字脉冲延迟发生器“STC810”
    导读:中智科仪(北京)科技有限公司最近成功自主研发出STC810八通道数字延迟脉冲发生器,该产品以10ps延迟精度和35ps超低抖动性能脱颖而出,打破了国外技术垄断,为我国高端科研仪器自主创新树立了里程碑。STC810拥有8个独立高精度延时通道,采用了软件、触屏和旋钮操控模式相结合,同时配备多功能接口以适应多元化需求。这一技术突破填补了国内关键设备空白,极大提振了我国自主创新信心。STC810的成功为我国科技自主发展树立了榜样,鼓舞着更多企业积极从事科技创新,共同推动我国科研装备产业向更高层次迈进。正文:在当前信息化、智能化社会中,精准的时间和信号控制技术作为众多高科技领域发展的基石,在通信、雷达探测、医学成像等重要应用中发挥着不可或缺的作用。然而,在我国市场上,高端数字延时脉冲发生器这一关键设备长期以来被美国厂家的数字延迟脉冲发生器所主导。虽然国内部分企业也投入研发同类型产品,但在核心技术指标上,如延时精度与外触发抖动等方面仍难以达到与该厂家相媲美的水平。然而,为打破国际垄断局面,实现高端数字仪器设备国产化替代的目标,中智科仪(北京)科技有限公司的研发团队历经艰辛攻关,成功推出了自主研发的台式数字延迟脉冲发生器——STC810。这款专为科研工作者精心打造的产品,在性能和人机交互体验方面都取得了显著的进展。中智科仪自主研发的STC810八通道数字延迟脉冲发生器,内置八个独立可调延时输出通道,使用户能够轻松灵活地调节延迟时间、脉冲宽度以及频率等多种参数,以满足多元化应用场景需求。在核心性能方面,STC810以卓越的10ps延时精度挑战,同时将外触发抖动降低至35ps,达到了国际一流水准,充分体现了我国在该领域的自主研发实力和技术进步。STC810摒弃了传统的数码管显示模式,采用了先进的彩色触摸屏界面设计,大大提升了操作便捷性和直观性,使得实验过程中的参数设置更为高效、准确。通过自主研发的智能软件控制系统,STC810进一步简化了实验操作流程,无论是调整延迟、设置脉冲宽度还是频率,都能迅速响应,从而极大地提高了科研工作的效率。值得一提的是,STC810还具备分频处理功能,能在外部触发模式下实现70纳秒内的超短内置延迟,并支持低至0.25V的触发阈值,兼容上升沿和下降沿触发,同时适应高阻抗和低阻抗环境下的稳定运行。通过多功能输出端口的设计,确保了STC810能够在各种复杂的应用场景下发挥出色作用,真正实现了与国际标准比肩的精准同步延时能力。为了全面剖析“STC810”八通道数字延迟脉冲发生器的研发历程、技术创新及市场前景,我们特意与中智科仪(北京)科技有限公司的研发部负责人进行了一场深度对话,共同探讨了国产同类产品目前所遭遇的挑战以及蕴含的发展机遇。通过深入挖掘“STC810”的研发故事及其关键技术突破,我们揭示了这款产品如何成功应对国际竞争压力,实现对高端市场的突破,并为我国科研领域的自主可控提供了强有力的支撑,同时也展示了国产科学仪器在追求卓越性能与便捷操控上的不懈努力与创新成果。以下视频链接是与研发负责人探讨STC810数字延迟发生器发展历程与背后故事的对话:在与中智科仪研发负责人的深度对话中,我们共同追溯和剖析了STC810数字延迟发生器的研发历程及其背后的创新故事。这次互动使我们全面回顾了产品从设计构想到实际应用的发展历史,并深入体悟到其中所经历的曲折过程和取得的重大成就,从而深刻认识到创新道路上的挑战与突破对于产品研发的重要性。中智科仪在长期深耕时间分辨成像系统领域的基础上,为应对市场和技术挑战,以及降低潜在的供应链风险,自主研发了一款台式数字延迟脉冲发生器——STC810。这款产品源自公司核心相机技术中的时序控制功能扩展,不仅实现了对延时和脉冲宽度的高精度调节,还能够与镜头耦合型sCMOS相机及EyeiTS高速像增强模组完美融合,成为时间分辨成像系统不可或缺的核心组件。研发过程历经近五年的时间,团队在面对国内同类型技术空白、基础理论研究与算法层面相对薄弱的挑战时,以及在高科技竞争日益激烈的国际环境下的担忧中,决定主动出击,攻克关键技术难题。经过数年的持续努力,去年终于取得了突破性进展,成功研发出性能媲美国际先进水平的STC810。产品的核心亮点在于其外触发抖动达到了35皮秒的极低水平,远超国内市场上最优产品的500至800皮秒表现。同时,设备采用了先进的彩色屏幕显示技术,提供丰富全面的信息展示和便捷的操作体验,极大地提升了人机交互效果。展望未来,STC810同步时序控制器有着广阔的应用前景,可广泛适用于医学成像、激光雷达、时间分辨成像、量子精密测量、仪器触发与同步等多个尖端科技领域。这款自主知识产权的产品不仅彰显了中智科仪在高端科学仪器领域的研发实力,更预示着公司在国际市场上的强大竞争力,有望为中国乃至全球科研事业的进步作出重要贡献。图1 优于35ps外触发抖动图2 10ps延时精度图3 彩色触摸屏显示图4 数字延迟脉冲发生器经典应用以下视频链接是STC810分别在PC端软件/触屏操作/面板旋钮操作下的视频演示:以下链接是华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室借助中智科仪STC810数字延迟脉冲发生器用于等离子体诊断的时序系统控制的应用分享的文章:STC810数字延迟脉冲发生器用于等离子体诊断的时序系统控制-中智科仪(北京)科技有限公司 (cis-systems.com) 以下链接是上海交通大学航空航天学院光学精细成像实验室借助中智科仪STC810数字延迟脉冲发生器用于测试激光器触发与火焰动态拍摄的应用分享的文章:STC810八通道数字延迟脉冲发生器用于激光同步触发与火焰动态拍摄-中智科仪(北京)科技有限公司 (cis-systems.com)结论:通过深入听取研发工程师对STC810数字延迟脉冲发生器从最初构思到最终实现的全程回顾,以及分享的产品在开发过程中所遭遇的各种技术难关及其克服经历,结合当前我国高端设备自主研发所面临的挑战与机遇,我们有充分理由认为,国产数字延迟脉冲发生器未来的发展路径将尤为强调核心技术的自主突破、市场疆域的有力拓展和应用领域的深层次挖掘,具体体现在以下几个核心层面:1. 核心技术自主可控: 持续投入研发,提升脉冲产生、精确延时等关键技术的自主研发能力,实现核心部件和整机系统的全面自主可控。2. 高性能产品持续创新: 瞄准国际先进水平,研制更高精度、更稳定、更具灵活性和智能化的新型数字延迟脉冲发生器产品,满足不同行业领域对精密时序控制的高端需求。3. 应用场景不断拓宽: 不断探索并进入新的应用场景,如量子计算、超快激光、高速通信、粒子加速器等领域,提供定制化解决方案和服务。4. 市场竞争力增强: 通过技术创新与品质升级,提高国产设备在国内外市场的份额和影响力,积极参与国际竞争,树立国产品牌形象。5. 产学研深度融合: 加强与高校、科研院所及产业界的协同合作,推动科技成果快速转化,共同构建完善的产业链条,支撑行业的长远健康发展。
  • 操控片上飞秒光脉冲传播的新方法
    随着高度集成化的纳米光子器件的发展,人们开始追求在更小空间尺度(如纳米尺寸)、更快时间尺度(如飞秒尺度)上灵活操纵片上光信号的方法。通过在纳米空间尺度和飞秒时间尺度上对光信号的操纵,不仅能够为光与物质相互作用的超快动力学过程研究提供新方法、新思路,还能为超高时空分辨的光学探测和成像,以及片上超快光信号处理、传输、精密波前调控和光谱测量提供有效的研究平台,因此在光子芯片器件、量子信息处理、光子神经网络与人工智能、超快光学波前测量等领域具有广泛应用前景。在空间尺度方面,近年来人们通过研究超材料、超表面等人工微纳结构来精确调控光波前,已经能够在纳米空间尺度上自由控制光信号的传播特性,例如让光信号沿着艾里光束的抛物线轨迹进行传播,应用于显微成像、光镊、光通信等领域。在时间尺度方面,传统的动态调控设备(如空间光调制器SLM)和动态调控材料(如电光材料)受制于材料的响应速度,难以达到飞秒量级。而随着飞秒激光脉冲整形技术的发展,频域调控逐渐成为超快时域调控的主要手段。将飞秒脉冲频域调控方法与人工微纳结构相结合,就有望实现极小时空尺度(飞秒时间尺度、纳米空间尺度)下的光场产生和调控,创造出很多新颖的时空光场并拓展新应用。深圳大学的袁小聪、闵长俊教授团队将脉冲频域调控与纳米结构空间调控相结合,提出了基于时空傅里叶变换(FT)的片上光脉冲调控方法,可用来操纵片上光脉冲的时空传播轨迹,让脉冲在不同时刻展现出不同的传播特性,从而使得极小时空尺度下的光场时空特性操控成为可能。FT作为一种常用的数学工具,已经被广泛应用于光学相关的应用中,如白光的光谱测量、脉冲整形和全息等。该团队研究发现,通过片上纳米聚焦结构调控空间域FT,可实现光场空间分布的构建;再通过光的色散效应来调控时域FT,可实现飞秒脉冲时域上的波前整形;最后将时空FT结合就有望同步调控飞秒脉冲传播的时空特性。为了验证这个方法,该团队以金属表面传播的表面等离激元(SPP)作为例子,理论研究了时空FT方法对飞秒SPP脉冲时空传播轨迹的调控效果。SPP作为一种可以突破光学衍射极限的光学表面波,不仅可以提供纳米尺度的空间分辨,还能够极大增强局域电磁场,因此被广泛应用于片上光子器件、光存储、光学传感、光镊、拉曼增强等领域。而由飞秒激光激发的飞秒SPP脉冲,同时具备纳米尺度的空间分辨能力与飞秒尺度的时间分辨能力,在极小时空尺度下的光场调控,以及光与物质相互作用的研究中具有重要价值。该团队基于金属膜上时空FT纳米结构的设计和入射光色散的调制,成功展示了多种新颖的时空光学效应,包括:将传统SPP聚焦形成的单个焦点逐步弯曲,形成一个环形分布的时空焦点;产生SPP-Airy脉冲并灵活控制其在不同时刻的传播方向,形成S形的时空传播路径(图1)。图1 时空傅里叶变换结构激发和调控飞秒SPP脉冲传播的示意图与传统片上光学调控方法只能调控空间、时间其中一个维度相比,这种时空FT方法提升了光脉冲调控的自由度,尤其在时域方面提供了更加出色的调控效果,为超快片上光学信息处理提供了新思路,在超快光子调控器件等领域有重要应用价值。
  • 212万!广东工业大学手套箱与电流电压测试仪等设备采购项目
    项目编号:M4400000707015234001项目名称:手套箱与电流电压测试仪等设备采购(四次)采购方式:公开招标预算金额:2,128,500.00元采购需求:合同包1(金相显微镜探针台等设备采购):合同包预算金额:2,128,500.00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其他专用仪器仪表金相显微镜探针台1(套)详见采购文件199,000.00-1-2其他专用仪器仪表高温分析探针台1(套)详见采购文件158,000.00-1-3其他专用仪器仪表探针台5(套)详见采购文件245,000.00-1-4其他专用仪器仪表电容电压特性测试仪5(套)详见采购文件180,000.00-1-5其他专用仪器仪表电流电压测试仪10(套)详见采购文件500,000.00-1-6其他专用仪器仪表少子寿命测试仪5(套)详见采购文件150,000.00-1-7其他专用仪器仪表霍尔效应测试仪5(套)详见采购文件27,500.00-1-8其他专用仪器仪表四探针测试仪5(套)详见采购文件115,000.00-1-9其他专用仪器仪表晶体管图示仪5(套)详见采购文件45,000.00-1-10其他专用仪器仪表数字荧光示波器16(套)详见采购文件496,000.00-1-11其他专用仪器仪表万用表10(套)详见采购文件13,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限:自合同签订之日起至质保期满之日
  • 万亿分之一秒 红外脉冲拍摄高清“分子旋转电影”
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "在动态过程中捕捉原子超快运动,对于分子物理学始终是一个梦想,因为通常需要波长为原子大小的高能辐射才能看到细节。然而近日,科学家竟然通过创新的红外激光脉冲技术,能以万亿分之一秒的超快速度,拍摄羰基硫化物分子旋转的动态高清影像。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "script src="https://p.bokecc.com/player?vid=65A3956F859B68E49C33DC5901307461&siteid=D9180EE599D5BD46&autoStart=false&width=600&height=490&playerid=5B1BAFA93D12E3DE&playertype=2" type="text/javascript"/script /pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong羰基硫化物分子旋转电影实录/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "科学界常用电子显微镜来观测分子及分子的大小。现代电子显微镜最大放大倍率可超过300万倍,甚至能直接观察到某些重金属的原子和晶体中排列整齐的原子点阵。然而想要观测其动态影像则十分困难。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "相关负责人介绍了这项成果的原理:首先使用两个红外激光脉冲,它们彼此精确调谐并相隔38万亿分之一秒(皮秒),以使羰基硫化物分子一致快速旋转(即相干)。另外使用具有更长波长的另一个激光脉冲,以每个约0.2万亿分之一秒的间隔确定分子的位置。通过这样的方法,科学家拍摄了651张照片,按顺序组装,图片产生125皮秒的分子旋转胶片。羰基硫化物分子是由一个氧,一个碳和一个硫原子组成的棒状分子,需要大约82万亿分之一秒,才能完成一整圈,因此科学家的胶片覆盖了其分子旋转的一个半周期。/ppbr//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "研究者还分享了羰基硫化物分子旋转周期确定的方法:分子级的位置和动量受量子力学支配,不能以最高精度同时确定;只能定义在特定时间点在特定位置找到分子的特定概率,即分子不是简单地指向一个方向,而是同时指向不同的方向——每个方向具有不同的概率。这正是我们在本研究中通过实验成像的那些方向和概率。而研究人员正是从大约82皮秒后这些单个图像开始重复的事实来推断出羰基硫化物分子的旋转周期的。据了解,这项技术也可以用于拍摄分子或手性化合物的内部扭曲等其他分子和过程的动力学指导电影。/p
  • 中科院物理所成功研制高精度脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态光谱仪
    &ldquo 十年磨一剑,不敢试锋芒,再磨十年剑,泰山石敢挡&rdquo 。每一位从事实验研究的科研人员都梦想手中有一把利器,能够和侠客一样在科学的天地里纵横天下,快意恩仇。然而当看准一个研究方向后,手头不可能都有现成的设备,尤其是遇到国外设有技术壁垒的时候。  5月27日,Review of Scientific Instruments 发表了中科院物理研究所软物质物理重点实验室翁羽翔研究组的一篇题为A Q-switched Ho:YAG laser assisted nanosecond time-resolved T-jump transient mid-IR absorbance spectroscopy with high sensitivity的仪器研制论文,便是一项磨剑之作。  蛋白质的动态结构信息是理解其生物学功能的基础。为此国际上发展多种蛋白质动态结构的测量方法,各有千秋。脉冲升温-纳秒时间分辨瞬态红外光谱便是其中的一种,相比较而言,该方法的特点时具有高的时间分辨率。其中涉及的关键设备之一为可调谐连续工作中红外激光源,用于蛋白质二级结构变化的红外指纹光谱指认。由于其在军事用途方面的敏感性,在2009年之前一直属于对华出口限制物资。  翁羽翔研究组长期致力于脉冲升温纳秒时间分辨红外光谱技术的发展及其在蛋白质动态结构方面的应用研究。该课题组与大连理工大学于清旭教授开展长期合作,于2005年建立了基于国内一氧化碳气体中红外激光技术的宽谱带脉冲升温-时间分辨瞬态光谱仪(测量精度为千分之一的吸光度差10-3&Delta OD ,Chin. Phys. 2005, 14, 2484),并用于蛋白质动态结构的研究,取得了系列成果(Biophysical Journal, 2007,93, 2756-2766  2009, 97, 2811-2819  Scientific Reports, 2014, 4,4834)。在前期大量工作的基础上,该课题组意识到只有将已有设备的测量精度再提高一个数量级,即到达万分之一的吸光度差(10-4&Delta OD)之后才能满足普适性要求,由此对脉冲升温光源和一氧化碳气体红外激光光源提出更高的要求。  为此该课题组在2008年申请了中科院科研装备研制项目,提出研制新一代具有国际先进水平的脉冲升温-纳秒时间分辨中红外吸收差光谱仪 包括研制高稳定连续输出可调谐一氧化碳中红外激光探测光源,以及研制新型的脉冲激光加热光源,即空间模式稳定、输出能量稳定的纳秒调Q的Ho:YAG脉冲近红外激光光源(2.1微米,与安徽光机所吴先友研究员合作)。该设备对蛋白质细胞色素c的脉冲升温-时间分辨中红外光谱测量结果表明,在蛋白质酰胺I' 光谱范围(1600-1700 cm-1)内达到的平均测量精度为2× 10-4&Delta OD 。该指标目前领先于国际上同类设备。论文第一作者为物理所博士研究生李得勇,署名单位为中科院物理所,安徽光机所和大连理工大学,并申请了国家发明专利。  该工作的意义在于,通过对高性能设备的自主研发,不仅能够满足基础研究的需求,同时还带动了国内特种激光技术的发展。  此项工作得到了中科院科研装备研制项目和国家自然科学基金委的资助。  图例. 脉冲升温诱导的细胞色素c在重水中温度由25℃阶跃到35℃、温度跳跃2微秒后在酰胺I' 内的瞬态吸收谱。作为比较,实线为35℃和25℃间测得的傅里叶红外吸收差谱。
  • 480万!中山大学测试中心400兆赫超导脉冲傅里叶变换核磁共振波谱仪(液固)采购项目
    项目编号:中大招(货)[2022]204号/CLF0122GZ09ZC87项目名称:中山大学测试中心400兆赫超导脉冲傅里叶变换核磁共振波谱仪(液固)采购项目预算金额:480.0000000 万元(人民币)采购需求:中山大学根据国家招投标法律法规和学校管理要求,拟以公开招标方式采购下列货物及其相关服务。1、招标采购项目内容及数量:400兆赫超导脉冲傅里叶变换核磁共振波谱仪(液固),1套(本项目允许产自中华人民共和国关境外的进口货物投标;本项目不属于专门面向中小企业采购项目。本项目所属行业为工业。具体内容及要求详见公告附件招标文件)。 2、项目预算及经费来源:项目预算 4800000.00 元人民币。经费来源为财政性资金。合同履行期限:交货时间:收到发货通知550个日历天以内交货。交货地点:中山大学广州校区。本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 总投资20.96亿!脉冲强磁场实验装置优化提升项目即将动工
    10月下旬,国家发展改革委正式批复“十四五”国家重大科技基础设施脉冲强磁场实验装置优化提升项目的投资概算。至此,该项目已先后获得可行性研究报告、初步设计方案和投资概算批复等,完成全部审批流程,即将在华中科技大学动工建设。此次批复的脉冲强磁场实验装置优化提升项目是在“十一五”国家重大科技基础设施脉冲强磁场实验装置基础上的升级改造。作为前期建设成效好、性价比高的综合交叉平台,脉冲强磁场优化提升设施成功入选“十四五”国家重大科技基础设施建设规划,是全国仅有的两个优化提升项目之一。华中科技大学李亮教授也成为“十一五”和“十四五”先后两个国家重大科技基础设施项目负责人。根据国家发改委批复,脉冲强磁场实验装置优化提升项目总投资20.96亿元,建筑面积4.7万平方米,建设期5年。项目将围绕物质科学、生命科学、强电磁工程科学等领域重大科学问题和国家战略需求,建设110T超强磁场、70T平顶脉冲磁场和9.5T超导脉冲复合磁场,10类实验测试系统以及设施支撑基础平台。项目法人单位为华中科技大学,参建单位包括中国科学院电工研究所、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院、北京大学、复旦大学和南京大学。脉冲强磁场实验装置于2008年开工,2013年建成,2014年正式对外开放运行,已累计运行82521小时,创造了64T脉冲平顶磁场等多项脉冲磁场参数世界纪录,为北京大学、清华大学、哈佛大学、剑桥大学等126个国内外科研单位提供科学研究服务1828项,取得了包括发现对数周期量子振荡等系列重要成果。脉冲强磁场实验装置的建成,填补了国内超高磁场实验条件的空白,满足我国科学家对强磁场实验条件日益迫切的需求,先后获2018年湖北省科技进步特等奖和2019年国家科技奖进步一等奖。随着现代科学技术发展,科学研究对脉冲强磁场实验装置的综合性能指标、实验测试手段、面向的研究领域等提出更高的需求,在广泛征求用户意见和需求调研基础上,华中科技大学启动了脉冲强磁场实验装置优化提升项目建设,将在“十一五”脉冲强磁场实验装置基础上,全面提升磁场参数、丰富测量手段、拓展研究领域,为多学科交叉研究提供公共开放的极端实验条件,支撑前沿基础科学研究领域持续产出重大原始创新成果,建成全球规模最大、最具国际影响力的脉冲强磁场科学中心。
  • 绝缘电阻测试仪测量常见的有哪些问题?
    绝缘电阻测试仪测量常见的有哪些问题?1 为什么在测量同一物体时用不同的电阻量程有不同的读数? 这是因为测量电阻时为防止过电压损坏仪器,如果出现过量程时仪器内保护电路开始工作,将测试电压降下来以保护机内放大器。在不同的电压下测量同一物体会有不同的结果。而且当测量电阻时若读数小于199,既只为三位数且di一位数为1 时,其准确度要下降。所以在测量电阻时当di一次读数从1 变为某一读数时,不应再往更高的量程扭开关以防对仪器造成过大的电流冲击。在实际使用时,即读数位数多的比读数位数少的准确度高。2为什么测量完毕时一定要将量程开关再拨到104档后才能关电源? 这是因为在测量时被测物体及仪器输入端都有一定的电容,这个电容在测量时已被充电到测量电时的电压值,如果仪器不拨到104挡后关电源这个充电后的电容器会对仪器内的放大器放电而造成仪器损坏。当被测量物体电容越大,测试电压越高时,电容器所储藏的电能越大,更容易损坏仪器,特别是在电阻的高量程或电流的低量程时因仪器非常灵敏,仪器过载而损坏的可能性更大。所以一定要将量程开关再拨到104挡后才能关电源。3为什么测量时仪器的读数总是不稳? 一般的材料其导电性不是严格像标准电阻样在一定的电压下有很稳定的电流,有很多材料特别是防静电材料其导电性不符合欧姆定律,所以在测量时其读数不稳。 这不是仪器的问题,而是被测量物体的性能决定的。有的标准规定以测量1分钟时间的读数为准。通常在测量高电阻或微电流时测量准确度因重复性不好,对测量读数只要求2位或3位。另外在测量大电阻时如果屏蔽不好也会因外界的电磁信号对仪器测量结果造成读数不稳。4为什么测量一些物体的电流时用不同的量程也会出现测出结果相差较大? 这是因为一般物体输出的电流不是恒定流,而仪器有一定内阻,若在仪器上所选量程的内阻过大以至于在仪器上的电压降影响被测物体的输出电流时会造成测量误差。一般电流越小的量程内阻越高,所以在测量电流时应选用电流大的量程。在实际使用时即只要电流表有读数时,读数位数少的小的比读数位数多的准确度高。 5 为什么测量完毕要将电压量程开关再拨到10V档后关闭电源? 这是因为机内的电容器充有很高的电压(zui高电压达1200V以上),这些电容器的所带的电能保持较长的时间,如果将电压量程开关再拨到10V档后关闭电源,则会将机内的高压电容器很快放电,不会在测量的高压端留有很危险的电压造成电击。如果仅拨电源线而不是将电压调至10V档,虽然断了电源,但机内高压电容器还有会因长时间保持很高的电压,将会对人员或其它物体造成电击或损坏。在仪器有问题时也不要随便打开机箱因机内高压造成电击,要将仪器找专业技术人员或寄回厂家修理。6为什么在测量电阻过程中不要改变对被测物的测试电压? 在测量电阻过程中如果改变对被测物的测试电压,无论电压变高或变低时都将会产生大脉冲电流,这个大的电流很有可能使仪器过量程甚至更损坏仪器。另一方面如果电压突然变化也会通过被测量物体的(分布)电容放电或反向放电对测量仪器造成冲击而损坏仪器。有的物体的耐压较低,当您改变测量电压时有右能击穿而产生大电流损坏仪器。如果要改变测量电压,在确保被测量物体不会因电压过高击穿时,要先将量程开关拨到104档后关闭电源,再从仪器后面板调整到所要求的电压。有的材料是非线性的,即电压与电流是不符合欧姆定律,有改变电压时由于电流不是线性变化,所以测量的电阻也会变化。
  • 脉向成功,冲出未来之脉冲氙灯介绍
    许多前沿技术都在以全新的方式使用光子。无论是在3D打印、印刷电子、光伏、碳纤维铺放、金属沉积退火等领域,通常来讲——光或热的使用在这些领域中都是关键的生产工具。激光或气体烘箱的生产系统体积大、难以使用、且很昂贵。脉冲氙灯工艺技术的出现,极好的替代传统的处理方法。脉冲氙灯系统相对于激光和传统烘箱体积更小、使用更方便,脉冲氙灯系统让生产具有较大的灵活性。现在正是技术革新的时候了。脉冲氙灯是利用贮存的电能或化学能,在极短时间内发生高强度闪光的氙灯。19世纪50年代,脉冲光源进入工业领域。脉冲氙灯一般由密封在玻璃或石英玻璃体内的两个电极组成,壳体中充以氙等惰性气体。脉冲氙灯选择优质滤紫外线石英管作为灯管材料,以高质密度电极为氙灯电极,具有负载能力强,泵浦效率高,激光光束质量好,寿命长等特点。贺利氏脉冲氙灯系统的功能: 紫外到红外光谱 高峰值功率脉冲 - 兆瓦/平方厘米 (MW) 短脉冲持续时间 - 微秒 (us) 快速重复率 - 千赫(kHz) 即时开/关循环 不升温 —— 在低温基板上进行高温处理 综合能源监测 轻松更换灯泡 集成 QRC© 反射器,以获得最佳的能量传递 高吞吐量 可堆叠的光模块允许更大的曝光区域 灵活的操作软件 易于集成到外部系统 无毒(无汞) 您要想改进工艺流程,贺利氏特种光源是您理想的合作伙伴。我们擅长于灯管设计、精确控制、波长优化、光路设计、以及智能化加热。这些都能为您量身定制系统解决方案。想要知道脉冲氙灯工艺技术如何为您的应用带来效益,欢迎联系我们的工程师,一起讨论贺利氏如何让您“脉”向成功、“冲”出未来。 应用: 快速热处理(RTP) 强脉冲光烧结 退火 分子活化 太阳光模拟 加热 杀菌等 贺利氏特种光源拥有最先进的全自动激光灯生产线,在2015年获得“英国女王企业创新奖",自动化生产流程不仅显著提高了生产率,让生产更加灵活便捷,而且还能有效改善灯管的稳定性,极大地延长了使用寿命。而且我们始终和广大客户及研究机构通力合作,不断探索提高产品性能的新方法。贺利氏特种光源携手贺利氏石英玻璃业务部闪亮登场慕尼黑上海光博会(LASER WORLD of PHOTONICS CHINA),为您带来从原材料到光源的众多惊喜!同时欢迎您来我们的展台与光博士合影,丰富的抽奖活动等着您的参与! 欢迎大家跟我们的专家当面沟通,我们在N1馆1700展位恭候您的光临!
  • 我国科学家实现储存环单束团流强高于20mA和同步辐射单脉冲超快硬X射线成像
    近日,上海光源线站工程取得关键进展。储存环内安装的国内首台无源超导三次谐波腔模组将束团长度拉伸约3倍,结合束团纯化系统,实现了混合束团填充模式下单束团流强高于20mA(图1),支持快速X光成像线站在国内首次成功实现了基于同步辐射光源的单脉冲超快硬X射线成像,其成像时间分辨率达到60 ps,并被应用到气泡动力学的超快测量,清晰观测到在激光烧蚀后不同时刻水中气泡的形核、长大、破裂以及射流过程的超瞬态图像,尤其是清晰观测到传统光学诊断手段无法观测到的微射流过程(图2),为气泡动力学这一经典问题的深入研究带来了崭新的手段。   上海光源储存环采用被动式的超导高次谐波腔,运行频率1500 MHz,自2006年进行理论与模型腔设计研究,后在上海光源线站工程加速器性能拓展中作为束团长度控制系统的工程任务,开展了超导腔、恒温器、调谐器和高次模吸收器等的国产化自主研制。2021年2月,完成4.2K下模组的水平测试,结果表明Q0~ 4.0×108 @ Eacc = 7.5 MV/m和Q0 ~ 3.8×108 @ Eacc = 10.0 MV/m;2021年8月,完成隧道内安装就位、降温和信号调试;2021年11月9日以来的带束调试,在储存环均匀填充四个束团串共556个束团时,束团长度(半高宽)从55 ps拉长至122 ps;混合填充1个单束团和520个束团串时,束团长度(半高宽)拉长至165.7 ps,拉伸倍数约3倍,且单束团内的流强高于24 mA,皆优于系统设计指标,为快速X光成像线站的测试提供了良好的束流条件。   快速X光成像线站是一条硬X射线能量段、实现从毫秒到亚百皮秒时间分辨和微米级空间分辨成像的光束线站,该线站配置有先进的材料动态响应实验平台、高速流体动力学实验平台、动态显微CT实验平台(图3),其液氮冷却低温波荡器、液氮冷却双晶单色器、单脉冲超快X射线成像探测器(最短成像曝光时间60 ps)、高速X射线成像探测器(成像帧频达到5 M fps)、快速X射线成像探测器(成像帧频达到100000 fps)、快门系统(控制通光时间 1 ms)、同步定时系统(定时精度达到5 ps)等光束线站关键设备均由上海光源自主研制。特别是,研制成功大数值孔径三镜头双路光学转换系统与两个ICCD相机组合成双幅单脉冲超快X射线成像探测器(图4a);与微通道板和高速CMOS相机组合成多幅单脉冲超快X射线成像探测器(图4b);可一次拍摄双幅或多幅单脉冲成像图像,时间分辨率可达60 ps,空间分辨率可达1.3 μm,对于不可重复的超快过程可实现连续、高分辨、单脉冲超快X射线成像。如图5所示,为基于研制的双幅单脉冲超快X射线成像探测器拍摄得到激光加载后两个时刻上的水中气泡的瞬态图像,可以清晰观测到一次激光加载后,水中气泡在两个时刻上不同的结构变化,两幅图像之间最短时间间隔为1.44 μs(为电子绕储存环一周的时间)。   此外,实验站还配备了一级轻气炮、霍普金森杆、燃油喷雾室、高温样品室、力学加载试验机等原位装置和自动换样机械手。该线站的建成表明,上海光源自主建设高水平硬X射线光束线站的能力登上了新台阶,我国已成功突破了同步辐射X射线超快成像的关键技术并取得重要进展,这将为我国在材料冲击响应、结构动力学、高速流体动力学、软物质动力学等方向的基础和应用研究提供了有力支撑,特别是为航空航天复合材料、推进剂和轻质合金动态服役行为研究提供了超快显微观测能力,并对关键工程材料设计具有重要指导意义。
  • 上海光源实现储存环单束团流强高于20 mA和同步辐射单脉冲超快硬X射线成像
    近日,上海光源线站工程取得关键进展。储存环内安装的国内首台无源超导三次谐波腔模组将束团长度拉伸约3倍,结合束团纯化系统,实现了混合束团填充模式下单束团流强高于20 mA(图1),支持快速X光成像线站在国内首次成功实现了基于同步辐射光源的单脉冲超快硬X射线成像,其成像时间分辨率达到60 ps,并被应用到气泡动力学的超快测量,清晰观测到在激光烧蚀后不同时刻水中气泡的形核、长大、破裂以及射流过程的超瞬态图像,尤其是清晰观测到传统光学诊断手段无法观测到的微射流过程(图2),为气泡动力学这一经典问题的深入研究带来了崭新的手段。 图1. 超导三次谐波腔的安装、就位和带束调试图2. 单脉冲X射线超快成像在激光加载后不同时刻(15 μs、20 μs、30 μs、40 μs、50 μs)获得的水中气泡的瞬态图像并观测到气泡中的射流现象上海光源储存环采用被动式的超导高次谐波腔,运行频率1500 MHz,自2006年进行理论与模型腔设计研究,后在上海光源线站工程加速器性能拓展中作为束团长度控制系统的工程任务,开展了超导腔、恒温器、调谐器和高次模吸收器等的国产化自主研制。2021年2月,完成4.2 K下模组的水平测试,结果表明Q0~ 4.0×108 @ Eacc = 7.5 MV/m和Q0 ~ 3.8×108 @ Eacc = 10.0 MV/m;2021年8月,完成隧道内安装就位、降温和信号调试;2021年11月9日以来的带束调试,在储存环均匀填充四个束团串共556个束团时,束团长度(半高宽)从55 ps拉长至122 ps;混合填充1个单束团和520个束团串时,束团长度(半高宽)拉长至165.7 ps,拉伸倍数约3倍,且单束团内的流强高于24 mA,皆优于系统设计指标,为快速X光成像线站的测试提供了良好的束流条件。快速X光成像线站是一条硬X射线能量段、实现从毫秒到亚百皮秒时间分辨和微米级空间分辨成像的光束线站,该线站配置有先进的材料动态响应实验平台、高速流体动力学实验平台、动态显微CT实验平台(图3),其液氮冷却低温波荡器、液氮冷却双晶单色器、单脉冲超快X射线成像探测器(最短成像曝光时间60 ps)、高速X射线成像探测器(成像帧频达到5 M fps)、快速X射线成像探测器(成像帧频达到100000 fps)、快门系统(控制通光时间 1 ms)、同步定时系统(定时精度达到5 ps)等光束线站关键设备均由上海光源自主研制。特别是,研制成功大数值孔径三镜头双路光学转换系统与两个ICCD相机组合成双幅单脉冲超快X射线成像探测器(图4a);与微通道板和高速CMOS相机组合成多幅单脉冲超快X射线成像探测器(图4b);可一次拍摄双幅或多幅单脉冲成像图像,时间分辨率可达60 ps,空间分辨率可达1.3 μm,对于不可重复的超快过程可实现连续、高分辨、单脉冲超快X射线成像。如图5所示,为基于研制的双幅单脉冲超快X射线成像探测器拍摄得到激光加载后两个时刻上的水中气泡的瞬态图像,可以清晰观测到一次激光加载后,水中气泡在两个时刻上不同的结构变化,两幅图像之间最短时间间隔为1.44 μs(为电子绕储存环一周的时间)。图3. 快速X光成像线站实验站图4. 研制的单脉冲超快X射线成像探测器。(a)研制的大数值孔径三镜头双路光学转换系统,与两个ICCD相机组合成双幅单脉冲超快X射线成像探测器;(b)研制的大数值孔径三镜头双路光学转换系统,与微通道板和高速CMOS相机组合成多幅单脉冲超快X射线成像探测器图5. 基于研制的双幅单脉冲超快X射线成像探测器拍摄得到激光加载后两个时刻上的水中气泡的瞬态图像,两幅图像之间最短时间间隔为1.44 μs此外,实验站还配备了一级轻气炮、霍普金森杆、燃油喷雾室、高温样品室、力学加载试验机等原位装置和自动换样机械手。该线站的建成表明,上海光源自主建设高水平硬X射线光束线站的能力登上了新台阶,我国已成功突破了同步辐射X射线超快成像的关键技术并取得重要进展,这将为我国在材料冲击响应、结构动力学、高速流体动力学、软物质动力学等方向的基础和应用研究提供了有力支撑,特别是为航空航天复合材料、推进剂和轻质合金动态服役行为研究提供了超快显微观测能力,并对关键工程材料设计具有重要指导意义。
  • 科普干货!脉冲EPR技术在量子传感中的应用
    自量子力学创立以来,科学家通过对量子行为的研究,研发出了核磁共振成像、激光、半导体等在内的众多技术产品,对人类生活产生了重大影响。随着技术进步,第二次量子ge命蓬勃发展,利用量子精密测量技术实现的精密仪器使物理量的测量达到了前所未有的分辨率和灵敏度。何为量子传感器?CIQTEK量子传感器利用量子力学的原理和技术来测量一系列物理量。与经典传感器不同,量子传感器利用量子态的特殊性质(例如叠加态和纠缠态)来实现高精度、高灵敏度、高分辨率的测量。其测量的物理量包括磁场、电场、温度、压力、pH值、时间和频率等。此外,量子传感器还可以用于探测微小的物理效应,例如引力波、暗物质等,为天体物理等领域提供了新的测量手段。量子精密测量技术脉冲EPR技术简介CIQTEK脉冲电子顺磁共振 (pulsed EPR)是一种涉及到在恒定磁场中测量电子自旋净磁化矢量的磁共振技术。在实验中,通常施加一个短的振荡场(比如微波脉冲)来对电子自旋磁化矢量的状态进行扰动,然后测量由样品磁化产生的微波发射信号,再将微波信号通过傅立叶变换在频域中产生 EPR 频谱,从而可以获得有关顺磁性化合物的结构和动力学信息,电子自旋回波包络调制(ESEEM)或脉冲电子-核双共振(ENDOR)等脉冲 EPR 技术还可以揭示电子自旋与其周围核自旋的相互作用。与传统的连续波EPR(CW EPR)相比,脉冲EPR在控制和测量样品中的自旋态方面具有更高的灵活性和精度。脉冲EPR技术在量子传感中的应用CIQTEK在量子传感中,我们可以以电子自旋为探针,来探测核自旋的相关信息。基于脉冲EPR的弛豫测量和超精细光谱法可以识别顺磁粒子并对其浓度进行测量。其测量的原理为在脉冲EPR中,由于核自旋会影响电子自旋的T1(纵向弛豫时间)和T2(横向弛豫时间),浓度会影响电子自旋与核自旋的平均相互作用强度,从而影响电子自旋的弛豫时间。因此通过监测电子自旋的T1和T2的变化可以推断核自旋的浓度。同时,核自旋会调制电子自旋的进动频率,从而可通过电子自旋来对核自旋进行表征。Sun Lei课题组以有机量子比特的MOF材料(MgHOTP)为探针,通过电子与核之间的超精细耦合作用实现了室温下溶液相中离子的量子传感,可用于检测环境中的化学分析物(Li+、Na+)并对其进行定量分析。研究人员将有机自由基嵌入MOF骨架中,在实现室温可操作性的同时还能使有机量子比特与分析物通过吸附作用密切接触。图1基于MOFs中的有机自由基的室温量子传感。(a)将具有有机量子比特的MOF颗粒悬浮在待测分析物的溶液中。(b)化学分析物被吸附到MOF中,并通过超精细耦合与嵌入的自由基相互作用。(c)基于超精细光谱可以识别与自由基量子比特相互作用的原子核,并进一步对化学分析物进行量化。(J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 19008&minus 19016)MgHOTP中的自由基表现为电子自旋量子比特,其量子态可以被外部磁场部分极化,使用微波脉冲操控,并通过电子自旋回波读出。利用脉冲弛豫方法以及CP-ESEEM方法可对Li+进行检测并定量,检测范围为5*10-3 mol/L-0.5 mol/L。图2 室温下MgHOTP定量检测THF溶液中的Li+。(a) 不同[Li+]的LiClO4 THF溶液中MgHOTP的T1和Tm。(b) [Li+] = 2.0 mol/L的LiClO4 THF溶液中MgHOTP的部分时间域CP-ESEEM谱图。(c) 不同τ值下CP-ESEEM的二维光谱。(d) MgHOTP在含不同[Li+] LiClO4的THF溶液中的频域CP-ESEEM谱。(e) 2ω(7Li)/ 2ω(1H) ESEEM峰值比与[Li+]的关系。(f) MgHOTP在含0.1 mol/L NaClO4和不同浓度LiClO4的THF溶液中的频域CP-ESEEM谱。(J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 19008&minus 19016)国仪量子X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪CIQTEK国仪量子X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪EPR100是一款集连续波EPR、脉冲EPR、瞬态EPR为一体的多功能EPR谱仪,在支持连续波EPR实验的同时,还可实现弛豫时间测量、电子-电子双共振、电子-核双共振等多类型脉冲实验测试。国仪量子X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪EPR100随着研发能力与产品工程化能力不断提升,国仪量子目前已推出具有核心自主知识产权,商用化的X波段电子顺磁共振波谱仪全系列产品:X波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪EPR100、X波段连续波电子顺磁共振波谱仪EPR200-Plus、台式电子顺磁共振波谱仪EPR200M;并向前沿高端技术的高频谱仪进军,研发出了W波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪EPR-W900。
  • 国仪量子发布脉冲式电子顺磁共振谱仪新品
    电子顺磁共振 (Electron Paramagnetic Resonance, EPR) 波谱技术是一种研究含有未成对电子物质的结构,动力学以及空间分布的谱学方法,能够提供原位和无损的电子自旋、轨道和原子核等微观尺度的信息。当含有未成对电子的物质置于静磁场中时,如果对样品施加一定频率的电磁波信号,会观测到物质对电磁波能量的发射或者吸收。通过对电磁波信号的变化规律进行分析,可以简析出电子以及其周围环境的特性,从而可以进行物质结构的分析以及其他应用。电子顺磁共振可以用来准确、快速和无破坏性地获取物质的组成和结构上的信息。含有未成对电子的物质分布广泛,如孤立单原子、导体、磁性分子、过渡金属离子、稀土离子、离子团簇、掺杂材料、缺陷材料、生物自由基、金属蛋白等;许多物质本身不含有未成对电子,在受到光激发后也会产生未成对电子。因此电子顺磁共振(EPR)技术广泛应用于物理、化学、生物、地质、考古、材料科学、医药科学和工业等重要领域。产品特点:产品参数:欢迎下载样本了解更多产品信息。创新点:1.微波脉冲时间分辨率达50 ps,提高了脉冲模式下的谱线分辨率;高性能固态功率放大器:500 W输出功率,高相位稳定性;不限脉冲个数的序列发生器,适用于极多脉冲的动力学去偶技术。2.功能综合,适用于通用的连续波和脉冲EPR测量,实验场景多样化,满足光照、低温、转角等实验需求。3.自带的EPR-Pro是国仪量子电子顺磁共振谱仪的上位机操作软件,提供快捷的实验操作流程和科学的数据分析功能。电子自旋磁共振能够用来准确、快速和无破坏性地获取物质的组成和结构上的信息,广泛应用于量子计算、自由基研究、材料科学、生物结构分析等领域。脉冲式电子顺磁共振谱仪
  • 太赫兹脉冲时域反射计系统在半导体行业的开发与应用
    1、前言随着半导体封装变得更小、集成度更高,使用非破坏性、高分辨率技术定位故障的能力变得越来越重要。对失效分析手段提出了挑战,故障高分辨率定位能力的需求逐渐增大。为满足这些要求,Advantest开发了TS9001TDR方案,该系统分析通过利用专有的短脉冲信号处理技术进行高分辨率时域反射测量(Time Domain Reflectometry, TDR),对先进半导体封装、电子元件和印刷电路板中的导线故障区域进行快速、高精度和无损分析。 2、主要应用以3D集成电路为代表的高密度集成电路中存在着无限小的布线结构,布线故障在封装、印刷电路板封装过程中频繁出现。检测故障点需要几十微米分辨率。由于上升时间(约20ps)和抖动(约1ps)的限制,传统示波器TDR方法的故障距离分辨率仍保持数百微米的分辨率。使用TS9001TDR系统可以准确分析各种尖端半导体封装的布线质量,如倒装芯片BGA、晶圆级封装和2.5D/3D IC封装,能够直接连接客户的射频探测系统,针对其设备形状和故障分析环境,实现高速、高分辨率的测量,提供灵活的解决方案。(1) 高度集成的集成电路封装故障分析1) 封装引线故障分析:确定引线故障点位于Si Interposer内还是封装内,识别故障是由预处理还是后处理中的因素引起的2) C4 Bump故障分析:利用测试回路确定和分析安装Si Interposer的条件,对测试回路的菊花链结构进行故障点分析,并对安装条件进行反馈3) TSV、Micro-Bump故障分析:识别层压芯片的故障层4) 印刷电路板PCB故障分析:识别PCB板中通孔和信号线的故障点3、原理与优势(1)原理与技术太赫兹脉冲时域反射计的原理参见上图。其利用两个的飞秒激光器分别泵浦光电导电线,产生高频的太赫兹脉冲信号。飞秒激光器的中心波长1550nm,脉冲宽度50fs。其中,一个飞秒激光器的重复频率50MHz,另一个激光器的重复频率稍有区别。采用两个激光器的重复频率稍有差别的缘由在于,利用两个激光器的差频延迟,可以实现高频太赫兹信号的产生和探测。其工作是高频太赫兹信号通过探针接触芯片的管脚,高频太赫兹信号在芯片封装的引线中传播。当芯片封装没有开断路时,高频太赫兹沿着引线向前传播;当芯片封装的引线等出现开路时,将反射回正峰脉冲信号;当芯片封装引线出现短路时,将反射回负峰脉冲信号。(2)技术优势为了识别故障点,常用的封装无损检测方法包括光发射显微镜(emission microscope)和示波器时域反射计(Time domain Reflectometry, TDR)等,但是这些无损检测方法受到时域信号抖动的限制(信号抖动约1ps),导致分辨率不高,不能定位微米级的失效位置,无法以高分辨率检测开路、短路故障。故亟需高分辨率时域反射计,以提供快速且精准的失效定位。Advantest通过独有的光学采样和电短脉冲生成技术,借助飞秒激光技术,产生抖动小于30fs的超短采样脉冲。可以实现5μm的故障定位分辨率。通过使用自动探针的自动触地功能,进行精确的可重复测量,具有更高精度和效率的故障位置测量。TS9001TDR系统通过自动探针和与CAD设计联动,实例分析芯片封装的引线开路和短路故障定位,可以直观快速定位芯片封装的故障点,实现先进封装的失效分析。4、国内外发展现状Advantest的TS9001TDR系统中采用两个超短脉冲激光器异步采样,采取异步采样技术可以使系统不再需要机械式的光学延迟线,并且具有超高速的信号扫描速度。是目前全球独一的技术,目前国内外没有同类设备。5、发展趋势随着晶圆代工制程不断缩小,摩尔定律逼近极限,先进封装是后摩尔时代的必然选择,3D封装迅猛发展。作为一种全新的实现定位方法,在未来的几年里,太赫兹TDR技术将继续保持高速发展的势头。随着关键技术的不断发展,相关产品的种类将越来越丰富,行业应用和相关配套服务也将越来越广泛。搭载脉冲电磁波产生和高速采样的超短脉冲光纤激光器的太赫兹TDR设备,有助于半导体3D封装的故障分析。 6、总结与展望 在实际芯片测量过程中,太赫兹脉冲信号耦合至芯片内部衰减较为严重,对于太赫兹脉冲的信噪比提出了很高的要求。为了进一步提高测量精度和芯片内的传输路径,提高信噪比是亟需攻克的问题。另外芯片内部的引线存在阻抗不匹配又没有完全开路的情况,对于这类Soft Open的芯片检测,TDR波形分析需要结合信号模拟仿真,增强对信号的解读。对于材料的吸收系数、折射率、介电常数等光谱特性,可以用太赫兹时域光谱仪表征,这也是爱德万测试太赫兹技术的核心应用。目前爱德万测试已经有太赫兹时域光谱成像系统,通过发射和接收时域太赫兹信号至样品,可以实现生物医学样品、食品农产品、化学品、复合材料、通讯材料等的光谱特性表征。(爱德万测试(中国)管理有限公司 供稿)
  • 中国火箭又刷新纪录 脉冲星试验卫星发射成功
    11月10日早上7时42分,我国在酒泉卫星发射中心用长征十一号运载火箭,成功发射了脉冲星试验卫星。该星属于太阳同步轨道卫星,卫星入轨并完成在轨测试后,将开展在轨技术试验。  “一箭五星”刷新纪录  此次发射的脉冲星试验卫星属于太阳同步轨道卫星,主要用于验证脉冲星探测器性能指标和空间环境适应性,积累脉冲星试验卫星在轨试验数据,为脉冲星探测体制验证奠定技术基础。经过约10分钟的飞行,火箭准确将卫星送入预定轨道。  同时,此次发射所使用的长征十一号固体运载火箭在完成脉冲星试验卫星发射任务外,还搭载四颗微小卫星,“一箭五星”刷新了我国固体运载火箭一箭多星的发射纪录。其中,两颗有民营企业研制的卫星首次搭乘长征火箭进入太空,标志着长征十一号已经具备支撑民营航天器发射的能力。  这次发射的脉冲星试验卫星,将是世界范围内首颗单独用于脉冲星探测的科学试验卫星,更为奇特的是,它的总重量只有200多公斤,是卫星家族中非常独特的“小个子”。别看它体积不大,但是却搭载有两种不同类型的探测器,可以用多种方式,寻找宇宙中的灯塔——脉冲星。  脉冲星为何被称为宇宙中的灯塔?  说到脉冲星,这对于大多数人可是一个新鲜词。脉冲星到底是一种什么样的天体?它为何被称为是宇宙中的灯塔,脉冲星试验卫星,又将怎样利用它?  脉冲星试验卫星的工作原理,是通过捕捉脉冲星发出的x射线,来找到这种奇特的天体。脉冲星发出的x射线会在空气中快速衰减,很难在地面上进行收集,因此只能在太空中直接探测。在以前,想要完成类似的空间科学实验,只能选择将科学仪器设备搭载在“天宫二号”空间实验室这样的大型航天器上,而如今中国微小卫星定制技术的快速突破,使得脉冲星探测的“单独行动”成为可能。  在宇宙天体中,有着许许多多像太阳一样的恒星,这些恒星也和人一样,有生老病死,而在生命终结后,它们会有三种结局,其中密度较小的那些恒星,会变成白矮星 密度最大的恒星,则会变成大家所熟知的黑洞,而处于这两者之间的,则被称为中子星。所谓脉冲星,就是中子星当中,在进行高速自转,发出脉冲信号的成员。  脉冲星有很多很特别的特性。虽然它不是由密度最大的恒星演变而来,但是同样重量惊人,1立方厘米大小的脉冲星物质,质量可以达到惊人的1亿吨。目前人类已经发现的脉冲星大约有2500多个。  我们的祖先曾经利用北斗星座来辨识方向,这就是因为它们在夜空中的状态非常稳定,而脉冲星也拥有同样的特点。在宇宙空间里,它们在数千甚至数万年间,只会产生微小的变化,而且特征明显,易于辨识,所以也就有了宇宙灯塔这样的名字。  脉冲星导航飞向宇宙的关键法宝  有了脉冲星作为宇宙中的灯塔,如何利用它就成了科学家最为关心的课题。由于脉冲星稳定、易于观察的特点,宇航学家建立了以脉冲星为基础的导航技术,这也为人类航天器发展提出了新的方向。而此次我国发射的全球首颗脉冲星试验卫星,就将对这项世界性难题发起冲击。  现如今,我们在宇宙中飞行的卫星、空间站等航天器,都是依赖地面测控,完成引导的,这是因为它们在飞行的过程中,其实是处于“不认路”的状态,无法自行判断位置。而脉冲星导航的优点,在于航天器可以利用这些显眼的宇宙灯塔,确定自己的位置,进而实现自主的导航寻路。  按照计划,接下来我国将在5到10年探测26颗脉冲星,建立脉冲星数据库,首先为这种自然形成的宇宙灯塔,绘制最基础的地图,以便进行后续导航技术的试验。
  • 光谱学技术获最新突破,利用阿秒激光爆发作为泵浦和探测脉冲
    近日,柏林的Max Born研究所、伦敦大学学院和匈牙利的ELI-ALPS研究所在共同参与的一个项目中,展示了一种利用阿秒激光爆发作为泵浦和探测脉冲的新型光谱学技术。据介绍,在正常运行的光谱学平台上使用这种短脉冲有助于研究复杂的光学过程,而该项目则主要是利用它来研究原子的非线性多光子电离过程。近日,相关成果发表在光学和光子学专业期刊Optica上。飞秒(1飞秒= 10-15秒)泵浦探针光谱技术彻底改变了人们对极快过程的理解。例如,如果一个分子的解离是由飞秒泵脉冲引发的,它可以使用延时飞秒探针脉冲来实时进行观察,捕捉分子的演化状态,从而得到记录分子解离细节过程的动态图像。1999年,这项强大的技术甚至被授予了诺贝尔化学奖。然而,自然界中的一些过程甚至更快,并且发生在阿秒的时间尺度上(1阿秒= 10-18秒)。到目前为止,阿秒泵浦阿秒探针光谱学已经被证明用于涉及两个光子吸收的相对简单的过程。然而,由于全阿秒泵浦-探测光谱非常具有挑战性,目前大多数得到实际应用的方法只使用一个阿秒脉冲泵(或探针),而另一个步骤则会使用飞秒脉冲。而在最新进展中,研究人员成功演示了一个泵-探针实验。在这个实验中,复杂的多光子电离过程使用了两个阿秒脉冲序列。这个实验需要产生非常强的阿秒脉冲,为此需要使用一个大型激光系统。同时,两个阿秒脉冲必须与阿秒时间和纳米空间稳定性重叠。考虑到这样大的挑战性,研究人员选择在马克斯波恩研究所(Max Born Institute)最大的实验室进行了上述这项实验。“原子和分子中的多电子动力学经常在亚秒至几飞秒的时间尺度上发生,”发表在Optica杂志上的论文中指出,“以前极端紫外(XUV)光子阿秒脉冲的可用强度允许对双光子、双电子相互作用进行时间分辨的研究。而最新的进展中,我们研究了氩原子的双电离和三电离,包括了多达5个XUV光子的吸收。”在以往的场景中,产生所需的强阿秒脉冲通常需要使用大型和强大的激光系统,幸而每个项目合作伙伴都在这一方面颇具优势。其中,极光基础设施阿秒光脉冲源(ELI-ALPS)研究中心正在开发一种价值600万欧元的激光器,旨在以1千赫兹的重复频率提供超过15太瓦的峰值功率,脉冲持续时间小于8飞秒。在新的研究中,两个阿秒脉冲串(APTs)与一个氩原子相互作用,吸收了四个光子,从而从原子中去除三个电子。根据该项目,有许多可能的方式来发生这种多光子吸收,要详细地找出电子是如何从原子中去除的,则需要改变两个阿秒脉冲之间的时间延迟,并观察产生了多少离子。结果表明,多光子吸收是分三步进行的:在前两步中,每一步都吸收一个光子;而在第三步中,两个光子同时被吸收。这些结果已经被计算机模拟所证实,并证明了强APTs的应用能够更好地理解复杂的多光子电离途径。据介绍,这项已开发的实验技术未来不仅可以用于研究原子中的复杂过程,还可以用于研究分子、固体和纳米结构。该项目还希望能进一步回答有关几个电子如何相互作用的问题,这有助于在最短的时间内理解最基本的过程。
  • 我司成功开发出高性能瞬态光电压/光电流测试系统
    经过我司科技人员半年多的技术攻关,成功开发出太阳能电池高性能瞬态光电压/光电流测试系统,适用于钙钛矿结构、量子点结构和有机结构等太阳能电池测试。该系统采用特殊设计的低噪音放大电路确保该测试系统具有极高的灵敏度。同时考虑到材料的弛豫时间与太阳能电池结电容和取样电阻的相关性,采用优化的硬件设计方案确保了信号测量的真实性和完整性,带探针的样品仓夹使得更换样品和电学互联非常方便,基于Labview的测试软件可实时采集数据/图像显示功能。此外,采用外部调制的固体激光器而非昂贵飞秒激光器产生脉冲光(最短脉宽仅7ns)使得该测试具有高性能的前提下成本大大降低。 瞬态光电流/光电压测试系统 光电压测试模块和光电流测试模块 带探针的样品仓夹
  • 每秒256万亿帧拍照帧率,华科团队造出全球最快的光场摄像机之一,可用于超大能量脉冲激光装置
    近日,华中科技大学光学与电子信息学院教授和团队, 通过获取光场相位信息,实现了 256 万亿帧/秒的拍照帧率,借此造出目前世界上最快的光场摄像机之一。图 | 李政言(来源“”)在评审相关论文时,一位激光脉冲时空测量领域的专家表示,该课题组制作的超快光场摄像机是领域内多年来极度渴望的仪器和技术。在应用前景上,表示:“我们期待超快光场摄像机在两方面取得应用,一方面是服务大型激光装置,另一方面是服务工业应用。”就大型激光装置来说,面向高能量密度物理、强场物理等前沿科学和能源、以及国防安全等战略应用的需求,中国、欧洲、和美国都已建设了一批超大能量脉冲激光装置。然而,这类装置重复频率极低。并且,巨大的光束口径导致激光脉冲光场存在复杂的时空耦合。因此,需要先进的光场时空诊断设备,引导激光装置进行优化,并为物理实验的理论分析和数值仿真,提供初始输入激光信息。就工业应用来说,激光精密加工有两个趋势,一是超快化甚至飞秒化,即使用飞秒激光作为光源,借此实现冷加工并提高精度;二是智能化,即以在线方式观测材料的特性,并对激光参数做出调整。所以,通过安装超快光场摄像机模块,有望让激光精密加工设备长出一只“眼睛”,也即通过实时采集探针光信号、以及观测材料超快时间尺度相应,来对加工工艺做出动态优化。(来源:Light: Science & Applications)以较低成本实现极高的时间分辨率尽管成果很新,但是背景很“旧”,这要从 144 年前说起。1878 年,美国摄影师埃德沃德迈布里奇(Eadweard Muybridge)使用安置在赛道上的 12 台照相机,来拍摄奔跑的赛马。借此证明马在奔跑时会四个蹄子同时离地,解决了几个世纪以来画家和艺术家的困惑,并给电影发明带来了灵感。时隔一百多年,2018 年诺贝尔物理学奖部分授予杰哈莫罗()和唐娜斯特里克兰()这两位科学家,以对他们发明的高功率超快激光的啁啾脉冲放大技术(Chirped Pulse Amplification, CPA)做出表彰。在激光精密加工、近视的激光视力矫正、惯性约束核聚变等高功率超快激光的应用中,每一个超快激光脉冲仿佛一匹光速奔跑的“赛马”,在各类物质的“赛道”上穿行时。对于激光脉冲和物质特性在极短时间内的演化现象,人们同样充满好奇,希望像迈布里奇那样为激光与物质相互作用的过程“拍摄电影”。(来源:Light: Science & Applications)基于此,制作了这台超快光场摄像机 。在超快光学领域中,它能为激光脉冲和激光照射的物质“拍摄电影”,并同时具有空间分辨和时间分辨的单发测量能力。几十年来,尽管在超快光学领域出现了大量时间分辨测量技术,但多数方法主要测量不同时刻下某个物理量的演化,普遍缺少空间分辨能力;要么得让激光脉冲的“赛马”多次跑过物质“赛道”进行重复测量。而超快光场摄像机只需激光脉冲一次性地作用于物质,它记录的是光速飞行的激光脉冲通过某个特定位置时,位于这一位置光场的二维空间分布。这样,人们就能一次性得到激光脉冲三维时空分布的“电影”。而实现单发光场摄像的难点在于,如何使用常规照相机的等二维阵列式探测器,来一次性地记录三维数据。研究中,该团队借鉴了压缩感知概念,在前人光学压缩成像技术的基础上,将待测光场的三维信息“压缩”到二维探测器上并进行一次性采集,从而实现了摄像机的功能。此外,不同于一般摄像机或探测器记录的是光强度信息,超快光场摄像机的记录包括振幅和相位信息在内的“光场”信息。对于表征超快激光脉冲来说,获取光场信息是非常重要的,它既决定着激光脉冲中各个颜色成分的时间先后关系,还决定着影响聚焦和成像质量的空间波前分布。另外,在对激光照射物质的探测过程中,获取探针光束的完整振幅和相位信息,可以帮助人们完整了解物质不同位置的光学性质,同时获取折射率、吸收率等重要参数的空间分布。该成果的另一亮点在于,超快光场摄像机以较低的成本,实现了极高的时间分辨率或“电影”帧率。日常生活中,我们观看的电影帧率一般为 24 帧/秒,最高可以达到 120 帧/秒,仅能满足人眼视觉暂留效应的要求。而团队的超快光场摄像机,记录的是光速飞行的超快激光脉冲的“赛马”过程,即在各类物质“赛道”上奔跑的过程,需要观测飞秒(10 -15 秒)时间尺度内发生的事件,所需的帧率在万亿帧/秒量级。近日,相关论文以《单次压缩光场形貌》()为题发表在 Light: Science & Applications 上,唐浩程和门庭为共同第一作者,担任通讯作者 [1]。图 | 相关论文(来源:Light: Science & Applications)为超快时间尺度内发生的任意事件拍摄电影据介绍,课题组的目标是为超快时间尺度内发生的任意事件“拍摄电影”。这项工作最早要追溯到十四年前读博期间。他说:“2008 年 8 月开始我到美国德克萨斯大学奥斯丁分校读博士,第一次见到导师 教授他就给我指派了博士论文课题:为超高强度超短激光脉冲在等离子体中激发的光速传播的尾波‘拍摄电影’,这样就可以对基于等离子体尾波的新一代桌面型电子加速器提供实时诊断。”这是一个挑战性极高的课题,经过六年的努力,只能部分地解决这一问题。例如,在测量技术方面,他和当时的所在团队发展了一种基于多束探针光和断层成像技术(tomography)的方法,可以为光速飞行的折射率结构拍摄“电影”[2],并被 Nat. Phot. 以 News & Views 文章的形式再次进行报道。后来,他还观测到了等离子体尾波纵向结构的演化规律 [3]。然而,为激光驱动的等离子体尾波“拍摄电影”的梦想一直没能实现,主要难点在于无法在单发条件下,用二维探测器记录三维数据信息。2014 年,的合作者 (现为加拿大魁北克大学应用计算成像实验室教授),发表了基于压缩感知概念的超快照相技术的论文 [4],对前者解决等离子体尾波电影拍摄中遇到的维度问题,带来了极大启发。然而,超快压缩照相技术获得的是光场的强度时空分布信息。另一方面,等离子体尾波主要调制探测激光的相位。那么,如何使用超快压缩照相技术来同时测量包含振幅和相位的光场信息,就成为亟待解决的问题。同时,这也是研究基于压缩感知的超快光场摄像机的问题来源。2017 年,回国入职华中科技大学,经过前期实验室建设和武汉疫情,他和团队终于在 2020 年秋季,开始了针对超快光场摄像机的研究。(来源:Light: Science & Applications)“研究早期充满了挣扎,一方面我们需要反复试错以完成实验系统光学设计和成像质量的不断优化,另一方面激光光场高光谱图像的压缩感知重构技术以及相关算法,对我们来说是新事物,需要不断积累经验。”他说。在这过程中,非常感谢负责具体实验和数据处理工作的研究生唐浩程和门庭,以及 教授和他的学生 Xianglei Liu。他继续说道:“唐浩程和门庭当时是刚刚入学的一年级研究生,面对陡峭的学习曲线虽然也曾抱怨这个课题‘就像要去五金店里翻找一些零件组装成一部汽车’,但凭借扎实的理论实验基础和顽强的毅力,以及合作者在压缩照相重构算法方面的有力支持,终于克服了种种困难。”到 2021 年秋,他们终于能以较好的可靠性,实现飞秒激光脉冲的超快光场摄像机,并利用它对光速飞行的激光等离子体电离前沿进行表征测量。(来源:Light: Science & Applications)然而,对于超快光场摄像机的探索并未结束。因为,为等离子体尾波“拍摄电影”的梦想并未实现。“也许我们已经找到更好的途径,离目标更近了一些,但仍需要朝着既定方向努力工作。进入 2022 年,我们继续进行超快光场摄像机相关的研究,并取得了一些进展,主要体现在进一步提高系统稳定性和可靠性、获取更全面的矢量光场信息、探索更多的超快光场摄像机应用等。”表示。如今,2022 年即将迎来尾声。对于更久之后的规划,他表示:其一,将进一步完善超快光场摄像机技术。目前的方法基于标量光场的假设,只测量了待测光场的振幅和相位信息。但是,实际的光场具有矢量形态的电 磁波,这时面对待测光场的偏振态以及矢量特征,就得做出完整的测量。其二,他计划完成一些基于超快光场摄像机的典型泵浦-探测实验。泵浦-探测实验,是探索物质超快时间尺度属性的有力工具。因此,他希望使用超快光场摄像机,来为探针光拍摄光场“电影”。其三,他也打算实现一些基于超快光场摄像机的应用。基于此,希望与领域内专家展开更多合作。尤其是在大型激光科学装置上,他期待能研发出一种实用的、小型化的超快激光光场时空表征仪器。而在工业应用方面,他将继续耕耘于为未来的超快激光加工设备配备一双“眼睛”,从而实现基于材料特性实时观测的智能加工。参考资料:1.Tang, H., Men, T., Liu, X. et al. Single-shot compressed optical field topography. Light Sci Appl 11, 244 (2022). https://doi.org/10.1038/s41377-022-00935-02.Z. Li, et al., Nat. Commun. (2014) 5, 30853.Z. Li et al., Phys. Rev. Lett.(2014) 113, 0850014.L. Gao, J. Liang et al., Nature (2014) 516, 74–77
  • 我国飞秒脉冲激光参数准确度国际领先
    中国计量科学研究院超短脉冲激光测量研究取得突破性进展  我国飞秒脉冲激光参数准确度国际领先  日前,由中国计量科学研究院承担的国家“十一五”科技支撑课题“飞秒脉冲激光参数测量新技术研究”通过专家验收。该课题自主研制的飞秒脉冲自相关仪和飞秒脉冲光谱相位相干仪实现了飞秒脉冲激光参数的准确测量,课题组提出的飞秒脉冲光谱相位还原方法降低了传统方法的测量不确定度,将我国飞秒脉冲激光参数的准确度提高到国际领先水平。  飞秒是时间单位,1飞秒相当于10-15秒。它有多快呢?我们知道,光速是1秒钟30万公里,而在一飞秒内,光只能走0.3微米,相当于一根头发丝的1%。飞秒脉冲是人类目前在实验室条件下所能获得的在可见光至近红外波段的最短脉冲。它以其独具的持续时间极短、峰值功率极高、光谱宽度极宽等优点,在物理学、生物学、化学、光通讯、外科医疗、精细加工制造及超小器械制造等领域得到广泛的应用。如何准确地测量超短脉冲信息已成为飞秒脉冲研究领域迫切需要解决的难题。  该课题成功解决了这一技术难题,实现了超短脉冲时域参数的精确测量,对于超短脉冲的更深一步的研究和应用具有重要意义。多家国际同行研究单位引用课题组提出的新技术成功解决了超短脉冲研究和应用中存在的技术问题,极大地提升了我国在超短脉冲激光参数测量领域的国际地位。  据课题负责人邓玉强博士介绍,课题组在成功解决飞秒级超短脉冲参数测量的基础上,又展开了皮秒级超短脉冲测量的研究。皮秒脉冲处于纳秒脉冲和飞秒脉冲之间的带隙(1皮秒=10-12秒),它的光谱相对较窄,难以使用测量飞秒脉冲的光谱干涉技术,而传统的自相关仪器又存在量程范围小,需要标定校准,测量准确度不高等诸多问题。为解决这些问题,课题团队又自主研发了一种新技术和装置,实现了亚十飞秒(10-14秒)至数百皮秒(10-10秒)宽度范围内超短脉冲的精确测量,能得到强度自相关和条纹分辨自相关两种结果。该装置可实现测量的自校准,不仅提高了皮秒级激光脉冲宽度的测量准确度,而且扩大了超短脉冲参数测量的量程,进一步提高了我国超短脉冲激光时域参数的测量能力。
  • 仅持续53阿秒!迄今最短电子脉冲创建
    英国《自然》杂志网站近日报道,德国科学家已创造出迄今最短的电子短脉冲,其持续时间仅为53阿秒,速度之快足以让显微镜捕捉到电子在原子间跳跃的图像。研究团队表示,最新突破有望催生更精确的电子显微镜,在原子尺度上捕捉清晰的图像,还可加快计算机芯片中数据的传输速度。电子脉冲用于表示计算机内部的数据或被电子显微镜用于捕捉图像,脉冲越短,信息被传输的速度越快,研究人员一直致力于尽可能缩短电子脉冲的持续时长。普通电路内的电场产生的电子脉冲受限于电子在物质内振荡的频率。一个电子脉冲至少需要持续半个振荡周期,因为正是这种振荡周期为电子产生了“推动力”。而光能以更高频率振荡,因此研究人员一直尝试使用短脉冲光来触发电子脉冲。2016年,研究团队创造了持续时间仅为380阿秒的可见光闪烁。借助同样的技术,该团队聚焦激光,从钨针尖端剥落电子并将其打到真空中,获得了持续时间仅53阿秒的电子脉冲。研究人员表示,他们探测到的53阿秒电子脉冲甚至比引发它的光脉冲还要短。根据玻尔的氢原子模型,这一持续时间仅为氢原子中电子绕其原子核运行一周所需时间的1/5。如此短的电子脉冲可使电子显微镜及时聚焦于较短的切片上,类似于降低相机的快门速度,从而更清晰地揭示粒子的运动。研究人员称,如果利用此次获得的阿秒电子脉冲创建电子显微镜,不仅有足够的分辨率来观察运动中的原子,甚至可看到电子在这些原子之间是如何跳跃的。
  • 发布SURRC 脉冲光激发光辐照食品筛查系统新品
    北京冠远科技有限公司产品【SURRC 脉冲光激发光辐照食品筛查系统】与其它辐照食品检测方法相比,该方法有许多突出优点:  1、样品无需前处理——绝大多数样品(粉状和颗粒)取样后放入培养皿中即可测量。  2、操作简单——仅需15-60秒就可得到结果。  3、准确率高——以辐照过的草药和香料为例,一次检测正确率在95%以上。  4、适用面广——绝大多数的食品均可检测,是所有辐照食品检测方法中适用最广的一种。  5、清洁环保——无需任何化学试剂。  6、节省开支——由于无需样品前处理及试剂,日常检测费用很低。  7、携带方便——便于现场测量或不同实验室之间共用。 [主要技术参数](注:此为单机操作模式的预设参数,对于电脑操作模式可以自定义参数) 系统背景(20°C),典型值:50 cps 最大值:150 cps 脉冲开关周期:15 us 预载入计数:256 counts 中间值阈值:768 counts 阳性阈值:4096 counts 预设测试周期:15 s该仪器有两种操作模式可以选择: 筛查模式——根据设定好的阈值及时间参数,将样品放入样品室后只需轻轻按一下测试按钮,15秒即可给出结果。筛查模式无需连接电脑。非常适合对常规样品的例行快速检测。 与电脑连接使用——当与电脑连接使用时,可以通过软件自定义测量参数(例如测量时间、阈值标准和数据记录条件等等),可以获得样品具体的光子计数,可以测定暗计数(无光刺激时样品室的光子计数率)、空室计数(吴样品时的计数率,以了解样品室是否污染),以及光电倍增管灵敏度测试等等。并可以对筛查结果不确定的样品进行校正PSL测定等等。   北京冠远科技有限公司产品线有效覆盖石化、橡胶、炭黑、生命科学、化工工业、医药、政府、教育、环境、医药、食品、农业、钢铁、能源、电力等众多领域。 公司全面致力于为用户提供以技术应用为中心的解决方案,除为用户提供产品外,我们同时提供完善的售后服务和技术支持。创新点:该仪器有两种操作模式可以选择:筛查模式——根据设定好的阈值及时间参数,将样品放入样品室后只需轻轻按一下测试按钮,15秒即可给出结果。筛查模式无需连接电脑。非常适合对常规样品的例行快速检测。与电脑连接使用——当与电脑连接使用时,可以通过软件自定义测量参数(例如测量时间、阈值标准和数据记录条件等等),可以获得样品具体的光子计数,可以测定暗计数(无光刺激时样品室的光子计数率)、空室计数(吴样品时的计数率,以了解样品室是否污染),以及光电倍增管灵敏度测试等等。并可以对筛查结果不确定的样品进行校正PSL测定等等。 SURRC 脉冲光激发光辐照食品筛查系统
  • 西安光机所在超短激光脉冲光场测量研究方面取得重要进展
    近日,西安光机所阿秒科学与技术研究中心在超短激光脉冲光场测量研究方面取得重要进展。研究团队创新性提出基于微扰的三阶非线性过程全光采样方法,该方法的可测量脉冲脉宽短至亚周期,波段覆盖深紫外到远红外,具有系统结构简易稳定、数据处理简单等优点。相关两项研究成果相继发表在Optics Letters。论文第一作者为特别研究助理黄沛和博士生袁浩,通讯作者为曹华保研究员、付玉喜研究员。   超短激光脉冲作为探索物质微观世界以及产生阿秒脉冲的重要工具,其完整的电场波形诊断尤为重要。目前普遍采用的表征技术广义上可分为频域测量、时域测量两类。在频域,具体有频率分辨光学门控(FROG)、光谱相位干涉法 (SPIDER)和色散扫描(D-SCAN)等主要方法,通过测量非线性过程产生的光谱信息来间接获取超短脉冲脉宽及相位。此类方法因装置简单易于搭建而被广泛采用,但通常需要复杂的反演迭代算法,并且难以获得光电场信息,而且受限于相位匹配机制,比较难以应用于倍频程以上的激光脉冲测量。   而基于时域采样的测量方法通常不受严格的相位匹配限制,并且对电场波形很敏感,可用于直接测量光电场,近年来发展势头较好。研究团队提出基于微扰三阶非线性过程的全光采样方法是一种基于时域采样的测量方法,在实验中分别应用瞬态光栅效应(TGP)和空气三倍频效应(Air-THG),准确的测量了钛宝石激光器输出多周期脉冲(750-850nm,25fs)、基于充气空心光纤后压缩技术(600-1000nm,7.2fs)和双啁啾光参量放大系统(1300-2200nm,15fs)产生的少周期脉冲,实现了覆盖可见、近红外到中红外波段的超短脉冲测量,可以满足不同波段超短脉冲测量的需求。未来此项进展可以在阿秒驱动源快速诊断、超短激光脉冲测量装置国产化等方面发挥重要作用。
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