离轴抛物镜

上期我们聊到物镜的数值孔径，了解到数值孔径的大小直接影响最终获取的图像分辨率，为物镜的重要参数。然而，在物镜上我还会看到一些简写，如下图所示： 那么，这些英文简写表示什么意思呢？可以看到，上图物镜上游两个简写：N、PLAN。分别表示色差矫正和球差矫正的等级。有些小伙伴就会问道，什么是色差，什么是球差？自然光或LED光源发出的光线都是白光，白光由不同波长的光组合而成，不同的波长呈现不同的颜色，穿过透镜的折射率也不相同，如上图所示：一束白光从w点发出斜射至一块凸透镜中，不同波长的光折射率不同从而分散开来，从而不同颜色的光落在不同的位置。这只是一个点光源就出现这种效果，如果在显微镜成像中，复杂的颜色分布，多种颜色的组合，如果颜色依旧如此乱的呈现在视野中，我们可能都认不出所观察的图像是什么了。下图为一张白纸在体视镜下观察的效果，左边为无色彩矫正的图像，右边为色彩校正后的图像。明显可以看出，白纸的网格状结构未进行色差校正后的像有红色的彩边，产生色差，而色彩校正后就可以还原图像的本质。那么色彩校正是如何实现的？在凸透镜的两侧添加一些校正透镜（如下图），形成透镜组，不同波长的光通过透镜组后改变行程方向，还原初始位置，从而完成色差校正。然而，不同波长的光校正难度有差异，从而物镜的档次有消色差、半复消色差、复消色差等多个等级，可校正颜色越多的物镜等级越高。说完色差校正，凸透镜还有球差需要进行矫正。所谓球差，同一个平面的物体通过透镜后，呈现的像不在同一平面上。如下图所示：凸透镜左侧红、黄两点在同一个平面上，通过透镜折射后，在凸透镜右侧成像却不在同一平面。 在实际的观察中表现的效果为：同一个视野中间是可以清晰可见的，而四周呈现的图像为模糊的，这样的图像给使用者带来的观察效果和感受会很差，无法一次性分析和观察全视野的图像。球差的矫正技术目前在物镜中较为基础，市场上几乎所有的物镜都具有矫正球差的功能（物镜上会有PLAN或PL的标记），从而在选择物镜的过程中不用担心球差问题。Leica徕卡 DMi1 倒置相差显微镜Leica徕卡 DMiL倒置荧光显微镜

小伙伴们，我又来了~本期给大家带来显微镜物镜的知识。啥是物镜，我想地球人都知道~物镜是显微镜的灵魂所在，物镜是影响清晰度的最重要部件，先来了解下物镜的重要参数。在选择物镜时需要考虑以下几个问题：1、需要多大的放大倍数？● 物镜可以根据其放大倍率分为三大类。其中包括：低倍物镜(2x、4x/5x和10x)，中倍物镜(20x、40x)和高倍物镜(60x/63x、100x)。除了物镜的放大倍率不同外，物镜使用的介质也不同。例如，对于高倍镜头(60x和100x)，经常使用浸油来获得高分辨率。放大倍率较低的镜头则采用空气作为介质。2、选择哪种观察方式？● 显微物镜有很多类型，应用场景也各有不同，根据观察方式的不同，也有不同种类。一般在物镜的外壳上会标注物镜的观察方式。● BF：明场；DF：暗场；PH：相差；PO：偏光；DIC：微分干涉；FL：荧光观察(蓝、绿、紫等)；UVFL：紫外荧光观察。3、如何选择一个成像效果好的物镜？● ①要选择有平场矫正功能的物镜，即标有Plan。 ②主要根据色差校正的能力来判断成像效果：消色差物镜（Achromatic）：仅能校正红蓝光的色差。半复消色差物镜（FL）：能校正红绿蓝三色光的色差。全复消色差物镜（Apo）：能对红绿蓝三色光的色差校正两次，同时能校正红、蓝两色光的球差。● 看透明切片可选择平场消色差物镜（Ach）。看荧光可选择半复消色差物镜（FL），而且有长工作距离可选，既可以看玻片也可以看培养皿。若需要更好的成像效果可选择全复消色差物镜（Apo），但Apo物镜没有长工作距离的，只适用于看玻片，不适合看培养皿或培养瓶等厚的样品。4、对分辨率的要求是什么？● 显微镜的分辨率是能分辨两点间的最小距离，能分辨的距离越小分辨率越高。数值孔径（NA值）与分辨率成正比，NA = n * sin α。与放大率成正比，与景深成反比。同样的放大倍数下，NA值越高越好。在工作距离都满足的情况下选择NA值高的物镜。5、需要多长的工作距离（WD）● 根据工作距离的不同，可以分为：①普通工作距离物镜：工作距离小，可以观察切片，但不能观察培养皿。②长工作距离物镜：用于倒置显微镜，可以满足组织、悬浮液等材料的镜检。6、所使用的玻片或培养板的厚度是多少？● 在标注物镜的光学类型的后面（∞/0）(210/0)，也就是斜杠后面这个数字代表的是适用玻片厚度，（∞/0.17）(210/0.17)，适用玻片厚度就是0.17毫米。如果用了不合适的盖玻片，则会出现很明显的球差（不同角度的光线没有会聚在同一高度）从而降低成像的对比度和分辨率。NA值越高的物镜对盖玻片厚度越敏感，所以要选择正规的盖玻片。有些高NA值的物镜以及长工作距离的物镜有可调的盖玻片厚度调节环可以对不同厚度的玻璃进行矫正，可用于培养皿的观察，观察时调节到相应的培养皿的厚度，或使用共聚焦培养皿，中间厚度也为0.17。

双光子成像具备较强的组织穿透能力、较高的分辨率和固有的光学层析能力，适用于深层组织的活体研究。传统的双光子成像能维持细胞分辨率的视场直径往往小于1 mm，限制了在大规模生物成像中的应用，如横跨多个脑区神经环路的结构与功能成像。近年来，一些新型技术通过设计特殊物镜和相应光学元件，实现可支持数毫米视场范围且保持细胞分辨率的双光子成像。但这些物镜并不是常规的商用光学元件，加工设计复杂，且使用时有较高的光学知识门槛，无法在生物成像研究中得到广泛应用。针对这一问题，中国科学院深圳先进技术研究院研究员郑炜团队提出一种有效的自适应光学方法，可矫正在大扫描角度时（大视场成像）的离轴像差，从而突破物镜的标定视场限制，在仅集成商用光学元件的基础上即实现视场直径可达3.5 mm且维持着800 nm横向分辨率的双光子成像。物镜是显微成像系统的核心部件，而物镜标定视场是一个由物镜制造商提供的数值，反映了该物镜光学像差得到有效校准的最大成像视野范围。在标定视场外的区域虽然仍能探测到光信号，只是将这部分信号用于成像时，图像模糊且存在明显畸变。为利用这一特性，团队提出一种分割矫正的无波前自适应光学补偿方法，该方法能高效且稳定地恢复标定视场外的图像质量。利用这一方法，研究人员能清晰观测到几乎覆盖了1/4小鼠大脑的神经环路成像，也能在活体小鼠大脑上监测大规模分布的小胶质细胞和微血管。该技术无需特殊光学元件，可集成到任一标准的点扫描式光学显微镜中。相关成果以Exploiting the potential of commercial objectives to extend the field-of-view of two-photon microscopy by adaptive optics为题，发表在Optics Letters上。研究由深圳先进院、香港理工大学联合完成，得到国家自然科学基金委、广东省重点实验室等项目支持。论文链接 技术原理及Thy1-GFP-M小鼠脑片大视场成像结果

近年来随着5G通讯技术以及新能源汽车行业已成为当前投资热点，而5G基站和电动汽车都使用了功率半导体器件，开发出符合市场要求的功率半导体器件成了半导体行业的又一重要方向。以硅作为衬底的传统的半导体芯片因为材料本身的局限性已难满足要求，以碳化硅、氮化镓为代表的宽禁带第三代半导体材料具有击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等优势，因此采用第三代半导体材料制备的半导体器件不仅能在更高的温度下稳定运行，适用于高电压、高频率场景，还能以较少的电能消耗，获得更高的运行能力。第三代半导体材料虽然具有很多优点，但是其加工难度也是极大的。以碳化硅为例，其硬度世界排名第三，莫氏硬度为13，仅次于钻石(15)和碳化硼(14)；而且其化学稳定性高，几乎不与任何强酸或强碱发生反应。晶体碳化硅还需要通过机械加工整形、切片、研磨、抛光等化学机械抛光和清洗等工艺，才能成为器件制造前的衬底材料。化学机械抛光（CMP）化学机械抛光（或化学机械平坦化）通常是使用专用抛光机在晶圆表面用抛光垫不断地旋转抛光并在过程中添加抛光液磨料以获得平坦光滑的衬底表面的工艺。为了获得均匀平坦的晶圆衬底，厚度监测作为常用的评价手段之一。但是第三代半导体材料由于硬度高，化学机械抛光的效率比较低，部分材料抛光过程的厚度变化甚至低于数十纳米常规的位移计等监测手段已经无法达到要求，而因为材料的特殊性一般也不会使用接触式或者破坏式的测量手段。大塚电子的SF-3系列膜厚计通过光干涉法原理，对晶圆界面之间干涉光信号进行计算从而获得晶圆的厚度信息。SF-3膜厚计 光干涉法由于采用了光学测量原理，SF-3系列膜厚计具有极高的频率5KHZ，因而可以对晶圆厚度进行在线实时监控；同时具有高精度以及可以有效避免晶圆翘曲对结果的影响。晶圆厚度实测CMP抛光液CMP抛光液作为化学机械抛光的辅助耗材，起到研磨腐蚀等作用，近年来CMP抛光液的国产化程度正在逐步提高。CMP抛光液的主要成分包括水、研磨颗粒（二氧化硅、金刚石、氧化铈、氧化锆）、氧化剂、分散剂等。不同的工艺步骤和不同的产品对CMP抛光液产品有不同的要求，通过对CMP抛光液的粒径监测、zeta电位监测可以评价CMP抛光液是否符合工艺要求以及在存储运输过程当中的稳定性。大塚电子ELSZ-neo系列纳米粒度zeta电位仪对抛光液的粒径和zeta电位检测均有大量应用。 ELSZ-neo以下考察了CMP抛光液在不同PH值的zeta电位，并记录了不同磨料的等电点（zeta电位为零），根据抛光液的粒径和zeta电位可以选择最优的PH值从而获得稳定的产品。晶圆清洗在晶圆的研磨和化学机械抛光处理以后，需要对晶圆进行清洗以避免污染物的附着。一些晶圆的颗粒污染物数量要求少于10个，然而由于静电作用力，颗粒污染物与晶圆在特定的PH值环境下容易吸附，颗粒污染物通常来源于抛光液当中研磨颗粒的残留。因此，评价晶圆表面和颗粒污染物的电性对于清洗工艺有重要作用。Zeta电位（Zeta potential）作为衡量固体电性或液体的稳定性的主要指标，通常使用电泳光散射法进行测量，然而在测量固体表面zeta电位时必须要充分考虑电渗作用的影响。（１）样品池内的粒子的电泳以负电荷的粒子为例，理想状态下粒子无论在cell 的什么位置，都以相同的速度向正电极侧电气泳动。（２）样品池内的电渗流通常cell（材质：石英）带有负电荷。所以，正电荷的离子、离子聚集在cell壁面附近，施加电场的话，壁面附近 正离子会往负极方向移动。Cell中心部为了补偿这个流动，产生相反方向的对流，这种现象叫做电渗流。（３）样品池内可观测粒子的电泳粒子分散在溶媒中，cell内粒子电气泳动的外观是算上这个电渗的抛物线状的流动。为此、cell内电气浸透流的速度为零的位置，即在静止面进行测定可以得出真正粒子的电泳速度，从而得出真实的泽塔电位值。大塚电子的ELSZ系列纳米粒度zeta电位仪使用了森岡本电渗校正专利，充分考虑了材料的电渗对电泳速度的影响。另外专用的平板样品池可选用电荷为0的涂层，并且使用中性的观测粒子，在不同PH值下测量不必考虑观测粒子电性带来的影响。大尺寸的平板样品池，可适用不同规格的晶圆测量实测应用时，通常会对晶圆表面和CMP抛光液的zeta电位同时进行测量。以下图为例，分别测量了硅晶圆（蓝色）和污染物粒子（红色）的zeta电位，在PH=4~8.5之间，晶圆表面与污染粒子的电性相反，因而污染粒子会依附在晶圆表面难以去除。总结大塚电子自1970年以来一直专业研究光学检测技术，秉承「多様性」「独創性」「世界化」的理念，大塚的光散射以及光干涉制品一直在包括FPD行业、半导体行业、新材料行业等专业领域占据领先地位。凭借对光学技术的深耕，大塚将继续为过国内客户提供专业的设备以及服务。

引 言扫描电镜中的被散射电子衍射技术(EBSD)在确定材料结构、晶粒尺寸、物相组成以及晶体取向甚至是应力状态标定都有一定的涉及。通过电子衍射技术的进一步发展，Keller与Geiss基于EBSD技术相同的硬件与软件，通过改变样品台的倾角，使得荧光闪烁体信号接收器在样品下方接收透射电子衍射信号，从而代替原先的背散射信号。这种新技术称为Transmission Kikuchi diffraction（TKD），由于它的信号接收方式特点也被称为t-EBSD。由于接收信号的方式由被散射电子信号转为透射电子信号，其分辨率得到了明显的提升，由原来的EBSD技术的几十纳米(20-30nm平行于电子束的方向，80-90nm垂直于电子束的方向)提高到了TKD技术的10纳米。由于电子束与材料交互作用体积的减少，分辨率提高，使得分析超细晶材料以及其中的纳米颗粒的到了实现。为了改善电子衍射信号接收能力，一种新型的电子束－样品－接收器(on-axis TKD)共轴TKD式的几何设计在法国洛林大学(Université de Lorraine)与布鲁克公司联合组装使用，这个新装置不仅可以接收菊池花样还可以接收衍射点的信息。虽然此时TKD的说法已经不能十分贴切的描述实际情况，应该改为扫描电镜中的透射衍射(Transmission Diffraction )更为合理。由于传统上TKD缩写已经被普遍接受，所以我们在本文中以共轴透射菊池衍射(on-axis TKD)来表述此种新方法。这种新型的接受方法比传统的非共轴TKD(off-axis TKD)方法得到更高的信号强度。同时，共轴TKD方法由于其接收信号的对称性，可以使得原先非共轴TKD方法得到的扭曲的信号得以矫正。本文的主要目的是揭示透射衍射花样随着不同试验条件、样品参数(电子束入射强度、样品与探测器的距离、样品的厚度、样品的原子序数)的变化规律。帮助试验人员选择衍射花样中的合适的衍射数据(点、线、带)，以及相应的设置电镜与样品的参数。最后在实际的纳米材料中采用TKD技术对样品进行纳米尺度的分析研究。试验方法所有的试验都是基于ZEISS Supra 40型号与ZEISS Gemini SEM进行的，配备的设备是Bruker e-Flash1000摄像机，对应的探测器型号是Bruker OPTIMUS。如图1所示，传统的TKD系统与on-asix TKD系统的探头接收方向并不相同。图2表示了FIB制样方法获得的楔形单晶Si薄片式样，样品厚度在25nm到1μm之间，用于后续的试验检测。图1 (a)同轴式透射菊池衍射(on-axis TKD)；(b)传统非同轴透射菊池衍射(off-axis TKD)；(c)电子背散射衍射(EBSD)图2 实验用的FIB砌削的楔形Si单晶样品的SEM图像电子束入射能量、样品厚度以及原子序数对TKD衬度的影响1衍射衬度的种类在同轴TKD技术中，收集到的衍射花样衬度不仅仅受到显微镜参数的影响，对于不同的观察样品其衍射花样衬度也会有所不同。目前，样品的厚度与入射电子的加速电压是日常应用过程中最基本的影响因素，样品的密度与原子序数也是重要的影响参数，但是目前无法对其进行系统的分析。同时，信号接受探测器的摆放角度、与样品的测试距离也是在实际操作中影响信号接受质量的因素之一。我们可以把衍射花样分为两类：衍射斑点与菊池花样。菊池花样有三种不同的衬度：线衬度、亮带衬度、暗带衬度。2菊池线与菊池带菊池线的形成原因在于，如果样品足够厚，那么将会产生大量以各种不同方向运动的散射电子；也就是说，电子与样品发生非相干散射。这些电子与晶体平面作用发生布拉格衍射。菊池线的形成有两个阶段，一是由于声子散射形成的点状的非连续的发射源，如图3(A)所示。第二是由于这些散射后的电子将相对于面hkl以θB运动(如图3B所示)，从而与这些特定晶面发生布拉格衍射。因为散射电子沿各个方向运动，衍射书将位于两个圆锥中的一个内(如图3C)。换言之，因为入射k矢量有一定的范围，而不是单一确定的k矢量，所以观察到的衍射电子的圆锥而不是确定的衍射束。考虑与hkl晶面成θB角度方向的所有矢量所构成的圆锥，称之为Kossel圆锥，并且圆锥角(90-θB)非常小。由于荧光屏/探测器是平面并且几乎垂直于入射束，Kossel圆锥将以抛物线形式出现。如果考虑近光轴区域，这些抛物线看上去就像两条平行线。有时把这两条菊池线和他们之间的区域称为“菊池带”。图3(A)样品在某一点处所有电子散射的示意图(B)部分散射电子以布拉格角θB 入射特定hkl晶面而发生衍射(C)这些圆锥与Ewald球相交，由于θB很小，在衍射花样上产生了近似直线的抛物线。3布拉格衍射斑点与TEM中的衍射斑点形成原理相似，TKD中衍射斑点是由于低角弹性散射形成的，低角弹性散射是连续的，然而在高角范围内，随着与原子核的相互作用，散射分布并非连续，这也就解释了为何衍射斑点只能在低散射角度的区域才能够观察到。图4显示了单晶Si样品中，随着厚度变化引起的衍射信息变化，在样品较薄的区域我们可以看出衍射斑点的信息，随着样品厚度的增加，衍射斑点信息消失。菊池花样在样品时很薄的区域，衬度模糊，而在样品厚度很大时，衬度表现的较弱，其它阶段花样都比较清晰。图5中可以看出，随着入射电子能量的降低，衍射斑点也逐渐消失。由此，可以认为衍射斑点的强度在样品厚度一定的前提下，可以认为是入射电子能量的函数。图4 单晶Si在不同厚度下共轴透射菊池衍射(on-axis TKD)产生的透射衍射花样 (a)43nm (b)45nm (c)48nm (d)52nm (e)65nm (f)100nm (g)200nm (h)300nm (i)1000nm 加速电压E＝15keV，探测器样品距离DD＝29.5mm，光阑尺寸60μm，束流强度2nA，图像捕获时间(a-h)200ms×30images (i)990ms×30images随着加速入射电子的加速电压的变化，透射菊池衍射花样的变化，可以看出，与图4中的变化规律相似。可以看出入射电子能量与样品厚度在对花样的衬度影响方面扮演着同样的角色。但是其原理并不完全一样，随着入射电子加速电压的降低，菊池带的宽度逐渐变窄。图6所示，基于等离子体与声子的自由程的模型计算了出现衍射斑点的情况下，样品厚度与电子入射能量的关系，可以看出入射电子的能量是产生电子衍射斑点的样品厚度的函数。图5 单晶Si在不同加速电压下共轴透射菊池衍射(on-axis TKD)产生的透射衍射花样 加速电压(a)30keV (b) 25keV (c)20keV (d)15keV (e)10keV (f)7keV；样品厚度d＝150nm，探测器样品距离DD＝29.5mm，光阑尺寸60μm，束流强度2nA，图像捕获时间(a-h)200ms×30images (i)990ms×30images图6 Si、Ti两种材料随着电子入射能量以及样品厚度变化为变量的布拉格衍射斑点显示示意图实际样品测试纳米材料由于其优异的力学、光学以及催化性能，在材料研究领域中已经成为新的研究热点。其中纳米金属材料由于其优异的力学性能已经得到了广泛的研究，特别是纳米孪晶铜材料，是最早研究的纳米金属材料之一，但是由于其晶粒尺寸小于100nm，其孪晶片层只有十几个甚至几纳米(图7)，使得以往的结构研究手段多采用透射电镜(TEM)的方法。但是由于TEM难以对大量晶粒的取向进行统计分析，这就需要用到扫描电镜的EBSD技术，介于传统的EBSD技术的分辨率的局限，一直少有纳米级别的分析。那么有了TKD的新型技术，就可以对纳米级别的材料进行细致的分析。图7 纳米孪晶铜的TEM观察由于纳米孪晶的制备方法多采用电沉积的方法，得到薄膜形式的材料。所以在生长厚度方向上由于厚度较薄(约20nm)，本次实验是用金（Au）薄膜样品进行观察，采用的是场发射扫描电镜Zeiss Merlin Compact 以及Bruker OPTIMUS 同轴TKD探测器进行观察。结果如图8所示，可以看出片层结构的分布，经过进一步的分析，可以看出片层结构之间的界面角度为60度，可以确定为[111]112纳米孪晶，并且通过测量可以确定片层宽度仅有2nm。基于共轴TKD技术，让以往在SEM中难以完成的纳米结构的织构组织分析成为可能。并且对纳米尺度材料的性能提升提供了进一步的实验支持。图8 a)纳米金颗粒的孪晶结构PQ图与IPFZ叠加显示；(b)(a)图中线段处角度分布图小 结1.共轴式透射菊池衍射技术可以在衍射花样中获得更加广泛的衍射信息：布拉格衍射斑点、菊池线以及菊池带。2.随着样品厚度的增加，衍射斑点、菊池线、菊池带依次产生。在样品较薄的状态下，菊池带呈现明亮的带状，随着样品后的增加，深色衬度在在带中出现并缓缓变暗，直至带状衬度明锐显现。3.样品厚度与入射电子能量可以作为相关联的变量，影响着衍射信息的衬度；减小样品厚度相当于增加入射电子能量。也就是说要得到特定的衍射衬度，可以调整样品的厚度与调整入射电子束的能量这两种方法是等价的。4.基于等离子体与声子的自由程的模型计算了出现衍射斑点的情况下，样品厚度与电子入射能量的关系。可以看出这二者呈线性关系，且根据元素的不同样品厚度与入射电子能量的比值的常数也有所差别。5.采用共轴TKD技术测试了金纳米颗粒的纳米片层结构，并且分辨出了2nm尺度的孪晶片层结构。

上海屹持光电与德国batop合作推出自建thz-tds方案 如果您已经具备了fs激光器，并且对thz时域光谱系统比较熟悉，上海屹持光电eachwave提供客户自己搭建thz-tds的所有配件。 thz-tds光路示意图太赫兹工具箱提供 太赫兹时域光谱仪系统（thz-tds）中的主要配件， 并且针对系统中的硬件提供相应的控制软件， 我们也可以提供搭建系统的设计方案。主要硬件包括： 1， 电子盒套装, 包括脉冲电压产生器和锁相探测装置； 2， 带有准直 tpx 透镜的 thz 天线； 3， 线性步进电机； 4， 配套光谱仪软件, 可实现快/慢扫描、成像和角度扫描等，thz 频谱计算分析如计算材料的折射率等。 搭建常规thz-tds，对fs激光器的要求如下： 脉冲宽度 ~100 fs重复频率50-100 mhz平均功率≥30 mw （自由空间天线） ≥100 mw （光纤耦合天线，780 nm & 1060 nm）≥50 mw （光纤耦合天线，1550 nm） 除飞秒激光器外，thz-tds主要部件有： 1，光电导天线： set of fiber-coupled antennas setup in a transmission configuration 2，信号发生器&锁相放大器（lock in） data acqusition systems with bnc ports for emitter and detector antenna3， 线性步进电机： zaber linear stage typically used as delay line in thz spectrometer. 4，控制软件t3ds front panel of the t3ds software displaying the results of a reference measurement自建太赫兹时域光谱系统（光泵浦太赫兹探测系统） 系统需要的其他配件 晶体（znte、dast、dstms、oh1、linbo3） 光电导天线（单极天线、天线阵列） 近场探针 离轴抛物镜 斩波器 thz脉冲电光取样探测器 thz元件（thz偏振片，thz透镜，thz滤波片、thz波片、thz棱镜、thz分束镜等） 更多太赫兹时域光谱仪相关产品： batop太赫兹时域光谱仪thz-tds1008 预组装太赫兹时域光谱仪pre-assembled thz-tds 异步采样太赫兹光谱仪thz-tds 有机晶体宽谱太赫兹时域光谱仪thz-tds 波前倾斜强场太赫兹时域光谱仪thz-tds 太赫兹时域光谱仪工具箱 thz kit 自建太赫兹时域光谱仪器系统 上海屹持光电技术有限公司 eachwave scientific instrument co.,ltd tel: 021-54843093，021-52961576 fax: 021-54843093 cell: 18817395337 email: sales@eachwave.com wabesite: http://www.eachwave.com/

智利北部阿塔卡玛沙漠,阿塔卡玛射电望远镜在星辉斑斓中屹立 　　　　近日，世界上迄今为止规模最大的地面射电望远镜阵列项目――阿塔卡玛射电天文望远镜全部落成并投入使用，揭开遮蔽我们视野的宇宙大幕。它可以帮助天文学家捕捉到宇宙中更加寒冷的天体(分子气体、星尘、大爆炸辐射等)并提供正在形成当中的星系、恒星或者行星的图像。建成后的66个抛物面天线作为1架巨大的射电望远镜工作，拥有0.01角秒的分辨率，相当于能看清500多公里外的一分硬币，其视力超过“哈勃”太空望远镜10倍。　　66个抛物面天线组成　　它的建设工程始于2002年，是由东亚、欧洲和北美一些国家参与的国际项目。天线阵的建设地是智利北部海拔5000米的阿塔卡玛沙漠，整个天线阵有总计66个抛物面天线。望远镜将主要用于获得有关星系和行星演变的数据，寻找新天体以及探寻宇宙中是否存在能进化成生命的物质。　　就在去年，这一设备的观测结果确认在一颗褐矮星，即所谓“失败的恒星”周围存在一个原行星尘埃盘。同时还对围绕北落师门(南鱼座α)运行的行星进行了观测，并确认这些行星比原先认为的更小。　　66台望远镜全部建成之后，天文学家们预计将会有更多更大的发现。这台设备在毫米波段工作，这是一种波长比无线电波更短但是比可见光更长的电磁波。在这一波段科学家们将可以窥见围绕年轻恒星的低温尘埃带，并观察原始行星的形成。　　可观测地球大小行星　　美国国家科学基金会天文学分部主管詹姆斯・ 列维斯塔德在本月5日的一次新闻发布会上表示，利用这一设备，天文学家们将可以探测到地球大小的行星。他表示：“阿塔卡玛望远镜已经观测到在恒星周围存在尘埃环，这些尘埃环非常窄，模型显示这些狭窄的尘埃环间隙中存在行星体。”他说：“尽管你看不到这些行星本身，但是你可以看到这些行星造成的影响。而这也将是阿塔卡玛望远镜设备进行系外行星观测的主要方式。”　　自从1995年发现第一颗系外行星以来，科学家们已经找到了数千颗可能是系外行星的疑似目标。仅仅是美国宇航局一家，其发射的专用于搜寻系外行星的开普勒空间望远镜迄今已经发现2740颗这类疑似目标。在搜寻活动的早期，科学家们最先发现的是那些木星大小的系外行星体，而随着技术的进步以及观测时间的积累，科学家们逐渐开始发现地球大小的系外行星。　　而在这其中所缺失的环节便是行星形成的早期阶段。现有科学理论认为太阳系是在早期的原始太阳星云中形成的。随着这些尘埃颗粒之间的相互碰撞，积聚，成长，原始的行星开始形成。然而年轻的恒星系统周围往往“云遮雾绕”，在光学或可见光波段难以窥见其全貌。而这便是阿塔卡玛望远镜设备的施展其能力的舞台。　　这一设备在归属上由欧洲南方天文台管理。欧南台阿塔卡玛望远镜项目主管沃尔夫冈・ 怀尔德表示：“我们将会目睹闻所未闻的宇宙场景。”他表示，阿塔卡玛望远镜将目睹低温气体逐渐形成原行星，并了解行星从恒星周围的尘埃盘中逐渐形成的过程。　　中国科学家参与超导探测器研制　　――――专访中科院紫金山天文台研究员单文磊　　问：阿塔卡玛望远镜阵列落成有何意义?和哈勃望远镜相比，有何优势?　　答：在宇宙学研究中，观测设备与其说叫“望远镜”，不如说是“望古镜”。距离我们越遥远的天体发射的光需要更漫长的时间才能被我们接收到。因此看得越远，意味着越能够穿越时空，看到宇宙早期的模样。阿塔卡玛望远镜不但在分辨能力上高于哈勃望远镜，而且能够看到哈勃望远镜看不到的早期宇宙的图景。这是因为宇宙膨胀造成早期宇宙中的光线波长变长(科学上叫红移)而落入望远镜的观测频段。　　正因为如此，阿塔卡玛望远镜是研究一百亿年以前宇宙从黑暗时期破壳而出的第一代恒星和星系的最好观测设备。对于距离我们较近的天体，阿塔卡玛望远镜凭借其高分辨率，能够揭示正在形成的幼年恒星的模样，而且能够发现那些幼年恒星周围正在形成的行星。这些行星中的一些将必然孕育地外生命和文明。除此之外，阿塔卡玛望远镜还有一个重要特点，它能够通过高精度光谱分析出被观测天体组成的化学成分，探知宇宙这个化学实验室的运行和演化规律。　　问：阿塔卡玛望远镜的分辨率达到0.01角秒，相当于什么概念?　　答：望远镜的分辨本领取决于被探测光的波长和天线口径的比例。波长越短，口径越大，望远镜的分辨本领越高。如果将人的眼睛当作望远镜的话，阿塔卡玛望远镜所观测的光的波长要比人眼看到的光的波长要长，大约是300微米(人的头发直径约是50微米)至3毫米，要达到人眼的分辨率，需要2米至20米的口径。　　然而阿塔卡玛望远镜最大等效口径达到了18公里，分辨率比人眼高1千万倍，达到了0.01角秒。这个分辨率足够在北京看到南京的一辆普通小轿车，超过了哈勃望远镜的0.02角秒的分辨率。技术上建造这样大的高精度单天线望远镜是不可能的。目前最大的单天线射电望远镜是美国的阿雷西博望远镜，口径305米。我国正在贵州建造一个更大的单天线望远镜口径为500米。　　问：为什么建在高海拔的智利沙漠高原?　　答：望远镜建造在海拔5000米的智利阿塔卡玛高原上。这个地方海拔高，水汽少，附近南美洲西岸的低温洋流更使得这里异常干燥。　　在这里建造是因为水汽对望远镜有显著的影响，对毫米波、亚毫米波有强烈的吸收。存在较多水汽时，好像隔着毛玻璃看星空，观测效果会大打折扣。因此这个波段的望远镜都建造在水汽少，海拔高的地方。我国的大口径毫米波望远镜是紫金山天文台的德令哈13.7米口径望远镜，就坐落在青海省德令哈市附近海拔3000米的地点。　　问：中国科学家在阿塔卡玛望远镜项目中有贡献吗?　　答：阿塔卡玛望远镜是灵敏度最高的观测设备，能够探知宇宙深处原子的扰动。这得益于每一面天线后面的高灵敏度超导探测器。这些探测器被冷却到接近绝对零度(零下270摄氏度)，在这样的低温下，组成探测器的原子几乎凝结不动，热噪声被消除，来自天体的微弱信号才能够被感知。　　超导探测器类似人视网膜上的灵敏的感光细胞，是阿塔卡玛望远镜的核心器件之一，而这种超导探测器技术恰好是中国科学院紫金山天文台的特长。阿塔卡玛望远镜是国际大科学工程，由欧洲、北美和亚洲共同出资建造。中国虽然没有正式加入该项目，但中国科学院紫金山天文台于2004年与日本国立天文台签署关于阿塔卡玛望远镜共同研究的备忘录，并以单文磊研究员、史生才研究员为主参与阿塔卡玛两个波段的超高灵敏度接收机的研制工作。中国科研人员在这两个波段超导探测器的研制工作中起到了关键作用，所设计的探测器被阿塔卡玛望远镜所应用。在66面阿塔卡玛望远镜的每一个中都包含中国科学家的贡献。

未来的显微镜、望远镜甚至相机镜头，或许不再需要复杂、笨重的镜头组，仅通过纳米级厚度的平面薄膜，便可完成光的聚焦、偏转等控制。 记者日前从中科院光电技术研究所（以下简称光电所）获悉，在国家973项目“波的衍射极限关键科学问题”课题支持下，该所微细加工光学技术国家重点实验室在国际上首次研究证实：利用光子自旋—轨道角动量相互作用的物理原理，“悬链线”可以对光产生稳定、可控的“扳手”作用。就是说用“悬链线”结构制造的光学器件，可不借助任何凹凸透镜，仅在“二维”平面上便可实现光的折射、反射，甚至让光旋转成任意姿态。 悬链线与抛物线、月牙线或者半圆线不同，是一条两端固定的链条在重力作用下弯曲形成的曲线。它在生活中随处可见，桥梁悬索、架空电缆、街道护栏铁链等都是悬链线结构。 科学家们发现，在诸多形式的悬链线中有一种“等强度悬链线”可以保持结构在不同位置受力一致。那么，它施加到光上的“力”是否也一致呢？在这种奇特的力学特性启发下，光电所团队用粒子束在厚度仅百纳米的平面金属薄膜表面，刻下纳米尺寸的“亚波长悬链线”连续结构，并证实了刻有这种悬链线“花瓣”的金属膜，在光束照射后，可产生稳定可控的折射、反射等光学现象。 该团队负责人杨磊磊介绍说，传统意义上光的折射、反射等相位变化，是由于透镜不同厚度产生，而厚度均匀的平面透镜不会产生光的相位变化。此次科学新发现，意味着利用“悬链线”构成的超薄纳米结构，能够在二维平面内实现对光的连续调控。 “如果把光比喻成行进的列车，过去的凹凸透镜如同依靠弯曲的轨道调整列车运行，而现在仅需扳动悬链线这个铁道岔口的‘扳手’，便可改变列车的前进方向。”杨磊磊介绍说，为进一步确认悬链线的“光学扳手”作用，研究团队还在平面金属薄膜上尝试刻制出不同形状的悬链线“版画”，并通过一种“花瓣状”的圆形排列阵列，产生了携带完美轨道角动量，呈螺旋式前进的“光漩涡”。而此前研究中，科学家们还曾将月牙形、抛物线形结构刻制在平面上观察光的折射、反射，结果证实仅有“等强度悬链线结构”具有稳定的光学相位变化。 “传统光学元件其厚度远大于波长，这就是为何天文望远镜、相机镜头需要不同大小的镜头组。但悬链线光学器件，可通过操作纳米级超薄结构的平移、缩放、旋转等，实现光的相位变化，其厚度远小于波长。”杨磊磊介绍说，未来基于悬链线构建的新型光学元器件，具有轻薄的特点，可广泛应用于飞行器、卫星等空间探测领域，手机、相机镜头等成像领域。 而这个受自然现象启迪的美妙光学发现，在电磁学、光通讯领域也让人充满遐想。杨磊磊说，按照光子自旋—轨道角动量相互作用的原理，悬链线还可拓展到包括微波、太赫兹、红外、可见光在内的大部分频谱范围，广泛用于各种电磁器件；而采用悬链线结构的光通信器件，可在同一波长上传输多路信号，提高光通信的频谱利用率，大大增加光通信的信息传输量。 上述研究成果在美国科学促进会创办的最新期刊《科学进步》上发表后，受到了国际光学界的广泛关注。《中国科学》对其点评认为，这一发现的证实，“证明了纳米悬链线可用于构建超薄、轻量化的光学器件，有望成为下一代集成光子学的核心”。

“到昨天晚上为止，全省范围发现的抛弃死家畜的总量是605头(只)。”今天上午12时，湖南省畜牧水产局兽医局局长邓云波说，这其中包括猪、鸡、鸭等，地域范围则包括了湖南省所有天然水域、池塘和道路。　　他认为，在网络上传得沸沸扬扬的株洲死猪事件“应该是个案”。　　而对于湖南省株洲市天元区三门镇白石村村民张维亮等人来说，自3月14日以来湘江泄洪渠里的死猪让他们一周来都心烦不已。　　“漂来”死猪白茫茫一片　　村民肖某告知，13日就有人称，看到泄洪渠里飘着死猪。“开始大家都不在意，因为以前也有过。”　　然而，当听说有几十头死猪时，很多人联想到饮用水的水质问题，纷纷跑去看个究竟。　　被打捞起来的死猪几乎都被水浸泡得发胀，有很多苍蝇飞动，并从死猪身上发出令人作呕的恶臭，负责打捞、掩埋死猪的村民均带着手套和口罩。尽管如此，仍有村民会忍不住吐唾沫，有的村民一手捂住鼻子，一手将死猪拖上岸。　　“我们都被臭味熏了一天了。”一名村民说。　　村民说，他们从14日上午就开始打捞死猪，最大的有100斤左右，最小的是刚出生不久的猪崽儿，一共打捞了100多头。　　14日中午，中国青年报记者在现场看到，三门镇白石村的泄洪渠，宽不过20米，经由三门镇白石村后，在村尾流入湘江。顺着旁边的小沟往下走，记者发现有十几个鼓鼓囊囊的蛇皮袋，里面包裹的是被水浸泡膨胀的死猪。　　由于渠道里的水流量并不是很大，加上障碍物的阻拦，10来个鼓鼓囊囊的蛇皮袋以及一些死猪，就搁浅在了渠道的一段。　　此时，十多名村民正在忙着打捞、掩埋死猪，有的已经用编织袋打好包。渠边臭气熏天。　　死猪从何而来?　　现场村民透露，这条位于三门镇境内的泄洪渠，五六年来就一直漂着死猪。　　“这两天是下了雨，死猪都被冲到了下游，分散开了。要是在四五天前，渠道的渠坝里，一眼望去，是白茫茫的一片。”一名村民说，由于每年都发大水，很多死猪都被冲到了下游的湘江里。　　昨日，他们在一个地方最多竟打捞起7头死猪，村民打捞起这些死猪后，在渠边挖下三四十公分深的坑，就地掩埋。　　发现了这10几头死猪后，记者继续往下游走，还能发现一些零星散落、搁浅在渠道里的死猪。　　初略统计，在泄洪渠下游短短的两三百米的渠道里，漂浮着的死猪数量，就达30头之多。　　据村民介绍，白石村有1800余人，其中有七八百人住在泄洪渠沿线，他们的饮用水都靠打井抽取。大家都担心饮用水的水质受到影响和死猪造成细菌传播，因此，忙不停地打捞死猪和呼吁新闻媒体报道。　　村民们说，泄洪渠道建成时设置了台阶，以前他们经常下去洗菜，但这两年，由于经常有死猪漂浮过来，他们根本不敢下水。到了下游，那里的水连喂鸭子都喂不得。　　当地村民告诉中国青年报记者，这些死猪漂浮在河渠内，已经对水质造成了严重污染。他们知道这些死猪是当地的养猪户偷偷丢弃的，但因为抓不到丢弃死猪的人，也无可奈何。　　家就在撇洪渠渠道边上、年近古稀的肖先生告知，据他观察，渠道里常年漂浮的死猪，都是上游的养猪户偷偷摸摸从桥上丢下来的。肖的说法得到了附近养猪户曹先生的证实。　　他告诉记者，猪死后，确实应该深埋，进行无害化处理。但不少养猪户为了省事，在深更半夜的时候，偷偷就往河道里一丢。　　他说，这样不负责任的养殖户并非少数。　　据悉，由于三门镇泄洪渠位于株洲市饮用水源保护区的上游，对株洲市民饮用水安全构成了威胁，因而引起当地群众的高度关注。该镇副镇长刘耀华接受媒体采访时表示，泄洪渠内漂死猪的情况，对下游湘江水质或多或少会有影响。　　据他介绍，整条泄洪渠全长4公里有余，其中绝大部分位于三门镇境内，只有下游300米的一段属于雷打石镇，因此，打捞的死猪，也绝大部分在三门镇境内。到14日下午4时左右，打捞工作已经结束，打捞的死猪共分装了二三十袋，并对泄洪渠也进行了消毒。　　刘耀华说，三门镇是传统农业大镇，当地生猪养殖户很多，其中规模经营的有10多户。但是，一些养殖户法律意识和环保意识都很薄弱，只有少数养殖户建有污水处理池，养殖户们都习惯将病死猪丢弃在泄洪渠内。长期以来，一直有群众向三门镇政府反映这个问题，并且，镇政府工作人员下乡时也看到了泄洪渠漂死猪的现象。　　“这里的水，羊都不喝”　　在现场，中国青年报记者注意到，死猪打捞上来后，都被扔进了一个坑里。在用消毒粉初步消毒后，株洲市畜牧水产局动物卫生监督所的工作人员在死猪身上浇上汽油和柴油，经焚烧处理后，用挖土机对死猪进行了填埋。　　株洲市畜牧水产局动物卫生监督所负责人称，他们挖的填埋坑有四五米深，用汽油柴油焚烧消毒，再用土填埋后，就不会再造成污染了。　　然而，一波未平，一波又起。　　继株洲市天元区三门镇白石村泄洪渠内漂死猪后，3月17日，株洲县渌江一水电站附近又出现大量死猪。　　“我途经河边的时候看到的，有七八头死猪，已经腐烂并散发臭味。”爆料人李女士称，其在株洲县渌口镇渌江渌口水电站下游几百米处发现死猪，但没有相关部门到场处理，她便打电话给新闻媒体。　　从渌江北侧距离渌口水电站约几百米处往西行约300米的路程，记者果然发现了李女士所反映的情况。初略数了一下，这一段江水中，共有13头死猪。其中，最大的约为80斤左右，最小的约10多斤。　　在渌江南侧，岸边也漂浮着约20多头死猪。死猪大多用纤维袋盛装，不少已严重腐烂，只剩部分身躯。有人担心：死猪漂浮处不到1公里的地方就是株洲县自来水厂，这么多死猪漂在水中，会影响水质吗?　　在渌江南侧开办黑山羊养殖场的一个村民说，每天到江边放羊，他都不敢让羊接触江水。40多只山羊的饮用水，是家里水井的水。　　他说，每年到开春涨水时段，便会有死猪从渌江上游漂浮下来。待发电站开闸，再流向下游水域，而大部分会被冲到水电站下方。每到这个时节，死猪腐化的恶臭味就会从江面上飘来，晴天时“只能捂着鼻子经过”。　　当天下午，株洲市动物卫生监督所、渌口镇动物卫生防疫站的工作人员赶到了现场，组织人员开始打捞江水中的死猪。　　根据已经打捞的情况，尚未发现带耳标的死猪，所以，死猪来源暂时查不清楚。　　据了解，3月18日上午，株洲县动监所、渌口镇和南阳桥乡动物卫生防疫站等相关部门组织人员，将水电站附近的死猪清理完毕后，又乘船前往水电站上游水域进行了巡视。从株洲县与醴陵市的水段分界处到水电站的几公里范围内，工作人员又沿岸打捞了37只死猪，并统一进行了无害化处理。　　株洲自来水公司新闻发言人表示，在加强了对水质的监测后，无论是进厂的水还是出厂的水，水厂的水质都合乎国家标准。　　无害化处理补贴为何未落实　　据株洲市畜牧兽医水产局通报的情况，自3月14日起，株洲市共打捞和无害化处理死猪113头，其中3月14日在株洲市郊区三门镇白石村和雷打石镇盘石村共1.5公里的泄洪渠内，打捞整头或装有零散内脏的编织袋30个，3月17日在株洲县渌口镇电站旁打捞出73头，3月18日在雷打石镇建强村一水塘里打捞出10头死猪。　　经排查，目前在株洲还未发现有重大动物疫病和大面积的死猪现象。　　该局表示，从3月18日起，株洲市畜牧兽医水产局在株洲市开展病死猪专项整治，截至3月22日，除进行专项排查、追根溯源，加强宣传和无害化处理资金下拨外，最关键的是要求株洲市500头以上的规模养殖户必须建有化尸池，50头至500头养殖规模的，有条件的也要建化尸池。　　据了解，3月14日，株洲市动监所在三门镇处理死猪时，发现两枚编号和二维码都很清晰的耳标，目前，已查明其中一枚耳标来自娄底新化，并已建议湖南省动物卫生监督所督促新化县协助调查。　　这一说法立即在网上引起热议，有网友对死猪来源提出质疑：位于湖南中部的娄底市新化县不在湘江流域，境内也无河流流向事发泄洪渠，难道是“猪的奇幻漂流?”　　20日上午，湖南省畜牧水产局办公室主任伍深树和兽医局局长邓云波则表示，这样的事件并非不可能。因为耳标是塑料制品，浸泡在水里是不会损坏的，其来源自然可循此追查。　　两人怀疑，可能是仔猪贩运后到的株洲。　　邓云波告诉中国青年报记者，湖南省畜牧水产局已在全省范围内调查类似事件，并进行日报告制度。截至19日晚，湖南全省共上报死猪、禽等605头(只)。他们推断，在年出栏近8000万头猪的湖南省，株洲的事件仅是一起大的个案。　　他们说，就生猪养殖而言，已经是一个“资金+技术”的活，且承受风险能力较弱。没有一定规模的养殖和专业技术，生猪的存活率、养殖户的效益都难以维持。从一定程度上说，散养户乱抛弃死猪的比例会上升。　　上述人士建议，国家应将农村无害化处理设施的建设，纳入新农村建设的规划中。　　然而，中国青年报记者在采访中发现，很多农户反映，国家政策中规定给予养殖户80元/头的死猪无害化处理补贴没有到位，是导致乱扔和丢弃病死猪的主要原因。　　株洲市天元区雷打石镇磐石村一村民称，处理死猪要挖坑填埋，还要买消毒用品，成本算起来要花上数十元/头。许多养殖户不愿费这个气力。“如果有补贴，肯定不一样。去年确实开始统计相关的数量，但后来就没有了下文。”　　记者查询资料得知，2012年4月，农业部办公厅下发了《关于进一步加强病死动物无害化处理监管工作的通知》，通知中提到，2011年7月，国家出台政策，对年出栏50头以上生猪规模养殖场无害化处理的病死猪，给予每头80元的无害化处理补助经费。各地畜牧兽医主管部门和动物卫生监督机构要广泛宣传，积极引导养殖者，用好这项政策，发挥其在推动病死猪无害化处理方面的重要作用，促进生猪生产持续健康发展，保障动物产品质量安全。　　对此，湖南省畜牧水产局办公室主任伍深树和兽医局局长邓云波解释道，钱没有拨付，并非政策没有执行。　　他们说，这项补贴是采取中央拨付50元/头、地方予以配套30元/头的方式进行，主要是给予养殖户在建立无害化设施和消毒等方面的补贴，并非是对养殖户经济损失的补偿。而相关文件规定，是每年的11月16日上报，要1年才能到位。对于年出栏50头以上的养殖户来说，在进行无害化处理、当地畜牧水产部门审核、上报后，上级予以拨付，才能发放。而这一流程走完，农户需要等待一段时间。　　采访中，记者曾接到有人反映，称有养殖户往饲料中添加有机砷，以图出栏猪有好的卖相。他们认为，猪吃了以后易得病死亡，同时也容易给食用者带来危害。　　伍深树就此表示，这是一些人的误读。因为有机砷是饲料中必配的，人和动物均需要。对于配置的剂量，国家有严格的标准。从监管方面来说，农业部门的饲料管理方会对企业、市场、养殖场、肉产品存留等方面抽查监控。国家农业部门每年都要组织各省异地抽查几次，省里也进行交叉检查，来保障安全。　　但对这些元素在肉制品中使用后对人体的影响，他表示要由卫生部门判断。　　邓云波则表示，畜牧部门去年强力查处各类违规事件1000多起，六七起案件的犯罪嫌疑人受到刑事处罚。“但对这种抛弃死猪的行为，恐怕难以追究刑责。”　　他说，正在拟订调整的育肥猪保险，可能对改变养殖户的行为有较好的促进作用。按照以往的规定，养殖户投保的猪死亡，可以获得500元/头的赔付。原来，保费的支付是国家、省市占40%，农户出60%，为了调动农户投保的积极性，湖南省有关部门正在协商，拟降低农户的投保费用比例。

从古至今，女性从来不乏仰望星空的力量与诗意。身影也许柔弱，但是她们刚柔并济；挑战也许更多，但是她们执著坚守。近年来，“她力量”一直闪耀，特别是随着中国女足亚洲杯夺冠，谷爱凌北京冬奥会两金一银的闪耀成果，女性的柔美与刚毅再一次冲上热搜。在分析测试领域分布着广大的女性科研工作者，她们正在通过自己的思考与行动影响着整个行业的发展，她们敢于创新，敢于冒险，在美丽与温柔的外表下蕴含着强大的力量。2022年“三八”国际妇女节将至，仪器信息网聚焦分析测试领域女性科研工作者，特别策划“Women in STEM——致敬分析测试领域女性科研工作者”专题活动，邀请行业女科学家们分享自身的成长经历与职业历程，展现这个行业女性从业者的别样魅力。本文的主角是北京工商大学吴静珠教授。北京工商大学吴静珠教授仪器信息网：为什么会选择分析测试领域？吴静珠教授：进入这个领域是源于自己在2001-2006年硕博期间从事了农产品近红外光谱分析的相关课题。2006年博士毕业后进入北京工商大学工作，发现自己博士课题方向正好与学校重点发展的学科方向相符，于是就坚持做下去了，研究领域也从近红外光谱分析测试逐渐拓展到拉曼、太赫兹分析测试、光谱成像分析、机器学习方法研究等。之所以选择这个领域，一是觉得做自己熟悉而且擅长的事有成就感；二是因为兴趣和喜欢，所以才能坚持多年。仪器信息网：您在工作与生活中分别是一个什么性格的人？吴静珠教授：我在高校工作，需要同时承担教学与科研的工作。我觉得不管是作为高校老师还是作为科研工作者，首先要做好自己的本职工作，要有能被自己和他人认可的业务能力水平。我在工作中比较严肃，不管是给本科生上课，还是带研究生做课题，我都希望学生能跟上我的节奏，所以学生就会比较累。生活中，我比较开朗、随和，既喜欢和朋友相处时的热热闹闹，也喜欢自己独处时的安安静静。仪器信息网：如何平衡家庭与工作中的角色？如何解决所面临的压力与挑战？吴静珠教授：我好像没有太多考虑过平衡家庭与工作中的角色，因为我的家人对我的工作和生活都特别支持。例如，我在2013年和2019年到美国公派访学，一走就是一年半载，家人都很支持我，他们觉得我能有更好的机会去提升自己，为什么不支持呢？我很感谢我的家人给予我这么大的空间和自由选择的权力。每个人都会面对家庭和工作的问题，根据自己的实际处境做出自己认为的合理安排和取舍就可以了。对于工作和生活中的压力，我愿意和我的家人和好朋友倾诉，听听不同的人从不同角度的阐释和开导，然后就会有勇气有信心去一点点克服困难。当自己觉得撑不下去的时候，不要急于否定自己，可以暂时放下去干些别的事。所有人都会遇到压力，你也不例外，这么想，你是否能释然呢？ 仪器信息网：对分析测试领域女性从业者在职业设计规划上的建议？吴静珠教授：首先，如果选择了在这个领域从业，那么在前期一定要苦练内功，扎实提高自己的业务水平，这是基础；其次，培养对这个职业的兴趣和热爱，有了这些，你才能在这个领域坚持深耕，才能有所突破和收获；最后，分析测试技术与现代信息、传感、仪器技术的发展息息相关，因此需要紧跟科技发展的脚步，保持好奇心，保持敏锐的科研嗅觉，才能不断提升自己。仪器信息网：“后浪”逐渐崛起的今天，对于未来发展或人才培养的计划与愿景?吴静珠教授：作为一名高校教师，我计划每年继续带2-3名硕士研究生，希望能为培养“后浪“尽自己的一份力量。仪器信息网：“三八”国际妇女节来临之际，请您为大家推荐一本看过的好书，并说明推荐理由。吴静珠教授：如果是专业书，那我推荐褚小立老师的《化学计量学方法与分子光谱分析技术》。我课题组的学生我都会让他们在进入课题前先去学习这本书，这本书从各类光谱技术到化学计量学方法，从基础机理到发展方向，讲述比较全面仔细，很有收获。如果是非专业书，那就《小王子》吧，其实我很久没有看过专业书籍以外的书了。这本书是十多年前买给我儿子的，它是法国作家安托万德圣埃克苏佩里于1942年写成的著名儿童文学短篇小说，但却给我留下了深刻的印象。作为一部经典的成人童话，小王子影响着世界上许许多多的人，正如一千个读者有一千个哈姆雷特，一千个读者也有一千个小王子。我也愿我们都是小王子，有那份敢于走出去的勇气，有那份见过大千世界后，仍坚守初心的决心。

发生于1月15日的广西龙江镉污染事件已过半月，当地政府采取二十四小时不间断投放化学物、稀释等措施紧急应对，取得一定进展。在抢险人员中,由于频繁接触高腐蚀性化学中和物,导致一些武警消防官兵产生腹泻和皮肤痕痒等症状。图为1月31日,官兵在河池宜州市洛东水电站投放化学物。

实验室落成揭牌　　4月13日，中国包装科研测试中心"微生物及有毒有害金属联合测试实验室"在武警医学院挂牌成立。这是武警部队院校科研成果转化工作的又一重要成果，也是中国包装科研测试中心与部队院校联手为我国食品安全做贡献的有力举措。　　食品安全问题是民生问题，但人们往往只重视食品本身安全而忽略包装安全问题。实际上，食品包装材料是一种"隐形添加剂"，从以往发生的少数PVC保鲜膜、一次性餐具等物品中发现致癌物质的事件可以看出，食品包装的安全不容忽视。　　坐落在天津经济技术开发区的中国包装科研测试中心隶属中国包装总公司，是中法两国政府技术合作项目，其食品包装检测技术水平处在世界领先水平，而武警医学院是武警部队唯一一所高等医学院校，其成立的科技企业孵化器专门培育和研发适合地方单位、企业的科研项目。科技企业孵化器的一个重点方向就是危害生物标志物的检测，在微生物及重金属检测方面有雄厚的科研实力。这次，中国包装科研测试中心与武警医学院实现企业实力与高校科研成果的强强联合，共同进行食品包装的微生物及有毒有害金属检测，为我国的食品安全构筑了又一道"防火墙"。有关技术人员召开座谈会合作双方举行签字仪式

YH-MIP-0103型显微镜不溶性微粒检测仪检测介绍药典规定：按照中国药典0903章节的要求，不溶性微粒的检测有两个方法，光阻法不溶性微粒检查和显微镜不溶性微粒检查。随着光阻法收录入药典作为不溶性微粒检查的一个方法以来，由于其操作简单，检测速度快，无需制样等优点深受广大用户的喜爱，也便成了用户偏爱和较高一种的检查方法。而显微镜法不溶性微粒慢慢淡出人们视野。随着药学的发展，尤其是制剂学的飞速进步，各式新的剂型进入临床，如注射用乳剂，常见的有丙泊酚、中长链脂肪乳、三腔袋脂肪乳等，脂质体，混悬剂，滴眼剂，混悬剂，易产生气泡剂型等。此种注射剂剂型的特殊性，无法利用常用的光阻法检测不溶性微粒，因为其样品本身的不透明性、高粘度等原因，使得采用光阻法检测会产生假性结果，因为光阻法会将样品本身和气泡也作为颗粒计入。中国药典CP中规定所有的注射剂都要做不溶性微粒项目检查，故而显微镜法不溶性微粒检查设备是非常重要的选择。常规显微镜不溶性检查的缺陷常规显微镜不溶性微粒检查大家会采用一台简单显微镜，人工进行计数。此种操作的难点是：无法避免人为的原因导致计数的偏差，主观性太强；最重要的是人为计数对实验员眼睛的要求较高，用眼过度会造成视力过早下降，引起一些不必要的眼疾；操作不规范性，测试结果重复性差YH-MIP-0103系列显微镜不溶性微粒检测仪上海胤煌科技有限公司自主研发生产的全自动显微镜不溶性微粒检测仪YH-MIP-0103系列，从样品制备到测试完成有一套完整的方案。1）直接按照药典要求出具报告；2）全自动进行滤膜全扫描，并进行颗粒图片分析；3）可以区分颗粒性质，鉴别不溶性微粒的来源，是金属还是纤维；4）按照颗粒性质进行归类分析统计；5）光阻法检测不通过时，作为光阻法不溶性微粒的一个验证；显微镜不溶性微粒检测仪设备构成样品过滤装置，烘干装置，检测分析系统，电脑等。检测分析系统可以根据用户要求配置奥林巴斯体式显微镜、奥利巴斯金相显微镜、徕卡金相显微镜、尼康金相显微镜等。显微镜不溶性微粒检测仪应用领域应用范围：乳剂、脂质体、滴眼剂、混悬剂、易产生气泡剂型、粘度大制剂等执行标准：中国药典CP，美国药典 USP 788、USP 789，欧洲药典 EP，英国药典 BP2013，日本药典JP等YH-MIP-0103系统介绍：组成：显微镜颗粒分析系统既可以观察颗粒形貌，还可以得到粒度分布、数量、大小、平均长径比以及长径比分布等，为科研、生产领域增添了一种新的粒度测试手段；该系统包括光学显微镜、数字CCD 摄像头、图像处理与分析软件、电脑、打印机等部分组成；是传统显微测量方法与现代图像处理技术结合的产品；软件：测试软件具有操作员管理系统、测试标准、零件测试模板、图像存储、颗粒追踪、报告输出、清洁度分析等功能；全面自动标准选择、颗粒尺寸设定、颗粒计数，或按用户设定范围计数，自动显示分析结果，并按照相关标准确定产品等级；专业软件控制分析过程，手动对焦，手动光强，自动扫描，自动摄入，自动分析；专用数字摄像机将显微镜的图像拍摄及扫描；全自动膜片扫描系统，无缝拼接， 数字化显微镜分析系统；数据传输：R232 接口数据传输方式将颗粒图像传输到分析系统； 颗粒图像分析软件及平台对图像进行处理与分析；显示器及打印机输出分析结果；特点：直观、形象、准确、测试范围宽以及自动识别、自动统计、自动标定等特点； 避免激光法的产品缺陷，扩展检测范围；YH-MIP-0103系统介绍：胤煌科技为您奉献的专门高性价比实验室显微镜。可以轻松地根据需要进行明场、暗场、相衬、荧光、偏光等多种观察；还可以连接照相机、数码摄像头，与电脑联机工作。1）物镜:独立校正光学系统，物镜拥有更高的数值孔径，成像更加平坦，清晰范围可达视场边缘。5X、10X、20X、30X、40X、50X、80X、100X 等可根据要求选配、经过防霉处理；2）目镜:高眼点，屈光度可调。10X 目镜视场范围有 20mm 和 22mm 两种配置。经过防霉处理；3）阿贝聚光镜:数值孔径 NA1.25，中心可调，带相衬板插孔，配孔径光阑调节装置，聚光镜孔径光阑采用与物镜色圈相同颜色的标记，方便您的使用；4）暗场聚光镜：专门用于暗场观察，安装方便；5）偏光装置：加配起偏器和验片器，您便可以轻松进行简易偏光观察；6）多功能转盘式相衬聚光镜:数值孔径 NA1.25，配置多功能相衬聚光镜，您可以配合 10X-100X 相衬物镜进行相衬观察，配合 10X-40X 物镜进行暗场观察，也可以明场观察；7）内倾式转换器：方便您放置切片，变换物镜进行观察；8）机械载物台:平台尺寸大于 100*100mm，可容纳 2*50mm 快切片，配切片定位夹；X/Y 方向移动范围大于 50*50mm。低位同轴移动手轮；9）无导轨机械载物台:平台尺寸大于 100*100mm，可容纳 2*50mm 快切片，配切片定位夹；X/Y 方向移动范围大于 50*50mm，低位同轴移动手轮，调节手轮可以根据您的用手习惯任意安装在载物台的左手或右手一侧；10）电动载物台:平台行程：大于 80*70mm；行程：2000μm；定位精度：≤±5μm；典型分辨率： 单步 0.625μm；11）观察筒:双目或三目铰链式观察筒；三目分光比 20/80，可以轻松与数码摄像头或照相机连接工作；视场较高可配置到 22mm；有 48-75mm和 52-75mm 两种不同的双目瞳孔,调节距分别适用于亚洲和欧美人士使用，您可以根据自己双目距离作出灵活的选择；12）粗微动手轮高度可调:根据您手形的大小，粗微动手轮高度可调，为您的手臂带来轻松和舒适；13）照明系统:6V/20W、6V/30W 卤素灯或者 LED 多种光源可供选择。抽屉式的灯座设计让您只需简单地拔出、插入便可方便地更换灯泡；14）高效率的独立散热系统:即使在 6V/30W 卤素灯 48 小时不间断照明的环境下，机身也不会烫手，完全解决了长期困扰研究人员的机身发烫问题；15）增高器：果您体型高大，可选配增高器，保证您观察时的坐姿更加舒适；16）搬运把手：保证您移动显微镜时轻松安全；YH-MINP-0103产品配置 显微镜不溶性微粒检测仪技术参数测试范围: 1 μm - 500 μm放大倍数：40X-l000X 倍比较大分辨：0.1 μm显微镜误差：0.02（不包含样品制备因素造成的误差）重复性误差： 5%（不包含样品制备因素造成的误差）数字摄像头(CCD)：300 万像素标尺刻度：0.1 μm分析项目：粒度分布、长径比分布、圆形度分布等自动分割速度： 1 秒分割成功率： 93%软件运行环境：Windows 2000、Windows XP接口方式：RS232 或 USB 方式供货期：30 个工作日精 确 度：±3% 典型值；重合精度：10000 粒/mL（5%重合误差）；分辨率：95%（按中国药典 2010 版校准）10%（按美国药典、ISO21501 校准）YH-MIP-0103分析过程： YH-MIP-0103系统介绍：美国药典 USP 788、USP 789、USP35-NF30、USP32-NF27；欧洲药典 EP6.0、EP7.0、EP7.8、EP8.0；英国药典 BP2013、BP2012、2010、2009；日本药典 JP16、JP15、JP14；印度药典 IP2010 版；WHO 国际药典 IntPh 第四版；中国药典 2010 年、2015 年；GB8368 输液器具；ISO21510；ISO11171 等。GB/T 11446.9-2013 电子级水中微粒的仪器测试方法。可根据客户要求，植入相应“光阻法颗粒度”测试和评判标准。 创新点：显微镜不溶性微粒检测仪全自动进行滤膜全扫描，并进行颗粒图片分析，可以区分颗粒性质，鉴别不溶性微粒的来源，是金属还是纤维按照颗粒性质进行归类分析统计，检测分析系统可按客户要求配置奥林巴斯体式显微镜、奥林巴斯金相显微镜等显微镜不溶性微粒检测仪

二十一世纪，对于质谱大师们而言，是一个值得庆贺的时代。但是对于一百多年以前的研究人员和学者而言，这项分析技术的诞生足以让他们感到振奋不已。　　在质谱技术刚刚出现的十几年里，有四位科学家做出了重大贡献，他们四人一时之间霸占着质谱领域发展的头版位置，这四位“质谱太子”被这种新技术不断激励，年复一年的刷新着数据的准确率和分辨率。　　正是威廉维恩(Wilhelm Wien)发现了正电荷粒子射线在强大磁场作用下会发生偏转，从此质谱技术向人类敞开了大门。维恩测量了正电粒子束在磁场作用下的偏移，并得出阳极射线由带正电的粒子组成，并且它们不比电子重的结论。大约20年后维恩所使用的方法在形成了质谱学，实现了对多种原子及其同位素质量的精确测量，以及对原子核反应所释放能量的计算。　　约瑟夫约翰汤姆森(J.J. Thomson)捕获到了感光板上偏移射线的抛物线图。《英国皇家学会学报A》在1913年经同意后再版发布了约瑟夫约翰汤姆森的研究，名为：Bakerian Lecture: rays of positive electricity。　　在威廉维恩发现磁场对正电粒子的偏移作用后，约瑟夫约翰汤姆森(J.J. Thomson)发现沿x轴移动并以适当角度撞击平面的正电粒子在y轴平行电磁力的作用下会发生偏移。而质荷比的不同决定了射线偏移情况的不同，并导致其撞击到平面上位置的不同。　　射线撞击到平面上的轨迹为一条抛物线，为了捕获到这些信息，汤姆森试图让射线降落到感光板(一块涂有硫化锌的小玻璃片)上。他对粒子同时施加一个电场和磁场，并调节电场和磁场直至造成的粒子的偏转互相抵消，让粒子仍作直线运动。　　这样，从电场和磁场的强度比值就能算出粒子运动速度。而一旦确定速度后，单靠磁偏转或电偏转就可以测出粒子的电荷与质量的比值。汤姆森用这种方法来测定“微粒”电荷与质量之比值。　　汤姆森还得到另外一个关键发现：在最纯净的氖气体中存在两种带电粒子的抛物线，一个对应的原子重量为20，另一个是22。依据当时的技术他还无法做出解释，但不久后他的发现被认为是有史以来第一次暗示稳定元素存在同位素的可能。　　约瑟夫约翰汤姆森自己也承认即使他的诸多科学发现具有重大意义，但是他所使用的技术是非常有限的。实际上，一些射线撞击到射线管内壁上会产生“金属灰尘”，因此射线管需要经常清理，而且感光板上的抛物线的强度有时候不足以得到准确的测量结果。　　弗朗西斯阿斯顿(Francis Aston)为了提高抛物线信号的强度，毅然决然的自愿接受实验挑战。他设计了一种仪器，可以将射线汇聚到一起，这种射线可以撞击焦平面的一个具体点位。阿斯顿设计的仪器有两条平行缝隙，在两块电磁充电板的作用下，这两条缝隙可以汇集射线，以此来模拟光学透镜的聚焦效果。　　这就是质谱仪的雏形。这台仪器不仅拥有更好的测量强度和准确度，而且和汤姆森的仪器相比，阿斯顿的仪器分辨率也更大。阿斯顿使用自己的摄谱仪解决了之前关于氖气悬而未决的问题，成为历史上第一个证明稳定元素存在同位素的科学家。　　弗朗西斯阿斯顿在剑桥大学的实验中。1922年诺贝尔化学奖给予他发现同位素的贡献。　　在质谱仪诞生的第一段里程碑中，另外一个值得我们注意的就是在美国芝加哥大学亚瑟登普斯特(Arthur Dempster)为质谱技术的发展做出的重要贡献。　　登普斯特的摄谱仪其实指的是一台磁扇形分析器(magnetic sector analyzer)，这是一种使用超强磁场将离子束偏转角度控制在180° 范围内的磁分析仪器。这台仪器可以将一定质荷比的光束集中穿过一道狭窄的缝隙。　　这种仪器免去了使用感光板所带来的不便，可以使用静电计对离子束进行实时的检测。登普斯特也开创了使用电子轰击法产生正离子的先河。　　登普斯特的这两项发明在业内引起来极大的反响，从他开始，质谱仪才有了名正言顺的身份，他发明的仪器也成为后来商用仪器的原型。　　在测定元素同位素丰度和质量方面，邓普斯特和阿斯顿也做出了重要的工作。他们发现铀原子分裂时会释放巨大的能量，在第二次世界大战即将爆发之际，他们打算使用裂解高纯度铀的方法制造威力强大的武器——原子弹。　　在十九世纪四十年代，阿尔弗莱德O. C.尼尔(Alfred Otto Carl Nier)首次使用质谱仪制备出了纯净的铀235和铀238，并确定铀235与慢中子的裂变有关。其实这项分离铀235的实验就是所谓的“曼哈顿计划”。

一、项目基本情况项目编号：310000000240126156032-00063611项目名称：上海科技大学硬X射线自由电子激光装置-大口径光学器件预算编号： 0024-J00024031 预算金额（元）： 43000000元（国库资金：43000000元；自筹资金：0元）最高限价（元）： 包1-33000000.00元 采购需求： 包名称：大口径光学器件 数量：1 预算金额（元）：43000000.00 简要规格描述或项目基本概况介绍、用途：满足相应技术指标的大口径光学器件，主要包含大口径宽带反射镜、大口径离轴抛物面镜、大口径窗片、双色镜、球面镜和光学基板等，用于100PW激光装置的研制中。 合同履约期限： 交货期：按照技术规格说明书约定于2026年4月前完成。 本项目（ 否 ）接受联合体投标。二、获取招标文件时间：2024年07月26日至2024年08月02日，每天上午00:00:00-12:00:00，下午12:00:00-23:59:59（北京时间，法定节假日除外）地点：上海市政府采购网方式： 网上获取 售价（元）： 0 三、对本次采购提出询问，请按以下方式联系1.采购人信息名 称：上海科技大学地 址：华夏中路393号联系方式：021-206853072.采购代理机构信息名 称：上海中招招标有限公司地 址：上海市共和新路1301号D座2楼201联系方式：021-66272917，183170943353.项目联系方式项目联系人：陈永亮、唐 闽、张 佳电 话：021-66272917，18317094335

8月22日消息，为了避免在同一条近地轨道内相距很近的人造卫星发生太空“撞车”情况，俄罗斯航天测控机构日前启用一套供地面站点使用的新型卫星精准定位仪，可使定位精度比原先提高40%至60%。　　负责研发无线电探测技术的莫斯科电力研究所特种设计局在其网站介绍说，该机构专家研制出“节奏-M”型“对比相位”空间定位仪。以该仪器为圆心、半径25米范围内共有5台卫星天线为其服务。这些天线形似炒锅的“抛物面”可将卫星发射的微弱无线电信号，反射到天线中央的信号放大装置中进行“整理”，然后再将信号传输到“节奏-M”型定位仪的测算装置中。该装置有一套特制测算程序，可计算出同一颗卫星的信号投射到5台天线上的延迟时间，再根据多个延迟数据换算出卫星相对于地球自转方向的角度坐标。　　这套定位仪的实用效果显示，它在追踪距地高度4万公里、信号频率不超过8.5千兆赫兹的卫星时，能将其定位精度由原先的10角秒提高到 4至6角秒。参与这项研发的俄罗斯专家解释说，如果将手表的表盘刻度均分为360度，再将其中1度均分为3600份，其中的一份就是1角秒。为相距很近的卫星精确定位，才能确保其相安无事并正常工作，在必要时还能为这些卫星机动调整运行轨道，躲避太空垃圾撞击。　　目前，莫斯科电力研究所特种设计局设在莫斯科郊区的一所航天通信中心，正借助“节奏-M”定位仪对俄罗斯一颗对地观测卫星、数颗中继通信卫星进行测控。据测控人员反映，“节奏-M”定位仪能在所有气象条件下正常工作，而传统光学探测定位仪器会受天空云量、光照明暗度等多种因素干扰。　　按照俄罗斯航天部门的规划，未来与“节奏-M”类似的定位仪将被分布于欧洲、西伯利亚和远东数家俄罗斯航天测控站采用，从而实现24小时不间断地为各种卫星定位，并且协助测控运载火箭发射的各个阶段。

27日，记者从中国科学院国家空间科学中心获悉，由该院牵头建设的国家重大科技基础设施“空间环境地基综合监测网”（子午工程二期）标志性设备之一——圆环阵太阳射电成像望远镜（以下简称圆环阵）顺利通过工艺测试。这一状如“千眼天珠”的国之重器，不仅能监测太阳“打喷嚏”，还可成功探测脉冲星，为我国太阳物理和空间天气研究提供高质量的自主观测数据。此次工艺测试表明，圆环阵实现了最大视场达到10个太阳半径的连续稳定的太阳射电成像与频谱观测能力，各项技术指标达到或优于初步设计报告的指标要求。被当地居民称作“千眼天珠”的圆环阵，坐落于海拔3820米的四川稻城，由313部直径6米的抛物面天线构成，均匀分布在直径为1公里的圆环上，是目前全球规模最大的综合孔径射电望远镜。它不但能监测太阳的各种爆发活动，还能监测太阳风暴进入行星际的过程，这对于理解太阳爆发机制和日地传播规律，预测太阳活动对地球的影响具有重要作用。中国科学院国家空间科学中心供图要实现圆环阵的科学观测目标，313部天线和626条接收链路都要具有非常好的幅度和相位一致性。在建设过程中，项目团队攻克了一系列关键核心技术，提出了原创的圆环阵列构型和中心定标总体方案，突破了单通道多环绝对相位定标等关键技术。圆环阵太阳射电成像望远镜项目负责人、中国科学院国家空间科学中心研究员阎敬业说，为保证建设质量和工期，项目采取了“三步走”的研制方案，即2单元技术摸底、16单元成像实验和313单元系统建设。本着“边建设、边调试、边运行”的原则，自2022年3月起，16单元成像实验系统就已开始获取太阳成像数据，迄今已积累了大量太阳活动图像和频谱数据。值得关注的是，2023年3月，还处于系统调试阶段的圆环阵，开展了我国首次基于射电图像序列的脉冲星探测实验，从连续射电图像中成功识别出脉冲星闪烁；5月，圆环阵与欧洲低频阵列开展了联合观测实验，实现了交叉验证；7月，圆环阵已具备连续稳定高质量监测太阳活动的能力，脉冲星成像等射电天文观测能力得到初步验证，开启了科学试观测。记者获悉，下阶段，圆环阵将在白天观测太阳活动，为太阳物理和空间天气研究提供长时间序列高质量数据，并与子午工程的其他监测设备开展联合观测。“考虑到监测太阳每天需要8小时左右，为充分发挥国家重大科技基础设施的综合效能，圆环阵还将与500米口径球面射电望远镜‘中国天眼’、‘中国复眼’雷达阵列、三亚非相干散射雷达等国家重大科技基础设施开展联合观测，有望在低频射电巡天、脉冲星、快速射电暴和行星防御监测预警等领域发挥重要作用。”阎敬业说。

p　　俄罗斯托木斯克理工大学、圣彼得堡国立信息技术、机械与光学大学(ITMO )、英国班戈大学、以色列本· 古里安大学的联合研究团队获取了一种新型人造弯曲光束，学者们称之为“光子钩”。此前，科技界仅知道一种艾里弯曲光束。“光子钩”可以用于显微镜学以获取超高分辨率图像，科学家们表示它可以作为纳米粒子的操纵者并移动它们。研究结果发布在《Optics Letters》(IF 3.416 Q1)和《Scientific Reports》(IF 4.259 Q1)杂志上。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/b060d960-7e2c-4dde-a5c4-2ca6501025de.jpg" title="1.png"//pp style="text-align: center "艾里弯曲光束/pp　　已知的艾里弯曲光束中，光是以抛物线形式传播的。科学家们认为，这种光束的获取和在显微镜中的使用均极其复杂。以前人们普遍认为，除了艾里光束，其它类型的弯曲光束是不存在的。现在科学家们成功获得了新的弯曲光束，并对光子射流基弯曲光束制取原理申请了专利。/pp　　在《Optics Letters》杂志上发表的相关文章里描写了“光子钩”的特性。为了在实验中获取光束，使用了带对接棱镜的立方体颗粒。当光束辐射在颗粒末端时，棱面及颗粒内部就会产生衍射。由于棱面内部和棱面附近相速度的差异，会形成下降波峰，它们聚集在电介质颗粒粒子的出口处。由于一个棱面是倾斜的，所以波与波之间互相干扰，在局部区域获取弯曲光束。弯曲光束可以在光压作用下实现纳米粒子的移动，越过障碍物。/pp　　新型弯曲光束在生物学、医学及其新材料制造中的细胞操纵领域拥有广泛的应用前景。ITMO纳米光机械学的课题组完成了上述弯曲光束制取过程的数学模拟。/p

“TESCAN电镜学堂”又跟大家见面了，利用扫描电镜观察样品时会关注分辨率、衬度、景深、形貌的真实性以及其他分析的需要等等，不同的关注点之间需要不同的拍摄条件，有时甚至相互矛盾。今天主要谈一谈电镜拍摄时工作距离的选择。 这里是TESCAN电镜学堂第11期，将继续为大家连载《扫描电子显微镜及微区分析技术》(本书简介请至文末查看)，帮助广大电镜工作者深入了解电镜相关技术的原理、结构以及最新发展状况，将电镜在材料研究中发挥出更加优秀的性能！ 第三节 常规拍摄需要注意的问题 平时电镜使用者都进行常规样品的观察，常规样品不像分辨率标准样品那么理想，样品比较复杂，而且有时候关注点并不相同。因此我们要根据样品类型以及所关注的问题选择合适的电镜条件。 关注分辨率、衬度、景深、形貌的真实性、其它分析的需要等等，不同的关注点之间需要不同的电镜条件，有时甚至相互矛盾。因此我们必须明确拍摄目的，寻找最适合的电镜条件，而不是贸然的追求大倍数。 电镜的工作条件包括很多，加速电压、束流束斑、工作距离、光阑大小、明暗对比度、探测器的选择等。本期将为大家介绍工作距离的影响。 §3. 工作距离的影响① 分辨率由前面的束斑尺寸公式我们就已经得知，不管任何电镜、任何电压束流条件，都是工作距离越近，分辨率越好。不过工作距离越近，操作越危险，需要操作者较为小心，避免试样碰撞极靴。而且工作距离越近，试样允许的倾转角度也受到更大的限制。② 景深除了分辨率外，有时候景深也是电镜图片非常重要的因素，特别是当倍数较大时，景深会大幅度缩小，试样稍有起伏则不能全部聚焦清楚。 景深有如下公式可以表示： 其中M为放大倍数、D为工作距离、d为电子束直径、α为光阑孔径。TESCAN所有的电镜都可以从软件中读取当前工作条件下的景深，如图5-27。 图5-27 TESCAN软件直接读取景深 从景深公式中我们可以知道，影响景深的几个工作参数： 工作距离越大，景深越大；加速电压越大，电子束直径越小，景深越大；束流越小，电子束直径越小，景深越大；光阑孔径越小，景深越大；放大倍数越小，景深越大。 另外，TESCAN电镜具有独特的景深模式，通过中间镜和物镜的聚焦配合，能够增加高倍数下的景深。此外，无磁场模式的景深要好于磁浸没式。 图5-28是不同距离下的景深效果，可以明显的看出长工作距离下的景深优于短工作距离，但是工作距离过长会导致分辨率的下降。 图5-28 工作距离对景深的影响③ 衬度与工作距离的影响 对背散射电子来说，工作距离还会引起衬度的不同。工作距离较远时，极靴下背散射电子探测器的接收立体角较小，相对接收更高角的背散射电子信号；距离较近时，立体角变大，可以接收更多的低角背散射电子信号。图5-29，试样是抛光的金属镍，测试了不同区域的灰度值，可以发现工作距离较近时，不同的晶粒的灰度值相差更大，通道衬度更好。 图5-29 工作距离与背散射电子衬度④ 物镜模式和附件的要求 采用半磁浸没式物镜时（MAIA的Depth或Resolution模式），需要较近的工作距离。半浸没式物镜的磁场仅在物镜附近，工作距离远了磁场不能将试样表面包住，使得电子束不能很好的聚焦到试样表面。因此在这种工作模式下，工作距离最好小于7mm。如果插入了极靴下背散射电子探测器，由于探测器本身具有一定的厚度，所以工作距离也不能太近，否则会撞上探测器。插入极靴下背散射探测器的情况下，工作距离要大于6mm。如果工作距离更近了，可以拔出极靴下背散射探测器，改用镜筒内背散射电子探测器进行观察。在使用减速模式或者镜筒内二次电子探测器时，也需要相对较小的工作距离。 电镜的其它附件，比如EDS/WDS，由于这些附件自带准直器，需要有特定的工作距离，不在此工作距离下，附件会因为没有信号而不能正常工作。 福利时间每期文章末尾小编都会设置1个问题，大家可以在留言区自由作答，每期在答对的朋友中我们会选出点赞数最高的两位送出本书的印刷版。【本期问题】工作距离对背散射电子成像会有怎样的影响？（快去留言区回答问题领取奖品吧↓）奖品公布上期获奖的两位用户@Yuki@Organometallics，请在3个工作日内后台私信小编邮寄地址，我们会在收到您的信息并核实后即刻寄出奖品。电镜学堂“有奖问答”奖品 (印刷版书籍1本)简介《扫描电子显微镜及微区分析技术》是由业内资深的技术专家李威老师（原上海交通大学扫描电镜专家，现任TESCAN技术专家）、焦汇胜博士（英国伯明翰大学材料科学博士，现任TESCAN技术专家）、李香庭教授（电子探针领域专家，兼任全国微束分析标委会委员、上海电镜学会理事）编著，并于2015年由东北师范大学出版社出版发行。本书编者都是非常资深的电镜工作者，在科研领域工作多年，李香庭教授在电子探针领域有几十年的工作经验，对扫描电子显微镜、能谱和波谱分析都有很深的造诣，本教材从实战的角度出发编写，希望能够帮助到广大电镜工作者，特别是广泛的TESCAN客户。↓ 往期课程，请戳以下文字或点击阅读原文：电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(一) - 电子与试样的相互作用电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(二) - 像衬度形成原理电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(三) - 荷电效应电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(一) - 电子光学系统电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(二) - 探测器系统电镜学堂丨扫描电子显微镜样品要求及制备 (一) - 常规样品制备统电镜学堂丨扫描电子显微镜样品要求及制备 (二) - 特殊试样处理&试样放置 电镜学堂丨扫描电镜的基本操作 & 分辨率指标详解电镜学堂丨电镜操作之如何巧妙选择加速电压？电镜学堂丨电镜使用中，如何选择合适的束斑束流？ 更多详情内容请关注“TESCAN公司”微信公众号查看

01导读拉曼光谱和红外光谱是 最 重 要 的分析化学方法之一，可提供待测体系的化学键等关键结构信息。然而，它们应用于材料和生物体系的表面化学分析时，常面临着灵敏度偏低的瓶颈。四十余年来，人们持续致力于突破该瓶颈，推动相关技术的应用和产业化。近日，厦门大学田中群教授课题组回顾了拉曼和红外光谱技术的发展历程，系统性论述了表面增强拉曼散射光谱和表面增强红外吸收光谱的三种物理机制：等离激元效应、避雷针效应和耦合效应。从拉曼和红外光谱的基本原理和实际案例出发，提出了进一步提高拉曼和红外光谱的表面检测灵敏度的策略，即宏观光学系统与微纳光学衬底之间多尺度耦合，最 后讨论了将宏观光学-微纳衬底间的高效耦合拓展到亚纳米分子尺度的可能性，展望了更多种形式的多尺度光耦合策略。图1 SERS和SEIRA光谱灵敏度提高的策略与实践：从微纳结构衬底设计到光学设计。02研究背景拉曼光谱和红外光谱技术的里程碑式进展如图2所示，时间轴上、下分别为拉曼光谱和红外光谱技术。从发展历程可见：（1）1800-1974年主要集中在基本测试仪器和方法，从无到有地建立拉曼和红外及其衍生光谱技术；（2）1974-2010年则在已有测量仪器基础上，从无到有建立起表面增强拉曼和表面增强红外光谱方法；（3）1997年至今的表面增强拉曼和表面增强红外光谱逐渐提升为单分子水平。由此可见拉曼和红外光谱技术的灵敏度在不断提升，而其蕴含的发展驱动力是由痕量甚至是单分子水平待测样品的实际需求所诱发的。如何提升拉曼和红外光谱的检测灵敏度，是具有 重 大 挑战性的科学问题和技术难题。图2 拉曼光谱、红外光谱、及其衍生技术的的里程碑式进展节点，时间轴上、下部分别为拉曼和红外光谱技术。2.1 SERS和SEIRA的增强机理表面增强拉曼光谱（SERS）和表面增强红外吸收光谱（SEIRA）主要基于电磁场增强机制。SERS和SEIRA电磁场理论的核心在于借助光和金、银等纳米结构的相互作用，增强纳米结构表面狭小区域内的光电场（也称近场）。该狭小区域也称为“热点”。处于热点中的待测分子的光散射和光吸收截面都被增强，如图3所示。图3 SERS和SEIRA的电磁场增强原理。a是分子的Raman散射及拉曼光谱。b是吸附于金属纳米球表面分子的SERS的两步增强机理。c是SERS光谱的数据处理。d是分子的红外吸收及红外光谱。e是吸附于金属纳米棒表面分子的SEIRA的一步增强机理。f是SEIRA谱的数据处理。热点内的局域电场的强度与分子的光吸收/散射效率直接相关。提高SERS和SEIRA增强衬底表面热点内局域电场强度是SERS和SEIRA技术发展的关键难题。SERS和SEIRA增强衬底可划分为非耦合型增强衬底和耦合型增强衬底两大类。非耦合型增强衬底，如单个纳米粒子、金属膜以及非金属表面的金属探针等，通常只支持局域表面等离激元、传播表面等离激元和避雷针效应中的一种机制。非耦合增强衬底的局域场增强因子较小，通常小于5个数量级，是研究局域场耦合的模型结构。耦合型增强衬底，特别是具有纳米间隙或者纳米尖端结构的增强衬底，分子拉曼散射和红外吸收信号会得到显著增强，检测灵敏度可达单分子水平。典型的耦合型增强衬底结构有纳米颗粒-纳米颗粒二聚体（dimer）、寡聚体结构（oligomer）、阵列结构（array）、蝴蝶结（bow-tie）结构，和金（或银）扫描探针-金（或银）衬底耦合结构等，如图4所示。图4 SERS和SEIRA典型结构。a-f为SERS衬底结构，g-i为SEIRA衬底结构。其中a和g为局域表面等离激元纳米结构，c和i为传播型表面等离激元纳米结构，e为支持避雷针效应的针尖纳米结构。b、d、f、h和i为不同形式的等离激元耦合纳米结构衬底。除了提高衬底的局域电场强度，SERS衬底在应用中还存在衬底普适性低和信号重现性不足的难题。壳层隔绝纳米颗粒增强拉曼光谱（SHINERS）是克服这一难题的强有力的创新方法，在材料表面化学分析中已发挥出独特的技术优势和巨大的实际应用效能。SHINERS技术的关键是制备超薄介质壳层包覆的金（或银）核的核壳结构纳米颗粒，其中壳层材质如SiO2、Al2O3等具有绝缘性和化学惰性，既避免了分子吸附于金（或银）核表面产生干扰信号，又减小了纳米颗粒和待测衬底发生烧融的概率，提升了体系稳定性。借助SHINERS中金（或银）核与待测金属材料衬底的耦合作用，金属衬底上吸附分子的拉曼信号得到显著放大，例如，实现了对不同晶面Au、Pt等金属单晶上痕量电催化中间产物的识别，为揭示相关电催化反应的路径和机制提供了关键证据（图5）。图5 用于表面分析的SHINERS技术。a 衬底表面的SHINERS粒子示意图。b 吸附在Au(111)、Au(100)和Au(110)表面的吡啶分子的SHINERS光谱。c SHINERS实验示意图。电磁场强度由颜色代表，红色（强）和蓝色（弱）。d SHINERS粒子的TEM成像和Pt衬底表面的3D-FDTD模拟。e 在氧气饱和的0.1 M HClO4中的ORR过程三个旋转环盘Pt单晶电极上的极化曲线。转速为1600转/分，扫描速率50 mV/s。坐标轴j和E分别代表电流密度和电极势。f 变电位条件下Pt(111)电极表面的ORR测试的EC-SHINERS光谱。类似壳层隔绝技术的核-壳结构构筑策略也适用于SEIRA技术。由金壳层和介质内核构筑的阵列SEIRA增强衬底不仅在近红外区有等离激元响应，在中红外区也显示出宽光谱共振响应。如图6所示，位于近红外区域的等离激元响应源自于单个纳米壳结构的多极等离激元共振，而位于中红外区域的宽谱响应带则源自多粒子结构的偶极共振耦合。耦合纳米结构是提高SERS和SEIRA衬底表面增强性能的有效方式，通过耦合效应可将衬底拓展为SERS和SEIRA同时响应的衬底。图6 多个纳米粒子耦合同时用于SERS和SEIRA虽然基于上述耦合纳米结构的SERS和SEIRA增强衬底可有效提高拉曼和红外光谱的检测灵敏度，要实现超高灵敏的SERS和SEIRA测量尚有一定难度。成功的研究报道往往集中于拉曼散射或红外吸收截面较大的少数分子体系，其增强衬底结构在实际应用中尚面临一些困难。特别是如何使应用面最广的SERS或SEIRA衬底，如单个SHINERS粒子、TERS探针、单根SEIRA棒和nanoIR探针，也具备超高检测灵敏度，即使面对散射或吸收截面较小的分子仍可获得有效的检测信号。这一问题仍充满挑战。因此，进一步针对特定的微纳衬底而优化设计的宏观光学系统的研究成为迈上更高灵敏度这一新台阶的关键。2.2 基于维纳结构衬底的宏观光学设计SERS信号与多重因素有关，其强度具体可用下式表示：我们可以参考SERS的强度公式将SEIRA的强度表示如下：GSERS和GSEIRA分别表示衬底通过等离激元和避雷针效应造成的局域场增强。上述公式清楚表明，SERS和SEIRA的强度不仅与微纳衬底的增强因子有关，也与仪器的参数，如光耦合效率Ω、检测器效率Q、色散系统的通量Tm和光学系统的透过率T0直接相关。虽然在Raman和IR发展的历程中，针对光学系统的研究从未停止，但聚焦在光学系统和微纳衬底之间的耦合效率的研究还很少。耦合效率Ω可进一步展开为其中Ωe表示激发光的空间角集中程度、Sexci表示微纳衬底的定向激发性质、Me-e则表示激发光和衬底之间的匹配程度。Ωc表示收集系统的定向收集能力、Sscat表示微纳衬底的定向辐射属性、Mc-s则表示Ωc和Sscat之间的匹配程度。上述三个公式清晰地描述了宏观光学系统和微纳衬底之间匹配程度对获得超灵敏SERS和SEIRA光谱的重要意义。图7为SERS和SEIRA中传统的耦合光学设计，和考虑衬底与光学系统匹配后的耦合光学设计。与传统方式相比，后者可在微纳衬底表面激发出更强的热点，获得更灵敏的SERS和SEIRA检测效果。图7 SERS和SEIRA中的光学设计。a 传统的激发和收集光锥。b 抛物面反射式聚焦镜。c 折射式物镜。d 反射式物镜。e SERS和SEIRA中精细设计的激发和收集空心光锥。f 基于棱镜和波导结构的激发光学。g 基于棱镜的折射式空心光锥透镜。h 基于棱镜的反射式空心光锥物镜。角度激发。通过ATR棱镜定向激发SERS和SEIRA衬底获得更高检测灵敏度是最常见的设计宏观光学增强微纳光学衬底的例子。如图8中所示，在二氧化硅半球柱面镜上蒸镀一层Ag膜，扫描激发光角度，在很窄的角度范围内可观察到表面等离激元效应。在该角度下收集纳米粒子构成的SERS衬底的拉曼散射信号，其光谱增强性能与金属膜表面相比可提高2-3个数量级。而在SEIRA中， ZnSe半球柱面镜表面的金岛状膜衬底的SEIRA增强性能也强烈依赖激发光的入射角度。70°下激发获得的SEIRA强度比20°时高6倍。更多的基于波导结构激发SERS和SEIRA的研究也证明了将激发光能量集中在某一窄角度范围内，可进一步提高衬底的SERS和SEIRA性能。图8 基于ATR棱镜结构定向激发SERS和SEIRA。a-c 在SERS中通过半球柱面镜激发金属膜表面SPR，进而激发单粒子SERS。d-f 在SEIRA中通过半球柱面镜激发金岛膜SEIRA。定向辐射收集。定向辐射收集主要体现在SERS衬底表面。SERS衬底作为天线，它接收远场光并在近场区域产生电磁场“热点”，从而激发“热点”内的分子。分子辐射的拉曼信号再次激发SERS衬底并辐射至远场。研究表明远场辐射的SERS信号表现出强烈的定向辐射属性。如图9所示，二聚体和三聚体的SERS远场辐射信号集中在很窄的空间角度范围内，而该空间角度甚至超过了显微物镜的收集角度范围，导致大量信号无法被测量。该实验结果证明宏观光学系统设计在提高SERS信号收集效率方面是非常必要的。图9 二聚体和三聚体表面SERS信号的远场辐射特征兼顾角度激发和定向辐射收集的光学设计。角度激发可提高SERS与SEIRA的激发效率，定向辐射收集可提高SERS的收集效率。2017年报道的一种消色差的固体浸没透镜结构做到了两者兼顾。如图10所示，通过该物镜结构，激发光能量可集中在很窄的角度范围内，有效提高激发光与SPR效应之间的能量耦合效率，因此在SPR角度附近SERS信号才最强。同时该物镜的数值孔径高达1.65，可有效收集远场辐射的SERS信号。该物镜不仅支持Kretschmann结构，也支持Otto结构，数值分析结果表明在不同衬底材料表面散射的SERS信号均具有定向辐射特征，与一般的线性偏振相比，热点的局域场增强更高。图10 基于消色差固体浸没透镜光学设计兼顾角度激发和定向辐射。a-d KR-SPR-SERS结构光学设计及其角度激发和定向辐射性能的表征。e-j Otto-SPR-SERS结构光学设计及其角度激发和定向辐射性能的表征。光纤高效激发和收集耦合TERS。另一种兼顾激发和收集效率的设计是光纤耦合结构的TERS装置。在该装置结构中，银纳米线TERS探针组装在锥状光纤表面。线偏振激发光在光纤中传播的波导模式会在不同的空间位置与银纳米线探针的两个SPP模式TM0和HE1耦合。通过光纤角度和长度的优化设计，提高远场光与TM0模式的能量耦合效率，优化后的远、近场的耦合效率可达70%。考虑到TERS的两步耦合过程，总体的远、近场光耦合效率可达50%，即使在最简单的TERS装置上也可实现碳纳米管表面1 nm空间分辨率的化学光谱采集。图11 a 波导模式LP01和银纳米线探针的TM0和HE1模式之间的耦合示意图。b 通过TM0模式的近场和远场耦合。c TERS探针和光纤的SEM图。d 碳纳米管样品的形貌。e 沿着d中白色虚线的TERS强度分布。f d中虚线上A、B和C位置处的TERS光谱。光学设计拓展nanoIR和TERS的适用环境。近几年先后报道的液体环境纳米红外光谱技术均通过底部ATR光学结构激发实现。电化学TERS技术的一大难题是TERS的激发和收集光路路径上光传播介质发生了变化，造成常规TERS测量技术的不直接适用。如何在有限的空间内实现TERS光路与电化学池的有效光学耦合是一个关键的技术问题。如图12所示，在该设计中，电化学池被改造成由透明窗片、倾斜样品区以及电化学功能模块构成的结构。这一结构有效抑制了光路畸变对TERS测量的影响，由此成功获得了电化学反应前后的少量反应物和产物的TERS光谱。图12 电化学TERS技术。a 在电化学池中增加光学窗片，并减小与激发和收集物镜的距离实现的电化学TERS装置结构。b-c 溶液中TERS探针的局域电场分布。d 电化学反应过程中不同位置的TERS光谱。e 反应物和产物的空间分布。f 不同样品偏压下的产物。03总结与展望SERS和SEIRA分别显著提升了拉曼光谱和红外光谱的检测灵敏度，近二十年来，随着微纳光学技术的逐步发展，高性能的增强衬底不断问世。尽管目前对宏观光学系统与微纳衬底之间多尺度耦合效率的研究还较少，在可预见的将来，该问题终将被解决，这将使得应用面最广的球形纳米颗粒的光谱增强性能也有机会进一步实现数量级的提升。除了兼顾宏观和微纳光学的耦合设计，近年来基于原子尺度的避雷针效应与等离激元结合也实现了一系列的突破，如利用TERS技术实现了单分子、甚至单个化学键的成像。然而，可检测的分子体系仍限制于少量的分子种类。这就要求在提高宏观光学到微纳光学的耦合效率的同时，也要提高从微纳光学到原子尺度光学的能量耦合效率。这一问题的解决将不仅对TERS，对Nano IR的发展也不至关重要。在实际应用中，SERS和SEIRA的环境普适性也是一个重要的指标。特别是在TERS和NanoIR技术中，发展适配如能源化学中的多相界面体系或生命科学中的液相环境体系等具体应用场景的光学结构设计将具有重大应用意义。文章信息：该研究成果以"Advances of surface-enhanced Raman and IR spectroscopies: from nano/micro-structures to macro-optical design"为题在线发表在Light: Science & Applications。本文 第 一 作者为厦门大学的王海龙博士，共同通讯作者为田中群教授和王海龙博士。合作者包括尤恩铭博士、丁松园教授和印度SRM University- AP的Rajapandiyan Panneerselvam博士。

据加拿大卫生部消息，10月22日加拿大卫生部发布PMRL2013-83号通报，有害生物管理局提议修订胺苯磺隆在芜菁甘蓝中的最大残留限量。　　修订内容如下表：食品类别最大残留限量（ppm）芜菁甘蓝0.05　　原文链接：http://www.hc-sc.gc.ca/cps-spc/pest/part/consultations/_pmrl2013-83/pmrl2013-83-eng.php

p　　span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312,SimKai "在环保领域，“源解析”是一项耳熟能详的技术。“北京PM2.5源解析报告引发质疑 中科院：4%只是直接排放”、“北京发布PM2.5源解析结果 本地污染占七成”、“中国9大城市完成大气源解析 北广深首要污染源机动车”，一项项研究成果在各大媒体和朋友圈传播，管理者和公众都理所当然的认为：了解一个城市或地区的雾霾来源并不是难事。那么，水污染领域呢?我国水污染状况同样不容乐观，是否有技术手段可以实现污染排放源的溯源，以支持水环境质量的管理呢?/span/ppspan style="font-family: 楷体,楷体_GB2312,SimKai "　　清华大学环境学院吴静副研究员的团队历时13年通过对不同来源水样的水质荧光指纹进行分析和判别，建立了不同来源污水的水质荧光指纹数据库，通过对水体水质指纹的比对，从而判断水体受到了何种污水的污染。其实荧光光谱技术并不是一个新技术，国内外有很多团队将其用在水质分析中，但大多是对天然有机物和溶剂性有机物进行定性和定量分析。/span/pp　　那么，吴静老师是如何想到将荧光光谱技术应用于水质污染溯源的呢?水质荧光指纹识别技术在水污染溯源方面的实际应用效果如何呢?此应用又给客户的环境管理带来了哪些好处呢?近日，仪器信息网编辑针对相关问题采访了吴静老师。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/06528a61-affb-450f-b0d7-ada74ff62bfe.jpg" title="吴静_副本.jpg"//pp style="text-align: center "strong清华大学环境学院 吴静副研究员/strong/pp　　strong国外学习经历+松花江事件 催生水质预警溯源技术/strong/pp　　“2003年的时候，学校给了我一个去法国科学研究中心做博士后的机会，我就去了。过去之后才知道，合作导师的课题是与监测相关的，是用荧光光谱技术分析污水厂进水水质变化。那段时间，我脑子里存了很多污水的光谱。回国后不久，松花江事件爆发，我就想是否可以用这个技术来对水体污染进行排放源的溯源，以便快速锁定污染源。当时国内外快速的水污染溯源的技术基本空白。”吴静老师如此描述了自己与污染源溯源点子的“初遇”。/pp　　水质荧光光谱的检测技术已经很成熟，国内外有不少厂商可以生产相关的仪器。吴静老师利用荧光光谱仪作为信号采集单元，开展了创造性工作。信号采集之后，吴静老师的主要工作包括：“一是信号的提取与解析，这是核心部分。我们将解析的过程转换成算法。二开发关键硬件部件，并完成硬件集成，形成一套可定时自动完成进样、预处理、测量、分析、给出结果的新型在线水质分析仪，我们叫它水质预警溯源仪。此款仪器就只有三个主要功能：预警、污染源溯源和污染留证。”/pp　　与一般利用荧光光谱方法测定水质的仪器不同，水质预警溯源仪测定的不是某种污染物的浓度，而是水体水质是否有异常，并自动判断水体中最可能混入了哪种污水。目前，此台仪器可识别包括生活污水、印染废水、电子废水、石化废水、焦化废水、造纸废水和金属制造废水等10余种废水。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/41deb2a2-0c0e-4731-b516-b10220a19362.jpg" title="20160307_074233_副本.jpg"/br//pp style="text-align: center "strong吴静与污染预警溯源仪合影/strong/pp　　strong实际应用 发挥环境监管作用/strong/pp　　吴静老师从2004年有了这个想法，在2009年推出了第一台样机，2015年全面实现了仪器的产业化生产。目前此款仪器已经在多个地区得到了实际应用。/pp　　“我们有一台设备安装在一个超大型水源地。有一天指纹突然出现了异常，仪器报警可能是电镀废水，环保部门就打电话问上游的工业园区是否有电镀厂。由于工业园区只有一家电镀厂，所以就要求企业停产整改了。企业停产后，信号就消失了。过了两天，又有同样的信号出现，原来是电镀厂恢复生产了。环保部门再次要求对方整改，这次连雨水管也接到污水处理厂，之后信号就再没出现过。”这次经历表明，仪器可以快速发现企业的偷排行为。/pp　　那么对于相同的行业废水，是否能够识别呢?吴静老师为笔者介绍了最近的一个项目：“我们最近正在给南方某工业园区安装我们的水质预警溯源仪。这个园区一共有22家企业，全部是电镀厂，园区排放口的重金属污染物浓度总超标，又找不到排放企业，环保部门对此很头疼。接触之初，当地环保局也怀疑我们是否能识别出如此相近的废水，为此先是实地考察了我们用户的使用情况，然后组织了包括外请专家在内的11名专业人士的团队、带了四个工厂的水样来我们学校亲自做了盲样测试，测试结果良好才最终决定采用我们的仪器。现在项目已经接近实施的尾声了。”/pp　　strong若干“关键点”/strong/pp　　对于此仪器的设计思路，吴静老师这么为笔者做了形容：“这个技术就跟警察抓小偷时的指纹比对思路一样，我们的设备就是在水污染犯罪现场扫描嫌疑指纹，如果能与指纹库对比上，那么就可能找到污染源。”但是污水水质与人体指纹毕竟还是有一些不同的地方，环境管理与警察破案的思路虽然在大方向上有一致的地方，但在实际操作层面是否有自己的特点呢?针对笔者在这方面的一些疑问，吴静老师耐心细致地一一作答。/pp　　水质荧光指纹识别技术检测的是有机物，那么这个技术是如何识别以重金属为主的电镀废水的呢?“虽然电镀废水以重金属元素为主，但是由于其生产过程中添加了少量有机物，且不同工厂的原料来源、管理水平、工艺水平等存在差异，加上水质荧光指纹检出限很低，因此可以识别不同工厂排放的电镀废水。”/pp　　污水进入水体之后会被稀释，随着从上游到下游的流动，水质会发生变化，这会给识别工作带来哪些困难呢?“首先，荧光信号的灵敏度很高，微克/升量级的污染物就能被检出，所以稀释后污染还是能检出。其次，很多荧光化合物本身稳定性好。以印染废水为例，印染废水需要经过水解、厌氧处理、好氧处理，然后混入生活污水后再次经过水解、厌氧处理、好氧处理、高级氧化后排放，其中的化学耗氧量(COD)降解90%以上，但是荧光信号的降解才30%，这表明很多荧光化合物是难降解的，作为指示物比较合适。污染排入水体后，肯定没有在污水厂变化快，所以容易被发现。”/pp　　即使能够比较精准的实现污染源的定位，但是目前水质荧光指纹的数据是无法用来作为环境执法依据的，对于这些问题，该如何解决呢?“目前环境执法主要还是依赖实验室数据做支撑。我们最大的用途是快速提供用户能开展业务的指向性信息，快速提供排查方向，缩小排查范围，显著提高效率。我们在开放的预警溯源系统中，实现了预警信息实时传送给执法人员。我们还采用自动留样器，开发了移动式溯源仪。前者可自动保存污染水样，后者在仪器预警后，可以即赶到现场用水质指纹来排查污染排放源。溯源是个复杂的事情，也是要靠专业的手段来实现的。”/pp　　strong展望未来 希望发挥更大作用/strong/pp　　虽然在采访过程中，笔者和吴静老师大多时候聊到的是此台仪器在管理企业偷排方面的作用，其实结合不同的监管手段，此台仪器还可以实现多尺度污染溯源：一是大流域尺度。在大流域范围内，可以利用此技术识别流域的重点污染段以及污染类型，比如每一段的主要污染源是生活污水、工业污水还是面源污染?这点和当前的河长制考核非常契合。如果能够提供污染来源信息，这无疑提供了更丰富的考核依据。二是城市尺度。在城市范围内，可以判断污染来自哪个区域和哪个单位，是从哪个途径进入水体的，面源贡献有多大等等，给管理者提供污染治理的关键信息。三是工业园区。此系统既可以帮助管理者迅速定位偷排单位，也可以对园区污水厂运行提供水质预警服务。/pp　　“我们与别人最大的不同是我们的工作思路不一样，我们提供的不是污染物的浓度数据，而是可以和环保业务直接挂钩、支撑环保业务开展的一些信息。对于仪器硬件研发，我们肯定比不了电机系、电子系或者精仪系的老师，但是我们的优势在于更懂环境业务、更懂环境需求，从而开发的仪器也能更好的满足环境业务的需要。”吴静老师说。/pp style="text-align: right "strong（采访编辑：李学雷）/strongbr//pp　　strong后记：/strong/pp　　从2003年到2016年，吴静老师和她的合作伙伴所研发的这款产品实现了从零到一、一到十的跨越，此台仪器也获得了一些认可，如2014年获得第十六届中国国际工业博览会高校展区优秀展品奖二等奖、2016年获得第九届国际发明展览会银奖。2015年，“水十条”正式发布，对河流和断面规定了明确的考核要求。近日，国务院办公厅正式发文推广“河长制”。水质环境质量管理被提到了越来越重要的位置，而水污染溯源对水环境质量管理是一大助力，我们期待吴静老师的团队以及所研发的产品在未来环境管理中能提供更多的技术支撑。/p

纯相位空间光调制器在PSF工程中的应用一、引言2014年诺贝尔化学奖揭晓，美国及德国三位科学家Eric Betzig、Stefan W. Hell和William E. Moerner获奖。获奖理由是“研制出超分辨率荧光显微镜”，从此人们对点扩散函数 (PSF) 工程的认识有了显着提高。Moerner 展示了 PSF 工程与 Meadowlark Optics SLM 的使用案例，用于荧光发射器的超分辨率成像和 3D 定位。 PSF工程已被证明使显微镜能够使用多种成像模式对样本进行成像，同时以非机械方式在模式之间变化。这允许对具有弱折射率的结构进行成像，以及对相位结构进行定量测量。 已证明的成像方式包括：螺旋相位成像、暗场成像、相位对比成像、微分干涉对比成像和扩展景深成像。美国Meadowlark Optics 公司专注于模拟寻址纯相位空间光调制器的设 计、开发和制造，有40多年的历史，该公司空间光调制器产品广泛应用于自适应光学，散射或浑浊介质中的成像，双光子/三光子显微成像，光遗传学，全息光镊(HOT)，脉冲整形，光学加密，量子计算，光通信，湍流模拟等领域。其高分辨率、高刷新率、高填充因子的特点适用于PSF工程应用中。图1. Meadowlark 2022年蕞新推出 1024 x 1024 1K刷新率SLM二、空间光调制器在PSF工程中的技术介绍在单分子定位显微镜（SMLM）中，通过从相机视场中稀疏分布的发射点来估计单个分子的位置，从而克服了分辨率的衍射限制。可实现的分辨率受到定位精度和荧光标签密度的限制，在实践中可能是几十纳米的数量级。有科研团队已经将这种技术扩展到三维定位。通过在光路中加入一个圆柱形透镜或使用双平面或多焦点成像，可以估算出分子的轴向位置。光斑的拉长（散光）或光斑大小的差异（双平面成像）对轴向位置进行编码。将空间光调制器（SLM）与4F中继系统结合到成像光路中，可以设计更广泛的点扩散函数（PSF），为优化显微镜的定位性能提供了可能。利用空间光调制器（SLM）对荧光显微镜进行校准，可以建立一个远低于衍射极限的波前误差，SIEMONS团队就利用Meadowlark空间光调制器实现了高精度的波前控制。原理证明和实验显示，在1微米的轴向范围内，在x、y和λ的精度低于10纳米，在z的精度低于20纳米。对这篇文献感兴趣的话可以联系我们查阅文献原文《High precision wavefront control in point spread function engineering for single emitter localization 》下面我们来具体看看是如何应用的，以及应用效果如何。图2. A）SLM校准分支和通过光路的偏振传输示意图。额外的线性偏振滤波器没有被画出来，因为它们与偏振分光器对齐。B）相机上的强度响应作为λ/2-板不同方向α的SLM的相位延迟的函数。C) 光学装置的示意图。一个带有SLM的中继系统被添加到显微镜的发射路径中（红色），一个单独的SLM校准路径（绿色）被纳入发射中继系统中。这允许在实验之间进行SLM校准。BE：扩束器，DM：分色镜，L：镜头，LPF：线性偏振滤镜，M：镜子。OL：物镜，PBS：偏振分光镜，TL：管镜。光路如上图2所示，包括一台尼康Ti-E显微镜，带有TIRF APO物镜（NA = 1.49，M = 100），一个200毫米的管状镜头，一个带有SLM的中继系统被建立在显微镜的一个出口端口。中继系统包括两个消色差透镜，一个向列型液晶空间光调制器（LCOS）SLM（Meadowlark，XY系列，512x512像素，像素大小=15微米，设计波长=532纳米）和一个偏振分光器，用于过滤未被SLM调制的X偏振光。di一个消色差透镜在SLM上转发光束。第二个中继镜头确保在EMCCD上对荧光物体进行奈奎斯特采样。显微镜配备了一套波长为405nm、488nm、561nm和642nm的合束激光器。 这个配置增加了一个用于校准SLM的第二个光路。这个空降光调制器校准光路是为测量入射到SLM上的X和Y偏振光之间的延迟差而设计的，为了测量某个SLM像素的调制，需要将SLM映射到校准路径的相机上。这种映射是通过在SLM上施加一个电压增加的棋盘图案来获得的。平均捕获的图像和没有施加电压时的图像之间的差异被用作角落检测算法（来自Matlab - Mathworks的findcheckerboard）的输入，以找到角落点。对这些点进行仿生变换，并用于找到对应于每个SLM像素的CMOS像素。图3. SLM校准程序。A) 单个SLM像素的测量强度响应作为应用电压的函数。每一个极值都对应于等于π的整数倍的相位变化，并拟合一个二阶多项式以提高寻找极值的精度。强度被分割成四个部分，它们被缩放为[0 1]。这个归一化的强度（B）被转换为相位（C），并反转以创建该特定电压段和像素的LUT（D）。E）20个随机选择的SLM像素的归一化强度响应，显示像素间的变化。F) 测量的波前均方根误差是校准后立即使用校准LUT的相位的函数，45分钟后，以及制造商提供的LUT。G) 在不同的恒定相位下，用于成像光路的SLM部分的LUTs。暗点表示没有3个蕞大值的像素。H) 测量的平均相位和预定相位之间的差异作为预定相位的函数。 图3解释了SLM像素的校准程序。首先，以256步测量作为应用电压函数的强度响应，产生一连串的蕞小值和蕞大值，它们对应于π或2π的迟滞。在被照亮的SLM平面内的所有像素似乎有三个蕞大值，这意味着总的相位调制为4π或1094纳米。这些极值出现的电压是通过对极值附近的三个点进行拟合抛物线来找到的，这增加了精度，并充分利用了SLM的16位控制。然后，强度被分为四段，用公式（11）的逆值对这些段进行缩放并转换为相位。相位响应被用来为每个SLM像素构建一个单独的查找表（LUT），以补偿SLM的非均匀性。LUT参数在SLM上平滑变化，并与肉眼可见的法布里-珀罗条纹大致对应，表明相位响应的差异是由于液晶层厚度的变化造成的。额外的像素与像素之间的变化可能来自底层硅开关电路的像素与像素之间的变化。完整的校准需要大约5分钟（在四核3.3GHz i7处理器上的3分钟扫描和2分钟计算时间），但原则上可以优化到运行更快。实验结果：图4 测量的PSF与矢量PSF模型拟合之间的PSF比较。G-I）平均测量的PSF是由大约108个光子携带的信号通过上采样（3×）和覆盖所有获得的斑点编制而成。比例尺表示1μm。 图4显示PSF模型的预测结果。通过这种方式，实验的PSF是由∼108个光子的累积信号建立起来的。实验和理论上的矢量PSF之间的一致性通常是非常好的，甚至在蕞大的离焦值的边缘结构也是非常匹配的。剩下的差异，主要是光斑的轻微变宽，是由于入射到相机上的光的非零光谱宽度，由于发射光谱的宽度和四带分色器的带通区域的宽度。边缘结构中也有一个小的不对称性，这可能是由光学系统中残留的高阶球差造成的。 所有工程PSF的一个共同特点是，与简单的二维聚焦斑点相比，它们的复杂性必须在PSF模型中得到体现，该模型被用于估计三维位置（可能还有发射颜色或分子方向）的参数拟合算法。简化的PSF模型，如高斯模型、基于标量衍射的Airy模型、Gibson-Lanni模型，或基于Hermite函数的有效模型都不能满足这一要求。一个解决方案是使用实验参考PSF，或用花样拟合这样的PSF作为模型PSF，或者使用一个或多个查找表（LUTs）来估计Z-位置。矢量PSF模型也可以用于复杂的3D和3D+λ工程PSF。众所周知，矢量PSF模型是高NA荧光成像系统中图像形成的物理正确模型。复杂的工程PSF的另一个共同特点是对扰乱设计的PSF形状的像差的敏感性，并以这种方式对精度和准确性产生负面影响。为了实现精确到Cramér-Rao下限（CRLB），即无偏估计器的蕞佳精度，光学系统的像差水平应该被控制在衍射极限（0.072λ均方根波前像差），这个条件在实践中往往无法满足。因此，需要使用可变形镜或为产生工程PSF而存在的SLM对像差进行校正。自适应光学元件的控制参数可以使用基于图像的指标或通过测量待校正的像差来设置。后者可以通过基于引入相位多样性的相位检索算法来完成，通常采用通焦珠扫描的形式。这已经在高数值孔径显微镜系统、定位显微镜中实现，并用于提高STED激光聚焦的质量。三、PSF应用对液晶空间光调制器的要求1.光利用率 对于这个应用来说，SLM将光学损失降到蕞低是很重要的。PSF工程使用SLM来操纵显微镜发射路径上的波前。在不增加损失的情况下，荧光成像中缺乏信号。使用具有高填充系数的SLM可以蕞大限度地减少衍射的损失。 Meadowlark公司能提供标速版95.6%的空间光调制器，分辨率达1920x1200，高刷新率版像素1024x1024，填充因子97.2%和dielectric mirror coated版本（100%填充率）。镀介电膜版本的SLM反射率可以做到100%，一级衍射效率可以做到98%。高分辨率能在满足创建复杂相位函数的同时，能够提升系统的光利用率。2.刷新率（蕞高可达1K Hz）高速度可以实现实时的深层组织超分辨率成像。可见光波段蕞高可达1K Hz刷新速度（@532nm）。3.分辨率（1920x1200） 高分辨率的SLM是创建三维定位所需的复杂相位函数的理想选择，如此能够对每个小像元区域的光场进行自由调控。 上海昊量光电作为Medowlark在中国大陆地区总代理商，为您提供专业的选型以及技术服务。对于Meadowlark SLM有兴趣或者任何问题，都欢迎通过电话、电子邮件或者微信与我们联系。欢迎继续关注上海昊量光电的各大媒体平台，我们将不定期推出各种产品介绍与技术新闻。 关于昊量光电：昊量光电 您的光电超市！上海昊量光电设备有限公司致力于引进国外先进性与创新性的光电技术与可靠产品！与来自美国、欧洲、日本等众多知名光电产品制造商建立了紧密的合作关系。代理品牌均处于相关领域的发展前沿，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等，所涉足的领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及前沿的细分市场比如为量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等。我们的技术支持团队可以为国内前沿科研与工业领域提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等优质服务，助力中国智造与中国创造! 为客户提供适合的产品和提供完善的服务是我们始终秉承的理念！

中国颗粒学会微纳气泡专业委员会于2018年10月18日在苏州成立，微纳米气泡研究和应用是近二十年来新兴的研究领域。专委会的成立旨在加强微纳气泡基础研究和应用之间的深入交流和合作，推动微纳气泡领域在环境、农业、生物、健康、浮选、分离等领域的发展。目前专委会已批准成立了7个示范性基地。2021年10月22~25日，我们在美丽的常州西太湖再度相约、遇见泡泡，大会聚集了国内一批勇于钻研、乐于分享、兴趣浓厚的科学家、工程师和企业家们，共同探讨“如何利用微纳米气泡更好地造福人类而不懈努力”！ 会议期间，中国颗粒学会微纳气泡专委会秘书长李兆军研究员发表致辞；中国科学院上海高等研究院胡钧研究员分析了2020-2021微纳气泡领域的研究进展；哈尔滨工业大学马军院士带来了微气泡在水质强化处理中的若干应用研究进展；常州大学冯胜教授、中国科学院上海高等研究院张立娟研究员、同济大学李攀副教授等微纳气泡领域的专家们做了精彩报告，并现场回答了参会者们提出的研究过程中遇到的问题，学术氛围浓厚。 北京海菲尔格科技有限公司作为此次会议的赞助商，在会议现场展示了PIXSCOPE浸入式探头和PIXCELL流通管两个规格的PBM微气泡监测系统，并做了现场演示。参会的各位专家学者聚集到海菲尔格展台，询问PBM微气泡监测系统的原理，详细了解我们展示的微气泡监测系统，对PBM的高分辨率的成像效果以及强大的数据分析处理能力赞叹不已。北京海菲尔格科技有限公司技术经理唐远旺做了“PIXACT气泡图像及颗粒度原位在线实时检测最新进展”的报告，惊艳全场！专家学者们纷纷提问，感谢海菲尔格科技将如此高端的PBM微气泡监测系统引入中国，PBM是我们微气泡研究过程中的眼睛，可以为微纳气泡的研究带来更多有价值的信息！ PBM微气泡监测系统是为工业过程中在线分析气泡悬浮液和泡沫体系而专门设计，可以实时监测到：气泡计数、气泡浓度、气泡流动速度、气泡尺寸分部、平均气泡尺寸（长度平均直径、面积平均直径、体积平均直径）、标准偏差、索特平均直径、累积分布（D10、D50、D90等），是引领微纳气泡研究的新航标。微纳米气泡在基础研究和工业应用中展现出诸多新颖的特性，从而在污水处理、农业生产、水产养殖、工业清洗、医学成像、矿物浮选、泡沫分离以及医疗健康等方面迅猛发展。北京海菲尔格科技有限公司专注于PBM微气泡监测系统等在线实时测试技术的应用和推广，会为中国的微气泡行业发展贡献自己的力量！

地面也可以做微重力实验了。19日，记者从中国科学院空间应用工程与技术中心获悉，由该中心研制建设的4秒电磁弹射微重力实验装置日前启动试运行。该装置采用电磁抛射的方式在地面构建微重力实验环境，即采用电磁弹射系统将实验舱垂直加速到预定速度后释放，实验舱在上抛和下落阶段为科学载荷提供微重力环境。目前，该装置可以维持的微重力时间可达4秒、微重力达10μg（十万分之一重力加速度）、过载加速度不超过5g（5个重力加速度）、实验间隔不超10分钟。电磁弹射微重力实验装置（4秒）效果图。中国科学院空间应用中心供图“与传统单程落塔、抛物线飞机等相比，该装置在实验效率、实验载荷力学强度要求、运行成本等方面具有较大的优势。”中国科学院空间应用中心副研究员张永康解释，在实验效率方面，传统落塔平均每天仅可以做2-3次实验，抛物线飞机每次可以飞行30架次以上，但实验准备周期约2-3个月，新装置每天可以开展近百次实验，准备时间1-2天，极大地提高了科学实验的效率。同时，在实验载荷强度要求方面，传统落塔在降落回收阶段，试验舱和实验载荷要承受20g（20个重力加速度）左右的冲击，很大程度上限制了常规科学仪器的使用。在新装置中，实验舱所受的电磁驱动力是全程可控的，无论是微重力、月球重力还是火星重力模拟实验，实验舱的回收加速度都可控制在3g（3个重力加速度）左右，因此常规科学仪器都可以用于实验。此外，在运行成本方面，该装置采用储能和电磁驱动技术，运行仅消耗电能，单次实验消耗电能仅1度左右，运行成本较低，便于开展大规模的科学实验。充分有效的地面验证是空间科学实验的前提和基础。地基研究能够大幅缩短实验周期、降低实验成本、提升空间实验成功率，是天基研究的重要补充手段。“电磁弹射微重力实验装置有效解决了探空火箭、失重飞机、落塔等传统地基微重力设施存在的实验成本高、准备时间长、过载较大等缺点。”张永康说。据悉，中国科学院空间应用中心正在规划建设20秒电磁弹射微重力实验装置，力争实现微重力时间20秒、载荷500千克的国际领先水平，构建国际微/低重力实验中心，为空间科学领域的科学家提供高效便捷的地基微/低重力研究平台，并为载人航天、深空探测等国家重大工程提供相关技术验证条件。

记者日前从中科院电工所获悉，由该所太阳能热发电实验室承担研制的大功率太阳炉聚光器近日在宁夏惠安堡镇竣工，其成功研制表明我国科研工作者已掌握了大型高精度聚光器的核心技术和制作工艺。　　“太阳能聚集供热方法的研究及成套设备的开发”是国家“973”项目和“863”太阳能制氢课题子课题。大功率太阳炉聚光器经过近3年的研制，各项技术参数经过精心调试，已达到合同要求，并在太阳能制氢试验试运行中产出氢气。　　据介绍，该太阳炉系统由3个平整度为1毫米的120平方米的正方形定日镜、跟踪控制系统、300平方米大型高精度抛面聚光器、太阳炉和制氢系统组成。其中，定日镜边长11米，成三角形排列，后面一座高出前面两座1.8米。聚光器为旋转抛物面，旋转轴与地面平行，距地3米。根据惯例，太阳直射辐射按照1000瓦/平方米计算，该太阳炉的总功率是0.3兆瓦。此套系统是我国自主研发的第一台大功率太阳炉聚光器，总聚光面积300平方米，跟踪精度好于1毫弧度，峰值能流密度设计值高达10兆瓦/平方米。该太阳炉的热功率在世界排名第三，前两位分别位于法国的科学研究中心(CNRS)和乌兹别克斯坦物理研究所内。　　该系统通过将平面定日镜作为反射器把太阳光反射到对面的抛面聚光器上，经过抛面聚光器聚焦至焦点位置的太阳炉中心处，中心高温高达约3000℃，可在氧化气氛和高温下对试验样品进行观察，不受燃料产物的干扰。目前，该系统平台与西安交通大学的反应器接口已经成功产出氢气。

7月19日，记者从中国科学院空间应用工程与技术中心获悉，中心研制建设的4秒电磁弹射微重力实验装置已于近日启动试运行。该装置达到了4秒微重力时间、10μg微重力水平、过载加速度不超过5g、实验间隔不大于10分钟的国际先进水平。与传统单程落塔、抛物线飞机等相比，装置在实验效率、实验载荷强度要求、运行成本、不同重力水平模拟等方面具有较大的优势。4秒电磁弹射微重力实验装置。倪思洁摄中国科学院空间应用工程与技术中心电磁技术室副研究员张永康介绍，充分有效的地面验证，是空间科学实验的前提和基础。地基研究能够大幅缩短实验周期、降低实验成本、提升空间实验成功率，是天基研究的重要补充手段。电磁弹射微重力实验装置有效解决了探空火箭、失重飞机、落塔等传统地基微重力设施存在的实验成本高、准备时间长、过载较大等缺点。4秒电磁弹射微重力实验装置采用电磁抛射的方式在地面构建微重力实验环境，即采用电磁弹射系统将实验舱垂直加速到预定速度后释放，实验舱在上抛和下落阶段为科学载荷提供微重力环境。在实验效率方面，传统落塔平均每天仅可以做2-3次实验，抛物线飞机每次可以飞行30架次以上，但实验准备周期约2-3个月。4秒电磁弹射微重力实验装置可以达到每天近百次实验的频率，准备时间1-2天，极大地提高了科学实验的效率。在实验载荷强度要求方面，传统落塔在降落回收阶段，试验舱和实验载荷要承受20g左右的冲击，很大程度上限制了常规科学仪器的使用。在本装置中，实验舱所受的电磁驱动力是全程可控的，无论是微重力、月球重力还是火星重力模拟实验，实验舱的回收加速度都可控制在3g左右，因此常规科学仪器都可以用于实验。在运行成本方面，装置采用储能和电磁驱动技术，装置运行仅消耗电能，单次实验消耗电能仅1度左右，运行成本较低，便于开展大规模的科学实验。张永康介绍，目前正在开展微重力流体物理实验，中国科学院空间应用工程与技术中心正在规划建设20秒电磁弹射微重力实验装置，力争实现微重力时间20秒、载荷500公斤的国际领先指标，构建国际微/低重力实验中心，为空间科学领域的科学家提供高效便捷的地基微/低重力研究平台，并为载人航天、深空探测等国家重大工程提供相关技术验证条件。4秒电磁弹射微重力实验装置效果图。中国科学院空间应用工程与技术中心供图

金相抛光布是金相实验室常用好耗材之一，金相工程师都特别熟悉，尼龙的、无纺布的，真丝的，羊毛的......等各种材质；表面看有无绒的，短绒的，长绒的，带孔的等等。金相抛光布之所以有这么多种类，是与其不同的应用相对应的。分辨一款金相抛光布的质量优劣，除了用眼看，用手摸，还可以通过实验来验证。可脉检测的金相抛光布，种类全、型号多，为了给那些还没有使用过的用户展示QMAXIS金相抛光布的真实清晰的细节，每一款都用显微镜拍下来，一起看一下有多清晰！QMAXIS的金相抛光布共分三大类，分别为粗抛光、中等抛光和精细抛光。我们逐一看看到底有多清晰！ 粗抛光金相抛光布共三种材质，分别如下：►PlanCloth 金相抛光布，尼龙无纺布，无绒►PerfoCloth 金相抛光布，硬的合成化纤无纺布，带孔►NylonCloth 金相抛光布，尼龙织物，无绒PlanCloth 金相抛光布显微镜下看PlanCloth 金相抛光布，这种尼龙无纺布材质的抛光布经纬线编织细密、均匀，没有瑕疵，无绒，质地清晰可见。它是用于铁基、热喷涂涂层和硬的材料的粗抛光，配合15µm-3µm的金刚石抛光液使用。PerfoCloth 金相抛光布显微镜下看PerfoCloth金相抛光布，这种硬的合成化纤无纺布材质均匀、致密，布满排列整齐的小孔，质地清晰可见。它是用于陶瓷、碳化物、岩相、硬质合金、玻璃和金属等材料的粗抛光的，配合9µm及以下的金刚石抛光液使用。NylonCloth 金相抛光布显微镜下看NylonCloth 金相抛光布，这种斜纹编织的尼龙织物细密、均匀，找不到任何瑕疵，无绒，质地清晰可见。它是用于铁基、烧结碳化物和铸铁等材料的粗抛光，配合15µm-3µm的金刚石抛光液使用。中等抛光金相抛光布共三种材质，分别如下：►DuraCloth 金相抛光布，硬的合成压缩无纺布，无绒►SatinCloth 金相抛光布，人工合成丝和天然丝，无绒►SilkCloth 金相抛光布，纯丝，无绒DuraCloth 金相抛光布显微镜下看DuraCloth 金相抛光布，这种硬的合成压缩无纺布表面非常平整，不规则纹理但很均匀，无绒，质地清晰可见。它是用于黑色金属、有色金属、电子封装、印刷电路板、热喷涂涂层、铸铁、陶瓷、矿物、复合材料和塑料等材料的中等抛光，配合9µm及以下的金刚石抛光液使用。SatinCloth 金相抛光布显微镜下看SatinCloth 金相抛光布，这种由人工合成丝和真丝编织的材质，纹理细密，均匀，无绒，质地清晰可见。它是用于金属、岩相、陶瓷和涂层等材料的中等抛光，配合3µm及以下的金刚石抛光液使用。SilkCloth 金相抛光布显微镜下看SilkCloth 金相抛光布，这种由纯丝紧密编织的材质，有重磅真丝的质感，无绒，质地清晰可见。它是用于金属、微电子、涂层和岩相等材料的中等抛光，配合9µm-3µm金刚石抛光液和氧化铝抛光液使用。当然，这款抛光布非常适合配合抛光膏及液体抛光蜡使用，效果更好。 精细抛光金相抛光布共四种材质，分别如下：►MicroMet 金相抛光布，人造纤维与棉背衬编织，短绒►VelCloth 金相抛光布，软的人造天鹅绒，短绒►FlocCloth 金相抛光布，软的织物，长绒►ChemoCloth 金相抛光布，耐化学腐蚀合成织物，无绒MicroMet 金相抛光布显微镜下看MicroMet 金相抛光布，这种由人造纤维与棉背衬编织的合成织物，基底有一定的硬度，表面柔软细密，短绒，质地清晰可见。它是可以用于所有材料的精细抛光的，配合1µm及以下的金刚石抛光液和氧化铝抛光液使用。VelCloth 金相抛光布显微镜下看VelCloth 金相抛光布，这种由软的人造天鹅绒材料制成，绵软细密，短绒，质地清晰可见。它是用于软的金属和电子封装等材料的精细抛光，配合1µm及以下的金刚石抛光液、氧化铝抛光液和氧化硅抛光液使用。FlocCloth 金相抛光布显微镜下看FlocCloth 金相抛光布，这种由软的长绒织物制成，非常细、软，质地清晰可见。它是用于金属和烧结碳化物等材料的精细抛光的，配合3µm及以下的金刚石抛光液和氧化铝抛光液使用。如果配合氧化铝抛光粉使用，则可用于所有材料的精细抛光。此外，这款抛光布很适合手动抛光和未镶嵌试样的精细抛光。ChemoCloth 金相抛光布显微镜下看ChemoCloth 金相抛光布，这种由耐化学腐蚀合成织物制成的抛光布，表面非常细密，看似绒毛的纹理，实际上是织物表面密布的微小凸起，实际是无绒的，质地清晰可见。它是用于钛合金、不锈钢、铅/锡焊料、电子封装、软的有色金属和塑料等材料的精细抛光，配合1µm及以下的金刚石抛光液、氧化铝抛光液和氧化硅抛光液使用。以上就是QMAXIS金相抛光布在显微镜下的形貌，显微镜下看金相抛光布，就是这么清晰！能由里至外感受到产品的良好质量。无论您所制备的试样是什么材质，也无论哪一个抛光工序，总有可以满足技术需要的一款可选。手动、自动抛光都能用，不挑机器、不挑人，联系可脉检测工程师帮您选型，并为您提供快捷制样解决方案，赶紧联系吧。

p 5月27日下午，中共中央政治局委员、国务院副总理马凯一行来到贵州省黔南州平塘县，考察了中国科学院建设的国家重大科技基础设施——500米口径球面射电望远镜(FAST)，看望慰问一线科技工作者。工业和信息化部部长苗圩、国家发改和改革委员会副主任林念修及贵州省有关负责人陪同考察。/pp　　考察期间，马凯听取了FAST研制和建设情况的汇报，观看了工程建设汇报视频，兴致勃勃地考察了FAST工程现场，详细询问工程建设情况。他表示，工程建设历时22年，很不容易，也很了不起，长了中国人的志气，对科研人员和工程建设人员付出的努力表示感谢。他希望科研团队继续发扬优良作风，利用这一高水平重大科技基础设施，早出成果、多出成果，出好成果、出大成果，努力取得具有诺贝尔奖水平的重大原创成果。/pp　　受中科院院长、党组书记白春礼委托，中科院副秘书长汪克强代表中科院欢迎马凯副总理一行莅临FAST考察。中科院国家天文台副台长郑晓年对FAST工程和建设情况作了介绍。他说，FAST利用地球上独一无二的优良台址——贵州天然喀斯特巨型洼地，自主发明主动变形反射面，在观测方面形成300米瞬时抛物面汇聚电磁波，在地面改正球差，实现宽带和全偏振 采用光机电一体化技术，自主提出轻型索拖动馈源支撑系统和并联机器人，实现接收机高精度指向跟踪。FAST建设已经推动了相关产业技术升级和能力提升。/pp　　我国科研人员从1994年就开始了FAST的科学研究，2011年工程正式动工，2016年9月25日项目完工。FAST的科学目标包括巡视宇宙中的中性氢，研究宇宙大尺度物理学，以探索宇宙起源和演化 观测脉冲星，研究极端状态下的物质结构与物理规律 主导国际低频甚长基线干涉测量网，获得天体超精细结构 探测星际分子 搜索可能的星际通讯信号。FAST是目前世界最大单口径射电望远镜，灵敏度高于国际同类天文望远镜，预计可在10年至20年内保持世界领先水平。/p

金属的电解抛光，是一种传统而常用的表面处理技术，通过可控的电化学反应使金属表面溶解（凸起部分溶解速度快）来降低表面粗糙度。利用电解抛光技术，可以获得纳米级粗糙度的镜面光泽表面，而且可以去除前序机械加工遗留的表面和亚表面损伤层。不过，不为一般仅使用该技术的研究者注意的是，在一定的电化学条件下，电解抛光后的金属表面会出现纳米级的图案（pattern），其中对金属铝的研究较多。研究者发现，金属铝（Al）经短时间电解抛光处理后，表面会出现周期或特征周期为几十至一百多纳米的有序条纹状（stripe）、六边顶角状（hexagon）及点状（dot）等多种有序或无序图案。这一现象，已经引起了研究者对其在金属表面微纳工程、微纳模板加工、微纳电子学等领域应用的关注。研究者已经开始深入挖掘纳米图案形成的机理，关键是揭示材料表面结构和界面电化学行为决定纳米图案类型及周期的物理化学规律。但是，目前已经发表的研究，缺少对多晶和单晶铝表面纳米图案形成行为的系统实验研究，定性的多定量的少，零散的多系统的少，难以用来检验和改进现有的表面纳米图案形成理论。其中一个被长期忽略的关键问题，就是铝表面结构差异导致的纳米图案的各向异性。哈尔滨工业大学化工与化学学院的甘阳教授和他指导的博士生袁原（论文第一作者）、张丹博士、杨春晖教授及机电学院的张飞虎教授，首次采用电子束背散射衍射（EBSD）对电解抛光后的多晶铝和单晶铝进行了定量的表面晶体学取向分析，并采用蔡司的Sapphire Supra 55场发射扫描电镜（FE-SEM）和原子力显微镜（AFM）对纳米图案的类型（type）和周期（size）进行了系统表征和量化分析，揭示了铝电解抛光表面纳米图案的类型和周期对于表面结构和晶体学取向的依赖性的规律。同时，基于表面物理化学的理论框架，对结果进行了深入分析和讨论，定性解释了大部分的实验结果，并指明了下一步的研究方向。研究结果近期以长文形式发表于电化学领域的国际知名期刊Journal of the Electrochemical Society，国际同行评审专家认为该工作是对本领域的重要贡献。甘阳教授课题组首先对多种铝样品的电解抛光表面纳米图案进行了系统的研究：1）多晶铝（polycrystalline Al）中不同取向的晶粒；2）切割角可控的系列单晶铝（monocrystalline Al）样品。通过EBSD测试获得晶粒表面的晶体学取向图，并结合定位SEM表征，他们发现，铝电解抛光表面纳米图案对晶面取向具有依赖性（如图1所示为多晶样品中三个毗邻的晶粒）。（背景知识：描述铝表面晶体学取向的EBSD反极图三角（IPF triangle）中，可划分为围绕三个低指数晶面方向（primary direction，主取向）的晶体学主取向区域—[101] //ND，[001] //ND和[111]//ND，单个晶粒或单晶的表面取向偏离主取向的角度称为取向差角（misorientation angle）。）通过对数十个不同取向的多晶晶粒的逐一定位SEM表征，他们发现了一系列未被报道过的现象（图2）：1）纳米图案类型和周期对晶面取向的依赖性是否显著取决于所属的主取向区域；2）在同一主取向区域内，纳米图案类型和周期随着取向差角的改变呈现渐变性规律；3）对于具有相同取向差角但偏向不同主取向的晶面，纳米图案类型和周期也发生变化；4）在两个或三个主取向的交界处，纳米图案类型和周期基本相同。他们进一步测试和分析了一系列取向差角可控的单晶铝样品（图3），证实了上述多晶样品的结果，并揭示出目前尚难以解释的单晶和多晶样品间的图案周期性大小的差异问题（图4）。图1 （a）电解抛光多晶Al样品的EBSD分析IPF图，（b）放大后的IPF图和IPF三角显示三个相邻的A、B、C晶粒及其所属的主取向区域和各自的晶面取向差角值，（c）三个晶粒的定位SEM形貌图像，相邻晶粒被晶界隔开并交于一点，（d–f）三个晶粒的AFM形貌图像和细节放大图及FFT分析图，（g–i）为对应AFM图中白线段的线轮廓分析图。图2 （a）电解抛光后不同晶面取向的多晶铝晶粒在IPF三角中的位置图，（b–y）不同晶粒表面的SEM形貌图和对应的FFT分析图（SEM图上均给出了取向差角和图案的周期）。图3 （a）不同晶面取向的单晶铝样品在IPF三角中的位置图，（b–s）电解抛光后不同单晶样品表面的SEM形貌图和对应的FFT分析图（SEM图上均给出了取向差角和图案的周期）。图4（a，b）单晶和多晶样品的表面纳米图案周期（L）随取向差角（θ）变化的L–θ图，上方刻图轴给出了三个主取向区域内与θ对应的所属表面的表面台阶宽度（w）。（c，d）单晶和多晶样品的各晶面在IPF三角中的对应位置图。L–θ图和IPF三角中的几条连线，表示的是连接了近似位于延某个主取向辐射出去的直线上的若干晶面（及IPF三角中的若干对应的点）。为了解释实验结果，他们建立了一系列不同取向晶面的表面原子排列的“平台–台阶”模型（图5），还特别关注了更复杂的“平台–台阶–扭折”表面结构（图6）。尽管尚没有考虑表面驰豫、重构等的影响，他们根据表面结构特征随取向差角的变化规律，解释了实验观察到的纳米图案类型和取向差角的关系。比如，在一个主取向区域内，随着取向差角的增大，表面台阶宽度逐渐减小而不是突变，界面能的变化也应该呈现渐变的特性，这就解释了纳米图案的类型随取向差角改变的渐变现象。此外，在两个或三个主取向区域的交界处，大取向差的晶面的表面结构（平台宽度和台阶处的原子排列）很相似，所以导致纳米图案的类型基本相同。而不考虑上述结构特征，就很难解释实验上观察到的现象。图5（a–f）[001]和[101]//ND主取向区域内6个不同取向差角的晶面的表面“平台–台阶”结构模型的正视图和侧视图。表面单胞用红色平行四边形或矩形表示。（g）6个晶面在IPF三角中的位置图。图6 （a–c）[001]//ND主取向区域内3个取向差角相等但偏向不同方向的晶面的表面“平台–台阶–扭折”结构模型的正视图。表面单胞用红色平行四边形表示，特别给出了平均台阶宽度。（d）3个晶面在IPF三角中的位置图。图7 在电解抛光过程中吸附分子在不同平台宽度“平台–台阶”表面的扩散和脱附行为差异的示意图。（a）宽平台表面；（b）窄平台表面。他们基于表面结构影响电化学溶解和界面分子吸附、扩散行为的理论框架，对文献中现有的“吸附–溶解”理论进行了深化，进一步提出了表面平台宽度和台阶位点的数量会影响电解抛光液中的表面吸附分子（如乙醇）在表面的扩散（以扩散系数表征）和吸脱附（脱附速率常数）行为。取向差角越大，平台宽度越窄（台阶密度也越大），分子在表面的扩散障碍越大，但同时脱附也更困难，这二者的竞争导致图案的周期先增加并逐渐达到峰值后减小。以外，他们还提出了一套结合SEM测量和图像的FFT处理的分析步骤，以此为基准来准确确定准无序纳米图案的平均周期大小，有效避免了单点测量的较大偏差。以上研究工作，对铝及其它金属（如Ti，Ta，Zn，W）及合金的电解抛光表面纳米图案化研究具有普通意义。甘阳教授课题组正在继续深入研究更多实验因素的影响、图案演化的计算机模拟及理论模型的建立，力图全面揭示金属电解抛光表面纳米图案的形成机理。该研究得到了国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划项目等的资助。恭喜哈尔滨工业大学化工与化学学院甘阳老师课题组使用蔡司场发射扫描电镜做科学研究，取得丰硕的科研成果！