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光偏置放大器

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光偏置放大器相关的资讯

  • 锁相放大器OE1022应用在黑磷中激子Mott金属绝缘体转变的量子临界现象测量
    关键词:量子相变 锁相放大器 超导超流态 说明:本篇文章使用赛恩科学仪器OE1022锁相放大器测量【概述】 2022年,南京大学王肖沐教授和施毅教授团队在nature communications发表了一篇题为《Quantum criticality of excitonic Mott metal-insulator transitions in black phosphorus》文章,报道了黑磷中激子Mott金属-绝缘体转变的光谱学和传输现象。通过光激发来不断调控电子-空穴对的相互作用,并利用傅里叶变换光电流谱学作为探针,测量了在不同温度和电子-空穴对密度参数空间下的电子-空穴态的综合相图。 【样品 & 测试】 文章使用锁相放大器OE1022对材料的传输特性进行测量,研究中使用了带有双栅结构(TG,BG)的BP器件,如图1(a)所示,约10纳米厚的BP薄膜被封装在两片六角形硼氮化物(hBN)薄片之间,为了保持整个结构的平整度,使用了少层石墨烯薄片来形成源极、漏极和顶栅接触,以便在传输特性测量中施加恒定的电位移场。图一 (a)典型双栅BP晶体管的示意图。顶栅电压(VTG)和底栅电压(VBG)被施加用于控制样品(DBP)中的载流子密度和电位移场。(b) 干涉仪设置的示意图,其中M1,M2和BS分别代表可移动镜子,静止镜子和分束器。 在实验中,迈克耳孙干涉仪的光程被固定在零。直流光电流直接通过半导体分析仪(PDA FSpro)读取。光电导则采用标准的低频锁相方案测量,即通过Keithley 6221源施加带有直流偏置的11Hz微弱交流激励电压(1毫伏)至样品,然后通过锁相放大器(SSI OE1022)测量对应流经样品的电流。图二(a)在不同激发功率下,综合光电流随温度的变化。100% P = 160 W/cm² 。(b) 在每个激发功率下归一化到最大值的光电流。(c)从传输特性测量中提取的与温度T相关的电阻率指数为函数的相图,作为T和电子-空穴对密度的函数。(d)不同电子-空穴对密度在过渡边界附近的电阻率与温度的关系 【总结】 该文设计了一种带有双栅结构的BP器件,通过测量器件的傅里叶光电流谱和传输特性,观测到从具有明显激子跃迁的光学绝缘体到具有宽吸收带和粒子数反转的金属电子-空穴等离子体相的转变,并且还观察到在Mott相变边界附近,电阻率随温度呈线性关系的奇特金属行为。文章的结果为研究半导体中的强相关物理提供了理想平台,例如研究超导与激子凝聚之间的交叉现象。【文献】 ✽ Binjie Zheng,Yi Shi & Xiaomu Wang et al. " Quantum criticality of excitonic Mott metal-insulator transitions in black phosphorus." nature communications (2022) 【推荐产品】
  • 新材料助力大化所推出低价、高性能光电放大器组件
    仪器信息网讯 2016年10月10日,慕尼黑上海分析生化展(analytica China 2016)召开同期,中国科学院大连化学物理研究所(以下简称:大化所)携AccuOpt 2000光电放大器组件、小型化学衍生器等产品参加。 中国科学院大连化学物理研究所参加analytica China 2016  大化所研究员关亚风向仪器信息网介绍了AccuOpt 2000光电放大器组件的特点及潜在的优势应用领域。AccuOpt 2000光电放大器组件的检测器采用了硅光二极管制成的检测器,结合自有的信号放大电路设计,使得AccuOpt 2000的噪音电平达到0.01mV。硅光二极管检测器的应用,使AccuOpt 2000的光谱响应范围为320~1100nm,覆盖近红外光波段,可替代昂贵的红外增强型光电倍增管。同时,这也给AccuOpt 2000带来了抗震、抗强光的特点,为适应更多的应用场合带来潜在的优势。AccuOpt 2000仅需5~12V的供电电源,并能在2分钟内平衡稳定,一方面能降低仪器在供电电源方面的成本;同时,专为AccuOpt 2000提供的DC-DC电源,12V输入,单块电源功率2W或3W,就能同时为8支AccuOpt 2000供电,这也大大减少仪器运行中的能源消耗,契合当前绿色仪器的发展大趋势。 AccuOpt 2000光电放大器组件  AccuOpt 2000价格远低于光电倍增管,如果应用于食品快检领域,将为用户提供低价、高质的食品安全快速筛查解决方案。从大化所展位现场看到,AccuOpt 2000已经成功应用于LED荧光检测器、激光诱导荧光检测器、叶绿素α 检测器中。据了解,AccuOpt 2000已经实现批量化生产,第一批生产1000支。  大化所的小型化学衍生器也吸引了信息网编辑的目光。这是一款小型柱后碘/溴化学衍生器,能使黄曲霉毒素B1和G1的荧光强度提高6.5倍。关亚风介绍到,该款小型化学衍生器已经批量生产100台,完全具备了批量化生产能力,为国内企业的供货价格将是市场同类产品的4分之一。 小型化学衍生器  关亚风特别提到,是新材料在零部件上的使用,实现了AccuOpt 2000低价和高性能这两者之间的很好结合。
  • 国仪量子 |“去伪存真”,锁相放大器在量子精密测量系统中的应用
    随着科技的进步,人们想要了解的现象越来越精细、想测量的信号也越来越微弱。而微弱信号常淹没在各种噪声中,锁相放大器可以将微弱信号从噪声中提取出来并对其进行准确测量。锁相放大器在光学、材料科学、量子技术、扫描探针显微镜和传感器等领域的研究中发挥着重要作用。国仪量子,赞1锁相放大器在精密磁测量中的应用在精密磁测量领域,特别是低频磁场测量领域,系综氮-空位(NV)色心磁测量方法发展迅速。其中连续波测磁系统是对NV色心施加连续的微波和激光进行自旋操控,从而实现高精度磁测量的实验系统。其基于NV色心基态的零场分裂和磁共振现象,当没有外磁场时,NV色心的ODMR谱如图所示,对NV色心打入共振频率的微波,其荧光强度最小。当存在外磁场时,外磁场会影响NV色心的塞曼劈裂的能级差,从而产生偏共振现象,使得荧光强度发生变化。我们将微波频率定于NV色心连续波谱的斜率最大处,则当外磁场发生变化,其荧光强度的变化最明显,从而提高测量的灵敏度。NV色心的ODMR谱为了提高测量信号的信噪比,通常采用锁相放大的方法,将微波信号进行频率调制,从而避开电测量系统的1/f噪声,实现更高的测量精度。其系统如下图所示,锁相放大器的参考输出信号和微波源进行频率调制后,通过辐射结构将微波电信号转化成磁场信号,作用于NV色心,然后将NV色心发射的荧光信号进行光电转换后用锁相放大器的电压输入通道进行采集,通过解调后即可得到系综NV色心样品的周围环境的磁场信号大小。参考文献:基于金刚石氮-空位色心系综的磁测量方法研究 -- 谢一进锁相放大器在磁成像——扫描NV探针显微镜中的应用扫描NV探针显微镜是利用金刚石NV色心作为磁传感器的扫描探针显微镜,其将光探测磁共振ODMR和AFM进行了巧妙结合,通过对钻石中NV色心发光缺陷的自旋进行量子操控与读出,来实现磁学性质的定量无损成像,具有纳米级的高空间分辨率和单自旋的超高探测灵敏度。国仪量子推出的量子钻石原子力显微镜其系统结构如下图所示,包括了NV色心成像系统和AFM控制系统。AFM控制系统负责将金刚石NV色心在待测样品上进行平面二维扫描,而NV色心对扫描区域的微弱磁信号进行高分辨率的探测,从而最终形成高分辨率的磁成像。在AFM的扫描过程中,金刚石与样品的距离是通过锁相放大器来进行控制的。金刚石NV色心固定在石英音叉上,形成探针。石英音叉有固定的振动频率,当探针在样品表面移动时,随着样品与探针的距离变化,石英音叉的共振幅度会发生变化。我们使用锁相放大器对音叉的振动信号进行采集和解调后,通过锁相放大器内部的PID反馈控制就可以实现样品位移台垂直方向(Z方向)的动态调节,从而使样品到NV色心探针的距离保持相同。锁相放大器主要用于AFM的控制系统中国仪量子数字锁相放大器LIA001MLIA001M锁相放大器是一款高性能、多功能的数字锁相放大器,基于先进硬件和数字信号处理技术设计,配合丰富的模拟输入输出接口,集可视化锁相放大器、虚拟示波器、参数扫描仪、信号发生器、PID控制器等多种功能于一体,有效的简化科研工作流程和设备依赖,提高科研效率和质量。数字锁相放大器LIA001M
  • 科学家构筑出表面增强拉曼光谱单热点放大器
    p  近日,中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员杨良保等利用自发的毛细力捕获纳米颗粒,构筑了由单根银纳米线和单个金纳米颗粒组成的单热点放大器,实现了表面增强拉曼光谱(SERS)高稳定和超灵敏检测。相关成果以A capillary force-induced Au nanoparticle–Ag nanowire single hot spot platform for SERS analysis为题,作为封面文章发表在Journal of Materials Chemistry C (J. Mater. Chem. C., 2017, 5, 3229-3237) 杂志上,得到了同行和杂志编辑的高度肯定。br//pp  表面增强拉曼光谱(SERS)因其独特的分子指纹信息以及超灵敏检测优势,被广泛应用于各个领域。但是SERS热点一直受方法繁琐、不均一等问题困扰。因此,如何简单构筑均一可靠的SERS热点是人们一直追求的目标。/pp  基于此目标,杨良保等利用司空见惯的毛细力构筑了由纳米线和纳米颗粒组成的点线单热点放大器。纳米颗粒在毛细力作用范围内,被捕获到纳米线表面,因此耦合的纳米线和纳米颗粒产生了巨大的电磁场增强 其次,纳米颗粒与纳米线耦合形成的孔道可通过毛细力自发捕获待测物进入热点,进而放大热点区域待测物的拉曼信号。实验和理论结果均表明:利用毛细力构筑的单热点结构能够放大待测物信号,且毛细力捕获的颗粒位置差异对电磁场分布影响较小。该项研究工作利用毛细力构筑单热点放大器,不仅避免了颗粒团聚造成的SERS热点不均一难题,也解决了使用巯基等聚合物对基底组装引起的信号干扰问题。/pp  以上研究工作得到了国家自然科学基金(21571180, 21505138)和博士后自然科学基金特别资助(2016T90590)的支持。(来源:中科院合肥物质科学研究院)/ppbr//ppbr//p
  • 关亚风团队“微光探测器(光电放大器)”通过成果鉴定
    1月27日,由大连化物所微型分析仪器研究组(105组)关亚风研究员、耿旭辉研究员团队研发的“微光探测器(光电放大器)”通过了中国仪器仪表学会组织的新产品成果鉴定。鉴定委员会一致认为:该产品设计新颖、技术创新性强,综合性能达到国际先进、动态范围和长期稳定性能达到国际领先水平,同意通过鉴定。  微光探测器是科学仪器和光学传感器中的关键器件之一,广泛应用于表征仪器和化学分析仪器中,如物理发光、化学发光、生物发光、荧光、磷光、以及微颗粒散射光等弱光探测中,其性能决定着光学检测仪器的灵敏度和动态范围指标。该团队经过十五年技术攻关,成功研制了具有自主知识产权的高灵敏、低噪音、低漂移的AccuOpt 2000系列微光探测器(光电放大器),并批量生产,用于替代进口光电倍增管(PMT)、制冷型雪崩二极管(APD)和深冷型光电二极管(PD)对弱光的探测。  该微光探测器已形成产品,在单分子级激光诱导荧光检测器、黄曲霉毒素检测仪、深海原位荧光传感器等多款仪器上应用,替代PMT得到相同的检测信噪比和更宽的动态线性范围。经权威机构检测和多家用户使用表明,该微光探测器具有比进口PMT更好的重复性、稳定性和性能一致性,具有广阔的应用前景。  由于疫情原因,鉴定会以线上会议方式召开。该项目研发得到了国家自然科学基金、中国科学院重点部署项目等资助。
  • 中科院杨良保团队构筑表面增强拉曼光谱单热点放大器
    p  近日,中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员杨良保等利用自发的毛细力捕获纳米颗粒,构筑了由单根银纳米线和单个金纳米颗粒组成的单热点放大器,实现了表面增强拉曼光谱(SERS)高稳定和超灵敏检测。相关成果以A capillary force-induced Au nanoparticle–Ag nanowire single hot spot platform for SERS analysis为题,作为封面文章发表在Journal of Materials Chemistry C (J. Mater. Chem. C., 2017, 5, 3229-3237) 杂志上,得到了同行和杂志编辑的高度肯定。/pp  表面增强拉曼光谱(SERS)因其独特的分子指纹信息以及超灵敏检测优势,被广泛应用于各个领域。但是SERS热点一直受方法繁琐、不均一等问题困扰。因此,如何简单构筑均一可靠的SERS热点是人们一直追求的目标。/pp  基于此目标,杨良保等利用司空见惯的毛细力构筑了由纳米线和纳米颗粒组成的点线单热点放大器。纳米颗粒在毛细力作用范围内,被捕获到纳米线表面,因此耦合的纳米线和纳米颗粒产生了巨大的电磁场增强 其次,纳米颗粒与纳米线耦合形成的孔道可通过毛细力自发捕获待测物进入热点,进而放大热点区域待测物的拉曼信号。实验和理论结果均表明:利用毛细力构筑的单热点结构能够放大待测物信号,且毛细力捕获的颗粒位置差异对电磁场分布影响较小。该项研究工作利用毛细力构筑单热点放大器,不仅避免了颗粒团聚造成的SERS热点不均一难题,也解决了使用巯基等聚合物对基底组装引起的信号干扰问题。/pp  以上研究工作得到了国家自然科学基金(21571180, 21505138)和博士后自然科学基金特别资助(2016T90590)的支持。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/c1557673-0290-4c66-b7f3-c167bb5da6fc.jpg" title="微信图片_20170518091903_副本.jpg"//pp style="text-align: center "文章封面以及毛细力构筑单热点结构示意图/p
  • 合肥研究院构筑出表面增强拉曼光谱单热点放大器
    p  近日,中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员杨良保等利用自发的毛细力捕获纳米颗粒,构筑了由单根银纳米线和单个金纳米颗粒组成的单热点放大器,实现了表面增强拉曼光谱(SERS)高稳定和超灵敏检测。相关成果以A capillary force-induced Au nanoparticle–Ag nanowire single hot spot platform for SERS analysis为题,作为封面文章发表在Journal of Materials Chemistry C (J. Mater. Chem. C., 2017, 5, 3229-3237) 杂志上,得到了同行和杂志编辑的高度肯定。/pp style="text-align: center "img width="250" height="321" title="ea14fe0b8668f5b02fa47ae1ab982279.jpg" style="width: 250px height: 321px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/noimg/f983e4b8-d607-4608-b35c-43557cf4f477.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp  表面增强拉曼光谱(SERS)因其独特的分子指纹信息以及超灵敏检测优势,被广泛应用于各个领域。但是SERS热点一直受方法繁琐、不均一等问题困扰。因此,如何简单构筑均一可靠的SERS热点是人们一直追求的目标。/pp  基于此目标,杨良保等利用司空见惯的毛细力构筑了由纳米线和纳米颗粒组成的点线单热点放大器。纳米颗粒在毛细力作用范围内,被捕获到纳米线表面,因此耦合的纳米线和纳米颗粒产生了巨大的电磁场增强 其次,纳米颗粒与纳米线耦合形成的孔道可通过毛细力自发捕获待测物进入热点,进而放大热点区域待测物的拉曼信号。实验和理论结果均表明:利用毛细力构筑的单热点结构能够放大待测物信号,且毛细力捕获的颗粒位置差异对电磁场分布影响较小。该项研究工作利用毛细力构筑单热点放大器,不仅避免了颗粒团聚造成的SERS热点不均一难题,也解决了使用巯基等聚合物对基底组装引起的信号干扰问题。/pp  以上研究工作得到了国家自然科学基金(21571180, 21505138)和博士后自然科学基金特别资助 (2016T90590)的支持。/p
  • 日本将禁止向俄罗斯出口示波器、光谱仪、信号放大器、信号发生器等产品
    近日,日本经济产业省公布了在乌克兰军事行动后将禁止向俄罗斯出口的产品清单。该禁令包括57个项目,将于3月18日生效。该部表示,该清单包括31种通用商品和26种技术项目,包括软件。出口禁令适用于半导体、雷达、传感器、激光器、通信设备、记录设备及其组件、示波器、光谱仪、信号放大器、信号发生器、电阻器、加密设备、电视摄像机、滤光片和氟化物光纤。此外,还对导航设备、无线电电子设备、水下监视设备、潜水设备和柴油发动机实施了禁令。此外,禁止的是拖拉机部件,飞机及其部件的燃气涡轮发动机以及炼油设备。2月24日,在分离的顿巴斯共和国呼吁帮助保卫自己免受乌克兰军方的攻击后,俄罗斯在乌克兰发动了军事行动。作为回应,西方国家对莫斯科实施了全面制裁。
  • 科学家试制新型“激声”放大器
    据美国物理学家组织网9月8日(北京时间)报道,在今年庆贺激光诞生50周年之际,科学家正在研究一种新型的相干声束放大器,其利用的是声而不是光。科学家最近对此进行了演示,在一种超冷原子气体中,声子也能在同一方向共同激发,就和光子受激发射相似,因此这种装置也被称为“激声器”。  声子激发理论是2009年由马克斯普朗克研究院和加州理工学院的一个科研小组首次提出的,目前尚处于较新的研究领域。其理论认为,声子是振动能量的最小独立单位,也能像光子那样,通过激发产生高度相干的声波束,尤其是高频超声波。他们首次描述了一个镁离子在电磁势阱中被冷冻到大约1/1000开氏温度,能生成单个离子的受激声子。但是单个声子的受激放大和一个光子还有区别,声子频率由单原子振动的频率所决定而不是和集体振动相一致。  在新研究中,葡萄牙里斯本高等技术学院的J.T.曼登卡与合作团队把单离子声子激发的概念,扩展到一个大的原子整体。为了做到这一点,他们演示了超冷原子气体整合声子激发。与单离子的情况相比,这里的声子频率由气态原子的内部振动所决定,和光子的频率是由光腔内部的振动所决定一样。  无论相干电磁波,还是相干声波,最大的困难来自选择系统、频率范围等方面。曼登卡说,该研究中的困难是要模仿光波受激放大发射的机制,但产生的是声子,而不是光子。即通过精确控制超冷原子系统,使其能完全按照激光发射的机制来发射相干声子。  新方法将气体限定在磁光陷阱中,通过3个物理过程产生激态声子。首先,一束红失谐激光将原子气体冷却到超冷温度 然后用一束蓝失谐光振动超冷原体气体,生成一束不可见光,最后使原子形成声子相干发射,此后衰变到低能级状态。研究人员指出,最后形成的声波能以机械或电磁的方式与外部世界连接,系统只是提供一种相干发射源。  关于给声子激发命名,科学家先是沿袭“镭射(laser)”之名使用了“声射(saser)”,即声音受激放大发射。但曼登卡认为使用“激声(phaser)”更准确,它强调了声子的量子特性而不是声音,也暗示了其发射过程类似于光子受激发射。  高相干超声波束的一个可能用途是,在X光断层摄影术方面,能极大地提高图像的解析度。曼登卡说:“激光刚开发出来时,仅被当做一种不能解决任何问题的发明。所以,对于激声,我们现在担心的只是基础科学方面的问题,而不是应用问题。”
  • 外部参考信号、全新屏显,你要的升级锁相放大器来啦!
    锁定放大器用于测量非常小的交流信号,即使小信号被数千倍大的噪声源所掩盖,也可以进行准确的测量。这种设备用利用一种称为相敏检测(phase-sensitive detection, PSD)的技术来挑选出特定参考频率和相位的信号分量,提取具有已知载波的调制信号。锁定放大器在各种光学测量仪器个设备中扮演着十分关键的角色。昕虹光电HPLIA微型双通道调制解调锁相放大器以当今FPGA +ARM单片机的业界流行配置而设计,长期深受用户青睐。迎接2022年,我们回应广大客户的需求,推出了升级版HPLIA Plus调制解调锁相放大器,不仅提升了颜值,更支持了大家期待已久的外部参考信号输入,实现更便捷、更弹性的调制和解调功能!海尔欣HPLIA Plus外观展示图HPLIA Plus 亮点:1.老版仅支持内部同步DDS信号,进行独立的双通道内同步解调。而HPLIA Plus终于支持外同步模式啦!用户可选择去同步外部输入的参考信号模式,而由Input1去解调微弱信号。内外同步模式,便于用户灵活自选调制信号,让您的实验设置更弹性!2.在外同步模式下,其中一路调制通道DDS输出与用户参考信号锁相的正弦波,可以用于同步其他HPLIA Plus,这样的配置可使多通道锁相解调成为可能,可借由数个HPLIA Plus锁相放大器串联,实现简易、便捷、经济的多路信号同步锁相解调。3.全新的UI界面,支持原有PC显示或机身自带高分辨触摸显示屏,实验设备玩出高级感!
  • “精密大带宽锁相放大器的研发及应用”获得立项
    近日,由赛恩科仪团队首席技术顾问中山大学王自鑫副教授作为项目负责人申报的国家重点研发计划“精密大带宽锁相放大器的研发及应用”获批立项;项目将实现超过100M带宽的精密锁相放大器,将研究复杂电磁环境下的微弱信号解耦合技术,实现高带宽高精度的锁相放大器检测技术。赛恩科仪拥有多位在集成电路设计、电磁兼容性分析、数字信号处理等领域具有丰富经验的归国留学人员,一直依托中山大学微电子系、物理系、中山大学光电材料与技术国家重点实验室从事微弱信号仪器检测相关的研究工作。赛恩科仪是一家专注微弱信号检测技术近二十年的国家高新技术企业,拥有本领域的系列核心知识产权。公司推出涵盖各个频段的系列锁相放大器产品,性能参数全面覆盖国际同行,在国内外数百家科研机构与企业得到应用,深受国内外客户的一致好评。
  • 【邀请函】锁相放大器工作原理及应用和Moku产品介绍网络研讨会
    【邀请函】锁相放大器工作原理及应用和Moku产品介绍网络研讨会昊量光电邀您参加2022年01月19日锁相放大器工作原理及应用和Moku产品介绍网络研讨会。由Liquid Instruments研发的Moku系列多功能综合测量仪器在量子光学、超快光学、冷原子、材料科学和纳米技术等领域都有着广泛的应用,尤其是他的锁相放大器、PID控制器和相位表、激光器稳频功能,单一设备满足实验室多种测量、控制应用需求。在本次网络研讨会中,您将了解到锁相放大器的基本原理及应用,并提供对应的信号的检测方案介绍。主办方上海昊量光电设备有限公司,Liquid Instruments会议主题锁相放大器工作原理及应用和Moku产品介绍会议内容1. 锁相放大器的基本原理2. 锁相放大器在光学领域的重要应用方向-测量信号振幅(强度)以及相位3. 如何设置锁相放大器的调制频率和时间常数4. 应用介绍:超快光谱和锁相环/差频激光锁频5. 如何通过锁相环来解决锁相放大器测相位时的局限性6. 问题环节主讲嘉宾应用工程师:Fengyuan (Max) Deng, Ph.D.简介:普渡大学化学博士学位,主要研究非线性光学显微成像方向。应用工程师:Nandi Wuu, Ph.D.简介:澳洲国立大学工程博士学位,主要研究钙钛矿太阳能电池。直播活动1.研讨会当天登记采购意向并在2022年第一季度内采购的客户,可获赠Moku:Go一台!其中采购Pro还可加赠云编译使用权限一年。 2.联系昊量光电并转发微信文章即可获得礼品一份。直播时间:2022年01月19日报名方式:欢迎致电昊量光电报名成功!开播前一周您将收到一封确认电子邮件,会详细告知如何参加线上研讨会。期待您的参与,研讨会见!
  • 上海光机所在超短脉冲掺Yb大模场磷酸盐光纤放大器方面取得进展
    近日,中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室胡丽丽研究团队在超短脉冲大模场多组分玻璃光纤放大器方面取得重要进展。相关研究成果于5月在线发表于《中国激光》。   大能量、高峰值功率超短脉冲激光在远距离激光雷达、地震探测、主动照明等领域具有重要应用价值。主振荡脉冲放大系统(MOPA)是超短脉冲激光的主要运行方式,其中有源增益光纤是关键核心部件。目前,传统有源石英光纤存在稀土离子溶解度有限、难以保证低数值孔径(NA)纤芯制备的均匀性等问题,导致其使用长度较长(数米),纤芯直径通常小于40μm,具有较低的非线性阈值,进而限制其输出的脉冲能量。相比之下,多组分氧化物玻璃具有稀土掺杂浓度高、光学均匀性好等优势,能够获得模场面积大、吸收系数高的大模场增益光纤,从而大幅提升大能量脉冲放大的非线性阈值。   然而,大模场光纤的制备难点在于降低数值孔径的同时保持极高的均匀性。例如,要实现NA为0.03的单模掺Yb光纤,则需要纤芯与包层玻璃的折射率差值小于3×10-4,这要求玻璃本身的光学均匀性达到10-5量级。   研究团队从大尺寸、高光学均匀性磷酸盐激光玻璃的制备工艺出发,采用光学均匀性约为1×10-6的高掺Yb磷酸盐玻璃作为光纤基质,在自研高掺Yb大模场磷酸盐光纤中实现了平均功率27.3W的脉冲激光放大输出。该系统采用掺Yb大模场磷酸盐双包层光纤(30/135/280μm)与匹配无源石英光纤(20/130μm)异质熔接的全光纤方案(熔点损耗为0.3 dB),结构如图1所示。其中,信号光波长为1030nm、脉宽为30ps、重复频率为27MHz,掺Yb磷酸盐光纤的纤芯和内包层的NA分别为0.03和0.41,纤芯中Yb2O3质量分数为6%,背景损耗为0.61300nm,使用长度为30cm;采用976 nm包层泵浦,获得放大后脉冲激光的平均功率如图2所示,最大输出平均功率为27.3W,斜率效率为71.4%,同时未观察到受激布里渊散射等非线性效应。该结果体现出了磷酸盐玻璃在高掺杂能力、高光学均匀性以及高非线性阈值的优势。图 1. 掺Yb磷酸盐大模场光纤脉冲激光放大器结构图   Fig. 1. Structural diagram of pulsed laser amplifier using Yb-doped large-mode-area phosphate fiber图 2. 放大的脉冲激光的平均功率随泵浦功率的变化,插图是输出激光的光斑和光谱   Fig. 2. Average power of amplified pulsed laser versus pump power with spot and spectrum of output laser shown in inset
  • 赛恩科仪双通道锁相放大器被以色列维茨曼研究所应用在SQUID扫描显微镜测量中
    赛恩科仪双通道锁相放大器OE1022D被以色列维茨曼研究所应用在SQUID扫描显微镜测量中,维茨曼研究所已累计采购了十多台赛恩科学仪器的锁相放大器,该型号锁相放大器获得以色列维茨曼研究所的认可,具体见如下用户评价:
  • 【新品发布】Moku:Go 仪器套件新增数字滤波器、FIR滤波器生成器、锁相放大器功能
    【新品发布】Moku:Go 仪器套件新增数字滤波器、FIR滤波器生成器、锁相放大器功能Moku:Go提供全面的便携式实验室解决方案,不仅集成了工程实验教学所需的仪器套件,还可满足工程师和学生测试设计、研发等项目。Liquid Instruments最新发布Moku:Go应用程序,新增数字滤波器、FIR滤波器生成器、锁相放大器三个仪器功能。用户现在可以使用数字滤波器来创建IIR滤波器,使用FIR滤波器生成器来设计FIR滤波器,使用锁相放大器从噪声环境中提取已知频率的信号。这一更新使Moku:Go上集成的仪器总数达到了11种,将面向信号与系统等方向提供更完善的实验教学方案,不仅使电子信息工程、电气工程、自动化控制等学科教学进一步受益,并扩展到物理学、计算机科学等领域。数字滤波器数字滤波器作为设计和创建无限冲激响应(IIR)滤波器的常用工具,用户能够创建参数可调的高达8阶的低通、高通、带通和带阻IIR滤波器。这对噪声过滤、信号选择性放大等很有用。此外,Moku:Go的数字滤波器还集成示波器和数据记录器,有助于解整个信号处理链的参数变化,并轻松采集记录这些信号随时间的变化。 FIR滤波器生成器利用Moku:Go的FIR滤波器生成器,用户可以创建和部署有限冲激响应(FIR)滤波器。使用直观的用户界面,在时域和频域上微调您的滤波器的响应。锁相放大器作为第yi个在教育平台上提供的全功能锁相放大器设备,Moku:Go的锁相放大器满足更高级实验教学,如激光频率稳定和软件定义的无线电(Software Defined Radio,SDR)等。作为Liquid Instruments的Moku:Lab和Moku:Pro的旗舰仪器,Moku:Go增加了锁相放大器,使学生在其职业生涯中与Moku产品一起成长。其他更新和即将推出功能在此次更新中,Moku:Go也新增了对LabVIEW应用接口的支持,确保用户易于集成到更复杂的现有实验装置中。今年,Liquid Instruments计划进一步扩大软件定义的测试平台。届时,Moku:Go将在现有的逻辑分析仪仪器上增加协议分析,还将提供“多仪器并行模式”和“Moku云编译(Cloud Compile)”。多仪器模式允许同时部署多个仪器,以建立更复杂的测试配置,而Moku云编译使用户能够直接在Moku:Go的FPGA上开发和部署自定义数字信号处理。这些更新预计将在今年6月推出,将推动Moku:Go成为整个STEM教育课程的主测试和测量套件。目前Moku:Go的用户已经可以通过更新他们的Moku桌面应用程序来访问数字滤波器、FIR滤波器生成器和锁相放大器仪器功能。您也可以联系我们免费下载Moku桌面应用程序体验Moku:Go仪器演示模式。Liquid Instruments基于FPGA的平台的优势,将Moku:Lab和Moku:Pro上的仪器快速向下部署到Moku:Go上,并以可接受的成本提供一致的用户体验。如果您对Moku:Go 在数字信号处理、信号与系统、控制系统等教学方案感兴趣,请联系昊量光电进一步讨论您的应用需求。更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电:上海昊量光电设备有限公司是国内知名光电产品专业代理商,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,涉及应用领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及更细分的前沿市场如量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、激光制造等;可为客户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。
  • 量子半导体器件实现拓扑趋肤效应,可用于制造微型高精度传感器和放大器
    科技日报北京1月22日电 德国维尔茨堡—德累斯顿卓越集群ct.qmat团队的理论和实验物理学家开发出一种由铝镓砷制成的半导体器件。这项开创性的研究发表在最新一期《自然物理学》杂志上。由于拓扑趋肤效应,量子半导体上不同触点之间的所有电流都不受杂质或其他外部扰动的影响。这使得拓扑器件对半导体行业越来越有吸引力,因为其消除了对材料纯度的要求,而材料提纯成本极高。拓扑量子材料以其卓越的稳健性而闻名,非常适合功率密集型应用。新开发的量子半导体既稳定又高度准确,这种罕见组合使该拓扑器件成为传感器工程中令人兴奋的新选择。利用拓扑趋肤效应可制造新型高性能量子器件,而且尺寸也可做得非常小。新的拓扑量子器件直径约为0.1毫米,且易于进一步缩小。这一成就的开创性在于,首次在半导体材料中实现了微观尺度的拓扑趋肤效应。这种量子现象3年前首次在宏观层面得到证实,但只是在人造超材料中,而不是在天然超材料中。因此,这是首次开发出高度稳健且超灵敏的微型半导体拓扑量子器件。通过在铝镓砷半导体器件上创造性地布置材料和触点,研究团队在超冷条件和强磁场下成功诱导出拓扑效应。他们采用了二维半导体结构,触点的排列方式可在触点边缘测量电阻,直接显示拓扑效应。研究人员表示,在新的量子器件中,电流—电压关系受到拓扑趋肤效应的保护,因为电子被限制在边缘。即使半导体材料中存在杂质,电流也能保持稳定。此外,触点甚至可检测到最轻微的电流或电压波动。这使得拓扑量子器件非常适合制造尺寸极小的高精度传感器和放大器。
  • Molecular Devices 网络讲座:如何更有效使用Axon pCLAMP软件和Axon放大器系列讲座之二
    立即注册参加Axon传统电生理网络讲座 题目:全细胞电压钳记录模式为何需要补偿串联电阻?日期:2012年9月26日,周三时间:9:00 -10:00 AM 建议参会人包括:正要建立新电生理实验室的教授及研究人员大学研究院所和医药界的电生理学家 现在使用Axon软件及放大器的用户题目: 全细胞电压钳记录模式为何需要补偿串联电阻?主讲人:Jeffrey Tang, PhD, Product Marketing Manager of Axon Conventional Electrophysiology, Molecular Devices, LLC.请点击 在线注册 注册本次网络讲座。本次讲座费用全免,但是参会人数有限,请尽快注册。在线注册后,您将收到一封确认邮件,同时附有如何登陆本次网络讲座的资料。我们期待您的参与!若您在注册时遇到任何问题,请联系info.china@moldev.com或jeffrey.tang@moldev.com询问。
  • 科学岛团队构筑新型二维磁性同质偏置器件
    近期,中科院合肥研究院强磁场中心盛志高研究员课题组与中国科学技术大学张振宇教授等人合作,成功研发了一种新型二维同质偏置器件。与三维同类器件相比,该二维偏置器件具有无老化、可延长、可恢复等特点,不仅为低维磁性器件设计和交换偏置效应机理的研究提供了新思路,且有望成为二维电子技术与装备中的核心磁性元器件。相关研究成果发表在国际期刊先进材料(Advanced Materials)上,并申请了发明专利。   二维范德瓦尔斯磁性材料,因其层状结构、无悬键表面、强磁各向异性等特性,为基础磁性研究和低维磁性器件开发提供了极佳的平台。但弱的层间耦合作用,极大限制了二维磁性材料的功能器件应用。因此,如何有效通过界面工程,实现强的磁交换作用(如交换偏置效应,ExB),已成为构建二维磁性器件的关键科学问题之一。   针对这一问题,盛志高课题组经过大量材料筛选与技术探索,最终发现通过单轴压力技术,可以将具有铁磁基态的二维铁锗碲(Fe3GeTe2)材料诱导成为具有铁磁-反铁磁共存的材料同质、磁性异质结构,且发现该结构具有实用级的交换偏置效应。这一压力诱导相变被磁光测试、高分辨透射电子显微镜测试、及第一性原理计算证实。由于该材料同质、磁性异质结构的铁磁-反铁磁耦合发生在同质结内部,其原子级平滑的磁界面使其交换偏置效应展现出无老化(non-aging)、可延长(extendable),可恢复(rechargeable)等三维器件中不存在的优良特性。这一结果为设计和开发高性能二维磁性器件开辟了一条新的途径,其优异的交换偏置特性为二维磁性器件的有效应用提供了机遇。   强磁场中心盛志高研究员和中国科学技术大学张振宇教授为本文的共同通讯作者。山西师范大学许小红团队,中科院合肥研究院固体所罗轩、强磁场中心孙玉平团队共同参与此项课题研究。该项研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金、安徽省实验室方向基金、中科院合肥研究院院长基金、以及国家重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”(SHMFF)的支持。图1:(a)单轴加压处理后诱导FGT磁转变的示意图;(b)加压后FGT的磁光现象;(c)FGT无老化、可延长、可恢复的交换偏置效应示意图
  • 放大NO₂光谱信号 快速锁定大气污染“元凶”
    近日,中国科学院合肥物质科学研究院安徽光机所张为俊研究员团队在大气二氧化氮探测技术方面取得新突破,团队利用相敏检测的振幅调制腔增强吸收光谱技术,创立了一种能够快速灵敏检测大气环境中二氧化氮的新方法。这项研究成果日前发表于美国化学会(ACS)出版的《分析化学》上,并申请了发明专利保护。通俗地讲,就是把吸收到的二氧化氮光谱信号进行有效放大,再通过我们开发的可靠算法进行计算,最终实现对大气二氧化氮的精确探测。基于多模激光的振幅调制腔增强吸收光谱技术,适用于长期稳定运行、免人工维护的二氧化氮高灵敏度测量,因而具有很好的科研和业务应用前景。 导致大气污染的“元凶”之一“二氧化氮是对流层大气中主要的污染物,它的来源主要包括交通运输排放和工业生产过程中的化石燃料燃烧、农作物秸秆等生物质燃烧、大气当中的闪电和平流层光化学反应等过程。”中国科学院合肥物质科学研究院安徽光机所的周家成博士说道,大气中的二氧化氮对臭氧和二次颗粒的生成也起着重要作用,是形成酸雨的重要原因之一。“二氧化氮的光解是对流层臭氧的主要来源之一,其参与了光化学反应以及光化学烟雾的形成。”周家成说,二氧化氮通过光化学反应产生硝酸盐二次颗粒,导致大气能见度下降并进一步降低空气质量,是形成灰霾的主要因素。同时,排放到大气中的二氧化氮可以与水蒸气发生作用,产生硝酸和一氧化氮,进而形成酸雨。“正因如此,二氧化氮的高灵敏准确测量对大气化学研究以及大气污染防控具有重要意义。”周家成说,对于一些特殊应用场景,例如青藏高原、海洋等环境中,大气中二氧化氮浓度极低,只有高灵敏的仪器才能精确测量,进而开展相应的大气化学研究。此外,高灵敏的仪器还可以捕捉城市大气污染的深层次信息,例如通量等关键参数,从而更好地服务大气污染防控。放大光谱信号实现超极限探测一般而言,大气当中的每一种成分,都对应有特殊的光谱,也就是相当于这种组分的特殊身份识别标志特征。从原理上来讲,只要能够实现对某种大气组分光谱的高灵敏度探测,也就做到了对这种组分的精确探测。周家成介绍,他们团队创新研发的“基于多模激光的振幅调制腔增强吸收光谱技术”,是将调制技术与多模激光相结合的一种全新的高灵敏度吸收光谱技术。它的工作原理是把被调制的光强信号输入到相敏检波器中,与参考信号进行混频乘法运算,再经过窄带低通滤波器滤除掉其他噪声频率成分后,得到一个与输入信号成正比的直流信号,就可以直接用于吸收系数的计算。“通俗地讲,就是把吸收到的二氧化氮光谱信号进行有效放大,再通过我们开发的可靠算法进行计算,最终实现对大气二氧化氮的精确探测。”周家成告诉记者,“基于多模激光的振幅调制腔增强吸收光谱技术”集成了共轴腔衰荡吸收光谱的高光注入效率、离轴腔增强吸收光谱的低腔膜噪声,以及调制光谱的窄带高灵敏度微弱信号探测等优点,能够提供一种简单、可靠、低成本和自校准的二氧化氮绝对浓度测量方法。“它适用于长期稳定运行、免人工维护的二氧化氮高灵敏度测量,因而具有很好的科研和业务应用前景。”周家成介绍到,他们研制的这台仪器用到的一个关键部件,叫做“宽带多模二极管激光器”,即能够输出波长具有一定宽度,并且可以同时产生两个或多个纵模的激光器,它被作为整个仪器的探测光源。“正是由于它发出的激光光源能被二氧化氮分子所吸收,所以被用来进行二氧化氮浓度的测量。”周家成说,他们用到的这款激光器的中心波长为406纳米,带宽约为0.4纳米,它发射出的探测光源,恰好能够被二氧化氮分子所吸收。一般而言,某种仪器或探测方法,在探测某种参数时所能达到的极限,被称为“探测极限”,也代表了仪器的最高性能指标。周家成表示,他们研制的探测技术经过多次实际应用验证表明,超过探测极限浓度的二氧化氮也能够被测量到。助力北京冬奥会精准预报天气北京冬奥会期间,中国科学院合肥物质科学研究院安徽光机所研制的快速灵敏检测二氧化氮仪器被用于环境大气实时在线观测,为冬奥会高精度数值天气预报和多源气象数据融合等关键技术方法提供了必要的数据支持,共同构建了冬奥气象“百米级”预报技术体系。“在此之前,这台仪器在北京参加了‘超大城市群大气复合污染成因外场综合协同观测研究’项目,针对北京城市站点大气环境中氮氧化物的作用开展相关研究,对北京市大气复合污染成因解析起到了重要作用。”周家成表示,后续该仪器还将应用于青藏高原背景站点开展常年观测,填补青藏高原大范围区域二氧化氮有效观测数据的空白。谈起团队科研历程,周家成坦言,这其中充满了艰辛和不确定性,但还是有着很多乐趣。“为了验证仪器吸收测量的准确性,我们先在实验室开展不同浓度二氧化氮测量实验,但是结果始终和预期不一样。折腾了几个小时后,发现居然是外部锁相放大器的一个参数设置有误。”周家成说,这件事再次验证了“细节决定成败”的道理。自此以后,他每次实验前,都会仔细检查仪器的各项参数,防止出现类似的问题。周家成说,仪器在参加北京冬奥会观测期间,由于观测人员在实验前期对仪器操作不熟悉,光腔被正压气体冲击,导致无法用于测量。“当时我不在现场,内心十分着急,牵挂仪器,到了深夜都不能入睡,怕影响观测进度。”年后没几天,周家成携带工具前往北京维修,加班加点终于使仪器正常工作,赶上了综合实验的进度。“接下来,我们将对仪器进行小型化集成,利用锁相板代替商业锁相放大器,配合自动控制系统,使得这台仪器更加智能化、便携化。”周家成表示,未来他们团队还计划把这种二氧化氮探测技术与化学滴定、热解和化学放大法相结合,应用于一氧化氮、臭氧、活性氮和总过氧自由基的高精度测量。通过增加保护气,仪器还可应用于气溶胶消光系数的高灵敏度测量。
  • 国科大杭州高等研究院陈效双团队:基于六方氮化硼封装技术的钽镍硒非制冷红外光电探测器
    近日,国科大杭州高等研究院物理与光电工程学院陈效双研究员团队提出了一种通过六方氮化硼封装技术,实现从520 nm到4.6 μm工作波长的钽镍硒(Ta2NiSe5)非制冷红外光电探测器(PD)。该探测器在室温空气环境条件下具有较低的等效噪声功率(4.5 × 10−13W Hz−1/2)和较高的归一化探测率(3.5× 1010cm Hz1/2W−1),而且通过表征时间、偏置、功率和温度依赖等多方面因素,研究其不同波长辐射产生光电流的多重机制。此外,还展示了器件的偏振灵敏度和在不同的可见光、近红外、中波红外波长范围内的多功能成像应用。这些结果揭示了多功能的探测模式,为设计新型的纳米光电器件提供了一种新的思路。该成果以“H-BN-Encapsulated Uncooled Infrared Photodetectors Based on Tantalum Nickel Selenide”为题发表在期刊Advanced Functional Materials上(IF=19)。本工作也得到了国家自然科学基金委、上海市科委、中国科学院和浙江省自然科学基金委等项目的资助。本文利用干法转移堆叠,采用平面h-BN封装的金属-Ta2NiSe5-金属(源极和漏极)结构设计了Ta2NiSe5基PDs,如图1a所示。图1b的左侧面板显示了横截面透射电子显微镜图像,并证明原子堆中没有污染或无定形氧化物。图1d显示了在黑暗条件下和不同功率强度的激光照射(1550nm)下的I-V特性的比较,显示了近线性行为,表明Ta2NiSe5薄片和Cr/Au电极之间具有良好的欧姆接触。如图1e所示,对于窄带隙半导体Ta2NiSe5,光激发载流子的短瞬态寿命减少了电荷分离时间。Ta2NiSe5的高迁移率可以实现电场驱动的光生载流子的快速传输,降低复合的概率。520 nm至2 µm范围内的光响应机制被认为是光电导效应(PDE)。由于PDE,带间跃迁产生的电子-空穴对被施加的电场分离,并被图1h左侧面板中的电极收集。在可见光和近红外光谱中吸收光子,只要它们具有超过带隙的能量,就会触发电子-空穴(e-h)对的产生,从而调节材料的电导率。随后,这些产生的e-h对在外部电场的诱导下分离,产生光电流。基于Ta2NiSe5的PD在1550 nm处0 V和±1 V的扫描光电流映射(图1h)很好地验证了上述光电流起源的推测。图1. Ta2NiSe5基PD在大气环境中不同激光波长和功率下的光电特性。(a)基于Ta2NiSe5的PD的示意图。(b)Ta2NiSe5基PD的横截面TEM图像和相应的元素映射。(c)剥离的Ta2NiSe5纳米片的SEM图像和EDS元素图谱。(d)在1550 nm激光照射下,不同功率下的Iph-Vds曲线。(e)基于Ta2NiSe5的PD的单个响应过程,Vds为1V。(f)从具有绝对值的I-t曲线中提取的Vds和Plight相关光电流。(g)在1V偏压下基于Ta2NiSe5的PD下的光电流的线性功率和亚线性功率依赖性。(h)1550 nm激光照射下典型Ta2NiSe5基PD的扫描光电流图,以及−1、0和1 V偏压照射下从Ta2NiSe5到电极的光生载流子传输过程的说明。泡利阻塞抑制了在4.6 μm(0.27 eV)处产生电子-空穴对的直接光学跃迁。热效应机制被认为是控制MWIR区域光探测过程的潜在物理机制,如光热电效应和辐射热效应。对于辐射热效应的贡献,不需要外部偏置来产生光电流,如图2a所示,而不是依赖于自供电的工作模式。辐射热效应是指沟道材料由于吸收均匀的红外辐射而引起温度升高,从而导致电导率或光吸收等电学或光学性质变化。值得注意的是,辐射热效应需要外加电场。为了确定控制MWIR探测过程的主要机制,光响应被记录为功率和Vds的关系。光电流呈现负极性、零极性和正极性三个特征区域,分别对应图2a中的区域I、II和III。通过测量Ta2NiSe5基PDs电阻的温度依赖性(4-400 K),器件电阻的温度依赖性表现出典型的半导体热激发输运性质,表明热效应可以有效地增强器件电导(图2b)。电阻的温度系数(TCR)是辐射热效应的一个关键指标,在Vds=1 V时,Ta2NiSe5基PDs的TCR为-1.9% K-1。与快速的可见光-近红外光响应相反,在关闭光后漏极电流缓慢恢复,响应时间≈24 ms(图2c)。辐射热效应可以解释明显的光响应与缓慢的下降和上升时间,而不是光电导效应。该值是典型的辐射热特性(1-100 ms),因为吸收MWIR光子后热电子的能量转移到晶格,进一步改变沟道电导。此外,在传热和耗散过程中,h-BN利用极高的导热系数有效地消散探测器产生的热量。光电流的产生分为两种状态。首先,沟道材料在吸收MWIR光子后改变自身电导率,其次,通过驱动外电场产生光电流(图2d)。与PTE中取决于塞贝克系数的光电流符号不同,辐射热光电流的符号取决于外部电场。为了直观地揭示Ta2NiSe5基PDs的光响应机制,本文利用扫描光电流成像技术对光电流分布进行成像(图2e)。在0 V偏置照射下,几乎没有观察到光电流,而在±1 V的外偏置照射下,整个沟道的光电流相当均匀。诱导的电导变化可能是入射光下温度升高期间产生电流的载流子数量变化的结果。Ta2NiSe5基PDs具有独特的性能,它们可以在室温下工作而不会性能下降,这使得它们有希望用于辐射热探测应用。此外,该器件无需p-n结即可工作,简化了制造过程。图2. 基于Ta2NiSe5的PD在4.6 µm光照下的光响应。(a)从I-t曲线中提取的Vds和Plight相关光电流。(b)Ta2NiSe5纳米片电阻的温度依赖性。(c)Vds为1V的基于Ta2NiSe5的PD的单个响应过程。(d)基于Ta2NiSe5的器件在4.6 µm激光照射下的晶格加热的典型示意图。(e)4.6 µm激光照射下典型Ta2NiSe5基PD的扫描光电流图,以及−1、0和1 V偏压照射下测辐射热机制器件的能带对准。接下来,520 nm-4.6 µm波长范围内的光的光谱响应度如图3a(左纵轴)所示,在4.6 µm处峰值为0.86 A W−1。在图3a(右纵轴)中,在不同激发波长上进行的EQE测量表明,随着波长的增加,EQE逐渐下降。由入射光子和晶格振动之间的相互作用产生的有限的能量转换效率,以及两端电极的有限收集,通过阻碍入射光子到光生载流子的有效转换,降低了材料的量子效率。重要的是,从可见光到MWIR光谱范围(520 nm-4.6 µm)实现了0.23至82.22的EQE值。与许多传统报道的基于低维材料的PD相比,基于Ta2NiSe5的PD的EQE显著更高,如图3b所示。从1 Hz到10 kHz测量的电流噪声功率谱如图3c所示,然后将NEP计算为NEP=in/RI(图3d),其中在520 nm处获得的最小NEP≈0.45 pW Hz−1/2,在4.6 µm处获得的最低NEP≈18 pW Hz−1/2。基于Ta2NiSe5的PD的较低NEP证明了它们区分信号和噪声的优异能力。图3e显示了与传统大块材料和基于2D材料的PD相比,基于Ta2NiSe5的PD在不同偏压下的波长依赖性特异性检测。对于光电导和测辐射热计响应,D*显示出3.5×1010至8.75×108cm Hz1/2W−1的轻微波动。我们的PD的D*与最先进的商业PD相当,并且高于基于可见光到中红外区域的2D材料的PD。图3. 基于Ta2NiSe5的PD的可见光至MWIR区域的宽带光响应。(a)Vds=1时RI(蓝色实心正方形)和EQE(红色实心圆)的波长依赖性。(b)基于Ta2NiSe5的PD与2D和块体材料PD的EQE的比较。(c)从1 Hz到10 kHz测量的电流噪声功率谱。(d)基于Ta2NiSe5的PD与以前的PD的NEP性能比较,插图显示了NEP的波长依赖性。(e)不同波长下的比探测率(D*)与基于2D材料的最先进的其他PD以及商用红外PD的比较。为了确定基于Ta2NiSe5的PD的偏振依赖性,我们进行了如图4a所示的实验。垂直入射光使用格兰泰勒棱镜进行偏振,通过旋转半波片同时保持恒定的激光功率来改变样品的激光偏振方向和b轴之间的关系。对最具代表性的638 nm激光偏振特性进行研究,图4b,c显示,随着极化角的变化,光电流表现出显著的周期性变化,最大值和最小值分别沿Ta2NiSe5纳米片的b轴和a轴方向获得。值得注意的是,图4c中的偏振依赖性光响应图显示了由于Ta2NiSe5晶体的[TaSe6]2链的潜在1D排列而导致的两片叶子的形状。最终结果显示,各向异性比(Iph-max/Iph-min)达到约1.47,表明基于Ta2NiSe5的PD的整体性能优于大多数其他报道的PD,如图4f所示,并为设计未来的多功能、空气稳定的光电子器件提供了广阔的前景。图4. 基于Ta2NiSe5的PD的偏振敏感光电检测。(a)利用Ta2NiSe5材料的基于纳米片的偏振敏感光电探测器的示意图。(b)在638 nm激光源下记录的光偏振方向为0°至360°的时间分辨光响应。(c)在638 nm偏振激光下,Vds为−1至0V的光电流中各向异性响应的各向异性响应图。(d)通过在638 nm激光下扫描Ta2NiSe5基PD获得的光电流图,偏振角从0°到180°不等。(e)创建极坐标图以显示在638 nm线性偏振激光照射下在40、36和17 nm厚度下产生的角度分辨光电流。(f)与其他常用的2D和1D材料相比,光电流各向异性比和光响应范围。为了充分探索基于Ta2NiSe5单元的PD在多应用成像中的潜力,如图5a所示构建了一个成像系统。采用逐点或逐像素覆盖整个物体区域,用聚焦的可检测光束照射物体,PD检测到的光电流信号由锁定放大器、前置放大器和计算机收集,计算机记录位置坐标生成高质量图像。为了测试基于Ta2NiSe5的PD的成像能力,将具有“HIAS”图案(15 cm×5 cm)的中空金属板放置在520 nm激光器前面,并以优于0.5 mm的高分辨率成功捕获了所产生的成像,如图5b所示。通过控制外部偏置,可以改变PD在638 nm照明下的响应,并成功实现物体成像清晰度,如图5c所示。在NIR范围内,在基于Ta2NiSe5的PD中获得了覆盖载玻片的钥匙锯齿状边缘的高对比度图像(图5d)。此外,基于Ta2NiSe5的设备在近红外和MWIR区域都表现出高度稳定的响应,确保了高对比度成像以智能识别宏观物体。为了证明这一特性,在1550 nm和3.2 μm处实现了复合物体(硅片和长尾夹)的双通道成像。如图5e所示,近红外光只能检测到一半的长尾夹,而MWIR辐射可以显示整个长尾夹。结果证明了基于Ta2NiSe5的PD在军事和民用应用中检测隐藏物体的潜力。图5. Ta2NiSe5基PD的光电成像应用。(a)使用PD作为成像像素的成像系统的示意图。(b)520 nm处的“HIAS”物体(上图)和相应的高分辨率成像图(下图)。(c)在638 nm处,Vds为0.05、0.1、0.5和1 V的“H”对象。(d)1550 nm覆盖载玻片的钥匙成像。(e)在1550 nm和3.2 µm处被硅片部分隐藏的长尾夹的成像。本文揭示了h-BN封装的Ta2NiSe5基PD在环境条件下在520 nm至4.6 µm的宽光谱范围内工作的特殊光电特性,受光电导和测辐射热效应的控制。光电探测器同时表现出宽带和快速的光电探测能力,具有显著的响应性,超过了现有商业室温探测器的性能。基于Ta2NiSe5的PD的室温响应度达到了34.44 AW−1(520 nm)、32.14 AW−1(638 nm)、29.81 AW−1(830 nm)、20.92 AW−1(1550 nm),16.58 AW−1(2 µm)和0.86 AW−1(4.6 µm)。基于Ta2NiSe5的PD的独特光学特性使其适合于各种应用,包括传感、成像和通信,并且它们与其它2D材料的集成可以进一步增强它们的性能和功能。因此,这项工作的研究为利用2D材料设计稳定的光电探测器铺平了道路,为推进下一代红外光电子研究的发展做出了贡献。论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202305380
  • 放大光谱信号实现超极限大气二氧化氮探测
    通俗地讲,就是把吸收到的二氧化氮光谱信号进行有效放大,再通过我们开发的可靠算法进行计算,最终实现对大气二氧化氮的精确探测。基于多模激光的振幅调制腔增强吸收光谱技术,适用于长期稳定运行、免人工维护的二氧化氮高灵敏度测量,因而具有很好的科研和业务应用前景。周家成中国科学院合肥物质科学研究院安徽光机所博士近日,中国科学院合肥物质科学研究院安徽光机所张为俊研究员团队在大气二氧化氮探测技术方面取得新突破,团队利用相敏检测的振幅调制腔增强吸收光谱技术,创立了一种能够快速灵敏检测大气环境中二氧化氮的新方法。这项研究成果日前发表于美国化学会(ACS)出版的《分析化学》上,并申请了发明专利保护。导致大气污染的“元凶”之一“二氧化氮是对流层大气中主要的污染物,它的来源主要包括交通运输排放和工业生产过程中的化石燃料燃烧、农作物秸秆等生物质燃烧、大气当中的闪电和平流层光化学反应等过程。”中国科学院合肥物质科学研究院安徽光机所的周家成博士告诉科技日报记者,大气中的二氧化氮对臭氧和二次颗粒的生成也起着重要作用,是形成酸雨的重要原因之一。“二氧化氮的光解是对流层臭氧的主要来源之一,其参与了光化学反应以及光化学烟雾的形成。”周家成说,二氧化氮通过光化学反应产生硝酸盐二次颗粒,导致大气能见度下降并进一步降低空气质量,是形成灰霾的主要因素。同时,排放到大气中的二氧化氮可以与水蒸气发生作用,产生硝酸和一氧化氮,进而形成酸雨。“正因如此,二氧化氮的高灵敏准确测量对大气化学研究以及大气污染防控具有重要意义。”周家成说,对于一些特殊应用场景,例如青藏高原、海洋等环境中,大气中二氧化氮浓度极低,只有高灵敏的仪器才能精确测量,进而开展相应的大气化学研究。此外,高灵敏的仪器还可以捕捉城市大气污染的深层次信息,例如通量等关键参数,从而更好地服务大气污染防控。放大光谱信号实现超极限探测一般而言,大气当中的每一种成分,都对应有特殊的光谱,也就是相当于这种组分的特殊身份识别标志特征。从原理上来讲,只要能够实现对某种大气组分光谱的高灵敏度探测,也就做到了对这种组分的精确探测。周家成介绍,他们团队创新研发的“基于多模激光的振幅调制腔增强吸收光谱技术”,是将调制技术与多模激光相结合的一种全新的高灵敏度吸收光谱技术。它的工作原理是把被调制的光强信号输入到相敏检波器中,与参考信号进行混频乘法运算,再经过窄带低通滤波器滤除掉其他噪声频率成分后,得到一个与输入信号成正比的直流信号,就可以直接用于吸收系数的计算。“通俗地讲,就是把吸收到的二氧化氮光谱信号进行有效放大,再通过我们开发的可靠算法进行计算,最终实现对大气二氧化氮的精确探测。”周家成告诉记者,“基于多模激光的振幅调制腔增强吸收光谱技术”集成了共轴腔衰荡吸收光谱的高光注入效率、离轴腔增强吸收光谱的低腔膜噪声,以及调制光谱的窄带高灵敏度微弱信号探测等优点,能够提供一种简单、可靠、低成本和自校准的二氧化氮绝对浓度测量方法。“它适用于长期稳定运行、免人工维护的二氧化氮高灵敏度测量,因而具有很好的科研和业务应用前景。”周家成告诉记者,他们研制的这台仪器用到的一个关键部件,叫做“宽带多模二极管激光器”,即能够输出波长具有一定宽度,并且可以同时产生两个或多个纵模的激光器,它被作为整个仪器的探测光源。“正是由于它发出的激光光源能被二氧化氮分子所吸收,所以被用来进行二氧化氮浓度的测量。”周家成说,他们用到的这款激光器的中心波长为406纳米,带宽约为0.4纳米,它发射出的探测光源,恰好能够被二氧化氮分子所吸收。一般而言,某种仪器或探测方法,在探测某种参数时所能达到的极限,被称为“探测极限”,也代表了仪器的最高性能指标。周家成表示,他们研制的探测技术经过多次实际应用验证表明,超过探测极限浓度的二氧化氮也能够被测量到。助力北京冬奥会精准预报天气北京冬奥会期间,中国科学院合肥物质科学研究院安徽光机所研制的快速灵敏检测二氧化氮仪器被用于环境大气实时在线观测,为冬奥会高精度数值天气预报和多源气象数据融合等关键技术方法提供了必要的数据支持,共同构建了冬奥气象“百米级”预报技术体系。“在此之前,这台仪器在北京参加了‘超大城市群大气复合污染成因外场综合协同观测研究’项目,针对北京城市站点大气环境中氮氧化物的作用开展相关研究,对北京市大气复合污染成因解析起到了重要作用。”周家成表示,后续该仪器还将应用于青藏高原背景站点开展常年观测,填补青藏高原大范围区域二氧化氮有效观测数据的空白。谈起团队科研历程,周家成坦言,这其中充满了艰辛和不确定性,但还是有着很多乐趣。“为了验证仪器吸收测量的准确性,我们先在实验室开展不同浓度二氧化氮测量实验,但是结果始终和预期不一样。折腾了几个小时后,发现居然是外部锁相放大器的一个参数设置有误。”周家成说,这件事再次验证了“细节决定成败”的道理。自此以后,他每次实验前,都会仔细检查仪器的各项参数,防止出现类似的问题。周家成说,仪器在参加北京冬奥会观测期间,由于观测人员在实验前期对仪器操作不熟悉,光腔被正压气体冲击,导致无法用于测量。“当时我不在现场,内心十分着急,牵挂仪器,到了深夜都不能入睡,怕影响观测进度。”年后没几天,周家成携带工具前往北京维修,加班加点终于使仪器正常工作,赶上了综合实验的进度。“接下来,我们将对仪器进行小型化集成,利用锁相板代替商业锁相放大器,配合自动控制系统,使得这台仪器更加智能化、便携化。”周家成表示,未来他们团队还计划把这种二氧化氮探测技术与化学滴定、热解和化学放大法相结合,应用于一氧化氮、臭氧、活性氮和总过氧自由基的高精度测量。通过增加保护气,仪器还可应用于气溶胶消光系数的高灵敏度测量。
  • 一篇文章看懂:什么是SENIS集成3轴磁传感器?
    一篇文章看懂:什么是SENIS集成3轴磁传感器?为了测量电磁铁和永 jiu磁铁产生的从 10-6 到 102 T 的非均匀磁通密度,通常使用带霍尔探头的特斯拉计。为了同时测量磁通密度的三个正交分量,需要使用三轴霍尔探头。根据目前传统的的技术水平,三轴霍尔探头由三个霍尔板组成,这三个霍尔板分别位于一个小立方体的三个相互正交的面上。单个霍尔板的尺寸及其定位公差严重限制了可实现的空间分辨率和测量磁通密度矢量的角度精度。此外,连接霍尔装置的导线中的电磁感应也限制了这种霍尔探头的有用带宽。此外,平面霍尔效应通常会产生额外的误差。在基于量子阱的霍尔板中,平面霍尔效应很弱,但问题依然存在。 为了解决这个问题,在一个点上检测三个方向的磁性。SENIS开发了一种划时代的“集成3轴磁传感器",使之成为可能。这就是“集成的三轴磁传感器"。 该传感器可以在所有情况下测量精确的3D矢量,例如永磁体的邻近磁场、小线圈产生的磁场和时间变化,这在过去是不可能的。图1. 传统的霍尔片3轴探头(左)和SENIS集成3轴磁传感器(右)3轴磁性探头的配置传统的霍尔片3轴探头SENIS集成3轴磁传感器磁化位置3个位置一个位置(单点)磁感应位置的错位量取决于传感器位置(约0.5mm~10mm)无错位传感器的相对角度误差通常不标注(过大)±0.1°以内温度传感器无安装在传感器芯片中探头形状约1~2种8种类型+定制自由一、 专li技术的SENIS集成3轴磁传感器二、 SENIS集成三轴磁传感器的功能除了磁传感器外,集成的3轴磁传感器还集成了偏置电路和放大器,以提高频率特性和抗噪性,甚至在宽度仅为 0.64 m 的单个芯片上集成了温度传感器,用于因温度变化而进行灵敏度校正。1.敏感区域仅为0.15mm × 0.1mm × 0.15mm2.3个方向相对角度误差在±0.1以内3.频率响应:高达25Khz(-3db)4.温度特性±100ppm/°C三、 SENIS集成三轴磁传感器放大图四.SENIS集成三轴磁传感器详细信息图2. 磁性传感器内部有5个感磁区域。通过取BZ1和BZ2的平均值,虚拟地求出By传感器位置的Bz磁场。同样地,通过取Bx1和Bx2平均值来求出By传感器位置的Bx磁场,可在同一点上收集Bx、By、Bz。五.搭配SENIS集成三轴磁传感器的霍尔探头类型:六.搭配SENIS集成三轴磁传感器的高斯计/特斯拉计汇总类型: SENIS数字特斯拉计/高斯计基于SENIS的模拟磁场传感器电子设备,其顶部添加了数字模块,具有显示器,通信端口,数字数据校正等。SENTIS提供不同类型的特斯拉计,具有不同的磁性分辨率,精度,f带宽,噪声水平和功能和处理选项(手持式,台式,机架式)3MH3特斯拉计,适用于工业和实验室应用,具有良好的精度,分辨率和f带宽3MH6台式特斯拉计,用于实验室应用,具有非常高的分辨率和精度以及良好的f带宽3MTS 手持式特斯拉计,探头支架坚固,精度高1 轴、2 轴或 3 轴 Nanoteslameter 3NTA1,用于极低磁场SENIS已通过ISO 9001和ISO 22301(业务连续性管理)认证。我们的校准实验室已通过ISO17025:2017认证。上海昊量光电作为SENIS公司在中国大陆地区主要的代理商,为您提供专业的选型以及技术服务。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。 更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电:上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等,涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等;可为客户提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等服务。
  • 海尔欣亮相CIOE中国光博会——光电盛会,智在未来!
    9月8日,第24届中国国际光电博览会(CIOE 2023)在深圳国际会展中心圆满落幕。来自全球超3000家光电产业链上下游企业汇聚一堂,参展观众超16万人次。宁波海尔欣光电科技有限公司受邀参加本次展会,并携自主研发的光学传感基础模块产品,包括激光器、驱动器、探测器、锁相放大器、气体池,以及2套演示系统,吸引了众多国内外客户前来参观,咨询交流。主力展品速递QC-Qube 迷你量子级联激光发射头 体积小巧,易于集成,使用方便; 单模输出光功率可达150mW,多模可达数百mW; 极低光干涉条纹的准直光束; 集成大功率半导体 TEC ,强劲制冷能力;HPPD-M-B前置放大制冷一体型碲镉汞(MCT)光电探测器 对2~12 um的中红外光谱波段光波敏感; 内部一体化集成低噪声前置运放+TEC控制单元; TEC热电冷却稳定 -80℃-40℃,极大地降低了热噪声; 提供高速频率带宽定制服务;DFB-2000半导体激光器屏显驱动器 一体化集成电流源及温控驱动,功能完备; 温控驱动采用非PWM式的连续电流输出控制; 多种输出保护机制; 全液晶触控UI界面;QC-1000大电流量子级联激光屏显驱动器 输出电流达1000mA; 集成电流及温控驱动; 多种输出安全保护机制; 全液晶屏显示与控制; 调制带宽DC-1MHz@500mA;HPLIA 微型双通道调制解调锁相放大器 参考频率内部同步; 高灵敏度; 两路独立控制互不干涉; 连接上位机,极简锁相控制界面; 小巧便携系统集成;HPHC系列 Herriott 长光程气体吸收池(A/B系列)两种气室状态,自由切换,无需重新调光; 气封闭状态下,气压可低至数十帕斯卡; 多组件可选;如:光纤耦合光路、温度气压显示、集成探测器等。 高反射率镜片; 有效光程长;近红外TDLAS测水演示系统驱动器有着极高的温控稳定性和电流稳定性,保证波长稳定,各种保护机制,保证激光器的寿命。一体化温度和电流控制,屏显触控操作,小巧方便,易于操作集成。探测器集成前置运放,能更好的探测微弱的吸收信号;信号经过HPLIA调制解调锁相放大器的解调,提高信噪比,输出完美的吸收信号;锁相能提供信号输出,可作为信号发生器输出三角波和正弦波,完美的适配TDLAS的直接吸收法和波长调制技术法,并通过上位机软件设置输出1F和2F信号。Herriott气体池演示系统自主研发生产的 Herriott 长光程气体吸收池,适用于各种常见的气体样品光谱分析检测。独特的镜面设计,使得激光光束在吸收池内形成多次反射,在很小空间内使有效光程达到数十米,实现在小容积气体样品中对光子的高效吸收。相比于White池,Herriott池光机结构更稳固,对热形变不敏感,体积小,安装简单,易于操作,非常适宜实验室痕量气体分析,工业过程气体检测,环境气体监测,生化医学光谱分析等领域。宁波海尔欣光电科技有限公司成立于2014年,专注量子级联激光(QC Laser-based)产品多领域应用服务,是中国领先的集研发、生产和销售于一体的高科技公司。其“昕虹光电”品牌产品覆盖高端光学传感基础模块、终端用户应用解决方案,产品功能完备、开箱即用,已为全球200+客户提供了解决方案。
  • 以电源为起点 为质谱仪量身打造“最佳部件”——“创新100”访大连奥远电源有限公司
    2022年初,一家致力于全方位解决质谱仪核心零部件的厂商,大连奥远电源有限公司(以下简称:奥远电源)“横空出世”,公司成立的初衷是为了改变国产质谱仪严重依赖进口零部件组装的局面。本期“创新100”特别对话大连奥远电源创始人,听他讲述奥远电源选择精密仪器赛道背后的故事。——企业概况奥远电源共有几个创始股东,其中有大连奥远电子股份有限公司和奥远电源的公司法人谷宏芳。奥远电子成立于1995年,专注于“智慧应用产品与服务”,以自有知识产权的产品为引导,力图为客户提供“IT+运营”服务。奥远电源隶属于新三板上市公司——大连奥远集团2022年,公司选择质谱仪电源赛道并创立了奥远电源,希望在高端仪器制造领域帮助国产企业真正实现国产替代。奥远电源前期的产品配件主要销往全世界的石油石化实验室以及第三方检测机构;中期的产品配件主要销往全国各地的空气监测站;当前的产品主要销往各大科研院所以及质谱生产企业。由于有着20多年创业的经历,公司与大连化学物理研究所、四川大学、大连理工大学、大连民族大学等多家产学研机构均有着多年的合作。创始人更是坦言道,公司目前正在隐秘而健康的发展,经营状况良好,技术方股东自2013年起的研发重点就是攻克质谱仪的各个核心零部件,并在未来10-15年计划完成所有质谱仪部件的研发、生产和销售。——产品创新奥远电源主推高压直流、高压脉冲、高压运算放大器、射频电源,以及相关的OEM定制,着力为客户解决根本问题。当前公司主要推广全系列的质谱仪器电源,以及相关解决方案,致力于以质谱仪电源为原点,慢慢向X光电源,高压运放芯片设计,FIB,EBM等领域进发。奥远电源研发实验室一角在提供电源及模块的基础上,公司自主研发了一款高压运算放大器,这是一个内含多级放大电路的电子集成电路,其输入级是差分放大电路,具有高输入电阻和抑制零点漂移能力;中间级主要进行电压放大,具有高电压放大倍数,一般由共射极放大电路构成;输出极与负载相连,具有带载能力强、低输出电阻特点。运算放大器的应用非常广泛,通常的运算放大器供电电压在40V一下,通常供电电压在100V以上的运算凤毛麟角,当前仅有美国的公司在进行生产。奥远电源定制产品生产制作中奥远高压运算放大器HOP 有着广泛应用,在高压仪表、压电驱动、质谱LENS、以及RF上都有着广泛的应用。通常好多高压调压应用都是使用变压器调节,这样会产生一个致命问题,有纹波噪声,电压转换慢,输出阻抗高亢负载能力低,鉴于以上种种的缺点,高压运算放大器可以解决上述问题,它具有低偏置电压,低偏执电流,低缺省电压,低缺省电流,压摆率高,共模抑制比高,噪声低等优点。在谈到与市场上同类型产品相较的话题时,创始人认为,国外厂商的产品普遍是多条战线齐头并进,且产品价格偏高。奥远的高压电源,现阶段主要为质谱仪研究机构和生产厂商提供。因此我们更专注,更了解我们目标客户的需求。目前奥远的产品线覆盖高压直流,高压脉冲,高压运算放大器,射频电源等产几乎所有质谱仪上使用的电源。不仅如此,公司还将以高压直流,高压脉冲为起点,着力打造高压运算,以及射频电源。我们的产品是为质谱仪量身定做的,而且我们能够提供质谱仪全产业链的解决方案,从而更大程度上提高了质谱仪的性能。——未来发展谈到接下来的产品规划及公司的发展,创始人表示,公司目前已经完成高压直流电源1kv-30kv 30种电压型号、单输出/双输出两种输出类型的电源和模块。所有产品经大连化物所、四川大学等机构测试使用,各项目指标都比肩进口产品。接下来,公司将以高压电源以及压电技术为基础研发全系列电镜,并利用已有的光学基础以及压电控制基础研发出飞秒激光器。奥远电源研发工作实验室未来,在踏实完成技术迭代后,公司计划完成国家专精特新企业评定,并冲击IPO。附:“创新100”介绍秉承“国产科学仪器腾飞行动”宗旨,仪器信息网于2018年启动“国产科学仪器腾飞行动”之“创新100”项目,通过筛选一批具备自主创新能力的中小仪器厂商,借助报道、走访、调研等方式,在企业发展的关键时期“帮一把”。项目自启动以来,已收到超过180家企业的踊跃申请,通过输出公益性的宣传报道,组织企业研学、参观交流、主题讨论等各类资源对接活动,得到广大科学仪器企业与用户单位的高度关注与一致好评,现已成为中国科学仪器市场颇具影响力的特色活动,对于提升国产仪器品牌影响力,为行业筛选优质仪器企业贡献重要力量。为延续“国产科学仪器腾飞行动”精神,筛选和服务更多国产科学仪器潜力企业,“创新100”将于2022年继续进行,为国产仪器企业输送更多公益资源。诚邀具备实力、符合条件的创新企业扫码申报“创新100”。报名通道及活动专题:https://www.instrument.com.cn/zt/chuangxin100-2021
  • 以超越致敬经典 : 世健超高精度皮安计模块 EPSH-PAM2.0正式上线
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "在模拟的世界里,微弱电流信号的测量通常是工程师需要面对的棘手挑战。随着各种仪器仪表的产品性能迭代以及各种新应用的层出不穷,对于微弱电流的测量范围已经从微安级(μA)提升到了皮安级(pA),提升了足足一百万倍!br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "为了测量微弱的电流,通常工程师将运放进行跨阻方式连接,见图1所示。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://excelpoint.com.cn/sites/default/files/PAM2-picture1.png"/br//ppbr//pp style="text-align: center "图 1 跨阻放大器br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "理想运算放大器的反相输入端处于虚地,输入端所有电流流经反馈电阻 R f ,因此输出电压Vout = R f × I d 。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "所以工程师只需要选择一个Rf为10GΩ的电阻,就可以将1pA的电流信号变换成10mV的电压信号了吗?答案是否定的。工程师会面临非常多的挑战:来自运放自身的偏置电流误差,环境温度与湿度的变化,PCB板的泄漏电流,输入端与线路噪声,电磁干扰等等,这些都是摆在精密测量方面的难题。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "选择一款超低偏置电流的放大器成为了工程师挑战系统性能的关键。1987年,一款JFET放大器AD549横空出世,成为了精密电流测量应用三十年来经久不衰的经典产品。光谱仪,气相色谱仪,静电计应用中处处可见其身影。其低至100-250fA的输入偏置电流(图2)以及优异的温漂曲线以今天的眼光来看,都是几无对手。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://excelpoint.com.cn/sites/default/files/PAM2-picture2.png"//pp style="text-align: center "图2 摘自AD549数据手册/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "以超越致敬经典,这成为了ADI人对技术的一种追求。2015年底,ADA4530-1正式亮相。以CMOS的工艺实现了JFET的性能挑战。其失调电压最大50μV,偏置电流在?40° C 至+85° C范围内均不超过20fA —— 高温性能比AD549提升了几百倍。 br//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://excelpoint.com.cn/sites/default/files/PAM2-picture3.png"//pp style="text-align: center "图 3 摘自ADA4530-1数据手册/pp style="text-align: justify "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://excelpoint.com.cn/sites/default/files/PAM2-picture4.png"//pp style="text-align: center "图 4 ADA4530-1与AD549对比表/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "有了优异的器件,如何将其性能发挥出来,从系统设计的角度去满足皮安级电流测量的性能要求?针对中国工程师的需求,世健上海技术团队挑战难关,在原有设计的皮安级电流计量评估套件的基础上做了大幅度的改进,于2020年10月正式发布了可商业化的超高精度皮安计模块 EPSH-PAM2.0 (以下简称PAM2.0模块)。 br//pp style="text-indent: 2em text-align: justify "世健技术支持部的高级副总裁戈一新表示道:“精心的模块设计,严格的工艺制作,保证了PAM2.0模块的性能与质量。50µ V(相当于5fA)的RMS底噪,能满足绝大部分微弱电流信号测量用户的需求。” br//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://excelpoint.com.cn/sites/default/files/PAM2-picture5.png"//pp style="text-align: center "图5 外观与软件界面br//pp style="text-indent: 2em text-align: justify "PAM2.0模块采用4层板布局及FR-4 PCB板材。工程师巧妙的采用了AD549国内经典的反相端悬空柱接方式,使得FR-4板材的效果依旧可以媲美ROGERS4350板材而成本大大降低。PAM2.0模块的输入端子为SMA接口。模块套件包含了一根BNC转SMA高性能屏蔽线,便于与各种电流输入源对接。模块采用了双金属屏蔽罩降低各种噪声和干扰。在设计和生产过程中,工程师对不同供应商的10GΩ电阻进行了全方位的评估测试,从中挑选出性能优异的电阻确保模块的性能。PAM2.0模块简化了电源设计,使用LTC3260 双路低噪声LDO为ADA4530-1供电。在次级信号的放大选择上,客户既可以使用ADA4522-1与ADG1608的组合进行硬件电路放大,亦可使用AD7124-4片内PGA软件程控放大,从而灵活的比较两种方式的性能和成本。ADC选择了最新的AD7124-4, 它具有24位19.2KSPS最高输出数据率,并提供三种功耗模式(低/中/全性能),从而让客户在设计便携式测量应用时无需更改硬件。若客户需要更高的采样率ADC,亦可从TP2端与各种ADC评估板进行对接。精心设计的LABVIEW GUI提供了模块配置、实时波形显示、直方图和统计分析、测试数据导出成Excel文件等功能。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img src="https://excelpoint.com.cn/sites/default/files/PAM2-picture6.png" style="text-align: center max-width: 100% max-height: 100% "/br//pp style="text-align: center "图6 系统框图/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "匠心设计的收获是显而易见的:使用Keithley 6220源表进行测试,PAM2.0模块在0-20pA的I-V曲线测试中,线性度达到了0.9999x;在0-100pA的测试中,线性度达到了0.999999x。PAM2.0每款模块均进行出厂线性度评估并配发85点测试报告。br//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://excelpoint.com.cn/sites/default/files/PAM2-picture7.png"//pp style="text-align: center "图7 0-100pA 21点I-V线性度测试图br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "世健的超高精度皮安计模块旨在从系统设计角度出发,提供给客户快速设计原型,让产品迅速推向市场。 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "该模块将会在11月16-18日,于上海新国际博览中心的慕尼黑上海分析生化展上展出。目前该模块已经上线世健网店,感兴趣的朋友可以在线咨询购买。/p
  • 世界最大激光器:192束激光点燃人造太阳
    经过10余年设计制造、35亿美元投资,美国建成世界最大激光器  新浪科技讯 北京时间5月7日消息,据美国《连线》杂志网站报道,在劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)国家点火设施(NIF)的科学家,希望利用192个激光器和一个由400英尺长的放大器及滤光器阵列构成的装置,制造出一个像太阳或者爆炸的核弹一样的自维持聚变反应堆(self-sustaining fusion reaction)。最后一批激光器安装完毕后,《连线》网站记者参观了这个点火设施。观看看世界上最先进的科学设备。  1.美国“国家点火装置”  这个大部头看起来可能很像迈克尔贝执导的《变形金刚》中的人物,但是这个大型机器很快就会成为地球上的恒星诞生地。  美国“国家点火装置” 位于加州,投资约合24亿英镑,占地约一个足球场大小。科学家希望该激光器能模仿太阳中心的热和压力。“国家点火装置”由192个激光束组成,产生的激光能量将是世界第二大激光器、罗切斯特大学的激光器的60倍。2010年,192束激光将被汇聚于一个氢燃料小球上,创造核聚变反应,打造出微型“人造太阳”,产生亿度高温。  2.庞大的靶室  庞大的靶室  在庞大的靶室里,192束激光束进入直径是33英尺的蓝色真空室,在那里跟一个胡椒瓶大小的目标物相撞。然后这些光束会以动力较低的红外线的形式,从该仪器的不同部位出来,这个部位跟DVD播放器的内部结构类似。接着激光经过一系列复杂的放大器、过滤器和镜子,以便变得足够强大和精确,可以产生自维持聚变反应堆。  3.包含放射性氢同位素、氘和氚的铍球  包含放射性氢同位素、氘和氚的铍球  这个铍球包含放射性氢同位素、氘和氚。科学家将利用这个系统的192个激光器产生的X射线轰击它。核子熔合的关键是有足够的能量把两个核子熔合在一起,在这项实验中用的是氢核子。由于把两个核子分开的斥力非常强,因此这项任务需要利用极其复杂的工程学和特别多的能量。  例如,在光束进入真空室(包含图片上方的目标物)之前,激光必须通过巨大的合成水晶,转变成紫外线。发射到真空室里的光束会进入一个被称作黑体辐射空腔(hohlraum)的豆形软糖大小的反射壳(reflective shell)里,光束的能量在这里产生高能X射线。从理论上来说,X射线的能量应该足以产生可以克服电磁力的热和压力,这样核子就能熔合在一起了。电磁力促使同位素的核子分开。  4.靶室顶部的起重机和气闸盖  靶室顶部的起重机和气闸盖  在第一张照片的靶室顶上,是用来把底部仪器放入真空室的起重机和气闸盖。如果这个仪器产生作用,它将成为未来发电厂的前身,将提高科学家对宇宙里的力的理解。当常规核试验被禁止的时候,它还有助于我们了解核武器内部的工作方式。  5.精密诊断系统  精密诊断系统  激光束将被发射到精密诊断系统里,以在它进入靶室以前,确定它能正常工作。  6.激光间  激光间  在激光间(laser bay)里眺望,会看到国家点火设施的激光间2号向远处延伸超过400英尺,激光在从这里到达靶室的过程中,会被放大和过滤。过去35年间,科学家在劳伦斯利弗莫尔国家实验室建设了另外3个激光熔合系统,然而它们都不能生成足够达到核子熔合的能量。第一个激光熔合系统——Janus在1974年开始运行,它产生了10焦耳能量。第二项试验在1977年实施,这个激光熔合系统被称作Shiva,它产生了10000焦耳能量。  最后一项实验在1984年实施,这个被称作Nova的激光熔合项目产生了30000焦耳能量,这也是它的制造者第一次相信通过这种方法可以实现核子熔合。国家点火设施科研组制造的这个最新系统有望产生180万焦耳紫外线能量,科学家认为这些能量已经足以在劳伦斯利弗莫尔国家实验室里产生一个小恒星。  7.磷酸盐放大玻璃  磷酸盐放大玻璃  国家点火设施包含3000多块混合着钕的磷酸盐放大玻璃,这是在熔合试验中用来增加激光束的能量的一种基本材料。这些放大玻璃板隐藏在密封的激光间周围的围墙里。  8.技术人员在激光间里安装光束管  技术人员在激光间里安装光束管  技术人员在激光间里安装光束管,激光通过这些管会进入调试间。激光在调试间里会被重新改变运行路线,并重新排列,然后被输送到靶室里。  9.紧急停运盘  紧急停运盘  在整个国家点火设施里,标明激光位置的紧急停运盘(emergency shutdown panels),可在激光发射时,为那些在错误的时间站在错误的地方的科学家和技术人员提供安全保障。  10.光导纤维  光导纤维  光导纤维(黄色电缆部分)把低能激光传输到能量放大器里。然后在通过混有钕的合成磷酸盐的过程中,利用强大的频闪放电管放大。  11.能量放大器  能量放大器  能量放大器隐藏在天花板上的金属覆盖物下面,它含有可增大激光能量的玻璃板。在激光刚刚进入放大玻璃前,灯管把能量吸入玻璃里,接着激光束会获得这些能量。  12.可变形的镜子  可变形的镜子  可变形的镜子隐藏在天花板上覆盖的银膜下面,这种镜子是被用来塑造光束的波阵面,并弥补它在进入调试间前出现的任何缺陷。每个镜子利用39个调节器改变镜子表面的形状,纠正出现错误的光束。你在照片中看到的电线是用来控制镜子的调节器的。  13.激光放大器  激光放大器  激光束在进入主放大器和能量放大器前,较低前置放大器会放大激光束,并给它们塑形,让它们变得更加流畅。  14.便携式洁净室  便携式洁净室  科学家利用一个独立的便携式洁净室(CleanRoom)运输和安置能量放大器和其他元件,这个洁净室就像用来装配微芯片的小室。  15.能量放大器  能量放大器  每个能量放大器都被安装在洁净室附近,然后利用遥控运输机把它们运输到梁线所在处。  16.技术人员校对能量放大器  技术人员校对能量放大器  从照片中可以看到,能量放大器在被放入梁线以前,技术人员正在对它进行校对。  17.模仿NASA的主控室  模仿NASA的主控室  照片中的主控室看起来跟美国宇航局的任务控制中心很相似,这是因为前者是模仿后者建造的。国家点火设施并不是利用这个主控室把火箭发射到外太空,而是设法通过激光,利用它把恒星的能量(核子熔合)带回地球。  18.光束源控制中心  光束源控制中心  光束源控制中心即已知的主控振荡器室,看起来跟数据中心(Server Farm)很像,但是这个控制中心不是利用电脑,而是安装了一排排架子。光束通过光纤前往能量放大器的过程中,看起来就像网络供应商使用的网络。  19.国家点火设施的激光源  国家点火设施的激光源  国家点火设施的激光是从一个相对较小、能量较低,并且比较呆板的盒子里发射出来的。这个激光器呈固体状态,跟传统激光指示器没有多大区别,不过它们发射的光波波长不一样,前者是红外线,后者是可见光。  20.高能灯管  高能灯管  高能灯管(flashlamps)跟照相机里的灯管一样,但是前者的体积超大,它可以用来激发激光。每束光束刚产生时,强度仅跟你的激光指示器发出的激光强度一样,但是它们在二十亿分之一秒内,强度就能曾大到500太拉瓦,大约是美国能量输出峰值时功率的500倍。  这一结果是能实现的,因为该实验室里拥有巨大的电容器,里面储存了大量能量。这个电容器非常危险,当它充电后,这个房间将被封闭,禁止任何人靠近,以免出现高压放电现象,伤着来访的人。  国家点火设施的外面看起来很像《半条命(Half-Life)》的拍摄现场,这种普通的外观掩饰了在里面进行的历史性科学研究。(孝文) 英刊揭秘世界最强激光产生过程(组图)  导读:2009年4月,耗资达35亿美元的美国“国家点火装置”(NIF)正式开始进行相关实验,并计划于2010年最终实现聚变反应。届时会将192束激光同时照射在一个微小的目标上,是迄今世界上性能最强大的激光装置。英国《新科学家》杂志网站13日撰文揭秘世界最强激光产生过程。以下为全文:  “国家点火装置”是美国国家核安全管理局(NNSA)的库存管理计划的关键环节。在受控实验室条件下,“国家点火装置”将进行聚变点火和热核燃烧实验,实验结果将为NNSA提供相关武器生产条件的实验手段。这些条件对NNSA在不开展地下核试验的条件下评估并验证核武库的工作至关重要。“国家点火装置”实验将研究武器效应、辐射输运、二次内爆和点火相关的物理学机理,并支持库存管理计划继续取得成功。“国家点火装置”是目前世界上最大和最复杂的激光光学系统,用于在实验室条件下实现人类历史上的第一次聚变点火。192束矩形激光束将在30英尺的靶室中实现会聚,其中靶室内含有直径为0.44厘米的氢同位素靶丸。发生聚变反应时,温度可达到1亿度,压力超过1000亿个大气压。  以下是“国家点火装置”产生最强激光的几大步骤:  1、安装球形外壳     安装球形外壳  为了产生聚变所必须的高温和高压,“国家点火装置”将汇聚其所有192束激光束同时射向一个氢燃料目标之上。“国家点火装置”呈球形(如图所示),直径约为10米,重约130吨。装置内有一个目标聚变舱,点火实验就发生于目标聚变舱内。整个球体由18块铝材外壳拼接而成,每块外壳均约10厘米厚。球体外壳上正方形窗口就是激光束的入口,而圆形窗口则是用来安装和调节诊断装置,诊断装置共有近100个分片。  2、用调节器调整靶位     用调节器调整靶位  这是目标聚变舱内部的照片。激光束通过外壳上的入口进入目标舱,把将近500万亿瓦特的能量瞄准于位置调节器的尖端。图中右侧的长形带有尖端的物体就是位置调节器,每次实验的目标氢燃料球就置放于尖端之上。当所有激光束全部投入时,“国家点火装置”将能够把大约200万焦耳的紫外线激光能量聚焦到小小的目标氢燃料球之上,它比此前任何激光系统所携带能量的60倍还要多。当激光束的热和压力达到足以熔化小圆柱目标中氢原子的时候,所释能量要比激光本身产生的能量更多。氢弹爆炸和太阳核心会发生这类反应。科学家相信,总有一天通过核聚变而不是核裂变会产生一种清洁安全的能源。  3、将燃料放入燃料舱(圆柱体)     将燃料放入燃料舱(圆柱体)  进入“国家点火装置”的所有192束激光束都将被引向图中这个铰笔刀大小的圆柱体。该圆柱体中将装有聚变实验所使用的目标燃料,目标燃料就是约为豌豆大小的球状冰冻氢燃料。实验时,激光束将通过各自窗口进入目标舱内,从各个方向压缩和加热氢燃料球,希望能够产生自给能量的聚变反应。曾经有不少科学家认为可控核聚变反应是不可能实现的。近年来,科学家找到了一些点燃热聚变反应的方法,美国研究人员找到的方法是利用高能激光。虽然科学家们也尝试了其他种核聚变发生技术,但从已完成的实验效果看,激光技术是目前最有效的手段。除激光外,利用超高温微波加热法,也可达到点燃核聚变的温度。  4、压缩并加热燃料     压缩并加热燃料  所有激光束进入这个金属舱内部时,他们将产生强烈的X光线。这些X光线不仅仅可以把豌豆大小的氢燃料球压缩成一个直径只有人类头发丝截面直径大小的小点,它还能够将其加热到大约300万摄氏度的高温。尽管激光的爆发只能持续大约十亿分之一秒,但物理学家们仍然希望这种强烈的脉冲可以迫使氢原子相互结合形成氦,同时释放出足够的能量以激活周围其他氢原子的聚变,直到燃料用尽为止。在激光点火装置内,一束红外线激光经过许多面透镜和凹面镜的折射和反射之后,将变成一束功率巨大的激光束。然后,研究人员再将该激光束转变为192束单独的紫外线激光束,照向目标反应室的聚变舱中心。当激光束照射到聚变舱内部时,瞬间产生高能X射线,压缩燃料球芯块直至其外壳发生爆裂,直到引起燃料内部的核聚变,从而产生巨大能量。  5、用磷酸二氢钾晶体转换激光束     用磷酸二氢钾晶体转换激光束  激光束在进入目标舱内之前,必须要先由红外线转换成紫外线,因为紫外线对加热目标燃料更为有效。激光转换过程必须要使用磷酸二氢钾晶体。图中的这块磷酸二氢钾晶体重约360公斤。首先将一粒籽晶放入一个高约2米的溶液桶中,经过两个月的培养才可形成如此巨型的晶体。然后将晶体切割成一个个截面积约为40平方厘米的小块。“国家点火装置”共需要大约600多块这样的晶体小块。“国家点火装置”将被用于一系列天体物理实验,但是,它的首要目的是帮助政府科学家确保美国“老年”核武器的可靠性。“国家点火装置”项目的建造计划于上世纪90年代早期提出,1997年正式开始建设。(刘妍)
  • 中国科大彭新华教授团队实现新型自旋量子放大技术
    中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室彭新华教授研究组在自旋量子精密测量领域取得重要进展,首次提出和验证了Floquet自旋量子放大技术,该技术克服了以往只在单个频率处量子放大的局限性,实现了多频段极弱磁场信号的量子放大,灵敏度达到了飞特斯拉水平。相关研究成果于6月9日以“Floquet Spin Amplification”为题在线发表于著名国际学术期刊《Physical Review Letters》上[Phys. Rev. Lett. 128, 233201 (2022)],并被选为“编辑推荐(Editors’Suggestion)”文章。现代自然科学和物质文明是伴随着测量精度的不断提升而发展的。随着量子力学基础研究和科学技术的发展,通过原子、分子、自旋等物理系统可以实现微弱信号的量子增强放大。相比于基于经典电路的传统放大技术,量子增强放大受限于更低的量子噪声且具有更高的放大增益,为提升测量精度提供了强有力的研究手段,因此受到大家的广泛关注和研究。目前,量子放大技术已经在诸多测量过程发挥不可替代的作用,催生出许多革命性成果,例如微波激射器、激光器、原子钟,甚至宇宙微波背景辐射的首次发现等,诺贝尔物理学奖也曾多次授予相关领域。然而目前对量子放大精密测量技术的探索仍然有限,实现信号放大主要依赖于量子系统固有的离散能级跃,由于可调谐性的限制,量子系统固有离散跃迁频率往往无法满足放大需要的工作频率,因此限制了量子放大器的性能,如工作带宽、频率和增益等。如果能够克服以上困难,量子放大技术的性能将可以得到很大改善,对探测极弱电磁波和奇异粒子等基础物理和实际应用具有重要意义。成果示意图:(a)Floquet能级;(b)Flqouet量子自旋放大器原理图;(c)磁探测灵敏度。针对以上难题,本文研究人员提出了Floquet自旋量子放大技术,成功克服了以往探测频率范围小等限制,实现了对多个频率的极弱磁场放大。这项技术得益于该组之前提出的“自旋放大技术”[Nat.Phys. 17, 1402 (2021)]和“Floquet调制技术”[Sci. Adv. 7(8), eabe0719 (2021)],将二者有机结合,从而将量子放大技术推广到Floquet自旋系统:利用Floquet调制技术调控自旋的能级与量子态,将固有的二能级系统(如129Xe核自旋)修饰为周期性驱动Floquet系统,从而具有很多独特的性质,使得系统形成了一系列等能量间距分布的Floquet能级结构,在这些能级之间可以发生共振跃迁,因此有效拓广了磁场放大的频率范围。通过理论计算和实验研究,首次展示了Floquet系统可以实现多个频率待测磁场2个数量级的同时量子放大,测量灵敏度达到了飞特斯拉级级别。该工作首次将量子放大技术扩展到Floquet自旋系统,有望进一步推广到其他量子放大器,实现全新的一类量子放大器——“Floquet量子放大器”。彭新华研究组长期瞄准量子精密测量领域,利用量子精密测量技术来解决世界前沿科学问题。包括于2018年自主研发出超灵敏原子磁力计,并且利用该技术实现了无需磁场的新型核磁共振技术——“零磁场核磁共振”[Sci. Adv. 4(6), eaar6327 (2018)];于2019年至2020年发展新型原子磁力仪技术[Adv. Quantum Technol. 3, 2000078 (2020),Phys. Rev. Applied 11, 024005 (2019)],达到了国际领先水平的磁场探测灵敏度;通过进一步研究,于2021年实现了新型的自旋微波激射器,在低频段创造了国际最佳的磁探测灵敏度[Sci. Adv. 7(8), eabe0719 (2021)]。之后,该研究组将已发展的平台型量子精密测量技术用于寻找超越标准模型的新粒子,取得了一系列对推动学科领域发展有实质性贡献的研究成果。包括于2021年利用新型量子自旋放大器搜寻暗物质候选粒子,首次突破国际公认最强的宇宙天文学界限[Nat.Phys. 17, 1402 (2021)],以及实现了对一类超越标准模型的新相互作用的超灵敏检验,实验界限比先前的国际最好水平提升至少2个数量级[Sci. Adv. 7, eabi9535 (2021)]。中科院微观磁共振重点实验室江敏副研究员、博士研究生秦毓舒和王鑫为该文共同第一作者,彭新华教授为该文通讯作者。该研究得到了科技部、国家自然科学基金委和安徽省的资助。论文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.233201量子自旋放大技术论文链接:https://www.nature.com/articles/s41567-021-01392-z
  • 中国科大研制成功全光控制的非互易多功能光子器件
    p  中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿团队在非互易光子器件研究方面取得新进展。该团队的董春华研究组首次利用回音壁模式微腔中腔光力的非互易特性,实现了全光控制的非互易多功能光子器件,并首次实现集成光学定向放大器。该成果于5月4日在线发表在国际期刊《自然-通讯》(Nature Communications)上。/pp  光在一般介质中具有双向传输的互易性,而打破这种互易性,即实现对光传输方向的非互易性,在经典和量子信息处理中具有重要意义。光环形器、隔离器、定向放大器等是典型的非互易器件。其中光环形器允许光以“环形”的方式传输,可用于光源保护、精密测量,这种功能还可实现经典或量子计算或通讯中信号的双向处理,有利于提高信道容量与降低功耗。定向放大器也已经被证明在基于超导回路的量子计算中具有重要意义。最常见的光学非互易器件主要利用磁光晶体的法拉第效应,但在器件集成化方面却面临着挑战,难点包括磁光材料与传统半导体材料不匹配、需要外加强磁场、在光频范围内磁光材料具有很高的传输损耗等。因此全光控制的片上光环形器、隔离器以及定向放大器一直是研究的热点。/pp  2016年该研究组实验验证了回音壁模式微腔中腔光力的非互易特性[Nature Photonics 10, 657-661 (2016)]。在此基础上,研究组利用单个光力微腔与双波导耦合的体系,实现了多功能的光子器件,包括窄带滤波器,具有非互易功能的四端口光环形器与定向放大器,并且这些功能模式可以通过改变控制光来实现任意切换。对于环形器而言,从端口1入射的信号光从端口2出射,从端口2入射的信号光从端口3出射,依此类推,构成1-2-3-4-1的环形路径,当只关注端口1和2时,它也是一个高效的光隔离器 对于定向放大器,从端口1入射的信号光被放大后从端口2出射,但从端口2入射的信号光从端口3出射,而不会从端口1出射,因此在1-2的方向上具有定向放大的功能。该器件结构简单,原理具有普适性,甚至可实现单光子水平的光环形器,同时可推广到任一具有行波模式的光力学体系,包括微波超导器件和集成声学器件。/pp  助理研究员沈镇、博士后张延磊、博士研究生陈元为该论文的共同第一作者,董春华、邹长铃、孙方稳为通讯作者。上述研究得到了科技部重点研发计划、中科院、国家自然科学基金委、量子信息与量子科技前沿协同创新中心的支持。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/noimg/8011d69f-0177-4b3b-9e7f-d914803f5866.jpg" title="001.png"//pp style="text-align: center "strong基于腔光力学的环形器与定向放大器示意图/strong/ppbr//p
  • 多项国际标准发布!涉及测量辐射、船舶电磁等
    ISO发布关于第三方支付安全新标随着支付趋势从现金转向在线金融交易,诸如PayPal等第三方支付(TPP)服务商的使用将越来越多。虽然这种支付方式便捷,但其使用量的增加不可避免地会带来更大的安全风险。为促进技术的安全发展,ISO最近刚刚发布了一项提供 TPP 服务的信息系统新标准。TPP提供商是一种可以在没有商家账户的情况下接受在线支付。但由于中间商的存在,这种处理付款的方式增加了欺诈风险,所以不一定安全。ISO 23195《第三方支付服务信息系统的安全目标》,提供了一个全球一致的术语和定义清单,2个逻辑结构模型和一个安全目标清单。为确保最大限度的相关性,该标准中的逻辑结构模型、资产、威胁和安全目标都基于现实实践。认识到TPP服务商正在不断设法减少支付欺诈的风险,这一标准是对现有措施的坚实补充。ISO 23195是由ISO/TC 68“金融服务”技术委员会的ISO SC 2金融服务与安全分技术委员会制定。ISO/TC 68/SC 2的秘书处工作是由ISO的英国成员BSI承担。ISO发布第一项无障碍旅游国际标准对于全世界10亿多残障人士来说,旅游是件难事。认识到消除旅游业中不必要的障碍十分重要,因此ISO发布了一项新标准,以帮助每个人享受无障碍旅游。发布的标准:ISO 21902《旅游业和相关服务--无障碍旅游--要求与建议》提出了让所有人都能平等获得良好的旅游体验要求和指南,无论年龄大小或活动能力如何,包括有肢体障碍或有特定访问要求的人,比如残疾人和老年人。玛丽娜迪奥塔列维(Marina Diotallevi)是世界旅游组织(UNWTO)的成员,也是制定这项标准的专家工作组召集人。她认为:“各国对于构建无障碍的旅游设施与服务没有一致且明确的规范,而这种状态会继续增加旅游的障碍。这些障碍常常是因为行业内缺乏相关知识与培训造成的,这也意味着善意的努力被白白浪费了。现在各国之间,甚至同一个国家的民族之间,都有不同的现行标准。旅游业急需规范如何正确应用无障碍旅游相关标准。”耶稣埃尔南德斯(Jesús Hernández)是ISO 21902项目负责人、ONCE基金会普遍无障碍与创新部主任。他补充道:“有的国家根本没有适用的标准,因此旅游业供应商没有指南,不知如何调整旅游设施与产品,以满足每个人需求。ISO 21902是第一项旨在填补这一关键空白的国际标准,从而提高整个旅游价值链的无障碍设施。”新的标准旨在满足从事旅游业及接触旅游业的每个人的需求,这一群体包括国家旅游局、市政府、负责基建政策的公共部门,以及发展与立法/规范体系。同时,还将惠及所有旅游相关业务,比如旅游公司/旅行社、交通公司、住宿设施、医院、餐饮,以及建筑师、信息与通信技术开发者等相关支持方,当然还有游客们。ISO 21902是由ISO/TC 228“旅游及相关服务”技术委员会制定,其秘书处是由ISO的西班牙成员--西班牙标准化协会(UNE)承担。IEC发布关于测量辐射标准使用锗探测器测量辐射水平的例子有:测定土壤样品中的放射性污染物、确保医疗放射治疗的剂量正确、侦测非法贩运放射性材料以及保护核材料。为保障这些探测器性能,IEC发布了新版IEC 61452《核仪器——伽马射线放射性核素活度或放射率的测量——锗基光谱仪的校准和使用》。该项标准规定了校准和使用锗基光谱仪的方法。锗基光谱仪可以测量光子能量和发射率,并根据测量结果计算放射性核素活度。该标准让锗半导体探测器的常规校准和使用设定基础成为可能。该标准提供了统一的方法,以评估锗半导体探测器的性能特征,从而提高了仪器系统的质量和准确度。一、认识锗基光谱仪伽马射线光谱仪由锗探测器及其液氮或机械冷冻低温恒温器和前置放大器组成,与模拟或数字电子模块有关,包括探测器偏置和信号处理(放大、多通道转换和存储)以及数据读出装置。此外,探测器周围一般有辐射屏蔽,以尽量减少背景辐射可能造成的影响。锗晶体中光子(X射线和γ射线)相互作用,将能量传递给电子。通过产生电子-空穴对,电子的能量被释放。汇集电子和空穴,可产生脉冲,其振幅与锗晶体有效体积中沉积的能量成正比。这些脉冲被放大、整形和分类,根据脉冲高度直方图,显示出探测器吸收的光子数量。光子数量是能量的函数。收集足够多的脉冲后,直方图会显示有一个或多个峰值的频谱,峰值对应的是将自身全部能量转移到探测器的光子。排放率的测量用于确定给定样品中放射性核素的活度。二、IEC 61452的范围为确保锗基光谱仪的正常运作和校准,IEC 61452规定了以下内容:性能测试,以确保光谱仪在可行范围内运转脉冲堆积的测量和校正方法进行测试,以确定符合相加的大致范围检查探测器中,由级联伽马射线的真符合相加造成的大误差的光谱分析结果的技术该标准还提出了建立放射性核素识别、衰变校正和将伽马射线辐射率转换为衰变率数据库的建议。该标准的上一个版本发布于1995年。IEC发布关于船舶电磁新标准的第一版IEC(国际电工委员会)即将发布旨在保护非金属船体免受电磁(EM)干扰的重要标准第一版,该文件旨在满足IMO resolution A.813(19)决议的要求。IEC 62742 ED1提供了关于如何在非金属材料(包括玻璃纤维等各种复合材料)船体的船舶上实现电磁兼容(EMC)的指南。该项标准也可以用于具有金属船体但装备非金属上层结构或部件的混合船。它是对IEC 60533的重要补充,IEC 60533规定了对金属船体的要求。简基斯范德文(Jan-Kees van der Ven)负责IEC/TC18船舶电磁标准化技术委员会工作,他解释说,“随着越来越多的船主选择更轻的船只,复合材料制造的船体正变得越来越普遍。然而,与金属不同,常规的复合材料不能保护电子设备免受电磁干扰。IEC 62742建立了不同的方法来保护基本设备,例如无线电设备的传输电缆,这是船舶上的关键电气设备。再比如,屏蔽式电缆是一种选择,并且为此制定了标准计划”。由于屏蔽物可以容纳和转移电磁能量,屏蔽式电缆辐射的电磁能量更少。屏蔽物可以采用铝箔,也可以采用缠绕在电缆布线上的铜编织的形式。“有个有趣的发展趋势,船体较轻的船只可以装备重型电池组,这对促进船上的电气化至关重要。促进电气化是减少柴油排放污染的一种方法。虽然国际海事组织(IMO)仍然要求所有船舶使用柴油发动机,但使用电池产生的电力来执行任务可以减少污染。”新标准可能在9月份发布,届时简基斯范德文(Jan-Kees van der Ven)的专家组将对IEC 60533进行修订。“该标准自1999年以来没有进行过重大更新。我们在2015年进行了小的修改,但在我看来,需要彻底重新制定,因为在过去的几年里,船舶的电气和电子环境发生了巨大的变化。随着传感器、LED灯等越来越多的电子设备在飞机上使用,标准变得越来越复杂。我们的想法也是为了明确船主和造船商必须遵守的一系列要求,而现有的标准是针对电气设备制造商的,”简基斯范德文(Van der Ven)说道。随着船舶变得更加自动化,舰载电子设备预计也会更加复杂。在自动化和电动运输的崭新世界中,IEC航运标准发挥着越来越重要的作用。
  • 昊量光电2024年慕尼黑上海光博会邀请函
    慕尼黑上海光博会将于2024年3月20-22日在上海新国际博览中心(上海市浦东新区龙阳路2345号)举办,届时我们将携前沿光电产品及技术解决方案在W4馆4420亮相,展品涵盖生物显微、半导体检测、激光医疗、光纤传感、精密光谱、机器视觉、偏振测量、光束匀化、光束偏转等热门应用领域,本次慕尼黑上海光博会除了前沿技术产品亮相,还有超赞的干货演讲等活动,诚邀各位新老客户拨冗莅临展位洽谈交流!W4馆4420 主题演讲日程预览 展位活动详情 展品应用速递 PPLN晶体,显微镜LED光源,LED点光源,MEMS扫描镜,AOTF,AOM,调温式热封机VTS,混频器,隔震平台,空间光调制器,LCOS,半导体激光器,荧光标准片,DMD空间光调制器,压电纳米平移台,标准分辨率靶,SCMOS,光子晶体光纤,920飞秒激光器,显微高光谱成像,微型光谱仪,3D光场显微成像模块、微球显微镜,光纤耦合LED光源,3D光场显微相机,生物阻抗分析仪,纳米孔读取器,多通道电流放大器,膜片钳,蛋白质测序仪,单光子相机,无掩模光刻机。在线椭偏仪,在线膜厚测量仪,在线拉曼光谱成像,在线荧光寿命成像,在线荧光光谱成像,自动化光电流成像,超分辨光学微球显微镜、锁相放大器、激光干涉仪,高频激振器,TDTR,266nm窄线宽激光器,波前传感器,激光光束分析仪,激光位置和指向稳定系统,多通道声光调制器AOMC,声光偏转器AODF,非球面匀化镜。2940nm铒激光器,2020nm铥激光器,激光光束分析仪,非球面匀化镜,调温式热封机VTS,混频器,激光传能光纤,激光功率计,生物电阻抗断层成像仪,医用激光光纤(紫外-中红外),医用光纤温度传感器,医用光纤压力传感器 温度解调系统,时域红外光谱仪,扫频激光器,法珀腔医疗压力传感器。PPLN晶体,显微镜LED光源,LED点光源,MEMS扫描镜,AOTF,AOM,调温式热封机VTS,混频器,隔震平台,空间光调制器,LCOS,半导体激光器,荧光标准片,DMD空间光调制器,压电纳米平移台,标准分辨率靶,SCMOS,光子晶体光纤,920飞秒激光器,显微高光谱成像,微型光谱仪,3D光场显微成像模块、微球显微镜,光纤耦合LED光源,3D光场显微相机,生物阻抗分析仪,纳米孔读取器,多通道电流放大器,膜片钳,蛋白质测序仪,单光子相机,无掩模光刻机。共聚焦拉曼光谱仪,共聚焦荧光寿命成像系统,共聚焦荧光成像,超导探测器、单光子计数器、激光稳频器、超稳腔、窄线宽稳频激光器、锁相放大器、任意波形发生器、偏频锁定模块、超快飞秒激光器、单光子相机、光刻机,单腔双光梳激光器,光纤光谱仪,拉曼光谱仪,近红外光谱仪,多光谱相机、高光谱相机,光纤探头,激光光束分析仪,PPLN晶体,声光偏转器AOD,声光调制器AOM,非球面匀化镜,激光位置和指向稳定系统,非线性晶体,F-theta场镜,扩束镜,隔震平台。二维光谱成像测量系统,多光谱相机、高光谱相机、热成像相机,变焦镜头,在线颜色测量,二维光谱颜色测量,线激光3D相机,结构光3D相机,光场相机,高光谱相机,3D傅里叶显微成像仪,光纤传感器。偏振态测量仪(三款),偏振相,锁相放大器,小尺寸宽带偏振态测量仪,高精度偏振(斯托克斯量)测量系统,光弹调制器,托卡马克专用光弹调制器,偏振分析专用锁相放大器,成像型穆勒矩阵测量系统,高精度波片相位延迟测量系统,光弹性系数测量仪,桌面主动隔振台。声光偏转器,电光偏转器,电光偏转系统,KTN电光偏转器,液晶偏振光栅,大角度闭环微型振镜,MEMS扫描镜,压电纳米平移台,液晶空间光调制器,主动隔振台,光纤偏振态测量仪,中空回射器。 昊量展位指引 关于我们
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