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径向偏振转换器

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径向偏振转换器相关的资讯

  • 高压会破坏手性金属有机骨架的镜像圆偏振发光
    手性是化学、物理、生物和医学等领域中的一个重要特征,在各个领域中得到了广泛的应用。尽管已经探索和发展了许多独特的手性化学和物理现象,但在极端条件下对于手性的研究仍然存在一些基本科学问题。近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员袁开军团队与中国科学院福建物质结构研究所谷志刚研究员团队合作,利用自主搭建的高压圆偏振发光(CPL)探测系统,发现了高压可以破坏手性金属有机骨架的镜像圆偏振发光。相关论文发表在中国化学会旗舰期刊CCS Chemistry上。本工作中,科研人员利用自主搭建的原位高压圆偏振发光探测系统,研究了手性金属有机骨架不同对映体的圆偏振发光现象。研究发现,随着压力的逐渐增加,CPL信号发生了明显的变化,包括CPL强度变化、发射波长偏移、CPL反转等。DFT模拟和原位HP-XRD数据结合表明,MOF结构中配体的手性构型可能在高压刺激下发生变化,导致MOF出现CPL反转现象。该工作对原位压力刺激下手性光学材料的CPL研究提供了新思路,并发现了一种新的光学现象,即高压可以破坏对映体的镜像CPL。
  • 德国研制出世界最小光电信号转换器
    光纤网络是现代信息传递的基础,光电信号转换器是其核心,德国卡尔斯鲁尔研究中心的科研人员研制出一种世界最小的光电信号转换器。其内部结构为平行排列的两个微小黄金电极,长度约29微米,两电极之间的间隙约为0.1微米,整个结构直径不到人头发的1/3,两电极之间引入变化的电压信号,其频率与传输的数据信号相关,在电极中间充填有特殊的塑料材料,其对光线的折射率随所施加的电压发生改变。在两电极的间隙中导入连续光束后,会激发出表面电磁波(表面等离子体),这种表面电磁波受到施加与电极间隙中充填的塑料材料中的电压信号的调制,而经过调制的表面电磁波又可影响穿过间隙的光束的相位,实现信息通过施加于两电极的电压信号调制光束而转换成光信号在光介质中的传输。经过实验验证,这种光电转换器可实现的数据转换速率达到40G比特/秒,可工作在目前宽带光纤网常用的红外光波长范围内(波长1480-1600纳米),工作温度可达85摄氏度,是目前世界上最小型化的高速光电信号(相位)转换器,可用目前成熟的微电子技术手段进行规模化生产,并集成在微电子芯片中,可实现信息的高速率低能耗传输。
  • 虹科车载以太网媒体转换器合集——带你走进物理层TX与T1的双向转换
    虹科车载以太网媒体转换器合集——带你走进物理层TX与T1的双向转换总述:Media Converter可在车载以太网连接 (100BASE-T1或1000BASE-T1或10GBASE-T1)和任何具有带RJ-45连接器的标准以太网网络接口卡 (NIC) 的设备之间建立物理层转换。在转换过程中,设备不存储或修改任何数据包,并具有高可靠性。 一个镀锌钢板的便携外壳,加上方便配置DIP开关,使用户可以毫不费力地与转换器交互。它的设计使它便于携带,易于安装在测试架上。金属外壳使其具有坚固的IP20保护性能。是理想的智能、易于管理的解决方案,协助高效处理车载以太网的工作。它使用车规级连接器,满足在下一代车辆系统中测试与验证最先进的通信技术解决方案日益增长的需求。Media Converter产品亮点1. 100BASE-T1 &bull 全双工100BASE-T1 (1 x非屏蔽双绞线-UTP) 快速转换为100BASE-TX&bull 应用BCM 100BASE-T1 PHY&bull 2 x DIP开关,便于配置 (Master/Slave HalfOut/FullOut) &bull 2 x状态指示灯 (包括Linkup和Data数据指示灯)2. 1000BASE-T1 &bull 应用Marvell 88Q2112 A2 PHY, 兼容100BASE-T1&bull 1 x RJ-45端口,用于100BASE-TX/1000BASE-TX&bull 1 x 100/1000BASE-T1端口,不同接口:MATEnet、HMTD (若ECU端带有四孔HMTD接口或需要其他接口,可以修改线束来匹配)&bull 4 x DIP开关,便于配置 (Master/Slave 100/1000 Mbit/s 传统/IEEE模式 帧生成)&bull 状态指示灯&bull MQS连接器&bull 输入信号用于启用“强制Slave模式”和“强制链路断开”&bull 输出信号用于通知“链路连接状态”3. 2.5/5/10GBASE-T1&bull 允许通过2.5/5/10GBASE-T1多千兆的车载以太网端口轻松地连接到ECU&bull 兼容车载以太网的PHY 88Q4364 2.5G/5G/10GBASE-T1 IEEE 802.3ch&bull 1 x H-MTD端口,用于10GBASE-T1&bull 1 x 标准 SFP+模块 (10GBASE-T,光学,直接连接电缆)&bull 4 x 状态指示灯&bull 4 x DIP开关,便于配置 (Master/Slave 10GBASE-T1/other 2.5GBASE-T1/5GBASE-T1)&bull I/O信号,易于与自动化系统接口&bull 输入信号用于启用“强制Slave模式”和“强制链路断开”&bull 输出信号用于通知“链路连接状态”Media Converter应用领域1. 具体用途有:激光雷达、相机等传感器数据采集;自动化在环HiL测试;下线测试EOL;DV和PV试验等。2. 针对性案例:车载以太网接口的传感器,通过转换器与PC上位机连接,进行数据传输。
  • 国家纳米中心在圆偏振发光材料研究中取得进展
    具有圆偏振发光性能的手性材料在三维成像、光学信息存储、不对称合成等方面颇具应用潜力,在手性科学研究中具有重要意义。手性基元在氢键、静电相互作用及π-π堆积等相互作用的协同下,可以自组装成各种各样的手性结构,表现出独特的圆偏振发光性质。而在自组装过程中,非手性基元如何参与并影响到最后的圆偏振发光性能,手性如何在组装结构中实现转移、传递和放大仍有未知。因此,如何构筑圆偏振发光材料并实现其性能提升在手性科学领域是重要的研究方向。  中国科学院国家纳米科学中心研究员段鹏飞团队在高效圆偏振发光材料的构筑和性能提升研究方面取得了新进展。利用卤键相互作用构筑了一种二维手性分形结构,实现了手性发光材料发光各项异性因子的显著提升(Angew. Chem. Ed. Int. 2021, 60, 22711-22716);在自组装手性多孔晶态材料中实现了无机纳米粒子到有机发光分子之间的辐射能量转移,并显著放大了材料的发光各项异性因子(Adv. Mater. 2021, 33, 2101797)。  卤键本质上是一种静电相互作用,关于卤键驱动的共组装体系已有报道。科研团队合成了两种含有吡啶基团的联二萘手性分子(R/S-1,R/S-2),其与1,4-二碘四氟苯(F4DIB)可以共组装,自发形成了不同形貌的二维手性分形结构。单晶结构的分析发现,晶体中吡啶基团的N原子与F4DIB中的碘原子通过卤键形成一维的超分子聚合物链,而后在π-π和C-FH的协同作用下形成最终的组装结构(图1)。由于R/S-1与F4DIB分子间相互作用更强所以形成的手性分形结构更加致密。在共组装过程中,手性由R/S-1,R/S-2分子传递给了超分子聚合物链,再经过进一步的组装从超分子聚合物链传递到手性分形结构,实现了手性的多级次放大。从基态和激发态手性光谱上也可以观察到,分形结构的手性各项异性因子相较于单分子手性信号呈现出两个数量级的放大。卤键驱动的手性自组装实现了手性从分子手性到分形结构的转移和放大,为设计、提升圆偏振发光材料性能提供了新思路。相关研究成果发表在Angew. Chem. Ed. Int.(2021, 60, 22711-22716)上。  手性多孔晶态材料具有有序的组装结构,在圆偏振发光材料的构筑和性能提升方面具有重要意义。近日,团队工作人员通过设计“Turn-on”型二芳基乙烯(DAEC)和上转换纳米粒(UCNPs)负载的手性金属有机框架复合材料,实现了紫外光、可见光、近红外光多重光源响应的圆偏振发光固态开关,并通过UCNPs到DAEC的能量转移实现了圆偏振发光的放大(图2)。  研究人员选择了一种具有一维孔道的手性镧系框架结构,将上转换纳米粒子和具有光响应性质的二芳基乙烯同时负载于手性框架结构中,通过手性诱导分别实现了二芳基乙烯和UCNPs的圆偏振发光。UCNPs上转换发光的能量可以转移至二芳基乙烯,实现二芳基乙烯的上转换圆偏振发光。该手性多孔框架结构复合物中,二芳基乙烯可以在紫外光和近红外光照射下到达关环发光态,分别表现出下转换和上转换的圆偏振发光。在可见光照射下变为开环暗态,实现圆偏振发光的“关闭”。此外,研究发现上转换的发光各项异性因子(glum)大于下转换的发光各项异性因子,可能是手性体系中的能量转移造成的,这是首次发现无机给体到有机受体能量转移实现的圆偏振发光放大。  该手性晶态多孔复合材料实现了固态下多重光响应的圆偏振发光开关,并在不同光输入的条件下的下转换和上转换过程可以实现荧光信息和圆偏振信息的多级光信号输出,在多维度光响应和输出的存储与加密方面具有重要应用价值。相关研究成果发表在Adv. Mater.(2021, 33, 2101797)上。研究工作得到国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项(B类)、国家重点研发计划等的支持。
  • 催化转换器的回收:用于铂族金属分析的4个快速手持式荧光光谱仪技巧
    催化转换器是一种有助于汽车产生更清洁排放物的装置。催化转换器通过使用催化剂(一种加速化学反应的基质)将排气系统中的有害气体转化为污染较少的气体。这种设备还可以通过另一种方式 — 回收利用,起到保护环境的作用。催化转换器的回收除了能减少废物外,在经济性上也有所帮助,因为催化转换器中含有稀有金属。催化转换器内的催化剂成分通常是铂(Pt)、钯(Pd)和铑(Rh)的组合,这些都是稀有且昂贵的铂族金属(PGM)。通过对催化转换器废料进行适当的分类和处理,可将这些金属回收并重新用于制造新的催化转换器或其他设备。使用手持式荧光光谱仪识别催化转换器废料中的铂族金属回收工厂需要一种快速、准确的方法,在回收过程的多个步骤中识别这些令人们趋之若鹜的金属。手持式荧光光谱仪是一种有用的工具,可以在现场对催化转换器废料进行元素分析,以进行快速分拣和定价。虽然像Vanta系列这样的手持式XRF光谱仪可以快速提供答案,但遵循最佳做法以确保分析仪充分发挥其固有性能也比较重要。在回收厂,一名技术人员正在使用手持式XRF分析仪检测催化转换器废料要优化您的Vanta手持式XRF光谱仪,以便在催化转换器回收的过程中更快地检测并测量铂、钯和铑等元素,请采用以下快速技巧:检查您的仪器窗口首先,检查您的手持式XRF光谱仪上是否安装了正确的窗口。例如,我们根据Vanta型号和X射线管类型提供了不同的仪器窗口。另一个需要考虑的重要因素是窗口的状况。窗口是否完好无损? 您要检查窗口是否有任何刺破或撕裂的迹象。如果看到有孔洞,就该更换窗口了。要使分析仪正常工作,保持窗口清洁至关重要。在检测之前,请确保用酒精或湿巾清洁窗口。正确制备用于检测的样品为了使XRF分析获得具有代表性的准确结果,我们建议您通过研磨、筛滤、匀质处理方法,对催化剂废料进行适当的制备。将分析仪与便携式Vanta工作站结合在一起使用,在完全联锁的系统中测量铂族元素。按等级对废料进行分类在匀质处理催化剂废料之前,回收商应使用Vanta分析仪对废料进行分类和分离,将相同类型的材料放在一起。催化剂废料分为三个或四个等级,例如:氧传感器三路转换器双向转换器柴油微粒过滤器(DPF)核查检测时间在检测汽车催化转换器废料中的铂族元素时,确保使用正确的检测时间至关重要。以下是一些建议使用的检测时间:快速扫查,以探测铂、钯、铑:光束1 — 最长15秒。这是进行基本分类和确定是否存在铂族元素及钽(Ta)和硒(Se)添加物的不错选择。标准检测,以探测铂、钯、铑:光束1 — 最长30秒,光束2 — 最长15秒。这种检测方式非常适合于完全制备送至精炼厂的样品。全面扫查,以探测到所有元素:光束1 — 最长45秒,光束2 — 最长15秒。可用于优化精炼厂内的回收过程。建议Vanta手持式XRF光谱仪在测量铂、钯和铑元素时使用的检测时间随着全球对铂族金属需求的快速增长(分析师预测全球铂族金属市场将以4.38%的复合年增长率增长),催化转换器回收商需要高效工作,才能满足这种需求。
  • 扩展即时处理功能:安捷伦添加均衡器至PCIe数字转换器
    仪器信息网讯 安捷伦科技近日宣布,PCIe数字转换器家族的成员将会拥有一项新的均衡器即时处理功能。新的均衡信号减少了随机的噪声效应,提升了信噪比、分辨率与动态范围。仅需单一触发器的一次采集,快速采样率就能达到3.2GS/s,而整个过程无需使用等效时间采样技术。由于均衡器的一次记录均衡了多达520,000个触发器,而该功能的自我触发模式有效的最小化了应用的同步模式噪音,安捷伦PCIe数字转换器的通用性得到了显著提升。    均衡器功能与新近推出的峰值检测和数字转换器即时处理功能一道,为安捷伦的用户提供完整而又颇为灵活的工具组合,使得用户的应用需求尽可能达到最佳分析效果。随数字转换器附赠的软件驱动可以让应用在多种信号处理功能间轻松转换。8位U5309A和12位U5303A的PCIe高速数字转换器现已配备均衡器功能。  &ldquo 由于我们频繁发布附加的即时处理功能,用户可以从不断增长的测量吞吐量中获益,&rdquo 安捷伦高速数字转换器运营经理DidierLavanchy说。&ldquo 通过使用U5340A FPGA开发套件,用户可以快速处理他们的开发需求。&rdquo
  • 集成有亚波长光栅的台面型InGaAs基短波红外偏振探测器
    红外辐射(760nm-30μm)作为电磁波的一种,蕴含着物体丰富的信息。红外光电探测器在吸收物体的红外辐射后,通过光电转换、电信号处理等手段将携带物体辐射特征的红外信号可视化。其具有全天候观测、抗干扰能力强、穿透烟尘雾霾能力强、高分辨能力的特点,在国防、天文、民用领域扮演着重要的角色,是当今信息化时代发展的核心驱动力之一,是信息领域战略性高技术必争的制高点。众所周知,波长、强度、相位和偏振是构成光的四大基本元素。其中,光的偏振维度可以丰富目标的散射信息,如表面形貌和粗糙度等,使成像更加生动、更接近人眼接收到的图像。因此偏振成像在目标-背景对比度增强、水下成像、恶劣天气下探测、材料分类、表面重建等领域有着重要应用。在短波红外领域,InGaAs/InP材料体系由于其带隙优势,低暗电流,和室温下的高可靠性已经得到了广泛的应用。目前,一些关于短波偏振探测技术的研究已经在平面型InGaAs/InP PIN探测器上开展。然而,平面结构中所必须的扩散工艺导致的电学串扰使得器件难以向更小尺寸发展。同时,平面结构中由对准偏差导致的偏振相关的像差效应也不可避免。与平面结构相比,深台面结构在物理隔离方面具有优势,具有克服上述不足的潜力。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心E03组长期从事化合物半导体材料外延生长与器件制备的研究。E03组很早就开始了对近红外及短波红外探测器材料与器件的研究,曾研制出超低暗电流的硅基肖特基结红外探测器【Photonics Research, 8, 1662(2020)】,研究过短波红外面阵探测器小像元之间的暗电流抑制及串扰问题【Results in Optics, 5, 100181 (2021)】等。最近,E03组研究团队的张珺玚博士生在陈弘研究员,王文新研究员,邓震副研究员地指导下,针对光的偏振成像,并结合亚波长光栅制备技术,片上集成了一种台面型InGaAs/InP基PIN短波红外偏振探测器原型器件。该原型器件具有的深台面结构可以有效地防止电串扰,使其潜在地实现更小尺寸短波红外偏振探测器的制备。图1是利用湿法腐蚀和电子束曝光等微纳加工技术制备红外探测器及亚波长光栅的工艺流程。图2和图3分别是制备完成后的红外探测器光学显微镜图片和不同取向的亚波长光栅结构SEM图片。图1. 集成有亚波长Al光栅的台面型InGaAs PIN基偏振探测器的工艺流程示意图。图2. 两种台面尺寸原型器件的光学显微镜图片 (a) 403 μm×683 μm (P1), (b) 500 μm×780 μm (P0)。图3. 四种角度 (a) 0°, (b) 45°, (c) 90°, (d) 135° Al光栅形貌。图4是不同台面尺寸的P1和P0器件(无光栅)在不同条件下的J-V特性曲线和响应光谱。在1550 nm光激发,-0.1 V偏压下,P1和P0器件的外量子效率分别为 63.2% and 64.8%,比探测率D* 分别达到 6.28×1011 cm?Hz1/2/W 和6.88×1011 cm?Hz1/2/W,表明了原型器件的高性能。图4. InGaAs PIN原型探测器(无光栅)的J-V特性曲线和响应光谱。(a) 无光照下,P1和P0的暗电流密度Jd-V特性曲线;不同入射光功率下,(b) P1和(c) P0的光电流密度Jph-V特性曲线,插图是-0.1V下光电流密度与入射光功率之间的关系曲线; (d) P1和P0的响应光谱曲线。图5表明器件的偏振特性。从图5可以看出,透射率随偏振角度周期性变化,相邻方向间的相位差在π/4附近,服从马吕斯定律。此外, 0°, 45°, 90°和135°亚波长光栅器件的消光比分别为18:1、18:1、18:1和20:1,TM波透过率均超过90%,表明该偏振红外探测器件具有良好的偏振性能。图5. (a) 1550 nm下,无光栅器件和0°, 45°, 90°和135°亚波长光栅器件的电学信号随入射光极化角度的变化关系;(b) 光栅器件透射谱。综上所述,研究团队制备的台面结构InGaAs PIN探测器,其响应范围为900 nm -1700 nm,在1550 nm和-0.1 V (300K) 下的探测率为6.28×1011 cmHz1/2/W。此外,0°,45°,90°和135°光栅的器件均表现出明显的偏振特性,消光比可达18:1,TM波的透射率超过90%。上述的原型器件作为一种具有良好偏振特性的台面结构短波红外偏振探测器,有望在偏振红外探测领域具有潜在的广泛应用前景。近日,相关研究成果以题“Opto-electrical and polarization performance of mesa-structured InGaAs PIN detector integrated with subwavelength aluminum gratings”发表在Optics Letters【47,6173(2022)】上,上述研究工作得到了基金委重大、基金委青年基金、中国科学院青年创新促进会、中国科学院战略性先导科技专项、怀柔研究部的资助。另外,感谢微加工实验室杨海方老师在电子束曝光等方面的细心指导和帮助。物理所E03组博士研究生张珺玚为第一作者。
  • 输韩LED灯转换器检测标准落定
    韩国上月发布公告称,将修改电子产品安全标准及运用要领,其中列明LED照明器具要求。这一改动将使东莞、中山为主的中国LED企业出口受到影响。  日前,省内外10名专家和10家LED龙头企业有关负责人聚集市科技博物馆,参加了“G/TBT/N/KOR/234、235号通报评议会”。评议会由中国WTO/TBT国家通报资讯中心主办,省质监局WTO/TBT通报咨询研究中心和市质量技术监督标准与编码所承办。  10月1日,韩国发出了关于电子安全标准的G/TBT/N/KOR/234、235号通报,这两项通报拟随着国际电工委员会(IEC)对照明电气电磁兼容性要求的改变而修订其国内相关标准,同时将LED照明器具单列出来,明确其具体要求。而据专家介绍,以往的相关标准并没有将LED等单独列出来做严格的规定。  广东省是我国LED产品的主要省份,其中东莞和中山等地均具有相当规模的LED产业集群。据不完全统计,东莞企业的年出口额达到10亿元,约占全国总量的20%。勤上光电、百分百科技等龙头LED企业,均相继在韩国设立销售处。  按照WTO框架下《技术性贸易壁垒协定》(TBT协定)中透明度原则,各成员可通过通报咨询机构对拟议中的技术性措施提意见,时间限定为60天。  因此,专家和各企业代表通过评议会就韩国拟修改的技术标准提出了意见和建议。不少成员认为,标准虽然对新增LED灯用转换器设置了技术要求,但是没有相应的检测方式,这可能是一大漏洞。主办方表示,将汇总这些意见后向韩国方面提交,以最大化方便LED出口企业。  韩国拟修改具体内容  1、k00015(照明器械类似器械的电磁干扰测试方法及测试限值)  2、K61547(普通照明器械——电磁兼容抗扰度要求事项)
  • 考虑探测器非理想性的红外偏振成像系统作用距离分析
    在背景与目标红外辐射量差距不大或背景较为复杂等情况下,传统红外成像技术对目标进行探测与识别的难度较大。而红外偏振探测在采集目标与背景辐射强度的基础上,还获取了多一维度的偏振信息,因此在探测隐藏、伪装和暗弱目标和复杂自然环境中人造目标的探测和识别等领域,有着传统红外探测不可比拟的优势。但同时,偏振装置的加入也增加了成像系统的复杂度与制作成本,且对于远距离成像,在红外成像系统前加入偏振装置对成像系统的探测距离有多大的影响,也有待进一步的研究论证。据麦姆斯咨询报道,近期,中国科学院上海技术物理研究所、中国科学院红外探测与成像技术重点实验室和中国科学院大学的科研团队在《红外与毫米波学报》期刊上发表了以“考虑探测器非理想性的红外偏振成像系统作用距离分析”为主题的文章。该文章第一作者为谭畅,主要从事红外偏振成像仿真方面的研究工作;通讯作者为王世勇研究员,主要从事红外光电系统技术、红外图像信号处理方面的研究工作。本文将从分析成像系统最远探测距离的角度出发,对成像系统的探测能力进行评估。综合考虑影响成像系统探测能力的各个因素,参考传统红外成像系统作用距离模型,基于系统的偏振探测能力,建立了红外偏振成像系统的作用距离模型,讨论了偏振装置非理想性对系统探测能力的影响,并设计实验验证了建立模型的可靠性。红外成像系统作用距离建模目前较为公认的对扩展源目标探测距离进行估算的方法是MRTD法。该方法规定,对于空间频率为f的目标,人眼通过红外成像系统能够观察到该目标需要满足两个条件:①目标经过大气衰减到达红外成像系统时,其与背景的实际表观温差应大于或等于该频率下的成像系统最小可分辨温差MRTD(f)。②目标对系统的张角θT应大于或等于相应观察要求所需要的最小视角。只需明确红外成像系统的各项基本参数与观测需求,我们就可以计算出系统的噪声等效温差与最小可分辨温差,进而求解出它的最远探测距离。红外偏振成像系统作用距离建模偏振成像根据成像设备的结构特性可分为分振幅探测、分时探测、分焦平面探测和分孔径探测。其中分时探测具有设计简单容易计算等优点,但只适用于静态场景;分振幅探测可同时探测不同偏振方向的辐射,但存在体积庞大、结构复杂,计算偏振信息对配准要求高等问题;分孔径探测也是同时探测的一种方式,且光学系统相对稳定,但会带来空间分辨率降低的问题;分焦平面偏振探测器具有体积小、结构紧凑、系统集成度高等优势,可同时获取到不同偏振方向的偏振图像,是目前偏振成像领域的研究热点,也是本文的主要研究对象。图1为分焦平面探测系统示意图。图1 分焦平面探测器系统示意图本文仿真的分焦平面偏振探测器,是在红外焦平面上集成了一组按一定规律排列的微偏振片,一个像元对应着一个微偏振片,其角度分别为 0°、45°、90°和135°,相邻的2×2个微像元组成一个超像元,可同时获取到四种不同的偏振态。图1为分焦平面探测系统结构示意图。传统方法认为在红外成像系统前加入偏振装置后,会对系统的噪声等效温差与调制传递函数MTF(f)产生影响,改变系统的最小可分辨温差,进而改变系统的最远探测距离。本文将从偏振装置的偏振探测能力出发,分析成像系统的最小可分辨偏振度差,建立红外偏振成像系统的探测距离模型。我们首先建立一个探测器偏振响应模型,该模型将探测器视为一个光子计数器,光子被转换为电子并在电容电路中累积,综合考虑探测器井的大小、偏振片消光比、信号电子与背景电子的比率以及入射辐射的偏振特性,通过应用误差传播方法对结果进行处理。从噪声等效偏振度(NeDoLP)的定义出发,NeDoLP是衡量偏振探测器探测能力的指标,即探测器对均匀极化场景成像时产生的标准差。对其进行数学建模,进而分析得到红外偏振成像系统的最远探测距离。图2 DoLP随光学厚度变化曲线对于探测器来说,积分时间越长,累积的电荷越多,探测器的信噪比(SNR)就越高,但这种增加是有限度的。随着积分时间的增加,光生载流子有更多的时间被收集,增加信号。然而,同时,暗电流及其相关噪声也会增加。对于给定的探测器,最佳积分时间是在最大化信噪比和最小化暗电流及噪声的不利影响之间取得平衡,为方便分析,我们假设探测器工作在“半井”状态下。通过以下步骤计算红外偏振成像系统最远作用距离:a. 根据已知的目标和背景偏振特性以及环境条件,计算在给定距离下,目标与背景之间的偏振度差在传输路径上的衰减。b. 结合系统的探测器性能参数,确定目标在给定距离下是否可被观察到。如果不能则减小设定的距离。目标被观察到需同时满足衰减后的偏振度差大于或等于系统对应于该频率的最小可分辨偏振度差MRPD,目标对系统的张角θT大于或等于相应观察要求所需要的最小视场角。c. 逐步增加距离,直到目标与背景之间的偏振度差不再满足观察要求。这个距离即为成像系统最远作用距离。τp (R)为大气对目标偏振度随探测距离的衰减函数,可根据不同的天气条件,根据已有的测量数据进行插值,计算出不同探测距离下大气对目标偏振度的衰减,图4. 5给出了根据文献中测量数据得到的偏振度随光学厚度增加衰减关系图。这里给出的横坐标是光学厚度,不同天气条件下,光学厚度对应的实际传播距离与介质的散射和吸收系数有关。综上,我们建立了传统红外成像系统和考虑了偏振片非理想性的红外偏振成像系统的作用距离模型,下面我们将对模型的可靠性进行验证,分析讨论探测器各参数对成像系统探测能力的影响。验证与讨论由噪声等效偏振度的定义可知,其数值越小,代表偏振探测器的性能越优秀。下面我们对影响红外偏振成像系统探测性能的各因素进行讨论,并设计实验验证本文建立模型的正确性。偏振片消光比消光比是衡量偏振片性能的重要参数,市售的大面积偏振片的消光比可以超过200甚至更多。对其他参数按经验进行赋值,从图3可以看到,对于给定设计参数的探测器,偏振片消光比超过20后,随着偏振片消光比的增加,探测器性能上的提升微乎其微。对于分焦平面探测器,为实现更高的消光比,不可避免地要牺牲探测器整体辐射通量。由于辐射通量降低而导致的信噪比损失可能远远超过消光比增加所获得的收益。这一结果同样可以对科研人员研制偏振片提供启发,对需要追求高消光比的偏振片来说,增大透光轴方向的最大透射率要比降低最小透射率更有益于成像系统的性能。图3 偏振片消光比与探测器噪声等效偏振度关系图探测器井容量红外探测器的井容量是指探测器像素在饱和之前能够累积的电荷数量的最大值。井容量是衡量红外探测器性能的一个关键参数,井容量通常以电子数(e-)表示。较大的井容量意味着探测器可以在饱和之前存储更多的电荷,从而能够在更大的亮度范围内准确检测信号。这对于在具有广泛亮度变化的场景中捕获清晰图像至关重要。从图4可以看出,增大探测器井的容量,同样能很好的提高成像系统的偏振探测能力。图4 探测器井容量与探测器噪声等效偏振度关系图然而,井容量的增加可能会导致像素尺寸增大或探测器面积减小,这可能对系统的整体性能产生负面影响。因此,在设计红外探测器时,需要权衡井容量、像素尺寸和其他性能参数,以实现最佳性能。目标偏振度虽然推导出的噪声等效偏振度公式包含目标偏振度这一参量,但目标的偏振度本身对探测器的噪声等效偏振度没有直接影响。NeDolp 是一个衡量探测器性能的参数,它主要受探测器内部噪声、电子学和其他系统组件的影响。然而,目标的偏振度会影响探测器接收到的信号强度,从而影响信噪比(SNR)。从图5也可以看出,探测器的NeDolp受目标的偏振度影响不大。图5 目标偏振度与探测器噪声等效偏振度关系图读取噪声与产生复合噪声比值读取噪声主要来自于探测器的读出电路、放大器和其他电子元件。它通常在整个光强范围内保持相对恒定。产生复合噪声是由光子的随机到达和电荷生成引起的,与光子数成正比。在低光强下,产生复合噪声通常较小;而在高光强下,它会逐渐变大。通过计算读取噪声和产生复合噪声的比值,可以确定系统的性能瓶颈。如果读取噪声远大于产生复合噪声,这意味着系统在低光强下受到读取噪声的限制。在这种情况下,优化读出电路和放大器等元件可能会带来性能提升。如果产生复合噪声远大于读取噪声,这意味着系统在高光强下受到产生复合噪声的限制。在这种情况下,提高信号处理和光子探测效率可能有助于改善性能。从图6可以看出,降低读取噪声与产生复合噪声比值可以有效提升系统偏振探测能力。图6 δ与探测器噪声等效偏振度关系图信号电子比例综合图4~6可以看出,提升β的数值可有效提高探测器的偏振探测能力,由β的定义可知,对于确定井容量的探测器,β的取值主要取决于探测器的各种噪声与积分时间,降低探测器的工作温度、优化探测器结构、减少表面和界面缺陷等途径都可以降低探测器的噪声,调节合适的积分时间也有助于探测系统的性能提升。实验验证根据噪声等效偏振度的定义,利用面源黑体与红外可控部分偏振透射式辐射源创建一组均匀极化场景。如下图7所示,黑体发出的红外辐射,经过两块硅片,发生四次折射,产生了偏振效应,通过调节硅片的角度,即可产生不同线偏振度的红外辐射。以5°为间隔,将面源黑体平面与硅片间的夹角调为10°~40°共七组。每组将面源黑体设置为40℃和70℃两个温度,用国产自主研制的红外分焦平面偏振探测器采取不少于128帧图像并取平均,然后将每组两个温度下相同角度获得的图像作差,以减少实验装置自发辐射和反射辐射对测量结果的干扰,差值图像就是透射部分的红外偏振辐射。对差值图像进行校正和去噪后,即可按公式计算出探测器对均匀极化场景产生的偏振度图像。计算出红外辐射的线偏振度,为减小测量误差,仅取图像中心区域的像元进行分析。该区域像元的标准差就是该成像系统的噪声等效偏振度(NeDoLP)。探测器具体参数如表1所示。图7 实验示意图表1 偏振探测器参数利用本文建立的探测器仿真模型计算出硅片的线偏振度仿真值,公式19计算出硅片线偏振度的理论值,与实验的测量值进行对比,图8展示了三组数据的变化曲线,从图中可以看出,三组数据存在一定偏差,这可能与硅片调节角度误差、面源黑体稳定性、干涉效应、硅片摆放是否平行等因素有关,但在误差允许的范围内,实验验证了偏振探测系统的性能,也证明了本文建立仿真模型的可靠性。NeDoLP测量结果如表2所示。图8 线偏振度理论值、测量值与本文模型仿真值曲线图表2 实验结果从上表可以看到NeDoLP的测量值与仿真值的差值基本能控制在5%以内,实验结果再次印证了本文设计的模型的可靠性。实例计算应用建立的模型对高2.3m,宽2.7m,温度47℃,发射率为1的目标的最远探测距离进行预测,目标差分温度6℃;背景温度27℃;发射率1;目标偏振度30%,背景偏振度1%,使用3.2节中样机的探测器参数,最后,采用文献中介绍的“等效衰减系数-距离”关系的快速逼近法对红外探测系统最远作用距离R进行求解,得到表3的结果。表3 红外成像系统的最远作用距离根据红外探测系统最远探测距离,利用本文第二节提出的方法,得到不同探测概率下红外偏振成像系统最远作用距离结果如表4所示。表4 红外偏振成像系统的最远作用距离所选例子为目标与背景偏振度差异大于其温差,所以在这种探测场景下红外偏振成像系统的探测能力要优于红外成像系统。探测器的参数不同,探测场景与目标的变化都会对模型的结果产生影响,但本文提供的成像系统作用距离模型可为实际探测中不同应用场景下的成像系统选择提供参考。结论针对不同的探测场景,红外成像系统与红外偏振成像系统在最远探测距离方面哪个更有优势并没有定论,探测目标的大小,背景与目标的温差与偏振度差,大气透过率,具体探测器的参数等因素都会对成像系统的最远探测距离产生影响。经实验验证,本文所建立的非理想红外偏振成像系统的响应模型是可靠的,可以用于估算成像系统的最远作用距离,针对不同的探测场景,读者可通过实验确定探测器的具体性能参数,利用仿真软件或实验测量的方式获取探测目标的温度与偏振信息,明确探测环境的具体大气参数,利用模型对红外成像系统与偏振成像系统的最远作用距离进行预估,选择更具优势的成像系统。这项研究获得上海市现场物证重点实验室基金(No. 2017xcwzk08)和上海技术物理研究所创新基金(No. CX-267)的资助和支持。论文链接:http://journal.sitp.ac.cn/hwyhmb/hwyhmbcn/article/abstract/2023041
  • 从完整肌腱到单纤丝:偏振红外光谱强势助力胶原蛋白的分子取向研究
    在过去的十年里,红外(IR)光谱已被广泛应用于哺乳动物组织中的胶原蛋白研究。对有序胶原蛋白光谱的更好理解将有助于评估受损胶原蛋白和疤痕组织等疾病。因此,利用偏振红外光研究胶原蛋白(I型胶原和II型胶原)的层状结构和径向对称性逐渐成为研究热点。目前,基于焦平面阵列检测器的偏振远场(FF)傅立叶变换红外(FTIR)成像、偏振远场(FF)、光学光热红外(O-PTIR)以及散射型扫描近场光学显微镜(s-SNOM)的纳米红外技术在胶原蛋白领域得到广泛应用。偏振远场(FF)方法可应用于完整肌腱的截面,其纤维平行且垂直于偏振光排列。光学光热IR红外(O-PTIR)和纳米傅立叶变换红外(nano-FTIR)方法则应用于直径为100~500 nm的原纤维,在生物聚合物上共同实现互相印证和互补的结果。 通常,I型胶原蛋白在偏振红外光下反应不同。采用基于焦平面阵列(FPA)检测的远场傅里叶变换IR(FF-FTIR)对其进行成像时,受制于蛋白质酰胺I和II的红外特征峰吸收带的波长(~7 μm)的分辨率限,难以获取高质量的成像结果。而采用散射型扫描近场光学显微镜(s-SNOM)方法的纳米FTIR(nano-FTIR)光谱技术,可以获得空间分辨率约为20nm的红外光谱,解决了受限于IR辐射波长的限制(通常5-10 μm)。此外,采用光学光热红外技术(O-PTIR)成像和光谱学的方法,也可以摆脱红外波长的限制,实现亚微米(500nm)的空间分辨率,为完整组织和原纤维胶原蛋白的研究打开了一个新窗口。 近期,在Kathleen M. Gough等人的研究中[1],作者采用基于光学光热红外(O-PTIR)技术的PSC非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统 mIRage对样品~500 nm单点区域收集振动光谱,如图1所示。该光学光热红外(O-PTIR)技术的工作原理是光热检测,其中红外量子联激光器(QCL)激发样品在1800–800 cm-1光谱范围内的分子振动。产生的光热效应通过短波长探测激光器检测。图2A-B中的光谱表明,固有的激光偏振所获得的高对比度所产生的光谱与使用FTIR焦平面阵列和偏振器组合进行的光谱测试近乎一致。并且对于安装在玻璃显微镜的不同载玻片,样品均获得了具有良好SNR的高质量光谱。图1. 完整肌腱的光学光热IR(O-PTIR)光谱,?500 nm测量点。(A)利用线性偏振量子联激光器(QCL)从CaF2窗口在平行和垂直两个不同方向上获得光谱。插入的可视图像显示了6个采谱位置;比例尺= 70 μm。(B)对比从CaF2(部)和玻璃(底部)载玻片在线性偏振QCL的平行和垂直方向上获得的光谱。 光学光热红外(O-PTIR)技术可以通过在载物台上轻易地旋转样品来测试平行和垂直于红外激光偏振方向的光谱。并利用光学光热红外(O-PTIR)技术在几个单一频率下对原纤维成像,以获得表观物理宽度的确定性估计。如图2右侧所示,在垂直方向上, 1655 cm-1处记录的单波长图像的红黄带表明该原纤维的宽度不超过500 nm。该尺寸将目标物标定为真正的原纤维,并且可与红外s-SNOM实验中检测到的300 nm原纤维相当。光学光热红外(O-PTIR)技术与nano-FTIR的测试结果相互印证,反映了“原纤维”宽度的标准范围。此外作者观察到,来自原纤维的酰胺I和II谱带比完整肌腱的窄,并且相对强度和谱带形状都发生了变化。这些光谱反映出在偏振红外光下正常I型胶原纤维的更多有用信息,并可作为研究胶原组织的基准。图2. 从CaF2窗口利用O-PTIR测试控制肌腱原纤维获得的光谱。用平行于激光偏振的原纤维获得的光谱(红色);蓝色是垂直方向上的光谱。右侧是在垂直方向基于1655 cm-1的单波长图像。正方形表示光谱采集位置。比例尺= 1 μm。 与基于焦平面阵列检测器的偏振远场傅立叶变换红外(FF-FTIR)光谱相比,光学光热红外(O-PTIR)具有更高的空间分辨率,且可提供单波长光谱。使用FF-FTIR FPA探测往往包括其他非胶原材料。同时,光学光热红外(O-PTIR)还可以提供偏振平行于原纤维取向的原纤维光谱。这也是光学光热红外(O-PTIR)和纳米FTIR光谱对直径为100~500 nm的胶原原纤维给出证实性和互补性结果的次证明。综上所述,这些结果为进一步研究生物样品中的胶原蛋白提供了广阔的基础。 参考文献:[1]. Gorkem Bakir, Benoit E. Girouard, Richard Wiens, Stefan Mastel, Eoghan Dillon, Mustafa Kansiz, Kathleen M. Gough, Molecules 2020, 25, 4295 doi:10.3390/molecules25184295.
  • 首个使用偏振的超快光处理器面世
    科技日报北京6月19日电 (记者张梦然)据近日发表在《科学进展》上的一篇论文,英国牛津大学研究人员开发了一种使用光的偏振来实现最大化信息存储密度的设备。新研究使用多个偏振通道展开了并行处理,计算密度比传统电子芯片提高了几个数量级。自1958年第一块集成电路发明以来,将更多晶体管封装到特定尺寸的电子芯片中,一直是实现最大化计算密度的首选方法。然而,人工智能和机器学习需要专门的硬件突破现有计算的界限,因此电子工程领域面临的主要问题是:如何将更多功能打包到单个晶体管中?科学家已知不同波长的光不会相互影响,同样,不同偏振的光也不会相互影响。因此,每个极化都可作为一个独立的信息通道,使更多信息可存储在多个通道中,这就大大提高了信息密度。而光子学相对于电子学的优势在于,光在大带宽上速度更快,功能也更强大。新研究的目标就是充分利用光子学与可调谐材料相结合的这些优势,实现更快、更密集的信息处理。鉴于此,十多年来,牛津大学研究人员一直致力于使用光作为计算手段。团队此次开发了一种HAD(混合活性电介质)纳米线,该纳米线使用一种混合玻璃材料,该材料在光脉冲照射时具有可切换的特性,每条纳米线都显示出对特定偏振方向的选择性响应,因此可使用不同方向的多个偏振同时处理信息。利用这个概念,研究人员开发出第一个利用光偏振的光子计算处理器。光子计算通过多个偏振通道进行,纳米线则由纳秒光脉冲调制,与传统电子芯片相比,其计算速度更快,计算密度因此提高了几个数量级。研究人员表示,对于人们希望看到的未来愿景来说,现在仅仅是个开始,这种偏振光子计算处理器结合了电子、非线性材料和复杂计算,已经是一个超级令人兴奋的想法。总编辑圈点   随着传统电子芯片尺寸越来越小,芯片上的晶体管数量接近极限,摩尔定律也日益逼近“天花板”。这些年,科学家和工程师们开始为芯片发展寻找新的“增长点”,利用光子计算便是思路之一。例如,2015年美国科学家研发出用光处理信息的光电子芯片,它依旧使用电子来计算,但是可以直接使用光来处理信息。上述成果则利用了光的偏振特性。这些研究都为芯片迭代升级提供了更多可能。
  • 基于硫废物的高灵敏红外偏振器面世
    偏振图像可提供诸如阴影和表面形貌的信息,但目前的红外偏振器主要由昂贵且易碎的陶瓷制成,且其拥有的纳米光栅通常需通过耗时且成本高昂的干涉光刻法制造而成。现在,韩国科学家基于富硫聚合物,研制出一款高灵敏度基偏振器,不仅成本低廉且制造方法简单,相关研究刊发于最新一期《先进材料》杂志。通过“逆硫化”合成的富硫聚合物因在红外区域固有的高透射率而成为红外光学器件的合适候选材料,受到广泛关注。富硫聚合物主要由基于元素硫的主链组成,石油精炼过程中每年会产生700万吨硫磺,因此这种富硫聚合物可大规模生产。与常规红外材料不同,富硫聚合物可溶解在有机溶剂中,这意味着其可应用于基于溶液的旋涂方法。此外,富硫聚合物拥有的粘滞弹性和动态共价二硫键使其可被热纳米压印光刻(热NIL)技术模塑成不同的纳米结构。而且,基于富硫聚合物制造而成的偏振器,也能拥有双层结构,可通过以下3个步骤获得:旋涂富硫聚合物溶液、在旋涂的富硫聚合物基膜上使用热NIL工艺,以及在纳米光栅上进行金属沉积,由此得到的富硫聚合物基偏振器由自对准双层金属光栅和间隔层(用作光学腔)组成。基于上述方法,韩国汉阳大学研究人员制作了一种高灵敏度的富硫聚合物基偏振器。他们微调了热NIL条件,以高质量复制设计纳米光栅,并研究了间隔层的厚度,以最大化所有中波红外区域的透射。通过数值模拟设计,并考虑到光学性能和制造难度,该偏振器的节距为400纳米,经由包括温度、压力和时间在内的热NIL条件的系统研究,获得了面积为1平方厘米的高保真纳米光栅。
  • 美宇航局筹划更先进的望远镜——X射线成像偏振探测器
    美国宇航局预计在2017年初宣布概念研究方案,航天器的科学仪器预算为1.25亿美元  据腾讯太空(罗辑/编译):在地球轨道上,美国宇航局所管辖的空间望远镜是全球最多的,性能也最为先进,几乎覆盖了所有的观测波段。2018年,美国宇航局将发射迄今最先进的空间望远镜,詹姆斯-韦伯望远镜,这是一具红外线天文台。不过,美国宇航局又在筹划一种更先进的望远镜,主要工作波段为X射线,被命名为X射线成像偏振探测器,目前已经入围了三个方案,预计在2020年底会发射升空,将作为X射线天文学观测上的主力。  目前入围的三个方案都是目前X射线观测上的顶尖水平,比如来自加利福尼亚技术研究所的SPHEREX望远镜,美国宇航局马歇尔太空飞行中心提出的IXPE计划,以及美国宇航局戈达德太空飞行中心的PRAXyS方案。每个科学小组会获得100万美元的资金支持,美国宇航局也会进行为期11个月的任务概念研究。预计在2017年初宣布概念研究方案,航天器的科学仪器预算为1.25亿美元,并安排了5000万美元的发射费用。  IXPE和PRAXyS这两个方案主要目标是个宇宙中高能事件,比如恒星工厂和恒星死亡后的情景,这些过程可产生强大的X射线信号。此外,科学家还希望收集黑洞周围的X射线信号,超致密的中子星、恒星爆炸、遥远星系中央内核的X射线信号等。IXPE采用X射线偏振技术,可以对中子星、脉冲星星云、恒星、黑洞等主要宇宙天体进行研究,符合美国宇航局的任务要求。  PRAXyS方案则使用了一种不同的方法来研究X射线天文学,PRAXyS任务的首席研究员基思认为PRAXyS方案类似于GEMS引力与极端磁场研究项目,后者在2012年被美国宇航局取消。SPHEREX任务概念将对天空进行全面扫描,时间至少持续两年,还可以观测宇宙中的引力波。此外,SPHEREX任务还可以对一些恒星系统演化的早期阶段进行研究,比如冰是否存在于恒星周围。
  • 清华大学张书练:让激光正交偏振走出深巷放光芒
    5月7日,&ldquo 激光正交偏振及激光精密测量新技术研讨会&rdquo 在清华大学主楼接待厅举行。此次研讨会由清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室组织举办,旨在系统介绍张书练课题组就正交偏振激光的产生、现象进行的科学研究及其在精密测量中的应用,以及相关仪器的产业化前景。清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室主任张书练介绍研究成果  研讨会上,清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室主任张书练做了题为&ldquo 让激光正交偏振走出深巷放光芒:激光正交偏振及激光精密测量新技术的发展历程&rdquo 的学术报告,回顾了相关研究的缘起。他说,课题组在研究中注意到,现有激光文献只讲激光束的三特性&ldquo 高亮度&rdquo &ldquo 相干性&rdquo &ldquo 方向性&rdquo ,对比爱因斯坦阐述的光的受激辐射特性少了&ldquo 偏振&rdquo 性,从而课题组埋头30年,通过观察物理效应、发明新仪器把第四性&ldquo 偏振&rdquo 补上。  课题组成员谈宜东副教授、张松博士、朱守深博士还做了&ldquo 固态激光回馈干涉仪原理和应用&rdquo 、&ldquo 激光原理的三个实验系统&rdquo 、&ldquo 双折射-塞曼双频激光干涉仪&rdquo 及&ldquo 课题组的未来&rdquo 的报告。介绍了相关科研成果及应用前景。现场展出的仪器  研讨会还展出了张书练课题组研制的包括气体激光干涉仪、固态激光回馈干涉仪、光学位相延迟(内应力)测量仪、纳米测尺、新激光原理实验系统等十几种仪器。其中&ldquo 双折射-塞曼双频激光干涉仪&rdquo 突破了国内外限制几十年的频差低的难题,实现了3-20MHz任选频差的双频激光干涉仪,批量满足国家重大专项和机床检定需求 &ldquo 固态激光回馈干涉仪&rdquo 跨越传统干涉仪原理,在国内外率先研究成功并批量使用,由于其超高的灵敏度和能够测量非配合目标,应用广泛,被誉为&ldquo 新一代的激光干涉仪&rdquo &ldquo 激光频率分裂光学位相测量仪&rdquo 已批准为国家标准 &ldquo 激光原理的三个实验系统&rdquo 已有百台在近20所大学应用,改变了激光原理课实验教学的模式。  与会者兴趣浓厚,讨论热烈,特别对常见激光器的偏振特性、频率之间的竞争等提了问题,并就现场展示仪器的性能、应用提出了建议和意见。研讨会现场  来自北京大学、南开大学、哈尔滨工业大学、中国计量科学研究院、清华大学紫荆创新研究院、德铭精密机械有限公司等三十多所高等院校、科研机构以及公司代表约100人参加了会议。
  • 黑洞追踪者:伽马暴偏振探测仪
    在宇宙深处,像黑洞这样的神秘天体一直吸引着大量的天文学家和天文爱好者的目光,但是目前能够很好观测这种星体的手段并不多。  而天宫二号空间实验室携带的一台天文观测设备,就有可能在这一领域获得突破,它就是伽马暴偏振探测仪。  这台设备叫做伽马射线暴偏振探测仪,它的任务是对宇宙当中的伽马射线暴进行探测。在宇宙中,只有温度极高、密度极高、磁场极强的星体里,才可能产生这种射线,因此它的存在可能就是黑洞留下的痕迹。  伽马暴偏振探测仪首席科学家 张双南研究员:因为伽马射线暴,伽马射线的产生,是从极端相对论性的喷流里面产生的,这种极端相对论性的喷流,它的速度接近光速,这是在黑洞附近,或者是在中子星附近,极端的引力场里面所产生出来的。  在过去,对伽马射线的测量只能测到它的能量,方向,和时间等信息,但是这一次,天宫二号要从全新的领域来探寻这种宇宙中的神秘射线,这就是伽马射线的偏振信息。那么什么是偏振呢?这其实是电磁波,也就是光的一种特性。  伽马暴偏振探测仪首席科学家 张双南研究员:如果我们到海边,我们看到海面,白茫茫的一片,因为从海面来的这种光的偏振的,如果戴上偏振的镜子之后,我们就能够看到海面上的波浪,看得比较清楚。  同样伽马射线的偏振特性里,也记录了产生它的星体的结构甚至磁场的形态信息。解读这些信息,很可能让我们对黑洞有新的认识。所以天宫二号携带的这台伽马射线偏振探测仪就是要以独特的设计,对伽马暴的偏振性质进行系统性地高精度测量,填补这个国际天文研究的空白。  伽马暴偏振探测仪首席科学家 张双南研究员:它是一种特殊的天文望远镜,它实际上是由1600个,对伽马射线光子敏感的器件组成的,通过分析伽马射线在这1600个敏感器件上的信号分布,我们最终来推算伽马射线的偏振性质。  为了打造这个探索宇宙秘密的特殊望远镜,来自瑞士和波兰的科学家也参与到了它的研制当中,这也成了天宫二号上所携带的唯一一台国际合作的科学设备,因此,全世界的科学家都在对这次任务充满期待。  伽马暴偏振探测仪首席科学家 张双南研究员:我们希望这台仪器设计的灵敏度比国际上已有的,专门用于伽马射线暴偏振的仪器的灵敏度提高至少十倍,所以无论是从它的灵敏度和它的精度两方面来讲我们这个仪器都是最好的。
  • 半导体所在二维GeSe的偏振光学特性研究中获进展
    style type="text/css".TRS_Editor P{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor DIV{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TD{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TH{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor SPAN{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor FONT{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor UL{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor LI{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor A{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }/stylep  光在传波过程中振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振,偏振是光作为电磁波的重要特征之一。偏振光探测在线性偏光镜(LPL)、偏振遥感以及医疗诊断治疗等方面已展现出广泛的应用前景。目前,对可见波段的偏振检测研究已比较普及,而对其它特殊波段的偏振探测有待进一步探索。近日,中国科学院半导体研究所超晶格室研究员李京波、魏钟鸣,与天津大学教授胡文平合作,围绕二维GeSe材料在短波近红外波段(700-1100 nm)的偏振光探测取得新进展。/pp  GeSe是一种典型的二元IV-VI硫族化合物,研究显示,GeSe是以高度各向异性的层状正交晶系方式结晶(空间群Pcmn- ,比黑磷的空间群Bmab- 对称性低)。此外,GeSe的带隙范围为1.1-1.2eV,使其适用的二向色性波段分布在1100nm波段以内(可见/短波近红外波段)。在靠近带边处,高态密度直接导致高吸收系数。鉴于上述特性,GeSe在面内各向异性等方面的独特性质有待研究,来实现其在可见/短波近红外波段光偏振探测方面的应用。/pp  在此背景下,该研究员团队利用GeSe材料高蒸气压的特点,采用真空气相沉积法,获得了高质量的GeSe层状单晶。通过XRD以及TEM表征,证实获得的二维GeSe纳米片具有很高的结晶度。同时,通过拉曼光谱、光吸收谱和光探测器件研究,系统分析了GeSe在晶格振动以及光学方面的各向异性(如图)。由于GeSe的几个典型的拉曼振动模的强度随着入射光和散射光的偏振方向以及样品的夹角而变化,拉曼光谱检测为GeSe晶向的确定提供了快速简便的方法。在光学方面,GeSe的各向异性体现在偏振度可分辨的光吸收谱和光电流谱等方面,在532nm激光波长下二向色性比为1.09,在638nm下为1.44,在808nm下为2.16,与吸收谱测试结果基本符合(对应的各向异性吸收比分别是1.09,1.26,3.02),这两种测试方法系统地确定了GeSe最佳的各向异性的光响应在808nm波长附近。结合理论计算的佐证,系统探测显示8-16nm厚度的GeSe有助于实现最优质的光探测结果。该研究成果显示出,二维GeSe在线偏振探测领域有潜在的应用价值。/pp  相关研究成果近期发表在emJournal of the American Chemical Society/em上。研究工作得到中科院和国家自然科学基金委员会的资助。/pp style="text-align:center "img alt="" oldsrc="W020171123391449326616.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/uepic/753d9b4e-23b3-45db-b3a8-e7fd4a6082c2.jpg" uploadpic="W020171123391449326616.jpg"//pp style="text-align: center "由GeSe低晶格对称性导致的角度依赖各向异性拉曼信号和808nm激光下的探测性能。/p
  • 激光偏振检测新技术可分析太空垃圾成分
    p  据物理学家组织网20日报道,美国麻省理工学院(MIT)的工程师最近开发出一种激光偏振检测新技术,不仅能确定太空垃圾位置,还能分析其成分。/pp  在地球空间轨道上,数以亿计的太空垃圾高速旋转着,给航天器和卫星带来巨大威胁。目前,美国国家航空航天局(NASA)和国防部在用陆基望远镜和激光雷达(Ladars)跟踪17000块碎片,但这一系统只能确定目标的位置。研究人员指出,新技术能分析出一块残骸由什么组成,有助于确定其质量、动量及可能造成的破坏力。/pp  该技术利用激光来检测材料对光的偏振效应。MIT航空航天系的迈克尔· 帕斯科尔说,涂料的反射光偏振模式和金属铝有明显区别,所以识别偏振特征是鉴定太空残骸的一种可靠方法。/pp  为检验这一理论,研究人员设计了一台偏光仪来检测反射光的角度,所用激光波长为1064纳米,与Ladars激光类似,并选择了6种卫星中常用的材料:白色、黑色涂料、铝和钛,还有保护卫星的两种膜材料聚酰亚胺和特氟龙(聚四氟乙烯),用偏振滤镜和硅探测器检测它们反射光的偏振状态。他们识别出16种主要的偏振态,并将这些状态特征与不同材料对应起来。每种材料的偏振特征都非常独特,足以和其他5种区别开来。/pp  帕斯科尔认为,其他航天材料如防护膜、复合天线、太阳能电池、电路板等,其偏振效应可能也各有特色。他希望用激光偏振仪建一个包含各种材料偏振特征的数据库,给现有陆基Ladars装上滤波器,就能直接检测太空残骸的偏振态,与特征库数据对比,就能确定残骸构成。/p
  • 偏振遥感:让石油污染监测更简约快捷
    在石油的开采、炼制、贮运、使用过程中,原油和各种石油制品进入环境而造成的污染成了一个世界性的问题。因此,建立探测系统,对油田区进行监测和管理,特别是对石油污染所发生的位置、溢油量和扩散趋势等的监测尤为重要。  在国家自然科学基金、“863”计划等的资助下,东北师范大学城市与环境科学学院教授盛连喜带领的课题组以偏振度作为偏振光遥感的定量指标,在近红外波段对不同含水量和含油量的土壤进行偏振光谱测量,为今后利用偏振光遥感监测土壤石油污染的应用打下基础。这一成果发表在《科学通报》2008年第23期上。  难以避免的石油土壤污染  石油对土壤的污染主要表现为:破坏土壤的结构和透水性。石油污染物还会与土壤中有效的氮、磷、钾发生反应,破坏土壤的肥力。尽管采取了一系列措施,但在石油的生产、加工、运输各个环节,都有可能发生泄漏溢出事故,石油污染物对土壤的污染难以避免。  “石油开采时可能产生的泄漏或溢油现象造成的落地油污染,可使土壤的环境容量逐年减少 在气田开发时,钻井过程中产生废弃泥浆,如果没有泥浆坑,废弃的钻井泥浆就会被排放到土壤中,造成污染。”盛连喜说。  盛连喜解释说,如果在原油开采过程中发生井喷等事故,可能使大量石油烃类直接进入土壤。另外,石油管线和采油井的井口设备如果发生跑冒滴漏,也有一些石油泄漏到地面。石油及其产品在运输、使用和贮存过程中的渗漏、溢油现象时有发生,会造成石油烃类直接进入土壤。而石油及其产品在运输、使用和贮存过程中的渗漏、溢油现象同样会对土壤造成危害。  “当石油渗透进入土壤后,如果植物吸收了石油,会破坏植物的新陈代谢过程,或阻断植物需要的水分和养料,从而使植物死亡,植被遭到破坏。而且被石油污染物污染的土壤在几年甚至几十年内都会丧失农耕和畜牧的功能。石油还可能通过进入食物链影响人体健康。另外,油气会从地表挥发至大气,表现为油气挥发物,被太阳紫外线照射后,可能与其他有害气体发生物理化学反应,生成光化学烟雾,产生致癌物和温室效应,破坏臭氧层等。”盛连喜说。  既然污染难以杜绝,作为及时了解石油开采所在区域的环境质量状况,包括大气环境质量、水体和土壤环境质量状况,发现油气田生产中环境问题的有效手段,环境监测就变得至关重要。  “尤其是对土壤污染的监测,关系到周边地区的生态环境安全、食品安全问题,不容忽视。”盛连喜说。  大有可为的偏振遥感  目前,在石油开采区域最常用的环境监测方法是现场采样实验室分析监测,也有些地方开展了航空和遥感监测。  盛连喜指出,常规的土壤石油污染监测方法是从野外取样带回实验室分析,由于事前对污染范围及污染程度的了解有局限性,监测过程不仅费时而且耗费大量人力、物力和财力,结果却往往不够全面准确,只能对采样点局部进行评价和估量。如何对土壤石油污染范围及程度进行定量定位的测量,有效节省工作时间和经费,提高环境污染监测的准确性成为一个重要的科学问题。  在苦苦寻找解决办法的时候,电磁波的一个重要特征——偏振,引起了盛连喜的关注。  偏振在微波谱段称为极化。地球表面和大气中的目标在反射、散射、透射及发射电磁辐射的过程中,会产生由它们自身性质决定的特征偏振,即偏振特性中蕴涵着目标的各种信息。  “偏振遥感正是利用这一特征为遥感目标提供新的、潜在的信息。”盛连喜说,“与其他遥感技术比较,偏振光的特性使其在遥感中能够解决许多实际问题。使用偏振信息不仅能够更准确地定位土壤石油污染的范围和程度,并可反演相应地物目标的结构、化学成分、水分含量等多方面信息,甚至了解造成污染油井的年龄,因此具有非常广阔的应用前景。”  目前,盛连喜课题组对污染土壤偏振光遥感的监测主要研究方向是在不同湿度条件下鉴别石油种类,并进一步确定湿度条件影响的曲线临界值。重点研究土壤中受到石油污染的范围和程度,为研究土壤的石油环境容量、控制石油污染提供依据。  该课题组以吉林省松原油田原油和当地典型表层土壤为实验原料,在实验室内对4个水平的含油量、3个水平的含水量土壤样品在近红外波段进行了多角度探测模拟实验。又在室外实地测量了各种条件下的石油污染土壤与清洁土壤的偏振度值。他们发现,当土壤含水量较低时,土壤表面反射光的偏振度会随土壤中石油含量的增加而增大 当土壤含水量较高时,土壤表面反射光的偏振度会随土壤中石油含量的增加而降低。  事实上,盛连喜所在的偏振实验室已经通过几年的工作,对黄土、黑土、红土等土壤类型的基础偏振反射特性进行了测量和研究,接下来的工作是通过多因素的模拟正交实验,为更广泛地应用偏振特性进行石油的土壤污染监测提供科学依据。  盛连喜指出,不同土壤类型的临界值会因土壤有机质含量、机械组成等因素的不同而不同,对偏振光的测量带来难度。这也是他们今后工作中需要重点研究的问题。
  • 长春光机所在光学系统偏振像差理论研究中取得进展
    p  中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室的黄玮课题组在光学系统偏振像差理论的研究中取得新进展:首次提出了一种能同时表征偏振像差在光学系统的光瞳与视场上分布规律的正交多项式,该多项式在偏振像差的测量与补偿方面有很大潜在应用价值。相关结果发表于近期的Optics Express(Opt. Express 23,21, 27911-27919, 2015, doi:10.1364/OE.23.027911)。/pp  对于高数值孔径的光学系统,如光刻物镜和显微物镜,偏振照明成为一种提高分辨率的方法。但偏振照明光束经光学系统后,受偏振像差影响,其偏振状态会发生改变,进而影响分辨率。已有的研究多集中于偏振像差在光学系统的光瞳处的分布规律,很少关注视场。但对偏振像差的测量和补偿,需要在整个视场上进行。一般的方法是选择多个离散视场点来近似整个视场,精度由视场点个数决定。因此,揭示偏振像差在光学系统视场上的分布规律,对偏振像差的测量和补偿研究具有重要价值。/pp  该研究将方向泽尼克多项式与条纹泽尼克多项式相结合,依据光学系统的旋转对称性,推导出一系列正交多项式,并将其命名为视场-方向泽尼克多项式(Field-orientation Zernike polynomials,FOZP)。FOZP将偏振像差的分布规律从光瞳扩展到了视场,更完整地表述了光学系统的偏振像差。/pp  该工作得到了国家重大专项子课题基金的支持。/ppimg src="http://img1.17img.cn/17img/images/201512/insimg/636c3cea-ce6b-40d7-8aab-5c3a5b476b93.jpg" style="width: 600px height: 429px " title="W020151217536871222917.jpg" width="600" height="429" border="0" hspace="0" vspace="0"//ppimg src="http://img1.17img.cn/17img/images/201512/insimg/7db4bd1d-c6c6-4517-9b33-346fa05251e2.jpg" style="width: 600px height: 465px " title="W020151217536871237159.jpg" width="600" height="465" border="0" hspace="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="font-size: 16px "视场-方向泽尼克多项式的视场分布图/spanbr//ppbr//p
  • 法国JY推出新型MM-16相调制型椭圆偏振光谱仪
    HORIBA Jobin Yvon, 薄膜部推出了新型MM16高精度,高灵敏,低价格的相调制椭圆偏振光谱仪。 其采用液晶调制技术,2048CCD采集光谱,全谱采集时间仅2s钟,同时椭偏仪在可见光波段采用4× 4的Mueller 矩阵进行数据分析,可以精确的对测量复杂折射率材料进行分析,可广泛应用在平板显示,生物,包装和半导体领域。 目前HORIBA Jobin Yvon 在ex-situ和in-situ领域有着一系列的椭偏仪产品,UVISEL,MM16,DigiSel,PZ2000。其组成了一个高性能的椭偏家族。同时HJY公司还有多种配件可选以扩展椭偏仪的功能,如自动样品台,微光斑反射仪,液体池,高低温样品台等。基于Windows的强大软件工作平台DeltaPsi2使椭偏的数据分析变得更加的简单直观, 具体情况请查阅网站 www.jobinyvon.com 电话:021-64479785传真:021-64479480E-Mail:jjhjy@jobinyvon.cn
  • HORIBA 用户动态|中科院半导体所关于角分辨偏振拉曼光谱配置的研究
    撰文:刘雪璐等众所周知,实验上已经有多种手段可以实现角分辨偏振拉曼光谱(arpr)测试,但是不同配置往往会呈现出不同的结果。常用的arpr实验配置是固定入射激光和散射信号的偏振方向,旋转样品。但是,随着低维材料的兴起,样品尺寸往往只有微米量级,而旋转样品会导致样品点移动,很难实现对微米级样品的原位角分辨拉曼光谱测试。所以重新系统地研究各种arpr配置的优缺点并且找到对于微米级晶体材料优的实验方法显得十分必要。近,中国科学院半导体研究所谭平恒研究组系统全面地分析了三种测量arpr光谱的实验配置,给出了一般形式的拉曼张量在不同配置下拉曼强度的计算方法,并具体地以高定向热解石墨(hopg)的基平面和边界面为例,研究了这些arpr配置在二维材料拉曼光谱方面的应用。该工作使用了horiba公司labram hr evolution型全自动高分辨拉曼光谱仪,分析软件为labspec 6.0。全自动拉曼光谱仪快速的数据采集和强大的数据处理功能,为本工作的顺利完成提供了技术保障。今天在本文中,你将读到: 三种测量arpr光谱的实验配置及优缺点分析 高定向热解石墨的基平面和边界面arpr光谱测量及结果分析三种测量arpr光谱实验配置及优缺点分析图1. 三种测量arpr光谱的实验配置示意图:(a)αlvr和αlhr,(b)vlvr和vlhr以及(c)θlvr和θlhr。其中光路中偏振镜(polarizer)的使用是为了保证入射激光保持竖直偏振。单色仪入口的检偏镜(analyzer)用于选择沿竖直或水平偏振的拉曼信号。半波片用于改变入射激光或者散射光的偏振态。实验室坐标系(xyz)用黑色的箭头表示,而晶体坐标系(x’y’z’)用灰色的箭头表示。红色的双向箭头代表了照射到样品上的入射激光的偏振方向,蓝色的双向箭头代表了由竖直或水平检偏镜选择出的拉曼散射光的偏振方向。测量arpr光谱的实验配置如图1,三种配置的优缺点分别为:(a)αlvr和αlhr:改变入射激光的偏振方向,固定散射信号的偏振方向,而样品固定不动。这种偏振配置在测试过程中只需要通过旋转入射光路上半波片的快轴方向来改变入射激光的偏振方向。其优点在于便于操作,且保证了arpr光谱的原位测试。目前商业化的拉曼光谱仪,如labram hr evolution型拉曼光谱仪集成了自动化控制的半波片,这相比于手动旋转入射光路上半波片快轴方向的操作更为方便,测量结果更准确。(b)vlvr和vlhr:固定入射激光和散射信号的偏振方向,旋转样品。这种偏振配置被广泛应用于研究晶体材料拉曼光谱的各向异性,分别对应于常说的平行偏振(通常记为vv或yy)和交叉偏振(通常记为vh或yx)。其优点在于光路简单,而缺点为在旋转样品过程中不可避免地会导致样品点的移动,很难实现对微米级样品的原位角分辨拉曼光谱测试,使得测试技术难度增加。(c)θlvr和θlhr:在入射激光和散射信号的共同光路上设置半波片,通过旋转半波片的快轴-方向,同时改变入射激光及散射信号的偏振方向,而样品固定不动。这种偏振配置的优点同样是保证了arpr光谱的原位测试,但在低维材料的arpr光谱测量中尚未得到广泛的应用。上述三种arpr光谱的实验配置中,种配置(a)αlvr和αlhr可以借助自动化控制的半波片实现快速测量,是一种快速有效地测量arpr光谱的实验配置。第二种(b)vlvr和vlhr和第三种配置(c)θlvr和θlhr是等价的,这可以通过计算一般形式的拉曼张量在这两种配置下拉曼强度证实, 而后一种配置以其简便性和准确性等优势可以作为前一种的替代,从而可以更为高效地测量诸多微米级样品的arpr光谱。高定向热解石墨的基平面 & 边界面arpr光谱测量及结果分析二维层状晶体材料以其独特的物理、机械、化学和电学特性等迅速成为过去十余年国际科学研究的热点。近报道的一些垂直排列的二维层状晶体材料以及它们的异质结构,它们在边界面上能呈现出某些优于基平面的性质。这些各向异性材料的诸多性能随晶向而变,使其在纳米器件方面有着非常广阔的应用前景。hopg是石墨烯的母体材料,其由单层碳原子层即石墨烯依靠层间范德华力有序地堆垛而成,所以hopg可以作为二维层状晶体材料的代表。为了展示了不同arpr光谱的实验配置在二维层状晶体材料拉曼光谱测量以及各向异性研究方面的应用,研究人员对高定向热解石墨hopg的基平面(如图2)和边界面(如图3)分别进行了arpr光谱的测量。通过研究hopg基平面以及边界面上g模的拉曼强度对不同arpr光谱实验配置的依赖性,进一步证实了旋转样品的偏振测试技术(图1(b)vlvr和vlhr)和在入射激光及散射信号共同光路上放置半波片的偏振测试技术(图1(c)θlvr和θlhr)的等价性。后一种偏振测试技术可以作为前一种的替代,使得平面内各向异性材料的arpr光谱测量更为简便和准确。图2.(a)hopg基平面上的拉曼光谱。插图为晶体坐标系相对于激光入射方向的示意图。(b)偏振配置αlvr和αlhr,hopg基平面的g模拉曼强度igb(g)随α变化的坐标图。(c)偏振配置vlvr和vlhr下,hopg基平面的g模拉曼强度igb(g)随变化的坐标图。(d)偏振配置θlvr和θlhr下,hopg基平面的g模拉曼强度igb(g)随θ变化的坐标图。图3.(a)hopg边界面上的拉曼光谱。插图为晶体坐标系相对于激光入射方向的示意图。(b)偏振配置αlvr和αlhr下,hopg边界面的g模拉曼强度ige(g)随α变化的坐标图。(c)偏振配置vlvr和vlhr下,hopg边界面的g模拉曼强度ige(g)随β变化的坐标图。(d) 偏振配置θlvr和θlhr下,hopg边界面的g模拉曼强度ige(g)随θ变化的坐标图。对于垂直排列的二维层状晶体材料,单层厚度仅有亚纳米的级别,无法用光学显微镜对它们的晶向进行准确判断,目前急需一种快速、无损的鉴别方法。中国科学院半导体研究所谭平恒研究组进一步发现,当入射激光偏振方向与hopg碳平面取向平行时,其g模强度达到大值。基于这一特征,研究人员利用arpr光谱对hopg的边界面进行了晶向指认。这种方法还将有望推广到其他垂直排列的层状材料晶向的无损快速鉴别。图4. (a)hopg的边界面的光学图像,hopg边界面碳平面的方向y’与实验室坐标系y轴的夹角为β0=0o,20o和40o。(b)偏振配置αlvr下,β0=0o,20o和40o时hopg 边界面的g模拉曼强度ige(g)随α变化的坐标图。(c)偏振配置αlhr下,β0=0o,20o和40o时hopg边界面的g模拉曼强度ige(g)随α变化的坐标图。以上工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金委的大力支持,并于近期以highlights文章发表于中国物理b《chinese physics b》上:liu xue-lu, zhang xin, lin miao-ling, tan ping-heng. different angle-resolved polarization configurations of raman spectroscopy: a case on the basal and edge plane of two-dimensional materials. chinese physics b, 2017, 26(6): 067802horiba科学仪器事业部结合旗下具有近 200 多年发展历史的 jobin yvon 光学光谱技术,horiba scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天horiba 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。
  • 安光所承担的“多角度偏振成像仪”项目通过验收
    2月25日,中科院合肥物质科学研究院安光所光学遥感中心牵头承担的民用航天技术预先研究项目“多角度偏振成像仪”通过了专家验收。专家组认为,该项技术将大力推动我国卫星载荷新技术的发展。  多角度偏振成像仪项目组针对全球大气环境及气候变化研究、高精度定量化遥感大气校正等需求,应用多角度偏振探测技术,突破大气气溶胶高精度卫星遥感关键技术,完成了工程化设计的多角度偏振成像仪原理样机,搭建了多角度成像仪的实验室辐射/偏振/几何定标系统。样机主要性能指标均达到或接近国际同类型载荷水平,其研究成果涵盖了欧美两大技术路线的技术特点。  验收会上,专家组一致认为项目组瞄准国际上全球大气环境及气候变迁研究的技术前沿,多年来致力于发展偏振遥感技术,积极开展大气多角度偏振卫星遥感技术研究,在大气气溶胶高精度卫星遥感探测技术、实验室偏振定标技术、大气多角度偏振信息反演技术等方面取得了一系列重要成果。  该项目是中科院安光所牵头承担并顺利完成的第一个民用航天项目,5年多的研究除取得了一些科研成果外,也为安光所锻炼培养了一个年轻、富有朝气的航天有效载荷工程承研技术团队,为其在“十二五”承担航天载荷型号任务打下了良好的技术及人才基础。
  • 等离子体“彩虹”芯片级智能光谱仪,可实现“光谱+偏振”双功能传感
    近年来,研究人员和业内主要厂商已将研发重心转向微型化、便携式且低成本的光谱仪系统,使之可以在日常生活中实现现场、实时和原位光谱分析的许多新兴应用。然而,受到过度简化的光学设计和紧凑型架构的机械限制,微型光谱仪系统的实际光谱识别性能通常远低于台式光谱仪系统。如今,克服这些限制的一种策略便是在光子方法学中引入深度学习(DL)进行数据处理。据麦姆斯咨询报道,近日,美国纽约州立大学布法罗分校(University at Buffalo,the State University of New York)与沙特阿卜杜拉国王科技大学(King Abdullah University of Science & Technology)的联合科研团队在Nature Communications期刊上发表了以“Imaging-based intelligent spectrometer on a plasmonic rainbow chip”为主题的论文。该论文第一作者为Dylan Tua,通讯作者为甘巧强(Qiaoqiang Gan)教授。在这项研究工作中,研究人员开发了一种紧凑型等离子体“彩虹(rainbow)”芯片,能够实现快速、准确的双功能传感,其性能可在特定条件下超越传统的便携式光谱仪。其中的分光纳米结构由一维或二维的梯度金属光栅构成。该紧凑型等离子体光谱仪利用普通相机拍摄的单幅图像,即可精确地获得照明光源光谱的光谱信息和偏振信息。在经过适当训练的深度学习算法的辅助下,研究人员仅用单幅图像就能表征葡萄糖溶液在可见光光谱范围内的双峰和三峰窄带照明下的旋光色散(ORD)特性。该微型光谱仪具有与智能手机和芯片实验室(lab-on-a-chip)系统集成的潜力,为原位分析应用提供新的可能。研究人员利用彩虹捕获效应(rainbow trapping effect)来开发片上光谱仪系统。图1展示了该研究工作所提出的片上光谱仪和一维彩虹芯片的设计原理。如图1a所示,该光谱仪利用等离子体啁啾光栅实现分光功能。这种表面光栅几何形状的逐渐变化,导致了局部等离子体共振的空间调谐(即为光捕获“彩虹”存储)。如图1b所示,研究人员采用聚焦离子束铣削技术,在300 nm的银(Ag)薄膜上制备了啁啾光栅。当白光垂直入射时,通过简单的反射显微镜系统(如图1c),就可以观察到明显的“彩虹”色图像,如图1d的顶部所示,该现象源于光栅引发的等离子体共振。图1 片上光谱仪的等离子体啁啾光栅根据这些空间模式图像,可以建立共振模式与入射波长一一对应的关系,这是片上光谱仪的基础。因此,研究人员探讨了该光谱仪对任意光谱特征的空间分辨能力。通过深度学习辅助的数据处理和重建方法,研究人员利用这种分光功能可以构建用于光学集成的智能化、微型化光谱仪平台。具体而言,研究人员提出了基于深度学习的智能彩虹等离子体光谱仪概念,并构建了带有等离子体啁啾光栅的光谱仪示例,如图2所示。该光谱仪利用深度神经网络预测了所测量的共振模式图像中的未知入射光光谱,而无需使用传统的线性响应函数模型。实验中的光谱仪架构如图2a所示。智能光谱仪主要由三部分构成:空间模式、预训练神经网络以及对应的波长。图2 基于深度学习的数据重建光谱分辨率是评价传统光谱仪性能的重要参数之一。因此,研究人员对该光谱仪的分辨率做了详细测试,测试结果如图3所示。图3 智能等离子体光谱仪的分辨率以上初步测试数据表明,智能彩虹芯片光谱仪具有实现高分辨率光谱分析的潜力,其性能可与传统台式光谱仪相媲美。随后,研究人员将一维光栅扩展到二维,以利用紧凑型智能等离子体光谱仪实现偏振光谱的测定,其性能超越了传统的光学光谱仪系统。同时,研究人员展示了等离子体彩虹芯片光谱仪可以引入简化、紧凑且智能的光谱偏振系统,具有准确且快速的光谱分析能力。图4a为具有梯度几何参数的二维光栅。图4 用于测定偏振光谱的二维啁啾光栅接着,研究人员利用该二维偏振光谱仪芯片对旋光色散进行了简单而智能的表征。图5a为传统的旋光色散系统测量由物质引起的旋光度随入射波长的函数变化。最后,研究人员展示了将二维光栅作为光谱偏振系统,并介绍了用于葡萄糖传感应用的示例。图5 更简单、准确且智能的光谱偏振分析综上所述,本研究中提出了一种集成了片上彩虹捕获效应与紧凑型光学成像系统的智能芯片级光谱仪。研究结果表明,该等离子体芯片可以在可见光光谱(470 nm - 740 nm)范围内区分不同的照明峰值。该芯片充分利用其波长敏感结构,能够根据照明光谱峰值显示不同的等离子体共振模式。随后将芯片扩展到二维结构,共振模式的复杂性增加,从而在入射光偏振方面提供更多信息。通过使用片上共振模式的空间和强度分布图像来训练深度学习算法,研究人员在同一系统内分别实现了光谱分析和偏振分析。随后,研究人员利用一种将旋光引入透射光的手性物质(即葡萄糖),证明了所提出光谱仪在旋光色散传感方面的可行性,旋光色散是一种有助于手性物质检测和定量的偏振特异性特征。深度学习模型的分析表明,该算法能够基于等离子体芯片的共振模式准确预测葡萄糖引入的旋光。即使在分析多峰照明下的共振模式时,这种性能也得到了保留。这种由深度学习支持的基于图像的光谱仪能够通过利用纳米光子平台的单幅图像同时进行光谱分析和偏振分析。因此,该光谱仪标志着在单一紧凑型且轻量化设计中实现了高性能的光谱偏振分析,为深度光学和光子学在医疗保健监测、食品安全传感、环境污染检测、药物滥用传感以及法医分析等领域的应用赋能。这项研究获得了沙特阿卜杜拉国王科技大学物理科学与工程部的科研基金(BAS/1/1415-01-01)和NTGC-AI项目(REI/1/5232-01-01)的资助和支持。
  • 我国学者与海外合作者突破光学超构表面偏振复用极限
    图 引入光学响应噪声调控,突破超构表面偏振复用极限在国家自然科学基金项目(批准号:12234010、61975078、11974177)等资助下,南京大学彭茹雯教授、王牧教授研究组联合美国东北大学刘咏民教授研究组,创新性地引入光学响应噪声调控,成功突破光学超构表面偏振复用极限,为发展高容量光学显示、信息加密、数据存储提供了新范式。该成果以“利用噪声工程突破光学超构表面偏振复用极限(Breaking the limitation of polarization multiplexing in optical metasurfaces with engineered noise)”为题,于2023年1月20日在《科学》(Science)杂志刊发。偏振是光的基本性质,在信号传输、传感探测等方面起着重要的作用,被广泛应用于光子学和信息技术的多个领域。比如光的偏振可应用于大容量的复用技术,将信息通过多个独立通道传递到预定目标。随着光学器件的小型化,人们发现在诸如光学超构表面的二维平面系统中,二阶琼斯矩阵能够完整刻画偏振光与其相互作用,从而该体系最多只有3个独立偏振通道,造成偏振复用存在内禀极限。近年来尽管基于机器学习和迭代优化等逆向设计方案很好地优化了偏振复用技术,但是,3个独立偏振通道的物理极限始终存在。打破该物理上限对于发展高容量的光学显示、信息加密、数据存储等应用至关重要。最近,南京大学彭茹雯和王牧研究组与美国东北大学刘咏民研究组合作,创新性地在超构表面系统中,引入光学响应关联噪声来产生新的偏振通道,引入非关联噪声来减弱或消除信号串扰,从而突破超构表面偏振复用的物理极限,理论演绎并实验证实利用单一超构表面成功获得高达11个独立偏振通道,该超构表面在不同偏振的单色可见光照射下可观测到11种独立的全息图像(图)。该研究结果为目前光学超构表面偏振复用的最高独立通道数,并且通过改变阈值条件,该物理上限还可以进一步提升。基于该理论策略,研究团队又进一步证实这种新型的偏振复用技术能够与其它复用技术(比如空间复用,角动量复用等)相融合。作为示例,研究团队将偏振复用与空间位置复用结合,利用单一超构表面(大小仅为0.33mm × 0.33mm)在可见光波段产生出36重独立的全息图像,形成光学全息键盘图案。众所周知,噪声在科学和工程领域通常是有害无益却又不可避免的。但是,该项工作通过创新性地人为引入光学响应噪声调控,成功突破了光学超构表面偏振复用极限,为发展高容量光学显示、信息加密、数据存储等提供了新的范式,结合其它复用技术(比如空间复用、角动量复用、波长复用等)可以进一步提高多功能复用容量,可望应用于光通信和互联、光计算、光传感与探测、AR/VR技术等众多领域。
  • 偏振显微镜下的魔法美图:化学工作者艺术赏析
    p  艺术源于生活,高端艺术之美使人愉悦,而在枯燥的科研工作中,科学家误与艺术灵感碰撞,往往产生的结果会令人惊艳。近日,一位美国化学科研工作者便发生了这样的“碰撞”,他的工作会大量使用显微镜,后来因对显微镜高质量图片的极大兴趣,使得自己的生活发生了很大变化。/pp  Chris King是美国国立卫生研究院的组织学技术人员,其工作中会大量使用显微镜。最初,亲朋好友询问他的工作内容时,为更形象的描述,便开始用显微镜拍摄一些组织染色和其他事物的照片,让大家更容易理解。接着便进行各种实验,通过多种方式的处理,以使显微镜图片产生引人注目的颜色和形状。后来,在获得家人的支持后,在家里购买了自己的显微镜。还在eBay上购买了其他的二手实验设备。现在他的公寓成了一个小型实验室,包括卧室、厨房、餐厅等都进行了重新设计。“这是我卧室的一部分,然后是厨房的大部分,餐厅基本上都是专门为它设计的。”/pp  之后,Chris King大部分业余时间都花在了显微镜艺术上。通常每周四都会花一整晚的时间来做这件事,且每天要花一两个小时。最终,他的艺术作品改变了他的生活。目前,在一个博物馆里,Chris King的一项设计方法专利正在申请中,他还在全国性的广告活动中担任了主角。对于这些变化,他表示:“没有什么不可能的,这也许就是化学工作者一直以来固有的自信吧”。/pp  strong下面欣赏一些Chris King的偏光显微镜图片:/strong/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/5539aa5f-1ca4-41e0-b1e9-ce48e56f005c.jpg" title="01.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "硫酸铜和导线之间的置换反应后,用铜涂覆的铁丝起泡(氢气)/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/66d2e0cf-da7f-4d15-9ad1-96704cee5d89.jpg" title="02.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "氨基酸β-丙氨酸 和 L-谷氨酰胺的羽毛状组合/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/dfde0f89-e9e2-450d-99cc-01fd659e159b.jpg" title="03.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "氨基酸β-丙氨酸 和 L-谷氨酰胺混在一起,呈现不同结晶形式/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/84c333cb-67fd-4a3a-be14-1d9198dd1c86.jpg" title="04.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "β-丙氨酸独立结晶,虽然L-谷氨酰胺是氨基酸,但不能形成蛋白质/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/5abdfd0b-5a78-4498-8f3c-f5bd41c41587.jpg" title="05.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "在偏振补偿光下100倍的多巴胺晶体。/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/51d627dc-f8a3-4f19-b8c8-063d8fceca0a.jpg" title="06.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "酒石酸晶体在偏振补偿暗场光照下(莱茵贝格显微镜反射光混合)/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/4b79eea7-44c8-456f-b80d-b95568e6b7e3.jpg" title="07.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "偏振光下100倍的酒石酸图像,并具有全波补偿/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/9e26e613-b6c0-494b-9d45-c7afb12175f3.jpg" title="08.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "在莱茵贝格显微镜照射下由利口酒Aperol形成的结晶(Aperol是由苦橙、龙胆、大黄和金鸡纳等成分制成的意大利开胃酒)/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/47c1540b-4333-4f32-bfa8-3253ba46534e.jpg" title="09.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "由酱油形成的晶体,可能由于维生素c导致了污染/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/6b877c6e-71bc-49d1-9904-385dab422636.jpg" title="010.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "放大40倍的暗场偏振光显微镜下的维生素c晶体/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/a3d12a4c-a1ce-4fe8-9b7e-23da084b1c39.jpg" title="011.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "维生素c从丙二醇溶液中重结晶/span/p
  • Molecular Devices 网络讲座:开始荧光偏振实验--应用和检测系统介绍
    What网络应用讲座:开始荧光偏振实验&mdash &mdash 应用和检测系统介绍主讲人:Cathy Olsen 和 Yvonne Fitzgerald探究如何用荧光偏振技术加快您的实验和筛选工作。不管您是在设计您自己的荧光偏振实验,还是将要把荧光偏振加入到您的实验和筛选工具中,或是想要了解更多关于荧光偏振的技术和应用,这个网络讲座都会为您讲解!WhenSep 26 2012 11:00 PM - Sep 27 2012 12:00 AM (CST)荧光偏振技术是一种可以检测分子相互作用的技术。荧光偏正技术可以检测生物分子相互作用时分子的移动和方向的变化,例如,蛋白质之间或受体与配体之间的相互作用。荧光偏振技术的其他应用还包括:DNA与蛋白质之间的相互作用、竞争性免疫分析和激酶检测。还经常被应用于确认hERG通道的阻断化合物、鉴定家畜的病原体和监测食品中的酶活性等。讲座内容包括:荧光偏振技术原理介绍荧光偏振实验设计技巧荧光偏振技术的常见应用荧光偏振实验的检测和分析的仪器与软件介绍SpectraMax® Paradigm® 和M5多功能读板机SoftMax® Pro 软件错过了前面的活动?点击阅读!二十五周年活动记录 庆典还在继续!持续支持您的研究:Molecular Devices University
  • 检验粉煤灰用偏光显微镜MHPL1500 透射光观察
    偏光显微镜是一种使用透射光原理进行观察的显微镜。它的工作原理是利用透镜将物体的光线聚焦,通过眼睛或摄像机进行观察。偏光显微镜可以用于观察物品的形态、颜色和透明度等特征。在检测粉煤灰微观结构特征方面,偏光显微镜可以用于观察粉煤灰的颗粒形态、大小和颜色的变化等。使用偏光显微镜观察粉煤灰样品时,需要对样品进行制备和处理。首先,需要将粉煤灰样品制成薄片。然后,用显微镜观察样品的形态、颜色和透明度等特征。通过观察,可以发现粉煤灰的颗粒形态不规则,大小和颜色存在差异。这些特征可以提供有关粉煤灰微观结构的信息。检验粉煤灰用偏光显微镜MHPL1500 透射光观察透射偏光显微镜MHPL1500是利用光的偏振特性对具有双折射性物质进行研究鉴定的必备仪器,可供广大用户进行单偏光观察,正交偏光观察,锥光观察。产品配置无应力平场消色差物镜与大视野目镜,高精度偏光载物台,优良的偏振观察附件等。可在透射偏光、反射偏光与透/反射偏光状态下获得良好的显微图像,仪器机械性能优良,观察舒适,操作方便。数码型偏光显微镜系统是将精密的光学显微镜技术、先进的光电转换技术、的计算机图像处理技术完美地结合在一起而开发研制成功的一项高科技产品。可以在显示屏上很方便地观察实时动态图像,并能将所需要的图片进行编辑、保存和打印。广泛应用于地质、化工、医疗、药品等领域的研究与检验,也可进行液态高分子材料,生物聚合物及液晶材料的晶相观察,是科研机构与高等院校进行研究与教学的理想仪器。透射偏光显微镜MHPL1500产品参数:1. 标准配置型号MHPL1500 (透射照明)目镜大视野 WF10X (Φ18mm)分划目镜 10X (Φ18mm) 0.10mm/div物镜 (中心可调)无应力平场消色差物镜(盖玻片:0.17mm) PL 4X/0.10无应力平场消色差物镜(盖玻片:0.17mm)PL 10X/0.25无应力平场消色差物镜(盖玻片:0.17mm)PL 40X/0.65 (弹簧)无应力平场消色差物镜(盖玻片:0.17mm)PL 60X/0.85 (弹簧)透射照明起偏器可360°旋转,有0、90、180、270四个读数集光器卤素灯照明适用光源6V 20W 卤素灯,亮度可调阿贝聚光镜N.A. 1.25 可上下升降目镜筒三目镜,倾斜30&ring ,可进行透光摄影中间接筒内置检偏器, 可自由切换正常观察与偏光观察,90°旋转,带刻度,游标格值12'推入式勃氏镜,中心可调λ补偿器λ/4 补偿器石英锲补偿器转换器四孔(外向式滚珠内定位)调焦机构粗微动同轴调焦, 微动格值:2μm,带锁紧和限位装置载物台旋转式载物台,直径:Φ150mm,360°等分刻度,游标格值6',中心可调,带锁紧装置2.选配件:名称类别/技术参数目镜大视野 WF16X(Φ11mm)物镜 (中心可调)无应力平场消色差物镜(盖玻片:0.17mm) PL 20X/0.40 无应力平场消色差物镜(盖玻片:0.17mm) PL 100X/1.25 (油,弹簧)无应力平场消色差物镜(无盖玻片) PL L 20X/0.40无应力平场消色差物镜(无盖玻片) PL L 50X/0.70无应力平场消色差物镜(无盖玻片) PL L 80X/0.80无应力平场消色差物镜(干式) (无盖玻片) PL L 100X/0.85 (弹簧)转换器四孔(外向式滚珠内定位),可调节物镜中心移动尺移动范围:30mmX25mmCCD接头0.4X0.5X1X0.5X带分划尺,格值0.1mm/格显微镜摄像头USB2.0MHD500USB3.0MHC600、MHD600、MHD800、MHD1600、MHD2000、MHS500、MHS900摄影装置2.5X/4X变倍摄影装置带10X取景目镜4X对焦摄影装置MD卡环PK卡环数码相机接头CANON (A610,A620,A630,A640)
  • “DNA损伤单分子偏振成像检测装置研制”项目通过验收
    12月9日,中国科学院计划财务局组织专家对生态环境研究中心汪海林研究员承担的“DNA损伤单分子偏振成像检测装置研制”项目进行现场验收。验收组专家听取了项目组的工作报告、使用报告、财务报告、测试组的测试报告,现场检查了实验装置的运行情况,审核了相关档案材料,经提问和讨论,验收专家组认为,该项目完成了任务书规定的各项任务,一致同意通过验收。  研制完成的“DNA损伤单分子偏振成像检测装置”,将高效快速分离和激光诱导荧光检测技术集成为一体,可高灵敏地检测DNA损伤产物 融入荧光偏振成像技术,可提供污染物引起DNA损伤的分子转动和构象等动态信息。  该装置为阐明环境暴露引起的DNA损伤的分子识别、修复及突变机制等环境健康风险评估研究提供了新颖的分析平台,在提高人们的健康卫生水平方面也具有潜在的应用价值。
  • 天美公司为员工在上海举办冻干机和椭圆偏振仪培训
    天美公司为员工在上海举办冻干机培训和椭圆偏振仪培训 8月24日—25日,公司为员工在上海举办冻干机培训。 8月25日下午—28日,公司为员工在北京举办椭圆偏振仪培训。
  • 偏振能量色散X射线荧光光谱仪XEPOS在拉链行业的应用
    相关法规背景 REACH法规即“化学品注册、评估、许可和限制”,是欧盟对进入其市场的所有化学品进行预防性管理的法规,该法规自2007年实施以来,不仅对我国出口化工企业带来了一系列长期的冲击,也对包括纺织、机电、玩具、家具等在内的下游产品企业的生产、管理和出口产生深远影响。近年来,欧盟对于REACH法规的消费品监管内容不断更新,仅2015年就将有(EU) No 474/2014、(EU) No 1272/2013等四个修订案生效,涉及十多种消费产品,同时欧盟对消费品符合REACH法规的执行监管也不断强化,出口企业应引起重视和关注。 REACH法规与消费品密切相关的主要是法规附件XVII,附件中对消费品中可能存在的危险化学物质的使用要求和含量要求有严格的限制,中国消费品因不符合欧盟REACH法规被各成员国海关拒绝进口或责令召回的通报近年来不断增长,已成为我国消费品出口的重要技术壁垒。根据欧盟非食用消费品快速通报系统(RAPEX)的公开数据统计,2014年我国出口欧盟的消费品因不符合REACH法规被通报高达301起,同比上年增长91.7%,其中涉及增塑剂的达180起,涉及重金属的97起。从产品类别来看,针对玩具及儿童用品的通报260起,同比增长111.4%,针对一般消费品的41起,同比增长4.9%。通报数据的快速增长一方面表明,欧盟对于REACH法规的执行监管日趋严格,另一方面也说明,我国输欧消费品在DEHP等禁用化学品的控制上存在较大不足,企业的风险防范意识有待进一步强化。 XEPOS如何帮助拉链行业有效应对欧盟REACH法规 拉链作为服装大类,配件分类,REACH法规对其中可能存在的危险化学物质的使用要求和含量要求有严格的限制。一般而言,人们尤其关注里面含有的各种重金属元素,尤其应用于儿童服装类的拉链,拉链中的铅(Pb)含量更是有着更严格要求。随着企业风险防范意识的强化,不少企业都纷纷购置各种精密分析仪器对产品质量进行监控,以应对相关行业法规。但拉链企业对拉链重金属含量的日常监控中往往会遇到如下问题:(1) 检测时间长,效率低下,影响生产(2) 检测人才的培养成本高(3) 检测结果偏差大,达不到内控要求(4) 送检成本高 SPECTRO XEPOS 台式偏振X射线荧光光谱仪是德国斯派克分析仪器公司推出的新一代仪器,能很好有效地解决上述拉链行业质量监控中所遇到的困惑。在日常的重金属检测中,斯派克台式偏振X射线荧光光谱仪XEPOS有着无与伦比的巨大优势。(1)3-5分钟内可以完成一个样品的检测,检测元素范围:Na-U;(2)操作简单,并不需要十分专业的技术人员操作,节约人力成本;(3)无损检测,无须进行样品前处理,轻松解决样品前处理复杂、耗时、危险等问题。(4)检测下限极低,在某些材质检测方面,偏振式X射线荧光光谱仪(简称ED(P)XRF)灵敏度和检测限都是普通X射线荧光光谱仪(EDXRF)的5-10倍;(5)性能大幅度领先于普通X射线荧光光谱仪。无论是对轻元素还是重金属元素,偏振式X射线荧光光谱仪XEPOS皆有优秀的测试能力。普通的EDXRF虽然也能宣称可以达到Na-U的分析能力,如Na的检测限指标一般是3000ppm,常见重金属为10-30ppm,所以对于某些痕量元素的测试应用意义不大。而偏振ED(P)XRF的元素检测限一般为:Na:100ppm Mg:30ppm Al:30ppm Si:2ppm S:0.6ppm等其的重金属元素检测限一般为(以GB15618-1995,和美国EPA标准为例,硅基,300s测试时间):V:0.6ppm Cr:0.5ppm As:0.7ppm Cu:0.6ppm Cd:0.3ppm Sb:0.7ppm Hg:0.3ppm Pb:0.3ppm La:2.1ppm Ce:2.5ppm Pr:3ppm Nd:4ppm(6)仪器性能认同度高,不少检测单位都有该设备,如中国CQC,TUV实验室,深圳计量院,广州分析测试中心,广东省环保局。企业在有仪器自检的情况下,可以减少甚至无须对样品送第三方检测,降低企业经营成本。 另外,SPECTRO XEPOS可广泛地应用于石油、化工、冶金、矿业、制药、食品、环保、地质、建材、废物处理以及再加工工业等。以油中各种元素的分析为例。使用SPECTO XEPOS,在氦气保护状态下,在300秒钟之内,对于P、S、Cl、Ca、Cu、Zn、Ba的检测下限在1-7μg/g以上。 XEPOS型X射线荧光光谱仪可广泛应用于各种电子材料及塑料中铅、镉、(汞)等元素分析,检出下限低,灵敏度高、稳定性好,可应对欧洲WEEE、RoHS指令以及SONY STM-0083标准。XEPOS型X射线荧光光谱仪真正做到高性能,多功能,一机多用,是企业单位添置精密仪器的,提升自身综合能力的一个不错选择。
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