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谐波检测

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谐波检测相关的资讯

  • 上海光机所在单层MoS2偶次谐波的频移方面取得进展
    近期,中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室研究团队,在利用强场激光驱动单层MoS2的偶次谐波频移方面取得进展。相关研究成果以Frequency shift of even-order high harmonic generation in monolayer MoS2为题,发表在《光学快报》(Optics Express)上。固体材料中的高次谐波辐射是重要的探测物质基本性质的光谱学技术,已被用于重建晶体能带结构、探测Berry曲率和检测拓扑相变等方面的研究。近年来,二维层状材料备受关注,为进一步研究高次谐波产生带来新的契机。由于材料仅有单个或少数个原子层厚度,其空间尺度远小于驱动激光的波长,可有效避免非线性传输的影响,因而成为探讨激光场驱动超快动力学的理想材料。其中,单层二硫化钼(MoS2)因非中心对称结构和显著的非线性引起了科学家的广泛关注。此前,该团队在MoS2的HHG光谱中,观察到偶次谐波表现出异常增强,并将其归因于贝里联络控制不同半周期间的光谱干涉 。此外,量子轨迹分析表明跃迁偶极矩相位和贝里联络会调制释放光子的能量和动量,但目前尚无实验观察证实。   研究团队利用实验室自建的中红外激光光源激发单层MoS2产生高次谐波光谱发现,当驱动激光偏振沿扶手方向时,偶次谐波中心频率会产生显著移动,且频移的谐波能量与单层MoS2带隙能量相接近。此外,研究还发现相邻级次的偶次谐波频移方向相反,即6次谐波红移,而8次谐波蓝移的现象。该团队基于半导体布洛赫方程和电子轨道鞍点计算,揭示了频移产生的微观物理机制,证实了偶次谐波的频移现象主要来自带间极化过程。理论分析进一步表明,跃迁偶极矩相位和贝利联络共同调制电子-空穴对复合的时刻和动量,导致相邻半周期释放光子的频率变化,进而改变不同谐波级次的中心频率,最终引起MoS2光谱六次红移和八次蓝移。该研究揭示了跃迁偶极矩相位和Berry联络在非中心对称材料强场光学响应方面具有重要作用,有助于从根本上剖析非中心对称材料中的超快载流子动力学。图1. 模拟的高次谐波光谱再现了实验观测。图2. (a)带间光谱不同级次的频移,(b)谐波频移随晶体方位角的依赖关系。
  • 10月21日网络讲座:原子力显微镜高次谐波信号分析、提取及成像
    摘要:原子力显微镜(AFM)轻敲模式(TM)成像过程中,针尖与样品间的非线性相互作用会导致探针检测信号的频谱中出现各种倍频分量,即高次谐波信号。利用高次谐波信号的幅度/相位信息进行成像,可以表征样品表面精细结构和分析研究样品表面纳米力学性质。报告介绍了利用小波变换对高次谐波信号特性开展的分析研究,以及几种常用的对微弱高次谐波信号增强放大、提取的方法。最后,展示了研制的高次谐波成像系统及其在样品表征中的应用。报告人:北京航空航天大学物理学院钱建强教授钱建强,北京航空航天大学物理学院教授,博士生导师。中国仪器仪表学会显微仪器分会理事,中国宇航学会空间遥感专业委员会委员,全国高等学校光学教学研究会理事,主要从事纳米测量方法与显微仪器技术研究。上世纪90年代初师从姚骏恩院士,研制成功国内首批激光检测原子力显微镜。近年来承担并完成国家科技支撑计划重大课题子课题、国家863、国家自然科学基金、北京市自然科学基金等项目20余项。先后研制成功基于自激励和自感知的石英音叉探针频率调制原子力显微镜,原子力显微镜液相环境频率调制成像系统,原子力显微镜高次谐波/多频激励成像系统。率先开展了基于压缩感知的原子力显微镜成像方法研究,基于小波变换的原子力显微镜高次谐波信号分析。在Nanotechnology、 Ultramicroscopy、Review of Scientific Instruments等国内外学术期刊发表论文100余篇,获授权国家发明专利15项,主编并出版工信部“十二五”规划教材1部。网络讲座时间:北京时间 2021年10月21日 上午10:00-上午11:00申请方法:关注“Park原子力显微镜”公众号查看首页文章进行注册即可参加。届时直播间会抽送十位赠送精美礼物。
  • 中国科大实现了一种基于谐波辅助的光学相位放大测量
    中国科学技术大学郭光灿院士团队实现了一种基于谐波辅助的光学相位放大测量技术。该团队史保森教授、周志远副教授等人提出了一种基于谐波辅助实现光学相位放大的基本原理,并且利用级联三波混频过程初步实现了干涉仪中相对相位的4倍放大。相关研究成果以“Harmonics-assisted optical phase amplifier”为题于2022年10月27日在线发表在著名期刊《光科学与应用》上[Light: Sci. & Appl. 11, 312 (2022)]。   干涉是一种基本的光学现象,在近代物理的发展过程中发挥着举足轻重轻重的作用。无论是“以太”的验证、量子力学的构建以及引力波的探测都离不开干涉原理和技术。相位是波动光学和量子光学中一个非常重要的参数,干涉仪中光程差变化与相对相位变化一一对应。在光学精密测量中,几乎所有物理量(如位置、角度、电磁场等)的测量都可以转化为对干涉仪中相对位相变化(或者光程差变化)的测量,因此如何精确测量干涉仪的相位变化是光学科学工作者孜孜以求的目标。一个朴素的想法是通过干涉仪中相对相位放大来提升相位测量分辨率。在量子光学中,通过在干涉仪中注入多光子NOON态(粒子数与路径纠缠态)可以实现相对相位的N倍放大,然而多光子NOON态非常难制备(目前最大的N在10左右),并且随着光子数的增加测量累积时间指数上升,无法实时测量。因此,寻找新的光学相位放大原理是一个非常重要的科学问题。   史保森教授、周志远副教授研究组长期从事基于非线性效应的光学干涉现象研究。 在2014年,研究组在轨道角动量叠加态的非线性倍频研究中发现不仅轨道角动量拓扑荷加倍,而且输入轨道角动量叠加态的相对相位也会加倍[Opt. Express 22, 20298(2014)]。受此工作的启发,针对以下问题开展研究:在非线性过程中是否可以实现基于其它自由度干涉的相位加倍?这种加倍过程是否可以进行级联?研究结果对这两个问题的回答是肯定的。以三波混频中的倍频为例,在微观过程中,湮灭两个基频光子会产生一个倍频光子,基频光子所携带的相位信息被相干地传递到倍频光子中,因而导致了相位的加倍放大。将该过程进行级联和循环,原则上可以实现任意整数倍的相位放大。   基于上述原理,实验上将1560nm的脉冲激光输入一个偏振干涉仪,两个偏振模式的相位通过一个压电陶瓷控制,其输出端经过了两次偏振无关的倍频过程:第一次1560nm到780nm偏振无关的倍频通过在Sagnac干涉仪中放置一块PPKTP晶体实现,第二次780nm到390nm偏振无关倍频则通过两块正交的BBO晶体实现。通过在压电陶瓷上加载相同的驱动电压信号,我们观测到780nm和390nm光的干涉周期分别为1560nm光干涉的2倍和4倍,验证了我们提出的相位放大原理的可行性(如图1所示)。为了证明该放大原理不依赖于观测光的波长,团队设计了倍频与差频的级联过程(如图2所示),实验观测到在相同的激光波长下干涉曲线同样具有加倍的现象,这就为后续通过循环过程实现更高倍数的相位放大奠定基础。图1.级联四倍放大实验原理图。(a)相位放大实验装置,(b)相位放大实验结果,a-c分别对应基频光、二次谐波和四次谐波的干涉测量结果。图2.频率无关的相位放大实验原理图。(a)频率无关的相位放大实验装置,(b)实验结果,红色曲线为干涉仪直接 出射的基频光干涉结果,蓝色曲线为经过相位放大但光学频率没有改变的干涉结果。   该工作揭示了一种新型的光学相位放大机理并且在实验上得到了初步验证。下一步可利用强度更高的激光以及利用级联和循环结构实现更高放大倍数的演示,与此同时还将探索基于该放大原理在光学精密测量中的相关应用。该工作的共同第一作者是博士生李武振和已毕业的杨琛博士,共同通信作者是周志远副教授和史保森教授。   这项工作得到国家基金委、科技部以及中国科学技术大学的支持。
  • 当WITec共聚焦系统遇见非线性二次谐波(SHG)成像
    WITec共聚焦拉曼系统采用模块化设计,拥有强大的性能扩展空间,有利于多种显微光学技术的联合分析测试。近来,华中科技大学翟天佑教授课题组将超快fs激光引入到alpha 300R共聚焦拉曼显微镜,如下图a。利用拉曼系统的高共聚焦性,实现二维层状材料MoS2的衍射极限SHG非线性光学成像,如下图c。对比光学图像b,SHG图像提供了非常丰富的样品生长取向与晶界等信息,如光学图像不可见的晶界1,晶畴i与ii区域。二维层状材料MoS2的衍射极限SHG非线性光学成像 a) SHG显微成像系统光路示意图:800 nm fs脉冲激光为SHG激发源;拉曼光谱系统探测400 nm二次谐波强度. b) CVD生长的单层MoS2. c)MoS2的SHG图像,提供了非常丰富的样品生长取向与晶界等信息,如光学图像不可见的晶界1,晶畴i与ii区域。d) SHG与光学图像叠加图,可明显观测到样品晶界与晶畴的空间分布。结合了SHG非线性成像, alpha300R共聚焦拉曼系统进一步扩展了自身的功能与应用领域,在同区域的拉曼、荧光及非线性光学(SHG, THG, TPPL等)多种成像联用方面表现出极大的技术优势,非常有利于全面理解与掌握样品的晶格振动、晶格取向、晶界及发光等重要性质。另附:2014年宾夕法尼亚州立大学Prof. Venkatraman Gopalan在alpha300R系统上自行搭建SHG成像系统,并应用于传统铁电材料的热致相变与边界分析,该工作发表在Nature Com.( DOI: 10.1038/ncomms4172)。铁电材料BaTiO3单晶SHG成像分析二次谐波(也被称为倍频或简称SHG)是一种非常重要的二阶非线性光学效应。两个相同频率光子(w0)与物质相互作用后淬灭,产生一个两倍频率的新光子(2w0),属于和频非线性效应中的一种。SHG二阶效应产生机制要求物质及晶体结构不具备中心对称性。目前,通过与共聚焦光学显微镜联用,二维/三维二次谐波成像(SHG imaging)是非常热门的成像技术,并已广泛应用于众多领域。在材料方面,SHG成像可以用于探索材料晶体取向、对称性与界面效应等,如传统非对称性的铁电材料(BaTiO3等)的热致相变问题;新型磁性拓扑绝缘体(Bi2Se3等)的晶格对称性与表面电荷;多相催化与晶体外延生长(MoS2)等。SHG成像技术在生物医学领域的潜在应用也受到广泛关注,如高度极化的胶原蛋白,微管,肌球蛋白、活体细胞与组织的病理分析。由表面等离子体(plasmonics)金属微纳米结构或电磁场的不对称性引起的SHG非线性效应也是该领域的研究热点。
  • 物理所高次谐波光谱中的全量子轨道映射研究获进展
    原子内部电子动力学行为的演化是物理、化学、生物以及材料等学科研究中最基本的过程。精密测量电子的动力学特性,实现对其物理性质的理解,进而控制原子内电子的动力学行为是人们追求的重要科学目标之一。具有阿秒(10-18秒)时间分辨的高次谐波由于光子能量高(10eV~keV量级)、脉宽短(亚飞秒~几十阿秒)等特点,使得它在物理、化学和生物等领域有着广泛的应用。通过其与物质的相互作用,人们不仅可以研究原子、分子和固体中的超快动力学过程,而且还可以对纳米尺度的物质进行时间分辨的衍射成像。此外高次谐波也是自由电子激光装置、具有时间分辨的极短波长角电子能谱仪等科学装置中理想的种子脉冲及光源。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)光物理重点实验室魏志义研究员领导的研究组近年一直致力于阿秒激光高次谐波产生的研究,他们不仅观察到了高次谐波光谱中的复杂结构【Opt. Express 19, 17408 (2011)】,并且首次在国内测量到了单个阿秒激光脉冲 【Chin. Phys. Lett., 30(9), 093201 (2013), Opt. Express 21, 17498 (2013)】。   高次谐波的产生是一种超快超强激光场驱动下的极端非线性现象,可以看作是电子波包和母核的碰撞过程。在强激光场作用下,物质中基态电子波包被电离出母核到自由态后先得到加速,随着激光场的反向振荡,电子波包被拉回和母核碰撞,从而释放出高次谐波。根据自由态的电子在激光场中运动的时间,电子的运动可分为长轨道和短轨道,由于长短轨道的相位匹配条件不一样,在以往的实验中不能同时获得长短轨道产生的高次谐波。最近,该研究组的博士研究生叶蓬在滕浩副研究员、贺新奎副研究员及魏志义研究员的指导下,利用他们自己组建的阿秒激光装置,实现了电子波包在自由态的各条量子轨道上的直接定位,获得了全量子轨道分辨的高次谐波谱,研究结果发表在近期出版的《物理评论快报》【Phy Rev Lett, 113, 073601 (2014)】上。他们的研究结果表明,使用短于2个光振荡周期的驱动激光脉冲,通过调节驱动激光的空间相位分布和原子偶极相位的空间分布,可以令不同量子轨道产生的高次谐波在光谱中完全分开。图1为他们获得的长短轨道对应的高次谐波随驱动激光场载波包络相位CEP的调节变化而变化的实验结果,其中A、B、C对应驱动激光场的不同半周期激发出的高次谐波辐射分布角,所对应的长短轨道随发散角而分开,这样就形成了一个高次谐波谱到量子轨道的全映射图,通过该图也可以找到不同轨道对应的高次谐波光谱。这样通过改变驱动激光的CEP,就实现了利用激光场对长短轨道的控制。图2为长短轨道高次谐波谱的理论模拟与实验结果对比图。   由于驱动激光的时空分布、电子波包的时空演化和物质内部的结构信息通过碰撞过程被传递到高次谐波中,高次谐波的光谱也直接映射了电子的量子轨道信息,因此该研究结果对于深入了解高次谐波光谱所反映的物理图像,促进其在阿秒物理、原子分子物理和凝聚态物理等学科中的应用都有着重要意义。   该工作得到国家重大研究计划(量子调控)项目、自然科学基金项目和中科院科研装备项目的支持。   论文信息:P. Ye, X.-K. He, H. Teng*, M.-J. Zhan, S.-Y. Zhong, W. Zhang, L.-F. Wang, and Z.-Y. Wei*. Full Quantum Trajectories Resolved High-Order Harmonic Generation. Phys. Rev. Lett. 113, 073601 (2014). 图1. 全量子轨道分辨高次谐波空间分布随不同载波包络相位变化的关系   图2. 理论模拟与实验测量结果比较图,(a)理论模拟,(b)实验测量
  • 市场监管总局关于发布《谐波电流互感器检定规程》等17项国家计量技术规范的公告
    市场监管总局关于发布《谐波电流互感器检定规程》等17项国家计量技术规范的公告根据《中华人民共和国计量法》有关规定,现批准《谐波电流互感器检定规程》等17个国家计量技术规范发布实施。序号 编号 名称 批准日期 实施日期 备注 1 JJG1176-2021 谐波电流互感器检定规程 2021-10-18 2022-04-18 2 JJG1177-2021 谐波电压互感器检定规程 2021-10-18 2022-04-18 3 JJG1178-2021 人体振动计检定规程 2021-10-18 2022-04-18 4 JJG1179-2021 医用诊断螺旋计算机断层摄影装置(CT)放射治疗模拟定位X射线辐射源检定规程 2021-10-18 2022-04-18 5 JJG1180-2021 大型接地网工频接地阻抗 测试仪检定规程 2021-10-18 2022-04-18 6 JJF1070.3 -2021 定量包装商品净含量 计量检验规则 大米 2021-10-18 2022-04-18 7 JJF1921-2021 GNSS行驶记录仪校准规范 2021-10-18 2022-04-18 8 JJF1922-2021 GNSS导航信号采集回放仪 校准规范 2021-10-18 2022-04-18 9 JJF1923-2021 电测量仪表校验装置校准规范 2021-10-18 2022-04-18 10 JJF1924-2021 数字电视测试信号发射机 校准规范 2021-10-18 2022-04-18 11 JJF1925-2021 低频电压表校准规范 2021-10-18 2022-04-18 代替 JJG782-1992 12 JJF1926-2021 热电偶钯点熔丝法校准规范 2021-10-18 2022-04-18 13 JJF1927-2021 医用CD/DR性能模体校准规范 2021-10-18 2022-04-18 14 JJF1928-2021 放射治疗射束质量检查仪 校准规范 2021-10-18 2022-04-18 15 JJF1929-2021 旋转圆盘电极发射光谱仪 校准规范 2021-10-18 2022-04-18 16 JJF1930-2021 有机高分辨扇形磁场质谱仪 校准规范 2021-10-18 2022-04-18 17 JJF1931-2021 信号发生器校准规范 2021-10-18 2022-04-18 代替 JJG173-2003特此公告。 市场监管总局2021年10月21日
  • 首台高重频高通量高次谐波超快角分辨光电子能谱仪应用
    角分辨光电子能谱仪(ARPES)因其具有能量和动量分辨能力,是探测材料能带结构的重要手段。随着超快激光技术的不断发展,结合泵浦-探测技术的超快角分辨光电子能谱仪(TR-ARPES)由于兼具时间分辨能力,可以用来探测非平衡态的电子能带信息,因此近年来备受人们的重视。特别是基于高次谐波产生(HHG)的TR-ARPES还具有光子能量高、光子能量可调谐的优点,使得其探测范围可以覆盖到大范围布里渊区,在电荷密度波(CDW)材料、过渡金属二硫化物(TMD)材料的超快动力学过程研究中具有重要的作用。  近日,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心极端条件物理重点实验室丁洪研究组(EX7组)的博士生陈发民、潘默君、刘俊德在钱天研究员和运晨霞副主任工程师的指导下,研制成功国内首台基于高重复频率、高通量高次谐波光源的超快角分辨光电子能谱仪(HHG-TRARPES),并通过了专家的现场测试(图1)。该仪器系统配备了六轴低温样品台,DA30半球分析器,极限真空优于10-10torr,最低温度小于6K,其光子能量连续可调(20-60eV),重复频率为0.4MHz。第18阶次光子(21.6eV)的能量分辨率为109meV,时间分辨率为120fs,样品位置处的光通量约为1011ph/s,综合参数达到世界同类型设备的一流水平。此外,全设备接入自主开发的控制系统,实现了集成化、智能化、便捷化操作,时间和角度联动扫谱,内置真空自锁与保护功能。目前实验装置已经进入稳定运行阶段,实现了对拓扑绝缘体Bi2Se3未占据态和电荷密度波材料1T-TiSe2能带动力学演化过程的测量(图2和图3)。这一设备的搭建完成,填补了国内相关领域的空白,为未来研究量子材料中电子的超快动力学过程、未占据态以及新型电子态提供了关键的实验平台。  这项工作及相关研究得到北京市科委、国家自然科学基金委、中国科学院战略性先导科技专项(B类)和中国科学院科研仪器设备研制项目等项目的大力支持。高次谐波光源部分得到光物理重点实验室L07组赵昆副研究员、魏志义研究员及联培博士生王佶、许思源等人的密切协助与配合(详细信息请见:科研进展∣高重复频率极紫外相干光脉冲的产生)。图 1:实验室设备全图图 2:拓扑绝缘体Bi2Se3未占据态的测量图 3: CDW材料1T-TiSe2的能带动力学过程(T=87K)图 4:集成控制系统
  • 感谢浙江来福谐波传动股份对我司可程式恒温恒湿试验箱的认可
    浙江来福谐波传动股份有限公司(简称Laifual Drive)是一家从事高精密谐波减速器和行星减速器的研发,制造的国家高新技术企业。公司拥有30,000平方米标准厂房,在职员工300人左右,其中研发工程师30左右,拥有十几年的研发生产经验。公司使用世界顶ji的生产、检验设备,从原材料到成品的所有环节经过严格的质量把控,关注每一个生产细节,从而保证产品的优良品质。所有产品完全自主开发,公司的研发中心被认定为“省级高新技术企业研发中心”。浙江来福谐波传动股份有限公司于2017年选购我司HS系列可程式恒温恒湿试验箱。HS系列恒温恒湿试验箱
  • 国内首台!高重频高通量高次谐波超快角分辨光电子能谱仪搭建完成并实现应用
    角分辨光电子能谱仪(ARPES)具有能量和动量分辨能力,是探测材料能带结构的重要手段。随着超快激光技术的发展,结合泵浦-探测技术的超快角分辨光电子能谱仪(TR-ARPES)由于兼具时间分辨能力,可用来探测非平衡态的电子能带信息,备受关注。基于高次谐波产生(HHG)的TR-ARPES还具有光子能量高、光子能量可调谐的优点,使得其探测范围可覆盖大范围布里渊区,在电荷密度波(CDW)材料、过渡金属二硫化物(TMD)材料的超快动力学过程研究中具有重要作用。近日,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心极端条件物理重点实验室丁洪研究组(EX7组)博士生陈发民、潘默君、刘俊德,在研究员钱天和副主任工程师运晨霞的指导下,研制出国内首台基于高重复频率、高通量高次谐波光源的超快角分辨光电子能谱仪(HHG-TRARPES),并通过了现场测试(图1)。该仪器系统配备了六轴低温样品台、DA30半球分析器,极限真空优于10-10torr,最低温度小于6K,其光子能量连续可调(20-60eV),重复频率为0.4MHz。第18阶次光子(21.6eV)的能量分辨率为109meV,时间分辨率为120fs,样品位置处的光通量约为1011ph/s,综合参数达到世界同类型设备的一流水平。此外,全设备接入自主开发的控制系统,实现了集成化、智能化、便捷化操作,时间和角度联动扫谱,内置真空自锁与保护功能。目前,实验装置已进入稳定运行阶段,实现了对拓扑绝缘体Bi2Se3未占据态和电荷密度波材料1T-TiSe2能带动力学演化过程的测量(图2、3)。这一设备的搭建完成,为未来研究量子材料中电子的超快动力学过程、未占据态及新型电子态提供了关键的实验平台。研究工作得到北京市科学技术委员会、国家自然科学基金委员会、中科院战略性先导科技专项(B类)、中科院科研仪器设备研制项目等的支持。高次谐波光源部分得到光物理重点实验室(L07组)副研究员赵昆、研究员魏志义及联合培养博士研究生王佶、许思源等的协助。图1 实验室设备全图图2 拓扑绝缘体Bi2Se3未占据态的测量图3 CDW材料1T-TiSe2的能带动力学过程(T=87K)图4 集成控制系统
  • 物理所通过光学二次谐波产生揭示磁电耦合演变
    磁电耦合通常存在于多铁性体系中,即铁电有序性可以由磁场调控,同时(反)铁磁有序性可以由电场来调控,因此这一基本物理特性在多场调控、自旋电子学、传感和能源等领域中具有重要的基础研究意义和应用价值。而由于自支撑多铁性氧化物薄膜或二维体系的不稳定性和易碎性,传统方法限制了相关探测和研究,而使这些同时发生的电磁有序和耦合的表征、机制研究及耦合效应调控变得颇具挑战性。   中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心光物理重点实验室研究员金奎娟与中科院院士杨国桢课题组,致力于利用光学二次谐波产生(Second Harmonic Generation,SHG)表征及探测以揭示复杂氧化物薄膜的空间反演不对称、极化耦合和铁电有序演变等物理的研究。近年来,金奎娟带领的团队,先后围绕SHG探测异质结表面和界面的空间对称破缺,SHG探测氧化物铁电薄膜的铁电相态演变、具有超高热电性能(与华中科技大学张光祖团队合作)的ClO4分子的结构对称性破缺等开展研究。科研人员自主发展了宽温区、高真空度、多气体环境SHG光学探测平台,与清华大学教授林元华和中科院院士南策文团队合作,原位实时探测了弛豫铁电薄膜Sm-doped BiFeO3-BaTiO3中的极化耦合演变,发现并证实了具有超高储能密度的超顺电态。上述成果为发展更先进的SHG方法研究多铁体系中的磁电耦合奠定了基础。   近日,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心L03组博士研究生徐帅与毕业生王洁素(现为北京量子信息科学研究院副研究员)在金奎娟的指导下,使用脉冲激光沉积法制备了多铁性的外延BiFeO3(BFO)薄膜和自支撑BFO薄膜,并利用外加磁场的宽温区SHG技术研究了多铁性BFO薄膜中的磁电耦合效应。该团队系统地探究了不同应力调控下BFO薄膜中铁电有序和反铁磁有序随着外加磁场和温度的演化,并与物理所白雪冬研究员课题组博士陈潘合作,利用透射电镜给出不同应力调控下薄膜中铁电序的演变。   研究人员定义了一个光学磁电耦合常数——表示通过磁场控制多铁性材料中光致非线性极化的能力。研究显示,应变释放以后,自支撑BFO薄膜中光学磁电耦合常数的绝对值减小,且反铁磁有序和铁电有序均被抑制。研究发现,该光学磁电耦合常数在自支撑BFO薄膜中与在衬底上外延生长的薄膜中具有相同的量级,表明磁电耦合效应对于应变释放具有鲁棒性。研究观察到外延BFO薄膜中Néel温度(反铁磁-顺磁转变温度点)为618 K的一级相变和自支撑BFO薄膜中饱和磁矩,相较于外延BFO薄膜,发生了约7倍的增强,而后者主要归因于与电子自旋-轨道耦合相关的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的变化。进一步,研究发现,自支撑BFO薄膜中强大的磁电耦合效应在室温下仍然存在,预示着其未来在柔性多功能器件中的潜在应用。上述成果展示了SHG方法原位无损探测自支撑等多铁性薄膜或二维体系中铁电及反铁磁有序等物理性质的灵敏性和有效性。   近日,相关研究成果以Magnetoelectric Coupling in Multiferroics Probed by Optical Second Harmonic Generation为题,在线发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。研究工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等的支持。北京大学科研人员参与研究。图1.自支撑BFO薄膜的制备及铁电性能表征图2.宽温区(各向异性)SHG和外加磁场(H)的各向异性SHG测试图3.M-H和外加磁场的SHG测试
  • 赛默飞发布Thermo Scientific UW-50 船舶烟气排放连续监测系统新品
    Thermo Scientific 船舶烟气排放连续监测解决方案小身材大作用之Thermo Scientific UW-50海洋环境保护委员会(MEPC)2015年通过MEPC.259(68)决议,要求2020年1月1日起,全球船舶使用燃油的含硫量降低到0.5%m/m以下。船只可采取以下三种措施应对IMO全球低硫令:1. 改用液化天然气(LNG)推进系统2. 改用低硫燃油或者兼容燃料3. 安装洗涤器(在HSFO燃烧时提取硫的废气净化系统)安装洗涤器的方式将允许船只继续使用成本低廉的重油燃料,在使用成本和投资回报方面有明显优势。赛默飞世尔科技凭借其在传统烟气排放连续监测系统(简称CEMS)领域的领先技术和丰富的应用经验,根据船舶的行业特点和使用环境,推出了面向船舶行业的CEMS系统产品UW-50。UW-50产品利用紫外差分吸收光谱(UV-DOAS)和可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术,同时测量SO2、NO、CO2等组分的浓度并计算硫碳比值。本产品可以实时准确地测量船舶在航行时的废气排放含量,精确地反馈船舶发动机的脱硫、脱硝系统技术细节。UW-50 产品特点:1. 一体化设计和独特的风冷控温技术,使产品体积小巧,更适用于狭小的船舶安装环境;2. 全程高温伴热180℃,避免冷凝水的产生而影响SO2的测量精度,同时也避免油雾结晶而导致管路堵塞;3. SO2、NO采用紫外差分技术,CO2采用可调谐激光技术,测量结果稳定准确,不受水分、粉尘、甲烷等背景气体干扰;4. SO2、NO检测精度高,最低检出限低至1ppm;5. 无任何运动部件,适合船舶上振动大的运行环境;6. 系统具有自动校准功能,维护简单;UW-50 技术原理:紫外差分吸收光谱技术差分吸收光谱技术(DOAS)是一种光谱监测技术,利用空气中的气体分子的窄带吸收特性来鉴别气体成分。由于同种气体在不同光谱波段有不同的吸收,不同气体在同一光谱波段的吸收叠加作用,通过对连续光谱的分析,可以同时测量SO2、NO等气体。可调谐半导体激光吸收光谱技术利用激光波长的可调谐性,使激光发射波长随着工作温度和电流的变化而改变。通过对电流的周期性调制,可以使激光波长在小范围内周期性变化,在每个周期内可以获得被测气体的“单线吸收谱线”数据。目前,TDLAS技术已经发展成为一种高灵敏度、高分辨率、高选择性及快速响应的气体检测技术,广泛应用于分子光谱研究、工业过程监测控制、燃烧过程诊断分析、发动机效率和机动车尾气测量、爆炸检测、大气中痕量污染气体监测等领域。高精度激光分析仪利用半导体激光器的可调谐性,扫描到被测气体的特定吸收谱线(无背景气体),得到该气体的二次谐波,通过对二次谐波及该气体信息的处理分析,从而得到被测气体的浓度。创新点:1. 一体化设计和独特的风冷控温技术,使产品体积小巧,更适用于狭小的船舶安装环境 2. 全程高温伴热180℃,避免冷凝水的产生而影响SO2的测量精度,同时也避免油雾结晶而导致管路堵塞 3. SO2、NO采用紫外差分技术,CO2采用可调谐激光技术,测量结果稳定准确,不受水分、粉尘、甲烷等背景气体干扰 4. SO2、NO检测精度高,最低检出限低至1ppm 5. 无任何运动部件,适合船舶上振动大的运行环境 6. 系统具有自动校准功能,维护简单 Thermo Scientific UW-50 船舶烟气排放连续监测系统
  • 赛默飞发布Thermo Scientific UW-50 船舶烟气排放连续监测系统新品
    Thermo Scientific 船舶烟气排放连续监测解决方案小身材大作用之Thermo Scientific UW-50海洋环境保护委员会(MEPC)2015年通过MEPC.259(68)决议,要求2020年1月1日起,全球船舶使用燃油的含硫量降低到0.5%m/m以下。船只可采取以下三种措施应对IMO全球低硫令:1. 改用液化天然气(LNG)推进系统2. 改用低硫燃油或者兼容燃料3. 安装洗涤器(在HSFO燃烧时提取硫的废气净化系统)安装洗涤器的方式将允许船只继续使用成本低廉的重油燃料,在使用成本和投资回报方面有明显优势。赛默飞世尔科技凭借其在传统烟气排放连续监测系统(简称CEMS)领域的领先技术和丰富的应用经验,根据船舶的行业特点和使用环境,推出了面向船舶行业的CEMS系统产品UW-50。UW-50产品利用紫外差分吸收光谱(UV-DOAS)和可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术,同时测量SO2、NO、CO2等组分的浓度并计算硫碳比值。本产品可以实时准确地测量船舶在航行时的废气排放含量,精确地反馈船舶发动机的脱硫、脱硝系统技术细节。UW-50 产品特点:1. 一体化设计和独特的风冷控温技术,使产品体积小巧,更适用于狭小的船舶安装环境;2. 全程高温伴热180℃,避免冷凝水的产生而影响SO2的测量精度,同时也避免油雾结晶而导致管路堵塞;3. SO2、NO采用紫外差分技术,CO2采用可调谐激光技术,测量结果稳定准确,不受水分、粉尘、甲烷等背景气体干扰;4. SO2、NO检测精度高,最低检出限低至1ppm;5. 无任何运动部件,适合船舶上振动大的运行环境;6. 系统具有自动校准功能,维护简单;UW-50 技术原理:紫外差分吸收光谱技术差分吸收光谱技术(DOAS)是一种光谱监测技术,利用空气中的气体分子的窄带吸收特性来鉴别气体成分。由于同种气体在不同光谱波段有不同的吸收,不同气体在同一光谱波段的吸收叠加作用,通过对连续光谱的分析,可以同时测量SO2、NO等气体。可调谐半导体激光吸收光谱技术利用激光波长的可调谐性,使激光发射波长随着工作温度和电流的变化而改变。通过对电流的周期性调制,可以使激光波长在小范围内周期性变化,在每个周期内可以获得被测气体的“单线吸收谱线”数据。目前,TDLAS技术已经发展成为一种高灵敏度、高分辨率、高选择性及快速响应的气体检测技术,广泛应用于分子光谱研究、工业过程监测控制、燃烧过程诊断分析、发动机效率和机动车尾气测量、爆炸检测、大气中痕量污染气体监测等领域。高精度激光分析仪利用半导体激光器的可调谐性,扫描到被测气体的特定吸收谱线(无背景气体),得到该气体的二次谐波,通过对二次谐波及该气体信息的处理分析,从而得到被测气体的浓度。创新点:1. 一体化设计和独特的风冷控温技术,使产品体积小巧,更适用于狭小的船舶安装环境 2. 全程高温伴热180℃,避免冷凝水的产生而影响SO2的测量精度,同时也避免油雾结晶而导致管路堵塞 3. SO2、NO采用紫外差分技术,CO2采用可调谐激光技术,测量结果稳定准确,不受水分、粉尘、甲烷等背景气体干扰 4. SO2、NO检测精度高,最低检出限低至1ppm 5. 无任何运动部件,适合船舶上振动大的运行环境 Thermo Scientific UW-50 船舶烟气排放连续监测系统
  • 专家解读诺贝尔物理学奖:配合阿秒技术可以检测生物分子“指纹”
    今年诺贝尔物理学奖授予法国科学家皮埃尔阿戈斯蒂尼(Pierre Agostini),匈牙利裔奥地利科学家费伦茨克劳斯(Ferenc Krausz)和法国/瑞典科学家安妮吕利耶(Anne L'Huillier),以表彰他们“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”。 华中科技大学是国内少数几个实现阿秒脉冲的产生和测量的高校之一。据该校超快光学实验室主任、物理学院教授兰鹏飞介绍,通过阿秒时间分辨超快测量技术,他们最近还拍摄了氮气、二氧化碳和丁二炔等分子内部电荷从一个原子核移动到另一个原子核的过程,“相当于一部‘分子电荷迁移电影’”。围绕什么是阿秒脉冲,该项技术能解决什么问题,以后又将应用哪些场景等问题,新京报记者专访了兰鹏飞。 阿秒脉冲的产生基于高次谐波辐射 新京报:10月3日,瑞典皇家科学院决定将2023年诺贝尔物理学奖授予皮埃尔阿戈斯蒂尼、费伦茨克劳斯和安妮吕利耶。在你看来,三人的贡献在哪里,为何得奖? 兰鹏飞:三位科学家提出了为研究物质中的电子动力学而产生阿秒脉冲的实验方法。具体而言,阿秒脉冲的产生是基于高次谐波辐射,L’Huillier于1988年在实验上利用波长为1064纳米的红外激光驱动稀有气体产生了高次谐波。13年之后,也就是2001年,Agostini基于高次谐波辐射首次在实验上产生了阿秒脉冲串,并测得每个脉冲脉宽都为250阿秒;同年,Krausz首次在实验上产生了孤立阿秒脉冲,并测得其脉宽为650阿秒,从此打开了阿秒科学的大门。 新京报:什么是阿秒脉冲,它是如何产生的? 兰鹏飞:阿秒脉冲就是脉冲宽度为阿秒(10-18秒)量级的光脉冲。实验上,是用超强飞秒激光与气体介质相互作用,通过操控原子或分子中的电子运动产生高次谐波辐射,高次谐波的频率通常是飞秒激光频率的奇数倍,最大频率可以达到飞秒激光频率的几十倍甚至上百倍。由于不同频率成分高次谐波之间具有相干性,选择若干频率成分的高次谐波进行叠加就可以在时域上得到一个或一系列的光脉冲,脉冲的宽度刚好为阿秒量级,即阿秒脉冲。 阿秒脉冲实现了目前最快的“快门速度” 新京报:有专家指出“阿秒脉冲正是当前人类所能接触到的最快的时间尺度”,如何通俗地去这理解这个表述? 兰鹏飞:形象地说,就像拍照片和录视频,我们看到的电影和电视节目通常是每秒几十帧,每一帧就是一幅静止的画面。把静止的画面以每秒几十帧的速率播放出来,就是我们所看到的电影。在拍照时,每秒所能拍摄的帧数取决于快门的速度,快门速度越快,单位时间内拍摄的帧数就越多,记录下的动态过程就越精细。目前,实验上所能得到的最快的“快门速度”就是通过阿秒脉冲实现的,这大概是光穿过人类头发丝直径所用时间的万分之一。 新京报:据悉,华中科技大学是国内少数几个实现阿秒激光脉冲的产生和测量的高校之一,这些实验揭示了什么? 兰鹏飞:华中科技大学在实验上产生了阿秒脉冲,并对原子分子内的电子运动进行了测量。通俗地讲,拍摄了氩原子内部电子运动过程。我们最近还拍摄了氮气、二氧化碳和丁二炔等分子内部电荷从一个原子核移动到另一个原子核的过程,相当于给分子内部的电子运动拍摄了一部“分子电荷迁移电影”,拍摄时间分辨率达到阿秒。 阿秒脉冲为未来超快信息处理奠定基础 新京报:此次诺贝尔物理学委员会主席伊娃奥尔森认为,人们现在可以打开电子世界的大门。阿秒物理学让科学家有机会了解电子控制的机制,也让人们能够进一步理解一些基本问题。你认为,这些基本问题具体指哪些? 兰鹏飞:阿秒脉冲目前主要是用于测量原子、分子或者固体中电子运动过程,可以让人们更好地理解很多光与物质相互作用的基本问题,比如电子如何从势垒隧穿出来?是否需要时间,需要多长时间等。此外,发生光化学反应时,反应的具体过程是如何进行的,能否像拍摄电影一样把化学反应过程“拍摄”下来等。 新京报:除此之外,阿秒脉冲还有哪些应用前景? 兰鹏飞:阿秒脉冲除了测量电子超快过程,还可用来操控电子运动,进而实现超快操控,有可能为未来的超快信息处理奠定基础。同时,阿秒脉冲还可以用于生物医学方面的精密检测,通过结合超快激光和精确飞秒-阿秒光场分辨技术,可以检测生物分子的“指纹”。这有望成为一种新的体外诊断分析技术,如用于检测癌症病变等。
  • 科学家造出全谱段白光激光器,或催生新型光谱学检测手段
    近日,华南理工大学教授李志远团队成功造出一台全谱段白光激光器,其具备光斑明亮、光谱光滑且平坦、大脉冲能量的特点,能覆盖 300-5000nm 的紫外-可见-红外全光谱,单脉冲能量达到 0.54mJ。这样一台全谱段白光激光器的面世,可用于构建全谱段的超快光谱学探测技术,有望将激光技术推至世界领先水平,从而更好地服务于前沿研究。图 | 李志远(来源:李志远)基于本次成果,课题组将进一步构建全谱段的超快光谱学探测设备,届时有望对物质内部多个波段中的物理、化学和生命过程开展超快的精密探测,从而实现高速摄谱的技术能力,进而用于开展二维材料、锂离子电池、化学催化等领域的研究。本次研究中所涉及的光谱学技术,可以覆盖深紫外-可见波段的原子以及分子的电子跃迁吸收谱,也能覆盖近红外波段的半导体带间电子跃迁吸收谱、以及中红外波段的分子振动等。借此可以打造一种崭新的光谱学检测手段,对于那些使用传统手段所无法揭示的新现象和新规律,本次新手段很有希望填补相关空白。(来源:Light: Science & Applications)鉴于光学波段的光子和物质的电磁相互作用强度以及灵敏度,远远超过 X 射线光子与物质原子核、以及内壳层电子的电磁相互作用。而且,即便是 1mJ 量级的全谱段白光飞秒脉冲激光的光子亮度,也远远超过目前同步辐射 X 射线光源的亮度。“因此,全谱段白光激光器在物质科学和生命科学中所发挥的作用,也有望超过传统的同步辐射 X 射线光源。”李志远表示。日前,相关论文以《强紫外-可见-红外全谱段激光器》 (Intense ultraviolet–visible–infrared full-spectrum laser)为题发在 Light: Science & Applications,华南理工大学博士生洪丽红是第一作者,华南理工大学李志远教授、中国科学院上海光学精密机械研究所(上海光机所)李儒新院士担任共同通讯 [7]。图 | 相关论文(来源:Light: Science & Applications)助力解决 Science 125 个待解难题之一据介绍,作为一种崭新的激光光源,超宽带白光激光具有极宽带宽、高光谱平坦度、大脉冲能量、高峰值功率、高时空相干性等五大优点,能极大拓展激光技术的发展和应用范围。而如何构建一台覆盖紫外-可见-红外波段的全谱段白光激光器,同时拥有高峰值功率和高脉冲能量,是一个极具挑战的宏大目标。2020 年,Science 杂志将其列为 125 个前沿重大科学问题之一。主要原因在于,基于目前纯粹单一的激光器技术、二阶非线性变频技术、以及三阶非线性频率展宽技术,远不足以解决这一问题。过去十年,李志远团队基于自主开发的啁啾结构非线性铌酸锂晶体,结合大脉冲能量、高峰值功率的飞秒脉冲激光泵浦,利用二阶和三阶非线性协同作用的原创性物理机制,提升了白光飞秒激光的转换效率、频谱带宽、脉冲能量、光谱平坦度等指标。要想产生全谱段白光飞秒激光,需要达到两个先决条件:带宽超过一个光学倍频程的强泵浦飞秒激光光源,以及具有极大非线性频率上转换带宽的非线性晶体。不过,要想同时满足上述两个条件并非易事。为此,课题组使用光学参量啁啾脉冲放大技术,以及使用由充气空心光纤、纯铌酸锂晶体材料和啁啾极化铌酸锂晶体组成的极宽带非线性变频模块,将飞秒激光技术、二阶非线性变频技术、三阶非线性频率展宽技术加以综合,研制了这款全谱段白光激光器。其中,二阶和三阶非线性效应协同作用的原创性物理机制,是打造本次全谱段白光激光器的秘密。上述机制的好处在于,能够清除二阶非线性或三阶非线性方案中所存在的输出光谱性能不佳的限制。李志远表示:“全谱段白光激光有望成为激光技术发展历史上的一个里程碑,并能很好地回答 Science 杂志 2020 年的 125 个最前沿的科学问题,即人类能否造出与太阳光相似的非相干强激光。”(来源:Light: Science & Applications)让中国学界真正拥有属于自己的实验设备多年来,学界一直渴望产生像太阳光一样的白光激光。紫外-可见-红外全谱段白光激光的产生,则一直是激光技术等待攻克的堡垒,也是李志远团队努力追求的目标。十年来,该课题组历经 8 次阶段性成果的积累,才造出了上述全谱段白光激光器。2014 年,该团队将啁啾调制的概念引入一维铌酸锂晶体的周期设计中。在可调谐近红外光源的帮助之下,设计出多个不同啁啾度的准相位匹配晶体,让二次、三次谐波产生的非线性过程的相位失配,能够在单个晶体中得到补偿,借此实现宽带可调谐三基色光源的同时输出,也拉开了课题组“白光激光”之梦的序幕。2015 年,李志远让学生陈宝琴开展啁啾结构铌酸锂晶体中六次谐波产生的研究。在实验的关键阶段,李志远去现场看学生做实验,结果发现了又圆又白的激光束产生,这完全出乎意料之外。李志远觉察到这是一个“好东西”。仔细分析之后,确定啁啾结构铌酸锂晶体产生了二到八次谐波。在一个固体材料中产生高次谐波,这是一个前所未有的科学发现,也让课题组开始树立“白光激光”的梦想。随后,他们设计了啁啾结构非线性光子晶体,以中红外飞秒脉冲激光为泵浦源,在单块晶体中同时产生了超宽带二到八次谐波。其中,四到八次谐波形成 400-900nm 超宽带可见白光激光,其转换效率达到 18%。2014 年和 2015 年的这两项工作表明:该团队自主研发的铌酸锂晶体二阶非线性方案,可以支持宽带二次谐波产生。同时,也能支持宽带二次谐波和三次谐波产生,甚至支持基于级联三波混频的高次谐波产生,最终可以实现超宽带可见白光激光的产生。而要想产生全谱段白光飞秒激光,就需要继续深挖上述方案的潜能,以便满足产生全谱段激光所需要的苛刻条件:即泵浦激光脉冲带宽要足够宽,非线性晶体材料的准相位匹配带宽要足够大。2018 年,课题组选用更高能量的近红外飞秒脉冲激光作为泵浦源,针对相关泵浦条件设计出一款啁啾结构铌酸锂晶体,这块晶体在不同偏振状态之下,均能同时产生二次谐波和三次谐波。通过此他们首次发现了二阶和三阶非线性协同作用的新物理机制,并证明这一机制能够显著提升相关性能的指标。利用级联二次谐波和三次谐波方案,他们生成了 400-900nm 可见-近红外波段的可调谐白光激光,转换效率达到 30%。这一发现,也促使他们去发现产生白光激光的更优路线,即基于二阶和三阶非线性协同作用产生超连续白光激光的方案。在新路线的指导之下,他们设计出一块能同时产生二到十次谐波的宽带白光非线性晶体材料。针对这款白光非线性晶体材料,他们又采取 45μJ 脉冲能量的 3.6μm 中红外飞秒脉冲激光泵浦的设计方案,借此产生 25dB 带宽、覆盖 350-2500nm 的紫外-可见-红外超连续白光飞秒激光,单脉冲能量为 17μJ,转换效率为 37%。在此基础之上,他们继续优化二阶非线性和三阶非线性协同效应。期间,该团队发现石英玻璃的三阶非线性效应远远优于铌酸锂晶体,而特殊设计的铌酸锂啁啾非线性光子晶体可以同时使用高达十二阶次的准相位匹配。后来,他们利用 0.5mJ 的钛宝石飞秒脉冲激光器泵浦,来对熔融石英-啁啾极化铌酸锂晶体进行泵浦,最终实现 10dB 带宽覆盖 375-1200nm、20dB 带宽覆盖 350-1500nm 的超连续激光,单脉冲能量为 0.17mJ,转换效率为 34%。前面提到,课题组期望实现的白光飞秒激光具有五个高指标。因此,在追求极宽带宽范围的同时,他们还得实现更大的脉冲能量、更高的光谱平坦度。于是,该团队以高能量钛宝石主激光作为泵浦源,针对由熔融石英和啁啾极化铌酸锂晶体组成的级联光模块,对其整体非线性响应进行进一步的操纵,从而显著提高了白光飞秒激光的综合性能。期间,他们利用 3mJ 脉冲能量的钛宝石飞秒激光泵浦,对石英-超宽带白光非线性晶体级联模块进行熔融,基于二阶和三阶非线性协同作用的高效超宽带二次谐波产生方案,实现了 mJ 量级、3dB 带宽覆盖 385-1080nm 的超宽带白光飞秒激光。此外,自 2018 年起课题组联合一家外部公司研制了 3mJ/50 fs/1 kHz 钛宝石飞秒激光器,实现了相关仪器的国产替代。并以此作为泵浦源,和白光非线性变频模块加以结合,从而形成了成熟高效的白光飞秒激光生成方案,借此造出一款白光飞秒激光整机设备。以上成果也促使他们进一步思考:如何产生覆盖一到十次谐波的全谱段白光激光?为此,他们与上海光机所李儒新院士团队合作,提出一款非线性级联装置。这种装置可以满足以下两个条件:一个较强的带宽达到光学倍频的中红外泵浦激光光源;以及一个具有极大非线性频率上转换带宽的非线性晶体。随后,他们基于光学参量啁啾脉冲放大技术,研制出一种中红外飞秒脉冲激光器,它具有 3.5mJ、3.9μm 中心波长,可以起到泵浦激光光源的作用。接着,基于宽带二阶和三阶非线性变频模块,他们获得了光谱范围 25dB 带宽、覆盖 300-5000nm 的全谱段超连续白光飞秒激光。“至此,我们欣喜地发现借助强中红外飞秒激光作为泵浦源已经成功走通了全谱段白光激光产生的道路。”李志远表示。(来源:Light: Science & Applications)总的来说,课题组已经实现了“三高”型白光飞秒激光:大单脉冲能量(第一高)、300-5000nm 的频谱宽度(第二高)、高光谱的平坦度(第三高),基本涵盖了铌酸锂晶体的全部透光范围。接下来,他们将继续与李儒新院士团队合作,朝向更高目标前进,力争实现深紫外-紫外-可见-近红外-中红外-远红外的“三高”全谱段白光飞秒激光。假如可以实现,就能建造比拟同步辐射光源、以及自由电子激光光学波段的全谱段超连续激光光源。“届时,相信我们中国科学界将拥有属于真正自己的研究物质科学和生命科学的实验设备。”李志远最后表示。
  • 应用案例 | 通过实施光学条纹噪声抑制方法的激光波长调制光谱技术实现气体测量的高精度和高灵敏度检测
    近日,来自安徽科技理工大学、安徽西部大学皖西学院、复旦大学大气与海洋科学学院、上海期智研究院的联合研究团队发表了《通过实施光学条纹噪声抑制方法的激光波长调制光谱技术实现气体测量的高精度和高灵敏度检测》论文。Recently, the joint research team from Anhui University of Science and Technology, West Anhui University, Department of Atmospheric and Oceanic Sciences, Fudan University, Shanghai QiZhi Institute published an academic papers High precision and sensitivity detection of gas measurement by laser wavelength modulation spectroscopy implementing an optical fringe noise suppression method.可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)已被开发用于痕量气体测量,因其高精度、高灵敏度和无需任何样品准备的原位自校准的独特优势。通常,长光程的多次通过腔体(MPC)被应用于增强基于TDLAS的传感器的检测精度和灵敏度。然而,MPC中出现的意外光学干涉纹严重影响了传感器的检测精度和灵敏度。基于MPC的TDLAS传感器的检测精度和灵敏度通常受到光学干涉纹的限制,这些干涉纹由衍射、镜面表面瑕疵的散射、镜面畸变、热膨胀、冷收缩或应力变形引起。因此,MPC中观察到的光学干涉纹由不同的光学干涉纹组成。这些光学干涉纹主要是由于少量的激光以与主激光束相差ΔL的光程到达探测器所致。这些问题对于TDLAS是普遍存在的,尤其是在使用密集重叠斑点模式的MPC时,提出了一些不同的方法来消除光学干涉纹的负面影响。The Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) has been developed for trace gas measurement, as its unique advantages of high precision, high sensitivity and self-calibration in situ qualification with-out any sample preparation. The multi-pass cell (MPC) with a long optical path is usually applied to enhance TDLAS-based sensor’s detection precision and sensitivity. However, the unexpected optical fringes occurring in the MPC often spoil the sensor’s detection precision and sensitivity seriously. The detection precision and sensitivity of the TDLAS-based sensors containing an MPC are often limited by the optical fringes that result from diffraction, scattering on the mirror surface imperfections, mirror aberration, thermal expansion, cold contraction, or stress deformation. Therefore, the complex optical fringe consisting of different optical fringe will be observed in the MPC. These optical fringes are due largely to a small amount of laser reaching the detector with an optical path length differing by ΔL from the main laser beam. Those problems are common for TDLAS, especially using dense overlapped spot pattern MPC and some di&fflig erent methods are proposed to eliminate the negative influence of the optical fringes.研究团队提出了一种抑制可调二极管激光吸收光谱中光学条纹噪声的新方法,并将其应用于由光学条纹扰动的CH4气体传感器,以提高检测精度和灵敏度。所开发的CH4检测仪的示意图如图1所示。宁波海尔欣光电科技有限公司为此项目提供锁相放大器(HPLIA 微型双通道调制解调锁相放大器),从光电探测器输出的信号发送到锁相放大器,锁相放大器相对于同步信号对2f模式进行解调,锁相放大器的时间常数设为1ms。In this work, a novel method to suppress optical fringe noise in the tunable diode laser absorption spectroscopy is proposed and applied to the CH4 gas sensor perturbed by optical fringes for higher detection precision and sensitivity.The schematic diagram of the developed CH4 detection instrument is shown in Fig. 1 . HealthyPhoton Co.,Ltd provided a HPLIA Miniature dual-channel modulated demodulation lock-in amplifier for this project. The lock-in amplifier demodulates the signal in the 2f mode with respect to the sync signal. The time constant of the lock-in amplifier is set to 1 ms.Fig.1. Schematic diagram of the developed CH 4 detection systemlock-in amplifier (Healthy Photon, HPLIA)对于被光学条纹和随机噪声干扰的20 ppm CH4的二次谐波(2 f)信号,通过该新方法,2f信号的信噪比(SNR)从17提高到182,优化平均光谱范围Δ𝜆 。与未经处理的原始信号相比,CH4测量精度改善了约1.5倍。相应的最小可检测浓度可从3 ppb改善到0.78 ppb。系统的相应噪声当量吸收灵敏度(NNEA)和噪声当量浓度(NEC)分别为6.13 ×10-11 cm&minus 1 W Hz&minus 1/2 and 0.181 ppm。For the 2nd harmonic(2f) signal of 20 ppm CH4 spoiled by optical fringes and random noise, by the novel method, the signal-to-noise ratio (SNR) of the 2f signal is improved about 6.5 times from 17 to 182 with an optimal averaging spectral range Δ𝜆 . A &sim 1.5 times improvement in the measurement precision of CH4 is achieved compared to unprocessed raw signal. The corresponding minimum detectable concentration can be improved from 3 ppb down to 0.78 ppb. The corresponding noise equivalent absorption sensitivity (NNEA) and the noise equivalent concentration (NEC) of the system is 6.13 ×10-11cmW-1Hz-1/2 and 0.181 ppm, respectively.Violet line from traditional averaging method and magenta line from the novel optical fringe noisesuppression method.Histogram plot of the 20 ppm CH 4 deviation.20 ppm CH 4 Allan-deviation stability of developed overlapped spot pattern MPC.参考文献:Reference:Yanan Cao, Xin Cheng, Zong Xu, Xing Tian, Gang Cheng, Feiyan Peng, Jingjing WangHigh precision and sensitivity detection of gas measurement by laser wavelengthmodulation spectroscopy implementing an optical fringe noise suppression method, Optics and Lasers in Engineering 166 (2023) 107570www.elsevier.com/locate/optlaseng
  • 光谱检测技术进军手机市场:成分/真伪一扫便知
    红外线光谱检测技术可以为使用者带来许多价值,例如食品/药品的成分,甚至珠宝的真伪,都逃不过该技术的法眼,而且只要短短几秒就能得知分析结果。因此,半导体厂非常看好该技术在手机应用上的发展潜力,正积极克服技术与应用上的瓶颈。  由于光谱检测可以在不破坏样品的前提下检测出待测物的物质成分,因此光谱仪一直是许多物质分析实验室必备的基本仪器之一。不过,传统光谱检测仪为了尽可能从更大的波长范围内取得物质的红外线波长特征,因此其光机系统设计相对复杂,设备尺寸很难缩小。  针对上述问题,德州仪器(TI)已利用其所发明的数位光源处理技术(DLP)大幅改良了光谱仪的光机设计,让光谱仪变成可以放在口袋里的小型仪器,成本也大幅降低。另一家类比晶片大厂亚德诺(ADI)则想得更远,要将光谱检测功能变成可以被整合到手机等行动装置里的超小型硬体模组。 亚德诺亚太区系统应用经理刘宪杰表示,透过演算法辅助及缩减频宽,红外线光谱检测设备可以做得非常小巧。  跳脱传统框架 光谱检测设备微型化  亚德诺亚太区系统应用经理刘宪杰(图1)表示,提到红外线光谱检测,业界总是会联想到实验室里的光谱仪。但如果从光谱检测技术的原理与光的物理特性出发,不要被传统光谱仪的硬体框架限制住,就能开发出尺寸更小,可以被整合到手机等可携式装置的解决方案。  每一种物质遇到红外线时,都会吸收特定波长的红外线,这是红外线光谱检测技术之所以能用来检测物质成分的基本工作原理。但事实上各种物质除了会吸收一种特定波长的红外线之外,同时也会吸收该特定波长的倍数波长。换言之,如果用频域的角度来看,当一个物质被红外线照射到时,除了对应的主频会被吸收外,正好位在谐波频率的红外线也会被吸收,其概念就像电子讯号的主频与谐波。  因此,如果光谱检测设备探测到某种谐波存在,一样可以确定某种对应物质存在。这对设计微型红外线光谱检测设备而言是一大福音,因为这意味着设备不一定要具备非常宽广的频宽,也足以检测出各种物质。这种“窄频”光谱仪的光机跟感测系统设计可以大幅简化,尺寸也明显缩小。亚德诺与Consumer Physics合作开发的SCiO红外线物质感测装置,就是这种窄频光谱感测装置。  SCiO是一种窄频红外线光谱仪,这也是SCiO能够微型化的关键所在。  摆脱专业判读限制要靠大数据累积  虽然硬体尺寸的问题找到解决方向,但感测器资料的判读仍是一大应用瓶颈。在现实生活中,很多物体都不是由纯物质构成。因此,感测器所读取到的资料波形往往相当复杂,而且随着红外线照射部位不同,即便是同一个待测物,测出的数值也会有所变化。此外,如果是用来量测农产品,个别待测物之间的数值也会有不小的改变。这些变数都会增加数据判读的难度。  在实验室里,经过训练的专业人员可以解读这些原始数据背后所代表的意义,但如果是锁定消费市场的光谱鉴测应用,应用开发商就必须要设法克服数据判读的问题。对此,Consumer Physics选择利用大数据(Big Data)分析搭配机器学习(Machine Learning)的方式来解决,透过销售SCiO并提供手机App给开发者社群,累积各式各样物件的大量光谱资料,从中寻找出数据变化的规律。  刘宪杰表示,随着SCiO累积的资料笔数越来越多,SCiO对物质成分的分析将更加精准,也更具参考价值。另一方面,亚德诺也会为这个资料库做出贡献,例如在宝石鉴定方面,亚德诺已开始与专业宝石鉴定师合作,借用其所拥有的宝石样本以及过去长年累积下来的光谱分析资料做交叉比对,扩大宝石类的资料库。  不过,SCiO不会跟专业鉴定产生竞争,因为SCiO的目的是让消费者在逛玉石市场时,可以很简单地判断宝石或玉的真假,至于专业宝石鉴定会更进一步分析宝石或玉的成分组成比例、成色等,判断其品质等级。  五大应用领域App将于年底前推出  SCiO于2016年初在国际消费性电子展(CES)上正式发表后,吸引许多关注跟肯定,开发社群也在持续扩增其扫描资料库,让SCiO能对使用者的日常生活产生帮助。到2016年底前,Consumer Physics与亚德诺将会陆续针对五大应用领域推出对应的App服务,分别是营养/体重管理、产品挑选、化妆美容、体适能与婴幼儿健康(图3)。  SCiO的五大类消费型应用将在2016年底前陆续推出  营养与体重管理是SCiO主打的第一个功能,透过光谱检测,可让消费者清楚知道自己吃下肚子的食物到底含有哪些营养成分,含有多少热量。  虽然目前许多国家对食品标示立有规范,必须向消费者揭露营养成分、热量等资讯,但产品包装上所记载的资料,跟实际状况往往有误差。即便是经过制程管控的加工食品,法令都允许正负20%误差,天然蔬菜水果的营养成分跟热量变化范围更大。如果消费者想得到具参考价值的数据,还是得自己动手量。  产品挑选功能则是第一个功能的延伸,主要是针对天然蔬果。比如去超市买水果,在没有SCiO的帮助下,消费者只能靠经验法则挑选,但如果用SCiO扫描,就可以知道眼前的蔬菜水果含糖量多少。  化妆美容功能则是用SCiO来检测皮肤含水量、皮肤年龄、油水平衡度等。这部分除了检测之外,App还会提供一些改善建议,例如生活作息该如何调整、化妆保养品要怎么挑选。  运动与体适能则是用红外线扫描来检测使用者到底透过运动消耗了多少热量、血氧量状况、心跳等生理数据。婴幼儿健康则是这项功能的延伸,可以量测到小朋友的身体核心温度、身体含水量。牛奶等婴幼儿食品的成分分析功能也归属于这个领域,因为以红外线量测液态物质时,其准确度会受到液面反射等因素影响,因此相关演算法还需要微调。  进军手机应用 内建/外挂模组两路并进  虽然目前SCiO的尺寸已经非常小,但距离适合整合到手机里的尺寸还有一小段差距。刘宪杰透露,亚德诺的下一代红外线光谱检测硬体解决方案已经大致开发完成,该方案的外观尺寸跟目前手机上的相机模组相当,现在已有工程样品可以提供(图4)。接下来,亚德诺将会积极与亚太区的重要手机原始设备制造商(OEM)接洽,希望藉由红外线光谱分析这项功能,为智慧型手机带来更多硬体设计上的差异化。  新一代红外线光谱扫描模组已经开发完成,将锁定手机应用市场  除了内建之外,外挂模组也是亚德诺正在思考的发展方向。该公司目前正在与其他主要晶片供应商合作开发完整的硬体晶片组参考设计与对应的软体驱动程式。
  • 12月8日HORIBA生命科学日—癌症早期诊断与疾病检测,直播间等你!
    癌症是目前威胁人类寿命的主要因素,每年全球有近千万人因癌症而死亡。据世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)发布的数据显示,中国的癌症新发病例和死亡人数均居全球首位。癌症的早期筛查和治疗是提高患者生存率的关键。拉曼光谱技术作为一种无标记、高灵敏度的检测方法,可以用于癌症的早期诊断和治疗监测。2023年12月8日14:00,仪器信息网与HORIBA 联合举办《HORIBA 生命科学日——癌症早期诊断与疾病检测》网络会议。会议将系统地介绍拉曼光谱技术在癌症早筛领域的前沿进展,分享表面增强拉曼光谱技术(SERS)在检测癌症标志物方面的最新工作,以及相干拉曼散射成像技术(SRS)在癌细胞脂质代谢过程的应用。拉曼光谱技术的加入将为癌症早期诊断和治疗提供新的思路,为改善患者的生活质量和健康状况做出贡献。会议日程(下方扫码报名,免费参会)时间 报告题目演讲嘉宾报告摘要14:00互动抽奖主持人-14:02HORIBA 光谱技术:打开生命科学领域的新视野周磊(堀场(中国)贸易有限公司 生物大客户经理、荧光产线经理)作为专注光谱技术的公司,HORIBA为生命科学领域提供多种分析工具,如拉曼光谱技术、荧光光谱技术、粒度分析技术和表面等离子体共振成像技术等。本报告将阐述这些技术如何为研究人员提供成分识别、示踪成像、定量分析和作用机制等解决方案,帮助您深入了解样品的理化性质,为药物研发、生物医学和细胞生物学研究提供强大的支持。14:10面向临床拉曼光谱仪器研发及液体活检应用研究冯尚源(福建师范大学 光电与信息工程学院 教授)我们亟需发展适用于临床的拉曼光谱检测技术。 课题组研发出内窥镜快速拉曼光谱仪开展人活体检测研究。此外,我们利用表面增强拉曼光谱(SERS)技术显著增强吸附在其表面的分子拉曼光谱信号,以超高灵敏度获得样品自身的指纹信息,是一极具应用前景的检测技术。我们将结合课题组近年来在临床拉曼光谱仪器研发以及SERS光谱在液体活检领域所做的研究工作,介绍应用拉曼光谱技术的一些新的想法和特点,并通过实际研究案例说明SERS光谱技术在液体活检领域具有重大应用潜力。14:55液滴微流控-SERS平台用于单细胞分析徐抒平(吉林大学 教授)表面增强拉曼散射(SERS)具有极高的检测灵敏度和指纹特性,可实现原位、非介入检测等。采用液滴微流控与SERS分析方法相结合,借助机器学习,发展了一系列新颖的单细胞SERS分析技术,实现了单细胞酶活、表面聚糖、外泌因子和代谢物的分析。该技术为单细胞代谢组学研究提供技术支撑,也有可能成为疾病早筛的新工具。15:40幸运红包主持人-15:50分子光谱成像技术在癌症研究的探索与前景兰璐(振电(苏州)医疗科技有限公司 技术总监)相干拉曼散射显微成像技术是一种种新兴的无标记显微成像技术,具有高时空分辨率、高灵敏度和无侵入性等特点,在不到十年的时间里已经发展成为各领域研究中的一项重要工具。 基于高光谱和多元策略的相干拉曼光谱显微成像在每一个像素点都拥有一段光谱,因此其不仅可以区分拥有重叠拉曼谱带的不同分子,还能提供更加丰富的化学信息,成为近年研究的前沿和热点。特别重要的是,相干拉曼显微成像系统可以天然地与传统的双光子荧光成像、二次谐波成像等共用一套光路传输系统,因此可以提供不同的成像模式,满足不同的成像需求。基于上述原因,集成了高分子特异性、高灵敏度、高空间分辨率和高光谱成像速度等优势,可以实现代谢小分子的无标记成像和测量,在癌症靶点研究、癌症诊断、微生物的代谢成像、发酵工程、模式动物化学组分成像,合成生物学、以及药物制剂的评价等方向广泛应用。16:35HORIBA 拉曼光谱技术助力疾病分析诊断王春阳(HORIBA 拉曼应用工程师)拉曼光谱作为一种无创、快速、非损伤性的分析方法,正逐渐成为生物医学领域的重要分析技术之一,在生物大分子(蛋白质、核酸等)及单细胞代谢研究,生化分析、疾病检测及诊断、药物检测及分子相互作用研究等多方面都彰显了极具诱惑力的应用前景。从对于血清、唾液、尿液、人体分泌物等样本的测试到细胞、组织甚至是活体等样本的检测与成像分析,拉曼光谱在肿瘤等多种疾病诊断方面不断探索,本报告将介绍HORIBA Scientific拉曼光谱技术在疾病分析诊断领域的应用案例。17:05互动抽奖主持人扫码报名,立即参会
  • 科学家成功操控任意纳米结构,可用于夜视技术和医学检测等领域
    “我们证实了利用硅基光学超表面通过三次谐波在红外成像上的潜力,为通过非线性硅基纳米光子学来研发下一代红外成像技术迈出了重要一步。”英国诺丁汉特伦特大学教授徐雷表示。图 | 徐雷(来源:徐雷)当前,刚好也是光学超表面研究,从理论向应用转向的一个过程,因此本次成果非常及时。同时,在本次课题的理论设计上,徐雷等人利用连续体中的束缚态概念,来实现任意品质因子纳米结构的操控,这为降低光源强度依赖性提供了很好的思路。首先,本次成果可被用于夜视技术,从而集可见光、以及红外光成像于一体,利用普通的硅基探测器直接实现高性能的夜间红外探测。其次,本次成果可被用于医学检测,通过将红外光转到到可见光波段,根据光学探测蛋白质结合和构象变化、药物分子与靶标分子之间的相互作用等,从而在检测端口实现对于红外光背底噪声的完全抑制,进而助力于提高医学检测的灵敏度和性能。再次,本次成果可被用于食品检测和国防安全,即结合非线性超表面、以及可调谐非线性超表面,有望实现红外波段的超分辨成像技术。(来源:Opto-Electronic Advances)让红外图像转换为可见光一直以来,红外探测被广泛用于各个领域,比如通过测量材料对红外辐射的吸收,可以提供关于分子结构和化学键的信息,故在医学诊断、视频质量控制、环境监测、夜视和安全等领域都有着很大潜力。红外探测的不断创新和发展,将有望推动其在医疗、食品、环保和安防等方面的应用。然而,红外探测技术的当前挑战在于:红外探测器大部分基于热探测器,尽管成本较低但是速度较慢,而且灵敏度不足,严重限制了其性能。半导体探测器作为另一种选择,虽然具有高灵敏度的优势,但其常常需特殊冷却、以及复杂的处理工艺,要么就是需要极低温度来维持适当的性能水平。这些技术难题限制了红外成像系统的灵活性和可靠性,影响了其在各种应用场景下的性能。因此,红外成像领域迫切需要创新性解决方案,以克服当前技术的局限性。而这可能涉及新型材料的研发、更高效探测器技术的研发、以及新型冷却和处理方法的研发。过去十多年中,由亚波长尺度介质谐振器组成光学超表面结构,受到广泛关注。这种结构可以增强光电磁场的局域效应。通过巧妙设计这些结构,就能调控入射光的相位、振幅、偏振以及近场光局域的程度。同时,光学超表面具有高度的灵活性和功能性,并已经在光学领域取得许多新成果,例如替代传统光学元件的透镜、棱镜和偏振器,这不仅减小了传统光学系统的体积,还能带来性能的提高。通过非线性过程,可以实现红外光的频率转换,为将红外转换为可见光提供手段。这样一来,只需使用普通且廉价的硅基探测器,就能实现红外成像。此外,不同的非线性混频过程可以提高能量利用效率,为实现高效红外成像系统提供可能性。而对于超表面来说,它在微型化、灵活性和轻量化方面展现出的独特潜力,更是为实现新一代红外成像技术提供了很好的平台。以上,也是徐雷团队本次课题的出发点。研究中,他们利用结合非线性光学超表面的方法,通过非线性光学这一过程,可以让红外图像转换为可见光,从而让普通硅基探测器直接探测红外图像成为可能。(来源:Opto-Electronic Advances)当亲眼看到绿光的时候......据介绍,徐雷对于成像技术和非线性光学一直充满兴趣。此前在澳洲工作时,他就曾与当时的合作者使用二次谐波和频过程实现红外探测。在当时,他们是第一个开展该类尝试的科研团队。自 2016 年起,徐雷开始深入研究非线性纳米光子学。彼时,Mie 共振机制和理论,在纳米光子学领域的发展越来越快,这不仅为各种体系的应用提供了框架,还能为预测光的传播特性带来指导。期间,徐雷积累了不少关于非线性纳米光子学方面的知识。2020 年 9 月,他来到英国诺丁汉特伦特大学,与该校的莫赫森拉赫曼尼(Mohsen Rahmani)教授以及应翠凤讲师,共同组建了先进光学与光子学实验室。“Rahmani 教授偏重于样品加工,他对于材料领域以及相关应用的研究有着很深的功底。应翠凤女士则在纳米光学和生物探测上具有很丰富的经验。我们仨的技能正好互为补充、各有所长。”徐雷表示。在研究材料属性、结构设计、以及 Mie 共振等手段,在实现非线性光场增强和光场的操控之后,他们三位以及博士生郑泽开始考虑如何将非线性光学与解决实际问题相结合,随后不久启动了本次课题。结构材料与参数设计,是摆在面前的第一个问题。要想最终实现应用化,必须从非线性材料的角度,考虑后期器件的集成化。鉴于硅材料本身具有良好的非线性效应,再加上硅的加工工艺相对成熟,于是他们选择硅作为研究材料。原因在于:这样不仅能够考虑到非线性效应,还能充分利用硅的加工工艺,从而加工复杂的结构,进而增强红外光到可见光的转化效率。证明上述方案的可行性之后,他们开始进入实验阶段。由于徐雷自身的研究方向,介于理论与实验之间。因此,他一般会在实验前先进行理论模拟。但是,实验并非一帆风顺,尤其是最初得到的信号与预期不符。徐雷说:“可能大部分人会在这时候觉得比较受挫。但是,这些看似不成功的实验数据,实际上是我最感兴趣的部分,因为它们或许可以指出理论和实验上的待改善之处。”在他看来,如果所有实验结果都和理论预期保持一致,反而并不是最好的。科学史上的很多关键性进步,都是基于一些失败的实验数据启发而来。举例来说,他们在最初设计器件结构时,曾尝试通过高品质因子的结构来实现光局域增强。然而,实验结果显示高品质因子并非最佳选择。这种意外的实验结果,也促使他们进一步完善理论模型、以及改进实验方案,进而也引发了他们对于使用连续光和超快光,在成像以及传感上的思考,并为研发红外成像技术带来了一定启发。(来源:Opto-Electronic Advances)同时,完成本次课题组的过程,也是徐雷培养自己第一个博士生的过程。这名博士生便是前面提到的郑泽。研究中,师生之间形成了互相学习的良好互动。徐雷也有意识地让郑泽更多地参与光路搭建,以培养独立设计实验的能力。“尤其重要的是,我一直注重培养他的科研自信心,鼓励他提出独立的想法,以及相信自己的能力。”徐雷说。搭建非线性测试系统的时候,郑泽是第一次涉足这类系统的搭建。当他第一次看到非线性信号产生,并能亲眼看到绿光的时候,郑泽的兴奋之情感染了整个实验室。徐雷说:“作为导师,看到他如此投入和满足的表情,让我和 Mohsen 教授还有应翠凤女士都感到无比欣慰。”在三位老师以及郑泽的努力之下,本次成果显示了硅基光学超表面在非线性纳米光子学领域的应用前景,这不仅为非线性光学的实际应用提供了新思路,也为后续开展更深入的研究奠定了基础。最终,相关论文以《谐振硅膜超表面的三次谐波产生与成像》(Third-harmonic generation and imaging with resonant Si membrane metasurface)为题发在 Opto-Electronic Advances(IF 14.1)。郑泽是第一作者,英国诺丁汉特伦特大学的徐雷教授和莫赫森拉赫曼尼(Mohsen Rahmani)教授担任共同通讯作者。图 | 相关论文(来源:Opto-Electronic Advances)接下来,他们将在理论方面继续深入发掘,以期增强红外光的转换效率,同时不断压缩红外成像对于光源能量的要求。同时,也将重点考虑器件的集成化和多功能性、探索如何将图像信号处理和光谱信息提取等功能结合起来、以及如何利用超表面实现多功能成像芯片器件,从而更好地走向应用。徐雷继续表示:“另外,我想提到一点的是,每个人的技能不一样,对事物的看法不一样。有时一个纯实验工作者随口的一句话,可能会激发理论工作者的重要灵感。”而一个纯理论的学者,可能也会为实验方案起到画龙点睛的作用。就以数学研究和物理研究为例:物理中有很多不同的现象和机制。但是,一个数学家可能不会去关注不同的现象,而是直接从公式上看到各个现象和机制的关联之处。同时,这些关联往往也是实现物理突破的关键点。“有时候我们以为的非专业人士,反而给出更深刻的见解。因此,和不同知识背景的人合作,对于科研来说非常重要。”徐雷最后表示。
  • 科学岛团队在痕量气体光声检测研究方面取得进展
    近日,中科院合肥研究院安光所方勇华研究员团队在痕量气体光声检测研究方面取得新进展,相关研究成果发表在国际知名光学期刊Optics Express上,并被选为“Editor’s Pick” 文章。博士生李振钢为论文第一作者。   光声光谱是一种间接吸收光谱技术,通过检测气体吸收光能产生的光声信号来反演气体浓度,具有灵敏度高、选择性好、零背景检测等优点,广泛应用于环境监测、医疗诊断、燃烧分析、电力检测等领域。然而,光声检测性能容易受到各类噪声的影响,如气体流动噪声和电子学噪声等非相干噪声,以及光声池壁吸收光能产生的相干噪声等。此前,在同时抑制相干与非相干噪声、增强光声信号方面业内鲜有报道。   该团队基于光声检测原理,研制了一种新型的差分式亥姆霍兹光声池,其特殊结构使光束能够在镀金内壁上多次反射,以激发出更强的光声信号。同时,采用波长调制与二次谐波技术抑制了光声池壁因吸收光能产生的相干噪声。此外,由于该光声池的差分特性,使非相干噪声得到极大抑制。该光声池经过详细的仿真优化,在获得高检测性能参数的同时,进一步提高了待测气体的置换速度。在甲烷气体检测实验中,该光声传感器表现出了良好的线性度和灵敏度。当激发光源为较低功率(6 mW)的近红外(1653 nm)分布式反馈激光器时,在1 s的检测时间内实现了甲烷气体177 ppb的最低检测限,对应的归一化噪声等效吸收系数为4.1×10–10 cm–1 WHZ–1/2(此前报道的归一化噪声等效吸收系数通常为10–8至10–10量级)。新型差分式亥姆霍兹光声池的(a)声压仿真和(b)多次反射示意图待测气体置换速率仿真;(a)连接管位置优化前(b)连接管位置优化后(a)光声检测装置原理图和(b)光声池机械结构图
  • 市场监管总局关于2023年国家级检验检测机构能力验证结果的通告
    市场监管总局关于2023年国家级检验检测机构能力验证结果的通告2024年第8号2023年,市场监管总局组织开展了国家级检验检测机构能力验证工作。现将有关情况通告如下:一、基本情况按照《市场监管总局办公厅关于开展2023年国家级检验检测机构能力验证工作的通知》(市监检测发〔2023〕27号)部署要求,市场监管总局全年组织实施国家级检验检测机构能力验证项目14项,考核检验检测参数22个,涉及食品安全、电气安全、信息化安全、材料测试等领域,累计考核国家级资质认定检验检测机构1076家次。通过项目承担单位和技术专家对能力验证结果的技术审查、统计分析和综合评价,结果合格机构989家次,整改合格机构87家次。二、存在的主要问题(一)从业人员技术能力不足。如奶粉测试项目中,部分检测人员未关注检测方法的关键控制点,导致样品处理液被吹干后复溶不完全,影响测试结果;部分检测人员使用偏离标准方法规定的内标法定量,忽视基质效应导致结果偏离。金属晶粒度测试项目中,个别检测人员显微镜拍照倍数与导出图片后软件测试倍数不一致,导致测试级别错误;个别检测人员依赖软件自动生成报告而不进行人工修正,错误地将孪晶界计算在内,造成晶粒度评定级数偏大,平均截距偏小。(二)仪器设备设置或使用不当。如保健食品测试项目中,部分检验检测机构提交的色谱图噪声水平较高、基线不稳或严重漂移、保留时间重现性不好。奶粉测试项目中,部分检验检测机构提交的图谱出现严重的峰形拖尾或出峰时间过早,导致定量结果不准确。电缆试验项目中,部分检验检测机构由于设备进气口空气流量未达到试验要求或喷灯部分小孔堵塞导致火焰不均匀影响检测结果。熔喷料测试项目中,部分检验检测机构计时器测出的活塞位移时间出现明显偏移或测量精度不够。(三)检测过程操作不正确。如奶粉测试项目中,部分检测机构试验参数设置不当,未按标准要求选择离心转速,影响提取效率,导致结果不准确。保健食品测试项目中,部分检测机构未按检测方法要求进行前处理,未使用容量瓶定容或样品前处理过程存在溶剂挥发,导致检测结果出现偏差。熔喷料测试项目中,部分检验机构未按照作业指导书要求设定活塞位移距离,导致测试数据偏离。谐波电流测试项目中,部分检验检测机构未按照作业指导书的规定设置样品状态,导致结果不合格。(四)检验检测方法选择不当。如奶粉测试项目中,个别检验检测机构对检测方法适用范围掌握不到位或标准更新不及时,选取了不适用考核基质的检测方法,影响了测试结果的准确性。三、整改工作(一)对能力验证结果需要整改的检验检测机构,市场监管总局已委托能力验证承担单位通知相关检验检测机构开展自查整改和验证工作,相关机构已于2023年12月底前完成整改并验证合格。市场监管总局将根据机构整改落实情况,抽取部分机构进行能力核查,进一步督促其提升管理水平和技术能力。(二)针对本次能力验证工作发现的问题,相关检验检测机构应当认真进行排查并予以纠正,持续提升检验检测技术能力水平。附件:2023年国家级检验检测机构能力验证结果汇总表市场监管总局 2024年3月19日 附件下载附件:2023年国家级检验检测机构能力验证结果汇总表.pdf
  • MBN检测技术国内外仪器和标准现状
    磁巴克豪森噪声(MBN,Magnetic Barkhausen Noise)技术可以用来评估铁磁性材料一定深度内的微观组织结构变化、应力状态、微损伤缺陷等,是实现对材料疲劳、微裂纹等早期性能退化及应力状态评估的一项重要无损检测技术,工程应用前景广阔。  1 国外仪器现状  国外目前已有多个公司有成熟的MBN仪器销售,可进行特定功能的MBN信号检测,但是仪器售价昂贵。其中使用最为广泛的有芬兰Stresstech公司和德国弗劳恩霍夫无损检测研究所的MBN检测仪器。  Stresstech公司是专门从事无损检测的公司,该公司研发出了巴克豪森效应表面质量检测仪(磨削烧伤检测仪),有便携式检测仪Rollscan 250,300,350三种型号和非便携式检测仪Roboscan 500,600两种型号,可以实现复杂形状工件、粗晶材料残余应力的精准分析。图1为Rollscan 300表面质量检测仪,其检测深度在0.01~1.5mm之间。图1 Rollscan 300表面质量检测仪  2002年,德国弗劳恩霍夫无损检测研究所研制了商业化的3MA微结构与应力分析仪,目前已有第二代产品3MA-II,如图2所示,它是一种集成四种不同微磁测量方法的仪器(包括巴克豪森噪声、多频率涡流、增量磁导率、切线磁场谐波分析),可以测定材料表面及浅表面硬度、残余应力、硬化层深度和加工缺陷等信息,能对边缘层0~8mm厚度的部件多个相关技术质量指标进行快速同步评估。图2 3MA-II微结构与应力分析仪  2 国内仪器现状  目前,国内尚未有成熟的商业化磁巴克豪森噪声检测仪器。南京航空航天大学研发出便携式巴克豪森检测仪样机,如图3所示,可实现对钢轨的应力检测,检测精度在10MPa以内。图3 便携式磁巴克豪森检测仪样机  北京化工大学陈娟等人研发的基于磁巴克豪森效应的钢轨应力检测系统,能够对钢轨内部的应力进行实时在线检测,测量误差在0.5MPa,具有精度高、响应速度快、可视化效果好等优点。  3 国内外相关标准现状  国内外关于MBN无损检测的行业标准和规范并不多,许多国家并未提出相应的检测标准。  美国汽车工程师协会(SAE)于1991年发布了SAE ARP 4662-1991(R2010) “Barkhausen Noise Inspection for Detection Grinding Burns in High Strength Steel Parts”标准,中译名为《高强度钢零件摩削灼伤的巴克豪森噪声检测》。  美国齿轮制造商标准协会(AGMA)于1999年发布了AGMA 99FTM1-1999 “Barkhausen Noise Inspection Method for Detecting Grinding Damage in Gears”标准,中译名为《齿轮磨削损伤的巴克豪森噪声检测方法》。2007年,AGMA又发布了AGMA 09FTM06-2007 “Using Barkhausen Noise Analysis for Process and Quality Control in the Production of Gears”标准,中译名为《用巴克豪森噪声分析进行齿轮生产过程中工艺和质量控制》。  在利用磁巴克豪森噪声技术进行检测时,对检测技术、检测环境、标准试件的要求,国内尚未出台相关的标准和规范,还需进一步加强相关检测工艺的研究,尽早制定相关检测标准。  节选自《无损检测》
  • 波长调制光谱(WMS)技术简介
    可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, 即TDLAS)是一种红外吸收光谱分析技术,利用分子“选频”吸收形成吸收光谱的原理,实现高分辨率的分子浓度定量分析技术。TDLAS能够进行原位非接触式测量,并且具有高精度、高选择性等特性,结合波长调制光谱(WMS)和锁相放大等抑制噪声的技术,可以实现ppm甚至ppb量级的痕量气体分子浓度测量。 之前我们已经介绍过锁相放大的工作原理和其在TDLAS中的应用,今天小编就跟大家聊聊WMS背后的科学还有实际的应用方式吧! TDLAS基本原理及Beer-Lambert定律 了解WMS技术之前,我们先简单复习一下TDLAS的原理:基本方法是通过调谐特定的半导体激光器波长,扫过被测气体分子的特定吸收光谱线,被气体吸收后的透射光由光电探测器接收,经锁相放大模块提取透射光谱的谐波分量,反演出待测气体浓度信息。 为了确定与于目标分子浓度相关的吸收,必须将透射光强度I与入射光强度I0进行比较。这个定量分析的依据来自Beer-Lambert定律: 其中L为光程,α(v) 是由入射光波长和样品中目标分子浓度同时决定的吸收系数。TDLAS技术通过使用Beer-Lambert定律分析吸收光谱的数据,便可以获得分子浓度信息。 图一 TDLAS技术示意图 直接吸收光谱(DAS) 接着,我们来看一下直观的直接吸收光谱(Direct Absorption Spectroscopy, DAS)技术。顾名思义,DAS技术通过检测入射光和透射光强度直接获得光吸收量(如图二),并根据两个信号的比例直接推断出气体特性,典型的DAS方法得到的信号如图三。 图二 DAS示意图:调谐激光器波长扫过被测气体分子的特定吸收光谱线,在吸收峰可以直接看到的投射光强度衰减 图三 直接吸收光谱(DAS)技术的典型透射光强度信号 图三也显示了DAS的潜在问题,其相对简易直接的性质使得DAS对许多噪声源敏感。各种高强度的噪声可能源于激光强度波动、激光波长波动(如果激光波长在吸收曲线内波动,也会导致透射光的强度波动)、探测器噪声、散粒噪声(光子噪声)和其他技术噪声。如果吸收谱线足够强,即吸收物质的浓度足够高、提供足够的信噪比 (SNR),则可以使用DAS进行准确测量。然而,检测低浓度的气体分子需要进一步减少吸收接收信号中的噪声,WMS就是一种在TDLAS技术中广为应用来抑制噪声的方法。 波长调制光谱(WMS) WMS能够改善DAS在信噪比较差的环境中的局限性。将入射激光的波长用一个相对较高频率的载波(通常约为10 kHz)进行调制(如图四),并且将吸收光谱信号以调制频率或该频率的谐波进行解调评估分析,获取特异但有规律可循的谐波波形,从而获取分子浓度信息。由于噪声的影响主要存在于低频,例如二极管的1/f噪声或机械噪声,WMS技术将吸收光谱的检测转移到到了信噪比较优的高频,以此达到抑制噪声的目的。 图四 WMS示意图:调制入射激光的波长至较高频率,将接收端信号以调制频率的谐波进行解调分析 WMS的实现是通过调制可调谐半导体激光器的注入电流,以达到对激光输出的波长和强度的高频调制,并将吸收信号移到了更高的频率。其中,TDLAS系统的线性响应(激光器的线性强度调谐)以调制频率的一次谐波为中心,系统的非线性响应(例如吸收和非线性强度调谐)则反应在调制频率的二次及更高次谐波,因此可以透过对高次谐波信号的分析来提取光谱吸收信息。一般来说,二次谐波分析足以满足大多数的气体分析要求。 要提取并分析在已知载波频率的高频信号,锁相放大器是一个十分强大的工具。利用锁相放大器可以用来创建指定频率的带通滤波器,如果带宽足够窄,便能抑制宽带噪声,所以用于调制的频率必须避开主要的噪声频率。(点击这里了解锁相放大器在TDLAS系统中的功用) 除此之外,WMS技术还提供了另外一种选择,能够通过频分复用的方法同时发射传播多个不同波长的激光。多个激光以不同的频率调制并收集在单个探测器上,谨慎选择的调制频率能够尽量避免谐波重叠或拍频干扰,最终每个激光信号都可以由独立的锁相放大通道器提取。利用昕虹光电数字电路实现的双通道锁相放大器,使得实现这样的一个多组分分子一体化探测系统变得经济而简单,实现对多个目标分子(如多种温室气体N2O,CH4,CO2等)同时进行测量。 参考文献:1. “Absorption spectroscopy”, http://www.atomic.physics.lu.se/fileadmin/atomfysik/Education/Elective_courses/FAF080_AtomoMolekylSpektr/Lab_absorption_spectroscopy_2017.pdf2. Christopher Lyle Strand, 2014, ‘Scanned Wavelength-Modulation Absorption Spectroscopy with Application to Hypersonic Impulse Flow Facilities’, PhD thesis, Standford University, USA.
  • Optics Express | 方勇华研究员团队在痕量气体光声检测研究方面取得新进展
    近日,中科院合肥研究院安光所方勇华研究员团队在痕量气体光声检测研究方面取得新进展,相关研究成果发表在国际知名光学期刊Optics Express上,并被选为“Editor’s Pick” 文章。博士生李振钢为论文第一作者。光声光谱是一种间接吸收光谱技术,通过检测气体吸收光能产生的光声信号来反演气体浓度,具有灵敏度高、选择性好、零背景检测等优点,广泛应用于环境监测、医疗诊断、燃烧分析、电力检测等领域。然而,光声检测性能容易受到各类噪声的影响,如气体流动噪声和电子学噪声等非相干噪声,以及光声池壁吸收光能产生的相干噪声等。此前,在同时抑制相干与非相干噪声、增强光声信号方面业内鲜有报道。该团队基于光声检测原理,研制了一种新型的差分式亥姆霍兹光声池,其特殊结构使光束能够在镀金内壁上多次反射,以激发出更强的光声信号。同时,采用波长调制与二次谐波技术抑制了光声池壁因吸收光能产生的相干噪声。此外,由于该光声池的差分特性,使非相干噪声得到极大抑制。该光声池经过详细的仿真优化,在获得高检测性能参数的同时,进一步提高了待测气体的置换速度。在甲烷气体检测实验中,该光声传感器表现出了良好的线性度和灵敏度。当激发光源为较低功率(6 mW)的近红外(1653 nm)分布式反馈激光器时,在1 s的检测时间内实现了甲烷气体177 ppb的最低检测限,对应的归一化噪声等效吸收系数为4.1×10–10 cm–1 WHZ–1/2(此前报道的归一化噪声等效吸收系数通常为10–8至10–10量级)。文章链接:https://opg.optica.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-30-16-28984&id=481186新型差分式亥姆霍兹光声池的(a)声压仿真和(b)多次反射示意图待测气体置换速率仿真;(a)连接管位置优化前(b)连接管位置优化后(a)光声检测装置原理图和(b)光声池机械结构图
  • 瞄准半导体量检测市场,微崇半导体完成近亿元A轮融资
    近日,半导体量检测设备制造商微崇半导体(北京)有限公司(下称“微崇半导体”)完成近亿元A轮融资。本轮融资由新潮创投、建发新兴投资、水木创投、永昌盛资本共同投资,老股东临芯投资持续加注。此次资金将用于新产品研发、推进产品机台量产、市场拓展,以及团队扩充和建设。▍投资标的一、公司简介微崇半导体成立于2021年,是一家半导体检测设备研发生产商。公司团队立足于非线性光学晶圆检测技术,致力于研发先进的半导体检测技术,生产高精度的半导体检测设备。微崇半导体可实现对晶圆的非接触、无损伤、在线、快速检测,精准判别与定位晶圆缺陷,在研发、爬坡、量产各个阶段为客户带来价值,也为半导体前道检测产业的革新提供了新的动力。二、领域概况1. 半导体检测设备贯穿于晶体制造的每一道制程工艺,负责保证芯片的性能与生产良率,是半导体前道制造设备中仅次于薄膜沉积、光刻和刻蚀的第四大核心设备。如今,随着芯片制造中先进制程和复杂工艺的使用,制造过程对于半导体检测设备的需求量激增。根据SEMI提供数据显示,2022年全球半导体量检测设备市场规模约108亿美元,其中中国大陆市场规模占比最大,约为32亿美元。2. 由于半导体设备领域存在较高的技术、资金及产业协同等壁垒,与国外企业相比,本土量检测设备企业起步较晚,整体实力和规模与国外竞争对手存在较大差距。根据中国国际招标网数据统计,本土半导体量检测产线仍主要依赖于KLA、Onto、Camtek等进口品牌,设备国产化率不到5%。然而,经过多年来的不懈追赶,本土企业技术水平迅速提升,国产化设备在部分领域实现了从无到有的突破,相关细分领域产品亦得到下游客户的积极认可。三、核心竞争力1. 在产品方面,微崇半导体应用二谐波检测技术,创新性地将超快光学和非线性光学运用在半导体量检测领域,可精准、快速地检测晶圆生产中“不可见”的内部晶格缺陷和电学特性,在各个制造阶段为客户提供全方位的问题解决方案。目前,公司核心产品ASPIRER 3000非线性光学晶圆缺陷检测系统已经实现量产,为国内头部企业提供晶圆级别的缺陷检测、膜层质量及界面态的综合测试分析等技术服务。2. 在团队方面,微崇半导体由领先的海归半导体设备技术团队发起,联合中国资深工程师和科学家团队共同建立。公司创始团队有着美韩先进晶圆厂和设备厂的资深经验,团队成员包含前外企高管、985/211高校教授、资深工程师以及多名优秀海外名校毕业生。目前,团队人数超30人,研发人员占比70%以上。▍投资机构建发新兴投资厦门建发新兴产业股权投资有限责任公司(简称“建发新兴投资”)成立于2014年,是厦门建发集团有限公司下设的专门从事少数股权投资的独立平台。建发新兴投资专注于医疗健康、文化创意、互联网应用/TMT、先进制造等领域的投资机会,重点投资成长期及成熟期的企业。财联社创投通-执中数据显示,截至目前,建发新兴投资在管基金6只,投资公司94家,其中拟上市公司14家,多次被投公司10家,IPO公司8家。投资轮次为股权投资、C轮、B轮等,主要涉及医疗健康、先进制造、生产制造、企业服务等领域。公司测评:由财联社创投通发起,旨在研究公司科创实力,凭借企业科创力评估模型,从技术质量、专利布局、技术影响力、公司竞争力、研发规模和稳定性等维度,挖掘最具科创实力的公司。
  • 天津兰博协助食品安全检测
    虽说“民以食为天”,但如今食品安全问题已经成为众消费者心中不敢触碰的痛处。2015年,中国食品安全形势持续稳定向走好,但食品安全基础依然薄弱,风险隐患不容忽视。为贯彻党的十八大、十八届三中、四中、五中全会和中央经济工作会议、中央农村工作会议精神,落实国务院关于食品安全工作的部署要求,现国家就2016年的食品安全工作已做了重点的规划。从加快完善食品安全法规制度,健全食品安全标准体系,加大食用农产品源头治理力度,加强食品安全监管能力建设,保持严惩重处违法犯罪高压态势方面等。 国家卫生计生委、农业部、食品药品监管总局、质检总局等负责实施加快完善我国农药残留标准体系的工作方案(2015—2020年),新制定农药残留标准1000项、兽药残留标准100项、农业行业标准300项。加快采取完善标准、制定行为规范、建立追溯体系、加强市场抽检等措施实行严格的农业投入品使用管理制度,最大限度地限制农药、抗生素、食品添加剂等产品的使用,以最大的控制力度来管控食品安全问题。国务院推动食品安全社会共治加强投诉举报体系能力建设,畅通投诉举报渠道。举办“全国食品安全宣传周”活动。鼓励广播电视、报纸杂志、门户网站等开通食品安全专栏,运用微信、微博、移动客户端等新媒体手段加大食品安全公益、科普宣传力度。食品安全问题应人人监督、人人有责。美国兰博实验仪器设备一直关注食品,时刻站在食品法律法规的同要求的高度。 在食品安全检测中常用监测方法有高效液相色谱法、气相色谱法、柱后衍生法等。中国对食品安全的重视程度与日俱增,相应推出的法律法规对检测物与检测条件要求越来越高。美国兰博实验仪器设备一直为食品安全监测行业服务,兰博基于近五十年的色谱仪器专业设计、生产经验与技术为食品安全提供了最高效、稳定的检测速率,并能满足多种实验要求严苛的检测方法。 天津兰博(天津市兰博实验仪器设备有限公司)是美国兰博(Lanbo)原装产品中国总代理及技术服务中心,已在液相色谱仪、气相色谱仪、柱后衍生系统、色谱泵、色谱柱及配件耗材等实验室分析仪器领域有15年的市场及售后服务经验,拥有独立实验室,常年为用户提供技术支持与服务。 天津兰博倾力协助提升食品安全要求,天津兰博实实在在做事,做实实在在的仪器。
  • 东方早报专访——谢应波:检测仪旁的CEO 做亿元生意仍感慨实验室里最幸福
    (转自东方早报) 1月14日,蓝天白云,天气甚好。  1,4-苯二硼酸,液质联用检测结果合格,这意味着又一批产品可以上线销售。上海泰坦公司的董事长兼首席执行官谢应波露出了坦然而自信的笑容。  自行设计和建造实验室  当天上午9点,松江新桥新飞路1500弄66号五楼的实验室内,穿着实验室白大褂的谢应波正在等待检测结果,身旁的液质联用检测仪呼呼地运转着。检测仪上下,放着各式各样的化学品容器盛放甲醛、甲醇、0.25‰甲酸水。  这个实验室和一般的化学实验室不太一样,很干净。实验室的干净有两个原因。一是整幢大楼启用不到3个月,实验室还没有完全投入使用,只具备检测功能。另一个原因则让谢应波引以为傲,这个专业实验室的设计和建造由泰坦科技公司自行完成,里面硬件几乎都是泰坦科技自有品牌,还配备了最先进、最安全的通风系统。  每个实验桌上都有一个艳红色抽气罩,显得有些夸张。“别小看这些颜色。”谢应波说,在实验室里,颜色也是有奥秘的。比如,做化妆品的实验室一般选用白色作为主色,这样看上去干净、放心。而做合成实验等科研的实验室台面则需要选用墨绿或蓝绿这种深色调,因为耐脏,但是这种实验室的配件就需要鲜艳的点缀色,诸如橙色的抽气罩、红色的瓶盖。一则便于拿取东西,更重要的是科研最需要的是创新力,这些亮色可以刺激实验人员的大脑,增加活跃度。这套理论是谢应波带领团队在多年的实验室经历中摸索、梳理出来的,最终运用到了泰坦科技自己出品的实验室硬件中。  泰坦科技公司是谢应波及其团队所创立的公司。泰坦(Titans)源于希腊语,是希腊神话中曾统治世界的古老的神族,这个家族是天穹之神乌拉诺斯和大地女神盖亚的子女,他们曾统治世界。公司取名泰坦是志存高远的,从2007年的40万元注册资金到2013年销售额破2亿元。目前,泰坦科技股改完成,准备上市。如今,上海泰坦公司的产品已分为高端试剂、通用试剂、分析试剂、实验耗材、仪器仪表、安全防护、实验室建设和科研信息化软件八大业务板块,为生物医药、新材料、新能源、化工化学、精细化工、食品日化、分析检测等领域提供全方位的产品与服务。  拿着1,4-苯二硼酸的检测结果,谢应波脱下白大褂快速走出实验室。平头、黑框眼镜,身材不高,穿一件灰绿色冲锋衣,待人极为热情。言行中,重庆人特有的直率奔放显露无遗。现在,身为董事长的谢应波更多的时间用在了公司内部管理和部署公司战略上。但他每周总有那么一两天会呆在实验室,走走、看看或者操作一番。如果遇到重大项目,他甚至还会每天泡在实验室。“在实验室盯着才觉得放心。”  谢应波说,无论做科研还是企业都要有游戏般的心态,“尽最大的努力去做,不要看短期单一的得失,对待结果要有游戏一般的心态。”  整个采访过程中,谢应波谦和、低调,叙述整个创业过程他很少用“我”,绝大部分时候用“我们”也就是泰坦公司6个创始人的团队。他说,他们分工不同,作用都是一样的。不过,泰坦创始人之一的许峰源说,谢应波绝对是这个团队的核心。  唯一几次用“我”表达是谢应波说他自己像郭广昌,“都是平头,创业团队都是校友,哈哈。”谢应波摸了摸脑袋,笑得爽朗大气。在谢应波看来,成功并非单纯取决于努力,更重要的是平台。上海市科委、上海市科技创业中心给他提供了一个很好的创业平台,良好的创新环境、集聚的科技资源、完善的服务体系以及有效落实的科技政策,让他和泰坦有机会实现梦想。  做一个受人尊重的企业,为科研人员提供尽可能专业的服务,让他们安心专心科研,这就是谢应波现在全部的梦想。  接受订单赚得第一桶金  6年前的2008年,也是在这样的冬日。阳光明媚,谢应波和同伴终日呆在实验室,动辄十五六个小时。“那时候(对累)没什么感觉,日子很简单,觉得(呆在实验室)是幸福的事情。”窗外的阳光照在脸上,谢应波微微眯起眼睛,回忆起了人生的第一桶金。  那年冬末春初,泰坦公司接到了有史以来最大的一笔订单。世界500强的诺华公司要求制作1千克某硼酸分子,出价15万元,成本估计在8万元左右,利润近50%。  这个硼酸分子,谢应波及团队曾经做出来过,但是小剂量的,每次合成1至2克。是否能放大,成功率有多少?这些都是未知数!经团队讨论后,决定试一试,“8万元能养活我们6个人很长一段时间”。那时候,泰坦公司刚刚成立不到半年。办公场地位于钦州路100号的上海市科技创业中心。“在1103室,享受到孵化器半年免租金,之后租金减半的优惠政策。”谢应波说,“4个合租的办公桌和几台新买的电脑几乎就是泰坦公司的全部。之后一路上,我们又享受到创新资金、高新技术企业、小巨人培育企业等市科委多项科技政策的扶持。”  华理科技园则是谢应波常去的地方,那里有众多的实验室。不过,没有一个属于谢应波和泰坦。“我们四处租小公司的实验室用,一般300元一天,如果用的仪器多会加价到500元。”为了更加充分地利用实验室,开发出更多的产品,谢应波每天早晨7点多到实验室,晚上十一二点才离开。  某硼酸分子的制作流程需要超过一周的时间。第一次小剂量的尝试成功了,谢应波决定放大实验效果,一次制作500克。“我们4个人轮换着没日没夜地实验”,失之毫厘谬以千里,化学实验需要随时关注分子反应情况。第三天,第一阶段的分子出来了,成功。继续第二阶段,6天后,第二阶段的小分子出来了,但纯度不够。“那时候很担心,纯度不够意味着失败的可能性增加”,因此第三阶段的实验,谢应波很忐忑。埋头于各种数据、各类试管,熬了两个通宵后,反应釜里出现了色泽、形状均匀的晶体。“那一刻简直高兴得飞起来”,谢应波神采飞扬一如当年。第二天,将晶体送检,确实是某硼酸小分子。  东西是做对了,不过纯度却不够,杂质偏多。诺华这样的大公司对品质要求很严格,稍微不合格都无法拿到钱。再熬两天,运用“过柱子”(一种提纯方式)的方式纯化成功。“那笔订单赚了8万元,对那时的我们来讲,绝对是巨款。”谢应波说,更重要的是,从那时候起,诺华成为他们的合作伙伴,而且至今仍然保持了良好的合作关系。  那年,6个来自外地的创始人都没有回家,是在实验室度过了春节。“大家忙得连大年三十都给忘了。”谢应波笑了起来,“那天还是外面的爆竹声把我们给弄醒了,要不然,我们还真不知道何时才会从工作中走出来呢。”  自封为“龙骑士”  谢应波的名片上有一个金光闪闪的骑士图案。他说,在公司只有21个人才能印上这样的骑士图案。  他自封为“龙骑士”,为梦想而生。在泰坦公司,只有2人拥有这样的称号。龙骑士之下,是为变革而活的圣骑士,仅有4人;接下来是为荣誉而战的准骑士,有15人。骑士精神蕴含着谦恭、英勇,为理想和荣誉牺牲的豪爽。谢应波的骑士情结还不止于此,他为公司设计的墙报上将泰坦经历誉为泰坦征途,核心成员誉为骑士兵团。在朋友眼里,谢应波正是一个充满激情的骑士。“我觉得他无论做什么都能成功,因为专注、敢于接受挑战、不怕苦。”许峰源说。  2001年,从重庆农村走出来的谢应波考上了华东理工大学。家境并不宽裕,谢应波在上学期间就开始了他的勤工助学生活。“当同学们还在伸手问父母要零用钱,当朋友们还在为今天去哪唱歌,明天去哪逛街烦恼时,我已经可以自己支付在大学里的学费和生活费了。”每天下午3点后,结束了一天课程的谢应波看着身边同学三三两两结伴外出,心里多少有些不是滋味。“可那也没办法,既然上天没有为我营造良好的生活条件,我只能靠自己去改变,我要靠自己的能力为家人创造更好的生活环境。”  于是,每天出现在学校勤工助学部的管理办,成了谢应波生活中的一个重要组成部分。“我们学校的超市、书报亭、图书馆等公共区域都是由校内的学生来参与管理,而我的工作就是负责调配和管理学校勤工助学学生们的工作安排。”就这样,谢应波一干就是整整4个年头,风雨无阻。而这也在无形之中磨练了他的毅力,同时也使谢应波比同龄人看起来显得更加成熟、稳重。  本科毕业后的他考上了学校的硕博连读。2006年一次偶然的机会,谢应波看到了大学生创业比赛的招募广告。“我觉得挺有意思,也想看看自己的实力到底如何,于是和其他6名同学商量后就报名了。”这一次,谢应波团队捧回了金奖。此后,再次参加全国大赛,获得银奖。两个沉甸甸的奖杯将创业的种子播进了谢应波的心里。“比赛毕竟是假的,真干一场会如何”,创业的种子在心里发了芽。2007年,还在攻读博士的谢应波决定创业。  2007年10月18日,泰坦公司注册成立,起步阶段获得了由上海市大学生科技创业基金上海市科技创业中心分基金会资助的20万元。包括谢应波在内的6个创始人筹集了10万元,这几乎是他们可以筹到的最大金额。“团队中的成员大多来自农村,所以家境并不宽裕,毕业之后,为了节省开支,我们6个人还是挤在了华东理工大学的学校宿舍。”谢应波说,夏天,寝室里没有空调,工作忙累了,就会轮流拿冷水拖地降温。2007年底,泰坦公司的销售额仅有3000元。对于技术出身的谢应波来讲,唯一能做的就是开发产品,无论有没有生意。于是,还在读博的谢应波在学校和租的实验室之间来回奔波。实验服、面罩、防护镜,是他最亲密的朋友。从此以后,谢应波唯一的娱乐运动也几乎没有了。谢应波说,2008年的时候,他10公里仅用42分钟就跑完了,平推能举80公斤,但现在根本跑不动了。  2008年年底,泰坦公司做出了200种左右的化合物分子,销售额近200万元,收支基本持平。“那时候2个创始人全职做,每个月工资1500元,其余4人兼职做,没有工资的”。这让谢应波看到了希望也意识到了困境,于是开始谋划做品牌。  “adamas-beta”成为泰坦的第一个品牌。adamas源于希腊语,是钻石的意思。谢应波说,当时用这个名字主要是为了走向国际化。当然,里面也隐含着谢应波的热血梦想,那就是走向世界,泰坦也想成为中国科学服务首席提供商。2009年,品牌项目启动,却没有资金。向银行贷款是谢应波最初想到的办法,“那时候,我们一天会跑上3到4家银行,为的就是能够获得更多周转资金,可银行原本答应好的,但回头一看我们都没有房产抵押,也就没了回音”。最后,通过各种渠道,2010年初,泰坦从接力基金成功融资150万元,同时也获得了上海市科委创新资金项目资助。这为谢应波和泰坦打开了另一扇门。“adamas-beta”、“general-regeant”等一系列自主品牌开始走向市场,并最终获得业界认可。  整合平台实现公司转型  2011年,谢应波迎来了转型。  用他自己的话来讲,从操作加研究型转变为了研究加布局型。此前,谢应波几乎每天都去实验室,大部分的时间花在新产品、新小分子的研发上。自从2009年,泰坦有了自己的实验室后,这样的趋势越加强烈。  2010年底,泰坦销售额近2000万元,拥有近3000种科研现货产品,人员也扩展到了40人。但是,泰坦还和当时众多的中小化工企业一样,主要做化学试剂。  这时候,谢应波敏锐意识到,按照这个模式,泰坦走到了顶峰。在进行大规模的国际调研后,谢应波发现我国几乎没有研发服务业,也就是专门为科学家提供一站式服务的公司。在美国,研发服务业的上市公司不少于10家,规模最大的“Thermo Fisher Scientific”年销售额超过180亿美元;日本也有2家,规模最大的销售额达65亿元人民币。而我国,做这样整体服务的超过10亿元人民币的公司都没有。这让他看到了发展的新途径。  2011年初,在成功融资1500万元以后,谢应波个人开始转型。“我依然主管研发,但工作重心从实验室转到内部经营”,新注入的资金可以招聘大量的专业科研人员,这让谢应波放心走出实验室。  在谢应波看来,成功的科研成果必须接受市场的检验、得到市场的认可。为此,在他主事下的泰坦开始整合产品,接受科研人员实验室的成果,并帮助推向市场。  “比如大学实验室里面研究出来的一些小分子,我们花钱买过来或者和他们合作,通过泰坦的平台去寻找是否有市场需求,或者再次结合成新的小分子,进入市场。”谢应波说,这可以成为“创新接力”,有助于科学家新成果快速进入市场,了解新用途,能有效提升产业链的成果转化效率。事实证明,谢应波的看法是正确的。此后两年,泰坦迅速发展壮大,整合了信息化、网络销售等跨专业平台,至今销售额超过2亿元,已经成为上海市科技创业领军企业。而今,谢应波更多的工作在于制定公司大战略、定期查看国内化学科研论文、在电脑上使用软件画出新分子的结构图。实验室去得少了,但对实验室的喜爱丝毫不减。  这一年,谢应波在上海扎根,买了房,和相识10年的妻子共结连理,第二年喜得贵子。午饭,在三楼办公室旁的茶室,简单的盒饭。泰坦创始人之一的许峰源说,谢应波太忙了,基本没时间陪儿子,儿子都不让他抱。据说,有一次谢应波心血来潮说要抱抱16个月大的儿子,结果儿子看了看谢应波,默默地走开了。“太忙了,等公司上了轨道可能会好些,还好我儿子争气,从没生过病。”谢应波听着许峰源的调侃,立即笑着回应。回头,看见书架上的一盆兰花,谢应波喜滋滋地拿起来,“看见没有,快开花了。”关注“探索平台”(www.tansoole.com)官方微博及微信,享更多精彩信息!微博:探索平台 微信:tansoole
  • 应用案例 | 基于4.5 μm量子级联激光器的开放光路 N2O气体检测系统研究
    近日,来自山东师范大学的研究团队发表了《基于4.5 μm量子级联激光器的开放光路N2O气体检测系统研究》的研究成果。项目背景温室气体(Greenhouse Gas,GHG)的温室效应引发全球变暖和气候变化,这使得全球生态环境面临着很大的威胁。一氧化二氮(N2O)是全球六大GHG之一,相较于人们熟知的二氧化碳(CO2),N2O含量相对较低,但其全球变暖潜能值(Global Warming Potential, GWP)却是CO2的310倍左右,此外,它对臭氧(O3)也有一定的破坏作用。因此,有效探测大气中的N2O含量及其浓度变化趋势是至关重要的。N2O气体分子的吸收谱带主要集中在中红外区域,需要选用中红外光源对N2O气体进行探测。近年来,随着波长可调谐、可室温工作的量子级联激光器(Quantum Cascade Laser, QCL)的研发技术日益成熟,将其与激光吸收光谱技术相结合,可以实现对气体的高分辨率、高灵敏度探测,被广泛应用于气体遥感探测领域。目前,结合激光吸收光谱技术及紧凑型多通道气室(MGC),可实现对气体分子的快速响应,并达到较低的检测限,但系统为封闭式光学路径,限制了在户外环境中持续检测的便携性、实际适用性和空间覆盖范围。因此,开放式光学路径的设计,对于户外大范围环境中气体浓度的实时检测是十分必要的。系统搭建宁波海尔欣光电科技有限公司为该项目提供了HPQCL-Q&trade 标准量子级联激光发射头、QC750-Touch&trade 量子级联激光屏显驱动器、HPPD-M-B 前置放大制冷一体型碲镉汞(MCT)光电探测器。HPQCL-Q&trade 标准量子级联激光发射头其波数的可调谐范围是 2203.7 cm-1~2204.1 cm-1,最大输出光功率可达 50 mW。 为了充分发挥 QCL 的波长可调谐特性,结合激光器驱动,对QCL 的工作温度以及电流进行设置,进而得到系统中所需要的激光器发射中心波长。QC750-Touch&trade 量子级联激光屏显驱动器结合触摸屏的显示功能,极大的方便了用户进行操作。 通过激光驱动器对注入激光器的电流进行更改,分析发射波数与驱动电流的相关性,调节驱动电流大小,分析在300 mA至360 mA的电流变化范围内,激光器波数随驱动电流变化的响应曲线。可以得到,随着电流逐渐增大,激光器的波数是逐渐减小的,对应的输出波长是逐渐增大的,其响应曲线可以表示为:y = -0.0271x + 2212.972。 同理,对激光器发射波数与温度的相关性进行分析,对温度进行调节,使激光器在30 °C至45 °C之间工作,分析激光器中心波数随温度变化的响应曲线。可以得到,随着温度逐渐升高,激光器的波数是逐渐减小的,对应的输出波长是逐渐增大的,其响应曲线可以表示为:y = -0.1716x + 2210.216。 综上所述,根据所选用的N2O吸收谱线波数为2203.7333cm-1,因此,所对应的QCL 中心电流和工作温度应分别设置为330 mA和36.0 °C。 HPPD-M-B 前置放大制冷一体型碲镉汞(MCT)光电探测器的感光面积为1×1 mm2,探测范围较为广泛,可达到 2μm-14μm,完全满足本系统探测的需求。由于探测器接收到的回波信号较为微弱,在对数据进行处理前,需要对信号进行放大,而该型号的探测器内部设计有前置放大器,以便后续可直接进行谐波解调和浓度反演等数据处理,同时也对系统的设计进行了简化。结论与创新点:使用该检测系统对大气中 N2O 浓度进行实时检测是可行的。(1) 选用QCL作为发射光源。QCL 具有波长调谐范围广、输出功率较高、并且可以在室温条件下工作的卓越性能。选取最优谱线位置为 2203.73 cm-1,能有效避免其他气体的干扰,实现对N2O气体分子的高灵敏度检测。(2) 为了避免MGC在远程或户外的大范围环境检测研究中的限制性,选用离轴抛物面反射镜和角反射镜,搭建了开放式光学路径的N2O气体检测系统。将大部分光学元件安装在一个光学平台上,实现了系统的紧凑、便携特性,并满足开放式、大范围环境监测的需求。(3) 经验证,当积分时间为1s时,N2O检测限为1.1 ppb,当积分时间延长至95 s时,系统达到最低检测限为0.14 ppb。结合实验结果,表征了系统的高精确度、高灵敏度、低检测限的性能,并且完全满足对大气环境中N2O浓度测量的标准。参考文献:张玉容,赵曰峰《基于4.5 μm量子级联激光器的开放光路 N2O气体检测系统研究》
  • 应用案例 | 参数调谐随机共振作为增强波长调制光谱学的工具,使用密集重叠斑点模式多程吸收池
    近日,来自安徽大学、安庆师范大学、复旦大学、皖西学院的联合研究团队发表了《参数调谐随机共振作为增强波长调制光谱学的工具,使用密集重叠斑点模式多程吸收池》论文。Recently, the joint research team from Anhui Key Laboratory of Mine Intelligent Equipment and Technology, School of Electronic Engineering and Intelligent Manufacturing, Department of Atmospheric and Oceanic Sciences, School of Electrical and Photoelectronic Engineering, West Anhui University published an academic papers Parameter-tuning stochastic resonance asa tool to enhance wavelength modulation spectroscopy using a dense overlapped spot pattern multi-pass cell.背景 激光吸收光谱技术已在许多应用中得到证明,如空气质量监测、工业过程控制和医学诊断。测量的精度对这些应用非常重要。尽管激光吸收光谱在敏感检测方面具有许多优点,但仍需要很长的光学路径长度和特殊的测量技术来检测极微量的物质,以实现高检测灵敏度。为了实现这些目的,通常采用具有长光学路径的多程吸收池来增强吸收信号。然而,在吸收信号中经常出现意想不到的干扰光束、热噪声、射频噪声、电噪声和白噪声,严重影响了检测的精度。当使用密集重叠斑点模式的多程吸收池时,这些问题在激光吸收光谱中很常见。因此,从强噪声背景中有效提取弱光电吸收信号具有重要意义。已提出了几种方法来消除噪声的负面影响。传统的弱周期信号处理方法主要包括时间平均法、滤波法和相关分析法。① 时间平均法可以获得信噪比(SNR)较高的信号,因此可以降低噪声的标准差并提高信号质量。然而,这种方法无法完全消除强噪声背景。② 基于硬件和软件的信号滤波广泛用于降噪,其特点是带宽较窄。在实际应用中,期望的信号和噪声通常具有连续的功率谱和宽带宽,但制造与信号带宽相匹配以去除噪声的滤波器相对较困难。如果滤波器的带宽非常小,噪声将大幅衰减。然而,这可能会破坏期望的信号。③ 相关检测方法是通过周期信号的自相关来去除噪声的。其本质是建立一个非常窄的带宽滤波器,以滤除与信号频率不同的噪声。与上述其他弱周期信号检测方法相比,参数调谐随机共振(SR)方法的优势显而易见。即使噪声和信号具有相同的频率,只要它们达到最佳的共振匹配,SR方法就可以将部分噪声能量转化为信号能量,以抑制噪声并增强信号。在这项工作中,我们将SR方法应用于波长调制光谱学(WMS),并使用密集重叠斑点模式的多程吸收池。首先,将进行数值计算以找到合适的参数并评估最佳SR系统的性能,然后通过实验验证SR方法可以有效增强WMS信号。IntroductionThe laser absorption spectroscopy technology has been demonstrated in many applications, such as air quality monitoring, industrial process control, and medical diagnostic. The precision of the measurement is important to those applications. Although laser absorption spectroscopy has many advantages in sensitive detection, it still needs a long optical path length and special measurement technology for detecting a very trace substance, with a high detection sensitivity . For those purposes, a multi-pass cell with a long optical path is usually applied to enhance the absorption signal. However, the unexpected interference fringe, thermal noise, shot noise, electrical noise and white noise, often occur in absorption signals and seriously spoil the detection precision. Those problems are common for laser absorption spectroscopy when using dense overlapped spot pattern multi-pass cell. Therefore, it is of great significance to effectively extract weak photoelectric absorption signals from a strong noise background.Several methods are proposed to eliminate the negative influence of the noise. The traditional weak periodic signal processing methods mainly include time average method, filtering method,and correlation analysis method. ①The signal with a high signal-to-noise ratio (SNR) can be obtained by time average method, so the standard deviation of noise can be reduced and the signal quality can be improved. Nevertheless, the strong noise background cannot be fully eliminated by this method.②The signal filters based on hardware and software are widely used for noise reduction, the characteristic of which is narrow bandwidth. In practical application, the desired signal and noise usually have a continuous power spectrum and wide bandwidth, but it is relatively difficult to manufacture a filter that matches the bandwidth of the signal to remove the noise. If the bandwidth of the filter is very small, the noise will be greatly attenuated. However, this may destroy the desired signal.③The correlation detection method is used to remove the noise by the autocorrelation of the periodic signal. Its essence is to establish a very narrow bandwidth filter to filter out the noise, the frequency of which is different from that of the signal. Compared with other weak periodic signal detection methods mentioned above, the advantage of the parameter-tuning stochastic resonance (SR) method is apparent. Even if the noise and signal have the same frequency, as long as they reach the optimal resonance matching, the SR method can convert part of the noise energy into the signal energy to suppress the noise and enhance the signal.In this work, the SR method is applied to the wavelength modulation spectroscopy (WMS) by using the dense overlapped spot pattern multi-pass cell. first, the numerical calculation will be implemented to find the suitable parameters and evaluate the performance of the optimal SR system, and then it is verified that the SR method can effectively enhance the WMS signal by the experiments.实验装置的示意图如图1所示。海尔欣光电科技有限公司为此研究提供了锁相放大器(Healthy Photon,HPLIA),用于解调来自光电探测器的吸收信号,解调频率为第二谐波信号2f的频率(其中f = 6千赫兹是正弦波的调制频率)。锁相放大器的时间常数设置为1毫秒。解调后的信号随后由一个数据采集卡数字化,并显示在计算机上。A schematic diagram of the experimental setup is shown in Fig. 1. HealthyPhoton Technology Co., Ltd. provides a lock-in amplifier (HPLIA), which is used for demodulation of absorption signal from the photodetector at the frequency of second harmonic signal 2f (where f =6 KHz is the modulation frequency of the sine wave). The time constant of the lock-in amplifier is set to 1 ms. The demodulated signal is subsequently digitalized by a DAQ card and displayed on a computer. Fig. 1. Schematic diagram of experimental device of measurement.Healthy Photon,lock-in amplifier HPLIAFig. 2. 2f SR signal and 2f time average signal.结论参数调谐随机共振(SR)方法可以将部分噪声能量转化为信号能量,以抑制噪声并放大信号,与传统的弱周期信号检测方法(例如,时间平均法、滤波法和相关分析法)相比。本研究进行了数值计算,以找到将SR方法应用于波长调制光谱学(WMS)的最佳共振参数。在随机共振状态下,2f信号的峰值(CH4浓度恒定在约20 ppm)有效放大到约0.0863 V,比4000次时间平均信号的峰值(约0.0231 V)高3.8倍。尽管标准差也从约0.0015 V(1σ)增加到约0.003 V(1σ),但信噪比相应提高了1.83倍(从约25.9提高到约15.8)。获得了SR 2f信号峰值与原始2f信号峰值的线性光谱响应。这表明在强噪声背景下,SR方法对增强光电信号是有效的。Conclusion The parameter-tuning stochastic resonance (SR) method can convert part of the noise energy into the signal energy to suppress the noise and amplify the signal, comparing with traditional weak periodic signal detection methods (e.g., time average method, filtering method, and correlation analysis method). In this work, the numerical calculation is conducted to find the optimal resonance parameters for applying the SR method to the wavelength modulation spectroscopy (WMS). Under the stochastic resonance state, the peak value of 2f signal (a constant concentration of CH4&sim 20 ppm) is effectively amplified to &sim 0.0863 V, which is 3.8 times as much as the peak value of 4000-time average signal (&sim 0.0231 V). Although the standard deviation also increases from &sim 0.0015 V(1σ) to &sim 0.003 V(1σ), the SNR can be improved by 1.83 times (from &sim 25.9 to &sim 15.8) correspondingly. A linear spectral response of SR 2f signal peak value to raw 2f signal peak value is obtained. It suggests that the SR method is effective for enhancing photoelectric signal under strong noise background.参考:Reference: Parameter-tuning stochastic resonance as a tool to enhance wavelength modulation spectroscopy using a dense overlapped spot pattern multi-pass cell, Optics Express 32010https://doi.org/10.1364/OE.465629
  • 祝贺!致真精密仪器的多功能磁光克尔显微成像系统入选工业和信息化部装备工业一司智能检测装备创新产品目录
    近日,致真精密仪器的多功能磁光克尔显微成像系统入选了工业和信息化部装备工业一司的智能检测装备创新产品目录(第一批)。此活动是由智能检测装备产业发展联盟为贯彻落实《智能检测装备产业发展行动计划(2023-2025年)》,加快形成新质生产力,根据《关于征集智能检测装备创新产品的函》(工通装函〔2023〕538号)并受工业和信息化部装备工业一司委托,组织专家对征集产品进行遴选评选而来。经第三方机构遴选后,将建立智能检测装备创新产品项目库,为后续分类施策提供依据。成熟产品将优先推荐纳入到首台(套)保险补偿和市场推广。荣誉的取得是对致真精密仪器长期技术积累和持续创新精神的肯定,意味着公司产品“具有明确应用场景,可满足国家战略需求或具有广阔市场前景,技术水平处于国内领先或国际先进水平”。[1]智能检测装备是智能制造的核心装备,是制造业创新转型升级的关键环节。国务院在2024年两会结束后发布《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》,围绕推进新型工业化,特别强调重点行业设备更新改造。致真精密仪器一直以来致力于实现高端科技仪器和集成电路测试设备的自主可控和国产替代,积极响应政策号召。本次活动入选的多功能磁光克尔显微成像系统,可对磁性材料和自旋电子器件进行高分辨磁畴成像,分辨率可达220纳米,能够清晰观察硅钢材料、永磁材料、纳米磁性薄膜、自旋电子器件中的磁畴变化,研究斯格明子磁泡、磁性材料缺陷等微观结构。为适应前沿科学研究和产品研发的多场景测试需求,配置高度智能化的控制系统和多功能磁场探针台,将光学成像、多维磁场、电学输运表征、微波测试、变温模块集成于一体,一键操作便能实现磁场、电流、自旋轨道矩、自旋转移矩等各种激励条件下的磁动力学过程观察。可在二次谐波、ST-FMR测量的同时,同步观察磁性变化;微秒级快速反应磁场,能够进行高精度磁畴速度测量和DMI测量。磁光克尔显微镜让磁学测试“眼见为实”![1]《关于征集智能检测装备创新产品的函》(工通装函〔2023〕538号)创新产品征集要求(二)。
  • 天津兰博协助食品安全监测
    虽说“民以食为天”,但如今食品安全问题已经成为众消费者心中不敢触碰的痛处。2015年,中国食品安全形势持续稳定向走好,但食品安全基础依然薄弱,风险隐患不容忽视。为贯彻党的十八大、十八届三中、四中、五中全会和中央经济工作会议、中央农村工作会议精神,落实国务院关于食品安全工作的部署要求,现国家就2016年的食品安全工作已做了重点的规划。从加快完善食品安全法规制度,健全食品安全标准体系,加大食用农产品源头治理力度,加强食品安全监管能力建设,保持严惩重处违法犯罪高压态势方面等。国家卫生计生委、农业部、食品药品监管总局、质检总局等负责实施加快完善我国农药残留标准体系的工作方案(2015—2020年),新制定农药残留标准1000项、兽药残留标准100项、农业行业标准300项。加快采取完善标准、制定行为规范、建立追溯体系、加强市场抽检等措施实行严格的农业投入品使用管理制度,最大限度地限制农药、抗生素、食品添加剂等产品的使用,以最大的控制力度来管控食品安全问题。国务院推动食品安全社会共治加强投诉举报体系能力建设,畅通投诉举报渠道。举办“全国食品安全宣传周”活动。鼓励广播电视、报纸杂志、门户网站等开通食品安全专栏,运用微信、微博、移动客户端等新媒体手段加大食品安全公益、科普宣传力度。食品安全问题应人人监督、人人有责。美国兰博实验仪器设备一直关注食品,时刻站在食品法律法规的同要求的高度。在食品安全检测中常用监测方法有高效液相色谱法、气相色谱法、柱后衍生法等。中国对食品安全的重视程度与日俱增,相应推出的法律法规对检测物与检测条件要求越来越高。美国兰博实验仪器设备一直为食品安全监测行业服务,兰博基于近五十年的色谱仪器专业设计、生产经验与技术为食品安全提供了最高效、稳定的检测速率,并能满足多种实验要求严苛的检测方法。 天津兰博(天津市兰博实验仪器设备有限公司)是美国兰博(Lanbo)原装产品中国总代理及技术服务中心,已在液相色谱仪、气相色谱仪、柱后衍生系统、色谱泵、色谱柱及配件耗材等实验室分析仪器领域有15年的市场及售后服务经验,拥有独立实验室,常年为用户提供技术支持与服务。 天津兰博倾力协助提升食品安全要求,天津兰博实实在在做事,做实实在在的仪器。
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