平面光栅单色仪原理

大家好，我是Dr.JY，很高兴又跟大家见面了！距离开年课已经快一个月了，大家新年的学习计划进行的怎么样了？在上次课程里，我给大家讲解了光谱分析重要的核心元件——光栅。我们知道光栅重要的作用就是将复合光分开，也知道只有当光被分散的越开，我们也就越有可能得到更准确的信息， 这就是光栅成为重要的一个核心元件的主要原因。接下来的问题就是，利用光栅我们虽然得到了“纯净”的光，但科学家往往只想分析某一个波段的光的表现，换句话说他们要“截取”指定波段的光，然后再进行分析，那么这个截取的动作是怎么完成的呢？这就是我今天要给大家讲解的光谱仪组成模块的大主角——单色仪了。Dr.JY在这期视频中，我将为你讲解单色仪模块是怎样工作的，以及光栅在这个小小的模块中，是如何完成分光，之后又通过什么样的结构和元件精确“截取”的。Dr.JY此外，我还将带你就单色仪的三大关键参数做详细的介绍，让你深入了解如何评价单色仪的好坏，帮助你选择适合你的单色仪！如果你对上面的这些问题感兴趣的话，那么接下来，就请识别下方二维码，跟着我正式开始5分钟的课程吧~~好了，今天就到这里，同学们下次课堂见！ HORIBA Optical SchoolHORIBA一直致力于为用户普及光谱基础知识，其旗下的Jobin Yvon有着近200年的光学、光谱经验，我们非常乐意与大家分享这些经验，为此特创立 Optical School（光谱学院）。无论是刚接触光谱的学生，还是希望有所建树的研究者，都能在这里找到适合的资料及课程。 我们希望通过这种分享方式，使您对光学及光谱技术有更系统、全面的了解，不断提高仪器使用水平，解决应用中的问题，进而提升科研水平，更好地探索未知世界。

Mini-Chrom扫描数字迷你单色仪欢迎选购我们的全新产品——扫描数字迷你单色仪！光在商业和科学领域的应用广泛，而我们的产品能够帮助您收集、改变和利用光线，满足多样化的需求。不论是舞台娱乐、摄影还是复杂的光谱学研究，我们的单色仪都能轻松胜任。这款产品的特点之一是高效小巧，尺寸小巧却功能强大。无论是在实验室内还是户外研究，都能轻松携带和使用。无需复杂操作，只需简单操作便可获取您需要的数据，为科研工作带来便利。我们的扫描数字迷你单色仪将成为您的得力助手，助您更高效地进行光学实验和研究。不论您是需要进行光学测量还是光谱分析，这款产品将为您提供准确、可靠的数据支持。选择我们，选择专业、方便和高效！赶快订购吧！&bull 单色仪的应用在研究物质如何发射和吸收光的光谱学领域，单色仪是一个关键工具，因为光学特性通常取决于波长。单色仪帮助科学家选择波长来确定各种材料的化学组成，并从那里协助检查更复杂的物质。单晶单色仪有助于外行人更常见的单色仪应用：它们有助于过滤源光束中的 X 射线，并消除一些可能造成危险的辐射，从而导致医疗专业人员做出错误的诊断。在工业和科学的其他领域，单色仪将可见光谱之外的光（例如紫外线 (UV) 和近红外 (NIR)）隔离到窄带中，这对于高性能液相色谱至关重要。Optometrics Fastie-Ebert 配置制成，焦距为 74mm，与紫外、可见光和近红外光谱兼容。它们在以下方面有所不同：标准迷你单色仪代表了单色仪最传统的机械形式之一。通过旋转设备的千分尺来根据需要转动精密正弦杆驱动器来选择所需的波长，然后开始工作！作为该经典设计的替代方案，数字迷你单色仪(DMC) 配备了数字波长选择器，非常适合想要更快选择波段的用户。扫描微型单色仪(SMC) 设计用于与外部伺服控制或步进电机配合使用。扫描数字迷你单色仪( SDMC) 配备了数字计数器和自己的集成步进电机。它始终显示当前波长。当通过 15 针连接器连接到Optometrics PCM-02校准驱动器时，用户可以根据其特定应用的要求控制电机完成扫描。&bull 选择正确的单色仪选择正确的单色仪取决于对几个因素的仔细考虑。以下是一些最重要的。1. 预期应用上述所有模型均适用于大多数依赖于光谱分析的学术、研究、质量控制和工程用途。这些范围从检查用于工业化合物生产的前体化学品到确定专业摄影中的精确灯光设置。但与另一种模型相比，某些应用程序可能会从一种模型中受益更多。例如，由于这些模型固有的电机控制，扫描单色仪可以更好地满足给定科学、学术或工程过程需要扫描波长间隔（用于单独读数或连续监测）的情况。对于需要顺序选择离散波长的 OEM 系统集成应用和任务也是如此。2. 功能环境单色仪或与其连接的任何工具可能会受到物理损坏，特别是在电机驱动型号中。如果将用于调谐到指定波长的螺钉或销钉机构过度推到超出其波长限制，则可能会损坏内部机械结构。为了降低这种风险，Optometrics 的扫描单色仪配备了双光电传感器，充当两个方向的限位开关，以防止损坏。虽然标准和数字 Mini-Chrom 缺乏此功能，但由于用户在手动控制波长选择器时感到阻力，因此不太可能造成机械损坏。3. 波长范围如果单色仪无法根据您的应用特有的波长规格隔离光，那么它对您没有任何好处。想象一下，如果您的舞台灯光产生的色调不是严格的导演指定的精确灯光颜色。如果红外应用的受控环境中的照明没有发射预期的波长怎么办？或者，您的研究可能会受到影响，因为您无法使用光学系统准确测量光反射率。当您选择 Mini-Chrom 系列时，您不必担心任何这些情况。四种型号均提供从最短光谱 190-650 nm 到最长 850-2200 nm 的带宽范围，其间有六种不同的光谱。

p style="text-align: justify "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　作为光谱仪器的核心部件,光栅的地位举足轻重。近年来，针对我国机械刻划光栅的刻划面积及精度不足等问题，中科院长春光学精密机械与物理研究所(以下简称：长春光机所)开展了一系列的技术攻关，不仅成功研制出大型高精度光栅刻划机，而且该刻划机已成功制作出刻划面积为400mm× 500mm的世界最大面积中阶梯光栅。/span/pp style="text-align: justify "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　为了更深入的了解我国光栅及光谱仪器的研究现状及未来发展态势，仪器信息网编辑特别邀请到中科院长春光学精密机械与物理研究所李晓天副研究员给大家分享其在光栅及光谱仪器研发过程中的经验。/span/pp style="text-align: justify "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "/span/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 356px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/6a4b4291-b891-4b13-b4aa-d667cb197457.jpg" title="微信图片_20200710094424.png" alt="微信图片_20200710094424.png" width="450" height="356" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong中科院长春光学精密机械与物理研究所 李晓天副研究员/strong/pp style="text-align: justify "span style="font-size: 14px "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　李晓天，博士生导师，九三社员，Opt. Express等10余个权威SCI期刊审稿专家。自2006年参加工作，主要从事光电检测、衍射光栅及其在光谱技术领域应用研究等科研工作，作为项目负责人获批空间外差拉曼方面的国内第一个自然科学基金青年基金和第一个面上项目，以及吉林省技术攻关项目等 作为分系统或子课题负责人承担国家973课题、国家重大科研装备研制项目等，曾获“航天科技四院杰出青年”、“吉林省科技进步一等奖”、“吉林省青年文明号”等荣誉。获授权发明专利28项，其中第一发明人12项 在Opt.Express等权威SCI/EI期刊发表论文40余篇，其中第一/通讯作者16篇。培养的博士和硕士研究生获得国家奖学金、中科院院长奖、中科院新生奖等10余种奖励,其中一名学生连续两年获国家奖学金后公派留学于美国哈佛大学/span。/span/pp style="text-align: justify "　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong我国高精度平面刻划光栅已处于国际领先水平/strong/span/pp style="text-align: justify "　　衍射光栅是最重要的一类光学色散元件，它是绝大多数光谱仪器的核心器件，其精度高低直接决定光谱仪器性能的优劣。按制作方法, 衍射光栅可分为机械刻划光栅、离子束刻蚀-全息光栅、体全息光栅等。随着国家支持力度的加大，我国各类光栅制作技术均有显著提升，与国外最高水平的差距也越来越小，特别值得一提的是，我国的机械刻划光栅制作技术已达到国际领先水平。/pp style="text-align: justify "　　机械刻划光栅的性能主要由光栅刻划机的运行精度决定。据李晓天介绍，光栅刻划机是制作光栅的母机，机械刻划光栅主要是通过光栅刻划机的金刚石刻刀在光栅基底的膜层上挤压成形出一系列具有一定规则形状和间距的刻槽，在此期间，刻划机的基底工作台要不断进行精密进给运动，而金刚石刻划刀要不断进行往复运动，光栅刻划的定位精度要达到纳米量级。因此部件的加工装调精度要求极高，运行保障环境要求也极为苛刻，光栅刻划机也被誉为“精密机械之王”。/pp style="text-align: justify "　　李晓天开展的光栅研究主要是针对机械刻划光栅，采访中他给大家详细介绍了自己在这方面的工作。据介绍，李晓天通过仿真分析和科研经验等，指出国产光栅刻划机刻划系统结构不够稳定是导致刻划出的光栅杂散光较大的主要原因之一，最终通过大量的实验验证了这一结论 据此，他在导师唐玉国研究员等前辈的悉心指导下，在国内率先开展了光栅刻划系统误差修正技术研究，最终使得刻划出的光栅杂散光从10sup-3/sup量级降低至可达10sup-5/sup量级，此外他还开展了衍射波前主动补偿、光栅性能实时检测技术等研究工作，有效提高了光栅刻划机及刻划光栅的性能。目前，李晓天及其所在的大光栅团队已研制出高精度大光栅刻划机1台，主要性能指标为：最大刻划面积：400mm× 500mm；最高刻槽密度：6000线/mm；仪器运行的短期定位误差：≤3.0nm(1σ)，并已成功制作出刻划面积为400mm× 500mm的世界最大面积中阶梯光栅,获得“吉林省科技进步一等奖”、“吉林省青年文明号”等荣誉。相关成果被中央电视台新闻联播、人民日报、科技日报、经济日报、光明日报等多家媒体进行报道。/pp style="text-align: justify "　　谈到其开展的光栅相关工作，李晓天自豪的说，“就光栅定制而言，我们光栅产品价格要比国外产品低的多，国内的一些企业获得信息后，原本计划在国外采购的光栅也改为从我们单位定制采购了。”据悉，长春光机所的刻划光栅产品已在北京博晖创新光电公司、浙江大学、加拿大多伦多大学、中科院西安光机所、中科院上海技物所等单位研制的光谱仪器中得到了成功应用。其中，加拿大多伦多大学将他们研制的红外中阶梯光栅与美国Bach公司制作的194线/mm中阶梯光栅进行了对比，结果发现该光栅性能优于美国Bach公司产品，其中TM波的光栅衍射效率高出约20%左右；北京博晖创新光电公司将长春光机所的光栅产品与其购买的一块国外产品进行了对比，发现长春光机所的光栅产品性能更优。/pp style="text-align: justify "　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong以光栅自主创新促进光谱仪器进步 核心部件国产化率亟待提升/strong/span/pp style="text-align: justify "　　作为光谱仪器的核心部件，光栅技术的深入对光谱仪器的开发具有重要的指导意义。在完成了光栅刻划机研制之后，李晓天的研究重心转向光栅应用技术，其曾参与了中阶梯光栅光谱仪、光栅杂散光测量仪、傅立叶变换型光栅衍射效率测量仪和成像光谱仪等研究工作。特别是近几年，他开始了拉曼光谱技术的研究工作。对此，李晓天表示说，由于拉曼光谱不怕水，可以在水溶液或者水环境中实现物质的检测，做完拉曼光谱仪技术的基础研究工作以后，下一步的工作重点是要将其应用到生物医学、星际探测等与国计民生息息相关的重要领域中。/pp style="text-align: justify "　　现有的拉曼光谱技术，如色散型拉曼光谱仪因存在入射狭缝，导致其在高光通量、高分辨率、宽波段、无运动部件等性能方面难以兼顾。为解决以上影响拉曼光谱技术发展的关键问题，李晓天从2015年开始研发可兼具高光通量、高分辨率等以上性能的新型空间外差拉曼光谱仪，并作为项目负责人成功获批了空间外差拉曼光谱方面的国内第一个自然科学基金青年基金项目和第一个面上项目。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 312px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/0dc5b33a-9e92-4c9a-8052-ddb610c8743b.jpg" title="微信图片_20200710094022.png" alt="微信图片_20200710094022.png" width="600" height="312" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong拼接光栅型空间外差拉曼光谱仪原理样机(左)及硫磺样品的外差拉曼干涉图(右)/strong/pp style="text-align: justify "　　据介绍，空间外差拉曼光谱仪无入射狭缝，且整个仪器没有运动部件。通过探测器单次测量及分析，即可获得全波段的待测物拉曼光谱信息。而且仪器结构紧凑，其除探测器以外的核心光学模块的尺寸可以做到15cm× 15cm以内，因此仪器可兼具高光通量、高分辨率、宽波段、无运动部件等性能。空间外差拉曼光谱仪将在待测物拉曼信号较弱、有限载荷使用条件以及待测环境条件恶劣等方面具有较好的应用前景，此外在透射拉曼光谱领域也可以发挥其优势。/pp style="text-align: justify "　　在拉曼光谱仪研究过程中，李晓天提出光栅拼接型空间外差拉曼及LIPS光谱仪、中阶梯光栅型空间外差拉曼光谱仪和空间外差型太赫兹拉曼光谱仪等新型仪器结构，并带领团队突破关键理论与技术，设计出具有棱镜视场展宽能力的高光通量空间外差拉曼仪器原理样机，其测得的硫磺等样品信号强度可达同等分辨率和测量波段范围的传统色散型仪器的100倍；给出基于三阶极小值和多子区间分割的光谱背景扣除算法，可有效解决背景光干扰等对拉曼光谱测量的影响 提出通过光阑和光学陷阱等抑制仪器杂散光的方法；提出基于中阶梯光栅多级次锥面衍射的空间外差拉曼光谱仪结构等等。/pp style="text-align: justify "　　近几年，国内的一些知名企业和院校纷纷开展了拉曼光谱仪器研发工作，使得我国拉曼光谱仪研发力量得到了较大的提高，但整体来说与国际最高水平仍存在一定差距，在全球市场中所占份额较低。对此，李晓天分析到，光栅等拉曼光谱仪的核心光学元件在国产拉曼光谱仪中的国产化率并不高，主要原因是我国光栅技术水平的提升是在近几年发生的，目前国内的科研院所和企业大多还不清楚国内的机械刻划光栅水平已得到显著改善且定制价格远低于国外产品这一事实。相信随着时间的推移，我国拉曼光谱仪产品中的光栅国产化率会得到大幅度提升。此外，李晓天也提到，除了光栅以外，拉曼滤光片也是仪器的核心元件，特别是低波数拉曼滤光片尚未实现高性能产品国产化，制约着相应仪器的发展。/pp style="text-align: justify "　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong国产光栅及光谱仪发展展望: 一代光栅对应着一代光谱仪/strong/span/pp style="text-align: justify "　　从核心部件到仪器整机，李晓天在光学仪器研发领域已经工作了10余年。据悉，未来他还将继续开展新型高端光栅光谱仪研究工作，在高分辨率、高通量、高灵敏度光谱仪器研制方面继续开展深入的研究。不仅如此，他还计划尝试开展拉曼光谱技术在生物医学等领域的应用研究。/pp style="text-align: justify "　　采访中，李晓天指出，目前国内的光栅刻划机只能刻划平面光栅，但是国内外市场对凹面光栅和凸面光栅等非平面光栅的需求也日益迫切，若能采用光栅刻划机进行非平面光栅研制，将能够有效解决现有的非平面光栅的衍射效率等性能难以满足诸多领域使用需求的难题，所以希望国家或地方政府可以对非平面光栅刻划机的研制进行专项资金投入。再者，国内外天文望远等领域对更大面积光栅仍有使用需求，不过如果直接研制可以刻划更大面积光栅的刻划机，对机械和精密控制等技术具有更高需求，需要的资金投入也较多，因此发展投入相对较低的大光栅拼接复制技术也是未来光栅技术的重要方向。此外，超环面光栅、大面积体全息光栅等其它光栅技术也应该开展深入研究。/pp style="text-align: justify "　　对于我国光谱仪器研发的现状,李晓天分析到，衍射光栅是光栅光谱仪器的核心元件，在仪器研发中意义重大。但是现在国内大多数仪器厂家和单位在进行光谱仪器设计时，往往先在现有产品中选择一个测量波段等指标相对适合的光栅产品，然后根据该光栅参数进行仪器设计，这将导致仪器设计存在一定局限性。李晓天指出，大家应充分发挥光栅在光谱仪器研制中的重要作用，如根据仪器光路结构，去优化光栅参数再去定制该光栅，将大大提高仪器性能。一代光栅对应着一代光谱仪，若能进一步提出新的光栅设计参数或者新的光栅类型，则有望产生新一代光谱仪器!以新型的中阶梯光栅、离子束-刻蚀全息光栅、体全息光栅、超环面光栅、各类其它非球面光栅以及特殊类型光栅为核心元件的光谱仪器将逐步登上我国的历史舞台。/pp style="text-align: justify "　　此外，对于大家关注的科研成果转化问题，李晓天也谈到，我国在光谱仪器研发方面已具有多年的经验积累，也取得了较好成绩，但是，企业与科研院所之间存在一定的技术脱节，也就是说科研院所把光谱仪器研发后，并没有与企业形成较好的对接。不过，他也提到，目前国家已经形成一些激励政策，相信未来科研院所和企业会形成的良好合作模式。/pp style="text-align: justify "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　附注：李晓天副研究员课题组隶属于国家光栅制造与应用工程技术研究中心(简称为国家光栅工程中心)，该中心拥有60年以上的光栅研制及光谱仪器研发经验，具有完善的光栅制造设备、丰富的光学设计及精密装调技术、光谱仪标定设备、精密微动工作台、精密光学检测仪器、光学系统计算辅助装调设备等，具有自主研制高刻线密度光栅、中阶梯光栅和多种全息光栅等能力。先后研制出中型和大型摄谱仪、红外分光光度计、紫外分光光度计、大型真空紫外单色器、空间太阳紫外光谱辐照监视器、可见和红外高分辨率成像光谱仪、中阶梯光栅光谱仪、凸面光栅光谱仪、微型生化分析仪、近红外水分分析仪、近红外粮食成分分析仪、荧光在线水中油测试仪等仪器。/span/p

光栅是光谱仪器中的一个重要元器件，它就是光谱仪器的眼睛，它具有色散（分光）和成像的功能。目前光栅在摄谱仪、扫描单色仪、直读光谱仪等广泛使用，目前使用的传统凹面光栅相差偏大， 随着CCD等平面阵列探测器在光谱仪测量设备中的广泛使用，要求分光成像系统形成的光谱像位于同一平面上，科学家们面对这一需求，研发出全新的全息技术，全息平场光栅孕育而生。全息光栅的特点为：（1）无鬼线（传统机刻光栅的光谱中会出现一些不真实的谱线），杂散光极小；（2）分辨率高，由于全息技术使光栅刻线总数大幅度增加，因此色散率、分辨率也大幅度得到提高，此特点对兼顾平场和提高分辨率方面效果显著。当波长范围较宽时，传统帕邢-龙格凹面光栅很难兼顾平场和高分辨率的要求，利用全息记录技术获得的平场光栅（变间距曲线槽凹面光栅），具有校正像差能力，与传统机刻光栅相比，在像差、信噪比和成本方面更具优势，全新的全息平场光栅逐渐引起人们的关注。赛默飞世尔科技是检测领域的世界领导者。它为全球客户提供的优质分析仪器、实验室设备、试剂耗材及创新的实验室综合解决方案。赛默飞世尔在直读火花光谱仪行业拥有超过80年的经验，最近在高端台式直读火花光谱仪3460/4460之后，赛默飞世尔科技利用平场光栅（变间距曲线槽凹面光栅）技术又推出一款全新的全谱直读火花光谱仪ARL easySpark 1160。ARL easySpark 1160全谱直读火花光谱仪可快速的对固体金属样品进行分析。无论从痕量元素，还是到高浓度的元素，它都能准确、可靠的分析。赛默飞世尔在行业内多年的积累，针对有大量金属分析需求的冶炼行业和实验室，设计了这款全新的、更具性价比的全谱直读火花光谱仪，可满足客户在冶炼、汽车、航空航天、铸造等众多行业的生产需求。关于朗铎科技朗铎科技，全球科学服务领域的领导者-赛默飞世尔科技（Thermo Fisher Scientific）中国区域战略合作伙伴。作为工业检测分析系统解决方案服务商，我们致力于为中国客户提供全球高品质的分析仪器、专业的应用技术支持、优质的售后服务等系统解决方案。朗铎科技是赛默飞世尔尼通（Niton）手持式光谱仪在合金/地矿行业的中国区总经销商，也是Niton中国区售后服务及技术支持唯一授权服务商，同时也是赛默飞世尔arl全谱直读光谱仪的中国区总经销商。目前朗铎科技主要产品包括手持式合金光谱仪、手持式矿石光谱仪、全谱直读光谱仪等系列产品。关于赛默飞世尔ARL赛默飞世尔科技（Thermo Fisher Scientific，纽约证交所代码：tmo，以下简称赛默飞），全球科学服务领域的领导者。ARL是赛默飞旗下品牌，1934年生产出世界上第一台火花直读光谱仪，80多年来，ARL以其良好的操控性、稳定性、可靠性和耐用性，引领了直读光谱仪行业潮流，其尖端技术和卓越信誉让arl直读光谱产品销量和市场占有率均居世界同类产品前列。目前全球各大钢铁、有色、石化、建材等客户都选择ARL作为产品质量和生产过程控制的主要手段，中国各大钢铁、有色、科研院所都是ARL的忠实用户。

日立分光光度计的衍射光栅技术 衍射光栅覆盖了从软X射线到远红外的各种波长，扩展了光谱仪中光学元件的应用领域。日立的衍射光栅在全球多个领域获得了高度评价。比如日本的国立基础生物学研究所的冈崎教授使用90cm*90cm的衍射光栅（刻有36条15cm*15cm的光栅格子）实现了一种人造彩虹，其强度是赤道处太阳光的20倍。此外，美国宇航局发射的探测卫星的极紫外分光光度计采用了日立变间距平面和凹面衍射光栅。 衍射光栅的原理图1衍射光栅衍射的过程衍射光栅是各种光学仪器的核心部件，是一种色散元件，可以将混合了不同波长的光（白光）分成单个波长的光（单色光）。其原理是根据衍射现象将入射处的白光分成不同波长的光，因此单色器中常用光栅作为色散元件。在单色器中，夹缝通常设置在光栅后面，选取特定波长的单色光。在凹面衍射光栅中，一般每毫米有几百或几千个凹槽，如图2所示。图2 凹面衍射光栅 光栅刻划机光栅刻划技术是世界上一种罕见的技术之一，使用机刻光栅能够制造出高质量的单色器。日立优异的衍射光栅刻制技术，能够将光栅刻槽精确到nm级别。光栅刻划机一般使用金刚石刀具，这样制作的光栅衍射效率高，同时凹槽设计具有像差校正功能。详细光栅种类和应用信息请参考：https://www.instrument.com.cn/netshow/sh102446/down_917717.htm 总结日立开发的反射平面光栅和凹面光栅致力于满足前沿科学领域的需求，丰富的产品线能够适应多样化的实际应用。

1、背景介绍 近年来，随着工业4.0及人工智能的发展，越来越多的自动化设备被广泛应用于生产过程中。工业4.0离不开智能制造，我国在2015年提出的“中国制造2025”宏伟计划中，第一项战略对策就是“推行数字化网络化智能化制造”，而智能制造中，最核心的一环就是机器视觉。机器视觉是指通过机器来模拟人眼的功能，对客观事物进行信息提取，处理和分析，最终实现检测和判断，最终交给计算机进行控制。中国是机器视觉产业发展最为迅速的国家，目前已经在工业，航天，医疗，交通，科研等诸多行业进行了广泛的应用。图1 机器视觉代替人眼二、目前机器视觉存在问题 典型的工业机器视觉系统包括：光源，镜头，相机，图像采集卡，软件，监视器，输入/输出等。对于光学检测来说，机器视觉系统的性能主要取决于系统中光学相关部件，比如光源，镜头，相机等的性能。此外，光学检测要求的精度一般都较高，但是大多数相机在出厂时，并没有专门针对光学检测应用进行专门校准，往往会导致机器视觉系统的精度达不到要求，结果会出现误差。 比方说，如果将刚出厂的工业相机对着一个均匀照明的发光面进行拍照，拍摄出的图像四个角往往会出现暗区，这主要是由于相机镜头的余弦响应造成的。此外，由于相机传感器（CCD/CMOS）的非均匀性，也会导致对均匀光场成像的时候，图像的亮暗，颜色不均匀，如下图所示。以上这些因素，都会导致在一些精密的光学检测（比如平板显示检测）时，检测结果和真实情况出现较大偏差。图2 校准前相机平场响应 除此之外，相机对于不同亮度的线性响应也不同。由于相机输出的信号是灰度值，并不具有真实的物理意义。因此，在做光学检测（比如说亮度检测时），需要对相机进行线性度和亮度标定，建立起相机灰度信号和真实亮度的关系曲线。三、工业相机校准解决方案 为了解决以上机器视觉系统中存在的问题，提高机器视觉系统，尤其是AOI等光学检测系统的精度，欧洲机器视觉协会EMVA提出了《EMVA1288：成像传感器和相机性能表征标准》，其中介绍了如何对成像传感器及相机的空间不均匀度，灵敏度，线性度和噪声等一些列指标进行表征和校准的办法。其中明确写到：“最好的均匀光源是积分球均匀光源”，且推荐“光源的均匀性要大于97%”。图3 蓝菲光学相机平场校正方法 用户在使用时，只需要相机对准均匀光源的开口，拍摄一张图像，再经过算法进行计算，就可以对相机的均匀性进行校正，这一过程称为平场校正。经过均匀光源校准后，相机的均匀性可以显著提高。如下图所示，为一个工业相机经过积分球均匀光源校正前后相机的均匀性测试结果。从图中可以很明显看出，校正前相机的均匀性较差，中心场的响应优于周边的响应。校正后相机平面内的响应一致。相机校正前 相机校正后图4 工业相机经过蓝菲光学LED 积分球均匀光源系统平场校正前后对比 四、完美的积分球面光源 工业相机的精度决定了机器视觉系统的检测精度，校准光源的均匀性决定了工业相机的精度。越是均匀的积分球光源，经过其校准后得到的相机均匀性越高。根据积分球的原理，入射到积分球的光在积分球内部进行多次反射，最终在输出端口得到亮度，色度都完全均匀的面光源。积分球的出光口均匀性主要取决于以下几个方面：1.积分球内壁材料的反射特性。材料的反射特性可以分为朗伯反射，镜面反射和混合反射。由积分球原理可知，积分球内壁材料反射特性越接近朗伯特性，其开口处均匀性越高。此外，当入射光是宽谱光时（比如白光），材料的光谱反射一致性决定了开口处的色度均匀性，材料的光谱反射率越一致，也就是对各个波长的反射率越一致，开口处的色度越均匀。2.积分球的设计。如何设计积分球的尺寸，入射光的位置，挡板的位置和方向，都会影响积分球开口的均匀性。 蓝菲光学积分球均匀光源Spectra-CT提供了一种超均匀，高动态范围，亮度/色温均可精细调节的面光源。该积分球光源采用蓝菲光学独有的高反射率完美朗伯反射材料Spectraflect，基于蓝菲光学40余年的光学系统开发经验，精细的积分球结构设计，是机器视觉相机校准的完美解决方案。其主要具有以下特点：出光面超级均匀，均匀性大于99.5%系统输出稳定性高，稳定性达0.1%亮度线性可调节，可实现从微弱光0.1cd/m2至25000cd/m2的亮度输出色温动态可调节，可实现从低色温2700K到高色温7500K的输出自带亮度监控，实时观测亮度输出情况软件实现光源和探测器的全部控制，界面简单易用，可提供控制指令供二次开发。系统还可定制各类色温，亮度，单色光，大视场角等不同参数的光源图5 蓝菲光学LED 均匀光源系统（Spectra-CT）及开口处光斑亮度分布 Spectra-CT LED积分球均匀光源是均匀性较高的面光源，其卓越的性能可以满足EMVA1288要求的相机均匀度，线性度，信噪比，动态范围等诸多参数测试。是从研发到生产，各类工业相机的理想校准光源。

“上海光源”近日竣工。“上海光源”又名“上海同步辐射光源”，而同步辐射光束线的“心脏”则由中科院西安光学精密机械研究所研制。由该所承担研制的水冷弧矢聚焦单色器是“上海光源”光束线中的关键设备，各实验站所需单色光波长、能量分辨率、光斑大小都是由单色器来实现或决定，它是整个同步辐射光应用中最重要的装备之一。该设备的性能好坏直接关系到同步辐射光束线的优劣，因而被称为同步辐射光束线的“心脏”。由于单色器结构设计复杂，加工技术难度大，目前世界上只有法国等少数几个国家能够研制生产，且市场价格十分昂贵。为了研制我国自己的水冷弧矢聚焦单色器，满足“上海光源”工程建设的急需，承担该项研制任务的西安光机所“水冷弧矢聚焦单色器”项目组全体科研人员在中科院上海应用物理所、中科院沈阳科仪中心等单位的密切配合和大力支持下，用不到两年的时间，先后攻克了单色器第一晶体高精度定向、切槽、冷焊以及第二晶体肋拱结构等特殊形状单晶硅精密加工及压弯聚焦面形控制技术，四连杆柔性铰链设计及传递弯矩实施晶体弯曲聚焦技术，晶体投角、滚角、摆角精密微调及光束固定出口技术及高精度高稳定性悬臂式空心轴系、大口径磁流体密封及编码器闭环控制精确定位Bragg转角等系列技术难题，首次成功研制出我国第一台具有自主知识产权的水冷弧矢聚焦单色器。2008年5月12日和6月6日，在“上海光源”首批7条光束线站中，安装的水冷弧矢聚焦单色器的X射线小角散射光束站和高分辨X射线衍射线站等两条光束线相继进行了首轮调光试验。联调期间，各运动、调节机构精度高、稳定可靠，两台弧矢聚焦单色器成功得到我国第三代同步辐射第一束衍射X光束，联调试验获得圆满成功。它标志着我国自己研制的水冷弧矢聚焦单色器完全达到设计和使用要求。“上海光源”工程委员会在评价意见中指出，中科院西安光机所瞬态光学与光子技术国家重点实验室研制的弧矢聚焦双晶单色器是整个同步辐射光硬X射线光束线核心部件；该项目的完成，填补了国内在弧矢聚焦双晶单色器研制领域中的空白，在其结构设计和关键技术应用上填补了多项国内空白。它的研制成功，标志着我国同步辐射硬X射线光晶体单色器的研制水平迈上了一个新的台阶并跻身于国际同类水平，使我国成为第二个能生产弧矢聚焦单色器的国家。

六十年代中期以前，大型光谱仪器的研制开发及商品化生产在我国是一个空白。1968年12月，中国工业主管部门决策在北京建立一个光谱仪器定点专业生产厂—北京第二光学仪器厂(北京瑞利分析仪器公司的前身)。先后使1米平面光栅光谱仪和原子吸收分光光度计成为商品化的产品，其后它们在国内的兴起、成长、发展、更新、变化过程对于探索我国光谱仪器发展有典型意义，值得剖析研究。　　六十年代末到七十年代末是我国AAS的投入期，这一时期国际光谱仪器发展的特征是是迅速商品化和产业化规模化。在此期间，国产仪器与同期的进口仪器在主要技术指标及功能上相比较。虽有差距，但并不很悬殊 发展态势确实给仪器的使用者、研究开发者、设计者、制造者以鼓舞。更多地商品仪器装备了更多的用户单位，因而使用更多用户单位的分析工作者、分析专家通过对国产仪器的应用实践，寻找出商品仪器不能满足使用要求的缺陷和问题，并动手改进它、提高它、为仪器的进一步发展创造了条件。　　八十年代初国家推行开放政策，一则使中国仪器的研制者、使用者有更多机会接触、了解和使用国外先进仪器，二则微机技术的发展给世界光谱仪器技术性能带来革命性变化的微机浪潮的微机硬件和各种技术先进性能可靠的电子元器件进入了中国，因而仪器的微机化和多样化成为步入成长期的国产仪器的时代特征。　　进入九十年代，追随世界仪器发展足迹，提高仪器自动化与现代化水平成为我国处于成熟期发展的主要特征，国内各企业致力于利用微机对仪器逐步实现自动控制，自动化程度高一些的仪器可直接由微机按内置诸参数值将仪器调节到最优工作状态，朝仪器现代化迈出一大步。　　当前，我们仪器的现状确实使仪器的未来面临挑战，面对我国光谱仪器的发展，企业独立的、分散的、各自为战的局面应尽快改变，走合作、联盟之路，才能使中国仪器不但在国内市场生存发展，而且为真正的进入全球市场创造条件。　　经历了四十年来的不断发展，北京瑞利分析仪器公司(北京第二光学仪器厂)已成为中国规模最大的光谱仪器专业制造商，汇集了众多光、机、电、计算机、化学等专业技术人员，保证了产品质量及技术上的国内领先地位。公司研发制造六大系列30多种产品：原子吸收光谱系列、原子荧光光谱系列、原子发射光谱系列、紫外/可见光谱系列、红外光谱系列、拉曼光谱系列及光栅单色仪系列等光谱分析仪器。公司拥有大型精密数控加工中心、大型精密数控冲床、数控压弯机等高精度自动化机械加工设备，具备光学加工、光栅复制等尖端技术，以及用于仪器高低温试验、耐高压试验、震动试验等可靠性实验室，为实现仪器的优良品质提供了可靠保证。1997年通过ISO-9001质量体系认证。公司产品不仅在国内国际性招标中屡屡中标，而且出口美国、东南亚、中东、韩国、欧洲等国家和地区，在国内外都具有较高知名度。公司主导产品为原子吸收分光光度计。自1970年制造出中国第一台原子吸收分光光度计商品仪器至今，40年来向国内外广大客户先后提供了20多种型号20000多台仪器，占国内市场的主导地位。自1984年起先后荣获国家科技进步三等奖、国家优质银奖、多次荣获BCEIA金奖。　　创新求发展，品质铸名牌。我们将不断开发更新更好的产品，满足客户需求，为国产仪器的振兴，为光谱事业的发展贡献力量。　　瑞利产品发展史：　　1972年，成功推出了中国第一台商品化仪器原子吸收分光光度计WFD-Y2型和平面光栅光量计WZG-200型 同年推出企业第一台双波长紫外可见分光光度计。　　1974年，成功研制WP-1型平面光栅摄谱仪。　　1975年，研制成功中国第一台火焰/石墨炉原子吸收分光光度计WFD-Y3型　　1978年，成功研制出WDP500-D/E型光栅单色仪。　　1979年，成功研制出具有数字显示功能的WFX-1C/1D型原子吸收。　　1982年，成功研制出WFX-1E型原子吸收 同年成功的研制出7501-A和7503-A型光电直读光谱仪。　　1983年，成立紫外生产班组，开始批量生产800-D2型紫外可见分光光度计。　　1984年，成功的研制出中国第一台具备火焰、石墨炉、火焰发射、氘灯与自吸收效应双背景校正的WFX-1F型原子吸收分光光度计，此系列仪器荣获国家科技进步三等奖、北京市技术开发优秀项目一等奖、北京市经委优秀新产品一等奖(1986年)，国家经委科委优秀机械电子产品及中国出口名特产品金奖(1987年)、第三届BCEIA金奖(1989年)等。在世界银行国际招标中一举标并批量出口。同年成功研制出7502-B型ICP原子发射光谱仪。　　1986年，开始生产D3型紫外可见分光光度计，同时引进生产了瑞士康强公司的810型紫外可见分光光度计。　　1988年，开始生产改进型的D3A型紫外可见分光光度计。　　1990年，开发、生产普及型紫外和可见分光光度计80-1、801-1　　1991年，成功研制出7501-B和7503-B型光电直读光谱仪。测控系统更加小型化，计算机系统由8位升级至16位 同年生产900-D4型紫外可见分光光度计，技术指标达到了国内先进水平。具备了一定的生产规模。年产量达到近700台。　　1993年，7月27日成功开发了我国第一台傅立叶变换红外光谱仪WQF-400型傅立叶变换红外光谱仪，于1994年获得北京市科技进步二等奖。　　1994年，成功研制了WFX—1F2B2型原子吸收分光光度计，使微机的应用水平有了较大的提高 同年成功开发了WQF-300型傅立叶变换红外光谱仪并于1996年12月，获得机械工业部科技进步二等奖 同年成功研制出WLD-1C和WLD-3C型光电直读光谱仪。　　1995年，推出双光束紫外可见分光光度计UV-2100型，技术指标达到了国内先进水平。　　1996年，与著名原子荧光光谱专家张锦茂先生合作，研发成功新一代原子荧光光谱仪AF——610型。荣获国家级新产品奖(2000年)、BCEIA金奖(2001年)。　　1997年，成功的研制出WFX-100系列原子吸收分光光度计，此系列荣获北京科学技术进步三等奖(1999年)、BCEIA金奖(1997年)国家重点新产品奖(2001年) 同年成功的推出了成功研制出WDD-2型电脑发光测试仪。　　1998年，成功的自主研制开发了国内首台WQF-400N 型傅立叶变换近红外光谱仪 同年成功研制出WLD-2C型ICP光电直读光谱仪。　　1999年，推出AF-610A型原子荧光光谱仪，采用了最新的五项专利 WQF-410/310型傅立叶变换红外光谱仪研制成功，后被列入国家经贸委颁布的2001年国家级重点新产品，并获得2001年北京市科技进步三等奖、机械工业联合会及机械工程学会颁发的机械工业科技进步奖三等奖，在2002年第十四届全国发明展览会上获得铜奖 同年我国第一台WQF-400N型傅立叶变换近红外光谱仪研制成功。　　2000年， WQF-200型傅立叶变换红外光谱仪研制成功。　　2001年，研制开发出WHH-1型红外测油仪。　　2002年.成功的研制出高度自动化的WFX-200系列原子吸收分光光度计，此系列荣获北京市科技进步三等奖(2004年)、北京市高新技术成果转化项目(2005年)、机械工业科技进步二等奖(2004年)、国家重点新产品(2005年)。　　2003年，成功的推出了WFX-310/320型原子吸收分光光度计，单片机操作，经济实用 WQF-510型傅立叶变换红外光谱仪于4月17日通过了北京市科委组织的专家鉴定。2005年WQF-510被列为国家经贸委等四部委2005年度重点新产品，并获得中国机械工业科技进步二等奖 同年，WQF-510型傅立叶变换红外光谱仪被认定为北京市高新技术成果转化项目，几年下来获得转化项目专项数十万元的资金支持。2007年2月，该产品获得北京市自主创新产品称号。　　2004年，北京瑞利分析仪器公司推出世界首台环保型多元素同时测定原子荧光光谱仪AF-630/640型，荣获2005'BCEIA金奖、第十五届国家发明展览会金奖。同年成功研制出具有先进水平的WLD-4C型光电直读光谱仪，并于2005年6月，由中华人民共和国科学技术部、商务部、国家质量监督检验检疫总局和国家环境保护总局颁发了国家重点新产品证书，2006年12月，由北京市科学技术委员会、北京市发展和改革委员会颁发了北京市高新技术成果转化项目认定证书。并且该项目于2006年12月获得了由中国机械工业联合会和中国机械工程学会联合颁发的科学技术进步二等奖，2007年9月获得了由中国发明协会颁发的第十七届全国发明展览会金奖。　　2005年，与中科院生态环境研究中心及美国DIONEX公司多年合作潜心研究，推出世界第一　　台联用技术原子荧光光谱仪AF-610D型，开创并建立了用于As、Hg等元素形态分析的色谱　　-原子荧光在线联用系统及方法 同年AF-610B/610C型原子荧光光谱仪也成功面市 同年WQF-520型傅立叶变换红外光谱仪研制成功。　　2006年，成功的研制出中国第一台双原子化器的火焰/石墨炉塞曼扣背景校正的原子吸收分光光度计WFX-810型和中国第一台统一协同控制的形态分析检测仪AF-610D2 经北京科学技术文员会鉴定，WFX-810塞曼型原子吸收分光光度计技术指标优良，为国产原子吸收光谱仪创立了一个新类型，技术领先，达到了国际先进水平，2007年5月荣获中国国际科学仪器及实验室装备博览会自主创新金奖、全国发明协会第十七界全国发明展览会金奖、2007年BCEIA金奖、国家重点新产品证书 同时AF-610D2型也获得同界BCEIA金奖的殊荣 同年成功的研制出成功研制出WLD-4D型多道光电直读光谱仪。同年推出了微波消解仪MSP-6600。　　2008年，WQF-660型专用傅立叶变换红外光谱仪研制成功，同时成功的研制了WQF-600N型傅立叶变换近红外光谱仪和WQF-510A型傅立叶变换红外光谱仪 成功的升级了原子荧光光谱仪630/640型，新型号为630A/640A，带联用技术接口，可升级后直接进行元素的形态分析，扩大的分析领域。同年推出微波萃取消解仪MSP8600。　　结束语:四十年来，中国社会融入了世界文明的主流，通过相互学习，使人们的思想更加解放，视野更加开阔，开放意识和创新能力有了很大的提高 市场经济竞争机制，激励着我们开拓进取。我们从早期开发研制原子吸收分光光度计到今天拥有了七大系列70余个品种，理性回眸，迈步前进，我们将不断创新，不断研制出技术更先进、质量更可靠的科学分析仪器，振兴民族工业，让瑞利品牌，享誉中华!

X射线吸收谱（X-ray absorption spectroscopy，XAS）是一种研究材料局域原子、电子结构的一种有力的工具，广泛应用于催化、能源、纳米等热门领域。目前我国有XAS表征需求的科研人员众多，但我国的同步辐射XAS表征线站机时极其有限，远远不能满足现有的测试需求。德国HP Spectroscopy公司的交钥匙式、高性价比的XAS系统能在一定程度上缓解同步辐射的压力，打破同步辐射机时的限制，能让客户在自己的实验室进行样品测试。NEWS北京众星联恒科技有限公司一直致力于X射线技术的积累，并时刻关注X射线领域的技术发展。经过密切的交流与探讨，我司和德国HP Spectroscopy公司于近日最终落实并达成深度战略合作协议：众星联恒成为德国HP Spectroscopy公司XAS系统的中国地区独家代理，全面负责中国市场的产品售前咨询，销售以及售后业务。新的合作，期待新的开始，感谢我们的合作伙伴一直以来对众星的信任。在专业、敬业、拼搏的理念指导下，众星的初心始终未变，不断引进高端的X射线产品及新孵化高新技术产品给中国的同步辐射，研究所，高校及高端制造业客户。为推动HP-S XAS进入中国市场，助力用户实验室升级，众星联恒也为中国广大用户带来了特殊优惠：中国区域首两台XAS系统用户将享受无限接近于我们成本价格的最低折扣。欢迎感兴趣的客户随时联系我们，联系方式见文末。关于HP SpectroscopyHP Spectroscopy：focus on scientific instrumentation德国HP Spectroscopy公司成立于2012年，致力于为全球科研及工业领域的客户定制最佳解决方案，是科学仪器的全球供应商和领先开发商。产品线包括XAS系统（众星独家），XUV/VUV/X-ray光谱仪（授权代理），beamline产品（授权代理）等。主要团队由x射线、光谱、光栅设计、等离子体物理、beamline等领域的专家，以及机械、电子和软件工程师组成。并与全球领先的研究机构的科学家维持紧密合作，关注前沿技术，保持产品的迭代与创新。典型客户01XAS系统hiXAS- XAFS系统 l 5-12keV-实验室EXAFS /XANES 交钥匙式解决方案-同步辐射级的光谱质量-极高的信噪比-带宽可达1KeV应用:化学形态分析和浓度比复合物研究催化剂分析短程有序和键长确定测试结果X-ray absorption measurement of a Cu foil acquisition time: 3 min with sample, 1.5 min without sample.C. Schlesiger et al, Recent progress in the performance of HAPG based laboratory EXAFS and XANES spectrometers, J. Anal. At. Spectrom. 35, 2298 (2020)proXAS-桌面式NEXAFS系统 l 200-1200eV / 1-6nm-首台 NEXAFS 实验室解决方案-同步辐射级的光谱质量-用于地质、生物、材料学的化学状态分析-无需申请同步辐射机时应用：表面科学地球化学中的化学状态分析电子结构与氧化态分析测试结果NEXAFS spectrum at the carbon K-edge of a polyimide film (t=200nm). measured with the table-top system, averaging over 60 pulses. NEXAFS spectrum recorded at a synchrotron for comparison.02XUV/VUV/X-ray光谱仪、单色仪产品线For XUVmaxLIGHT pro 高效平场XUV光谱仪和光束分析仪easyLIGHT XUV紧凑型高效平场XUV光谱仪beamLIGHT同轴XUV光谱仪HighLIGHT高分辨率平场XUV光谱仪nanoLIGHT集成XUV光谱仪和光束分析仪For VUVeasyLIGHT VUV紧凑型VUV光谱仪maxLIGHT pro VUV高效平场VUV光谱仪和光束分析仪For X-rayhardLIGHT TXS 软x射线光谱仪单色仪（VUV/XUV）easyLIGHT VUV 紧凑型VUV单色仪和光谱仪monoLIGHT 超环面光栅单色仪maxLIGHT pro高效平场XUV光谱仪和光束分析仪典型参数波长范围1-200nm光源距离灵活探测器类型CCD/MCP/CMOS真空兼容度10^-6mbar (超高真空可定制)无狭缝技术含输出狭缝可选光栅定位电动光谱滤光片插入单元含数据接口USB 或 网口控制软件Windows UIand Labview/VB/C/C++ SDK可选项非磁性，旋转几何，极化等SXRXUVVUV分辨率1-20nm5-80nm40-200nm色散能力0.2-0.4nm/mm0.5-1.3nm/mm0.9-1.6nm/mm分辨率0.015nmat 10nm0.028nmat 40nm0.05nmat 120nm03BeamLINE产品线交钥匙式HHG beamline解决方案，包含HHG源，原位光谱仪及实验装置参数阿秒脉冲波长6-120nm /100-200eV*孤立阿秒脉冲波长6-16nm / 80-200eV*光强稳定性3% rms in 12 hours *指向稳定性3urad rms in 12 hours *真空兼容度10-9 mbar (10-11 mbar available)定位手动或电动60nm / 21eV13.5nm / 90eV平均功率 / 谐波高达400µW*高达0.9µW*通量 / 谐波高达 1014 ph/s *up to 51010 ph/s *谐波带宽10-2510-3*匹配适合的激光器应用角分辨光电子能谱(tr-ARPES)，相干衍射成像，时间分辨紫外光谱，阿秒科学，EUV光刻测量，自旋电子学等。欢迎对HP Spectroscopy系列产品感兴趣的老师直接联系我们，请拨打：400-860-5168,2943， 众星团队为您提供专业的技术咨询服务。

技术介绍：目前市场上有多种灯源，这些灯源只一般提供复色光，不能根据用户的实际应用提供单一或是较短波段范围的光，因此可调光源也就孕育而生。光源经过不同特点的分光器件（一般为单色仪），输出或是高分辨高窄线宽光，或是高能量的复色光，从而可以在不同的应用场景中使用。产品应用：均匀光源是可调光源一个重要分支，一般可用于探测器如（CCD，CMOS）的响应均匀性测试等光电领域测试。CCD像素非均匀性测试：CCD芯片是由多个像素组成。在CCD制造过程中，因为硅基材料本身质量，以及生产工艺等因素，即使在同一个采集参数下（曝光时间，读出速率等），各像素的暗电流，量子效率还是会有细微的差别。在一些大面阵相机使用的场景，如天文观测，需要在CCD相机使用前对感光芯片的各像元的响应非均匀性做统一的测试。 均匀光源是该测试中的重要环节，光源的均匀性和稳定性都会影响到测试的准确性。 图1：CCD芯片非均匀性测量流程图，内含TLS（可调光源）和积分球如上图所示灯源经光谱仪分光后由积分球输出成为均匀光源，然后照射待测CCD相机进行测试。根据测试响应波段的要求，一般灯源可以选用卤素灯作为光源，用光功率计放置于积分球出口，测量光源在不同电流时的能量输出。经过长时间开启后，（一般30分钟以上），再次测量输出能量数值。经过对比，得到一个电流最佳值使得灯源在长时间工作后仍可保持1%以内的稳定性。光源均匀性测试可以用光功率计在XY电移台上以一定间隔（如1cm），在CCD测试位置获得光源照射到CCD面上的不同位置的照射强度均匀程度。在光源的强度稳定性和均匀性符合测试指标后，接下来可以进行CCD非均匀性测试。分别在挡光和不挡光状态下获得相机在同一AD等参数的情况下图像数据。然后在逐一针对不同曝光时间分析像素点的数值输出。最后得到对CCD芯片的响应均匀性测试，并重新建构测试芯片的暗电流和光电流的分布情况。 图2：卓立汉光推出的基于可调光源的均匀光源系统卓立汉光经过多年的研发，针对不同的光源需求，推出基于不同光源和单色仪的可调光源系统（TLS系列光源） 图3：不同灯源组合灯源加320mm焦距谱仪组合TLS光源灯源不稳定性输出范围氙灯（75W、150W）1%200-2000nm氙灯（300W、500W）10%200-2000nmEQ光源1%200-2000nm溴钨灯（150W、250W）1%350-2500nm40W红外光源1%1.1-12um 灯源加200mm焦距谱仪组合TLS光源灯源不稳定性输出范围氙灯（75W、150W）1%200-1000nm氙灯（300W、500W）10%200-1000nmEQ光源1%200-1000nm溴钨灯（150W、250W）1%350-2500nm40W红外光源1%1.1-8um 引用文献：1， Liang Shaolin, Wang Yongmei, Mao Jinghua, Jia Nan, Shi Entao,Infrared and Laser Engineering, 0417004, 48（2019）2， EMVA Standard 1288,Standard for Characterization of Image Sensors and Cameras，2021Wang Shushu, Ping Yiding, Men Jinrui, Zhang Chen, Zhao Changyin，Proc. SPIE 11525, SPIE Future Sensing Technologies, 115252I (2020)

新年过后，是时候要调整好状态开始学习和工作了。在前几期的课程里，我带大家了解了光栅和单色仪，知道了光栅在单色仪中是如何完成分光，之后又通过怎样的结构和元件精确“截取”指定波段的光。我们知道，通过分析光的波长及强度的信息，我们可以了解光与物质相互作用后发出的光所携带的信息。那么问题来了，我们现在有了光的波长信息，但是应该如何获得光的强度信息呢？这就需要光谱仪组成模块的第二大主角——探测器出马了。探测器是一个光电转换器件，它可以把我们截取的光信号转换成电信号，并显示出来供我们分析。那它是怎样工作的呢？单通道PMT是如何工作的？多通道CCD又是如何工作的？光谱响应范围受什么影响呢？前照射，背照射和开放电CCD的量子效率有什么区别？暗噪声、读出噪声和散粒噪声分别受什么影响？该如何降低呢？带着这些问题，识别二维码观看视频，让我们开启“光谱原理动画——第四课：探测器”的学习之旅吧！通过这四期课程的学习，你应该对光谱测量的基本原理有了一定的了解。但是到此为止，你们的学习还未完成，因为要开启更深入的科研探索，还需要掌握更多更扎实的光谱知识。不过别担心，普及光谱知识是我Dr.JY的使命，只要你继续关注我的光谱学院课程，我就会把光谱知识的奥秘一一讲解给你们。记住，我是Dr.JY，下次上课见！ HORIBA Optical SchoolHORIBA一直致力于为用户普及光谱基础知识，其旗下的Jobin Yvon有着近200年的光学、光谱经验，我们非常乐意与大家分享这些经验，为此特创立 Optical School（光谱学院）。无论是刚接触光谱的学生，还是希望有所建树的研究者，都能在这里找到适合的资料及课程。 我们希望通过这种分享方式，使您对光学及光谱技术有更系统、全面的了解，不断提高仪器使用水平，解决应用中的问题，进而提升科研水平，更好地探索未知世界。

课程内容 光谱测量系统组成 光栅技术 光栅光谱仪原理 小结讲师介绍熊洪武，HORIBA 应用技术主管，负责光学光谱仪的应用支持，光学背景深厚，有着丰富的光学系统搭建经验。可根据用户需求提供性能优异，功能独特的的光谱测试方案，如光致发光、拉曼、荧光、透射/反射/吸收等。课程链接识别下方“二维码”即可观看我们录制好的讲解视频了，您准备好了吗？ HORIBA Optical SchoolHORIBA一直致力于为用户普及光谱基础知识，其旗下的Jobin Yvon有着近200年的光学、光谱经验，我们非常乐意与大家分享这些经验，为此特创立 Optical School（光谱学院）。无论是刚接触光谱的学生，还是希望有所建树的研究者，都能在这里找到适合的资料及课程。 我们希望通过这种分享方式，使您对光学及光谱技术有更系统、全面的了解，不断提高仪器使用水平，解决应用中的问题，进而提升科研水平，更好地探索未知世界。

一、液-固界面接触角的测量的实验目的1. 了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。2. 接触角测定材料表面接触角和表面张力的方法。二、接触角测量的过程 ： 用接触角测量仪注射器针头将一滴待测液体滴在基质上。液滴会贴附在基质表面上并投射出一个阴影。投影屏幕千分计会使用光学放大作用将影像投射到屏幕上以进行测量。三、接触角测量原理 润湿是自然界和生产过程中常见的现象。通常将固-气界面被固-液界面所取代的过程称为润湿。将液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。前者称为铺展润湿，后者称为粘附润湿。如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。如果液体不粘附而保持椭球状，则称为不润湿。如汞滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。此外，如果是能被液体润湿的固体完全浸入液体之中，则称为浸湿。上述各种类型示于图1。 光学接触角测量仪可以记录液滴图像并且自动分析液滴的形状。液滴形状是液体表面张力、重力和不同液体样品的密度差和湿度差及环境介质的函数。在固体表面上，液滴形状和接触角也依赖于固体的特性（例如表面自由能和形貌）。使用液滴轮廓拟合方法对获得的图像进行分析，测定接触角和表面张力。使用几种已知表面张力的液体进行接触角测试可以计算得到材料的表面自由能。 作为光学方法，光学接触角测量仪的测量精度取决于图片质量和分析软件。Attension光学接触角测量仪使用一个高质量的单色冷LED光源以使样品蒸发量降到zui低。高分辨率数码镜头、高质量的光学器件和精确的液体拟合方法确保了图片质量。图1 各种类型的润湿当液体与固体接触后，体系的自由能降低。因此，液体在固体上润湿程度的大小可用这一过程自由能降低的多少来衡量。在恒温恒压下，当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图2所示。图2 接触角假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，这个平衡关系就是著名的Young方程，即γSG - γSL = γLGcosθ 式中γSG，γLG，γSL分别为固-气、液-气和固-液界面张力；θ是在固、气、液三相交界处，自固体界面经液体内部到气液界面的夹角，称为接触角，在0o-180o之间。接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度。在恒温恒压下，粘附润湿、铺展润湿过程发生的热力学条件分别是：粘附润湿，铺展润湿， 粘附润湿、铺展润湿过程的粘附功、铺展系数。 以上方程说明，只要测定了液体的表面张力和接触角，便可以计算出粘附功、铺展系数，进而可以据此来判断各种润湿现象。还可以看到，接触角的数据也能作为判别润湿情况的依据。通常把θ＝90°作为润湿与否的界限，当θ＞90°，称为不润湿，当θ＜90°时，称为润湿，θ越小润湿性能越好；当θ角等于零时，液体在固体表面上铺展，固体被完全润湿。

在满足目前各种应用需求的前提下，光谱分析仪器和方法也在不断的创新发展中，不论是分子光谱还是原子光谱都涌现了一系列创新的成果，特别是拉曼光谱、近红外光谱、激光诱导击穿光谱、太赫兹、超快光谱、荧光相关光谱、高光谱等相关技术彰显了极具诱惑的市场活力，引领着行业发展的方向。第十二届光谱网络会议（iCS 2023）中，近50位专家报告充分彰显了光谱创新潜力，纷纷展示了一系列的创新成果：从仪器整机到关键部件；从系统集成到方法开发；从大型科研仪器，到用于现场的便携、手持设备；从实验室检测设备，到过程分析技术……为了更好的展示这些创新成果，同时也进一步加深专家、用户、厂商之间的合作交流，会议主办方特别策划《光谱创新成果“闪耀”iCS2023》网络专题成果展，集中展示本次光谱会凸显的创新成果，包括但不限于仪器、部件、技术、方法、应用等。南通智能感知研究院（简称“感知院”）坐落于风景秀美的紫琅湖畔，依托星载高光谱团队，结合南通创新人才培养、高科技产业转型升级的需要，于2019年11月1日揭牌成立，设置有数十个专业实验室，拥有5位院士和多位国家级专家组成的人才队伍，以光机电核心元部件、规模化光电探测系统、集群化商业卫星为主要发展方向，推动南通光电及航天产业发展。感知院充分发挥专家团队多年在红外、高光谱等成像探测感知领域的技术优势和航空航天有效载荷方面雄厚的研发积累，在南通建立高光谱遥感产业发展基地。在光机电核心组部件、规模化光电仪器研发和集群化商业卫星领域，补齐南通航天全产业链中的“载荷、数据”两个重要环节，促进航天遥感产业中光谱类载荷及数据的规模化制造与获取。聚焦“智能感知”领域技术研发、人才培养及产业转化，探索科研体制机制创新，提供感知探测及其配套技术、材料、部件、应用数据、软件与设备的研发等相关服务，推动光电感知和遥感技术的产业转化，进行相关学科研究生培养、继续教育与学术交流，支撑国家航天产业和空天信息技术规模化发展。以光栅微纳部件、精密光机、数字化光电仪器制造、天空地一体化即时探测、遥感大数据处理应用等核心部件和技术的研发为主，集聚多方资源，构建核心软硬件、数据获取、信息处理、信息应用全链路光电仪器研发、数据收集中心和智能遥感云服务平台，形成面向终端客户不同层级的“共建、共享、共用”智能遥感产业体系。以智能化微光/红外感知组件、微小型制冷机、精密测角装置等核心部件的研发为基础，发挥红外探测技术优势，研制高性能可迭代的“云台+嵌入式+红外/微光仪器+自动处理提取+远程传输操控”系列高端产品。应用于边防管控、城市监控、森林火灾监控、夜间生态监测、油气泄漏监控、智能预警探测等领域，开拓智能安防市场，构建面向系统应用的智能安防产业体系。一、成果简介成果一：高精密凸面闪耀光栅成像光谱仪将成像技术和光谱技术结合在一起，可同时获取目标物体的空间信息和光谱信息，具有高分辨率、测量范围广等优点，被广泛的应用于地质观测、矿物识别、水体水质监测、土壤土质监测、农作物长势与病虫害监测、碳排放监测、植被覆盖、环境污染监测、灾害应急监测等行业领域。分光系统是成像光谱仪的关键部件，直接决定了光谱仪的结构与性能。成像光谱仪的光谱分辨率越高，对地物的分辨能力就越强；当光谱分辨率需要细分到“纳米”量级时，基于多刻槽衍射效应的凸面光栅分光的难度急剧增大，然而高性能凸面光栅的制备技术受制于国外，严重制约我国自主星载高光谱相机的发展。为解决该技术瓶颈，感知院项目团队开展了：电子束抗蚀剂涂布、槽形角度变化及低深宽比槽形控制技术、高精度光栅槽形不同介质转移技术、均匀性金属反射膜镀膜技术、高精度检测等核心技术研究攻关，填补了电子束凸面光栅国内技术空白，与同类型的进口光栅比较，性能达到了国内领先、国际先进水平，面型加工精度及部分波段衍射效率等指标优于进口光栅，实现了可见光/红外宽谱段高精密凸面光栅制备核心技术的自主掌握。目前已经制备了一系列凸面/凹面光栅，已经应用到星载、机载、手持设备上。成果二：轻小型制冷机在红外光电载荷中，核心红外探测器件及光学系统需要工作于低温环境下，需要针对整个仪器及其关键部件进行科学的热规划、热设计和热实施，提升仪器性能，保障仪器可靠工作。因此，低温制冷机、高效传热元件及以此为基础的载荷仪器热管理系统是当代先进红外仪器载荷应用的核心支撑技术。特别是随着商业航天的蓬勃发展，卫星载荷趋于小型化、模块化、标准化，要求服务于商业小卫星的红外光电系统朝着低成本、紧凑化方向发展，亟需低温制冷机向着小型化、规模化、通用化方向予以发展。同时，低温集成技术是降低红外光学系统背景噪声、提高探测灵敏度的重要保障；也是红外探测仪器核心竞争力之一。感知院在产业化需求的牵引及其技术孵化下，突破了轻小型制冷机核心关键技术，形成制冷机数字化设计仿真分析平台，实现轻小型、超低温制冷机样机及制造工艺规范。开发了轻小型线性斯特林制冷机产品，性能指标达到国际先进水平；具备全周期免维护的超高可靠性，冷指接口标准化设计、集成式耦合结构，通用性强，热流密度高、温差小、能耗极低，适应性好等优点。目前已逐步实现产品规模化生产，处于行业领先水平，能有效支撑红外光电载荷产业化发展！成果三：光电芯片模组红外探测器和光学镜头组成的红外光电探测系统可以突破人类视觉局限，能在完全黑暗、烟雾、粉尘等环境下观测物体，实现全天候、全天时工作，广泛应用在军事和民用的诸多领域。探测器模组是高端红外光电探测系统的核心部件之一，直接决定了探测系统的结构和性能。相较于非制冷型探测器模组，制冷型探测器模组在探测物体信号时具有灵敏度更高、精度更高、误差更小、检测温度范围更广的优势。近几年我国的红外产品市场发展很快，但由于核心器件(如制冷型探测器)一定程度上依靠进口，价格、质量和维护等因素严重地制约了国内红外产业的发展和市场的广泛推广，远不能适应国内日益增长的市场需求。感知院基于上海技物所成熟的红外技术，以院内的VOC气体检测、中海油等项目所需的高性能制冷型长波红外机芯为设计输入，开展长波红外探测器组件项目的研发，旨在打破国外对红外技术垄断局面，解决国外进口限制、价格高昂、供货周期无法保证等问题，突破关键核心技术，实现高性能制冷型红外机芯国产自主和批量化生产。成果四：遥感大数据处理随着遥感数据在空间、时间、光谱和辐射等维度的分辨率越来越高，数据类型越来越丰富，海量数据呈井喷式爆发增长。另一方面，虽然全球尺度的遥感大数据设施蓬勃兴起，但是面向区域发展的区域高分辨遥感大数据设施和服务体系较为缺乏，严重制约遥感信息与社会经济数据的综合利用程度，导致相关产业链不够完善，不能满足行业发展的需求。当前遥感大数据发展主要存在以下两个方面的制约，一是遥感大数据设施的缺位，二是遥感数据吞吐速度、处理能力、算法效率与精度稳定性等瓶颈问题。这两方面均为当今区域遥感大数据建设中亟需解决的技术难题。感知院遥感大数据处理系统对遥感数据进行横向光谱偏差处理，盲元判别与修复、Etalon效应测试与处理、非均匀性校正和低信噪比波段的降噪处理，利用大气校正辐射计定标及数据处理联合应用技术对日数据预处理、对地数据预处理、大气参数反演，遥感应用复查等等一系列处理流程，生产出横向光谱偏差、盲元修复率、相对辐射校正精度的数据产品。目前已研制出相对辐射校正、盲元判别和修复、光谱横向偏差校正等核心算法一套；研制出GF-5星高光谱数据从L0到L1级产品生产软件一套；成果五：高端光电探测系统现有的自主国产高端仪器无法实现行业对高精度定量化遥感的需求，目前民用高光谱设备或核心部组件绝大多数都是进口产品，全面自主可控的高端仪器研发和需求是当下行业相关单位急迫需要解决的问题。感知院研制出的高精度、高性能、轻小型机载轻型高光谱相机，可模块化组装，适用于低空/高空，轻型/大型飞机高光谱遥感作业，可选择机上定标装置、惯导、嵌入式数采终端，并具有良好的温适性；研制出的多功能地物快筛扫描仪，采用高精密凸面闪耀光栅、光谱纯度高、畸变小、信噪比高、光源稳定无杂光干扰、分辨率高、数据精准；协同启东光电遥感中心自主研发出高精准、高性能、定标、反演、照明、测距一体专业级全反射波段手持式光谱仪，内置激光测距模块，实时显示被测物体观测范围，具备快速自定标及反演、终端互联远程支撑、超长待机功能；研制出多模态、大动态微光红外监测相机，可应用于边防哨所、口岸海岸、各种重要区域。二、产业化探索经过三年多的发展，感知院已在高精密光栅、红外探测器、轻小型成像光谱仪、微小型低温制冷机、微光夜视红外系统、遥感大数据等核心组部件仪器与遥感数据处理方面，形成了系列产品。1.高精密闪耀光栅产品方面，具备球面闪耀光栅产品自主研发能力，突破国外进口元器件的“卡脖子”技术，掌握自主的核心工艺控制方法。目前承担众多国家项目及课题，包括：国家重点研发计划凸面光栅课题、静止轨道全谱段卫星凸面光栅研制、产业化凹面光栅项目、核工业研究院凸面光栅项目、环保部生态环境检测凸面光栅项目。所研制光栅涉及可见、近红外、短/中/长波红外、甚长波红外，刻线密度覆盖十几线至一千多线。在中科院上海技术物理研究所以及相关航天工程单位牵引下，持续开展高精密光栅的国产化、低成本化制备技术研究和星载凸面光栅产品研制，预计未来三年产品销售额可达到1.2亿元至1.8亿元。2.微小型制冷机方面，形成不同应用场景下微型斯特林制冷机系列产品（例如：WS50090微型斯特林制冷机、WS100080微型斯特林制冷机等产品），突破了轻小型制冷机关键研制技术，形成了微小型制冷机规模化研制能力。未来3-5年，预计市场销售可达到8000万元—1.2亿元。在已有的企事业单位合作基础上，开展相关规模化、低成本化制造技术研究，在不断扩大红外探测微型制冷机市场需求的同时，将先进仪器热管理技术逐步推广到医疗低温冷箱领域，以及大数据中心散热节能减排领域，为碳中和碳达峰、绿色低碳数字经济提供技术支撑。至2025年，完成研制轻小型斯特林制冷机产品化定型、工艺体系建立，市场销售额不少于3000万元/年；至2030年，打通制冷机上下游产业应用，实现商业化推广，形成轻小型制冷机组件、热管、散热模组等产品的规模化生产，市场销售额不少于1.5亿元/年。3.光谱仪产品方面，感知院先后与国家、省、地方等40多家单位形成了广泛的技术研发和市场合作关系，如生态环境部卫星环境应用中心、上海航天电子技术研究所、核工业北京地质研究院等。目前已达到覆盖太阳辐射波段（可见、近红外、短波）的高光谱相机及软件算法的自主研发能力。未来3-5年，结合重点示范区域高光谱探测仪系统的需求，逐步扩大应用场景，拓展和实现后期全国范围内600-1000个典型区域的实地应用，相关产品的产能提升到400-500套/年的规模化生产，年销售额达1.2-1.5亿元以上，从行业应用产品转向民用高光谱产品，实现产品的规模化、批量化生产，向年销售3-4亿元迈进。4.商业遥感卫星方面，积极推动航天遥感商业卫星的整体规划和研制工作，协同江苏高分产业联盟和相关单位，积极争取实现1-2颗遥感商业卫星的研制及发射工作，通过有效获取和分析数据，重点服务江苏省和南通遥感应用及大数据等相关领域和单位，逐渐推行航天遥感商业产业链在南通当地的宏观/微观形式集聚。未来，感知院将持续推进批量化和低成本化，持续开展相关技术创新，持续扩大光电遥感仪器产能，持续拓展核心技术服务领域，实现从政府行业部门牵引式应用扩大到民品市场普适性应用，争取实现产品销售和市场达到4亿。商业遥感卫星方面，持续推进和实现星空地一体化、遥感大数据的全面服务和应用，并以行业应用为基石，实现百余颗航天遥感商业卫星的研制和发射，满足天级重访周期的全方位遥感数据覆盖，打造遥感大数据服务云平台，凝聚国内乃至国际遥感相关领域专家和团队，有效推动和实现航天遥感产业集聚，全面实现全国各省市、核心国企（例如北大荒集团、银河航天）、政府资本、民营资本等不同领域的联盟合作和分工协作，助力和推动航天遥感大产业的落地，切实提升南通百亿级光电产业集群的影响力和社会效益，争取实现产品业务体量15-30亿元。三、未来研究计划最看好的光谱技术是高光谱成像技术。高光谱成像就是收集并识别物质光谱指纹的技术，是以精细的光谱分辨率表征物质不同光谱吸收或发射特征的重要探测手段，是人类实现从“看到”到“识别”物质的得力“探针”。这些“探针”对不同光线波长的感知程度可细微到“纳米”级，能够帮助人类从一公里外看到米粒大小物体上的300多种颜色，而人眼能看到的颜色一般只有7种。与可见光相比，高光谱技术增大了波段幅宽的同时，减小了光谱弯曲畸变、提升了探测灵敏度，已经在水体水质监测、大气排放、探物找矿等领域实现了精细化分辨和大覆盖范围的业务化实用化的应用。未来感知院重点主攻方向如下：1.微纳光栅领域，未来三年内，计划将凸面光栅应用由太阳反射波段扩展至地球辐射波段，即拓展至紫外和甚长波红外波段；同时突破人工智能AR设备的核心元件“波导光栅”的研制工艺，缩短波导光栅元件的定制周期，完成小型AR样机的研制，实现AR设备数字化生产。2.制冷机领域，未来三年内，建立制冷机设计多物理场耦合的联合仿真模型，进一步改进微型杜瓦封装技术，建设低成本、批量化制冷机中试工艺线；至2025年持续进行技术突破，完成研制轻小型斯特林制冷机产品化定型、批量生产。在上述基础上，引入3D增材制造等新型工艺技术，建立通用标准件库、在线质量监测、柔性自动化装配等批量化制造工艺规范，实现低成本轻小型制冷机研制生产线，进一步实现产业化，形成轻小型制冷机组件产品规模化生产。3.探测器领域，将成熟的星载探测器技术进一步向民用化、市场化、规模化转化，突破探测器驱动及信息获取电路模块化设计关键技术；开发高性能、低功耗、低噪声、大动态范围、轻小型探测器模组，形成特有的多功能、多系列“拳头”产品，进一步降低制造成本，形成批量化生产能力。4.遥感数据处理领域，在现有基础上，搭建由高性能服务器和高容量存储设备组成的基础设施，系统数据运算能力每秒可达到1560万亿次，数据存储能力达到PB级。开展天空地一体化遥感大数据处理算法和应用软件的研发，攻克多源数据高精度配准难题，攻克遥感大数据高效训练与算法提升关键技术。在未来5年内形成面向行业大众的遥感云服务平台，形成多个行业的业务化应用示范。5.高端光电探测系统领域，在已开发出的光电探测系统基础上，采用“销售一代，预研一代”的推广模式，专注于自主迭代升级的技术研究，开展多模态一体化技术、多模信息融合、大动态范围自适应以及模块化设计的研究，建立系统全链路数字化孪生模型，为已有的用户提供各类增值迭代服务，不断拓展潜在应用领域。四、合作需求希望与多方合作：1.光谱仪的各组部件供应商（包括元器件、机械加工件、镜头、整机组装定标调试等厂商）；2.遥感数据应用团队（农业土壤有机质氮磷钾、杂草、水质检测）联合开发面向农业、水质监测、环保方向的应用示范平台；3.面向土壤应用、水质检测、环保检测等研发团队开展高光谱设备的租赁合作；4.创投类和科技创新类基金的支持。（联系人：李先生 17712225916）附：专家简介和团队介绍经过三年多的发展，形成了院士领衔指导发展。形成多位院士（业内具有崇高的威望和影响力的匡定波、童庆禧、薛永祺、沈学础、褚君浩等院士）和顶尖专家领衔的高层次、高水平专业人才团队。专业覆盖遥感技术、光电仪器、微纳光学、微电子、电子信息、机械结构、制冷工程，计算机和数据处理等与光电遥感技术及应用相关的学科领域。专家团队具有多年丰富的机载/星载多光谱、高光谱及红外相机的研制经验，在国际上率先解决了星载高光谱成像载荷难以同时兼顾宽谱、宽幅、高光谱分辨率和高探测灵敏度的技术难题，打破国外在核心关键技术上的长期封锁，性能指标国际领先，成果已广泛应用于国家相关行业部门、科研院所和骨干企业，以及国外相关知名机构。匡定波：南通智能感知研究院特别顾问。中国科学院院士，红外及遥感专家，1991年当选中国科学院学部委员（院士）。现任中国科学院上海技术物理研究所研究员，博士生导师。是我国红外与遥感技术的领路人，他的学术思想和科学成就开创了中国红外应用及遥感技术领域的新纪元。童庆禧：南通智能感知研究院特别顾问。中国科学院院士、联合国科学院院士、国际欧亚科学院院士，遥感技术与应用专家，1997年当选为中国科学院院士。我国遥感技术应用领域的最早开拓者之一。长期致力于气候学、太阳辐射和地物遥感波谱特征研究。薛永祺：南通智能感知研究院技术发展委员会主任。中国科学院院士，红外和遥感技术专家,1999年当选为中国科学院院士。现任中国科学院上海技术物理研究所研究员、博士生导师，中科院空间主动光电技术重点实验室学术委员会主任。长期致力于多光谱和成像光谱技术研究，为中国建立机载实用遥感系统提供了多种先进的遥感手段，并推动了中国遥感技术的应用。先后研制成功多光谱扫描仪、成像光谱仪、超光谱成像仪。沈学础：南通智能感知研究院学术发展委员会主任。中国科学院院士，物理学家，1995年当选为中国科学院院士。现任上海技术物理研究所研究员，博士生导师，复旦大学教授，上海大学理学院名誉院长，国际巴登奖评定委员会委员和多个国际杂志编委。主要从事固体光谱和固体光谱实验方法等方面的科学研究。褚君浩：南通智能感知研究院产业发展委员会主任。中国科学院院士，半导体物理和器件专家，2005年当选为中国科学院院士。现任中国科学院上海技术物理研究所研究员、博士生导师，SCI期刊《红外与毫米波学报》主编，复旦大学光电研究院院长和上海虹口区科协主席等职。长期从事红外光电子材料和器件的研究，开展了用于红外探测器的窄禁带半导体碲镉汞（HgCdTe）和铁电薄膜的材料物理和器件研究。刘银年：南通智能感知研究院院长/首席科学家。中国科学院上海技术物理研究所研究员，博士生导师，所学术委员会副主任；中国遥感应用协会高光谱遥感技术与应用专业委员会主任；上海市十大科技英才，全国优秀科技工作者，国家级人才计划入选者；是我国星载高光谱遥感载荷的主要开拓者，先后主持了国家级重大项目10余项，是多个国家级项目的首席科学家、首席专家。带领团队率先突破了国际上光谱成像难以同时兼顾宽谱、宽幅、高光谱分辨率和高探测灵敏度的技术瓶颈，建立了星载光谱成像载荷技术研发体系，研制出国际上首台星载宽谱宽幅高光谱相机，实现了国际上4颗高光谱卫星在轨组网观测，技术水平大幅领先国际在轨和在研的同类载荷，推动了水体土壤微克量级大范围探测、数百万平方公里以上矿物填图、复杂地物精细识别、甲烷点源排放精准监测等一系列重大应用难题的突破。相关研究成果发表于《IEEE GRSM》和《Science Advances》等国际顶级期刊。孙德新：南通智能感知研究院执行院长/首席专家。中国科学院上海技术物理研究所研究员、博士生导师，中国遥感应用协会高光谱遥感技术与应用专业委员会秘书长。长期致力于红外高光谱光电遥感技术的研究，在空间信息获取与处理技术、成像技术、光电信息处理等方面具有深厚的理论功底和丰富的实践经验。先后负责或参与完成了红外及高光谱载荷研制相关国家重大科研项目及型号任务十余项。环境减灾二号A/B卫星主任设计师，国家重点研发计划“静止轨道全谱段高光谱探测技术”项目负责人。陈效双：南通智能感知研究院学术发展委员会副主任兼秘书长/微纳光电子首席科学家。中国科学院上海技术物理研究所研究员、博士生导师，红外物理国家重点实验室主任。研究领域为红外光学，微纳光子学，人工量子结构和量子操控，光电子材料与器件。先后承担国家重点研发计划量子调控与量子信息重点专项项目，国家自然科学基金重大研究计划重点项目，国家自然科学基金重大项目和重点项目，中国科学院创新工程项目，上海市科学技术委员会基础重大和重点项目等国家和省部级科研项目10余项。吴亦农：南通智能感知研究院空间制冷技术首席专家。中国科学院上海技术物理研究所研究员、博士生导师。长期致力于空间低温制冷机研发、制造和应用，以及制冷装置可靠性和长寿命技术、空间载荷低温系统集成和热管理技术等研究。负责并完成四十余项航天预研及工程型号任务，以及国家重大专项中的制冷器研制及载荷热管理技术服务项目。陈永平：南通智能感知研究院微电子技术首席专家。中国科学院上海技术物理研究所研究员、博士生导师。长期致力于硅基光电器件的研究，在CMOS图像传感器、PN/APD光电传感器、CMOS与红外MEMS集成器件等方面具有深厚的理论功底和丰富的实践经验。先后主持完成航天遥感用系列化硅基光电传感器研制、硅基光电子前沿研究、红外MEMS关键技术研发等十余项国家级重点项目。现为国家重点研发计划“超大规模红外MEMS组件”项目负责人、首席科学家。尹忠海：南通智能感知研究院人工智能首席专家。高光谱遥感与应用技术专业委员会委员。长期致力于遥感影像、自组织网络及人工智能方面的研究工作，主持或参与项目近20项。曾任卫星地面分发系统数字指纹追踪子系统的主任设计师，建立了遥感影像数据分发的追踪机制；主持了国家重点型号项目数据链分系统的总体设计工作，形成跨代新体制下的网络架构，设计了高效分簇管控机制和传输协议并予以实现；为国家973项目课题负责人、总师组主要成员，面向事件驱动的“激励与响应”机理，提出了用于复杂事件处理的事件代数系统，相关成果应用于不同场景集群系统的智能涌现和逻辑控制建模。此外，感知院已形成高层次人才占比达80%的研发团队。其中，全职人员53人，外部专家34人。

科研人员在为光栅检测做准备工作。　罗浩摄(资料图片)　　在1毫米距离里划出6000道刻槽，且槽型均匀，这意味着在20公里的刻距内，刻槽间距误差小于一根头发丝的千分之一。这正是不久前，中科院长春光学精密机械与物理研究所研制的“大型高精度衍射光栅刻划机”达到的刻划精度。　　走进长春光机所实验室，项目组科技人员向记者介绍了一块银灰色、近似不透明“玻璃窗”的光栅，它是这套“精密机械之王”的杰作，也是目前世界上面积最大的高精度中阶梯光栅。打造这台“精密机械之王”的，正是长春光机所光栅刻划机老中青三代研制项目组。　　光栅是分析万物光谱信息的“芯片”，应用遍及海陆空、吃穿用　　人类如何通过光认识世界?项目负责人、长春光机所研究员唐玉国说，人类借助光认知世界有两种方式：一是光学成像，二是光谱分析。光学成像可以看到物质世界的形状、尺寸等外在信息 地球上所知的元素及其它们的化合物都有自己的特征光谱线，光谱分析可以获得物质成分信息，帮助我们看清事物的本质。　　但要“抓”住光谱信息并不容易。日常生活中的光，是由红、橙、黄、绿等各种单色光组成的复色光，而单色光才能更好地记录下物质的光谱信息。光栅是一种非常精密的光学元件，它的神奇在于，它能从复色光中解析、提取出单色光。　　日常生活中，人们很少看到光栅，但其实它的作用无处不在。“人们去医院抽血检验，原理就是依靠光谱仪器里的光栅，来实现观察血液里的成分是否符合健康标准。”项目组成员、长春光机所研究员巴音贺希格说，“简单地说，光谱分析需要光谱仪器，光栅之于光谱分析的作用，就如芯片之于计算机，是核心和‘大脑’。”　　与血液检查原理类似，分析不同物质的光谱，可以探查出农药残留、钢材质量、爆炸物特性等许多重要信息。唐玉国表示，光栅的价值不限于光谱仪，其应用“遍及农轻重、海陆空、吃穿用等各行各业。既能看天，也能看地、看人”。在天文观测中，通过光谱测量得到天体的组成及其与地球的距离，从而揭示宇宙诞生及演化规律 在光通信领域，光栅的分光作用使得不同波长的光能够携带信息顺着光纤飞入千家万户̷̷　　通常，光栅性能越强，能分析出的物质成分就更精细。光栅面积越大，集光率和分辨本领就越高 光栅的精度越高，信噪比就越高。2009年，中科院长春光机所启动光栅刻划系统研制工作，一开始就瞄准世界领先水平，攻克光栅同时“做大”和“做精”的难题。　　“精密机械之王”成功刻划出了400毫米×500毫米的大面积中阶梯光栅，标志着我国大面积光栅制造技术已达到国际领先。这一块光栅有多强?唐玉国说，最有经验的油漆工能辨别出1000多种色彩的微妙变化，而光栅理论上能够分辨出超过4亿种，可谓世界上感知色彩的最强利器。　　光栅刻划机是制作光栅的母机，“做大”“做精”光栅是世界性难题　　以防尘服武装，再经风淋室除尘，记者才得以获准进入实验室。这里有一套精密的环境保障系统，要求在30天内温差控制在± 0.01℃之内。　　项目组成员、长春光机所研究员齐向东参与了光栅刻划机的设计、研制、调试等全过程，并长期在一线担任指挥。他说，这台仪器对环境要求极为严苛，气温、气压、空气成分等哪怕极其微小的变化，在纳米的尺度下，也可能带来巨大的刻划误差。　　对环境的苛刻要求源自光栅刻划机自身的高精度。它由上千个元件、部件精妙配合而成，几乎所有关键部件冲击世界极限水平。加工装调精度难、运行保障环境要求之高，前所未有。　　丝杠、蜗轮、导轨是刻划系统“三大件”，项目启动之时，国内现有机床技术根本达不到精度要求，研究组不得不采取土办法——手磨加工。　　丝杠被誉为刻划机的“心脏”，其精度水平直接影响整机性能。国内不能造，国外买不到，已经退休的80岁高龄老专家张泰返聘回所，并亲自上阵，带领青年团队不分昼夜加工和检测。历时近1年时间，终于研磨出这根丝杠。这也是目前世界上精度最高、行程最长的三角螺纹丝杠。　　用同样的方法，项目组费时6个月加工出蜗轮，8个月加工出V形导轨。这些具有亚微米、纳米量级的关键器件，都是科研人员用双手研磨出来的。此外，项目组成员为了攻克金刚石刻划刀、光栅镀膜等技术难题，也屡屡实验、研磨、调整，方才达到了光栅刻划机的要求。“有一次，项目组去外面交流。一握手，对方都说，你们的手不像科学家，倒像工人。”巴音贺希格回忆。　　立项之初，研制计划时间是三年半，但由于整个过程比预料困难太多，前后花费了近8年，成为“严重耽搁的项目”。“研制期间，我们承受着巨大的压力，往往‘按下葫芦又起了瓢’，好不容易攻克一个困难，新的问题又立马出现。”齐向东说，科研人员不停地寻找问题产生的根本原因，有时候甚至要推翻之前花了很长时间建立起来的假设，否定自己重新开始。“这8年中，我曾多次感到绝望，以为进行不下去了。大光栅通过验收时，又觉得一切都很值得。”　　这项成果使我国在光栅领域不再受制于人，并将精密机械加工技术推向世界前沿　　国际上掌握光栅研制技术的国家很少，大面积高精度光栅是科技强国竞争的焦点。在此之前，只有美国能够制作300毫米以上中阶梯光栅。　　大面积、高精度光栅刻划机的成功研制，使我国战略高技术领域所需的光栅不再受制于人，还将我国精密机械加工技术推向了世界前沿。　　“我们这一代科研人员做出这台机器，离不开长春光机所几代人的努力。我们只是属于摘桃子的人，没有前辈的积累，没有青年梯队人才的付出，都不可能完成这项艰巨任务，是老中青三代人的结晶。”齐向东感慨。　　1959年，长春光机所自主研制出了我国第一台光栅刻划机和第一块光栅。项目期间，我国第一代光栅刻划机的领军人、机械刻划光栅创始人梁浩明回到长春光机所，在重要问题上给出了指导意见 带领团队手工研磨丝杠等精密零部件的张泰先生，也是我国第一台光栅刻划机研制的参与者 已经退休的郝德阜研究员参与了系统的总体结构设计。　　目前，我国第一台光栅刻划机依然没有“退休”。半个多世纪前，仅仅借助少量公开发表的相关文献，梁浩明等人开始了光栅刻划机的研制工作。没有专门设计的计算机软件，设计人员就靠手工绘制来画图 没有数控机床，科研人员就靠双手打磨加工零部件，精度甚至比当今数控机床加工还要高。　　上世纪80年代，长春光机所计划研制高精度大面积光栅刻划机，由于资金等种种限制，项目搁浅，我国遗憾地错失了追赶光栅制造强国的机会，制造大光栅也成为我国光栅人的梦想。　　“我们有信心，也有信念能够完成项目。长春光机所具有数十年的技术积累，此外，现代精密仪器加工技艺水平更高，技术条件更好。老一辈在物质匮乏年代都能够制造出精度非凡的光栅刻划机，我们有条件也有责任把新一代刻划机做好。”齐向东说。　　八年磨一剑，项目组研制的这套大型高精度光栅刻划系统，攻克18项关键技术，取得9项创新性成果。　　让唐玉国欣喜的是，经过光栅刻划机项目历练，一批青年人才成长起来了，关键技术得到有效传承。他还说，研制成功并不是刻划机的重点，未来项目组还将从“精稳快新”四个方面对它进行持续改进和技术升级、提升性能，使其在满足国家重大科研对大光栅需求的同时，始终保持国际领先。

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。

什么是双面光伏？通过超越全球能源发电容量的吉瓦数（GW），双面光伏正慢慢找到成为主流的方向。并且，越来越多收集到的组件性能数据都有助于获得更可靠的效率增益预测。我们在本文中尝试概括叙述了双面光伏领域中的当前研究、亟待解决的疑问以及技术开发等问题。相见于“另一面”过去二十年间，光伏（PV）已发展成为一种成熟的技术，因此很难再有大幅度的效率提升。如今主要依靠缩减投资和运营成本来实现降低平准化度电成本（LCOE），而非通过技术进步提高 PV 电池的能源输出。然而，能显著提高 PV 电池效率的比较可靠的方法是将组件的背面也用于发电。因此，在不扩大组件占地的情况下，可同时利用反射或漫射的阳光进行发电。人们似乎已对双面光伏的巨大潜能达成了共识。但是，在能量输出增益的模拟和测量方法尚未普遍建立的情况下，通过双面 PV 组件预测的效率增长有着很大差异；这取决于假设的系统设置、地点和表面反照率以及所用的模拟算法。 双面光伏发电如何作用？其主要理念很简单。除了用 PV 组件的一面来收集太阳光线外，还可通过背面采集来自多个角度的反射和散射光线以生产更多电力。除了对背面材料和内部互联进行相应调整外，电池技术和几何结构均以经验证的单面组件原理为基础。也就是说，在未来 10 年内，双面 PV 很可能从一个发展远景顺利转变为被广泛应用的技术，且预计世界市场占有率将高达 30-50%。 发展中的双面光伏发电优化会对另一面的性能产生负面影响。因此，为双面 PV 电厂寻求理想设置是一个复杂的挑战。由于倾角是组件效率的一个重要因素，前后面的理想角度可以不同。 另一个参数则是组件的长度和各排组件之间的距离，即地面覆盖率（GCR）。适应太阳光束入射角度的高 GCR 值通常可提高一个发电厂的效率。但即使对单面PV 发电厂而言，较高的 GCR 值也会在太阳高度角较低的早晨或傍晚时分发生相互遮挡的情况。对于双面光伏发电厂，遮挡则是一个更大的问题。理想状态是在各排组件之间有足够的空间形成一个大小适合的表面，使地面反射不被遮挡。可是这将降低地面覆盖率和电厂的单位面积输出。 与组件设置相关的参数还包括建筑高度和扭力管。扭力管的作用是跟踪 PV 组件，因此应将双面组件放置于更高的位置，从而对更多来自地面的多角度的反照辐射光线进行转化；但建设成本也将由此增加。这一概念也同样适用于为了避免安装件构成遮蔽而修改扭力结构。 尽管早在 20 世纪 60 年代便已对双面 PV 电池进行了研究和开发，其被广泛使用的时代仍未到来。市场观察员们的普遍解释是，与单面系统相比，双面系统缺少可信赖的产量增益计算方法。因此，投资者们继续观望，因无法完全知晓准确的效率提升，而犹豫是否以更大的规模推动双面系统。即便在大数据和机器学习的年代，组件背面的太阳能辐射模拟仍是一项复杂的任务。因此，全世界的公司和研究机构持续对各种不同潜在相关参数及其对能量输出的影响进行调查研究。除了符合其他标准外，这些研究项目还覆盖了：● 地面反照率的影响● 背板材料● 系统设置和组件的几何结构● 测量背面的太阳能辐射● 系统设置&组件几何结构在单面 PV 组件中，被转化为电力的太阳光束直接来自天空。与之相反，双面组件的背面则收集在阴影迷宫、地面纹理和结构型障碍中穿行的光线。而对一面太阳辐照度进行优化会对另一面的性能产生负面影响。因此，为双面 PV 电厂寻求理想设置是一个复杂的挑战。由于倾角是组件效率的一个重要因素，前后面的理想角度可以不同。另一个参数则是组件的长度和各排组件之间的距离，即地面覆盖率（GCR）。适应太阳光束入射角度的高 GCR 值通常可提高一个发电厂的效率。但即使对单面PV 发电厂而言，较高的 GCR 值也会在太阳高度角较低的早晨或傍晚时分发生相互遮挡的情况。对于双面光伏发电厂，遮挡则是一个更大的问题。理想状态是在各排组件之间有足够的空间形成一个大小适合的表面，使地面反射不被遮挡。可是这将降低地面覆盖率和电厂的单位面积输出。 与组件设置相关的参数还包括建筑高度和扭力管。扭力管的作用是跟踪 PV 组件，因此应将双面组件放置于更高的位置，从而对更多来自地面的多角度的反照辐射光线进行转化；但建设成本也将由此增加。这一概念也同样适用于为了避免安装件构成遮蔽而修改扭力结构。

基于滤光片的灵敏度与基于单色器的灵活性完美结合，从而大大增强 EnVision 检测仪的性能马萨诸塞沃尔瑟姆 – 生命科学研究、新药研究和细胞科学领域的全球技术领先者珀金埃尔默生命与分析科学部，今日宣布推出两种用于 EnVision 多标记微孔板检测仪的新型单色器选件，该检测仪被众多生物技术、制药和学术研究人员用于在新药研究过程中筛选化合物。这项新的 EnVision 技术将于 1 月 27 日至 30 日在加州棕榈泉市召开的 2008 实验室自动化大会的 427 号展台展出。利用这一技术，可制造出将基于滤光片技术的灵敏度与单色器的灵活性融为一体的优化型微孔板检测仪。带有单色器的 EnVision 实现了检测技术与应用之间的轻松转换，所有操作都依靠一个性能优于市面上其它台式检测仪的平台完成。“整合到 EnVision 系统之中的新型单色器选件带来了前所未有的灵活性和速度，大大提高了先导化合物优化过程中化学靶物与先导化合物的比率。”珀金埃尔默生命与分析科学部生物研发业务总裁 Richard Eglen 博士说道，“这一新技术可根据研究人员的需要不断升级，证实了我们在推动微孔板检测仪市场和巩固公认的 EnVision 品牌方面做出的不懈努力。” EnVision 多标记微孔板检测仪可在每项应用中针对每种标记都表现出卓越性能。新型单色器选件将 EnVision 变为性能极致的双模式仪器，既能检测吸光度也能检测荧光强度。这种单色器选件具备两种使用模式，“吸光度单色器”使用单个单色器测量吸光度，而“荧光强度单色器”用两个双光栅单色器来测量吸光度和荧光强度。 微孔板检测仪的模块化设计针对实验室不断变化的应用需求和不断提高的通量需求提供了可升级的解决方案。可将单色器选件与其它 EnVision 选件结合使用，包括 TRF（时间分辨荧光）LASER，它能发出强烈的短时间激发脉冲，从而实现极佳的信噪比。EnVision 仪器可方便地集成到全自动系统中（如珀金埃尔默的 JANUS 自动化工作站），旨在提供最大的配置灵活性，并可以使用 1 到 3456 孔微孔板。与高精度分液器设备和温度控制器配合使用时，EnVision 可以执行快速的动力测量、酶检测和其它多种基于细胞的新药研究检测。经过优化的 EnVision 还体现了珀金埃尔默专有的 AlphaLISA 技术，利用该技术可以对复杂样品（如血清和血浆）中的大生物分子进行同质测量而无需清洗过程。 有关带有单色器选件的 EnVision 多标记微孔板检测仪的详细信息，请访问 http://www.perkinelmer.com\platereaders

SuPerMax 3000FA型多功能酶标仪 ----专为生命科学实验室而打造上海闪谱生物科技有限公司成立于中国科学院上海生物工程中心，与复旦大学、上海交通大学有着良好的合作关系，是一家致力于为生命科学和药物研发工作者提供专业的、高精度、高通量、高性能的微孔板测读分析仪厂商，是国内第一家光栅型酶标仪生产商，SuPerMax型光栅酶标仪系列产品已被广泛应用于药物筛选、分子生物学、免疫学、细胞学、生物化学等多个领域，完全可以取代进口产品，是高性能微孔板测读分析领域的国产领导品牌，是科研单位与生化制药厂的明智选择。SuPerMax 3000FA型主要特点：1、适用于荧光、光吸收检测，具有多种拟合曲线进行分析；2、适用于蛋白酶与激酶、磷脂酶、NADH、GST活性测试；3、适用于蛋白质定量分析，支持UV，NanoOrange，Bradford，Lowry等方法；4、适用于DNA/RNA分析；5、适用于活性氧分析，cAMP分析；6、适用于细胞增殖和细胞毒性测试，MTT，XTT；7、适用于微生物生长、内毒素与细菌浓度分析；8、适用于分子探针实验；9、可进行紫外、荧光光谱扫描；10、激发与发射组件均为高分辨光栅单色仪，可设定最优激发与发射波长；11、内置光栅单色器的波长范围为190-1000nm，具有良好适应性；12、波长分辨率1nm，波长重复性可达0.2nm；13、具有动力学分析模式；14、具有温控孵育系统，温度可达65℃，适应高温试验；15、带有微孔板震荡混匀功能，无需使用外部摇床；16、使用氙灯光源，强度高、发光稳定；17、具有有样品检测探测器和参比探测器，检测精确；18、具有功能强大的数据分析能力的微孔板分析工作站；19、具有仪器参数设置与仪器自检功能，高度自动化；20、使用USB数据接口，便于仪器控制与数据传输；21、全中文界面，适合国内操作人员使用与教学；22、性能不低于进口同类产品，具有极高的性价比； SuPerMax 3000FA型主要指标：荧光性能：n 探测器：光电倍增管（PMT）n 激发波长范围：190nm-1000nm；n 发射波长范围：270nm-850nm；n 波长分辨率：1nm；n 波长带宽：10、20nm可选；n 波长准确度：0.2nm；n 荧光灵敏度：顶读＜0.5fmol（FITC/孔→384板） 底读＜ 5fmol （FITC/孔→384板）n 检测数量级：顶读＞ 6个数量级（FITC/孔→384板） 底读＞5.5个数量级（FITC/孔→384板）n 读数方式：顶读+底读n 比色皿模块：不存在 光吸收性能：n 检测器：光电池n 波长范围：190nm-1000nmn 波长准确度：±1.0nmn 波长重复性：0.2nmn 线性范围：0-4Abs（96孔，450nm），±2%n 整板重复性：极值＜0.006n 比色皿检测模块：不存在 加液器功能（选配）：n 数量： 1或2个n 加液体积：10-1000uL 常规特性n 光源：氙灯n 温度控制：（室温+2℃）至65℃n 振荡方式：线性、十字、圆周n 振荡幅度：高、中、低n 板型：96、384孔（其它孔位可定制） SuPerMax 3000FA型主要组成：1、主机（包括光源、检测器、孵育装置、振荡装置）；2、SuPerMax 3000FA型多功能酶标仪工作站软件；仪器附件（选配）1、MF-10型孵育振荡仪；2、加液器组件；3、审计追踪；SuPerMax 3000FA型多功能酶标仪工作站软件界面： 由于技术不断进步，本公司保留设计更改之权利，更改恕不通知敬请谅解。创新点：适用于荧光、光吸收检测，具有多种拟合曲线进行分析，可进行紫外、荧光光谱扫描，激发与发射组件均为高分辨光栅单色仪，可设定最优激发与发射波长，内置光栅单色器的波长范围为190-1000nm，具有良好适应性 SuPerMax 3000FA型多功能酶标仪

1990年初秋，我离开政府机关踏上了去南京大学的研究生求学之路，心中的忐忑不言而喻。南京大学是一所国内著名学府，有众多我少儿时代就已耳熟能详的著名学者，当时的物理研究更是闻名遐迩，有魏荣爵先生和冯端先生分别领衔的声学和晶体物理学研究团队承载着中国物理学的半壁江山。欣喜之余，毅然选择了光学和晶体物理学的交叉学科拉曼散射作为我研究生阶段的研究方向，由此开始了我的学术生涯。记得进校的第一年，就选修了在拉曼散射方面有深厚造诣的张明生教授给全校研究生上的拉曼光散射课程，因为是一门全校公选课，选修的同学特别多，有物理、化学、生物、地质等满满一教室学生。记得张老师的第一堂课是介绍了拉曼散射的发展历史，从瑞利散射讲到拉曼是怎样发现苯分子的振动，提出拉曼散射原理，随后张老师用简正坐标推导了晶格动力学的振动方程，导出了晶格振动的频率。一些复杂数学方程的推算，使得原本对拉曼散射颇感兴趣的同学突觉拉曼散射课程的难度，到第二节课时，听课的同学就只剩6位了，其中包括化学系的陆云和生物系的一位同学。记得第二节课张老师讲授了振动的对称性分析，涉及了一些群论知识，这次讲课的结果直接把除我们三人之外的其他同学吓得从此没有了听课的兴趣，在随后的时间里，这门课程一直只有我们三人，但张老师仍是一如既往的认真教学。通过这门课程的学习使我积累了拉曼散射基本理论和实验的许多基础知识，也增加了研究拉曼散射的兴趣。后来我惊讶地发现，我们一直坚持下来的三位同学毕业后都留校任教，三人也一直坚持做拉曼散射研究，只是研究的材料稍有不同而已。进入拉曼实验室也是在张老师课程的最后实践训练课上，这也是我第一次真真切切见到了当初为数不多的由世界银行贷款统一购买的最先进的美国SPEX 1403拉曼谱仪，它是由长度达0.64米的双光栅单色仪构成，因为长距离的光栅分光，使得这台拉曼谱仪具有高的分辨率和高的灵敏度，特别是无需使用滤波器就可抑制瑞利线到几十个波数。由于当初的拉曼研究还是以晶体材料的声子特性为主，故而样品腔没有显微装置，主要以直角散射为几何配置获取拉曼信号，在做薄膜样品时，需要自制一个样品架，把样品倾斜起来，以增加透光面积，从而增加散射的光通量。此外这台设备也没有CCD检测装置，信号收集使用低温Ge光电探测器，信号收集速度较慢，一个50-1000波数的拉曼谱测量往往需要30分钟以上，因此为获取多几个样品的拉曼谱，需彻夜留在实验室工作，因实验室温度较低（恒温18oC），不经意的瞌睡，常引起感冒，但心无旁骛，工作劲头十足。T64000激光拉曼谱仪 阿飞罗夫参观实验室博士阶段在导师冯端先生和张明生教授指导下开展拉曼散射工作，研究质子交换的LiNbO3和LiTaO3及Nd掺杂LiTaO3晶体的声子特性，揭示体和表面掺杂后引起的拉曼模变化。对一个参加工作已有6年之多的“老”学生而言，学习的努力不言而喻，再加每周差不多有两天时间的拉曼谱仪可供使用，让我获得了大量的拉曼谱数据，为随后的分析奠定了基础，也由此帮助我在博士阶段完成了5篇学术论文，后留校任教。现在回想起来读博阶段的努力是何等重要！记得那个年代只有打印出来的纸质拉曼谱图，我常常把它们满满地排列在寝室的床上，仔细、反复地比较区别，随时地对比文献，找出思想，获得结论；也深深体会到和导师的讨论总能收益匪浅。有一次请冯端先生帮助修改一篇论文，冯先生看后说，英文修改比较容易，但是物理概念的清晰更是一篇论文的基石，这句话深深地影响着我的科研直到现在。也有一次在整理一些数据时发现，有一个振动模在多种几何配置下其强度始终很大，阅读了许多文献就是不得要领，那天正好在办公室见到张老师，刚一询问就见张老师脱口而出，是样品应力造成的，此语一出茅塞顿开，让我猛然把读过的文献中不能连贯的知识瞬间地链接起来，顿然明白是应力导致的光折变效应，引入了很强的内建电场，促使了这个振动模在一些不应出现的几何组态下出现和强度增强。当初的这个情形历历在目，现在我在带学生时非常强调和学生的讨论，发现好多学生读过很多文献就是不能把知识连贯，因此很难提出一些创新的想法，老师的一个简单暗示或许就是点睛之作。毕业后来到半导体物理与材料研究实验室，开展了纳米材料的拉曼散射研究，此间有很长一段时间常幻想能拥有一套可以自由支配使用的拉曼谱仪，也常幻想能中一次彩票，去买一台世界最好的拉曼谱仪。感谢祖国的蓬勃发展，此愿望得以在千禧之年实现，那年国家开展物质科学平台建设，我有幸获得200多万研究经费的支撑，在国内率先购买了法国Jobin Yvon公司T64000由三单色仪组成的带有微区的激光拉曼谱仪，同期购置此设备的国内仅三家，北京物理所刘玉龙老师的那一台安装到位最早，做出了许多重要的工作，深圳大学也购置了一台，据说由于人员配备不足，没有进入实质性的使用。我们实验室安装成功后也一度成为教育部定点的对外开放实验室，获教育部开放基金的支持。2002年南京大学举行百年庆典，前苏联科学院约飞技术物理研究所前所长诺贝尔奖获得者阿飞罗夫被邀参加我校庆典，还专程参观了我的拉曼实验室，由我代表实验室向他介绍了我们在拉曼散射上取得的成果，此后的一些研究思想部分也得益于和他们的不断讨论。T64000拉曼谱仪的架构至今已历时了20多年而鲜有改变，其最强大的功能是能实现前两个单色仪的相加和相减模式，由此使得其有很高的灵敏度和分辨率，特别是相减模式下可把瑞利散射线压得极低，在不用高性能滤波器的情况下，低波数可以测到5cm-1左右甚至更低，此为各种声学声子、磁振子、等离激元等更多元激发的研究提供了可能。值得庆幸的是，有了这台拉曼谱仪，我做了一批纳米颗粒表面声学声子研究的工作，也较早提出了表面声学声子-极化子（polariton）的概念，随后也在低波数段，揭示了由纳米片组成的核壳结构氧化锌纳米球具有高效、室温的太赫兹发射。T64000拉曼谱仪还有一个重要的功能，它可以使用第三单色仪检测材料的荧光发射，获得高质量的光致发光谱。在对拉曼散射的研究中，也激发我对半导体纳米材料发光现象研究的兴趣，并由此在实验室前任主任鲍希茂教授带领下获得了一项国家奖。现今随着研究组的扩大和学生的增多，研究内容也扩大至纳米材料的生长动力学、磁性和光电催化等多个方面，但是对拉曼散射和荧光谱学的研究仍是我最敏感也最为擅长的研究内容，我至今引用超过千次的一篇论文，就是先研究拉曼散射后揭示荧光现象的结果。现今拉曼谱仪和拉曼散射研究获得了蓬勃发展，已经渗透到几乎所有的研究领域，展示出极大的应用潜力，我由衷地为我当初的选择感到庆幸，正是这门学科的发展造就了我的现在。作者简介： 吴兴龙教授，1995年2月博士毕业于南京大学物理系凝聚态物理专业，现为南京大学物理学院教授、博士生导师。长期从事半导体微纳结构的设计、发光和拉曼散射特性的研究，近期开展微纳结构在光电催化效应方面的探索。在包括Nat Nanotechnol、Nat Commun、Joule、Phys Rev Lett、J Am Chem Soc、Nano Lett、Adv Mater、Angew Chem、ACS Nano等高水平杂志上发表论文300余篇，论文被同行在国际杂志上他引万余次，单篇他人引用超1000余次。2002年获国家杰出青年基金资助，2007年入选教育部长江学者特聘教授。主持和参与国家科技部 “973”项目、国家自然科学基金委、教育部、江苏省自然科学基金委等重点和面上项目多项。曾获国家自然科学四等奖、江苏省科技进步一、二等奖，2017年获教育部自然科学一等奖。

激光外差干涉技术在光刻机中的应用 张志平*，杨晓峰 复旦大学工程与应用技术研究院上海市超精密运动控制与检测工程研究中心，上海 201203摘要 超精密位移测量系统是光刻机不可或缺的关键分系统之一，而基于激光外差干涉技术的超精密位移测量系统同时具备亚纳米级分辨率、纳米级精度、米级量程和数米每秒的测量速度等优点，是目前唯一能满足光刻机要求的位移测量系统。目前应用于光刻机的超精密位移测量系统主要有双频激光干涉仪和平面光栅测量系统两种，二者均以激光外差干涉技术为基础。本文将分别对这两种测量系统的原理、优缺点以及在光刻机中的典型应用进行阐述。关键词 光刻机；外差干涉；双频激光干涉仪；平面光栅1 引言集成电路产业是国家经济发展的战略性、基础性产业之一，而光刻机则被誉为集成电路产业皇冠上的明珠［1］。作为光刻机三大指标之一的套刻精度，是指芯片当中上下相邻两层电路图形的位置偏差。套刻精度必须小于特征图形的1/3，比如14 nm节点光刻机的套刻精度要求小于5.7 nm。影响套刻精度的重要因素是工件台的定位精度，而工件台定位精度确定的前提则是超精密位移测量反馈，因此超精密位移测量系统是光刻机不可或缺的关键分系统之一［2-4］。随着集成电路特征尺寸的不断减小，对位置测量精度的需求也不断提高；同时，为了满足光刻机产率不断提升的需要，掩模台扫描速度也在不断提高，甚至达到 3 m/s 以上；此外，为了满足大尺寸平板显示领域的需求，光刻机工件台的尺寸和行程越 来越大，最大已达到 1. 8 m×1. 5 m；最后，为了获得工件台和掩模台良好的同步性能，光刻机还要求位置测量系统具备多轴同步测量的功能，采样同步不确定性优于纳秒级别［5-8］。 综上，光刻机要求位置测量系统同时具备亚纳米级分辨率、纳米级精度、米级量程、数米每秒测量速度、闭环反馈以及多轴同步等特性。目前，在精密测量领域能同时满足上述测量要求的，只有外差干涉测量技术。 本文分别介绍外差干涉测量技术原理及其两 种具体结构——双频激光干涉仪和平面光栅测量系统，以及外差干涉技术在光刻机中的典型应用。 2 外差干涉原理 2. 1 拍频现象 外差干涉又称为双频干涉或者交流干涉，是利用“拍频”现象，在单频干涉的基础上发展而来的一 种干涉测量技术。 假设两列波的方程为 x1 = A cos ω1 t ， （1） x2 = A cos ω2 t 。 （2） 叠加后可表示为（3）拍频定义为单位时间内合振动振幅强弱变化 的次数，即 v =| (ω2 - ω1)/2π |=| v 2 - v 1 | 。 （4） 波 x1、x2 以及合成后的波 x 如图 1 所示，其中包 络线的频率即为拍频，也称为外差频率。如果其中一个正弦波的相位发生变化，拍频信号的相位会发生完全相同的变化，即外差拍频信号将完整保留原始信号的相位信息。 图 1. 拍频示意图Fig. 1. Beat frequency diagram对于激光而言，因为频率很高（通常为 1014 Hz 量级），目前的光电探测器无法响应，但可以探测到两束频率相近的激光产生的拍频（几兆到几十兆赫兹）。因此拍频被应用到激光领域，发展成激光外差干涉技术。2. 2 外差干涉技术 由拍频原理可知 ，所谓外差就是将要接收的信号调制在一个已知频率信号上，在接收端再将该调制信号进行解调。由于高频率的激光信号相位变化难以精确测量，但利用外差干涉技术可以用低频拍频信号把高频信号的 相位变化解调出来，将大大降低后续精确鉴相的难度。因此，外差技术最显著的特点就是信号以交流的方式进行传输和处理。 与单频干涉技术相比，外差干涉技术的突出优点是：1）由于被测对象的相位信息是加载在稳定的差频（通常几兆到几十兆赫兹）上，因此光电探测时避过了低频噪声区，提高了光电信号的信噪比。例如在外界干扰下，测量光束光强衰减 50% 时，单频干涉仪很难正常工作，而外差干涉仪在光强衰减 90% 时仍能正常工作 ，因此更适用于工业现场 。 2）外差干涉可以根据差频信号的增减直接判别运动方向，而单频干涉技术则需要复杂的鉴相系统来 判别运动方向。单频干涉技术与外差干涉技术对比如表 1 所示。表 1. 单频干涉技术与外差干涉技术对比Table 1. Comparison between homodyne interferometry and heterodyne interferometry3双频激光干涉仪 3. 1 双频激光干涉仪原理 双频激光干涉仪是在单频激光干涉仪的基础上结合外差干涉技术发展起来的，其原理如图 2 所 示。双频激光器发出两列偏振态正交的具有不同频率的线偏振光，经过偏振分光器后光束被分离。 图 2. 双频激光干涉仪原理图Fig. 2. Schematic diagram of dual frequency laser interferometer设两束激光的波动方程为 E1 = E R1 cos ( 2πf1 t ) E2 = E R2 cos ( 2πf2 t ) ， （5） 式中：ER1和 ER2为振幅；f1和 f2为频率。 偏振态平行于纸面的频率为 f1 的光束透过干涉仪后，被目标镜反射回干涉仪。当被测目标镜移动时，产生多普勒效应，返回光束的频率变为 f1 ± Δf， Δf 为多普勒偏移量，它包含被测目标镜的位移信息。经过干涉镜后，与频率为 f2 的参考光束会合，会合后光束发生拍频，其光强 IM函数为 （6） 式（6）包含一个直流量和一个交流量，经光电探测器转换为电信号，再进行放大整形后，去除直流量，将交 流量转换为一组频率为 f1 ± Δf- f2的脉冲信号。从双频激光器中输出频率为 f1 - f2 的脉冲信 号，作为后续电路处理的基准信号。测试板卡采用减法器通过对两列信号的相减，得到由于被测目标 镜的位移引起的多普勒频移 Δf。被测目标镜的位移 L 与 Δf的关系可表示为 （7） 式中：λ 为激光的波长；N 为干涉的条纹数。因此， 只要测得条纹数，就可以计算出被测物体的位移。 3. 2 系统误差分析 双频激光干涉仪的系统误差大致由三部分组成：仪器误差、几何误差以及环境误差，如表 2 所示。 三种误差中，仪器误差可控制在 2 nm 以内；几何误 差可以通过测校进行动态补偿，残差可控制在几纳米以内；环境误差的影响最大，通常可达几十纳米到几微米量级，与测量区域的环境参数（温度、压 力、湿度等）有关，与量程几乎成正比，因此大量程测量时，需要对环境参数进行控制。 表 2. 双频激光干涉仪系统误差分解Table 2. System error of dual frequency laser interferometer4 平面光栅测量系统 双频激光干涉仪在大量程测量时，精度容易受 温度、压力、湿度等环境因素影响，研究者们同样基于外差干涉原理研发了平面光栅测量系统，可克服双频激光干涉仪的这一缺点。 4. 1 基于外差干涉的光栅测量原理 众所周知 ，常规的光栅测量是基于叠栅条纹的，具有信号对比度差、精度不高的缺点。基于外差干涉的光栅测量原理如图 3 所示，双频激光器发出频率 f1 和 f2 的线偏振光，垂直入射到被测光栅表面，分别进行+1 级和−1 级衍射，衍射光经过角锥反射镜后再次入射至被测光栅表面进行二次衍射， 然后会合并沿垂直于光栅表面的方向返回。由于被测光栅与光栅干涉仪发生了相对运动，因此，返回的激光频率变成了 f1 ± Δf和 f2 ∓ Δf，其中 Δf为多 普勒频移量，它包含被测目标镜的位移信息。 图 3. 基于外差干涉的光栅测量原理Fig. 3. Principle of grating measurement based on heterodyne interference会合后的光束 f1 ± Δf 和 f2 ∓ Δf 发生拍频，其频率为 ( f1 ± Δf ) - ( f2 ∓ Δf ) = ( f1 - f2 ) ± 2Δf。（8） 式（8）的信号与双频激光器中输出频率为 f1 - f2 的 参考信号相减，得到多普勒频移 Δf。被测目标镜的位移 L 与 Δf的关系可表示为（9） 式中 ：p 为光栅的栅距 ；N 为干涉的条纹数 。 因此，只要测得条纹数 ，就可以计算出被测物体的位移。 上述原理推导是基于一维光栅刻线的，只能测量一维运动。为了获得二维测量，只需将光栅的刻线由一维变成二维（即平面）即可。 4. 2 两种测量系统优缺点对比 由此可知，基于外差干涉的光栅测量原理与双频激光干涉仪几乎完全相同，主要的差别是被测对象由反射镜换成了衍射光栅。两种测量系统的优缺点如表 3 所示。表 3. 双频激光干涉仪与光栅测量系统对比Table 3. Dual frequency laser interferometer versus gratingmeasurement system5外差干涉测量在光刻机中的应用 发展至今，面向 28 nm 及以下技术节点的步进扫描投影式光刻机已成为集成电路制造的主流光刻机。作为光刻机的核心子系统之一的超精密工件台和掩模台，直接影响着光刻机的关键尺寸、套刻精度、产率等指标。而工件台和掩模台要求具有高速、高加速度、大行程、超精密、六自由度（x、y 大 行程平动，z 微小平动，θx、θy、θz微小转动）等运动特点，而实现这些运动特点的前提是超精密位移测量反馈。因此，基于外差干涉技术的超精密位移测量子系统已经成为光刻机不可或缺的组成部分。 4. 光刻机中的多轴双频激光干涉仪［10］Fig. 4. Multi-axis dual frequency laser interferometer in lithography machine[10]图 4 为典型的基于多轴双频激光干涉仪的光刻机工件台系统测量方案［10］，在掩模台和硅片台的侧面布置多个多轴激光干涉仪，对应地在掩模台和硅 片台上安装长反射镜；通过多个激光干涉仪的读数解算出掩模台和硅片台的六自由度位移。 然而，随着测量精度、测量行程、测量速度等运动指标的不断提高，双频激光干涉仪由于测量精度易受环境影响、长反射镜增加运动台质量致使动态性能差等问题难以满足日益提升的测量需求。因 此，同样基于外差干涉技术的平面光栅测量系统成为了另一种选择［8］。 光刻机工件台平面光栅测量技术首先由世界光刻机制造巨头 ASML 公司取得突破。该公司于 2008 年 推 出 的 Twinscan NXT：1950i 浸 没 式 光 刻机，采用了平面光栅测量技术对 2 个工件台的六自 由度位置进行精密测量。如图 5 所示，该方案在主基板的下方布置 8 块大面积高精度平面光 栅（约 400 mm×400 mm），在两个工件台上分别布置 4 个 平面光栅读数头（光栅干涉仪），当工件台相对于平 面光栅运动时，平面光栅读数头即可测出工件台的 运动位移［2，5，9］。图 5. ASML 光刻机的平面光栅测量方案［2，5，9］Fig. 5. Plane grating measurement scheme of ASML lithography machine[2,5,9]相比多轴双频激光干涉仪测量方案，平面光栅测量方案具有以下优点：1）测量光路短（通常小于 20 mm），因此测量重复精度和稳定性对环境变化不 敏感；2）工件台上无需长反射镜，因此质量更轻、动态性能更好。 然而，平面光栅测量方案也有其缺点：1）大面积高精度光栅制造难度太大；2）由式（9）可知，位移 测量结果以栅距 p 为基准，然而受栅距均匀性限制， 测量绝对精度不高。为了获得较好的精度和线性度，往往需要利用双频激光干涉仪进行标定。 面临极端测量需求的挑战 ，Nikon 公 司 在 NSR620D 光刻机中采用了平面光栅和双频激光干涉仪混合测量的技术方案［9］，如图 6 所示。该方案 将平面光栅安装在工件台上表面，而将光栅读数头安装在主基板下表面，同时增加了双频激光干涉仪，结合了平面光栅测量系统和双频激光干涉仪的 优点。在读头与读头切换时采用双频激光干涉仪进行在线校准。 图 6. Nikon光刻机混合测量方案［9］Fig. 6. Hybrid measurement scheme of Nikon lithography machine [9]6激光外差干涉系统的发展趋势 无论是双频激光干涉仪还是平面光栅测量系统，要想获得纳米级测量精度，既需要提高测量系统本身的精度，更需要从使用的角度努力，即“三分 靠做，七分靠用”。 就激光外差干涉测量系统本身而言，误差源主要来自于光学非线性误差。在外差干涉测量系统 中，由于光源及光路传输过程各光学器件性能不理想或装调有偏差，会带来两个频率的光混叠现象， 即原本作为测量信号频率 f1（或 f2）的光中混杂了频 率 f2（或 f1）的光，或原本作为参考信号频率 f2（或 f1） 的光中混杂了频率 f1（或 f2）的光。在信号处理中该混叠的频率信号会产生周期性的光学非线性误差。尽管目前主流的双频激光干涉仪厂家已经将非线性误差控制在 2 nm 以内［10- 12］，但应用于 28 nm 以下光刻机时仍然需要进一步控制该误差。国内外众多学者从非线性误差来源、检测和补偿等角度出发，进行了大量研究并取得了丰硕成果［13- 17］。这些成果有望对非线性误差的动态补偿提供理论支持。 从应用角度，研究热点主要集中在应用拓展、 安装误差及其测校算法、环境参数控制及其补偿方法研究等方面。在应用拓展方面，激光外差干涉技术除了应用于测长之外，还在小角度测量、直线度、平面度、反馈测量等方面取得了应用［18- 20］。在安装误差和环境误差补偿算法方面，主要聚焦于多自由度解耦算法、大气扰动补偿等研究方向［4，21- 27］。 7 总结 阐述了光刻机对位移测量系统大量程、亚纳米 分辨率、纳米精度、高测速及多轴同步的苛刻要求。 概述了激光外差干涉技术原理，指出目前为止，激光外差干涉技术是唯一能满足光刻机上述要求的超精密位移测量技术。并综述了两种基于激光外差干涉技术的测量系统：双频激光干涉仪和平面光栅测量系统。总结了这两种位移测量系统在光刻机中的典型应用，以及激光外差干涉技术的当前研究热点和发展趋势。全文详见：激光外差干涉技术在光刻机中的应用.pdf

去年，一则《68岁老人研制出新型色谱仪器 年内出样机》新闻在业内引起了不小轰动，不少人在呐喊助威时，也提出了疑问：冯老汉研制的是哪种色谱仪？目前研制工作进行到了哪一阶段？今天（4月16日），笔者意外接到了冯老的电话，交谈得知，冯老的平面色谱仪已推出试验样机，目前正在进行关键的最后一步研制工作，日前，冯老和周老还接受了《文汇报》记者的采访。以下为《文汇报》4月14日头版文章：　　冯国利69岁，周海舫79岁，两个老头还在忙，使劲忙。　　从2008年至今，他俩苦苦研制着一种新型的平面色谱分析仪，如今试验样机已初步完成，其间还申报了两项发明专利 他们想在今年年底前做出正式样机，然后试探市场。　　“4年多了，就花自己的退休金。”冯国利说，为这台仪器，他放弃了旅游的爱好，这些年没花钱出去玩过一天。　　没人要他们忙这个，是他们自己要忙，因为心里憋着股气——“就没有中国人做不出来的东西!”　　被老外激起了“倔脾气”　　冯国利和周海舫都跟科学仪器打了一辈子交道。　　1960年起，冯国利一直在上海计量测试和科学器材部门工作 而周海舫自从1957年进了上海分析仪器厂，一直在设计研制国产科学仪器。　　2001年，有法国人把他们新研制成功的平面色谱分析仪介绍给冯国利，新仪器把高效液相和薄层色谱这两种分析方法集于一体，堪称“构思绝佳”。　　当年它在上海一个仪器展览会上展出，许多国内高校和科研院所都极感兴趣，然而法国人开价25万元人民币，另加近40万元提供配套器材，让人望而却步。　　冯国利也很为这台仪器倾心，用起来的确简单、高效。以前做中药成分分析需要10个步骤，在这台仪器上“一推一送”就能做完，而且它能同时分析多个样品，这在当时独树一帜。　　冯国利想跟法国人搞技术合作，但对方开出50万欧元“图纸费”，一下让他打消了念头，同时激起了他的“倔脾气”。　　“难道就不能自己做?”念头一生，冯国利便着手筹备。先要组建队伍，可惜这时他最想拉来“入伙”的周海舫生了场大病 直到一年后，老周身体稍好些，工作才渐渐开展起来。　　每一个零件都颇费心思　　周海舫的儿子给他们提供了12平方米的空间，充当实验室、办公室和组装车间。面积虽小，但安排得井然有序：房间一角放着台钻床，墙壁上挂满了钳子、榔头、锉刀之类大大小小的工具，柜子里摆了不少计量器具。做精密零件需要洁净室，但条件有限，他们就在一张桌子上面遮块塑料板，用来挡灰尘。　　万事开头难，而他们开头时，手边就只有那台洋仪器的一张图片 虽然有过近距离接触，但冯国利并不知道它的内部构造。查阅了国内外的有关资料，他们决定用现有的成熟技术来尝试研制。　　他们先做了一个实验装置，试验原理 然后试制出实验样机，去年从亲戚朋友那里筹集来50万元，开始研发正式样机。　　事非亲历不知难。每一个零件都颇费心思。小到一颗螺丝钉的长度、一个小弹簧的圈数，大到加压泵的吨位，都得来不易。　　新仪器的核心部件——展开室，是老工程师的创新设计，花费了无数心血。它的底板上有一道0.2毫米深、5厘米宽、20厘米长的凹槽，难倒了两家工厂的精密加工机床。怎么办?手艺活出色的周海舫决定亲手加工，为了保证凹槽平整光滑，光刻刀的切削角度和刃口，他试验了好几十次，这才攻克难关。　　又一个难关出现在面前：就凭孤零零一张图纸，找不到工厂愿意承接加工，两位老人不知道跑了多少地方，软磨硬泡，终于有人被他们的精神打动。经过6个月不断完善，国产的平面色谱分析仪终于渐渐从图纸里“走”了出来。　　“感觉在登山，每天总有进步。”这是冯国利对他们这一段经历的总结。　　国产科学器材可有可无?　　有人不解：“这两个老头想钱想疯啦?这么大年纪了还在瞎折腾。”　　误会不曾伤了冯国利和周海舫的心，但当听到国内一些实验室的人开口便说“我们这里200多台色谱仪，都是进口的”，两个老头感觉无比悲凉。冯国利不明白：为什么对“进口的”那么骄傲，国产科学器材难道真就可有可无了?　　提起自己曾经的工作单位——上海分析仪器厂，周海舫语气里充满自豪，但这种自豪好像只属于过去。冯国利总在收集跟科学仪器有关的资料包括新闻报道，不少“坏消息”令他气结，“眼睛都能看出血来”：这些年国内单位总在进口仪器，国产科学仪器的生存空间被一再压缩，整个行业一再萎缩 而国内诸多仪器制造专业人才，被外资仪器厂商网罗去做了销售员。　　冯国利说，好多诺贝尔奖获得者用自己设计的工具才发现了别人没能发现的东西，用进口的成型仪器搞研究，我们恐怕只能重复看到那些已被发现的东西。　　他们很清楚，凭借自己微薄的力量改变不了现状，但仍然强烈地盼望着自己辛辛苦苦研发出来，价格大约只是洋仪器1/3的平面色谱分析仪能被国内的实验室认可和接受，给自己的付出一个交待，给中国人争一口气。　　两位老工程师说，现在他们还有最后一里路要走，这是最艰难的一里路 至于下一步能不能生产和推向市场，这将要面世的第一台样机会不会也是最后一台，眼下还顾不上想，他们只希望，不要总身处无奈和无助的窘境。

近日，森泉光电获得英国Camlin Photonics独家代理权！ Camlin Photonics是国际Camlin集团的一个部门，其经营的愿景是为各行各业带来颠覆性的产品。Camlin Photonics作为光谱方面的专家，可提供多种高光谱和常规光谱设备和集成系统。 我们所有的产品都由领先的数据采集、分析和显示软件提供支持。我们相信高品质的工程和设计，使我们能够开发市场领先的产品和服务。Camlin公司产品：光源、可调谐光源、单色器，光谱仪、荧光计系统、高光谱成像APOLLO可调谐光源我们光源的创新设计使ATLAS单色仪与我们配套光谱成像仪系列可简单方便对准，可形成功能强大的可调谐光源系统 - APOLLO TLS系列。 在以上光源和单色器范围内，我们可以提供高度定制的可调谐光源，以有效地满足客户对功率和分辨率的要求。。 我们的可调谐光源采用完全模块化、可集成化方式设计，可以直接调整配置和附件。APOLLO TLS300-X600 - 可调谐光源，包括ATLAS系列300mm焦距单色仪和APOLLO X600氙光源。ATLAS系列单色仪 - 光谱仪ATLAS系列Czerny-Turner单色仪可提供一系列定制的高质量直接扫描单色仪系统。 焦距为150mm，300mm，500mm和750mm以及多光栅转台设计特点，我们可以为低，中，高分辨率应用提供合适的系统。 例如，ATLAS 150的分辨率为0.4nm，而ATLAS 750的分辨率高达0.03nm。完整的控制配置：单色仪：选择单色仪的焦距需要考虑平衡分辨率，收集光能力和预算等要求。 提供单个，二个和三个配置。输入和输出端口：需要多个输入或输出时，可选择配有电动切换的两个输入和两个输出端口。狭缝和阵列端口：配标准千分尺的双侧精密刀口狭缝可升级为固定狭缝或电动狭缝。 用于CCD，InGaAs和iCCD的阵列端口也可提供。衍射光栅：可提供各种各样的高质量光栅。配件：提供各种配件，包括电动滤波片轮，光纤和液体光导适配器和探测器。fluoroSENS荧光光谱仪系统fluoroSENS系统是一款多功能台式荧光计，具有极高的光谱灵敏度 - 单光子计数。 有两种标准配置可供选择：fluoroSENS MINI和fluoroSENS PRO。模块化设计适用于对各种光源、单色仪、样品架和探测器等配置进行完全控制。 fluoroSENS系统也很容易从稳态升级到时间分辨测量。智能高光谱解决方案应用领域：精准农业食品安全文物/艺术品保护化学成像颜色测量取证分析工业质量控制检验分析材料鉴定医学影像环境检测及研究生物医学/光谱成像技术研究 高光谱成像应用高光谱成像作为一项具有强大功能的技术，其结合了紫外到红外波段光谱分析技术与数字成像技术。高光谱图像结构中的每个像素包含检测目标对应的连续光谱特性或指纹特征信息。 Camlin Photonics公司可独立设计、制造坚固耐用、结构紧凑且性价比高的成像分析系统，结合用于收集及分析高光谱图像的光谱采集工具和分析软件--HYPERION HIS高光谱成像仪。 该系统现在已广泛被应用于过程控制、监测、诊断和检测等领域。作为一种无损、非接触式技术，具有多种领域的应用前景，例如：比色法，制药，艺术保护，法庭医学，精准农业、食品质量控制/安全防范，检测假冒材料和产品掺假，检测现场变化等等。 农业食品检验基于成熟度及损坏情况分拣水果和蔬菜，根据鲜嫩程度和产量对肉类进行切割加工，或烘烤过程工艺优化以避免变质或浪费，在线检测等应用领域具有巨大的应用潜力，可确保质量过程，同时减少浪费。 与人工检查、简单颜色测量或定期采样相比，在线光谱成像技术可用于识别人眼无法看到的过程质量问题，确保食品加工过程中100％的实时在线检测。制药短波近红外（SWIR）高光谱成像系统通常可用于测量活性成分，其可透过透明包装，直接对片剂或胶囊经行采样分析，判定药片中的活性成份及其浓度。Camlin Photonics高光谱成像系统可同时提供有实验室分析和在线检测版本，用于实验室样品分析或全质量控制检测。 机载HSI机载高光谱成像作为一种功能强大的远程遥感工具，可用于目标判定及识别。通过建立正确系统的地面参考数据库，可用于对植被及农作物的物种及其健康生长情况进行空中测量和精确识别判定。 预处理后的高光谱图像质量在几何上可以与摄影测量的图像质量相匹配，因此高光谱成像是识别植被和周围结构的面积与分布的有力工具，并且可以导入地理信息系统。 高光谱成像系统高光谱成像系统主要包括：光谱采样相机、机械扫描结构、分析软件及信号处理等。 光谱采样相机推扫式光谱采样相机可用于测量线性图像，并通过使用扫描创建二维图像。Spectral CameraNUVVNIRNIRSWIRSpectral Range350 - 800 nm400 -1000 nm900 -1700 nm900 -2500 nmSpatial Pixels10001600640 (320 option)384Spectral Resolution2 nm2 nm4 nm6 nmLine Frame (lf) Rates35 lf/s35 lf/s100 lf/s400 lf/sSmile and Keystone ErrorSub-pixel across the spectrograph output fieldInterface OptionsUSB2.0 / 3.0, CL / GiGeUSB2.0 / 3.0, CL / GiGeUSB2.0 / CLCameraLink扫描解决方案创建二维图像需要对目标进行行扫描，可通过线性移动相机或样品完成，常见的扫描模式如下：线性用于样品目标移动的线性位移台或传送带或用于相机移动的线性位移台?位移台行程：100 -2500mm?分辨率：2.5 - 25μm/步?扫描速度可达40 mm/s旋转旋转式扫描仪适用于大场景成像?360°旋转的垂直或水平扫描模式?0.005°角分辨率?角度扫描速度可达每秒25°镜像紧凑型扫描仪，适用于所有光谱相机中、短焦距物镜。?标准物镜17毫米?分别跟踪和跨越70和40度的视野?瞬时视场高达0.05度?根据所选的光谱相机，扫描速率最高可达400帧/秒?水平和垂直扫描模式机载成像相机可搭载固定翼飞机、旋转翼飞机或无人机使用。 物镜在成像相机前可用物镜来定义视场和目标的像素分辨率。 这些物镜专为高光谱成像而设计，具有非常高的机械稳定性和宽谱镀膜。物镜类别光谱范围焦距VNIR400 to 1000 nm9, 18, 23, 35, 50, and140 mmNIR / SWIR900 to 2500 nm15, 22, 30, 56, and 73(macro) mm 光源主动或被动高光谱成像均可提供。 通常情况，可提供钨灯用于提供目标上主动照明，点或线性照明可选。对于高光谱成像荧光或拉曼光谱研究，我们可以提供宽谱的汞和氙灯，并且可以配置线照明和滤光以确保高准确测量。对于低信号强度或高速采集应用，我们可配套相应的激光器和自适应光学元件。高光谱成像软件用于数据采集、查看和分析的综合软件是任何高光谱系统的关键部分。我们的spectraSENS软件是一个完全集成的高光谱平台，可用于收集、查看和处理数据。直接通过软件可单光谱或多光谱相机操作，可输出高分辨率RGB图像，传感器触发信号，数据流和直接可视化信号。Control features and displays 起止波长选择起止目标空间范围选择光谱分辨率选择空间分辨率选择每个数据点的帧率和积分时间单向或双向扫描电子倍增CCD增益控制（如适用）实时谱图：按像素或选定区域样品和照明位置优化的实时信号计数 多帧采集显示帧图像和高光谱数据立体显示假彩色图像 spectraSENS软件已经配备了全面的内置数据分析功能库，包括有监督和无监督的方法，以及用于地面参考（训练）数据集的偏最小二乘建模，以实现材料的浓度Mapping。关键显示和分析功能包括：显示分析多帧光谱图像旋转主成分分析空间选择光谱角度Mapping假色RGB支持向量机直方图和水平调整终端成员分类光谱切片偏最小二乘

仪器信息网讯 2024年1月26日， “卓立造，中国芯”——2024年度新品发布会暨卓立汉光25周年系列活动（第一辑）在北辰五洲皇冠国际酒店召开。100余位专家、用户及卓立汉光的相关领导、技术专家等出席活动。特别值得一提的是，该活动在仪器信息网3i讲堂、视频号等多渠道全球同步直播。据不完全统计，超万人次线上参与，引发热烈讨论与交流。新品发布会现场北京卓立汉光仪器有限公司总经理 张志涛致辞苏州惟光探真科技有限公司创始人 刘争晖致辞卓立汉光成立于1999年，以精密位移控制以及光谱仪模块和光谱仪系统为核心，并且为广大的科研和工业客户提供相应的产品和服务。卓立汉光总经理张志涛在致辞中讲到：“今年是卓立汉光成立的25周年，非常感谢在过去的发展历程当中，所有客户对卓立汉光的支持与帮助，以及所有员工对卓立汉光的贡献。未来我们将会继续加大在技术研发和市场应用端的投入，实现卓立汉光下一个腾飞的25年。”苏州惟光探真科技有限公司创始人刘争晖在致辞中谈到了国产仪器目前面临的问题，并就国产科学仪器如何发展壮大与大家进行了探讨。其介绍说，“国产仪器要发展壮大就要欢迎竞争和内卷，关注核心技术，关注软件和应用体验等。”此外，致辞中，刘争晖还就科学仪器转移转化的方式谈了自己的看法。重磅新品揭幕据张志涛介绍，本次发布会推出了十余款新品，主要分成两大类，核心配件及应用系统。其中，核心配件重点突破关键技术，为客户及卓立汉光自身系统开发提供基础保障。比如 Hipers 光谱仪，实现了全球领先的光谱成像效果，将在科研及生命科学应用发挥重大作用；应用系统以解决客户需求为目的，提供最终解决方案。比如高光谱系列智能一体机，实现数据的收集、分析、输出的一体化设计，方便客户使用。接下来的会议日程依次为大家揭晓了本次发布会的新产品和相关解决方案，包括HiperS-320i全焦面影像校正光栅单色仪/光栅光谱仪、Image-λ-RT系列可见-近红外高光谱相机、FI-RIR便携式红外拉曼一体机、2μm 掺铥光纤激光器、高能量连续可调衰减器、TL-900 热释光测试系统、T-lab系列通用型条纹相机、可见光分幅相机、CS系列30mm笼式组件、无线温振传感器等，并在现场进行了真机展示。一直以来，卓立汉光深耕科学仪器行业，而此次新品的集中发布就特别彰显了科学仪器的“中国力量”！据介绍，本次发布会推出的HiperS-320i全焦面影像校正光栅单色仪/光栅光谱仪、Image-λ-RT系列可见-近红外高光谱相机等已经实现国产替代，甚至超越国外品牌。Image-λ-RT系列可见-近红外高光谱相机（左）、HiperS-320i全焦面影像校正光栅单色仪/光栅光谱仪（右）第一排：Omni-λ300s”影像谱王”光栅光谱仪/光谱仪（左）、FI-RIR便携式红外拉曼一体机（右）；第二排：超快时间分辨光谱测试系统（左）、超快高速成像-分幅相机（右）第一排：GaiaSmart系列高光谱成像仪（左）、高光谱激光雷达热红外一体机-GaiaSky-Lidar（中）、无人机载日光诱导叶绿素荧光系统GaiaSky-Fluo（右）；第二排： 像素级控光影像整机（左）、高能量连续可变偏振分光器（中）、CS系列30mm笼式组件（右）第一排：无线分体式温振传感器VA350_ICP（左）、无线温振传感器VA325（中）、NB-loT无线温振传感器VA525（右）；第二排：无线网关BS910、BS913（左）、VT108无线温湿度监控器和VT112温湿度监控终端（中）、全自动微区光电系统（右）第一排：北京必创科技股份有限公司产品经理 邱航（左）、无锡必创测控科技有限公司副总经理及研发负责人 姚先华（右）；第二排：北京清智元视科技有限公司首席执行官 胡成洋（左）、北京卓立汉光仪器有限公司光谱应用专家 覃冰（右）北京必创科技股份有限公司产品经理邱航分享了设备状态监测产品及解决方案；无锡必创测控科技有限公司副总经理及研发负责人姚先华介绍了实验室冷链安全监测产品及方案；北京清智元视科技有限公司首席执行官胡成洋对新品“像素级控光影像整机”—MetaCam进行详细讲解；北京卓立汉光仪器有限公司光谱应用专家覃冰对TL-900热释光测试系统和基于振镜的FLIM系统进行详细介绍。北京卓立汉光仪器有限公司光谱应用专家 吴京航（左）、湖北众韦光电科技有限公司 蔡梦豪（中）、江苏双利合谱科技有限公司总经理 张永强（右）北京卓立汉光仪器有限公司光谱应用专家吴京航介绍了超快时间分辨光谱与高速成像产品；湖北众韦光电科技有限公司蔡梦豪分享了全自动微区光电系统；江苏双利合谱科技有限公司总经理张永强详细讲解了多种类高光谱智能一体机系统。北京卓立汉光仪器有限公司项目经理 佟飞（左）、无锡中镭光电科技有限公司研发总监 王旭（中）、北京卓立汉光仪器有限公司激光产品服务部总经理 张瑞宝（右）北京卓立汉光仪器有限公司项目经理佟飞介绍了全焦面影像校正光谱仪；无锡中镭光电科技有限公司研发总监王旭介绍了2μm波段光纤激光器新品；北京卓立汉光仪器有限公司激光产品服务部总经理张瑞宝分享了高能量连续可调衰减器。北京卓立汉光仪器有限公司工业分析仪器事业部总经理 李敏（左）、北京卓立汉光仪器有限公司光机机械工程师 曹佳宝（中）、北京卓立汉光仪器有限公司光色测量事业部总经理 韩莉（右）北京卓立汉光仪器有限公司工业分析仪器事业部总经理李敏讲解了便携式红外-拉曼检测系统；北京卓立汉光仪器有限公司光机机械工程师曹佳宝讲解了CS系列30mm笼式结构组件；北京卓立汉光仪器有限公司光色测量事业部总经理韩莉带来了发光材料及器件光色电综合测试方案。相关新产品的详细特点和性能优势请查看仪器信息网的视频回放。北京大学副研究员 洪浩（左）、中国科学院化学研究所研究员 张贞（中）、中国海洋大学副教授 夏呈辉（右）除了优秀产品重磅推出与技术干货倾情分享外，本次活动还诚邀业内重要专家现场分享，共话光电新品与未来。其中，北京大学副研究员洪浩以《二维材料界面非线性光学调控》为题进行报告分享；中国科学院化学研究所研究员张贞以《复杂界面分子结构非线性光谱研究》为题展开讨论；中国海洋大学副教授夏呈辉进行《多功能半导体铜基疏化物纳米晶体的精准制备及光电性质研究》的主题报告。北京卓立汉光仪器有限公司销售经理 刘沫主持活动合影留念25年的积累、25年的沉淀，25年的风雨兼程，卓立汉光在国产替代的道路上砥砺前行。25周年，也必将是一个新起点，就像张志涛在致辞中介绍的：2024年不光是卓立汉光成立25周年的重要时刻，也将定义为卓立汉光进军国际市场、打造国际知名品牌的元年。据悉，本次发布会是卓立汉光25周年庆典的一个开端，后面将展开卓立25周年的质量万里行回馈客户活动、逐梦光电﹣卓立汉光25周年特别用户研讨会、贯穿全年度的线上名师讲堂活动、线下区域性的用户交流活动等一系列的市场宣传和客户回馈活动，敬请期待！虎啸龙吟展宏图，2024甲辰龙年是卓立汉光的25周年，也是卓立汉光和仪器信息网携手同行的16年，更是品牌合作伙伴加深合作的新一年，期待双方强强联手，合作共赢！活动直播过程中，仪器信息网的3i讲堂和视频号分别为参会代表准备了有奖问答、红包雨等系列惊喜，现场氛围热烈非凡，更多精彩内容请查看：

会议简介由中国光学学会和中国化学会主办的“第20届全国分子光谱学学术会议”暨由中国光学会光谱专业委员会主办的“2018年光谱年会”将于2018年10月19-22日在山东省青岛市黄岛区召开，森泉光电作为行业内的佼佼者受邀参加此次行业盛会。自1979年在桂林召开第一届会议以来，全国分子光谱学学术会议已经成功举办了19届，2018年将迎来会议的四十周年，也将是时隔28年再次在青岛市举办。本次会议是我国光谱科学工作者的又一次盛会，将全力展示我国在光谱及相关领域的最新研究进展及取得的成果，增进广大光谱科学工作者及其支持光谱事业人们间的交流与合作，促进我国光谱事业的发展。届时大会组委会将邀请国内外光谱及相关领域的院士、知名专家学者到会作大会报告，同时会议还将组织各类专题讨论和学术交流。时间：2018年10月19-22日地点：山东省青岛市黄岛区银沙滩温德姆至尊酒店（山东省青岛市黄岛区银沙滩路178银沙滩畔）森泉展位：一楼3号展位精彩看点此次会议森泉将重点展示：Camlin光源、可调谐光源、单色器，光谱仪、高光谱成像及荧光计系统等模块化光谱。 APOLLO 光源 Camlin Photonics提供一系列专业高性能、高稳定性光源：连续式/脉冲式氙弧灯，氘灯和卤钨灯等。 光源的选择取决于应用所需的光谱范围、光源亮度、稳定性以及光谱平滑度等要求。 APOLLO 可调谐光源 我们光源的创新设计使ATLAS单色仪与我们配套光谱成像仪系列可简单方便对准，可形成功能强大的可调谐光源系统 - APOLLO TLS系列。 在以上光源和单色器范围内，我们可以提供高度定制的可调谐光源，以有效地满足客户对功率和分辨率的要求。 ATLAS系列-单色仪 ATLAS系列Czerny-Turner单色仪可提供一系列定制的高质量直接扫描单色仪系统。焦距为150 mm， 300 mm， 500 mm和750 mm以及多光栅转台设计特点，我们可以为低，中，高分辨率应用提供合适的系统。 例如，ATLAS 150的分辨率为0.4nm，而ATLAS 750的分辨率高达0.03 nm。 Fluoro SENS分子荧光光谱仪系统 fluoroSENS系统是一款具有极高的光谱灵敏度 - 单光子计数的多功能台式荧光系统。有两种标准配置可供选择：fluoroSENS MINI 和fluoroSENS PRO。模块化设计适用于对各种光源、单色仪、样品架和探测器等配置进行完全控制。 fluoroSENS系统也很容易从稳态升级到时间分辨测量。 高光谱成像软件 用于数据采集、查看和分析的综合软件是任何高光谱系统的关键部分。我们spectraSENS软件是一个完全集成的高光谱平台，可用于收集、查看和处理数据。 可直接通过软件单光谱或多光谱相机操作，可输出高分辨率RGB图像，传感器触发信号，数据流和直接可视化信号。 spectraSENS软件已经配备了全面的内置数据分析功能库，包括有监督和无监督的方法，以及用于地面参考（训练）数据集的偏最小二乘建模，以实现材料的浓度Mapping。森泉光电诚挚的欢迎国内外光谱界的同仁莅临我们的展位，共同见证光谱会议四十年的发展成果，真诚期待大家2018年金秋10月在青岛相聚！

p　　2017年9月1日，由中科院条财局在长春组织召开的国家重大科学仪器设备开发专项“高端全息光栅研发”项目初步验收会顺利通过。会议听取了长春光机所做的“项目研制工作报告”和各参与单位做的子任务情况汇报，并进行了质疑讨论。/pp style="text-align: center "img width="500" height="376" title="1.jpg" style="width: 500px height: 376px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/247fd012-fa79-48d2-aa28-be5abdcbf9b8.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp style="text-align: center "img width="500" height="376" title="2.jpg" style="width: 500px height: 376px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/faf91127-d523-4835-be24-06df8026fd88.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp　　随后对项目研制的光栅和仪器设备进行了现场测试验收。/pp　　在“高端全息光栅研发”项目立项之前，中科院长春光机所研制的全息光栅产品已成功用于国内外多家光谱仪器企业的各种类型光谱仪器。但是，在技术实力方面和国外同行差距较大，高端光谱仪器急需的高端全息光栅仍未完全实现自主知识产权，部分产品需要进口，并且价格比较昂贵,阻碍了光谱仪器产品进入国际市场的进程。/pp　　本项目立项目标是研发出高端光谱仪器的核心部件-高端全息光栅：①建立集全息光栅设计、制造、检验于一体的开发平台 ②开发光谱分析市场中急需的光栅，形成一定产业化规模，满足我国光谱分析仪器行业的需求，并打开国际市场 ③将研制的光栅在光谱分析仪器企业中进行应用示范及产业化推广，通过高端全息光栅自主创新带动我国高端光谱分析仪器自主创新，完善我国光谱分析仪器产业链，引领和拉动整个光谱分析仪器行业向纵深发展，并辐射带动光谱分析技术向更多应用领域拓展，进一步增强我国对外经济交往中的主动权。/pp　　本项目的实施使我国在相关领域的研究工作摆脱了受制于人的处境，突破了国外技术壁垒。项目研制了低杂散光光栅、高分辨本领光栅、特种面型光栅、体全息光栅等11种全息光栅。在5家光谱分析仪器公司进行应用示范及产业化推广，开发了5类新型光谱分析仪器，形成了一定的产业化规模，减低了成本，满足了我国光谱分析仪器行业的需求，填补了国内该类产品的空白，拉低了国外同类产品在华售价，部分光谱仪出口国外。研发的极紫外软X射线单色器已在国家同步辐射实验室中使用，增强了我国光谱定标能力，为“国家同步辐射实验室二期工程”提供了科技支撑。/pp/pp/pp/pp/p

第二十三届德国慕尼黑光电展于2017年6月26日在德国慕尼黑展览中心举行，该展会是全球唯一覆盖整个光电子行业所有门类、展示最尖端科技的专业光电博览会，目前，卓立汉光与Mountain Photonics GmbH 联合参加展出，卓立汉光携最具影响力产品：波长可调单色光源亮相展会现场！ ZOLIX&Mountain Photonics GmbH德国慕尼黑光电展展位号：B2.340 卓立汉光与Mountain Photonics GmbH 已正式签订代理协议，由Mountain Photonics GmbH全权代理卓立汉光产品推向德国市场，Mountain Photonics GmbH 在光电行业累积了70年的经验，为客户推广最全面的光学测量技术专业产品。 Mountain Photonics GmbH德国慕尼黑光电展（展位现场图） 卓立汉光自1999年成立，通过数年的不断努力，成为了光电行业知名的生产厂商， 2000年我司推出第一套量产型三光栅光谱仪后，不断推出了多套荧光、拉曼、光电探测器光谱响应、太阳能电池检测等光谱测量系统，广泛应用在众多高校和科研院所的研究与试验,为国家科技创新贡献了一份力量，产品凭借优良的品质远销欧美、东南亚等海外市场。 此次展会，与Mountain Photonics GmbH公司联合展出的Omni-λBright亮谱系列产品， 其应用市场广泛： 用于荧光光谱测试系统的激发光源 生物荧光测试 探针台应用 CCD相机 CMOS相机 紫外光传感器 红外光传感器 太阳能电池测试 PEC光电化学电池量子效率测试 光电探测器光谱响应度标定 眼部防护用品光谱测试 光学镜头透过率测试 透反吸测试系统光源 更多卓立汉光产品详情，请登录公司展台：北京卓立汉光仪器有限公司更多产品详情：可调单色光源

2018年2月，西班牙Rainer Hillenbrand教授在《Science》上发表了题为：Infrared hyperbolic metasurface based on nanostructured van der Waals materials的全文文章，发现纳米范德瓦尔斯材料上的红外双曲变面特性，在红外可变平台设备的开发中取得重要进展。文章中Hillenbrand团队利用超高分辨散射式近场光学显微镜neaSNOM，对纳米氮化硼薄膜表面进行了精细扫描。该类型薄膜表面一般具有光学超表面特性，同时可以支持深度亚波长尺度的声子化激元。研究者在在这样的纳米结构基础上，通过neaSNOM优于10nm空间分辨率的光谱和近场光学图像观测到了发散化子束的不规则波前，如下图所示。图1 A为该项工作的原理示意，图1 B为该结构的形貌表征；图1 C、D为近场强度信号在该结构中的纳米成像并分辨对应HMS(实线)及hBN（虚线）结果。这些表征结果描述了hBN光栅功能面内的HMS。图1：散射式近场光学显微镜（neaSNOM）下声子化激元在20纳米的hBN-HMS的成像结果。C、D 即为近场强度信号在该结构中的纳米成像并分辨对应HMS(实线)及hBN（虚线）结果。该工作在光学超表面光学性质的研究，对于控制材料的等离子体化激元有着突出的意义，其中利用到一种特的相位和振幅信号分离技术，这种技术是超高分辨散射式近场光学显微镜neaSNOM申请，如下图，HMS-PHPs的波前成像结果显示其发散化子束的不规则波前，是双曲化子的重要特征。近场增强和限制可以有效操纵交换表面发射的热辐射。该项研究成果揭示了各向异性材料中化基元的不规则波前，与此同时，该类型纳米结构尺寸的范德华材料拥有优异的双曲线性质，使得红外可变平台设备的开发在未来的研究中将进一步成为可能。图2：散射式近场光学显微镜（neaSNOM）下HMS-PHPs的波前成像结果。C中近场成像结果获取于w = 1430 cm-1单色波长激发。★ 科普小知识 ★neaSNOM是德国neaspec公司推出的三代散射式近场光学显微镜（简称s-SNOM），其采用了化的散射式核心设计技术，大的提高了光学分辨率，并且不依赖于入射激光的波长，能够在可见、红外和太赫兹光谱范围内，提供优于10nm空间分辨率的光谱和近场光学图像。由于其高度的可靠性和可重复性，neaSNOM业已成为纳米光学领域热点研究方向的科研设备，在等离基元、纳米FTIR和太赫兹等众多研究方向得到了许多重要科研成果。★ 超高分辨成像技术的诸多特点，你知道吗？ ★◆ neaSNOM是目前上成熟的s-SNOM成像产品◆ 保护的散射式近场光学测量技术——有的高10 nm空间分辨率◆ 的高阶解调背景压缩技术——在获得10nm空间分辨率的同时保持高的信噪比◆ 保护的干涉式近场信号探测单元◆ 的赝外差干涉式探测技术——能够获得对近场信号强度和相位的同步成像◆ 保护的反射式光学系统 ——用于宽波长范围的光源：可见、红外以至太赫兹◆ 高稳定性的AFM系统，——同时优化了纳米尺度下光学测量 ◆ 双光束设计——高的光学接入角：水平方向180°，垂直方向60°◆ 操作和样品准备简单 ——仅需要常规的AFM样品准备过程相关产品及链接1、超高分辨散射式近场光学显微镜：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C170040.htm 2、纳米傅里叶红外光谱仪 Nano-FTIR：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C194218.htm

酶标仪（MicroplateReader）即酶联免疫检测仪，是对酶联免疫检测（EIA）实验结果进行读取和分析的专业仪器。其在生物医学、药物研发、农业和微生物学领域被广泛应用，是生命科学实验室必不可少的仪器品类。单通道酶标仪检测原理图(图源网络)酶标仪实际上就是一台变相的分光光度计，其基本工作原理与主要结构和分光光度计基本相同。酶标仪测定是在特定波长下，检测被测物的吸光值。随着检测手段的进步和检测技术的发展，拥有多种检测模式的多功能酶标仪已成为一种发展趋势，多功能酶标仪具备吸光度(Abs)、荧光强度(FI)、时间分辨荧光(TRF)、荧光偏振(FP)、化学发光(Lum)等检测功能，甚至还可以支持“Western Blot”和“上转换发光”等功能。根据不同的检测模式，选择光栅或滤光片作为最适合的光路，其中光栅适用于吸光度和荧光强度，滤光片适用于AlphaScreen和时间分辨荧光，化学发光一般无需波长选择（可以根据需要使用滤光片）。酶标仪市场主流的仪器品牌主要包括美谷分子、伯腾、帝肯和珀金埃尔默等，据统计高校和科研院所上传共享的酶标仪信息显示(点击查看)，这四个品牌在国内科研市场中份额占到近90%，而国产品牌仅占比1%。那么如何从琳琅满目的品牌和型号中选择符合自身需求，且可靠的产品呢？接下来，小编将遴选推荐一些靠谱品牌型号，希望能够帮助正在苦苦寻觅多功能酶标仪的同学。进口品牌美谷分子 SpectraMax iD5多功能酶标仪SpectraMax iD5多功能酶标仪(点击查看)美谷分子（Molecular Devices）始创于上世纪80年代美国硅谷，作为全球高通量仪器设备的优秀品牌，一直致力于为生命科学研究及药物研发提供先进的解决方案。新推出的SpectraMax iD5-多功能酶标仪具备多种检测功能，如光吸收、荧光、化学发光、时间分辨荧光、荧光偏振、FRET、DLR、BRET、Nano-BRET、TR-FRET、HTRF、此外还加入了最常用Western Blot检测。相较于前几代产品，其创新性体现在高灵活性和高灵敏度的精确结合，仪器内置光栅和滤光片双系统，即四光栅+滤光片杂合方式，既保证检测灵活性，又提高检测的灵敏度。此外，SpectraMax iD5内置近场通讯功能 (NFC)，可自动检测并识别滤光片标签代码，使得工作流程简化，效率大大提升。伯腾 Synergy Neo2 HTS全功能酶标仪Synergy Neo2 HTS全功能酶标仪(点击查看)伯腾（BioTek）公司创立于 1968 年，并于 1981 年推出了自己的第一款微孔板酶标仪，已有40余年的技术积累和研发经验。伯腾推出的Synergy Neo2 HTS全功能酶标仪专为开展筛选应用的实验室而设计，具备快速检测速度和超高性能。采用专利 Agilent BioTek Hybrid 技术，具有独立的基于滤光片的光学系统和光栅系统，确保在所有检测模式下均能获得出色的性能。先进的环境控制技术，包括 CO2/O2 控制，温控至70°C和变速振荡，以支持活细胞分析。此外可提供无人值守的自动化功能、高通量和条形码标记的滤光片模块，可以简化工作流程和降低出错率。帝肯 Spark多功能酶标仪Spark多功能酶标仪(点击查看)帝肯（Tecan）推出的Spark多功能酶标仪是一款可自由配置多功能的产品，可以在将来任何时间进行模块添加和升级。Spark多功能酶标仪配备高速光栅检测器，在5秒内提供了200-1000纳米的吸收光谱，使用的阶跃尺寸仅为1纳米，有效地消除了样品蒸发的风险。搭配NanoQuant微量检测板，可以同时检测多达16个样本，样本体积仅为2uL。Spark的发光模块可为 96孔、384孔和1,536孔的微光、闪烁和多色发光应用提供更高的灵敏度。此外Spark内置冷却功能模块，能够将整体温度控制在18到42 °C之间，不受外界环境影响。珀金埃尔默 多模式读板仪PerkinElmer VICTOR Nivo多模式读板仪PerkinElmer V ICTOR Nivo(点击查看)珀金埃尔默（Perkin Elmer）VICTOR 系列的酶标仪在市场上拥有一批忠实客户，全球装机量达上万台，其推出的多模式读板仪PerkinElmer VICTOR Nivo不仅继续传承高灵敏度特点，而且灵活性和空间性能上实现进一步突破。VICTOR Nivo具有光吸收、荧光、化学发光、时间分辨荧光和荧光偏振等五种检测模式，并具有温度控制、气体控制、加样器及WIFI远程控制等模块。此外系统配置了多种适用于基础研究和方法开发的检测模式，帮助开展分子&细胞生物检测、蛋白/核酸定量分析、报告基因系统、动力学检测、分子免疫检测及结合实验等科学研究。赛默飞 Varioskan LUX 多功能酶标仪Varioskan LUX多功能酶标仪(点击查看)赛默飞（Thermo Fisher）推出Varioskan LUX多功能酶标仪是一款模块化、可升级的产品，适用于多种多样的实验。Varioskan LUX可提供多达五种测量技术，包括吸光度测定、荧光强度测定、化学发光测定、AlphaScreen 测定和时间分辨荧光测定。除常规功能外，Varioskan LUX 还具有自动增益调节功能，可节省时间并减少灵敏度下降或信号过饱和的风险。 BMG CLARIOstarPlus多功能酶标仪CLARIOstarPlus多功能酶标仪(点击查看)德国BMG LABTECH推出一款多功能酶标仪CLARIOstarPlus，该产品具有先进的LVF光栅技术，高灵敏度的过滤器和超速UV/Vis分光计全吸收光谱，可应用于多种检测场景。据介绍，CLARIOstarPlus具有拥有无需人工干预的最大检测动态范围，超快速数据采样（100次检测/秒），基于活细胞分析的专用功能等特点。国产品牌闪谱 SuPerMax 3100型多功能酶标仪SuPerMax 3100型多功能酶标仪(点击查看)上海闪谱生物科技有限公司是国内历史悠久的光栅型酶标仪生产商，其推出的SuPerMax型光栅型多功能酶标仪系列产品已被广泛应用于药物筛选、分子生物学、免疫学、细胞学、生物化学等多个领域。其中SuPerMax 3100型多功能酶标仪适用于荧光、光吸收、化学发光检测。据介绍，该款产品可进行光谱扫描，激发与发射组件均为高分辨光栅单色仪，可设定最优激发与发射波长；具有温控孵育系统，温度可达65℃，适应高温试验；可以选配加装自动加液器，用于快速检测。奥盛 Feyond-A300多功能酶标仪Feyond-A300多功能酶标仪(点击查看)杭州奥盛仪器有限公司提供的多功能酶标仪Feyond系列可满足不同人群的需求，其中Feyond-A300多功能酶标仪具有紫外/可见光光吸收、荧光、化学发光检测功能，并且提供一系列专用的、模块化的、可升级的检测配件来满足客户的需求。据介绍Feyond-A300的光栅单色器光路检测系统可确保仪器出色的波长准确性，在200-1000nm内，以1nm步进量进行全光谱扫描；采用二向色镜和滤光片来构成光路，可实现灵敏和灵活的微孔板顶部荧光测量，独立可拆装滤光片模块，可以更加方便研究员滤光片的更换。近年来，多功能酶标仪市场涌现出的国产品牌日益增多，产品性能参数不断增强，国产仪器也开始抢占市场份额，由低端市场向高端市场进军，更多酶标仪讯息，点击专场查看。找靠谱仪器，就上仪器信息网【选仪器】栏目。它是科学仪器行业专业导购平台，旨在帮助仪器用户快速找到需要的仪器设备。栏目囊括了分析仪器、实验室设备、生命科学仪器、物性测试仪器、光学仪器及设备等14大类仪器，1000余个仪器品类。

2014年2月，HORIBA宣布收购PTI(Photon Technology International, Inc.)及其附属子公司的全球资产。收购PTI两年多以后，日前HORIBA发布了PTI QuantaMaster系列产品的新成员——PTI QuantaMaster 8000系列光谱仪。　　PTI QuantaMaster 8000系列模块化研究级荧光光谱仪具有世界上最高的灵敏度，水的拉曼信噪比(SNR)为30000:1，目前只有HORIBA 的Fluorolog-3能与之相媲美。PTI QuantaMaster 8000　　作为一款模块化、研究级荧光光谱仪，PTI QuantaMaster 8000可以用于稳态和荧光寿命的测量。它配备了四个激发光源和六个检测通道，采用三光栅系统拓展波长范围，使用一个单色仪或双单色仪进行杂散光的抑制。同时，通过TCSPC增加灵活性和适应性,提供最快的速度,并提供260nm到2000nm之间可调的UV/Vis/NIR超连续激光。此外，该产品还可以实现覆盖到5500nm的光谱和磷光寿命检测。　　PTI QuantaMaster 8000是一款完全自动的仪器，FelixGX软件控制所有的硬件功能, 为光谱和动态测量提供了一套完整的数据采集协议。使用SSTD转换器或VCI可以进行激发和发射光谱扫描、时间扫描、光谱和时间偏振扫描、同步激发/发射扫描、TCSPC寿命和磷光衰减以及时间分辨激发和发射光谱的扫描等。　　“PTI QuantaMaster 8000系列产品是下一代稳态和寿命荧光光谱仪的代表，同时也是HORIBA收购PTI后发布的第一款荧光光谱仪新品,”HORIBA荧光部门全球产品经理Cary Davies说,“现在，研究人员拥有了一款从UV到NIR (280 to 5500 nm)的高度灵活性，同时具有超高灵敏度以及许多其它很多独特优势的荧光光谱仪。”HORIBA荧光产品发展历史