光栅光谱仪的工作原理

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。

2006年，国际两家光电子杂志Laser Focus World和Photonics Spectra的编辑曾分别主动在世界技术新闻专栏中特别介绍了复旦大学陈良尧教授课题组研发的多光栅二维折叠光谱技术，认为该技术的创新原理和方法将能够被拓广并应用于更具挑战性的高效率光谱获取和分析领域，以及推广到中远红外光谱分析领域。 　　上海市计量测试技术研究院的资深光学科学家袁海林教授也曾评论到，&ldquo 采用多光栅结构对成像光谱进行高密度折叠，在很宽的光谱区内实现高分辨率、快速和长时间可靠测量，将会成为现代光谱仪设计中一个主流技术和发展趋势&rdquo 。 　　究竟是怎样的技术让国内外一片赞誉之声?为了寻求答案，近日仪器信息网编辑采访了多光栅折叠光谱仪技术的研究者&mdash &mdash 复旦大学陈良尧教授。 复旦大学 陈良尧教授 　　&ldquo 原理性创新&rdquo 　　光谱分析仪器在科学研究和工业领域有着广泛的应用，为满足应用需求，国际上已经发展了各种类型的光谱分析原理和方法，其中最主要的是采用棱镜和光栅等光学色散元件，结合高灵敏度探测器对各种光谱(如反射、透射、吸收、散射、椭圆、荧光、拉曼等光谱)进行测量和分析。但受到光电探测器光谱响应、光栅色散和机械扫描等因素的制约，只能被迫在光谱工作区宽度、分辨率和速度等参数之间做出妥协，从而严重影响和限制了其在许多重要领域的应用。这是国际学术和产业界长期未能解决的瓶颈和难题。 　　&ldquo 传统的光栅光谱仪需要使用机械装置对色散元件进行位移和旋转，这将限制测量速度的提高，而且机械转动部件的定位精度低，可靠性差，容易在操作过程中发生故障 另外，由于国内机械加工水平所限，使得国产光栅光谱仪的机械部件精度和可靠性不高，从而影响了光谱仪的整体性能水平，&rdquo 陈良尧说，&ldquo 另外，一块光栅难以覆盖全光谱范围，衍射效率为非均匀性分布，在其光谱衍射工作区的两端效率较低，影响了仪器的信噪比质量。&rdquo 　　在长期的光谱分析研究中，为克服传统仪器的这两方面局限性困难是陈良尧当初决定研发&ldquo 多光栅折叠光谱分析仪&rdquo 的原因，他希望能够研制出一种没有任何移动部件、光谱工作区宽、测量速度快的光谱仪。基于这一想法，陈良尧于90年代末开始&ldquo 多光栅折叠光谱分析仪&rdquo 的研制。&ldquo 这是原理和方法的创新，并非是&lsquo 阳春白雪&rsquo ，它的物理概念清楚，技术可靠，易于普及推广，只不过很多人没朝这方面去想。&rdquo 　　但是，当前光谱仪技术可以说是非常成熟了，再要尝试原理性创新，可能并不像陈良尧说的那么容易。在10多年时间的持续研究努力中，陈良尧教授经历了很多，如最初虽有设想，但缺少研究经费支持，在市场上也买不到现成的关键元器件，业内对这类极具应用前景的新原理和新技术的认识也不统一等等。不过，&ldquo 梅花香自苦寒来&rdquo ，2012年，最终实现的研究成果被选为国家自然科学基金&ldquo 十一五&rdquo 优秀成果。至今已经推出了多种可供实用的样机，集成组合的光栅数也由最初的3块增加到了10块。日前，陈良尧教授的&ldquo 极高密度二维折叠光谱成像装置&rdquo 课题入选了2014年高校自然基金国家重大科研仪器研制项目。 已研制完成的二维折叠光谱分析仪的整体外形图，250mm焦距，优于0.1nm光谱分辨率，全谱测量时间小于0.1s，重约8.9公斤。 　　多光栅折叠光谱仪采用了时间并联模式的快速光谱信号获取的新原理和方法，利用二维面阵探测器的优点，在一台光谱仪中，同时满足宽光谱区、高分辨率和快速测量的三项关键功能要求。在10光栅二维折叠光谱分析仪中，是将具有不同闪耀角和色散特性的10块子构成一个光栅阵列，克服了面阵CCD信号接受面的张角限制，在200-1000nm光谱区将一维约276mm光谱探测区的近2万个光谱数据点进行二维10重折叠，快速成像在二维面阵探测器的焦平面上。由于无任何机械位移部件，使得最小的光谱获取时间仅受限制于将光谱从CCD传输到数据存储器件所需要的时间，实现了全光谱高精度快速测量和分析。 　　&ldquo 所有用到光谱测量分析的地方都可以用&rdquo 　　&ldquo 多光栅光谱是通用型光谱仪，所有用到光谱测量分析的地方都可以用，如可以应用于食品环境等领域的科研与日常检测，而且未来完全可能替代常见的紫外、红外等光谱分析仪器。&rdquo 陈良尧对多光栅光谱仪的应用前景非常乐观，&ldquo 随着高性能低成本面阵光电探测器的普及，二维折叠光谱将成为主流光谱分析技术在更多领域实现推广应用。&rdquo 　　&ldquo 而且，由于改进了传统光谱仪的一些不足，使得该仪器可以用于一些极端条件检测。&rdquo 例如：由于无任何机械转动部件，多光栅光谱仪的全谱扫描速度最快能达几毫秒至数十毫秒，所以在清华大学等离子体实验室中，能利用它在真空条件下对等离子体原子谱线进行原位全谱检测分析，在相同的实验条件下，对各种原子态谱线进行比较分析，获得较为可靠的实验数据和结果。&ldquo 并且，等离子体实验室还希望通过合作，研究该技术在真空紫外条件下的应用。&rdquo 　　多光栅光谱仪既可以作为一种标准配置的光谱仪独立使用，也可以成为一个载体&mdash &mdash 作为光谱分析仪器的核心部件，可以极大简化分析仪器的结构。&ldquo 光谱仪是光谱分析仪器的&lsquo 心脏&rsquo ，目前很多国产光学分析仪器采用的还都是传统扫描型光谱仪，如果多光栅光谱仪能够得到普及，将会显著促进国产光谱仪器的更新换代。&rdquo 　　&ldquo 探测器技术与成本亟待突破&rdquo 　　&ldquo 目前在10光栅集成的仪器中，使用的是美国PI公司的CCD面阵探测器，单价在7万美元左右。高性能光电探测器依然是限制我国先进光谱分析技术发展的瓶颈，也是成本无法降下来、难于大规模普及的主要原因。&rdquo 不过，陈良尧也高兴地说到，已有国内企业正从海外引进新一代CMOS光电传感器技术，&ldquo 我们将会成为他们产品的第一批实验室用户。&rdquo 　　另一个关键元件&mdash &mdash 光栅则可以根据具体需求，既可以购买进口产品，也可以选择国内生产的。&ldquo 我们已经在国内找到一家企业，可以研制和生产出我们所需的光栅和其他光学器件。&rdquo 　　对于下一步研发方向，陈良尧介绍到，&ldquo 当前最重要的是把研究项目做好，并努力将这一技术应用到不同领域 另外，组合的多光栅模块本身也可以成为一个产品，现在的组合光栅的方位角还需要人工调试，未来希望能够采用自动化激光准直技术，研制出已被封装好、不需要调节的光栅组，用户拿到手里可以直接使用。组合的光栅数也有可能进一步增大，由现在的3-10光栅增至40-50块光栅的组合，满足更高精度的光谱分析需求。&rdquo 　　经过持续的研究努力，多光栅光谱仪已能够被实际应用。据介绍，除了面阵探测器国内目前还做不出来，其它重要部件都实现了在自己的实验室或在国内找到企业进行加工生产。说到这里，显现出了陈良尧教授比较独特的研究态度和模式，陈良尧将项目研究经费的很大一部分用于改造实验室环境，如在高性能光学仪器研究中，将购买高精度数控机床，用于仪器核心零部件的高品质研制和加工，保证质量，这在目前中国大学的实验室还比较少，对此，陈良尧说，&ldquo 这么做一方面是希望提高科学仪器的研究水平和效率，掌握核心技术，另一方面也十分需要培养研究生们的实际动手能力，不仅进行原理和方法创新，还需要采用先进制造技术，在学生时期就有能力亲手把这些仪器做出来，可靠实现创新科学仪器的各种新功能，在这方面与发达工业化国家相比，我国在培养学生具有硬科学技术研究能力方面的差距还比较大。&rdquo 　　&ldquo 由于高性能探测器价格一直居高不下，不利于大范围普及，目前仅根据一些用户需求进行定制，需要不断解决问题，让用户满意，建立良好的声誉，&rdquo 陈良尧说到。 　　后记 　　据了解，在陈良尧教授的研究成果2003年正式发表后，2007年在美国Light Smyth公司的广告中也出现了采用4种不同光栅结构参数组合的二维折叠光谱分析技术。而关于这一中国自主创新原理和技术的产业化途径，陈良尧无奈的说到，&ldquo 产业化的路还会比较长。&rdquo 究其原因，一是关键部件技术的局限，另外国家的支持政策等也是重要原因。就像采访最后陈良尧所说的，&ldquo 希望能够获得国家较高强度的产业化应用研究项目的支持，并与工业界的合作伙伴一起，使得这项技术被产业化，促进我国高性能光谱分析仪器的进步和发展，将会在国际上有自己的地位，产生出中国乃至世界上最好的光谱仪。&rdquo 　　编辑：刘丰秋

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 /p p 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 /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " /span /p p 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" / /p p 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 /p p 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 /p p 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 /p p 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。 /p p 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”。 /p p 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10 sup -3 /sup 量级降低至可达10 sup -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。 /p p 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。 /p p 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 /p p 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。 /p p 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。 /p p 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" / /p p 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 /p p 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。 /p p 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。 /p p 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。 /p p 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 /p p 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。 /p p 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。 /p p 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。 /p p 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。 /p p 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

2015年4月15日，由聚光科技（杭州）股份有限公司牵头的“国家重大科学仪器设备开发专项—光栅型近红外分析仪及其共用模型开发和应用”开题报告会在杭州成功召开。来自浙江省科技厅、国家粮食局质量标准中心、中国药品食品检验研究院、广东出入境检验检疫局技术中心、河南省粮油饲料产品质量监督检验站、浙江大学、杭州电子科技大学的专家和领导，东华大学、三维集团和大北农集团等单位的用户代表，以及项目课题组的代表共50余人参加会议。 开题会现场 会议由陈训龙主持，浙江省科技厅领导发表讲话，聚光科技董事长兼CTO王健发表讲话，聚光科技实验室业务部总经理韩双来汇报项目实施方案。开题报告会紧紧围绕高精度光栅光谱仪研制及工程化、高维形象几何分析的NIR技术研究与软件开发、便携和实验室及在线近红外分析仪器研制及工程化、近红外光谱在粮食（饲料、种子、生鲜猪肉及肉制品）检测应用研究及专用仪器开发、近红外光谱纺织纤维成分无损和药物快速检测应用研究等几个议题展开。 与会专家认真听取了项目组的汇报，并经过质询与专家讨论，专家组一致认为：项目拟研制的科学仪器以需求为牵引，以应用为导向，应用面广，能有效促进经济社会发展和民生改善，带动我国近红外分析技术的发展；该项目所选用技术路线符合量大面广的近红外应用需求，是贴合我国当前国情的合适的技术的路线，经过本项目研究，将形成粮食、饲料、种子、肉类、药品、纺织品等大宗农副产品的综合性检测技术，能够有效的提升整体产业竞争力。与会专家和领导合影 作为此专项的牵头单位，我们是满满的收获和重任，我们有能力有信心推出更适合用户的光栅型近红外分析仪及共用模型尽快面世。 相关产品简介： 关于“国家重大科学仪器设备开发专项—光栅型近红外分析仪及其共用模型开发和应用”更多信息 请关注聚光科技官网www.fpi-inc.com 微信或行业媒体

日前，中国科学院重庆绿色智能技术研究院智能装备与仪器仪表研究中心成功研制出了光谱分辨率可达10 cm-1的小型拉曼光谱仪样机，样机通过了可靠性测试，可应用在工农业生产、食品安全和生物医药等领域的现场监测和样品快速检测。该研究得到了重庆市科技攻关(重大)计划项目的支持。 　　拉曼光谱是基于光与物质互相作用发出的带有物质特征信息的散射光谱。它具有非接触性、非破坏性、实时原位和样品用量极少等特点，可快速、准确地分析和鉴别物质(或分子)种类。拉曼光谱应用广泛，具有&ldquo 以光之名，把握万物之准&rdquo 的美誉。而小型拉曼光谱仪技术研究和应用开发，可为工农业生产、食品安全、生物医药、环境保护、公共安全等领域提供现场监测和快速检测，对提升人民生活质量和保障社会安全方面意义重大。 　　针对便携式拉曼光谱仪的小型化、高分辨和高灵敏度探测等需求，研究人员在新型消彗差交叉C-T光栅光谱仪的光学设计中，充分考虑消彗差条件，采用12度非对称C-T光路，在解决同心及非同心系统的像差问题的同时，保证了长波段的光通量，光谱仪的理论分辨率达到9 cm-1 在电学设计中，针对所用CCD型号研制了一种高增益、低噪声的信号处理电路。最后，通过选用光学探头与光栅光谱仪的匹配设计，便携式拉曼光谱仪的实际光谱分辨率可达10 cm-1。 　　目前，重庆研究院已完成多种外形尺寸的便携式和手持式拉曼光谱仪原理样机的研制。这些样机对若干样品的测试结果与标准库数据一致，从原理和技术上证实了小型拉曼光谱仪设计的合理性和使用的可靠性，下一步，团队研究重点将放在体积更小、性能更优的微型拉曼光谱仪上，并开展小型拉曼光谱仪的工程化和产业化应用。

仪器信息网讯 2023年9月23日，由中国物理学会光散射专业委员会主办、河南大学承办、陕西师范大学协办的第二十二届全国光散射学术会议在河南开封召开。此次会议邀请了国内外光散射，以及相关光谱原理和技术领域的诸多知名专家学者，共同探讨光散射领域的最新研究成果和发展趋势，吸引了近500人注册参会。值得一提的是，为了解决科研和实际应用中的难题，多位专家在仪器技术开发方面做了系列探索，并产出了相关的成果，吸引参会代表关注。部分报告内容分享如下：中国科学院半导体研究所 谭平恒研究员《显微共焦拉曼光谱模块及其应用》现场仪器展示：显微共焦拉曼光谱模块鉴于市场上显微共焦拉曼光谱仪的昂贵价格，是否能设计一套显微共焦拉曼光谱测量模块，可与任何光谱仪耦合成一套成本低、操作简便、光路布置合理以及后期升级方便的多功能显微共焦光谱仪是众多研究者迫切盼望的事情。22日的会前特邀讲座环节，中国科学院半导体研究所谭平恒研究员分享了其课题组的仪器成果，并在会议同期做了仪器展示。据介绍，在近25年拉曼光谱研究经验基础上，谭平恒研究员的课题组成功研制了显微共焦光谱测量模块，连续多年入选《中国科学院自主研制科学仪器》产品名录，可以实现从拉曼光谱仪到布里渊光谱仪耦合，从高信号透过率到低波数信号测量，从近红外激光到深紫外激光激发，从光栅光谱仪到光纤光谱仪耦合，从高温热台到极低温恒温器应用，从光谱多信号出口到高性价比多功能集成与升级方案，从实验室照明状态下调试和测试到超低背景噪声光谱实现等功能。中国科学院上海微系统与信息技术研究所 陈昌研究员《芯片级拉曼光谱仪的机遇与挑战》微型拉曼光谱仪使拉曼技术在更广泛的无损快速检测场景中得以应用。陈昌研究员在报告中从原理、小型化、应用等方面对色散型光栅光谱仪、迈克尔逊干涉光谱仪、空间外差干涉光谱仪等的优缺点进行了分析，并详细介绍了微型化、高性能拉曼光谱仪面临的挑战，包括高通量、高光谱分辨率等。为了攻克难题，陈昌研究员的实验室汇聚了8大类30多台拉曼光谱仪。经过课题攻关 ，其课题组开发了芯片级的空间外差拉曼光谱仪。据介绍，该产品核心部件轻于1克，实现了若干个物质的拉曼光谱重构。北京理工大学 崔晗教授《激光空间偏移/差动共焦拉曼光谱技术及应用》传统拉曼光谱技术的探测深度只有几百微米，仅可用于样品表层信息的探测，而空间偏移拉曼光谱(SORS)技术通过收集离激发光轴有一定偏移量的轴外拉曼光谱，可实现样品内部深层信息的探测。北京理工大学崔晗教授课题组提出了一种将空间偏移拉曼光谱技术与空间外差光谱技术(SHS)相结合的空间偏移外差拉曼光谱(SHORS)的方法，以对现有空间偏移拉曼光谱技术的性能进行改善。与采用光栅色散型光谱仪的空间偏移拉曼光谱技术相比，空间偏移外差拉曼光谱技术将系统的灵敏度提高了约一个数量级，为其在生物医学、地质考古等领域的进一步应用提供了技术途径。不仅如此，该课题组还基于差动共焦定焦技术构建了系列差动共焦拉曼光谱仪，实现了微区三维几何形貌和光谱信息的同步原位探测，提高了系统定焦能力，改善了系统抗漂移能力。除了以上的报告之外，还有很多老师分享了在拉曼光谱仪器技术、方法开发方面所做的系列工作，如力学拉曼光谱、紫外共振拉曼光谱、原位高温拉曼光谱、时间门控拉曼光谱等。24日，雷尼绍、牛津仪器、赛默飞、天美仪拓、光谱时代、HORIBA、长光辰英、鉴知技术等仪器企业也将分享最新的产品和技术。为期3天的报告还在继续，相关的新技术新成果精彩纷呈，鉴于篇幅的原因不能一一描述，仪器信息网也将给大家持续分享会议的精彩内容，敬请期待！

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。

智能手机自1993年推出以来，已成为全球广泛使用并融入人们日常生活的电子设备。多年来，随着计算能力的提高，以及新的传感器及其功能的加持，智能手机集成平台不断发展。智能手机正在取代摄像机、照相机、闹钟、手表、全球定位系统（GPS）、日历、计算器、闪光灯等等过去常见的设备，变得像一台可以上网的小型计算机一样强大。新冠肺炎疫情期间的作用，也凸显了智能手机在快速向大范围人群分发应用的能力。光子学是丰富智能手机功能并提高其潜力的极具前景的技术。全球主要智能手机制造商已经将新的光子传感器集成到了一些最新款的高端产品上，例如，面向增强现实（AR）应用的激光雷达（LiDAR），或者用于采集实时血氧水平和心率的脉搏血氧计等。与此同时，许多研究小组正在积极利用现有板载传感器或开发新的传感器，在智能手机上创建新的功能。利用智能手机摄像头及算法的显微镜系统，已被证明可以计数白细胞或红细胞，以用于血样分析以及寄生虫、细菌和病毒的检测；还可以通过RGB摄像头评估蓝色和绿色光谱成分的比率来检测血糖水平；采用Mie扩散法还可以测量水的浊度水平；还有报道基于呼吸中酒精含量而造成的蒸发率差异的光学式酒精测试仪等。然而，这些新的功能通常需要添加占用空间的附加组件。对于尺寸敏感的智能手机来说，空间限制问题值得关注。为了解决这个问题，Lapointe等研究人员提出了在手机屏幕前作为保护层的750 μm厚的康宁大猩猩玻璃上蚀刻光子器件的想法。借助1030 nm飞秒（fs）激光直接写入，他们展示了在1550 nm波长0.053 dB/cm的低损耗单模波导。他们还展示了一种基于玻璃表面倏逝场相互作用损耗的折射率（RI）测量装置。Davis等研究人员在1996年介绍一种玻璃材料的飞秒激光功能化。该工艺利用多光子吸收或隧道电离等非线性效应来引起折射率的永久变化。折射率变化很大程度上取决于材料和写入条件，并受多种因素的叠加影响，例如色心形成、玻璃基质的结构变化或导致密度变化的热效应等等。在高重复率下还存在一种特殊的热积累机制，会导致较大的焦外折射率变化。继Lapointe等人的研究，研究人员对通过飞秒激光改性的保护玻璃层机械性能的完整性进行了研究，发现飞秒激光写入对玻璃强度的影响可以忽略不计。同一项研究表明，通过减少写入所需的光子数量（减少波长），折射率变化可以增加一个数量级。据麦姆斯咨询介绍，近期，加拿大蒙特利尔理工学院工程物理系的Jean-Sébastien Boisvert及其团队在Scientific Reports期刊上发表了一篇题为“Fs laser written volume Raman–Nath grating for integrated spectrometer on smartphone”的论文，研究人员首先展示了一种没有热量积累的新写入方式，可以实现具有正折射率变化的高分辨率精细写入点。正折射率变化对于波导写入特别重要，而小折射率变化区域，对于写入具有精细周期的光栅至关重要。正如研究人员在两种不同的玻璃中所展示的那样，这种机制并不局限于个别玻璃。智能手机集成光谱仪原理示意图在该研究中，飞秒激光写入采用了来自Light Conversion的8W Pharos激光系统，该系统具有250 fs脉冲长度。激光器被耦合到Orpheus OPA以将频率加倍，从原来的1030 nm到515 nm。利用50倍Olympus PLAN 0.65数值孔径（NA）显微镜物镜聚焦飞秒激光脉冲，并将样品置于由AEROTECH 3200控制器控制的3轴写入系统上。使用脉冲选择器来控制激光器的重复频率以节省脉冲能量。激光的偏振与写入方向平行。所使用的写入速度在0.1~100 mm/s之间，脉冲能量在82~825 nJ之间。用于写入的玻璃有两种类型：康宁大猩猩玻璃（一种用于保护多媒体屏幕设备的碱性铝硅酸盐玻璃）和钢化铝硅酸盐玻璃（来自Bodyguardz的一种通用屏幕保护玻璃层）。两种玻璃以101 kHz重复率不同写入速度时，飞秒激光曝光下诱导集成折射率剖面断层扫描变化的演变采用这种新颖的写入技术，研究人员展示了在智能手机摄像头前以拉曼纳斯机制运行的体相光栅（VRNG），以获得一种集成的智能手机光谱仪。其关键是产生一个弱VRNG，不会显著改变相机的传统功能，但在暴露于强光照射时会产生光谱。（a）写入钢化玻璃的VRNG，置于智能手机前置摄像头前；（b）如果没有明亮的光源，光栅不会影响相机拍摄的日光成像质量，但如果有明亮的光线靠近光栅或在弱光环境中拍摄则会出现衍射光谱在热积累范围之外，两种玻璃都发现了一种产生正折射率变化的新写入方式。对于这两种玻璃，都发现了这种无热累积写入机制的上限阈值，重复率分别小于150 kHz和101 kHz，光通量分别为8.7 × 106 J/m²和1.4 × 107 J/m²。将尺寸为0.5 × 3 mm²、间距为3 μm的弱VRNG放置在三星Galaxy S21 FE智能手机前，以使用第二衍射级记录光谱。该光谱仪覆盖了401-700 nm的可见光波段，探测器分辨率为0.4 nm/pixel，光学分辨率为3 nm。利用该光谱仪测定了水中有机激光染料Rhodamine 6G的浓度检测限为0.5 mg/L。这一概念验证为现场吸收光谱法快速收集信息铺平了道路。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41598-023-40909-9

2014年10月15日，中国科学院南京天文光学技术研究所一行7人赴泰国国家天文台(Thai National Observatory，TNO)进行泰国中色散阶梯光栅光纤光谱仪(MRES)的现场安装，经过2周多的紧张工作，顺利完成光谱仪光、机、电的调试及和望远镜的联调，并对泰国运行人员进行了全面培训，与泰方人员一起进行了试观测和性能测试。 　　2012年建成的泰国国家天文台，建有口径2.4米的全自动反射望远镜&mdash &mdash 泰国国家望远镜(Thai National Telescope，TNT)。TNT装备有各种成像探测器，为拓展科学目标，TNO委托南京天光所为TNT研制了中色散阶梯光栅光纤光谱仪(MRES)，2014年5月份进行了出厂验收，10月份进行现场安装和测试观测。 　　泰国中色散阶梯光栅光纤光谱仪光谱分辨率R为15000，波长覆盖为390nm～890nm，通光效率好于30%。装调测试中对于V波段13.8星等的天体(USNOA2-1200-00955)进行了试观测，一小时曝光观测的信噪比好于100。该光谱仪是我国自主研制出口的第一台专业天文观测研究用光谱仪。　　 2014年10月24号MRES出光后泰方和中方工作人员合影　　 与望远镜接口耐焦单元的现场安装和测试　　 MRES出光光谱

2014年5月1日和2日，在中国科学院南京天文光学技术研究所召开了泰国阶梯光栅光纤光谱仪的出所测试验收会。来自泰国国家天文研究所（NATIONAL ASTRONOMICAL RESEARCH INSTITUTE OF THAILAND）的Suparerk，David和Christophe等专家们参加了此次验收会。 　　会上，南京天文光学技术研究所项目组详细介绍了光机系统的设计方案、研制过程和各项性能测试结果,讨论了包装运输方案，会后进行了光谱仪光机性能的现场测试。与会专家进行了认真的讨论，一致认为光谱仪各项指标满足设计要求，同意出所验收。 　　该台光谱仪将安装在泰国国家天文台2.4米光学望远镜上用于进行科学观测。在该科学仪器研制过程中，中泰双方研究所建立了良好的合作关系。泰国方面派专家参与了光谱仪调试和测试的全部过程，并计划在将来继续派员工前来工作学习，泰方专家表达了希望能在天文技术研究的更多方向上和南京天文光学技术研究所开展合作研究。 出所测试验收会现场 泰国阶梯光栅光纤光谱仪研制项目组主要成员

中国科学技术大学潘建伟、窦贤康、张强和薛向辉等组成的交叉研究团队，通过发展大功率低噪声光梳，结合时间频率传递等量子精密测量技术，在国际上首次实现百公里级的开放大气双光梳光谱测量。这一技术可应用于监测大尺度范围的地球大气温室气体和污染气体，并可以扩展到卫星和地面之间的大气双光梳光谱测量，用于全球尺度的温室气体监测和精确校准。9月12日，相关研究成果在线发表在《自然-光子学》（Nature&ensp Photonics）上。大气光谱学是研究大气化学和物理性质的关键技术，通过探讨光与大气中分子和颗粒的相互作用来研究大气问题，广泛应用于全球气候变化、碳预算评估和空气污染研究等领域。目前，大气光谱遥感使用的光栅光谱仪、外差光谱幅度计和傅里叶变换光谱仪等技术能够以不同的时间和空间分辨率提供地球大气成分的光谱学数据。然而，这些技术存在较多限制，如无法在夜间进行测量、无法同时测量多种组分等。近年来，开放大气双光梳光谱技术被证明是进行准确、连续、多气体测量的理想技术。双光梳光谱技术具有高采集速度、溯源至原子钟级别的绝对频率精度和可以同时测量多个组分等优点，在油田监测、城市车辆排放、畜牧排放测量和温室气体监测等领域应用广泛。该技术不受湍流散斑和背景噪声的影响，在原理上能够在不校准的情况下测量更长的距离，被认为是用于大气遥感的理想精密光谱工具。当前，国际上能够实现的最远的测量距离不超过20公里，只可针对工厂、牧场等小范围区域实现监测，无法应用于更大的区域如大型城市、雨林等。该团队开发出新的双基站开放大气双光梳光谱测量方案。相比于传统单基站方案，该方案无需在测量远端放置反射器，光只需要经过待测路径一次即可完成测量，从而减小了链路损耗，更适用于远距离、大尺度的测量。利用该方案，科研人员在乌鲁木齐测量得到113公里水平开放大气中水汽和二氧化碳的强度谱与相位谱。这一距离比国际上最远的测量距离高了约一个数量级。该工作创新性地融合了潘建伟、张强等前期发展的高精度自由空间时间频率传递技术且频率准确度达到10kHz，并运用自主研发的高精度反演算法，使二氧化碳反演精度在36分钟内小于0.6ppm。该研究使得双光梳光谱能够测量的大气距离从十几公里提升至一百多公里，扩大了这一技术的应用范围。同时，系统可容忍最大损耗为83dB，与中高轨星地链路损耗相当，为实现未来的星地大气双梳光谱测量奠定了基础。上述研究是量子信息科学与地球科学深度交叉融合取得的成果，基于光频梳的量子精密测量技术有望在地球科学、深空探测、环境科学和油气行业等领域得到应用。研究工作得到国家发展和改革委员会、国家自然科学基金委员会、科学技术部、中国科学院、上海市、安徽省和山东省的支持。百公里开放大气双光梳光谱测量示意图

p 　　滨松光电公司新开发了世界上最小的(内部调查)光栅光谱仪“SMD系列微型光谱仪C14384MA”，具有近红外线高灵敏度，体积紧凑，重量轻，成本低的特点。C14384MA的立方尺寸约为MS系列微型光谱仪的1/40，重量约为其1/30，在相同的近红外范围内灵敏度约是后者的50倍高。这使得C14384MA成为需要实时现场测量应用的理想选择，例如食品或农作物的质量检查，甚至是四轴飞行器或无人机的环境分析。滨松将从2018年11月1日(星期四)起开始接受日本国内外测量与检测设备制造商的样品订单。 br/ /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/c8d3bf5c-0dc3-4b17-b243-901a2030fe7b.jpg" title=" Mini-spectrometer SMD series C14384MA and currently available mini-spectrometer and micro-spectrometer.png" alt=" Mini-spectrometer SMD series C14384MA and currently available mini-spectrometer and micro-spectrometer.png" width=" 400" height=" 268" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 268px " / /p p style=" text-align: center " strong 微型光谱仪SMD系列C14384MA，及目前可用的微型光谱仪和小型光谱仪 /strong br/ /p p 　　该产品将于滨松光子展上首次展出，展览自11月1日(星期四)起为期3天。滨松光子展每5年举办一届，本届展会将在位于日本滨松市中区的Act City中央厅举行。 /p p 　　小贴士：光栅是通过利用不同波长光具有不同折射角的原理，将光分离成不同波长组分的光学元件。 br/ br/ 附件： img src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" style=" vertical-align: middle margin-right: 2px " / a href=" https://img1.17img.cn/17img/files/201810/attachment/2e8b150e-9291-4221-8a9b-efa4e9ea7419.pdf" target=" _blank" title=" 微型光谱仪SMD系列介绍-英文版.pdf" textvalue=" 微型光谱仪SMD系列介绍-英文版.pdf" span style=" font-size: 16px " 微型光谱仪SMD系列介绍-英文版.pdf /span /a /p p br/ /p

卓立汉光2022年年度新品发布会重磅来袭 2021年12月23日北京卓立汉光仪器有限公司举办2022年年度新品发布会，多款光电新品重磅亮相，期待与您相聚。 会议时间：2021年12月23日 13:30-17:30会议地点：上海龙之梦大酒店-6楼-龙宴会厅B发布形式：线下会议+线上直播； 欢迎扫码报名，在线交流 发布背景：卓立汉光致力于为用户提供更新、功能全面、性能优越的高端分析仪器及精密光学机械产品。拉曼光谱、荧光光谱、光电探测、高光谱与影像、精密光学机械运动控制产品等高端分析仪器的新产品发布，为光电行业从业者提供全方位产品及解决方案，在高端分析仪器及精密光学机械等光电领域，比肩国际先进水平，为用户创造更优的服务与价值。所邀请的客户是光电行业领域的资深研究者，对行业的应用前景、仪器原理及研制、仪器使用等均有资深的经验，是行业内的资深耕耘者。 9大重磅新品：新款C-T式光栅光谱仪系统新款C-T式光栅光谱仪系统，采用非球面镜进行影像校正，是一台具有高通光量、高分辨率、低杂散光等关键技术优势的宽光谱影像校正光谱仪，具备国际同类型高端产品的领先性能。 新型VPH光谱仪系统新型VPH光谱仪采用体全息透射光栅，具有高通光量、高影像质量、高分辨率等技术优点，可拓展为拉曼光谱系统，并在二维材料、气体组分分析、生物医学组织研究等领域得到广泛应用。HXP824A系列六轴并联机器人HXP系列六并联机器人具有刚性强、重复定位精度高、支持机器人运行空间坐标系管理、空间校准功能，提供二次开发包，可根据实际应用整合成系统设备。适合于空间精密对位、微小器件加工和装配、光通信器件调芯、晶片检验等应用。LBIC Imaging光电流成像系统LBIC 显微光电流成像系统基于激光器和显微光路，配合振镜及高精度数字源表，实现快速微区光电流扫描测试，应用于低温、磁控、光电探针压持等原位光电扫描的光电测试，可应用于二维材料、第三代半导体等微米级光电探测器等测试方向。GaiaSky mini3-VN无人机载高光谱系统新一代无人机载高光谱成像系统，具有高光通量、高传递效率、高信噪比等优势，可实现有限区域和大面积区域的遥感成像。高精准度的惯导、POS、高清相机则为数据拼接、校准、修正提供支持。可应用于精准农业评估；水、溢油、土地沙漠化等环境监测；生态多样性评估等领域。技术革新，实现性能跃迁——Finder930全自动化拉曼光谱分析系统Finder 930全自动化拉曼光谱分析系统引入高精度自动化电动控制系统，设备更加智能，操作简单，稳定性好，开机即用，无需专人维护。全新架构的软件，兼容mapping、荧光寿命成像、高光谱数据处理功能，在材料、地质、生物、化学、医药、食品、刑侦等领域得到了广泛应用。Finder系列便携式与手持式小型拉曼光谱仪Finder系列便携式与手持式拉曼光谱仪是为了让拉曼技术走出实验室的应用型拉曼产品，采用了科研级高灵敏度检测器和大通光量的分光系统，具有性能卓越、智能操作、维护方便、环境适用性强等特点。可应用于医药、环保、食品、公安等领域。FLIM荧光寿命成像系统FLIM显微荧光寿命成像系统，基于皮秒脉冲激光器搭配时间相关单光子计数器在时域上获取样品荧光寿命，光学显微镜搭载高精度电动位移台来获取空间信息，提供全面的、丰富的荧光寿命图像数据。可广泛应用于生物组织分子荧光团的研究工作，实现针对光电半导体载流子寿命、分子相互作用的探测、荧光共振能量转移等对象的精准测量。OmniFluo990荧光稳态与瞬态测量与成像平台OmniFluo900荧光稳态与瞬态测量与成像平台可实现荧光光谱、光致发光、电致发光及荧光量子产率等多种稳态、瞬态测试功能。应用于稀土掺杂材料、量子点发光材料、聚集诱导发光材料、荧光微球、钙钛矿型太阳能电池、钙钛矿型发光材料等领域。

相关新闻 2011年上半年上市仪器新品：原子光谱类 　　分子光谱仪是分析化学和生命科学实验室的常用分析工具，测量的是光与待测样品之间的相互作用情况。光波长在紫外、可见、红外等区域时，样品对光的吸收、发射、反射，特征地反映了样品不同分子振动、转动、及相互作用的一些能级变化，不同分子的这种特征吸收、发射、反射是不同的。 　　分子光谱可分为分子吸收光谱、分子发射光谱、拉曼光谱，紫外-可见、红外光谱等属于分子吸收光谱，分子荧光、分子磷光等属于分子发射光谱，拉曼光谱属于分子散射。分子光谱技术是非破坏性的，可用于分析液态、气态和固态样品。 　　2011年的上半年，分子光谱领域新产品新技术不断推出。以仪器信息网新品栏目和相关资讯中发布的分子光谱新产品10多台。其中有4台红外光谱仪、3台近红外光谱仪、2台拉曼光谱仪、3台紫外可见分光光度计、1台荧光分光光度计、5台光纤光谱仪。 　　从众多新品中可以看出： 　　(1)方便携带、坚固耐用的小型化仪器是分子光谱仪器发展趋势之一。如PerkinElmer的红外光谱Spectrum Two、HORIBA智能型倒置显微拉曼光谱仪等，特别值得一提的是国产仪器厂商——上海元析推出B-500新型紫外可见分光光度计，采用点滴测试方式，大大的节省试剂用量，是专门针对生物领域试剂金贵而设计的一款专用仪器，最低测试溶液量达5微升。 　　(2)行业专用仪器越来越多，是分子光谱仪器另一个发展趋势。如天瑞仪器MIR3043P便携式翡翠鉴定仪、必达泰克的Gem Ram TM 系列宝石专用拉曼光谱仪等。 　　各类产品更多详细内容见如下各分类，排名不分先后。　　 　　红外光谱仪： PerkinElmer发布红外新品 　　PerkinElmer今年隆重推出功能更为强大，扩展更为无限的新款红外光谱产品——Frontier。Frontier拥有杰出的透射谱技术、高超的灵敏度和可配置性，能够确保其在苛刻的应用领域表现优越，能够帮助检测药物的安全，分析复杂的化学材料性能，并能满足研究与学术领域各种严格的要求。Frontier的模块化设计、可再升级功能以及卓越的信噪比，保证其在近红外、中红外和远红外光谱分析中获得最佳光谱性能。 PerkinElmer红外新品家族Frontier、Spectrum Two 　　PerkinElmer近期刚刚推出的 Spectrum Two 便携式红外光谱产品，在突出方便携带，坚固耐用的同时，更创新性的采用了无线控制系统，该系统集成了依照ASTM等要求建立的一系列标准方法，使得用户可以一键式完成检测。 Spotlight 红外成像系统 　　利用PerkinElmer光学技术的灵活性，可以随时将Frontier 升级到Spotlight 红外成像系统，该系统将轻松完成材料微观表面信息与化学成分组成同步采集工作，并能够直观显示出同质与异质区域，从而加速材料表征分析的研究进度。 天瑞仪器便携式翡翠鉴定仪面市 MIR3043P便携式翡翠鉴定仪 　　2011年7月，天瑞仪器珠宝首饰检测系列2011年度新品——MIR3043P便携式翡翠鉴定仪正式向市场投放。MIR3043P是一款利用红外线谱分析原理，专用于检测翡翠A、B货的便携型光谱仪器，可实现对手镯、玉佩等翡翠饰品的快速鉴定，检测全程仅需10-60秒，且不会对样品造成任何损害。 　　MIR3043P首次将可变波长滤波器技术引入了分析测试仪器，辨假准确率可达100%。再加上微机电MEMS技术的应用，从而实现仪器的小型化，整机质量只有5 kg。另外，高发光效率的红外光源、高灵敏度红外热释电传感器、全数字调制解调等术的引入也为检测数据的精准和可靠保驾护航。 　　近红外光谱仪： FOSS发布两款新的近红外分析仪 　　2011年7月，福斯集团公司在全球发布两款高性能的多功能近红外分析仪， NIRS DS 2500 和NIRS DA 1650。这两款新一代的近红外分析仪具有以下主要特点： NIRS DS 2500多功能近红外分析仪 　　NIRS DS 2500光谱扫描范围宽(400-2500nm)。无论测试蛋白、水分还是高要求的指标，如纤维、灰分、氨基酸，NIRS DS 2500均可在1分钟内给出快速、准确的测定结果，确保了原料收购、生产控制和产品质量控制。 　　NIRS DS 2500预装定标模型，可分析多种类型样品。NIRS DS 2500 可以完全兼容NISYSTEM II分析方案和XDS分析方案，确保很好利用已有的NIR SYSTEM II和XDS数据库，直接整合，而不损失测试性能。 NIRS DA 1650多功能近红外分析仪 　　NIRS DA 1650是一款二极管阵列型近红外分析仪，扫描范围为1100-1650nm，适合于对水分、蛋白、脂肪等指标做准确的分析，它完全兼容福斯其他的近红外分析仪，例如InfraXact 和ProFoss在线分析仪，确保定标数据的快速使用和整合。 赛默飞世尔科技推出用于药品加工的全新近红外光谱仪 Thermo Scientific Tru Process近红外光谱仪 　　2011年3月29日，赛默飞世尔科技有限公司今日宣布推出全新Thermo Scientific TruProcess分析仪——适用于实时混合分析、干燥及其他过程分析技术(PAT)应用的近红外光谱仪。Truprocess采用微电子机械系统(MEMS)技术，将传统的近红外光谱仪转化为生产线近红外传感器。Truprocess体积小，重量轻，可以与绝大部分的的药品加工设备相连接。它具有集成的位置传感器和无线通信，可以在一秒钟内完成扫描，有能力监测高达25RPM转速的混合。该分析仪也可与Thermo Scientific Method Development 软件相兼容，适用于定性分析和包括干燥、混合和水分分析在内的定量应用。 　　拉曼光谱仪： 必达泰克推出Gem RamTM 拉曼珠宝识别系统 Gem RamTM 拉曼珠宝识别系统 　　2011年7月，必达泰克推出宝石识别拉曼光谱仪系统—— Gem Ram TM 系列宝石专用拉曼光谱仪，轻巧便携，可以探知位置宝石样品的类型，并进行初步鉴定。配备了BWTEK公司的高性能拉曼光谱仪和GEM ID系列光谱库搜索识别软件，并且内置了GEM EXPERT机构提供的300多种宝石标准物拉曼光谱库和图片，可以方便的识别样品的相关信息。 　　本拉曼光谱仪系统采用785nm激光作为激发光源，配有光纤拉曼探头和采样附件，可以方便而准确的采样样品的拉曼信号，配备小型笔记本电脑，方便对仪器进行操控。所有的仪器和配件均集成在一个方便携带的检测箱里。集成度很高，方便现场使用。 HORIBA新款智能型倒置显微拉曼光谱仪 智能型倒置显微拉曼光谱仪XploRA INV 　　HORIBA Scientific发布了最新的智能型倒置显微拉曼光谱仪XploRA INV。XploRA INV 继承了XploRA 高自动化和结构紧凑占地面积小的优势，同时还具有倒置显微镜独有的分析功能，对于难度大、要求高的生物样品研究具有特别重要的意义，例如细胞研究、癌症探测、细胞内药物活性的表征、微反应器监控等。此外，XploRA INV 系统能够方便的和AFM联用，进行Raman-AFM联合分析以及TERS(针尖增强拉曼光谱)分析，使得超高空间分辨率的结构分析以及样品表面形貌分析得以同时实现。 　　紫外可见分光光度计： Dynamica (Asia)紫外可见双光束光度计DB20R面世 DB20R紫外可见分光光度计 　　2011年7月，dynamica (Asia)生命动力亚洲有限公司新款DB20R紫外可见分光光度计DB20R面世。DB20R在原有DB20以及DB20S的基础上，增强了软件的控制优势，由电脑控制主机，可针对DNA/RNA以及蛋白方法做补充，功能强大，控制和存储数据更加便捷。DB20R采用实时双光束光路设计，重现性好，性价比高，操作方便，附件多样。 RIGOL推出Ultra-6000系列紫外-可见分光光度计 Ultra-6000系列紫外-可见分光光度计 　　2011年6月8日， RIGOL委托中国分析测试协会在RIGOL科技园区组织召开了RIGOL Ultra-6000系列紫-可见分光光度计专家鉴定会。RIGOL Ultra-6000系列紫外-可见分光光度计杂散光超低、重复性好、信噪比高、软件功能齐全、外观设计美观。该仪器整机结构均为自主设计，关键技术具有自主知识产权，整机主要性能指标达到国外同类产品水平。 上海元析仪器有限公司推出新型紫外可见分光光度计 超微量紫外可见分光光度计(BIO SPECTROPHOTOMETER) B-500 　　2011年，上海元析仪器有限公司推出新型超微量紫外可见分光光度计(BIO SPECTROPHOTOMETER) B-500。B-500采用点滴测试方式，大大的节省试剂用量。专门针对生物领域试剂金贵而设计的一款专用仪器，最低测试溶液量达5微升。适于DNA、RNA、蛋白样品无稀释的快速检测。 　　荧光分光光度计： 上海棱光技术有限公司推出新品F97系列荧光分光光度计F97系列荧光分光光度计 　　F97系列荧光分光光度计是上海棱光技术有限公司最新研制成功的高端荧光分光光度计产品，采用双单色器、带激发光监视系统的比例双光路设计，150W滨松高品质氙灯、采用1200线/mm凹面光栅和大孔径非球面反射镜分光系统。软件设计包含多种分析功能。同时丰富的附件大大扩展仪器的应用范围，可支持液态、粉末、薄膜样品的测量，可对产生荧光互淬灭的高浓度样品实现测量，可对少至5μl的微量样品实现精确测量，也可配备自动进样系统等。产品体积小巧、结构紧凑、具有检测灵敏度高、扫描速度快、光谱测量范围宽、检测动态范围大和快速三维扫描等特点。 　　光纤光谱仪： 必达泰克正式发布Sol™ 2.6系列光纤耦合InGaAs阵列光谱仪 Sol™ 2.6Sol™ 2.6阵列近红外光谱仪 　　2011年1月4日，必达泰克正式发布Sol™ 2.6系列光纤耦合InGaAs阵列光谱仪。Sol™ 2.6光谱仪采用高性能线阵256元InGaAs阵列，具有高灵敏度和高动态范围的特点，致冷温度-15°C，标准光谱范围1550-2550nm。该型光谱仪最大的优势是配备自动校零功能、极低的噪声和高动态范围。四种光谱获取水平，在弱近红外应用中能够获得非常好的测量效果。Sol™ 2.6光谱仪同时配备了三级致冷，无需外部控制模块，可以直接5V DC供电，使用和集成更为方便，体积更小。Sol™ 2.6系列光谱仪在同级别的光谱仪中，具有最低的坏像素水平，非常适合应用于过程监控、质量控制和生命科学领域。 杭州晶飞科技有限公司推出近红外光纤光谱仪 近红外光纤光谱仪FLA6800 　　2011年5月，杭州晶飞科技有限公司推出近红外光纤光谱仪FLA6800，外观紧凑小巧，即插即用，操作方便，具有先进的电子系统和功能强大的探测器，高速数据采集电路系统。它的特点在于具有16位高精度高速A/D转换器、4K深度FIFO系统和USB2.0高速数据传输接口，可快速把仪器采集的数据上传到PC机中进行数据处理及显示。当通过USB与计算机连接时，将依靠计算机供电，无需外接电源，非常适合野外测试的需要。 海洋光学推高透光率低杂散光全息光谱 Torus 系列像差校正全息凹面衍射光栅光谱仪 　　2011年4月，海洋光学推出像差校正全息凹面衍射光栅光谱仪——Torus 系列。该光谱仪具有透光率高、杂散光更低、热稳定性好的特点，可用于液体、固体等的吸收、荧光测量。Torus可见波段光谱仪(360nm-825nm)，杂散光水平：在400nm 处，约0.015%，较平面光栅等微型光纤光谱仪更低。Torus具有较高的光学分辨率(1500:1)和典型1.5纳米 (FWHM) 光学分辨率。STS 光谱仪有350-800纳米和650-1100纳米两种标准配置。 北京爱万提斯科技有限公司推出超高灵敏度的光纤光谱仪新品 超高灵敏度的光纤光谱仪(AvaSpec-Sensline)AvaSpec-ULS2048x16 　　2011年1月，北京爱万提斯科技有限公司推出超高灵敏度的光纤光谱仪新品(AvaSpec-Sensline)AvaSpec-ULS2048x16。AvaSpec-Sensline是一款为了满足一些有苛刻要求的用户而设计的具有极高灵敏度的高性能光谱仪。AvaSpec-Sensline光谱仪基于Avantes公司的超低杂散光AvaSpec ULS型光学平台，采用薄型背照式CCD探测器，量子效率高，在拥有超凡的高灵敏度的同时还具有极低的杂散光。AvaSpec-Sensline系列最先推出的产品为AvaSpec-ULS 2048x16-USB2和AvaSpec-ULS 2048x64-USB2两种。AvaSpec-Sensline光谱仪通常可用于要求极高灵敏度的光学测量，比如荧光测量和拉曼光谱测量以及弱光测量领域。 　　了解更多光谱仪器，请访问仪器信息网光谱专场 　　了解更多新品，请访问仪器信息网新品栏目

RamanOS 是普拉瑞思科学仪器（苏州）有限公司旗下拉曼光谱应用软件产品，是“拉曼光谱操作系统”的简称，是一款基于云计算的通用软件平台，可以帮助光栅光谱仪制造商或已有拉曼光谱仪用户快速建立拉曼光谱应用场景，推广实际检测应用。 RamanOS具有完整的功能套件，覆盖从硬件连接到检测分析全流程软件方法包，包括：仪器性能评测及仪器驯化组件、试剂有效性评估组件、样品前处理方法（SOP）组件、数据库和基础套件等，其中基础套件包含客户端软件（Windows&Android）和云控制台。 RamanOS的购买和使用：RamanOS V1.0包括零售版和大客户版，此次发布的食药安全检测系统的零售版售价为4.8万元/套，允许授权使用在一台拉曼光谱仪上；大客户版为签约企业用户专属，拥有批量授权和更优惠的价格。用户通过在RamanOS电商平台上购买软件后，可自动获得软件授权激活码，RamanOS工程师会在约定时间内与用户取得联系，沟通硬件通信、性能测试、软件安装调试等一系列工作，并根据通用验收标准验收，保证用户可以基于云端数据库完成全部检测工作。首次次购买到使用的时间一般只需一周，二次购买即可做到随购随用。 RamanOS可匹配国内外各种拉曼光谱设备，其推广及使用将弥补现有光栅光谱仪制造商在应用市场的短板，也将对已有拉曼光谱仪用户在实际使用中出现应用不完善的情况得到良好的补充。点击以下报名链接： RamanOS操作系统助力拉曼光谱技术在食品安全、公共安全领域的新应用讲师：马宁从2008年开始从事表面增强拉曼光谱技术及相关产品的开发与设计，先后主持设计开发数款应用在食品安全和公共安全领域的小型拉曼光谱仪产品，累计实现市场应用近2000台套；2017年创办普拉瑞思科学仪器，实现销售额超5000万元，拉曼光谱产品线在食品安全检测市场占有率近四成。

海洋光学(Ocean Optics – www.oceanopticschina.cn) 推出像差校正全息凹面衍射光栅光谱仪 – Torus 系列。该光谱仪具有透光率高、杂散光更低、热稳定性好的特点，可用于液体、固体等的吸收、荧光测量。Torus 可见波段光谱仪(360nm-825nm)，杂散光水平：在400nm 处，约0.015%，较平面光栅等微型光纤光谱仪更低。 　　平场光学设计及全息凹面光栅用于光的色散：Torus 光栅的凹面用于光的反射及汇聚 光栅刻线用于光的色散 光栅的环形设计用于像差校正，提高衍射效率。 　　Torus 并且具有较高的光学分辨率(1.6nm FWHM，25um 狭缝)和优良的热稳定性(在0-50℃范围内，波长漂移更小，峰型保持基本一致)。 　　Torus 系列光谱仪可以通过 USB 接口与计算机进行交互控制，可以根据客户需要更改狭缝、滤光片及其它配件来优化配置 也可以通过 C-mount 接口与显微镜等配合使用。与海洋光学的其它光学配件一起，使您的测量更方便，更灵活。 　　Torus 通过海洋光学的 Spectrasuite 光谱操作软件来进行操作与分析，并且可用于 Windows, Macintosh，及 Linux 操作平台。并且还与海洋光学的 OmniDriver，SeaBreeze 软件开发平台相兼容。

研究级带显微镜的激光拉曼光谱仪,通常体积庞大，无法移动。然而，HORIBA Scientific （Jobin Yvon 光谱技术）的新款精巧型全自动显微共焦拉曼光谱仪——XploRA，采用创新技术设计并制造，将高精度显微拉曼测量仪器的体积缩小至便于移动的同时，仍然保持了光栅光谱仪制造专家 Jobin Yvon 显微共焦功能的高性能。 ◎ 多激发波长的可移动显微拉曼光谱仪 通常的便携式拉曼光谱仪不可以有多个激发波长，但 XploRA 可以内置 3 个激光器，并且激发波长完全自动切换。 ◎ 可以改变光谱分辨率的可移动显微拉曼光谱仪 全自动切换4块内置光栅，自由选择多种光谱分辨率。 ◎ 真正意义的全自动化操作 从切换波长到变化分辨率，完全自动操作； 自动校准功能和自检功能，自动跟踪仪器状态。 ◎ 一键式入门功能 对于固体和液体样品，只需一个按钮，即可进行结构鉴定，并获得化学图像。 ◎ 中文软件操作界面 使拉曼分析变得前所未有的简单。

2012-2021年，光谱仪器及技术突飞猛进，相关的新产品、新技术层出不穷：拉曼、近红外、激光诱导击穿光谱、太赫兹、高光谱、超快光谱、光谱成像......不仅给科研注入了新的活力，更是给企业带来了客观的经济效益。“光谱十年”之际，仪器信息网特别策划《点亮光谱仪器 “高光”时刻》系列活动，以期盘点光谱仪器及相关技术的突出成果，展现光谱仪器及相关厂商的“高光”时刻。从最简单的光学光谱模块到定制化的解决方案，HORIBA Scientific（Jobin Yvon光谱技术）旗下的光学光谱部门一直致力于光谱仪部件及集成光谱仪系统的研制和生产，可提供各种规格的单色仪、探测器、光源、附件及应用软件，可为科研人员组建高性能的光谱测量系统。本期，我们特别邀请到了HORIBA 科学仪器事业部技术支持工程师吴鹤讲述HORIBA光谱仪的“高光”时刻。HORIBA 科学仪器事业部技术支持工程师 吴鹤仪器信息网：过去十年间，哪些光谱技术的进步让您印象深刻？HORIBA：对于不同的科研人员，其具体需求也不尽相同，模块化光学光谱搭建系统凭借其高度灵活性在光谱技术研究领域占据着重要地位，针对不同的应用如拉曼、光致发光、暗场散射、时间分辨光致发光、等离子体发射、可调单色光源等可提供灵活多样的解决方案。另外，随着对微结构或材料的研究日趋广泛，模块化显微光学光谱搭建系统也应运而生，且在各个研究领域有广泛应用。仪器信息网：截至目前，贵公司有哪几款光谱仪器曾经获得“科学仪器优秀新品”奖 ？该仪器研发的背后有什么样特别的故事？ HORIBA：HORIBA Scientific（Jobin Yvon光谱技术）有着两百多年的光学光谱研究历史，顺应技术的发展、时代的进步，不断进行技术革新。Horiba的多款仪器包括拉曼、荧光、光学光谱搭建系统多次获得仪器信息网颁发的各类奖项。其中，MicOS显微光谱测量系统获得了“2013年科学仪器行业优秀新产品奖”。一般来说，采用标准显微镜与光谱仪耦合测量光谱常采用光纤耦合方式，一方面，信号损失大，耦合效率较低，另一方面，很多样品在应用显微镜测量时会遇到困难，比如：侧面发光样品或者在正置低温恒温器中的样品。在做光致发光光谱测量时，若应用多个波长激发，标准显微镜的灵活性会受到限制。MicOS开创性地将显微测量和光谱测量高效率地耦合于一体，光谱仪最多可同时接三个探测器，能与多个激发波长匹配，并且可提供物镜朝下或物镜侧向的两种配置选择，以满足不同客户的特定需求。仪器信息网：获奖产品的销售情况如何？解决了哪些关键问题？有哪些典型用户或典型的应用案例？行业影响力及用户的反馈情况如何？HORIBA：MicOS显微光谱测量系统用户遍布全球，用途多种多样，如二维材料特性研究、电致发光材料的表征、半导体材料或器件的质量检测和缺陷研究等等。MicOS将显微测量和光谱测量高效率地耦合于一体，将显微探测头直接与iHR三光栅光谱仪耦合，光谱仪最多可同时接三个探测器，使其可覆盖紫外、可见、近红外的宽光谱范围（200nm~1600nm）；能与多个激发波长匹配，灵活性极强且易于操作；内置数码相机设计，可实时观察样品；可提供物镜朝下或物镜侧向的两种配置选择，便于测量侧向发光器件或放置在正置低温恒温器中的样品；配合自动平台可进行mapping测量。MicOS系统已有很多工业用户，在工业生产中，无论是器件的研发过程还是质量检测过程，MicOS系统都发挥着十分重要的作用。仪器信息网：贵公司光谱仪器的生产工艺是如何把控的？在产品的质控及生产车间管理方面有什么独特的地方？ HORIBA：HORIBA Scientific有着十分丰富的光学光谱研究、设计和生产经验，根据客户的实际需求，既可以单独提供光谱仪、探测器、光源、以及光栅等部件，也可以提供完整的解决方案，并且对于生产的仪器都有严格的质量把控。对于单独的部件，在生产时会进行质量测试，确保部件质量，对于外购附件也同样对其质量严格把关；对于整套的系统，有标准的技术参数和验收流程，依据标准进行整体的性能测试，以保证整套系统的性能与质量。仪器信息网：未来贵公司光谱产品线的发展规划，重点发展哪些类别的光谱产品？HORIBA：HORIBA Scientific自创立以来，始终致力于科研级光学光谱产品的研发生产，顺应技术进步与时代潮流，不断创新与发展。除了模块化光学光谱部件与系统，HORIBA还提供高性能整机系统，包括拉曼光谱仪、荧光光谱仪、粒度分析仪、椭圆偏振光谱仪、射频辉光放电光谱仪（GD-OES）、等离子体共振成像仪（SPRi）、阴极荧光光谱仪、碳硫氧氮氢分析仪以及各种OEM光谱仪。涉及的应用包括材料、化学、生命科学、制药、环境、地质、能源、光伏、考古、艺术品等等，对于不同的测量及应用需求提供合适的解决方案。仪器信息网：从行业发展角度来说，您认为目前光谱仪器整体技术水平怎么样？未来最具前景的光谱仪器或者技术是什么？最具前景的应用将体现在哪些方面？HORIBA：光谱技术作为重要的分析技术，所涉领域非常广泛。目前微纳材料及显微结构的研究仍然十分热门，因此显微光谱的测量需求只增不减。另外，随着研究方向的多样化，对仪器的多功能性要求也日益增强。HORIBA Scientific的MicOS系统将显微探测头与iHR三光栅光谱仪高效耦合，配置灵活、可覆盖光谱范围宽，易于通过内置相机观察样品情况，可以进行mapping测试，是显微水平光致发光、电致发光和光调制反射光谱研究的理想选择。另外，HORIBA scientific新推出的SMS（Standard Microscope Spectroscopy Systems）是基于iHR光谱仪与标准显微镜通过定制化耦合模块(MicroSpex)集成的系统，该模块与标准显微镜耦合可适用于从深紫外到近红外的显微光谱测量，如显微拉曼、显微光致发光、暗场散射、显微时间分辨光致发光、反射/透射、电致发光等多种光谱研究，灵活性高，可根据需求进行搭建的定制化系统，为用户提供高质量光谱测量与成像。

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。

多年来，大族激光研发并生产了一系列激光设备，不断满足世界工业对激光应用的各种需求。为迎合中国国内市场的急速发展，大族激光一直在积极地寻求高质量零件供应商，确保随时为客户提供高精度、便利、耐用的激光设备方案。在本案例分析中，大族激光选择雷尼绍RGH24光栅作为其音圈电机的位置反馈系统。 作为在中国深圳上市的公司，大族激光是一家集技术研究、开发、生产及销售为一体的高科技企业。它在世界激光行业中处于领先地位，年出货量高达10 000台！其旗下拥有众多子公司，包括大族电机科技有限公司，大族数控科技有限公司等，为不同领域的客户（如诺基亚、大众汽车等国际企业）提供专业的激光设备和应用方案。公司产品齐全，如激光打标机、切割机、焊接机、电机配件等。大族激光通过自主研发把&ldquo 实验室装置&rdquo 变成可以连续24小时稳定工作的激光技术装备，是世界上仅有的几家拥有&ldquo 紫外激光专利&rdquo 的公司之一。 2004年至今，大族激光从雷尼绍购买了10 000多套光栅系统，广泛应用于各类产品上。 大族激光集团总部 激光打标机内的音圈电机 音圈电机的工作原理是将电信号转换成机械力，当永磁磁铁之间的线圈通电时，磁场改变，从而产生力，产生的力会驱动永磁磁铁之间的线圈组运动；通过控制电流大小，可使线圈在永磁磁铁之间来回移动，从而产生线性运动。与其他电机不同，音圈电机具有一流的线性特性，例如直接驱动、零齿槽刀、轻动子高响应和带宽、动子及定子无磨损等。&ldquo 直接&rdquo 驱动的特性使音圈电机广泛应用在一些距离短但需要较高加速度的直线运动的场合。大族激光旗下的大族电机不但把音圈电机在市场上作为零件出售，还将其广泛应用在集团生产的激光打标机上。 研发部总裁王光能先生说：&ldquo 打标机需要在材料上打出立体效果的标签，我们必须通过运动反馈系统来控制镜子，在极短的时间内引导激光定位到相应位置上，雷尼绍正好能提供这方面的产品。&rdquo RGH24读数头通过光学原理在光栅尺上读取数据，与接触式系统相比，这种非接触式设计能够使音圈电机在位置控制上高速运转，并保证了高重复定位精度。除了应用在激光上之外，音圈电机还可以用于医疗检测仪器、精细位置控制和电脑硬盘生产等等。 音圈电机工作原理 音圈电机 体积轻巧 音圈电机是一个理想的线性促动器，在短距离（微米到厘米）位置控制上具有极佳的效果。雷尼绍光栅尺安装在音圈电机活动部位上，读数头则被固定。由于音圈电机需要保持其高输出／重量比例数值，因此光栅尺必须轻巧，以维持最高加速度。王总说：&ldquo 我们在选择光栅尺的时候，尺子的重量是我们考虑的首要问题。通过比较几家供应商的产品，我们发现雷尼绍RGS20光栅尺十分轻巧，满足需要的同时，又不影响电机的效率。&rdquo 雷尼绍RGS20光栅尺使用轻巧材料制成，厚度仅0.2 mm，在音圈电机上几乎是不载重量，完全不影响电机的快速运转。由于使用音圈电机的机器空间一般都比较有限，因此包括电机位置控制的部分要尽量设计得轻巧。设计师在市场上选择读数头时需要考虑体积问题，读数头必须能够固定在狭小的空间内，配合光栅尺运动，从而控制电机位置。 王总说：&ldquo 在市场上同类产品中，雷尼绍读数头设计轻巧，质量和体积都能令人满意，并且其他性能不受影响。&rdquo 王光能 大族激光打印机 安装简单 一般光栅系统的安装过程主要包括三个步骤：安装和固定光栅尺、安装读数头以及校准。王总说：&ldquo 雷尼绍光栅系统的整个安装过程十分简单，看过雷尼绍工程师安装一次后，我们的第二台机器就能自己安装了，而且过程快捷便利，看了指示灯就能知道安装过程是否正确。&rdquo 雷尼绍RGS20光栅尺成卷存放，用户在使用时可根据用途自行裁剪所需要的长度。在大族激光的音圈电机设计上，行程距离只有10到20 mm，王总说在市场上找到相同尺寸的光栅尺比较困难，而按需裁剪的设计解决了这一难题，为他们带来了便利。 王总继续说：&ldquo 我们不需要打孔或其他工具辅助，只要把光栅尺背面的双面胶撕掉，贴在预先定好的位置上就可以了。这种设计使我们能够根据需要灵活应用，我们可以自己裁剪光栅尺的长度来决定电机的行程距离，完全不受供应商的限制。&rdquo 此外，雷尼绍读数头上装有专利LED指示灯，使安装和校准过程变得简单快捷。用户通过观察LED指示灯的颜色，便可知道安装是否成功。 RGH24 展望 自2004年至今，大族激光与雷尼绍合作已有8年时间，展望未来，王总说：&ldquo 我们大族会在激光行业中继续开发新产品和技术，为客户提供高质量的激光设备；同时我们也会在其他领域，如LED、太阳能等新能源课题上投入资金进行研发。希望在不久的将来，大族能成功开发出与激光设备一样出色的产品，为全球用户提供可信赖、高品质的工业设备。&rdquo -完- 如需了解雷尼绍更多产品，请访问www.renishaw.com.cn 关于雷尼绍 英国雷尼绍公司于1994年在北京开设了第一个办事处，并于2000年在上海设立了办事处。目前，在中国共设有三个分公司和八个办事处，员工近百人。公司产品广泛应用于机床自动化、坐标测量、快速成型制造、比对测量、拉曼光谱分析、机器校准、位置反馈、形状记忆合金、大尺寸范围测绘、立体定向神经外科和医学诊断等领域。雷尼绍集团目前在32个国家或地区设有分支机构，员工逾3000人。 -完- 详情请联系： 张晶 (Grace Zhang) 市场助理 Marketing Administrator 雷尼绍（上海）贸易有限公司北京分公司 电话： +86 10 510882882 *1001 电邮：Grace.zhang@renishaw.com

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所邵建达研究员、晋云霞研究员团队和张江实验室李朝阳研究员在超宽带脉冲压缩光栅领域取得突破性进展。研究团队针对单周期脉冲压缩需求，成功研制超400 nm宽带金光栅，其在750-1150 nm 的波长范围内衍射效率大于90%，比现役金光栅带宽提升近一倍，并且其研制口径可进一步推向米量级。相关成果以“400nm ultra-broadband gratings for near-single-cycle 100 Petawatt lasers”为题发表于《自然-通讯》。　　拍瓦激光器的脉冲宽度从目前10-20个周期压缩到单周期(3.3 fs)结合大能量的载入被认为是实现艾瓦激光的未来。研究团队长期深耕于宽带高阈值脉冲压缩光栅领域。在本项工作进展中，超宽带金光栅的仿真设计取得突破，引入方位角扩展了设计和应用自由度 实验上掌握了光栅槽形演化规律，发明了大底宽小尖角金光栅技术(专利号：CN114879293B)，成功研制1443 g/mm和1527 g/mm超400 nm宽带金光栅。如此宽带和高阈值(优于0.3J/cm2)的超宽带光栅将在宽角非共线光参量啁啾脉冲放大系统【WNOPCPA，Laser Photonics Rev 17, 2100705(2022). https://doi.org/10.1002/lpor.202100705】中发挥关键性作用，理论计算证明其足以支撑 4 fs 脉冲压缩，可将实现百拍瓦需要的光栅口径从米级缩减至半米级。　　啁啾脉冲放大(CPA)及其衍生技术推动激光峰值功率从太瓦推向10PW量级，脉冲压缩器已成为高功率超强超短激光装置的核心模块。受限于大口径、宽光谱、高阈值压缩光栅的单路负载能力，中、欧、美、俄、韩等国均已部署多路相干合成100 PW乃至艾瓦量级的激光设施建设。除此外，单周期(3.3fs)脉冲也是产生艾瓦级激光的重要策略之一。近些年来，WNOPCPA等技术能够在工程上支撑增益介质的带宽拓展至 400 nm，从而支撑 3-6 fs的傅里叶变换极限脉冲。支持单周期脉冲展宽和压缩的超宽带光栅是实现单周期艾瓦激光的一个核心技术难题。目前，团队正将超宽带光栅的口径推向米级，并将其应用于单周期艾瓦激光的原理样机。　　研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、科技部、上海市战略新兴产业项目的支持。

仪器信息网讯 2011年3月7日至14日，中国科学院上海技术物理研究所的UIRS-1型超高光谱分辨率红外光谱仪、星载成像光谱仪、CCD探测器、高精度成像稳定控制系统亮相国家“十一五”重大科技成就展。 UIRS-1型超高光谱分辨率红外光谱仪 　　超高光谱分辨率红外光谱仪是基于大光程差(±27cm)干涉技术的傅里叶变换光谱仪，具有光谱分辨率、稳定度高、谱段宽和效率高(无狭缝)等特点，能用于温室气体及痕量污染气体的定量检测和大气成分分布垂直探测，将对我国环境探测及资源调查等领域产生重大影响。 星载成像光谱仪 　　该仪器利用离轴三反成像光学、凸面光栅光谱仪和大规模焦平面探测器等技术，中科院上海技术物理研究所研制了宽幅高光谱卫星成像仪原型样机。 CCD探测器 　　国际上规模最大的CCD探测器，是相机成像的核心部件之一。通过它可以将携带着目标信息的光信号转换成便于检测和传输的电信号。 高精度成像稳定控制系统 　　该系统主动探测卫星平台的微小振颤，并把振颤换算成相机光轴的偏转量，通过主动控制补偿卫星平台振颤造成的光轴偏转，保证相机在轨成像的稳定性。 　　关于中国科学院上海技术物理研究所： 　　中国科学院上海技术物理研究所始建于1958年10月，以固体物理和固体电子学研究为主要学科，由复旦大学物理系谢希德教授亲自创办和主持工作。1961年1月单独建制，隶属中国科学院；1964年1月，研究方向调整为红外物理与光电应用技术研究；1968年3月，划归国防科工委第15研究所，称1510所；1970年6月，又回归中科院，并恢复原称。现以红外物理与光电技术应用基础、开发为主要研究方向，重点发展先进的空间遥感、小卫星、红外凝视成像、红外焦平面、光学薄膜、微型致冷、及光电信息处理与网络等技术，设有相应的研究室及国家重点实验室10个。

11月13日，从中科院长春光机所获悉：由该所承担的国家重大科研装备研制项目“大型高精度衍射光栅刻划系统的研制”11日通过验收，并制造出世界最大面积中阶梯光栅。这标志着我国大面积高精度光栅制造中的相关技术达到国际领先水平，结束了在高精度大尺寸光栅制造领域受制于人的局面。　　衍射光栅是一种纳米精度周期性微结构的精密光学元件，在光谱学、天文学、激光器、光通讯、信息存储等领域中有重要应用。光栅面积大可获得高集光率和分辨本领，精度高可获得更好的信噪比，但制造出大而精的光栅是世界性难题。　　光栅刻划机是制作光栅的母机，因其部件的加工装调精度难，运行保障环境要求高，被誉为“精密机械之王”，本项目研制的光栅刻划机，几乎所有关键部件都冲击世界极限水平。研制期间，科研人员突破了精密机械加工、精密光学加工、精密检测、高精度微位移控制等一系列关键技术，并研制出面积达400毫米×500毫米、精度为10纳米的光栅，这也是目前世界上面积最大的中阶梯光栅。　　此前，只有美国能够制作300毫米以上中阶梯光栅，我国的中阶梯光栅制造能力不足300毫米，精度也达不到10纳米精度水平，战略高技术领域所需要的高精度大尺寸光栅受到国外严格限制。项目负责人、中科院长春光机所研究员唐玉国表示，大型高精度光栅刻划系统以及大面积中阶梯光栅的研制成功，能帮助我国光谱仪器行业摆脱“有器无心”局面，改变我国光谱仪器产业处于行业低端现状。

海洋光学将于8月与江苏省食品药品检验所联合举办&ldquo 拉曼光谱在药检领域应用&rdquo 研讨会 拉曼光谱自发现以来，经过近80年发展，做出了其他分析技术所不能做到的许多特殊贡献。近年来，拉曼光谱法在药物分析中的应用越来越多，中国药典201版将根据这一发展，在附录中新增拉曼光谱法指导原则，以进一步促进这一方法在药品检验中的应用。江苏省食品药品检验所为了帮助旗下50多家相关制药、科研、高教单位掌握拉曼光谱方法并顺利开展工作，特别邀请海洋光学联合举办&ldquo 拉曼光谱在药检领域应用研讨会&rdquo 。该会议拟定于2008年8月22日在南京市举行，研讨会内容议题为： a. 拉曼光谱学基础知识和应用现状简介 b. 在药检中的应用 c. 光纤光谱实验演示 d. 固定光栅光谱仪与复合光谱信号解析处理 海洋光学诚挚的邀请广大代理商及客户前来参与此次研讨会。 Your information is important to us. Please fax or email this receipt to us . Company Name Company Address Post code Question: Do you want us to reserve rooms of Rainbow Hotel? Answer: Yes（ ） room(s) No（ ） Attendee name title Office Tel Mobile Phone Email address Notes： 1、 This training course won&rsquo t charge any fee, you only have to pay your traffic expense and accommodation. 2、 Please reply this receipt by fax:021-62956708 or email to： wu.wei@oceanoptics.com 3、Any question please call 021-62956600 to Wu Wei and Tang Wei

自充能、可持续力致发光力致发光是指材料在力学刺激下产生的一种发光行为。由于其独特的力学-光学响应特性，力致发光为实现力学传感及其可视化提供了新思路和新途径。目前发现的力致发光材料多数仅表现出动态力学刺激下的瞬态发射行为，极大地限制了其在力学的可视化显示和成像方面的应用。可持续力致发光材料能够在力学刺激停止后继续保持发光行为，对可持续力致发光材料的开发是应对上述问题的有效方式。此前，研究人员通过陷阱工程设计，在特定材料体系中获得了力学刺激后可持续的力致发光现象。然而，该类可持续力致发光材料在使用前必须经历预辐照，在其结构内部预先储存能量，这不仅增加了实际应用时操作的难度，也难以实现该类材料的循环稳定使用。因此，实现无需预辐照的自充能、可持续力致发光成为当前研究的热点之一。中国科学院兰州化学物理研究所王赵锋团队在国际知名期刊Advanced Science上发表的题为“Self‐charging persistent mechanoluminescence with mechanics storage and visualization activities”的研究论文。本文研制出一种自充能、可持续力致发光材料——Sr3Al2O5Cl2:Dy3+/PDMS（SAOCD/PDMS），该材料在力学的刺激下，无需预辐照即可产生明亮的长寿命力致发光，有效避免了此前材料在使用时的预辐照需求，极大提升了长寿命力致发光材料的应用便利性。本工作通过将SAOCD (SAOCD) 粉末复合到PDMS基质中，创建了一种新型的力致发光材料，即自充能、可持续力致发光材料。无需任何预辐照，所制备的SAOCD/PDMS弹性体可以直接在力学刺激下表现出强烈且持久的力致发光，这极大地促进了其在力学照明、显示、成像和可视化中的应用。通过研究基体效应以及热释光、阴极发光和摩擦电特性，界面摩擦起电诱导的电子轰击过程被证明是机械刺激下SAOCD中自充能能量的原因。基于独特的自充电过程，SAOCD/PDMS进一步展现出力学存储和可视化读取行为，为机械工程、生物工程和人工智能领域 处理力学相关问题带来了新颖的思路和方法。 自激活、长寿命力致发光材料的设计制备与性能研究 图1 SAOCD/PDMS复合弹性体的制备流程、性状及力致发光性能 当施加拉伸、摩擦、压缩等力学刺激时，复合弹性体呈现出直接的自激活力致发光，不需要额外的预辐照（图1c）。复合弹性体的力致发光性能随SAOCD颗粒中Dy的含量增加呈现出先增后减的趋势（图1d）。随着施加应变的增加，SAOCD/PDMS弹性体的ML强度随之增加，其在应力/应变传感方面表现出良好的应用价值。此外，该复合弹性体的力致发光还表现出良好的热稳定性（图1f）。图2 （a）SAOCD的力致发光和余辉示意图；（b）SAOCD/PDMS复合弹性体在拉伸、摩擦、压缩条件下的力致发光和余辉照片；（c）不同浓度Dy离子掺杂SAOCD/PDMS复合弹性体的摩擦余辉光谱图。 该材料在力学的刺激下，无需预辐照即可产生明亮的长寿命力致发光（图2），有效避免了此前材料在使用时的预辐照需求，极大提升了可持续力致发光材料的应用便利性。图3 SAOCD的自激活力致发光及余辉机理明确了SAOCD/PDMS的自激活力致发光和余辉的物理过程，即在外力刺激下SAOCD与PDMS产生界面摩擦电作用，SAOCD的电子转移到PDMS表面，SAOCD与PDMS间形成高能电场，PDMS表面电子被加速，轰击SAOCD，使得SAOCD中的电子受激从价带跃迁至导带，一部分直接和发光中心结合产生力致发光，另一部分被陷阱捕获，外力撤除后自发释放转移至发光中心产生余辉。机械力学信息的存储与可视化读取器件研究图4 （a）力致发光复合材料的应力存储和可视化读取示意图；（b）SAOCD/PDMS复合弹性体对机械力学信息的存储、读取原理及功能展示。 通过利用SAOCD/PDMS材料中特有的自充能物理过程，进一步发展出了一种力学信息的存储与可视化读取技术（图4）。在机械刺激下，力学信息将会以陷阱捕获载流子的方式在材料内部进行存储，随后，在热刺激下，所存储的力学信息将以可视化的形式得到读取，所存储和读取的力学信息主要包括力学强度、发生时间及其空间分布等。作者简介王赵锋简介：中国科学院兰州化学物理研究所研究员，博士生导师，2006年毕业于兰州大学材料化学专业，获理学学士学位，2011年毕业于兰州大学材料物理与化学专业，获工学博士学位。2011年至今，先后于中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室、美国德克萨斯州立大学化学与生物化学系、美国康涅狄格大学材料科学研究所进行科学研究。主要研究方向为摩擦/力致发光材料及应用，在Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Funct.Mater., Nano Energy, Mater. Horiz., Adv. Sci.等期刊发表论文100余篇（被引用5000余次，h因子40），编写书籍章节两部，申请/授权国家发明**10余项，研究成果被国内外知名媒体如中国科学报、中国科普博览、人民日报、中科院之声、New Scientist、Nanowerk、Science Trends等专题报道。现为国内知名期刊《稀土学报（英文版）》、《材料导报》、《发光学报》青年编委，以及中国机械工程学会表面工程分会青年学组特邀专家。2015年获美国环境保护署P3提名奖，2017年获甘肃省自然科学二等奖，2018年获中科院高层次人才计划择优支持，2020年获甘肃省杰出青年基金支持，所带领的研究团队获2021年度甘肃省“青年安全生产示范岗”荣誉称号，2022年获中科院区域发展青年学者称号。相关产品推荐 本研究的力致发光光谱数据采用卓立汉光搭建的组合荧光系统采集，配置Omni-λ300i系列“影像谱王”光栅光谱仪对光谱进行分光。目前，该组合荧光系统已经升级为OmniFluo900 系列稳态瞬态荧光光谱仪，如需了解该产品，欢迎咨询。 免责声明 北京卓立汉光仪器有限公司公众号所发布内容（含图片）来源于原作者提供或原文授权转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有，北京卓立汉光仪器有限公司发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享。 如果您认为本文存在侵权之处，请与我们联系，会*一时间及时处理。我们力求数据严谨准确， 如有任何疑问，敬请读者不吝赐教。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。

这两年，拉曼光谱仪一直吸引着业内人士的眼球，各大仪器厂商不断在新产品、新技术、新应用等方面推陈出新，精心布局，不仅如此，新迈入此领域的仪器厂商也层出不穷，可谓热闹非凡。　　拉曼光谱如此的蓬勃发展给广大用户提供了更多可选择的空间，那么，当前有哪些主流企业/主流产品?有哪些最新的技术/应用?哪款仪器更适合用户自己的研究工作?　　仪器信息网：贵公司拉曼光谱仪的定位?　　培科创新:北京培科创新技术有限公司专注于为科研、刑侦、煤炭矿产以及光学科学等领域提供先进的实验室仪器设备、光学元件、标准及技术服务的科技型企业。　　培科创新2015年引入美国BaySpec公司激光拉曼光谱仪产品，成为其中国区独家合作伙伴。为中国的客户提供拉曼光谱，质谱，高光谱成像，OCT等产品的技术支持和销售服务。基于国内激光拉曼市场需求，1064nm波长激光拉曼产品成为培科创新主推产品。现阶段国内市场的激光拉曼产品品牌众多，推动了拉曼光谱仪技术在科研领域应用的普及。针对激光拉曼技术应用的限制——荧光干扰，提出了1064nm激发波长抑制荧光，从而扩展了激光拉曼技术的应用领域。通过创新性技术——体相位光栅(VPG ® )，解决光路通光效率问题 差异化市场定位，使得BaySpec公司 1064nm激光拉曼光谱仪在刑侦文检、药物研发、食品安全、地质分析等科研领域得到极大应用。　　现阶段市场上出现了一些1064nm激光拉曼光谱仪，主要集中在便携式和手持式拉曼光谱仪上，仪器的精度低、性能差，没有出现一款真正意义上的高分辨科研级显微1064nm拉曼光谱仪。美国BaySpec公司通过创新性技术，解决了1064nm激光拉曼存在的单光子能量低，光谱采集时信噪比差的问题。采用高通光效率的VPG® 技术，保证了探测器对有效拉曼信号的采集。BaySpec是市面上唯一一家将1064nm激发波长作为常规显微拉曼光谱仪配置的厂家，技术成熟，测试性能优良，为拉曼光谱技术创新提供新的解决方案。　　仪器信息网：请回顾贵公司拉曼光谱仪的研发及技术进展历史，贵公司在拉曼光谱仪器方面有哪些优势/专利技术?　　培科创新:美国BaySpec公司位于世界高科技中心美国硅谷，是全球领先的光器件、光模块及子系统供应商。凭借着公司长期积累的光谱成像技术实力，跻身于光谱分析仪、多光谱市场领导者之列，同时也是美国国内知名的拉曼显微镜和拉曼光谱仪的生产商。美国BaySpec公司起始于为客户进行定制化开发服务的设备制造商。上世纪80年代就为美国航天局(NASA)进行了拉曼光谱技术定制研发，新世纪初，结合技术创新中对光学元器件集成化要求，研发出具有专利技术的体相位光栅(Volume Phase Grating， VPG ® )，保证了光路内的有效通光效率，使得仪器的集成化、多功能化成为可能。　　BaySpec产品在2000年左右就已进入国内，北京培科创新技术有限公司于2015年成为BaySpec公司中国区独家授权代理伙伴。北京培科创新技术有限公司作为BaySpec中国区技术支持中心，为中国的客户提供拉曼光谱仪、质谱仪、光栅光谱仪、高光谱成像、OCT等产品的技术支持以及销售服务。　　仪器信息网：贵公司当前拉曼光谱仪的主流产品和主流技术?贵公司有什么样的产品发展计划?　　培科创新:BaySpec能够提供领先世界的高分辨率1064nm激发波长拉曼系统，该波长由于远离可见光区域，不会激发样品的荧光效应 同时又能够穿透性测试，甚至能穿透性测量透光性很差的样品，所以能在很多普通拉曼光谱仪无法测量的领域发挥巨大作用。BaySpec公司现有的拉曼光谱仪产品涵盖了Agility™ 便携式台式拉曼、RamSpec™ 高分辨率台式拉曼、Nomadic™ 显微拉曼光谱仪。　　现阶段北京培科创新技术有限公司在国内主推Agility便携式双束拉曼光谱仪和Nomadic显微拉曼光谱仪。每一款设备都可以根据客户需求选择532nm、785nm或者1064nm激发波长。独立光谱仪、自动化光路切换、高通光VPG体相位光栅设计，保证了每一个波长下的最优化测量。科研级1064nm激发波长的激光拉曼能够极大抑制荧光激发，将拉曼光谱的致命缺陷——荧光干扰——降低到最小，这是其他科研级激光拉曼光谱仪所不具备的能力。BaySpec Agility™ 　　BaySpec Agility™ 作为一款具有高性能和高便携性的台式拉曼光谱仪，配有单束激光(532nm，785nm和1064nm)，或者双束激发激光(任意两种532nm，785nm和1064nm)，两种独立配置。BaySpec 提供独特的1064nm 波长选项，近红外1064nm 的激发是某些材料的首选波长，包括大多数石油产品样品、药品、爆炸物和其他混合样品显示出很强的荧光性。Agility™ 能够迅速选择适应样品在几乎所有条件下的测量需求，对样品制作没有特殊要求。Agility™ 的光学设计核心部分是分散体相位光栅(VPG)光谱仪，保证了1064nm激发波长下的有效拉曼信号检测。同时，为了保证在1064波长下的光信号强度，采用高达490mW激光强度的级联激光器，激光强度可自动调节，保证了有效拉曼信号的获得。特有的1064nm长波长集便携性与高抗荧光效果于一身，超高性价比的小型台式机，从多方位多层面提供最全面的解决方案。BaySpec Nomadic™ 　　美国BaySpec Nomadic™ 显微拉曼光谱仪是同时配备三个发射源的拉曼显微镜，发射源覆盖了从可见光到近红外光谱，波长分别为532 nm、785 nm、1064 nm或者根据客户需要制定。Nomadic™ 配备有可扩展的近红外光谱发射源，在测量复杂基片的拉曼光谱时，荧光背景信号能够降至最小。Nomadic™ 拉曼显微镜为每个激发波长配备了专用的光谱仪和探测器，确保最佳的光谱覆盖范围、分辨率和灵敏度，而且不需要切换和共用。Nomadic™ 拉曼显微镜为了减弱激光功率，配有自动激光切换的特性，机械化的双边缝隙，ND过滤器。联接奥林巴斯科研级显微镜，模块化设计的Nomadic™ 不仅仅能够测量普通拉曼成像，还可进行微区可见/近红外成像，暗场瑞利散射，荧光成像以及实现原子力显微拉曼。BaySpec Nomadic™ 拉曼显微镜具有优秀的灵活性和功能扩展性，可满足用户在不同条件下的测量需求。　　仪器信息网：目前贵公司拉曼光谱仪重点关注的应用领域有哪些?最看好哪个领域?主推的解决方案?　　培科创新：美国BaySpec 激光拉曼光谱仪独有的科研级1064nm激发波长检测，广泛应用在材料科学，食品安全，药物合成，刑侦文检，电化学分析等个领域。　　A)美国BaySpec公司拉曼光谱仪在医药领域的应用　　拉曼光谱技术是一种非接触，无损的快速检测技术，能方便地给出物质的结构、组分等指纹信息，并且能从分子层面上识别各类物质及晶型结构，非常适合用于制药过程及药品检测。　　虽然红外吸收光谱技术已经广泛地应用于制药行业，但其具有一定的局限性。与红外吸收光谱相比，拉曼光谱具有如下明显的技术优势：　　光谱分辨率更高，能给出更多的光谱细节，信息更加丰富 　　拉曼测试简单，不需要制样。红外需要制样，对于某些硬度高的样品，制样尤其困难 　　具有更好的共焦显微性能，空间分辨率达到亚微米级，可给出样品的精细化学组分分布图像 　　可在线原位分析 　　可更加直接的与多变量校正、回归分析结合，从而进行定量分析。　　以上特点决定了拉曼光谱在制药的各个环节中都具有巨大的应用潜力，如：原料筛查 过程监控，包括反应、晶化、配药、干燥、混合等 晶型识别 有效成分和赋形剂的表征等。以下列出几个BaySpec拉曼光谱仪在药物中的典型应用：　　(1).成份鉴别　　拉曼光谱给出物质的结构、组分及官能团等信息，是物质的指纹图谱，可方便地鉴别、区分各类药物的成分。　　下图为扑热息痛、阿司匹林、咖啡因等药物组分的拉曼光谱(测试仪器为BaySpec Nomadic™ 拉曼光谱仪在1064nm波长下的拉曼光谱)。由指纹图谱可清晰地对各物质进行识别和指认。扑热息痛、阿司匹林、咖啡因等药物组分的拉曼光谱图　　(2).晶型研究：多晶型、伪多晶现象识别　　多晶型是药物中非常常见的重要现象，它直接影响到药物的生物利用度、药效、毒副作用、制剂工艺及稳定性等。晶型的控制是衡量药品质量和效果的一个重要标准。　　目前常用来研究晶型的方法有：X射线衍射、红外光谱及热台显微方法等 这些方法都有各自的限制：X射线衍射通常样品量要求较大，不利于分析混合物中各组分，操作复杂且整机价格昂贵。红外光谱方法需要样品制备，尤其是在研磨过程中可能导致晶型转换，而且光谱分辨率不高。　　与这些方法相比，拉曼光谱技术有以下优点：对样品的要求量比较少、无损、无接触、不需要样品制备、可进行1~2μ m的微区分析，且精度和光谱分辨率高，适合用于药物的快速分析。　　根据研究D-甘露醇(D-mannitol)，具有α -， β - 和δ -三种多晶型，具有相同的化学式，但结构不同，是同分异构体。下图中，使用BaySpec的 RamSpec™ -HR 高分辨1064nm拉曼光谱测试分析，能清晰地分辨出这三种物质状态。D-甘露醇(D-mannitol)，具有α -， β - 和δ -三种晶型拉曼光谱图　　B) 美国BaySpec公司拉曼光谱仪在文检领域的应用　　(1). 红色印泥的主要成分是涂料黄、银珠、大红粉、重晶石粉、蓖麻油、牛油、陶土、乙萘酚、石炭酸、艾绒或木棉等，各厂家出品的印泥配料各有不同。通过盖印，印泥色料转移到纸张上，蓖麻油、牛油使印迹被纸张吸收并在纸张表面结膜，牢固地固着在纸张上。乙萘酚和石炭酸为油溶性防腐剂，防止艾绒生霉。正因为各个品牌的印泥配方成分不同，在拉曼光谱中它们的谱线也各不相同。司法鉴定中的文件很多为借据、合同、契约、收条等，常盖有公章或名章，伪造公章和名章的方法有手工刻制、照相制版和彩色复印法等。只要有对应的真实使用的印泥印油样本，这种种方法伪造的印迹，显微拉曼光谱技术都是易于鉴别区分的。测试仪器：BaySpec Agility™ 　　两种市面常见品牌的水性红色印泥的鉴别，根据特征峰的不同，从图中可以明显的区分两种红色印泥。　　(2).黑色签字墨迹的主要成分为碳黑等，在司法文检的检测中占有非常重要的部分。黑色墨水或者黑色碳粉印刷品对光具有很强的吸收能力，而且在纸张上的黑色墨水具有较强的荧光激发，使用普通的显微共聚焦拉曼进行测试，很难获得有效的拉曼光谱，而且较短的激发波长会产生大量的能量，灼烧测试样品。使用BaySpec-1064nm激发波长，能够很好的解决这方面的问题。1064nm波长不仅能极大抑制荧光产生，而且较长的激发波长，能量较低，热量较少，不会灼烧样品。黑色签字笔迹测试，测试仪器：BaySpec Nomadic™ 显微拉曼光谱仪　　仪器信息网：从整个行业来分析，目前拉曼光谱仪都有哪些先进的技术值得大家期待?同时有哪些问题亟待解决?未来拉曼光谱仪的技术发展趋势?　　培科创新：现有的拉曼热点技术主要还是集中在表面增强SERS，针尖增强TERS，傅里叶变换拉曼光谱仪等高分辨率拉曼技术检测上。市场上拉曼光谱仪的配置和功能越来越趋于统一。未来的拉曼光谱需要在针对性领域进行开发设计，满足特定的需求。保证技术的创新性和实用性，是未来检测仪器的必要要求。如傅里叶变换拉曼光谱仪是针对红外光谱仪检测的不足，以及拉曼光谱仪对生物性材料的检测局限性，开发出的使用1064nm波长激发，保证了检测的抗荧光干扰和生物材料的活性。但是傅里叶变换拉曼光谱仪的设备价格昂贵，操作复杂，单一波长检测，在应用范围上具有局限性。美国BaySpec公司设计的色散型1064nm拉曼光谱仪，创新的开发体相位光栅技术，确保高通光效率，是科研级1064nmm的检测成为可能。同时可以配置多个激发长，应用范围得到极大的扩展。仪器操作简单，测试性能优秀，对于拉曼光谱检测新技术开发提供了一种新思路。　　仪器信息网：预测未来拉曼光谱仪的市场发展潜力(包括应用方向、方法标准、政策法规等)?　　培科创新：拉曼光谱仪的应用范围得到越来越多人的认可，2010年国家药典将拉曼检测技术写入到药物检测标准内，对于拉曼检测技术在药物筛选、活性判别等领域的研究，具有重要意义。今年中期，国家标准《拉曼光谱》审定会在福州召开一次会议，此次国家标准工作组会议对《拉曼光谱仪》国家标准进行了相关讨论。随着国家加大对仪器设备正规化的重视程度，国产仪器标准将走向正轨。这将极大的提高拉曼光谱仪技术在各领域的研究开发。　　2014年的时候就有行业论证报告指出国内拉曼光谱仪的市场价值超过1.3亿美元，现阶段的市场规模应该超过这个数字。拉曼光谱仪利用拉曼光谱分析技术，对物质的成分进行判定与确认的实验室仪器，以结构简单、操作简便、测量快速高效准确着称，适用于科研院所、高等院校物理和化学实验室、生物及医学领域等各方面。对于拉曼光谱技术的认可，广泛的应用前景，必将为拉曼光谱仪市场带来庞大的商机。（来源：培科创新）

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：

近日，华东师范大学重庆研究院的科研团队与精密光谱科学与技术国家重点实验室进行合作，在超快激光诱导击穿光谱的研究中取得重要进展，团队首次提出多维等离子体光栅诱导击穿光谱(Multidimensional-plasma-grating induced breakdown spectroscopy，MIBS）技术，并实验证实新技术比常规激光诱导击穿光谱具有更高的探测灵敏度和克服基体效应。相关成果以题为Femtosecond laser-induced breakdown spectroscopy by multidimensional plasma grating发表在光谱类一区期刊Journal of Analytical Atomic Spectrometry杂志(胡梦云，施沈城，闫明，武愕，曾和平，JAAS，2022)。《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》杂志刊登曾和平教授团队研究成果激光诱导击穿光谱（Laser-induced breakdown spectroscopy，LIBS）是一种非常实用的分析测试工具，可以用于确定固体，液体和气体的元素成分。传统的纳秒激光诱导击穿光谱受基体效应与等离子体屏蔽等干扰，而飞秒光丝激发(Filament-induced breakdown spectroscopy，FIBS)受限于峰值功率钳制，灵敏度难以提高。团队前期发展飞秒等离子体光栅诱导光谱(Plasma-grating-induced breakdown spectroscopy, GIBS)技术，基于两束飞秒光丝非共线耦合形成等离子体光栅，突破峰值功率钳制效应，光功率及电子密度提高近2个量级，等离子光栅中多光子电离与电子碰撞激发协同，提高探测灵敏度（胡梦云，彭俊松，牛盛，曾和平，Advanced Photonics, 2020, 2(6), 065001）；GIBS等离子体干涉激化可克服基体效应，首次实现成分探测自定标。为了进一步提高对样品的激发效果，延长激发产生的等离子体寿命，增强光谱信号，团队提出基于等离子体光栅的多脉冲耦合激发诱导击穿光谱MIBS新技术。团队利用三束非共线、非共面的飞秒脉冲进行相互作用对样品进行激发，成功观察到等离子体光栅的衍射效应，等离子体光栅实现从一维突破到二维。二维等离子体光栅对样品进行激发时，二维等离子体通道中具有更为精细的周期性结构和更高阶的非线性效应，提升了等离子体密度和光功率密度，多光子激发以及电子碰撞双重激发更为明显，从而进一步提高探测灵敏度，克服基体效应。MIBS实验装置，二维等离子体光栅的周期性结构使得三次谐波发生衍射值得一提的是，研究发现所获得的谱线信号会随着激光能量的提升而增强，当单脉冲能量超过2 mJ时，MIBS技术将取得更明显的优势。此外，MIBS技术仅在激发源上进行了改进，并未引入复杂的样品处理步骤以及额外的装置，与大多数改进技术相比保留了LIBS技术原有的快速、简单、便捷的优点，这使得其能够满足特定场景中的原位实时检测需求。随着GIBS/MIBS技术的研究发展与应用拓展，为了适应野外恶劣环境下移动作业，实现非接触式在线实时探测，对激发光源提出了更高要求，需要性能更加稳定的高能量飞秒光源进行激发。与此同时，华东师范大学重庆研究院发展高能量飞秒脉冲激光光源。基于掺Yb光纤种子脉冲产生与固体再生放大相结合的飞秒激光放大方案，通过搭建宽带可调谐的光纤脉冲种子源解决信号光和放大介质光谱窄化和增益失配的问题，实现激光高效率放大；结合啁啾脉冲放大和固体再生放大技术，抑制激光放大过程中的非线性累积，提升放大效率和功率，输出mJ级高能量飞秒脉冲激光。高集成化、高稳定性混合系统1030nm mJ级高能量飞秒激光光源满足实验室以外苛刻环境下应用，为GIBS/MIBS技术试验野外在线检测提供了技术和仪器的支撑。1030nm高能量飞秒激光器此外，华东师范大学重庆研究院开发多个系列超快飞秒激光光源，形成多款超快飞秒激光器产品，其中包括：FemtoCK，FemtoLine和FemtoStream等。针对GIBS/MIBS技术、强场激光物理、微纳加工等应用研究，开发的1030nm mJ级高能量飞秒激光器YbFemto HP采用光纤固体混合放大技术方案，种子源采用全保偏光纤结构的振荡器FemtoCK产生稳定脉冲序列；该光源通过啁啾脉冲放大技术，结合掺镱增益介质的固体再生放大技术，输出中心波长1030nm、能量达毫焦（mJ）量级，脉冲宽度小于300fs的高能量飞秒激光脉冲。该光源重复频率调谐范围覆盖单脉冲～ 250 kHz，增加定制模块可进行倍频操作，实现515nm、343nm等飞秒脉冲激光输出，满足科研、工业等多场景应用需求。华东师范大学重庆研究院将依托自研的毫焦级高能量飞秒激光器，输出高稳定的激化光源，与GIBS/MIBS技术相结合，集成实现轻量化高灵敏检测仪器，实现技术创新，仪器创新，装备创新，进而实现土壤、液体自标定痕量分析等应用创新，深入优化仪器系统的稳定性与可靠性，使更多野外极限环境下应用成为可能，进一步应用于环境监测、深海勘探、地质勘探、工业冶金、航天探测以及生物制药等领域。激光诱导击穿光谱技术应用毫焦级高能量飞秒激光器不仅仅在LIBS上产生重要应用，同时可用于设备集成，面向如半导体芯片制备、柔性OLED显示器件切割、玻璃切割、非金属/金属材料加工、打孔以及微纳加工等重要应用。另一方面，可用于光谱检测、非线性光学、高次谐波产生、医疗成像、双光子3D打印、相控阵等科研应用。

目前微塑料定性定量探测技术主要有拉曼光谱技术（Raman）、傅里叶变换红外光谱技术（FTIR）、裂解气相色谱-质谱联用技术（Pyrolysis-GC/MS）等，其中Raman和FTIR已成为最常用的两种鉴别方法，这与其技术特点是分不开的。1.拉曼光谱技术（Raman）是基于拉曼散射效应，光照射在微塑料样品上后，大部分光子被样品分子直接散射出来，散射光频率不变，小部分光子和样品分子发生碰撞和能量转移，改变了分子的振动方式，导致样品散射出了其他频率的光，它与原入射光的频率差值又称“拉曼位移”。“拉曼位移”的程度与分子结构密切相关，因而可以起到类似“指纹”的作用，通过光栅光谱仪等设备可以提取出样品拉曼特征谱峰的位置和强度，然后与标准物质的光谱数据库进行比对，就可以确定样品的成分。在微塑料分析时，经常将拉曼光谱技术与光学显微镜组合，构成显微拉曼测量系统（Micro-Raman），这样不仅可以获取样品的拉曼光谱，还可以绘制整个样品区域图像，从而快速确定微塑料的种类、形貌、尺寸及数目。图4是显微拉曼系统结构示意图，它主要由激光器、显微镜和光探测器等组成。用于微塑料测定时，常用的激光波长有785nm，532nm或1064nm；因为样品的拉曼光谱信号往往很弱，光探测器需使用带制冷功能的高灵敏度光谱仪。测量时，激光器出射光经过调制或过滤，进入显微镜后，被物镜聚焦到样品上，样品散射出的拉曼光谱信号被显微镜头收集，再经过分束器和二向色镜过滤进入光谱仪的探测器中，变成电信号后由电脑记录和分析。样品的形貌、尺寸等信息可由显微镜上自带的CCD（或CMOS等）图像传感器获取。图4：拉曼系统测量原理示意图。图片来源：Raman Spectroscopy, ScienceFacts在微塑料分析方面，Raman光谱技术优势很多，对样品无破坏性或微损，抗水分子干扰能力强，对样品预处理要求简单，并且可以分析深色或不透明的塑料样品。此外拉曼光谱的空间分辨率较高，在鉴定粒径小于20um的微塑料颗粒碎片方面优势明显。该技术的主要缺点在于拉曼光谱属于弱信号，信噪比较低。另外样品中杂质的荧光会产生干扰，严重时会彻底淹没待检特征光谱信号，影响了测量速度和检测限。2.傅里叶变换红外光谱技术（FTIR）傅里叶变换红外光谱技术（FTIR）是基于迈克尔逊干涉仪和分子吸收光谱原理。红外光源发出的连续光被干涉仪内的分束器分为两束，一束到达动镜，另一束经反射到达定镜。两束光分别经过定镜和动镜反射后再回到分束器上汇合后射出。动镜以恒定速度前后移动，导致两束光之间存在光程差而发生干涉。射出的干涉光穿过样品池，照射在样品上，样品分子或其官能团会发生振动能级跃迁，吸收与其振动频率相同的红外光能量，使得几个特定波段的红外光能量被削弱，出射光束携带了样品的特征吸收信息，并被光电检测器转为电信号传输到电脑上，然后采用傅里叶变换算法对信号进行解析，最终提取出样品的吸收光谱信息。因为不同种类的微塑料会有不同的光谱吸收峰结构，可以起到类似“指纹”的作用，故可以像拉曼光谱分析一样，将其与标准物质的光谱数据库进行比对，就可以确定样品的成分。其测量系统如图5所示。如若样品比较透明、轻薄，可以采用简便的透射模式测量，不过需要红外滤片配合；如若样品比较厚或不透明，则可采用反射或衰减全反射（ATR）模式来获取样品特征光谱信息[5]。此外FTIR也可以与光学显微镜联用，进一步获取样品的图像特征。图5：FTIR测量系统示意图。图片来源：In: Park, T. (eds) Bioelectronic Nose. Springer, Dordrecht.在微塑料分析方面，FTIR技术有和Raman技术相同的优点，比如对样品无破坏性，样品预处理要求简单，测量准确等。但不同于Raman技术，FTIR技术无需衰减严重的色散分光，光能量利用率高，光通量大，信号强度高，测量速度快，这是FTIR技术的独特优势。FTIR技术也有一些缺点，样品测试极易受水分子干扰，样品必须保持严格干燥；同时对于形状不规则或厚度过大样品，FTIR技术会因折射误差等原因造成红外光谱图解析困难。对于粒径小于20µm的小塑料颗粒，FTIR技术也易受周围粒子或者环境的干扰，测定效果一般。微塑料在人体内的检测与发现近年来，Raman和FTIR技术在帮助人们鉴定人体内塑料方面进展迅速，取得了一系列新发现，下面是几个案例。2021年，北京大学的研究团队，从北京体育大学的青年学生志愿者中，采集了24份粪便样品，使用光学FTIR技术对样品开展检测，结果有23份检测出了8种微塑料，其中聚丙烯（PP）的相对质量丰度比占到61.0%，检出的微塑料尺寸在20-800um之间。相关研究论文标题引用了一条西方谚语-“You are what you eat”，也是一个形象的提醒，检出的微塑料与大家饮用的瓶装水和饮料有关。2022年，南京大学和南京医大的研究团队从50名健康人和52名炎症性肠病（IBD）患者中获取了粪便样品，然后使用显微拉曼光谱技术开展了检测，发现健康者与肠炎患者的粪便中都有微塑料，其中PET和PA的拉曼特征峰出现次数最多[7]。图6是测试结果，测出的微塑料颗粒形状多为薄片、纤维、碎块和球状，其中薄片和纤维状微塑料占比超过80%，成分以PET（多用于瓶子和食品容器）和PA（多用于食品包装和纺织品）塑料为主。需要注意的是，研究发现，常喝瓶装水、常吃外卖食品、或经常暴露在灰尘中的患者，其粪便中含有更多的微塑料。肠炎患者的粪便中的微塑料含量是健康者的1.5倍，意味着微塑料在肠炎患者肠道内有更多的堆积，可能加重了炎症。更进一步的，2022年荷兰阿姆斯特丹自由大学研究团队采用裂解-气相色谱/质谱（Py-GC/MS）技术，首次在人类活体血液中检测出微塑料颗粒，平均浓度为1.6ug/ml。图6：受试者粪便内微塑料。图片来源：Environmental Science & Technology 56.1 (2021): 414-421.不仅是血液，最近人们在人类胎盘和母乳中也检出了微塑料。2020年来自意大利Marche大学团队联合当地医院妇产科采集了6位正常怀孕并分娩的健康女性的胎盘样品[9]，并选择了其中4%的区域，进行染色加工等预处理，然后该团队使用785nm激光器为光源，结合显微镜，测量了样品的微区拉曼光谱，结果首次在胎盘的胎儿侧、母亲侧以及胎盘膜中检测到了12个微塑料颗粒的存在，其尺寸小于10um，鉴定出塑料的成分为常见的乙烯和聚丙烯等。为避免胎盘受到污染，样品采集与分析过程中，该团队全程采取了零塑料措施。2022年，该团队再接再厉，继续发挥拉曼光谱技术的威力，以母乳为研究对象，结果首次在健康人体母乳样本中也发现了微塑料，其成分特征光谱和显微图片如图7所示，光谱图中横坐标代表波数（cm-1），纵坐标代表相对强度值（Counts）。研究人员将测量得到的波峰的位置与标准数据库中的波峰对比，确认出这些塑料与日常生活中常见的PE等塑料一样。其进入人体的途径与母体皮肤和呼吸接触的油漆、染料、塑料粘合剂、灰泥、化妆品以及个人护理等产品密切相关。图7：微塑料颗粒特征拉曼光谱。图片来源：Polymers 14.13 (2022): 2700.上述研究让我们清晰地感觉到，微塑料可以滞留在人体内，并进一步突破屏障，进入血液并被输运到全身各处，甚至可以进入人体胎盘和乳汁！ 同时，上述研究也展示了Raman和FTIR技术在研究微塑料方面的价值。两种光谱技术各有千秋。在未来，如将两种技术进行有机组合，互补其优势，将可以进一步发挥其威力，对探索人体内的微塑料提供更全面、更深入的帮助。

在10月16日-10月18日举行的2012北京国际光电产业博览会暨第十七届北京国际激光、光电子及光显示产品展览会（ILOPE 2012）上，北京北光世纪仪器有限公司展出了光学元器件、光栅光谱仪、光学平台等多种产品。 位移台、电控平移台等 光学调整架、滑轨等光机具产品