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血凝仪光学发和电磁发的原理

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血凝仪光学发和电磁发的原理相关的资讯

  • 无损检测企业贵专电磁科技获种子轮融资
    近日,基于漏磁原理的非接触式检测传感器提供各种重要场景下钢丝绳的安全状态智能监测解决方案的贵专电磁科技完成种子轮融资,本轮融资由合肥市科创集团种子基金投资。百一资本担任财务顾问。钢丝绳与国民经济发展密切相关,在能源、交通、军工、农林、海洋、冶金、矿山、石油天然气钻采、机械化工、航空航天等领域成为必不可少的部件,全球每年消耗量在500万吨以上,我国占比50%左右。重要用途钢丝绳监管严格,标准要求每日检查,强制定期报废,目前国内外普遍采用人工目检的手段。主要原因是钢丝绳无损检测技术很不成熟,在线监测更是空白。对于底层技术逻辑,创始人陈松年介绍,钢丝绳因为由钢丝合成股再捻制成绳,其结构复杂一直是无损检测的难点。目前钢丝绳无损检测,国际上只有“漏磁”原理相对“准确”,但是因为此原理受电磁干扰和复杂工况的原因影响很难实现在线监测,技术门槛高是国家矿监局在16年提出的“卡脖子”技术。贵专磁科技成立于21年8月,是中科院大科学装置磁约束技术的成果转化,开发的“漏磁法原理的非接触式传感器” ,具备很高的准确率和很好的可靠性,达到国际领先水平。此项技术填补了钢丝绳在线智能监测的国际空白,使钢丝绳实现“安全、经济”成为可能。目前公司开发的“钢丝绳安全与可靠性智能监测平台”已经在矿山和港口多个集团有了成功应用。团队方面,聚集了包括电磁和微波学、电子学、人工智能和行业资深的科学家、专家,拥有丰富的研发、生产和销售经验。贵专电磁创始人陈松年,拥有17年钢丝绳应用行业经验,6年钢丝绳无损检测研究与应用,参与制定与起草相关技术的多项标准和十三五国家重大专项研究课题,联合创始人首席科学家季振山长期以来负责国家大科学核聚变装置硬件系统及电磁兼容研发工作,在安全连锁系统、信号调理、 以及复杂电磁环境下电磁兼容方面有丰富的经验。随着国家“智慧化矿山”、“智慧化港口”等智慧场景建设的推进,22年伊始,钢丝绳智能监测已经列为智慧化项目的强制验收标准,市场需求激增,前景广阔。本轮融资完成后,贵专电磁将加快研发脚步,保持公司技术的领先性,持续获得更多客户认可。
  • 厚度33微米,科学家研发出高性能电磁屏蔽材料
    在日常生活和工作中,电子设备运行时会产生电磁辐射,可能会给人们的健康带来不良影响,各设备间的电磁干扰也会严重影响电子设备的性能及其正常运行。因此,发展新型电磁屏蔽材料,尤其是高性能电磁屏蔽材料是解决电磁污染的关键。  如今,各种电子设备越来越多地应用于人们的生活和工作中,但是电子设备在运行过程中会产生电磁辐射,可能会给人们的健康带来不良影响,各设备间的电磁干扰也会造成信号被拦截、数据丢失等,严重影响电子设备的性能及其正常运行。特别是随着物联网、自动驾驶、可穿戴设备的发展,电子设备越来越复杂、体积越来越小、精度要求越来越高,要保证这些高度集成、高功率的电子设备正常运行,电磁干扰屏蔽至关重要。  发展新型电磁屏蔽材料是解决电磁污染的关键,特别是超薄、轻质并具有优异力学强度和可靠性的高性能电磁屏蔽材料。日前,北京航空航天大学化学学院研究员衡利苹团队研发了一种具有超润滑界面的还原氧化石墨烯/液态金属(S-rGO/LM)异质层状纳米复合材料,可用于高性能稳定的电磁屏蔽。相关研究成果发表在国际学术期刊《美国化学学会纳米》上。  用石墨烯研发高性能柔性电磁屏蔽材料  电磁屏蔽材料是能够通过吸收、反射等方式来衰减电磁波能量传播,以有效抑制电磁干扰和污染的功能材料。  人们希望,电子设备在工作时,既不被外界电磁波干扰,又不辐射出电磁波干扰其他设备或危害人体健康,因此电子设备运行时,自身产生的电磁波需要被吸收,而外界入射的电磁波需要被反射或吸收。铜、铝等金属是常用的电磁屏蔽材料,但它们容易被腐蚀、密度大、重量重,并以反射电磁波为主,会造成二次电磁污染。特别是传统的金属材料不具备柔性,难以被应用在柔性电磁屏蔽领域。  镓基液态金属(LM)是目前柔性电子制造应用最广泛的材料,这主要归因于其具有低熔点、低黏度、高电导率和热导率等物理特性。衡利苹说,随着对具备室温流动性的镓金属、镓基合金液态金属材料研究的逐步深入,其在柔性电磁屏蔽材料领域已表现出相当大的潜力。  但是现有的镓基液态金属电磁屏蔽材料普遍需要与绝缘的聚合物基材共混,以得到具备一定机械强度、可实际应用的电磁屏蔽材料。而材料的导电性和导磁性越好,对电磁的屏蔽效能就越高,镓基液态金属电磁屏蔽材料与绝缘的聚合物基材共混,会损失镓基液态金属的导电性能,使电磁屏蔽性能无法达到最佳水平。使用一种本身也具备超高电导率的基材来构建液态金属柔性复合材料,成为提升液态金属柔性电磁屏蔽复合材料性能的关键。于是,石墨烯进入了衡利苹团队的视线。  石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,本身就可以保持很好的导电性。氧化石墨烯(GO)对镓基液态金属还起到了良好的桥接作用,因此,在S-rGO/LM材料内部,可形成连续完整的导电网络。材料厚度仅需33微米,就可屏蔽99%的入射电磁波,且对X波段的电磁屏蔽效率较高。  可作为抗结冰、除冰功能材料使用  聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有耐热性、耐寒性、防水性、导热性以及良好的化学稳定性,电绝缘性和疏水性能好,可在-50℃—200℃下长期使用。目前,PDMS已广泛用于绝缘润滑、防震、防油尘和热载体等。  该团队先将S-rGO/LM材料在稀释后的PDMS溶液中浸涂,随后再对其旋转涂抹硅油,使其获得超润滑特性。衡利苹说,得益于材料本身的稳定性和超润滑界面的协同保护,S-rGO/LM材料在极限工作温度中,严重机械磨损后,依然能保持良好的电磁屏蔽能力。  除了具有出色的电磁屏蔽性能外,S-rGO/LM材料还具备优秀的热管理性能。实验显示,在1个太阳光照功率(100毫瓦/平方厘米)照射下,S-rGO/LM材料的表面温度在40秒内就可达到47.5℃。这表明,在低温地区,S-rGO/LM还可以作为具有抗结冰、除冰功能的材料来使用。
  • 勤卓科技发布勤卓六度空间电磁式振动台新品
    勤卓品牌六度空间电磁式振动台HK-10G-600HZ具体参数:型号:HK-10G-600HZ控制方式:全功能电脑振动方向:上下/左右/前后振动方式:六度空间一体机(随机,正弦),(同一台面三轴〈同时/个别/连续〉振动)振动波形:半波或全波加速度:0~20g振幅:0~5mm台面尺寸: 1000*1000mm(宽*深)外形尺寸:1000*1000*550mm(宽*深*高)试验负载: 100KG频率范围: 0.5~600HZ额定推力/正弦波激振力:2000kgf工作原理:超静音工作 机台底座采用材料,安装方便,运行平稳,无需安装地脚螺丝 控制电路数字化控制与显示频率,PID调节功能,使设备工作更为稳定、可靠 扫频及定频操作方式,适应不同行业测试要求 增加抗干拢电路,解决因强电磁场对控制电路干扰 增加工作时间设定器,使测试产品达到准确测试时间。产品用途电磁振动台广泛适用于国防、航空、航天、通讯、电子、汽车、家电、等行业。该类型设备用于发现早期故障,模拟实际工况考核和结构强度试验,产品应用范围广泛、适用面宽、试验效果显著、可靠。正弦波、调频、扫频、可程式、倍频、对数、加速度,调幅,时间控制,全功能电脑控制,简易定加速度/定振幅。设备通过连续无故障运转3个月测试,性能稳定,质量可靠。创新点:高品质高低温试验箱,让您的产品稳获胜.精确温控系统,并加装散热过滤棉.勤卓六度空间电磁式振动台
  • 仪器设备总值6719万元 强电磁工程与新技术国家重点实验室获批
    日前,新一轮新建国家重点实验室的遴选工作已经结束。据近日科技部下发的《关于组织制定国家重点实验室建设计划的通知》(国科办基〔2011〕20号),原则同意“杂交水稻”等49个国家重点实验室立项,华中科技大学“强电磁工程与新技术”实验室入选。至此,华中科技大学拥有的国家重点实验室达到5个。  强电磁工程与新技术实验室定位于面向国家在国民经济、国防建设、科学研究等方面的重大需求,瞄准强电磁工程的前沿动态,研究强电磁工程的基础理论、挑战更高的电磁参数、开拓电磁技术新的应用领域,重点开展电磁特性分析理论与方法、高电磁参数单元技术和复杂电磁系统优化与控制等方向的研究,努力建设成为具有国际影响力的创新性研究基地、优秀人才培养和汇聚中心、学术交流与科研合作平台。  实验室所依托的华中科技大学电气工程学科是一级学科国家重点学科。实验室现有固定人员71名,其中研究人员60人,包括中国工程院院士2人,中国科学院院士1人,国家千人计划入选者3人,长江学者特聘教授3人、讲座教授2人 拥有5500平方米的研究大楼和脉冲功率技术、聚变与等离子体、电力系统动态模拟等三个大型实验基地,总面积超过10000 平方米,仪器设备总值6719万元 近五年来,实验室科研经费达4亿元,其中纵向课题经费达2.3亿元,承担了国家重大科技专项、ITER计划专项、 “973”计划、“863”计划、国家自然科学基金杰出青年基金和重大、重点项目、国家支撑计划等国家重大科研计划的项目和课题55项,在强电磁工程与新技术方面取得了一批国际先进、国内领先的成果,填补了多项国内空白,为国家重大需求提供了科学和技术支撑。  在强电磁工程与新技术国家重点实验室的申报过程中,学校领导高度重视,校党委书记路钢、校长李培根及有关校领导多次亲自主持专题会议及时研究解决申报中的相关问题。科发院精心组织,指导和参与了实验室指南争取、申报材料编写、现场整合等申报全过程的工作,并和电气学院共同组织申报研讨会、预审会,在实验室的定位、凝练方向及队伍整合等方面充分听取全国电气工程学科以及能源学科众多专家的意见和建议,也得到了国家及省、市有关部门领导和专家的热情指导。在实验室的场地调整和整修等方面,学校设备处、基建处等部门也给予了大力支持。  该实验室的成功申报,是电气学院全体师生多年来共同努力与长期积累的结果,特别是在学院三位院士的带领和指导下,学院全体教职工的积极参与和辛苦付出,也必将极大地推动华中科技大学电气工程学科的建设和发展。华中科技大学将根据科技部的通知精神,认真做好实验室建设计划的制定和可行性论证工作,进一步明确建设目标、完善建设方案、落实队伍组织,争取尽快进入正式立项实施建设,并全面完成好实验室建设的各项目标和任务。
  • 基金委发布极端条件电磁能装备科学基础重大研究计划2022项目指南
    10月11日,国家自然科学基金委员会发布极端条件电磁能装备科学基础重大研究计划2022年度项目指南。极端条件电磁能装备科学基础重大研究计划2022年度项目指南极端条件电磁能装备科学基础重大研究计划以电磁能装备领域的国家重大战略需求为牵引,以建立电磁热力多场耦合极端冲击条件电磁能装备基础理论为核心,通过在等价实验机理、在线测量原理、复杂系统建模理论、快速数值求解算法、材料评价与设计方法和数据处理及分析方法方面的不断创新,为电磁能装备的研制及发展提供科学基础。一、科学目标聚焦电磁能装备及其所用储能电介质材料和直线推进金属材料在多场耦合极端冲击条件下的构效关系和物性演化,以材料调控为基础,以耦合测试为手段,以长效服役为目标,揭示电磁热力多场耦合极端冲击条件电磁能与材料相互作用时空演化机理,构建电磁热力多场耦合极端冲击条件电磁能装备科学基础,引领电磁能装备研发模式变革,产生重大原始创新,占领电磁能技术领域制高点,形成代表世界电磁能技术水平的战略科技力量。二、核心科学问题本重大研究计划的核心科学问题是:电磁热力多场耦合极端冲击条件电磁能与材料相互作用时空演化机理。三、2022年度资助研究方向本重大研究计划所述的电磁能装备特指实现电磁能与动能间瞬时高功率转换的装备;所述的极端条件特指多场耦合和极端冲击的共同作用,其中极端冲击指的是极高功率、极短时间(ms级)、极大电流(MA级)和极高速度(≥2km/s),多场耦合指的是电磁热力共同作用下的多物理场强耦合。本年度重大研究计划所述的电磁能装备材料聚焦电磁能装备所用的直线推进金属材料(含轨道和运动体)和储能材料。2022年度各项申请应符合上述限定条件。(一)培育项目和重点支持项目。拟资助(但不限于)以下方向:1. 电磁能装备直线推进材料物性演变机理与非线性构效关系。研究极端条件电磁能装备直线推进金属材料的各参量时空演化规律和指标评价体系;建立极端条件电磁能装备直线推进金属材料在多场耦合强冲击下的物性参数演变模型。2. 电磁能装备高速载流摩擦界面损伤机制与调控。面向电磁能装备高速载流摩擦磨损的极端条件,开展高速载流摩擦磨损界面行为特征和液化层动态特性研究,发展高速载流摩擦磨损模型、界面沉积层的形成和演化机制;开展界面损伤的预测理论研究,发展高速载流摩擦磨损界面失效预测模型;开展界面损伤抑制策略研究,发展摩擦界面损伤有效控制方法。3. 极端条件电磁能装备服役过程的动力学分析。开展极端条件发射装置在发射过程中载荷运动姿态的精细化建模方法研究,发展电磁发射装置发射动力学快速分析方法。4. 极端条件电磁能装备储能新材料探索研究。面向电磁能装备发展需求,探索关键性能显著提升、满足极端条件电磁热力多场耦合服役需求、促进电磁能装备储能轻量化和长寿化的新概念材料。指标要求为:体积储能密度≥30kWh/m³,质量储能密度≥30Wh/kg,放电体积功率密度≥0.5GW/m³,放电质量功率密度≥0.5MW/kg,充电倍率≥6C和放电倍率≥60C的循环充放电寿命≥1万次。(二)集成项目。拟资助以下方向:1. 电磁能装备高速载流摩擦副时空演化过程的模拟、原位测量与表征研究。针对电磁能装备直线(含轨道)推进材料的高稳定性和长寿化性能要求,从直线(含轨道)推进材料电磁热力多场强耦合作用出发,开展极端工况高速载流摩擦副时空演化过程的模拟技术研究(载流密度≥1010A/m²,摩擦速度≥2km/s,载流摩擦时间≥10ms),发展高速载流摩擦副动态行为(含磨损量、表面形貌、界面温度等)的原位测量方法,形成高速载流摩擦副的动态特性表征方法;发展高速载流摩擦副的匹配优化设计策略,突破现有直线(含轨道)推进材料的寿命关键技术指标,取得性能具有重大提升的实物研究成果(极端工况服役寿命≥1000次)和在电磁能装备上的典型示范验证。2. 电磁能装备储能材料极端条件物性演化过程的模拟与原位测量、性能劣化机理表征与性能提升研究。针对电磁能装备储能材料的高储能密度和长寿命两大技术要求,从储能材料的结构出发厘清科学问题,开展电磁热力多场耦合作用极端条件的过程模拟技术研究;发展储能材料服役物性演化过程(含空间电荷、温度分布、应力应变分布、电场分布、表面形貌等)的原位测量方法,揭示储能材料极端条件服役的物性参数劣化机理,形成储能材料极端条件服役性能的表征方法;发展储能材料跨尺度(微观分子结构、介观界面结构、宏观结构)关联性能提升策略,突破现有储能材料的密度和寿命关键技术指标,取得性能具有重大提升的实物研究成果和在电磁能装备上的典型示范验证。所述的实物研究成果指标要求为:充电秒级,放电毫秒级,储能≥1kJ,储能密度≥4MJ/m³(电容器)或≥8.5MJ/m³(材料),放电电流≥0.5A/J,额定电压涵盖2-20kV范围,放电效率≥95%(10kHz范围内),充放电频率≥20次/分,以上工况下电容器的服役寿命≥1万次。四、2022年度资助计划2022年度拟资助培育项目9项左右,直接费用的资助强度约为80万元/项,资助期限为3年,申请书中研究期限应填写“2023年1月1日至2025年12月31日”;拟资助重点支持项目9项左右,直接费用的资助强度约为300万元/项,资助期限为4年,申请书中研究期限应填写“2023年1月1日至2026年12月31日”;拟资助集成项目2项左右,直接费用的资助强度约为1200万元/项,资助期限为4年,申请书中研究期限应填写“2023年1月1日至2026年12月31日”。鼓励来自电气、材料、数学、物理、信息等不同学科领域的研究队伍联合参与申请。五、申请注意事项(一)申请条件。本计划项目申请人应当具备以下条件:1. 具有承担基础研究课题的经历;2. 具有高级专业技术职务(职称);在站博士后研究人员、正在攻读研究生学位以及无工作单位或者所在单位不是依托单位的人员不得作为申请人进行申请。(二)限项申请规定。执行《2022年度国家自然科学基金项目指南》“申请规定”中限项申请规定的相关要求。(三)申请注意事项。申请人和依托单位应当认真阅读并执行本项目指南、《2022年度国家自然科学基金项目指南》和《关于2022年度国家自然科学基金项目申请与结题等有关事项的通告》中相关要求。1. 本重大研究计划项目实行无纸化申请。申请书提交日期为2022年11月14日-11月18日16时。(1)申请人应当按照科学基金网络信息系统中重大研究计划项目的填报说明与撰写提纲要求在线填写和提交电子申请书及附件材料。(2)本重大研究计划将紧密围绕核心科学问题,对多学科相关研究进行战略性的方向引导和优势整合,成为一个项目集群。申请人应根据本重大研究计划拟解决的核心科学问题和本指南公布的拟资助研究方向,在分析国内外已有成果的基础上,明确新的突破点以及创新思路,自行拟定项目名称、科学目标、研究内容、技术路线和相应的研究经费等。(3)申请书中的资助类别选择“重大研究计划”,亚类说明选择“培育项目”、“重点支持项目”或“集成项目”,附注说明选择“极端条件电磁能装备科学基础”,根据申请的具体研究内容选择相应的申请代码。培育项目和重点支持项目的合作研究单位不得超过2个,集成项目的合作单位不得超过4个。(4)申请人在申请书“立项依据与研究内容”部分,应当首先说明申请符合本项目指南中的重点资助研究方向,以及对解决本重大研究计划核心科学问题、实现本重大研究计划科学目标的贡献。如果申请人已经承担与本重大研究计划相关的其他科技计划项目,应当在申请书正文的“研究基础与工作条件”部分论述申请项目与其他相关项目的区别与联系。2. 依托单位应当按照要求完成依托单位承诺、组织申请以及审核申请材料等工作。在2022年11月18日16时前通过信息系统逐项确认提交本单位电子申请书及附件材料,并于11月19日16时前在线提交本单位项目申请清单。3. 其他注意事项。(1)为实现重大研究计划总体科学目标和多学科集成,获得资助的项目负责人应当承诺遵守相关数据和资料管理与共享的规定,项目执行过程中应关注与本重大研究计划其他项目之间的相互支撑关系。(2)为加强项目的学术交流,促进项目群的形成和多学科交叉与集成,本重大研究计划将每年举办1次资助项目的年度学术交流会,并将不定期地组织相关领域的学术研讨会。获资助项目负责人有义务参加本重大研究计划指导专家组和管理工作组所组织的上述学术交流活动,并认真开展学术交流。(四)咨询方式。工程与材料科学部工程五处联系电话:010-62328301
  • Nat. Nanotechnol.:范德华磁体中应变诱发的可逆磁相变——OptiCool、Montana低温光学设备大显神通
    晶体的机械形变会对其物理性质产生深远的影响。值得注意的是,即使是化学键几何形状很小的修改也可以完全改变磁交换相互作用的大小和符号,从而改变磁基态。来自华盛顿大学的徐晓栋教授课题组通过可以连续原位施加单轴张应力的装置在低温下使二维A型层状反铁磁半导体材料CrSBr产生了高达几个百分点形变。利用该装置,研究者实现了零磁场下应变诱导的可逆反铁磁-铁磁相变,及应变调控的自旋翻转过程。该工作为二维材料的磁性和其他电子态的应变调控创造了机会。该工作于2022年1月20日发表在nature nanotechnology上。该研究中涉及到了多种原位低温光谱的测量。为这些低温光学测量提供高稳定性低温及磁场环境的正是目前光学低温设备中的代表:OptiCool-超全开放强磁场低温光学研究平台和Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器。OptiCool-超全开放强磁场低温光学研究平台Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器全干式系统全自动软件控制,一键变温变场8个光学窗口超大磁场:±7T1.7K~350K全温区控温智能触摸屏,“一键式操作”2小时快速降温(300K-4.2K)5个光学窗口震动稳定性:5 nm助力数百篇发表 ☛ 低温拉曼原位检测应变大小——基于OptiCool的低温拉曼测量研究者利用新的应变装置,通过对压电陶瓷施加电压来原位改变二维材料的单轴应变。为了估算CrSBr的应变大小,研究者比较了在应变区域和远离间隙的非应变区域的拉曼光谱。为此,该团队使用应变片异质结构校准了345 cm−1拉曼峰位(标记为P3)与压电陶瓷所加电压以及应变率之间的关系。校准得到的红移率为~4.2 cm−1每1%应变,与原理计算预测的~4.4 cm−1每1%应变相一致。图1:原位可调应变装置与拉曼测量应变率图2:应变诱导的反铁磁-铁磁相变☛ 低温PL光谱探测CrSBr磁性变化——基于Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器的PL光谱测量由于向RMCD对面外磁性比较敏感,而CrSBr是面内的A型反铁磁结构,因此用RMCD来测量磁性并不是一种好的方法,近期研究发现,激子光致发光(PL)和吸收谱对CrSBr的层间反铁磁和铁磁排列非常敏感。因此该工作中用低温PL光谱研究了CrSBr不同应变下的磁性态。图3:应变诱导的磁相变前后与磁场相关的PL光谱 ☛ 低温RMCD探测CrSBr自旋翻转过程——基于Montana定制型光学恒温器的RMCD测量在对CrSBr二维材料施加面外磁场时,自旋会逐渐翻转至面外方向。研究者发现,应变会导致自旋翻转过程发生剧烈的变化。利用低温限RMCD作为面外磁化的敏感探针,研究者测量了应力对自旋翻转的影响。图4:应变调控的面外磁翻转过程总结在此作中,研究者展示了新的技术手段以用来探测低温下原位可调的单轴应变对二维材料和异质结的影响。利用这一技术,研究者实现了对层状磁性半导体CrSBr磁性能前所未有的控制。研究结果表明利用自旋、电荷、晶格之间特的耦合作用可以用于制造二维器件,例如应力控制的磁阻开关、通过应变导致的磁性态反转对称性破缺实现调控二次谐波,或者零磁场下调控磁隧道结。利用应变的调控还可以扩展到范德瓦尔斯材料之外的其他二维材料、异质结、莫尔超晶格中,为应变调控开辟了广阔的前景。设备简介OptiCool超全开放强磁场低温光学研究平台OptiCool是Quantum Design于2018年2月新推出的超全开放强磁场低温光学研究平台,创新特的设计方案确保样品可以处于光路的关键位置。系统拥有3.8英寸超大样品腔、双锥型劈裂磁体,可在超大空间为您提供高达±7T的磁场。多达7个侧面窗口、1个部超大窗口方便光线由各个方向引入样品腔,高度集成式的设计让您的样品在拥有低温磁场的同时摆脱大型低温系统的各种束缚。OptiCool是全干式系统,启动和运行只需少量氦气。全自动软件控制实现一键变温、一键变场、部窗口90°光路张角让测量更便捷;控温技术让控温更智能;新型磁体结合了超大均匀区与超大数值孔径。OptiCool让低温光学实验无限可能。OptiCool技术特点:▪ 全干式系统:完全无液氦系统,脉管制冷机。▪ 8个光学窗口:7个侧面窗口,1个部窗口;可升底部窗口▪ 超大磁场:±7T▪ 超低震动:10 nm 峰-峰值▪ 超大空间:Φ89 mm×84 mm▪ 控温:1.7K~350K全温区控温▪ 新型磁体:同时满足超大磁场均匀区、大数值孔径的要求。▪ 近工作距离:可选3 mm工作距离窗口或集成镜头方案Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器全球知名光学恒温器制造商Montana Instruments多年来为低温光学、量子信息等领域提供性能的光学恒温器而广受好评。作为低温光学恒温器的旗舰产品,Montana Instruments近推出了全新型号CryoAdvance系列。该系列的目标是助力科技工作者在先进材料和量子信息领域研究研究方面更进一步。CryoAdvance 50新特色▪ 自动控制:全新智能触摸屏系统,“一键式操作”,实时显示温度、稳定性、真空度等多种指标。▪ 模块化设计:多种配置可选,快速满足各种实验需求,后续升简单。▪ 多通道设计:基本配置已包含光学窗口+直流电学+高频电学通道。▪ 稳定性设计:新设计在变温和振动稳定性上进一步优化。CryoAdvance 50主要参数▪ 自动控温:3.2K - 350K 样品台▪ 温度稳定性:10mK(峰-峰值)▪ 震动稳定性:5 nm(峰-峰值)▪ 降温时间: 300K-4.2K ~2小时▪ 样品腔空间:Φ53 mm ×100 mm▪ 光学窗口:5个光学窗口,可选光纤引入▪ 水平光路高度:140 mm▪ 窗口材料:多种材质可选▪ 基本电学通道:20条直流通道。▪ 接口面板:双RF接口+25DC接口
  • 浅谈广谱抗病毒药物研发的普适性策略(二)
    上一期,主要介绍了抗病毒药物研究的共同靶标相关内容,本文将继续从抗病毒药物研究的共性环节、 抗病毒药物研究的通用策略方面进行阐述与探讨。2 抗病毒药物研究的共性环节2.1 靶向病毒膜融合过程 在包膜病毒的复制周期中,需要病毒和细胞膜融合才能进入细胞。病毒通过受体识别以及膜融合或内吞等步骤进入靶细胞是首要环节。 在该过程中, 介导病毒与细胞受体识别的病毒表面蛋白(surface protein,SP)的 受体结合亚基、介导膜融合的病毒 SP 跨膜亚基、细胞上的受体、切割 SP 所需 的宿主细胞蛋白酶等均是常见的抗病毒靶点[30]。CoV 是 I 型包膜病毒,位于包膜表面的 S 蛋白介导病毒入侵宿主细胞过程,包括受体结合及膜融合等步骤。在膜融合的过程中,形成六螺旋束(six-helix bundle,6-HB)是一个非常保守且关键的机制。目前发现感染人的冠状病毒(HCoV) 中,其 HR1 (heptad repeat- 1)三聚体与 HR2 (heptad repeat-2)作用的表面氨基 酸大都为保守的疏水性氨基酸,因此 HR1 是 CoV S 蛋白上非常保守的药物靶点[30]。2018 年,姜世勃与刘克良团队发现靶向病毒融合蛋白的α-螺旋脂肽具有广 谱抗 MERS-CoV(EC50 = 0.11 μmol L-1 ,CC50 100 μmol L- 1 )及甲型流感病 毒(influenza A virus,IAV)活性(H1N1 EC50 = 1.73 μmol L- 1,CC50 100 μmol L-1)[31] 。近日,复旦大学姜世勃/陆路团队与上海科技大学杨贝/Wilson 团队合作, 通过系统地筛选与结构修饰,发现了能够广谱抑制多种 HCoV 感染的多肽类融 合抑制剂 EK1 及脂肽 EK1C4,并揭示了其作用靶点与分子机制[32,33] 。该研究同时证明了 CoV 刺突蛋白的 HR1 区域是一个重要且保守的药物靶点, 为后续广谱抗 HCoVs 药物研发提供了思路。2.2 核酸复制 病毒进入靶细胞后, 病毒基因组 DNA/RNA 被释放到细胞中, 作 为模板指导病毒蛋白的合成。 RNA 病毒的基因组复制需要 RNA 依赖的 RNA 或 DNA 聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase ,RdRp ;RNA-dependent DNA polymerase,RdDp),这类酶在人体中不存在且相对保守,成为抗病毒药物研发 的重要靶点。不同病毒聚合酶的结构和功能有许多相似之处,因此针对某一种病 毒聚合酶设计的抑制剂往往对其他病毒也有较好的抑制作用[34,35]。自从 1962 年世界第一个抗病毒药物碘苷被批准上市以来,全球已有众多抗病毒核苷类似物药物获批上市。 在病毒疫情暴发时, 核苷类药物往往成为人们的首选。 早在 2014 年西非暴发的大规模 EBOV 疫情中,部分核苷类似物药物在临床阶段均表现出一定的抗病毒活性——例如日本富山化学的新型抗流感药物法匹拉韦(favipiravir)以及瑞德西韦(remdesivir,图 3),特别是瑞德西韦目前已经完成 EBOV 的试验药物 III 期临床试验。随着研究的深入, 瑞德西韦被发现具有广谱抗病毒活性, 涵盖丝状病毒科病毒(EBOV 和马尔堡病毒等) 、沙粒病毒科病毒(拉沙病毒和胡宁病毒等)、 CoV 科病毒(SARS 、MERS 和猫科冠状病 毒等)和黄病毒科病毒(ZIKV 等) 等,因此也成为了治疗 SARS-CoV-2 的首个 小分子药物[36]。阿兹夫定(azvudine ,FNC,图 3)具有抑制 HIV 、丙型肝炎病毒(hepatitis C virus ,HCV)、肠道病毒 71 型等 RNA 病毒复制的功能,2021 年 7 月, 已在 中国上市用于治疗高病毒载量的成年 HIV- 1 感染者。此外, 阿兹夫定在新冠肺炎 临床研究中也取得显著效果[37]。瑞德西韦进入临床研究后,其抗病毒效果与预期有一定差距,原因可能是: 疾病的病程及动物模型与人体药动学差异、药物之间的相互作用和个体差异。 此 外, CoV 特有的“复制矫正”(proofreading)机制,即将掺入 RNA 产物链的核 苷药物“剔除”,进而逃逸核苷类抗病毒药物的抑制, 可能是此类抗病毒药物效 果不佳的一个重要原因[38]。近日,美国乔治亚州立大学的研究人员报道了一种抑制呼吸道合胞病毒 (respiratory syncytial virus,RSV)、相关 RNA 病毒和 SARS-CoV-2 的广谱抗病 毒核苷分子——4' -氟尿啶(4' -FlU,EIDD-2749,图3),它在细胞和分化良好的 人气道上皮中具有高选择性指数。RSV 和 SARS-CoV-2 体外 RdRp 聚合酶抑制显 示掺入后 i 或 i+3/4 位出现转录暂停。每日一次的口服治疗对 RSV 感染的小鼠或SARS-CoV-2 感染的雪貂非常有效[39]。EIDD- 1931(即NHC,图3),是一种核苷酸类似物。 NHC 上的肟形式模仿 尿苷, 与腺苷匹配, 而另一个互变异构体模仿胞苷, 与鸟苷匹配。它的原理是通 过给病毒 RNA 引入大量的突变,“瘫痪”病毒的基因组,进而导致遗传信 息大量错误使病毒无法存活[40-45]。目前仅有 NHC 及其衍生物能够躲避病毒复制 矫正机制的干扰。 在体外模型中,NHC 对 RSV、流感病毒、CHIKF、EBOV、委内瑞拉马脑炎病毒、东部马脑炎病毒、MERS-CoV、SARS-CoV 以及 SARS-CoV- 2(多数变异毒株)等具有广谱抗病毒活性,无明显细胞毒性[46-48];但在食蟹猕 猴中口服生物利用度较差。 EIDD-2801(molnupiravir,图 3)是 NHC 的异丙 酯前体药物,旨在改善 NHC 体内药代动力学以及在人类和非人类灵长类动物的 口服生物利用度。Molnupiravir 在雪貂和非人类灵长类动物中具有较好的口服 生物利用度。对感染流感病毒的雪貂进行 molnupiravir 口服治疗,可将大流行 流感和季节性甲型流感的病毒载量降低数个数量级, 并可减轻发热、呼吸道上皮 组织病变和炎症[39,49] 。Molnupiravir 使轻 中度新冠肺炎患者的住院率或死亡风险降低了约 50% 。2021 年 11 月 4 日, 英国药品和保健产品监管局(MHRA)已在英国批准 molnupiravir 上市,用于治疗重症和住院风险较高的轻至中度新冠肺炎成人患者( http:// www.21jingji.com/article/20211104/herald/f0b15254b2fcc17b70b26b839e32b1c6.html)。除了 molnupiravir 之外,法匹拉韦也可以掺入到病毒 RNA 链,诱发病毒的基因组突变, 并通过累积这种突变,导致病毒失活或失去感染能力[50]。总之, 靶向病毒最为保守的 RdRp 是一种开发广谱抗病毒药物非常有前景的策略。 目前处于临床研究阶段的多个新冠病毒 RdRp 抑制剂类药物结构差异较大,靶向 RdRp 影响病毒复制的机制也不尽相同,特别需要从结构生物学角度解析抑制剂与 RdRp 复合物结构,明确作用机制,为精准开发高效特异的、以 RdRp 为靶标的广谱抗病毒药物提供理论基础。2.3 核糖体移码 (ribosomal frameshifting) 在正常细胞内,核糖体(ribosome) 以 3 个碱基为单位(即密码子codon)由 5 到 3 端单向、连续地读取 mRNA 中的 遗传信息, 合成蛋白质[51]。由于体积的限制, 病毒的基因组通常较小, 所携带的 遗传信息较少。 包括 SARS-CoV-2 在内的各种 RNA 病毒在复制过程中会利用一 些特殊的机制调控病毒基因表达,扩展其所携带遗传信息的利用率, 其中一种常 用的机制是称为程序性“移码”的蛋白质合成重编码机制(programmed ribosomal frameshifting,PRF)[52-54]。即核糖体不遵循常规读取 3 个字母的步骤, 而是会漏 掉一两个 RNA 字母。核糖体发生的这种错位被称为“移码”,会导致核糖体错误读取遗传密码。例如, SARS-CoV-2 严重依赖其 RNA 折叠引起的“移码”来 合成蛋白[52-54]。理论上, 任何通过靶向 RNA 折叠来抑制“移码”的化合物都可能作为一种 治疗感染的药物。 “移码”现象在人类自身基因的表达中极为罕见, 因此靶向读 码框“移码”是一个可行的抗病毒策略。研究者通过运用荧光蛋白报告基因系统联合高通量筛选技术, 鉴定出了一个可以高效抑制读码框“移码”的小分子化合物美拉沙星(merafloxacin,图 4),它能在细胞水平(Vero E6 细胞)显著抑制 SARS-CoV-2 复制[55] 。美拉沙星抑制读码框“移码”的机制尚不清楚,可能直接作用于核糖体与病毒 RNA 的结合,或者抑制内源性调控蛋白。近期, Ahn 等[56]从9689 个小分子中发现了一种新型的呋喃[2,3-b]喹啉类化合物 KCB261770(图 4),它能够抑制 MERS-CoV 的“移码”和细胞水平 MERS-CoV 的复制。此外,该化合物还能抑制 SARS-CoV 和 SARS-CoV-2 的“移码”,具有广谱抗病毒活性。3 抗病毒药物研究的通用策略3.1 细胞纳米“海绵” SARS-CoV-2 的细胞结合和进入是由其刺突糖蛋白(S 蛋 白)介导的, S 蛋白不仅与人类血管紧张素转换酶 2(angiotensin convertingenzyme II,ACE2)受体结合, 还与肝素等糖胺聚糖结合。 近期研究发现细胞膜包被的纳 米颗粒(细胞纳米“海绵”)模拟宿主细胞,通过自然的细胞受体吸引和中和 SARS-CoV-2 ,可作为一种广谱抗病毒策略,还发现增加细胞纳米海绵表面肝素密度可以提高抗 SARS-CoV-2 作用[57]。3.2 抗体募集/杀死细胞 2009 年, 研究者设计了一种新的小分子 ARM-H,有可 能通过两种机制抑制 HIV:①通过招募抗体到 gp120 表达病毒颗粒和受感染的人 类细胞, 从而增强其吸收和人类免疫系统的破坏; ②通过结合病毒糖蛋白 gp120, 抑制其与人 CD4 结合和防止病毒进入。研究人员通过实验证明了 ARM-H 能够 同时结合 gp120 和抗 2,4-二硝基苯抗体(DNP ,存在于人血液中) [58]。抗体、 ARM-H 和 gp120 之间形成的三元复合物具有免疫活性,导致补体介导的表达 env 细胞的破坏。此外, ARM-H 可以阻止病毒进入人类 T 细胞, 因此应该能够通过两种相互强化的机制(抑制病毒进入和抗体介导的杀伤) 来抑制病毒复制。这些研究表明, 通过抗体招募的小分子具有可行的抗艾滋病毒活性, 并有可能启动 HIV 治疗的新范式。2020 年,Low 团队通过将神经氨酸酶抑制剂扎那米韦与高免疫原性半抗原2,4-二硝基苯(DNP)结合, 设计并合成了一种双功能小分子, DNP 专门针对游离病毒和病毒感染细胞的表面。该类分子抑制病毒释放的同时, 通过免疫介导清除游离病毒和病毒感染的细胞,对感染 100 倍 MLD50 病毒的小鼠进行鼻内或腹腔注射单剂量药物,可以根除 A 型和 B 型流感毒株的晚期感染[59]。近期研究发现, 抗生素分子 concanamycin A 可让免疫系统杀死被 HIV 感染的人体细胞[60]。DDX3 抑制剂可以让 HIV- 1 感染的细胞选择性死亡,进而耗竭病毒潜伏库[61] ,为根治艾滋病提供了新思路。3.3 多价结合——靶向病毒表面的非特异作用 细胞表面的糖链是细菌、病毒、 免疫细胞的接触点。病毒进入宿主细胞的过程涉及与不同细胞表面受体稳定但短 暂的多价相互作用。几种病毒的最初接触始于在细胞表面附着硫酸肝素蛋白聚糖, 最终导致病毒进入。已经开发出的广谱抗病毒药物如肝素或类肝素材料模拟细胞 表面糖负责最初的病毒附着, 如硫酸乙酰肝素(heparan sulfate)。高磺化金纳米 粒子具有广谱杀病毒性能。然而, 由于未知的清除机制和潜在的长期毒性是金纳 米颗粒成药性的不利因素。环糊精(cyclodextrins,CDs)是天然的葡萄糖衍生物, 具有一种刚性的环状结构,由α(1-4)连接的吡喃葡萄糖组成。磺化环糊精对HIV 具有可逆及特异的抑制活性。最近,英国曼彻斯特大学研究小组对天然葡萄糖衍生物环糊精进行磺化修饰 开发出了一种能够破坏病毒的外壳且对耐药性病毒也有效的新的广谱抗病毒分 子,其有望治疗 HSV 、RSV 、HCV 、HIV 和 ZIKV 等多种病毒感染[62]。基于多价相互作用的抗病毒药物,如柔性纳米凝胶,通过干扰病毒颗粒和阻 断与细胞受体的初始相互作用已经成为广谱抗病毒药物研究的有效策略。负电荷多硫酸盐可以结合 SARS-CoV-2 受体结合区域( receptor binding domain,RBD)上的正电荷斑块(patches),阻止病毒与宿主细胞相互作用进而 抑制感染。 与肝素相比, 合成的线型聚甘油硫酸酯(linear polyglycerol sulfate , 图 5)的抗病毒活性更高,且抗凝血活性较低[63]。巨大球状多价糖富勒烯、糖基化碳纳米管能抑制 EBOV、ZIKV 和 DENV 的 感染, 活性可达皮摩尔水平[64-66]。多价唾液化(sialylated)聚甘油对甲型流感毒 株(含耐药株)具有广谱抑制活性[67]。3.4 基于拓扑匹配的药物设计 IAV 颗粒表面均匀分布血凝素和神经氨酸酶。近 期,Nie 等[68]运用拓扑匹配(topology-matching design)的药物设计理念, 设计了 一种纳米颗粒抑制剂(纳米抑制剂, 图 6A), 它与 IAV 病毒粒子的纳米拓扑结 构匹配,对血凝素和神经氨酸酶具有多价抑制作用, 可以在细胞外中和病毒颗粒, 阻断其附着和进入宿主细胞。病毒复制显著减少了 6 个数量级, 即使在感染24 h 后使用, 仍能达到 99.999%以上的抑制作用。 2020 年, 该团队用类似的思路, 发现了与 IAV 表面空间匹配的尖峰纳米抑制剂(spiky nanoinhibitor,图 6B),峰 值在 5~10 nm 之间的纳米结构与病毒粒子的结合明显优于平滑的纳米粒子,获 得的红细胞膜(erythrocytemembrane,EM)包覆的纳米结构可以有效地阻止 IAV 病毒粒子与细胞的结合, 并抑制随后的感染。 EM 包覆的纳米结构在细胞无毒剂 量下降低了99.9%的病毒复制[69]。2021 年,该课题组运用拓扑匹配设计理念,基于宿主红细胞膜设计了与病 毒状球面相匹配的碗状纳米结构(“纳米碗”,heteromultivalent nanobowl,Hetero- MNB,图 6C),可作为广谱病毒进入抑制剂。与传统的同多价抑制剂不同, 该 类异多价抑制剂由于协同多价效应和拓扑匹配的形状,其半最大抑制浓度为 32.4 ± 13.7 μg mL- 1 。在不引起细胞毒性的剂量下,可减少99.99%的病毒传播。由 于在 SARS-CoV-2 的 S 蛋白上也发现了多个结合位点, 因此, 异多价纳米结构有 望为开发一种有效的预防 CoV 感染提供新思路[70]。3.5 靶向病毒核酸 病毒 RNA 会折叠成复杂的 RNA 结构,在病毒的生命过程调 控中起重要作用,为开发抗病毒疗法的靶标提供了新的机会。很多研究已经发现 多种病毒的非编码区 RNA 结构可以调控病毒的翻译、复制以及稳定性,它们通 常在相关病毒中高度保守[71-73] 。例如,黄病毒中 5' UTR 和 3' UTR 之间的分子内 RNA-RNA 相互作用促进基因组环化并帮助协调复制;HCV 5' UTR 内部核糖体 进入位点的结构对于翻译至关重要;并且 ZIKV 和其他黄病毒的 3' UTR 中的多 假性结构已显示出使 RNA 外切核酸酶 Xrn1 失速,从而产生了亚基因组黄病毒 RNA,有助于病毒逃避细胞抗病毒过程[74,75]。需要指出的是,与蛋白质类药物靶标相比, RNA 结构的动态性与复杂性为药物筛选增加了困难, 往往需要借助于高通量筛选。例如, SARS-CoV-2 的 RNA基因组含有 15 个独立的 RNA 调节元件。 研究者通过基于 NMR 的片段筛选, 从含有 768 个小分子的片段库中发现了 SARS-CoV-2 的 RNA 配体[76]。近日,新加坡科学家使用多种 RNA 分子结构探测方法以及 RNA-RNA 相互作用分析技术, 解析了 SARS-CoV-2 基因组 RNA 的二级结构信息和病毒-宿主之间的 RNA 相互作用;同时发现在 SARS-CoV-2 基因组 RNA 上广泛存在 2' -O- 甲基化修饰, 推测可能有助于新冠病毒逃避宿主免疫攻击,揭示病毒逃避宿主免疫的潜在机制[77]。G- 四链体是由 G-quartet 层叠而形成的 DNA 或 RNA 四链构象, 是最重要的非典型核酸二级结构之一, 因其独特的构象、重要的基因功能和生物学意义而备受关注,是很有前途的药物靶点[78]。中国科学院长春应用化学研究所曲晓刚团队使用多种生物物理技术和分子生物学技术,发现 SARS-CoV-2 基因组中存在 G-四链体结构 RNA ,证实 SARS-CoV-2 中的富 G 序列(位于 SARS-CoV-2 核衣壳 磷酸化蛋白 N 编码序列区域)可以在活细胞中折叠成稳定的单分子 RNA G- 四 链体结构。该 G- 四链体 RNA 可以被 G- 四链体特异结合配体 PDP(图 7)等识别 并稳定,进而影响 G- 四链体 RNA 的生物功能。因此,该 G- 四链体可能是抗 SARS- CoV-2 药物新靶点[79]3.6 超分子配位化学 病毒基因组的未翻译区域(the untranslatedregions,UTR) 包含多种保守和动态结构,这些功能性的 RNA 结构对病毒复制至关重要,为广 谱抗病毒研发提供了药物靶点。 然而, 计算机对接筛选对于具有内在柔性特征的 RNA 结构仍存在较大挑战。 研究者将体外 RNA 分析与分子动力学模拟相结合, 构建 SARS-CoV-2 基因组 5' UTR 关键区域结构和动力学的3D 模型,进而确定了 圆柱形金属超分子螺旋([Ni2L3]4+ 、[Fe2L3]4+)对这种 RNA 结构的约束。这些纳 米尺寸的金属超分子螺旋分子可以与核酸结合,并且在细胞水平具有抗 SARS- CoV-2 等病毒复制作用[80,81]。3.7 核糖核酸酶靶向嵌合体 核糖核酸酶靶向嵌合体( ribonuclease targeting chimeras,RIBOTACs)是降解 RNA 的新策略, RIBOTACs 基于小分子选择性结 合 RNA(特别是形成复杂的二级和三级结构的RNA), 进而激活核糖核酸酶 L(ribonuclease L,RNase L)。RNase L 是一种在脊椎动物细胞中广泛表达、具有单链 RNA 内切活性的蛋白质。该技术已被用于靶向 SARS-CoV-2 的 RNA 基因组,抑制 RNA 的移码,并且募集细胞核糖核酸酶彻底杀死 SARS-CoV-2。该策略有望用于抗其他病毒药物研发[82]。3.8 反义核酸技术 反义核酸(antisense oligonucleotides)可以序列特异性地与靶 标 RNA 结合,实现高效的寻靶和抑制活性。近期,北京大学的研究人员构建了 一类靶向 SARS-CoV-2 包膜蛋白 RNA(E-RNA)和刺突蛋白 RNA(S-RNA)的 单链嵌合反义寡聚核苷酸, 通过在 2' 甲氧基修饰的反义核酸序列 5' 端缀合 RNase L 招募基团 2-5A,可实现有效的病毒 RNA 降解并抑制病毒增殖[83]3.9 核酸适配体技术 核酸适配体(nucleic acid aptamers)是一小段经体外筛选 得到的寡核苷酸序列(单链 DNA 或 RNA 分子),能与相应的配体进行高亲和 力和强特异性的结合[84] 。适配体已经在抗病毒药物开发方面 (含 SARS-CoV-2) 展现出巨大的潜力[85-87]。3.10 基于蛋白自组装的配体发现 动态组合化学( dynamic combinatorial chemistry,DCC)融合了组合化学和分子自组装过程两个领域的特点, 开辟了使 用相对较小的库组装很多的物质的途径, 而不必单独合成每一个物质。早在 2003 年,研究者通过基于点击化学的蛋白模板诱导片段组装, 发现了高活性的 HIV 蛋 白酶抑制剂[88]。2008 年,研究者通过动态连接筛选(dynamic link screening,DLS) 开发了一种潜在的抗 SARS 药物,其亲核片段通过与醛抑制剂的可逆反应将亲核 片段指向蛋白质的活性位点。它们的抑制作用可以通过与荧光酶底物的竞争检测 到。有了这一概念, 与活性位点特异性结合的低亲和力片段在功能酶分析中迅速 被识别出来[89]。2021 年,基于 Knoevenagel 反应的蛋白模板诱导片段组装策略用 于 Enterovirus D68 蛋白酶抑制剂的发现[90]。总之,动态组合化学在抗病毒药物 发现领域仍具有广阔的前景。参考文献,点击查看《浅谈广谱抗病毒药物研发的普适性策略(一)》文末。
  • 北京信测和上海计量院共同举办电磁兼容测量不确定度技术研讨会(上海)
    电磁兼容测量不确定度技术研讨会 随着电磁兼容测试技术的不断发展,测量不确定度逐渐成为判断受试设备是否符合相关标准的关键性指标,它反映了电磁兼容测试的可信度。 CISPR 现要求在所有的电磁兼容测试报告中体现测量不确定度,我国也推出了相对应的标准。上海市计量协会 EMC 专业委员会经过研究,决定举办一期电磁兼容测量不确定度技术研讨会,针对电磁兼容&ldquo 降低 EMI 测试的不确定度&rdquo 进行详细的理论及实际举例分析。例如:数字技术的大量应用对降低测试不确定度的贡献,新技术如光纤等在测试中降低不确定度的分析等。 兹定于 2010 年 6 月 23 日(星期三)下午 1:00-5:00 在上海科学会堂一号楼二楼 1202 室召开电磁兼容测量不确定度技术研讨会,会上将邀请意大利电磁兼容专家 Mario Monti (世界首台全数字式测量接收机 PMM9010 的设计者、负责 Narda 的 EMI 接收机、电磁场测试设备以及数字通讯测试设备等多项设计制造者)作有关专题讲解。请有关单位派员参加。附一:电磁兼容 测量不确定度 技术研讨会会议议程附二:上海科学会堂 交通示 意图上海市计量协会电磁兼容专业委员会2010 年 5 月 24 日附一:电磁兼容测量不确定度技术研讨会议议程会议时间:2010年6月23日(星期三)下午1:00&mdash 5:00会议地点:上海科学会堂(上海市南昌路47号)一号楼二楼1205室议程 内容 报告人 会议主持一 领导讲话 待定 龚增二 CISPR标准介绍 EMC试验不确定度介绍 Mario Monti (意大利EMC专家)三 茶歇 /四 数字化原理在降低测试不确定度中应用介绍 Mario Monti (意大利EMC专家)五 光纤替代同轴线缆,在EMI测试中应用介绍 Mario Monti (意大利EMC专家)六 会议总结
  • 国际首创!交流电磁场检测技术获得国家批复
    2023年5月25日,薄壁不锈钢焊缝(壁厚≤3.5mm)全壁厚穿透交流电磁场检测技术在某工程的应用申请获得了国家监管单位的正式批复,标志着中国核电工程有限公司牵头研发、国际首创的数字化无损检测技术取得重要突破。交流电磁场检测(Alternating current field measurement,简称ACFM)是一种新型表面和近表面的电磁无损检测技术,原理是激励线圈在工件中感应出均变电流,感应电流在焊接缺陷和腐蚀等位置产生扰动,利用传感器测量电场扰动引起的空间磁场畸变信号,从而实现缺陷的检测与评估。为解决工程射线检测数量多、需占用专门时间和空间窗口、辐射安全风险大的问题,中国核电工程有限公司依托自主科研,联合中国核工业二三建设有限公司、中国石油大学(华东)开展深度设计施工融合,从2021年4月起,项目团队相继实现了高灵敏度隧道磁阻检测探头、微缺陷梯度算法识别等软硬件关键技术突破,完成了检测系统集成、仿真和工艺研究、缺陷检出率分析、模拟验证和现场验证,形成了系列自主知识产权,并在积极布局海外专利、行业及国家标准。在研发的过程中,中国核电工程有限公司牵头组织了十余次的专项汇报和权威专家评审,来自中国特种设备检测研究院、中国核工业集团有限公司科技委、中国核动力研究设计院、中核武汉核电运行技术股份有限公司、国核电站运行服务技术有限公司、中广核检测技术有限公司、中核建中核燃料元件有限公司、哈尔滨焊接研究所、南昌航空大学等单位的国内行业权威专家多次对项目给予指导和建议。在工程推广的过程中,公司也组织了ACFM技术有效性第三方评估和ACFM人员专项培训和取证,监管部门和业主单位给予了大力支持。在工程实际中,中国核电工程有限公司与中核二三组织进行了近4000道焊口的局部试应用。从应用情况看,研发的ACFM技术具有不低于射线检测的检出能力,效率是RT的3倍以上、人力成本可降低70%以上,并可实现同步施工、无辐射安全风险,该良好反馈为ACFM最终全面落地打通了最后“一公里”。薄壁不锈钢焊缝全壁厚穿透交流电磁场检测技术获得国家监管单位批准,将极大推动此项技术的应用,有力地保证工程建设周期,并有可能带来核工程薄壁结构无损检测领域的一场变革。
  • 我国自主研发的量子磁力仪载荷实现全球磁场测量
    我国首台自主研发的量子磁力仪载荷——“CPT原子磁场精密测量系统”于7月27日搭载空间新技术试验卫星(SATech-01)发射。11月7日,国产量子磁力仪载荷的无磁伸展臂在轨展开,载荷进入在轨长期工作阶段,目前已获取五天的有效探测数据,实现了全球磁场测量,推进了我国量子磁力仪的空间应用研究。CPT原子磁场精密测量系统由CPT原子/量子磁力仪、AMR磁阻磁力仪、NST星敏感器、无磁伸展臂组成,由中国科学院国家空间科学中心太阳活动和空间天气重点实验室、复杂航天系统与电子信息技术重点实验室,以及中科院沈阳自动化研究所联合研制。无磁伸展臂一次性展开至4.35m后,处于伸展臂顶端的CPT原子磁力仪探头、AMR磁阻磁力仪探头、NST星敏感器远离卫星磁干扰和遮挡,开始获取有效探测数据。CPT原子/量子磁力仪在轨测量噪声峰峰值0.1nT。NST星敏感器获取了卫星在不同模式、不同时段下伸展臂的姿态变化实时数据,结合AMR磁阻磁力仪的三轴磁场探测,首次在轨验证了磁场矢量和姿态一体化同步探测技术。国产量子磁力仪首次全球磁场勘测图(空间中心太阳活动与空间天气重点实验室供图)CPT原子磁场精密测量系统载荷(空间中心、沈阳自动化所供图)无磁伸展臂地面展开测试(沈阳自动化所、空间中心和微小卫星研究院供图)CPT原子磁场精密测量系统伸展臂在轨展开状态示意图(微小卫星研究院供图)CPT原子磁力仪和AMR磁阻磁力仪在轨测量结果(空间中心供图)NST星敏感器相对于卫星本体坐标系的测试结果(空间中心、中科新伦琴NST星敏团队提供供图)
  • 电子枪与电磁透镜的另类解析——安徽大学林中清32载经验谈(3)
    p style="margin-left: 66px text-align: justify text-indent: 2em "br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px font-family:宋体"【作者按】/span/strongspan style="font-size:19px font-family:宋体"仪器的测试过程可归类为两件事:激发样品的信息,接收及处理样品的信息。因此其可被看成是由两类功能部件所组成:信号激发、信号接收处理。对扫描电镜来说电子枪和磁透镜属于激发样品信号的部件,探头属于接收样品信息的部件。它们都是构成扫描电镜的最基本部件,其性能的高低将对扫描电镜测试结果产生重大影响。学习扫描电镜也必须从认识这三个功能部件做起。篇幅所限,本文将只探讨激发信号的关键部件:电子枪、电磁透镜。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong style="text-indent: 0em "span style="font-size:24px"一、span style="font-variant-numeric: normal font-variant-east-asian: normal font-weight: normal font-stretch: normal font-size: 9px line-height: normal font-family: ' Times New Roman' " /span/span/strongstrong style="text-indent: 0em "span style="font-size:24px font-family:宋体"电子枪/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 0em "电子枪是电子显微镜产生高能电子束,这一样品信号激发源的源头。透射电镜和扫描电镜电子枪的构造基本一致。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"电子枪分为两种:热发射、场发射,它们主体都是三极结构设计。不同点:热发射(阴、栅、阳);场发射(阴极、第一阳极、第二阳极)。热场电子枪在阴极下方增加了一个抑制热电子发射的栅极。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"1.1/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"热发射电子枪/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"热发射电子枪按阴极材质分为两类:发叉钨丝和六硼化镧。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"发叉钨丝材质是多晶钨,功函数大,电子须由高温激发。电子束发散性、色差都比较大,束流密度低。故本征亮度低,分辨能力较差。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"六硼化镧灯丝的材质为六硼化镧单晶,功函数较发叉钨丝低,激发电子的温度也较低,电子束发散性、色差较发叉钨丝小,束流密度较高。本征亮度和分辨力都好于发叉钨丝。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"1.1.1/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"钨灯丝结构图/span/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongspan style="font-size:19px font-family:宋体"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 215px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/ce0d7ace-71d6-4ab7-8f68-495672dab472.jpg" title="电子枪与电磁透镜的另类解析1.png" alt="电子枪与电磁透镜的另类解析1.png" width="664" height="215" border="0" vspace="0"//span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"1.1.2 /span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"六硼化镧灯丝结构图/span/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "span style="text-indent: 0em font-size: 19px "strongimg style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 278px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/a3341978-d9d2-4556-b62b-1f1c8cfe9484.jpg" title="电子枪与电磁透镜的另类解析2.png" alt="电子枪与电磁透镜的另类解析2.png" width="664" height="278" border="0" vspace="0"//strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 0em font-size: 19px "strong1.1.3/strong/spanstrong style="text-indent: 0em "span style="font-size:19px font-family:宋体"热发射电子枪(钨灯丝、六硼化镧)结构如下图:/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 239px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/186b57f0-421c-4d0e-afcb-fcf35820cb7e.jpg" title="电子枪与电磁透镜的另类解析a.png" alt="电子枪与电磁透镜的另类解析a.png" width="664" height="239" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"1.2/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"场发射电子枪/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"场发射电子枪分为:热场发射电子枪、冷场发射电子枪。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"1.2.1/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"场发射电子枪灯丝的结构及对比/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 215px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/100f10a3-fe51-4966-96a8-ff2395470ad4.jpg" title="电子枪与电磁透镜的另类解析1.png" alt="电子枪与电磁透镜的另类解析1.png" width="664" height="215" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px" 1.2.2/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"场发射电子枪的结构/span/strongstrongspan style="font-size:19px" /span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"其结构图如下:/spanspan style="font-size: 19px text-indent: 28px " /span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "span style="font-size: 19px text-indent: 28px "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 219px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/201f9912-eb0e-4749-9f83-1d2fb5184e03.jpg" title="电子枪与电磁透镜的另类解析5.png" alt="电子枪与电磁透镜的另类解析5.png" width="664" height="219" border="0" vspace="0"//span/pp style="margin-left: 4px text-align: center text-indent: 2em "strongspan style="font-size: 18px "span style="font-family: 宋体 "左图为热场发射电子枪结构图/span span style="font-family: 宋体 "右图为冷场发射电子枪结构图/span/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"从上图可见,电子枪无论是热场还是冷场,其基本架构都是阴极、第一阳极、第二阳极结构。热场电子枪结构多了一个栅极保护器,以抑制热场电子枪为降低功函数,在灯丝上加高温所发射的热电子。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px"strong1.2.3/strong/spanstrongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"场发射电子枪的工作过程/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"1.2.3.1/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"热场发射电子枪:/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong style="text-indent: 37px "span style="font-size:19px font-family:宋体"氧化锆/span/strongstrong style="text-indent: 37px "span style="font-size:19px font-family: 宋体"∕/span/strongstrong style="text-indent: 37px "span style="font-size:19px font-family: 宋体"钨单晶/span/strongstrong style="text-indent: 37px "span style="font-size:19px font-family:宋体"?/span/strongstrong style="text-indent: 37px "span style="font-size:19px"1.0.0/span/strongstrong style="text-indent: 37px "span style="font-size:19px font-family:宋体"?/span/strongspan style="text-indent: 37px font-size: 19px font-family: 宋体 "所构成的灯丝(阴极)通电后其温度达到/spanspan style="text-indent: 37px font-size: 19px "1200K/spanspan style="text-indent: 37px font-size: 19px font-family: 宋体 "。位于灯丝下方的栅极(电压低于阴极)保护层将抑制多晶钨和单晶钨的热电子发射。栅极保护层下方第一阳极上加载的电位高于阴极,称为引出电压,在该电压作用下氧化锆电子被从灯丝尖部拔出,由第二阳极与阴极间的加速电场加速,形成扫描电镜信息激发源/spanspan style="text-indent: 37px " /spanspan style="text-indent: 37px font-size: 19px font-family: 宋体 "—/spanspan style="text-indent: 37px " /spanspan style="text-indent: 37px font-size: 19px font-family: 宋体 "直径小于/spanspan style="text-indent: 37px font-size: 19px "50nm/spanspan style="text-indent: 37px font-size: 19px font-family: 宋体 "的“高能电子束”。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"1.2.3.2/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"冷场发射电子枪:/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"冷场发射电子抢灯丝尖为单晶钨?/spanspan style="font-size:19px" 3.1.0 /spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"?面。该晶面逸出功低,可由位于其下方第一阳极上的引出电压直接拔出。该电子枪不设栅极保护层。拔出的电子由阴极与第二阳极间加速电场加速,形成扫描电镜信号激发源 — 直径小于span10nm/span的“高能电子束”。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong style="text-indent: 0em "span style="font-size:19px"1.2.4/span/strongstrong style="text-indent: 0em "span style="font-size:19px font-family:宋体"冷、热场电子枪的优缺点/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong style="text-indent: 0em "span style="font-size:19px"1.2.4.1/span/strongstrong style="text-indent: 0em "span style="font-size:19px font-family: 宋体"冷场电子枪/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 0em font-size: 19px font-family: 宋体 "冷场电子枪阴极采用单晶钨(/spanspan style="text-indent: 0em font-size: 19px "3.1.0/spanspan style="text-indent: 0em font-size: 19px font-family: 宋体 ")面,功函数极低,针尖电子可以被第一阳极直接拔出。在工作中电子枪温度和环境温度一致而得名“冷场电子枪”。该电子枪灯丝电子的出射范围小,溢出角(立体角)也小,溢出电子的能量差也小(色差)。这些结果会使得以该阴极为基础形成的电子枪本征亮度大。电子枪本征亮度大有利于扫描电镜获取高分辨的测试结果。/span/pp style="margin-left: 4px text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"由于电子枪温度低,镜筒中气体分子容易在灯丝表面积累,对拔出电子产生影响。故在工作中发射电流会逐渐下降,需要不断提升引出电压(/spanspan style="font-size:19px"set/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体")或定时加一个瞬时电流(/spanspan style="font-size:19px"FLASH/spanspan style="font-size:19px font-family: 宋体")来驱赶这些气体分子,使发射束流满足测试需求。为了保持束流在测试中尽可能稳定,镜筒真空要求更高,高真空也是高分辨的基础条件之一。/span/pp style="margin-left: 4px text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"由于发射面积较小,因此虽然电子枪的本征亮度大,但是束流总量不如热发射以及热场电子枪来的大。/span/pp style="margin-left: 4px text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"冷场电子枪可以有更好的图像分辨,但束流的稳定度以及束流总量略显不足。不过现在最新的日立/spanspan style="font-size:19px"REGULUS 8230/spanspan style="font-size: 19px font-family:宋体"冷场电镜在电子枪设计、真空度以及镜筒质量上的改进使这些缺陷有所弥补。/span/pp style="margin-left: 4px text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"1.2.4.2/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"热场电子枪/span/strongstrong/strong/pp style="margin-left: 4px text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"热场电子枪问世时间较冷场电子枪来得早。电子枪阴极采用的是单晶钨(/spanspan style="font-size:19px"1.0.0/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体")面,其功函数较多晶钨丝和六硼化镧单晶要低很多但比冷场枪的单晶钨(/spanspan style="font-size:19px"3.1.0/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体")面要大。电子发射虽然也是由第一阳极拔出,但需要采用一系列降低功函数的方法:/spanspan style="font-size:19px"1./spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"灯丝加一定电流产生/spanspan style="font-size:19px"1200K/spanspan style="font-size:19px font-family: 宋体"的高温,/spanspan style="font-size: 19px"2./spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"表面涂覆一层氧化锆,以降低灯丝表面的功函数,提升发射效果。由于电子基本由第一阳极在单晶钨针尖部拔出,因此其发射面积、立体角及色差都较热发射小很多,但比冷场要大。故本征亮度要比热发射提高很多,但略低于冷场电子枪。/span/pp style="margin-left: 4px text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"热场和冷场电子枪对比:/span/strongspan style="font-size: 19px font-family:宋体"本征亮度低会造成仪器分辨能力不足;氧化锆的消耗会降低灯丝束流发射效果,氧化锆有破损,灯丝的高分辨寿命也到头,因此其高分辨寿命较短。束流大且稳定对微区分析有利,但是随着分析设备(/spanspan style="font-size:19px"EDS\EBSD/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体")性能的提升该优势也在逐步淡化,而分析过程中的空间分辨劣势也会逐步加深。不过这都有个度,而且和测试需求有关,辩证的关系无处不在。/span/pp style="margin-left: 4px text-align: justify text-indent: 2em "strong style="text-indent: 0em "span style="font-size:24px"二、span style="font-variant-numeric: normal font-variant-east-asian: normal font-weight: normal font-stretch: normal font-size: 9px line-height: normal font-family: ' Times New Roman' " /span/span/strongstrong style="text-indent: 0em "span style="font-size:24px font-family:宋体"电磁透镜/span/strong/pp style="margin-left: 48px text-align: justify text-indent: 2em "strong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"透镜系统是显微镜对样品信息激发源(光)进行操控的部件。不同激发源(光束、电子束)使用不同的透镜系统:光学显微镜用的是光学透镜,电子显微镜是电磁透镜和静电透镜(静电透镜在电镜中应用面较窄,效果也较差,本文不予探讨)。无论光学透镜还是电磁透镜都是通过对激发源(可见光、高能电子束)运行方向的改变来对其进行操控。尽管高能电子束在电磁透镜中的运行轨迹较可见光在光学透镜中要复杂的多,但结果基本相似,因此在电子显微镜教材中对电磁透镜和电子光路路径的探讨都是以光学显微镜为模板。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px"strong2.1/strong/spanstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"光学透镜/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"2.1.1/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"光的折射现象/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"直线传播、反射、折射是光的三种运行(传播)模式。在同一种均匀介质中光是以直线方式来运行,小孔成像、影子等都是光线直线传播的反映。光线在两种介质交界处会发生传播方向的改变,如果光返回原来介质中这就是反射,反射光光速和入射光相同。光线从一个介质进入另一个介质,会发生传播方向以及传播速度的改变,这就是光线的折射现象。初中的物理教科书告诉我们透镜的成像原理正是基于这种折射现象。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px"strong2.1.2/strong/spanstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"光学透镜的成像原理/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"透镜可以看成许多棱镜按照特别设计的构造所进行的组合。通常情况下光通过透镜时:凸透镜会将光线经两次折射后会聚在透镜另一侧的焦点(平行光)或像平面上,凹透镜将光线经两次折射后按照像点和虚像各点连线所形成的角度发散出去。/span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "span style="font-size:19px font-family:宋体"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 347px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/323d613a-1a81-4dda-9653-58a36a6d5ef1.jpg" title="电子枪与电磁透镜的另类解析7.png" alt="电子枪与电磁透镜的另类解析7.png" width="664" height="347" border="0" vspace="0"//span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"凸透镜和凹透镜的经典成像图/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"显微系统中凸透镜的作用是对光线进行会聚、成像(实像、虚像、放大、缩小),也可对光路进行调整,是组成显微系统的主体部件。凹透镜在显微系统中主要是用于消除系统像差对分辨率的影响。/span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 307px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/3543cd28-5d88-47f4-9ff7-0e6d73d304ad.jpg" title="7.jpg" alt="7.jpg" width="664" height="307" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"透镜的成像规律/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"2.1.3/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"像差及像差校正/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"色差和球差是显微系统中光线经过透镜时形成的两个主要像差,对显微镜分辨率有极大影响。消除像差影响对获取高分辨像帮助极大。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"2.1.3.1/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"色差/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px "任何光都很难保证光束中能量完全一致。不同能量的光线传播速度不同,通过透镜时折射程度也存在差别,因此其焦点也不相同。如此就会在焦平面或像平面上形成一个弥散斑,使图像模糊不清,影响图像的分辨能力。不同能量的光线对应不同色彩,因此由光的能量差异而引起的像差被称为“色差”。不同形态(凸透镜、凹透镜)、不同材质的透镜色差通过合理的安排可以相互抵消,以此方式就可以消除整个透镜系统的色差。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 0em "span style="font-size:19px font-family:宋体"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/0cf133ab-eb6d-4b98-83bd-95d8413e54a0.jpg" title="电子枪与电磁透镜的另类解析8.png" alt="电子枪与电磁透镜的另类解析8.png"//span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"2.1.3.2/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"球差/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"透镜中心区与边缘区对光线折射会有差异,使得轴上某个物点发出的光束最后会聚在光轴上不同位置,在像面上形成一个弥散斑从而影响图像的分辨力,这种差异被称为“球差”。利用光阑只让近光轴光线通过可以减少球差,另外还有两种方法最常见:配曲以及组合。/span/pp style="text-align: justify "br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"2.1.3.2.1/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"配曲/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 37px "透镜两个曲面采用不同曲率半径,这两个曲面会对光线的折射产生差异,互相抵消和弥补会减少透镜球差的数值。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"2.1.3.2.2/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"组合/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 37px "利用凸凹透镜的组合消除球差。组合方式有胶合和分离。/span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 709px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/546f7baa-45c4-4b2c-9bf5-06508692bd6f.jpg" title="电子枪与电磁透镜的另类解析9.png" alt="电子枪与电磁透镜的另类解析9.png" width="664" height="709" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"2.2/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"电磁透镜/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px "电子显微镜使用高能电子束做为光源,若用光学透镜对电子束进行会聚的结果是损耗大、工艺繁琐、效果差。因此必须选用另外的方式来对电子束进行操控。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 37px "一个轴对称的均匀弯曲磁场对电子束拥有更好的折射效果,而且操控简单、效果优异,是对电子束进行会聚的主要方式,类似于光学透镜对光线的会聚,被称为“磁透镜”。该磁场是利用电流通过铜线圈来产生,故而被命名为“电磁透镜”。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px"strong2.2.1/strong/spanstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"电磁透镜的构造及工作原理/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"电磁透镜构造是将一个轴对称螺旋绕制的铜芯线圈置于一个由软磁(顺磁)性质的材料/spanspan style="font-size:19px"(/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"纯铁或低碳钢/spanspan style="font-size:19px")/spanspan style="font-size:19px font-family: 宋体"制成具有内环间隙的壳子里。内部插入磁导率更高的锥形环状极靴。该构造可以使得磁场强度、均匀性、对称性得到极大提升,从而在较小空间获得更大的电磁折射率来提升磁透镜的会聚效果。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 199px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/0ea4c139-2224-402e-8f16-0c835e6079c0.jpg" title="123.png" alt="123.png" width="664" height="199" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 19px "电磁透镜的工作过程如下:当电流通过铜芯线圈时,将产生一个以线圈轴中心对称分布的闭环磁场。电子束在穿越磁场时因切割磁力线而受洛仑兹力作用发生向心的偏转折射,该偏转和电子运行方向叠加后使得电子在磁场中以圆锥螺旋曲线轨迹运行,并使电子束从磁场另一端飞出后被重新会聚。类似于光学透镜中的光线会聚,电磁场对电子束起到一个透镜的作用。改变线圈电流的大小,可以改变电磁透镜对电子束的折射率。电子显微镜通过对透镜电流的调节,来无级变换焦点及放大倍率。任何一级透镜可以在需要时打开,不用时关闭,因此更易于仪器的调整。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 199px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/21c7877d-4b03-4a3c-a3a9-778f4197b5e6.jpg" title="电子枪与电磁透镜的另类解析10.png" alt="电子枪与电磁透镜的另类解析10.png" width="664" height="199" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"2.2.2/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"电磁透镜的像差/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px "虽然电子束在电磁透镜中的电子轨迹比可见光在光学透镜中的轨迹要复杂得多,但结果基本类似。光学透镜成像过程中存在的像差,在电磁透镜的成像过程中也同样存在,只是程度以及解决方式不一样。解决像差,对扫描电镜和透射电镜成像效果的影响也不一样。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"电子显微镜使用高能电子束和电磁透镜,相对于光学显微镜,其所形成的像差要小很多。而解决像差影响也会对测试结果产生负面影响,比如束流密度增大带来的热损伤、运用单色器会对信号量形成衰减、会聚角增大在扫描电镜测试时会增加样品信号扩散,这些负面影响是否会超过解决像差所带来的正面效果?这里存在着一个辨证的关系。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"光学显微镜显然是解决像差带来的正面效果要大,所以大量的消像差组件存在于光路当中。电子显微镜呢?目前仅在场发射透射电镜中加入球差校正器有着极为明显的作用,扫描电镜中却未见使用。这与两种电子显微镜所针对的样品以及所获取的样品信息特性有关。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"透射电镜样品极薄、样品中信号扩散基本可以忽略不计。球差的改善会带来两个结果:束流密度的增加、会聚角的增加。束流密度增加会使得信息的激发区缩小同时信号量增加,这无疑对提高分辨力有利;电子束会聚角的增加有利于散射电子散射角的扩大,对/spanspan style="font-size:19px"stem/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"成像有利。因此对于透射电镜来说,解决球差所带来结果基本都是正面,这使得球差校正对透射电镜提高分辨力的影响十分明显。当然基础还是电子枪,热发射电子枪加装球差校正,结构更复杂而且结果差。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 28px "扫描电镜样品相对电子束来说无穷厚,电子束击入样品所引起的信号扩散较大。采用信号又是溢出样品表面的二次电子和背散射电子,电子束会聚角的改变对它们溢出范围影响不可忽略。球差校正结果到底如何?目前还没看到球差校正在扫描电镜中被运用。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 19px "球差校正器是采用多极子校正装置产生的磁场对电子束做一个补偿散射(如凹透镜对光线的散射),来消除聚光镜边缘所引起的球差。/span/pp style="text-align:center"span style="font-size:19px"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/c178f974-3020-497b-9c33-5f66b75f8046.jpg" title="10.jpg" alt="10.jpg"//span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"球差校正器图解/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 28px "电子显微镜减少色差主要依靠单色器。其原理是将电子束按照能量进行分离,然后选取某个能量段的电子束,由此降低电子束的能量差也就是色差。其缺点是电子束强度同时降低,这就要求样品能产生充足信号,同时信号接收器的接收效果也要相应提升。目前单色器主要被用在热场电子枪电镜。冷场电子枪由于色差很小,束流也较小,单色器对测试结果的正面影响不大,负面影响(束流的衰减)可能会更大,因此冷场电镜未见使用单色器。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 28px font-size: 19px font-family: 宋体 "辩证法的规律无处不在,任何条件的改变,部件的设计都不会是完美无缺。任何事、任何物的存在和变化都包含有正、反两方面的结果。我们必须对事和物做全面的正确了解,根据自己需求选取最大的正面因素,才能使得我们在做事和选物时获得最好的结果。最后以老祖宗的名言来做结束。那就是被我们常常认为是消极思维,其实却包含极大哲理的/spanstrong style="text-indent: 28px "span style="font-size:24px font-family: 宋体"“中庸之道、过犹不及”。/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 176, 240) "strongspan style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 28px "作者简介:/span/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 0, 0) "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 28px "img style="max-width: 100% max-height: 100% float: left width: 100px height: 154px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/3b78ff26-962f-4859-9049-9705ef02e500.jpg" title="9735aac7-cc11-41a0-b012-437faf5b20b5.jpg" alt="9735aac7-cc11-41a0-b012-437faf5b20b5.jpg" width="100" height="154" border="0" vspace="0"/林中清,87年入职安徽大学现代实验技术中心从事扫描电镜管理及测试工作。32年的电镜知识及操作经验的积累,渐渐凝结成其对扫描电镜全新的认识和理论,使其获得与众不同的完美测试结果和疑难样品应对方案,在同行中拥有很高的声望。2011年在利用PHOTOSHIOP 对扫描电镜图片进行伪彩处理方面的突破,其电镜显微摄影作品分别被《中国卫生影像》、《科学画报》、《中国国家地理》等杂志所收录、在全国性的显微摄影大赛中多次获奖。/span/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 0, 0) "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 28px "br//span/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 176, 240) "strongspan style="font-size: 19px font-family: 宋体 "参考书籍:/span/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 19px font-family: 宋体 "《扫描电镜与能谱仪分析技术》张大同/spanspan style="font-size: 19px "2009/spanspan style="font-size: 19px font-family: 宋体 "年/spanspan style="font-size: 19px "2/spanspan style="font-size: 19px font-family: 宋体 "月/spanspan style="font-size: 19px "1/spanspan style="font-size: 19px font-family: 宋体 "日/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"华南理工出版社/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"《微分析物理及其应用》/span span style="font-size:19px font-family: 宋体"丁泽军等/spanspan style="font-size: 19px" 2009/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"年/spanspan style="font-size:19px"1/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"月/spanspan style="font-size:19px" /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"中科大出版社/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"《自然辩证法》/spanspan style="font-size:19px" /spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"恩格斯/spanspan style="font-size:19px" /spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"于光远等译/spanspan style="font-size:19px" 1984/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"年/spanspan style="font-size:19px"10/spanspan style="font-size:19px font-family: 宋体"月/spanspan style="font-size:19px" /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"人民出版社/spanspan style="font-size:19px" /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 19px font-family: 宋体 "《显微传》/spanspan style="font-size: 19px " /spanspan style="font-size: 19px font-family: 宋体 "章效峰/spanspan style="font-size: 19px " 2015/spanspan style="font-size: 19px font-family: 宋体 "年/spanspan style="font-size: 19px "10/spanspan style="font-size: 19px font-family: 宋体 "月/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"清华大学出版社/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"日立/spanspan style="font-size:19px"S-4800/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"冷场发射扫描电镜操作基础和应用介绍/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"北京天美高新科学仪器有限公司/spanspan style="font-size:19px" /spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"高敞/spanspan style="font-size:19px" 2013/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"年/spanspan style="font-size:19px"6/spanspan style="font-size:19px font-family: 宋体"月/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family: 宋体"br//span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size: 19px font-family: 宋体 color: rgb(0, 176, 240) "延伸阅读:/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "a href="https://www.instrument.com.cn/news/20191029/515692.shtml" target="_self" style="text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 0, 0) font-size: 19px font-family: 宋体 "扫描电镜加速电压与分辨力的辩证关系——安徽大学林中清32载经验谈(1)/span/a/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "a href="https://www.instrument.com.cn/news/20191126/517778.shtml" target="_self" style="text-decoration: underline "span style="font-size: 19px font-family: 宋体 color: rgb(0, 0, 0) "扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱——安徽大学林中清32载经验谈(2)/span/a/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family: 宋体"/span/p
  • 我国自主研发的核磁共振仪器研制成功,开始量产
    核磁共振仪器被誉为“尖端医疗设备皇冠上的明珠”,对于心脑血管、神经和肿瘤等多种重大疾病影像诊断有重大意义,但生产技术长期被国外封锁。不久前,我国自主研发的核磁共振仪器研制成功,开始量产。它的成像质量如何?是否达到相关标准?国产核磁共振仪器实现量产医疗检查费用正在逐步降低记者在中国科学院深圳先进技术研究院看到,生产线上生产的是我国自主研发的核磁共振仪器,画面中白色的圆柱体就是正在生产中的仪器,经过一系列复杂精密的程序之后,它将出现在医院的检查室里。北京大学深圳医院医学影像科副主任技师张辉介绍,我国自主研发的核磁共振仪器图像质量不逊色于国际先进的核磁共振仪器生产厂家,但价格比以前大大地降低,医院的医疗检查费也在逐步地降低。最新一代的国产核磁共振仪器已完全达到医院提出的相关要求北京大学深圳医院里,我国自主研发的核磁共振仪器正在工作。仪器工作的情况,实时传输到十五公里外的中国科学院深圳先进技术研究院。 记者了解到,这款仪器可以获得人体的全身影像,不仅分辨率更高,还加速了成像速度。总台记者 朱慧容:在分辨率不是很高的核磁共振机器做出来的影像,看不出来具体的病灶在哪里。在分辨率很高的核磁共振提供的影像上,明显看出这里可能是一个肿瘤的所在位置。中国科学院深圳先进技术研究院医工所副所长李烨介绍:“以前我们的核磁共振就像拍照片一样,你一动,照片就糊了。我们现在有了快速成像技术,就像拍电影一样,组织动也不怕,可以看到它动的过程。”据了解,第一批国产核磁共振仪器上市不久,科研团队将临床上出现的问题总结出来,逐步攻关。目前,最新一代的国产核磁共振仪器,已经完全达到了医院提出的图像质量要求。
  • 光学显微镜技术和应用简介
    自然界中一些最基本的过程发生在微观尺度上,远远超出了我们肉眼所能看到的极限,这推动了技术的发展,使我们能够超越这个极限。早在公元4世纪,人们发现了光学透镜的基本概念,并在13世纪,人们已经在使用玻璃镜片,以提高他们的视力和放大植物和昆虫等对象以便更好地了解他们。随着时间的推移,这些简单的放大镜发展成为先进的光学系统,被称为光学显微镜,使我们能够看到和理解超越我们感知极限的微观世界。今天,光学显微镜是许多科学和技术领域的核心技术,包括生命科学、生物学、材料科学、纳米技术、工业检测、法医学等等。在这篇文章中,我们将首先探讨光学显微镜的基本工作原理。在此基础上,我们将讨论当今常用的一些更高级的光学显微镜形式,并比较它们在不同应用中的优缺点。    什么是光学显微镜?  光学显微镜用于通过提供它们如何与可见光相互作用(例如,它们的吸收、反射和散射)的放大图像来使小结构样品可见。这有助于了解样品的外观和组成,但也使我们能够看到微观世界的过程,例如物质如何跨细胞膜扩散。  显微镜的部件以及光学显微镜的工作原理  从根本上说,显微镜包括两个子系统:一个用于照亮样品的照明系统和一个成像系统,该系统产生与样品相互作用的光的放大图像,然后可以通过眼睛或使用相机系统进行观察。  早期的显微镜使用包含阳光的照明系统,阳光通过镜子收集并反射到样品上。今天,大多数显微镜使用人造光源,如灯泡、发光二极管(LED)或激光器来制造更可靠和可控的照明系统,可以根据给定的应用进行定制。在这些系统中,通常使用聚光透镜收集来自光源的光,然后在聚焦到样品上之前对其进行整形和光学过滤。塑造光线对于实现高分辨率和对比度至关重要,通常包括控制被照亮的样品区域和光线照射到它的角度。照明光的光学过滤,使用修改其光谱和偏振的光学过滤器,可用于突出样品的某些特征。图1:复合显微镜的基本构造:来自光源的光使用镜子和聚光镜聚焦到样品(物体)上。来自样品的光被物镜收集,形成中间图像,该图像由目镜再次成像并传递到眼睛,眼睛看到样品的放大图像。  成像系统收集与样品相互作用的照明光,并产生可以查看的放大图像(如上图1)。这是使用两组主要的光学元件来实现的:首先,物镜从样品中收集尽可能多的光,其次,目镜将收集的光中传递到观察者的眼睛或相机系统。成像系统还可包括诸如选择来自样品的光的某些部分的孔和滤光器之类的元件,例如仅看到已从样品散射的光,或仅看到特定颜色或波长的光。与照明系统的情况一样,这种类型的过滤对于挑出某些感兴趣的特征非常有用,这些特征在对来自样本的所有光进行成像时会保持隐藏。  总的来说,照明和成像系统在光学显微镜的性能方面起着关键作用。为了在您的应用中充分利用光学显微镜,必须充分了解基本光学显微镜的工作原理以及当今存在的变化。  简单复合显微镜  单个镜头可以用作放大镜,当它靠近镜头时,它会增加物体的外观尺寸。透过放大镜看物体,我们看到物体的放大和虚像。这种效果用于简单的显微镜,它由单个镜头组成,该镜头对夹在框架中并从下方照明的样品进行成像,如下图2所示。这种类型的显微镜通常可以实现2-6倍的放大倍率,这足以研究相对较大的样本。然而,实现更高的放大倍率和更好的图像质量需要使用更多的光学元件,这导致了复合显微镜的发展(如下图3)。图2:通过创建靠近它的物体的放大虚拟图像,将单个镜头用作放大镜。图3:左:简单显微镜。右:复合显微镜。  在复合显微镜中,从底部照射样品以观察透射光,或从顶部照射样品以观察反射光。来自样品的光由一个由两个主要透镜组组成的光学系统收集:物镜和目镜,它们各自的功率倍增,以实现比简单显微镜更高的放大倍率。物镜收集来自样品的光,通常放大倍数为40-100倍。一些复合显微镜在称为“换镜转盘(nose piece)”的旋转转台上配备多个物镜,允许用户在不同的放大倍数之间进行选择。来自物镜的图像被目镜拾取,它再次放大图像并将其传递给用户的眼睛,典型的目镜放大率为10倍。  可以用标准光学显微镜观察到的最小特征尺寸由所使用的光学波长(λ)和显微镜物镜的分辨率决定,由其孔径数值(NA)定义,最大值为NA =1空中目标。定义可区分的最小特征尺寸(r)的分辨率极限由瑞利准则给出:  r=0.61×(λ/NA)  例如,使用波长为550nm的绿光和典型NA为0.7的物镜,标准光学显微镜可以分辨低至0.61×(550nm)/0.7≈480nm的特征,这足以观察细胞(通常为10µm大小),但不足以观察较小生物的细节,例如病毒(通常为250-400nm)。要对更小的特征成像,可以使用具有更高NA和更短波长的更先进和更昂贵的物镜,但这可能不适用于所有应用。  在标准复合显微镜(如下图4a)中,样品(通常在载玻片上)被固定在一个可以手动或电子移动以获得更高精度的载物台上,照明系统位于显微镜的下部,而成像系统高于样本。然而,显微镜主体通常也可以适应特定用途。例如,立体显微镜(如下图4b)的特点是两个目镜相互成一个小角度,让用户可以看到一个略有立体感的图像。在许多生物学应用中,使用倒置显微镜设计(如下图4c),其中照明系统和成像光学器件都在样品台下方,以便于将细胞培养容器等放置在样品台上。最后,比较显微镜(如下图4d)常用于法医。图4:复合显微镜。a)标准直立显微镜指示(1)目镜,(2)物镜转台、左轮手枪或旋转鼻镜(用于固定多个物镜),(3)物镜、调焦旋钮(用于移动载物台)(4)粗调,(5)微调,(6)载物台(固定样品),(7)光源(灯或镜子),(8)光阑和聚光镜,(9)机械载物台。b)立体显微镜。c)倒置显微镜。  光学显微镜的类型  下面,我们将介绍一些当今可用的不同类型的光学显微镜技术,讨论它们的主要操作原理以及每种技术的优缺点。  亮视野显微镜  亮视野显微镜(Brightfield microscopy,BFM)是最简单的光学显微镜形式,从上方或下方照射样品,收集透射或反射的光以形成可以查看的图像。图像中的对比度和颜色是因为吸收和反射在样品区域内变化而形成的。BFM是第一种开发的光学显微镜,它使用相对简单的光学装置,使早期科学家能够研究传输中的微生物和细胞。今天,它对于相同的目的仍然非常有用,并且还广泛用于研究其他部分透明的样品,例如透射模式下的薄材料(如下图5),或反射模式下的微电子和其他小结构。图5:亮视野显微镜。左图:透射模式-在显微镜下看到的石墨(深灰色)和石墨烯(最浅灰色)薄片。在这里,图像上看到的亮度差异与石墨层的厚度成正比。右图:反射模式-SiO2表面上的石墨烯和石墨薄片,小的表面污染物也是可见的。  暗视野显微镜  暗视野显微镜是一种仅收集被样品散射的光的技术。这是通过添加阻挡照明光直接成像的孔来实现的,这样只能看到被样品散射的照明光。通过这种方式,暗场显微镜突出显示散射光的小结构(如下图6),并且对于揭示BFM中不可见的特征非常有用,而无需以任何方式修改样品。然而,由于在最终图像中看到的唯一光是被散射的光,因此暗场图像可能非常暗并且需要高照明功率,这可能会损坏样品。  图6:亮视野和暗视野成像。a)亮视野照明下的聚合物微结构。b)与a)中结构相同的暗视野图像,突出显示边缘散射和表面污染。c)与a)和b)相似的结构,被直径为100-300nm的纳米晶体覆盖。仅观察到纳米晶体散射的光,而背景光被强烈抑制。  相差显微镜  相差显微技术(Brightfield microscopy,PCM)是一种可视化由样品光路长度变化引起的光学相位变化的技术.这可以对在BFM中产生很少或没有对比度的透明样品进行成像,例如细胞(如下图7)。由于肉眼不易观察到光学相移,因此相差显微镜需要额外的光学组件,将样品引起的相移转换为最终图像中可见的亮度变化。这需要使用孔径和滤光片来操纵照明系统和成像系统。这些形状和选择性地相移来自样品的光(携带感兴趣的相位信息)和照明光,以便它们建设性地干涉眼睛或检测器以创建可见图像。图7:人类胚胎干细胞群落的相差显微图像。  微分干涉显微镜  与PCM类似,微分干涉显微镜(differential interference contrast microscopy,DICM)通过将由于样品光路长度变化引起的光学相位转换为可见对比度,从而使透明样品(例如活的未染色细胞)可视化。然而,与PCM相比,DICM可以实现更高分辨率的图像,并且减少了由PCM所需的光学器件引入的清晰度和图像伪影。在DICM ,照明光束被线性偏振器偏振,其偏振旋转,使其分裂成两个偏振光束,它们具有垂直偏振和小(通常低于1µm)间隔。穿过样品后,两束光束重新组合,从而相互干扰。这将创建一个对比度与图像成正比的图像差在两个偏振光束之间的光相位,因此命名为“差”干涉显微镜。DICM产生的图像出现与采样光束之间的位移方向相关的三维图像,这导致样品边缘具有亮区或暗区,具体取决于两者之间的光学相位差的符号(如下图8)。图8:微分干涉对比显微镜。左:DICM的原理图。右图:通过DICM成像的活体成年秀丽隐杆线虫(C.elegans)。  偏光显微镜  在偏振光显微镜中,样品用偏振光照射,光的检测也对偏振敏感。为了实现这一点,偏振器用于控制照明光偏振并将成像系统检测到的偏振限制为仅一种特定的偏振。通常,照明和检测偏振设置为垂直,以便强烈抑制不与样品相互作用的不需要的背景照明光。这种配置需要一个双折射样品,它引入了照明光偏振角的旋转,以便它可以被成像系统检测到,例如,观察晶体的双折射以及它们的厚度和折射率的变化(如下图9)。图9:偏光显微镜。橄榄石堆积物的显微照片,由具有不同双折射的晶体堆积而成。整个样品的厚度和折射率的变化会导致不同的颜色。  荧光显微镜  荧光显微镜用于对发出荧光的样品进行成像,也就是说,当用较短波长的光照射时,它们会发出长波长的光。示例包括固有荧光或已用荧光标记物标记的生物样品,以及单分子和其他纳米级荧光团。该技术采用了滤光片的组合,可阻挡短波长照明光,但让较长波长的样品荧光通过,因此最终图像仅显示样品的荧光部分(如下图10)。这允许从由许多其他非荧光颗粒组成的样品中挑出和可视化荧光颗粒或已被染料染色的感兴趣细胞的分布。同时,荧光显微镜还可以通过标记小于此限制的粒子来克服传统光学显微镜的分辨率限制。例如,可以用荧光标记标记病毒以显示其位置在生物样品的情况下,可以表达荧光蛋白,例如绿色荧光蛋白。结合各种新颖形式的样品照明,荧光显微镜的这一优势实现了“超分辨率”显微镜技术,打破了传统光学显微镜的分辨率限制。荧光显微镜的主要限制之一是光漂白,其中标记物或颗粒停止发出荧光,因为吸收照明光的过程最终会改变它们的结构,使它们不再发光。图10:荧光显微镜。左:工作原理-照明光由短通激发滤光片过滤,并由二向色镜反射到样品。来自样品的荧光通过二向色镜,并被发射滤光片额外过滤以去除图像中残留的激发光。右图:有机晶体中分子的荧光图像(晶体轮廓显示为黄色虚线)。由于来自其他分子和晶体材料的荧光,背景并不完全黑暗。  免疫荧光显微镜  免疫荧光显微镜是主要用于在微生物的细胞内的生物分子可视化的位置荧光显微镜的具体变化。在这里,用荧光标记物标记或固有荧光的抗体与感兴趣的生物分子结合,揭示它们的位置。(如下图11)图11:免疫荧光显微镜。肌动蛋白丝(紫色)、微管(黄色)和细胞核(绿色)的免疫荧光标记的两个间期细胞。  共聚焦显微镜  共聚焦显微镜是一种显微镜技术,它可以逐点成像来自样品的散射或荧光。不是一次对整个样品进行照明和成像,而是在样品区域上扫描源自点状光源的照明点,敏感检测器仅检测来自该点的光,从而产生2D图像。这种方法允许以高分辨率对弱信号样本进行成像,因为来自采样点之外的不需要的背景信号被有效抑制。在这里,所使用的波长和物镜在所有三个维度上都限制了成像光斑的大小。这允许通过将物镜移动到距样品不同的距离,在样品内的不同深度处制作2D图像。然后可以组合这些2D图像“切片”以创建样本的3D图像,这是所讨论的其他宽视场显微镜技术无法实现的,并且还允许以3D方式测量样品尺寸。这些优势的代价是无法一次性拍摄图像,而是必须逐点构建图像,这可能非常耗时并阻碍样本的实时成像(如下图12)。图12:单分子荧光的共聚焦荧光图像。小点对应于单个分子的荧光,而较大的点对应于分子簇。此处的荧光背景比简单的荧光显微镜图像弱得多,如亮点之间的暗区所见。  双光子显微镜  双光子显微镜(Two-photonmicroscopy,TPM)是荧光显微镜的一种变体,它使用双光子吸收来激发荧光,而不是单光子激发。在这里,通过吸收两个光子的组合来激发荧光,其能量大约是单个光子激发所需能量的一半。例如,在该方案中,通常由单个蓝色光子激发的荧光团可以被两个近红外光子激发。在TPM中,图像是逐点建立的,就像在共聚焦显微镜中一样,也就是说,双光子激发点在样品上扫描,样品荧光由灵敏的检测器检测。与传统荧光显微镜相比,激发和荧光能量的巨大差异导致了多重优势:首先,它允许使用更长的激发波长,在样品内散射较少,因此穿透更深,以允许在其表面下方对样品进行成像并创建3D样品图像。同时,由于激发能量低得多,光漂白大大减少,这对易碎样品很有用。激发点周围的荧光背景也大大减少,因为有效的双光子吸收仅发生在激发光束的焦点处,因此可以观察到来自样品小部分的荧光(如下图13)。  TPM的一个缺点是双光子吸收的概率远低于单光子吸收,因此需要高强度照明,如脉冲激光,才能达到实用的荧光信号强度。图13:双光子显微镜。花粉的薄光学切片,显示荧光主要来自外层。  光片显微镜  光片显微技术是荧光显微术的一种形式,其中样品被垂直于观察方向的薄“片”光照射,从而仅对样品的薄切片(通常为几微米)进行成像。通过在样品在光片中旋转的同时拍摄一系列图像,可以形成3D图像。这要求样品大部分是透明的,这就是为什么这种技术通常用于形成小型透明生物结构的3D图像,例如细胞、胚胎和生物体。(如下图14)图14:光片显微镜。左:工作原理。右:通过荧光成像用光片显微镜拍摄的小鼠大脑的荧光图像。  全内反射荧光显微镜  全内反射荧光(Totalinternal reflection fluorescence microscopy ,TIRF)是一种荧光显微技术,可通过极薄(约100nm厚)的样品切片制作2D荧光图像。这是通过照明光的渐逝场激发样品的荧光来实现的,当它在两种不同折射率(n)的材料之间的边界处经历全内反射时就会发生这种情况。消逝场具有与照明光相同的波长,但与界面紧密结合。在TIRF显微镜中,激发光通常在载玻片(n=1.52)和样品分散的水介质(n=1.35)之间的界面处发生全内反射。渐逝场的强度随距离呈指数下降来自界面,这样在最终图像中只能观察到靠近界面的荧光团。这也导致来自切片外区域的荧光背景的强烈抑制,这允许拾取微弱的荧光信号,例如在定位单个分子时。这使得TIRF非常适用于观察参与细胞间相互作用的荧光蛋白(如下图15)的微弱信号,但也需要将样品分散在水性介质中,这可能会限制可以测量的样品类型。图15:TIRF图像显示培养的视网膜色素上皮细胞中的蛋白质荧光。每个像素对应67nm。  膨胀显微镜  膨胀显微镜背后的基本概念是增加通常需要高分辨率显微镜的样品尺寸,以便可以使用标准显微镜技术(尤其是荧光显微镜)对其进行成像。这适用于保存的标本,例如生物分子、细胞、细菌和组织切片,可以使用下图16中所示的化学过程在所有维度(各向同性)均匀扩展多达50倍。扩展样本可以隔离感兴趣的个别特征通常是隐藏的,可以使它们透明,从而可以对它们的内部进行成像。图16:膨胀显微镜的样品制备。细胞首先被染色,然后连接到聚合物凝胶基质上。然后细胞结构本身被溶解(消化),使染色的部分随着凝胶各向同性地膨胀,从而使染色的结构更详细地成像。  光学显微镜中的卷积  除了使光学系统适应特定用例之外,现代光学显微镜还利用了数字图像处理,例如图像去卷积。该技术通过补偿光学系统本身固有的模糊,可以提高空间分辨率以及光学显微镜拍摄图像的定位精度。这种模糊可以在校准步骤中测量,然后可以用于对图像进行去卷积,从而减少模糊。通过将高性能光学元件与先进的图像处理相结合,数字显微镜可以突破分辨率的极限,以更深入地观察微观世界。(如下图17)图17:图像解卷积。左:原始荧光图像。右:解卷积后的图像,显示细节增加。  光学显微镜与电子显微镜  光学显微术通常使用可见光谱中的光波长,由于瑞利准则,其空间分辨率固有地限制为所用波长的大约一半(最多约为200nm)。然而,即使使用具有高NA和高级图像处理的物镜,也无法克服这一基本限制。相反,观察较小的结构需要使用较短波长的电磁辐射。这是电子显微镜的基本原理,其中使用电子而不是可见光照亮样品。电子具有比可见光短得多的相关波长,因此可以实现高达10000000倍的放大倍数,甚至可以分辨单个原子。(如下图18)  图18:同心聚合物结构中纳米晶体放大15000倍的扫描电子显微镜图像,即使是细微的细节,例如基材的孔隙,也能分辨出来。  总结与结论  光学显微镜是一种强大的工具,可用于检查各种应用中的小样本。通过调整用于特定用例的照明和成像技术,可以获得高分辨率图像,从而深入了解样品中的微观结构和过程。文中,我们讨论了各种光学显微镜技术的特点、优势和劣势,这些技术在光线照射和收集方式上有所不同。显微镜种类优点技术限制典型应用亮视野显微镜结构相对简单,光学元件很少低对比度、完全透明的物体不能直接成像,可能需要染色对彩色或染色样品和部分透明材料进行成像暗视野显微镜显示小结构和表面粗糙度,允许对未染色样品进行成像所需的高照明功率会损坏样品,只能看到散射图像特征细胞内颗粒成像,表面检测相差显微镜实现透明样品的成像复杂的光学设置,需要的高照明功率会损坏样品,通常图像较暗跟踪细胞运动,成像幼虫微分干涉对比显微镜比PCM更高的分辨率复杂的光学设置,需要的高照明功率会损坏样品,通常图像较暗活的、未染色的细胞和纳米颗粒的高分辨率成像偏光显微镜来自样品非双折射区域的强背景抑制,允许测量样品厚度和双折射需要双折射样品成像胶原蛋白,揭示晶体中的晶界荧光显微镜允许挑出样品中的单个荧光团和特定的感兴趣区域,可以克服分辨率限制需要荧光样品和灵敏的检测器,光漂白会减弱信号成像细胞成分、单分子、蛋白质免疫荧光显微镜使用抗体靶向可视化特定的生物分子大量样品制备,需要荧光样品,光漂白识别和跟踪细胞和蛋白质共聚焦显微镜低背景信号,可以创建3D图像成像速度慢,需要复杂的光学系统3D细胞成像,荧光信号较弱的成像样品,表面分析双光子显微镜样品穿透深度、背景信号低、光漂白少成像速度慢,需要复杂的光学系统和大功率照明神经科学,深层组织成像光片显微镜图像仅样品的极薄切片,可通过旋转样品创建3D图像成像速度慢,需要复杂的光学系统细胞和生物体的3D成像全内反射荧光显微镜强大的背景抑制,极精细的垂直切片成像仅限于样品的薄区域,需要复杂的光学系统,样品需要在水介质中单分子成像,成像分子运输膨胀显微镜提高标准荧光显微镜的有效分辨率需要对样品进行化学处理,不适用于活体样品生物样品的高分辨率成像  参考:  1. Rochow TG, Tucker PA. A Brief History of Microscopy. In: Introduction to Microscopy by Means of Light, Electrons, X Rays, or Acoustics. Springer US 1994:1-21. doi:10.1007/978-1-4899-1513-9_1  2. Smith WJ. Modern Optical Engineering: The Design of Optical Systems. McGraw-Hill 1990. ISBN: 0070591741  3. Shribak M, Inoué S. Orientation-independent differential interference contrast microscopy. Collected Works of Shinya Inoue: Microscopes, Living Cells, and Dynamic Molecules. 2008 (Dic):953-962. doi:10.1142/9789812790866_0074  4. Gao G, Jiang YW, Sun W, Wu FG. Fluorescent quantum dots for microbial imaging. Chinese Chem Lett. 2018 29(10):1475-1485. doi:10.1016/j.cclet.2018.07.004  5. Chalfie M, Tu Y, Euskirchen G, Ward W, Prasher D. Green fluorescent protein as a marker for gene expression. Science. 1994 263(5148):802-805. doi:10.1126/science.8303295  6. Baranov M V., Olea RA, van den Bogaart G. Chasing Uptake: Super-Resolution Microscopy in Endocytosis and Phagocytosis. 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  • 多项国际标准发布!涉及测量辐射、船舶电磁等
    ISO发布关于第三方支付安全新标随着支付趋势从现金转向在线金融交易,诸如PayPal等第三方支付(TPP)服务商的使用将越来越多。虽然这种支付方式便捷,但其使用量的增加不可避免地会带来更大的安全风险。为促进技术的安全发展,ISO最近刚刚发布了一项提供 TPP 服务的信息系统新标准。TPP提供商是一种可以在没有商家账户的情况下接受在线支付。但由于中间商的存在,这种处理付款的方式增加了欺诈风险,所以不一定安全。ISO 23195《第三方支付服务信息系统的安全目标》,提供了一个全球一致的术语和定义清单,2个逻辑结构模型和一个安全目标清单。为确保最大限度的相关性,该标准中的逻辑结构模型、资产、威胁和安全目标都基于现实实践。认识到TPP服务商正在不断设法减少支付欺诈的风险,这一标准是对现有措施的坚实补充。ISO 23195是由ISO/TC 68“金融服务”技术委员会的ISO SC 2金融服务与安全分技术委员会制定。ISO/TC 68/SC 2的秘书处工作是由ISO的英国成员BSI承担。ISO发布第一项无障碍旅游国际标准对于全世界10亿多残障人士来说,旅游是件难事。认识到消除旅游业中不必要的障碍十分重要,因此ISO发布了一项新标准,以帮助每个人享受无障碍旅游。发布的标准:ISO 21902《旅游业和相关服务--无障碍旅游--要求与建议》提出了让所有人都能平等获得良好的旅游体验要求和指南,无论年龄大小或活动能力如何,包括有肢体障碍或有特定访问要求的人,比如残疾人和老年人。玛丽娜迪奥塔列维(Marina Diotallevi)是世界旅游组织(UNWTO)的成员,也是制定这项标准的专家工作组召集人。她认为:“各国对于构建无障碍的旅游设施与服务没有一致且明确的规范,而这种状态会继续增加旅游的障碍。这些障碍常常是因为行业内缺乏相关知识与培训造成的,这也意味着善意的努力被白白浪费了。现在各国之间,甚至同一个国家的民族之间,都有不同的现行标准。旅游业急需规范如何正确应用无障碍旅游相关标准。”耶稣埃尔南德斯(Jesús Hernández)是ISO 21902项目负责人、ONCE基金会普遍无障碍与创新部主任。他补充道:“有的国家根本没有适用的标准,因此旅游业供应商没有指南,不知如何调整旅游设施与产品,以满足每个人需求。ISO 21902是第一项旨在填补这一关键空白的国际标准,从而提高整个旅游价值链的无障碍设施。”新的标准旨在满足从事旅游业及接触旅游业的每个人的需求,这一群体包括国家旅游局、市政府、负责基建政策的公共部门,以及发展与立法/规范体系。同时,还将惠及所有旅游相关业务,比如旅游公司/旅行社、交通公司、住宿设施、医院、餐饮,以及建筑师、信息与通信技术开发者等相关支持方,当然还有游客们。ISO 21902是由ISO/TC 228“旅游及相关服务”技术委员会制定,其秘书处是由ISO的西班牙成员--西班牙标准化协会(UNE)承担。IEC发布关于测量辐射标准使用锗探测器测量辐射水平的例子有:测定土壤样品中的放射性污染物、确保医疗放射治疗的剂量正确、侦测非法贩运放射性材料以及保护核材料。为保障这些探测器性能,IEC发布了新版IEC 61452《核仪器——伽马射线放射性核素活度或放射率的测量——锗基光谱仪的校准和使用》。该项标准规定了校准和使用锗基光谱仪的方法。锗基光谱仪可以测量光子能量和发射率,并根据测量结果计算放射性核素活度。该标准让锗半导体探测器的常规校准和使用设定基础成为可能。该标准提供了统一的方法,以评估锗半导体探测器的性能特征,从而提高了仪器系统的质量和准确度。一、认识锗基光谱仪伽马射线光谱仪由锗探测器及其液氮或机械冷冻低温恒温器和前置放大器组成,与模拟或数字电子模块有关,包括探测器偏置和信号处理(放大、多通道转换和存储)以及数据读出装置。此外,探测器周围一般有辐射屏蔽,以尽量减少背景辐射可能造成的影响。锗晶体中光子(X射线和γ射线)相互作用,将能量传递给电子。通过产生电子-空穴对,电子的能量被释放。汇集电子和空穴,可产生脉冲,其振幅与锗晶体有效体积中沉积的能量成正比。这些脉冲被放大、整形和分类,根据脉冲高度直方图,显示出探测器吸收的光子数量。光子数量是能量的函数。收集足够多的脉冲后,直方图会显示有一个或多个峰值的频谱,峰值对应的是将自身全部能量转移到探测器的光子。排放率的测量用于确定给定样品中放射性核素的活度。二、IEC 61452的范围为确保锗基光谱仪的正常运作和校准,IEC 61452规定了以下内容:性能测试,以确保光谱仪在可行范围内运转脉冲堆积的测量和校正方法进行测试,以确定符合相加的大致范围检查探测器中,由级联伽马射线的真符合相加造成的大误差的光谱分析结果的技术该标准还提出了建立放射性核素识别、衰变校正和将伽马射线辐射率转换为衰变率数据库的建议。该标准的上一个版本发布于1995年。IEC发布关于船舶电磁新标准的第一版IEC(国际电工委员会)即将发布旨在保护非金属船体免受电磁(EM)干扰的重要标准第一版,该文件旨在满足IMO resolution A.813(19)决议的要求。IEC 62742 ED1提供了关于如何在非金属材料(包括玻璃纤维等各种复合材料)船体的船舶上实现电磁兼容(EMC)的指南。该项标准也可以用于具有金属船体但装备非金属上层结构或部件的混合船。它是对IEC 60533的重要补充,IEC 60533规定了对金属船体的要求。简基斯范德文(Jan-Kees van der Ven)负责IEC/TC18船舶电磁标准化技术委员会工作,他解释说,“随着越来越多的船主选择更轻的船只,复合材料制造的船体正变得越来越普遍。然而,与金属不同,常规的复合材料不能保护电子设备免受电磁干扰。IEC 62742建立了不同的方法来保护基本设备,例如无线电设备的传输电缆,这是船舶上的关键电气设备。再比如,屏蔽式电缆是一种选择,并且为此制定了标准计划”。由于屏蔽物可以容纳和转移电磁能量,屏蔽式电缆辐射的电磁能量更少。屏蔽物可以采用铝箔,也可以采用缠绕在电缆布线上的铜编织的形式。“有个有趣的发展趋势,船体较轻的船只可以装备重型电池组,这对促进船上的电气化至关重要。促进电气化是减少柴油排放污染的一种方法。虽然国际海事组织(IMO)仍然要求所有船舶使用柴油发动机,但使用电池产生的电力来执行任务可以减少污染。”新标准可能在9月份发布,届时简基斯范德文(Jan-Kees van der Ven)的专家组将对IEC 60533进行修订。“该标准自1999年以来没有进行过重大更新。我们在2015年进行了小的修改,但在我看来,需要彻底重新制定,因为在过去的几年里,船舶的电气和电子环境发生了巨大的变化。随着传感器、LED灯等越来越多的电子设备在飞机上使用,标准变得越来越复杂。我们的想法也是为了明确船主和造船商必须遵守的一系列要求,而现有的标准是针对电气设备制造商的,”简基斯范德文(Van der Ven)说道。随着船舶变得更加自动化,舰载电子设备预计也会更加复杂。在自动化和电动运输的崭新世界中,IEC航运标准发挥着越来越重要的作用。
  • 水母荧光蛋白发出新激光 为量子物理和光学计算开辟新途径
    绿色荧光蛋白极化激元激光原理示意图:将活细胞产生的绿色荧光蛋白填充在微光腔中制成一层薄膜,光和电子能量混合产生准粒子。  一个由英德科学家组成的研究团队在最近出版的《科学进展》杂志上发表论文称,他们首次将水母体内的荧光蛋白基因插入大肠杆菌基因组,利用转基因大肠杆菌产出了增强型绿色荧光蛋白(eGFP)并用来产生激光。研究人员指出,这一突破代表着极化激元激光领域的重大进步,其效率和光密度都比普通激光高得多,有望为研究量子物理学和光学计算开辟新途径。  据美国趣味科学网日前报道,传统的极化激元激光器用无机半导体做增益介质,必须致冷到极低温度 而有机发光二极管(OLED)显示器中的有机电子材料能在室温下工作,但需要有皮秒(万亿分之一秒)光脉冲来供能。研究团队开发的新激光器也能在室温下工作,但只需纳秒(10亿分之一秒)脉冲。  极化激元激光来自一种量子凝聚现象:激光增益介质中的原子或分子反复吸收发出光子,产生一种叫做极化激元的准粒子,在一定条件下变成一种联合量子态,从而发出激光。理论上极化激元激光需要的能量更少。  研究人员把转基因大肠杆菌产生的eGFP填充在许多光微腔里,作为一种“光泵”,能以纳秒速度发出闪光,使整个系统达到产生激光所需的能量。“光泵”能在达到激发阈值后,给设备注入更多能量以产生传统激光。该激光发明人之一、苏格兰圣安德鲁大学物理与天文学院教授马尔特盖瑟说,皮秒脉冲的能量更合适,但制造起来要比纳秒脉冲难1000倍,他们的做法简化了很多制造工序。  盖瑟还指出,新方法的一个关键优点是,蛋白质分子的发光部分被一种纳米大小的圆柱形外壳保护着,让它们彼此间不会互相干扰,分子结构很适合在高亮度下工作,更容易发出激光。但目前的激发阈值还太高,今后经过改进,最终可让极化激元激光器的激发阈值比传统激光器低得多,这样效率会更高,发光更致密。
  • 湛江湾实验室海洋电磁式可控震源研发子平台设备采购项目(第二次)招标
    一、项目基本情况项目编号:ZJCG2022-VC074-1项目名称:湛江湾实验室海洋电磁式可控震源研发子平台设备采购项目采购方式:公开招标预算金额:1,645,000.00元采购需求:合同包1(湛江湾实验室海洋电磁式可控震源研发子平台设备采购项目):合同包预算金额:1,645,000.00元品目号品目名称采购标的数量(单位)技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1其他试验仪器及装置通用水听器8(台)详见采购文件144,000.00-1-2其他试验仪器及装置低频水听器5(台)详见采购文件400,000.00-1-3其他试验仪器及装置振动测试器1(台)详见采购文件140,000.00-1-4其他试验仪器及装置加速度传感器5(台)详见采购文件350,000.00-1-5放大器低噪声放大器1(台)详见采购文件30,000.00-1-6放大器FET放大器1(台)详见采购文件30,000.00-1-7其他试验仪器及装置电子陀螺仪6(台)详见采购文件60,000.00-1-8其他试验仪器及装置高温低温箱1(台)详见采购文件30,000.00-1-9其他试验仪器及装置高性能实时目标机1(台)详见采购文件163,000.00-1-10其他试验仪器及装置移动版实时目标机1(台)详见采购文件186,000.00-1-11其他试验仪器及装置IO132模块2(台)详见采购文件112,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限:合同生效后120日历天内完成供货、安装、调试、验收、交付使用二、申请人的资格要求:1.投标供应商应具备《政府采购法》第二十二条规定的条件,提供下列材料:1)具有独立承担民事责任的能力:在中华人民共和国境内注册的法人或其他组织或自然人, 投标(响应)时提交有效的营业执照(或事业法人登记证或身份证等相关证明)副本复印件。分支机构投标的,须提供总公司和分公司营业执照副本复印件,总公司出具给分支机构的授权书。2)有依法缴纳税收和社会保障资金的良好记录:提供投标截止日前6个月内任意1个月依法缴纳税收和社会保障资金的相关材料。 如依法免税或不需要缴纳社会保障资金的, 提供相应证明材料。3)具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度:提供2021年度财务状况报告或基本开户行出具的资信证明。如供应商已对接“粤省事”“粤商通”“粤信签”等系统能查询到相关内容,则需提供已对接“粤省事”“粤商通”“粤信签”等系统且能通过系统查询到相关内容的承诺声明函,格式自拟。4)履行合同所必需的设备和专业技术能力:提供履行合同所必需的设备和专业技术能力的证明材料;(提供《关于资格的声明函》)。5)参加采购活动前3年内,在经营活动中没有重大违法记录:提供参加政府采购活动前 3 年内在经营活动中没有重大违法记录的书面声明(提供《关于资格的声明函》)。2.落实政府采购政策需满足的资格要求:合同包1(湛江湾实验室海洋电磁式可控震源研发子平台设备采购项目)落实政府采购政策需满足的资格要求如下:按财政部、工业和信息化部印发的《政府采购促进中小企业发展管理办法》(财库﹝2020﹞46 号)要求,本项目非专门面向中小企业采购。本项目中小企业划分标准所属行业:工业。3.本项目的特定资格要求:合同包1(湛江湾实验室海洋电磁式可控震源研发子平台设备采购项目)特定资格要求如下:(1)供应商未被列入“信用中国”网站(www.creditchina.gov.cn)“记录失信被执行人或重大税收违法案件当事人名单或政府采购严重违法失信行为”记录名单;不处于中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)“政府采购严重违法失信行为信息记录”中的禁止参加政府采购活动期间。(以资格审查人员于投标(响应)截止时间当天在“信用中国”网站(www.creditchina.gov.cn)及中国政府采购网(http://www.ccgp.gov.cn/)查询结果为准,如相关失信记录已失效,供应商需提供相关证明资料)。(2)单位负责人为同一人或者存在直接控股、 管理关系的不同供应商,不得同时参加本采购项目(或采购包) 投标(响应)。 为本项目提供整体设计、 规范编制或者项目管理、 监理、 检测等服务的供应商, 不得再参与本项目投标(响应)。 投标(报价) 函相关承诺要求内容。三、获取招标文件时间: 2022年11月15日 至 2022年11月22日 ,每天上午 00:00:00 至 12:00:00 ,下午 12:00:00 至 23:59:59 (北京时间,法定节假日除外)地点:广东省政府采购网https://gdgpo.czt.gd.gov.cn/方式:在线获取售价: 免费获取四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点2022年12月06日 09时30分00秒 (北京时间)递交文件地点:湛江市公共资源交易中心(湛江市赤坎区体育北路 2 号天润中心六楼) 第5号开标室开标地点:湛江市公共资源交易中心(湛江市赤坎区体育北路 2 号天润中心六楼) 第5号开标室五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜1.本项目采用电子系统进行招投标,请在投标前详细阅读供应商操作手册,手册获取网址:https://gdgpo.czt.gd.gov.cn/help/transaction/download.html。投标供应商在使用过程中遇到涉及系统使用的问题,可通过020-88696588 进行咨询或通过广东政府采购智慧云平台运维服务说明中提供的其他服务方式获取帮助。2.供应商参加本项目投标,需要提前办理CA和电子签章,办理方式和注意事项详见供应商操作手册与CA办理指南,指南获取地址:https://gdgpo.czt.gd.gov.cn/help/problem/。3.如需缴纳保证金,供应商可通过"广东政府采购智慧云平台金融服务中心"(http://gdgpo.czt.gd.gov.cn/zcdservice/zcd/guangdong/),申请办理投标(响应)担保函、保险(保证)保函。/七、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江)地 址:霞山区文体路一号联系方式:0759-20868082.采购代理机构信息名 称:广东万诚工程造价咨询有限公司地 址:广东省湛江市赤坎区体育北路15号湛江商务大厦第九层910-912房联系方式:0759-22921133.项目联系方式项目联系人:余工电 话:0759-2292113广东万诚工程造价咨询有限公司2022年11月15日
  • 南海海洋所举办海洋地球电磁探测研讨会
    为促进我国海洋电磁探测领域的发展,近日,中国科学院南海海洋研究所(以下简称南海海洋所)主办的“海洋地球电磁探测”研讨会在南海海洋所召开。受中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室副主任孙珍邀请,应急管理部国家自然灾害防治研究院研究员陈小斌等多位国内地球电磁探测领域的专家学者到场交流探讨。研讨会现场。南海海洋所 供图  会上,专家们详细介绍了地球电磁深部探测的基本原理与应用、传感器原理、海陆空电磁测量装备研发以及地球磁场建模等方面的前沿发展和丰富知识。同时,与会中青年学者就海洋地球电磁的基础理论和应用开展了讨论。  与会专家一致认为,来自不同研究方向的广泛合作能够进一步解决我国乃至世界上地球电磁探测领域目前所面临的难题,加快该领域的发展。   会后,孙珍与各位与会专家还就未来长期合作的相关事宜进行了讨论。
  • 我国科学家在透明电磁器件研究方面取得新进展
    近日,西安电子科技大学电子工程学院天线与微波技术重点实验室吴边教授团队在准一维表面等离激元光学与射频双透明电磁器件方面取得突破进展,研究成果以Opticallyand radiofrequency-transparent metadevices based on quasi-one-dimensional surface plasmon polarition structures为题发表在《自然 电子》。在当今各种电子器件共存的复杂电磁环境中,对集成通讯、光隐身、电磁隐身的需求越来越强烈。许多场景(如5G/6G通信、智能家居、物联网、车联网、太阳能量收集等)迫切需要一系列能够提供高光学透过率、高射频透过率、高信号强度的电磁器件。长期以来,光学透明器件的性能依赖于氧化铟锡(ITO)等透明导体材料,其自身载流子浓度与透光率相互制约,具有透光性差、无法实现射频透明、加工成本高等缺陷。 基于准一维表面等离激光的电磁传输与辐射器件。(图片均由西安电子科技大学提供)研究团队搭建了准一维表面等离激元无线图像传输系统,并与传统ITO无线图像传输系统进行了数据传输对比实验。由于准一维SPPs优异的光学透明、射频透明、高辐射效率等优势,在无线图像传输中获得了更好的图像传输质量。准一维表面等离激元结构有望构建一系列传输型和辐射型透明电磁器件,其极佳的透光特性使其在自然环境下几乎不可见。该技术突破了透明电磁器件的光学与射频透过率限制,为高透光与射频隐身无线传输系统提供了新思路,有望应用于5G/6G移动通讯、智能家居、物联网与车联网等高集成隐蔽化通信领域。
  • 中石油:电磁法压裂监测技术首次实现工业化生产
    截至目前,中石油东方物探公司在电磁法压裂监测技术上取得重大突破,5G云智能电磁法压裂监测技术首次实现工业化生产,承担的6个地面激发电磁法压裂监测项目成果获油田公司好评,为油田公司油气开发方案决策提供了可靠依据。电磁法压裂监测技术是一项系统工程,包括硬件和软件的研发。东方物探公司充分发挥一体化优势,采取开放联合、协同创新的方式与华为、南方科技大学、昆仑数智等多家单位联合攻关,压裂监测技术硬件采集系统完成了“三步走”发展历程,创新研发了“iEdot”5G云端智能激发电磁法压裂监测采集系统。针对压裂监测技术市场的需求,东方物探公司综合物化探经理部从2020年开始依托攻关项目,全面开启电磁法压裂监测技术软硬件及处理技术的研发工作。通过强化顶层设计,依托项目运作,实现压裂监测技术工业化生产目标。目前,该技术成为非常规油田开发业务的关键性技术,并逐渐推广应用到干热岩及地质灾害预警等领域。据悉,近3年来,综合物化探经理部依托电磁法压裂监测技术,持续支持和参与生产项目11个,初步形成东方物探公司电磁法压裂监测独立自主知识产权体系,目前已具备300道电磁压裂监测商业服务能力。
  • 微颗粒的电磁在线监测技术与仪器装备
    table width="614" cellspacing="0" cellpadding="0" border="1"tbodytr style=" height:25px" class="firstRow"td style="border: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " width="132" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"成果名称/span/p/tdtd colspan="3" style="border-color: windowtext windowtext windowtext currentcolor border-style: solid solid solid none border-width: 1px 1px 1px medium border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " valign="bottom" width="482" height="25"p style="text-align:center line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family:宋体"微颗粒的电磁在线监测技术与仪器装备/span/strong/p/td/trtr style=" height:25px"td style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="132" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"单位名称/span/p/tdtd colspan="3" style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="482" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"中国科学院大学/span/p/td/trtr style=" height:25px"td style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="132" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"联系人/span/p/tdtd style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="168" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"王晓东/span/p/tdtd style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="161" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"联系邮箱/span/p/tdtd style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="153" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"Xiaodong.wang@ucas.ac.cn/span/p/td/trtr style=" height:25px"td style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="132" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"成果成熟度/span/p/tdtd colspan="3" style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="482" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"□正在研发 √已有样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产/span/p/td/trtr style=" height:25px"td style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="132" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"合作方式/span/p/tdtd colspan="3" style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="482" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"√技术转让 √技术入股 √合作开发 √其他/span/p/td/trtr style=" height:113px"td colspan="4" style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="614" height="113"p style="line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family: 宋体"成果简介:/span/strong/pp style="text-indent:28px line-height:24px"span style=" font-family:宋体"微颗粒(金属非金属氧化物颗粒、夹杂物、裂纹、气泡、缺陷、溶质、催化剂、大气污染物等等)在固相、液相和气相中的动态监测问题相当广泛地存在于不同的科学技术和工业领域里。中国科学院大学王晓东教授课题组提出基于电磁场理论的新原理,并根据监测体系和应用场合的不同,开发了一系列的系统解决方案(如下图)。/span/pp style="text-indent:28px line-height:24px"span style=" font-family:宋体"/span/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/3809cd5b-c3be-4592-9b68-234e6eadb6b2.jpg" title="4.png"//pp style="text-indent:28px line-height:24px"span style=" font-family:宋体"/spanbr//pp style="text-indent:28px line-height:24px"span style=" font-family:宋体"本项目新方法,主要有以下四方面的优势:1)原理上,测量量我们以矢量(如测力、第2磁场等代替标量(如阻抗),在测量精度上我们的新方法较传统涡流方法提高了1到2个数量级 2)并且由于测量量为矢量的原因,基本上消除了传统方法难以克服的“提离”效应,使检测精度大幅提高 3)检测速度大幅提高;4)可实现在线监测(传统方法为“线上”检测方式);5)检测信号易于解析。/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"相较已有技术,本项目具备实时、在线、连续、原位、定量、高速等六大特点;/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"测量精度高:探测对象为微米、亚微米级颗粒物;/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"适用范围广:从低温的弱导电溶液到高温的金属液(电导率:100-106S/m;温度:常温—1600/spanspan style=" font-family:宋体"℃/spanspan style=" font-family:宋体");/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"在化学化工、医药、环境领域,本技术大幅提高生产效率和质量、降低生产成本;/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"突破了高温金属液洁净度的在线测量技术(世界性难题,目前尚无竞争技术);/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"在无损检测领域,突破了传统标量测量量的极限,测量精度提高了1—2个数量级;/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"仪器特点:精度高、信号易于解析、微小型化(便携)、适应恶劣工业环境、可远程通讯监控。/span/p/td/trtr style=" height:75px"td colspan="4" style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="614" height="75"p style="line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family: 宋体"应用前景:/span/strong/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"1/spanspan style=" line-height:150% font-family:宋体"、应用于无损检测领域——基于矢量测量的新涡流监测法/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"作为朝阳行业的无损检测在我国有着广阔的发展空间。按原理分可分为五大类,而无损检测设备器材可分为26类。应用无损检测技术的企业超过3万家,而且还在不断增长,检测与服务机构超过2000家,涉及到的无损检测器材制造商800多家。从业人员超过35万(铁路系统5万人以上,石油化工、油田、天然气、锅炉压力容器四个行业12万人以上,航空系统2万以上, 此外,航天、汽车、机械行业、电力、核电、军队、电子工业、食品医药卫生、轻工及其他行业领域未计算在内)。市场总容量超过100亿。国外某知名度和权威性很高的检测公司估计中国的第三方市场是一个超过500亿美元的巨大市场。 /span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"涡流检测方法是五大类(超声波、涡流、磁粉、渗透和射线)无损检测方法应用最广泛方法之二(另一个为超声),涡流检测设备涵盖数字化涡流探伤仪、脉冲涡流检测系统、阵列涡流检测系统、大型自动化涡流探伤系统、导电率仪、金属探测器等。相关涡流检测制造厂家超过47家(2013年数据)。/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"2/spanspan style=" line-height:150% font-family:宋体"、应用于弱导电液中的(如电解质溶液、离子液体等)微颗粒监测/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"仪器应用对象:不仅适合于化学化工领域中的催化剂演化过程监测控、结晶工艺中控、化学提纯等领域,而且还可用于其他领域的工艺监控:磨料、墨粉、水质、稀土、化纤、陶瓷、滤材、材料、环境检测、化妆品、晶体、电子材料、食品工业、燃料、微球体、涂料和色素、造纸工业、石化、颜料、水污染检测等。/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"3/spanspan style=" line-height:150% font-family:宋体"、应用于高温金属液洁净度的原位、在线、定量测量技术(冶金夹杂物监测)/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"冶金过程中的夹杂物在线监控(采用光学等实验室化验方法属于非在线手段,对生产实际意义不大)是世界性难题(类似于空气污染物的监测,难度高于此!)。其价值在于能有效监控由于原材料或工艺工程中带入的非金属夹杂物,是生产洁净钢和超高洁净钢必须的关键技术。目前,基于库尔特原理的LiMCA技术只能应用于低温(熔点温度低于700度)。如能在钢铁工业、铜工业上实现夹杂物的在线监控,将是冶金领域里世界范围内技术革新。而我们的技术完全可以涵盖从低熔点到高熔点的全部范围。/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"4/spanspan style=" line-height:150% font-family:宋体"、应用于大气颗粒物的监测/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"大气环境监测是所有的大气环境工作的物质基础,无论是进行大气环境质量监测、大气污染治理,还是进行大气环境科学与工程的研究,都必须是在科学、准确测定大气环境参数的基础上进行。目前,大气中悬浮颗粒物的存在,已对环境产生了严重影响,检测与监测大气颗粒物成为研究热点。/span/p/td/trtr style=" height:72px"td colspan="4" style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="614" height="72"p style="line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family: 宋体"知识产权及项目获奖情况:/span/strong/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"申请美、德、中专利20项、其中7项已获授权/span/p/td/tr/tbody/tablepbr//p
  • HI-3604工频电磁场强度测试仪促销
    联系电话: 15321363169 010-59483169单台仪器即可实现电场磁场同时测试 仪器说明:HI-3604是专门为检测50/60Hz电力线,有电设备和设施,视频显示终端等周围的电磁场强度而设计,为工程师,工业卫生学者以及人身安全健康专家等人员提供电力环境的准确测试工具。液晶显示器显示的单位可选择毫高斯,高斯,伏/米,千伏/米,并有图形显示功能,可方便直观的定位电磁场源位置及强辐射点。单探头实现全量程,仪器面板为覆膜式按键设计,非常适合现场使用,内部存储器可存储最多127个读数。技术参数:技术参数:  &bull &bull 频率范围: 30 &ndash 2000 Hz &bull &bull 频响范围: ± 0.5 dB (50-1000Hz) ± 2.0 dB (30-2000Hz) &bull &bull 电场测量范围:1 V/m &ndash 200 kV/m &bull &bull 磁场测量范围:0.2 mG &ndash 20 G &bull &bull 检测:单轴 &bull &bull 响应:真有效值 &bull &bull 存储:内置,最多112 读数 &bull &bull 环境:温度-10° C &ndash 40° C, &bull &bull 湿度5% - 95%无冷凝 基本配置: &bull &bull 电磁场两用探头(单轴) &bull &bull 显示部分 &bull &bull 绝缘手柄 &bull &bull 使用手册 &bull &bull 便携箱 &bull &bull HI-3616 型远程读取控制器 (可选) &bull &bull HI-4413 RS232 光纤转换器 (可选) &bull &bull 绝缘体三角架 (可选)配置:标配:电磁场两用探头(单轴),显示部分,绝缘手柄,使用手册,便携箱选件:HI3616远方显示器,HI4413 RS232光纤MODEM,三脚架 联系电话: 15321363169 010-59483169
  • MF pro便携式电磁流量计应用于排污口
    MF pro便携式电磁流量计应用于排污口哈希公司 Today背景介绍面对日益严重的水污染,保护和治理迫在眉睫。在过去的十年中,国家颁布了许多与水资源保护相关的政策。同时,国家相关部门也加强了污染企业排污口的监测和监控,处罚也日趋严厉。入河排污口监测中有两项重要污染指标:污水入河量和污染物总量。污水流量乘以排放时间等于污水入河量,污水流量乘以污染物浓度等于污染物入河总量。污水流量是确定污水入河量和污染物入河总量的基础,污水流量实测的准确性直接影响污水入河量和污染物入河总量计算的准确性。此外,入河排污口监测资料也是水资源保护规划编制、水功能区管理的重要依据。因此,准确测量入河排污口量,做好入河排污口监测基础工作,是非常关键的。应用方案目前河道、管道中污水测流已经变的越来越重要,测流手段也越来越先进,由早期的旋桨机械式、发展到声学多普勒式,再到电磁式流量计。OTT MF pro便携式电磁流量计,采用电磁感应原理进行流速流量测量。传感器在水中发出电磁波,在环绕探头的周围水域形成一个磁场,通过磁场的水流流速与探头电压变化成一定比例关系,电压变化反映流速快慢,进而通过探头内部的微处理器得到流速值。OTT MF pro电磁流量计具备同时监测水位、流速和剖面流量的能力,搭配手操终端,具备如下特点:压力单元可直接测量水深及底床形状、浅水中也可使用低流阻的高效探头小巧轻便的手持终端,并带有键盘接口和图形显示界面可显示实时数据及流速分布曲线不受水质好坏或者水草丛生等恶劣环境的影响内置多种国际标准的流速测量方法及流量计算方法支持多种测量模式:实时测量和剖面测量;支持多种剖面类型:河流和管道;支持多种管道类型:圆形、矩形、梯形、2/3 蛋形、2/3 倒蛋形;支持多种河流流量计算方法:平均截面法和中间截面法;支持多种管道剖面计算方法:0.9 x Vmax、0.2/0.4/0.8、流速和水位积分器、2D;支持多种河流剖面计算方法:1、2、3、4、5 和 6 点(流速法 - 符合 USGS 和 ISO 标准),2 点 KREPS 法,1 点表面流速法,1 点和 2 点冰下测量法USB 数据导出接口,简单便捷手持终端彩色屏幕,易于查看,可充电电池组,连续使用超过 18 小时引导式自动向导软件可以很方便进行野外使用污水流量测量的先决条件是流速的测量,流速乘以过水断面截面积等于流量。OTT MF pro流量计即可以测量流速,也可以根据断面形态直接输出流量,操作非常方便。其中,河流流量测量支持:平均截面法(图一)和中间截面法。图一 平均截面法MF pro流量计手持操作终端内嵌多种测量模式,里面的剖面流量测量也是非常适用。根据终端提示,选择测量的类型和统计方法,逐步测量各点的流速,最终终端自行计算最终流量。设备操作十分简便,只需要将探头伸到水里,输入测量类型和测量面的形态,计算结果直接输出。图二 圆形管道——0.2/0.4/0.8测量法MF pro流量计使用简便,适用于各种类型的渠道/河流、管道(满管和半管均可)得到了很多专家和同行的认可。测杆可以拼接,长度随意调整,携带方便。电磁流量计的优势常见的接触式便携流速仪测量原理主要有:旋桨式、声学多普勒式和电磁式。电磁流量计是采用根据法拉第电磁感应定律进行流速流量测量。传感器在水中发出电磁波,在环绕探头的周围水域形成一个磁场,通过磁场的水流流速与探头电压变化成一定比例关系,电压变化反映流速快慢,进而通过探头内部的微处理器得到流速值。优点:不受被测介质温度、粘度、密度的影响;响应时间快;无机械转动部件,不存在泥沙堵塞或水草、杂物缠绕等问题;不受温度的影响;无需满管,半管也可测量。如需了解更多关于OTT产品的应用,码上关注END哈希——水质分析解决方案提供商,我们致力于为用户提供高精度的水质检测仪器和专家级的服务,以世界水质守护者作为使命,服务于全球各地用户。如您想要进一步了解产品或需要免费解决方案,请通过【阅读原文】与我们联系,通过哈希官微留下您的需求就有机会赢取便携乐扣弹跳杯哦!
  • MF pro便携式电磁流量计在排污口的应用
    MF pro便携式电磁流量计在排污口的应用背 景 面对日益严重的水污染,保护和治理迫在眉睫。在过去的十年中,国家颁布了许多与水资源保护相关的政策。同时,国家相关部门也加强了污染企业排污口的监测和监控,处罚也日趋严厉。入河排污口监测中有两项重要污染指标:污水入河量和污染物总量。污水流量乘以排放时间等于污水入河量,污水流量乘以污染物浓度等于污染物入河总量。污水流量是确定污水入河量和污染物入河总量的基础,污水流量实测的准确性直接影响污水入河量和污染物入河总量计算的准确性。此外,入河排污口监测资料也是水资源保护规划编制、水功能区管理的重要依据。因此,准确测量入河排污口量,做好入河排污口监测基础工作,是非常关键的。 应用方案 目前河道、管道中污水测流已经变的越来越重要,测流手段也越来越先进,由早期的旋桨机械式、发展到声学多普勒式,再到电磁式流量计。OTT MF pro便携式电磁流量计,采用电磁感应原理进行流速流量测量。传感器在水中发出电磁波,在环绕探头的周围水域形成一个磁场,通过磁场的水流流速与探头电压变化成一定比例关系,电压变化反映流速快慢,进而通过探头内部的微处理器得到流速值。 OTT MF pro电磁流量计具备同时监测水位、流速和剖面流量的能力,搭配手操终端,具备如下特点:压力单元可直接测量水深及底床形状、浅水中也可使用低流阻的高效探头小巧轻便的手持终端,并带有键盘接口和图形显示界面可显示实时数据及流速分布曲线不受水质好坏或者水草丛生等恶劣环境的影响内置多种国际标准的流速测量方法及流量计算方法o 支持多种测量模式:实时测量和剖面测量;o 支持多种剖面类型:河流和管道;o 支持多种管道类型:圆形、矩形、梯形、2/3 蛋形、2/3 倒蛋形;o 支持多种河流流量计算方法:平均截面法和中间截面法;o 支持多种管道剖面计算方法:0.9 x Vmax、0.2/0.4/0.8、流速和水位积分器、2D;o 支持多种河流剖面计算方法:1、2、3、4、5 和 6 点(流速法 - 符合 USGS 和 ISO 标准),2 点 KREPS 法,1 点表面流速法,1 点和 2 点冰下测量法USB 数据导出接口,简单便捷手持终端彩色屏幕,易于查看,可充电电池组,连续使用超过 18 小时引导式自动向导软件可以很方便进行野外使用 污水流量测量的先决条件是流速的测量,流速乘以过水断面截面积等于流量。OTT MF pro流量计即可以测量流速,也可以根据断面形态直接输出流量,操作非常方便。平均截面法 MF pro流量计手持操作终端内嵌多种测量模式,里面的剖面流量测量也是非常适用。根据终端提示,选择测量的类型和统计方法,逐步测量各点的流速,最终终端自行计算最终流量。设备操作十分简便,只需要将探头伸到水里,输入测量类型和测量面的形态,计算结果直接输出。 圆形管道——0.2/0.4/0.8测量法 MF pro流量计使用简便,适用于各种类型的渠道/河流、管道(满管和半管均可)得到了很多专家和同行的认可。测杆可以拼接,长度随意调整,携带方便。 电磁流量计的优势 常见的接触式便携流速仪测量原理主要有:旋桨式、声学多普勒式和电磁式。电磁流量计是采用根据法拉第电磁感应定律进行流速流量测量。传感器在水中发出电磁波,在环绕探头的周围水域形成一个磁场,通过磁场的水流流速与探头电压变化成一定比例关系,电压变化反映流速快慢,进而通过探头内部的微处理器得到流速值。优点不受被测介质温度、粘度、密度的影响响应时间快无机械转动部件,不存在泥沙堵塞或水草、杂物缠绕等问题不受温度的影响无需满管,半管也可测量
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    明尼克——电磁阀及数字阀接头的对比电子期刊第9期
  • “2022中国光学十大进展”发布 近五年首次无光学显微成像技术成果上榜
    4月20日晚,中国激光杂志社重磅发布“2022中国光学十大进展”。经过评审委员会多轮遴选,“微腔光梳驱动的新型硅基光电子片上集成系统”等10项前沿进展入选“2022中国光学十大进展”(基础研究类);“集成化成像芯片实现像差矫正三维摄影”等10项进展入选“2022中国光学十大进展”(应用研究类)。笔者注意到,今年的十大进展中,没有光学显微成像技术入选。回顾在过去几年,2021年《线照明调制显微术实现高清成像》、2020年《亚纳米分辨的单分子光致荧光成像》、2019年《基于多角度干涉的三维多色活细胞超分辨光学显微镜》、2018年《超快,长时程超分辨率海森结构光照明显微镜》连续4年均有光学显微成像技术的上榜。此外,2021年《溶液中单分子电化学反应的直接成像》作为一项研究工具为化学反应位点可视化、单分子测量、化学和生物成像等领域提供了新的可能,也为显微成像技术提供新的思路。基础研究类(10项)1.微腔光梳驱动的新型硅基光电子片上集成系统北京大学王兴军团队联合加州大学圣塔巴巴拉分校John E. Bowers团队,攻关解决微腔光梳简易鲁棒激发与长时间稳定、面向光梳光源的硅基系统设计、硅基片上可重构多维光谱整形技术等难题,在国际上首次实现了由克尔微腔光梳驱动的新型硅基光电子片上系统,有望直接应用于数据中心、5/6G信号处理、自动驾驶、光计算等领域,为下一代片上光电子信息系统提供了全新的研究范式和发展方向。2.光学涡环的诞生上海理工大学詹其文带领的纳米光子学团队基于麦克斯韦方程组和光学保角变换,首次在理论上完整推导并在实验上实现了优美的光学涡环结构。该研究工作为三维复杂时空光场的生成和表征提供了崭新的思路,对环状对称电动力学、环状对称等离子物理、光学对称和拓扑、量子物理、天体物理等理论研究,以及光学传感、光操纵、光信息与能量传递等应用研究都将具有重要且深远的意义。3.用光 3D 打印纳米晶体清华大学精密仪器系孙洪波、林琳涵课题组首次提出了利用光生高能载流子调控纳米材料的表面化学活性并实现化学键合,由此实现了半导体量子点等功能纳米粒子的三维激光装配。这一技术具备真三维、高纯度、高分辨率、异质异构集成的技术优势,开辟了功能纳米器件制备工艺的新途径,在片上光电器件集成、高性能近眼显示等领域具有广泛的应用前景。4.新技术首次实现激光3D打印纳米铁电畴南京大学张勇领衔的研究团队发展了一种非互易激光极化铁电畴技术:将飞秒脉冲激光聚焦于铌酸锂晶体中,在晶体内部形成了一个有效电场,实现了三维纳米铁电畴的可控制备。加工精度达到了30纳米,远远突破衍射极限,且可以实现铁电畴结构的修正与重构。这一技术解决了传统极化工艺仅限于在二维平面内以微米精度加工铁电畴结构的难题,为三维集成光电器件的发展提供了新的技术支撑。5.高纯度超集成手性光源领域取得重要研究进展哈尔滨工业大学(深圳)宋清海团队基于连续域中束缚态自身的物理特性,实现了高纯度、高Q值与高方向性的手性荧光到激光的出射。在无需自旋注入的情况下,即可实现控制自发辐射和激光的光谱、远场以及自旋角动量。这种方法对改善当前手性光源的设计,并促进其在光子系统与量子系统中的应用具有重要意义。6.羲和激光首轮实验获得60 MeV质子束中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室激光质子加速课题组依托于上海超强超短激光实验装置(羲和激光,SULF) ,在首轮磨合实验中利用SULF-10 PW激光轰击微米金属靶,在靶后法线鞘层加速机制下获得了截止能量达62.5 MeV的质子束,该结果达到国内领先水平,进入国际前列。未来将通过进一步优化,获得百MeV级的高能质子束,切实推动激光质子源在聚变能源、肿瘤治疗等重要领域的应用。7.高效、高重频极紫外超快相干光源上海交通大学刘峰、陈民和李博原课题组通过引入圆偏振预脉冲,成功实现对微米尺度预等离子体的主动调控,构建出合适的纵向密度分布,解决了高次谐波产生受限于激光对比度的难题,实验验证了产生高重频、高亮度极紫外超快辐射源的新方案。8.稀土离子f-f跃迁发光寿命被压缩至纳秒级陕西师范大学物理学与信息技术学院张正龙、郑海荣团队,依托自主搭建的高分辨原位光谱系统,在纳米光学领域取得了突破性进展。利用等离激元倾斜纳米光腔,将稀土离子f-f 跃迁发光寿命压缩至50 纳秒以下,同时获得1000余倍的量子产率增强。该成果被审稿人评价为稀土发光领域“里程碑”式的工作,对拓展稀土发光应用优势,推动量子通讯单光子源、纳米激光器的发展具有重要意义。9.激光干涉仪的量子超越上海交通大学物理与天文学院及李政道研究所张卫平团队与合作者,利用其发展的量子关联干涉技术与激光干涉仪巧妙结合,实现了一种超越传统激光干涉仪的新型量子精密测量技术。新方法融合经典-量子优势于一体,原理上可以拓展到LIGO引力波探测器等大型精密测量仪器中,实现对传统干涉技术的升级,向开拓真正有应用价值的量子技术迈出了重要的一步。10.突破荧光范围的激光辐射山东大学于浩海、张怀金团队和南京大学陈延峰团队协同攻关,在激光物理领域取得突破,首次实现基于多声子耦合的激光辐射,在远超荧光光谱的范围获得了宽波段、可调谐激光输出。研究成果拓宽了激光增益范围,阐明了激光晶体中的关键功能基元和序构关系,对于固体激光技术的发展具有重要意义。应用研究类(10项)1.集成化成像芯片实现像差矫正三维摄影清华大学成像与智能技术实验室方璐、戴琼海团队提出了非相干光下的数字自适应光学新架构,解耦信号采集与像差矫正,首次实现了高速大范围分块像差去除。研制了集成化的元成像芯片,能够实现像差矫正的大视场高分辨率高速三维成像,将传统自适应光学的有效视场直径从40角秒提升至了1000角秒,可广泛用于天文观测、工业检测、医疗诊断等领域。2.时空域精细操控半导体纳米晶能带结构浙江大学邱建荣团队与之江实验室谭德志团队合作,揭示了飞秒激光诱导空间选择性介观尺度分相和离子交换新规律,实现了对玻璃微区元素分布的精细调控,开拓了飞秒激光三维极端制造新技术,构筑了三维发光宽波段连续可调谐纳米晶结构,首次提出并展示这种三维微纳结构在超大容量超长寿命信息存储、高稳定Micro-LED列阵和动态立体彩色全息显示等的前沿应用。3.基于超构透镜集成的平面广角相机南京大学李涛团队研发出一种基于超构透镜阵列的平面广角相机,仅用一微米厚的纳米结构就实现了超过120°视角高质量的广角成像功能。这一全新原理的设计原理成功突破传统商用鱼眼镜头在体积和重量上的限制,展示了超构透镜设计在颠覆性成像技术中巨大的应用潜力。4.光电集成轻微型“复眼相机”,解决商用探测器不兼容问题吉林大学张永来领衔的合作团队通过飞秒激光微加工技术,制造具有对数轮廓小眼的三维仿生复眼,突破了三维复眼非平面成像和商用微型CCD/CMOS探测器失配难题,研制了质量仅为230 mg的光电集成微型复眼相机,借助多目视觉原理和神经网络重构算法,实现了对微观目标运动轨迹的三维重构。该成果在医疗内窥成像和微型机器人视觉等前沿领域具有重要意义。5.光纤量子密钥分发新纪录——无中继安全传输超830公里中国科学技术大学郭光灿、韩正甫团队通过解决极弱光双场制备和低噪声快速相位补偿难题,突破信噪比限制,创造830公里无中继光纤量子通信世界纪录。相比于国内外其他团队的工作,该成果不仅将无中继传输距离提升了200多公里,而且将成码率提升了50~1000倍,向实现千公里陆基量子通信迈出了重要一步。6.光频完美异常反射器同济大学物理科学与工程学院王占山和程鑫彬联合复旦大学物理学系周磊,提出了一维多层膜结合二维超表面的准三维亚波长新结构,通过传输波和布洛赫波的高效耦合增强非局域能流调控能力,首次实现了效率优于99%的光频异常反射。研究成果有望推动新型波束扫描系统等仪器装备的发展。7.超长寿命的钙钛矿LED浙江大学狄大卫、赵保丹团队利用双极性分子稳定剂抑制离子迁移,首次实现了满足实际应用标准的超长寿命钙钛矿LED。在等同于高亮度OLED的光功率下,这些近红外LED的寿命为32675小时(3.7 年);在更低的辐亮度下,其寿命预期长达 270 年。这些创纪录的器件在 5 mA/cm² 的恒定电流下持续工作 5 个月,辐亮度无明显衰减。8.世界首例铌酸锂薄膜偏振复用相干光调制器中山大学蔡鑫伦课题组实现了世界首例铌酸锂薄膜偏振复用相干光调制器,该器件具有CMOS兼容驱动的半波电压,110 GHz的调制带宽,这是目前世界上最高性能的超低电压和超大带宽的电光调制器芯片。利用这一芯片,研究团队演示了目前单载波相干传输的最高净速率——1.96 Tb/s。该项研究攻克了在下一代超高速、低功耗的相干光传输系统不可或缺的电光转换器件。铌酸锂薄膜材料及其光子集成技术研究为实现我国光通信产业链自主可控提供了有力保障。9.首次发现光学微腔中的界面回音壁模式北京大学物理学院肖云峰团队与中科院半导体所陈幼玲合作,首次发现了光学微腔中的界面回音壁模式。研究人员在微流集成的微泡腔中,将光学回音壁模式的电磁场峰值调控至传感表面,从物理上提高了传感器的光学响应强度,成功实现了具有单分子响应的微流传感器件,在高灵敏度微量检测领域具有广泛的应用前景。10.在光编码液晶超结构应用取得突破性研究进展华东理工大学化学与分子工程学院、物理学院、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心朱为宏、郑致刚、Feringa合作,围绕动态可控手性液晶光学微结构,从材料设计、制备和微结构的外场控制入手,解决传统液晶体系光效率低的问题,赋能液晶微结构的光控宽动态域,发展可逆、可擦、渐变、结构叠加与嵌入的多重防伪新技术,为解决我国在高端防伪技术领域面临的材料瓶颈提供了可供借鉴的技术方案。“中国光学十大进展”评选活动由中国激光杂志社发起,至今已成功举办17届,旨在促进中国优秀光学研究成果的广泛传播,推动中国光学事业的发展。凭借高学术水平的候选成果,以及严格公正的评审机制,这一奖项备受业界认可,具有高度的公信力和影响力。
  • 我国自主研发的光学分子成像研究平台科学仪器通过验收
    日前,山西医科大学承担的山西省科技基础条件平台建设项目“光学分子成像研究平台科学仪器的自主研发”顺利通过专家组验收。  该项目是在山西医科大学现有实验室和科研团队的基础上,建设光学分子影像工程技术研究平台,同时依托该平台研制出了多光谱分光融合外科手术引导系统(光学分子影像技术设备)。  该系统能够激发体内靶向标记的荧光报告基团产生荧光,同时摄取荧光信号,将光信号转换为电信号,以数字化解剖性图像、光学分子功能性图像和两者的融合图像显示在计算机上,并结合图像处理技术精确定量、定性、定时、定位和示踪活体体内细胞和生物大分子的生物学特征,可实时识别活体肿瘤组织、淋巴结、淋巴管和血管。  据悉,该系统拥有我国自主知识产权,有助于解决生命科学研究中的一些重大科学和技术问题,提升我国在本领域的原始创新能力,并产生一定的经济和社会效益。
  • 我国首次主导修订2项电磁实验室测量领域IEC国际标准发布
    国际电工委员会(IEC)正式发布2项IEC标准《IEC60477-1:2022实验室电阻第1部分:实验室直流电阻》和《IEC60477-2:2022实验室电阻第2部分:实验室交流电阻》,这两项标准由中国电科院主导修订,是我国首次主导修订的电磁实验室测量领域IEC国际标准。据了解,旧版标准上次修订时间还是1997年,其技术内容在适用范围、技术要求、安全要求等方面已无法覆盖当前领域内最新技术成果,影响了标准的适用性。2019年4月,电气和电磁量测量设备技术委员会(IECTC85)正式立项标准修订项目,成立标准维护工作组(MT25)负责具体修订工作,中国电科院专家担任标准工作组召集人,牵头开展标准修订工作。新版标准重点对术语定义、电阻器准确度等级、安全要求、交流电阻器频率范围等方面内容进行了修订。针对旧版标准中不同等级的电阻器采用不同参数作为基本定级参考的问题,区分了准确度、稳定性、AC/DC差要求;在高压高阻装置方面增加了技术、温度系数的要求;增加了交流电阻器结构和三元件等效方法。新增技术内容覆盖了当前领域内最新技术成果,提高了标准适用性,为交流电阻器的宽频带使用提供指导。新版标准的发布将为世界各地实验室电阻器制造商和使用者提供统一的规范与指导,有利于保障各个国家实验室用电阻器的准确一致与稳定可靠,促进计量互认,有力提升我国在电阻制造与电磁计量领域的国际影响力和话语权。
  • 原创仪器研发的三大障碍
    一个好的实验室和研究部门离不开好的设备和仪器,而一台成功仪器设备的研发背后却是实现这台设备的物理原理、数学和自动控制方法等最有力的体现和运用。国内目前自主开发的仪器设备太少了,有分量的就更少了。我们只是一味地在买设备,长此以往,后果不堪设想。每每在实验室里,看到这个国家的设备、那个国家的设备,唯独鲜见我们自己的设备,中国制造怎么就这么难!仅从科学研究和应用的角度来说,是什么阻碍了我们的科学仪器设备的发展和技术进步,笔者试图从三个方面来阐述这个问题,主要包括物理原理、数学和集成电路等。  从物理原理的掌握和运用上来说,这是限制我们深入发展和创新的第一个原因。  举个例子。1986年,诺贝尔物理学奖授予了扫描隧道显微镜STM(scanning tunneling microscopy)研究的几位工作者, 其中之一是瑞士鲁西利康(Ruschlikon)IBM的德国物理学家格尔德宾宁(Gerd Binnig)和瑞士物理学家罗雷尔(Heinrich Rohrer),表彰他们设计出了扫描隧道显微镜。  STM的基本原理就是利用量子力学中的隧道效应,在金属针尖和样品表面形成隧道电流,从而实现了原子的表面成像。但是限于当时的技术条件,样品只能是导电的,还不能在非金属表面上进行成像。然而,随后的发展却更让我们吃惊,一些科学家又相继开发出能够在绝缘衬底上成像的原子力显微镜AFM(atomic force microscopy),它是以硅或氮化硅为针尖与样品表面直接接触(contact mode),施加到样品上的力小到只有几个纳牛(nN),甚至更小。这样,一下子就将测试的样品类型扩展到了几乎所有的被研究的材料表面。随后,人们又开发了多种多样功能类型的表面成像设备。从此,在微米、纳米尺度甚至原子水平上表面特性的研究进入到一个崭新的领域。由此看来,物理原理的掌握和运用实在是一个重要因素。  对数学的理解和运用是第二个主要因素。现代工业绝大部分技术的实施都是以计算机控制为基础,因此,需要对诸如电压等物理模拟量进行数字化,然后计算机才能够进行有效的数据采集,再对数据进行分析,光滑处理,包括滤波分析、时域分析和频谱分析等,最后输出图像等一系列过程。其中,要用到很多数学运算,傅里叶变换(FFT)、拉氏变换(Lplpace)、卷积(convulution)、相关(correlation)和互谱(cross spectrum)等。从这些分析途径中可以对信号进行频率的提取、图像的光滑处理和未来事物发展的预测等。我们每每能够看到一些设备的软件不仅界面做得漂亮,而且其数学处理真是很专业、深入又实用。现在,我们看到国内某些研发部门也都做出了不少有自己特色的软件,但能否持续开发升级坚持下去,仍是一个问题。因此,只有当从数学原理上有了深刻的认识,并应用到设备上,这才能发挥数学真正的作用。  第三个便是集成电路的研发与应用。固体电子学最大的成功是半导体上集成电路的成功研制,集成电路上最大的成功应用是在计算机上的发展,而计算机的发展却是带动整个网络时代发展的主要工具,并极大促进整个工业界在自动控制技术等领域中的应用。因此,集成电路的发展真正代表了一个国家科学技术发展的源动力。集成电路在摩尔定律的驱动下,已经大踏步向前,据说IBM等大公司已经开始向9nm的技术迈进。如果我们不能突破这一瓶颈,将会被越落越远。  这三个方面的问题无疑是制约我们科技发展和进步的主要因素,其中既涉及到软环境又涉及到硬环境。我们可能既不缺乏懂得物理原理的人,也不乏擅长数学的人,也不乏努力工作的技术人才,但是,如果没有一个很好的整合,未来真的将被越落越远。只有开发出自己的设备,才能做出真正的属于自己的科研,才能真正实现中国制造。
  • 科学家开发出一种多功能近场显微镜平台,可在高磁场和液氦温度以下工作
    重大的科学突破往往是由新技术和仪器实现的。一种新型的近场光学显微镜,在极端温度和磁场下具有高分辨率成像,可以为量子计算技术和拓扑研究做到这一点。Kim等人提出了一种sub-2开尔文低温磁赫兹散射型扫描近场光学显微镜(cm-THz-sSNOM)。太赫兹sSNOM成像使用照射在小金属尖端上的300微米波长光在纳米尺度上绘制材料,允许以深亚波长,20纳米空间精度测量局部材料特性 - 比所用光的波长小15,000倍。经过几年的努力,研究人员能够展示出一种改进的sSNOM平台,该平台在极端操作条件下具有无与伦比的分辨率能力。“我们在空间,时间和能量方面提高了分辨率,”作者Jigang Wang说。“我们还同时改进了在极低温度和高磁场下的操作。显微镜是通过测量超导体和拓扑半金属来展示的。结果显示了在1特斯拉磁场中9.5开尔文的第一个高分辨率sSNOM图像。显微镜可以帮助开发具有更长相干时间的新量子比特 - 目前受到材料和界面缺陷的限制 - 并提高对拓扑材料基本性质的理解。“重要的是成像到十亿分之一米,千万亿分之一秒和每秒数万亿个光波,以便能够选择更好的材料并指导量子和拓扑电路的制造,”王说。尽管显微镜已经展示了破纪录的测量结果,但研究人员的目标是通过提高灵敏度并使SUV大小的显微镜更加用户友好来进一步改进仪器。相关文章:“A sub-2 kelvin cryogenic magneto-terahertz scattering-type scanning near-field optical microscope (cm-THz-sSNOM),” by R. H. J. Kim, J.-M. Park, S. J. Haeuser, L. Luo, and J. Wang, Review of Scientific Instruments (2023). The article can be accessed at https://doi.org/10.1063/5.0130680.文章展示了研究人员开发的一种多功能近场显微镜平台,可以在高磁场和液氦温度以下工作。研究人员使用该平台演示了极端太赫兹(THz)纳米显微镜的操作,并在低至1.8 K的温度、高达5 T的磁场和0–2 THz的操作下获得了第一个低温磁太赫兹时域纳米光谱/成像。低温磁太赫兹散射型扫描近场光学显微镜(或cm THz-sSNOM)仪器由三个主要设备组成:(i)带有定制插件的5T分对磁低温恒温器,(ii)能够接受超快THz激发的定制sSNOM仪器,以及(iii)MHz重复率,用于宽带太赫兹脉冲产生和灵敏检测的飞秒激光放大器。应用cm THz sSNOM来获得超导体和拓扑半金属的原理测量证明。这些新能力为研究需要极端低温操作环境和/或在纳米空间、飞秒时间和太赫兹能量尺度上施加磁场的量子材料提供了突破。
  • 韩国近日发布KC标志的无线产品须再加测电磁兼容测试
    根据韩国无线电研究所(RRA)于2011年1月所发出的第2011-2号公告,自2011年7月1日起申请KC标志的无线产品须再做电磁兼容的测试,凡于6月30日后送交RRA的申请案,皆须做电磁兼容的测试。  该要求适用范畴为所有无线产品,相关技术标准采用欧盟ETSI EN标准。
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