近红外阵列光谱仪

研究发现，高精度声谱仪能够早期检测疾病、化学武器和环境污染物。　　美国PAIR技术公司开发一种新型传感器“平面阵列红外线光谱仪”，它可以在较低浓度下在液体和气体中识别生物和化学因子，检测时间低于1秒。新的光谱谱仪没有移动部件，依靠焦平面阵列(FPA)探测器。　　“这是现有的技术的一个良好的替代技术，”该技术的创始人之一大通布鲁斯博士说，“该仪器没有移动部件，轻巧耐用，体积小，便于携带，可以随身携带它到牙医办公室。“　　目前的检测技术是基于傅立叶变换红外(FT - IR光谱)光谱法，需要数十分钟的化学分子指纹识别。一傅立叶变换红外光谱法(FTIR)是一种重要的分析测试手段。近年来,仪器联用等新技术的不断发展,使FTIR的应用范围日益广泛,成为鉴别未知污染物和环境监测的重要工具。

近日，中国科学院合肥物质院安徽光机所张为俊研究员团队在虚像相位阵列光谱仪装置研制及其吸收光谱应用方面取得新进展，相关研究成果以《基于虚像相位阵列的可见光波段皮米分辨宽带CCD光谱仪》和《基于虚像相位阵列光谱仪的宽带高分辨CO2吸收光谱测量技术研究》为题分别发表在学术期刊Analyst(SCI二区, IF=4.20)上和光学学报(ESCI)上。 　　宽带、高分辨光谱可同时精准识别多种物质成分，获取相关的理化特性，在精密测量等众多科学研究与应用领域具有重要的应用价值。然而传统光谱仪难以兼顾高光谱分辨率与宽光谱检测范围，近年来发展的新型色散元件虚像相位阵列为解决该问题提供了新的紧凑型方案。 　　团队赵卫雄研究员和周昊博士设计并建立了可见光和近红外波段两台虚像相位阵列光谱仪(分别工作于可见光660 nm和近红外1.4 μm波段)。使用近红外光谱仪于1.42 ~ 1.45 μm波段测量了CO2气体的吸收光谱，并利用HITRAN数据库实现了一维光谱信息的高精度提取，测量结果与数据库模拟光谱吻合，证明了研制的虚像相位阵列光谱仪的测量准确性及相关光谱反演算法的可靠性。该装置在大气痕量探测、精密测量及基础物理化学研究等领域有着重要的应用前景。 　　本研究工作得到国家自然科学基金(42022051， U21A2028)、中国科学院青年创新促进会(Y202089)、中国科学院合肥物质科学研究院院长基金(YZJJ202101)项目的资助。VIPA 光谱仪示意图。（a）结构示意图；（b）二维光谱图像示意图宽带 CO2吸收光谱测量装置示意图

由于背照式CCD阵列(Back thinned CCD Array)具有量子效率高，动态范围大，暗噪声低，紫外区与近红外区响应好等优点，因此非常适合于200-1100nm范围的检测需要。但由于其造价昂贵，长期以来只能作为大多数阵列式光谱仪生产厂家的高端产品存在，无法得到大范围的应用。目前，美国必达泰克公司(B&W TEK INC.)通过不懈努力，利用目前最新的背照式CCD阵列，已成功开发出全球第一台新一代背照式CCD阵列光谱仪(BRC641E),将背照式CCD阵列光谱仪带入了大众价位。该光谱仪采用了最新的2048× 1 等效元的背照式CCD阵列，动态范围可达5200:1。该光谱仪还采用了全息平场凹面光栅结构，大大地降低了杂散光，并大大增强了紫外区和近红外区的信号。同时由于采用的CCD阵列在横向上具有2048元像素，远大于以往的背照式CCD阵列的像素数量，也为高分辨率的需求提供了保证。该光谱仪采用光纤接口，配置灵活，能够根据不同的需要搭建成不同的光谱检测平台，而其高灵敏度也使其成为了紫外吸收、荧光与拉曼检测的理想选择。与传统的背照式CCD阵列相比，其价格远低于传统背照式CCD阵列光谱仪，虽然其缺少了传统背照式CCD阵列的致冷控温功能，但由于其具有暗噪声自动补偿功能，完全可以满足大部分科研工作和工业应用的需要。 美国必达泰克公司(B&W TEK INC.)一直致力于开发高性价比的阵列式光谱仪与激光器，目前已拥有近百款采用不同的阵列式检测器的光谱仪产品，波长范围覆盖190-2500nm。目前该公司正在自主研究开发其他型号以满足不同的应用需要，有望在近期内完成。届时相信将会给广大阵列式光谱仪的用户们一个更大的惊喜。

DA 7250提高了实验室和加工现场的分析准确度和效率。DA 7250的仪器可以更加准确地分析更多类型的产品，更多的参数以及在几乎所有的环境下都可以使用，它将无任何移动配件、内置温度校准的光学系统和稳定的固态硬盘集成到一个满足IP65（防尘/防水）安全级别的密闭室里，可以保证在任何需要的地方都能最大化地实现它的价值。DA 7250避免了很多其它近红外仪器可能发生的常见故障。采用大面积扫描，最大化地平均样品的检测，同时采用高能输出的二极管阵列技术，确保不均匀样品的准确分析。仪器可以自动校准波长和吸光度。采用非接触分析，很多类型的样品都可以得到准确的分析-基本不需要样品的制备或清理-排除掉交叉污染样品池的误差。仪器操作流程简单，确保操作者可以正确反复的操作，监控加工生产过程。仪器自带大量可转移的覆盖许多产品和参数的曲线和数据库，方便快速的分析。现有的应用包括：谷物、饲料、面粉、油脂、乳品、肉类、零食、宠物食品、淀粉和乙醇等加工领域。更多丰富的产品类型-整粒谷物、粉状样品、膏状样品、浆状样品、液体样品-还有样品量的多少-从几克到350克都可以检测。DA 7250结合最新更新的软件的特点和功能可以实现联网工作或远程监控，与第三方LIMS系统或加工过程软件衔接容易。通过WEB报告功能，分析结果可以随时在屏幕或者任何与网络连接的设备上啥看。DA 7250可以准确地满足提高质量和过程控制的需求，几乎可以分析任何产品，可以放置在任何地方，随时可以分析，在保证了简单的常规分析要求的同时也可以满足高级分析的需求。

必达泰克正式发布Sol™ 2.6系列光纤耦合InGaAs阵列光谱仪　　美国特拉华州当地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”，必达泰克公司COO Dr.Jack Zhou如是说。　　详情请关注：www.bwtek.com/product/spectrometer/sol26.html.Sol™ 2.6Sol™ 2.6阵列近红外光谱仪

红外显微成像技术是一种快速、无损、无污染的原位检测技术。该技术已经逐渐成为关注热点，并被广泛应用到材料学，生物学和生物医学研究，电子器件和半导体的缺陷和故障分析，以及制药，法医学和食品行业等领域。 满足从常规测定到前沿研究的全面应用需求，安捷伦Cary 620 焦平面阵列红外成像光谱仪采用高倍光学系统设计，能够实现与同步加速器相媲美的空间分辨率和数据质量。Cary 620具有全球最领先技术的焦平面阵列检测器，能够在数分钟内获得传统红外显微镜几个小时才能完成的谱图采集工作。空间分辨率可以达到1.1um，使得Cary 620可以轻松完成对传统红外显微镜不能测量的微小样品。 应用领域材料研究聚合物、涂层和薄膜的缺陷发现生产问题的根本原因改善产品开发过程 生物学和生物医学研究 通过对组织、细胞、牙齿和骨骼进行测定，推进癌症与疾病研究研究细胞过程和化学变化，实现疾病的早期识别测量水中的活细胞 电子器件和半导体分析LCD屏幕上的污染物鉴定半导体晶片和电子元件中的缺陷 以及制药、法医学和食品行业的应用。 请参考以下链接了解更多安捷伦 Cary 610/620 FTIR 显微镜http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100320/C231884.htm您也可立即观看于7月14日举办的网络讲座的精彩视频回放，了解更多Cary 620焦平面阵列红外成像光谱仪的应用信息。http://www.instrument.com.cn/webinar/video/play/102708

胶体量子点(QD)/石墨烯纳米杂化异质结构为量子传感器提供了一种有前途的方案，因为它们利用了量子点中的强量子限制，具有增强的光-物质相互作用、光谱可调性、抑制的声子散射和室温下石墨烯中非凡的电荷迁移率。在这里，我们报告了一个灵活的，九通道的 PbS 量子点/石墨烯纳米混合成像阵列在聚对苯二甲酸乙二酯上的开发，使用了一个简单的工艺，用于器件制造，信号采集和处理。PbS 量子点/石墨烯成像阵列具有高度均匀的光响应特性。在1.0 V 偏置下，400-1000nm 入射光[紫外-可见-近红外(UV-vis-NIR)]的最高响应度为9.56 × 103-3.24 × 103A/W，功率为900pW。此外，该阵列具有一致的光谱响应，弯曲到几毫米的曲率半径。在紫外-可见-近红外(UV-vis-NIR)范围内的宽波长成像表明，量子点/石墨烯纳米杂化体为柔性光探测器和成像器提供了一种可行的方法。图1.(a-c)九通道 PbS 量子点/石墨烯传感器阵列的器件制作方法。(b)石墨烯通道上的 PbS QD 涂层 以及(c) MPA 配体交换。(d，e)是分别在刚性硅和柔性 PET 衬底上制作的9通道 PbS 量子点/石墨烯传感器阵列的示意图。(f)用短链导电 MPA 配体封装 PbS 量子点以促进从量子点到石墨烯的电荷转移的替换长链绝缘 OLA 和 OA 配体的示意图。(g)九通道 PbS 量子点/石墨烯传感器阵列中像素的结构示意图和 PbS 量子点/石墨烯界面上的内置电场。(h)使用 Arduino 读出器在九通道 PbS 量子点/石墨烯光电探测器阵列上进行传输成像的光学设置。图2。(a)在量子点沉积之前，在九通道 PbS 量子点/石墨烯传感器阵列上的石墨烯或“ Gr”通道的光学图像。(b)石墨烯/Si 和 Si 之间边界处的 G 峰(左上)和2D 峰(右上)的拉曼图，以及石墨烯上随机选择的点的拉曼光谱。单层石墨烯的 I2D/IG 2。(c)在1200nm 附近显示吸收峰的 PbS 量子密度吸收光谱。插图显示了 PbS 量子点的 TEM 图像，表明了 PbS 量子点的大小和均匀性。(d) PbS 量子点直径大小的分布。(e) PbS 量子点的高分辨透射电镜图像。条纹间距约为0.3 nm，相当于 PbS 的(200)晶格面。图3。(a)在硅衬底上的九通道 PbS 量子点/石墨烯传感器阵列上的选定像素在制作后的少数选定次数上的动态光响应。入射光功率为230nW，波长为500nm。整个像素的偏置电压为1.0 V (b)三个光开/关周期，显示重现性以及上升和下降时间定义。(c)相同的九通道 PbS 量子点/石墨烯传感器阵列对400-1000nm 范围内几个选定波长的入射光功率的光响应性。(d)相同的九通道 PbS QD/石墨烯传感器阵列对入射光功率为900pW 和偏置电压为1.0 V 的波长的检测率显示相同的九通道 PbSQD/石墨烯传感器阵列对入射光功率为900pW 和波长为500nm 的偏置电压的归一化响应性。数据在6783A/W 的1V 响应下进行了归一化处理。图4。(a)硅基板上的九通道 PbS QD/石墨烯传感器阵列对2.5 μW 的入射光功率和1V 的偏置电压的波长和通道(像素)的响应度(b)在500nm 的波长下9个像素的归一化响应度。(c)在黑暗中使用带有“ X”的阴影掩模显示五个中心通道和四个角通道的透射成像示意图。(d)使用(b)中的归一化方法对9个像素进行归一化响应，显示“ X”阴影掩模成像的结果。图5。(a)显示阴影掩模位置的图像扫描系统，透过线性致动器水平和垂直扫描，以取得安装在“样本”位置的九通道 PbSQD/石墨烯传感器阵列上的传输图像。(b)透过光束扫描以在阵列上产生传输图像的阴影掩模的光学图像。(c-e)通过在(c)400，(d)500和(e)1000nm 的波长的衬底上的九通道 PbS QD/石墨烯传感器阵列获得的图像。图6。(a)在 PET 基板上安装在弯曲虎钳上的九通道 PbS QD/石墨烯传感器阵列。转动图中所示的螺丝，将虎钳的两边连接在一起产生弯曲。(b) PET 阵列对几个选定波长的入射光功率的归一化响应率和1V 的偏置电压(c)柔性 PET 阵列的响应率作为入射光波长的函数以及刚性 Si 阵列，两者都在400nm 处归一化以进行比较。在这种情况下，入射光功率约为120nW，偏置电压为1 V (d)对于具有500nm 照明的 PET 阵列，响应率与曲率半径之比。这种情况下的光功率为2.5 μW，偏置电压为1 V。插图展示了在弯曲条件下的阵列，并用500nm 光照明。图7.在 PET 上分别以(a)400，(b)500和(c)1000nm 的波长用9通道 PbS QD/石墨烯混合传感器阵列拍摄的图像。图8.在 PET 上用9通道 PbS QD/石墨烯混合传感器阵列拍摄的图像，阵列(a)平坦，(b)弯曲半径为5厘米。相关科研成果由堪萨斯大学Andrew Shultz、Bo Liu和Judy Z. Wu等人于2022年发表在ACS Applied Nano Materials上。

受神经形态计算并行处理能力的启发，多通道超构成像（meta-imaging）在成像系统的分辨率增强和边缘识别方面取得了相当大的进步，甚至扩展到中远红外光谱。目前典型的多通道红外成像系统由分离的光栅或合并的多个相机构成，这需要复杂的电路设计和巨大的功耗，阻碍了先进的类人眼成像器的实现。近期，由成都大学郭俊雄特聘研究员、清华大学Yu Liu、电子科技大学黄文教授和北京师范大学张金星教授领导的科研团队开发了一种由铁电超畴（superdomain）驱动的可打印石墨烯等离子体光电探测器阵列，用于具有增强边缘识别能力的多通道超构红外成像。通过直接重新调整铁电超畴而不是重建分离光栅，所制造的光电探测器在零偏压下表现出多光谱响应。与单通道探测器相比，研究人员所开发的多通道红外成像技术表现出更强和更快的形状分类（98.1%）和边缘检测（98.2%）。研究人员开发的概念验证光电探测器阵列简化了多通道红外成像系统，并为人脑型机器视觉中的高效边缘检测提供了潜在的解决方案。相关研究成果以“Type-printable photodetector arrays for multichannel meta-infrared imaging”为题发表在Nature Communications期刊上。基于“活字印刷式”多通道光电探测器阵列的红外成像使用铁电超畴打印的光电探测器的多通道超构红外成像技术方案如上图所示。与多个相机的合并不同，所提出的超构成像的像素点被设计为使用通过“活字印刷式”探测器实施的单个孔径实现并行多通道。通过将单层石墨烯和具有纳米级宽度条纹超畴的BiFeO₃ （BFO）薄膜集成，研究人员开发了一种简单的双端零偏压多通道阵列（MCA）探测器，用于超构红外成像。基于拉曼信号的载流子密度空间监测表明，通过重新调整铁电超畴可以实现石墨烯导电性的非均匀图案化。当工作在零偏压和室温下时，所开发的器件阵列在中红外区域表现出可调谐的透射光谱和选择性响应。“活字印刷式”等离子体光电探测器的制造和架构为了验证这种可打印架构的性能，研究人员通过重新调整铁电畴宽度（对应于活字印刷技术的排版过程）在同一BFO薄膜上制作了一个器件阵列。研究人员重点研究了石墨烯/ BFO超畴（不同宽度）混合结构的光谱响应。所开发的光电探测器实现了约30 mA W⁻ ¹ 的增强响应度和10⁹ Jones数量级的比探测率（D*）。“活字印刷式”光电探测器阵列的表征重要的是，研究人员展示了MCA光电探测器在红外成像应用中的集成，与单通道阵列（SCA）探测器相比，显示出对整体目标形状和边缘检测的更高识别精度，以及更快的训练和识别速度。“活字印刷式”探测器在手势红外成像和识别中的应用总而言之，通过将单层石墨烯和具有纳米级宽条纹超畴的BFO薄膜集成，研究人员开发了一种可打印的光电探测器阵列，证明了这种类型的器件阵列是为多通道超构红外成像应用而设计的，并实现了增强的边缘检测。所开发的可打印光电探测器在零偏压下工作，在室温下表现出约30 mA W⁻ ¹ 的高响应度。这可以归因于石墨烯等离子体与入射光的共振耦合。此外，器件阵列在中红外区域表现出选择性响应，这是通过在环境条件下直接重新调整BFO超畴宽度实现的。这项研究证明，通过在纳米尺度上改变铁电畴可精确控制石墨烯载流子密度。与依赖复杂纳米制造技术的传统器件相比，石墨烯片与不同衬底的兼容性提供了多种优势。此外，该研究还证明了MCA探测器可以增强红外成像中的形状和边缘检测。这些特性使得未来具有简单的电路设计和低功耗的集成光电子平台成为可能。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-49592-4

仪器信息网讯 2013年4月15日，北京凯元盛世公司联合美国JDSU公司在北京召开“JDSU微型近红外光谱仪研讨会”，会议邀请了从事近红外应用研究的专家近20余人参会，其中包括老专家中国农业大学严衍禄教授、中国农科院蒋士强研究员等。研讨会现场美国JDSU公司产品应用工程师Chris Pederson　　美国JDSU公司产品应用工程师Chris Pederson、亚太区市场经理邵勇健、亚洲区销售经理黄智昭及北京凯元盛世公司总经理田福成等也出席了此次研讨会。JDSU微型近红外光谱仪　　本次研讨会讨论的产品是JDSU在Pittcon 2012正式推出的微型近红外光谱仪，这款产品也是目前市场上商品化体积最小的近红外光谱仪，其最主要的特点是体积小、性价比高。　　据Chris Pederson介绍，“近年来，小型化已经成为仪器发展的一个趋势。在近红外光谱仪方面，小型化主要依赖于Czerny-Turner正交型光栅技术及MEMS(微机电系统)技术，但是利用如上技术，体积变小有限，或成本较高，或需要光源、光栅等移动部件。JDSU之所以可以将近红外光谱仪做到如此之小是采用了一项线性渐变滤光片(LVF，Linear Variable Filter)的技术制作分光原件。”　　具体而言，LVF是一种特殊的带通滤光片，其使用了JDSU的光学镀膜和制造技术，制作时特意向特定方向形成楔形镀层，滤光片的穿透波长在楔形方向发生了线性变化，从而起到分光作用。Chris Pederson说，“在45*42mm大小的体积中，微型近红外光谱仪包含了光源、滤光片、检测器等，完全不需要其他移动部件，其中光源采用双集成真空钨灯，检测器采用128线元非制冷铟镓砷(InGaAs)二极管阵列检测器，由USB供电(在5伏电压是电流小于500毫安)。”JDSU微型近红外光谱仪内部构造表：JDSU微型近红外光谱仪主要参数参数Parameter规格Specifications光源双集成真空钨灯；1.8万小时寿命照明几何泛光照明/0角度观察入射孔径0.5x2.0mm有效采样区域2x4mm (窗口面)分光元件线性渐变滤光片(LVF)探测器类型128线元非制冷铟镓砷(InGaAs)二极管阵列像素尺寸/节距30x250um/50um波长范围1700型：950-1650nm 2200型：1150- 2150 nm光谱带宽(光学分辨率)1.25%中心波长，或定制即在1000nm处，分辨率为12.5nm带内光谱隔离度4 OD (平均)模数转换16位动态范围(最大)1000:1测量时间(典型值)0.25秒采样积分时间最小100微秒；最大仅受限于暗信号主机接口USB2.0，最高速度(480Mb/s)尺寸(直径x高)45x42毫米重量60克运行环境-20~50℃，非凝结存储环境-40~70℃，非凝结电源USB供电(500毫安@5伏)　　目前，JDSU有1700及2200两个型号，1700波长范围从950纳米至1650纳米，2200波长范围从1150纳米至2150纳米，同时其可以测试粉末及固体样品、液体及浆状样品，以及薄膜与不透明样品。此外，Chris Pederson还表示，“JDSU的主营业务是光学镀膜，并且从1948年就开始此项业务。LVF也是JDSU非常成熟的技术，除了现有两个型号产品外，我们还可以为客户提供定制化的产品，更具灵活性。”　　对于用户很关注的软件及模型转换问题，Chris Pederson说“目前，JDSU已经开发了实验室版本的软件，以及可以兼容USB的软件等。从Pittcon 2012推出产品以来，JDSU一直在解决模型转换问题，包括同类仪器之间的模型转换及与其他品牌台式近红外仪器间的模型转换。”JDSU微型近红外光谱仪实际应用　　在应用方面，Chris Pederson介绍到，“JDSU的微型近红外光谱仪主要是针对现场、在线检测需求市场，而农业及食品是我们最先开展应用的领域，未来我们还将拓展其在制药、材料、刑侦、执法等领域的应用。” Chris Pederson还特别强调，“JDSU微型近红外光谱仪并不是为了取代台式的近红外仪器而研发，而是为了解决那些不需要那么高灵敏度、而又需现场、在线测试的应用问题。我们很高兴，我们现有的合作伙伴已经做出了一些适合它的应用。”　　最后，Chris Pederson说，“JDSU的微型近红外光谱仪具有很高的性价比。在性能方面，与福斯的台式近红外光谱仪相比，JDSU微型近红外光谱仪的测试结果相近。而在价格方面，JDSU微型近红外光谱仪的价格也很具有竞争力。”　　与会的专家对于此项创新技术都有较高评价，但也表示，目前，JDSU微型近红外光谱仪仍然还处在从科研走向应用的路上。　　目前，北京凯元盛世公司是JDSU在中国的主要合作伙伴，通过北京凯元盛世，JDSU希望能开拓中国市场，找到适合此款产品的应用领域。（撰稿：杨娟）合影留念

近日，德州仪器 (TI) DLP® 产品部的业务拓展经理 Mike Walker和 Optecks 的首席技术官 Hakki Refai 博士发表文章：二维微机电(MEMS)阵列为移动光谱分析仪打下基础，如下是文章全文。　　在近红外 (NIR) 光谱分析领域中，一个将便携性与高性能实验室系统的准确性和功能性组合在一起的系统将极大地改进实时分析。由一块电池供电的小型手持式光谱分析仪的开发可以实现对工业过程、或食品成熟度的评估在现场进行更有效的监控。　　大多数色散光谱分析测量在一开始采用的都是同样的方式。被分析的光通过一个小狭缝 这个狭缝与一个光栅组合在一起，共同控制这个仪器的分辨率。这个衍射光栅专门设计用于以已知的角度反射不同波长的光。这个波长的空间分离使得其它系统可以根据波长来测量光强度。　　传统光谱测量架构的主要不同之处在于散射光的测量方式。两种常见的方法有(1)与散射光物理扫描组合在一起的单元素(或单点)探测器，以及(2)将散射光在一组探测器上成像。　　使用 MEMS 技术的方法　　使用具有一个单点探测器、基于光学微机电系统 (MEMS) 阵列技术的全新方法可以克服传统光谱分析方法中的很多限制。在基于单点探测器的系统中，一个固态光学 MEMS 阵列用简单、空间波长滤波器取代了传统的电动光栅。这个方法可以在消除精细控制电动系统中问题的同时，利用单点探测器的性能优势。近些年，此类系统已经投入生产，其中，扫描光栅被取代，并且 MEMS 器件过滤每一个特定波长进入单点探测器。这个方法在实现更加小巧和稳健耐用光谱分析仪的同时，也表现出很高的性能。　　相对于线性阵列探测器架构，光学 MEMS 阵列的使用具有数个优势。首先，可以使用更大的单元素探测器，以提高采光量，并极大降低系统成本和复杂度，这对于红外系统更是如此。此外，由于不使用阵列探测器，像素到像素噪声被消除了，而这可以极大地提升信噪比 (SNR) 性能。SNR 性能的提高可以在更短时间内获得更加准确的测量结果。　　在一个使用 MEMS 技术的光谱分析系统中，衍射光栅和聚焦元件的功能与之前一样，但来自聚焦元件的光在 MEMS 阵列上成像。要选择一个用于分析的波长，一个特定的光谱响应波段被激活，这样的话，就可以将光引入到单点探测器中进行采集和测量。　　如果 MEMS 器件高度可靠，能够生成可预计的滤波器响应，并且在不同的时间和温度下保持恒定，那么这些优势就可以实现。　　将一个 DLP® 芯片或数字微镜器件 (DMD) 用作一个空间光调制器，并且在一个光谱分析仪系统架构中将其用作 MEMS 器件的话，可以克服数个难题。首先，使用一组铝制微镜来接通和关闭进入单点探测器的光，这在广泛的波长范围内是光学有效的。其次，数字微镜的打开和关闭状态由机械止动装置和互补金属氧化物半导体 (CMOS) 静止随机访问存储器 (SRAM) 单元的锁存电路控制，从而提供固定的电压镜控制。这个固定电压、静止控制意味着这个系统不需要机械扫描或模拟控制环路，并且能够简化校准。它还使得光谱分析仪设计更能免受温度、老化或振动等错误源的影响。　　DMD 的可编程属性具有很多优势。其中某项优势会在进行光谱分析仪架构设计时显现 -- 如果以被用作滤波器的微镜的寻址列为基础。由于 DMD 分辨率通常高于所需的光谱，DMD 区域会出现欠填充的情况，并且会对光谱过采样。这使得波长选择完全可编程，并且在光引擎出现极端机械位移的情况下，将额外微镜用作重新校准列。　　此外，DMD 是一个二维可编程阵列，这为用户提供高度的灵活性。通过选择不同的列数量，可以调节分辨率和吞吐量。扫描时间可动态调整，如此一来，用户可对所需波长进行更长时间、更加详细的检查，从而更好地使用仪器时间和功能。此外，相对于固定滤波器器具1，诸如采用的 Hadamard 图形等高级孔径编码技术，可实现高度的灵活性和更高性能。　　总之，与目前的光谱分析系统相比，使用 DMD 的光谱分析器件可实现更高分辨率、更高灵活性、更加稳健耐用、更小的外形尺寸和更低的成本，从而使得它们对于广泛的商业和工业应用更有吸引力。　　单探测器架构消除噪声　　目前基于线性阵列的光谱分析仪主要受到两个因素的限制。首先，探测器的波长选择受到像素孔径的限制。探测器的尺寸决定了采集到的光量，从而影响SNR。诸如Hamamatsu G9203-256的常见磷化砷镓铟 (InGaAs) 256像素线性阵列的尺寸为50微米 x 500微米。相反地，一个数字微镜阵列是一个完全可编程的矩阵，可以针对应用来配置列的数量和扫描技术。这可以将更大的信号呈现给通常与DMD一同使用的更大的1毫米或2毫米的单点探测器。将窄带光过滤到一个线性阵列中 -- 通常是50微米宽像素 -- 也许会出现串扰的问题。像素到像素干扰会成为读取过程中产生噪声的主要原因。这些干扰可通过单探测器架构消除。此外， 通过利用1kHz至4kHz的数字微镜扫描速度，单点探测器可以达到与平行多点采样相类似的驻留时间。对于基于MEMS -- 或基于DMD -- 的紧凑型光谱分析仪引擎，结果显示SNR的范围大于10000:1。　　对于超级移动光谱分析仪十分关键的小型、高分辨率2D MEMS阵列　　为了尽可能地提高性能，用户需要考虑可被用于将光线反射至探测器的MEMS总面积。然后，将这个面积与可用单点探测器孔径尺寸仔细匹配。　　一个采用5.4微米微镜的DMD具有超过40万个可用像素，并且可以针对700纳米至2500纳米的波长进行优化。该款DMD是DLP2010NIR，它采用一个被称为TRP的全新像素架构。如图1中所见，这个像素提供17度的倾斜角。DLP2010NIR在一个评估模块中运行 这个评估模块提供针对光谱分析应用场景的独特光学架构。一个利用17度接通和关闭角度的光学路径可以用一个尽可能减少散射光的小巧引擎实现高性能感测分辨率。　　图2中显示了这个针对光谱分析使用情况的独特光学引擎。这个系统优化了整个光路径中光学信号。来自样本的响应在DMD上成像，从而实现对每个波长的空间控制。这个评估模块的目的在于，通过将高效MEMS用作光谱分析中的高速2D滤波器，来获得设计优势。它是一款小巧、结实耐用且高度自适应系统，能够使光谱分析走出实验室，直接应用于现场测量或含光源测量。与传统光谱分析仪相比，同一个器件中的透射和反射测量头互换功能可以实现性能基准测试。　　一个利用DLP2010NIR芯片的光谱分析光引擎有数个照明模块，并且每个模块的工作方式稍有不同。在一个传输模块中，光源、比色皿支架、高精度比色皿和和其它安装硬件被用于完成透射样本的吸收量和散射属性的测量。NIR透射测量值可用于液体样本，诸如果汁的水含量或出现的气体特征。这些数据能够提供与果汁原产地有关的很多信息。在固体样本中，NIR透射可以测量塑料管的不透光度，而这是观察气体和液体在传送线路中流动的重要参数。线路内的透射测量也被用于分析黄油在生产过程中的水含量，这样可以及时调整黄油制作工艺，从而节省了时间、尽可能降低成本，并且增加最终产品的质量。　　或者，在样本无需与光谱分析仪窗口接触的测量中，反射模块是一个选择。它可以在几厘米的距离之外灵活地执行扫描操作，比如肉品被包装在塑料薄膜后监测肉品质量。诸如血糖预测等健康应用方面，也可以使用皮肤的漫反射来成为NIR区域内特色应用。　　最后，在光纤耦合模块中，不论是透射测量，还是反射测量，它们都是通过光纤实现。这样可以在光谱分析仪与样本无法直接接触时实现测量。此类采样示例包括监视工业过程、测量导管中流动的液体、分析鸡肉、牛肉和猪肉中的湿度、脂肪和蛋白质含量。这些模块极大地扩展了应用范围，并且提供更高的测量性能。Optecks具有能够实现所有这些采样方法的照明模块解决方案。　　正如之前讨论过的那样，使用DMD的光谱分析器件将功能拓展至对多个物质的分析、测试和测量。它们为实现更加准确的性能、更高分辨率、更大灵活性、更好的稳健耐用性和更小外形尺寸光感侧解决方案提供一个途径。此外，使用DMD的光谱分析仪还带来了更高的测量可靠性，而这在之前使用的传统光谱分析系统中，这也许是无法实现的。不论用户是打算用它测量农田中的庄稼需要的灌溉量，或是想要预测食物中的腐败程度，光谱分析都在不断成为准确、实时分析的强大方法。　　参考书目　　1 Pruett, E.，“德州仪器 (TI) DLP® 近红外光谱分析仪的最新发展可实现下一代嵌入式小巧、便携式系统”SPIE 9482-13 2015年4月　　作者简介　　Mike Walker先生是德州仪器 (TI) DLP® 产品部的业务拓展经理，负责这个部门的光谱分析业务。在过去几年中，Walker始终致力于将这项突破性架构引入到IR感测领域。在此之前30年间，Mike领导了TI的多个技术和业务团队。　　Hakki Refai博士是Optecks的首席技术官。他在针对基于DLP系统的光学、电子和软件系统的设计和开发方面拥有10几年的经验。Refai博士在先进电子设备的设计、生产和分销方面具有5年多的领导经验。

上海2016年3月14日电 /美通社/ -- 近红外光谱检测是一种快速、无损、适用范围广的检测方法，可以鉴定、区别和分析多种样品，无需或只需较少的前处理，就能获得所需的光谱数据。在食品安全、鉴定鉴伪、生物医学研究等关系民生领域中起着重要的作用。　　相比市场上已有的各类近红外光谱仪，英国豪迈的便携式光谱仪品牌“海洋光学”的Flame-NIR微型近红外光谱仪能为用户提供多种独特而有竞争力的价值，包括小巧便携、低价格、高性能、灵活配置、稳定和一致性，以及简单易用。　　小巧便携：传统的近红外仪器，体积，重量大，Flame-NIR尺寸仅为：89.1mm*63.3mm*31.9mm，重量265g。　　低价格：搭配光纤和光源，全套系统价格低于10000美金。　　高性能：相对于其他低成本的NIR光谱仪，Flame-NIR近红外光谱仪配备的InGaAs二极管阵列检测器可对范围内所有波长同时进行高灵敏度的测量，光谱范围最大可覆盖 900 nm~1700 nm。　　灵活配置：海洋光学Flame-NIR近红外光谱仪提供预配置型号，也可以由客户根据应用提供自定义配置。狭缝可自行更换，用户可根据应用需要调节光谱仪的分辨率和光通量。　　稳定和一致性：在不损失灵活性和可配置性的情况下，Flame NIR近红外光谱具有较高的热稳定性、较低的台间差异，这是传统的模块化微型光谱仪做不到的。　　简单易用：海洋光学Flame-NIR近红外光谱仪使用micro USB接口，连接简单，上手快。通过驱动程序和软件支持，使得它易于集成到几乎任何系统。LED指示灯显示工作和数据传输状态，可以搭配光源、采样附件，是反射、辐射及透射测量的理想工具。　　具有众多优势的海洋光学Flame NIR近红外光谱仪，是适用于科研，仪器制造，系统集成领域的理想产品。

近红外光谱检测是一种快速，无损，适用范围广的检测方法。可以鉴定、区别和分析多种样品，无需或只需较少的前处理，就可以获得所需光谱数据。在食品安全，鉴定鉴伪，生物医学研究等关系国计民生领域中起着重要的作用相比市场上已有的各类近红外光谱仪， Flame-NIR微型近红外光谱仪能为用户提供独特和有竞争力的价值。 Flame-NIR微型近红外光谱仪小巧便携：传统的近红外仪器，体积，重量大，Flame-NIR尺寸仅为：89.1mm*63.3mm*31.9mm，重量265g。低价格：搭配光纤和光源，全套系统价格低于10000美金。高性能：相对于其他低成本的NIR光谱仪，Flame-NIR配备的InGaAs二极管阵列检测器可对范围内所有波长同时进行高灵敏度的测量，光谱范围最大可覆盖 900nm~1700nm。灵活配置：Flame-NIR光谱仪提供预配置型号，也可以由客户根据应用提供自定义配置。狭缝可自行更换，用户可根据应用需要调节光谱仪的分辨率和光通量。稳定和一致性：在不损失灵活性和可配置性的情况下，Flame NIR具有较高的热稳定性、较低的台间差异，这是传统的模块化微型光谱仪做不到的。简单易用：Flame-NIR使用micro USB 接口，连接简单，上手快。通过驱动程序和软件支持，使得它易于集成到几乎任何系统。LED指示灯显示工作和数据传输状态，可以搭配光源、采样附件，是反射、辐射及透射测量的理想工具。Flame NIR用于塑料回收在线分拣 具有众多优势的Flame NIR，是适用于科研，仪器制造，系统集成领域的理想产品。

HAMAMATSU（滨松） PHOTONICS近红外光谱在食品分析中的作用近红外光谱（NIR）是指在750至2500 nm的电磁光谱近红外区域内研究物质和光之间的相互作用[1]。当红外光与样品分子相互作用时，每个波长反射、透射和吸收的电磁能的量取决于样品中存在的键类型[1]。C-H、N-H和OH振动键在近红外区域最普遍，决定了给定物质的光谱形状。近红外光谱通常用于测量和量化样品的近似成分，如蛋白质、水分、干物质、脂肪和淀粉。此外，近红外光谱反映了其物理性质或特性[1]。因此，当应用于食品时，样品的近红外光谱不仅可以提供有关食品化学成分的信息，还可以通过不需要使用试剂的无损、快速和清洁的方法提供有关其功能的信息[2]。便携式仪器的影响直到最近，近红外技术才向小型化设备发展，使近红外分析从实验室进入现场成为可能。便携式近红外光谱是监测作物质量、确定最佳种植条件和收获时间的绝佳工具。鉴于食品易受含量变化的影响，需要保持新鲜以防止质量损失，以及非法掺假的可能性，控制食品质量的重要性怎么强调都不为过。此外，食品生产、配送链的复杂性以及将分析时间降至最低的需要，使便携式光谱仪在该领域向前迈出了革命性的一步[5][6]。用于食品分析的近红外光谱示例Parastar等人将计算技术应用于近红外分析仪获得的吸收光谱，能够准确区分新鲜肉和解冻肉，并根据鸡的生长条件对鸡柳进行正确分类[3]。使用类似的工具，Kucha和Ngadi能够评估猪肉末的新鲜度[4]。这些计算方法，通常被称为“化学计量学”，使用多种算法和统计技术，如多元线性回归、偏最小二乘回归和主成分分析来分析来自光谱仪的数据。这些方法将光谱信息转化为与样品相关的化学和功能特性[2]。便携式近红外分析仪改善奶牛健康，优化灌溉和收割时间便携式近红外分析仪已被用于饲料和牧草的农场监测，以评估其质量。在这个过程中，将饲料样本放在扫描仪前进行分析，并将结果提供给农民或营养学家。这使他们能够及时做出有关提要的管理决策，将获得结果所需的时间从几天缩短到几秒钟。例如，牛饲料中玉米青贮饲料的干物质含量每天变化很大，在六个月内高达41%。通过现场调整，奶牛可以获得更一致的口粮，从而改善牛群的总体健康状况。这是通过血液参数的变化和乳腺炎的减少来观察的，从而增加了产奶量。此外，这项技术可以潜在地减少饲料浪费，从而降低成本并增加收入[7]。便携式近红外光谱法的另一个有价值的应用领域是对作物生长各个阶段的实地评估。Tardaguila等人研究了在不同环境条件下生长的八个不同品种的160片葡萄叶片的吸收波长。他们专门针对含水量评估来确定葡萄酒行业灌溉的优化策略[8]。在收获季节，近红外光谱已被用于评估橄榄果实[9]、葡萄[10]和番茄[11]在树上的成熟度，从而优化收获时间，甚至使用农业机器人实现自动化水果采摘。收获后，近红外光谱技术有助于农民、消费者和质量控制官员对产品质量进行快速无损检测。这项技术还允许检测由于将传统生产的水果错误标记为有机水果而导致的菠萝欺诈[12]。FTIR光谱提供更高的通量和更好的灵敏度在近红外光谱中，分析有机材料的吸收光谱主要有两种方法。第一种方法是基于二极管阵列的光谱学。该技术使用色散光栅将从样品反射或透射的光分离为其波长分量。然后将每个分量聚焦在线性检测器阵列的不同像素上。这种方法速度相当快，可以用于实时测量。然而，二极管阵列光谱仪的光通量与其光谱分辨率成反比，这限制了其有效性。此外，在近红外区域敏感的线性阵列的高成本可能会限制其在某些应用中的应用，特别是在农业和食品中。获得吸收光谱的第二种方法是傅立叶变换干涉测量法。在这种方法中，入射光被分成两条路径，一条指向固定反射镜，另一条指向可移动反射镜。当这些路径被重新组合时，就会得到干涉图。通过对该干涉图进行傅立叶变换，可以获得入射光的光谱，并且通过适当的校准，可以确定样品的吸收光谱。使用这种技术，可以同时测量所有波长，在不影响光谱分辨率的情况下提供更好的吞吐量和更高的灵敏度（通常被称为“Fellgett的优势”）。在该技术中，仅使用单个NIR光电探测器而不是阵列，从而保持低成本。滨松光子的FTIR引擎为食品行业带来了新的曙光滨松的FTIR引擎C15511-01是一个紧凑的傅立叶变换红外光谱模块，对1.1µm至2.5µm范围内的近红外光具有灵敏度，并具有USB连接。该设备的特点是在手掌大小的外壳中有一个迈克尔逊光学干涉仪和控制电路。为了补偿元件小型化造成的光损失，滨松光子公司的工程师为FTIR引擎配备了一个大型可移动MEMS反射镜和一个高灵敏度InGaAs PIN光电二极管。这种MEMS元件的特殊设计抵消了外部振动和器件内部杂散光反射的影响。可移动MEMS反射镜的位置使用专用激光系统进行连续和精确的监测，以确保最高的波长再现性。一般来说，滨松的FTIR引擎可以提供与更大、更昂贵的台式设备相当的高灵敏度、高分辨率和高速测量。使用FTIR引擎进行红外光谱分析有两种测量方法：“反射测量”和“透射测量”。使用这些方法，我们测量了坚果（杏仁、腰果、核桃）和酒精饮料（啤酒、清酒和白兰地）的光谱。透射测量：酒精饮料吸收光谱的比较及其酒精浓度的估计FTIR引擎C15511-01用于观察几种酒精饮料产生的吸收光谱的差异。将液体放入对近红外透明的石英池中，提供1mm的光路长度。使用卤素灯作为本实验的光源。来自灯的宽带光部分被液体吸收，并通过光纤部分传输到FTIR引擎。图中所示的吸收光谱是在室温下获得的，平均128次扫描，并减去参考测量值。这些光谱的形状主要受水中的OH基团（吸收波长：1450 nm和1900 nm）和醇中的CH基团（吸收光谱波长在2100 nm和2500 nm之间）的影响。还测量了纯水和乙醇的光谱，并将其添加到图中进行比较。此外，使用2300nm处的吸收峰来估计每种饮料中的酒精浓度。该测量显示的值与液体中酒精的实际存在一致，证实了使用这种紧凑的设备和方法进行精确估计的可能性。漫反射测量：使用近红外光谱对坚果进行分类当照射到样品上的光的一部分被其表面颗粒有规律地反射时，其余的则穿透样品。在这里，光通过折射透射、光散射和表面反射反复散射，直到它离开待测量的样品。通过该测量获得的漫反射光谱与样品的吸收光谱相似。漫反射信号通常比通过透射获得的信号弱。因此，使用这种方法的主要挑战之一是提高照明效率。在传统配置中，使用光纤将来自单个卤素灯的宽带光引导到样品。滨松光子最近设计了L16462-01，这是一种针对漫反射测量进行优化的创新光源。该装置配备了多个灯，以特定角度靠近样品。通过光纤收集从样品散射的光，并将其引导至NIR光谱仪。这种配置可测量信噪比，最大限度地减少杂散光的影响。e照射到样品上的部分光被其表面颗粒规则反射，其余部分穿透样品。在这里，光通过折射透射、光散射和表面反射反复散射，直到它离开待测量的样品。通过该测量获得的漫反射光谱与样品的吸收光谱相似。食物过敏是一种遗传易感个体在食用某些食物成分后出现不利免疫反应的情况。这种反应可能导致立即或延迟的症状，可能是严重或致命的[13]。在过去的几十年里，这种免疫紊乱已经成为全世界关注的一个重要问题，在西方国家，至少有8%的儿童和5%的成年人受到影响。它给医疗系统带来了相当大的压力，并可能严重限制日常甜梅干动[14]。许多种类的坚果，包括核桃（胡桃）、腰果（西方腰果）和杏仁（甜梅干），都被欧洲法规1168/2011列为过敏原，只要存在于食品中，就需要添加到成分表中[15]。出于这些原因，坚果的检测和分类对于食品工业来说是必要的。滨松利用近红外光谱对杏仁、腰果和核桃的吸收光谱进行了研究和分类。使用FTIR引擎C15511-01和新的灯L16462-01获得测量结果。将坚果放置在光源上，无需任何预先准备，平均进行128次扫描以获得每个样品的吸收光谱。所获得的光谱的特征在于1600-1800nm处的峰，这是由从脂质和蛋白质拉伸的CH的第一泛音引起的。当观察光谱的二阶导数时，各种光谱之间的差异更加明显。通过主成分分析法可以对不同种类的坚果进行分类。结论近红外光谱在食品工业中的潜在应用已经被许多科学出版物广泛记录了几年。便携式仪器的出现正在将分析从实验室转移到现场，将结果的时间从几天大幅缩短到几秒钟。最值得注意的是，这种由滨松MEMS技术驱动的硬件小型化在不影响灵敏度或分辨率的情况下实现。新的计算技术正在不断发展，以分析和比较吸收光谱，并估计食品中特定化合物的含量。这些方法使整个行业的非技术用户越来越容易访问该技术。便携式FTIR分析仪是解决食品行业许多重大挑战的宝贵工具。例如，它们可以帮助提高作物产量，从而在面临粮食需求增加时提供一种替代毁林的方法。将这些技术融入农业可以在优化灌溉和限制整个供应链的食物浪费时限制水浪费。最后，FTIR分析仪可以帮助改善我们的食物质量，使其对我们和所有依赖我们的动物更安全、更健康。参考文献[1] K. B. Beć, J. Grabska, and C. W. Huck, “Near-Infrared Spectroscopy in Bio-Applications”, Molecules, vol. 25, no. 12, p. 2948, Jun. 2020, doi: 10.3390/molecules25122948.[2] D. Cozzolino, “The Ability of Near Infrared (NIR) Spectroscopy to Predict Functional Properties in Foods: Challenges and Opportunities”, Molecules, vol. 26, no. 22, p. 6981, Nov. 2021, doi: 10.3390/molecules26226981.[3] H. Parastar, G. van Kollenburg, Y. Weesepoel, A. van den Doel, L. Buydens, and J. Jansen, "Integration of handheld NIR and machine learning to 'Measure & Monitor' chicken meat authenticity" in Food Control, vol. 112, pp. 107149, 2020. doi: 10.1016/j. foodcont.2020.107149. [4] Kucha, C.T., Ngadi, M.O. “Rapid assessment of pork freshness using miniaturized NIR spectroscopy”. Food Measure 14, 1105–1115 (2020). https://doi.org/10.1007/s11694-019-00360-9 [5] J.-H. Qu, D. Liu, J.-H. Cheng, D.-W. Sun, J. Ma, H. Pu, and X.-A. Zeng, "Applications of Near-infrared Spectroscopy in Food Safety Evaluation and Control: A Review of Recent Research Advances" Critical Reviews in Food Science and Nutrition, vol. 55, no. 13, pp. 1939-1954, 2015. doi: 10.1080/10408398.2013.871693.[6] K. B. Beć, J. Grabska, and C. W. Huck, “Miniaturized NIR Spectroscopy in Food Analysis and Quality Control: Promises, Challenges, and Perspectives,” Foods, vol. 11, no. 10, p. 1465, May 2022, doi: 10.3390/foods11101465.[7] "Can On-Farm NIR Analysis Improve Feed Management?", Penn State Extension. [Online]. Available: https://extension.psu. edu/can-on-farm-nir-analysis-improve-feed-management.[8] J. Tardaguila, J. Fernández-Novales, S. Gutiérrez, and M.P. Diago, "Non-destructive assessment of grapevine water status in the field using a portable NIR spectrophotometer", J. Sci. Food Agric., vol. 97, pp. 3772-3780, 2017. doi: 10.1002/jsfa.8241.[9] A. J. 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近日，来自中国科学院安徽光学精密机械研究所、先进激光技术安徽省实验室、中国科学技术大学、法国滨海大学大气物理化学实验室联合研究团队发表了《基于钕铁硼环形磁体阵列的双中红外波长法拉第旋转光谱NOx传感器》论文。Recently, the joint research team from Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, HFIPS, Chinese Academy of Sciences, Advanced Laser Technology Laboratory of Anhui Province, University of Science and Technology of China, Laboratoire de Physicochimie de l′ Atmosph`ere, Universit´ e du Littoral C&circ ote d′ Opale, published an academic papers Dual mid-infrared wavelength Faraday rotation spectroscopy NOx sensor based on NdFeB ring magnet array.氮氧化物（NOx，包括二氧化氮（NO2）和一氧化氮（NO））是对流层臭氧的重要前体，同时也影响羟基和过氧基自由基的浓度。大多数气态化合物在被氧化和从空气中去除或转化成其他化学物质时，都会直接或间接接触到NOx。在典型的羟基自由基水平下，NOx的寿命取决于季节和光化学反应速率，通常为几小时。根据IPCC第六次评估报告，NOx的排放导致净正向变暖，因为它既形成短期臭氧（变暖），又破坏环境甲烷（冷却）。此外，NOx还导致酸沉降以及化学烟雾和气溶胶的形成。NO和NO2在大气光化学反应中起着核心作用，针对它们的检测有助于理解这两种气体的来源和去向，以及研究陆地生态系统与大气之间的NOx交换通量。Nitrogen oxides (NOx, the sum of nitrogen dioxide (NO2) and nitric oxide (NO)) are important precursors of tropospheric ozone, and they also influence the concentration of hydroxyl and peroxyl radicals. Most of the compounds that are oxidized and removed from the air or converted to other chemical species are in direct or indirect contact with NOx. At typical hydroxyl radical levels, the life time of NOx depends on the season and the photochemical reaction rate, which is typically a few hours. According to the IPCC sixth assessment report, the emissions of NOx result in net-positive warming from the formation of short-term ozone (warming) and the destruction of ambient methane (cooling). Additionally, NOx contributes to acid deposition and the formation of chemical smog and aerosols. Since NO and NO2 play a central role in atmospheric photochemical reactions, their simultaneous detection helps to understand the sources and sinks of these two gases, in addition to studying the NOx exchange fluxes between terrestrial ecosystems and the atmosphere.化学发光检测（NO + O3 → NO2 + O2 + hν）是测量NOx的传统方法。在通过化学发光反应（Mo + 3NO2 → MoO3 + 3NO）测量之前，NO2首先需要在高温（~325°C）下转化为NO。虽然这种方法被广泛使用，但其他氧化氮化合物，如过乙酰亚硝酸酯（PAN）和硝酸（HNO3），可能会在测量NOx浓度时引起交叉干扰。同时，这种方法不能区分NO和NO2。红外吸收法也可用于测量NO和NO2。在这种方法中，通常需要通过转化器将NO2还原为NO。由于NO和NO2是顺磁分子，法拉第旋转光谱（FRS）可以用作实现其高度敏感和选择性检测的潜在方法。FRS通过检测气态介质在纵向磁场中引起的光偏振状态的变化，实现对物种浓度的高灵敏度检测。该方法通过测量光学色散实现气体浓度的检测，因此其动态测量范围比基于比尔-兰伯定律的吸收光谱（动态范围上限≤10%）更大。FRS的另一个重要优势是它对于抗磁性分子（如水和二氧化碳）具有较强的抗干扰能力，从而使其具有高样品特异性。Chemiluminescence detection (NO+O3→NO2+O2+hν) is the conventional method for measuring NOx. NO2 first needs to be converted to NO at high temperature (~325 ◦ C) before it can be measured by chemiluminescence reaction (Mo+3NO2→MoO3+3NO). Although this method is more widely used, other oxidized nitrogen compounds, such as peroxyacetyl nitrate (PAN) and nitric acid (HNO3), can cause cross-interference in the measurement of NOx concentrations. Simultaneously, this method is non-selective in discriminating between NO and NO2. The infrared absorption method can also be used for NO and NO2 measurements. In this method, NO2 usually needs to be reduced to NO by the converter. As NO and NO2 are paramagnetic molecules, Faraday rotation spectroscopy (FRS) can be used as a potential method to achieve their highly sensitive and selective detection. FRS enables highly sensitive detection of species concentrations by detecting changes in the polarization state of light induced by a gaseous medium immersed in a longitudinal magnetic field. This method realizes the detection of gas concentration by measuring optical dispersion, so it has a higher dynamic measurement range than absorption spectroscopy (dynamic range upper limit ≤10%) based on Beer-Lambert law. Another significant advantage of FRS is that it is reasonably immune to diamagnetic species (e.g., water and carbon dioxide), which allows it to exhibit high sample specificity. 大多数这些报道的FRS传感器使用螺线管提供外部纵向磁场，从而导致能耗高和产生过多焦耳热。同时产生目标磁场所需的高电流交流电路会产生不受控制的电磁干扰（EMI），通常会降低FRS传感器的长期稳定性。此外，当前报道的FRS传感器只能在吸收池中进行单组分测量，不能满足复杂环境中同时进行多组分测量的需求。Most of these reported FRS sensors use solenoid coils to provide an external longitudinal magnetic field, which makes them suffer from high power consumption and excessive Joule heat generation. The high-current alternating current circuit required to generate the target magnetic field produces uncontrolled electromagnetic interference (EMI), which usually deteriorates the long-term stability of the FRS sensors. In addition, the currently reported FRS sensors are only capable of single-component measurements in the absorption cell and cannot meet the demand for simultaneous multi-component measurements in complex environments.在本研究中，提出了一种新型的低能耗FRS传感器，基于钕铁硼（NdFeB）环形磁体阵列，实现在单个吸收池中同时检测NO和NO2。分析了同轴双波长赫里奥特池（DWHC）的环形磁体阵列的磁场分布特性。使用两台室温连续波中红外量子级联激光器（QCL），波长分别为5.33 µ m（1875.81 cm&minus 1）和6.2 µ m（1613.25 cm&minus 1），同时探测DWHC内的磁光效应。通过对激光波长进行高频调制，有效抑制了1/f噪声。优化了双波长FRS NOx传感器的性能，包括调制幅度、调制频率、样品气压和分析器偏置角。本研究提出的FRS传感器为现场可部署的微量气体检测设备提供了理想解决方案。宁波海尔欣光电科技有限公司为此研究提供了HPPD-M-B 前置放大制冷一体型碲镉汞（MCT）光电探测器，用以分别检测2个激光束。In the present work, a novel low-power FRS sensor based on a neodymium-iron-boron (NdFeB) ring magnet array was proposed to achieve simultaneous detection of NO and NO2 in a single absorption cell. The magnetic field distribution characteristics of a ring magnet array coaxial to a dual-wavelength Herriott cell (DWHC) were analyzed. Two room-temperature continuous wave mid-infrared quantum cascade lasers (QCL) with wavelengths of 5.33 µ m (1875.81 cm&minus 1) and 6.2 µ m (1613.25 cm&minus 1), respectively, were used simultaneously to probe magneto-optical effects within the DWHC. The 1/f noise was effectively suppressed by high-frequency modulation of the laser wavelength. The performance of the dual-wavelength FRS NOx sensor was optimized with respect to modulation amplitude, modulation frequency, sample gas pressure, and analyzer offset angle. The FRS sensor proposed in this work provides a preferable solution for field deployable trace gas detection equipment. The laser detected by two TEC-cooled mid-infrared thermoelectrically cooled mercury-cadmium- telluride (MCT) photodetectors (Healthy Photon, model HPPD-B- 10–150 K).(a) Schematic diagram of the dual mid-infrared wavelength FRS NOx sensor based on a NdFeB ring magnet array (b) Optical layout of the FRS NOx sensor.thermoelectrically cooled mercury-cadmium- telluride (MCT) photodetectors (Healthy Photon, model HPPD-B- 10–150 K),结论本研究开发了一种基于NdFeB环形磁铁阵列的双中红外波长FRS传感器，用于同时检测NO2和NO。在光学路径长度为23.7米，积分时间为100秒的条件下，NO2和NO的检测限分别为0.58 ppb和0.95 ppb。高频激光波长调制与外部静态磁场相结合，最大程度地减小了低频噪声对FRS信号的影响。基于有限元方法分析了使用的永磁体阵列的磁场分布特性，帮助确定与其耦合的吸收池长度。采用双波长赫里奥特池放大两种不同偏振光波长与氮氧化物分子之间的相互作用，从而实现了在单个吸收池内对两种顺磁分子的高灵敏度检测。本文提出的FRS NOx传感器在大气环境监测或生态系统NOx通量观测等领域，具有进一步发展成为便携式、可在实地使用的仪器的巨大潜力。Conclusion In this work, a dual mid-infrared wavelength FRS sensor based on a NdFeB ring magnet array was developed for the simultaneous detection of NO2 and NO. The detection limits for NO2 and NO were 0.58 ppb and 0.95 ppb, respectively, at an optical path length of 23.7 m and an integration time of 100 s. High frequency laser wavelength modulation was combined with an external static magnetic field to minimize the effect of low frequency noise on the FRS signal. The magnetic field distribution characteristics of the used permanent magnet array were analyzed based on the finite element method, which helped to determine the length of the absorption cell coupled to it. A dual-wavelength Herriott cell was used to amplify the interaction between two different wavelengths of linearly polarized light and nitrogen oxide molecules, thus achieving highly sensitive detection of two paramagnetic molecules within a single absorption cell. The FRS NOx sensor presented in this work shows great potential for further development into a portable, field-deployable instrument with applications in atmospheric environmental monitoring or ecosystem NOx flux observation. (a) Schematic diagram of a dual-wavelength Herriott cell (DWHC) with a NdFeB ring magnet array (b) Characteristics of the magnetic inductance line distribution around a NdFeB ring magnet array (c) Ray tracing results in a DWHC (d) Spot distribution on a concave mirror.Optimization of laser modulation frequency for the dual mid-infrared wavelength FRS NOx sensor.Optimization of laser modulation amplitude for the dual mid-infrared wavelength FRS NOx sensor.(a), (b) Measured FRS NOx signal as a function of analyzer angle (c), (d) Calculated FRS NOx noise as a function of analyzer angle (e), (f) Calculated SNR as a function of analyzer angle.Measured FRS NOx signal amplitude as a function of sample pressure.(a) , (b) FRS signals for different concentrations of NOx (c), (d) Linear dependence of FRS signal amplitude as a function of NOx concentration.Allan deviation plot of the dual mid-infrared wavelength FRS NOx sensor.Reference:Yuan Cao, Kun Liu, Ruifeng Wang, Guishi Wang, xiaoming Gao, Weidong Chen，Dual mid-infrared wavelength Faraday rotation spectroscopy NOx sensor based on NdFeB ring magnet array, Sensors & Actuators: B. Chemical 388 (2023) 133805https://doi.org/10.1016/j.snb.2023.133805

光谱分析自从作为一项实验室技术问世以来，迄今已经取得了很大的发展。手持近红外 (NIR)光谱分析仪的尺寸在不断变小，成本也越来越低，在一定程度上，这归功于新出现的系统架构，这个系统充分利用微机电系统(MEMS)组件。我们来深入研究一下这些硬件优化如何在光谱分析行业中实现更简单且更加便携的未来。　　NIR光谱分析　　光谱分析可基于样本对于大范围波长的反应鉴定样本，是实现该应用的强大工具。值得注意的是，NIR光谱分析用波长范围通常在780-2500纳米之间的光来刺激样本。根据样本材料的物理状态，我们可以通过使用反射率测量值(固体)或吸收率测量值(液体和气体)精确测量光谱响应。　　780-2500纳米区域内的光谱特征由诸如O-H、C-H、N-H和S-H的氢键决定。通过这种方式，NIR波段特别适合于食品和农业监视、健康诊断、石化处理和医药制造。在NIR波段内，每个光谱分析应用对于波长范围和化学计量分析都有着独特的需要。例如，一个900-1700nm仪器能够提供与水 (H2O) 和蔗糖 (C12H24O12) 含量有关的信息 [1]。若仪器的波长范围扩展至2500纳米，则可以发现额外的有机化合物特征，并且能够改进医药过程监视的效果 [2]。　　选择波长范围可能影响仪器的物料清单(BOM)成本。一个短波NIR系统能够充分利用廉价探测器来实现波长范围高达1050纳米的测量。超过1050纳米的测量则通常需要一款更加昂贵的铟镓砷(InGaAs)探测器。在超过1700纳米之后，为了保持性能要求，InGaAs材料通常需要冷却，特别是与多像素线性阵列检测器一同使用时更是如此。由于昂贵的InGaAs基板和额外的冷却元件，InGaAs线性阵列技术由于价格过于昂贵而无法在低成本手持式仪器内使用。　　光谱分析仪架构中的创新　　考虑到用InGaAs阵列探测器实现传统色散型光谱分析时的成本难题，很多NIR光谱分析仪创新将注意力放在减少系统组件数量方面，用线性可变滤波器(LVF)取代色散光栅中继就是其中一个示例。LVF架构减少了光通量，不过也通过消除光栅到探测器的路径而极大地缩小了光谱分析仪的封装尺寸。其它创新型光设计采用透射光栅架构 这个架构在尽可能降低光损耗的同时精简了系统封装尺寸。另外一个架构使用一个扫描光栅，将光直接中继传递至单点探测器，从而免除了对于上文提到的多像素InGaAs阵列的需要。相对于阵列检测器，单点探测器在成本、尺寸和性能方面具有显著优势。　　在光谱分析仪架构中采用MEMS技术并连同单点探测器一起使用可降低成本以及实现便携性。将稳健耐用的MEMS组件集成到一个光谱分析仪光路径中，不但可以缩小仪器的封装尺寸，还可以添加全新的性能。选择MEMS组件时的主要考虑因素包括性能可靠性和大批量生产制造时的稳定性。　　德州仪器(TI)的DLP® NIR芯片组就是一种久经考验的MEMS技术。这项技术提供针对小巧、可编程且高性能光谱分析仪的高保真光调制。其中，TI DLP2010NIR和DLP4500NIR可实现令人激动的全新波长控制特性，比如说哈达玛图形和旋转扫描动态可编程性。其它新涌现的MEMS技术，其中包括法布里-珀罗干涉仪和迈克尔逊干涉仪，显示出仪器架构简化方面的良好发展前景，不过仍然面临着满足信噪比和分辨率标准等实验室性能需求的挑战。　　虽然有很多的光谱分析仪架构选择，MEMS技术的吸引力仍与日俱增。动态可编程性、成本降低、使用单点探测器，以及免除对大型移动部件的需要只是基于MEMS的架构所能提供众多优势中的一部分。这些优势，与可靠系统集成组合在一起，在现场部署期间，会变得更加关键。图1：DLP2010NIR是这款TI DLPNIRscan? Nano 评估模块的特色所在　　移动应用和行业前瞻　　紧凑小巧、高性能的NIR光谱分析仪器为现场应用的涌现做出了巨大贡献，在这些应用中，现场测量能够为个人用户和工业公司带来额外的优势与价值。通过Wi-Fi或Bluetooth® 无线连通性，经由一个移动设备，将这些光谱分析仪链接至云端数据库，可以将实验室内的全预测功能引入到样本检测中。通过这种方式，集成式光谱分析仪可以作为网络边缘上的高性能光传感器。当光谱分析仪硬件使云端内的高保真数据聚合变得更加便利时，物联网(IoT)能够动态地提升处理效率。针对IoT移动感测的前沿应用包括食品安全、远程农业监视和用于医药生产的过程监视。　　也许最令人激动的NIR光谱分析行业趋势就是开源模型。诸如德州仪器、Consumer Physics和Si-ware的前沿技术开发公司已经发布了多种软件开发套件(SDKs)以鼓励创新。KS 技术公司就是在工业IoT应用方面开创低成本NIR光谱分析仪架构的一个典范。除了提供用于图1中所见的DLP NIRScan Nano评估模块的免费iOS和安卓应用，以及SDK，这家公司还将他们在移动数据系统和IoT架构方面的专业知识应用于新出现的移动NIR感测市场。　　这些平台的低成本和开源属性让他们能够更好地与大学化学计量专家合作，以增加对应用的了解。通过这种方法，手边的硬件与开源软件组合在一起，可以加快算法和化学计量开发，而这也反过来推动了NIR光谱分析生态系统的发展。未来的行业增长与创新将取决于专家间的通力协作。　　考虑到NIR光谱分析的强大功能，这个行业将很多的注意力放在了将高性能分析由实验室转移到现场应用。NIR光谱分析仪架构领域内的行业突破正在推动着新一波创新的移动测量功能。这个创新与21世纪的移动趋势相一致，并且与IoT革命具有一个逻辑上的交汇点。当只能在实验室中运行的昂贵光谱分析发展成可以在你的手掌中产生精确数据的应用时，你将用它来测量哪些数据呢?　　[1] B.M. Nicola¨ ? et al. / Postharvest Biology and Technology 46 (2007). 99–118.　　[2] Chang, Cheng-Wen, "Near-infrared reflectance spectroscopic measurement of soil properties" (2000). Retrospective Theses and Dissertations. Paper 12315.作者：Dorsey Standish, 德州仪器(TI) DLP 产品先进光控项目经理

近期，中科院合肥物质院固体所纳米材料与器件技术研究部团队在贵金属自组装阵列的研究中取得了新进展，合成了以多孔Au@AuAg纳米棒为阵列基元的高通量传感器，并探究了其在近红外波段(NIR)的表面增强拉曼散射(SERS)性能，相关研究成果发表在Journal of Materials Chemistry C 上。 　　生物化学分子的不当使用会导致严重的环境问题，因此迫切需要寻求一种低成本的可以检测环境中生物化学分子的传感器。基于SERS研发检测的传感器因其高灵敏度和特异性而受到广泛关注，但其受到低利用率和高成本的限制，无法进一步实际应用。 　　鉴于此，研究人员将喷墨打印技术与等离子体金属纳米颗粒相结合，开发了一种高通量、高灵敏度的NIR-SERS生化传感器(HNIR-SERS传感器)。首先利用压印技术制造了网格基板，其中分离的区域呈典型的立方排列；再将多孔Au@AuAg纳米棒(NRs)作为组装单元，通过喷墨打印将其组装在基板上，形成HNIR-SERS传感器。研究发现，这种新型HNIR-SERS传感器可以在一个衬底中实现多生化分子的高灵敏度检测。例如，该HNIR-SERS传感器能够有效检测4-氨基苯硫酚(4-ATP)和罗丹明6G (R6G)， 4-ATP的增强因子高达108。该工作为实现高通量、低成本的NIR-SERS传感器提供了一种有效的方法，为推动NIR-SERS传感器在拉曼检测芯片中的实际应用提供了依据。 　　上述工作得到了国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金、重大专项和中科院仪器专项等项目的支持。图1. 多孔Au@AuAg纳米棒的(a)合成示意图、(b)SEM图、(c)TEM图、(d)STEM-HAADF及其元素分布图。图2. (a)HNIR-SERS传感器的制备示意图；(b-d)多孔Au@AuAg纳米棒阵列的SEM图。图3. (a)加入10-6 M浓度的4-ATP处理后的多孔Au@AuAg纳米棒及其前驱体的拉曼光谱图；(b) HNIR-SERS传感器的拉曼测试示意图；(c) HNIR-SERS传感器在加入10-8 M浓度的不同待测分子后的拉曼光谱图；(d) HNIR-SERS传感器在加入不同浓度梯度的4-ATP的拉曼光谱图。

AOTF近红外光谱仪诚招各省市代理 产品好 赚钱更容易——这是一个先帮您做了一半市场的产品——这是一个来自美国的太空技术——这是一个潜力巨大的市场——加上一个经验丰富的您 济南金宏利实业有限公司是专业经营国内外先进检测仪器的综合销售服务的大型商贸公司，经过多年的历练，打造了一个强大的集技术咨询、销售、服务为一体的专业团队。2001年被美国BRIMROSE公司授权为AOTF/NIR产品中国区总代理，并设立技术支持中心。负责全国的仪器销售、技术支持服务。现面向全国诚招代理商，具体内容如下： 1. 技术背景现代近红外光谱（NIR）分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术，越来越引起国内外分析专家的注目。近红外光谱是一种快速、无损、可实现多组分同时测定的分析技术。近红外技术根据分光原理的不同，分为五代分光技术，滤光片、光栅扫描、傅里叶变换、二极管阵列和声光可调滤光器（Acousto-optic tunable filter，简称AOTF）。由机械分光技术到声电分光技术，仪器的稳定性、可靠性、环境适应能力和安全性都得到了极大的提升，是近红外技术的巨大飞跃，是全球最先进的近红外分光技术。美国BRIMROSE公司作为美国休斯公司的子公司，是全球声光、光电技术以及AOTF近红外光谱分析技术领域的领先者。BRIMROSE与美国宇航局(NASA)长期合作，先后投入超过6100万美元用于开发AOTF技术。利用声光可调滤光器（AOTF）技术，为工业及军事领域的应用提供了最先进的解决方案。2001年产品进入中国市场，并在济南设立技术支持中心。 2. 市场前景自20世纪90年代以后，近红外光谱分析技术正在以产业链的方式应用于多个领域，如农业、石化、制药、食品和饲料等，它可以快速高效地测量样本中的化学组成和物化性质，成为农业、工矿企业和科研部门不可或缺的一种分析手段。近红外光谱技术在工业（尤其是大型流程工业）应用中的优势逐渐被人们所认识，迅速被应用到实验室快速分析、现场分析以及在线分析中，为企业带来了丰厚的收益。更为重要的是，在一些行业，近红外光谱技术成为促进技术进步（如生产工艺的改革）以及提高科学管理（如保证产品质量）的重要手段之一，已成为现代优化操作和控制系统中的一个重要组成部分。 3. 利润空间AOTF近红外光谱仪是最适合工业在线分析的设备。在工业大生产日趋自动化的大背景下，AOTF在线检测技术具有广阔的应用前景，可以为稳定产品质量，自动化控制提供技术支持，利润空间巨大。作为美国Brimrose公司在中国的总代理，我公司承诺为丰厚的利润空间，并提供全套售后服务支持！ 4. 竞争优势AOTF近红外光谱仪，自2001年进入中国市场，我公司为推广该技术做了大量的宣传和推广工作。目前，我司已为烟草、医药、食品等领域提供了100多套解决方案，在各类核心期刊发表论文30多篇，获得国家专利23项，并获得大量科技成果。我司参加过国家烟草专卖局、发改委、科技部许多重大课题的研究和实施。2014年获得山东省科技进步奖二等奖。我公司拥有一批接受过专业培训、富有经验的工程技术人员，随时掌握行业最新技术，承担项目的咨询、设计；有关仪器设备安装、调试以及系统集成等工作。目前该技术已经在国内的制药、烟草、高分子等领域具有相当高的知名度，已经被市场广泛认可。 5. 诚招代理现面向全国诚招代理商，把握机遇，做市场的先知先觉者。人生比努力更重要的是选择，与时俱进是财富的源泉！ 假如你想成为一个省级总代理：一、资质要求： 1、具有良好的合作意愿，始终以诚信经营为本 2、具有全省范围运作的实力及人脉资源 3、具有专业的销售团队二、公司支持 1、签订代理合同，保障在其区域内代理权的合法性、唯一性 2、享受总代理的产品提货价格及优先提货权 3、享受公司提供的全程的技术跟踪服务 4、所有的售后服务由我公司专业的技术团队来做 5、零成本产品易损易耗件供货价 欢迎广大有识之士加盟我公司。 审时度势，科学技永远是第一生产力!

p　　我是1987年从浙江大学来到长春光机所攻读硕士学位，硕士论文研究的是关于平像场光谱仪器光学设计方面的内容。当时我学习的研究室被称为十五室即光谱技术研究室，是国内组建最早的关于光谱仪器及技术研究的专业研究室，早期曾研制出大型石英红外光谱仪、机载傅里叶光谱仪、阿德玛变换光谱仪、大型真空紫外光谱仪等仪器，当时陈星旦院士是我们的研究室主任，正在开展有关近红外粮食成份分析仪的国家七五攻关项目。br//pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/bae19217-df48-44ef-8335-47ca9e56adbc.jpg" title="长春光机所卢启鹏研究员.jpg"//pp style="text-align: center "卢启鹏/pp　　研究生毕业后，幸运的留所工作。记得工作后不久的一天，陈先生叫我到他的办公室，原来是要交给我一项任务，编制一套有关近红外粮食成份分析仪用的计算机数据采集和处理软件。近红外分析仪的研制在室里已开展一段时间，由于当时计算机运行速度较慢、软件编程语言的限制，不论是采集数据的稳定性还是定标和预测速度都有不足。我大学不是学计算机的，但对C语言使用还算熟练，已为课题组编制过几个客户应用程序。先生希望我能编出一套能够完成数据的稳定采集、计算速度更快一些的应用程序。虽然有些突然，但我还是愉快地接受了任务。期间开始到图书馆查资料，与先生讨论近红外光谱分析技术，编写、调试程序。工作中，突击学习了数理统计方法，了解近红外分析技术特点、已研制的仪器特点等相关知识。由于任务紧急，时间紧迫，在一个多月的时间里不得不加班加点，终于及时完成了一套能够实现数据采集、预处理、多元线性回归定标及预测功能，又具有下拉、弹出菜单等花哨显示功能的用户软件。人机界面还算友好，定标和预测时间大为减少。/pp　　攻关项目顺利完成，分析仪器也已定型，但由于近红外技术应用在国内过于超前，也没有国家标准的约束和指引，加上近红外光谱分析与常规光谱分析技术差异较大，应用前需要准备大量样品需要定标等工作，预想中的大量推广遇到很大困难。/pp　　转眼到了1992年，一天遇到陈先生，谈起近红外技术的动态，先生谈到国外已有近红外技术在无创血糖方向上开展研究的迹象，当时我们室已在生化分析仪方面开展工作。先生想先申请个国家自然科学基金，由于我前几年参与了近红外的工作，也是很感兴趣，当然希望有基金资助，重操旧业。参与申请后，重新学习了无创血糖分析方面的知识，也进一步了解国内外近红外分析技术的现状。可惜由于基金没有获批，我只好转战其他的研究项目工作中。/pp　　一晃时间已到2005年，这时我从长光医疗仪器公司回到应用光学国家重点实验室工作，在散步时陈先生了解到我已回到所里工作很是高兴，让我尽快到他办公室讨论一下近红外方向的研究内容，启动近红外分析仪器研制及应用的工作。这时国内近红外技术及应用的环境已大为改观，近红外分析技术已普遍获得接受，身边的生存压力已有所缓解，也有多名可以一起工作的同事和研究生，凭借十几年来对光谱分析仪器的技术积累和热爱，我在近红外光谱技术及应用上的工作又重新开始。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/0cf2deb8-42e9-4aba-aea4-e541c5dc70ce.jpg" title="1.jpg"//pp　　现在我们课题组先后研制了滤光片型、光栅扫描型、光栅阵列型、傅里叶型、线性渐变滤光片型近红外光谱分析仪，积累了丰富的理论和实际经验，研制的快速粮食成分分析仪获吉林省科学技术进步二等奖。在吉林省科技计划项目及吉林省与中科院长吉图开发开放先导区项目的连续支持下，研制出了具有自主知识产权的土壤养分快速近红外光谱分析仪样机，能够对土壤中总氮、有机质等营养成分进行分析，预测相关系数可达0.9，通过进一步研究，有望实现田间作业过程中的土壤成分含量测量，更加便捷有效地指导农业生产。与应用单位合作针对粮食、饲料、土壤养分、人参成份、果品分析等应用开发出多种专用分析仪器，正努力进行产业化推广。/pp　　课题组与高校、医院合作在无创血糖、胆固醇、甘油三酯、血红蛋白、HCT等血液成份检测领域开展了大量基础性及临床实验等工作，这是一项很有意义也很有趣的工作。/pp　　无创伤血液成分检测是个世界性难题，困扰了科学工作者很多年，由于有效信号微弱、背景干扰严重，一直未能完美解决。为了提取出微弱的有效光谱信号，课题组基于血流容积差光谱相减法，研制了几代快速、高信噪比的光谱检测系统，信噪比达到20000:1以上。通过多年的努力，在无创伤血红蛋白、HCT检测方面获得了较好的分析结果，在血糖、胆固醇、甘油三酯检测方面也取得了可喜的进展。所以说，近红外在生物医学领域的应用还大有潜力可挖。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/640f433b-0ac7-49cd-8b9b-44b0014f4c74.jpg" style="width: 300px height: 123px " title="2.jpg" width="300" height="123" border="0" hspace="0" vspace="0"/img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/809eb7a5-3801-469c-9ae8-f0bd374d1026.jpg" title="3.jpg" width="300" height="200" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 300px height: 200px "//pp style="text-align: center "近红外光谱分析仪 土壤养分近红外光谱仪成果鉴定会/pp style="text-align:center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/b5fe03b0-9101-4821-817f-d510651a36e5.jpg" style="width: 300px height: 222px " title="4.jpg" width="300" height="222" border="0" hspace="0" vspace="0"/img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/160b59f8-6128-4eec-ab8f-54f6839264bb.jpg" title="5.jpg" width="300" height="204" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 300px height: 204px "//pp style="text-align: center "无创伤红细胞比容检测装置 临床实验/pp　　近些年来，在学会及国内同行的努力下，召开了多次近红外学术会议，近红外光谱技术的普及越来越广，入行的人越来越多，形势越来越令人振奋。最后，祝愿我们的近红外光谱事业蒸蒸日上，更好更多地应用于国民经济主战场，利国利民。/ppbr//p

近日，来自中国科学院安徽光学精密机械研究所、中国科学院沈阳应用生态研究所、中国科学技术大学、法国蓝海岸大学法国滨海大学的联合研究团队发表了一种基于法拉第旋转光谱的、采用环形阵列永磁体NO2传感器。Recently, the joint research team from Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, HFIPS, Chinese Academy of Sciences, Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences, University of Science and Technology of China, and Université du Littoral Cô te d’Opale published a NO2 Sensor Based on Faraday Rotation Spectroscopy Using Ring Array Permanent Magnets.法拉第旋转光谱（FRS）通过检测沉浸在外部纵向磁场中的气体介质所引起的线偏振光偏振状态的变化，从而实现对顺磁分子的高选择性和高灵敏度检测。该光谱检测方法对水汽、CO2等抗磁性分子具有天然的免疫力，这使得其表现出高度的样品特异性。同时，由于采用了一对相互接近正交的偏振器极大抑制了激光噪声，因此法拉第旋转光谱具有非常高的检测灵敏度。Farraday Rotational Spectroscopy (FRS) achieves highly selective and sensitive detection of paramagnetic molecules by detecting the changes in polarization state of linearly polarized light induced by the gas medium immersed in an external longitudinal magnetic field. This spectroscopic detection method exhibits inherent immunity to diamagnetic molecules such as water vapor and CO2, which results in a high degree of sample specificity. Additionally, the implementation of a pair of closely spaced orthogonal polarizers effectively suppresses laser noise, thus providing FRS with a very high detection sensitivity.通常情况下，使用螺线管提供纵向磁场来产生磁光效应。然而，这种方法存在功耗过大和易受电磁干扰的缺点。研究团队提出了一种基于钕铁硼永磁体环形阵列和Herriott多次通过吸收池相结合的新型FRS方法。根据磁场的空间分布特性，使用14个相同的钕铁硼永磁体环以非等距形式组合，产生纵向磁场。在长度为380毫米的范围内，平均磁场强度为346高斯。宁波海尔欣光电科技有限公司为该项目提供了前置放大制冷一体型碲镉汞红外探测器（HPPD-B-08-10-150 K)，项目团队使用量子级联激光器以40毫瓦的光功率，针对最佳的441 ← 440 Q支氮氧化物跃迁（1613.25 cm–1，6.2 μm）。与Herriott多次通过吸收池耦合，积分时间为70秒，实现了0.4 ppb的最低检测限。实验结果也表明，低功耗FRS二氧化氮传感器有望发展成为一个稳健的现场可部署的环境监测系统。Usually, a solenoid coil is used to provide a longitudinal magnetic field to produce the magneto-optical effect. However, such a method has the disadvantages of excessive power consumption and susceptibility to electromagnetic interference. The research team proposed a novel FRS approach based on a combination of a neodymium iron boron permanent magnet ring array and a Herriott multipass absorption cell is proposed. A longitudinal magnetic field was generated by using 14 identical neodymium iron boron permanent magnet rings combined in a non-equidistant form according to their magnetic field’s spatial distribution characteristics. The average magnetic field strength within a length of 380 mm was 346 gauss. HealthyPhoton Co.,Ltd provided an integrated TE-cooled mercury cadmium telluride (MCT) infrared detector with front-end amplification(HPPD-B-08-10-150 K) for this project. A quantum cascade laser was used to target the optimum 441 ← 440 Q-branch nitrogen dioxide transition at 1613.25 cm–1 (6.2 μm) with an optical power of 40 mW. Coupling to a Herriott multipass absorption cell, a minimum detection limit of 0.4 ppb was achieved with an integration time of 70 s. The low-power FRS nitrogen dioxide sensor proposed in this work is expected to be developed into a robust field-deployable environment monitoring system.静态磁场法拉第旋转光谱传感装置Static magnetic field Faraday rotation spectral sensing device海尔欣前置放大制冷一体型碲镉汞红外探测器（HPPD-B-08-10-150 K)Integrated preamplifier and cryocooler type mercury cadmium telluride (MCT) infrared detector环形阵列永磁体及其纵向磁场分布特征Circular array permanent magnets and their longitudinal magnetic field distribution characteristics(a) 对于等距离的NdFeB永磁环阵列，模拟得到了中央纵向磁场的分布情况。(b) 对于非等距离的NdFeB永磁环阵列，模拟得到了中央纵向磁场的分布情况（黑线），并进行了实测（红线）。(c) 示意图显示了Herriott腔和非等距离的NdFeB永磁环阵列的配置。(a) Simulated distribution of the central longitudinal magnetic field for an equidistant NdFeB permanent magnet ring array (b) simulated (black line) and measured (red line) distributions of the central longitudinal magnetic field for a non-equidistant NdFeB permanent magnet ring array (c) schematic configuration of the Herriott cell and the non-equidistant NdFeB permanent magnet ring array.法拉第旋转光谱信号及其信噪比与检偏器偏转角度的变化关系The Relationship between FRS signal and its SNR and the Deflection Angle of the Polarizer(a) 法拉第旋转光谱信号幅度(b) SNR作为分析器角度α的函数(a) FRS signal amplitude and (b) SNR as a function of the analyzer angle α.Reference:Yuan Cao, Kun Liu, Ruifeng Wang, Xiaoming Gao, Ronghua Kang, Yunting Fang, Weidong Chen，NO2 Sensor Based on Faraday Rotation Spectroscopy Using Ring Array Permanent Magnets, Anal. Chem. 2023, 95, 2, 1680–1685https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c04821Copyright © 2023 American Chemical Society

&mdash &mdash 更稳定、更高分辨率 海洋光学 （Ocean Optics ）于近期推出高性能，900-2200nm光谱响应的近红外光谱仪：NIRQuest 512-2.2。该产品是用于水分检测、化学分析、高分辨率激光检测和光纤特征研究等的理想设备。 （图片说明:海洋光学NIRQuest512-2.2 近红外光纤光谱仪尺寸小，且测量范围可达900-2200nm） NIRQuest512-2.2采用高稳定性、512像元的滨松（Hamamatsu）铟镓化砷（InGaAs）阵列探测器，集成二阶热电制冷和低电子噪声的小型光学平台。根据配置 &mdash &mdash 有六种光栅选项和五种尺寸入射狭缝可供选择&mdash &mdash 光学分辨率可达~0.5 nm-5.0 nm （FWHM全宽半高值），高的分辨率要求对激光特征分析是相当有用。 独特的外部硬件触发功能允许用户通过外部触发来捕捉光谱，或者在数据获得之后来控制触发其它器件。该功能有利于自动过程控制的集成开发或从同步闪光的太阳能模拟器中捕捉光谱。 光谱仪采用的SpectraSuite 操作软件是一个模块化、以Java开发的操作平台，可在Windows，Mac OS 和 Linux 操作系统下运行工作。 此外，NIRQuest512-2.2能与海洋光学的Remora网络适配器一起使用，可将系统变为通过以太网或已有无线连接控制使用的多用户光谱数据服务器。 推出NIRQuest512-2.2之后，海洋光学现提供的NIRQuest近红外光谱仪光谱测量范围选项如下： 900-1700nm、900-2050nm、900-2200nm和900-2500nm。 多种光栅、光学平台和光学附件使得NIRQuest系列能适应各种各样的应用，如医学诊断、食物饮料监测、药物分析、环境监控和过程控制等等。 关于海洋光学(Ocean Optics)和豪迈(HALMA): 总部位于达尼丁，佛罗里达的海洋光学是世界领先的光传感和光谱技术解决方案提供商，为您提供测量和研究光与物质相互作用的先进技术。海洋光学在亚洲与欧洲设有分部，自1992年以来，在全球范围内共售出了超过120,000套光谱仪。海洋光学拥有庞大的产品线，包括光谱仪、化学传感器、计量仪器、光纤、薄膜和光学元件等等。海洋光学是致力于安全检测领域的英国豪迈集团的子公司。海洋光学的产品在医学和生物研究、环境监测、科学教育、娱乐照明及显示等领域应用广泛，公司隶属英国豪迈集团。创立于1894年的豪迈是国际安全、健康及传感器技术方面的领军企业，伦敦证券交易所的上市公司，在全球拥有 4000 多名员工，近40 家子公司。豪迈目前在上海、北京、广州和成都设有代表处，并且已在中国开设多个工厂和生产基地。 欲了解最新豪迈中国新闻并订阅RSS，请访问豪迈中国新闻博客: http://halmapr.com/news/halmacn/ 。您也可以通过下面的链接访问公司英语新闻博客：http://halmapr.com/news/oceanoptics/ 。 如果需要更多的信息请联系: 孙玲博士，总经理 海洋光学亚洲分公司 中国上海长宁区古北路 ６６６ 弄嘉麒大厦 ６０１ 邮编：２００３３６ 电话：(86) 21 6295 6600 传真：(86) 21 6295 6708 电子邮箱： Distributorsupportasia@oceanoptics.com 网址：www.oceanopticschina.cn / www.oceanoptics.com 中文媒体联络： 刘兵斌 (Bryan Liu) 中国区市场经理 英国豪迈国际有限公司上海代表处 中国上海市长宁区仙霞路 137 号 盛高国际大厦 1801 室 邮编：200051 电话：(21) 5206 8686-111 ，传真：(21) 5206 8191 电子信箱：bryan.liu@halma.cn 网址：www.halma.cn

pspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　近年来，近红外光谱技术在我国得到了迅猛的发展，相关的新产品新技术层出不穷。为了多方位展现我国在近红外光谱领域的最新成果，仪器信息网和近红外光谱分会合作制作《近红外光谱新技术/应用进展》网络专题，同时也以此献礼近红外分会成立10周年，并寄语2021年国际近红外大会。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　为了更深入的了解国产近红外光谱仪器技术的发展和应用现状，我们特别邀请了珀金埃尔默公司中国区材料表征产品线经理华瑞给大家分享他对近红外光谱技术以及其应用发展的理解。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "/span/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/db6c9823-c209-48f7-8149-dca068b5c181.jpg" title="华瑞.jpg" alt="华瑞.jpg"//pp style="text-align: center "strong珀金埃尔默公司中国区材料表征产品线经理 华瑞博士/strong/pp　　span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "华瑞，分析化学博士，进入分析仪器行业10年，具有丰富的理论和应用经验，主要从事材料表征产品的应用、开发和推广。/span/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strongPerkinElmer近红外产品与技术详解/strong/span/pp　　strong仪器信息网:请介绍一下贵单位近红外产品的定位及发展历史？在产品的发展过程中有哪些独具优势的技术？/strong/ppstrong　　华瑞：/strongPerkinElmer公司在光学领域一直处于世界领先地位，在近红外光谱仪和图像仪的研发中，也一直体现了业界的最高性能标准。无论是光谱仪还是图像仪，指标和性能都是业界领先的，因此受到科研领域专家学者的青睐。/pp　　1993年，PerkinElmer推出世界第一台傅立叶变换型的近红外光谱仪，大大提升了近红外仪器的精度、准确度和灵敏度，是一次技术飞跃；2001年，推出世界上第一套傅立叶变换阵列检测器近红外显微图像系统，可以快速分析样品中微米级别的成分分布信息，大大扩展了近红外技术的应用领域。/pp　　PerkinElmer近红外的迈克尔逊干涉仪，采用DynaScan专利技术，将所有的光学器件固定在光谱平台上，光谱采集过程中没有动镜的水平移动，而是光学平台的转动。这种设计克服了可能出现的切变和倾斜造成的光谱偏差，使仪器的长期稳定性和抗振动性能都大大提升。仪器内部配有多种标准物质，可以在需要的时候进行仪器横纵坐标准确性和噪音的性能确认，保证仪器正常工作状态。特别是可溯源的甲烷气体，可对每张光谱自动进行AVI(Absolute Virtual Instrument)校正，除了保证横坐标的更好准确度，还对整体的光谱峰型进行校准，使不同仪器、不同机型的数据都是一致的，大大提升了模型的通用性。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 240px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/d9fa4169-f82b-4fd1-8c58-a5f9c93c30f3.jpg" title="01.png" alt="01.png" width="500" height="240" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong图1.PerkinElmer专利的干涉仪设计；/strong/ppstrong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 213px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/10bd663c-57b5-40c3-8040-e53cf113b14a.jpg" title="02.png" alt="02.png" width="500" height="213" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong图2.仪器内置标准物质，软件自动调用进行性能认证/strong/pp　　PerkinElmer近红外光谱仪可单独使用，也可升级成近红外图像仪，获取样品的微观分布信息。近红外图像仪包括近红外光谱仪和图像系统，可自动扫描样品区域，获得不同空间分辨率的近红外特征信息。所有的操作都是自动化，包括聚焦、可见光照明、切换扫描模式、切换空间分辨率、数据主成分分析等。还可升级成中近红外光谱仪和图像仪，成为多功能的样品分析系统。/pp　　2014年底，PerkinElmer公司收购了瑞典波通公司，又大大丰富了近红外产品线。波通近红外采用最新一代固定光栅二极管阵列分光技术，可应用于实验室或生产车间的旁线，或在线近红外作为过程分析的一部分。波通在15年前就开始使用在线近红外检测黄油奶酪产品，积累了大量经验，是业界在线近红外的首选方案提供商。/pp　　strong仪器信息网：目前贵单位主推的产品?/strong/ppstrong　　华瑞：/strong目前PerkinElmer近红外光谱仪有傅立叶变换型的Frontier和Spectrum Two N，光栅型的DA7250，DA7440等。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 204px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/905074cc-bf76-4413-bc28-2ea9bee33ebc.jpg" title="03.jpg" alt="03.jpg" width="300" height="204" border="0" vspace="0"/img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/93d71913-4e5c-4244-a4b7-ba432c882be9.jpg" title="04.jpg" alt="04.jpg" width="300" height="211" border="0" vspace="0" style="max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 211px "/ /pp style="text-align: center "strong图3. Frontier近红外光谱仪；图4.Spectrum Two N近红外光谱仪/strong/pp　　Frontier近红外于2011年推出，光谱范围、信噪比、分辨率、精度等主要指标都是业界领先水平，还可以拓展为中/近红外光谱仪和图像仪，适合于样品种类多、研究水平高的高校等科研单位。/pp　　Spectrum Two N为2018年推出的最新产品，是单独的近红外光谱仪，其性能指标同Frontier一样，都是业界最好水平，并得益于其结构紧凑、功能专一的特点，特别适合企业用户。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 174px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/5fc4644e-946b-4ca2-9fda-5cdc3326584c.jpg" title="05.jpg" alt="05.jpg" width="300" height="174" border="0" vspace="0"/ img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/78fdbdfd-9dfd-40c0-87a1-2b22b9da16e6.jpg" title="06.jpg" alt="06.jpg" width="220" height="279" border="0" vspace="0" style="max-width: 100% max-height: 100% width: 220px height: 279px "//pp style="text-align: center "strong图5. Spotlight近红外图像仪；图6. DA7250近红外光谱仪/strong/pp　　近红外图像仪型号为Spotlight 400，主要面向客户为高校等科研单位，其强大的功能和卓越的性能使其一直是微观近红外分析的首选设备。它由Frontier扩展而成，兼具常规样品和微观样品的分析能力。其空间分辨率最高可达6.25µ m，可进行透射和反射模式测试，具有自动切换测试模式、自动聚焦、自动照明、自动切换空间分辨率、自动进行主成分分析数据等先进功能。整套仪器无透镜，采用全反射光学元件，是真正的高端近红外仪器。/pp　　DA7250是采用最新一代固定光栅二极管阵列分光技术的光谱仪，采用电致冷铟镓砷检测器和灵敏度最高的J22材料，检测精度高，内置氙灯作为波长基准，内置参考板作为能量基准，可以保证仪器长期使用的稳定性。DA7250检测样品时无需通过石英介质，样品间无需清理也不会产生交叉污染，对于粘稠，高油等难清理样品无需清理，使用简便。span style="text-align: center " /span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 257px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/b91bbd0e-4cee-4617-af47-21e29c2b5751.jpg" title="07.png" alt="07.png" width="500" height="257" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong图7. DA7440在线近红外光谱仪/strong/pp　　在线近红外光谱仪DA7440，采用全防护等级设计( SD )，满足IP 67 & 69k标准，使用特氟龙涂层铝部件，蓝宝石检测窗口，清理容易。内置不锈钢空气过滤器和空气泵。在线显示屏为12英寸触摸屏，IP 65防护等级，嵌入式网络浏览器，网线或者无线网连接网络，软件内置取样按钮。/ppspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strong　　食用油和医药领域的应用是目前主要开发方向/strong/span/ppstrong　　仪器信息网:贵公司近红外光谱仪应用最具优势的领域?/strong/ppstrong　　华瑞：/strong得益于优异的性能和强大的扩展性，PerkinElmer公司近红外产品在科研领域的优势巨大，可以提供一系列的解决方案：/pp　　在饲料领域，比如饲料中动物源性成分的检测，比利时Wallon 农业研究中心(CRA-W)，意大利Ispra 的健康和消费者保护研究所(IHCP)以及比利时Geel 的标准物质与测量研究所(IRMM)等三家欧盟实验室，使用PerkinElmer Spotlight近红外图像系统对动物饲料样品沉淀物中围巾肉骨粉进行了研究，并通过了盲样测试。中国农业大学工学院杨增玲教授课题组，也做了大量细致的工作。中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所和PerkinElmer公司合作，开发了不同载体预混合饲料中维生素E 近红外光谱模型，为近红外分析方法在预混合饲料维生素检测方面的实际应用提供有益的参考。/pp　　在天然产物领域，清华大学孙素琴教授课题组使用Frontier近红外光谱仪，对多种药材(如牛膝、丹参、白芷)进行了产地和品种鉴别，对药材中有效成分(如牛膝中蜕皮甾酮、杜仲中松脂醇和二葡萄糖苷等)进行定量研究，均获得了良好效果。孙教授课题组还使用Spotlight红外图像系统，对银杏叶和茯苓等药材进行了微观分析，获得不同成分的分布状态。国际竹藤中心、中国林业科学院等单位，也使用Spotlight进行天然产物的微观分析。北京中医药大学的吴志生教授，使用Spotlight对中成药成分的微观分布也做了大量研究。/pp　　在食用油领域，PerkinElmer公司和国内著名的企业合作，在Spectrum Two N上开发建立了一系列的指标模型，除了最终产品的QAQC，还对生产过程中的重要指标进行了快速分析，如毛油的酸价、水分和含磷量，这些指标用于判断大豆原油的酸败程度，并为后边碱炼工序提供添加物料用量的依据。油脂的含磷量是很重要的一个指标，会影响油脂的色泽和透明度，国标方法(GB5009.87—2016钼蓝比色法)需要7~8个小时才能测试一个数据，对生产过程失去了监控作用。目前开发的含磷量模型，其偏差已经小于15ppm，满足了企业的实际需求。/pp　　strong仪器信息网:目前贵公司计划或者正在重点拓展的新领域有哪些？为什么看好该领域？有哪些新的解决方案?/strong/ppstrong　　华瑞：/strong在近红外领域，PerkinElmer公司目前的主要开发方向是食用油和医药。食用植物油与人们生活密切相关, 既是人体的重要能源和营养源, 也是食品生产加工中的重要原料，因此食用油的质量控制格外重要。国家发布了食品安全国家标准，用于控制和测定食用油的各项指标，如酸价、含水量、含磷量等。但这些实验，都需要对样品进行前处理，使用多种化学试剂，操作时间较长，耗费大量的人力物力，而且不能快速得到实验结果指导生产。不少食用油加工企业已经在使用近红外快速检测原料的品质，有一定的近红外基础，对油脂近红外设备有强烈的兴趣。目前市场上有一些近红外油脂分析设备，但实际使用效果一般，基本只能对碘值进行预测，对食用油生产企业意义不大。PerkinElmer Spectrum Two N近红外光谱仪凭借良好的性能，已经和一些著名的油脂企业合作，开发了大豆油不同生产阶段的酸价、含水量、含磷量等，并得到了企业的认可。我们正在加紧和更多的企业合作，进一步优化现有模型，并开发更多对企业有真正帮助作用的模型方法。/pp　　医药领域中，国家新近推行的带量采购政策，要求中标品种需要采用近红外光谱建模跟踪检测方式对每批次进行监测，这对近红外光谱仪的销售是一个利好。PerkinElmer公司在制药行业有很好的客户基础，加上近红外光谱仪光学性能好，附件种类多的特点，我们已经和一些药企进行了合作测试和方法开发，重复性和准确性非常高。我们推荐主机+漫反射NIRA附件的配置。NIRA采用了小角度镜面反射收集机制，由于平面反射镜的加工精度大大高于球体内部镀膜，可以制成非常均匀的一致性非常高的反射镜片，避免了传统积分球镀层均匀性和一致性差造成的光谱偏差，这保证了数据测试可以在不同的NIRA的传递，在一台机器上的数据和模型可以应用到其它仪器。小角度测量，还克服了样品高度和位置对谱图的影响，并减少了杂散光进入检测器，提高了测试的重复性和精密度。/ppspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strong　　近红外行业看点：小型化、专业化、在线化、网络化… … /strong/span/pp　　strong仪器信息网:从仪器发展及应用的角度分析，您认为目前近红外光谱仪走到了哪一个阶段?有哪些先进的技术值得大家关注?又有哪些制约因素?/strong/ppstrong　　华瑞：/strong经过近些年仪器硬件和软件的发展，近红外光谱仪已经得到了长足的进步，也得到了很好的应用。小型化、专业化、在线化、网络化是未来近红外光谱仪应用的发展方向。不过，如何提高近红外光谱仪的准确度、精度、对不规则样品和低含量指标的分析能力，仍是目前面临的一个挑战。此外，自动优化、自动建模等基于大数据的软件，也是一个需要解决的问题。/pp　　strong仪器信息网:请分析目前全球及中国近红外光谱市场的发展态势有何不同?/strong/ppstrong　　华瑞：/strong国外近红外仪器的研发比中国早，水平也相对较高。在小型近红外光谱仪方面，也处于领先地位。相对来说，我国近红外光谱仪研制时间较短，而且基本上是光栅型仪器，精度和灵敏度均受限。当前，我国科研型的近红外仪器基本都是进口的，而化工、医药、食品等领域中一些规模较小的企业是国产仪器的主要市场。/pp　　strong仪器信息网:您如何评价我国近红外光谱的市场需求情况及发展潜力？未来几年，近红外光谱的热点市场需求有哪些?/strong/ppstrong　　华瑞：/strong目前近红外主要的应用领域包括：石油及石油化工、基本有机化工、精细化工、冶金、生命科学、制药、医学临床、农业、食品、饮料、烟草、纺织、造纸、化妆品、质量监督、环境保护、高校及科研院所等。/pp　　随着各个行业自动化需求的提高，工艺和成本的控制更加严格，在食品、化工等行业会有持续的购买需求。国家医药带量采购的政策，也会促使更多的药企购买近红外光谱仪。比如，在石化领域可测定油品的辛烷值、族组成、十六烷值、闪点、冰点、凝固点、馏程、MTBE含量等 在农业领域可以测定谷物的蛋白质、糖、脂肪、纤维、水分含量等 在医药领域可以测定药品中有效成分，组成和含量 亦可进行样品的种类鉴别，如酒类和香水的真假辨别，环保废弃物的分检等。/p

仪器信息网讯 2011 年9 月27日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会近红外光谱专业委员会与云南瑞升烟草技术(集团)有限公司、云南同创检测技术股份有限公司在瑞升公司举办了“近红外光谱专业委员会云南物联站成立授牌仪式暨近红外光谱应用学术报告会”，70多位业内专家、200多位瑞升公司的科研人员出席。“近红外光谱专业委员会云南物联站成立授牌仪式暨近红外光谱应用学术报告会”现场　　会议首先举行了“近红外光谱专业委员会云南物联站成立授牌仪式”，授牌仪式后，会议特邀国内近红外相关领域的院士和著名专家做专题报告，进行学术交流。学术报告会由近红外光谱专业委员会委员王家俊教授主持。　　方家熊院士：微型近红外光谱分析仪器方家熊院士　　方家熊院士报告中介绍了近红外光谱仪发展进程：50年代后期，滤光片分光系统/热传感器型，只是离散的几个波长，测量样品需预处理；灵活性差，而且波长稳定性、重现性差。70年代，光栅扫描分光/ 单光敏元传感器型，扫描速度慢、波长精度和重现性差。80年代，“傅立叶变换”反演光谱/单光敏元传感器型。90年代，固定光栅/二极管阵列(FPA)和声光可调滤光器(AOTF)/ 单光敏元传感器型。21世纪，微纳型。其中着重介绍了第四代各种类型的微小型红外光谱仪的特点。　　最后方家熊院士指出，目前我国近红外微小型机还不太普及，工农业对微小型机有需求；便携小型机引进的主要是三代机；微型AOTF型机引进力度加大；微型FPA型机基础好缺核心器件；自主生产FPA型是可行的；加强AOTF和微纳型研发是需要的。　　袁洪福教授：近红外光谱分析技术的应用与展望近红外光谱专业委员会主任委员袁洪福教授　　袁洪福教授在报告中介绍了近红外分析技术的特点；近红外在药检制药、水果分级、食品品质安全、石油化工等领域中的应用；近红外分析技术相关国际标准、我国标准的现状；我国药检领域近红外分析技术展望。　　梁逸曾教授：化学计量学方法与近红外光谱分析中南大学梁逸曾教授　　变量选择为化学计量学研究的一个热门问题，目前在多元校正和模式识别多有应用。梁逸曾教授着重介绍了采用CARS(Competitive adaptive reweighted sampling)变量筛选方法建模来提高近红外模型的预测精度，以及解决近红外在线检测的应用问题。　　瞿海斌教授：近红外光谱分析在制药过程质量控制中的应用及展望浙江大学瞿海斌教授　　瞿海斌教授与多家制药企业合作，研制了中药生产过程中各工艺环节的近红外在线检测系统，并针对具体情况设计了样品前处理、不开瓶检测等方法。瞿海斌教授还指出近红外光谱在中药制药领域应用还有很多需要解决的问题，如样品前处理及光谱采集技术、适用的化学计量学方法、过程监测方法、与其他分析仪器的集成技术、技术实施过程中的管理方法等。瞿海斌教授呼吁与会的科研人员一起解决这些问题，共同促进近红外与药品质量的提升。　　邵学广教授：近红外光谱在烟草工业生产分析中的应用研究南开大学邵学广教授　　邵学广教授在报告中介绍了常规成分、微量成分的定量分析模型研究，基于定量模型、光谱的MSPC（通过对多参数的统计对生产过程进行评价）的研究成果；以及基于近红外光谱多元统计分析在烟叶及卷烟(配方)的相似性分析中的应用。　　褚小立博士：近红外光谱方法的标准化研究中石化石科院褚小立博士　　制订符合国情、准确、快速、简便、适用的分析方法标准是组织现代化、集约化生产的重要保证，是加快企业技术进步(如促进生产工艺的改革和提高产品质量的作用)、加强科学管理的一种关键的保障措施。褚小立博士报告中介绍了近红外标准方法的地位、模型适用性判据的重要性、以及模型传递的问题。　　韩东海教授：近红外光谱分析在食品品质分析中的应用中国农业大学韩东海教授　　韩东海教授报告中介绍了近红外光谱技术在水果在线自动分选、水果生产过程控制、腐乳生产工艺改进、葡萄酒发酵智能化、奶牛挤奶数字化、健康食品高科技化、食品专业化等领域的应用情况。近红外光谱专业委员会委员王家俊教授主持学术报告会　　整个交流会针对近年来近红外光谱分析技术在烟草、制药、食品领域的应用和我国在药品监督检测、生产过程控制等方面的应用现状、应用前景和存在问题，大专院校等在相关领域的研究进展等进行了热烈的研讨。专家与专家之间的尖锐问题探讨、用户与专家之间的实际问题解答、主持人的精彩点评等让与会者获益良多。“近红外光谱专业委员会云南物联站”的成立，以及该场近红外光谱应用学术报告会的成功举办必将促进近红外光谱技术的进一步发展。与会专家参观瑞升公司及其实验室　　附录1：云南瑞升烟草技术(集团)有限公司　　云南瑞升烟草技术(集团)有限公司致力于烟草技术、卷烟技术、健康吸烟相关技术研究开发、产品生产及配套服务，是专业设置全面，综合技术实力领先的企业集团。　　瑞升研究开发领域贯穿从种子到烟气的整个过程。经过多年的不断探索和创新，在烟草的种植、调制和卷烟生产配套的各个关键环节，瑞升拥有全方位的烟草综合技术创新能力、价值创造能力、资源整合能力与平台，能为烟草相关企业的烟草原料开发生产、卷烟开发生产提供系统解决方案及配套产品，并为吸烟人群的健康保护提供和创造独特的瑞升价值。　　瑞升一直以人的发展作为企业最核心的驱动力，不断强化人的发展和专业人才体系的构建。目前已形成了近400人的研究、开发和服务的技术队伍，拥有博士20人，硕士110人，研究员和高级工程师20人。多学科、多专业的人才围绕瑞升发展目标，在相应的业务平台和创新体系中进行有机组合，辅以科学有效的机制，使瑞升的业务具备人力资源保障的优势。　　附录2：云南同创检测技术股份有限公司　　云南同创检测技术股份有限公司是一家为农产品、食品、烟草及制药等行业的产品质量安全检测机评价、产品品质提升和可持续发展需求提供技术服务的综合性第三方检测机技术服务机构。　　自2001年启动建设，进过10余年的发展，分析检测研究平台已经发展成为拥有100余位员工的专业技术团队和配备价值5000万元的先进科研仪器设备、服务领域拓展到烟草、农产品、食品级医药等行业的检测研究平台。

pspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　近年来，近红外光谱技术在我国得到了迅猛的发展，相关的新产品新技术层出不穷。为了多方位展现我国在近红外光谱领域的最新成果，仪器信息网和近红外光谱分会合作制作《近红外光谱新技术/应用进展》网络专题，同时也以此献礼近红外分会成立10周年，并寄语2021年国际近红外大会。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　为了更深入的了解国产近红外光谱仪器技术的发展和应用现状，我们特别邀请了北京北分瑞利分析仪器(集团)有限责任公司的田燕龙博士给大家分享其对国产近红外光谱技术及应用发展的理解。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 200px height: 258px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/1c932139-c24b-4e87-9134-e0a5cbe9c633.jpg" title="田燕龙博士.jpg" alt="田燕龙博士.jpg" width="200" height="258" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong北京北分瑞利分析仪器(集团)有限责任公司 田燕龙博士/strong/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong产品线布局始于国内首台傅立叶变换红外光谱仪/strong/span/pp　strong　仪器信息网：请介绍一下贵单位近红外产品的定位及发展历史?/strong/pp　　strong田燕龙博士：/strong上世纪80年代，傅立叶变换红外光谱仪的应用在国内刚刚起步，但国内却没有相关仪器的制造技术。为改变这一现状，在国家科委批准下北京第二光学仪器厂(现归属北京北分瑞利分析仪器(集团)有限责任公司，以下简称北分瑞利公司)于1987年从美国ANALECT公司引进了傅立叶变换红外光谱仪设计及制造技术，通过对引进技术的消化和吸收，于1993年7月27日成功开发了我国第一台傅立叶变换红外光谱仪——WQF-400型傅立叶变换红外光谱仪，填补了国内空白。/pp　　随后北分瑞利公司在持续发展和提升傅立叶变换红外光谱仪技术的同时，开始拓展红外光谱仪器的应用范围，于1995年开始研发国内首台傅立叶变换近红外光谱仪——WQF-400N型傅立叶变换近红外光谱仪(见图1)，并于1999年通过专家鉴定，再次填补国内空白。/pp　　WQF-400N自主设计了CaFsub2/sub分束器、PbS/InGaAs探测器组件，将国产傅立叶变换红外光谱仪的工作波段，由中红外(4000cmsup-1/sup-400cmsup-1/sup)扩展到近红外(10000cmsup-1/sup-3300cmsup-1/sup)，代表了当时我国近红外仪器的最高水平。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 291px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/90302749-5731-4408-8db6-7fae22339989.jpg" title="WQF-400N.jpg" alt="WQF-400N.jpg" width="450" height="291" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong图1 我国首台傅立叶变换近红外光谱仪——WQF-400N型傅立叶变换近红外光谱仪/strong/pp　　为丰富近红外光谱仪器产品品类、满足用户多样化需求，在WQF-400N型傅立叶变换近红外光谱仪之外，2004年北分瑞利公司自主设计开发了NIR-800型近红外光谱仪(见图2)。NIR-800主要工作波段在短波近红外(800nm-1000nm)，和主要工作在长波近红外(1000nm-2500nm)的WQF-400N形成了很好的互补。NIR-800外接通用PC机，采用交叉C-T的单色器结构和CCD/PDA阵列探测器接收，具有无运动部件、可靠性好、价格较低、综合像差小、杂散光低等创新点。/pp style="text-align: center"a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C73736.htm" target="_blank"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 202px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/28b076f7-526c-4c66-84a8-b76d92f3b51f.jpg" title="NIR-800.jpg" alt="NIR-800.jpg" width="450" height="202" border="0" vspace="0"//a/pp style="text-align: center "a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C73736.htm" target="_blank"strong图2 NIR-800型的近红外光谱仪/strong/a/pp　　2008年，北分瑞利公司又开发出了第二代傅立叶变换近红外光谱仪——WQF-600N。WQF-600N，该仪器采用了摆式干涉仪结构，开发了适合新仪器的CaFsub2/sub分束器、攻克了动镜结构和快速摆动控制技术、高速高精度数据采集等关键技术，于2008年12月19日通过了北京市技术创新服务中心组织的专家鉴定。鉴定以后，WQF-600N型傅立叶变换近红外光谱仪就替代了老款的WQF-400N型，成为北分瑞利公司近红外领域的主推产品(见图3)。这款产品在2008年及之后的一段时间内是唯一的一款国产傅立叶变换近红外光谱仪，在如今也是屈指可数的几款国产傅立叶变换近红外光谱仪之一，主要应用在大学及科研机构。/pp style="text-align: center"a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C14915.htm" target="_blank"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 337px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/25fb9cba-57d2-470b-a5d5-bb99218fd4f8.jpg" title="WQF-600N.jpg" alt="WQF-600N.jpg" width="450" height="337" border="0" vspace="0"//a/pp style="text-align: center "stronga href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C14915.htm" target="_blank"图3 WQF-600N型傅立叶变换近红外光谱仪/a/strong/pp　　目前，北分瑞利公司正在研究基于新一代500平台的WQF-500N型傅立叶变换近红外光谱仪。500平台使用模块化的总体设计思路，采用密封型的角镜型式迈克尔逊干涉仪、高精度的24位A/D变换，快速稳定的动镜控制及数据采集与处理等技术，通过全新改版升级的MainFTOS Suite傅立叶红外光谱仪通用软件及先进的网口及无线通讯技术，在外观、软件、可靠性以及产品功能方面都实现了突破。/pp　　strong仪器信息网：贵公司近红外光谱仪的应用情况?有哪些典型的应用案例?/strong/ppstrong　　田燕龙博士：/strong北分瑞利公司的近红外产品可应用于制药、农业、石油化工、食品、纺织品检测等领域。江苏大学陈斌课题组使用北分瑞利公司的傅立叶变换近红外产品，先后实现了如下应用：(1)使用近红外漫反射方法研究了甲硝唑的主要成分硝基羟乙唑，建立了近红外光谱与硝基羟乙唑含量之间的数学建模，实现了硝基羟乙唑的快速检测 (2)研究了应用近红外光谱分析技术检测纺织品中羊毛成分含量的一系列过程，实现了对纺织品中羊毛含量的检测 (3)以食用植物油中主要脂肪酸棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸为检测指标，通过对近红外光谱技术在定量检测中的几个关键问题的研究，实现了对食用油种类和掺伪的鉴别。/pp　　strong仪器信息网：目前贵公司计划或者正在重点拓展的新领域有哪些?为什么看好该领域?/strong/ppstrong　　田燕龙博士：/strong食源性致病菌是引起食源性疾病的首要原因，全球每年发生高达1.5亿的腹泻病例中，有70%是由各种致病性微生物污染食品所引起，许多研究已经表明近红外光谱技术可以实现对食源性病菌的快速检测。目前，北分瑞利公司正在开展食源性病菌近红外检测技术和仪器的研究工作，相关解决方案正在开发当中。/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong近红外光谱发展趋势：MEMS技术、定制化、掌上生活/strong/span/pp　　strong仪器信息网：相较于光栅近红外，傅立叶变换近红外光谱的优势体现在哪里?目前的技术发展水平如何?/strong/ppstrong　　田燕龙博士：/strong和光栅近红外仪器相比，傅立叶变换近红外光谱仪器最大的优势体现在性能上，目前研究级的近红外光谱仪器基本都属于傅立叶变换型。首先，傅立叶变换近红外光谱仪器具有多路通过的特点，所有频率同时测量 其次，傅立叶变换近红外光谱仪器的光通量比光栅仪器大得多，因此具有更高的灵敏度和信噪比 最后，傅立叶变换近红外光谱仪器由于采用激光定位，波长的稳定性好，且光谱的分辨率高，使得这类仪器具有较好的波长准确性与重复性，仪器间的一致性好，更容易实现近红外模型传递。/pp　　虽然傅立叶变换近红外光谱仪器较光栅近红外仪器具有更优异的性能，但是高性能也带来了高成本的问题，在近红外仪器市场份额上傅立叶变换近红外光谱仪器并没有表现出明显的竞争优势。目前傅立叶变换近红外光谱仪器的技术水平已经比较成熟，未来应该更多考虑如何降低成本。/pp　　strong仪器信息网：从仪器发展及应用的角度分析，您认为目前有哪些先进的近红外光谱技术值得大家关注?/strong/ppstrong　　田燕龙博士：/strong随着光学器件、新材料、5G(6G)通讯、物联网、大数据、云计算等科技的迅速崛起，近红外光谱分析技术的面貌也必然焕然一新，与人类生活的联系将会更加密切。综合比较国内外先进仪器，在近期有如下发展趋势：/pp　　(1)MEMS技术/pp　　近年来，全球掀起了仪器微型化的开发热潮：台式机——便携式——手持式——掌上机——芯片机。其中，近红外光谱仪倍受关注，近红外光谱仪产品越做越小，其推动力就是微电子机械系统(Micro Electro Mechanical Systems，MEMS)的大量使用。基于MEMS微光栅、MEMS微干涉仪等开发的新型近红外光谱仪，具有尺寸小、重量轻、功耗小等优点。2017年埃及Si-Ware在洛杉矶推出了单个芯片大小的MEMS近红外光谱仪——NeoSpectra Micro，该仪器检测范围为1100nm-2500nm，其外观尺寸为18× 18mm，厚度仅为4mm。/pp　　(2)定制化/pp　　近红外光谱技术快速无损、多性质同检的特点，使得其特别适合作为一种在线监测手段。很多企业在用到近红外技术时，往往具有自己独特的需求，需要单独设计在线产品。如西派特(北京)科技有限公司为山东广通蚕种有限公司开发的HF-C06蚕蛹雌雄高速鉴别与分选设备，基于蚕蛹雌雄在化学组成上的不同，以光波为媒介高速采集蚕蛹的化学特征信息，实现了蚕蛹性别的高速鉴别。/pp　　(3)掌上生活/pp　　随着近红外光谱仪的微小型化和成本的不断降低，原来遥不可及、只有大型企业或研究机构方能使用的光谱仪产品，会逐渐走进普通老百姓的生活，甚至人手一个，用于监测日常生活中的饮用水、奶制品、肉制品、果蔬品等食物的安全性、新鲜度，以及通过成分含量的摄入而实现个人健康管理。2017年1月，长虹在年国际消费电子展(CES)上发布全球首款分子识别手机--长虹H2。H2手机搭载了小型化高分辨率近红外光谱传感器，可对被测物体进行近红外吸收光谱的数据采集，并将光谱数据传输至云平台进行分析、计算、处理，得出定性、定量分析结果。/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong国产与进口仪器差距犹在 市场快速增长毋庸置疑/strong/span/pp　　strong仪器信息网：您认为目前国产近红外光谱仪与进口产品相比有哪些不足?/strong/ppstrong　　田燕龙博士：/strong一直以来，国产傅立叶变换红外光谱仪器产品就与国外同类产品存在一定差距。对于中红外，国产傅立叶变换红外光谱仪器产品与国外产品的差距主要体现在硬件水平上(如仪器的一致性、稳定性等)，通过差异化竞争、降低价格等手段，国产仪器仍能获得一定的市场份额。但是在近红外领域，由于缺少成熟的模型数据库，使得国产仪器与国外产品的差距进一步拉大。/pp　　模型往往需要针对不同的样品类型单独建立，而且数据库的建立也不是一劳永逸的，在实际应用中需要经常维护和扩充，需花费大量的人力和物力及持续的资金投入，而这恰恰是国产仪器厂商难以负担的。由于缺少模型数据库，使得国产傅立叶变换近红外光谱仪器在市场上竞争力很差，这又进一步打击了仪器厂商的积极性，从而造成了恶性循环。因此国产傅立叶变换近红外光谱仪器要想做大做强，在硬件提升的同时，必须从基础做起，通过积累逐渐建立起自己的大数据库，在为用户服务的同时也可以获得利润，形成良性循环。/pp　　另外，相比别的光谱仪器，傅立叶变换近红外光谱仪器的专业性更强，销售人员专业能力不足是一个不可忽视的因素。进口仪器公司的销售人员往往也是应用工程师，具备售前制定方案、售中指导建立校正模型、售后负责模型维护和仪器维护的能力 而国内仪器公司的销售人员大多不是化学专业出身，与应用脱节，这些都制约着国产近红外仪器市场份额的扩大。/pp　　strong仪器信息网：您如何评价我国近红外光谱的市场需求情况及发展潜力?未来几年，近红外光谱的热点市场需求有哪些?由哪些方法标准或政策法规等所促进?/strong/ppstrong　　田燕龙博士：/strong2017年11月，美通社根据Global Market Insights的一份市场报告发布新闻称近红外市场规模从2016开始到2024年将以年复合增长率6.1%的速度增长，并占据整个过程光谱行业(拉曼、红外、近红外)55%以上的份额。近期国际知名咨询公司QY Research公司出版了行业调研报告《全球近红外光谱(近红外(NIR)分析仪)市场规模、趋势和预测2019》，预测到2025年底全球近红外分析仪器市场将达到5.6亿美元，而且未来几年近红外分析仪器市场的最高增长率将会出现在亚太地区。/pp　　就国内来说，近三年来许多近红外行业标准开始陆续制定和实施，涉及到了多个应用领域，包括茶叶品质检测(标准号DB34/T 2890-2017)、山羊绒净绒率检测(标准号DB15/T 1229-2017)、纺织品纤维定量分析(标准号FZ/T 01144-2018)、珍珠粉鉴别(标准号GB/T 34406-2017)、甲基乙烯基硅橡胶中乙烯基含量测定(标准号GB/T 36691-2018)、固态速溶茶中主要成分测定(GHT1260-2019)、茶多酚制品中主要成分测定(征求意见稿已发布)、畜禽肉品质检测(计划编号20191050-T-326、20191054-T-326)、纺织纤维鉴别(申报号FZFFZT0832-2019)和中药混合均匀度与水分快速检测(团体标准已启动)等。/pp　　总体来说，国内近红外光谱仪器市场在未来几年快速增长是毋庸置疑的，唯一不可预估的是在食品、质量监控、过程控制和化学品等不同行业最终规模化的大小。/p

p　　strong仪器信息网讯/strong 3月15日至17日，在2016慕尼黑上海光博会上，德州仪器(TI)展示了由DLP光控技术实现的3D机器视觉、3D打印、光谱分析以及数字曝光等一系列新一代工业应用解决方案，其中DLP技术在光谱分析中的应用让不少仪器行业的专家驻足停留。/pp　　从电影院到家里的客厅，再到大宴会厅，DLP技术正在改变我们看投影的方式，但是目前这种技术在科学仪器行业还是比较少见的。/pp　　2014年匹兹堡分析化学及实验室展上，TI宣布推出了首款为支持近红外光(NIR)的使用而优化的DLP芯片组DLP4500NIR以及相对应的DLP NIRscansupTM/sup评估模块(EVM)。之后用户对该产品反馈很多，并提出了更多需求。为此TI于2015年又推出业界首款完全可编程微机电系统(MEMS)芯片组。该DLP芯片组由DLP2010NIR近红外数字微镜器件(DMD)、DLPA2005集成功率管理和DLPC150控制器组成，具有低功耗、可编程高速模式和最新的5.4微米像素等特点，可实现紧凑型光学设计。/pp　　此次上海光博会上TI在现场进行了DLP众多功能强大的演示，其中就包括基于DLPNIRscansupTM/sup Nano EVM实现的便携光谱分析开发套件。/pp　　与传统光谱仪器相比，基于DLP技术的光谱仪具有哪些独特的优势呢?为此，仪器信息网编辑特别拜访了TI的展位，并与TI DLP产品嵌入式产品总经理Mariquita Gordon等相关负责人进行了深入交流。/pp　　据介绍，光谱分析技术是DLP系列产品涉足的一个新的领域。在光谱分析中，DLP微镜阵列作为一个可编程波长选择滤波器，可以使光谱仪架构实现起来更加简便。不仅较现有的光谱分析解决方案可提供更高的波长分辨率、更大的探测面积和更高的光捕获效率，还可实现更好的信噪比(SNR)指标，可被用于设计高性能、可靠、灵活和经济的光谱分析解决方案。/pp style="text-align: center "img width="450" height="319" title="01.jpg" style="width: 450px height: 319px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/a1329c01-85ad-4356-a510-4866eb087018.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp　　其中，DLP2010NIR近红外数字微镜器件就是当前尺寸最小、效率最高的DLP芯片，专为一系列手持近红外传感应用设计，包括光谱仪和化学成份分析仪器，可以在700~2500nm范围内进行准确的光谱分析。尺寸小、像素偏转角度高达17度，可以采用紧凑型侧边照射光学引擎设计，适用于手持系统的设计。芯片的可编程高速854 x 480微镜阵列支持高级滤波功能，为便携式应用的快速测量奠定了基础，其应用涵盖农业、餐饮、石油化工、医疗及皮肤护理等行业。/pp　　值得注意的是，若将该芯片组与蓝牙和采用蓝牙低功耗技术的DLP NIRscan超便携EVM组合使用，设计人员可以非常容易的设计出便携分析仪器的原型，从而加快超便携光谱仪的开发进程。/pp　　下面是采用基于DLPNIRscansupTM/sup Nano EVM实现的便携光谱分析仪的内部结构示意图。/pp style="text-align: center "img width="450" height="313" title="02.jpg" style="width: 450px height: 313px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/d8469dfa-3c0d-41c6-b7f3-0cf81e52ec79.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp　　在TI展台上，广州讯动网络科技有限公司产品运营总监陈昌胜还介绍了利用DLPNIRscansupTM/sup Nano EVM开发出的新产品---曙光系列Di-Spec设备。该设备体积仅为传统台式光谱仪器的五分之一，具有性价比良好、模型免维护、操作简便、支持多指标和应用的精准检测等特点，适用于企业专业实验室等多种场景使用，可广泛应用于农业、食品、环保、药品、化工等行业。/pp style="text-align: center "img width="450" height="338" title="03.jpg" style="width: 450px height: 338px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/2ef9ac75-dc7e-4375-b249-efaad0df187a.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp　　以往，DLP由于其独到性，貌似很神秘，用户很难找到更多有关DLP的进展信息。现在情况不同了，德州仪器在网站上还专门建立了针对DLP产业链的“生态联盟圈”，将DLP、第三方设计商以及光谱分析厂商联合起来，共同研发。Mariquita介绍说，“对DLP产品，我们面临一个挑战：我们是光电器件厂商，对应用远不如用户了解，其实有的用户用DLP技术的设计远超出我们的想象。为此我们也希望能把上下游资源整合在一起，能帮助客户更快的创新产品。” 据悉，目前已经有50多家企业参与到这个生态圈中来。/pp　　strong后记/strong：在本网站编辑最近对中国近红外光谱分析研究先行者之一、中国农业大学严衍禄教授采访时，严教授说到，“在中国研究近红外面临的困难更多，例如中国的小麦、玉米等的品种可能比国外多几万个，使得建立稳定的近红外模型更加困难。而如今大数据、云计算等的发展，对于中国近红外研究来说，可能是一个很好的机遇。” 对于光谱仪器来说，国外大型仪器厂商在通用近红外光谱仪器方面已经有很多成功的经验，也开发出很多通用仪器。但是专业领域的仪器，因为本土应用的特殊性，还是需要有本土仪器厂商进一步开发，这也是本地仪器厂商的机会。类似DLP专业技术的核心部件有助于国产仪器厂商在更多应用领域开发出应用独到的设备。br//p

国际近红外光谱学术会议（International Conference on Near Infrared Spectroscopy，ICNIRS）每两年举办一次，旨在促进世界各国在近红外理论研究和应用探索的拓展与交流，迄今为止已举办了19届。第20届国际近红外光谱学术会议（ICNIRS2021）将于2021年10月17-21日召开。为了满足更多代表的参会需求，会议注册报名截止时间延迟到2021年9月30日，有意向的老师可以登录会议官网报名：https://www.nir2021.com。虽然鉴于当前疫情形势，本届会议采取线上网络会议的形式，但是会议的内容同样精彩。据不完全统计，本次会议共安排了5个特邀报告，2个获奖报告，66个口头报告，以及110个墙报。此外，会议正式开始之前，还安排了4场WORKSHOP。特邀报告推荐： Richard Crocombe 博士Richard Crocombe 博士毕业于英国牛津大学（学士、硕士、化学）和南安普顿大学（博士、化学和光谱学）。他移居美国，最初获得博士后奖学金，然后加入 Digilab (Bio-Rad) 从事实验室 FT-IR 仪器工作。多年来，他在 Digilab 担任过多个职位，但专注于产品和应用开发，包括步进扫描 FT-IR 应用和使用二维焦平面阵列探测器的光谱成像。之后，他先后在 Axsun Technologies、Thermo Fisher Scientific 和 PerkinElmer 任职，专注于微型、便携式和手持式光谱仪器。 2017 年，他离开了企业界，成立了自己的咨询公司，帮助将新的微型光谱技术商业化。 Richard Crocombe 博士在微型和便携式光谱仪的技术和应用方面发表了大量文章，包括 2018 年应用光谱学上的综合评论文章。过去二十年见证了移动式、便携式、嵌入式和现在可穿戴式近红外光谱仪的连续发展，便携式设备的应用实例有据可查，例如化学和制药原料识别和聚合物回收，已经采用了多种技术，包括使用线性阵列的色散、MOEM设备、傅立叶和哈达玛变换、扫描F-P干涉和线性可变滤波器。随着越来越强大的消费电子产品的发展，相关技术也在迅速发展，现在已经可以将光谱设备嵌入到运动或智能手表、洗衣机、烤箱和真空吸尘器中。我们还看到下一代个人护理产品能够实现个性化的化妆品配方，甚至可以指示我们的哪些牙齿需要额外刷牙。对于此类嵌入式设备，我们可以假设产品制造商对其稳定性、在特定温度和湿度范围内的适用性，以及校准承担全部责任，从而为整个产品提供自动决策。最新一代的光谱仪，包括基于光子或等离子体设备的光谱仪，有望实现极端小型化和极低的成本，因此它们可以集成到普通大众的智能手机中。此外，一些在硅探测器区域（约400至1000nm）工作的设备已经可以以几百美元或更少的价格买到。在这种情况下，如何创建、验证和维护必要的数据库，如何进行校准，采用什么算法等问题都是必须特别注意的。供消费者使用的光谱设备或包含在供消费者使用产品中的光谱设备的可能应用领域包括食品、个人健身、个人护理、家居用品的识别和验证等，但每一个领域都需要经过验证的校正方法或样品数据库。这些愿望与分析光谱学的现实之间存在不匹配性，特别是对于向非科学家销售和操作的低成本仪器，这似乎是一个显而易见的问题，但一些面向公众销售的设备似乎是由不熟悉分析化学基本概念（如检测限和采样限）的人开发的。 例如，食品尤其具有高度异质性，正如近红外领域所知，实验室仪器通常采用大样本区域，通常与样本旋转器或积分球结合进行测量。但是，便携式仪器只能检测直径为 2 毫米的区域，并且依赖于接触式测量。由于与样品的距离、接触角度、杂散光等问题，使用手持仪器（尤其是未受过培训的操作员）对食品的检测可能具有高度的不可重复性，甚至给出错误的结果。此外，还有一个重要的问题，检测的是样品的表面还是本体？这都值得大家深思。本次会议中，Richard Crocombe 博士的报告将介绍最新的高度小型化技术，并讨论它们可能的应用和相关的问题。报名参会请点击》》》

p　　2015年11月17日凌晨2时，中国著名的分析化学家陆婉珍院士因病在家中去世，享年92岁。2015年11月21日，上千位来自石油化工、分析化学以及仪器仪表等领域的社会各界人士前往北京八宝山送别陆婉珍院士，深深悼念这位为中国分析化学和石油化学事业做出突出贡献的科学家。br//pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201512/insimg/bb9c64f2-d896-4ddf-8cd3-35e34748600d.jpg" title="c2cec3fdfc0392456419cfdb8794a4c27c1e25b1.jpg"//pp　　陆婉珍院士的一生是光辉、卓越的一生。1924年9月29日陆婉珍院士生于天津。1946年重庆中央大学化工系大学毕业，1949年获得美国伊利诺大学化学硕士学位，1951年获得美国俄亥俄州立大学化学博士学位，并于1952至1953年在美国西北大学从事博士后研究工作，1953年后期，在美国玉米产品精炼公司任研究员。/pp　　1955年10月，陆婉珍院士回到中国，将毕生精力投入分析化学和石油化学研究。当时中国仪器分析尚在起步阶段，她在短短几年时间内组织建立了气体分析、油品分析、元素分析和光谱分析等分析方法，搭建起了较为完整的油品分析技术平台，为科研和生产提供了大量的分析数据，并为炼油企业生产提供了分析技术支撑。例如，她在烃类燃烧过程中对镍铬合金腐蚀机理研究 我国第一套催化重整装置催化剂痕量砷中毒失活原因分析 油井压裂液研制 催化裂化助燃剂研制 特种油品氟油的研制 重油中硫分析及对油品抗氧化性能研究 轧制液质量控制 高碱度磺酸盐添加剂研制等项口中都发挥了关键作用。/pp　　上世纪80年代初，在她组织和领导下，我国首次成功开发出了弹性石英毛细管色谱柱，这是我国气相色谱技术发展的一个里程碑。随后，针对复杂炼厂气和汽油中不同烃类组成，研制出了多孔层毛细管柱和填充毛细管柱，为我国重大新型炼油工艺的开发及时准确地提供了分析数据。上世纪80年代中后期，她指导研究生们解决了液相色谱中定量检测的问题，可对分离所得的各类烃类直接进行定量分析，以后又在液相色谱柱研制方面做了大量有创新性的研究和应用工作。/pp　　上世纪90年代中后期，七十岁高龄的陆婉珍院士将研究方向的重点放在a href="http://www.instrument.com.cn/zc/255.html" target="_self" title=""strong近红外光谱/strong/a分析技术上。1994年她组建了研发团队，采用产学研结合的方式，完成了该技术必备的硬件、软件及油品分析模型的研究和商品化，研制出了成套的实验室型和在线型近红外光谱仪。目前，在她的指导下已建成了包括原油在内的较为完备的油品近红外模型数据库，所研发的在线近红外光谱技术已在我国十余家炼厂的多套装置上得到成功应用，为炼油工业装置的平稳和优化运行发挥着重要的作用。/pp　　陆婉珍院士还鼓励和指导其他领域开展近红外光谱技术研究和应用工作。例如，她积极支持和推动中国食品药品监督局领导和组织的以近红外光谱为核心技术的药品检测车研制项目，目前在中国已装备400余辆药品检测车，实现了现场对药品质量的快速筛查，提高了药品监管工作的效率和质量。这项工作受到了WHO、FDA和USP等国际组织的高度赞扬。/pp　　陆婉珍院士是公认的中国近红外光谱应用技术的领路人。为推动近红外光谱技术在中国发展，她在多个层面上做了大量的工作。她撰写了多篇有影响力的综述性论文 1999年她组织编写了第一部全面介绍近红外光谱技术的专著，成为中国近红外光谱领域的经典之作。2006年在她的倡议和组织下，召开了中国第一届近红外光谱学术会议，目前已举办了五届会议。2009年在陆婉珍院士的积极倡导下，成立了中国近红外光谱学会，这对增进我国近红外光谱科技工作者之间的交流与合作，促进该技术在我国健康快速地发展起到了非常重要的作用。2015年，中国近红外光谱学会设立了“陆婉珍近红外光谱奖”，激发更多人投身近红外光谱研究与应用工作。/pp　　陆婉珍院士一生学识渊博，成果丰硕。多次获得国家和中国石化科技奖 授权专利31项 发表论文232篇，出版专著11部 1991年当选为中科院化学部学部委员(院士)。陆婉珍院士严谨求实、无私奉献、桃李满天下。陆婉珍院士悉心教育，1978年陆婉珍被聘博士生导师，曾先后培养了50余名博士、硕士研究生和博士后，培养了一批石化分析和石油化学学术带头人和技术骨干。她不仅在学术上是他们的导师，也是他们生活上值得信赖的、睿智的长者。她待人和蔼、谦虚，性格正直、开朗，深受周围年青人的爱戴。她经常告诫身边的年青学者：“科学成绩是常年的积累，而不是一朝一夕的辉煌。”/pp　　不仅在中国，全球近红外光谱领域的工作者也都对陆婉珍院士的去世表示沉痛哀悼。格雷姆 D. 巴滕博士在悼词中写道：“获悉陆博士去世的消息，我感到十分悲痛。我在近红外光谱领域工作多年，并担任近红外光谱杂志主编10年， 我高度赞赏我们近红外光谱领域的先驱者陆博士做出了卓越贡献。陆婉珍博士是很多人的导师和睿智的引路人，她的一生影响了世界各地的许多人以及他们工作。此时，很多澳大利亚的近红外同行都在深切悼念陆博士”。澄夫河野教授代表日本近红外光谱学会撰写的悼函上说：“我们对陆婉珍教授的去世感到深深的悲哀，她是中国近红外光谱技术的创始人之一。她将永远的活在我们心中”。尾崎幸洋教授写道，“陆教授是不仅是一位非常了不起的科学家，而且也是一个具有伟大胸怀的人。我从心底尊重她。我很荣幸能有两次机会同她会晤并就很多事情进行了交谈。陆教授还送给了我一本有她亲笔签名的近红外光谱著作，这本书是她留给我的珍贵纪念。她不仅是中国，也是日本、亚洲和世界各地的宝贵财富。我们都将永久怀念她。”/pp　　陆婉珍院士的逝世，我们失去了一位令人尊敬的专家、师长。她对事业的热爱，对科学执着的探求精神，对工作认真负责、鞠躬尽瘁的优秀品格，将永远留在我们心中。/ppbr//pp style="text-align: right "　　strong褚小立 中国石化石油化工科学研究院/strong/pp style="text-align: right "strong　　王茜 河科技公司 美国/strong/ppbr//p

当前，在全球范围内科技与产业革新的浪潮中，信息光电子、激光加工、激光全息、光电传感等技术正在快速发展。光电产业与能源、信息、医疗等领域的结合和渗透也在加速，推动着新技术、新产品和新商业模式的不断涌现，全球光电产业的竞争格局经历重大重塑。据Market Research Future预测，到2032年，光电市场的规模将从2024年的381.9亿美元增长至845亿美元。预计在2024至2032年期间，该市场的年复合增长率为10.44%，其中光电子在多个不同领域的应用增加以及红外元件利用率的提高是促进市场增长的关键市场驱动力。随着光电子技术的进步和规模化生产，社会生产对光电子相关器件的需求日益增加，互联网与光电产业深度融合。作为高新技术产业基础的光电元件，正快速朝着微型化、精密化、轻薄化以及集成化的方向发展。然而，由于其发展历程相对较短，仍面临诸多挑战和问题需要逐步解决。其中，高能射线成像是一种利用高能射线（如X射线、伽马射线等）进行成像的技术，主要用于医学、工业检测、安全检查和科学研究等领域。但该技术受到的主要限制因素在于厚层闪烁体材料内部存在的自吸收和散射现象。近年来，钙钛矿纳米闪烁体已直接集成到电荷耦合器件中以实现X射线成像。然而，为了有效吸收高能射线，钙钛矿闪烁体层必须达到毫米至厘米的厚度。但由于横向光子散射和固有的自吸收，毫米厚度的钙钛矿闪烁体的光穿透和空间分辨率仍将受到限制。基于此，新加坡国立大学（NUS）化学系的刘小钢教授研究团队开发了一种用于提高射线成像性能的像素化双锥形光纤阵列。该阵列通过双锥面设计可以有效地吸收传递闪烁体层激发的光子，降低闪烁体材料内部的散射和自吸收，从而有效提高射线成像的空间分辨率和成像性能。相关成果以“A double-tapered fibre array for pixel-dense gamma-ray imaging”为题，发表在《Nature Photonics》期刊上。光纤可以增强光耦合，执行光信号传输，并实现具有低损耗接口的光子集成电路。此外，理论研究表明，锥形或双锥形光纤可以通过促进倏逝波在锥形区域的基模上的传播来充当高功率放大器。在这里，研究人员扩展了理论分析，并通过实验验证了使用柔性双锥形光纤阵列和钙钛矿纳米晶闪烁体实现高灵敏度伽马射线成像的可能性。图1. 用于定向光收集的透明双锥形光纤阵列的结构特性研究人员对光收集特性进行了表征，并优化了锥形光纤的几何形状，以最大限度地提高光收集效率和传输效率。研究团队通过成型和层压聚氨酯和有机硅弹性体制造双锥形纤维阵列，首先采用摩方精密面投影微立体光刻（PμSL）3D打印技术制作出光纤阵列模具(nanoArch S130，精度：2μm)，并结合PDMS翻模技术得到双锥形纤维阵列。钙钛矿纳米晶充当闪烁体，通过测量其激发光谱对钙钛矿纳米晶进行表征，其表示作为波长的函数的相对发光强度。钙钛矿闪烁体表现出相对较小的斯托克斯位移和较高的量子产率，导致发射光子的大量重吸收。图2. 用于光子回收和高分辨率X射线成像的双锥形光纤阵列的光学特性双锥形光纤阵列系统的一个关键特征是它适用于发光穿透深度不足的所有情况，例如，具有上转换材料的近红外探测器、具有钙钛矿闪烁体的X射线或伽马射线探测器以及电激发发光二极管。通过将光纤阵列和钙钛矿纳米晶相结合，在实验中实现了输出信号增加了三倍，并通过4 mm厚的闪烁体层实现了6 MeV和10 MeV的伽马射线成像。伽马射线成像对于测量放射治疗、医学诊断和工业三维伽马射线断层扫描期间的皮肤剂量非常重要，因为这需要深度穿透。鉴于双锥形光纤阵列与硅技术的兼容性以及材料的可延展性，有望被大规模生产用于制造超灵敏光子探测器和用于高能辐射的大面积柔性成像设备，在仿复眼学、光场成像、生物分子传感、光学放大器以及发光二极管等领域也有着潜在应用。

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style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="491" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"四川长虹电器股份有限公司/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"闫晓剑/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="162" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"yanxj@changhong.com/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="491" 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="491" 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:198px"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="624" height="198"p style="line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family: 宋体"成果简介：/span/strong/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/a409ff01-48b4-444a-8aff-2ac2a2194a8c.jpg" title="25.jpg" style="width: 300px height: 361px " width="300" vspace="0" hspace="0" height="361" border="0"//pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/034fc426-af9d-43a3-b413-0ad579939de1.jpg" title="26.jpg" style="width: 300px height: 349px " width="300" vspace="0" hspace="0" height="349" border="0"//pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"本产品是一种微型智能近红外光谱仪，采用智能手机控制，连接光谱云计算平台来完成样品光谱数据的采集和分析功能，可以实现物体光谱数据和光谱模型的显示、变换、存储以及分析统计，可以实现被扫描物体的定性和定量分析。本产品采用微机电技术和创新集成系统设计，将传统的光栅、反射镜、阵列探测器、积分球、聚光镜、物镜构成的复杂折叠近红外光学系统大幅度简化，提高近红外光学系统的便携性和稳定性。拥有高效率的近红外光谱漫反射采样光学系统、高精度AD采样算法、光谱云平台架构、近红外光谱化学计量学算法的核心知识产权，本产品属国内首创的微型智能近红外光谱产品。/span/pp style="line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family: 宋体"主要技术指标：/span/strong/pp style="text-indent:32px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"波长范围:1550nm-1850nm/span/pp style="text-indent:32px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"光谱分辨率:20nm/span/pp style="text-indent:32px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"波长重复性:± 2nm/span/pp style="text-indent:32px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"扫描时间: 3s/span/pp style="text-indent:32px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"连接方式:蓝牙4.1/span/pp style="text-indent:32px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"接口: Micro-USB/span/pp style="text-indent:32px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"尺寸:110mm× Φ83mm/span/pp style="text-indent:32px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"重量:300g/span/pp style="text-indent:32px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"电源:锂电池/span/pp style="text-indent:35px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"本产品已针对多种粮食颗粒原料和半成品、纺织品、水果等成功建模，根据不同的分析成分，模型决定系数在0.85-0.97之间。/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="624" 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:35px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"本产品以微型智能近红外光谱仪终端、智能手机应用和光谱数据分析平台为整体系统，可以为行业客户搭建一套覆盖整个生产制造流程的产品质量精准控制系统，相比传统的理化分析手段，具备成本低、不需制样、快速检测的特点，在石化、农业、纺织、饲料、食品等各相关行业有迫切的刚需，是提高相关行业生产效率及投入产出的重要助手，具备稳定持续的市场需求。/span/pp style="text-indent:35px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"本产品也可以对现实生活中的物体进行成份和含量分析，辅助人眼对物体进行判断甄别，进入大众消费市场，更便捷、快速、更多地了解到关于我们的环境、饮食、身体等各方面的信息，可以提高人们生活品质，保障衣食住行质量。/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="624" 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"本产品已申请多项发明专利，拥有核心自主知识产权。/span/p/td/tr/tbody/tablepbr//p

近红外光谱仪器已走过近50年的发展历程，在这50年的时间里，仪器从设计到性能以及测量方法都发生了巨大的变化。近年来，近红外光谱仪器的数字化程度不断提高，配备功能强大的计算机和化学计量学分析软件，使其得到更为广泛的应用。尤其在欧美等发达国家，近红外光谱仪器已被视为品质管理实验中必备的仪器。　　然而，在仪器硬件方面,我国虽然取得了一定成绩,但与国际先进水平相比还存在相当大的差距,例如仪器的主要核心部件还依赖于进口、用于测量不同类型样品的附件不够完善、光谱仪整体性能指标和智能化水平有待提高等。　　江苏大学陈斌教授团队自从1996年以来一直从事近红外光谱分析技术在食品和农产品品质快速检测中的应用研究。日前，仪器信息网编辑采访了陈斌教授，探讨了国产近红外光谱仪器发展的现状，陈斌教授直言了国产仪器与进口之间的差距、国产仪器发展存在的&ldquo 瓶颈&rdquo ，乃至未来发展方向等问题。江苏大学教授 陈斌　　国产近红外光谱与进口相比仍有差距　　1990年代开始，国内也开始了一些近红外光谱仪器的生产。经过近30年的发展，目前国内生产近红外光谱仪的厂家越来越多，如聚光科技、北分瑞利、华夏科创、上海棱光、南京中地、凯元盛世、长光思博等。但是，陈斌认为，&ldquo 上述这些企业生产的近红外光谱仪器都未达到稳定批量生产的水平，其主要原因并不是没有批量生产的能力，而是所有生产企业都不具备批量生产的销售量。&rdquo 　　&ldquo 国产近红外光谱仪器的稳定性，特别是长期稳定性与国外知名公司的仪器相比尚有很大的差距 信噪比也不尽人意 另外，近红外光谱仪器在标准化、模型传递、物联网、技术标准、应用示范等关键理论或技术方面，还急需加强研发。这些在近红外光谱分析中最基础的要求制约着国产仪器在实际生产中的应用。&rdquo 陈斌说。　　关于国产近红外光谱仪器与进口仪器的差距，陈斌认为主要有以下几个方面：　　(1)国产近红外光谱仪器长期稳定性差、信噪比精度差、测量附件种类少、功能单一、软件的人性化不够理想，科研院所等应用单位不愿接受国产近红外光谱仪器 　　(2)国产近红外光谱仪器基本上还是采用传统的一般光谱仪器的制造工艺，缺少一定的光学器件、电子元器件的筛选、配对检测平台，这些因素累积到整机上就造成了可靠性差、信噪比差，不能满足近红外光谱分析的一些基本要求 　　(3)应用行业对近红外光谱分析技术的理解不够，仪器企业不具备针对用户要求建立校正模型的能力，仪器使用人员基础知识欠缺，不具备模型的二次开发能力。另外，进口仪器公司的销售人员往往也是应用工程师，具备售前制定方案、售中指导建立校正模型、售后负责模型维护和仪器维护的能力 而国内仪器公司的销售人员与应用脱节，这些都制约着国产近红外仪器市场份额的扩大。　　生产积极性不高、标准制定严重滞后　　2012年，我国召开了题为&ldquo 我国近红外光谱分析关键技术问题、应用与发展战略&rdquo 的香山科学会议，可见国家对近红外光谱仪器发展的重视。发现问题，才能解决问题，所以，首先需要找出国产近红外光谱仪器发展中存在哪些亟需突破的&ldquo 瓶颈&rdquo 对于这些&ldquo 瓶颈&rdquo ，应该如何做，才能快速提高国产近红外光谱仪器与应用的水平和规模?　　关于国产近红外光谱仪器发展中的&ldquo 瓶颈&rdquo 及其解决方法，陈斌认为：　　(1)大多数科研人员和使用者理解不到位　　近红外光谱分析技术在国内的研究工作已经有了近30年的历史，但是由于绝大多数处在实验室研究阶段，还有不少研究人员对其应用能力理解不到位，未能就充分发挥其特点进行研究，造成了重论文发表、轻实际应用 重提高预测精度的算法研究、轻检测方法减少误差研究的现象。一般的使用者对于近红外光谱分析技术的实际应用理解不透彻，同时也不具备二次开发、二次应用的能力。这两方面的原因使得国内近红外光谱分析技术暂时还不能广泛推广到生产实际中去。　　(2)无模型就无法应用　　近红外光谱分析技术能否应用到生产实际的关键是要有稳定、可靠的校正模型，模型建立的基础是针对特定的物料、特定的检测指标进行的。仪器生产企业需要事先做好基础工作，才能保证用户购买仪器后立即用于生产实际，但是一般的仪器生产商并不能同时具备化学分析与化学计量学的能力。解决这个问题的关键是需要广大从事近红外光谱技术研究的科研工作者起到桥梁的作用，扎扎实实为仪器生产企业、广大的用户建立大量的、实用的校正模型，同时还需要提供模型的维护。　　(3)无批量就无质量　　仪器质量的提高不是一朝一夕就能彻底解决的，除了设计、每个环节的质量保证体系外，作为生产企业需要有一定生产批量的保证，才能积累大量的生产经验，才能改进制造工艺，才能建立必须的工艺过程检测平台，最终达到提高仪器的品质的目的。因此，扩大近红外光谱的应用范围，提高国产仪器的市场占有率，就可以提高生产企业的积极性，进而提高仪器的品质，这是一个相互制约的关系，反之，没有市场占有率，空谈国产仪器的质量是无意义的。　　(4)无标准就无法推广　　近红外光谱分析技术是一种实用技术，只有在生产实际中得到很好的应用才是该技术的真正出路。要在行业中得到推广，必须要得到政府职能部门的帮助。目前，近红外光谱的国家标准非常少，该技术还停留在企业内部的质量控制体系中，很多情况下得出的检测数据不被行业认可。因此，尽快出台相关国家标准，得到行业的认可，才能扩大近红外光谱分析技术的应用范围。在这方面，行业协会、专业学会大有可为，他们的工作对加快近红外光谱仪器的国产化进程起着巨大的作用。　　(5)加强分析技术的基础研究　　虽然经过了科研工作者多年的努力，但是近红外光谱分析技术存在的一些问题并没有从根本上得到解决，许多时候还是靠经验或就事论事。如：在信息提取方面，如何评价某种光谱预处理效果的优劣?至今尚未看到从理论上进行评价的公认方法，还是仅仅通过后续的建模效果(在某种建模方法下)的比较得出采用何种预处理方法较好的结论，显然这是一种&ldquo 盲人摸象&rdquo 的方法 在校正集样品和预测集样品划分上，怎样的划分方法，怎样的划分比例，怎样的数据范围?等等问题的解决方法基本还是停留在经验的积累上&hellip &hellip 　　类似的问题很多，需要广大科研工作者做仔细的工作，如果还是停留在&ldquo 采用某种先进的仪器+某种光谱预处理方法+某种建模算法=解决某指标的检测&rdquo 这样的试验报告的形式上，对提高近红外光谱技术的应用水平是没有太大帮助的。　　高端与专用并重，网络化是方向　　陈斌认为，目前近红外光谱仪器正处在方兴未艾的发展阶段，综合比较国外先进仪器，以下几个方面或许是近期国产近红外光谱器发展的趋势：　　(1)傅立叶变换型依然是主流产品　　目前研究型的近红外光谱仪器基本都属于傅立叶型，傅立叶变换硬件技术要求高，我国至今不能独立开发生产该类仪器。国内的傅立叶变换近红外仪器市场份额95%以上被国外进口品牌占有。　　傅里叶变换型仪器由于采用激光定位，波长的稳定性好、光谱分辨率高、光通量大，可以最大限度地减少仪器之间的台间差，在光谱标准化方面具有独特的优越性，便于校正模型在多台仪器之间转移，甚至可以在不同公司的仪器间转移。但是傅里叶变换型仪器的建模技术要求高，价格相对较高 使用对象主要集中在高校、研究所，以及有实力的行业(药监、烟草、出入境、石油、军工等)。这类仪器的前期研发投入比较大，而且需要长时间的技术积累，其国产化需要有国家政策支持，凭企业自身的力量发展则需要较长时间。　　(2)小型化、专用化、便携化是发展方向　　为了满足生产过程中各种需求，需要开发各式各样的实用仪器，千万不能采用&ldquo 一机多用&rdquo 的思维模式，这样不但浪费了资源，也使得仪器不能面面兼顾，往往使得仪器不能工作在最佳工作点。　　小型化&mdash &mdash 为了节省空间，便于在线安装 　　专用化&mdash &mdash 可以最大限度提高仪器的性能，满足特定内容的检测。生产过程中有许多环节只要检测几个参数，有时甚至只需要检测一个参数，研发专用仪器无论是使用成本、检测精度，还是稳定性和可靠性都会得到大大的提高 　　便携化&mdash &mdash 满足野外现场、突发事件的检测，这类仪器不但要考虑仪器的基本指标，还到考虑能耗问题，特别是光源的能耗，同时还需考虑累积工作时间、抗振动、工作环境等。　　(3)智能化、网络化、数据共享是仪器的内容　　为了降低仪器对使用者要求，为了使仪器能在各种环境下始终工作在最佳工作点上，从仪器方面来讲，就是使仪器本身聪明起来，能主动适应使用者和环境的变化，仪器的智能化是所有分析仪器发展的最基本要求。　　网络仪器的出现使分析仪器从有形变成了无形，对于实验室仪器已经形成&ldquo 固定场所使用的分析仪器+电脑+网络=网络仪器&rdquo 的新概念 对于移动的、现场的便携仪器也应该形成&ldquo 移动式分析仪器+移动控制平台+移动网络=移动云仪器&rdquo 的新概念。我们更希望出现&ldquo 光谱传感器+手机控制平台+移动网络=移动云光谱检测系统&rdquo 这样的使用方便、简洁的新型仪器系统。网络仪器不但使得仪器的开发周期缩短，大大节约仪器的成本，也真正意义上达到了数据共享、资源共享和人才共享。可以说从某种意义上讲，分析仪器更需要网络技术，更需要云服务系统 近红外光谱分技术最需要网络仪器，最需要移动云光谱检测系统。　　近红外分析的特殊性(不是只学会使用仪器)，要求使用者都学会化学计量学是不现实的，数据共享是充分发挥近红外仪器性能的最好方案，可以能让一位精通数据处理和光谱分析的高手远程为异地一台或多台仪器的使用者提供及时准确地服务。　　(4)团结、合作、互利、共赢的大联合推动近红外光谱分析技术的发展　　近红外光谱分析技术涉及到化学、数学、计算机应用、信号处理、物理光学、光谱仪器和行业专业知识，所以这项技术的发展需要多方面的人才参与，希望大家能本着团结、合作、互利、共赢的共识，组成真正意义上的联合研究团队，才能在较短的时间内，共同推动我国的近红外光谱分析技术的快速发展，才能研发出适合中国国情的能个用于行业的近红外光谱仪器，推动该技术的实用化研究的进程。合影采访编辑：刘丰秋 　　附录：陈斌教授简历　　陈斌，男，江苏镇江人，1960年6月生，教授，博士生导师。中国农业机械学会收获加工机械分会常务理事，第七、八届仪器仪表学会分析仪器分会理事，中国仪器仪表学会光学仪器学会、物理光学仪器专业委员会副主任委员、近红外光谱专业委员会理事，列届全国近红外光谱分析与应用大会学术委员会委员。　　主要学习经历：　　1978年2月至1982年2月 镇江农机学院机械制造工艺、设备及自动化专业本科学习，获得工学学士学位 　　1986年9月至1990年7月 江苏工学院农产品加工与贮藏专业硕士研究生学习，获得工学硕士学位 　　1996年9月至2001年6月 江苏理工大学农产品加工与贮藏专业博士研究生学习，获得工学博士学位。　　主要工作经历：　　1983年9月，镇江农业机械学院，任助教 　　1987年10月，江苏工学院，农机学院 ，任讲师 　　1996年7月，江苏理工大学，农机学院，任副教授 　　1997年7年，江苏理工大学，农机学院，任硕士生导师 　　2004年10月， 江苏大学，生物与环境学院，任教授 　　2005年12月，食品与生物工程学院，任博士生导师。　　1982年2月从镇江农机学院毕业后留校从事教学和科研工作，从1986年来一直从事农产品品质的光学检测方法的研究，担任本科和研究生的农产品品质无损快速检测、食品加工机械与设备、光电技术基础、光谱分析、分析仪器等课程，其中《食品加工机械与设备》2008年获国家精品课程荣誉，2004年获江苏大学优秀课程教学成果奖，博士研究生阶段的论文题目是《液态食品品质的近红外光谱分析技术》。工作以来从事过相关课题20余项，其中国家自然科学基金3项，&ldquo 863&rdquo 项目1项，国家教委博士基金2项，现主持国家自然基金面上项目2项，江苏省重大成果转化项目1项，镇江市科技项目3项，企业委托项目3项。近5年发表第一作者的相关文章共计40余篇，其中被SCI收录10篇，EI收录18篇，主编国家&ldquo 11.5&rdquo ，&ldquo 12.5&rdquo 规划教材《食品加工机械与设备》2部，主编专著《食品与农产品快速无损检测新技术》1部。拥有实用新型专利4项，申请发明专利2项，软件著者权登记1项。　　自1996年开始从事近红外光谱分析技术在食品与农产品品质检测中的应用研究，先后利用近红外光谱分析技术检测了谷物、调味品、植物油、饮料、纺织品等物料的主要品质指标，2006年创办了国内第一家近红外光谱分析技术的专业技术网站《中国近红外光谱分析与仪器协作网(www.chinanir.com)》，10年来在近红外光谱分析技术的理论与应用研究的水平在国内从事该技术研究的同行中得到大家的认可，作为学术委员会委员参加了全国第一、二、三、四届近红外光谱分析技术学术研讨会并做大会报告。目前的研究方向主要是食品与农产品快速无损检测技术和智能光谱分析仪器的研发，近5年来共指导研究生25余名，其中博士2名，食品科学与工程方向的硕士研究生22名，测试计量技术及仪器方向研究生6名。

根据第一届“陆婉珍近红外光谱奖”评选表彰工作安排，按照《“陆婉珍近红外光谱奖”评奖办法》的规定，2016年2月28日第一届“陆婉珍近红外光谱奖”评审会在北京召开，经过无记名投票产生了“陆婉珍近红外光谱贡献奖”和“陆婉珍近红外光谱科技奖”建议名单，现将名单予以公示，广泛听取意见，接受社会监督。　　有关意见和建议，请于2016年3月15日前，以电话、电子邮件或信函等形式向陆婉珍奖评选办公室反映(信函以到达日邮戳为准)。反映意见请用真实姓名、单位，并注明联系方式。　　邮寄地址：北京市海淀区知春路6号锦秋国际大厦A座23层刘慧颖收，邮编：100088。　　联系人：　　刘慧颖，lhy0008@sina.cn，13910775473　　张建，maliano@cis.org.cn，010-82800071　　建议名单如下：第一届“陆婉珍近红外光谱贡献奖”建议名单被推荐人 推荐单位 职称 从事专业 严衍禄 中国农业大学 教授 应用物理 　　获奖人情况简介　　严衍禄，1935 年生，中国农业大学信电学院教授，历任生物物理教研室主任、农业物理专业主任、应用物理系主任、校中心实验室光谱研究室主任等职，是国内最早开始近红外光谱分析的研究人之一，1992 年获农业部“有突出贡献的中青年专家”荣誉称号，享受国务院特殊津贴。　　20 世纪80 年代初，组建了中国农业大学近红外光谱分析实验室，三十余年来，严衍禄教授一直从事近红外光谱分析的基础理论、农业应用、软硬件技术等研究开发工作，持续培养近红外光谱研究领域博士、硕士生三十余名，许多已成为国内外高校、科研机构、知名企业中近红外领域的学术和技术骨干。　　研究成果荣获1978年全国科学大会奖4项(累计式辐射计、蛋白质分析仪、叶绿素检测仪与叶面积分析仪等，2项入选中国农大百年科技成果)。“傅立叶变换近红外光谱分析的应用基础和农业应用” 1999年获得世界华人重大科技成果奖。在成果应用方面，1999年与“上海烟草集团公司”合作开展“近红外技术在烟草中的应用”研究项目，极大的推动了近红外技术在烟草行业的应用。2000年至今，“中国农业近红外分析技术及网络系统”、“农产品光谱仪器研制及技术开发”、“建立与完善我国部分农产品近红外光谱库”、“专用近红外光谱仪的研制与开发”、“近红外农产品品质分析仪及应用系统的产业化开发”、“农产品品质近红外检测技术研究”等项目课题通过科技部、农业部等的成果验收。其中联合研制开发的多款近红外农产品品质分析仪，已在上海棱光技术公司等单位进行批量生产、销售，并长期保存有全国小麦、玉米、水(旱)稻、大豆、烟草等建模标样。“中国农业大学近红外光谱分析通用定量定性软件系统(CAUNIRS)”在与“同仁堂集团科技公司”、“清华科技园”开展的“近红外技术在中药质量控制中的应用研究”、与“红塔烟草集团公司”、“云南中烟公司” 、“上海烟草集团公司”、“同仁堂集团科技公司”、“中粮集团公司”、“中国航天员科研训练中心”等开展横向合作应用项目中取得了显著的应用成果。第一届“陆婉珍近红外光谱科技奖”建议名单被推荐人 推荐单位 职称 从事专业 胡昌勤 中国食品药品检定研究院 研究员 药物分析 　　获　　奖　　人　　情　　况　　简　　介　　胡昌勤，中国食品药品检定研究院抗生素室主任，1982年至今在中国药品生物制品检定所毒理室主要从事药物的遗传毒理学评价工作，荣获了国家科技进步二等奖2项、省部级科技进步奖10多项。　　从2001年开始从事近红外(Near Infrared，NIR)光谱技术在制药领域的应用研究，承担了财政部直接拨款的“药品检测车”项目以及国家十一五科技支撑计划等多个项目的科研工作。作为“药品检测车”项目中车载NIR快速检测系统和化学检测系统的总技术负责人，胡昌勤研究员在国内外首次提出了建立不针对具体企业产品，以制剂活性成分为检测对象，能够在多台NIR光谱仪上使用的药品NIR通用性模型的概念，并指导解决了建立药品通用性模型、模型传递中的诸多具体困难，提出了车载NIR系统利用多模型串联提高检测专属性的设想 适用于应急检验的相似系数模型以及适用于实时追踪的一致性检验模型的建立方法 开展相关建模理论研究 指导编写了车载NIR药品快速鉴别系统中文软件，使上述设想在药品检测车中予以实现。　　目前所建立的“NIR药品快速检测体系”已经初具规模，形成了可以分析片剂、胶囊剂、粉针剂等集常规检查、针对性抽验和应急检验等于一体，具有中国特色的NIR药品现场快速综合检测体系。该检测体系已经被装备于全国400多辆流动的药品检测车上，用于广大基层地区药品的现场快速筛查，以解决我国广大农村地区药品监督检验资源匮乏，监管覆盖面小的问题。近年来，又带领课题组进行了一系列应用近红外技术进行药品生产过程控制方法的研究。并与深圳华润九新药业有限公司等生产企业进行合作，针对其关键生产过程环节建立近红外在线质量控制方法，尝试建立基于原辅料特性与生产工艺参数关系的计算机辅助工艺评价/控制系统，以促进我国药品生产向“质量源于设计”的模式转变。为NIR技术在我国药品监管领域的推广和实施做出了突出贡献。　中国仪器仪表学会　　2016年3月1日