高灵敏红外观察仪

微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪 传统光谱仪由于光源，测量方式等限制，需要几秒钟或者更长的测量时间来获取一个完整的光谱。 然而，生物医学、化学动力学等许多过程都是发生在微秒级的时间内，这些过程是传统技术的光谱仪没办法观察到。IRsweep公司推出的IRis-F1时间分辨快速双光梳红外光谱仪是一种基于量子级联激光器频率梳的红外光谱仪，突破了传统光谱仪需要几秒钟或者更长的测量时间来获取一个完整的光谱的限制，能实现高达1 μs时间分辨的红外光谱快速测量，完美提供了结合高测量速度（微秒级时间分辨率）、高光谱分辨率和宽光谱范围的解决方案，这种高速的测量方案开启了生物医药、化学反应动力学光谱分析的全新的可能。IRis-F1 微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪 IRis-F1 微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪原理示意图 主要特点： 1 μs时间分辨率 高达0.25 ~0.5 cm-1波数分辨率 双量子级联激光频率梳技术提供高能量光源 测量数据信噪比高 易于微量及痕量光谱分析 方便易用、可靠性高 主要技术参数： 高信噪比广泛的应用领域： 时间分辨光谱 动力学研究 光催化研究 高通红外光谱分析 适用固体、液体、气体样品化学成分分析 主要应用案例：1、菌紫红质时间分辨红外光谱研究 菌紫红质（bacteriorhodopsin）是存在于细菌（如生活在盐湖中的嗜盐细菌）中的光敏跨膜质子泵。 菌紫红质结构示意图 盐湖中嗜盐细菌光敏变色 实验装置示意图 时间分辨快速双光梳红外光谱测量结果显示： 成功观察到微秒时间分辨下的菌紫红质光敏状态变化 在微秒测试时间内，mOD浓度下光谱结果良好 光谱噪音水平低 时间分辨快速双光梳红外光谱适用于： 直接分析快速生物过程 实时研究动力学变化 高通分析蛋白-配体相互作用 时间分辨快速双光梳红外光谱测量结果 2、光催化过程的时间分辨红外光谱研究 三联吡啶钌（Ru(bpy)32+ ）由于具有良好的受激发特性，在电致发光（ECL）检测领域有着广泛的应用。 光催化水分解反应机理: (i) Ru(bpy)32+ 被光激活；(ii) 消耗 S2O82- ，变为3+ 价转态 (iii)在 Co3O4 催化下，电子从水转移到 Ru(bpy)33+ 还原成2+价转态 相应的实验方案示意图 时间分辨快速双光梳红外光谱测量结果显示： 成功观察到微秒时间分辨下的催化反应 获得μOD浓度下信号 能结合ATR技术时间分辨快速双光梳红外光谱适用用于： 催化反应 化学反应 反应过程监控时间分辨快速双光梳红外光谱测量结果 3、时间分辨红外光谱进行远距探测 远距探测用于远程探测危险物质，如爆炸物、生物/化学试剂等在安全防护领域具有重要的意义。而远距探测依赖于来自遥远表面的光束反射信号探测，具有较大的挑战。 实验装置示意图IRsweep远程探测方案测量结果 IRsweep远程探测方案测量结果显示： 成功探测到远程物体的漫反射信号 较高的输出能量具有远程探测的优势 能探测到 1 μg/cm2 表面覆盖的信号IRsweep远程探测方案可用于： 国土安全 机场安检 IRsweep 相关光学产品 IRcell – 超长光程激光样品池 适用于红外激光吸收光谱 工业、医疗、环境领域的痕量气体检测 工业过程控制 安全监控 微量样品测试 更低容量更高灵敏度 光程长度：349 cm 样品池体积：38 ml 低边噪声水平：0.2‰ rms IRcell 技术参数： IRcell 应用案例 实时分析呼吸气体中的CO和CO2 — using an EC-QCL 实验装置示意图 实验测试结果Ghorbani, R. & F. Schmidt, F.M. Appl. Phys. B (2017) 123: 144. doi:10.1007/s00340-017-6715-x 使用IRcell用于呼吸气体的分析结果显示： 成功探测呼唤气体中的CO2和CO 较长的光程具有痕量气体探测的优势 对痕量气体探测具有很高的信噪比IRcell适用用于： 工业、医疗、环境领域的痕量气体检测 工业过程控制 安全监控 微量样品测试 部分用户 2018年8月，首套新一代IRis-F1时间分辨快速双光梳红外光谱系统在德国柏林自由大学（ Free University of Berlin）的Joachim Heberle 教授组成功完成安装。 创新点：基于量子级联激光器频率梳技术，突破了传统光谱仪需要几秒钟或者更长的测量时间来获取一个完整的光谱的限制，能实现高达1μ s时间分辨的红外光谱快速测量。微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪

中国科学院沈阳自动化研究所（以下简称沈阳自动化所）太赫兹团队近日在红外探测领域取得了关键技术突破，实现了基于硒镓钡晶体的3~8微米中红外高灵敏探测，对纳秒脉冲的探测灵敏度指标达到国际先进水平，且实现系统的国产化。相关成果发表于《光学》。　　当前，中红外探测主要采用热探测和光电探测两种直接探测手段，现有性能已难以满足科学家对微量物质精准检测的需求，探测灵敏度已成为中红外系统的瓶颈问题。为此，太赫兹团队提出基于激光频率变换技术的解决方案，设计并搭建了实验系统。其工作原理是将弱中红外信号高效率地转换为近红外信号，该近红外光携带了中红外光的信息且易于探测，通过这种间接探测的方式大幅提高中红外信号的探测灵敏度。　　经过深入分析研究多种晶体的光学特性，太赫兹团队将目标锁定在硒镓钡晶体。该晶体由论文作者之一、中国科学院理化技术研究所研究员姚吉勇带领团队研制。“硒镓钡晶体通常是作为波源使用，我们大胆尝试，将它作为探测系统的一部分，在掌握其光学特性的基础上设计了高性能光参量振荡器，优化了相位匹配条件，解决了弱信号环境下的强背景噪声抑制等问题，实现了收发一体的中红外系统。”太赫兹团队负责人、沈阳自动化所研究员祁峰说。　　团队通过对纳秒级脉冲的实验测试表明，该系统目前可达到的探测灵敏度优于碲镉汞探测器100倍，实现了飞焦级纳秒脉冲的有效探测；系统的动态范围超过110 分贝，在宽频范围内的均匀响应可达到1.4个倍频程。上述两指标均优于传统的直接探测系统。　　太赫兹团队来自中国科学院光电信息处理重点实验室。该实验室主任、沈阳自动化所所长史泽林表示，“实验室始终面向实际需求开展光电探测研究，探索新机理和新方法，该研究就比较典型。如果灵敏度取得数量级的提升，可能给生物、医疗和化工等领域带来新的科学研究手段，让原来办不到的事情变得可能。”　　相关论文信息：https://doi.org/10.1364/OPTICA.442772

记者从中国科学院沈阳自动化研究所（以下简称沈阳自动化所）获悉，该所太赫兹研究团队在红外探测领域取得关键技术突破，实现了基于硒镓钡晶体的3—8微米中红外高灵敏探测，对纳秒脉冲的探测灵敏度指标达到国际先进水平。这项技术将为我国在生物、医疗、化工等领域开展前沿科学研究提供强有力的探测工具。相关成果于1月20日刊发在《光学》上。　　相对于传统的可见光近红外波段，中红外光与分子之间的共振现象可大幅度提高光谱测量的信噪比，进而实现对物质成分的有效识别。中红外探测技术对于推动生命科学、物性分析等科学探索，以及环保、化工行业、医学诊断等实际应用具有重要意义。当前的中红外探测主要采用热探测和光电探测两种直接探测手段，难以满足科学家们对微量物质的精准检测的需求，探测灵敏度已成为中红外系统的瓶颈问题。　　针对当前中红外探测的瓶颈问题，研究团队提出了基于激光频率变换技术的解决方案，设计并搭建了实验系统。研究团队负责人、沈阳自动化所研究员祁峰介绍，该方案的工作原理是将弱中红外信号高效率地转换为近红外信号，近红外光携带了中红外光的信息且易于探测，通过这种间接探测的方式可大幅度提高中红外信号的探测灵敏度。　　经过深入分析研究多种晶体的光学特性，科研团队将目标锁定在硒镓钡晶体，该晶体由中国科学院理化技术研究所姚吉勇团队研制。祁峰介绍，硒镓钡晶体通常是作为波源使用，研究人员大胆尝试，将它作为探测系统的一部分，在掌握其光学特性的基础上设计了高性能光参量振荡器，优化了相位匹配条件，解决了弱信号环境下的强背景噪声抑制等问题，从而实现了收发一体的中红外系统。

偏振图像可提供诸如阴影和表面形貌的信息，但目前的红外偏振器主要由昂贵且易碎的陶瓷制成，且其拥有的纳米光栅通常需通过耗时且成本高昂的干涉光刻法制造而成。现在，韩国科学家基于富硫聚合物，研制出一款高灵敏度基偏振器，不仅成本低廉且制造方法简单，相关研究刊发于最新一期《先进材料》杂志。通过“逆硫化”合成的富硫聚合物因在红外区域固有的高透射率而成为红外光学器件的合适候选材料，受到广泛关注。富硫聚合物主要由基于元素硫的主链组成，石油精炼过程中每年会产生700万吨硫磺，因此这种富硫聚合物可大规模生产。与常规红外材料不同，富硫聚合物可溶解在有机溶剂中，这意味着其可应用于基于溶液的旋涂方法。此外，富硫聚合物拥有的粘滞弹性和动态共价二硫键使其可被热纳米压印光刻（热NIL）技术模塑成不同的纳米结构。而且，基于富硫聚合物制造而成的偏振器，也能拥有双层结构，可通过以下3个步骤获得：旋涂富硫聚合物溶液、在旋涂的富硫聚合物基膜上使用热NIL工艺，以及在纳米光栅上进行金属沉积，由此得到的富硫聚合物基偏振器由自对准双层金属光栅和间隔层（用作光学腔）组成。基于上述方法，韩国汉阳大学研究人员制作了一种高灵敏度的富硫聚合物基偏振器。他们微调了热NIL条件，以高质量复制设计纳米光栅，并研究了间隔层的厚度，以最大化所有中波红外区域的透射。通过数值模拟设计，并考虑到光学性能和制造难度，该偏振器的节距为400纳米，经由包括温度、压力和时间在内的热NIL条件的系统研究，获得了面积为1平方厘米的高保真纳米光栅。

瑞士IRsweep公司成立于2014年，脱离苏黎世联邦理工学院，由Dr. Andreas Hugi，Dr. Markus Mangold，Dr. Markus Geiser三位创始人联合创立。该公司提供基于中红外光谱的量子联激光器（QCL）双频率梳的的光学传感解决方案，致力于为多种应用提供快速的、实时的、选择性强的和宽带光谱的激光光谱解决方案。 微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪IRis-F1 传统光谱仪由于光源、测量方式等限制，需要几秒钟或者更长的测量时间来获取一个完整的光谱。然而，生物医学、化学动力学等许多过程都是发生在微秒的时间内，这些传统技术的光谱仪是无法观察到的。 IRsweep公司推出的微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪IRis-F1是一种基于量子联激光器频率梳的红外光谱仪，能实现高达1 μs时间分辨的红外光谱快速测量，该技术结合了高测量速度（微秒时间分辨率）、高光谱分辨率和宽光谱范围的解决方案，这种高速的测量方案开启了生物医药、化学反应动力学光谱分析的全新可能。 主要特点： 1 μs时间分辨率 高达0.25 - 0.5 cm-1波数分辨率 双量子联激光频率梳技术提供高能量光源 测量数据信噪比高 易于微量及痕量光谱分析 方便易用、可靠性高 IRsweep公司目前主要提供的商业化产品还包括IRcell超长光程激光样品池。 适用于红外激光吸收光谱 工业、医疗、环境领域的痕量气体检测 工业过程控制 安全监控 微量样品测试更低容量更高灵敏度 光程长度：349 cm 样品池体积：38 ml 低边噪声水平：0.2‰ rms 2018年8月，套新一代的微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪IRis-F1在德国自由柏林大学（ Free University of Berlin） Joachim Heberle教授组完成安装验收。Quantum Design中国子公司也于2018年正式将该产品引进中国，为中国客户提供高效的技术支持和解决方案，欢迎广大科研工作者垂询。 相关产品及链接：1、 IRsweep微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪IRis-F1：https://www.instrument.com.cn/netshow/C305345.htm2、 neaspec纳米傅里叶红外光谱仪nano-FTIR：https://www.instrument.com.cn/netshow/C194218.htm3、 neaspec超高分辨散射式近场光学显微镜：https://www.instrument.com.cn/netshow/C170040.htm

1月25日，记者从中国科学院沈阳自动化研究所获悉，该所太赫兹团队在红外探测领域取得关键技术突破，实现了基于硒镓钡晶体的3-8微米中红外高灵敏探测，对纳秒脉冲的探测灵敏度指标达到国际先进水平。该技术将为我国在生物、医疗、化工等领域开展前沿科学研究提供强有力的探测工具，相关成果日前在国际学术期刊《光学》发表。相对于传统的可见光近红外波段，中红外光与分子之间的共振现象可大幅度提高光谱测量的信噪比，进而实现对物质成分的有效识别。中红外探测技术对于推动生命科学、物性分析等科学探索，以及环保、化工行业、医学诊断等实际应用具有重要意义。当前的中红外探测主要采用热探测和光电探测两种直接探测手段，现有性能已难以满足科学家们对微量物质的精准检测的需求，探测灵敏度已成为中红外系统的瓶颈问题。团队负责人、沈阳自动化所祁峰研究员介绍称，针对当前中红外探测的瓶颈问题，我们提出了基于激光频率变换技术的解决方案，设计并搭建了实验系统。其工作原理是将弱中红外信号高效率地转换为近红外信号，该近红外光携带了中红外光的信息且易于探测，通过这种间接探测的方式大幅度提高中红外信号的探测灵敏度。

近日，大连化物所二维热电材料研究组（DNL2104组）陆晓伟副研究员、姜鹏研究员、包信和院士团队在高灵敏、低功耗人体红外热辐射探测器研制及其在非接触人机交互系统中的应用方面取得新进展。人体自发热辐射主要位于长波红外（8至14 μm）波段，呈现出光子能量低（~0.1 eV）、光强弱（~5 mw/cm2）等特点。实现人体红外热辐射的高灵敏探测，对构建低功耗、非接触人机交互系统具有重要意义。作为一种热敏型探测器，光热电探测器是基于光热转换、热电转换两个能量转换过程，具有光谱响应范围宽、无需制冷、功耗低等优点。目前，商业的光热电探测器通常采用分立式的热电堆结构，需要复杂的MEMS微机械加工制备工艺，且在探测人体热辐射时，其输出电压相对较小（数十至数百微伏），需要额外的高信噪比信号采集电路。本工作中，该研究团队突破传统热电堆材料和构架的限制，构建了基于SrTiO3-x/CuNi异质界面结构的一体式热电堆。该异质界面结构一方面将SrTiO3-x高的Seebeck系数（-737 μV/K）与CuNi高的电导率（5×105 S/m）协同耦合，在降低器件内阻的同时，可保持高的电压输出；另一方面，通过结合声子共振吸收和自由载流子吸收，该异质结展现出优异的吸光能力，其在长波红外波段的吸光率最高可达98%。结合这些优势，基于SrTiO3-x/CuNi的热电堆在探测人体辐射时展现出高灵敏度、低噪音、高稳定性等特征，其输出电压最高可达13 mV，相比商业热电堆有数量级的提升。通过进一步构建热电堆阵列，团队还实现了实时手势识别、非接触式数字/字母输入等功能。该研究为开发低功耗非接触人机交互系统提供了新思路，在人工智能技术、公共卫生安全领域具有广阔的实际应用价值。相关研究成果以“SrTiO3/CuNi Heterostructure-based Thermopile for Sensitive Human Radiation Detection and Noncontact Human-machine Interaction”为题，发表在《先进材料》（Advanced Materials）上。上述工作得到国家自然科学基金、中国科学院创新交叉团队、大连化物所创新基金等项目的资助。

近日，大连化物所二维热电材料研究组(DNL2104组)陆晓伟副研究员、姜鹏研究员、包信和院士团队在高灵敏、低功耗人体红外热辐射探测器研制及其在非接触人机交互系统中的应用方面取得新进展。 　　人体自发热辐射主要位于长波红外(8至14μm)波段，呈现出光子能量低(~0.1 eV)、光强弱(~5 mw/cm2)等特点。实现人体红外热辐射的高灵敏探测，对构建低功耗、非接触人机交互系统具有重要意义。作为一种热敏型探测器，光热电探测器是基于光热转换、热电转换两个能量转换过程，具有光谱响应范围宽、无需制冷、功耗低等优点。目前，商业的光热电探测器通常采用分立式的热电堆结构，需要复杂的MEMS微机械加工制备工艺，且在探测人体热辐射时，其输出电压相对较小(数十至数百微伏)，需要额外的高信噪比信号采集电路。 本工作中，该研究团队突破传统热电堆材料和构架的限制，构建了基于SrTiO3-x/CuNi异质界面结构的一体式热电堆。该异质界面结构一方面将SrTiO3-x高的Seebeck系数(-737μV/K)与CuNi高的电导率(5×105S/m)协同耦合，在降低器件内阻的同时，可保持高的电压输出；另一方面，通过结合声子共振吸收和自由载流子吸收，该异质结展现出优异的吸光能力，其在长波红外波段的吸光率最高可达98%。结合这些优势，基于SrTiO3-x/CuNi的热电堆在探测人体辐射时展现出高灵敏度、低噪音、高稳定性等特征，其输出电压最高可达13mV，相比商业热电堆有数量级的提升。通过进一步构建热电堆阵列，团队还实现了实时手势识别、非接触式数字/字母输入等功能。该研究为开发低功耗非接触人机交互系统提供了新思路，在人工智能技术、公共卫生安全领域具有广阔的实际应用价值。 　　相关研究成果以“SrTiO3/CuNi Heterostructure-based Thermopile for Sensitive Human Radiation Detection and Noncontact Human-machine Interaction”为题，发表在《先进材料》(Advanced Materials)上。上述工作得到国家自然科学基金、中国科学院创新交叉团队、我所创新基金等项目的资助。

近日，大连化物所二维热电材料研究组（DNL2104组）陆晓伟副研究员、姜鹏研究员、包信和院士团队在高灵敏、低功耗人体红外热辐射探测器研制及其在非接触人机交互系统中的应用方面取得新进展。人体自发热辐射主要位于长波红外（8至14 μm）波段，呈现出光子能量低（~0.1 eV）、光强弱（~5 mw/cm2）等特点。实现人体红外热辐射的高灵敏探测，对构建低功耗、非接触人机交互系统具有重要意义。作为一种热敏型探测器，光热电探测器是基于光热转换、热电转换两个能量转换过程，具有光谱响应范围宽、无需制冷、功耗低等优点。目前，商业的光热电探测器通常采用分立式的热电堆结构，需要复杂的MEMS微机械加工制备工艺，且在探测人体热辐射时，其输出电压相对较小（数十至数百微伏），需要额外的高信噪比信号采集电路。本工作中，该研究团队突破传统热电堆材料和构架的限制，构建了基于SrTiO3-x/CuNi异质界面结构的一体式热电堆。该异质界面结构一方面将SrTiO3-x高的Seebeck系数（-737 μV/K）与CuNi高的电导率（5×105 S/m）协同耦合，在降低器件内阻的同时，可保持高的电压输出；另一方面，通过结合声子共振吸收和自由载流子吸收，该异质结展现出优异的吸光能力，其在长波红外波段的吸光率最高可达98%。结合这些优势，基于SrTiO3-x/CuNi的热电堆在探测人体辐射时展现出高灵敏度、低噪音、高稳定性等特征，其输出电压最高可达13 mV，相比商业热电堆有数量级的提升。通过进一步构建热电堆阵列，团队还实现了实时手势识别、非接触式数字/字母输入等功能。该研究为开发低功耗非接触人机交互系统提供了新思路，在人工智能技术、公共卫生安全领域具有广阔的实际应用价值。相关研究成果以“SrTiO3/CuNi Heterostructure-based Thermopile for Sensitive Human Radiation Detection and Noncontact Human-machine Interaction”为题，发表在《先进材料》（Advanced Materials）上。上述工作得到国家自然科学基金、中国科学院创新交叉团队、大连化物所创新基金等项目的资助。文章链接：https://doi.org/10.100 2 /adma.202204355

高温、高压和快速反应相关的高能反应系统常常依赖于吸收光谱学进行反应动力学基础研究及在线监控。对于这样的端环境，高带宽的吸收光谱测量可以为非平衡环境中的物质形成、温度测量和量子态种群的研究提供丰富的信息。通常此类反应时间短，且经常伴随复杂的热化学反应，因此在高带宽基础上，光谱测量速度至关重要。然而在如此端的条件下直接进行快速光谱测量是一个具挑战的技术难题。现有的宽带测量技术，例如傅立叶变换红外光谱仪或快速调谐的宽扫描外腔量子联激光光谱，虽然能提供令人满意的光谱覆盖范围，达到宽光谱的测量要求，但由于其原理上低时间分辨率的特点，无法达到快速测量的目的。通常，快速测量解决方法是使用一系列激光测量系统在特定范围波长下获取物质的光谱信息，然后组合形成混合的光谱信息。这种方法虽然可以较快速地实现光谱测量，但其所能提供的频谱信息十分有限，限制了其在相关高能反应系统体系下进行反应动力学研究的应用。针对这一技术难题，IRsweep公司基于快速发展的量子联激光（QCL）双频率梳技术开发了红外固态快速双光梳红外光谱仪 (DCS)。DCS突破了传统傅里叶红外光谱仪受其工作原理和光源限制所带来的时间分辨率低、高的分辨率下信噪比低、红外透射方法难以测量厚度大及毫米尺度的样品等缺点。可同时满足高测量速度（微秒时间分辨率， 1 μs）、高光谱分辨率（3x10-4 cm-1）和宽光谱范围的要求，能够成功用于高温、高压、快速反应的端条件下的快速红外光谱研究。因此，该双光梳光谱仪在相关应用和文献报道中引起了研究者的广泛关注。近期，斯坦福大学的NICOLAS H. PINKOWSKI研究团队与IRsweep公司合作成功利用微秒时间分辨超灵敏双光梳红外光谱仪-IRis-F1（Dual-comb spectrometer, DCS）为我们演示了中红外QCL的双梳状光谱仪在高能气相反应中的微秒分辨单次测量的应用。实验中配备了两个频率梳和多套立的验证测量系统，在压力驱动下的高温、高压反应釜中研究了一种剧烈的丙炔氧化化学反应 （图1）。具体而言，作者在1225 K，2.8 大气压和2％p-C3H4 / 18％O2的预点火条件下，测量了丙炔与氧气之间1.0 毫秒高温反应的详细动力学光谱（图2）。实验所采用的量子联激光的双梳状光谱仪（DCS）是由两个立运行的，非固定频率的频率梳组成，其发射波长带宽为179 cm-1 (1174 cm-1-1233 cm-1), 具有9.86 GHz的自由频谱范围和5 MHz的频梳间距，可实现实测4 μs的时间分辨率（理论时间分辨率 2 μs）。同时，作者使用另一套立的带间联激光（ICL）光谱仪对DCS测量的精度做了仔细的对比研究，确认了DCS测量的准确性。研究结果表明，单脉冲DCS可以以4 μs时间分辨测量速率解析丙炔氧化动力学（图3），DCS数据清楚显示：在反应早期（0-0.6 ms）能观察到宽带丙炔吸收特征峰，而在0.75 ms之后可以观察到水的精细特征光谱。在剧烈的高温高压反应中（1 ms 内约2500K和60倍的温度和压力变化）DCS数据显示了出良好的信噪比，其信号的自然噪声抑制和时间分辨率在高焓测试环境中显示出明显优势。同时，立的辅助激光测量光谱（ICL）结果与DCS系统测量结果具有良好的一致性（图4）。此外，DCS能够解析与温度直接相关的量子态信息。并且，随着光谱模型和高温截面数据库的改进，将来DCS系统的测量准确性会进一步提升。 随着中红外双梳光谱技术的出现，为超灵敏双光梳红外光谱仪在高焓反应和非平衡环境的反应动力学研究中提供了广阔的研究机遇。研究者坚信超灵敏双光梳红外光谱仪在高能反应动力学研究中将会有更多应用前景。图1 高能反应系统实验装置示意图A：QCL双光梳快速红外光谱系统（DCS）包括相应的探测器；B：立的ICL激光系统用于探测p-C3H4反应；C：立的ICL激光探测系统，用于探测反应中水的变化 图2 2％ p-C3H4 / 18％ O2/ 80% Ar 在1225 K，2.8 大气压条件下丙炔氧化反应动力学研究结果（a）测量和模拟反应的热力学条件；（b）DCS测量的吸收光谱随时间的变化关系。 白色虚线区域表示具有高信噪比的两个区域 图3 丙炔氧化反应动力学DCS研究结果（ 1215 cm-1-1225 cm-1）图4 p-C3H4 / Ar在 1120 K、3大气压条件下的高温扫描QCL激光（ICL, 灰色）和DCS（蓝色）光谱对比 参考文献：[1] Nicolas H. Pinkowski et al., Dual-comb spectroscopy for high-temperature reaction kinetics, 2020, Meas. Sci. Technol. 31 055501, https://doi.org/10.1088/1361-6501/ab6ecc.

光谱分析是物质分析中的一种重要方法，在工业，农业，环境，食品，医药和制药等领域中的应用都十分普遍，而光谱仪则是长期征战于第一线的核心器件之一。光谱仪是测量不同波长光强的器件，通过区分物体发出和吸收波长的光谱，来分析物质的成分和状态。随着对食品、农作物安全、医疗制药等民生问题关注的与日俱增，分析仪器逐渐出现了部分小型化、便携化、民用化的趋势。更小巧紧凑、低成本、更高灵敏度（特别是针对近红外）的光谱仪器件一直被市场所渴求。 滨松此前陆续研发了两代融合了MOEMS技术的超紧凑微型光谱仪，从MS系列到指尖大小的C12666MA/C12880MA，在体积、成本以及灵敏度上都做出了不少努力，也获得了市场极高的关注和肯定。其中C12666MA微型光谱仪还斩获了被誉为光学界“奥斯卡”的“Prism Award”（棱镜奖）。不过，随着一位“新选手”的诞生，微型光谱仪“更小、更低成本、更高近红外灵敏度”又一次被重新定义：超紧凑的SMD型微型光谱仪C14384MA。滨松SMD型微型光谱仪C14384MASMD型微型光谱仪C14384MA，采用独特的光学设计，并配备了滨松最新的高灵敏APS型CMOS图像传感器，提高了对近红外光的灵敏度。与同样可测近红外光的MS系列相比，新产品体积约为其1/14，重量为其1/30，灵敏度却是其50倍。可以实现对水分、糖、有机酸等食品的各种成分的高灵敏测定。滨松各系列超紧凑型微型光谱仪SMD系列与MS系列的光谱响应灵敏度对比另外，在光谱分析中，需要测量各种成分吸收的复杂光信息，凭借特制的光栅，该产品可以测定不同波长的光强度变化的连续数据，采用高级分析方法进行分析。 ※1：波长800nm以上；※2：波长1000nm时，MS系列微型光谱仪的灵敏度参考为1；※3：波长850nm时。当然，最具有直观冲击力的，肯定是体积的大幅缩小。这是如何做到的呢？想要实现更小的尺寸，就需要使光谱仪内部光栅所在凹面的弯曲变大，并减少与图像传感器之间的距离。但要在弯曲度大的凹面上形成光栅，却是很困难的事。而这只新的微型光谱仪，则通过2个反射镜加上特殊的光学设计技术，来解决了这个问题。普通光线在前进时会不断发生扩散，为了使通过入射狭缝的入射光得以平行前进，SMD型微型光谱仪内部设置了两个反射镜。入射光在一次反射镜上进行调整，进而通过二次反射镜引导至光栅进行分光，同时借由凹面将其聚焦在图像传感器的各像素点上，并针对不同波长的光强度输出电信号。而两个反射镜采用了折返的结构，在抑制凹面弯曲度的同时，也减少了与图像传感器的距离。滨松三个系列微型光谱仪的结构对比同时，SMD型微型光谱仪的光栅在封装上直接成形，并通过独特的工艺，将入射狭缝、二次反射镜、图像传感器高度集成于同一芯片上，大大减少了内部元件的数量，一方面进一步缩小了体积，另一方面也成功缩减了整体器件的成本。今后，随着生产的自动化，SMD型微型光谱仪的成本将可能得到进一步降低。继C12666MA微型光谱仪，SMD型微型光谱仪也步入“Prism Award”（棱镜奖）的殿堂，荣誉入围了2019年“传感器及探测器”部分的Finalist，受到行业的认可。而以这样小小的身形，SMD型微型光谱仪可轻易装配至对部件尺寸及重量有较高限制的便携式分析仪器、无人机等设备上，期待它在食品及农作物实时检测、无人机环境分析等，要求现场实时测定的各种场景中发挥作用。

人的指纹是各自不同的，通过指纹识别，便可以找到特定的那一个人。而在微观世界中，分子也是拥有自己独特的“指纹”的。红外光具有在特定波长被吸收的特性，该特定波长由分子固有的振动能决定。利用此特性可以识别每个分子，因此红外光的光谱范围通常被称为分子的“指纹区”，并被广泛用于分析光谱学中。 其中，傅里叶红外光谱仪（FTIR）是红外光谱分析中一种重要的光谱仪类型，发展自20世纪70年代，属于第三代红外光谱仪技术。由于可以快速、准确的进行多组分的定量和定性分析，FTIR被看看作是医药、食品、农业和化工等领域中实现质量控制的理想工具。 典型的FTIR工作示意进入FTIR光谱仪的红外光由光学干涉仪中的分束器分成两束。这两个光束分别被固定镜和可移动镜反射，并被分束器重新组合。然后，光被红外检测器检测为光学干涉信号。根据可移动反射镜的位置信息和根据光学干涉信号强度按可移动反射镜位置分布的信息，来执行傅立叶变换以计算每个波长的红外光强度，从而分析样品的成分。 不过，虽然性能棒棒，本领超凡，但FTIR却有一个关于自己“体型”的“烦恼”，那就是：真！的！太！笨！重！了！作为一个“精贵的月半子”，FTIR几乎只能止步于实验室中。面对应用场景中出现的在线检测、快速移动等需求，只能无奈说一句“臣妾做不到”了。 之所以传统的FTIR光谱仪体积非常大，主要是其中的核心部分——光学干涉仪占据了非常大的空间。虽然业界中也一直在推进小型化的工作，也推出了一些有助于缩小整机体积的内部FITR光谱组件产品。但体积的缩小，往往会带来入射光量和光能量损失的问题，许多产品也是在牺牲了灵敏度、信噪比等性能下实现的小型化。若想解决这个问题，内部元件、光路的创新性设计，以及提高工艺水平都是关键。 经过精心重构光学干涉仪的设计思路，并采用always独特的MOEMS技术，滨松成功开发出了一款高性能的微型化FTIR引擎。迈克尔逊光谱干涉仪和控制电路统统内置其中，仅手掌大小，却实现了在1.1-2.5 μm区域超高的灵敏度，具有远超同类产品的高信噪比表现（10000:1），以及高光谱重现性。可内置于便携式FTIR仪器中，实现整机小型化的同时，也可保证高性能的实现。 滨松新型FTIR引擎C15511-01左：FTIR引擎结构图右：内置在FTIR中的光学干涉仪结构图 这个FTIR引擎内部到底是有什么样的乾，什么样的坤，才实现了这样的性能的呢？下面我们来看看吧！ 1、高灵敏度&高信噪比 上文我们也提到，入射光量和光能量的损失是小型化FTIR灵敏度和信噪比下降的一个重要因素。采用MOEMS技术，滨松开发出了一个直径3 mm的微型可移动反射镜，克服了缩小干涉仪尺寸而又不减少入射光量的挑战。这是信噪比得以提升的关键。 我们还通过先进的封装技术，将可移动反射镜和固定镜直接键合在一起，从而成功地将镜与镜之间的相对角度误差减小了约0.01度。光程差控制更加精确，灵敏度则得到提高。此外，还优化了移动反射镜的驱动器结构和驱动方法，以消除驱动反射镜时出现的模糊，抑制了红外光在光学干涉仪中的扩散，进一步减少了光损失。 当然，体积也进一步得到了缩小，57×49×76 mm，这样的体型仅仅是一般台式仪器的1/100。 2、高光谱重现性 一般的FTIR光谱仪基于干涉光（光学干涉信号）和可移动镜的位置信息执行傅立叶变换，以计算每个波长的红外光强度。而新FTIR引擎利用半导体激光器，可以精确地检测可移动反射镜的位置，增强了测量结果的可重复性。 除了硬件设施外，为了更加方便使用。滨松还开发了与该产品相匹配的软件，用于设置测量条件，获取数据和显示数据图。 评估软件 为了满足进一步的市场需求，滨松此后也将持续提高FTIR引擎性能，进一步减小其尺寸，以及将光谱响应扩展到更长的波长区域，敬请期待~

植物是生物的食物源头。无论是动物还是人，其食物归根结底都直接或间接地来源于植物。因此，植物的重要性不言而喻。而植物主要是通过光合作用来将光能转化为化学能，从而在体中储存有机物的。这些有机物不仅能为植物自身的机体生命活动提供能量，还是人和动物生命活动的主要能量来源，作用匪浅。光合作用除了为生物提供食物和能量外，还能维持呼吸作用的氧气及防御紫外线杀伤作用的臭氧层，是生物圈形成、发展和繁荣及持续运转的基础、关键环节和驱动力。正因如此，植物光合作用的速率如何就显得尤为重要了。 光合作用测定仪产品详情介绍→https://www.instrument.com.cn/show/C460790.html增强植物的光合速率可以增加过氧化物酶及硝酸还原酶的活动，加快植物对二氧化碳的吸收，调节植物的碳氮比，大大的加强了植株的免疫能力，让植物可以呈现出良好的生长态势。不仅如此，光合作用还能固定空气中的二氧化碳，减缓温室效应，并与生物质能源、秸秆还田、碳基肥等建立密切的关系，帮助农业生产的同时保护了环境。但是植物的光合作用比较难掌控，所以说，能否测定植物光合作用对于农业生产种植的活动具有重要的指导意义。这时，光合作用测定仪的出现就彰显出了我们农业科研水平了。 光合作用测定仪产品优势：　　产品特点：　　1、智能化：采用Android操作系统，高灵敏触摸屏。高效的人机交互，测定过程实时显示，更好的操作体验；　　2、高稳定性：双波长红外二氧化碳分析器，加入温度调节及大气压力测量单元，有效的提高了二氧化碳的稳定性及准确性。有效地避免了因为温度变化而造成二氧化碳数值过大波动的弊端；　　3、多功能：同时测定光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度、气孔导度和水分利用效率，以及二氧化碳浓度、相对湿度、光合有效辐射和空气温度、叶片温度、大气压力等指标；　　4、自定义：用户可根据测量需要自定义编辑实验备注，并可显示Pn曲线、Tr曲线、光-光合曲线以及湿度-蒸腾曲线；　　5、数据分析：试验完毕后可将多组数据同时分析，生成放不同颜色的曲线图，方便进行实验数据对比；　　6、大屏幕：10寸高灵敏触摸屏，人性化操作界面，为用户提供更好的数据显示。　　7、数据导出：支持wifi、蓝牙传输，数据可无线上传；同时支持U盘拷贝数据，免驱动插拔。　　8、配置云平台：检测结果可选择性或批量无线传至平台，方便用户进行长期数据管理和可视化分析。辅助科研。　　9、长续航：满电状态下可在野外连续使用10-12个小时。　　10、便捷性：体积小，重量轻，配手提箱随身携带，方便单人流动测试。　　11、配置支架：方便长时间无人值守检测，主机支架高度可调，检测手柄三脚架高度角度均可调。光合作用测定仪是通过测量植物叶片既定时间内CO2吸收或释放量，并同时测量空气温湿度，叶片温度，光照强度以及同化CO2的叶片面积等要素，来直接计算出植物的光合速率、蒸腾速率、细胞间CO2浓度和气孔导度等光合作用指标。该仪器具有反应迅速，抗干扰性强，操作方便，结果精度高，可以进行连续的测定等突出优点，因而得以应用于植物生理学、植物生物化学、生态环境等多个领域，为农林业的进步发展贡献了力量。

华东师大精密光谱科学与技术国家重点实验室曾和平教授与黄坤研究员团队在中红外三维成像领域取得进展，发展了宽视场、超灵敏、高分辨的中红外上转换三维成像技术，获得了单光子成像灵敏度与飞秒光学门控精度，可为芯片无损检测、远程红外遥感和生物医学诊断等重要应用提供有力支撑，相关成果以“Mid-infrared single-photon 3D imaging”为题于2023年6月9日在线发表于Light: Science & Applications。华东师大为论文的第一完成单位，博士研究生方迦南为论文第一作者，曾和平教授和黄坤研究员为共同通讯作者。激光三维成像技术具有成像分辨率高、测量距离远、探测信息丰富等优点而被广泛应用于自动驾驶、卫星遥感、工业生产检测等众多领域。特别是，中红外波段位于分子指纹光谱区，涵盖多种官能团吸收峰，能够对三维目标进行化学特异性识别，在无损伤物质材料鉴定、无标记生物组织成像，以及非入侵医学病理诊断等领域备受关注。此外，该波段包含多个大气透射窗口，且相较于近红外光有更好穿透烟尘、雾霾的能力，在形貌测绘与遥感识别等方面具有独特优势。长期以来，如何实现趋近单光子水平的探测灵敏度都是中红外三维成像领域的国际研究热点，对于促进其在低光通量、光子稀疏的微光探测场景下的应用具有积极意义。然而，单光子水平的激光三维成像长期以来仅局限在可见光/近红外波段，主要制约因素在于中红外波段缺乏高探测灵敏度与高时间分辨率的光子探测与成像器件。近年来，随着红外器件工艺精进与新材料涌现，中红外探测器性能得到了长足发展，但依然面临着增强灵敏度、提升响应带宽、扩大像素规模、提高工作温度等亟待解决的难题。中红外三维测量可以采用光学相干层析、光热成像、光声成像等技术方案来实现，但往往需要逐点扫描，无法单次获取高性噪比的大面阵成像。因此，实现大视场、高分辨的中红外单光子三维成像仍颇具挑战。图3：中红外单光子三维成像装置图为此，华东师大研究团队发展了基于高精度非线性光学取样的中红外上转换测控技术，实现了超灵敏、高分辨、大视场的中红外三维成像，展示了单光子探测灵敏度、飞秒门控时间精度以及百万像素宽画幅。具体而言，研究人员采用非线性光学和频过程将信号波长高效转换至可见光波段，利用高性能硅基相机即可实现红外成像，从而规避了现有红外焦平面阵列灵敏度不足的技术瓶颈。同时，该上转换成像系统采用同步脉冲泵浦方案，可将背景噪声限制在极窄时间窗口内，结合精密频谱滤波可以有效提升探测信噪比，进而实现单光子水平的成像灵敏度。此外，研究人员沿用课题组此前发展的非线性广角成像技术[Nature Commun. 13, 1077 (2022)]，通过单次曝光即可获得大视场成像，免除了逐点机械扫描过程，大幅提升了成像速度。图4：中红外三维立体成像，被测信号强度约为1光子/像素/秒进一步，研究人员采用超快光学符合门控技术，精确测量中红外信号的相对飞行时间，从而得到被测物体表面的形貌信息。该时间飞行成像系统的时间分辨能力取决于光学脉冲宽度，可以达到飞秒水平的时间标记精度，通过高速延时扫描与宽场全幅采集，对被测场景进行快速时域切片，进而反演出目标界面的反射率、透射率以及材料的吸收率、折射率、色散量等丰富信息。图4展示了多角度中红外照明下三维数据信息融合重构出的被测目标立体形貌，其中被测信号强度约为1光子/像素/秒。图5：时空关联去噪算法，信号和噪声水平分别约为0.05和1000光子/像素/秒 在稀疏光子场景中，有效信号往往被淹没在严重的背景噪声中，仅从强度信息通常难以识别被测目标。为此，如何有效地区分信号和噪声光成为单光子成像的关键难点。为模拟极低照度、高噪声场景，该研究团队将红外信号衰减至0.05光子/像素/秒，对应的信噪比低至1:20000。如图5a-c所示，传统强度峰值识别算法并不能有效甄别信号。在主动成像中，成像系统接收的信号光子在时-空域上具有一定的连续性，而背景噪声光子则会随机分布在整个时间轴与空间像素点上。 基于该特性，研究人员发展了精确、高效和鲁棒的点云去噪算法，通过关联增强空间相邻像素与相邻时间帧的强度，有效提取与甄别信号光子，进而实现高背景噪声下的中红外单光子三维成像（图5d-i）。 所发展的中红外三维成像技术具备高灵敏与高分辨的独特优势，结合该波段优越的抗散射干扰能力，对于复杂环境下的红外场景恢复具有重要意义，可以发展出中红外散射成像与中红外非视域成像。此外，通过调谐中红外信号波长，可以实现四维高光谱成像，可为材料检测、无损探伤、生物成像等创新应用提供有力支撑。 近年来，曾和平教授与黄坤研究员课题组在红外单光子测控方面开展了系列创新研究，先后发展了中红外非线性广角成像 [Nature Commun. 13, 1077 (2022)]，中红外单光子单像素成像[Nature Commun. 14, 1073 (2023)]，以及高帧频中红外单光子光谱 [Laser Photonics Rev. 2300149 (2023)]等。相关工作得到了科技部、基金委、上海市、重庆市与华东师大的资助。

p　　江汉大学曹元成教授团队与英国兰开斯特大学半导体中心首席研究员庄乾东博士团队合作研发新材料，可大幅提高红外探测灵敏度。4月10日，英国自然网站在线发表了他们撰写《基于柔性石墨基板铟砷纳米线红外光探测器》，该文将全文刊登在本月晚些时候出版的《自然》子刊《科学报道》。/pp　　曹元成介绍，铟砷纳米线作为高光电转换效率材料，是科学家们研究的主要对象，尤其是基于碳的铟砷一维纳米线，是高集成度光电子集成电路的研究热点。然而，上述材料在制备过程中，晶体结构容易产生缺陷，导致这类材料对光的响应效率低下或者无响应，特别是在中长红外波段方面尤其明显。/pp　　曹元成团队在砷化铟中掺入锑元素，合成一种新的锑掺杂砷化铟纳米线，大幅降低了铟砷纳米线的结构缺陷，同时通过锑元素的自我催化功能，显著提升新物质对红外光子的响应性。曹元成说，这种纳米线对光的响应波长，达到了5.1微米，从而涵盖整个中红外光谱，是目前最长的红外波响应纳米线，可应用于室温下高效工作的中波红外、长波红外光电探测器、红外发射器、高灵敏度光电晶体管等等，是制造各种光电子设备的理想材料。/pp　　据了解，上述研究应用于实践，比如导弹红外探测和夜视仪，可以在目前的基础上，提高50%探测灵敏度，让现有的大部分防红外伪装失效，民用方面则更加广泛。/p

FLIR光学气体热像仪（OGI），其灵敏度极高，能在数米以外的距离检测细微气体泄漏，从数百米以外的距离检测较大泄漏。还可检测炼、石化、制药、天然气等行业的气体泄漏。它们具体有多厉害呢？用事实说话吧~01高灵敏度模式：蒸汽可视化利用高灵敏度模式（HSM），操作员甚至能发现微小泄漏。高灵敏度模式是一种能够提高红外热像仪热灵敏度的图像相减视频处理技术。HSM功能从后续帧的视频流帧中减去一定百分比的单像素信号（增强了帧之间的差异），使泄漏在最终图像上更清晰突出地显示出来。02“看见”牛呼气拍摄到的热量是来自奶牛呼出的水蒸气吗？NONONO！实际上，我们看到的是呼出的二氧化碳。 光学气体热像仪通过对某一特定波段中的红外吸收进行光谱滤波可视化气体。在4.3μm波长下，水蒸气吸收的能量不如二氧化碳多。例如，当我们（或奶牛）呼气时，滤除4.3um波长的光学气体热像仪所检测到呼出的二氧化碳远多于水蒸气。03特定气体的多方位应用FLIR高分辨率中波段红外热像仪中有冷滤镜，是专门用于观测二氧化碳吸收红外能量。通过下面视频中的实验，可以想象用FLIR光学气体热像仪进行漏点检修，比如用二氧化碳作为追踪气体来检测发电站内的氢气泄漏，或用在氢冷涡轮发电机内，当然也可以给这些热像仪加滤镜来观察其他气体。光学气体（OGI）热像仪利用光谱波长过滤和斯特林冷却器冷温过滤技术可视化甲烷（CH4）、六氟化硫（SF6）、二氧化碳（CO2）等气体和制冷剂的红外吸收。因此，石油和天然气行业有能力建立更安全、更高效的“智能型LDAR”（泄漏检测和维修）计划，让检查人员能更快速地检测瞬时排放和泄漏，立即查明泄漏源并实施修复，从而降低工业排放，更符合法律规定。

热像仪是利用热能拍摄图像，它捕获到红外能量，并利用这些能量通过数字或模拟视频输出创建图像，细节由温差定义，而红外热像仪的热灵敏度定义了热像仪可以检测到的最小温差。红外热像仪探测器由一系列探测器像元组成。由于红外光谱中的能量波长比可见光长，因此每个红外探测器像元必须相应地大于可见光探测器上的像素，以吸收更长的波长。因此，热像仪的分辨率通常低于相同机械尺寸的可见光传感器。电磁频谱包括从近红外0.75µ m到远红外近1 mm（1000µ m）的红外波段热像仪开发需要考虑的因素热像仪最初是为监视和军事行动而开发的，现在广泛用于工业生产领域，如建筑检查（水分、隔热、屋顶等）、消防、自动驾驶汽车、自动紧急制动 （AEB） 系统、工业检查、科学研究等。这些领域的热像仪有多种外形尺寸，从手持热像仪到无人机热像仪，再有应用到外太空的科学研究热像仪等。设计开发热像仪的工程师们需要清楚地了解关键设计规范，包括热像仪的场景动态范围、视场角、分辨率、热灵敏度和光谱范围等。不同的热像仪可以擅长不同的事情，因此工程师需要了解不同类型的热像仪功能之间的权衡，以及这些差异对最终产品性能的影响。热灵敏度是低对比度场景（包括有雾天气）的关键性能指标灵敏度：清晰度和实用性的关键变量热灵敏度定义了热像仪可以检测到的最小温差，其将直接影响热像仪所能产生的图像清晰度和锐度。热像仪以毫开尔文（mK）为单位标称灵敏度。数字越低，探测器越灵敏。热灵敏度，也称为噪声等效温差（NETD），描述使用热像仪时观察到的最小温差。实际上，NETD值越低，传感器检测细小温差的能力就越强。集成商和开发人员应寻找能够在行业标准30°C下提供NETD性能的制造商，下表可用于评估热探测器的灵敏度。灵敏度（mK）描述＜30mK非常灵敏＜50mK比较灵敏＜60mK灵敏＜70mK一般灵敏＜80mK较低灵敏小伙伴们还要注意到一个问题，有些制造商生产的一些低成本热像仪通过将NETD标称在环境温度为50℃（NETD:XXmK，@50℃）而不是行业标准的30℃（NETD:XXmK，@30℃），从而来隐藏低灵敏度的问题。如果你需要测量的目标通常有很大的温差，那么具有较低热灵敏度的入门级产品就够用。然而，对于更微妙的应用，如检测湿度问题，你将需要更高灵敏度的热像仪。制冷or非制冷与配备非制冷探测器的红外热像仪相比，带制冷探测器的红外热像仪具有明显的优势。制冷型红外热像仪具有与低温冷却器集成的成像传感器，通过制冷器可将传感器温度降低。为了将探测器自身热噪音降低到低于成像场景温差信号的水平，传感器温度的降低是必要的，并且可以显著提高热灵敏度。但是，这些性能改进是有代价的。制冷型红外热像仪通常更大、更重、更耗电。除了牺牲SWaP（尺寸、重量和功率）之外，制冷型红外热像仪的成本要高得多，因为存在机械动作部件（制冷压缩机）因此会受到机械磨损，从而缩短热像仪的平均故障时间（MTTF），低温冷却器的运动部件具有极其严格的机械公差，机械性能会随着时间的推移而退化，氦气也会通过密封件缓慢泄漏。FLIR非制冷型热像仪的最新改进使灵敏度达到20 mK以下，与传统热像仪相比，灵敏度大幅提高，可能使非制冷型长波红外热像仪成为各种新应用的可行选择。虽然很诱人，但需要注意的是，非制冷型红外热像仪不能简单地取代制冷型热像仪。产品开发人员和系统集成商还需要考虑有关成像速度、空间分辨率、光谱滤波等方面的其他要求。灵敏度越高，受雨、雾、雪等恶劣天气条件的影响越小比如FLIR A310就搭载非制冷微量热型探测器，可在热灵敏度为50mK（0.05℃）时输出分辨率为320x240像素的热图像，配合内置分析功能，可提供单点温度测量、区域温度测量和自动报警功能。应用案例：FLIR A310——助力韩国火力发电厂，确保供电正常！FLIR A310：全天候监测火炬塔，守好大气污染的最后一条防线！想要供电不间断？来学学FLIR如何为挪威变电所保驾护航热灵敏度是热像仪选择的关键指标但并不是唯一指标想要知道自己最适合哪种红外热像仪吗？报名系统学习一周时间，在ITC红外培训课堂你就能红外热像仪小白化身为专业热像师

近日，北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室教授章晓辉团队、北师大生命科学学院教授王友军团队与中国科学技大学教授唐爱辉团队合作开发构建了一类新型的检测钙信号的荧光蛋白探针NEMO，具有高灵敏度和反应能力，对钙信号的动态分辨范围有了很大提升。荧光探针在分子生物学研究和开发中越来越受到重视。许多科学家正在医学、制药和绿色生物技术等领域都有应用，荧光探针在很多情况下被描述为荧光化学传感器，荧光探针是具有吸收特定波长的光并发射不同波长的光的小分子，通常是更长的波长（称为荧光的过程），用于研究生物样品。 这些分子可以附着在目标分子上，作为荧光显微镜分析的标记，也称为荧光团。细胞中的一些蛋白质或小分子是天然荧光的，这称为内在荧光或自发荧光，比如绿色荧光蛋白 (GFP)。 蛋白质、核酸、脂质或小分子可以用外在荧光团（一种荧光染料）标记，它可以是小分子、蛋白质或量子点。遗传编码钙离子指示剂（genetically encoded calcium indicators，GECIs），是一种新型的钙离子指示剂，它可以实现在体实验中对钙离子的长时程检测和实时动态检测，并且还可以借助细胞器的特异性定位信号表征某些特定的亚细胞结构的钙离子变化情况。目前常用的荧光蛋白指示剂有Cameleons、TN-XXL、GCaMP、Pericams和Camgaroo等。GCaMP系列蛋白（Single-fluorophore）特别是GCaMP6系列蛋白是最主要的钙离子指示剂。与GCaMP6s相比，NEMOs能够检测到体内SBR峰高2倍、中位SBR峰高4倍的神经元的单动作电位，从而优于大多数现有的最先进的GECIs（蛋白探针）。科学家们发现，通过改变CaM、M13与GFP三个元件之间的连接方式FF0C，连接短肽及互作界面中的关键氨基酸等方式，可改善GECIs的表现。合作团队采用了全新策略构建的新型高灵敏钙离子探针。从增强GECI对钙离子浓度变化的的荧光反应大小出发，合作团队采用亮度更高的新型荧光蛋白mNeoGreen（mNG）来替换广泛使用的cpGFP，结合多种设计及优化策略组合，构建了含几十个候选复合分子的GECI库，并通过系统的钙离子成像筛选和体外鉴定后，最终获得到了一组名为NEMO的新型GECI探针。在领域中首次实现GECI探针对细胞内钙信号的反应幅度超过100倍；同时具有更好的抗光淬灭能力与pH稳定性，并能实现对钙离子水平的绝对定量检测。科学家们用与gcamp6兼容的成像装置检查了在电场刺激下离解大鼠神经元中NEMO传感器的反应(Figure 3)。我们观察到，所有NEMO传感器都能够检测到由单个动作电位(AP)引发的Ca2+信号(Figure 3a)，其峰值SBR大约是gcamp6或gcamp6的两倍。NEMOf足以区分频率高达5 Hz的神经元反应(图3b)。总的来说，NEMO传感器可以作为监测哺乳动物细胞、组织或体内以及植物中Ca2+动态的首选工具。

微和纳米塑料(MNPs)是一种新兴的污染物分类，由聚合物产品直接释放或分解形成。近期已有报告指出在人体血液中发现了微和纳米塑料，对人类健康和环境构成了很大的风险。目前，对于降解的MNPs特征和量化分析研究又缺乏可靠的方法。 传统的光学和电子显微镜不能提供样品化学成分的详细信息；质谱方法可以表征聚合物类型但这些技术又具有破坏性，无法获得MNP大小或形态的信息；例如傅里叶变换红外(FTIR)等传统红外光谱虽可以提供化学成分、大小和形貌信息，但其空间分辨率受光学衍射极限限制，下限空间分辨率约为5 μm，无法分析各种尺寸复杂的微塑料颗粒。 非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统-mIRage的出现有效解决了上述受限问题。设备基于光学光热诱导共振（O-PTIR）技术，突破了传统红外光谱衍射极限，空间分辨率可达500 nm，有效解决了基本全尺寸MNPs样品的化学成分信息、大小和形态信息测试问题。 近期，来自美国圣母大学的Kyle Doudrick，Masaru Kuno，Kirill Kniazev等人[1]使用非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统-mIRage进行了与我们日常生活息息相关的食品-茶包内降解微塑料样品测试实验。 与传统SEM方法对比，mIRage系统可直观的观察到样品内微塑料（颗粒1、2、3）的形貌和大小信息，同时可获得三个微塑料颗粒的红外光谱成分结果。尤其是针对3号微塑料颗粒，在颗粒仅2 μm的粒径下，仍然获得了清晰的红外光谱图（O-PTIR光谱图）。有效解决了SEM无法测试成分信息、传统红外光谱无法分析5μm甚至10μm以下样品的严重弊端。非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统-mIRage科研级别分析优势：☛ 可达500 nm左右的空间分辨率☛ 基本无需样品前处理，样品即放即测☛ 光源“探针”对样品无损伤☛ 同时、同位置进行红外和拉曼光谱测试，提供相互佐证的分析结果☛ 同时获得样品成分、形貌、大小等信息样机体验： 为满足国内日益增长的新型红外表征需求，更好的为国内科研工作者提供专业技术支持和服务，Quantum Design中国北京样机实验室引进了非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统——mIRage，为您提供样品测试、样机体验等机会，欢迎各位老师垂询！ 参考文献：[1]. Kirill Kniazev, Ilia M. Pavlovetc, Shuang Zhang, Junyeol Kim, Robert L. Stevenson, Kyle Doudrick,and Masaru Kuno.Using Infrared Photothermal Heterodyne Imaging to Characterize Micro- and Nanoplastics in Complex Environmental Matrices: Environ. Sci. Technol. 2021, 55, 15891&minus 15899

中红外（2.5-25 μm）波段能够覆盖复杂分子的振动和转动能级跃迁，揭示多种分子的基础吸收带和复杂化合物独特的光谱特征。因此，高效分析工具——超灵敏中红外光谱探测，成为智能生化传感、新兴材料研究、环境气体监测、高精度医学层析成像等领域的重要测量手段。近年来，随着非线性频率上转换技术的进步，基于频率上转换的中红外光谱探测技术表现出显著的科研潜力。该技术利用强泵浦光场作用于非线性光学材料，将中红外光子耦合转换至近红外或可见光波段进行探测，从而规避了现有中红外探测器噪声大的不足，成为了一种有效的中红外直接光谱探测的替代方案，有望在中红外光谱探测灵敏度、探测效率、响应速度、成本效益等方面取得重要突破。现有对中红外光谱探测系统的研究成果表明，进一步扩大中红外频率上转换技术的超灵敏、宽频段的优势，可使其更广泛适用医学、生物、国防等领域的应用。然而，基于多种非线性光学材料的宽带中红外频率上转换系统往往需要强泵浦场来提升宽带转换效率，且系统在短波泵浦模式下工作，强泵浦场导致的非线性参量噪声将覆盖中红外波段，使得实现超灵敏的宽带中红外光谱探测极具挑战。为解决上述问题，华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室武愕、陈昱、蔡羽洁等研究团队基于非简并光子对的时间-光谱量子关联技术，提出了一种低功耗、强鲁棒性的高灵敏中红外单光子光谱探测方案，实验验证了单光子水平光子通量下的中红外样品光谱测量。相关研究成果发表于Photonics Research 2022年第11期。该文章报道了一种极低光子通量条件下的中红外上转换光谱测量方案。该方案利用结合同步频率上转换技术的非简并关联光子、对时间-光谱量子关联特性实现了单光子水平的中红外上转换光谱探测，降低了强泵浦非线性噪声和环境噪声对中红外光谱测量的影响，大幅度提高单光子水平下的中红外光谱测量灵敏度和鲁棒性。图（a）展示了基于时间-光谱量子关联的宽带中红外单光子上转换光谱探测系统光路图。利用啁啾极化铌酸锂晶体中的非线性过程，自发参量下转换产生非简并宽频带的关联光子对，光子对产生率6.76×106 counts s-1 mW-1。其中，中红外信号光子覆盖3.14-3.80 μm中红外波段，提供了大于660 nm的光谱探测波长窗口。图（a）单光子频率上转换量子光谱系统图；（b）38 μm厚聚苯乙烯薄膜透射光谱实验基于同步脉冲泵浦技术实现了中红外信号光子的非线性频率上转换，验证了中红外上转换光子（0.78-0.81 μm）与共轭的近红外预报光子之间的非经典相关性得以保留，展示了基于时间-光谱量子关联的中红外单光子上转换光谱测量的可行性。利用该系统对38 μm厚的聚苯乙烯样品进行透射光谱的测量，如图（b）所示。入射样品的中红外光子通量低至每脉冲0.09光子。实验表明，中红外单光子上转换光谱与傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）的测量结果吻合，系统的光谱分辨率约为11.4 nm（10.5 cm−1）。相比于传统FTIR光谱探测方案，基于时间-光谱量子关联技术的宽带中红外单光子上转换光谱系统，既能够利用光子对的时间关联、频率关联量子特性降低频率上转换过程中多种噪声的影响，将中红外光谱测量灵敏度推进至单光子水平；又能使单光子探测器和单色仪等元件工作在其最优的工作波段，无需受待测样品特征波长的限制，拓展了系统的应用场景。系统高灵敏、低噪声、强鲁棒性、结构简单的优势，为光敏生化样品的中红外光谱测量提供了新的技术方案。后续将进一步开展更宽中红外带宽、更高灵敏度、更高信噪比的上转换光谱成像研究。

2023年1月10日，由中国仪器仪表学会设置、分析仪器分会组织开展的“朱良漪分析仪器创新奖”在中国科学院过程工程研究所举行了颁奖典礼。为纪念朱良漪同志矢志不渝推动我国分析仪器事业发展的精神，以及激发企业及广大科技工作者积极投身于分析仪器创新工作，2017年中国仪器仪表学会设置、分析仪器分会组织开展“朱良漪分析仪器创新奖”评选活动。 金铠仪器 高灵敏复合光电离飞行时间质谱PI-TOF MS获2022年“朱良漪分析仪器创新奖”之“创新成果奖”入围奖。 中国科学院大连化学物理研究所 花磊 研究员 以 “高灵敏光电离飞行时间质谱关键技术及应用 ”成果 获得“朱良漪分析仪器创新奖”之“青年创新奖”。 高灵敏复合光电离飞行时间质谱PI-TOF MS电离源为基于真空紫外灯实现单光子电离、光电子电离和化学电离（PTR)三种电离方式快速切换的高灵敏、高覆盖度复合光电离源，产物为 M+、[M-H]+、[M+H]+的分子离子或准分子离子，具有碎片离子少、灵敏度高、可电离化合物种类多的特点，可实现高湿度环境下挥发性有机物（VOCs）的高灵敏实时快速测量，直接进样检测灵敏度达到pptv量级检出限及秒级的响应速度，质荷比200左右质量分辨率达到10000以上。 ² 产品出口美国高分辨复合光电离飞行时间质谱仪PI-TOF MS因其在宝洁公司北京研发中心使用性能出色，出口美国入驻宝洁（P&G）公司美国辛辛那提（Cincinnati）总部研发中心，主要用于研发过程对于日化产品中香精物质、呼出气中VOCs以及异味物质等复杂混合物的快速在线分析。² 国家重大突发事件应急检测2015年8月12日，天津港发生重大火灾爆炸事故。项目团队应大连消防队技术援助请求，迅速组建科技检测团队，携仪器奔赴事故一线。在本次救援工作中，所提供的仪器在现场连续监测工作18天，做到了零故障、零误报，共提供了150多份检测报告，为现场工作组前线救援指挥工作提供了重要的科学依据。² 催化过程在线分析：催化过程往往反应体系复杂、产物组分繁多、浓度及组分变化快速，当前较为成熟的GC、GC-MS、红外、单一的气体检测单元等技术往往分析速度慢、准确度差，难以满足催化反应过程中实时、多点、多组分、快速在线分析的应用需求。因此，具有全谱检测、高灵敏度、快速分析能力、准确定性定量等优势的高分辨复合光电离飞行时间质谱仪在过程监控领域受到越来越大的重视，在多个领域实现应用。（预了解更多具体信息请联系我司）² 工业过程在线监测：近年来，我国的工业化进程逐渐加快，工业过程对在线分析提出了更高的要求。在工业生产中，无论是白酒酿造、烟草生产、食品加工、造纸印刷等轻工业，还是石油天然气、电力、钢铁等重工业，设备故障以及生产条件变化都可能导致数量庞大的经济损失以及生产安全问题，因此生产过程以及产物状态监控是必不可少的关键环节。高分辨复合光电离飞行时间质谱仪先后在白酒、烟草、电力等领域实现应用拓展。（预了解更多具体信息请联系我司）² 热解产物在线检测：热解焚烧是废弃物的主要处理方法之一，而热解过程中产生的有毒、有害气体会造成环境的二次污染。塑料废弃物中，聚氯乙烯（polyvinyl chloride, PVC）占有很大的比重。PVC的热分解/燃烧过程会释放出HCl、芳香烃、氯代芳烃、甚至二恶英等有害物质。目前，已有红外光谱、裂解气相色谱/质谱、傅里叶变换离子回旋共振质谱等技术对PVC的热分解/燃烧产物进行检测，但会受到检测组分少、分析时间长、仪器价格昂贵等限制。本项目团队采用高分辨复合光电离飞行时间质谱仪，实现垃圾焚烧、PVC热解过程产物的在线监测，并进行了产物随温度的变化趋势以及产物的形成机制等研究。（预了解更多具体信息请联系我司）² 产品品质/种类快速鉴别：食品品质以及品类鉴别一直以来是人们最为关注的民生问题之一，诸如农药残留、非法添加、剂量超标、真假产品等是造成食品安全与品质问题的重要方面，严重损害了广大消费者的身体健康，引发社会的广泛关注。而采用传统实验室检测方法时间较长，有一定的滞后性。针对现场快速检测这一需求现状，项目组使用高分辨复合光电离飞行时间质谱仪开发了相应的快速检测应用方案。（预了解更多具体信息请联系我司）² 环境污染物在线检测：近年来我国大气环境污染形势日益严峻。国家对大气环境污染物的分布和污染水平的监测非常重视，在各地设立了大量环境监测站并购置了大量的检测仪器。但是，环境监测站属于定点检测，所获取的大气污染物浓度数据仅能反映出监测站周边的大气污染水平，监测站所覆盖的仅为国土面积的极小部分，其余部分仍为大气污染监控的盲区，不利于国家在宏观上掌握整体的大气污染情况。项目组采用高分辨复合光电离飞行时间质谱仪，实现环境污染物巡航监测与时空分布分析。（预了解更多具体信息请联系我司）

近日，合肥工业大学微电子学院先进半导体器件与光电集成实验室的王莉副教授和罗林保教授，成功研发出一种基于单p-型硅肖特基结的超灵敏近红外窄带光电探测器。相关成果以“Ultra-Sensitive Narrow-Band P-Si Schottky Photodetector with Good Wavelength Selectivity and Low Driving Voltage”为题于2023年12月31日作为封面文章在线发表在半导体器件领域的著名杂志IEEE Electron Device Letters上。图1. IEEE Electron Device Letters 2024年第一期封面窄带光电探测器由于仅对目标波长敏感，可以有效抑制背景噪声光的干扰，因此在机器视觉、特定波段成像、光学通信和生物材料识别等领域均具有重要的应用价值。但现有的加装滤波片、电荷收集变窄或热电子效应等窄带探测机制普遍存在着量子效率低的问题。为了提高窄带探测的灵敏度，研究人员通过将电荷陷阱引入有源层进行界面隧穿注入，或者利用场增强激子电离过程来实现器件内的光电倍增效应。但这些机制往往需要几十伏较高的电压才能激发启动，导致窄带探测器的性能易退化和工作能耗高。该研究团队在深入分析了上述问题的基础上，提出并实现了一种可在低驱动电压下工作的高灵敏窄带光电探测器。通过采用双层结构肖特基电极以及增大光生电子和空穴之间的渡越时间差，在保证高波长选择性的前提下实现了器件光电转化效率的大幅提高。该探测器仅在1050nm附近有探测峰，对紫外及可见光几乎无响应。在零偏压下器件的比探测率达∼4.14×1012Jones，线性动态范围约为128 dB。当工作偏压由0 V增加到- 3 V时，器件外部量子效率可以从96.2 %显著提升到6939%，同时探测峰半高宽保持在约74 nm不变。这一成果为实现可在低驱动电压下工作的超高灵敏窄带光电探测器提供了新思路，有望在光电子领域得到广泛应用。图2. （a）器件内光强分布模拟结果，零偏压下（b）器件在不同波长光照下的电流-电压曲线，（c）线性动态范围，（d）不同偏压下器件的外部量子效率随波长变化曲线。上述工作得到国家自然科学基金、安徽省重点研发计划、安徽省自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项等项目的资助。论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/ d ocument/10312826

FLIR VOCs红外热像仪（光学气体成像热像仪）已在石油天然气、石化和相关行业中使用多年。众所周知，大部分化合物和气体是肉眼看不见的。然而，许多公司在其生产过程中会大量使用这些物质。实地检测挥发性气体化合物的泄漏可能很危险，因此使用光学气体红外热像仪就变得很有必要。由于是在潜在的危险区域运行，因此安全对维护工程师至关重要。借助VOCs红外热像仪，检测人员可以进行快速的非接触式测量，甚至可以检测几米外的微小泄漏和数百米外的大泄漏。更具体地说，他们可以从安全区域或几乎没有危险分类的区域查看位于受限危险区域的泄漏。全球范围内广受好评世界各国政府都在接受FLIR OGI热像仪的使用，并在专门的法规中采用了这些热像仪。在美国，环境保护局（EPA）于2011年1月在其子部分W法规中规定了光学成像热像仪的使用。在欧洲，该技术被纳入石油和天然气精炼行业最佳可用技术参考（BREF）文件的最终草案，并作为工业排放75/320/EU（IED）新指令的一部分。这些法规建议的基础是由使用FLIR OGI热像仪的最终用户运营商和服务提供商公司提供的。下面就以FLIR GFx320本质安全型光学气体热像仪为例，详细述说一下选择FLIR VOCs红外热像仪的优势。FLIR GFx320体现了天然气井场、海上平台、液化天然气站等场所的散逸烃泄漏可视化方面的技术突破。该产品已被批准用于危险场所，使测量人员能够在保证安全的情况下放心地工作。选择气体泄漏检测工具的标准从安全距离观察泄漏需要专用技术。在为此类应用选择OGI热像仪时，两个主要标准很重要。首先，需要考虑探测器的性能和调谐的可能性。其次，热像仪需要具有适当的灵敏度和相关的灵敏度增强功能。以下讨论用于说明FLIR G系列VOCs红外热像仪如何满足这两个标准。探测器FLIR GFx320是一款制冷型OGI热像仪，其配备的锑化铟（InSb）探测器是光电探测器，当暴露于红外辐射时会产生电流。这款高灵敏度探测器用于FLIR GFx320红外热像仪，可在3.2-3.4微米波段内观察气体。它不仅能使气体显现，而且会使最小的温差清晰可见。FLIR开发的InSb探测器比大多其他低温冷却探测器应用得更广泛。InSb探测器可观察 3.2–3.4 μm 波段内的气体气体检测热像仪中使用的探测器是需要冷却到非常低温度的量子探测器。光谱调谐或冷滤波技术对光学气体成像热像仪至关重要。冷滤波通过消除不需要的波长区域的背景辐射，显著提高了检测能力。对于许多气体来说，吸收红外辐射的能力取决于辐射的波长。冷滤光片让FLIR热像仪仅在VOCs具有非常高吸收尖峰的波长下工作，从而增强气体的可见性。冷滤光片让FLIR热像仪仅在VOC具有非常高吸收尖峰的波长下工作，从而增强气体的可见性。FLIR GFx320可以应用优化的积分时间，特别是在室温及以下温度。因此，与使用带有热过滤器的相同探测器相比，它可以显示更小的细节，并检测更低的气体浓度，它还提供了更稳定的辐射测量和更高的精度。辐射测量或热成像（使用红外热像仪进行非接触式温度测量）对于OGI技术也至关重要，因为这将帮助用户确定VOCs气体吸收的背景辐射温度。高灵敏度模式全新FLIR G系列VOCs红外热像仪中均配备一种名为高灵敏度模式（HSM）的成熟技术，该技术是检测最小泄漏的基石。这是FLIR OGI热像仪中的一项功能，即使不使用三脚架也可以检测气体，并显着提高灵敏度。因此，与“正常”红外模式相比，用户可以从更远的距离看到更小的泄漏。正常模式高灵敏度模式HSM 模式下泵的气体泄漏更明显高灵敏度模式（HSM）是一种获得专有的图像相减视频处理技术，可增强热像仪的热灵敏度。HSM功能从后续帧的视频流帧中减去一定百分比的单像素信号（增强了帧之间的差异），使泄漏在最终图像上更清晰突出地显示出来。使用HSM，用户可以控制应用于视频流的补偿量，从而控制热灵敏度的增加程度。例如，在下面的动图中，当热像仪切换到HSM时，洗手液散发出的蒸汽变得更加明显：设置适当的温度范围和水平（中点）对于获得所需的光学气体成像结果至关重要。范围较宽将提供较少的图像细节；更窄、更精细的范围将提供更多细节。由于FLIR GFx320是一款经过校准的辐射测量热像仪，因此它具有这些最基本的功能。事实上，HSM模式使用户能够搜索气体，而无需在缩小范围之前设置图像的级别。由于将液位设置为背景温度是一个复杂的过程，而且不可能一次处理多个背景，HSM模式让维护工程师或操作员节省大量时间，并使他们更容易、更快地搜索小泄漏。全新FLIR VOCs红外热像仪FLIR GFx320红外热像仪的两大特点使其成为在更远、更安全的距离检测较小VOCs泄漏的理想选择。当然全新FLIR G系列VOCs红外热像仪中，还有很多其他型号可选。作为气体泄漏检测工具中的佼佼者，FLIR G620、GFx320和Gx620三个型号可用于检测和准确量化油气行业中的碳氢化合物、易挥发气体和其他挥发性有机化合物 (VOCs) 排放情况。热像仪集成了量化功能，用户可将排放测量功能无缝融合到日常泄漏检测和维修工作流程当中，因此开展检测工作时无需另外携带一台辅助设备。此外，全新FLIR G系列VOCs红外热像仪通过了ATEX认证，其灵敏度符合OOOOa标准，同时还配备了旋转式人体工学触摸屏，确保专业人员能更安全、更高效地完成工作。FLIR G系列VOCs红外热像仪凭借专业的技术和贴心的设计在全球范围内获得了广大用户的认可

近日，中科院大连化物所微型分析仪器研究组（105组）耿旭辉研究员、关亚风研究员团队与大连医科大学附属第二医院田晓峰教授、张宁副教授团队，大连海事大学理学院王桂秋教授团队合作，在高灵敏近红外激光诱导荧光检测器（LIF）研制及其在甲状旁腺探测中的应用方面取得新进展。　　甲状旁腺（PG）主要调控人体钙磷平衡，大小约为3至8mm，术中辨认非常困难。因此，PG在颈部手术中有误切或漏切的风险。目前，术中PG辨识主要依靠外科医生经验结合病理诊断。近年来，研究表明近红外自荧光探测技术可无创、准确地辨识PG，具有较高的特异性和灵敏度。然而，目前临床应用的探测仪因体积较大、自荧光发光机制不明等原因并未得到广泛应用。　　本工作中，合作团队研制了高灵敏近红外光纤式LIF并应用于PG探测。该团队设计了20°夹角光纤探头，减少了探测“盲区”和反射光的收集，相比于共线式集束探头，灵敏度提高了53.4%，短期波动和长期漂移分别降低了61.1%和58.3%；在发射光路中增设二向色镜模块，基线和噪音分别降低了96.7%和92.1%，信噪比提高约9倍。该LIF对CF790染料的检测下限为5.1×10-14mol/L，比已报道的光纤式LIF低数百倍；将研制的LIF原理样机应用于离体病变的PG样本探测，准确率高于文献报道平均水平。目前，合作团队已研制出手持式PG探测器，未来将应用于术中原位PG探测辨别。本研究对推动光纤式LIF技术的发展和PG探测辨别具有重要意义。　　耿旭辉、关亚风团队长期从事高灵敏小型LIF及应用研究，采用小型、廉价的激光二极管替代激光器为光源、自主研制的硅基弱光探测器替代进口光电倍增管（PMT）探测荧光，研制出紧凑式共聚焦LIF，对荧光素检测下限为3×10-12M，功耗和开机平衡时间优于进口仪器（Talanta，2018）；用高亮度、长斯托克位移荧光探针标记的抗体进行免疫荧光标记，首次定量分析了单个白血病细胞中的active caspase3蛋白，检测下限为7个分子（91pL检测体积内）（Analytical Chemistry，2019）；设计了球面二向色反光镜，将检测池放置在球心而非常规的反光镜的焦点上，对荧光素钠检测下限为1.5×10-13M或8.9个荧光素钠分子（98 pL检测体积内）（Analytical Chemistry，2020）。　　研究成果以“A Highly Sensitive Optical Fiber Based Near-infrared Laser Induced Fluorescence Detector (LIF) for Parathyroid Gland Detection”为题，发表在《传感器和执行器B-化学》（Sensors and Actuators B: Chemical）上。该工作的第一作者是我所105组联合培养硕士研究生段逸。以上工作得到了辽宁省“兴辽英才计划”青年拔尖人才、中国科学院青年创新促进会、国家自然科学基金等项目的资助。(文/段逸 图/王传亮)　　文章链接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2022.131879

在不断的摸索和创新中，无锡市金义博仪器科技有限公司在传统的直读光谱仪外观上有了很大的改进和新的突破，并申请了外观专利，此外观专利应用于系列直读光谱仪产品上，人性化柔和的流线型设计打破了原有的硬朗线条，增添了几分和谐感，外观上的人体曲线设计是本仪器的一大特色，另外，与多国语言的软件系统配套使用使得仪器整体操控更加舒适便捷。TY-9610型光电直读光谱仪是直读光谱仪系列产品中的一个型号。TY-9610型光电直读光谱仪是分析黑色金属及有色金属成分的快速定量分析仪器。本仪器广泛应用于冶金、机械及其他工业部门，进行冶炼炉前的在线分析以及中心实验室的产品检验，是控制产品质量的有效手段之一。TY-9610型光电直读光谱仪关键特点描述1、750mm焦距光栅设计，帕型-龙格装置，高真空，高分辨率、高灵敏度。2、电子系统采用国际标准机笼，高集成化电路设计，故障率低。3、激发光源频率在150/600Hz之间可调节，分析不同的样品，选择不同的激发参数，达到**的分析效果。4、激发光源固态辅助电极，解决干拢问题，提高激发光源的稳定性，免调节。5、激发样品过程中，无需对激发台进行水冷却，可连续分析样品也能达到较好的数据。6、多元素自动描迹，可快速分析出每个元素相对于基体元素的偏差。7、通道负高压分8档计算机自动调整，从而大大地提高通道的利用率和分析谱线的**线性范围在分析不同材质中的采用，减少了通道的采用数量，降低了成本。8、光学部分整体恒温措施，保证了仪器的正常运行，从而降低了对环境的要求。9、采用高精度直线电机进行入缝扫描，速度快，精确度高。10、真空室整体铝合金制造，一次成型。11、光谱室防震设计，诸如光栅、狭缝等重要光学元件采用动态安装，获得相当高的光学稳定度。12、光谱室内置疲劳灯提高了光电倍增管的稳定性，消除了光电倍增管的死时间，提高信噪比，延长使用寿命。13、多国语言的光谱软件系统。适应不同国家的要求。14、计算机软件建有数据库系统，方便了测量数据的查询与打印，也可通过网络远程传输数据，方便快捷。 关于金义博 无锡市金义博仪器科技有限公司，是拥有自主知识产权以高速分析仪器研制、开发、制造、市场营销为一体的现代化高科技公司。公司荟萃了众多高科技人才和行业精英，致力于材料检测的发展和应用。专业制造红外碳硫分析仪、光电直读光谱仪、等离子体发射光谱仪、系列高速分析仪器等产品。产品广泛应用于钢铁、冶金、铸造、机械、建筑、大专院校、石油化工、质量监督及进出口商检等领域。 近年来公司奉行&ldquo 仪器精密、满意用户&rdquo 的经营理念，在全国设立十大销售服务中心，四十多个服务网点。产品遍及全国各地，并出口到南美、非洲、西亚、越南、台湾、香港等地。公司在发展材料检测仪器产品的同时，建立产品研发中心、材料检测中心、理化培训中心、产品展示中心及贸易结算中心五大中心。公司力求发展成为全面的检测仪器制造商和国际检测仪器供应商。 2010年，在母公司无锡市金义博仪器科技有限公司的支持下，全面依托上海材料研究所及江苏省机械设计院，成立了无锡市金义博检测技术有限公司。无锡市金义博检测技术有限公司以检测技术服务为特色的、以材料检测为主体，下设检测中心、培训中心、贸易结算中心。中心拥有直读光谱仪、ICP光谱仪、红外碳硫分析仪、分光光度计、金相显微镜、硬度计、冲击试验机、万能材料试验机等设备，能够覆盖钢铁材料中全项检测项目，同时能够对铜铝及其制品进行检测。中心配备化学分析、力学性能、金相检验等多个专业检测室。长期为流程型工业企业及各类中小型企业的生产运行提供最专业、最权威的检测服务。 欲了解更多信息，请浏览公司网站： www.instrument.com.cn/netshow/SH100833/index.asp 或公司网站www.jinyibo.com

环凯于2016年底正式推出基于lamp(环介导恒温扩增技术)荧光检测技术的微生物快速试剂盒，可用于食源性致病菌：沙门氏菌，金黄色葡萄球菌，志贺氏菌，单核增生李斯特菌，副溶血性弧菌，大肠杆菌o157：h7，阪崎肠杆菌，产气荚膜梭菌等 水源性微生物：铜绿假单胞菌，粪肠球菌，产气荚膜梭菌的快速检测。 　　环凯lamp荧光检测试剂盒基于环介导恒温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,lamp)荧光法检测，利 用两对特殊引物和具有链置换活性的bst dna聚合酶，使模板两端引物结合处循环出现环状单链结构， 引物顺利与模板结合并进行链置换扩增反应，实现在恒温条件下(60-65℃)进行连续快速扩增。反应体系中加入了显色指示剂，阴阳性结果显色差异显著，扩增结束后可以通过观察荧光显色剂的颜色变化判读结果，无需开盖避免了扩增产物交叉感染性的可能性。　　lamp技术是一种新型的恒温核酸扩增技术，该技术无需常规pcr中变性、退火、延伸等步骤不同温度设计要求，只需提供一个适宜的恒定温度即可。 因此，与常规pcr相比，lamp技术更适合现场高通量快速检测。　　采用环凯lamp试剂盒，可在快速增菌的基础上，40-60分钟即可完成检测，判读结果。而且特异性强，灵敏度高，比传统pcr灵敏度高10-100倍。是食品快速检测的福音。　　环凯lamp试剂盒的6大优势：　　1、快速判读：40-60分钟内完成检测，肉眼观察颜色变化即可判读结果。　　2、特异性强：针对靶基因的6个区段设计引物，保证扩增特异性。　　3、灵敏度高：比传统pcr灵敏度高10-100倍， 可检测5-20个拷贝。　　4、操作简单：几步加样后，60 -65℃温度范围内恒温条件下即可完成扩增。　　5、使用便捷：一管式冻干，免去繁琐的配置溶液步骤。　　6、仪器简单：扩增条件简单，能提供恒温的装置即可进行快速检测。 　　环凯lamp试剂盒产品列表： 　　需要了解更多关于lamp试剂盒的技术细节，可关注环凯公司微信公众号(扫以下二维码关注)，在“环凯服务--技术支持栏目”咨询。或者拨打环凯技术支持电话：020-32078333-8877咨询。 关注健康 为食品药品安全保驾护航 微生物控制整体解决方案的提供者　　扫描或长按二维码关注环凯公众号

应用专家 易海英 荧光现象荧光是指荧光物质在特定波长光照射下，几乎同时发射出波长更长光的过程(图1)。当特定波长(激发波长)的光照射一个分子(如荧光团中的分子)时，光子能量被该分子的电子吸收。接着，电子从基态(S0)跃迁至较高的能级，即激发态(S1’)。这个过程称为激发①。电子在激发态停留10-9–10-8秒，在此过程中电子损失一些能量②。电子离开激发态(S1)并回到基态的过程中③，会释放出激发过程中吸收的剩余能量。荧光分子在激发态驻留的时间为荧光寿命，一般为纳秒级别，是荧光分子本身固有的特性。利用荧光寿命进行成像的技术叫荧光寿命成像(Fluorescence Lifetime Imaging，FLIM)，可以在荧光强度成像之外，更加深入地进行功能性精准测量，获取分子构象、分子间相互作用、分子所处微环境等常规光学成像难以获得的信息。荧光的另一个重要特性是Stokes位移，即激发峰和发射峰之间的波长差异（图2）。通常发射光波长比激发光波长更长。这是由于荧光物质被激发之后、释放光子之前，电子经过弛豫过程会损耗一部分能量。具有较大Stokes位移的荧光物质更易于在荧光显微镜下进行观察。图2：Stokes位移荧光显微镜及荧光滤块荧光显微镜是利用荧光特性进行观察、成像的光学显微镜，广泛应用于细胞生物学、神经生物学、植物学、微生物学、病理学、遗传学等各领域。荧光成像具有高灵敏度和高特异性的优点，非常适合进行特定蛋白、细胞器等在组织及细胞中的分布的观察，共定位和相互作用的研究，离子浓度变化等生命动态过程的追踪等等。细胞中大部分分子不发荧光，想要观察它们，必须进行荧光标记。荧光标记的方法非常多，可以直接标记（比如使用DAPI标记DNA），或利用抗体抗原结合特性进行免疫染色，也可以用荧光蛋白（如GFP，绿色荧光蛋白）标记目标蛋白，还可以用可逆结合的合成染料（如Fura-2）等。图3：Leica DMi8倒置荧光显微镜及滤片转轮目前荧光显微镜已成为各个实验室及成像平台的标配成像设备，是我们日常实验的好帮手。荧光显微镜主要分为三大类：正置荧光显微镜（适合切片）、倒置荧光显微镜（适合活细胞，兼顾切片）、荧光体视镜（适合较大标本，如植物、斑马鱼（成体/胚胎）、青鳉、小鼠/大鼠器官等）。荧光滤块是显微镜荧光成像的核心部件，由激发滤片、发射滤片和二向分光镜三部分组成，安装在滤片转轮里，如Leica DMi8配有6位滤片转轮（图3）。不同的显微镜转轮位数会有区别，也有些显微镜使用滤块滑板。滤块在荧光成像中起着重要作用：激发滤片选择激发光来激发样品，阻挡其他波长的光；通过激发滤片的光经过二向分光镜（其作用是反射激发光和透射荧光），反射后通过物镜聚焦，照射到样品，激发出对应的荧光即发射光，发射光被物镜收集，透过二向分光镜，到达发射滤片。如图4中：激发波长为450-490nm，二向分光镜反射短于510nm的光、透过长于510nm的光，发射光接收范围为520-560nm。图4：荧光显微镜光路图荧光显微镜常用荧光滤块可分为长通（long pass，简称LP）和带通（band pass，简称BP）两种类型。带通通常由中心波长和区间宽度确定，如480/40表示可通过460-500nm的光。长通滤色片如515 LP，表示可以通过波长长于515nm的光（图5）。图5：FITC光谱曲线及滤片荧光物质具有其特征性激发（吸收）曲线和发射曲线，激发峰为最佳激发波长（激发效率最高，从而可以降低激发光能量，保护细胞和染料），发射曲线为发射荧光波长范围。因此，在实验中，我们会尽可能选择与激发峰最接近的波长进行激发，而接收范围需包括发射峰。如Alexa Fluor 488的激发峰为500nm，在荧光显微镜中可以选择480/40的激发滤片。图6：Alexa Fluor 488光谱曲线滤块的详细信息可以在显微镜成像软件里看到。了解染料并找到最匹配样品的滤块对于荧光成像有着至关重要的作用。荧光染料和荧光蛋白的光谱信息一般在说明书中会注明，也可在网上查阅（如https://www.leica-microsystems.com/science-lab/fluorescent-dyes/、https://www.leica-microsystems.com/science-lab/fluorescent-proteins-introduction-and-photo-spectral-characteristics/）。滤块的选择除考虑荧光探针的激发、发射波长，对于多色标记样品还需考虑是否有非特异激发、是否串色。此外还需考虑所使用的荧光光源，目前常用的荧光光源有汞灯、金属卤素灯，以及近年来飞速发展的LED光源。荧光光源的光谱有连续的和非连续的，在不同波段能量也会不同。LED光源因为其相对较窄的光谱带、更稳定的能量输出、超长的寿命、更安全环保等诸多优点，正逐步成为荧光显微镜的主要光源。除了显微镜内置的滤块，还有外置快速转轮（图7），徕卡的外置快速转轮相邻位置滤片转换速度为27ms，可实现高速多色实验，如FRET及Fura2比例钙成像（图8）等。图7：徕卡外置快速转轮EFW图8：钙成像，Fura2, Cultured hippocampal astrocytes from 18-day-old embryos of Sprague-Dawley rats. Courtesy of: Drs. Kazunori Kanemaru and Masamitsu Iino, Department of Pharmacology, Graduate School of Medicine, The University of Tokyo 丰富多样的荧光显微成像技术为了满足不同的荧光成像需求，除荧光显微镜外，还发展出了各种荧光显微成像解决方案：? 宽场高清成像系统，如Leica THUNDER Imager，采用Leica创新的Clearing专利技术，在成像时高效去除非焦平面干扰信号，呈现清晰图像，同时兼有高速成像的优点；? 共聚焦激光扫描显微镜，利用针孔排除非焦平面干扰，实现光学切片，得到高清图像及三维立体图像；? 突破衍射极限的超高分辨率显微镜及纳米显微镜，可对小于200nm的精细结构进行观察；? 利用多光子激发原理进行厚组织及活体深层成像的多光子成像系统；? 具有高时空分辨率的光片成像技术，成像速度快、分辨率高、光毒性低，特别适合进行发育、活体动态观察等研究；? 荧光寿命成像(FLIM），不受荧光物质浓度、光漂白、激发光强度等因素的影响，能更加深入地进行功能性精准测量；? 荧光相关光谱(FCS)及荧光互相关光谱(FCCS），测量荧光分子的分子数、扩散系数，从而分析分子浓度、分子大小、粘性、分子运动、分子结合/解离、分子的光学特性等；? 全内反射荧光显微镜(TIRF)，极高的z轴分辨率，非常适合细胞膜表面的分子结构和动力学研究。 荧光显微成像技术应用广泛，种类丰富，而且新技术还在不断涌现，大家可以选择最适合的技术去完成自己的研究。

第十届全国乳腺癌术后乳房重建学习班于2018年5月11日至5月12日在天津肿瘤医院举办，围绕乳腺癌术后乳房再造技术，行业专家们进行了学术交流和演示示教。 因可对皮瓣血运情况判断便捷易行、清晰准确，荧光定位显像技术作为会议的重要话题之一被提出。除了深入的学术探讨以外，还实施了现场手术演示。滨松红外荧光定位观察相机PDE作为本次会议中荧光定位显像技术的提供者，充分展示了该技术对皮瓣血运判断发挥的重要作用。滨松红外荧光定位仪（Photodynamic Eye，PDE）是一套医学荧光显像系统，主要用于医用荧光显像，通过观看示踪剂的流动状态，帮助临床医生实时观察血管、淋巴管的状况，从而判断血运状态。在皮瓣血运、穿支定位、穿支选择时起到直观判断、实时显示的作用，在整形领域有广泛的应用空间。

据美国物理学家组织网5月28日(北京时间)报道，最近，英国伦敦帝国理工学院和西班牙维哥大学科学家联合开发出一种高灵敏的测试技术，能在疾病最初期就查出相关信号。研究论文发表在5月27日的《自然材料》上。　　疾病早期检测，为症状恶化前遏制疾病提供了机会。最新生物传感器能在分子浓度很低的情况下探测出表征某种疾病的特殊分子。论文高级作者、伦敦帝国理工学院材料与生物工程系教授莫利斯蒂芬说：“对很多疾病而言，想用现有技术发现早期信号就像大海里捞针。而新测试技术确实能找到那根针。”　　最新生物传感器由漂浮在溶液中的纳米黄金星状物和其他血源性蛋白组成。研究人员用一种含有前列腺特异性抗原(PSA)生物标记的溶液演示了他们的生物传感器。这些星状物表面附有相关抗体，在检测样本时，抗体一碰到PSA就会连结在一起。另外还有一种附着葡萄糖氧化酶的二级抗体，也能识别PSA，并生成一种明显的银色结晶覆盖在黄金星状物上。当PSA生物标记浓度很低时，这种银色涂层也很明显，用光学显微镜能轻易分辨出来。　　结果显示，新测试技术能检出浓度为10-18克/毫升的PSA。相比之下，现有的一种叫做酶联免疫吸收剂化验的方法，检出PSA的浓度只有10-9克/毫升，新技术在灵敏度上比原来高出了9个数量级。研究人员指出，在超低浓度下监测PSA水平，是早期诊断前列腺癌复发的关键。　　无论从哪个角度来说，疾病真的都很讨厌，包括它们的“行事作风”——那些在一开始就容易被察觉到的疾病，很多都比较好治疗，比如说感冒 而那些习惯于“潜伏”一段时间的，等到被发现的时候，往往已经酿成大患，比如恶性肿瘤等。因此，迅速捕捉到这些善于隐蔽的坏家伙的蛛丝马迹，及早把它们斩草除根，是维护人类健康的一大关键。不过，这还只是问题的一方面——只有改变很多人“没病不上医院”的错误观念，让越来越多人养成定期体检习惯，类似的技术才会真正发挥效用。

仪器信息网讯 近日，优利德发布新品UTx318M便携型红外热成像望远镜，该产品是一款集红外热成像及远距离探测功能于一体的热成像望远镜，具有成像高清、细节清晰、轻巧便携、耐用性强、操作简单等特点。同时，它还具有概率测距、激光指示、热点追踪及电子罗盘等多项实用功能，能帮助用户快速确认目标所在位置，是户外探险、野外观瞄和搜索救援等户外体验活动时不可或缺的利器。【产品主要特点】成像清晰，400×300红外分辨率及手动调焦功能，细节提升成像清晰图像。热敏感度（NETD）＜25mK，目标更清晰，可识别多种细节。50Hz高帧频灵敏流畅，舒适高质量的移动目标检测体验、动态画面捕捉不延迟。8倍电子变倍调节，可实现1×、2×、4×、8×变倍模式选择，利于远距离观测，放大目标细节查看。IP67三防设计，利于在有粉尘环境及雨天导致机身潮湿使用时保护产品不受侵害，及两米高度跌落无影响。三种场景模式选择，观测更“专业”，包括观鸟模式（针对较小热源发现目标，能更清晰的识别被观察目标的特征）、森林模式（针对山野丛林场景凸显目标，在有树叶、灌木和草的田野环境中进行搜索和观察的最佳模式）及岩石模式（针对目标丰富场景细节更多，在晴天或城市环境中观察目标的最佳模式）。【产品优势】户外探险，突破视界的极限UTx318M不受光线条件限制，能在黑暗或昏暗的环境中准确地探测、显示并分析周围环境中的热量分布。无论是在蔓延的丛林、险峻的山脉，还是在野外露营时，它都能帮助用户发现隐藏在黑暗中的动植物、隐蔽的道路或是其他潜在危险，为户外探险开启探索未知世界的新大门。野外观瞄，捕捉瞬间的精彩UTx318M拥有400×300红外分辨率、低于25mK热灵敏度，配合50Hz高帧频，能够实现敏捷的成像反应，产生清晰、细节出色的图像，且画面无延迟、无重影。无论是观察野生动物、观赏鸟类、观看比赛还是观测自然景观，UTx318M都能准确捕捉每一个精彩细节，让用户在观瞄过程中不错过任何一个精彩瞬间。搜索救援，保障安全的得力助手当遇到人员走失的情况时，UTx318M可第一时间用于人员搜救。其2米防摔、IP65防护性能，使其能够在各种严苛、恶劣的环境中使用。即使在全黑或视线不佳的情况下，UTx318M也能够快速进行搜索并定位目标，为救援行动提供重要支援。此外，UTx318M还具有8倍电子变倍调节功能，利于远距离观测时放大目标、细节查看。它还支持超高清拍照、录像和存储，可通过外接屏幕进行视频输出，以及通过手机APP连接WiFi进行观测。无论是追求卓越成像质量的户外发烧友，还是需要应对严苛恶劣环境的搜救专业人员，或是注重坚固耐用品质的安全巡视员，UTx318M都可以全方位满足用户的需求。【产品技术指标】型号UTx318M探测器模式非制冷氧化钒语言简体中文、英文红外分辨率400×300拍照√红外响应波段8-14μm视频录像√像元尺寸12μm屏幕亮度调节√帧频50Hz电子罗盘√热灵敏度/NETD＜25mK概率测距√镜头18mm热点追踪√光圈F1.0画中画√FOV14.6°(H)×11°(V)WIFI照片下载√调焦模式手动调焦WIFI视频直播√最小对焦距离0.3M手机APPIos、Android目镜出瞳距离≥18mm视频输出Type-C接口。可将模拟信号外接到显示器屈光度调节-4D~+5D自动关机关闭、5min、15min、50min显示屏0.39“0LED电池类型8650可充电电池显示分辨率1024×768电池工作时间＞4HR色板铁红、彩虹、红热、黑热、白热工作温度-10℃~50℃数字变倍1×、2×、4×、8×存储温度-20℃~60℃图像模式PNG防护等级IP67视频格式MP4跌落2m激光指示√(Class 2激光，红色)认证RoHS，CE，UKCA，FCC存储内部储存，16GB尺寸160×71.5×38.5mm数据接口Type-C USB重量357g【产品应用】户外露营：红外夜视设备可以帮助露营者在夜间更好地观察周围环境。航海：观察地形变化，提前规划路线，判断附近岛屿是否存在潜在风险。紧急搜救：不受恶劣环境限制，远距离搜索。夜间巡逻：可辅助夜间治安巡逻判断治安环境的安全性。侦察和突袭：可记录和跟踪逃犯的热迹和动向，协助执法人员准确、快速地抓捕逃犯。