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手持偏振光显微镜

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手持偏振光显微镜相关的资讯

  • 偏振显微镜下的魔法美图:化学工作者艺术赏析
    p  艺术源于生活,高端艺术之美使人愉悦,而在枯燥的科研工作中,科学家误与艺术灵感碰撞,往往产生的结果会令人惊艳。近日,一位美国化学科研工作者便发生了这样的“碰撞”,他的工作会大量使用显微镜,后来因对显微镜高质量图片的极大兴趣,使得自己的生活发生了很大变化。/pp  Chris King是美国国立卫生研究院的组织学技术人员,其工作中会大量使用显微镜。最初,亲朋好友询问他的工作内容时,为更形象的描述,便开始用显微镜拍摄一些组织染色和其他事物的照片,让大家更容易理解。接着便进行各种实验,通过多种方式的处理,以使显微镜图片产生引人注目的颜色和形状。后来,在获得家人的支持后,在家里购买了自己的显微镜。还在eBay上购买了其他的二手实验设备。现在他的公寓成了一个小型实验室,包括卧室、厨房、餐厅等都进行了重新设计。“这是我卧室的一部分,然后是厨房的大部分,餐厅基本上都是专门为它设计的。”/pp  之后,Chris King大部分业余时间都花在了显微镜艺术上。通常每周四都会花一整晚的时间来做这件事,且每天要花一两个小时。最终,他的艺术作品改变了他的生活。目前,在一个博物馆里,Chris King的一项设计方法专利正在申请中,他还在全国性的广告活动中担任了主角。对于这些变化,他表示:“没有什么不可能的,这也许就是化学工作者一直以来固有的自信吧”。/pp  strong下面欣赏一些Chris King的偏光显微镜图片:/strong/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/5539aa5f-1ca4-41e0-b1e9-ce48e56f005c.jpg" title="01.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "硫酸铜和导线之间的置换反应后,用铜涂覆的铁丝起泡(氢气)/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/66d2e0cf-da7f-4d15-9ad1-96704cee5d89.jpg" title="02.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "氨基酸β-丙氨酸 和 L-谷氨酰胺的羽毛状组合/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/dfde0f89-e9e2-450d-99cc-01fd659e159b.jpg" title="03.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "氨基酸β-丙氨酸 和 L-谷氨酰胺混在一起,呈现不同结晶形式/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/84c333cb-67fd-4a3a-be14-1d9198dd1c86.jpg" title="04.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "β-丙氨酸独立结晶,虽然L-谷氨酰胺是氨基酸,但不能形成蛋白质/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/5abdfd0b-5a78-4498-8f3c-f5bd41c41587.jpg" title="05.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "在偏振补偿光下100倍的多巴胺晶体。/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/51d627dc-f8a3-4f19-b8c8-063d8fceca0a.jpg" title="06.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "酒石酸晶体在偏振补偿暗场光照下(莱茵贝格显微镜反射光混合)/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/4b79eea7-44c8-456f-b80d-b95568e6b7e3.jpg" title="07.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "偏振光下100倍的酒石酸图像,并具有全波补偿/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/9e26e613-b6c0-494b-9d45-c7afb12175f3.jpg" title="08.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "在莱茵贝格显微镜照射下由利口酒Aperol形成的结晶(Aperol是由苦橙、龙胆、大黄和金鸡纳等成分制成的意大利开胃酒)/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/47c1540b-4333-4f32-bfa8-3253ba46534e.jpg" title="09.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "由酱油形成的晶体,可能由于维生素c导致了污染/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/6b877c6e-71bc-49d1-9904-385dab422636.jpg" title="010.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "放大40倍的暗场偏振光显微镜下的维生素c晶体/span/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 300px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/a3d12a4c-a1ce-4fe8-9b7e-23da084b1c39.jpg" title="011.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "维生素c从丙二醇溶液中重结晶/span/p
  • 半导体所在二维GeSe的偏振光学特性研究中获进展
    style type="text/css".TRS_Editor P{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor DIV{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TD{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TH{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor SPAN{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor FONT{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor UL{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor LI{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor A{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }/stylep  光在传波过程中振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振,偏振是光作为电磁波的重要特征之一。偏振光探测在线性偏光镜(LPL)、偏振遥感以及医疗诊断治疗等方面已展现出广泛的应用前景。目前,对可见波段的偏振检测研究已比较普及,而对其它特殊波段的偏振探测有待进一步探索。近日,中国科学院半导体研究所超晶格室研究员李京波、魏钟鸣,与天津大学教授胡文平合作,围绕二维GeSe材料在短波近红外波段(700-1100 nm)的偏振光探测取得新进展。/pp  GeSe是一种典型的二元IV-VI硫族化合物,研究显示,GeSe是以高度各向异性的层状正交晶系方式结晶(空间群Pcmn- ,比黑磷的空间群Bmab- 对称性低)。此外,GeSe的带隙范围为1.1-1.2eV,使其适用的二向色性波段分布在1100nm波段以内(可见/短波近红外波段)。在靠近带边处,高态密度直接导致高吸收系数。鉴于上述特性,GeSe在面内各向异性等方面的独特性质有待研究,来实现其在可见/短波近红外波段光偏振探测方面的应用。/pp  在此背景下,该研究员团队利用GeSe材料高蒸气压的特点,采用真空气相沉积法,获得了高质量的GeSe层状单晶。通过XRD以及TEM表征,证实获得的二维GeSe纳米片具有很高的结晶度。同时,通过拉曼光谱、光吸收谱和光探测器件研究,系统分析了GeSe在晶格振动以及光学方面的各向异性(如图)。由于GeSe的几个典型的拉曼振动模的强度随着入射光和散射光的偏振方向以及样品的夹角而变化,拉曼光谱检测为GeSe晶向的确定提供了快速简便的方法。在光学方面,GeSe的各向异性体现在偏振度可分辨的光吸收谱和光电流谱等方面,在532nm激光波长下二向色性比为1.09,在638nm下为1.44,在808nm下为2.16,与吸收谱测试结果基本符合(对应的各向异性吸收比分别是1.09,1.26,3.02),这两种测试方法系统地确定了GeSe最佳的各向异性的光响应在808nm波长附近。结合理论计算的佐证,系统探测显示8-16nm厚度的GeSe有助于实现最优质的光探测结果。该研究成果显示出,二维GeSe在线偏振探测领域有潜在的应用价值。/pp  相关研究成果近期发表在emJournal of the American Chemical Society/em上。研究工作得到中科院和国家自然科学基金委员会的资助。/pp style="text-align:center "img alt="" oldsrc="W020171123391449326616.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/uepic/753d9b4e-23b3-45db-b3a8-e7fd4a6082c2.jpg" uploadpic="W020171123391449326616.jpg"//pp style="text-align: center "由GeSe低晶格对称性导致的角度依赖各向异性拉曼信号和808nm激光下的探测性能。/p
  • 拉曼及椭圆偏振光谱应用技术交流会通知
    姓名: 公司/院校: 部门/院系: 电话: 传真: 邮件: 应用领域: 感兴趣的技术(拉曼光谱/椭圆偏振光谱/全部): 是否需要测试样品(是/否): 对讲座内容的建议和意见: 备注 : HORIBA JobinYvon 公司HORIBA Jobin Yvon 公司成立于1819年,是世界上大的光谱分析系统及部件生产商之一。致力于为 用户提供优质、先进的产品和解决方案,并提供专业的技术支持。产品包括衍射光栅、光学元 器件以及成套光谱分析系统:如:拉曼光谱仪、椭圆偏振光谱仪、荧光光谱仪、辉光放电光谱仪、等离子体 发射光谱仪等。可广泛应用于各种研究及分析领域,并在全球居领先水平。 Jobin Yvon公司隶属于HORIBA集团,该集团有高达10亿美元的销售额,在全球拥有4700多名员工。 www.jobinyvon.cn华南理工大学分析测试中心(计量认证合格单位)华南理工大学分析测试中心组建于1982年10月,现有专业技术教师和管理人员共27人分析测试工作十年以上人 员占80%,整体的检测分析能力强。中心装备了高分辨透射电镜、热场发射扫描电镜、超导核磁共振谱仪、液-质联用仪、多功能化学电子能谱、电子探针、X射线荧光光谱仪、拉曼光谱仪、多功能生物质谱、气-质联用仪、单晶衍射仪等大型精密贵重仪器30台,仪器总价值5000多万元;拥有独立且相对集中的现代化实验室,使用面积达3000m2;是华南地区规模宏大、设备先进、富具特色、队伍精良的现代分析测试中心之一 .www.scut.edu.cn/test/
  • 法国JY推出新型MM-16相调制型椭圆偏振光谱仪
    HORIBA Jobin Yvon, 薄膜部推出了新型MM16高精度,高灵敏,低价格的相调制椭圆偏振光谱仪。 其采用液晶调制技术,2048CCD采集光谱,全谱采集时间仅2s钟,同时椭偏仪在可见光波段采用4× 4的Mueller 矩阵进行数据分析,可以精确的对测量复杂折射率材料进行分析,可广泛应用在平板显示,生物,包装和半导体领域。 目前HORIBA Jobin Yvon 在ex-situ和in-situ领域有着一系列的椭偏仪产品,UVISEL,MM16,DigiSel,PZ2000。其组成了一个高性能的椭偏家族。同时HJY公司还有多种配件可选以扩展椭偏仪的功能,如自动样品台,微光斑反射仪,液体池,高低温样品台等。基于Windows的强大软件工作平台DeltaPsi2使椭偏的数据分析变得更加的简单直观, 具体情况请查阅网站 www.jobinyvon.com 电话:021-64479785传真:021-64479480E-Mail:jjhjy@jobinyvon.cn
  • HORIBA Scientific诚邀您参加第五届椭圆偏振光谱国际会议
    2010 年 5 月 23 日- 28 日,第五届椭圆偏振光谱国际会议(ICSE-V,International Conference on Spectroscopic Ellipsometry)将在美国纽约州奥尔巴尼市(Albany)奥尔巴尼大学纳米科技与工程学院(CNSE)举办。 和历届会议一样,为椭圆偏光术和相关测量技术领域的科学家和工程师提供国际交流的平台。ICSE-V 会议将为您展示椭圆偏振光谱技术和应用的新研究进展,包括涉及偏振技术开发的相关光谱分析技术等。 更多信息: http://www.icse-v.org/web/index.php 向世界同行展示您的工作! HORIBA Scientific(Jobin Yvon 光谱技术)诚邀 Jobvin Yvon 椭偏仪用户提交会议摘要并参加第五届椭圆偏振光谱国际会议(ICSE-V)! 摘要提交起讫时间: Oct.19&mdash Dec.6, 2009HORIBA Jobin Yvon 赞助 HORIBA Scientific 承诺赞助参与展板展示(poster presentation)或口头报告(oral presentation)的 Jobvin Yvon 用户。 申请赞助,请联系 :tfd-marketing.sci@horiba.com 应用支持,请联系: tfd-sales-sci.fr@horiba.com
  • 等离子体“彩虹”芯片级智能光谱仪,可实现“光谱+偏振”双功能传感
    近年来,研究人员和业内主要厂商已将研发重心转向微型化、便携式且低成本的光谱仪系统,使之可以在日常生活中实现现场、实时和原位光谱分析的许多新兴应用。然而,受到过度简化的光学设计和紧凑型架构的机械限制,微型光谱仪系统的实际光谱识别性能通常远低于台式光谱仪系统。如今,克服这些限制的一种策略便是在光子方法学中引入深度学习(DL)进行数据处理。据麦姆斯咨询报道,近日,美国纽约州立大学布法罗分校(University at Buffalo,the State University of New York)与沙特阿卜杜拉国王科技大学(King Abdullah University of Science & Technology)的联合科研团队在Nature Communications期刊上发表了以“Imaging-based intelligent spectrometer on a plasmonic rainbow chip”为主题的论文。该论文第一作者为Dylan Tua,通讯作者为甘巧强(Qiaoqiang Gan)教授。在这项研究工作中,研究人员开发了一种紧凑型等离子体“彩虹(rainbow)”芯片,能够实现快速、准确的双功能传感,其性能可在特定条件下超越传统的便携式光谱仪。其中的分光纳米结构由一维或二维的梯度金属光栅构成。该紧凑型等离子体光谱仪利用普通相机拍摄的单幅图像,即可精确地获得照明光源光谱的光谱信息和偏振信息。在经过适当训练的深度学习算法的辅助下,研究人员仅用单幅图像就能表征葡萄糖溶液在可见光光谱范围内的双峰和三峰窄带照明下的旋光色散(ORD)特性。该微型光谱仪具有与智能手机和芯片实验室(lab-on-a-chip)系统集成的潜力,为原位分析应用提供新的可能。研究人员利用彩虹捕获效应(rainbow trapping effect)来开发片上光谱仪系统。图1展示了该研究工作所提出的片上光谱仪和一维彩虹芯片的设计原理。如图1a所示,该光谱仪利用等离子体啁啾光栅实现分光功能。这种表面光栅几何形状的逐渐变化,导致了局部等离子体共振的空间调谐(即为光捕获“彩虹”存储)。如图1b所示,研究人员采用聚焦离子束铣削技术,在300 nm的银(Ag)薄膜上制备了啁啾光栅。当白光垂直入射时,通过简单的反射显微镜系统(如图1c),就可以观察到明显的“彩虹”色图像,如图1d的顶部所示,该现象源于光栅引发的等离子体共振。图1 片上光谱仪的等离子体啁啾光栅根据这些空间模式图像,可以建立共振模式与入射波长一一对应的关系,这是片上光谱仪的基础。因此,研究人员探讨了该光谱仪对任意光谱特征的空间分辨能力。通过深度学习辅助的数据处理和重建方法,研究人员利用这种分光功能可以构建用于光学集成的智能化、微型化光谱仪平台。具体而言,研究人员提出了基于深度学习的智能彩虹等离子体光谱仪概念,并构建了带有等离子体啁啾光栅的光谱仪示例,如图2所示。该光谱仪利用深度神经网络预测了所测量的共振模式图像中的未知入射光光谱,而无需使用传统的线性响应函数模型。实验中的光谱仪架构如图2a所示。智能光谱仪主要由三部分构成:空间模式、预训练神经网络以及对应的波长。图2 基于深度学习的数据重建光谱分辨率是评价传统光谱仪性能的重要参数之一。因此,研究人员对该光谱仪的分辨率做了详细测试,测试结果如图3所示。图3 智能等离子体光谱仪的分辨率以上初步测试数据表明,智能彩虹芯片光谱仪具有实现高分辨率光谱分析的潜力,其性能可与传统台式光谱仪相媲美。随后,研究人员将一维光栅扩展到二维,以利用紧凑型智能等离子体光谱仪实现偏振光谱的测定,其性能超越了传统的光学光谱仪系统。同时,研究人员展示了等离子体彩虹芯片光谱仪可以引入简化、紧凑且智能的光谱偏振系统,具有准确且快速的光谱分析能力。图4a为具有梯度几何参数的二维光栅。图4 用于测定偏振光谱的二维啁啾光栅接着,研究人员利用该二维偏振光谱仪芯片对旋光色散进行了简单而智能的表征。图5a为传统的旋光色散系统测量由物质引起的旋光度随入射波长的函数变化。最后,研究人员展示了将二维光栅作为光谱偏振系统,并介绍了用于葡萄糖传感应用的示例。图5 更简单、准确且智能的光谱偏振分析综上所述,本研究中提出了一种集成了片上彩虹捕获效应与紧凑型光学成像系统的智能芯片级光谱仪。研究结果表明,该等离子体芯片可以在可见光光谱(470 nm - 740 nm)范围内区分不同的照明峰值。该芯片充分利用其波长敏感结构,能够根据照明光谱峰值显示不同的等离子体共振模式。随后将芯片扩展到二维结构,共振模式的复杂性增加,从而在入射光偏振方面提供更多信息。通过使用片上共振模式的空间和强度分布图像来训练深度学习算法,研究人员在同一系统内分别实现了光谱分析和偏振分析。随后,研究人员利用一种将旋光引入透射光的手性物质(即葡萄糖),证明了所提出光谱仪在旋光色散传感方面的可行性,旋光色散是一种有助于手性物质检测和定量的偏振特异性特征。深度学习模型的分析表明,该算法能够基于等离子体芯片的共振模式准确预测葡萄糖引入的旋光。即使在分析多峰照明下的共振模式时,这种性能也得到了保留。这种由深度学习支持的基于图像的光谱仪能够通过利用纳米光子平台的单幅图像同时进行光谱分析和偏振分析。因此,该光谱仪标志着在单一紧凑型且轻量化设计中实现了高性能的光谱偏振分析,为深度光学和光子学在医疗保健监测、食品安全传感、环境污染检测、药物滥用传感以及法医分析等领域的应用赋能。这项研究获得了沙特阿卜杜拉国王科技大学物理科学与工程部的科研基金(BAS/1/1415-01-01)和NTGC-AI项目(REI/1/5232-01-01)的资助和支持。
  • 从完整肌腱到单纤丝:偏振红外光谱强势助力胶原蛋白的分子取向研究
    在过去的十年里,红外(IR)光谱已被广泛应用于哺乳动物组织中的胶原蛋白研究。对有序胶原蛋白光谱的更好理解将有助于评估受损胶原蛋白和疤痕组织等疾病。因此,利用偏振红外光研究胶原蛋白(I型胶原和II型胶原)的层状结构和径向对称性逐渐成为研究热点。目前,基于焦平面阵列检测器的偏振远场(FF)傅立叶变换红外(FTIR)成像、偏振远场(FF)、光学光热红外(O-PTIR)以及散射型扫描近场光学显微镜(s-SNOM)的纳米红外技术在胶原蛋白领域得到广泛应用。偏振远场(FF)方法可应用于完整肌腱的截面,其纤维平行且垂直于偏振光排列。光学光热IR红外(O-PTIR)和纳米傅立叶变换红外(nano-FTIR)方法则应用于直径为100~500 nm的原纤维,在生物聚合物上共同实现互相印证和互补的结果。 通常,I型胶原蛋白在偏振红外光下反应不同。采用基于焦平面阵列(FPA)检测的远场傅里叶变换IR(FF-FTIR)对其进行成像时,受制于蛋白质酰胺I和II的红外特征峰吸收带的波长(~7 μm)的分辨率限,难以获取高质量的成像结果。而采用散射型扫描近场光学显微镜(s-SNOM)方法的纳米FTIR(nano-FTIR)光谱技术,可以获得空间分辨率约为20nm的红外光谱,解决了受限于IR辐射波长的限制(通常5-10 μm)。此外,采用光学光热红外技术(O-PTIR)成像和光谱学的方法,也可以摆脱红外波长的限制,实现亚微米(500nm)的空间分辨率,为完整组织和原纤维胶原蛋白的研究打开了一个新窗口。 近期,在Kathleen M. Gough等人的研究中[1],作者采用基于光学光热红外(O-PTIR)技术的PSC非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统 mIRage对样品~500 nm单点区域收集振动光谱,如图1所示。该光学光热红外(O-PTIR)技术的工作原理是光热检测,其中红外量子联激光器(QCL)激发样品在1800–800 cm-1光谱范围内的分子振动。产生的光热效应通过短波长探测激光器检测。图2A-B中的光谱表明,固有的激光偏振所获得的高对比度所产生的光谱与使用FTIR焦平面阵列和偏振器组合进行的光谱测试近乎一致。并且对于安装在玻璃显微镜的不同载玻片,样品均获得了具有良好SNR的高质量光谱。图1. 完整肌腱的光学光热IR(O-PTIR)光谱,?500 nm测量点。(A)利用线性偏振量子联激光器(QCL)从CaF2窗口在平行和垂直两个不同方向上获得光谱。插入的可视图像显示了6个采谱位置;比例尺= 70 μm。(B)对比从CaF2(部)和玻璃(底部)载玻片在线性偏振QCL的平行和垂直方向上获得的光谱。 光学光热红外(O-PTIR)技术可以通过在载物台上轻易地旋转样品来测试平行和垂直于红外激光偏振方向的光谱。并利用光学光热红外(O-PTIR)技术在几个单一频率下对原纤维成像,以获得表观物理宽度的确定性估计。如图2右侧所示,在垂直方向上, 1655 cm-1处记录的单波长图像的红黄带表明该原纤维的宽度不超过500 nm。该尺寸将目标物标定为真正的原纤维,并且可与红外s-SNOM实验中检测到的300 nm原纤维相当。光学光热红外(O-PTIR)技术与nano-FTIR的测试结果相互印证,反映了“原纤维”宽度的标准范围。此外作者观察到,来自原纤维的酰胺I和II谱带比完整肌腱的窄,并且相对强度和谱带形状都发生了变化。这些光谱反映出在偏振红外光下正常I型胶原纤维的更多有用信息,并可作为研究胶原组织的基准。图2. 从CaF2窗口利用O-PTIR测试控制肌腱原纤维获得的光谱。用平行于激光偏振的原纤维获得的光谱(红色);蓝色是垂直方向上的光谱。右侧是在垂直方向基于1655 cm-1的单波长图像。正方形表示光谱采集位置。比例尺= 1 μm。 与基于焦平面阵列检测器的偏振远场傅立叶变换红外(FF-FTIR)光谱相比,光学光热红外(O-PTIR)具有更高的空间分辨率,且可提供单波长光谱。使用FF-FTIR FPA探测往往包括其他非胶原材料。同时,光学光热红外(O-PTIR)还可以提供偏振平行于原纤维取向的原纤维光谱。这也是光学光热红外(O-PTIR)和纳米FTIR光谱对直径为100~500 nm的胶原原纤维给出证实性和互补性结果的次证明。综上所述,这些结果为进一步研究生物样品中的胶原蛋白提供了广阔的基础。 参考文献:[1]. Gorkem Bakir, Benoit E. Girouard, Richard Wiens, Stefan Mastel, Eoghan Dillon, Mustafa Kansiz, Kathleen M. Gough, Molecules 2020, 25, 4295 doi:10.3390/molecules25184295.
  • 首个使用偏振的超快光处理器面世
    科技日报北京6月19日电 (记者张梦然)据近日发表在《科学进展》上的一篇论文,英国牛津大学研究人员开发了一种使用光的偏振来实现最大化信息存储密度的设备。新研究使用多个偏振通道展开了并行处理,计算密度比传统电子芯片提高了几个数量级。自1958年第一块集成电路发明以来,将更多晶体管封装到特定尺寸的电子芯片中,一直是实现最大化计算密度的首选方法。然而,人工智能和机器学习需要专门的硬件突破现有计算的界限,因此电子工程领域面临的主要问题是:如何将更多功能打包到单个晶体管中?科学家已知不同波长的光不会相互影响,同样,不同偏振的光也不会相互影响。因此,每个极化都可作为一个独立的信息通道,使更多信息可存储在多个通道中,这就大大提高了信息密度。而光子学相对于电子学的优势在于,光在大带宽上速度更快,功能也更强大。新研究的目标就是充分利用光子学与可调谐材料相结合的这些优势,实现更快、更密集的信息处理。鉴于此,十多年来,牛津大学研究人员一直致力于使用光作为计算手段。团队此次开发了一种HAD(混合活性电介质)纳米线,该纳米线使用一种混合玻璃材料,该材料在光脉冲照射时具有可切换的特性,每条纳米线都显示出对特定偏振方向的选择性响应,因此可使用不同方向的多个偏振同时处理信息。利用这个概念,研究人员开发出第一个利用光偏振的光子计算处理器。光子计算通过多个偏振通道进行,纳米线则由纳秒光脉冲调制,与传统电子芯片相比,其计算速度更快,计算密度因此提高了几个数量级。研究人员表示,对于人们希望看到的未来愿景来说,现在仅仅是个开始,这种偏振光子计算处理器结合了电子、非线性材料和复杂计算,已经是一个超级令人兴奋的想法。总编辑圈点   随着传统电子芯片尺寸越来越小,芯片上的晶体管数量接近极限,摩尔定律也日益逼近“天花板”。这些年,科学家和工程师们开始为芯片发展寻找新的“增长点”,利用光子计算便是思路之一。例如,2015年美国科学家研发出用光处理信息的光电子芯片,它依旧使用电子来计算,但是可以直接使用光来处理信息。上述成果则利用了光的偏振特性。这些研究都为芯片迭代升级提供了更多可能。
  • 偏振遥感:让石油污染监测更简约快捷
    在石油的开采、炼制、贮运、使用过程中,原油和各种石油制品进入环境而造成的污染成了一个世界性的问题。因此,建立探测系统,对油田区进行监测和管理,特别是对石油污染所发生的位置、溢油量和扩散趋势等的监测尤为重要。  在国家自然科学基金、“863”计划等的资助下,东北师范大学城市与环境科学学院教授盛连喜带领的课题组以偏振度作为偏振光遥感的定量指标,在近红外波段对不同含水量和含油量的土壤进行偏振光谱测量,为今后利用偏振光遥感监测土壤石油污染的应用打下基础。这一成果发表在《科学通报》2008年第23期上。  难以避免的石油土壤污染  石油对土壤的污染主要表现为:破坏土壤的结构和透水性。石油污染物还会与土壤中有效的氮、磷、钾发生反应,破坏土壤的肥力。尽管采取了一系列措施,但在石油的生产、加工、运输各个环节,都有可能发生泄漏溢出事故,石油污染物对土壤的污染难以避免。  “石油开采时可能产生的泄漏或溢油现象造成的落地油污染,可使土壤的环境容量逐年减少 在气田开发时,钻井过程中产生废弃泥浆,如果没有泥浆坑,废弃的钻井泥浆就会被排放到土壤中,造成污染。”盛连喜说。  盛连喜解释说,如果在原油开采过程中发生井喷等事故,可能使大量石油烃类直接进入土壤。另外,石油管线和采油井的井口设备如果发生跑冒滴漏,也有一些石油泄漏到地面。石油及其产品在运输、使用和贮存过程中的渗漏、溢油现象时有发生,会造成石油烃类直接进入土壤。而石油及其产品在运输、使用和贮存过程中的渗漏、溢油现象同样会对土壤造成危害。  “当石油渗透进入土壤后,如果植物吸收了石油,会破坏植物的新陈代谢过程,或阻断植物需要的水分和养料,从而使植物死亡,植被遭到破坏。而且被石油污染物污染的土壤在几年甚至几十年内都会丧失农耕和畜牧的功能。石油还可能通过进入食物链影响人体健康。另外,油气会从地表挥发至大气,表现为油气挥发物,被太阳紫外线照射后,可能与其他有害气体发生物理化学反应,生成光化学烟雾,产生致癌物和温室效应,破坏臭氧层等。”盛连喜说。  既然污染难以杜绝,作为及时了解石油开采所在区域的环境质量状况,包括大气环境质量、水体和土壤环境质量状况,发现油气田生产中环境问题的有效手段,环境监测就变得至关重要。  “尤其是对土壤污染的监测,关系到周边地区的生态环境安全、食品安全问题,不容忽视。”盛连喜说。  大有可为的偏振遥感  目前,在石油开采区域最常用的环境监测方法是现场采样实验室分析监测,也有些地方开展了航空和遥感监测。  盛连喜指出,常规的土壤石油污染监测方法是从野外取样带回实验室分析,由于事前对污染范围及污染程度的了解有局限性,监测过程不仅费时而且耗费大量人力、物力和财力,结果却往往不够全面准确,只能对采样点局部进行评价和估量。如何对土壤石油污染范围及程度进行定量定位的测量,有效节省工作时间和经费,提高环境污染监测的准确性成为一个重要的科学问题。  在苦苦寻找解决办法的时候,电磁波的一个重要特征——偏振,引起了盛连喜的关注。  偏振在微波谱段称为极化。地球表面和大气中的目标在反射、散射、透射及发射电磁辐射的过程中,会产生由它们自身性质决定的特征偏振,即偏振特性中蕴涵着目标的各种信息。  “偏振遥感正是利用这一特征为遥感目标提供新的、潜在的信息。”盛连喜说,“与其他遥感技术比较,偏振光的特性使其在遥感中能够解决许多实际问题。使用偏振信息不仅能够更准确地定位土壤石油污染的范围和程度,并可反演相应地物目标的结构、化学成分、水分含量等多方面信息,甚至了解造成污染油井的年龄,因此具有非常广阔的应用前景。”  目前,盛连喜课题组对污染土壤偏振光遥感的监测主要研究方向是在不同湿度条件下鉴别石油种类,并进一步确定湿度条件影响的曲线临界值。重点研究土壤中受到石油污染的范围和程度,为研究土壤的石油环境容量、控制石油污染提供依据。  该课题组以吉林省松原油田原油和当地典型表层土壤为实验原料,在实验室内对4个水平的含油量、3个水平的含水量土壤样品在近红外波段进行了多角度探测模拟实验。又在室外实地测量了各种条件下的石油污染土壤与清洁土壤的偏振度值。他们发现,当土壤含水量较低时,土壤表面反射光的偏振度会随土壤中石油含量的增加而增大 当土壤含水量较高时,土壤表面反射光的偏振度会随土壤中石油含量的增加而降低。  事实上,盛连喜所在的偏振实验室已经通过几年的工作,对黄土、黑土、红土等土壤类型的基础偏振反射特性进行了测量和研究,接下来的工作是通过多因素的模拟正交实验,为更广泛地应用偏振特性进行石油的土壤污染监测提供科学依据。  盛连喜指出,不同土壤类型的临界值会因土壤有机质含量、机械组成等因素的不同而不同,对偏振光的测量带来难度。这也是他们今后工作中需要重点研究的问题。
  • 光学显微镜技术和应用简介
    自然界中一些最基本的过程发生在微观尺度上,远远超出了我们肉眼所能看到的极限,这推动了技术的发展,使我们能够超越这个极限。早在公元4世纪,人们发现了光学透镜的基本概念,并在13世纪,人们已经在使用玻璃镜片,以提高他们的视力和放大植物和昆虫等对象以便更好地了解他们。随着时间的推移,这些简单的放大镜发展成为先进的光学系统,被称为光学显微镜,使我们能够看到和理解超越我们感知极限的微观世界。今天,光学显微镜是许多科学和技术领域的核心技术,包括生命科学、生物学、材料科学、纳米技术、工业检测、法医学等等。在这篇文章中,我们将首先探讨光学显微镜的基本工作原理。在此基础上,我们将讨论当今常用的一些更高级的光学显微镜形式,并比较它们在不同应用中的优缺点。    什么是光学显微镜?  光学显微镜用于通过提供它们如何与可见光相互作用(例如,它们的吸收、反射和散射)的放大图像来使小结构样品可见。这有助于了解样品的外观和组成,但也使我们能够看到微观世界的过程,例如物质如何跨细胞膜扩散。  显微镜的部件以及光学显微镜的工作原理  从根本上说,显微镜包括两个子系统:一个用于照亮样品的照明系统和一个成像系统,该系统产生与样品相互作用的光的放大图像,然后可以通过眼睛或使用相机系统进行观察。  早期的显微镜使用包含阳光的照明系统,阳光通过镜子收集并反射到样品上。今天,大多数显微镜使用人造光源,如灯泡、发光二极管(LED)或激光器来制造更可靠和可控的照明系统,可以根据给定的应用进行定制。在这些系统中,通常使用聚光透镜收集来自光源的光,然后在聚焦到样品上之前对其进行整形和光学过滤。塑造光线对于实现高分辨率和对比度至关重要,通常包括控制被照亮的样品区域和光线照射到它的角度。照明光的光学过滤,使用修改其光谱和偏振的光学过滤器,可用于突出样品的某些特征。图1:复合显微镜的基本构造:来自光源的光使用镜子和聚光镜聚焦到样品(物体)上。来自样品的光被物镜收集,形成中间图像,该图像由目镜再次成像并传递到眼睛,眼睛看到样品的放大图像。  成像系统收集与样品相互作用的照明光,并产生可以查看的放大图像(如上图1)。这是使用两组主要的光学元件来实现的:首先,物镜从样品中收集尽可能多的光,其次,目镜将收集的光中传递到观察者的眼睛或相机系统。成像系统还可包括诸如选择来自样品的光的某些部分的孔和滤光器之类的元件,例如仅看到已从样品散射的光,或仅看到特定颜色或波长的光。与照明系统的情况一样,这种类型的过滤对于挑出某些感兴趣的特征非常有用,这些特征在对来自样本的所有光进行成像时会保持隐藏。  总的来说,照明和成像系统在光学显微镜的性能方面起着关键作用。为了在您的应用中充分利用光学显微镜,必须充分了解基本光学显微镜的工作原理以及当今存在的变化。  简单复合显微镜  单个镜头可以用作放大镜,当它靠近镜头时,它会增加物体的外观尺寸。透过放大镜看物体,我们看到物体的放大和虚像。这种效果用于简单的显微镜,它由单个镜头组成,该镜头对夹在框架中并从下方照明的样品进行成像,如下图2所示。这种类型的显微镜通常可以实现2-6倍的放大倍率,这足以研究相对较大的样本。然而,实现更高的放大倍率和更好的图像质量需要使用更多的光学元件,这导致了复合显微镜的发展(如下图3)。图2:通过创建靠近它的物体的放大虚拟图像,将单个镜头用作放大镜。图3:左:简单显微镜。右:复合显微镜。  在复合显微镜中,从底部照射样品以观察透射光,或从顶部照射样品以观察反射光。来自样品的光由一个由两个主要透镜组组成的光学系统收集:物镜和目镜,它们各自的功率倍增,以实现比简单显微镜更高的放大倍率。物镜收集来自样品的光,通常放大倍数为40-100倍。一些复合显微镜在称为“换镜转盘(nose piece)”的旋转转台上配备多个物镜,允许用户在不同的放大倍数之间进行选择。来自物镜的图像被目镜拾取,它再次放大图像并将其传递给用户的眼睛,典型的目镜放大率为10倍。  可以用标准光学显微镜观察到的最小特征尺寸由所使用的光学波长(λ)和显微镜物镜的分辨率决定,由其孔径数值(NA)定义,最大值为NA =1空中目标。定义可区分的最小特征尺寸(r)的分辨率极限由瑞利准则给出:  r=0.61×(λ/NA)  例如,使用波长为550nm的绿光和典型NA为0.7的物镜,标准光学显微镜可以分辨低至0.61×(550nm)/0.7≈480nm的特征,这足以观察细胞(通常为10µm大小),但不足以观察较小生物的细节,例如病毒(通常为250-400nm)。要对更小的特征成像,可以使用具有更高NA和更短波长的更先进和更昂贵的物镜,但这可能不适用于所有应用。  在标准复合显微镜(如下图4a)中,样品(通常在载玻片上)被固定在一个可以手动或电子移动以获得更高精度的载物台上,照明系统位于显微镜的下部,而成像系统高于样本。然而,显微镜主体通常也可以适应特定用途。例如,立体显微镜(如下图4b)的特点是两个目镜相互成一个小角度,让用户可以看到一个略有立体感的图像。在许多生物学应用中,使用倒置显微镜设计(如下图4c),其中照明系统和成像光学器件都在样品台下方,以便于将细胞培养容器等放置在样品台上。最后,比较显微镜(如下图4d)常用于法医。图4:复合显微镜。a)标准直立显微镜指示(1)目镜,(2)物镜转台、左轮手枪或旋转鼻镜(用于固定多个物镜),(3)物镜、调焦旋钮(用于移动载物台)(4)粗调,(5)微调,(6)载物台(固定样品),(7)光源(灯或镜子),(8)光阑和聚光镜,(9)机械载物台。b)立体显微镜。c)倒置显微镜。  光学显微镜的类型  下面,我们将介绍一些当今可用的不同类型的光学显微镜技术,讨论它们的主要操作原理以及每种技术的优缺点。  亮视野显微镜  亮视野显微镜(Brightfield microscopy,BFM)是最简单的光学显微镜形式,从上方或下方照射样品,收集透射或反射的光以形成可以查看的图像。图像中的对比度和颜色是因为吸收和反射在样品区域内变化而形成的。BFM是第一种开发的光学显微镜,它使用相对简单的光学装置,使早期科学家能够研究传输中的微生物和细胞。今天,它对于相同的目的仍然非常有用,并且还广泛用于研究其他部分透明的样品,例如透射模式下的薄材料(如下图5),或反射模式下的微电子和其他小结构。图5:亮视野显微镜。左图:透射模式-在显微镜下看到的石墨(深灰色)和石墨烯(最浅灰色)薄片。在这里,图像上看到的亮度差异与石墨层的厚度成正比。右图:反射模式-SiO2表面上的石墨烯和石墨薄片,小的表面污染物也是可见的。  暗视野显微镜  暗视野显微镜是一种仅收集被样品散射的光的技术。这是通过添加阻挡照明光直接成像的孔来实现的,这样只能看到被样品散射的照明光。通过这种方式,暗场显微镜突出显示散射光的小结构(如下图6),并且对于揭示BFM中不可见的特征非常有用,而无需以任何方式修改样品。然而,由于在最终图像中看到的唯一光是被散射的光,因此暗场图像可能非常暗并且需要高照明功率,这可能会损坏样品。  图6:亮视野和暗视野成像。a)亮视野照明下的聚合物微结构。b)与a)中结构相同的暗视野图像,突出显示边缘散射和表面污染。c)与a)和b)相似的结构,被直径为100-300nm的纳米晶体覆盖。仅观察到纳米晶体散射的光,而背景光被强烈抑制。  相差显微镜  相差显微技术(Brightfield microscopy,PCM)是一种可视化由样品光路长度变化引起的光学相位变化的技术.这可以对在BFM中产生很少或没有对比度的透明样品进行成像,例如细胞(如下图7)。由于肉眼不易观察到光学相移,因此相差显微镜需要额外的光学组件,将样品引起的相移转换为最终图像中可见的亮度变化。这需要使用孔径和滤光片来操纵照明系统和成像系统。这些形状和选择性地相移来自样品的光(携带感兴趣的相位信息)和照明光,以便它们建设性地干涉眼睛或检测器以创建可见图像。图7:人类胚胎干细胞群落的相差显微图像。  微分干涉显微镜  与PCM类似,微分干涉显微镜(differential interference contrast microscopy,DICM)通过将由于样品光路长度变化引起的光学相位转换为可见对比度,从而使透明样品(例如活的未染色细胞)可视化。然而,与PCM相比,DICM可以实现更高分辨率的图像,并且减少了由PCM所需的光学器件引入的清晰度和图像伪影。在DICM ,照明光束被线性偏振器偏振,其偏振旋转,使其分裂成两个偏振光束,它们具有垂直偏振和小(通常低于1µm)间隔。穿过样品后,两束光束重新组合,从而相互干扰。这将创建一个对比度与图像成正比的图像差在两个偏振光束之间的光相位,因此命名为“差”干涉显微镜。DICM产生的图像出现与采样光束之间的位移方向相关的三维图像,这导致样品边缘具有亮区或暗区,具体取决于两者之间的光学相位差的符号(如下图8)。图8:微分干涉对比显微镜。左:DICM的原理图。右图:通过DICM成像的活体成年秀丽隐杆线虫(C.elegans)。  偏光显微镜  在偏振光显微镜中,样品用偏振光照射,光的检测也对偏振敏感。为了实现这一点,偏振器用于控制照明光偏振并将成像系统检测到的偏振限制为仅一种特定的偏振。通常,照明和检测偏振设置为垂直,以便强烈抑制不与样品相互作用的不需要的背景照明光。这种配置需要一个双折射样品,它引入了照明光偏振角的旋转,以便它可以被成像系统检测到,例如,观察晶体的双折射以及它们的厚度和折射率的变化(如下图9)。图9:偏光显微镜。橄榄石堆积物的显微照片,由具有不同双折射的晶体堆积而成。整个样品的厚度和折射率的变化会导致不同的颜色。  荧光显微镜  荧光显微镜用于对发出荧光的样品进行成像,也就是说,当用较短波长的光照射时,它们会发出长波长的光。示例包括固有荧光或已用荧光标记物标记的生物样品,以及单分子和其他纳米级荧光团。该技术采用了滤光片的组合,可阻挡短波长照明光,但让较长波长的样品荧光通过,因此最终图像仅显示样品的荧光部分(如下图10)。这允许从由许多其他非荧光颗粒组成的样品中挑出和可视化荧光颗粒或已被染料染色的感兴趣细胞的分布。同时,荧光显微镜还可以通过标记小于此限制的粒子来克服传统光学显微镜的分辨率限制。例如,可以用荧光标记标记病毒以显示其位置在生物样品的情况下,可以表达荧光蛋白,例如绿色荧光蛋白。结合各种新颖形式的样品照明,荧光显微镜的这一优势实现了“超分辨率”显微镜技术,打破了传统光学显微镜的分辨率限制。荧光显微镜的主要限制之一是光漂白,其中标记物或颗粒停止发出荧光,因为吸收照明光的过程最终会改变它们的结构,使它们不再发光。图10:荧光显微镜。左:工作原理-照明光由短通激发滤光片过滤,并由二向色镜反射到样品。来自样品的荧光通过二向色镜,并被发射滤光片额外过滤以去除图像中残留的激发光。右图:有机晶体中分子的荧光图像(晶体轮廓显示为黄色虚线)。由于来自其他分子和晶体材料的荧光,背景并不完全黑暗。  免疫荧光显微镜  免疫荧光显微镜是主要用于在微生物的细胞内的生物分子可视化的位置荧光显微镜的具体变化。在这里,用荧光标记物标记或固有荧光的抗体与感兴趣的生物分子结合,揭示它们的位置。(如下图11)图11:免疫荧光显微镜。肌动蛋白丝(紫色)、微管(黄色)和细胞核(绿色)的免疫荧光标记的两个间期细胞。  共聚焦显微镜  共聚焦显微镜是一种显微镜技术,它可以逐点成像来自样品的散射或荧光。不是一次对整个样品进行照明和成像,而是在样品区域上扫描源自点状光源的照明点,敏感检测器仅检测来自该点的光,从而产生2D图像。这种方法允许以高分辨率对弱信号样本进行成像,因为来自采样点之外的不需要的背景信号被有效抑制。在这里,所使用的波长和物镜在所有三个维度上都限制了成像光斑的大小。这允许通过将物镜移动到距样品不同的距离,在样品内的不同深度处制作2D图像。然后可以组合这些2D图像“切片”以创建样本的3D图像,这是所讨论的其他宽视场显微镜技术无法实现的,并且还允许以3D方式测量样品尺寸。这些优势的代价是无法一次性拍摄图像,而是必须逐点构建图像,这可能非常耗时并阻碍样本的实时成像(如下图12)。图12:单分子荧光的共聚焦荧光图像。小点对应于单个分子的荧光,而较大的点对应于分子簇。此处的荧光背景比简单的荧光显微镜图像弱得多,如亮点之间的暗区所见。  双光子显微镜  双光子显微镜(Two-photonmicroscopy,TPM)是荧光显微镜的一种变体,它使用双光子吸收来激发荧光,而不是单光子激发。在这里,通过吸收两个光子的组合来激发荧光,其能量大约是单个光子激发所需能量的一半。例如,在该方案中,通常由单个蓝色光子激发的荧光团可以被两个近红外光子激发。在TPM中,图像是逐点建立的,就像在共聚焦显微镜中一样,也就是说,双光子激发点在样品上扫描,样品荧光由灵敏的检测器检测。与传统荧光显微镜相比,激发和荧光能量的巨大差异导致了多重优势:首先,它允许使用更长的激发波长,在样品内散射较少,因此穿透更深,以允许在其表面下方对样品进行成像并创建3D样品图像。同时,由于激发能量低得多,光漂白大大减少,这对易碎样品很有用。激发点周围的荧光背景也大大减少,因为有效的双光子吸收仅发生在激发光束的焦点处,因此可以观察到来自样品小部分的荧光(如下图13)。  TPM的一个缺点是双光子吸收的概率远低于单光子吸收,因此需要高强度照明,如脉冲激光,才能达到实用的荧光信号强度。图13:双光子显微镜。花粉的薄光学切片,显示荧光主要来自外层。  光片显微镜  光片显微技术是荧光显微术的一种形式,其中样品被垂直于观察方向的薄“片”光照射,从而仅对样品的薄切片(通常为几微米)进行成像。通过在样品在光片中旋转的同时拍摄一系列图像,可以形成3D图像。这要求样品大部分是透明的,这就是为什么这种技术通常用于形成小型透明生物结构的3D图像,例如细胞、胚胎和生物体。(如下图14)图14:光片显微镜。左:工作原理。右:通过荧光成像用光片显微镜拍摄的小鼠大脑的荧光图像。  全内反射荧光显微镜  全内反射荧光(Totalinternal reflection fluorescence microscopy ,TIRF)是一种荧光显微技术,可通过极薄(约100nm厚)的样品切片制作2D荧光图像。这是通过照明光的渐逝场激发样品的荧光来实现的,当它在两种不同折射率(n)的材料之间的边界处经历全内反射时就会发生这种情况。消逝场具有与照明光相同的波长,但与界面紧密结合。在TIRF显微镜中,激发光通常在载玻片(n=1.52)和样品分散的水介质(n=1.35)之间的界面处发生全内反射。渐逝场的强度随距离呈指数下降来自界面,这样在最终图像中只能观察到靠近界面的荧光团。这也导致来自切片外区域的荧光背景的强烈抑制,这允许拾取微弱的荧光信号,例如在定位单个分子时。这使得TIRF非常适用于观察参与细胞间相互作用的荧光蛋白(如下图15)的微弱信号,但也需要将样品分散在水性介质中,这可能会限制可以测量的样品类型。图15:TIRF图像显示培养的视网膜色素上皮细胞中的蛋白质荧光。每个像素对应67nm。  膨胀显微镜  膨胀显微镜背后的基本概念是增加通常需要高分辨率显微镜的样品尺寸,以便可以使用标准显微镜技术(尤其是荧光显微镜)对其进行成像。这适用于保存的标本,例如生物分子、细胞、细菌和组织切片,可以使用下图16中所示的化学过程在所有维度(各向同性)均匀扩展多达50倍。扩展样本可以隔离感兴趣的个别特征通常是隐藏的,可以使它们透明,从而可以对它们的内部进行成像。图16:膨胀显微镜的样品制备。细胞首先被染色,然后连接到聚合物凝胶基质上。然后细胞结构本身被溶解(消化),使染色的部分随着凝胶各向同性地膨胀,从而使染色的结构更详细地成像。  光学显微镜中的卷积  除了使光学系统适应特定用例之外,现代光学显微镜还利用了数字图像处理,例如图像去卷积。该技术通过补偿光学系统本身固有的模糊,可以提高空间分辨率以及光学显微镜拍摄图像的定位精度。这种模糊可以在校准步骤中测量,然后可以用于对图像进行去卷积,从而减少模糊。通过将高性能光学元件与先进的图像处理相结合,数字显微镜可以突破分辨率的极限,以更深入地观察微观世界。(如下图17)图17:图像解卷积。左:原始荧光图像。右:解卷积后的图像,显示细节增加。  光学显微镜与电子显微镜  光学显微术通常使用可见光谱中的光波长,由于瑞利准则,其空间分辨率固有地限制为所用波长的大约一半(最多约为200nm)。然而,即使使用具有高NA和高级图像处理的物镜,也无法克服这一基本限制。相反,观察较小的结构需要使用较短波长的电磁辐射。这是电子显微镜的基本原理,其中使用电子而不是可见光照亮样品。电子具有比可见光短得多的相关波长,因此可以实现高达10000000倍的放大倍数,甚至可以分辨单个原子。(如下图18)  图18:同心聚合物结构中纳米晶体放大15000倍的扫描电子显微镜图像,即使是细微的细节,例如基材的孔隙,也能分辨出来。  总结与结论  光学显微镜是一种强大的工具,可用于检查各种应用中的小样本。通过调整用于特定用例的照明和成像技术,可以获得高分辨率图像,从而深入了解样品中的微观结构和过程。文中,我们讨论了各种光学显微镜技术的特点、优势和劣势,这些技术在光线照射和收集方式上有所不同。显微镜种类优点技术限制典型应用亮视野显微镜结构相对简单,光学元件很少低对比度、完全透明的物体不能直接成像,可能需要染色对彩色或染色样品和部分透明材料进行成像暗视野显微镜显示小结构和表面粗糙度,允许对未染色样品进行成像所需的高照明功率会损坏样品,只能看到散射图像特征细胞内颗粒成像,表面检测相差显微镜实现透明样品的成像复杂的光学设置,需要的高照明功率会损坏样品,通常图像较暗跟踪细胞运动,成像幼虫微分干涉对比显微镜比PCM更高的分辨率复杂的光学设置,需要的高照明功率会损坏样品,通常图像较暗活的、未染色的细胞和纳米颗粒的高分辨率成像偏光显微镜来自样品非双折射区域的强背景抑制,允许测量样品厚度和双折射需要双折射样品成像胶原蛋白,揭示晶体中的晶界荧光显微镜允许挑出样品中的单个荧光团和特定的感兴趣区域,可以克服分辨率限制需要荧光样品和灵敏的检测器,光漂白会减弱信号成像细胞成分、单分子、蛋白质免疫荧光显微镜使用抗体靶向可视化特定的生物分子大量样品制备,需要荧光样品,光漂白识别和跟踪细胞和蛋白质共聚焦显微镜低背景信号,可以创建3D图像成像速度慢,需要复杂的光学系统3D细胞成像,荧光信号较弱的成像样品,表面分析双光子显微镜样品穿透深度、背景信号低、光漂白少成像速度慢,需要复杂的光学系统和大功率照明神经科学,深层组织成像光片显微镜图像仅样品的极薄切片,可通过旋转样品创建3D图像成像速度慢,需要复杂的光学系统细胞和生物体的3D成像全内反射荧光显微镜强大的背景抑制,极精细的垂直切片成像仅限于样品的薄区域,需要复杂的光学系统,样品需要在水介质中单分子成像,成像分子运输膨胀显微镜提高标准荧光显微镜的有效分辨率需要对样品进行化学处理,不适用于活体样品生物样品的高分辨率成像  参考:  1. Rochow TG, Tucker PA. A Brief History of Microscopy. In: Introduction to Microscopy by Means of Light, Electrons, X Rays, or Acoustics. Springer US 1994:1-21. doi:10.1007/978-1-4899-1513-9_1  2. Smith WJ. Modern Optical Engineering: The Design of Optical Systems. McGraw-Hill 1990. ISBN: 0070591741  3. Shribak M, Inoué S. Orientation-independent differential interference contrast microscopy. Collected Works of Shinya Inoue: Microscopes, Living Cells, and Dynamic Molecules. 2008 (Dic):953-962. doi:10.1142/9789812790866_0074  4. Gao G, Jiang YW, Sun W, Wu FG. Fluorescent quantum dots for microbial imaging. Chinese Chem Lett. 2018 29(10):1475-1485. doi:10.1016/j.cclet.2018.07.004  5. Chalfie M, Tu Y, Euskirchen G, Ward W, Prasher D. Green fluorescent protein as a marker for gene expression. Science. 1994 263(5148):802-805. doi:10.1126/science.8303295  6. Baranov M V., Olea RA, van den Bogaart G. Chasing Uptake: Super-Resolution Microscopy in Endocytosis and Phagocytosis. Trends Cell Biol. 2019 29(9):727-739. doi:10.1016/j.tcb.2019.05.006  7. Miller DM, Shakes DC. Chapter 16 Immunofluorescence Microscopy. In: Current Protocols Essential Laboratory Techniques. Vol 10. 1995:365-394. doi:10.1016/S0091-679X(08)61396-5
  • HORIBA |“光谱技术在半导体领域中的应用”Q&A集锦——拉曼、椭圆偏振、光学光谱
    10月30日HORIBA举办了2017 Optical School系列在线讲座第五场——光谱技术在半导体领域中的应用,涉及:拉曼、椭圆偏振、光学光谱和辉光放电,四种光学光谱技术,为大家带来满满的知识技能包。课上同学们积留言互动,那么针对这三种光学光谱技术,大家都有哪些疑问呢,我们一起来看一看。光学光谱1. 什么是CCD TE制冷?CCD探测器的制冷方式一般分为两种:热电制冷(TE)和液氮制冷(LN2)。热电制冷就是通过帕尔贴效应,将热量从芯片带走;液氮制冷是通过液氮气化吸收热量来降低温度。2. 5K和10K的低温是怎么实现的。采用低温恒温器,闭循环低温恒温器或消耗液氦型低温恒温器可以实现5K和10K的低温,将样品放置在低温恒温器中测量。3. PL Mapping测量的是什么?相对宏观测试而言,微观尺寸的光致发光光谱更能表征样品的性质,并且能够展现更多的细节信息,在进行显微测量时,我们对整个样品表面进行扫描,得到所有测量点的光致发光光谱,这个过程称为Mapping。4. MicOS的PL和拉曼光谱仪测试的PL谱是一样的吗?原理上是一样的,都属于光致发光光谱,区别在于:MicOS光谱仪所采用的光谱仪焦距长度跟拉曼光谱仪不一样,光谱分辨率也不一样;拉曼光谱仪主要是为了拉曼测试而设计,它的探测器CCD通常覆盖到1000nm左右,有些型号的拉曼光谱仪不能拓展光谱范围到近红外波段,而MicOS可以灵活方便地拓展光谱范围从紫外到近红外(200-1600nm)。5. 激光测试固体光谱时需要滤光片吗?推荐加滤光片,因为激发激光的能量很强,激发样品的同时,部分激发光会通过反射与信号光一起进入探测系统,可能产生杂散光,为了避免干扰,建议加入滤光片将激发光滤除。因为信号光能量较低,波长比激发光长,所以只需要加入截止波长在激发光和信号光之间的滤光片即可。此外,如果激发光的二级衍射光与信号光波长重叠的话,那么也需要加入滤光片将激发光波长滤除从而消除激发光的二级衍射光。6. 这里的PL发光和寿命测量与荧光光谱仪测得荧光光谱和寿命有什么区别?荧光也是一种光致发光,但是荧光光谱仪通常用氙灯作为激发光源,能量比较低,对于宽带隙材料可能无能为力,定制化光致发光系统用激光作为激发光源,可以成功激发大部分样品。此处提到的寿命测试功能与HORIBA荧光光谱仪的寿命功能原理相同,并无区别,不过MicOS中测量荧光寿命是在显微下测量的,而荧光光谱仪通常是在宏观光路中测量的。7. 使用光纤导入光谱仪(iHR550)时,狭缝的宽度对分辨率还会有影响吗?采用光纤导入信号光到iHR550光谱仪时,一般会采用光纤适配器将光纤连接到光谱仪,此时狭缝宽度对光谱分辨率的影响需要分两种情况讨论:(1)如果光纤出来的信号光光斑通过光纤适配器耦合到光谱仪狭缝上是小于狭缝宽度,那么狭缝宽度的变化对光谱分辨率无影响;(2)如果光纤出来的信号光光斑通过光纤适配器耦合到光谱仪狭缝上是大于狭缝宽度,那么狭缝宽度的变化对光谱分辨率有影响,狭缝越大分光谱分辨率越低。8. 光栅的刻线密度怎么去选择?光栅刻线密度的选择主要考虑两个因素:分辨率和光谱范围。相同焦长光谱仪配置的光栅刻线密度越高,光谱分辨率越高,但是所能使用的长波长范围越窄;光栅刻线密度越低,光谱分辨率越低,但是低刻线密度光栅能覆盖的长波长越长;所以要综合平衡考虑,一块光栅覆盖范围不够可以选择多块光栅以拓展光谱范围。9. MicOS激光照射到样品上的光强和光斑大小?MicOS的激光光斑照射到样品上的光强与所采用的激光器功率大小相关,所采用激光器功率越高照射到样品的光强越大。激光照射到样品的光斑大小与耦合方式(光纤耦合还是自由光路耦合)以及所采用的物镜倍率相关,如采用100倍物镜,采用光纤耦合激光,光斑小于10um;采用自由光路耦合激光,光斑小于2um。拉曼光谱1. 用532nm激光测试的深度为多少?(实验中测试不到厚度为100nm薄膜的Raman光谱)总体来说,入射深度与激光器的波长和材料本身消光系数相关。激光越偏红光,其入射深度越深;消光系数越小,入射深度越深。所以,532 nm针对不同材料的入射深度不一样,一般来说,对单晶硅的入射深度约为1微米。厚度不到100 nm的薄膜需要考虑使用325 nm激光器检测。2. 老师,实际测试比如石墨烯,532,633,785测试D,G,2D频移和相对强度都不一样,这是什么原因呢?可以考虑的原因:三个激光器是否校准好;激光器的能量是否合适,是否某一个激光能量过高将样品破坏。一般石墨烯测试,激光能量的选择建议从低到高尝试;考虑机理方面解释,激光和样品的是否有耦合效应。墨烯测试,推荐532 nm激光器。3. HORIBA提供拉曼与SEM联用的改装服务吗?我们实验室对这个比较干兴趣,想了解一下我们的电镜可不可以改装?国内和国外都有已经完成的案例。若有需求,请进一步联系!4. 我们处理拉曼光谱的时候有时候要使用归一化的方法,这个对结果分析会有影响吗?归一化一般不会对结果分析产生影响。归一化操作是对光谱中所有的拉曼峰等比例的放大和缩小,不会影响峰的位置和形状。若还有担心,可以考虑提高光谱的信噪比。5. 半高宽和强度是怎么成像的?若使用的是Labspec 6软件,至少有两种成像方法可以实现半高宽和强度成像。夹峰法:用线夹住需要成像的峰,在Analysis中,进入 Map characterization中选择对应的Height, area, position, width进行成像。分峰拟合法:对所需成像的峰进行分峰拟合后,直接选择各参数成像。夹峰法,目前多同时可以做三个峰的成像;分峰拟合理论上可以实现所有峰的成像。6. 如何用325nm激光器测拉曼光谱,PL和BPF这两块滤光片怎么用?使用325nm测试和其它的激光器测试类似,需要注意的是:激光器稳定半小时,软件中勾选紫外测试,使用紫外物镜,激光光斑进行聚焦。PL和BPF滤光片都是为了滤去激光器的等离子体线,PL和BPF分别针对测试PL和拉曼。7. 老师,做拉曼成像的时候勾选SWIFT,老是提示不兼容是怎么回事?可以考虑:是否工作在单窗口的模式下;成像区域的选择是否是长方形;控制盒上的开关是拨到SWIFT模式下。8. 100nm薄膜测试不到信号(532nm激发)答案见问题一。9. 老师,可不可以用显微共聚焦拉曼测重金属的浓度?重金属的浓度目前还没有用拉曼直接测试的好方法。但有间接的方法:加入指示剂,通过指示剂间接测试重金属的浓度;做成传感器(DNA/蛋白/小分子等为传感元件),以拉曼信号为输出。10. 老师您好,树脂样品532nm激光器基线上飘严重,降低hole值仍然,切换785nm后基线下飘,这个是荧光引起的吗,应如何调节或者加激光器呢?荧光背景干扰的可能性比较大。缩小Hole只能抑制荧光,不能消除荧光。建议先利用532 nm做个PL光谱看一看。降低激光能量;更换测量点;若荧光背景还是比较高,可以考虑选用紫外和更红外激光器试一试。椭圆偏振1. 请问在测试的时候起偏器不动但是检偏器旋转吗?在UVISEL系列椭偏仪中,起偏器和检偏器均保持固定,由相位调制器PEM起到调制偏振光的作用,没有机械转动的干扰,保证了仪器对椭偏角测试的高精度。2. 为什么可以测SIGe的组分?研究表明SiGe合金的含量与介电方程的实部有关,介电方程实部是通过椭偏仪分析得到的,因此在进行了大量标准样品与实部的关系推导后,可以根据未知含量样品的介电方程实部推算出合金含量。3. 要测试膜厚度,需要这个样品是透明的吗?样品可以是不透明的硅基底或透明的玻璃基底等,待测试薄膜需要是光学透明的,以便椭偏仪分析反射之后的偏振光信号。4. 不转怎么测椭偏角?UVISEL系列椭偏仪采用PEM相位调制技术,调制器虽然保持静止,但其内部光学元件的双光轴相位以50KHz高频发生变化,从而实现偏振光的调制。5. 椭偏仪的入射角是可调的吗?是固定几个值还是连接可调?入射角是连续可调的,但通常测试使用55-75度,主要与样品的布儒斯特角相近即可。例如,大多数半导体样品的布儒斯特角在70度附近,玻璃等样品在55度附近。6. 测SiGe的组分与测带隙宽度有关吗?没有7. 椭偏仪可以测不透明的样品吗?无法用肉眼判断样品是否光学透明,一般来说肉眼看到透明的样品,可透过可见光,而有些样品如SOI中的顶层硅薄膜,可见不透过,但仍然可以使用椭偏测试分析,因为其对近红外透过。8. 可以测碳纳米管吗?可以测试均匀的CNT薄膜,由于光斑大小限制不能测试单根纳米管9. 是相位调制器每变一下,收集一组光强吗?那请问相位改变一个周期内会采集多少组数据来计算psi 和delta。是的,通常8-16点HORIBA科学仪器事业部结合旗下具有近 200 多年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术,HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。
  • 关于使用偏光显微镜观察聚合物结晶形态
    聚合物作为一种重要的材料在工业、生活中得到了广泛的应用。而聚合物的结晶形态对其性能有着至关重要的影响,如何使用偏光显微镜观察聚合物结晶形态呢?用偏光显微镜研究聚合物的结晶形态是目前在实验室中较为简便而实用的方法,结晶条件的不同聚合物的结晶可以具有不同的形态,如单晶、球晶、纤维晶及伸直链晶体等。使用偏光显微镜的主要原理是利用光学现象中的偏振现象来观察样品,结晶聚合物的实际使用性能与材料内部的结晶形态、晶粒大小及完善程度有密切关系,如:光学透明性、冲击强度等。在偏光显微镜下观察聚合物结晶可以得到更为清晰、详细的结晶形态信息。对于聚合物结晶形态的研究具有重要的理论和实际意义。使用偏光显微镜观察聚合物结晶的步骤如下:第一步,制备好样品。将聚合物样品制成薄片,并保持其在室温下的结晶状态。如果需要观察样品在不同温度下的结晶形态,可以通过加热或冷却的方式来控制温度。第二步,将样品放置在偏光显微镜的样品台上,调整偏光器和偏振镜的方向,使其符合要求。第三步,通过调节偏光显微镜的焦距和放大倍数,将聚合物结晶的形态清晰地展现出来。通过偏光显微镜观察聚合物结晶形态,可以快速得到非常精确的结晶信息。例如聚合物结晶的晶体方向、晶粒大小、晶界等细节信息。同时,偏光显微镜还可以观察到聚合物的各种缺陷,如晶格缺陷、晶体缺陷等,从而提高对聚合物结晶的理解和认识。偏光显微镜是一种非常重要的观察聚合物结晶形态的工具。通过偏光显微镜的使用,可以得到更为准确、详细的结晶信息,从而帮助研究人员更好地理解和应用聚合物材料。以下是使用偏光显微镜观察的实拍效果图:深圳偏光显微镜、偏光显微镜价格、矿相偏光显微镜、偏光显微镜供应、偏光显微镜成像单偏光镜下观察,左侧是没加偏光,右侧是加偏光的偏光显微镜型号:NP900系列(科研级可定制型)MHPL1500(可选透射照明,落射照明或者透反射照明)MHPL3200(透/反射偏光)MHPL3230(透反射偏光)如果您需要研究与检验地质、化工、医疗、药品等领域,进行液态高分子材料,生物聚合物及液晶材料的晶相观察,我们为您提供一整套显微系统方案,可连接数码相机构成数码偏光显微镜,通过计算机屏幕显示测量电脑来观察图片,对图片进行保存、编辑和打印。
  • HORIBA网络讲座 | 11月13日,光谱仪器使用技巧(荧光、椭圆偏振、拉曼光谱)
    对于光谱仪的功能还一知半解?想提高使用效率?有没有一些小技巧可以改善分析方法?您可以通过这次在线培训与我们的工程师进行直接沟通。本次在线讲座汇集了三种常用光谱技术中常见的使用问题,11月13日工程师将通过实例教会您如何更好地驾驭您手中的“利器”。11月13日14:00 PM只要准备电脑和网络,即可参与谁应该参加相关光谱仪使用者讲座日程14:00~14:30 荧光光谱14:35~15:05 椭圆偏振15:10~15:40 拉曼光谱主讲老师王红静,应用工程师文豪博士,应用工程师研究方向:椭圆偏振光谱毕业于上海硅酸盐研究所,擅长光谱椭偏建模、薄膜分析,长期为用户提供椭偏技术培训等工作。鲁逸林博士,应用工程师研究方向:SPRi、拉曼等从事拉曼光谱、AFM和表面等离子共振成像的技术支持,负责样品分析、数据解析、应用方案设计、用户培训等,在材料、生物、锂电池等领域积累了丰富的经验。报名手机扫描识别二维码报名即可 扫描 识别 报名 HORIBA Optical SchoolHORIBA一直致力于为用户普及光谱基础知识,其旗下的Jobin Yvon有着近200年的光学、光谱经验,我们非常乐意与大家分享这些经验,为此特创立 Optical School(光谱学院)。无论是刚接触光谱的学生,还是希望有所建树的研究者,都能在这里找到适合的资料及课程。我们希望通过这种分享方式,使您对光学及光谱技术有更系统、全面的了解,不断提高仪器使用水平,解决应用中的问题,进而提升科研水平,更好地探索未知世界。
  • 偏光显微镜在汽车材料和医药辅料中石棉检测的应用
    内容摘要石棉的危害:石棉本身并无毒害,它的最大危害来自于它的粉尘,当这些细小的粉尘被吸入人体内,就会附着并沉积在肺部,造成肺部疾病,石棉已被国际癌症研究中心肯定为致癌物。 石棉纤维可以分裂约为0.5um的元纤维,该纤维长度一般低于5um。由于它们的化学性质非常的稳定,可以长期的漂浮在空气中或水中,持续地造成广域性污染极其微小的石棉粉尘飞散到空中,被吸入到人体的肺后,经过20到40年的潜伏期,很容易诱发肺癌等肺部疾病。 左:纤维状阳起石平行偏振器成像。右:用正交偏光镜拍摄的阳起石样本。阳起石纤维显示出明显的双折射颜色,这明显区别于玻璃纤维(无双折射)。DM4P显微镜使用透射光、20x物镜和偏光镜的成像效果 石棉纤维呈明显的分散色。温石棉是最常见的石棉。在这张图中,典型的橄榄石色系是蓝色的。介质的折射率为1.553。DM4P显微镜使用透射光、20x DS(色散染色)物镜和偏光镜的成像效果 这张图片显示了典型的洋红色分散色温石棉在E-W方向。介质的折射率为1.553。DM4P显微镜使用透射光、20x DS(色散染色)物镜和偏光镜的成像效果 石棉检测-偏光显微镜法(PLM)PLM 原理为每种矿物都有其特定矿物光性和形态特征,通过偏光显微镜观测矿物晶体形态、折光率、干涉色、2V角、延性、颜色、多色性、解理、轮廓、糙面、克线、 突起等特征鉴定石棉矿物。偏光显微镜下,温石棉为细长纤维,呈浅黄绿色或低正突出至低负突出,折光率1.540-1.550。干涉色经常是I级灰白至黄色。闪石类直闪石折射率1.605-1.710,除透闪石消光角为10-20o外,均为平行或近于平行消光。透闪石石棉为短纤维,呈无色,中正突出。横切面干涉色为I级黄白,纵切面上最高干涉色Ⅱ级橙黄。横切面对称消光,其他纵切面 均为斜消光,沿柱面方向为正延长。因此,PLM法即可以鉴定石棉种类是各国鉴定石棉普遍采用的方法之一。 针对上述问题的解决方案和满足石棉检测需求,徕卡显微系统推出三款偏光显微镜,以便通过偏光系统观察纤维的延性和形态,用色散染色性质进行区分石棉的类别,满足不同领域的用户需要: 徕卡 DM4P 专业偏光显微镜 l 半自动机型 专为科研及研发设计l 带编码的可聚焦、可调中勃氏镜l 视野直径:22/25mml 智能化自动光阑设置l 自动光源调整l 6孔物镜转盘l 内置1.6倍变焦 徕卡 DM2700P -适用于任何用户的偏光显微镜 l 手动机型l 人体工学设计:高度可调聚焦按钮l 令人满意的结果重现性l 视野直径:22/25mml LED照明及卤素灯照明l 5孔物镜转盘l 颜色编码的光阑、聚光镜设置l 聚焦锁定功能 徕卡DM750P -用于教学培训的显微镜 l 手动教学培训偏光显微镜,简单操作易使用l 178mm直径高精度旋转载物台,旋转角度360°l 视野直径:20mml 人体工学设计l 4孔物镜转盘l 可配置锥光模块l 专用ICC50Camera
  • 1300万!山东大学傅立叶变换显微红外光谱仪、近红外圆偏振手性光谱联用仪等采购项目
    一、项目基本情况1.项目编号:SDJDHD20230377-Z205/ QCZ2023-111650004项目名称:山东大学傅立叶变换显微红外光谱仪预算金额:310.000000 万元(人民币)最高限价(如有):310.000000 万元(人民币)采购需求:标包货物名称数量简要技术要求1傅立叶变换显微红外光谱仪1台详见公告附件 合同履行期限:详见招标文件要求本项目( 不接受 )联合体投标。2.项目编号:SDJDHD20230411-Z229/SDSM2023-31463项目名称:山东大学8英寸以上应力分析用共聚焦拉曼测试仪采购预算金额:250.000000 万元(人民币)采购需求:8英寸以上应力分析用共聚焦拉曼测试仪,具体内容详见附件。合同履行期限:自合同生效之日起至合同全部履行完毕。本项目( 不接受 )联合体投标。3.项目编号:SDJDHD20230407-Z227/SDDQ2023-1964.项目名称:山东大学全场扫描式激光测振仪预算金额:240.000000 万元(人民币)采购需求:为满足学校科研需求,拟采购全场扫描式激光测振仪1套合同履行期限:详见招标文件要求本项目( 不接受 )联合体投标。项目编号:SDJDHD20230409-Z228/SDSHZB2023-285项目名称:山东大学近红外圆偏振手性光谱联用仪采购预算金额:500.000000 万元(人民币)最高限价(如有):500.000000 万元(人民币)采购需求:近红外圆偏振手性光谱联用仪,亟需采购,具体内容详见招标文件。合同履行期限:国产设备验收合格后5年,进口设备验收合格后3年。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间:2023年10月16日 至 2023年10月20日,每天上午8:30至11:30,下午13:30至17:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:山东大学招标采购管理系统方式:登录山东大学招标采购管理中心网站(http://www.cgw.sdu.edu.cn/)进行供应商注册,注册完成山东大学招标采购管理中心审核通过后,在获取招标文件截止时间前再次登录系统在线报名本项目,报名审核成功后自助下载招标文件。 注:(1)本项目不收取招标文件工本费;(2)本项目实行资格后审,获取招标文件成功不代表资格后审的通过。售价:¥0.0 元,本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:山东大学     地址:山东大学中心校区明德楼        联系方式:马老师0531-88369797      2.采购代理机构信息名 称:青岛采购招标中心有限公司            地 址:青岛市市南区延安三路220号16层            联系方式:张锡杰0532-58760890 15265262977            3.项目联系方式项目联系人:张锡杰电 话:  0532-58760890、152652629774.采购代理机构信息名 称:山东三木招标有限公司            地 址:济南市市中区二环南路6636号中海广场804室            联系方式:芦熹、郝文奇0531-82976333            5.项目联系方式项目联系人:芦熹、郝文奇电 话:  0531-829763336.采购代理机构信息名 称:盛和招标代理有限公司            地 址:山东盛和招标代理有限公司(济南市历城区唐冶西路868号东8区企业公馆B1号楼)            联系方式:许铖铖、王凯、谢文豪,0531-88260506、15153117917、17862114460            7.项目联系方式项目联系人:许铖铖、王凯、谢文豪电 话:  0531-88260506,15153117917,178621144608.采购代理机构信息名 称:山东德勤招标评估造价咨询有限公司            地 址:济南市高新区龙奥北路909号海信龙奥九号2号楼25层            联系方式:李雅琼、张承竹;电话:0531-82389633            9.项目联系方式项目联系人:李雅琼、张承竹电 话:  0531-82389633
  • 徕卡法医学比对显微镜---助力得出科学的鉴定结论
    法医学比对显微镜介绍:徕卡FS C、FS M和FS CB系列法医学比对显微镜可用于检测弹道、工具痕迹、毛发、纤维和其他司法鉴定证据,并将提取的证据与所有物中发现的蛛丝马迹进行比对。徕卡FS系列法医学比对显微镜优点 一、便于记录配备高性能相机和软件应用,便于记录、测量、注释和存档精确测量样本,从不同角度观察,可以在案例报告上添加注释利用软件拼接功能,轻松记录超大视野利用高分辨率相机,记录微小的细节 二、多样化的比对方法利用多功能比对桥,支持多种高精度比对利用可调节分割线,轻松改变比对方法,协助您的鉴证工作;全部到左边,全部到右边,或者相互叠加以0.1%的放大精度比对右侧和左侧的图像,确保对结果充满信心。适应变形样本,+/- 4%的变焦放大调整(FS C,FS CB)三、可靠比对 利用高规格光学器件,得出可靠的比对结果对于远心目标,必须以正确角度观察通过物镜复消色差校正和单独虹膜控制,准确观察并记录证据精确的校准和测量,采用固定放大物镜和带编码的物镜转换器(适用于FS C以及搭配带编码显微镜的FS CB)四、采用多种人体工学组件 长时间工作依然舒适人体工学工作台,高度可电动调节,确保坐感舒适可调节观察角度,确保全天保持正确坐姿载物台、焦距和照明控制均触手可及,尽可能减少重复性手动操作。 五、提供多种照明选项,可清晰检测各种样本使用光纤光导、独立聚光,或多段环形光源,观察表面结构 利用同轴照明很容易观察到高反射表面利用透光分析半透明样本的内部结构 使用标准显微镜的所有对比技术,如荧光、相衬、偏振光、微分干涉对比(徕卡CFS CB比对桥可用于常规和高级显微镜平台)进行复杂结构的对比徕卡法医学比对显微镜应用介绍:法医学实验室将现场的弹壳与发射的进行比对分析破坏锁具的工具痕迹,并将其与所有物中发现的工具进行比对调查证件是否伪造将车祸中的毛发、纤维和油漆与“肇事逃逸"的车辆进行比对 凭借精确可靠的功能,助力得出科学的鉴定结论 :配备高性能相机和软件模块,便于记录、测量、注释和存档利用多功能比对桥,支持多种高精度比对利用高规格光学器件,得出可靠的比对结果采用多种人体工学组件,即使长时间工作也不会感到疲劳提供多种照明选项,可清晰检测各种样本。 堪称是取证实验室的理想选择 徕卡FS C / FS M / FS CB法医学比对显微镜的技术:特殊比对桥设计 采用特殊比对桥设计技术,确保可以持续观察利用比对桥中的颜色中性棱镜,精确重现色彩凭借比对桥的精密机械和光学结构,对左右视野进行精确比对。 相关产品:FS CFS MFS CB比对桥
  • 检验粉煤灰用偏光显微镜MHPL1500 透射光观察
    偏光显微镜是一种使用透射光原理进行观察的显微镜。它的工作原理是利用透镜将物体的光线聚焦,通过眼睛或摄像机进行观察。偏光显微镜可以用于观察物品的形态、颜色和透明度等特征。在检测粉煤灰微观结构特征方面,偏光显微镜可以用于观察粉煤灰的颗粒形态、大小和颜色的变化等。使用偏光显微镜观察粉煤灰样品时,需要对样品进行制备和处理。首先,需要将粉煤灰样品制成薄片。然后,用显微镜观察样品的形态、颜色和透明度等特征。通过观察,可以发现粉煤灰的颗粒形态不规则,大小和颜色存在差异。这些特征可以提供有关粉煤灰微观结构的信息。检验粉煤灰用偏光显微镜MHPL1500 透射光观察透射偏光显微镜MHPL1500是利用光的偏振特性对具有双折射性物质进行研究鉴定的必备仪器,可供广大用户进行单偏光观察,正交偏光观察,锥光观察。产品配置无应力平场消色差物镜与大视野目镜,高精度偏光载物台,优良的偏振观察附件等。可在透射偏光、反射偏光与透/反射偏光状态下获得良好的显微图像,仪器机械性能优良,观察舒适,操作方便。数码型偏光显微镜系统是将精密的光学显微镜技术、先进的光电转换技术、的计算机图像处理技术完美地结合在一起而开发研制成功的一项高科技产品。可以在显示屏上很方便地观察实时动态图像,并能将所需要的图片进行编辑、保存和打印。广泛应用于地质、化工、医疗、药品等领域的研究与检验,也可进行液态高分子材料,生物聚合物及液晶材料的晶相观察,是科研机构与高等院校进行研究与教学的理想仪器。透射偏光显微镜MHPL1500产品参数:1. 标准配置型号MHPL1500 (透射照明)目镜大视野 WF10X (Φ18mm)分划目镜 10X (Φ18mm) 0.10mm/div物镜 (中心可调)无应力平场消色差物镜(盖玻片:0.17mm) PL 4X/0.10无应力平场消色差物镜(盖玻片:0.17mm)PL 10X/0.25无应力平场消色差物镜(盖玻片:0.17mm)PL 40X/0.65 (弹簧)无应力平场消色差物镜(盖玻片:0.17mm)PL 60X/0.85 (弹簧)透射照明起偏器可360°旋转,有0、90、180、270四个读数集光器卤素灯照明适用光源6V 20W 卤素灯,亮度可调阿贝聚光镜N.A. 1.25 可上下升降目镜筒三目镜,倾斜30&ring ,可进行透光摄影中间接筒内置检偏器, 可自由切换正常观察与偏光观察,90°旋转,带刻度,游标格值12'推入式勃氏镜,中心可调λ补偿器λ/4 补偿器石英锲补偿器转换器四孔(外向式滚珠内定位)调焦机构粗微动同轴调焦, 微动格值:2μm,带锁紧和限位装置载物台旋转式载物台,直径:Φ150mm,360°等分刻度,游标格值6',中心可调,带锁紧装置2.选配件:名称类别/技术参数目镜大视野 WF16X(Φ11mm)物镜 (中心可调)无应力平场消色差物镜(盖玻片:0.17mm) PL 20X/0.40 无应力平场消色差物镜(盖玻片:0.17mm) PL 100X/1.25 (油,弹簧)无应力平场消色差物镜(无盖玻片) PL L 20X/0.40无应力平场消色差物镜(无盖玻片) PL L 50X/0.70无应力平场消色差物镜(无盖玻片) PL L 80X/0.80无应力平场消色差物镜(干式) (无盖玻片) PL L 100X/0.85 (弹簧)转换器四孔(外向式滚珠内定位),可调节物镜中心移动尺移动范围:30mmX25mmCCD接头0.4X0.5X1X0.5X带分划尺,格值0.1mm/格显微镜摄像头USB2.0MHD500USB3.0MHC600、MHD600、MHD800、MHD1600、MHD2000、MHS500、MHS900摄影装置2.5X/4X变倍摄影装置带10X取景目镜4X对焦摄影装置MD卡环PK卡环数码相机接头CANON (A610,A620,A630,A640)
  • HORIBA | 平时使用仪器遇到这些困惑,你怎么办?——拉曼/荧光/椭圆偏振光谱仪
    使用光谱仪器时,如何巧妙制样?针对不同的样品,测试方法有哪些区别?仪器测试结果如何分析解读…11月13日,HORIBA的资深工程师们,就拉曼、荧光、椭圆偏正光谱仪器日常使用技巧,为大家分享了自己多年的宝贵(xue)经(lei)验(shi)。分享过程中,同学们也纷纷提出自己的问题,不知道是否也有你的困惑,我们一起看看吧:荧光光谱1.为什么样品信号之前的背景光平台不是平的?在进行磷光寿命测试时,前端的小段曲线是由光源产生的,即激发光还没有完全消失,就开始了样品信号采集,后边部分属于光源消失后磷光衰减的信号,进行寿命拟合的时候只要选择后边尾部即可。2.问水拉曼峰怎么测?1)开启仪器;2)将标准盛有三重去离子水的比色皿放入样品仓;3)打开软件,选择Spectra——emmission功能;4)点击Run进行信号采集即可。参数详见如下:激发波长350nm,水拉曼峰值,峰值波长397nm。实验条件:激发波长350nm,带宽5nm,0.5nm步进,发射波长扫描范围365~450nm,带宽5nm,积分时间1s;样品要求:必须是超纯水,三重蒸馏水或去离子水,HPLC级(18.2 MΩ,10ppb 溶解有机碳)或相同水质的水样。用4mL石英荧光比色皿3.ms量级荧光寿命如何测量?配置SpectrLED、Delta-HUB和相应的探测器,使用磷光寿命测试功能即可进行ms级的磷光寿命测量。具体测量及拟合方法可以联系我们应用工程师。4.薄膜样品怎么测量?将薄膜及其载玻片固定在固体样品支架上,即可进行稳瞬态荧光测试,但是有的薄膜样品散射较强,为了避免杂散光的干扰,一般需要使用相应的滤光片,另外Horiba提供前置测量附件,可以有效避免杂散光的干扰。5.用HORIBA的荧光光谱仪测荧光寿命,是用上升沿还是下降沿拟合寿命的?对于荧光寿命,拟合时上升下降沿的信号都要用到,对于磷光寿命,仅用下降沿部分拟合即可。具体拟合步骤及要点可与工程师联系。椭圆偏振1.请问老师,这个可以测量颗粒物表层吸附物质的厚度吗?纳米级别,烟尘颗粒由于椭偏光斑在微米至毫米尺度,无法分析离散态的纳米级别颗粒表层2.老师您好,请问衬底是石英片,可以测膜的厚度吗?可以,只要薄膜光学透明即可使用椭偏测试拉曼光谱1.CLS那个没看懂?简单的来说,CLS是数据统计的分析方法。夹峰法是以单个谱峰的峰强、峰面积、峰位的特性为拉曼成像依据。而CLS是以整张光谱或者某段光谱为依据,赋予不同的颜色。适用于已知混合物的拉曼成像。2.细胞的那个是这么做的呀?详细请见文章ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9 (7), pp 5828–5837,文章的拉曼部分在北京DEMO实验中心完成的,欢迎讨论。3.用JobinYvonLabRam HR800仪器,325 nm 的激光测薄膜光致发光,有时PL谱的曲线有波动,就是线一抖一抖的,请问能怎么改善呢?能测到发光峰,但是曲线上有很多小的正弦波。两个方面:一个需要标准样品测试,检验仪器本身是否有问题。另一个方面,考虑薄膜的厚度问题,是否刚好发生多次反射。之前有经历,特定的玻璃片上测样品,也有小正弦波,更换玻璃片之后就没有了。4.那请问如果是贴壁细胞呢 直接光斑扫描?贴壁细胞,做完封片,可以直接通过平台移动实现细胞成像。5.指甲油有要求吗?指甲油不要涂到样品上?指甲油本身有很好的拉曼信号,不能直接涂到样品上,建议选择亮色,这样能够看清楚指甲油的本身分布。若样品量比较大,建议选择大号的盖玻片,操作相对简单。6.请问G/D的物理意义G峰为石墨烯的特征峰,归属于sp2碳原子的面内振动,出现在1580 cm-1附近,该峰能够表征石墨烯的层数。D峰为石墨烯的无序振动峰,出现在1350 cm-1附近处,表征石墨烯中的结构缺陷或边缘。所以G/D峰,可以反映石墨烯的层数和缺陷分布。7.测细胞必须要涂指甲油吗?不是必须,封片的好处是减缓水份蒸发。8.老师,做矿物的话激光波长用多少合适大多数矿物532 nm激光比较合适,对于有荧光背景的,考虑红光激发。9.半導體異物量測方式?測試過532,633,785 laser量測都只有螢光訊號,異物大小約1~3um若异物在表层,可以考虑325 nm尝试下。若还是不行是否可以考虑用PL成像来区别异物。10.如何衡量石墨烯条带的边缘质量?见问题6,G/D比值成像及D峰成像都是不错的选择。11.鲁老师,请问罗丹明溶液633直接测拉曼,如何计算光斑内有效分子数?影响影子的计算方法我们在上一次的报告中有提到。详细可参见Phys. Chem. Chem. Phys., 2015,17, 21149-21157。文章是用XploRA仪器实现的,欢迎讨论。12.样品中有水,可以用3D得到水分布吗样品若是半透明的,可以实现水的分布的3D. 常见的地质样品,包裹体中的水分可以用3D表征。这是一篇文章,里面用拉曼证明了油水凝胶中的水分分布,你可以参考下。Nature Communications 8, Article number: 15911 (2017) doi:10.1038/ncomms15911。文章的拉曼部分在北京DEMO实验室完成的,欢迎讨论。13.请问测拉曼时荧光效应太强,背底太高可以怎么改善?一般是某些样品会出现,跟样品有关系,可是又需要样品的拉曼数据抑制荧光背景的方法:更换不同的激发波长;长时间激光照射光漂白;数值处理等。目前有效的是更换不同的激发波长测试。14.请介绍一下实时在线原位拉曼技术?在线原位技术是一个比较宽泛的命题,常见的有有机化学合成在线检测,高温高压在线检测,锂电池在线检测,电化学在线检测。若大家都有兴趣,我们可以专门利用一次讲座交流。HORIBA科学仪器事业部结合旗下具有近 200 多年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术,HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。
  • HORIBA 用户动态|中科院半导体所关于角分辨偏振拉曼光谱配置的研究
    撰文:刘雪璐等众所周知,实验上已经有多种手段可以实现角分辨偏振拉曼光谱(arpr)测试,但是不同配置往往会呈现出不同的结果。常用的arpr实验配置是固定入射激光和散射信号的偏振方向,旋转样品。但是,随着低维材料的兴起,样品尺寸往往只有微米量级,而旋转样品会导致样品点移动,很难实现对微米级样品的原位角分辨拉曼光谱测试。所以重新系统地研究各种arpr配置的优缺点并且找到对于微米级晶体材料优的实验方法显得十分必要。近,中国科学院半导体研究所谭平恒研究组系统全面地分析了三种测量arpr光谱的实验配置,给出了一般形式的拉曼张量在不同配置下拉曼强度的计算方法,并具体地以高定向热解石墨(hopg)的基平面和边界面为例,研究了这些arpr配置在二维材料拉曼光谱方面的应用。该工作使用了horiba公司labram hr evolution型全自动高分辨拉曼光谱仪,分析软件为labspec 6.0。全自动拉曼光谱仪快速的数据采集和强大的数据处理功能,为本工作的顺利完成提供了技术保障。今天在本文中,你将读到: 三种测量arpr光谱的实验配置及优缺点分析 高定向热解石墨的基平面和边界面arpr光谱测量及结果分析三种测量arpr光谱实验配置及优缺点分析图1. 三种测量arpr光谱的实验配置示意图:(a)αlvr和αlhr,(b)vlvr和vlhr以及(c)θlvr和θlhr。其中光路中偏振镜(polarizer)的使用是为了保证入射激光保持竖直偏振。单色仪入口的检偏镜(analyzer)用于选择沿竖直或水平偏振的拉曼信号。半波片用于改变入射激光或者散射光的偏振态。实验室坐标系(xyz)用黑色的箭头表示,而晶体坐标系(x’y’z’)用灰色的箭头表示。红色的双向箭头代表了照射到样品上的入射激光的偏振方向,蓝色的双向箭头代表了由竖直或水平检偏镜选择出的拉曼散射光的偏振方向。测量arpr光谱的实验配置如图1,三种配置的优缺点分别为:(a)αlvr和αlhr:改变入射激光的偏振方向,固定散射信号的偏振方向,而样品固定不动。这种偏振配置在测试过程中只需要通过旋转入射光路上半波片的快轴方向来改变入射激光的偏振方向。其优点在于便于操作,且保证了arpr光谱的原位测试。目前商业化的拉曼光谱仪,如labram hr evolution型拉曼光谱仪集成了自动化控制的半波片,这相比于手动旋转入射光路上半波片快轴方向的操作更为方便,测量结果更准确。(b)vlvr和vlhr:固定入射激光和散射信号的偏振方向,旋转样品。这种偏振配置被广泛应用于研究晶体材料拉曼光谱的各向异性,分别对应于常说的平行偏振(通常记为vv或yy)和交叉偏振(通常记为vh或yx)。其优点在于光路简单,而缺点为在旋转样品过程中不可避免地会导致样品点的移动,很难实现对微米级样品的原位角分辨拉曼光谱测试,使得测试技术难度增加。(c)θlvr和θlhr:在入射激光和散射信号的共同光路上设置半波片,通过旋转半波片的快轴-方向,同时改变入射激光及散射信号的偏振方向,而样品固定不动。这种偏振配置的优点同样是保证了arpr光谱的原位测试,但在低维材料的arpr光谱测量中尚未得到广泛的应用。上述三种arpr光谱的实验配置中,种配置(a)αlvr和αlhr可以借助自动化控制的半波片实现快速测量,是一种快速有效地测量arpr光谱的实验配置。第二种(b)vlvr和vlhr和第三种配置(c)θlvr和θlhr是等价的,这可以通过计算一般形式的拉曼张量在这两种配置下拉曼强度证实, 而后一种配置以其简便性和准确性等优势可以作为前一种的替代,从而可以更为高效地测量诸多微米级样品的arpr光谱。高定向热解石墨的基平面 & 边界面arpr光谱测量及结果分析二维层状晶体材料以其独特的物理、机械、化学和电学特性等迅速成为过去十余年国际科学研究的热点。近报道的一些垂直排列的二维层状晶体材料以及它们的异质结构,它们在边界面上能呈现出某些优于基平面的性质。这些各向异性材料的诸多性能随晶向而变,使其在纳米器件方面有着非常广阔的应用前景。hopg是石墨烯的母体材料,其由单层碳原子层即石墨烯依靠层间范德华力有序地堆垛而成,所以hopg可以作为二维层状晶体材料的代表。为了展示了不同arpr光谱的实验配置在二维层状晶体材料拉曼光谱测量以及各向异性研究方面的应用,研究人员对高定向热解石墨hopg的基平面(如图2)和边界面(如图3)分别进行了arpr光谱的测量。通过研究hopg基平面以及边界面上g模的拉曼强度对不同arpr光谱实验配置的依赖性,进一步证实了旋转样品的偏振测试技术(图1(b)vlvr和vlhr)和在入射激光及散射信号共同光路上放置半波片的偏振测试技术(图1(c)θlvr和θlhr)的等价性。后一种偏振测试技术可以作为前一种的替代,使得平面内各向异性材料的arpr光谱测量更为简便和准确。图2.(a)hopg基平面上的拉曼光谱。插图为晶体坐标系相对于激光入射方向的示意图。(b)偏振配置αlvr和αlhr,hopg基平面的g模拉曼强度igb(g)随α变化的坐标图。(c)偏振配置vlvr和vlhr下,hopg基平面的g模拉曼强度igb(g)随变化的坐标图。(d)偏振配置θlvr和θlhr下,hopg基平面的g模拉曼强度igb(g)随θ变化的坐标图。图3.(a)hopg边界面上的拉曼光谱。插图为晶体坐标系相对于激光入射方向的示意图。(b)偏振配置αlvr和αlhr下,hopg边界面的g模拉曼强度ige(g)随α变化的坐标图。(c)偏振配置vlvr和vlhr下,hopg边界面的g模拉曼强度ige(g)随β变化的坐标图。(d) 偏振配置θlvr和θlhr下,hopg边界面的g模拉曼强度ige(g)随θ变化的坐标图。对于垂直排列的二维层状晶体材料,单层厚度仅有亚纳米的级别,无法用光学显微镜对它们的晶向进行准确判断,目前急需一种快速、无损的鉴别方法。中国科学院半导体研究所谭平恒研究组进一步发现,当入射激光偏振方向与hopg碳平面取向平行时,其g模强度达到大值。基于这一特征,研究人员利用arpr光谱对hopg的边界面进行了晶向指认。这种方法还将有望推广到其他垂直排列的层状材料晶向的无损快速鉴别。图4. (a)hopg的边界面的光学图像,hopg边界面碳平面的方向y’与实验室坐标系y轴的夹角为β0=0o,20o和40o。(b)偏振配置αlvr下,β0=0o,20o和40o时hopg 边界面的g模拉曼强度ige(g)随α变化的坐标图。(c)偏振配置αlhr下,β0=0o,20o和40o时hopg边界面的g模拉曼强度ige(g)随α变化的坐标图。以上工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金委的大力支持,并于近期以highlights文章发表于中国物理b《chinese physics b》上:liu xue-lu, zhang xin, lin miao-ling, tan ping-heng. different angle-resolved polarization configurations of raman spectroscopy: a case on the basal and edge plane of two-dimensional materials. chinese physics b, 2017, 26(6): 067802horiba科学仪器事业部结合旗下具有近 200 多年发展历史的 jobin yvon 光学光谱技术,horiba scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天horiba 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。
  • 我国学者与海外合作者突破光学超构表面偏振复用极限
    图 引入光学响应噪声调控,突破超构表面偏振复用极限在国家自然科学基金项目(批准号:12234010、61975078、11974177)等资助下,南京大学彭茹雯教授、王牧教授研究组联合美国东北大学刘咏民教授研究组,创新性地引入光学响应噪声调控,成功突破光学超构表面偏振复用极限,为发展高容量光学显示、信息加密、数据存储提供了新范式。该成果以“利用噪声工程突破光学超构表面偏振复用极限(Breaking the limitation of polarization multiplexing in optical metasurfaces with engineered noise)”为题,于2023年1月20日在《科学》(Science)杂志刊发。偏振是光的基本性质,在信号传输、传感探测等方面起着重要的作用,被广泛应用于光子学和信息技术的多个领域。比如光的偏振可应用于大容量的复用技术,将信息通过多个独立通道传递到预定目标。随着光学器件的小型化,人们发现在诸如光学超构表面的二维平面系统中,二阶琼斯矩阵能够完整刻画偏振光与其相互作用,从而该体系最多只有3个独立偏振通道,造成偏振复用存在内禀极限。近年来尽管基于机器学习和迭代优化等逆向设计方案很好地优化了偏振复用技术,但是,3个独立偏振通道的物理极限始终存在。打破该物理上限对于发展高容量的光学显示、信息加密、数据存储等应用至关重要。最近,南京大学彭茹雯和王牧研究组与美国东北大学刘咏民研究组合作,创新性地在超构表面系统中,引入光学响应关联噪声来产生新的偏振通道,引入非关联噪声来减弱或消除信号串扰,从而突破超构表面偏振复用的物理极限,理论演绎并实验证实利用单一超构表面成功获得高达11个独立偏振通道,该超构表面在不同偏振的单色可见光照射下可观测到11种独立的全息图像(图)。该研究结果为目前光学超构表面偏振复用的最高独立通道数,并且通过改变阈值条件,该物理上限还可以进一步提升。基于该理论策略,研究团队又进一步证实这种新型的偏振复用技术能够与其它复用技术(比如空间复用,角动量复用等)相融合。作为示例,研究团队将偏振复用与空间位置复用结合,利用单一超构表面(大小仅为0.33mm × 0.33mm)在可见光波段产生出36重独立的全息图像,形成光学全息键盘图案。众所周知,噪声在科学和工程领域通常是有害无益却又不可避免的。但是,该项工作通过创新性地人为引入光学响应噪声调控,成功突破了光学超构表面偏振复用极限,为发展高容量光学显示、信息加密、数据存储等提供了新的范式,结合其它复用技术(比如空间复用、角动量复用、波长复用等)可以进一步提高多功能复用容量,可望应用于光通信和互联、光计算、光传感与探测、AR/VR技术等众多领域。
  • 纪念日立偏振塞曼原子吸收分光光度计销量突破1万台
    1974 年,日立在全球率先推出偏振塞曼原子吸收分光光度计2016 年1 月,创造出累计发货1 万台的记录自面市以来,经过42年的不断改进,已经发展到第11代——ZA3000系列为什么能够实现销量1万台?日立的偏振塞曼原子吸收分光光度计累计销量突破1 万台,这究竟是个多么具有震撼力的数字呢?当然,如果只是每个家庭必备的几千元左右一台的家用电器,区区1 万台不足挂齿。但对于几十万元一台的仪器来说,就另当别论了。而且,在分析仪器中偏振塞曼原子吸收分光光度计属于较高端的产品,其占有率之高,由此可见一斑。 日立偏振塞曼原子吸收分光光度计自1974 年面市以来,已经被应用于各种领域。如今用户遍布全世界25 个国家,广泛用于以给排水及土壤为主的环境分析和以金属材料、化学、食品、药品等为主的各种工业领域。日立高新技术公司负责偏振塞曼原子吸收分光光度计技术开发的户边早人先生说到原子吸收的应用领域时这样评价: “这种分析仪器在20 世纪70 年代的日本,对确定经济高速增长时期重金属污染问题的源头、及其造成的疾病的发病机制机理做出了巨大的贡献。从20 世纪80 年代起,环境问题被视为一个跨国家、跨地域的全球性问题而受到广受关注后,它被用于研究海水、大气及土壤中金属元素的变化。20 世纪90 年代至21 世纪初,在自来水水质标准及环境标准等法律监督加强的背景下,测量方法发生了大幅调整,它的应用范围产生了大范围的扩展,从研究领域进入常规分析。”   如何实现高精度与高灵敏度测量?原子吸收分光光度计是对水溶液中mg/L (ppm) 至μg/L(ppb) 的数量级的金属元素进行定量分析的仪器。经过40 多年不断的技术进步,日立偏振塞曼原子吸收分光光度计实现了灵敏度的大幅提升,不仅可用于砷的分析,而且完全可以按照自来水标准值的1/10进行1 μg/L 数量级分析,实现了高灵敏度。另一方面,自2000 年之后,为了满足日益增长的诸如多种元素一次性分析等需求,ICP 法及ICP/MS 法之类的其他测量技术也迅速推广普及。“即使这样,偏振塞曼原子吸收分光光度计仍能深受人们的长期喜爱,我认为,这归结于它的通用性,可以广泛用于多种领域,而且具有很高的准确度和精度(准确度与精度)”,户边先生如是说道。原子吸收分光光度计是通过高温加热使样品转化为原子蒸气后,用光线照射,利用原子会定量吸收特定波长的光线这一特性,即通过原子吸收对元素进行定量分析的装置。这时,精确测量必不可缺的就是“背景校正”,因为除了目标元素之外的其他元素及分子等对光的吸收与散射,是影响分析结果的重要因素。进行微量元素的测量时,必须去除背景。进行这种背景校正时,仪器开发者日立制作所的研究员小泉英明先生与其制品化团队采用了特殊的塞曼效应。即便是在如此复杂的塞曼效应中,都能够寻找到某种偏振光成分吸光、某种偏振光不吸光的最佳条件,可见日立此款仪器的高精确性。 和生活息息相关的分析仪器与日立的作用 如今,普通公众对食品安全与健康问题、地球环境问题等的意识日益增强,在这种背景下,分析仪器的作用也愈发重要。日立,作为以偏振塞曼原子吸收分光光度计为代表的分析仪器开发公司,今后将继续努力帮助解决全球化所带来的一系列社会课题,帮助人们实现更美好的生活。 关于日立高新技术公司:日立高新技术公司,于2013年1月,融合了X射线和热分析等核心技术,成立了日立高新技术科学。以“光”“电子线”“X射线”“热”分析为核心技术,精工电子将本公司的全部股份转让给了株式会社日立高新,因此公司变为日立高新的子公司,同时公司名称变更为株式会社日立高新技术科学,扩大了科学计测仪器领域的解决方案。日立高新技术集团产品涵盖半导体制造、生命科学、电子零配件、液晶制造及工业电子材料,产品线更丰富的日立高新技术集团,将继续引领科学领域的核心技术。更多信息敬请关注日立高新官方网站:http://www.hitachi-hightech.com/cn/
  • 高压会破坏手性金属有机骨架的镜像圆偏振发光
    手性是化学、物理、生物和医学等领域中的一个重要特征,在各个领域中得到了广泛的应用。尽管已经探索和发展了许多独特的手性化学和物理现象,但在极端条件下对于手性的研究仍然存在一些基本科学问题。近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员袁开军团队与中国科学院福建物质结构研究所谷志刚研究员团队合作,利用自主搭建的高压圆偏振发光(CPL)探测系统,发现了高压可以破坏手性金属有机骨架的镜像圆偏振发光。相关论文发表在中国化学会旗舰期刊CCS Chemistry上。本工作中,科研人员利用自主搭建的原位高压圆偏振发光探测系统,研究了手性金属有机骨架不同对映体的圆偏振发光现象。研究发现,随着压力的逐渐增加,CPL信号发生了明显的变化,包括CPL强度变化、发射波长偏移、CPL反转等。DFT模拟和原位HP-XRD数据结合表明,MOF结构中配体的手性构型可能在高压刺激下发生变化,导致MOF出现CPL反转现象。该工作对原位压力刺激下手性光学材料的CPL研究提供了新思路,并发现了一种新的光学现象,即高压可以破坏对映体的镜像CPL。
  • 集成有亚波长光栅的台面型InGaAs基短波红外偏振探测器
    红外辐射(760nm-30μm)作为电磁波的一种,蕴含着物体丰富的信息。红外光电探测器在吸收物体的红外辐射后,通过光电转换、电信号处理等手段将携带物体辐射特征的红外信号可视化。其具有全天候观测、抗干扰能力强、穿透烟尘雾霾能力强、高分辨能力的特点,在国防、天文、民用领域扮演着重要的角色,是当今信息化时代发展的核心驱动力之一,是信息领域战略性高技术必争的制高点。众所周知,波长、强度、相位和偏振是构成光的四大基本元素。其中,光的偏振维度可以丰富目标的散射信息,如表面形貌和粗糙度等,使成像更加生动、更接近人眼接收到的图像。因此偏振成像在目标-背景对比度增强、水下成像、恶劣天气下探测、材料分类、表面重建等领域有着重要应用。在短波红外领域,InGaAs/InP材料体系由于其带隙优势,低暗电流,和室温下的高可靠性已经得到了广泛的应用。目前,一些关于短波偏振探测技术的研究已经在平面型InGaAs/InP PIN探测器上开展。然而,平面结构中所必须的扩散工艺导致的电学串扰使得器件难以向更小尺寸发展。同时,平面结构中由对准偏差导致的偏振相关的像差效应也不可避免。与平面结构相比,深台面结构在物理隔离方面具有优势,具有克服上述不足的潜力。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心E03组长期从事化合物半导体材料外延生长与器件制备的研究。E03组很早就开始了对近红外及短波红外探测器材料与器件的研究,曾研制出超低暗电流的硅基肖特基结红外探测器【Photonics Research, 8, 1662(2020)】,研究过短波红外面阵探测器小像元之间的暗电流抑制及串扰问题【Results in Optics, 5, 100181 (2021)】等。最近,E03组研究团队的张珺玚博士生在陈弘研究员,王文新研究员,邓震副研究员地指导下,针对光的偏振成像,并结合亚波长光栅制备技术,片上集成了一种台面型InGaAs/InP基PIN短波红外偏振探测器原型器件。该原型器件具有的深台面结构可以有效地防止电串扰,使其潜在地实现更小尺寸短波红外偏振探测器的制备。图1是利用湿法腐蚀和电子束曝光等微纳加工技术制备红外探测器及亚波长光栅的工艺流程。图2和图3分别是制备完成后的红外探测器光学显微镜图片和不同取向的亚波长光栅结构SEM图片。图1. 集成有亚波长Al光栅的台面型InGaAs PIN基偏振探测器的工艺流程示意图。图2. 两种台面尺寸原型器件的光学显微镜图片 (a) 403 μm×683 μm (P1), (b) 500 μm×780 μm (P0)。图3. 四种角度 (a) 0°, (b) 45°, (c) 90°, (d) 135° Al光栅形貌。图4是不同台面尺寸的P1和P0器件(无光栅)在不同条件下的J-V特性曲线和响应光谱。在1550 nm光激发,-0.1 V偏压下,P1和P0器件的外量子效率分别为 63.2% and 64.8%,比探测率D* 分别达到 6.28×1011 cm?Hz1/2/W 和6.88×1011 cm?Hz1/2/W,表明了原型器件的高性能。图4. InGaAs PIN原型探测器(无光栅)的J-V特性曲线和响应光谱。(a) 无光照下,P1和P0的暗电流密度Jd-V特性曲线;不同入射光功率下,(b) P1和(c) P0的光电流密度Jph-V特性曲线,插图是-0.1V下光电流密度与入射光功率之间的关系曲线; (d) P1和P0的响应光谱曲线。图5表明器件的偏振特性。从图5可以看出,透射率随偏振角度周期性变化,相邻方向间的相位差在π/4附近,服从马吕斯定律。此外, 0°, 45°, 90°和135°亚波长光栅器件的消光比分别为18:1、18:1、18:1和20:1,TM波透过率均超过90%,表明该偏振红外探测器件具有良好的偏振性能。图5. (a) 1550 nm下,无光栅器件和0°, 45°, 90°和135°亚波长光栅器件的电学信号随入射光极化角度的变化关系;(b) 光栅器件透射谱。综上所述,研究团队制备的台面结构InGaAs PIN探测器,其响应范围为900 nm -1700 nm,在1550 nm和-0.1 V (300K) 下的探测率为6.28×1011 cmHz1/2/W。此外,0°,45°,90°和135°光栅的器件均表现出明显的偏振特性,消光比可达18:1,TM波的透射率超过90%。上述的原型器件作为一种具有良好偏振特性的台面结构短波红外偏振探测器,有望在偏振红外探测领域具有潜在的广泛应用前景。近日,相关研究成果以题“Opto-electrical and polarization performance of mesa-structured InGaAs PIN detector integrated with subwavelength aluminum gratings”发表在Optics Letters【47,6173(2022)】上,上述研究工作得到了基金委重大、基金委青年基金、中国科学院青年创新促进会、中国科学院战略性先导科技专项、怀柔研究部的资助。另外,感谢微加工实验室杨海方老师在电子束曝光等方面的细心指导和帮助。物理所E03组博士研究生张珺玚为第一作者。
  • 美国CRAIC授权云纬科技为全光谱显微分析系统一级总代理商
    深圳云纬科技有限公司是一家专业的检测分析仪器设备供应商,专业为客户提供最全面的,最先进的显微光谱分析检测仪器及其它光电检测设备。我们是专业技术型的贸易企业,一致致力于材料科学,地质研究,生物科学及制药,刑侦和工业检测等领域。 经美国CRAIC科技公司授权,云纬科技正式成为中国区一级代理商,我公司与美国CRAIC公司一起携手,为国内微区光谱科研贡献最先进的微区光谱解决方案,美国CRAIC显微分光光度计在全球各大研究室使用普遍,其先进的测量技术、高度集成的系统及稳定性深受高新技术海归人才及国内高端科研人才的认可和亲睐。关于美国CRAIC显微全光谱分析测试系统 20/30PV 美国CRAIC最新20/30PV显微光谱分析集成系统为紫外-可见-近红外显微光谱学设定了一个新的标准。使用最前沿技术的20/30 PV不仅可以让用户测试微米级样品的吸收、反射、拉曼、荧光激发或其他光源类型下的光谱,还同时提供了数字成像功能。美国CRAIC 20/30 显微分光光度计系统,结合了显微学和光谱学的优势,用于微小样品或样品的微小区域的光谱分析;微区光谱测试的范围从深紫外到近红外,同时也提供全波段的成像。具备先进的光谱及图像分析软件、自动化的参数设置、简单易用、能长时间稳定工作等优良特性。 最新CRAIC 20/30 PV集成了紫外-可见-近红外光谱仪、拉曼光谱仪、成像系统于一身,根据产品不同,可以做紫外可见近红外(200-2500nm)的光谱分析,还可以集成显微Raman系统,同时科研级光谱仪和高分辨彩色数字成像系统都使用了最新的显微镜光路系统及科研级光学接口。 高灵敏度的固态阵列检测器件使用了热电制冷的方式提高了器件的信噪比,增强稳定性,并保证设备能长时间稳定地工作;高分辨率的数字成像系统在用于紫外、近红外以及可见光波段的彩色成像。多种类型的光源包提供了从深紫外到近红外的光源,类型包括透射光、反射光、荧光等,偏振光和拉曼激光也可以根据用户需求提供。CRAIC精巧的软件不仅可以控制显微镜、光谱仪和数字成像系统,还同时提供了先进分析功能,甚至包括薄膜厚度测量及色度测量。 20/30PV系列为显微观测、材料科学、地质科学、生物科学及制药、表面等离子共振,法医痕迹鉴证,石墨烯及纳米管等领域提供完美的显微光谱分析方案,20/30 PV是显微分光光度计最顶尖的代表。关于美国CRAIC显微光谱分析系统 FLEX美国CRAIC最新的FLEX型号光谱仪集成系统为紫外-可见-近红外显微光谱学设定了一个新的标准。FLEX系列是20/30PV型号的简化版,有着比20/30PV更优惠的价格,并与20/30PV一样有着很高的稳定性和全光谱分析能力,使用最前沿技术的FLEX不仅可以让用户测试微米级样品的吸收、反射、拉曼、荧光激发或其他光源类型下的光谱,还同时提供了数字成像功能。光谱测试的范围从深紫外到近红外,同时也提供全波段的成像。具备先进的光谱及图像分析软件、自动化的参数设置、简单易用、能长时间稳定工作等优良特性。FLEX是工厂产品检测以及实验室样品分析的完美工具。FLEX集成了紫外-可见-近红外(200-2200nm)光谱仪、拉曼光谱仪、成像系统于一身,同时光谱仪和数字成像系统都使用了最新的显微镜光路系统。其高灵敏度的固态阵列检测器件使用了热电制冷的方式提高了器件的信噪比,并保证设备能长时间稳定地工作。高分辨率的数字成像系统在用于紫外、近红外以及可见光波段的彩色成像。多种类型的光源包提供了从深紫外到近红外的光源,类型包括透射光、反射光、荧光等,偏振光和拉曼激光也可以根据用户需求提供。精巧的软件不仅可以控制显微镜、光谱仪和数字成像系统,还同时提供了先进分析功能,甚至包括薄膜厚度测量。关于美国CRAIC显微光谱分析系统 508PV508PV可以通过开放光学接口安装到任意显微镜或者探测平台上,从而让您获得光谱测量及图像处理能力,甚至是视频及动态光谱测试。根据显微镜的配置,您可以完成显微样品的吸收、透射反射、偏振、甚至是荧光激发的光谱。CRAIC同样也提供适应于光谱仪的显微镜,可以提供更宽的光谱范围、更强信噪比及出众 成像数据508PV 还可用于升级旧的显微光度计,用508PV取代旧的光谱仪,电子部件,软件和计算机系统。508PV提供了专门用于显微光谱测试的光谱仪,使用TE制冷技术保证长时间稳定的工作和极低的噪声水平。科研级的光学接口连接显微镜通用C接口适配器,集成光谱分析,图像分析及仪器控制的软件。整个仪器稳定可靠,简单易用,科学设计保证客户无故障使用数年。目前CRAIC系列分光光度计已用于煤炭,石油,地质,矿物学,生物学,半导体科学,材料科学,工业质量控制及刑事科学等。深圳云纬科技有限公司 / Shenzhen Yunway Tech Co.ltd深圳市龙岗区天安云谷产业园一期B栋 联系人:颜经理 电话:18520190828邮箱:Michael.yan@cloudsway.net.cn
  • 苏州医工所关于图像扫描显微成像技术最新研究进展
    p  激光扫描共聚焦显微镜(Laser Scanning Confocal Microscopy,LSCM)是研究亚微米细微结构的有效手段,广泛应用于生物医学、材料检测等领域,是从事生物医学和材料科学研究的科技工作者必备的研究工具。然而,在共聚焦显微镜中,其分辨率与信噪比相互矛盾,不能同时实现高分辨率和高信噪比。近年来出现的基于共聚焦显微成像的图像扫描显微成像技术解决了这一问题,可以同时实现高信噪比、高分辨率成像。由于显微成像的分辨率与入射光偏振态有关,因此对入射光的偏振调制仍可以进一步提高图像扫描显微技术的分辨率。/pp  近期,中国科学院苏州生物医学工程技术研究所张运海课题组的肖昀等研究人员,对入射光进行偏振调制,得到尺寸较小的径向偏振光纵向分量的聚焦光斑,成功提高了现有图像扫描显微成像技术的分辨率,获得了高信噪比且更高分辨率的图像。该技术利用径向偏振光的纵向分量具有紧凑型光斑的特性,获得了较小的照明光斑,并进行图像扫描显微成像,与普通图像扫描成像相比,其分辨率提高了7%。/pp  研究结果表明,径向偏振光的图像扫描成像的分辨率优于圆偏振光,其分辨率是1AU针孔下共聚焦成像的1.54倍,同时径向偏振光纵向分量的图像扫描成像信号强度是1AU针孔下共聚焦成像的1.54倍,优于圆偏振光的图像扫描成像。在高分辨显微成像中,当背景噪声不变时,信号强度越强,信噪比越好。尤其是在探测微弱的荧光信号时,信号强度增加,信噪比改善比较明显。该研究结果有助于径向偏振光在图像扫描显微成像中的应用。/pp  以上成果已经在Optics Communications上发表。该工作得到了国家重大科研装备研制项目(超分辨显微光学关键部件及系统)、江苏省六大人才高峰资助项目、江苏省自然科学青年基金以及苏州应用基础研究计划项目的支持。/pp  文章链接/pp  centerimg width="500" height="331" alt="" src="http://www.cas.cn/syky/201706/W020170614377009851718.png"//centerp/pp /pp /pp  图1. 25个点阵列图案成像,(a)为25个方形点的阵列图案,每个点的边长为0.06λ,相邻点的间距为0.46λ,(b)、(c)、(d)分别为阵列图案经过1AU针孔下传统共聚焦显微系统、圆偏振光与径向偏振光纵向分量图像扫描成像生成的图像,(e)为(b)、(c)、(d)中绿线位置的光强分布。/pp  centerimg width="500" height="132" alt="" src="http://www.cas.cn/syky/201706/W020170614377009864453.png"//centerp/pp /pp /pp  图2.(a)1AU针孔下传统共聚焦成像(黑色曲线)、0.2AU针孔下传统共聚焦成像(绿色曲线)、1AU针孔下圆偏振光(蓝色曲线)和径向偏振光纵向分量(红色曲线)分别经过图像扫描成像的PSF横向强度曲线,(b)为(a)中PSF所对应的OTF,(c)中黑色曲线、绿色曲线、红色曲线分别为1AU针孔下传统共聚焦成像、0.2AU针孔下传统共聚焦成像、1AU针孔下径向偏振光纵向分量图像扫描成像的PSF横向强度曲线。/p/p/p
  • 关于显微镜你所不知道的故事
    生物课上,一台显微镜、一片菜叶子加上一只青蛙或者鲫鱼,一场生物显微解剖课开场了。各自不免兴奋,显微镜是多么神奇的一个东西!它让我们能够看到流淌江水中的各种微生物,能够知晓细胞内形形色色的细胞器,能够区分出猩猩有24对染色体而人却只有23对。  这都要归功于16世纪一个叫Zacharias Jansen的荷兰人,我们不清楚他如何想到将两个镜片叠在一起并放在管子的两头,但是这个奇怪想法催生出的工具,却能够在压缩最小的时候放大3倍,拉到最长时可以放大达到10倍。他在孩童时期的嘻哈把玩,将我们带进了令人瞠目结舌的微观世界。  ▲玩出来的显微镜  很奇怪,做出显微镜的第一人不是生物学家,而是一个观星的人&mdash &mdash 现代物理学与天文学之父伽利略。1609年,在听说了这个孩子的发明后,他不仅研究明白了这些镜片在一起能够放大很多倍的原理,还制造出了一台更为精密的工具,并将其命名为occhiolino(也被称为little eye)。从此,现代意义上的显微镜走进人们的视野。  然而,显微镜真正发展成为一个学科,成为窥视微观世界的独门兵器,还是要等到17世纪六、七十年代。列文虎克,这个出生于1632年的荷兰小伙子,在稚嫩的年纪就不得不面对父亲的去世,被迫来到阿姆斯特丹的一家干货商店当学徒,在那里他接触到放大镜,产生极大的兴趣。闲暇之余,他便耐心地磨起了自己的镜片。或许是太无聊,或许是太好玩,他一生中竟然磨制了400多个透镜,放大倍数竟然可以达到300倍!利用自制的显微镜,列文虎克为我们展现了一个全新的微观世界,他第一个发现并描绘了细菌,展现了一滴水中的世界,准确地描述了红细胞,证明了马尔皮基推测的毛细血管层是真实存在的,他成为了微生物学的奠基人。  与列文虎克同期的,还有一个叫做罗伯特&bull 胡克,被称为&ldquo 伦敦的莱奥纳多&bull 达&bull 芬奇&rdquo 的英国博物学家。你说对了,&ldquo 胡克定律&rdquo 就是以他名字命名的。他不仅提出了弹性材料的胡克定律,万有引力的平方反比关系,设计了真空泵,还利用自制的显微镜发现了软木中的&ldquo 小室&rdquo ,并将&ldquo cell&rdquo 一词深深地刻进了现代人的脑海中。从此,显微镜的发展进入了快车道,出现了形式多样、拥有不同功能的各色显微镜。  ▲光学显微镜  灯泡的发明让那些狂热的显微镜粉丝们欣喜不已,终于可以在晚上也可以使用高倍镜片来触摸微观世界了。但是当他们将光源经聚光镜投射在被检样本上后,却发现在视野中除了有那些小东西,竟然还发现了灯丝的影像。直到1893年,一个叫柯勒的年轻人,发明了二次成像技术,成功地将热焦点落在了被检样本之外,不仅光线均匀了,而且也不会损伤样本。这种被称为柯勒照明的光源系统,成为了现代光学显微镜的关键部件。  显微镜的变革,也使细胞学迎来了最为辉煌的发展时期。细胞器、染色体等细胞染色方法的出现,使人们对于细胞这一生命最基本单位有了相当深入的认识。但是,染色毕竟影响甚至杀死了细胞,跟一堆死细胞玩真是太没意思了!直到20世纪二、三十年代,弗里茨&bull 泽尔尼克在研究衍射光栅的时候,发明了相差显微技术,这一情况才被彻底改变。  再后来,出现了各种形形色色的显微镜,按照设计方式的不同,有正立的、倒立的,还有解剖显微镜,按照目镜的个数,有单目镜的、双目镜的,还有直接数码相机采集图像的,有使用偏振光作光源的,还有不将光直接射入样本的暗视野显微镜,还有选定特定波长的光波照射样本,以产生荧光的荧光显微镜。  ▲瓶颈所在  十八世纪,光学显微镜的放大倍数已经可以达到1 000倍,直到现在人们也只能将其提高到1 600倍左右这个极限了。不是因为技术不够,而是因为显微镜的最大分辨率受到光源波长的限制。  光在传播途径中,如果碰到的障碍物或者小孔的尺寸远大于光的波长时,就会被反射回去或者穿透过去,可以看作是沿直线传播。但是当物体尺寸与光波差不多甚至还要小的时候,光波就会发生衍射现象并绕过去。不论我们怎样磨镜片,或者使用油镜来提高清晰度,显微镜的分辨率最多也只能达到光波长的一半。而我们肉眼通常能感知的可见光,波长范围在0.39&mu m ~0.76&mu m,即便使用0.39&mu m左右的紫外光,理想状况下,也就能达到0.2&mu m的分辨率。所以,要想提高分辨率,只能改变光源,并且改用仪器来探测放大的图像。  ▲新时代的骄子  当人们意识到用光学显微镜看不到原子般细微的物质,那么就会想法进一步提高显微镜的分辨率,别的办法行不通,那就只能寻找比光波波长还短的光源。还有哪些波的波长比光波还短?当然是电子。注意,是电子,不是家里电线中220 V的电&hellip &hellip   1924年,德布罗意提出了波粒二象性的假说,根据这一假说,电子也会具有干涉和衍射等波动现象,这被后来的电子衍射试验所证实。接着汉斯&bull 布什又开创了电磁透镜的理论。这些使人们产生了制作显微镜的新想法:为什么不用具有波动性的电子做&ldquo 光源&rdquo ,再用电磁透镜来放大呢?于是,1932年德国工程师恩斯特&bull 鲁斯卡和马克斯&bull 克诺尔制造出了第一台透视电子显微镜,这是近代电子显微镜的先导,鲁斯卡也因此获得了1986年度的诺贝尔物理奖。  电子显微镜有着与光学显微镜相似的成像原理,它的神奇之处在于用电子束代替光源,而电磁场也化身成了透镜:高速的电子束在真空通道中穿越聚光镜再透过样品,带着样品内部的结构信息投射在荧光屏板上,最终转化成可见光影像。另外,由于电子束的穿透力很弱,用于电子显微镜的标本,需要用超薄切片机制成厚50纳米左右的超薄切片,稍微厚一点,电子就可能做无用功。如果给飞奔的电子再来一马鞭,电子显微镜的放大倍数最高可达近百万倍,分辨率可以达到纳米级(10-9 m)。  用电子束代替光看起来已经是一个反常规的奇妙主意,但让人想不到的还在后面。1983年,IBM公司苏黎世实验室的两位科学家格尔德&bull 宾宁和海因里希&bull 罗雷尔,发明了扫描隧道显微镜,这是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器。这种显微镜比电子显微镜更激进,它的出现完全抛开了传统显微镜的概念。  最神奇的是,扫描隧道显微镜没有镜头!没有镜头也敢叫&ldquo 显微镜&rdquo ?没错,这不是山寨的时候出了问题,它原原本本就是这么设计的。扫描隧道显微镜依靠&ldquo 隧道效应&rdquo 进行工作,如同一根唱针扫过一张唱片。一根有着原子般大小的探针慢慢通过被分析的物体,当探针距离物体表面很近时(大约在纳米级的距离),电子会穿过物体与探针之间的空隙,形成一股微弱的电流。如果探针与物体的距离发生变化,这股电流也会相应改变,通过测量电流我们就能知道物体表面的形状。所以,当电流经过一个原子,便能极其细致地描绘出它的轮廓,通过绘出电流量的波动,我们就可以得到单个原子的美丽图片。  电子显微镜的出现,&ldquo 神马&rdquo 细菌、病毒、DNA、蛋白质大分子、原子核、电子云啥的,都得规规矩矩老实听话,要不,来探针下现个原形?  ▲未知的微观世界  对人来说,安全电压是36 V,可是对于电子显微镜下的观测样品,其接收到的辐射剂量等同于10万吨当量的氢弹在30米远处爆炸的辐射量!当生物标本暴露于电子束中时,细胞结构和化学键将迅速崩溃,所以电子显微镜虽然精妙却无法用于活细胞的观察。  麻省理工大学Mehmet教授的研究小组提出,通过使用量子力学的测量技术可以让电子束被约束起来,在稍远的距离感应被观察的物体,一次扫描样品的一个像素,并将这些像素组合起来拼出整个样品的图像,从而避免损坏实验样品。倘若研究成功,它可以使研究人员看到分子在活体细胞内的活动,比如酶在活细胞中的功能或是DNA的复制过程,用以揭示生命和物质的基本问题。  看电影,你一定希望看到3D的画面。同样的,长期的2D显微镜成像,也让人们感到审美疲劳,于是3D图像技术如雨后春笋般发展起来。共聚焦显微镜已经能够通过移动透镜系统对一个半透明的物体进行三维扫描,通过计算机系统的辅助,对实验材料从外观到内在、从静态到动态、从形态到功能进行观察。  同时,随着数码摄影技术、信息技术和自动化技术的革新,显微镜的外观、舒适性、自动化程度以及方便性都在提高。例如近几年的大屏幕倒置显微镜,直接通过液晶显示器来观察,研究细胞结构就像在电脑上看电影,大大减轻了显微镜观察时的疲劳。
  • 美国CRAIC与云纬科技携手为显微光谱分析提供先进解决方案
    美国CRAIC是一家提供显微分光光度计解决方案的全球领先供应商,自成立以来, CRAIC 一致致力于为显微区域的深紫外,可见光,近红外研发光学测量设备,其研发的显微分光光度计可以对小于一个微米的样品进行光谱分析.CRAIC 也设计和搭建紫外-可见光-近红外透过范围的科研级显微镜,美国CRAIC系统可从微观的样品中无损的获得荧光,透射,和反射的全光谱和图像,美国CRAIC 原厂及其科研级的检测系统除了广泛应用于工业(比如半导体检查),制药,还应用于材料科学、地质科学、生物科学及制药、表面等离子共振,法医痕迹鉴证等科学研究领域 深圳云纬科技有限公司成为美国CRAIC 在中国的一级代理商,我公司与美国CRAIC公司一起携手,为国内微区光谱科研贡献最先进的微区光谱解决方案,深圳云纬科技有限公司是一家专业的检测分析仪器设备供应商,专业为客户提供最全面的,最先进的显微光谱分析检测仪器设备。我们也是一家技术型的贸易企业,也一直致力于材料科学,地质研究,生物科学及制药,刑侦和工业检测等领域。 CRAIC一直致力于以下研究显微分析技术 紫外-可见光-近红外 显微光谱学技术 紫外-可见光-近红外 显微镜学 色度显微光谱学 透射显微光谱学 &显微镜学 反射显微光谱学 &显微镜学 荧光显微光谱学 &显微镜学 偏振光显微光谱学 &显微镜学 拉曼显微光谱学 膜厚测量 谱模式 美国CRAIC 具有全球最丰富的显微分光光度计的设计,开发,制造和安装的经验美国CRAIC 一直致力于为全球科研提供最高水准的卓越品质和服务
  • 美国CRAIC与云纬科技携手为显微光谱分析提供先进解决方案
    美国CRAIC是一家提供显微分光光度计解决方案的全球领先供应商,自成立以来, CRAIC 一致致力于为显微区域的深紫外,可见光,近红外研发光学测量设备,其研发的显微分光光度计可以对小于一个微米的样品进行光谱分析.CRAIC 也设计和搭建紫外-可见光-近红外透过范围的科研级显微镜,美国CRAIC系统可从微观的样品中无损的获得荧光,透射,和反射的全光谱和图像,美国CRAIC 原厂及其科研级的检测系统除了广泛应用于工业(比如半导体检查),制药,还应用于材料科学、地质科学、生物科学及制药、表面等离子共振,法医痕迹鉴证等科学研究领域 深圳云纬科技有限公司成为美国CRAIC 在中国的一级代理商,我公司与美国CRAIC公司一起携手,为国内微区光谱科研贡献最先进的微区光谱解决方案,深圳云纬科技有限公司是一家专业的检测分析仪器设备供应商,专业为客户提供最全面的,最先进的显微光谱分析检测仪器设备。我们也是一家技术型的贸易企业,也一直致力于材料科学,地质研究,生物科学及制药,刑侦和工业检测等领域。 CRAIC一直致力于以下研究显微分析技术 紫外-可见光-近红外 显微光谱学技术 紫外-可见光-近红外 显微镜学 色度显微光谱学 透射显微光谱学 &显微镜学 反射显微光谱学 &显微镜学 荧光显微光谱学 &显微镜学 偏振光显微光谱学 &显微镜学 拉曼显微光谱学 膜厚测量 谱模式 美国CRAIC 具有全球最丰富的显微分光光度计的设计,开发,制造和安装的经验美国CRAIC 一直致力于为全球科研提供最高水准的卓越品质和服务
  • 兰州大学238.00万元采购偏光显微镜,荧光显微镜
    详细信息 兰州大学偏光显微镜等仪器设备采购项目公开招标公告 甘肃省-兰州市-城关区 状态:公告 更新时间: 2022-11-26 招标文件: 附件1 附件2 附件3 兰州大学偏光显微镜等仪器设备采购项目公开招标公告 2022年11月26日 15:46 公告信息: 采购项目名称 兰州大学偏光显微镜等仪器设备采购项目 品目 货物/通用设备/仪器仪表/光学仪器/显微镜 采购单位 兰州大学 行政区域 城关区 公告时间 2022年11月26日 15:46 获取招标文件时间 2022年11月27日至2022年12月02日每日上午:0:00 至 12:00 下午:12:00 至 24:00(北京时间,法定节假日除外) 招标文件售价 ¥0 获取招标文件的地点 中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)和兰州大学采购管理办公室主页 (http://zbb.lzu.edu.cn)采购公告栏 开标时间 2022年12月17日 09:30 开标地点 甘肃西招国际招标有限公司开标室(兰州市安宁区北滨河西路通达街3号雁京罗马商务大厦24层) 投标文件上传地点:投标文件通过兰州大学电子招投标系统(供应商)上传到电子招投标平台,详见操作说明(见附件1) 预算金额 ¥238.000000万元(人民币) 联系人及联系方式: 项目联系人 彭老师 项目联系电话 13919826212 采购单位 兰州大学 采购单位地址 兰州市天水南路222号 采购单位联系方式 刘老师、曹老师 0931-8912932 zbk@lzu.edu.cn 代理机构名称 甘肃西招国际招标有限公司 代理机构地址 兰州市安宁区北滨河西路通达街3号雁京罗马商务大厦24层 代理机构联系方式 杨蕾萍 19993139334 1170086769@qq.com 附件: 附件1 附件2 工信部300号文(1).pdf 附件2 附件1:兰州大学招投标系统供应商使用指南.pdf 附件3 兰州大学偏光显微镜等仪器设备采购项目招标文件.pdf 项目概况 兰州大学偏光显微镜等仪器设备采购项目 招标项目的潜在投标人应在中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)和兰州大学采购管理办公室主页 (http://zbb.lzu.edu.cn)采购公告栏获取招标文件,并于2022年12月17日 09点30分(北京时间)前递交投标文件。 一、项目基本情况 项目编号:LZU-2022-387-HW-GK 项目名称:兰州大学偏光显微镜等仪器设备采购项目 预算金额:238.0000000 万元(人民币) 最高限价(如有):238.0000000 万元(人民币) 采购需求: 标段号 序号 标的名称 所属行业 计量 单位 数量 是否进口 预算金额(万元) 第一标段 1 偏光显微镜 工业 (制造业) 台 1 是 63.5 2 双目镜 工业 (制造业) 台 1 是 第二标段 1 活细胞培养显微动态观察系统 工业 (制造业) 套 1 是 39.9 第三标段 1 倒置荧光相差显微成像系统 工业 (制造业) 套 2 是 88 第四标段 1 倒置荧光显微镜 工业 (制造业) 台 1 是 40 第五标段 1 数码解剖镜 工业 (制造业) 台 3 否 6.6 2 数码显微成像系统 工业 (制造业) 台 1 否 合同履行期限:第一标段:合同生效后90个日历日内完成供货第二标段:合同生效后90个日历日内完成供货。第三标段:合同生效后90个日历日内完成供货。第四标段:合同生效后90个日历日内完成供货。第五标段:合同生效后15个日历日内完成供货。 本项目( 不接受 )联合体投标。 二、申请人的资格要求: 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定; 2.落实政府采购政策需满足的资格要求: 无 3.本项目的特定资格要求:第一标段、第二标段、第三标段、第四标段:对提供进口产品的供应商须提供投标产品生产厂家针对本项目的专项授权函原件或区域总代理针对本项目的转授权函原件(提供转授权函的,还须提供生产厂家对区域总代理的授权函复印件且该复印件须加盖区域总代理公章)。第五标段:无。 三、获取招标文件 时间:2022年11月27日 至 2022年12月02日,每天上午0:00至12:00,下午12:00至24:00。(北京时间,法定节假日除外) 地点:中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)和兰州大学采购管理办公室主页 (http://zbb.lzu.edu.cn)采购公告栏 方式:重要说明:本项目采用电子招投标,所有供应商必须办理数字证书后方可登记和投标。 符合本公告要求的供应商,须按以下流程在兰州大学电子招投标系统(供应商)(http://company.lzu.edu.cn/CG-GS/gongSiLogin.initDenglu.action)上注册并完成在线登记: (1)确认企业公章证书(KEY)办理完成并与公司注册账号绑定,确认证书驱动安装完成,并使用证书方式登陆电子招投标系统(供应商)。 (2)核对注册信息准确性和证照扫描件真实性,根据公告及系统要求完善供应商基本信息;公告中要求供应商具备的资格条件,相关证照必须扫描上传至“资质”栏目内。 (3)选择要投标的项目点击在线登记,按要求完整、准确填写登记信息,核对无误后保存并提交。 (4)登记信息使用数字证书签名并提交审核,此过程可能需要输入证书PIN码,注意不是供应商注册的密码。 (5)供应商登记后应及时登陆兰州大学电子招投标系统(供应商)查看审核情况,根据审核要求补充、完善相关信息,审核通过即为登记成功。 (6)采购文件发布后,登记信息审核通过的供应商可登陆系统下载电子版采购文件及有关资料。 注:如有问题,请联系技术支持,电话:13811001607 售价:¥0.0 元,本公告包含的招标文件售价总和 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 提交投标文件截止时间:2022年12月17日 09点30分(北京时间) 开标时间:2022年12月17日 09点30分(北京时间) 地点:甘肃西招国际招标有限公司开标室(兰州市安宁区北滨河西路通达街3号雁京罗马商务大厦24层)投标文件上传地点:投标文件通过兰州大学电子招投标系统(供应商)上传到电子招投标平台,详见操作说明(见附件1) 五、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 六、其他补充事宜 1、投标文件递交方式:此项目是远程开标(不见面开标)投标代理人不要求到达开标现场,投标文件通过兰州大学电子招投标系统(供应商)上传到电子招投标平台。供应商应按招标文件的规定的投标截止时间登录 兰州大学电子招投标系统(供应商) 前参加远程开标(不见面开标),并应自开标时间截止前30分钟签到,签到完成在开标时间开始起半小时内自行完成开标解密,否则投标无效。详见操作说明(见附件1)。 2、未尽事宜详见第二章投标须知前附表; 七、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。 1.采购人信息 名 称:兰州大学 地址:兰州市天水南路222号 联系方式:刘老师、曹老师 0931-8912932 zbk@lzu.edu.cn 2.采购代理机构信息 名 称:甘肃西招国际招标有限公司 地 址:兰州市安宁区北滨河西路通达街3号雁京罗马商务大厦24层 联系方式:杨蕾萍 19993139334 1170086769@qq.com 3.项目联系方式 项目联系人:彭老师 电 话: 13919826212 × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 基本信息 关键内容:偏光显微镜,荧光显微镜 开标时间:2022-12-17 09:30 预算金额:238.00万元 采购单位:兰州大学 采购联系人:点击查看 采购联系方式:点击查看 招标代理机构:甘肃西招国际招标有限公司 代理联系人:点击查看 代理联系方式:点击查看 详细信息 兰州大学偏光显微镜等仪器设备采购项目公开招标公告 甘肃省-兰州市-城关区 状态:公告 更新时间: 2022-11-26 招标文件: 附件1 附件2 附件3 兰州大学偏光显微镜等仪器设备采购项目公开招标公告 2022年11月26日 15:46 公告信息: 采购项目名称 兰州大学偏光显微镜等仪器设备采购项目 品目 货物/通用设备/仪器仪表/光学仪器/显微镜 采购单位 兰州大学 行政区域 城关区 公告时间 2022年11月26日 15:46 获取招标文件时间 2022年11月27日至2022年12月02日每日上午:0:00 至 12:00 下午:12:00 至 24:00(北京时间,法定节假日除外) 招标文件售价 ¥0 获取招标文件的地点 中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)和兰州大学采购管理办公室主页 (http://zbb.lzu.edu.cn)采购公告栏 开标时间 2022年12月17日 09:30 开标地点 甘肃西招国际招标有限公司开标室(兰州市安宁区北滨河西路通达街3号雁京罗马商务大厦24层) 投标文件上传地点:投标文件通过兰州大学电子招投标系统(供应商)上传到电子招投标平台,详见操作说明(见附件1) 预算金额 ¥238.000000万元(人民币) 联系人及联系方式: 项目联系人 彭老师 项目联系电话 13919826212 采购单位 兰州大学 采购单位地址 兰州市天水南路222号 采购单位联系方式 刘老师、曹老师 0931-8912932 zbk@lzu.edu.cn 代理机构名称 甘肃西招国际招标有限公司 代理机构地址 兰州市安宁区北滨河西路通达街3号雁京罗马商务大厦24层 代理机构联系方式 杨蕾萍 19993139334 1170086769@qq.com 附件: 附件1 附件2 工信部300号文(1).pdf 附件2 附件1:兰州大学招投标系统供应商使用指南.pdf 附件3 兰州大学偏光显微镜等仪器设备采购项目招标文件.pdf 项目概况 兰州大学偏光显微镜等仪器设备采购项目 招标项目的潜在投标人应在中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)和兰州大学采购管理办公室主页 (http://zbb.lzu.edu.cn)采购公告栏获取招标文件,并于2022年12月17日 09点30分(北京时间)前递交投标文件。 一、项目基本情况 项目编号:LZU-2022-387-HW-GK 项目名称:兰州大学偏光显微镜等仪器设备采购项目 预算金额:238.0000000 万元(人民币) 最高限价(如有):238.0000000 万元(人民币) 采购需求: 标段号 序号 标的名称 所属行业 计量 单位 数量 是否进口 预算金额(万元) 第一标段 1 偏光显微镜 工业 (制造业) 台 1 是 63.5 2 双目镜 工业 (制造业) 台 1 是 第二标段 1 活细胞培养显微动态观察系统 工业 (制造业) 套 1 是 39.9 第三标段 1 倒置荧光相差显微成像系统 工业 (制造业) 套 2 是 88 第四标段 1 倒置荧光显微镜 工业 (制造业) 台 1 是 40 第五标段 1 数码解剖镜 工业 (制造业) 台 3 否 6.6 2 数码显微成像系统 工业 (制造业) 台 1 否 合同履行期限:第一标段:合同生效后90个日历日内完成供货第二标段:合同生效后90个日历日内完成供货。第三标段:合同生效后90个日历日内完成供货。第四标段:合同生效后90个日历日内完成供货。第五标段:合同生效后15个日历日内完成供货。 本项目( 不接受 )联合体投标。 二、申请人的资格要求: 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定; 2.落实政府采购政策需满足的资格要求: 无 3.本项目的特定资格要求:第一标段、第二标段、第三标段、第四标段:对提供进口产品的供应商须提供投标产品生产厂家针对本项目的专项授权函原件或区域总代理针对本项目的转授权函原件(提供转授权函的,还须提供生产厂家对区域总代理的授权函复印件且该复印件须加盖区域总代理公章)。第五标段:无。 三、获取招标文件 时间:2022年11月27日 至 2022年12月02日,每天上午0:00至12:00,下午12:00至24:00。(北京时间,法定节假日除外) 地点:中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)和兰州大学采购管理办公室主页 (http://zbb.lzu.edu.cn)采购公告栏 方式:重要说明:本项目采用电子招投标,所有供应商必须办理数字证书后方可登记和投标。 符合本公告要求的供应商,须按以下流程在兰州大学电子招投标系统(供应商)(http://company.lzu.edu.cn/CG-GS/gongSiLogin.initDenglu.action)上注册并完成在线登记: (1)确认企业公章证书(KEY)办理完成并与公司注册账号绑定,确认证书驱动安装完成,并使用证书方式登陆电子招投标系统(供应商)。 (2)核对注册信息准确性和证照扫描件真实性,根据公告及系统要求完善供应商基本信息;公告中要求供应商具备的资格条件,相关证照必须扫描上传至“资质”栏目内。 (3)选择要投标的项目点击在线登记,按要求完整、准确填写登记信息,核对无误后保存并提交。 (4)登记信息使用数字证书签名并提交审核,此过程可能需要输入证书PIN码,注意不是供应商注册的密码。 (5)供应商登记后应及时登陆兰州大学电子招投标系统(供应商)查看审核情况,根据审核要求补充、完善相关信息,审核通过即为登记成功。 (6)采购文件发布后,登记信息审核通过的供应商可登陆系统下载电子版采购文件及有关资料。 注:如有问题,请联系技术支持,电话:13811001607 售价:¥0.0 元,本公告包含的招标文件售价总和 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 提交投标文件截止时间:2022年12月17日 09点30分(北京时间) 开标时间:2022年12月17日 09点30分(北京时间) 地点:甘肃西招国际招标有限公司开标室(兰州市安宁区北滨河西路通达街3号雁京罗马商务大厦24层)投标文件上传地点:投标文件通过兰州大学电子招投标系统(供应商)上传到电子招投标平台,详见操作说明(见附件1) 五、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 六、其他补充事宜 1、投标文件递交方式:此项目是远程开标(不见面开标)投标代理人不要求到达开标现场,投标文件通过兰州大学电子招投标系统(供应商)上传到电子招投标平台。供应商应按招标文件的规定的投标截止时间登录 兰州大学电子招投标系统(供应商) 前参加远程开标(不见面开标),并应自开标时间截止前30分钟签到,签到完成在开标时间开始起半小时内自行完成开标解密,否则投标无效。详见操作说明(见附件1)。 2、未尽事宜详见第二章投标须知前附表; 七、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。 1.采购人信息 名 称:兰州大学 地址:兰州市天水南路222号 联系方式:刘老师、曹老师 0931-8912932 zbk@lzu.edu.cn 2.采购代理机构信息 名 称:甘肃西招国际招标有限公司 地 址:兰州市安宁区北滨河西路通达街3号雁京罗马商务大厦24层 联系方式:杨蕾萍 19993139334 1170086769@qq.com 3.项目联系方式 项目联系人:彭老师 电 话: 13919826212
  • 国家纳米中心在圆偏振发光材料研究中取得进展
    具有圆偏振发光性能的手性材料在三维成像、光学信息存储、不对称合成等方面颇具应用潜力,在手性科学研究中具有重要意义。手性基元在氢键、静电相互作用及π-π堆积等相互作用的协同下,可以自组装成各种各样的手性结构,表现出独特的圆偏振发光性质。而在自组装过程中,非手性基元如何参与并影响到最后的圆偏振发光性能,手性如何在组装结构中实现转移、传递和放大仍有未知。因此,如何构筑圆偏振发光材料并实现其性能提升在手性科学领域是重要的研究方向。  中国科学院国家纳米科学中心研究员段鹏飞团队在高效圆偏振发光材料的构筑和性能提升研究方面取得了新进展。利用卤键相互作用构筑了一种二维手性分形结构,实现了手性发光材料发光各项异性因子的显著提升(Angew. Chem. Ed. Int. 2021, 60, 22711-22716);在自组装手性多孔晶态材料中实现了无机纳米粒子到有机发光分子之间的辐射能量转移,并显著放大了材料的发光各项异性因子(Adv. Mater. 2021, 33, 2101797)。  卤键本质上是一种静电相互作用,关于卤键驱动的共组装体系已有报道。科研团队合成了两种含有吡啶基团的联二萘手性分子(R/S-1,R/S-2),其与1,4-二碘四氟苯(F4DIB)可以共组装,自发形成了不同形貌的二维手性分形结构。单晶结构的分析发现,晶体中吡啶基团的N原子与F4DIB中的碘原子通过卤键形成一维的超分子聚合物链,而后在π-π和C-FH的协同作用下形成最终的组装结构(图1)。由于R/S-1与F4DIB分子间相互作用更强所以形成的手性分形结构更加致密。在共组装过程中,手性由R/S-1,R/S-2分子传递给了超分子聚合物链,再经过进一步的组装从超分子聚合物链传递到手性分形结构,实现了手性的多级次放大。从基态和激发态手性光谱上也可以观察到,分形结构的手性各项异性因子相较于单分子手性信号呈现出两个数量级的放大。卤键驱动的手性自组装实现了手性从分子手性到分形结构的转移和放大,为设计、提升圆偏振发光材料性能提供了新思路。相关研究成果发表在Angew. Chem. Ed. Int.(2021, 60, 22711-22716)上。  手性多孔晶态材料具有有序的组装结构,在圆偏振发光材料的构筑和性能提升方面具有重要意义。近日,团队工作人员通过设计“Turn-on”型二芳基乙烯(DAEC)和上转换纳米粒(UCNPs)负载的手性金属有机框架复合材料,实现了紫外光、可见光、近红外光多重光源响应的圆偏振发光固态开关,并通过UCNPs到DAEC的能量转移实现了圆偏振发光的放大(图2)。  研究人员选择了一种具有一维孔道的手性镧系框架结构,将上转换纳米粒子和具有光响应性质的二芳基乙烯同时负载于手性框架结构中,通过手性诱导分别实现了二芳基乙烯和UCNPs的圆偏振发光。UCNPs上转换发光的能量可以转移至二芳基乙烯,实现二芳基乙烯的上转换圆偏振发光。该手性多孔框架结构复合物中,二芳基乙烯可以在紫外光和近红外光照射下到达关环发光态,分别表现出下转换和上转换的圆偏振发光。在可见光照射下变为开环暗态,实现圆偏振发光的“关闭”。此外,研究发现上转换的发光各项异性因子(glum)大于下转换的发光各项异性因子,可能是手性体系中的能量转移造成的,这是首次发现无机给体到有机受体能量转移实现的圆偏振发光放大。  该手性晶态多孔复合材料实现了固态下多重光响应的圆偏振发光开关,并在不同光输入的条件下的下转换和上转换过程可以实现荧光信息和圆偏振信息的多级光信号输出,在多维度光响应和输出的存储与加密方面具有重要应用价值。相关研究成果发表在Adv. Mater.(2021, 33, 2101797)上。研究工作得到国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项(B类)、国家重点研发计划等的支持。
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