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单波长介质膜高反射镜

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单波长介质膜高反射镜相关的资讯

  • 首个中红外波长超级反射镜制成
    来自奥地利、美国和瑞士的科学家组成的国际科研团队,研制出了首个中红外波长范围超级反射镜,有望用于测量微量温室气体或用于切割和焊接的工业激光器等领域。研究论文发表于最新一期《自然通讯》杂志。在可见光波长范围内,现有金属反射镜的反射率为99%。在近红外范围,专用反射镜涂层的反射率高达99.9997%;但迄今最好的中红外反射镜的反射率为99.99%,光子丢失率是近红外超反射镜的33倍。人们一直希望将超反射镜技术扩展到中红外领域,以促进很多领域取得重大进展,如测量与气候变化有关的微量气体、分析生物燃料,以及提升广泛应用于工业和医疗领域的切割激光器和激光手术刀的性能等。此次,研究团队研制出的中红外超反射镜的反射率高达99.99923%。为制造出中红外超级反射镜,研究团队结合传统薄膜涂层技术与新型半导体材料和方法,开发出一种新涂层工艺。为此,他们先研制出直径为25毫米的硅基板,然后让高反射半导体晶体结构在10厘米的砷化镓晶片上生长,接着将其分成更小的圆形反射镜,再将这些反射镜安装到硅基板上,得到了超级反射镜并证明了其性能。研究人员指出,这款新型超反射镜的一个直接应用是显著提高中红外气体分析光学设备的灵敏度,可准确计量微量环境标志物,如一氧化碳等。
  • 2021数理科学部发布X射线反射镜等10个重大项目指南,拟资助5个
    8月5日,国家自然科学基金委员会发布“十四五”第一批重大项目指南及申请注意事项。其中,2021年数理科学部共发布10个重大项目指南,拟资助5个重大项目,项目申请的直接费用预算不得超过1500万元/项。2021年数理科学部共发布10个重大项目指南如下:“超大型航天结构空间组装动力学与控制”重大项目指南“材料长效使役性能高通量表征的力学理论与实验方法”重大项目指南“活动星系核反馈在星系演化中的作用”重大项目指南“致密天体活动与爆发的宽能段时变与能谱研究”重大项目指南“基于强太赫兹源的声子调控诱导电子新结构与物性研究”重大项目指南“基于铌酸锂薄膜的超高速多维光场调控及其应用基础研究”重大项目指南“粲夸克衰变中标准模型的精确检验”重大项目指南“基于LHAASO实验的粒子天体物理前沿问题研究”重大项目指南“先进核能系统中材料的若干协同损伤作用机理研究”重大项目指南“高精度X射线反射镜的关键科学与技术问题”重大项目指南10个重大项目指南关键内容如下:“超大型航天结构空间组装动力学与控制”重大项目指南一、科学目标瞄准超大型航天结构的减重设计和空间组装需求,提出满足在轨动力学要求的组装结构轻量化设计新理论;建立空间组装过程的“轨道-姿态-结构”耦合动力学新模型,揭示空间组装过程的耦合动力学演化新规律;提出空间组装过程的“轨道-姿态-结构”一体化稳定控制新理论;探索解决超大型航天结构动力学试验“天地一致性”问题的新方案。二、研究内容(一)超大型航天结构的轻量化和可控性设计。(二)超大型航天结构空间组装过程的动力学演化。(三)空间组装过程轨道-姿态-结构一体化稳定控制。(四)空间组装过程动力学与控制的地面模拟试验。“材料长效使役性能高通量表征的力学理论与实验方法”重大项目指南一、科学目标建立基于全场分析的梯度材料表征力学理论,发展多重物性宏微观高通量测试技术,通过结构与性能关系的多尺度机理研究和机器学习,构建材料短时数据与长效使役性能之间的映射关系,实现对其使役寿命的精准预测,应用于具有重要战略意义的高速列车车轴材料和全固态电池材料。二、研究内容(一)基于梯度样品全场分析的高通量表征力学理论。(二)梯度样品宏观层次高通量表征实验方法。(三)梯度样品微观层次高通量表征实验方法。(四)机理驱动的使役行为跨时空尺度映射。“活动星系核反馈在星系演化中的作用”重大项目指南一、科学目标获得不同光度活动星系核风的观测证据、以及风的速度、质量流与活动星系核光度的定量关系;将低红移星系气体的探测深度和中高红移星系的光谱数量提高一个数量级,并结合数值模拟,得到在不同红移处星系以及星系际介质的各种性质,特别是星系的恒星形成率、气体含量、星系际介质的X射线、发射和吸收线,及其与活动星系核反馈的内在关系;发展并完成星系尺度上的高分辨率数值模拟程序,获得不同的反馈模式分别对星系中气体和恒星形成率的影响以及风与辐射各自在反馈中起到的作用;将基于最真实和准确的活动星系核物理,完成一组包含新模型的宇宙学数值模拟,大幅改进目前的宇宙学尺度星系形成与演化研究。二、研究内容(一)活动星系核风的观测研究:反馈的内边界条件。(二)星系尺度上的活动星系核反馈:观测研究。(三)星系尺度上的活动星系核反馈:数值模拟研究。(四)星系外大尺度上的研究:观测约束以及宇宙学数值模拟。“致密天体活动与爆发的宽能段时变与能谱研究”重大项目指南一、科学目标发现几百个伽马射线暴,建立MeV能区高统计性的伽马暴样本,理解伽马暴相对论喷流的伽马射线辐射机制;监测上百例引力波、高能中微子、快速射电暴等爆发现象,揭示它们的爆发机制以及黑洞、中子星等致密天体的并合物理过程和机制;系统地获得十余个吸积中子星双星和黑洞双星的高能X射线时变和能谱演化特征和分类,理解黑洞周围的吸积过程、相对论喷流的产生以及硬X射线辐射机制;测量约十个致密星(中子星或者黑洞)的基本参数(质量、磁场、自转),理解致密天体的基本性质;开展银道面巡天,监视约200个X射线天体的活动,发现致密天体硬X射线新的活动并且开展后随观测证认研究。二、研究内容(一)极端天体爆发的物理机制。(二)黑洞X射线双星系统吸积与喷流过程。(三)中子星X射线双星系统吸积盘与中子星相互作用。(四)河内宽能段的巡天监测和后随观测研究。“基于强太赫兹源的声子调控诱导电子新结构与物性研究”重大项目指南一、科学目标围绕声子调控诱导电子新结构与新奇物性的研究目标,在研究手段上发展必要的突破现有太赫兹光源性能极限的强场产生新方法,实现具有宽频(整体频谱范围覆盖0.1-50 THz)、强场(场强突破GV/m)、高重复频率、频谱连续可调等优异特征的强场太赫兹光源,并通过人工微结构实现太赫兹近场强光场微区再增强条件;重点开展强场下非平衡态电子的多自由度(电、热、磁、光、谷、轨道)动力学物理过程研究,揭示光子与各量子激发在超强太赫兹光场范畴内的相互作用新机理(如电子、声子及光子复合激发机理);探索实现声子态调控的远离平衡态的新型量子态(如高温超导相、拓扑量子相、Floquet量子态等)及化学反应(如合成氨反应)的远离平衡态相干操控新效应。二、研究内容(一)强场太赫兹源调控电子行为的理论研究。(二)超强太赫兹光场构筑及实验方法研究。(三)强场太赫兹源对量子材料相干调控研究。“基于铌酸锂薄膜的超高速多维光场调控及其应用基础研究”重大项目指南一、科学目标针对片上全域光场快速调控的需求,通过超限制备技术突破铌酸锂薄膜新微纳结构、少层结构加工工艺,利用铌酸锂材料自身的多重特性,实现对光场以及部分相干光场的多维度超高速调控,实现对光场的强局域与非线性调控;发展基于电光效应的人工微结构光场多维调控新方法,并阐明其物理机理。从基础铌酸锂薄膜材料微纳加工技术开始,到片上集成光子器件,最后到片上光场快速调控,建立不同于现有光场调控的新体系。二、研究内容围绕基于铌酸锂薄膜的超高速多维光场调控技术,发展基于电光效应的人工微结构光场多维调控新机理与方法;突破现有微纳加工技术的能力限制,开展铌酸锂薄膜刻蚀机理及微纳芯片制造工艺研究,利用高品质铌酸锂薄膜光场调控芯片实现超高速多维光场调控及其应用。(一)铌酸锂刻蚀机理及铌酸锂薄膜微纳芯片制造技术。(二)铌酸锂薄膜莫尔晶格结构中光场局域及片上非线性增强。(三)铌酸锂薄膜少层微纳体系时空光场多维联合调控。(四)基于铌酸锂薄膜的光场相干性快速调控及应用。“粲夸克衰变中标准模型的精确检验”重大项目指南一、科学目标利用BESIII采集的海量粲强子样本,特别是在3.773 GeV采集的20 fb-1的数据,充分发挥近阈粲强子成对产生、背景低和量子关联等独特优势,开展中性粲介子量子关联特性的研究,精确测量相关不同末态的平均强相位差和CP本征态成分比例,为CKM矩阵的相角的精确测量提供关键参数;精确测量CKM矩阵元和,检验CKM矩阵的幺正性,探索新的CP破坏来源;精确测量粲强子衰变常数和半轻衰变形状因子,与格点QCD理论计算值比较,刻度格点QCD计算,探寻超出标准模型新现象;系统地研究粲强子的强子末态衰变,研究强子谱学和末态相互作用,检验夸克味对称性;研究粲强子衰变,高精度检验轻子普适性,寻找稀有或禁戒的衰变过程,精确检验标准模型理论、寻找超出标准模型的新物理;在理论上发展和完善非微扰能区的格点QCD计算和有效理论模型,理解粲强子弱衰变的动力学,检验相关的唯象模型,提高对粲强子衰变中CP破坏、衰变常数和形状因子等理论预言的精度。二、研究内容(一)阈值处中性粲介子量子关联性研究。(二)粲强子的强子末态衰变机制研究。(三)精确测量CKM矩阵元和粲介子衰变常数。(四)精确测量粲介子半轻衰变形状因子和检验轻子普适性。(五)粲强子衰变中探索新粒子和新相互作用。“基于LHAASO实验的粒子天体物理前沿问题研究”重大项目指南一、科学目标瞄准银河系内1015eV宇宙线起源这一重大问题,基于LHAASO实验数据精确测量每个超高能伽马射线源的辐射能谱、空间分布和时变,联合国内外射电、光学、X射线等设备数据完成相应天体源的多波段观测和分析,建立和优化多波段辐射模型,研究带电粒子在天体中的加速过程与辐射特征,寻找宇宙线起源和加速证据,同时基于LHAASO数据完成银盘弥散伽马射线、膝区宇宙线分成分能谱和宇宙线大尺度各向异性测量,建立宇宙线在银河系内的起源、加速和传播的整体图像。二、研究内容(一)超高能伽马射线源的搜寻与测量。(二)伽马射线源多波段多信使研究。(三)伽马射线源内的粒子加速、辐射与输运过程的研究。(四)星际介质中弥散伽马射线相关物理研究。(五)基于宇宙线的能谱和各向异性测量研究其起源和传播。“先进核能系统中材料的若干协同损伤作用机理研究”重大项目指南一、科学目标瞄准服役于聚变能等先进核能的典型材料,充分利用国内大型托克马克、高热负荷测试和多束离子辐照等装置,厘清高能中子-嬗变氢氦、中子辐照-粒子流-热负荷两类协同损伤作用的耦合机制;阐明多种因素作用下材料遭受的协同损伤效应的机理;建立能够模拟上述协同损伤作用的实验与计算模拟方法;基于计算和实验模拟,实现在聚变堆等综合服役环境下国产低活化钢、氧化物弥散强化(ODS)钢、钨基合金等关键材料的筛选及性能评估。二、研究内容(一)高能中子辐照的离位损伤与氢、氦对材料的协同损伤作用机制研究。(二)高能中子辐照离位损伤与热负荷、粒子流对聚变堆第一壁协同损伤的作用机制研究。(三)多因素协同损伤效应的长时大尺度计算模拟方法建立。(四)聚变中子-氢-氦协同效应的多离子束模拟实验方法建立。“高精度X射线反射镜的关键科学与技术问题”重大项目指南一、科学目标基于超高精度反射镜表面形貌对相干X射线波前传输的影响,研究单晶硅纳米形貌的原子级构建规律,揭示超强X射线辐照下单晶硅材料和薄膜的损伤机理及力热变形机制;建立跨尺度全频谱纳米表面形貌的在线和离线高精度表征方法,发展大尺寸超高精度反射镜的复合加工技术和集成技术,实现相干X射线波前的在线实时操控和自适应主动补偿;形成具有自主知识产权的X射线高精度反射镜的全链条创新技术体系。二、研究内容(一)大尺寸复杂轮廓单晶硅纳米精度表面形貌构造规律研究。(二)全频谱纳米形貌的综合检测评估方法研究。(三)高亮度相干X射线与材料表面相互作用机制。(四)光机集成系统中跨尺度表面形貌的多物理场影响规律研究。
  • 光学薄膜透射反射性能检测方法进展
    随着智能穿戴设备、消费电子设备应用兴起,生物识别、物联网、自动驾驶、国防/安防等领域对光电镀膜材料的需求日益旺盛。不同行业根据使用场景,对光学镀膜的性能提出了更加多样化的需求,越来越多需要测试镀膜样品的变角度透射、变角度反射信号。传统变角度反射测试一般为相对反射率测试,需要通过参比镜进行数据传递,往往参比镜在不同角度下的绝对反射率曲线很难获取,给测试带来很大困难,同时在数据传递中也会增加误差的来源。随着智能穿戴设备、消费电子设备应用兴起,生物识别、物联网、自动驾驶、国防/安防等领域对光电镀膜材料的需求日益旺盛。不同行业根据使用场景,对光学镀膜的性能提出了更加多样化的需求,越来越多需要测试镀膜样品的变角度透射、变角度反射信号。传统变角度反射测试一般为相对反射率测试,需要通过参比镜进行数据传递,往往参比镜在不同角度下的绝对反射率曲线很难获取,给测试带来很大困难,同时在数据传递中也会增加误差的来源。本文主要介绍采用PerkinElmer紫外可见近红外光谱仪配置可变角度测试附件,直接测试样品不同角度下绝对反射率、透射率曲线,无需参比镜校准,操作简单方便,测试结果更加准确。附件为变角度绝对反射、变角度透射率测试附件,如下图所示,检测器和样品台均可以360度旋转,通过样品台和检测器配合旋转,测试不同角度下透射和反射信号。PerkinElmer Lambda1050+ 光谱仪自动可变角附件光路图图1 仪器外观图固定布局 工具条上设置固定宽高背景可以设置被包含可以完美对齐背景图和文字以及制作自己的模板下分别选取不同应用场景下的典型样品,对测试数据进行简要介绍。以下分别选取不同应用场景下的典型样品,对测试数据进行简要介绍。以下分别选取不同应用场景下的典型样品,对测试数据进行简要介绍。样品变角度透射测试采用自动可变角附件可以方便快捷的测试样品不同角度下透射数据,自动测试样品不同角度下P光和S光下透射率曲线,一次设置即可完成所有角度在不同偏振态下透射率曲线测试,无需多次操作,测试曲线如下图所示。图2 样品不同角度和偏振态下透射率测试数据样品变角度透射/反射曲线测试同一个样品,可以通过软件设置一次性测试得到样品透射和反射率曲线,如下图所示,该样品在可见波长下反射率大于99.5%,透射率低于0.5%,可同时表征高透和减反性能。图3 样品45度透射和反射曲线测试NIST标准铝镜10度反射率曲线测试采用自动可变角附件测试NIST标准铝镜10度下反射率曲线,如下图所示,黑色曲线为自动可变角附件测试曲线,红色为NIST标准值曲线,发现两条测试曲线完全重合,进一步证明测试系统的可靠性,可以准确测试样品的光学数据。图4 NIST标准铝镜10度反射率曲线测试(红色为NIST标准曲线)样品变角度全波长反射曲线测试(200-2500nm)软件设置不同的测试角度和偏振方向,自动测试样品不同角度下P光和S光偏振态下反射率曲线,如下图所示,200-2500nm整个波段下测试曲线均有优异信噪比,尤其是在紫外区(200-400nm),可以完成各波长范围的反射性能测试。图5 样品全波段(200-2500nm)变角度反射率测试不同膜系设计的镀膜样品性能验证测试样品600-1400nm下45度反射率曲线,该样品在1200nm以上属于高反射率,反射率大于99.5%,同时需要关注600-1200nm范围各个吸收峰情况,该波段下吸收峰非常尖锐,同时吸收峰较多,需要仪器具备高分辨率,从而准确测试出每一个尖锐吸收峰信号。图6 膜系设计验证样品45度反射率测试双向散射分布函数(BSDF)测试除了测试常规变角度透射和反射曲线外,自动可变角附件可以自动测试样品不同角度下透射和反射率信号,可以得出样品不同角度下的透射分布函数(BTDF)和反射分布函数(BRDF)信号,最终得到双向散射分布函数(BSDF)。采用该附件可方便测试样品双向散射分布函数(BSDF)、双向反射分布函数(BRDF)、双向透射分布函数(BTDF)等光学参数测试,测试结果如下图所示:图7 BRDF和BTDF测试如下图所示,测试样品不同波长下BSDF分布函数曲线(BRDF + BTDF),从而可以得出样品随不同角度下透射和反射信号变化情况。图8 样品不同波长下BSDF(BRDF+BTDF)测试窄带滤光片测试Lambda系列光谱仪为双样品仓设计,自动可变角测试附件可与标准检测器、积分球检测器自由更换。对于窄带滤光片样品,即需要准确测设带通区域的透过率、半峰宽,也需要准确测试截止区吸光度值(OD值),可直接切换标准检测器进行检测。图9 用于生物识别的滤光片透射和OD值测试数据图10 用于激光雷达的镀膜镜片透射和OD值测试数据综上,采用Lambda系列紫外/可见/近红外分光谱仪,搭配自动可变角测试附件、标准检测器、积分球等多种采样附件,可以组合出完备的材料光学性能测试平台,满足光学镀膜测试的多样化需求,更加准确便捷地得到样品的光学检测数据。
  • 太阳能材料反射率测定方法
    材料的表面反射率是目前太阳能行业中最常关注的测试项目之一。这类测试所涉及到的样品种类繁多,包括金属反射涂层、半导体材料与涂层以及防护玻璃上面的防反膜等。很多材料的反射同时包含了镜面反射和漫反射两种类型,这对测试方法是否能将光谱干扰降到最低、获得准确的反射率数据提出了挑战。材料表面的反射类型:A.镜面反射;B.漫反射镜面反射镜面反射率可以用不同类型的镜面反射附件(例如VW型反射附件、VN型反射附件和通用反射附件URA)进行测量。VN型反射附件(单次样品反射)和VW型反射附件(两次样品反射)是根据背景(V)和样品(N和W)测量模式的几何光路而命名。背景和样品测量模式切换过程中镜子的移动是手动操作的。URA是一种可变角度、单次样品反射的VN型附件,其中镜子的移动和入射角度的选择完全由软件控制电子步进马达自动调节。PerkinElmer的通用反射附件URA漫反射漫反射率可以用积分球进行测量。测试光线分别经过参比光路和样品光路中的光学元件,通过Spectralon积分球表面开口,进入球体内部的参比窗口和样品反射窗口。积分球体积越大,开口率越小,测试准确率越高。PerkinElmer 150mm积分球内部检测器前面安装了具有Spectralon涂层的挡板,避免了样品初次反射光线进入检测器。PerkinElmer的150mm积分球及光路示意图■ 测试样品 样品描述1镜面反射成分很少的漫反射材料2反射强度较低的镜面涂层3中等反射强度的镜面涂层4反射强度较高的镜面半导体材料■ 光谱结果 样品1(左上)、2(右上)、3(左下)、4(右下)的光谱。黑色曲线为150mm积分球测量结果,红色曲线为60mm积分球测量结果,绿色光谱曲线为URA测量结果。样品1:150mm积分球测量的光谱强度更高,因为该积分球的窗口面积比例低于60mm积分球。因此更多的样品漫反射光线可以被收集起来,更接近准确值。样品2:150mm积分球测量结果与URA附件测量结果非常接近。60mm积分球测量结果的反射率偏高,这是因为热点区域主导并且富集了检测器所测量的光线。此外,积分球内部的漫反射光线很少,因此基本没有光线通过开放窗口逃离。样品3:60mm积分球测量的光谱存在波长漂移和强度平移的问题。150mm积分球与URA附件测量的光谱之间存在一些不规则的差异。样品4:60mm积分球和URA附件的测试结果差异明显(5%R),150mm积分球与URA附件所测量的样品光谱也不再重叠。结论镜面反射非常强或者完全是镜面反射的样品需要使用URA、VN或者VW等绝对镜面反射率附件进行测量。太阳能行业的一些材料具有很强的镜面反射,但是也含有少量的漫反射成分。对于这种类型的样品,可以使用150mm积分球来测量。通过测量铝镜消除热点产生的光谱干扰,获得可以接受的绝对反射率数据。如果样品与参比铝镜的反射率比较接近,可以获得最佳的测试结果。更多详情,请扫描二维码下载完整应用报告。
  • 【干货】单波长X射线荧光技术在油品检测中的应用
    测定原理X射线荧光是原子在受到初级X射线束激发后发生电离作用,发射出X射线光子。X射线具有波粒二象性,既可以看作粒子(能量),也可以看作电磁波(波长)。波长和能量是从不同的角度来观察描述X射线所采用的两个物理量,根据普朗克公式:E=hc/λ,无论是测定能量,还是波长,都可以实现对相应元素的分析,其效果是类似的。据此,X射线荧光技术进行元素分析时又分为X射线波谱法(波长色散,WDXRF)和X射线能谱法(能量色散, EDXRF)。单波长X射线荧光全称“单波长色散X射线荧光光谱”(Monochromatic Wavelength Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometry,缩写为MWDXRF),属于波长色散X射线荧光技术。XOS专利的单波长X射线光路系统可以选择并且聚焦单色光束进行样品激发和进入检测器检测,这样可以大大降低信噪比,并且提供相较于传统XRF更高的精度,以及更快的测量速度。XOS专利的单波长X射线荧光光路系统相关标准目前单波长X射线荧光相关方法标准主要有以下:标准名称测量原理硫含量测定1NB/SH/T 0842-2017轻质液体燃料中硫含量的测定单波长色散X射线荧光光谱法2ASTM D7039汽油和柴油燃料中硫含量的测定单波长色散X射线荧光光谱法(MWDXRF)氯含量测定1NB/SH/T 0977-2019轻质油品中氯含量的测定单波长色散X射线荧光光谱法2ASTM D7536芳烃中氯含量的测定单波长色散X射线荧光光谱法(MWDXRF)3ASTM D4929-2017原油中有机氯的测定方法C中可用单波长X射线荧光方法(MWDXRF)硅含量测定1NB/SH/T 0993-2019汽油及相关产品中硅含量的测定单波长色散X射线荧光光谱法2ASTM D7757汽油和相关产品中硅含量的测定单波长色散X射线荧光光谱法(MWDXRF)应用1——油品中的硫含量测定由于硫元素会造成工艺设备腐蚀、催化剂中毒、产品质量及环境污染等问题,所以硫元素的含量成为衡量石油及石油产品质量的重要指标。单波长X射线荧光光谱法(MWDXRF)目前得到广泛认可的应用之一就是测油品中的硫含量,在300秒的测量时间下最低检测限可达0.15ppm(Sindie Gen3),其相应的方法标准ASTM D7039已经被列为国五、国六成品汽柴油硫含量检测的方法标准之一,还可用于分析:直馏汽油、直馏柴油、精制汽油、精制柴油、催化柴油,甚至硫含量更低的重整原料油等各种中控物料,针对不同的应用场所分别有Sindie系列实验室台式、便携式、在线分析等解决方案,可满足客户多方面的需求。应用2——氯元素含量检测单波长X射线荧光光谱法(MWDXRF)技术应用之二是在氯元素方面的检测。无论是来源于采油助剂的有机氯还是来自有盐水或类似污染物中的无机氯,都可能造成设备腐蚀、催化剂中毒、管路堵塞、影响二次加工及成品油产品质量等各种潜在风险。因此,在石化炼油厂原油加工的整个过程中,氯元素的分析及监控一直都备受重视。典型的样品是氯含量控制在1ppm以下的石脑油,这类样品即使使用传统的库仑法分析,有的效果也不是很好,MWDXRF技术独特的光路结构可使最低检测限达0.07ppm(Clora 2XP),即使是标准型的Clora,其LOD也可以达到0.13ppm,比较常见的分析对象还包括:重整原料油、直馏汽油、直馏柴油和常压装置常一线油等氯含量均在10ppm以内的样品。对应的方法标准是ASTM D7536和NB/SH/T 0977。针对原油中的氯含量分析,由于原油样品含水和颗粒物的特殊性,如果使用常规的静态测量法,测量结果会随着时间的推移而逐渐升高直至样品中的颗粒物质完全沉降。为此,XOS专门推出了Accu-Flow技术,使用一次性螺口注射器使样品以一定速率(20ml/min)连续流过测量杯(模拟在线连续测量的分析过程),很好地解决了静态测量的沉降问题。测量时间对测量结果的影响Accu-Flow技术另外,针对原油电脱盐工艺,XOS的MWDXRF技术也推出了专门的在线解决方案,不但可以实时监测原油脱盐前后中的氯含量,也可以监测脱盐水中的氯含量,使脱盐生产过程对氯含量的监控更加及时有效,帮助工艺及时发现和解决生产波动。在线氯元素监测控制示意图应用3——针对高硫低氯等样品中的氯含量分析单波长X射线荧光光谱法(MWDXRF)技术第三个有针对性的应用是针对高硫低氯等样品中的氯含量分析,由于硫元素Kα的特征波长为0.5373 nm,氯元素Kα特征波长为0.473nm,如果硫元素含量高、氯元素含量低,势必会影响氯元素分析的稳定性和重复性。而且目前石油石化行业常用的油品中氯含量的检测标准SH/T 1757(微库仑法)中明确指出不适用于硫含量大于0.1% (质量分数)的试样,而且样品中水含量对微库仑法影响较大。XOS的单波长X射线荧光光谱法(MWDXRF)可专门针对此类样品,如焦化汽油和焦化柴油样品,有相应的解决方案,比如使用标准型的Clora单波长氯分析仪,可使用手动输入硫含量的方法对硫元素的干扰进行校正,或者使用超低氯Clora 2XP或硫氯一体Sindie+Cl,对硫元素信号可自动检测并自动扣除,大大提高了分析效率和方法的简便性。超低氯Clora 2XP光路示意图硫氯一体Sindie+Cl光路示意图应用4——汽油及相关产品中硅含量的测定单波长X射线荧光光谱法(MWDXRF)技术的第四个应用是针对汽油及相关产品中硅含量的测定,成品油的硅元素主要来自清洗剂或消泡剂等外来污染物,主要的危害有可导致氧气传感器、火花塞、催化转换器出现二氧化硅沉积,影响车辆的正常行驶。MWDXRF测硅元素的方法标准是ASTM D7757和NB/SH/T 0993,ASTM D7757 是截至到目前唯一经ASTM 认证的汽油和乙醇中硅含量的测试方法。该方法可以测试石脑油、乙醇汽油、乙醇调合燃料、重整汽油及甲苯等样品中3-100mg/kg(ppm wt)的硅,仪器的最低检测限(LOD)可达0.65ppm。火花塞结垢燃烧室结垢(图片来源于“对油中掺杂硅是车“病因”!哈尔滨质监部门召开“淮南”油问题专家论证会得出结论“的报道)其他应用另外,单波长技术还有专门针对磷元素的应用,主要用于油品及水中总磷含量的测定,最低检测限LOD可达0.4ppm。八大优点总之,单波长X射线荧光光谱法(MWDXRF)凭借以下八个主要优点,可为广大客户提供专业化的解决方案,大大提高炼化企业分析检测工作的效率:(1)可实现极低浓度的测量;(2)所需浓度下较高的精确度(重复性r:S, 0.6 ppm @ 8 ppm;Cl, 0.14 ppm @ 1 ppm ,Si, 1 ppm @ 10 ppm );(3)单色聚焦光学元件,可消除90% - 95%样品基质效应影响;(4)无需频繁校准,标准曲线可使用6 – 12个月;(5)简易样品制备及仪器操作过程,有效避免人为误差,及不同实验人员之间的偏差;(6)直接测量技术(无需样品转化,比如燃烧或密度换算);(7)无需消耗任何气体,仪器运行只需要电源即可;(8)符合标准方法:S: ASTM D7039, NB/SH/T 0842, ASTM D2622, GB/T 11140,Cl: ASTM D7536, NB/SH/T 0977-2019,Si: ASTM D7757, NB/SH/T 0993-2019等。(作者:上海仪真分析仪器有限公司 XOS市场开发经理 党相锋)
  • 玻璃行业中的透射与反射色彩质量测量—色差仪
    玻璃作为一种常见的材料,广泛应用于建筑、汽车、家具等领域。在玻璃行业中,透射和反射是两个重要的性质。透射涉及玻璃对可见光的透明程度和色彩表现,而反射关乎玻璃表面镀膜的效果。本文将介绍如何使用在线ERX55分光光度仪和ColorXRAG3色度分析仪来监控色彩质量和测量玻璃镀膜的反射率。透射是玻璃行业中最重要的光学性质之一,它决定了玻璃对可见光的透明程度和色彩表现。当光穿过玻璃时,会受到折射现象的影响。折射是光在从一种介质传播到另一种介质时改变方向的现象。这种折射现象使得玻璃能够将光有效地传播到玻璃的另一侧,使我们能够透过玻璃看到外面的世界。在玻璃行业中,透射率是一个重要的参数。透射率定义为通过玻璃的光强与入射光强的比值。透射率越高,玻璃对光的透明度就越好。而对于特定波长的光,其透过玻璃的能量与光谱分布有关,因此,不同类型的玻璃可能对不同波长的光具有不同的透射率。透射率的测量通常使用分光光度计来完成。在线ERX55分光光度仪是高精度的测量仪器,可以用于测量透明薄膜的色彩、可见光透射和雾度,持续监控色彩质量。通过持续监控透明薄膜的色彩质量,生产厂家可以确保产品的一致性和稳定性。反射是另一个在玻璃行业中需要关注的光学现象。反射率是一个指标,用于衡量光线在物体表面反射的程度。在玻璃制造过程中,常常会在玻璃表面进行涂层处理,这些涂层能够改变玻璃的反射性能。通过合理设计涂层,可以实现特定的反射率,使玻璃在特定波长范围内表现出所需的特殊光学效果,如防紫外线、隐私保护等。玻璃作为非散射性物体,在传统的直接照明测量设备中无法准确提供色彩数据。为解决这一问题,ColorXRAG3色度分析仪成为了一种重要工具。该设备具备宽波长范围(330nm到1,000nm)和高光学分辨率(1nm),可在实验室中安装在支架上,对放置在样品支架上的玻璃板进行测量。同时,它也可用于在线测量,安装在玻璃板上方的横梁用于测量低辐射玻璃,或安装在玻璃板下方用于测量遮阳镀膜。ColorXRAG3色度分析仪具有紧凑型设计,可从距离玻璃板10mm处捕获非散射性样品的光谱数据和色彩反射值,甚至能鉴定多银层镀膜。该仪器采用氙气闪光灯,同时采用+15°:-15°、+45°:-45°和+60°:-60°三种光学结构,每秒进行一次测量,以实现全方位的色彩数据获取。其中,±15°的测量值与传统实验室测量的积分球光学结构结果相同,而±45°和±60°的测量值则可以显示不同观察角度下的色彩变化。ColorXRAG3色度分析仪的应用为玻璃行业提供了一种高效、准确的色彩测量解决方案,使生产厂家能够更好地控制透射与反射性能,提高产品质量,并满足不同市场需求,推动玻璃行业的持续发展。透射和反射是玻璃行业中非常重要的光学现象。透射性能决定了玻璃的透明度和色彩表现,而反射率则与玻璃表面的涂层处理密切相关。使用在线ERX55分光光度仪和ColorXRAG3色度分析仪,可以对玻璃产品的透射性能和反射性能进行精确测量和监控,从而保证玻璃产品的质量和性能达到预期要求。“爱色丽彩通”是丹纳赫公司旗下的品牌,总部位于美国密歇根州,成立于1958年。作为全球领先的色彩趋势、科学和技术公司,爱色丽彩通提供服务和解决方案,帮助品牌、制造商和供应商管理从设计到最终产品的色彩。
  • 西安光机所微纳光子学亚波长器件研究取得重要进展
    微纳光子学亚波长器件研究获进展 或让电子学和光子学在纳米尺度上联姻  微纳光子学主要研究在微纳尺度下光与物质相互作用的规律及其光的产生、传输、调控、探测和传感等方面的应用。微纳光子学亚波长器件能有效提高光子集成度,有望像电子芯片一样把光子器件集成到尺寸很小的单一光芯片上。纳米表面等离子体学是一新兴微纳光子学领域,主要研究金属纳米结构中光与物质的相互作用。它具有尺寸小,速度快和克服传统衍射极限等特点,有望实现电子学和光子学在纳米尺度上的完美联姻,将为新一代的光电技术开创新的平台。  金属-介质-金属F-P腔是最基本的纳米等离子体波导结构,具有良好的局域场增强和共振滤波特性,是制作纳米滤波器、波分复用器、光开关、激光器等微纳光器件的基础。但由于纳米等离子体结构中金属腔的固有损耗和能量反射,F-P腔在波分复用器应用中透射效率往往较低,这给实际应用带来不利。  针对此问题,中科院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室刘雪明研究员及其课题组成员陆华、宫永康等近期开展了相关研究并取得一定成果。到目前为止,已在Optics Express, Optics Letters, J. Opt. Soc. Am. B, Applied Physics B等国际著名光学期刊上发表论文十余篇。最近,科研人员提出了一种提高表面等离子体F-P腔波分复用器透射效率的双腔逆向干涉相消法。该方法能有效避免腔的能量反射,使入射光能完全从通道端口出射,极大增强了透射效率。此设计方法还能有效的抑制噪声光的反馈。同时,科研人员利用耦合模方法验证了这种设计方法的可行性。这种波分复用器相比目前报道的基于F-P单腔共振滤波的波分复用器的透射效率提高了50%以上。相关的成果于2011年6月20日发表在Optics Express上,论文题目为:Enhancement of transmission efficiency of nanoplasmonic wavelength demultiplexer based on channel drop filters and reflection nanocavities。  该研究成果引起了美国光学学会(Optical Society of America, OSA)的注意,并于6月27日被选为“Image of the week”。  论文链接
  • “短波长X射线体应力无损分析仪”通过鉴定
    p  strong仪器信息网讯/strong 2015年10月17日,由中国工程物理研究院材料研究所、四川艺精科技集团有限公司、中国兵器工业第五九研究所等单位承担的国家科技部重大科学仪器设备开发专项“短波长X射线体应力无损分析仪开发及应用”的研究成果,顺利通过了四川省科技厅、四川省经济和信息化委员会组织的科技成果及新产品鉴定。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="现场.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/0320ff88-b9a6-43a1-a3b3-8557088232ef.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai"strong“短波长X射线衍射分析技术暨短波长X射线体应力无损分析仪新产品鉴定会”现场/strong/span/pp  按照鉴定会程序,鉴定委员会听取了研制工作报告、技术报告,观看了技术研发视频,审核了第三方机构检测报告,考察了仪器现场,并进行了充分讨论、质疑。最后,鉴定委员会一致认为“短波长X射线衍射分析技术及短波长X射线体应力无损分析仪新产品”属于国际首创的技术与仪器,获得了多项国际、国内专利授权,对我国重大装备制造业水平的提升具有推动作用。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img style="WIDTH: 400px HEIGHT: 455px" title="image002.jpg" border="0" hspace="0" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/8971472e-bb72-4eae-b3d8-d8216642d878.jpg" width="400" height="455"//pp style="TEXT-ALIGN: center"strongspan style="FONT-FAMILY: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai"短波长X射线体应力无损分析仪新产品/span/strong/pp  材料及工件的应力分布特征是影响物理化学性能的重要因素,在国防军工、航空航天等各个领域,由于材料、工件内部应力导致失败的案例很多,给国家和人民造成重大损失。目前,虽然a href="http://www.instrument.com.cn/zc/77.html" target="_self" title=""strongX射线(衍射)应力仪/strong/a已经得到商业化普及,但其功能只可测定试样约10微米深度表层的应力,无法完成体应力的测定。中子衍射和同步辐射高能X射线应力装置能够开展材料体应力测试,但该类仪器都是以反应堆或同步辐射光源等大型装置为基础,这些装置设备庞大、造价昂贵,无法市场化推广。/pp  针对此现状,中国工程物理研究院材料研究所在“国家科技部重大科学仪器设备开发专项”支持下,研制了实验室用短波长X射线体应力无损分析仪,体积相对较小、价格较低,既可测定体应力,又可市场化推广,在一定程度上填补了以上两类装置之间的空白。/pp  “短波长X射线体应力无损分析仪”采用钨靶发出的波长短、穿透性强的特征X射线,测试材料的内部应力、物相、织构等 利用能量法,改善了入射X射线强度的衰减 采用透射式和反射式的光路设计,获取材料内部结构沿深度分布的信息。该仪器高精度的测角仪、欧拉环等部组件,以及自动控制和应力分析软件等皆是项目组自主研发。样品台最大可承重20Kg 测试铝材当量厚度大于40毫米,无应力铁粉测试误差小于正负20兆帕 空间分辨能力可调,最小空间分辨率为0.1× 0.2× 2mmsup3/sup(宽× 高× 厚),对具有一定厚度的样品能够获得三维空间应力分布。/pp  据介绍,项目组实施了边研制边应用、销售的策略,该仪器已在兵器工业、航空航天、交通运输领域及科研院所得到应用 初步实现仪器的销售,可对外提供材料工件体应力检测服务,目前已创造经济效益696万元。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="专家组.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/9f7dfd71-eb8a-403a-a7bb-26d116d3c3fe.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai"strong项目负责人与鉴定委员会成员合影/strong/span/pp  此次鉴定会的鉴定委员会成员包括:中科院物理研究所/中国物理学会X射线衍射联合委员会主任麦振洪研究员、清华大学材料学院院长张政军教授、中国工程物理研究院高级顾问/院士武胜研究员、全国无损检测协会副理事长/爱德森(厦门)电子有限公司总经理林俊明研究员、西南交通大学材料学院院长黄楠教授、中国核动力研究设计院二所书记兼副所长/核工业西南无损检测中心主任唐月明研究员、重庆大学材料学院/全国残余应力学术委员会副秘书长叶文海教授、中国东方电气集团有限公司核电设计所所长唐伟研究员、中航工业贵州黎阳航空发动机(集团)有限公司冶金处处长朱明研究员。麦振洪研究员、张政军教授分别为鉴定委员会正、副主任。/pp  此次鉴定会还邀请了中国工程物理研究院科技委前副主任孙颖研究员等12位专家作为见证嘉宾。国家科技部、四川省科技厅、四川省经济和信息化委员会、绵阳市经济和信息化委员会、中国工程物理研究院、中国工程物理研究院材料研究所、四川艺精科技集团有限公司相关领导,该项目负责人中国工程物理研究院材料研究所副总工程师张鹏程研究员及其他项目骨干等出席了本次鉴定会。/pp style="TEXT-ALIGN: right"撰稿:刘丰秋/ppbr//p
  • 【标准解读】轻质油品中氯含量的测定 单波长色散X射线荧光光谱法
    X射线荧光光谱法是一个非常成熟的检测技术,它的原理是样品在X射线照射下产生元素特征X射线荧光,通过建立标准曲线来确定样品中元素浓度与强度的关系,在相同条件下测量未知样品,就可以得到样品的组成信息。XRF的优点是样品不需要前处理,分析速度快,可实现多元素的同时测量,但也有个缺点就是它的基体干扰严重。XRF在石化行业液体样品中测定方法的汇总NB/SH/T 0977-2019《轻质油品中氯含量的测定 单波长色散X射线荧光光谱法》标准规定了采用单波长色散X射线荧光光谱法(MWDXRF)测定轻质油品中氯含量的方法。本标准适用于汽油、柴油、石脑油、喷气燃料及馏分油等,也可用于测定氧质量分数小于5%的含氧汽油及生物柴油调和燃料。单色X射线激发去掉背景过程,简化基体校正,信噪比夜有所改善。氯含量测定范围为4.2mg/kg~430 mg/kg。另外与本标准中方法相同的标准还有NB/SH/T 0842-2017和NB/SH/T 0993-2019,分别是检测轻质液体燃料中硫的含量和汽油及相关产品中硅的含量。制定背景石油炼制过程中,油品中氯的存在会造成催化剂中毒;加工过程当中,氯的存在可能造成装置腐蚀,压缩机堵塞等;成品油使用过程中,氯的存在会造成储罐腐蚀、发动机磨损等。GB 17930-2016《车用汽油》规定,车用汽油中不得人为加入甲缩醛、苯胺类、卤素以及含磷、含硅等化合物,于是就需要一种快速、准确、灵敏的检测油品中氯含量的方法。现状分析国内外检测氯含量的标准方法方法1-5方法6-9检测样品含氯化合物转化为氯离子直接检测氯元素优点检测限较低无需前处理,操作简单方便缺点前处理复杂,使用大量试剂检测限较高制定过程标准在编制过程中主要参考了标准ASTM D7536-16,但又与有以下区别:1.适用范围从有芳烃类化合物扩大为轻质油品,包括汽油、柴油、石脑油、喷气燃料及馏分油等2.测定范围由0.7 mg/kg ~10.0 mg/kg变成了4.2 mg/kg~430 mg/kg3.按照GB/T 6683 给出了此方法的精密度公式4.增加了元素干扰适用范围参考以下标准,并结合精密度实验确定方法的适用范围。参考标准样品特点ASTM D7536芳烃类样品组成单一、馏分较窄,同时标样与样品的组成基本一致检出限为0.2 mg/kgASTM D7039轻质油品馏分较宽,样品组成相对复杂,杂原子较多,且标样与样品的组成并不完全一致测定下限为3.2mg/kgASTM D5808当氯含量小于5mg/kg时,优先选用库仑法(精密度更高)检测下限为0.5mg/kg采用XOS公司CLORA型号仪器在7个实验室对17个不同的样品(包括石脑油、汽油、馏分油、喷气燃料、柴油以及煤油)进行精密度实验,最终确定了测定范围是4.2 mg/kg -430 mg/kg,再分别对重复性和再现性进行测试,测试结果都在允差范围内。对不同类型的样品进行测定,回收率均在±10%以内;还与微库仑法进行了比对,相对偏差也在±10%以内。标准NB/SH/T 0977-2019主要内容仪器设备:分为MWDXRF、样品盒和样品膜。单波长色散X射线荧光光谱仪,包括 a)X射线源;b)入射光单色器;c) 光路;d) 固定道单色器;e)探测器。另外,样品盒建议一次性使用。要特别注意的是:建立标准曲线和测定样品时应在相同条件下进行。校准过程:建立标准曲线用工作溶液浓度应能涵盖待测试样的浓度,于是需要制定了高含量与低含量两条曲线。 试验过程:1.将试样从样品盒开口端倒入盒中,一般装入量为样品盒的3/4高度处,最小为5mm高度。2.将新的样品膜盖在样品盒开口端,并固定牢固。装好后要确保样品盒中的试样不渗漏,如有任何情况的渗漏均需重新制备样品。3.分析试样和用来建立校准曲线的标准工作溶液应使用相同批次的样品膜和样品盒。测定每一个样品都要使用新的样品膜,样品膜要绷紧,保证膜上没有气泡、褶皱,且保持干净,避免用手接触样品盒内壁、样品膜及仪器的X射线透光窗。4.试样倒入样品盒并用样品膜封好后,在样品盒上开一个小气孔以防止样品挥发造成样品膜弯曲。5.试样装入样品盒后,需立即分析。试样在样品盒中的存放时间越短越好。6.按照建立校准曲线的条件测定试样,得到试样氯荧光强度的总计数。用总计数值除以总计数时间,得到试样的Rs。元素干扰的考察:氧含量超过5%,干扰严重硫含量小于1%,无明显干扰氮含量小于2000mg/kg,没有明显干扰(作者:中国石化石油化工科学研究院 范艳璇工程师)
  • 单波长XRF石化团体标准发布!单波长的春天要来了?
    近日,由中国石油和化学工业联合会提出,鸿尼泰检测技术服务有限公司、中国石油浙江销售分公司、北京易兴元石化科技有限公司、中国石油化工科学研究院起草制定的《石油产品中硫、氯、硅、磷元素的测定 单波长激发能量色散X射线荧光光谱法》团体标准正式发布。据悉,该标准从2018年开始计划起草,为使标准具有科学性、先进性和适用性,现公开征求意见,欢迎社会各界对标准内容提出建议和意见。点击下载附件:《石油产品中硫、氯、硅、磷元素的测定 单波长激发能量色散X射线荧光光谱法》团体标准具体通知如下:关于公示《石油产品中硫、氯、硅、磷元素的测定 单波长激发能量色散X射线荧光光谱法》团体标准的通知各有关单位:根据中国石油和化学工业联合会《关于印发2018年第一批中国石油和化学工业联合会团体标准项目计划的通知》(中石化联质标(2018)108号),由中国石油和化学工业联合会提出,鸿尼泰检测技术服务有限公司组织制定的《石油产品中硫、氯、硅、磷元素的测定 单波长激发能量色散X射线荧光光谱法》团体标准,现已完成征求意见稿编制工作(见附件1)。为使标准具有科学性、先进性和适用性,现公开征求意见,欢迎社会各界对标准内容提出建议和意见。请于2021年3月22日之前将征求意见反馈表(见附件2)以电子邮件形式反馈至起草单位。联系人:杨丽华 张占宇联系电话:18115628886 15968302721邮箱地址:yanglh@hongnt.cn 419903494@qq.com 中国石油和化学工业联合会标准化工作委员会2021年02月22日
  • 基于介质多层薄膜的光谱测量元器件
    近日,南京理工大学理学院陈漪恺博士与中国科学技术大学物理学院光电子科学与技术安徽省重点实验室张斗国教授合作,提出并实现了一种基于介质多层薄膜的光谱测量元器件,可用于各类光信号的光谱表征;其核心部件厚度仅微米量级,可附着在常规显微成像设备或微型棱镜上完成光谱测量,实验光谱分辨率小于0.6nm。研究成果以“Planar Photonic Chips with Tailored Dispersion Relations for High-Efficiency Spectrographic Detection”为题发表在国际学术期刊ACS Photonics。光谱探测技术被广泛应用在科学研究和工业生产,在材料科学、高灵敏传感、药物诊断、遥感监测等领域具有重要应用价值。近年来,微型光谱仪的研究受到了广泛关注,其优点在于尺寸小,结构紧凑,易于集成、便携,成本低。特别是随着纳米光子学的发展,光谱探测所需的色散元件、超精细滤波元件以及光谱调谐级联元件等,都可以利用超小尺寸的微纳结构来实现。如何兼顾器件的小型化、集成化,与光谱测量分辨率、探测效率一直是该领域的重点和难点之一。截至目前,文献报道的集成化微型光谱仪大多利用线性方程求解完成反演测算,信号模式之间的非简并性(不相似性)决定了重建光谱仪的分辨能力。这种基于逆问题求解的光谱反演技术易于受到噪音的干扰,从而降低微型光谱仪的探测分辨率和效率。近期研究工作表明,通过合理设计结构参数,调控介质多层薄膜的色散曲线,同时借助介质多层薄膜负载的布洛赫表面波极低传输损耗特性,可以实现了光源波长与布洛赫表面波激发角度之间的近似一一对应关系,如图1a,1b所示。它意味着无需方程求解,即可以完成光谱的探测与分析,避免了逆问题求解过程中外界环境噪声对反演过程的干扰,节约了时间成本,提升了探测效率。该介质多层薄膜由高、低折射率介质(氮化硅和二氧化硅)薄膜交替叠加组成,可通过常规镀膜工艺(如等离子体增强化学的气相沉积法)在各种透明衬底上大面积、低成本制备,其制作难度与成本远小于基于微纳结构的光谱测量元件。图1:一种基于介质多层薄膜的光谱探测元件,可用于各类光信号的光谱表征;其核心部件厚度仅微米量级,可附着在常规显微成像设备或微型棱镜上完成光谱测量,实验光谱分辨率小于0.6nm。作为应用展示,该光谱探测元器件被放置于微型棱镜或者常规反射式光学显微镜上,当满足布洛赫表面波激发条件时,即可实现光谱探测。如图1c,当激光和宽带光源分别入射到介质多层薄膜上时,采集到的反射信号分别为暗线和暗带,其强度积分及对应着光源的光谱(图1d,1e所示)。钠灯的光谱测量实验结果表明,该测量器件能达到的光谱分辨率小于0.6 nm (图1f所示)。不同于常规光谱仪需要在入射端加载狭缝,该方法无需狭缝对被测光源进行限制,从而充分利用信号光源,有效提升了光谱探测的信噪比和对比度,因此器件可以应用于荧光光谱和拉曼散射光谱等极弱光信号的光谱表征,展现出其在物质成分和含量探测上的能力,如图1g,1h所示。介质多层薄膜的平面属性,使得其可以在同一基底上加载不同结构参数的介质多层薄膜,从而实现宽波段、多功能光谱探测器件。该项工作表明,借助于介质多层薄膜负载布洛赫表面波的高色散、低损耗特性,可以实现低成本、高效率、高分辨率的光谱测量,为集成化微型光谱仪的实现提供了新器件。该项工作也拓展了介质多层薄膜的应用领域,有望为薄膜光子学研究带来新的生长点。陈漪恺博士为该论文第一作者,张斗国教授为通讯作者。上述研究工作得到了科技部,国家自然科学基金委、安徽省科技厅、合肥市科技局、唐仲英基金会等项目经费的支持。相关样品制作工艺得到了中国科学技术大学微纳研究与制造中心的仪器支持与技术支撑。
  • 如何测量绝对反射与相对反射?
    1. 前言光照射到物体上,由于物体的表面不同,通常会发生两种反射,镜面反射和漫反射,如图所示。图1 光在物体表面的反射示意图对于玻璃、镀膜基板、滤光片等表面光滑的零部件,镜面反射率是评价其光学特性的重要参数,测定反射率最常用的仪器是紫外可见近红外分光光度计。日立紫外产品线丰富,波长测试范围涵盖紫外可见区域到近红外区域,可以满足样品不同波长下的测量需求。2. 应用数据镜面反射根据测量方式的不同,分为相对反射率和绝对反射率。客户需要根据样品特征,选择不同的测量方式。日立具有5°到75°固定入射光角度的镜面反射附件,适用于多种样品的镜面反射测量。图2 绝对反射测量图3 相对反射测量绝对反射率通常使用V-N法进行测量,直接获得样品的反射特性,应用广泛。但是对于低反射率的样品,使用相对反射测量,可以有效扩大动态范围。 2.1 石英基板的相对反射率测量 • 测量附件图4 5o 相对反射附件• 测量结果 使用紫外可见分光光度计U-3900 的5o相对反射附件,以BK7玻璃为参考标准品测定石英基板的相对反射光谱。结果表明石英基板的相对反射率约为80%。 图5 石英基板的相对反射率通过日立U-3900的选配程序包,使用相对反射率得到转换后的绝对反射率,如下图所示。如果直接测定石英基板的绝对反射率,光谱易受噪声影响。图6 石英基板转换后的绝对反射率2.2 铝平面镜和金平面镜的绝对反射率金平面镜表面涂有金膜,该金膜在红外区域具有高反射率。铝平面镜是表面涂有铝膜,在可见光区到近红外区有较高的反射率和较小的角度依赖性。两者常作为相对反射测量时的标准面。• 测量附件图7 5 o绝对反射附件• 测量结果 使用紫外可见近红外分光光度计UH4150的5°绝对反射附件分析了金平面镜和铝平面镜的绝对反射率。 图8 金平面镜和铝平面镜的绝对反射率 结果表明,在可见光区域,铝平面镜的反射率超过80%。金平面镜的反射率在可见光区域较低,但其在近红外区域的反射率较高。因此在测量样品的相对反射率时,如果需要关注近红外区域,可以使用在近红外区具有高反射率的金平面镜作为标准面。 3. 结论样品的镜面反射率有两种测量方式,相对反射率和绝对反射率。对于低反射性样品,使用相对反射附件测量其相对反射率,可以获得信噪比良好的光谱,如玻璃基板上薄膜的反射率。对于通常的样品,可以直接使用绝对反射附件测量其绝对反射率。日立提供多种镜面反射测量附件,还可根据客户需求量身定制,满足各种样品的镜面反射率测量。
  • 美国XOS公司新一代R系列单波长色散X射线荧光分析仪正式发布
    美国XOS公司正式宣布推出全新一代石化行业R系列单波长色散X射线荧光分析仪,并开始逐步替代原仪器型号。全新一代的单波长色散X荧光分析仪不但保留了原仪器型号引以为傲的技术特点,并针对用户需求,进一步提升仪器性能和操作体验,拓展软件功能,加强存储能力,并简化维护需求,使得维护成本及时间大大降低。新系列产品型号均将采用10英寸彩色触控显示屏,全新软件设计,可存储至少50000条历史记录,及30条校准曲线,可选配自动进样器(传统XRF样品杯和Accucell样品杯),条形码扫码器,及不同类型打印机,并且可实现校准数据及图表的在线打印。图:R系列单波长色散X射线荧光分析仪软件操作乔伊科内费尔Joey Konefal美国XOS公司研发副总裁“我们对界面进行了全面改造,为客户提供更佳的用户体验。通过实验室管理系统(LIMS)扩展连接和更灵活的打印扩展选项使得仪器的数据管理能力得到了显著增强。”“We have overhauled the interface to offer the best user experience for our customers,” “Data management has been significantly enhanced with expanded connectivity through LIMS and more flexible printing options.”Jason Choi美国XOS公司销售副总裁“XOS的客户已经开始期待我们的分析仪器成为该技术的黄金标准,而新一代R系列分析仪正是如此。”。“XOS customers have come to expect the gold standard from our analytical instruments, and the R Series analyzers deliver just that.”截至目前,新一代R系列产品包括如下型号:新一代R系列产品型号仪器名称型号单波长色散X射线荧光总硫分析仪Sindie R2 / Sindie R3单波长色散X射线荧光总氯分析仪Clora / Clora 2XP单波长色散X射线荧光硫氯分析仪Sindie +Cl如需了解更多有关美国XOS新一代R系列单波长色散X射线荧光分析仪的信息,欢迎联系我们。
  • 基于双曲面弯晶技术的单波长XRF “开花结果”——访北京安科慧生科技有限公司总经理滕飞
    北京安科慧生科技有限公司(简称安科慧生)自2013年成立以来,一直致力于X射线荧光光谱专业研发,在国内首次研制成功全聚焦型双曲面弯晶,并基于此成功研制单波长色散X射线荧光光谱仪,创造了客观的经济和社会价值。特别值得一提的是,安科慧生研制生产的单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪还荣获了“2022年朱良漪分析仪器创新成果奖”!安科慧为什么选择单波长X射线荧光光谱技术作为主攻方向?目前成果如何?日前,仪器信息网特别邀请安科慧生总经理滕飞回顾十年创业之路,同时深入探讨X射线荧光光谱行业应用及市场发展趋势。安科慧生总经理滕飞十年深耕,致力于国产单波长XRF研发与产业化仪器信息网:2013-2023,回顾安科慧生十年的发展历程,公司经历了哪些重要的发展阶段?经过十年的发展,公司目前有什么样新的定位和发展目标?滕飞:2023年安科慧生创业十周年,回顾十年发展历程,历历在目且感慨万千!2013年,安科慧生汇聚了一批致力于X射线荧光光谱专业研发的人才,公司成立初衷是通过创新攻克X射线荧光核心技术,提升X射线荧光光谱元素分析水平,做行业领先的X射线荧光光谱仪。第一阶段是前两年,我们专注于该领域一项核心技术——“双曲面弯晶”研制,除了大量资金的投入,还有研发人员夜以继日的努力,无数次的实验,终于在一次次的失败、总结、不断改进中,在国内首次研制成功全聚焦型双曲面弯晶。第二阶段,依靠双曲面弯晶核心技术研制的单波长色散X射线荧光光谱仪在石油化工领域受到客户认可,销售达几百台,完成进口替代,并成功销往海外市场,奠定了企业发展的基础和信心。第三阶段,2017年安科慧生颁布完整的快速基本参数法(Fast FP 2.0),几十万行的代码凝聚着研发人员的心血,这种X射线荧光光谱的核心算法,提升了X射线荧光光谱定量精度和扩展样品适应性,结合单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪,更大发挥了其性能,为行业带来前所未有的使用价值。2021年安科慧生参与国家自然科学基金委仪器专项“全元素高灵敏度X射线荧光光谱仪研制”,2022年安科慧生研制的单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪荣获“朱良漪分析仪器创新成果奖”,标志着安科慧生核心技术和研发能力已受到了社会各界的高度认可,也标志着我国掌握的X射线荧光光谱技术上升到新的台阶。十年的发展,积累了核心技术、专业人才和客户信赖,更凝聚成安科慧生人坚持创新、精益求精的精神。未来,公司继续深耕X射线荧光光谱领域关键技术,专注XRF发展与改变行业应用现状,提升客户使用价值,在X射线荧光光谱领域实现赶超和引领!仪器信息网:为什么选择单波长X射线荧光光谱技术作为主攻方向?目前在产品线方面是如何布局的?着重发展哪些产品类型或方向?应用领域方面又是如何规划的?滕飞:单波长X射线荧光光谱仪是X射线荧光光谱仪的新类型,其可以进一步分为单波长色散X射线荧光光谱仪和单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪,均是采用双曲面弯晶技术,实现对X射线光的单色化聚焦衍射,大幅提升了元素检测灵敏度和分辨率,延伸了X射线荧光光谱仪应用领域。安科慧生正是在研制成功双曲面弯晶的基础上,发展了单波长X射线荧光光谱技术,并深深体会到这项技术给行业带来的改变与未来发展前景。近些年,科技界推崇“弯道超车”,这应该是X射线荧光光谱领域实现技术弯道超车的一个典型案例。我们第一个系列的产品是单波长色散X射线荧光光谱仪,实现单一元素高灵敏度与高分辨率检测。当前我们研制了单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪系列,实现某一能量段元素的高灵敏度检测,应用于某些特定领域。接下来,借助国家自然科学基金委研发专项的支持和要求,目标研制多源单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪,也就是采用多个X射线管和多个双曲面弯晶单色化器,实现全元素的高灵敏度检测。安科慧生经营理念是“创造和引领市场需求,提升客户使用价值”,我们更聚焦行业分析难点和客户价值需求,开拓的应用领域有矿产冶炼、锂电池材料、环境保护、食品安全、制药等,后续也将继续结合客户及行业需求开拓更多应用领域。创新引领发展,“双曲面弯晶”技术开花结果仪器信息网:在产品研发方面是如何寻找创新点,并付诸实施的?滕飞:安科慧生产品研发的创新点来自外部和内部两个方面。外部是来自客户和市场的需求,经常有客户希望解决分析的问题或难题,因为XRF分析技术本身具备的无损、快速、操作简单等优势,越来越多的客户对XRF分析精度充满期待,客户的期待是企业创新的动力。公司内部研发人员在长期从事X射线光谱研发过程中,会提出各种解决问题的思路,甚至是奇思妙想,创新往往起始于研发人员的“灵光乍现”与“头脑风暴”,但也往往被抹杀在开始的那一瞬间。安科慧生支持这些最初期的思路或想法付诸实践,每一次的技术突破都会给公司员工带来欢欣鼓舞。致力于技术研发与创新的科研人员也在安科慧生的平台上不断实现技术突破,实现自身价值,也为客户带来使用价值。创新谈何容易,我们仅仅走在分析仪器之X射线荧光光谱一条小道上,却发现前途有无数的高山需要逾越,崇山峻岭中也隐藏着无尽的宝藏。企业也唯有汇聚人才、坚持创新、付诸实践才能逐步走向坦途。仪器信息网:贵单位“单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪”获得2022年朱良漪分析仪器“创新成果奖”,请介绍此次获奖成果的研发背景和初衷。该成果经历了怎样的研制过程,实现了怎样的创新突破,解决了什么样的关键问题?面向的主要用户有哪些?未来的市场前景如何?滕飞:单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪是依靠双曲面弯晶的单色化聚焦技术应用而研制成功,安科慧生是国内外较早研制成功并量产的企业,也是型号最多和应用领域广泛的厂商。安科慧生首台单波长色散X射线荧光光谱仪用于分析汽柴油中微量硫,石化行业客户不仅要分析汽柴油中硫,还要分析氯和硅等元素,需要每一台单波长色散X射线荧光光谱仪对应一个元素分析,企业采购成本高,且样品分析流程长。有多个客户提出能不能一台单波长X射线荧光光谱仪能够同步分析硫、氯、硅这些元素,轻元素是XRF分析弱项,我们研发人员认真评估了借助双曲面弯晶单色化技术结合高计数率SDD能量探测器,能够获得轻元素分析技术的突破,历经一年多的研发,首台单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪实现同步分析汽柴油中微量硫、氯、硅等元素。轻元素分析能力的突破,振奋了我们的信心,几年时间,陆续实现对金属元素、重金属元素能段单色化聚焦激发,公司也颁布了系列单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪。单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪除了采用双曲面弯晶核心技术之外,同时采用偏振消光技术,结合近十年快速发展的硅漂移探测器技术,可谓是多项X射线荧光领域核心技术的集成。其在性能上推进XRF在元素检出限和分辨率上又上了一个台阶,胜任样品中微量与痕量元素检测,我们已经在食品安全重金属检测、环境物质重金属检测、矿产冶炼和锂电池材料等领域拥有多家客户,仪器性能满足客户对元素分析的要求,已取得良好使用效果。安科慧生参与多项国家、行业、团体标准的制订,助推单波长X射线荧光光谱仪更为广泛的应用,我们从未担心过此项技术的市场前景,相信随着客户的认可、标准的推行,单波长X射线荧光光谱仪将在多个元素分析领域得到广泛应用。仪器信息网:据悉,贵单位承担了基金委项目“全元素高灵敏度X射线荧光光谱仪研制”,该项目有什么样的目标?预期将完成哪些技术突破?滕飞:2021年安科慧生与广东工业大学共同承担了国家自然科学基金委的仪器专项“全元素高灵敏度X射线荧光光谱仪研制,项目号:62127816”,该项目主要目标实现元素周期表中X射线荧光光谱分析范围元素(C-U)的高灵敏度与高精度检测,将XRF分析轻元素能力提升,同时将金属以及重金属范围元素检测检出限降低至亚PPM水平。项目技术规划中,将采用多X射线源与多个单色化器相结合,将双曲面弯晶性能进一步提升,按照项目的高目标和严要求,进一步挑战XRF关键技术,将我国X射线荧光光谱技术推向新的水平。仪器信息网:围绕成果及相关技术,贵单位后续还将开展哪些创新工作?在产品线以及应用领域拓展方面有什么样的规划?滕飞:安科慧生虽在X射线荧光光谱领域深耕十年,但也仅仅摘到了该领域万簇鲜花的几朵花儿。今后几年,我们将继续聚焦X射线荧光光谱相关技术的研发,发展双曲面弯晶单色化技术,同时将单色化技术用于与其它光谱技术的联用以及元素成像等技术,不断扩展此项技术的应用领域。安科慧生的产品系列以北斗七星序列命名,发展十年来我们依次点亮了DUBHE、MERAK和PHECDA三颗星,2023年我们将颁布基于完整基本参数法的手持X射线荧光光谱仪-Alioth-π(中文商标注册:傲世派®),也期待成为众多XRF仪器中一颗耀眼新星!未来,我们也将不断研发新技术,基于新技术开发新仪器,以解决市场或客户对检测的需求和难题,也将逐步点亮北斗七星,为更多客户及行业服务。XRF市场发展空间巨大 小型化、高灵敏、高精度发展值得期待仪器信息网:请您谈谈X射线荧光光谱的技术的主要技术进展?现阶段还有哪些瓶颈亟待解决?滕飞:自1895年德国物理学家威廉康纳德伦琴发现X射线光并于1901年获得首届诺贝尔物理学奖,已有十几位诺贝尔奖获得者与X射线光研究及其应用相关,X射线光应用于元素分析、材料科学、生命科学、空间科学等多个领域。进入21世纪,X射线荧光光谱技术发展迅速,譬如,能量色散型探测器(主要指硅漂移探测器)的分辨率和计数率的大幅提升;对X射线光单色化聚焦技术的实现;微焦斑和高亮度X射线管的商品化;基本参数法的快速发展和完善等等。这些技术的进步推进XRF向着小型化、高灵敏、高精度方向发展。科学技术发展永无止境,X射线荧光光谱仍存在广阔的发展空间。譬如,对高能段(>20KeV)元素荧光具有高探测效率的高纯锗探测器商品化;硅漂移探测器计数率每提高一个数量级就预示着XRF元素检测灵敏度提升一个数量级;小型且更高亮度的X射线管;结合蒙特卡洛的基本参数法进一步提升X射线荧光光谱无标定量精度等等,相信国内外该领域的科研人员会不断推进这些技术的进步,为X射线荧光光谱带来更高精尖的应用空间。仪器信息网:您如何评价当前中国市场X射线荧光光谱仪的竞争情况? 滕飞:国内外已经有几十家X射线荧光光谱仪厂商,安科慧生只是其中的“少年”,少年富有朝气且充满梦想,我不认为存在竞争是坏事情,相反竞争会促进行业进步和企业发展。中国X射线荧光光谱仪市场发展空间巨大,市场开拓方兴未艾,需要同仁们共同推进这项技术的进步,为元素分析行业提供更可靠、更精准的分析方法。市场的蛋糕做大了,都能分得一杯羹。仪器信息网:当前X射线荧光光谱市场的需求情况怎么样?有哪些新的应用或市场增长点?滕飞:X射线荧光光谱仪市场需求在逐步扩大,就拿石油产品硫、氯、硅含量分析来说,有相关的分析方法标准支撑,在这个XRF细分市场有稳定的产值和增长。XRF的市场一方面是以标准为支撑的法规检测市场,由于涉及XRF的分析方法标准相比其它元素分析技术较少,因此在这个市场XRF并没有得到广泛使用,这也预示XRF存在广阔的市场空间。另一是企业做为质量控制的市场,XRF在水泥工业、钢铁与矿产冶炼、地质地矿等有广泛的应用,甚至是企业的主要质控仪器。在科研市场,XRF也有广泛的应用。元素周期表有一百多项元素,除了前五项元素X射线荧光光谱仪难以检测,其它元素都是XRF检测范围,只要X射线荧光光谱技术在元素分析精度符合行业对元素分析的要求,就应该是XRF的市场。我们深深感受到,元素分析从业者希望从样品前处理繁重的工作中解脱出来,X射线荧光光谱法也许是最好的选择。
  • 日本研制出世界最短波长X射线激光
    新华网东京6月12日电 日本研究人员近日利用X射线自由电子激光装置成功发射出波长仅0.12纳米的X射线激光,刷新了这种激光最短波长的世界纪录。  根据日本理化研究所和高辉度光科学研究中心联合发布的新闻公报,来自这两家机构的研究人员利用建在兵库县的X射线自由电子激光装置发出了波长仅0.12纳米的X射线激光,打破了美国的直线加速器相干光源于2009年4月创下的0.15纳米的最短波长世界纪录。  公报说,研究人员将X射线自由电子激光装置的监视器、电磁石等硬件,以及精密控制各种仪器的软件都按最佳设计进行了彻底调整,从2月底装置运转开始,仅用了3个多月时间就发射出了世界最短波长的X射线激光。而当年美国的调整过程花费了几年时间。  X射线激光的波长小于1纳米,它被看作能给原子世界照相的“梦幻之光”。在从基础研究到应用开发的广阔领域,比如膜蛋白的结构分析、纳米技术等领域,X射线激光的应用前景都被看好。
  • 上海光机所大口径脉宽压缩光栅用膜研制取得突破性进展
    近日,中科院强激光材料重点实验室承担的大口径脉宽压缩光栅用膜研制工作取得突破性进展。该项目组参与研制的大口径脉宽压缩光栅应用在大能量拍瓦激光系统上,获得了皮秒级的较高能量输出,在光栅面上经受了0.54J/cm2(5ps,1053nm)的激光作用而没有任何损坏,光栅抗激光破坏能力与美国OMEGA-EP、日本FIREX-I装置采用的光栅水平相当,达到了国际先进水平。  中科院强激光材料重点实验室在光栅用大口径介质膜的研制工作中重点解决了以下几个问题:  1.  同时满足了中心波长1053nm宽波段范围内的高反射和413nm高透过的要求,均匀性控制在±0.5%范围内   2.  满足了大口径光栅高破坏阈值的要求   3.  有效控制了光栅用膜的应力形变,确保了大口径光栅面形指标要求的实现   4.  满足了光栅制作过程对光栅膜提出的强度要求。在经过光刻胶反复涂覆、真空反应离子束的刻蚀和反应气体的腐蚀、水溶液、强酸弱碱液的长时间浸泡清洗等条件下,光栅膜和在其上刻蚀的光栅均能保证稳定的光学和力学特性。  该项突破性进展将对相关专项工作的顺利实施起到积极的推动作用。中科院强激光材料重点实验室将在此基础上进一步提升大口径光栅膜特性。
  • 理学发布单波长X荧光总硫分析仪新品
    国内数百个石化企业、质检部门经过反复论证并强烈推荐使用。样品检测范围:汽油、柴油、石脑油、航空煤油、航空汽油、原油、渣油、水、聚丙烯、催化剂等液体及固体样品。单波长X荧光分析标准: 硫 S:SH/T0842 氯Cl:SH/T0977 硅Si:SH/T0993 铅Pb:ASTM D5059 检测下限: 硫S:0.1ppm;氯Cl:0.1ppm; 硅Si:0.5ppm;铅Pb:0.2ppm; 检测范围:0-99.99%X射线光管:靶材:Pd;50KV – 4mA;200W;分光晶体:多块晶体自动转换。 分析仪特点:1. 检测汽油、柴油、石脑油、原油、水(包括污水)等样品,也可测量催化剂等粉末和固体样品。灵敏度高,重复性好。2. 相比传统单波长检测单元素分析仪功率只有70W,四合一分析仪光源的功率为200W,检测下限更低、重复性更加优异。3. 划时代的将四组单波长X荧光技术集合到一台分析仪,运用到石油产品多元素检测中, 且采用特殊晶体分光,分辨率更高。尤其检测高硫低氯的样品,分别率更加清晰。4. 外形小巧,可放置于任何实验室,即插即用。5. 仪器标配12位自动进样器,真正提高分析效率。6. 全中文软件,操作简便。7. 可快速进行定性分析、定量分析、无标样近似定量分析。8. 具有光路校正、薄膜校正、匹配数据库等功能。创新点:1、用200W光管功率检测硫元素2、单波长X荧光从传统的70W升级至200W单波长X荧光总硫分析仪
  • 单波长色散XRF在油品分析领域的应用优势及进展
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "X射线自1895年德国物理学家伦琴发现以来,历经100多年的发展,已经广泛应用于化学、医药、金属、材料、地质、考古等科学领域,其无损、快捷、准确等特点也得到了广大用户的认可与青睐。X射线用于检测分析领域最多也是被大家所熟知的是X射线衍射技术,主要用于晶体结构解析、晶粒大小分析、物相定性定量分析等。X射线荧光分析技术(XRF)是X射线衍射技术发展的一个分支,根据光的波粒二象性,又可分为波长色散X射线荧光(WD XRF)和能量色散X射线荧光(ED XRF)。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "单波长色散X射线荧光(MWD XRF)是波长色散X射线荧光(WD XRF)的一种,由于其采用独特的专利技术DCC双曲面弯晶和单波长光路系统,从而达到了更低的信噪比和更优异的检测下限。传统的波长色散XRF的光路示意图见图1,主要由:X射线管、样品室、分光晶体、检测器等主要部件组成,其它部件还有滤光片(位于X光管和样品之间,用于降低背景干扰谱线)、准直器(初级准直器位于样品和分光晶体之间,次级准直器位于分光晶体和检测器之间,目的是获得几近平行的光束,以满足布拉格衍射条件), 而且光路及检测系统往往需要充惰性气体以便降干扰降到最低,而且由于其采用高功率的X光源,往往还需要外接冷却系统或者电子冷却系统。如果测定单元素的话,由于背景信号较高,需要测定并扣除。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/0db63bb7-78fe-4b27-864f-1bf670936a54.jpg" title="1.png" alt="1.png"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "span style="text-indent: 2em "图1 波长色散X射线荧光(WD XRF)光路示意图/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "单波长色散X射线荧光(MWD XRF)是使用单波长光激发的波长色散X射线荧光。第一台采用MWD XRF技术的仪器是Sindie® 硫分析仪,最早由美国XOS公司于2003年正式发布。作为MWD XRF技术的核心并且有专利保护的光路示意图请见图2,与图1传统波长色散X射线荧光的光路系统相比,通过两块双曲面弯晶(DCC),无需准直器系统,X光源发射的含有散射的多色X射线通过第一块DCC光学元件将X射线单色化(过滤),按照布拉格定律, 选出特定激发X谱线并且聚焦到被测样品上,第二块DCC光学元件消除散射光,并进一步降低背景,无需扣除背景即可使检测下限达到更低,收集到的X射线具有高信号,低背景比,从而达到更低的检测限、更稳定的分析结果。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 443px height: 225px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/154a772b-77fc-423e-90b0-adae6029600d.jpg" title="2.png" alt="2.png" width="443" height="225"//pp style="text-align: center "span style="text-indent: 0em "图2 单波长色散X射线荧光(MWDXRF)光路示意图/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "由于采用单波长激发并按波长色散原理进行待测元素的特征荧光 X 射线检测,极低的背景带来极低的检出限,将X射线荧光光谱分析的领域由微量(ppm 级)延伸到痕量(亚ppm到 ppb 级)。结合 X 射线荧光光谱分析技术快速、无损的优点, 单波长激发波长色散 X 射线荧光光谱仪在多个领域已经得到广泛的应用。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "21世纪初的前十年,是国内传统大型国有石油化工企业人员改革及结构调整的关键时期,在分析检测人员精简、对生产过程监测与控制的要求越来越高、分析检测任务越来越重的大环境下,市场对自动化程度更高、操作更简单、分析结果更稳定的分析仪器的需求也越来越迫切。第一台单波长色散X射线荧光硫分析仪Sindie® 自2003年诞生以来,正好满足了国内市场对高效快捷的低硫含量分析仪的需求,从2007年开始,对XOS Sindie系列台式硫分析仪的需求逐年增加,并于2010年发布了采标自ASTM D7039-07标准的《NB/SH/T 0842-2010 汽油和柴油中硫含量的测定 单波长色散X射线荧光光谱法》,并且伴随着国内车用汽柴油标准中对硫含量的限值越来越低(车用汽柴油中硫含量由国IV标准的≤50ppm降到国V、国VI的≤10ppm),XOS的在线单波长总硫分析仪Sinide Online系列在S-Zorb脱硫工艺和加氢脱硫工艺也得到了广泛应用,近几年随着单波长Clora氯分析仪的普及市场对硅元素分析的需求,于2019年发布了均采用MWD XRF技术的方法标准《NB/SH/T 0977 轻质油品中氯含量的测定 单波长色散X射线荧光光谱法》和《汽油及相关产品中硅含量的测定 单波长色散X射线荧光光谱法》。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图3是2017年使用MWD XRF方法ASTM D7039(NB/ SH/T 0842)、WD XRF方法ASTM D2622(GB/T 11140)及紫外荧光UVF方法ASTM D5453(SH/T 0689)测定硫含量的统计数据,平均来看,MWDXRF技术拥有更优越的精准度。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 453px height: 276px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/89d460b4-94f7-4a0f-aefd-d212ef25a48a.jpg" title="3.png" alt="3.png" width="453" height="276"//pp style="text-align: center "span style="text-align: center text-indent: 0em "图3 MWDXRF、WDXRF和UVF方法测定硫含量的对比/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图4是在超低硫含量柴油(ULSD)能力验证项目中,2015-2017年统计的MWD XRF方法ASTM D7039(NB/ SH/T 0842)、WD XRF方法 ASTM D2622(GB/T 11140)及UVF仲裁方法ASTM D5453(SH/T 0689)的分析数据,从中可以看到,MWDXRF技术与紫外荧光法(UVF)拥有相近的精准度。/pp style="text-align: center"img style="width: 465px height: 261px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/0eca0311-c0e4-45d9-8160-e74910d6b241.jpg" title="4.png" width="465" height="261"//pp style="text-align: center "span style="text-indent: 2em "图4 MWDXRF、WDXRF和UVF测定超低硫的数据对比/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图5是从2016年秋季到2018年秋季期间使用单波长X射线荧光MWD XRF方法ASTM D7536(NB/SH/T 0977)和传统的库仑法ASTM D5808测定小于1ppm氯含量的对比表。图6是使用单波长XRF方法测定汽油、VGO、石脑油、矿物油超低氯含量的分析数据。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="width: 385px height: 345px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/74007693-8acb-4fbb-881a-e47721ad8850.jpg" title="5.png" width="385" height="345"/br//pp style="text-indent: 0em text-align: center "图5 MWDXRF和库仑法测超低氯含量的数据对比/pp style="text-align: center"img style="" src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/847419a5-e4a7-42eb-8724-278bd16372c3.jpg" title="6.png"//pp style="text-align: center "span style="text-align: center text-indent: 0em "图6 MWDXRF测定不同油品中超低氯含量的分析数据/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图7是单波长X射线荧光测硅含量的方法ASTM D7757(NB/SH/T 0993)的方法曲线和精密度的数据,校准曲线使用最小二乘回归校准方程,线性较好,并易于设置。线性R 值可达0.999 或更好。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="width: 635px height: 254px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/9fb15fc3-c1b8-4b0d-8f24-72cda3541a5d.jpg" title="7.png" width="635" height="254"/br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "图7 MWD XRF测硅的标准曲线和分析汽油样品的重复性、再现性数据br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "通过以上数据情况,可明显看出,单波长色散X射线荧光技术,相对于传统的波长色散X射线荧光技术,除无需外接气源及冷却系统之外,还拥有更好的检测下限、稳定性和再现性,可以作为紫外荧光、库仑法及ICP等传统分析方法的有效补充,而且已经得到了广大油品分析用户的认可与肯定,加上X射线分析技术无损、快捷、操作简单等优异特性,对石油化工企业日益增加的样品分析任务及更加精简的人力物力的现状及发展趋势来说,可以大大提高分析效率,有效及时地满足工艺生产的需要。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "XOS公司是单波长色散技术的发明者,作为拥有该专利技术的唯一厂家,自从2003年第一台单波长色散XRF分析仪-XOS Sindie® 诞生至今,不断进行技术革新,在MWD XRF技术发展了近20年的期间,推陈出新,把单波长激发技术用到了极致,推出了性能稳定,检出限低的仪器。陆续有单波长Clora® 氯分析仪、Phoebe磷分析仪及Signal硅元素等单元素分析仪及Sindie+Clora、Sindie+Pb等双元素分析仪面世,已经给广大的油品分析客户带来了更加方便、快捷、准确的轻质非金属元素的分析解决方案,并且已经得到ASTM 方法标准委员会和国内石化行业标准的认可(ASTM D7039| NB/SH/T 0842、ASTM D7536| NB/SH/T 0977、ASTM D7757| NB/SH/T 0993)。 XOS的单波长色散XRF产品,均具有专利的单波长光路系统,见下图,可以给客户带来专业、正宗并且严格符合上述方法标准的检测技术。这些产品目前得到超过600家石化相关客户的青睐和信任,美国XOS公司全权委托上海仪真分析仪器有限公司作为其中国区的独家合作伙伴,负责技术推广,产品销售和售后服务。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 578px height: 293px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/869a930b-d014-4e8b-ae7a-59dd62b444f5.jpg" title="8.png" alt="8.png" width="578" height="293"//pp style="text-indent: 2em "span style="text-align: justify text-indent: 2em "单波长色散XRF主要用于测定个别痕量非金属元素的测定,主要在分析人员少、样品分析任务重的单位,比如石油化工企业油品化验室、出入境检验检疫化矿分析室等。目前单波长色散XRF在满足单波长光路系统的基础上,通过在样品之后增加双曲面弯晶及检测器的方法,逐渐向1次可分析双元素(见下图a)以及使用双晶体扣除干扰以达到更低检测限的技术(见下图b),但由于其采用的固定道检测光路,所以在一定程度上也限制了向两种元素以上分析的可能性,除非仪器做的更大、成本更高,从而可能会失去跟传统高功率X射线的竞争优势。/span/ppbr//pp style="text-align: center"img style="width: 499px height: 232px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/8f0ed5ec-ded7-4a7a-96e1-d194af591eda.jpg" title="9.png" width="499" height="232"//pp style="text-indent: 0em text-align: center "图a 单波长硫+氯(Sindie+Clora)/pp style="text-indent: 0em text-align: center "img style="width: 493px height: 200px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/0665ccb5-8300-44e3-9cf0-6a66914c7210.jpg" title="10.png" width="493" height="200"/br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "图b 单波长超低氯(Clora 2XP)/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "对于单波长色散XRF的技术发展,由于单波长色散XRF相对于传统的X射线荧光仪器,更小巧、功率更低,成本最高的还是在于光路系统,光路系统中的DCC双曲面弯晶是核心部件,如何提高其性能、降低其成本是关键,另外还可以增加更加先进、更低成本的自动多位样品系统,以便应对竞争日益激烈的市场环境。未来单波长色散XRF的趋势还是向更低检测限、更好重复性和再现性的方向发展,接近或超越传统的分析方法,比如硫元素的仲裁UVF方法、氯元素的库仑方法及硅元素的ICP-OES方法,并成为仲裁方法。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 214px height: 282px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/b4e2bff5-a53c-4393-bae7-af7646ae4b85.jpg" title="11.png" alt="11.png" width="214" height="282"//pp style="text-align: center "span style="text-indent: 0em "(作者:上海仪真分析仪器有限公司 XOS市场开发经理 党相锋)/span/p
  • 滨松发布滨松波长可调谐量子级联激光器(QCL)模块L14890-09新品
    滨松波长可调谐量子级联激光器(QCL)模块L14890-09是一种利用外腔结构实现宽波长扫描的脉冲量子级联激光器。相比较于传统的FT-IR方法,该产品充分利用激光的特性,可实现中红外光谱的远程、非接触式、高通量测量。本产品不可以销往美国。如果该产品在美国地区,跟客户的设备出现任何不适配的问题,滨松不承担任何责任。详细参数产品型号L14890-09脉冲输出功率(最大值)900 mW光脉冲重复频率(典型值)180 kHz准直透镜Included尺寸(W × H × D)82 mm × 88 mm × 112 mm重量1.2 kg中心波数(典型值)1075 cm-1波数扫描宽度(典型值)200 cm-1产品特点● 内置MEMS光栅● 实现宽波长范围高速扫描● 内置准直透镜● DAU结构基础上的宽带QCL外形尺寸(单位:mm)创新点:滨松波长可调谐量子级联激光器(QCL)模块L14890-09是一种利用外腔结构实现宽波长扫描的脉冲量子级联激光器。相比较于传统的FT-IR方法,该产品充分利用激光的特性,可实现中红外光谱的远程、非接触式、高通量测量。波长调谐范围在7.84um~11.14um,峰值功率为600mW(typ.),往返频扫(全范围调谐)频率达1.8KHz。QCL模块L14890-09也获得了2018日本文部科学省纳米技术平台事业部授予的“最佳成果奖”。利用了滨松独特的量子结构设计技术,这个QCL小模块内的QCL芯片采用了一种反交叉双重高能态结构(AnticrossDAUTM)。而在QCL芯片的发射截面上,则制成了多层增透膜,它可以保证从截面发出的激光,在到达光栅前零损耗。芯片产生的宽带光再通过MEMS衍射光栅的倾斜来选频,实现了特定波长的完全反射和谐振。模块在工作的时候,电控MEMS衍射光栅可高速摆动以改变其倾角,进而周期性地改变衍射角度、即改变谐振光的波长,最终使模块实现中红外激光的波长扫描。相对于已有的利用电机使镜面机械式运动来改变波长的QCL模块,电控MEMS衍射光栅可以达到更快的波长调谐,且衍射器件的微型化也使得模块更加的紧凑(8.2× 8.8× 11.2 cm),易于装配。滨松波长可调谐量子级联激光器(QCL)模块L14890-09
  • 透射与反射测量技术关键工具及颜色测量方法
    在现代科学研究和工业应用中,精确的物质性质测量是至关重要的。特别是在材料科学、光学工程以及生物医学领域,透射测量与反射测量技术的应用日益增多,它们在各自的领域内发挥着不可替代的作用。透射测量是指测量光线通过物质后的强度变化,以此来分析物质的特性;而反射测量则是基于光线打到物质表面后反射回来的光强变化进行分析。这两种测量技术虽然操作原理不同,但都旨在通过光与物质的相互作用来揭示物质的内在属性。一、透射测量与反射测量的比较分析透射式和反射式分光光度计均能利用光源的闪烁特性,覆盖360至750纳米范围内的全部波长光线进行照射。通过对透射光或反射光的测量,这些设备能够创建出色彩的量化图谱(即色彩“指纹”)。在反射光谱中,主要波长决定了颜色的属性。紫色、靛蓝及蓝色属于短波段,波长介于400至550纳米之间;绿色处于中波段,波长在550至600纳米;而黄色、橙色及红色表示长波段光。对于光亮增白剂(OBA)和荧光剂这类特殊物质,它们的反射率甚至可以超过100%。反射式分光光度仪通过照射光源至样本表面并记录以10纳米步长测得的反射光比例,以此来分析颜色。这种方法适用于完全不透明的物质,通过反射光的量化,可以准确测量其色彩。而配备透射功能的分光光度仪则是通过让光穿透样本,使用对面的探测器来捕获透过的光。这一过程中,探测器会测量透射光的波长及其强度,并把它们转换成平均透射率的百分比,以量化样本的特性。尽管反射模式能够用于分析半透明表面,但准确了解样本的透明度是必须的,因为这直接关系到最终数据的准确性。二、样品确实不允许光线穿透吗?测量透射率与评估不透明度并不总是等同的,因为不透明度涉及两个方面:是否能遮挡视线穿过的表面或基质,以及材料允许光线通过的程度。通常,您可能会认为您的手是不透光的,从某种角度来看,这是正确的。然而,当您把手电筒紧贴手掌并开启时,会发现光线能够从手的另一侧透射出来。半透明与透明材质的本质区别半透明材料允许光线穿透,却不允许清晰的视线通过。举个例子,经过蚀刻处理的浴室塑料门便是半透明的。相比之下,透明材料,如普通的玻璃板,可以让人从一侧清楚地观察到另一侧的物体。三、实际应用及解决方案考虑到涂料,当其涂布于墙面时,其不透明性足以覆盖下层材料,阻止透视效果。但要准确评估涂料的不透明度,我们需采用对比度分析法。一旦应用于基底,涂料通常表现出高不透明度,使得Ci7500台式色差仪成为其测量的理想工具。至于塑料,虽然肉眼看来我们可能无法通过塑料样本看穿,但它们可能具备一定的光透过性。比如,外观不透明的塑料瓶,在未经测试前其真实透光性难以判断。以过氧化氢瓶为例,其内容物若暴露于阳光下会迅速分解,因此这类瓶子通常呈棕色,以屏蔽阳光。然而,置于强烈光源下,这些瓶子是能透光的。鉴于成本考虑,过氧化氢瓶的制造尽量保持不透明。在纺织品的应用上,选择分光光度仪时需考虑具体的使用场景。美国纺织化学师与印染师协会(AATCC)推荐将样品折叠至四层以确保不透明度的测量。这一方法对于测量厚实的织物如灯芯绒裤或棉质卷料足够有效,但对于透明或薄的半透明尼龙材料,采用其他量化技术可能更为合适。请记住,在测量特定允许一定光线透过的纺织品时,按照ASTM的203%遮光测试标准,必须使用具备透射功能的分光光度仪进行测量。Ci7600台式分光光度仪、Ci7800台式分光色差仪和Ci7860台式色差仪均支持透射和反射模式测量,它们为需要同时评估不透明与半透明样本的应用场景提供了理想解决方案。这些设备能够执行三种主要测量方式:①直接透射测量:针对完全透明的样本设计,如塑料拉链袋和清晰的玻璃板。②全透射测量:适合那些允许光线穿透但视线模糊的半透明样本,比如橙汁、洗涤液以及2升容量的塑料瓶。③雾度测量:针对那些能够散射光线的半透明样本,如汽车尾灯的塑料覆盖件,这类样本散射红色光线,而不直接显露灯泡和灯丝。若您的需求仅限于测量完全不透明的表面,Ci7500台式色差仪或许更符合您的需求。然而,如果您的主要测量对象为不透明表面,偶尔也需测量一些允许光线透过的物体,那么具备透射测量功能的设备,如Ci7600台式测色仪或更高端的型号,将是更合适的选择。四、关于爱色丽“爱色丽彩通 ”总部位于美国密歇根州,成立于1958年。作为全球知名的色彩趋势、科学和技术公司,爱色丽彩通提供服务和解决方案,帮助品牌、制造商和供应商管理从设计到最终产品的色彩。如果您需要更多信息,请关注官方微信公众号:爱色丽彩通
  • ASD | 使用 VIS-NIR 光谱仪通过特征波长和线性判别分析法快速区分有机和非有机叶菜
    有机蔬菜,是指在蔬菜生产过程中严格按照有机生产规程,禁止使用任何化学合成的农药、化肥、生长调节剂等化学物质,以及基因工程生物及其产物,而是遵循自然规律和生态学原理,采取一系列可持续发展的农业技术,协调种植平衡,维持农业生态系统持续稳定,且经过有机食品认证机构鉴定认证,并颁发有机食品证书的蔬菜产品。关于如何快速鉴别有机蔬菜与非有机蔬菜,光谱仪器的应用提供了新的思路。一起来了解一下今日推荐的文章。使用 VIS-NIR 光谱仪通过特征波长和线性判别分析法快速区分有机和非有机叶菜(空心菜、苋菜、生菜和小白菜)当前有机叶类蔬菜面临着可能被非有机产品替代以及容易脱水和变质的挑战。为了解决这些问题,本研究采用ASD FieldSpec 4 便携式地物光谱仪结合线性判别分析 (LDA) 来快速区分有机和非有机叶菜。有机类包括有机空心菜 (Ipomoea Aquatica Forsskal)、苋菜 (Amaranthus tricolor L.)、生菜 (Lactuca sativa var. ramosa Hort.) 和小白菜 (Brassica rapa var. chinensis (Linnaeus) Kitamura),而非有机类别由四种对应的非有机类别组成。分别对这些蔬菜的叶子和茎的反射光谱进行二元分类。鉴于 VIS-NIR 光谱范围广泛,使用稳定性选择 (SS)、随机森林 (RF) 和方差分析 (ANOVA) 来评估遗传算法 (GA) 选择的波长的重要性。根据GA选择的波长及其SS评估值和位置,叶片光谱分类的显著波段为550-910 nm和1380-1500 nm,而茎光谱分类的显著波段为750-900 nm和1700-1820 nm。在LDA分类中使用这些选定的波段,分类精度达到了95%以上。本研究所选取的叶类蔬菜用蒸馏水进行了严格的清洗,以有效消除其表面杂质,并在开始光谱测量之前进行了干燥处理。为了防止蔬菜变质,在不参与实验时,将其储存在温度为 4°C 的冷藏装置中。叶片和茎类样品的反射光谱在实验室中通过ASD系统直接测量,没有使用化学试剂和其他预处理。ASD地物光谱仪系统实验平台对于本研究,仅使用了400 nm到2500 nm之间的反射值。针对四种不同类别的叶菜,包括有机和非有机品种,共获取了100个反射光谱。这些反射光谱是从不同样品的不同位置获取。每个单独的光谱是通过对相应样品的五次扫描数据进行平均得到的。四种叶菜的可见光和近红外反射光谱;绿色曲线(有机);红色曲线(非有机)叶类蔬菜的叶和茎的可见光和近红外反射光谱根据遗传算法选择的波长(所有点)得出的所选波段,以及通过稳定性选择方法评估的前 10 个显著波长(红点)的位置(a) 叶片光谱(550–910 nm和1380–1500 nm)(b) 茎光谱(750–900 nm和1700–1820 nm)【结论】本研究结合了可见光和近红外光谱学、波长选择方法以及线性判别分析,成功地实现了对有机叶菜和非有机对应物的快速区分。通过分析遗传算法选取的波长分布和最显著波长的分布,我们明确确定了适用于叶片和茎的关键光谱带,这些带包括了550–910 nm和1380–1500 nm以及750–900 nm和1700–1820 nm的范围。利用这些光谱带进行分类,我们取得了98.3%的高准确度。研究还揭示了特定波长对叶片和茎的光谱分类有着显著影响,例如在700 nm、820 nm和1400 nm附近的波长对叶片分类的影响显著,而在800 nm、1780 nm和2400 nm附近的波长对茎分类起到了重要作用。此外,我们发现稳定选择方法在评估波长重要性和分类结果方面表现优异。这项研究提供了一种经济、快速、无损伤的方法来识别有机叶菜,未来的研究可以进一步改进分类模型,并将该技术扩展到其他有机叶菜的识别中,从而为农产品质量和认证领域的发展提供了重要的参考。
  • 滨松推出高信噪比、高灵敏度微型FTIR引擎
    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~
  • 评新而论Vol.03 安科慧生双源单波长激发能量色散X射线荧光光谱仪(MEGREZ-A)
    听用户真实评价,晓新品技术进展!【评新而论】第3期,主角是安科慧生的双源单波长激发能量色散X射线荧光光谱仪(MEGREZ-A),曾荣获“3i奖-2022年度科学仪器行业优秀新品”。本次分享清华大学、万华集团以及南京土壤所共计3家知名单位的用户评价。 仪器新品区 点击询价双源单波长激发能量色散X射线荧光光谱仪是一款新型的能量色散X射线荧光光谱仪,与传统能量色散XRF和波长色散XRF相比,是在光路上的一次全新创新,核心在于采用双曲面弯晶的单色化入射,消除X射线管出射谱中韧致辐射入射样品所产生的连续散射线背景干扰,由于聚焦激发,提升了硅漂移探测器(SDD)元素荧光接受立体角与强度,大幅提升XRF元素检测灵敏度。同时采用双光源激发能够实现从碳到铀的全元素检测,且各元素的检出限均可满足不同行业对主量元素及微量杂质元素的检测要求。具有样品处理简单、分析速度快、精度高、维护及运行成本低等特点,且性能优于同类产品,同时配备自动进样装置实现测试自动化,节省劳动力。一、创新点:1.1双源单色化聚焦激发技术双源单波长激发能量色散X射线荧光光谱仪首先采用全聚焦型双曲面弯晶单色化技术,将X射线光管出射谱中靶材特征射线单色化衍射并聚焦到样品一点,大幅降低X射线管出射谱中连续散射线背景对样品元素谱的干扰,提升元素检测信噪比,弥补了传统能量色散X射线荧光光谱仪对待测元素灵敏度不足。其次,由于不同元素的激发能量(吸收限)不同,为达到最佳的荧光产额,采用双光源进行单色化照射待测样品,激发待测元素,从而进行全元素的定性和定量分析。1.2定量方法—基本参数法基本参数法(FP)是XRF定量分析的一项前沿技术,其通过对X射线荧光物理学明确的物理现象建立基本参数库和系列数学模型,经过大量计算直接得到样品中各元素的含量,解决了XRF基体效应、元素间吸收增强效应、谱线重叠干扰、探测器各种效应等对定量分析的复杂性和不确定性,实现欠缺标准样品情况下的样品元素定量分析。这弥补了经验系数法需要大量标准样品校正的缺陷。北京安科慧生研发的快速基本参数法(Fast FP2.0)不仅采用基本参数库,同时建立系列的数学模型,从而使得基本参数法提升到定量分析水平,在样品适应性、定量精度、扩展性等方面处于国际领先水平。二、功能介绍:2.1元素范围从碳到铀元素,且检出限低,灵敏度高。采用双源单色激发能量色散X射线荧光光谱仪元素检测范围扩展到C、N、O、F,检测精度优于大型的波长色散X射线荧光光谱仪。采用双光源单色化激发,降低背景连续谱干扰,降低元素检出限,比如超轻元素氧的检出限可达到0.2%,氟元素检出限低至0.05%;重金属镉、砷、铅等低至0.1mg/kg以下。谱图如下:图:双源单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪超轻元素谱图表1部分重金属检出限重金属元素铅镉汞砷铬镍锡铊检出限(mg/kg)0.070.030.10.060.20.10.10.08注:检测时间为300s2.2可实现在少标样甚至无标样的情况下进行定量分析。X射线荧光光谱仪因其样品无需消解等前处理,因此样品基体较为复杂,元素之间、基体与元素间、探测器效应等均对定量有影响。快速基本参数法采用基本参数库与数学模型结合来消除各种X射线荧光光谱法中的各种效应,从而对未知样品进行定量分析,如表所示。表1 标准值与FP计算值准确性对比样品名称Cr(mg/kg)Ni(mg/kg)Cu(mg/kg)标准值FP值相对误差标准值FP值相对误差标准值FP值相对误差GSD-2729.8±2.631.425%15.2±0.917.3114%916±699908%GSD-3270±6.776.59%28.1±1.728.672%25.7±1.330.0417%GSS-6048±354.6414%23±224.798%21±121.42%GSS-2462±263.432%24±125.56%28±130.389%ESS-157.261.958%29.630.94%20.924.7118%ESS-470.484.0619%32.837.0213%26.329.4912%续表1 标准值与FP计算值准确性对比样品名称As(mg/kg)Pb(mg/kg)Cd(mg/kg)标准值FP值相对误差标准值FP值相对误差标准值FP值相对误差GSD-2711±0.612.3913%22±0.623.015%0.36±0.030.32-11%GSD-3233.9±1.133.890%35.7±1.339.5611%0.38±0.040.347-9%GSS-6014.3±0.315.529%18.7±0.618.881%0.113±0.0050.098-13%GSS-2415.8±0.916.826%40±241.784%0.106±0.0070.092-13%ESS-110.712.8920%23.624.423%0.0830.06-28%ESS-411.413.8421%22.624.659%0.0830.07-16%2.3样品采用下照式,避免粉末样品污染X射线出射及入射窗口。2.4仪器结构紧凑,无需较大激发电压,光管功率最大仅为50W,运行及维护成本较低。相较于波长色散型X射线荧光光谱仪,光路紧凑,无需较大激发光源,因此运行维护成本较低。因为功率较小因此对样品的烧灼破坏较小,尤其针对空气滤膜等样品来说,样品损失较小,重复利用率较高。对于某些受热易挥发元素如硫、氯等元素,也是降低其损失性。2.5样品处理简单、检测速度快。检测元素样品一般仅需要15分钟左右。 评"新"而论区 用户单位1:清华大学应用领域:综合科研评论:由于学生研发项目较多,合成及研制的样品类型各种各样,样品基体组分复杂多样,没有任何相关标准物质,同时要求全元素的同时测定。双源单波长激发能量色散X射线荧光光谱仪可快速定性出样品中的全部元素,同时在无标准物质标准曲线的情况下,达到准确定量效果,非常适合未知样品的准确定性和定量,对于科研人员非常友好。用户单位2:万华集团应用领域:锂电池评论:当前锂电池材料尤其是硅氧碳富集材料的准确定量分析非常复杂,且数据稳定性较差,采用双源单波长激发能量色散X射线荧光光谱仪可以有效激发C、O、Si等超轻元素的特征X射线荧光峰,采用不同比例混合的硅氧富集材料进行无标定量,无标定量结果与理论值线性良好,测试实际样品测定值也与理论值相符合,为今后行业元素测定提供了新的思路和方法。用户单位3:南京土壤所应用领域:土壤检测评价:土壤中的全总量元素,尤其是Si、S等元素的测定,方法繁杂,要求技术人员操作技术非常高,且经验丰富,此外,测试周期较长,日常样品通量少,面对一百以上甚至上千的样品来说,检测任务非常繁重,而采用双源单波长激发能量色散X射线荧光光谱仪可同时对全总量元素及痕量重金属快速准确定量,同时仅需5~7个标准样品进行校正,可适应各类不同土壤类型,同时配备了自动进样系统,完全可胜任大批量工作。用户可从繁重的检测任务中解脱出来,投身更多的科研项目。“3i奖-2023年度科学仪器行业优秀新品”评选火热进行中!获奖结果将于ACCSI2024中国科学仪器发展年会现场揭晓并颁发证书。时间:4月17-19日地点:苏州狮山国际会议中心详情点击:https://www.instrument.com.cn/accsi/2024/index日常新品申报入口↓↓↓https://www.instrument.com.cn/Members/NewProduct/NewProduct关于:“3i奖—科学仪器行业优秀新品”仪器及检测3i奖,又名3i奖(创新innovative、互动interactive、整合integrative),是由信立方旗下网站:仪器信息网和我要测网联合举办的科学仪器及检验检测行业类奖项,是随着行业的发展需求,应运而生。从旗下第一个奖项优秀新品奖于2006年创办,3i奖为记录行业发展路上的熠熠星光,截至目前,已设置有12个常设奖项。“科学仪器行业优秀新品”作为3i奖中非常重要的一项,旨在将在中国仪器市场上推出的、创新性比较突出的国内外仪器产品全面、公正、客观地展现给广大的国内用户,同时,鼓励各仪器厂商积极创新、推出满足中国用户需求的仪器新品。“科学仪器行业优秀新品”评选活动已经成功举办了十七届。评选出的年度优秀新品受到越来越多仪器用户、国内外仪器厂商以及相关媒体的关注和重视。经过10余年的打造,该奖项已经成为国内外科学仪器行业最权威的奖项之一,获奖名单被多个政府部门采信,仪器信息网新品首发栏目也成为了国内外科学仪器厂商发布新品的首选平台 往期回顾 vol.01评"新"而论|达普Cytospark CSP高通量细胞筛选系统vol.02评"新"而论|Akoya PhenoCycler-Fusion单细胞原位空间组学分析平台
  • 光的反射和折射定律改变将衍生新型光学元件
    中国学生在哈佛大学做博士后研究发现  人工界面改写光的反射和折射定律  光的折射和反射定律是几何光学的基础。但是美国哈佛大学物理学家用一系列实验演示了光线的传播可以不遵从这些经典定律。这意味着,或许有一天当你用一块平面镜端详自己容貌时,看到的却是哈哈镜的变形效果。  光在不同介质中的传播速度不一样。当一束光从空气中斜射向水中,光束的传播方向会发生改变,这就是所谓的折射现象。它的准确表述即折射定律是很多年前由物理学家斯涅尔、数学家笛卡尔以及费马确立的。这一定律表明,光线在界面的折射角仅由光在两种物质中的传播速度决定。而早在古希腊时期由欧几里德发现的反射定律更简单:光的反射角等于入射角。  经典的反射和折射定律都很自然地认为一个界面仅仅是区分两种物质的理想边界,换句话说,是两种介质而不是它们的截面影响了光的传播。哈佛大学研究人员的创新在于意识到界面可以成为决定光的传播的因素。他们的实验表明,精巧设计的界面能够干预光的传播。  研究人员利用硅片和空气界面处一层薄薄的金属阵列来演示一系列违背经典反射和折射定律的现象。这个阵列中的每个组成单元都类似微小的英文字母“V”,其大小和间距都远小于光的波长以及入射光束横截面的尺寸。这些“V”字形的单元的大小、夹角和朝向都不同,这样设计是为了控制光波和不同单元的相互作用时间:每个金属“V”都类似一个光的陷阱,能够将光波“囚禁”一段时间再释放出来。  阵列的设计使得这个“囚禁”时间沿界面从右向左线性增加,这样即使垂直入射,光束不同部分经历不同的时间延迟,透射以及反射光束就不再沿着垂直于界面的方向传播了。而当光以倾斜的角度入射,按不同的“界面”设计,反射和折射光可以被操纵朝向任何方向。反射角不一定等于入射角,反射光甚至可以被“反弹”回光源方向,而不是像一般情况那样折向远离光源方向。这就是平面镜可以有哈哈镜的效果的原因。  这项成果2日发表在美国新一期《科学》杂志上,第一作者虞南方目前在哈佛大学工程和应用科学学院做博士后研究,虞南方2004年本科毕业于北京大学电子学系,2009年在哈佛大学获博士学位。  利用界面来控制光束不同部分的时延是一个具有革新意义的概念。虞南方告诉新华社记者,他们已用这种人工界面产生了“光涡旋”,这种奇异的光束在空间里螺旋前进,因而可以用来操纵旋转微小的悬浮颗粒。他预计,这一概念将衍生出一系列有用的光学元件,比如可以纠正相差的超薄平面聚焦镜片、可以采集大范围入射阳光的太阳能汇聚装置。哈佛大学目前已就这一成果提出专利申请。
  • 仪真分析中标青岛石化单波长XRF项目
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "近日,上海仪真分析仪器有限公司中标青岛石化2020单波长色散X荧光总氯分析仪购置项目。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "项目编号: 0712-204022003089/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "公告类型: 评标公示/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "招标方式: 国际公开/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "截止时间: 2020-11-02 14:59:00/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "招标机构: 中国石化国际事业有限公司/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "招标地区: 山东省/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "招标产品: 分析仪/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "所属行业: 其他通用分析仪器 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "项目名称:青岛石化2020零购单波长色散X荧光总氯分析仪/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "招标项目编号:0712-204022003089/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "招标范围:单波长色散X荧光总氯分析仪/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "中标结果公告时间:2020-11-09 16:48/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "中标人:上海仪真分析仪器有限公司企业信息/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "制造商:XOS/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "制造商国家或地区:墨西哥/p
  • 波长色散X射线荧光光谱仪精度测定标准制订完成
    近日,国家标准《铁矿石 波长色散X射线荧光光谱仪 精度的测定》完成草案编制并公开征求意见,截止时间为2021年10月12日。该标准由广州海关技术中心、钢研纳克检测技术股份有限公司、宁波海关技术中心等单位起草,使用翻译法等同采用ISO/TR 18231:2016(E)《铁矿石 波长色散X射线荧光光谱仪 精度测定》。 波长色散X射线荧光光谱仪是X射线光谱仪的两大分类之一,适用于各种固体材料或液体,如金属、玻璃、陶瓷、岩石、矿物、燃油、水质及沉积物的定量分析及未知样品的无标样半定量分析,广泛应用于钢铁、冶金、石化、地质、环保、材料、电子等领域。  与只需激发源和探测器和相关电子与控制部件能量色散X射线荧光光谱仪相比,波长色散X射线荧光光谱仪的主要部件还包括分光晶体和测角仪,虽然灵敏度更高,但是结构更复杂,在测定时对精度的影响因素更多。  为保证检测结果的精度,波长色散型光谱仪的各个部件都需要符合要求正常运行。与仪器各种功能相关的误差都会改变检测结果的精度。不同领域的应用对于波长色散型光谱仪的精度要求有很大区别,因此为了确定光谱仪能否提供符合要求的精度,需要测量与仪器某些部件操作相关的误差。  《铁矿石 波长色散X射线荧光光谱仪 精度的测定》的制订就是建立这样的测试方法。这些试验方法不是用于检查光谱仪的每个部件,而是只检查那些可能带来常见误差源的部件。该标准以国际标准ISO/TR 18231:2016(E)《铁矿石 波长色散X射线荧光光谱仪 精度测定》为蓝本进行编制,技术内容与ISO/TR 18231:2016(E)基本相同。  标准明确了波长色散X射线荧光光谱仪精度领域所涉及的测试项目,包括计数器的分辨率(流气式正比计数器、烁计数器和封闭式正比计数器)、流气式正比计数器窗膜电导率、脉冲漂移校正、光谱仪([精密度、测试样品、仪器条件、稳定性、样品旋 转测试、转盘再现性试验等)设备静止时间和最大可用计数率等。同时对测试频率和测试方法确定了统一的规范。  该标准的制定建立了我国在铁矿石和直接还原铁领域使用的波长色散X 射线荧光光谱仪精度所涉及的测试项目标准,为铁矿石贸易依据的检验方法奠定基础。同时为我国铁矿石和直接还原铁各类标准的更好应用提供了技术保证。
  • 滨松成功研发出适用于高功率CW激光器的空间光调制器
    滨松公司利用其独特的光学半导体制造工艺,成功研制出世界上最大规模的液晶型空间光调制器(Spatial Light Modulator,以下简称SLM※1),该SLM的有效面积约较以往产品增加了4倍,且耐热性更高。该开发器件可应用于工业用高功率连续振荡(以下简称CW)激光器,实现激光分束等控制,应用到如金属3D打印,以激光烧灼金属粉来模塑成形车辆部件等,同时有望提高激光热加工的效率和精度。本次研发项目的一部分是受量子科学技术研发机构(QST)管理的内阁办公室综合科学技术和创新会议战略创新创造计划(SIP)第2期项目“利用光和量子实现Society 5.0技术”的项目委托,开展的研发工作。该开发器件将于4月18日(星期一)至22日(星期五)在横滨Pacifico(横滨市神奈川县)举办为期5天的国内最大的国际光学技术会议“OPIC 2022”上发布,敬请期待。※1 SLM:通过液晶控制激光等入射光的波前,调整反射光的波前形状,来校正入射光的光束和畸变 等,是可自由控制激光衍射图形的光学设备。传统开发产品(左)和本次研发器件(右)产品开发概要本次研发的器件是适用于高输出功率CW激光器的SLM。激光器分为在短时间间隔内可重复输出的脉冲激光器和连续输出的CW激光器。脉冲激光器可以减少热损坏,实现高精度加工;而CW激光器可用于金属材料的焊接和切割等热加工,因此成为激光加工的主流。滨松凭借长期以来积累的独特的薄膜和电路设计技术,已经成功开发了全球耐光性能最佳,适用于工业脉冲激光器的SLM。通过应用SLM,将多个高功率脉冲激光光束进行并行加工,相较于仅聚焦到1个点的加工方式,它的优势在于它可以实现碳纤维增强塑料(CFRP)等难加工材料的高速、高精度地加工。但在应用于CW激光器时,存在随着SLM温度上升导致性能下降的问题。SLM结构和图形控制原理SLM由带像素电极的硅衬底、带透明电极的玻璃衬底,以及两衬底中间的液晶层组成。它通过控制在像素电极上的液晶的倾斜角度,来改变入射光的路径长度然后进行衍射。其结果便是,通过对入射光进行分支、畸变校正等,实现对激光束照射后衍射图形的自由调控。此次,滨松公司运用了大型光学半导体器件在开发和生产中积累的拼接技术(※2),将SLM的有效面积扩大到30.24×30.72 mm,约为现有尺寸的4倍,为世界上最大的液晶型SLM,也因此它可以减少SLM单位面积的入射光能量。同时,由于采用耐热性和导热性俱佳的大型陶瓷衬底,提高了散热效率,成功地抑制了因CW激光器连续照射而引起的温度升高,使得SLM可适用于工业用的高功率CW激光器。此外,大面积硅衬底在制造过程中容易出现弯曲、平整度恶化的情况,进而导致入射图形的光束形状产生畸变,针对这一问题我们运用了滨松独特的光学半导体元件生产技术,使SLM在增大面积的同时,保持了衬底的平整度。至此,实现了光束的高精度控制。※2拼接技术:在硅衬底上反复进行光刻的技术。适用于完成无法一次性光刻的大型电子回路。本次研发的器件适用于工业用高功率CW激光器,实现多点同时并行加工,有望提高如金属3D打印为代表的激光焊接和激光切割等激光热加工的效率。此外,通过对光束形状进行高精度的控制,该开发器件可根据对象物体的材料和形状进行优化,进而实现高精度的激光热加工。今后,我们将继续优化SLM结构中的多层介质膜反射镜,以进一步提高耐光性能。此外,我们也会将此开发器件搭载到激光加工设备中,进行实际验证实验。研发背景SIP第2期课题旨在通过将网络空间(虚拟空间)和物理空间(现实空间)高度融合的信息物理系统(Cyber Physical System,以下简称CPS)验证具有革命性的创新型工业制造。其中,“利用光和量子的Society 5.0实现技术”中,我们研发的主题包括激光加工在内的3个领域,旨在通过CPS激光加工系统验证创新型制造的可能性。随着CPS激光加工系统的实现,我们期待通过AI人工智能收集在多种条件下用激光照射物体得到的加工结果数据,选择最佳的加工条件,进而优化设计和生产过程。SLM被定义为CPS激光加工系统中必需的关键设备,为此,我们将继续致力于提高SLM的性能。本次研发的器件在CPS激光加工系统中的应用场景主要规格
  • 定制高反射样品测定附件
    1. 为什么需要定制高反射样品测定附件?一些光学镜,DVD或蓝光光碟,相机等的光学组件,反射率接近100 %,测定这类样品时,使用VN法得到的测量结果会超过100 %,不能得到样品的实际反射率。定制高反射率测定附件则可以解决这个问题,测定结果不会超过100 %,而且重现性高,这是光学薄膜领域进行研究的有利工具。使用VN法45度镜面反射附件和定制高反射样品测定附件对同一高反射样品重复测量五次,结果如图所示。可以看到定制高反射样品测定附件得到了高重现性和高精度的数据。 数据对比2. 定制的高反射样品测定附件是什么样的呢?这款附件是日立工程师和客户一起研发的,是只有日立才有的测量技术。入射光的角度为固定45度角,使用两个样品进行测量,光在两个样品之间进行多次反射。 附件详细信息猛戳以下链接: https://www.instrument.com.cn/netshow/sh102446/s926991.htm 有任何关于定制附件的问题,请拨打电话:400-630-5821
  • 滨松开发出世界上最小波长扫描量子级联激光器,有望用于便携式火山气体监测系统光源
    此次,滨松光子学株式会社在日本国家研究开发法人新能源与产业技术开发组织(NEDO)主办的“实现IoT社会的创新传感技术开发”项目中,利用独自的微机电系统(MEMS)技术和光学封装技术,成功开发出世界上最小尺寸的波长扫描量子级联激光器(QCL),其体积约为传统产品的1/150。通过将其与日本产业技术研究所开发的驱动系统结合,实现了高速操作和外围电路简化,同时作为光源安装在分析设备上,使可便携的小型分析设备的开发成为现实。在本开发项目中,我们提高了二氧化硫(SO2)和硫化氢(H2S)的探测灵敏度以及设备的维修性,目标是实现在火山口附近对火山气体成分的长期和稳定的检测。此外,它还可以应用于化工厂和下水道中有毒气体的泄漏检测和大气测量等。图1 世界上最小尺寸的波长扫描QCL,体积约为传统产品的1/150概要在火山爆发的前几个月,火山气体中的二氧化硫(SO2)或硫化氢(H2S)等浓度会开始逐渐上升,因此对该气体浓度的监测是火山爆发预测的常规方法。目前许多研究机构在火山口附近安装了电化学传感器分析设备,通过电极检测来实时分析火山气体的成分。但由于电极与火山气体的接触,容易出现寿命变短和性能降低的问题,因此除了定期更换部件等维护,监测的长期稳定性也是一个难题。这样,长寿命光源和全光学光电检测器分析设备则具有无需大量保养,还具有高灵敏度并长时稳定地进行成分分析的特点。目前因为光源的尺寸较大,尙难以将其安装在火山口附近。 在此背景下,滨松从2020年开始,参与了NEDO与产业技术综合开发机构(产综研)的“实现IoT社会的创新传感技术开发”※1项目,积极投入研究和开发具有全光学,小尺寸,高灵敏度和高可维护性特点的新一代火山气体监测系统。 滨松公司正在该项目中承担了分析设备光源的小型化任务,并成功开发出中红外光※2在7-8微米(μm,μ为百万分之一)范围内可高速改变输出功率的世界上最小尺寸波长扫描QCL(Quantum Cascade Laser)。※3(图1、图2、表)。本次新开发的产品是通过将其与产综研开发的驱动系统相结合,实现了高速操作和外围电路简化,作为光源安装在分析设备上,实现了可便携的小型化分析设备。此外,本项目的目标是进一步提高灵敏度和可维护性,实现长时间稳定地对火山口附近气体进行实时监测。同时也有望应用于化工厂和下水道的有毒气体泄漏检测和大气测量等用途。产品特点 1、开发了世界上最小的波长扫描QCL,体积约为传统产品的1/150。 公司利用独自的MEMS技术,对占据了QCL的大部分体积的MEMS衍射光栅※4进行完全的重新设计,成功开发出新的尺寸约为以前1/10的MEMS衍射光栅。此外,通过采用小型磁铁,减少了不必要的空间,并采用独特的光学封装技术,以0.1微米为单位的高精度实现部件的组装,实现了世界上最小的波长扫描QCL,其体积约为传统产品的1/150。 2、实现中红外光在波长7~8μm的范围内的周期性变化输出 滨松利用多年积累的量子结构设计技术※5通过搭载新开发的QCL元件,实现中红外光在易于吸收SO2或H2S的7-8μm的波长范围内的扫描输出。同时,我们还开发了可变波长QCL,可以从7-8μm范围内选择特定波长进行输出。 3、可高速获取中红外光的连续光谱 与产综研传感系统研究中心开发的驱动系统相结合,实现波长扫描QCL的高速波长扫描。它可以在不到20毫秒的时间内获取中红外光的连续光谱,可捕捉和分析随时间快速变化的现象。图2 波长扫描QCL的结构表 本次开发的波长扫描QCL的主要规格未来计划滨松公司将与NEDO和产综研进一步构建新型高灵敏度和高可维护性的火山气体监测系统,同时推进多点观测等实地测试。此外,公司将在2022年度内推出将该产品与驱动电路或与本司光电探测器相结合的模块化产品,以扩大中红外光的应用。 “注释” *1 实现IoT社会的创新传感技术开发 项目名称:实现IoT社会的创新传感技术开发 / 创新传感技术开发 / 波长扫描中红外激光器 研究开发新一代火山气体防灾技术 业务和项目简介:https://www.nedo.go.jp/activities/ZZJP_100151.html *2 中红外光 是一种波长比可见光长的红外光,一般把波长在4-10μm之间的红外光称为中红外光。 *3 波长扫描QCL(Quantum Cascade Laser) 量子级联激光器(QCL)是一种通过在发光层中采用量子结构,可以在中红外到远红外的波长范围内获得高输出功率的半导体激光光源。波长扫描量子级联激光器是将从量子级联激光器发出的中红外光进行分光,反射到MEMS衍射光栅,再通过对MEMS衍射光栅进行电控,使其的倾斜面发生快速变化,从而实现中红外光的波长快速变化并输出。 *4 MEMS衍射光栅 通过电流工作的小型衍射光栅。衍射光栅是一种利用不同波长的光衍射角度的差异来区分不同波长光的光学元件。 *5 量子结构设计技术 是一种利用纳米级超薄膜半导体叠层产生的量子效应的器件设计技术。在该开发中,滨松公司在QCL的发光层采用了独有的反交叉双重高能态结构(AnticrossDAUTM )。
  • 新型光谱发生器:可发射近红外波段任何期望波长的光
    光谱发生器L12194-00-70130可发射近红外波段的光,而且使用者可根据用途自行选择波长,其调节的最小单位间隔可为1nm。该产品内置高稳定性的光源和特有的光学系统,实现了小型化(144x236.5x513.5mm)、高稳定性、高输出功率和高效率。滨松新型光谱发生器L12194-00-70130L12194-00-70130作为一个新产品,与以往同为近红外波段的光谱发生器的产品相比,照射波长可以根据实际应用,拥有390~700nm,430 nm ~790nm,700nm~1300nm三种照射波段的选择。滨松将提供产品的样本软件,直接在PC上就可实现波长的控制。产品连接示例该产品可以广泛应用于生物发光刺激、光谱设备性能以及材料光学性能的研究和评估,另外,亦可作为显微镜和内窥镜的光源使用。产品应用点击按钮,查看详细产品信息:欢迎关注滨松中国官方微信号
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