可见光近红外高成像相机

据物理学家组织网近日报道，新加坡国立大学工程学院生物工程系的研究人员研制出一种新技术，能够通过纳米粒子将红外光转化为紫外光和可见光，为深层肿瘤的非侵入性疗法铺平了道路。据称，该技术能够抑制肿瘤生长，控制其基因表达，是世界上首个使用纳米粒子治疗深层肿瘤的非侵入性光动力疗法。相关论文发表在近日出版的《自然医学》杂志上。　　领导该项研究的新加坡国立大学副教授张勇(音译)说，人体内的基因会释放出一些特定的蛋白，从而保证机体的健康。但有些时候这个过程也会出现差错，导致包括癌症在内的一些疾病的产生。此前人们已经发现非侵入性光疗法能够控制基因的表达，纠正这一过程。但使用紫外光有一定副作用，有时甚至得不偿失 而可见光穿透力较弱，无法照射到组织深处的肿瘤。为此，他和他的团队开发出一种外面包裹着一层介孔(处于宏观和微观之间的尺度)二氧化硅的纳米粒子。他们发现，这种纳米粒子在被引入患者病灶区域后，可将近红外光转化为可见光或紫外光。通过这种方法就能有效激活基因，控制蛋白质的表达，从而达到治疗癌变细胞的目的。　　研究人员称，与紫外光和可见光相比，近红外光安全且具有更强的穿透力，它能达到更深层的目标肿瘤组织而不会对健康细胞造成伤害，他们正计划将其扩展到其他以光为基础的疗法当中。该技术具有极为广泛的应用前景，除光疗法外，还可以被用于生物成像和临床诊断，借助这些纳米粒子可以获得更清晰精确的癌细胞图像。目前该项目已经获得了来自新加坡A*STAR研究所和新加坡国家研究基金的资助，下一步该团队还将借此技术开发出用于快速诊断的试剂盒。

离子吸附型稀土矿床是我国独具特色的战略金属资源，主导了全球的重稀土供给。随着高新科技的发展，重稀土的消耗量迅猛攀升，发现新的离子吸附型稀土矿床成为国家的重大需求。近日，中国科学院广州地球化学研究所何宏平研究员和谭伟博士与香港大学的周美夫教授等合作，通过对含稀土的黏土矿物和典型离子吸附型稀土矿床剖面可见光-近红外光谱特征的系统研究，确定了能够有效指示离子吸附型稀土矿床矿体风化程度、稀土含量以及原岩性质的光谱参数，为快速探查离子吸附型稀土矿床新方法的构建提供了理论基础。研究发现，离子吸附态的Nd3+、Dy3+、Ho3+、Er3+和Tm3+在730-870、805、641、652和684nm波段出现特征峰（图1），且稀土元素Nd在740和800nm等波段吸收强度的二阶导数与风化壳中稀土元素含量呈现正相关关系，可以作为评价风化壳稀土品位的有效光谱参数；光谱曲线中1396和1910nm波段强度及其比值（M1396_2nd/M1910_2nd）与化学蚀变指数（CIA）明显相关，是野外圈定风化壳内稀土矿体位置的有效参数。图1 含有不同稀土离子的高岭石的可见-近红外光谱特征研究还发现，由均一原岩形成的风化壳的光谱参数具有连续性变化特征，因而M1396_2nd、M1910_2nd、M1414_2nd和M1396_2nd/M1910_2nd等光谱参数沿风化剖面变化趋势可作为识别风化壳原岩变化的判定依据（图2），也是有效示矿指标之一。图2 仁居稀土矿床剖面中指示粘土矿物中种类和含量的光谱参数该研究得到了国家重点研发计划、广东省基础与应用基础研究重大项目、中国科学院地质地球所重点部署项目等项目的联合资助。相关研究成果近期发表在Economic Geology和Applied Clay Sciences期刊上。

近日，中国科学院广州地球化学研究所研究员何宏平、博士谭伟与香港大学等合作，通过对含稀土的黏土矿物和典型离子吸附型稀土矿床剖面可见光-近红外光谱特征的系统研究，确定了能够有效指示离子吸附型稀土矿床矿体风化程度、稀土含量以及原岩性质的光谱参数，为快速探查离子吸附型稀土矿床新方法的构建提供了理论基础。　　研究发现，离子吸附态的Nd3+、Dy3+、Ho3+、Er3+和Tm3+在730-870、805、641、652和684nm波段出现特征峰，且稀土元素Nd在740nm、800nm等波段吸收强度的二阶导数与风化壳中稀土元素含量呈现正相关关系，可作为评价风化壳稀土品位的有效光谱参数；光谱曲线中1396nm、1910nm波段强度及其比值（M1396_2nd/M1910_2nd）与化学蚀变指数（CIA）明显相关，是野外圈定风化壳内稀土矿体位置的有效参数。　　研究还发现，由均一原岩形成的风化壳的光谱参数具有连续性变化特征，因而M1396_2nd、M1910_2nd、M1414_2nd和M1396_2nd/M1910_2nd等光谱参数沿风化剖面变化趋势可作为识别风化壳原岩变化的判定依据，也是有效示矿指标之一。　　相关成果发表在Economic Geology、Applied Clay Sciences上。研究得到国家重点研发计划、广东省基础与应用基础研究重大项目、中科院地质与地球物理研究所重点部署项目等资助。　　论文链接：1 2

一个国际研究团队开发出一种检测红外光的新方法，通过将红外光的频率变为可见光的频率，可将常见的高灵敏度可见光探测器的“视野”扩展到远红外线。这一突破性研究发表在最近的《科学》杂志上。　　人类眼睛可看到400—750太赫兹之间的频率，这些频率定义了可见光谱。手机摄像头中的光传感器可检测低至300太赫兹的频率，而通过光纤连接互联网的检测器可检测到大约200太赫兹的频率。　　在较低频率下，光传输的能量不足以触发人类眼睛和许多其他传感器中的光感受器，而100太赫兹以下的频率（中红外和远红外光谱）有着丰富的可用信息。例如，表面温度为20℃的物体会发出高达10太赫兹的红外光，这可以通过热成像“看到”。此外，化学和生物物质在中红外区域具有不同的吸收带，这意味着可通过红外光谱远程无损地识别它们。　　但变频并不是一件容易的事。由于能量守恒定律，光的频率无法通过反射或透射等方法轻易改变。　　在新研究中，来自瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）、中国武汉理工大学、西班牙瓦伦西亚理工大学和荷兰原子和分子物理学研究所的科学家们通过使用介质（微小振动分子）向红外光添加能量来解决这个问题。红外光被引导到分子，在那里被转换成振动能量。同时，更高频率的激光束撞击相同的分子以提供额外的能量，并将振动转化为可见光。为了促进转换过程，分子夹在金属纳米结构之间，通过将红外光和激光能量集中在分子上，充当光学天线。　　领导这项研究的EPFL基础科学学院克里斯多夫加兰德教授说：“新设备具有许多吸引人的功能。首先，转换过程是连贯的，这意味着原始红外光中存在的所有信息都忠实地映射到新产生的可见光上。它允许使用标准探测器（如手机摄像头中的探测器）进行高分辨率红外光谱分析。其次，每个设备的长度和宽度约为几微米，这意味着它可以合并到大型像素阵列中。最后，该方法具有高度通用性，只需选择具有不同振动模式的分子，即可适应不同的频率。”

奥林巴斯正联合东京工业大学开发一款新型的图像传感器原型，能够同时捕捉可见光和近红外线图像信息。据Digital Trends解释，实现此功能的原理是通过定制版RGB拜耳滤色器(Bayer RGB Filter)来实现，Bayer模式通常用来获取彩色的图像信息，像素根据RGGB排列，每种像素都规定只进入一种色彩的光，捕捉可见光图像信息。　　而奥林巴斯最新的影像传感器使用了近红外像素来取代R或者B像素排列，近红外像素捕捉近红外线信息，这就使得图像传感器能够同时获得可见光和近红外线图像信息。据悉这种新型图像传感器能够应用于许多专业领域，比如机器人、建筑、医学影像和安保等。希望这种技术能够尽早实现商业应用。

光是一种电磁波：它由在空间中传播的振荡电场和磁场组成。每个波都以其频率为特征，频率是指每秒振荡的次数，以赫兹(Hz)为单位。人类肉眼可以检测到400到750万亿赫兹（或太赫兹，THz）之间的频率，这些频率定义了可见光谱。手机摄像头中的光传感器，可以检测低至300THz的频率，而用于通过光纤连接互联网的检测器，对大约200THz的频率敏感。在较低的频率下，光所传输的能量，不足以触发我们肉眼以及许多其他传感器中的光感受器。但是，在100太赫兹以下的频率，即中红外和远红外光谱中，有丰富的信息。例如，一个表面温度为20°C的身体会发出高达10太赫兹的红外光，这可以通过热成像捕捉。此外，化学和生物物质在中红外有明显的吸收带，这意味着我们可以通过红外光谱学进行远程、非破坏性地识别它们，红外光谱具有无数的应用。近日，国际科学家小组开发出一种新方法，通过将频率改变为可见光频率来检测红外光。该设备可以将常见的高灵敏度可见光探测器“视野”扩展到远红外线。变频并不是一件容易的事。由于能量守恒定律，光的频率是基本特征，不能通过将光反射到表面或穿过材料而轻易改变。研究人员通过使用介质，向红外光添加能量来解决这个问题：微小的振动分子。红外光被引导到分子，在那里它被转换成振动能量。同时，更高频率的激光束撞击相同的分子，以提供额外的能量，并将振动转化为可见光。为了促进转换过程，分子被夹在金属纳米结构之间，金属纳米结构通过将红外光和激光能量集中在分子上而充当光学天线。研究人员表示，这个新设备具有许多吸引人的功能。首先，其转换过程是连贯的，这意味着原始红外光中存在的所有信息，都能忠实地映射到新创建的可见光上。还可以使用标准探测器（如手机摄像头中的探测器）进行高分辨率红外光谱分析。其次，每个设备的长度和宽度约为几微米，这意味着它可以合并到大型像素阵列中。最后，该方法具有很强的通用性，可以通过简单选择具有不同振动模式的分子来适应不同的频率。但是，到目前为止，该设备的光转换效率仍然很低。研究人员称现在正在集中精力进一步改进它。题为Continuous-wave frequency upconversion with a molecular optomechanical nanocavity的相关研究论文发表在《科学》上。

近些年来，寻找环境问题解决方案日益成为全球亟待解决的主要难题。鉴于化石燃料资源正在迅速耗竭及其对环境造成严重破坏，发展替代性能源产品已经成为当务之急。太阳是清洁能源的一个丰富来源，可通过光伏系统，将太阳光转化为直流电能从而为我们所用。近年来各国都在积极推动可再生能源应用，因此，光伏产业发展十分迅速。今年是“十四五”开局之年，在国家政策的支持下，在“碳达峰”、“碳中和”的目标要求下，光伏行业将迎来更大的发展。光伏转换技术的发展和进步需要在化学、电子、机械和光学等方面对整个过程的各个阶段进行表征，大量的研究工作仍然在进行中。紫外/可见/近红外光谱仪在光学性质研究中有着重要的应用。配有150mm积分球的LAMBDA 1050+紫外/可见/近红外分光光度计使用LAMBDA 1050+紫外/可见/近红外分光光度和150mm积分球，可以测量样品在200~2500nm范围内的透过率、反射率和吸光度。积分球的内表面使用Spectralon高分子材料制成，其反射率接近100%。150mm积分球的窗口面积占内反射表面比值小于2.5%。窗口面积比例越低，测量结果的精密度越高。60mm积分球的窗口面积比大约为7%。透射率和反射率积分球测量：透射模式（上）和反射模式（下）积分球内部的检测器（可见光区域使用光电倍增管，近红外光区域使用PbS检测器）被Spectralon材料制成的挡板所保护，避免直接反射光线进入检测器，从而保证测试结果的准确度。在进行反射率测量时，可以打开镜面反射侧翼，将镜面反射光线排除，从而只测量漫反射光线。在进行透射率测量时，将正对入射光束的窗口上的标准盖板取走，可以排除直接透射光线，从而只测量漫透射光线。吸光度中心样品架附件；使用积分球测量吸收光谱使用中心样品架，将待测样品放置在积分球的中心位置，可以直接测量样品的吸光度。光伏电池的测量光伏电池是将光能转换为电能的半导体器件，第一阶段是吸收有效光谱范围内的光线。为了增加光电转换效率，需要对硅片表面进行处理，以增加光伏电池的吸光度。测量光伏电池的反射率、透过率和吸光度，可以评价其处理方式的效果。未处理的硅晶片、经过织构化处理的硅晶片、覆盖了抗反涂层的硅晶片以及光伏电池成品处理前和处理后硅晶片的透过率（左）和反射率（右）硅片的吸光度可通过如下公式获得：%吸光度=100%-%反射率-%透过率可见，经过处理的硅片吸光度更高，从而光能利用率更高。光伏电池的有效反射率是包含了AM1.5太阳辐射光谱权重的积分反射率，可以表示为：其中R(λ)是测量得到的百分比反射率，Sλ是太阳辐射光谱（以光子流表示）。有效反射率可以在光伏电池生产过程的任意环节进行测量，所得数值可以用于不同样品的相互比较。光伏电池对不同角度光线的透射率和反射率非常重要，后续文章会介绍相应分析方法，敬请期待。更多详情，请扫描二维码下载完整应用报告。

用于水和废水的分光光度计基于60 年光谱学经验的基础， 下一代 Orion AquaMate 分光光度计结合卓越性能并融合现代设计。Thermo Scientific ™ Orion ™ AquaMate ™ 7100 可见光和8100 紫外/ 可见光分光光度计专为满足水和废水实验室分析的特殊需求而设计，包括如下特性：• 260 条预编程测试方法，并且可以灵活地编写自己定义的方法• 支持圆形、方形及长方形的比色池架• 直观的操作软件，包括性能验证测试，设计符合GLP 和GMP 标准• 可选择中量程或大量程两种波长读数模式• 7 英寸，高分辨率友好的触摸屏操作界面预置的测试方法Orion AquaMate 7100 可见光和 8100 紫外可见光分光光度计内置了超过260 种测试方法，可以简单方便地使用Thermo Scientific ™ Orion ™ AQUAfast ™ 、Merck（默克）以及 CHEMetrics 的试剂进行测试。预置的测试程序简单准确，可分析酸度，碱度，铝，氨氮，铵离子，锑，AOX, 砷，BOD, 硼，溴，镉，钙，氯化物，氯，二氧化氯，铬酸盐，铬，COD, 色度，铜，氰化物，氰尿酸，DEHA, 洗涤剂，溶解氧，氟化物，甲醛，金，硬度，联氨，过氧化氢，碘，铁，铅，镁，锰，汞，钼酸盐，钼，一氯胺，镍，硝酸盐，亚硝酸盐，氮，氧，除氧剂，臭氧，钯，Ph, 苯酚，磷酸盐，铂，钾，二氧化硅，银，钠，硫酸盐，硫化物，表面活性剂，悬浮物，锡，TOC。可以使用Orion AQUAfast, Merk, 和 CHEMetrics 的试剂以及各种规格的试管测试挥发性有机酸和锌。仪器可以根据试剂批次的变化对预置测试程序进行一点调整。预置测试程序可以编辑为新的化学分析程序或者操作员可以建立自定义的测试程序。所有的预置测试程序都存储在U 盘上，允许操作员根据需要增加或删除测试程序。可以通过USB 上传用户自定义的标准曲线，这样就有可能使用大多数的化学试剂。可以访问thermofisher.com/aquamateuvvis 查找最新的符合美国环保署要求的试剂化学方法清单。为了便于上传， 传输和存储测试程序和数据，Orion AquaMate 分光光度计有三个USB 口，可以使用U 盘直接把数据拷贝到电脑，或者通过连接外部打印机打印分光光度计产生的硬拷贝数据。性能验证测试Orion AquaMate 7100 可见光和8100 紫外- 可见光分光光度计包括性能验证测试，确保波长精度和仪器功能。依照GLP 和GMP 的要求，每份测试报告给出测试时间，日期和仪器序列号。内部波长精度测试是与内部光源和外部校准标准相兼容的。可选的各种比色池池架仪器可以灵活搭配各种比色池，适用于宽量程的圆形，方形和放置三个矩形比色池的固定架。每个比色池固定架可以很容易的在仪器样品室安装和更换。具有磁力的，易于清洁的比色池固定架，适用于12-25mm圆形，10mm 方形和20-100mm 矩形比色池。还包括一个可调节的圆形的固定架，可搭配13-24mm 圆形比色池。可根据水质分析需要选择两种模式对于水和废水的分析，Orion AquaMate 7100 可见光分光光度计波长范围 325-1100 nm, 5.0nm 光谱带宽完全满足大多数常规样品的测量。Orion AquaMate 7100 可见光分光光度计额外的性能特点：• 使用成本低，物有所值• 小巧，轻便的设计• 卤钨灯可提供1000 小时的测试使用• 性能特点与Orion AquaMate 8100 紫外- 可见光分光光度计类似双光束光学系统提高测量精度氙灯发出非常强的光，在不损失样品的测量精确性，分光器提取并测量一小部分光到内置参比检测器。在每次测量样品的同时进行参比光束校正。双光束光学系统，对每个数据点进行参比光束校正，最大限度的保证每次测量的准确性。长时间测量无漂移，扫描速度变化峰值漂移。双光束系统确保仪器在全紫外至近红外光谱区域都能到非常优越的数据。氙灯只有在测量时才会发出光脉冲。创新点：基于60 年光谱学经验的基础， 下一代 Orion AquaMate 分光光度计结合卓越性能并融合现代设计。Thermo Scientific™ Orion ™ AquaMate ™ 7100 可见光和8100 紫外/ 可见光分光光度计专为满足水和废水实验室分析的特殊需求而设计，包括如下特性：• 260 条预编程测试方法，并且可以灵活地编写自己定义的方法• 支持圆形、方形及长方形的比色池架• 直观的操作软件，包括性能验证测试，设计符合GLP 和GMP 标准• 可选择中量程或大量程两种波长读数模式• 7 英寸，高分辨率友好的触摸屏操作界面Orion AquaMate 7100 可见光分光光度计

前言新年新气象，日立推出了新产品UH5700，这是一款台式紫外可见近红外分光光度计，支持液体样品、固体样品透过率、反射率、吸光度的测定，丰富的附件满足多方面测定需求。图1 UH5700实验新软件UH5700使用了新型控制软件UV solutions Plus，操作步骤简单，数据处理功能丰富。图2 软件测定界面测定附件根据JIS R 3106*1测定了玻璃的可见光透过率以及太阳光反射率。使用玻璃滤光片支架附件测定了三种玻璃的透射光谱，附件外观如图所示。*1 JIS R 3106 平板玻璃的透过率、反射率、放射率、太阳能转化率的实验方法图3 玻璃滤光片支架附件详细参数请参考网址：https://www.instrument.com.cn/netshow/sh102446/s924855.htm 样品测定详细数据信息请点击网址：https://www.instrument.com.cn/netshow/sh102446/s924855.htm 总结新的台式紫外可见近红外分光光度计配合新型软件，可以方便快捷的计算出不同玻璃的光谱性能，新的一年将给您的研发领域注入新活力。

德国亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫(HZDR)研究中心的科学家通过在 SiC 上一个微小的片状石墨烯加上天线，开发出一种新的光学探测器。据称，这种新型探测器可以迅速的反射所有不同波长的入射光，并可在室温下工作。这是单个检测器首次实现监测光谱范围从可见光到红外辐射，并一直到太赫兹辐射。　　HZDR 中心的科学家们已经开始使用新的石墨烯探测器用于激光系统的精确同步。据HZDR 物理与材料科学研究所的物理学家 Stephan Winnerl 称，相对于其他半导体，如硅或砷化镓，石墨烯可以承载具有超大范围光子能量的光，并将其转换成电信号，只需要一个宽带天线和恰当的衬底来。　　石墨烯片和天线组件吸收光线，将光子的能量转移至石墨烯的电子中。这些“热电子”能够增加探测器的电阻，产生快速电信号，在短短 40 皮秒内便可完成入射光注入。　　衬底的选择是提高捕光器的关键。过去使用的半导体衬底吸收了一些波长的光，但碳化硅可在光谱范围不主动吸收光。 此外，天线的作用就像一个漏斗，捕捉长波红外和太赫兹辐射。目前，科学家们已经能够将光谱范围增加为此前型号探测器的90倍，所能探测到的最短波长比最长的小 1000倍。而在可见光中，红光波长最长，紫光波长最短，红光波长仅是紫光的两倍。　　该光学探测器已被 HZDR 中心采用，用于易北河中心的两个自由电子激光器的精确同步。这种精确同步对“泵浦探针”实验尤为重要，研究员使用其中一个激光器激发材料，再使用另一个具有不同波长的激光器进行测定。在这种实验中，激光脉冲必须精确同步。因此，科学家们使用石墨烯探测器如同使用秒表。精确同步的探测器可以显示出激光脉冲何时达到目标，大带宽有助于防止探测器变为潜在错误来源。该种探测器的另一个优点是，所有的测量可以在室温下进行，避免了其他探测器所需的昂贵和费时的氮气或氦气冷却过程。

6月2日，美国国家航空航天局（NASA）宣布，计划在2028-2030年间执行两项探索金星的任务，这是NASA时隔30年后再次对金星进行探测。NASA表示，这两个任务被分别称为“DAVINCI+”和“VERITAS”，内容包括研究金星的演化过程，并进一步了解金星的地质历史以及分析其与地球在发展方向上的不同。据悉，DAVINCI+将搭载紧凑型紫外可见光成像光谱仪(CUVIS)，仪器将使用一种基于自由光学的新仪器对紫外线进行高分辨率的测量。而VERITAS将绘制金星表面的红外辐射图，并确定活火山是否将水蒸气释放至大气中，同时搭载深空原子钟-2，用这项技术产生的超精确时钟信号最终将有助于实现航天器的自主操纵，并加强无线电科学观测。

非凡的成像性能评价小动物活体荧光成像系统的关键要素——所选用相机的性能水平。NirVivo系列采用深度制冷科学相机产品，CCD制冷温度（-90℃）和InGaAs制冷温度（-80℃），基于这样的硬件配置，系统具备了高灵敏度的生物发光及荧光成像性能，同时能够满足微区成像和血管动态成像。全面而先进的荧光成像解决方案高透光率滤光片为了实现高品质的荧光成像系统，NirVivo配置了丰富且优质的荧光滤光片，光谱覆盖包括从VIS至NIR I区，NIR IIa区至NIR IIb区的全部区域，并且所有滤光片均采用硬涂层技术，在保证高透光率（95%以上）的同时具备长寿命耐损伤品质。系统内部构造及组成成像暗箱● 高避光性成像箱体● 高度整合的荧光成像组件● 用于维持动物正常体温的加热载物台● 用于控制载物台升级、滤光片轮切换的电动马达● 内置的气体麻醉接口● 电磁门锁● 可滑动脚轮CCD相机● 高量子效率背照式、科学一级CCD探测器● 像素尺寸13.5um，分辨率2048x2048● 高动态范围16 bit数字转换器● 帕尔贴型制冷，制冷温度-90℃，保证极低的暗电流● 曝光时间可达60分钟InGaAs相机 ● 高量子效率InGaAs探测器 ● 像素尺寸15um，分辨率640x512 ● 高动态范围16 bit数字转换器 ● 帕尔贴型制冷，制冷温度-80℃，保证极低的暗电流● 曝光时间可达5分钟半导体激光器 ● 808nm, 980nm和1064nm可选 ● 激光输出功率15W（可定制其它功率） ● 支持高重频调制工作参考型号系统型号NirVivo-LiteNirVivo-ProNirVivo-MIX成像光谱范围900-1700nm900-1700nm400-1700nm芯片类型InGaAs, TE1制冷InGaAs, TE4制冷CCD和InGaAs,TE4制冷芯片工作温度15℃-80℃-90℃ CCD芯片-80℃ InGaAs芯片芯片尺寸9.6mm x 7.7mm9.6mm x 7.7mm27.7mm x 27.7mm像素数量640 x 512640 x 5122048 x 2048640 x 512量子效率70% @1000-1600nm70% @1000-1600nm85%@500-700nm70% @1000-1600nm像素尺寸15um x 15um15um x 15um13.5um x 13.5um CCD15um x 15um InGaAs镜头1x, 2.5x, 5x, (8-50)x1x, 2.5x, 5x, (8-50)x1x, 2.5x, 5x, (8-50)x读出噪声(RMS)30e- 30e-2.3e- CCD芯片30e- InGaAs芯片暗电流60Ke-/p/s@15℃100e-/p/s@-80℃0.0001e-/p/s@-90℃100e-/p/s@-80℃激发滤光片数量449发射滤光片数量449加热恒温载物台有有有气体麻醉接口有有有计算机及软件有有有成像暗箱内部尺寸45 x 50 x 65cm载物台温度 20 - 40℃电源要求100-240 VAC, 50-60 Hz工作温度 0 - 50℃创新点：采用-80℃深度制冷的红外探测器，独特的光路设计，可以选择三种不同的激光波长进行测量，双相机设计，兼容了从可见光，近红外一区到近红外二区的全谱段小动物荧光成像应用的需求，属于业内领先的设计及系统。NirVivo系列 近红外二区活体荧光成像系统

p　　2018年5月9日，北京时间2时28分，我国在山西太原卫星发射中心成功发射“高分五号”高光谱卫星。中国科学院上海技术物理研究所承担研制卫星红外地平仪(已在入轨初期成功捕获地球)和可见短波红外高光谱相机。/pp　　作为“高分五号”卫星六大主载荷之一，可见短波红外高光谱相机是国际首台同时兼顾宽覆盖和宽谱段的高光谱相机，对复杂地物、环境具有突出的识别和分类能力。它可同时获取观测对象的几何、辐射和光谱信息，并以足够高的光谱分辨率、空间分辨率和辐射分辨率，定量获取观测目标的构造和成份等信息，同时获取观测路径上大气等相关信息，实现对陆地表面高光谱、高空间、高辐射分辨率成像光谱观测。/pp　　可见短波红外高光谱相机以高光谱的方式实现对地优于30米空间分辨率的连续成像，它具有330个光谱通道，比一般成像相机多了近百倍 其光谱覆盖可见光至短波红外的2100纳米范围宽度，比一般相机宽了近9倍 特别是同时实现的60公里高光谱成像幅宽，将极大提高对全球陆地环境生态资源的探测能力。与国际上经典的高光谱相机相比，该载荷幅宽提高8倍，光谱数增加近百个，信噪比提升近4倍 与美国、德国、日本、加拿大等国际上当前发展的高光谱相机比较，其综合性能和主要技术指标可保持5年以上的国际领先水平。/pp　　上海技物所创新性地提出基于视场倍增远心成像和凸面光栅大平场度低畸变分光的高光谱成像方案，历经10年时间，突破了小F数大视场低畸变远心成像，大平场度超低畸变精细分光、在轨高精度光谱辐射定标、大规模高帧频红外焦平面探测器等关键技术，完成高光谱相机的原型样机、工程样机、鉴定产品、发射产品的研制。相机入轨后，将有力提升我国在环境、生态、资源、农业、林业等多个领域遥感监测方面的能力，有效服务“美丽中国”建设，使我国高光谱遥感技术再上新台阶，走在国际前列。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/39eacb35-8a94-47c6-87c3-a8a96b880be2.jpg" title="微信图片_20180510094457.jpg"//pp style="text-align: center "卫星发射现场br//ppbr//p

成果名称基于光纤激光器的可见光频率梳、20GHz可见光波段天文光学频率梳单位名称北京大学联系人马靖联系邮箱mj@labpku.com成果成熟度□研发阶段 □原理样机 &radic 通过小试 □通过中试 □可以量产成果简介：光学频率梳是很多高端研究的基础科学仪器，例如原子跃迁频率的精密测量、光钟的频率的测量、引力波的测量、微重力的测量、系外类地行星的探测等。利用频率梳测量频率时，需要频率梳的频率间隔在200MHz以上，以便波长计数器计量波数。特别地，类地行星观测需要20GHz以上频率间隔的频率梳来定标光谱仪，这个频率间隔一般的光纤激光器无法达到，目前只能依靠法布里-珀罗（FP）滤波装置进行频率倍增。由于FP透射光谱的有限线宽会导致边模泄露，从而影响天文光谱仪的定标精度，因此需要源激光频率梳本身的频率间隔尽量大，以抑制边模。可见，研制高重复频率（大频率间隔）的频率梳已经成为国际激光器和频率梳领域研究的热点和难点。目前该产品的国内市场基本上被德国Menlo System公司生产的基于掺镱光纤激光器的可见光域频率梳垄断，我国亟需研制出具有自主知识产权的光梳设备。2011年，北京大学信息学院张志刚教授申请的&ldquo 基于光纤激光器的可见光频率梳&rdquo 得到第三期&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金的支持。在基金经费支持下，通过关键配件的购置和加工，该项研究得以顺利开展。课题组瞄准研制稳定的、可供频率测量的、基于飞秒光纤激光器的可见光域激光频率梳这一目标，开展了一系列富有成效的工作，包括：（1）搭建高重复频率、1um波长的锁模光纤激光器，作为频率梳&ldquo 种子源&rdquo ；（2）研究初始频率和腔内色散的关系，以得到更高信噪比的初始频率信号；（3）利用合适的色散补偿元件对种子源输出的脉冲进行色散补偿，并进行多级反向放大，使其输出功率满足频率梳要求；（4）试验多种光子晶体光纤，以获得更宽的、覆盖可见光域的光谱。通过以上工作的开展，课题组成功研制出了国际首创的500MHz光学频率梳样机，而Menlo公司同类产品重复频率仅为250M。这一技术的产品化将打破外国公司在国内市场的垄断，填补国内外市场的空白。在第三期项目工作的基础上，张志刚课题组的王爱民副教授申请的&ldquo 20GHz可见光波段天文光学频率梳的研制&rdquo 项目在2012年得到了第四期&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金的支持。在第四期基金的支持下，项目组发展了前期500MHz高重复频率的光学频率梳的研究成果，开展了更加深入的工作，包括：（1）利用FP技术对500MHz重复频率的稳定光梳进行倍频，获得20GHz、1m波段的稳定光学频率梳；（2）对20GHz光学频率梳进行功率放大、脉冲压缩和倍频，实现515nm波段的蓝光飞秒光梳源；（3）利用拉锥光子晶体光纤对飞秒蓝光光梳进行可见光扩谱，达到400-750nm的光谱覆盖。通过这些工作，课题组成功研制出了一套可直接与天文望远镜对接的20G天文光梳频率标准系统，其工作达到该领域国际前沿水平。这两期项目目前已经结题，其成果已进入产品化阶段，科技转化前景良好。相关成果受到了北京市科委的高度重视。课题组瞄准研制稳定的、可供频率测量的、基于飞秒光纤激光器的可见光域激光频率梳这一目标，开展了一系列富有成效的工作。课题组成功研制出了一套可直接与天文望远镜对接的20G天文光梳频率标准系统，其工作达到该领域国际前沿水平。应用前景：光学频率梳是很多高端研究的基础科学仪器，例如原子跃迁频率的精密测量、光钟的频率的测量、引力波的测量、微重力的测量、系外类地行星的探测等。

荧光成像一直是生物动态分析、活体追踪以及药物代谢动力学分析的重要工具，同时也在生物医学研究领域扮演至关重要的角色。在该技术领域，近红外光学技术因其自身独特的生物适应性以及高精准度，已经被认为是生物医学研究和活体生物成像的一种超越可见光成像的重要工具，也被广泛证实可为活体成像研究提供可行性解决方案。尽管当前的近红外一区（NIR-I）成像相比可见光波长下的成像，展示出良好的优越性。但是，最近的研究表明近红外二区（NIR-II，1000-1700nm）可以提供更高质量生物活体成像，这主要得益于 NIR-II 区域具有弱的组织自体荧光、低光子散射以及干扰，便于实现信噪比、分辨率和穿透深度等多方面的提升。因此，发展更高亮度的近红外二区成像方法以及工具可以实现更深更精准的生物成像与检测。近红外荧光成像的技术发展往往受限于探针的发展，高亮度以及具有特殊响应性能的探针材料是荧光成像技术的核心。在过去几年间，经过全球化学材料家以及药学家们的努力，近红外二区荧光探针得到了长足发展，已经发展出多种多样的分子体系，并在荧光成像与活体分析等多个方面取得了一系列重要进展。但是当前仍缺乏高效的探针，特别是高亮度和长波长的荧光材料，这严重限制了该技术的进一步发展和应用。针对上述问题，该团队开发出一系列在近红外二区具有高亮度的有机荧光探针，实现了 NIR-IIb 波长（1000-1700nm）下的全身血管、胆道系统以及脑部血管动力学高分辨成像。研究成果“Molecular Programming of NIR-IIb-Emissive Semiconducting Small Molecules for In Vivo High-Contrast Bioimaging Beyond 1500nm”，发表在 Advanced Materials 上。Advanced Materials，2021-2022年影响因子为30.849该研究首先合成了具有 A-D-A 骨架结构的近红外二区发光探针母体，并进一步采用硒和氟原子工程方法改造所得的近红外二区发光探针母体，从而增强分子内电荷转移并降低能级带隙。通过纳米制备技术，获得了高稳定的水溶性 NIR-II 纳米荧光探针材料，该荧光探针具有高效的 NIR-II 发光性能，其发光波长可延伸至 1700 nm。更进一步的活体生物成像证实了该荧光探针可高分辨的可视化全身血管以及膀胱胆道系统。此外，该探针也对脑部血管成像以及血流动力学进行了高速成像，取得了可观的脑血管造影性能。概括来说该研究为新型近红外二区有机荧光探针的设计合成以及高分辨生物成像提供了一种新的思路和有效工具。上述工作立足于近红外二区的波长问题，只是做了初步的尝试和探索，后续他们将继续挖掘近红外二区新的分子体系以及优越性，深入研究分子体系的发光波长以及量子产率的优化，以期在这两者之间寻找到平衡。荧光成像介导的手术导航方法因为其本身实时可视化和高速动态成像性能，已经被认为是一种极具潜力的可视化手术工具，有望协助临床医生进行实时病灶发现和手术扫除。“因此，我们基于前期在近红外二区分子设计方面的经验和基础上，将进一步开发近红外二区荧光成像在疾病诊疗，特别是在手术导航方面的进行深入性应用探索。”李盛亮说。除此之外，该团队也一直关注并致力于近红外二区肿瘤治疗研究，通过研究近红外成像与近红外治疗的联合体系，发展新型的高效诊疗一体化药物。特别是利用分子设计合成的基础，发展单分子具备多个光学功能的 All-in-One 体系十分值得期待。

p style="text-align: justify " 近日，复旦大学化学系张凡教授课题组与复旦大学附属妇产科医院徐丛剑教授团队合作，利用近红外探针实现近红外二区荧光成像导航卵巢癌实体瘤和转移灶的精准切除，此方法有望在临床上用于腹腔恶性转移肿瘤的精准手术导航。7月24日，相关研究论文以《活体内自组装的近红外二区纳米探针用作增强卵巢癌转移灶的手术导航》（“NIR-II Nanoprobes in-vivo Assembly to Improve Image-guided Surgery for Metastatic Ovarian Cancer”）为题在线发表于《自然· 通讯》（Nature Communications, 2018, 9, 2898）。复旦大学化学系博士生王培园为论文第一作者。/pp style="text-align: justify " 手术切除通常是恶性肿瘤最常见和最有效的治疗方法之一。然而外科医生触诊和目视检查并不足以确保区分恶性和正常的组织类型，因此可能导致不完全切除或健康组织不必要切除。相比于术前影像学检查及手术中视觉检查及触诊，活体荧光成像技术由于其即时性、高分辨率、高特异性等检测优势，为精准手术导航技术领域提供了较好的应用前景。传统的可见光区（400 - 750 nm）和近红外一区（NIR-I, 750 - 900 nm）荧光，由于其组织穿透深度较浅和严重的自体荧光干扰，极大地限制了荧光成像技术在腹腔以及淋巴结转移病灶在手术导航中的应用。此外，手术切除过程中需要荧光探针具有长效的肿瘤内滞留时间和光稳定性。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/b8e54b7f-2dec-4f1c-a053-3576dfab39d8.jpg" title="20180725复旦.jpg"/ /pp style="text-align: left "图1. 表面分别修饰配对DNA（L1/L2）和修饰靶向蛋白的近红外探针。对于这两种配对DNA修饰的探针采用两针注入法，通过肝脏、肾脏的快速代谢，体内正常组织的荧光信号可以降到最低；肿瘤内的探针自组装可以对肿瘤实现长达6小时的稳定标记，确保精准的手术导航。/pp style="text-align: justify " 针对上述两个问题，张凡课题组与徐丛剑团队合作，利用近红外二区荧光探针（NIR-II, 1000 - 1700 nm）的深组织穿透和低自体荧光优势，结合化学自组装设计实现了探针在肿瘤内的长期稳定标记，极大地提高了光学成像的信噪比。初步实现了卵巢癌腹膜转移以及淋巴结转移肿瘤在荧光成像指导下精准切除（图1），为该技术的临床转化应用提供了可能。/pp 该工作得到了复旦大学化学系、聚合物工程国家重点实验室、复旦大学先进材料实验室、复旦大学附属妇产科医院、复旦大学上海医学院妇产科学系、国家重点研发项目、国家杰出青年学者科学基金、上海市科委重点基础研究项目、上海科学技术规划委员会的大力支持。/ppbr//p

加拿大多伦多大学电气与计算机工程教授Ted Sargent领导的研究小组首次研发出了一种胶体量子点(colloidal quantum dots，CQD)双层太阳电池，制备成分为吸光纳米粒子，称为量子点。其不但可以吸收可见光，也可以吸收不可见光，理论转化效率可高达42%，超过现有普通太阳电池31%的理论转化率。相关研究论文发表在Nature Photonics上。　　量子点已经被看作是一种很有前途的方法，可以制备低成本太阳电池，因为这些粒子可以喷涂到各种表面。但是，基于这种技术的电池效率太低，难以实用。而多伦多大学研究人员研发的双层太阳电池中，一层量子点经调制可以捕捉可见光，而另一层捕捉红外光。研究人员还引入一个过渡层，构成成分包含四种薄膜状的不同金属氧化物，这一种方法可以减少层间电阻。他们选择透明的氧化物用于这一层，使光线可穿过它们，到达底层电池。　　研究人员目前研制的这种太阳电池转化效率为4.2%。Sargent教授指出，这种方法可用于制造3层甚至4层太阳电池。该小组的目标是在5年内实现效率超过10%，之后不断提高。　　宾夕法尼亚州立大学化学教授John Asbury指出，因为能够制成多层量子点太阳电池，多伦多大学的团队将理论效率从30%提高到40%以上。但是，要研制接近这一效率的任何尺度太阳电池，都需要消除束缚态问题。

为满足不同样品检测的要求，天津能谱成功研发出大样品无损检测专用紫外可见分光近红外光度计，该产品的研发具有重要的科学意义和实际应用价值：1. 拓宽应用领域：传统紫外可见近红外分光光度计通常适用于小样品或液体样品的检测，而大样品无损检测设备能够处理更大尺寸的固体样品，如建筑材料（如玻璃幕墙）等，常规最大尺寸一般控制在110mm以内，样品再大样品仓等放不进去，天津能谱成功研发出的大样品无损检测从而拓宽了该技术的应用领域。特别反射附件测试不在局限于样品大小的限制。2. 提高检测效率与准确性：这类仪器设计用于大尺寸样品，通常配备有专门的光学系统和大样品室，可以在不破坏样品的前提下，快速准确地获取样品的光谱信息，这对于需要保持样品完整性的应用尤为重要。3. 促进材料科学研究：在材料科学领域，这种设备可以用于研究材料的光学性质，如透过率、反射率和吸收特性，对于新材料的开发、质量控制及性能评估极为关键。4. 建筑材料：建筑材料的能效特性（如玻璃的透光性和隔热性），有助于环境保护和公共安全。5. 文物保护与鉴定：对于文物和艺术品的鉴定与保护，无损检测技术可以提供宝贵的信息，帮助专家了解材质老化、修复历史等，而不会对珍贵文物造成任何伤害。6. 光学质量控制：在光学制造行业，大样品镜片等的无损检测对于确保产品质量、优化生产工艺、减少浪费具有重要意义。 iCAN 3000G建筑玻璃可见光透射比/遮阳系数检测仪是iCAN 3000 紫外可见近红外分光光度计的基础上升级专门用于测定各种建筑玻璃可见光透射（反射）比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射（反射）比及有关玻璃等参数。根据所记录的图谱对被测物质进行定性或定量分析，是检测建筑玻璃参数的一个重要工具。可检测的样品有：普通平板玻璃、电浮法玻璃、夹层玻璃、离子镀膜玻璃、溅射镀膜玻璃、LOW-E玻璃、汽车安全膜等；用于建筑幕墙玻璃节能参数的测定、玻璃镀膜材料研和分析； Ø 设备可满足以下测试：紫外光透射比 Tuv可见光透射比 TV室外侧可见光反射比 pvo室内侧可见光反射比 pvi太阳光直接透射比 Te太阳光直接反射比 pe太阳红外直接透射比 TIR太阳能总透射比 g遍阳系数 SC光热比 LSG太阳红外热能总透射比 glR向室内侧二次热传递系数 qi向室内侧太阳红外二次热传递系数 qin传热系数U

2016年6月15日，芬兰SPECIM（Spectral Imaging Ltd.）正式发布上成像速度快的高光谱相机FX系列-FX 10。新产品FX 10 为可见光近红外波段VNIR（400-1000nm）高光谱相机，具有高灵敏度和高信噪比，灵活的波段选择使相机速度快可达9900FPS（frames per second），十分适合高速的工业生产应用。芬兰SPECIM公司FX10样机展示1、相机简介 i.成像速度快，具有快速光学结构：全谱段采集速度为330行/秒，选择波段采集速度高可达9900行/秒ii.采集方式灵活，波段可选：即可选择采集400-1000nm的全部220波段，也可选择感兴趣的任一波段iii.光谱数据稳定，每个相机数据相同：每个FX10相机经过相同方式标定，提供相同的光谱数据iv.结构紧凑小巧，操作简便：相机大小为150*85*71mm（L*W*H），重量仅为1.4kg2、相机性能参数 Spectral Range400 – 1000 nmSpectral Bands220Spatial Sampling512 pxFrame Rate330 FPS with full 220 bands selectedMore than 9900 FPS with 1 band selectedFOV40 °ApertureF/1.7SNR (Peak)600:1Camera InterfaceCameraLinkGigE (coming at the end of 2016)Weight1.4 kgDimensions150 x 85 x 71 mm FX 10 高光谱相机的发布，揭开了高速的工业流水线生产新的篇章，为光电探测、食品分拣、废固回收等工业应用提供了新的选择。了解详细配置及报价，请致电010-85120280。 相关产品： SPECIM高光谱航空机载系列：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C160539.htmSPECIM高光谱化学成像系列：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C160497.htmSPECIM高光谱矿石成像系列：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C160538.htmSPECIM高光谱艺术品成像系列：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C237971.htm

pbr//pp 美解除世界顶级高性能夜视产品TriWave相机对华禁售！/pp 作为世界上探测波段最宽（短波红外/近红外/可见光）的TriWave相机-——美国IRLabs公司研发的TriWave相机已不再被列入国际武器贸易条例（ITAR）中，经美国商务部允许，可以向中国出售。/pp TriWave相机是一款商业价位合理的高性能夜视产品，在近红外、短波红外以及可见光范围可确保提供完美的日间/夜间相机解决方案。具有高分辨率、无光晕以及高灵敏度等优点。使用者可以在无光源的环境下捕获大气中的“夜间光”来获得清晰可视的图像。尽管目前国内市场上也存在能够采集夜间光源的相机，在低光下通过NIR照明进行工作或进行红外成像，但是不能够提供足够的信息以对某一场景进行全天候、全面、准确、可靠的描述，易造成目标的丢失和误判，所有的成像效果都无法与TriWave技术媲美。/pp TriWave相机的核心则是由NoblePeak公司研发的世界上第一种锗增强CMOS影像传感器。TriWave相机的精湛之处在于直接在生产读取电路晶圆上生长出锗探测单元，产生数百计数的对短波红外可见的成像芯片，可靠性高，波长响应范围更宽，不仅能够延伸到红外波段而且可以检测可见光和近红外光。这就使得TriWave相机兼具价格合理和响应波段宽两方面的优势。在半导体、医学、生物、夜间监视以及其他需要同时检测可见光和红外光的领域均具有广泛应用。/ppbr//pp style="TEXT-ALIGN: center"img style="WIDTH: 310px FLOAT: none HEIGHT: 173px" title="201411111615252576373.png" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201601/uepic/383328cb-0b25-4403-ba6c-e60b75abb7ca.jpg"/img style="WIDTH: 350px FLOAT: none HEIGHT: 172px" title="201411111617163264392.png" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201601/uepic/bb6e19e1-423d-41fb-9016-bee097140ee5.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"img style="WIDTH: 669px FLOAT: none HEIGHT: 252px" title="201411111626168960666.png" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201601/uepic/ef119df5-94d8-4093-97c5-5a676ab16321.jpg"//ppbr//p

建立持续、高效的策略应对果蔬的微生物腐败一直是食品领域的研究热点。近日，西北农林科技大学王建龙团队受植物绿叶“光合作用”的启发，开发了一种具有卓越的光动力杀菌活性的新型可见光捕获薄膜NHC-Cur-CS，实现了果蔬微生物源腐败的高效防治。该研究发表在国际食品期刊Innovative Food Science & Emerging Technologies。西北农林科技大学博士研究生张亮为第一作者，通讯作者为西北农林科技大学食品快速检测王建龙教授。　　该研究发表在国际食品期刊Innovative Food Science & Emerging Technologies。　　这种先进的薄膜是通过以需求为导向的定制工艺设计的，其中包括将姜黄素负载的富氮中空多孔碳填料的巧妙整合以及壳聚糖膜基质的合理选择。NHC-Cur-CS薄膜具有一系列令人印象深刻的抗菌特性，包括处理时间短和可见光照射下对细菌的高杀灭率。因而，NHC-Cur-CS薄膜展现出优异的保鲜性能，可将柑橘的保质期延长2.2倍。这些理想的结果源于两个方面的创新设计。Z型异质结的形成和独特的中空多孔结构，这两者都赋予NHC-Cur优异的光动力活性，以及NHC-Cur与CS的科学整合，缓解了两种材料在灭菌过程中单独使用的缺陷。此外，NHC-Cur的掺入不同程度地增强了NHC-Cur-CS薄膜的机械强度和阻隔能力，进一步为其实际应用奠定了基础。这些特性彰显了NHC-Cur-CS薄膜在有效保护易腐农产品腐烂方面的潜力。

p　　strong仪器信息网讯/strong 2019年12月28日，日立高新技术公司正式推出可测定紫外到近红外区的台式紫外/可见/近红外分光光度计strong“UH5700”/strong。br//pp　　分光光度计是一种使用棱镜和衍射光栅，将白光分解成单色光，照射在样品上，通过对透过的光进行检测，来对物质进行鉴定和计算浓度的装置，广泛用于材料、环保、制药和生物等领域。按测量波长范围，分光光度计可分为：紫外分光光度计、紫外/可见光分光光度计、紫外/可见/近红外分光光度计。/pp　　2013年9月2日，日立高新发布了UH4150 紫外/可见/近红外分光光度计。UH4150在秉承U-4100的高度可靠性的同时，提供更高通量的测定，技术更加先进。strong而此次推出的UH5700则是一款全新的台式紫外-可见-近红外分光光度计系列/strong，技术与性能得到全面升级。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 277px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/7b731a4f-8018-489a-8cbe-f6db70a60132.jpg" title="仪器图片.png" alt="仪器图片.png" width="450" height="277" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "紫外/可见/近红外分光光度计UH5700/span/pp　　此次发售的UH5700可测定波长范围从紫外波长区到近红外波长区(190nm～3300nm)，覆盖了分光光度计的最大可检测波长范围。丰富的附件满足固体、液体等样品的多方面测定，如用于紫外区的透射光谱测定和可见区的溶液测定，以及近红外区玻璃样品的可见光透过率和太阳光透过率、涂料的太阳光反射率等的测定。/pp　　strongUH5700主要特点如下：/strong/pp　　1. 采用高光量单色器和新研发的光栅，实现了同级别设备最佳的低杂散光/超大测光范围sup*1/sup/pp　　2. 采用连续可变狭缝，可低噪音测定紫外波长区到近红外波长区的超大波长范围/pp　　3. 台式设计占用空间小，可直接放在实验台上/pp　　4. 采用全新的数据处理软件UV Solutions Plus，操作更加便捷。新数据处理软件在深受用户好评的UV Solutions上作了进一步的技术升级/pp　　span style="font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) "*1依据日立高新技术公司的调查结果，截至2019年4月日本的在售型号(支持测定近红外波长区域、具有单色器)/span/pp　　strong更多产品信息请点击以下产品链接：/strong/pp　　a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C373076.htm" target="_blank" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 176, 240) "https://www.instrument.com.cn/netshow/C373076.htm/span/a/pp　　新品的应用和产品详细信息，请锁定日立高新技术官方网站及微信公众号。/p

1.吸光度测量原理当入射光频率与物质分子的震动频率一致，或者入射光引起物质分子电子能级跃迁，都会产生光学吸收现象。溶液的浓度越高，穿过溶液的分子也会相应地被吸收越多。当一定强度的光线通过物体的时候，被吸收部分越少，透过部分越多反之也然。1852年比耳确定了吸光度与液浓度及液层厚度之间的关系，建立了光吸收的基本定律，称为朗伯-比耳定律。朗伯比尔定律是吸光度测量的基本定律，是描述物质对某一波长光吸收的强弱与吸收物质的浓度及其液层厚度间的关系。当一束平行单色光通过液层厚度为b、吸光物质的浓度为c的单一均匀的，非散射的有色溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度成正比。A=kcb=lg(I0/I)A: 为吸光度k：为摩尔吸收系数（常用单位 L/(mol*mm)）c：为浓度（常用单位 mol/L）b：为光程（常用单位 mm）I0：入射光强度I：透射光强度图1 吸光度原理图2.应用系统介绍(1)发光源：能够输出稳定功率以及且连续光谱的辐射源，紫外波段实验室常使用脉冲氙灯或氘灯，可见波段实验室常使用卤钨灯。(2)样品池：用于放置待检测样品，常用直接盛放样品的器件为石英比色皿，厚度一般为10mm，适用于紫外到可见光波段范围。(3)检测设备：又称分光光度计，将光学分光器件和能实现光电转化的探测器集成。本此测量应用使用的系鉴知技术的SR50C光纤光谱仪，光谱仪内置脉冲氙灯同步触发功能，除了可搭配如下图一样的比色皿样品固定架进行测试，同时也可根据实际需求搭配侵入式光纤探头或流通池进行取样。 (4)显示器：连接光谱仪和笔记本电脑，显示测量过程中的数据，本此测量应用使用的系鉴知技术自主研发的上位机软件。图2 脉冲氙灯吸光度检测系统图3.实验示例鉴知技术拥有自主研发的整套光谱吸光度测量系统和相关的配件，本次实验采用KNO3溶液，光谱仪采用北京鉴知技术有限公司的微型光纤光谱仪SR50C，在室温环境下进行测试，实验结果如下表所示：光谱仪型号：SR50C（200-400 nm）波长范围nm分辨率 nm可根据客户需要定制:波长范围，分辨力大小，光谱仪尺寸大小200-4000.5比色皿光程KNO3 浓度mg/L220nm 吸光度275nm 吸光度相关系数R210mm0.20.0432780.0446110.99780.30.0672250.0658580.40.0873060.087540.50.1150570.1081420.80.1664770.1617651.00.2072560.20099表1 KNO3溶液在220nm,275nm处的吸光度根据表中数据，绘制硝酸钾溶液吸光度随浓度变化的线性关系曲线，如下图所示。图3 KNO3溶液浓度与吸光度线性关系结论：由图得知硝酸钾溶液的吸光度与其浓度具有较大的线性相关关系，线性拟合系数R2=0.9978，标准曲线的方程式是：A = 0.1985.74C + 0.0048可根据拟合的标准曲线，将未知浓度样品的吸光度代入标准曲线的方程式中，得出未知样品的浓度。因此，鉴知紫外可见光谱仪能够在吸光度测量中有较好的测量结果满足客户的需求。4.SR50C光纤光谱仪优势体积小，重量轻，分辨率高；灵敏度高，适用于微量元素分析；测量准确性和一致性高；价格优惠。5.典型行业应用参考行业或典型应用光源光谱仪附件高校或实验室代替分光光度计氘卤组合SR50C，SR75C, ST90S10mm 紫外石英比色皿样品池抗紫外光纤在线水质仪器分析脉冲氙灯/氘卤组合SR50C，SR75C10mm 紫外石英比色皿样品池抗紫外光纤衰减器烟气在线仪器分析脉冲氙灯ST90S光纤、气室超微量分光光度计脉冲氙灯SR50C，SR75C，ST90S-便携式多参数水质分析仪脉冲氙灯SR50C，SR75C-北京鉴知技术有限公司，简称“鉴知技术”， 是一家以光谱检测技术为核心的专业公司，产品已广泛应用于缉私缉毒、液体安检、食品安全、药品检测等诸多领域，公司致力于为客户提供更先进的产品和更快捷的物质识别方案。

海洋区域湿度大，昼夜温差大，极易形成雾、霾、水汽等特殊条件。可见光在正常条件下成像良好，但是受天气影响较大，在恶劣天气下会出现对比度变低，轮廓模糊，细节丢失的现象等问题，无法清晰的识别目标。热成像技术虽然透雾能力好，但是当目标和背景温度接近时，热成像细节丢失严重，不利于海洋区域的目标探测。而短波红外在海面恶劣天气下也可以实现远距离船只监测，由于具备对海雾的良好透过性，所以目标几乎很少受到海上雨雾天气的影响，具有较为明显的轮廓和纹理特征。图 1可见光和短波红外雾天成像对比短波红外成像和可见光类似，主要依靠场景物体反射的光信号成像，其波段范围大约在900nm~2300nm之间，因为光在遇到大气中的分子、粒子、气溶胶和大量的悬浮小水滴时都会发生散射，当大气中的散射粒子小于光波长时，可以按照瑞利散射处理，散射系数为式中，S为散射粒子的截面积，N为单位体积的粒子数，λ为光波波长，从公式中可以看出，波长越长，散射越弱，透雾能力越强，所以短波红外穿透雾霾能力比可见光强。如图2所示，分别为可见光和短波红外的成像情况，舰船在短波红外图像中的细节更丰富。图 2 雾中短波红外（左）与可见光成像（右）不仅如此，短波红外在海面微小目标识别方面也有很大的优势，由于海面拍摄距离远，微小目标在探测器上占据的像素小， 而且海面也在不断地变化，当海杂波干扰过大时，微弱目标的信号会被淹没，造成可见光探测困难。但是短波红外则不同，利用海水对短波红外具有强吸收这一特性，可以大大提高微弱目标的识别能力。海水几乎不反射短波红外，而微弱目标发射红外辐射，背景和目标的对比度增大，微弱目标更容易被观测到。所以当对海面浮冰、小船、蛙人、浮标、飞机残骸、海面漂浮物等这些声光电特性不明显的目标探测时，相比可见光，短波红外更适合观测。 此外，短波红外技术还具有在夜间和低光条件下提供高质量监控图像的能力，在海岸港口，夜间航行可能存在风险，而短波红外监控系统可以保证即使在黑暗中，港口和船只的活动也能被及时监测，从而提高港口的安全性。西安立鼎光电提供非制冷、制冷面阵以及线阵多款短波红外相机，现货供应，具体产品如下：01非制冷短波红外相机02宽谱段短波红外相机03制冷型短波红外相机04科研型短波红外相机05线阵短波红外相机06定制短波红外相机立鼎定制型短波红外相机是立鼎团队为保证各类客户的产品性能指标而推出的定制化服务。可根据用户不同需求进行产品定制，将客户重点关注的产品性能进行提升，以满足客户在不同领域的使用。目前，立鼎团队已为多家客户定制适合客户项目应用需求的多款相机，得到了众多用户的认可。更多信息请联系西安立鼎光电400-860-5168转6159西安立鼎光电科技有限公司成立于2016年4月，是一家专业从事短波红外成像系统及光电测试装备的研发生产、系统集成、销售服务为一体的国家级高新技术企业。公司专注于为客户提供从器部组件到全套光电系统产品的完整解决方案。近年来，公司研制的短波红外成像系统在激光光斑检测、半导体检测、激光通信、光谱成像、激光切割、生物医疗、天文观测、安防等领域得到了广泛的应用。多年来，根据用户需求研制的多款光电测试装备为用户产品的性能指标保证发挥了重要作用。

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

大家好，今天给大家分享一篇近红外二区荧光宽场显微活体成像技术和应用的文章，本文的通讯作者是浙江大学的钱骏教授。传统的荧光成像技术是基于可见光波段（400~760 nm）和近红外一区波段（760~900 nm）实现的，但是由于受生物组织散射和自发荧光的影响，这些波段的光对厚样本、活体样本成像时，成像深度和空间分辨率受到了很大的影响。而近红外二区波段（1000~1700 nm， NIR-II）的光受生物组织散射和自发荧光的影响大大降低，因而用这个波段的光成像时，成像的深度和信噪比都显著提高。近年来，NIR-II荧光宽场显微术在高时间分辨率、高空间分辨率、高信背比和大深度组织穿透方面获得突破性发展，这些得益于荧光探针和成像仪器设备的开发和改进。作者在本文中通过介绍NIR-II荧光宽场显微活体成像的机制特点、演进历史、系统进展以及在不同生物模型上的最新应用，展现其临床试验的巨大潜力，使NIR-II荧光宽场显微成像术在基础研究和临床应用上得到更进一步的普及。1、NIR-II荧光活体生物成像近年来，研究者们展开了一系列的NIR-II荧光成像研究，实现了对活体生物样本的深层和功能性成像，尤其伴随着探测器性能的提升和荧光新探针的开发，NIR-II的活体荧光成像迅速成为热点。尽管NIR-II荧光成像应用日趋广泛，但其成像窗口的定义却并不统一。长期以来，NIR-II在学术界被定义为1000~1700 nm。然而，工业领域认可的典型短波红外波段为900~1700nm。浙江大学钱骏教授团队模拟了NIR区域（至2340 nm）中的光子传播，确认了活体成像中适度利用水对散射光子的吸收能提高信背比，并将NIR-II窗口扩展为900~1 880 nm，定义了2080~2340 nm为近红外三区。其中，1400~1500 nm和1700~1880nm分别被定义为NIR-IIx和NIR-IIc区域。图1：定义并扩展NIR-II窗口为900-1880nm2、NIR-II荧光宽场显微成像系统活体成像研究中，NIR-II的宏观成像不仅可以实现主动脉和微小血管循环检测，也可以实现各类器官的成像，如心、肝、脾、肺、肾、肝、肠、胆道等。但是，组织的微结构观察和检测需要更大倍率的成像系统，以提高生物组织的空间分辨率和对比度，实现生物微结构的清晰成像。钱骏教授团队与宁波舜宇仪器（SOPTOP）公司合作，开发出新型NIR-II荧光正置显微成像系统，将短波红外探测器与传统的荧光显微成像系统结合，可实现宽场激发、面阵探测，具备成像深度大、时间分辨高、空间分辨好、操作简便等优势，可实现深层组织的高倍探测，已满足商用要求。此系统先后被相关科研院所购置，已在宫颈癌靶向化疗、小鼠脑血管研究等领域得到应用和报导。图2：舜宇仪器 NIR II-MS 近红外二区活体显微影像系统3、NIR-II荧光宽场显微成像的应用基于NIR-II荧光成像的大深度、高分辨率等优势，诸多生物医学应用得以开发。其中，活体大深度显微成像不仅能够对脉管系统、组织器官清晰破译，而且能够获取生物体内生命活动细微过程的动态信息，具有对生理和行为动态观察的巨大潜力。NIR-II荧光宽场显微系统提供高时间分辨率和高空间分辨率，可实现脑血管实时解析成像，以及血流速度和心跳周期的测量。作者团队针对血流测速开展工作，静脉注射IR820（0.5 mg/mL， 200 μL）后，使用NIR-II荧光宽场显微系统监测小鼠脑血管结构和实时血液流动，实时获取150 μm深度处的毛细血管血流速度为725 μm/s。同时，研究人员使用NIR-II荧光宽场显微系统记录开颅小鼠头骨下方0 ~800 μm深度下脑血管图像，并在800 μm的深度下区分出直径仅6.1 μm（半高全宽）的毛细血管。图3：小鼠活体脑血管成像血管造影方法可提供血管状态的有用信息，用于监测疾病过程。NIR-II荧光宽场显微成像技术能以高时空分辨率实现深层组织血管可视化。作者及唐本忠院士课题组开发了一种近红外聚集诱导发射（Aggregation-Induced Emission ，AIE）纳米颗粒，借助NIR-II荧光宽场显微成像系统，对小鼠大脑中的光致血栓形成缺血（Photo-Thrombotic Ischemia， PTI）和血脑屏障（Blood–Brain Barrier，BBB）损伤过程实现了精确监测。图4：NIR-II荧光宽场显微成像系统用于血流动力学研究和小鼠脑血栓性缺血的实时跟踪肿瘤和炎症性病变的检测和诊断仍是临床的巨大挑战，而NIR-II荧光宽场显微系统亦可用于肿瘤的精准检测。唐本忠院士、钱骏教授等将AIE纳米颗粒TQ-BPN注射进入具有旧肿瘤（4周）和新肿瘤（2周）的小鼠体内，使用NIR-II荧光宽场显微系统来识别不同生长阶段的肿瘤。NIR-II荧光宽场显微系统凭借穿透深度大和成像实时的优点，能够清晰地原位显示肿瘤部位的EPR效应，这将有利于早期肿瘤检测和转移研究。图5：使用NIR-II荧光成像在肿瘤部位原位显示高渗透长滞留（EPR）效应除普通小鼠、大鼠外，大型灵长类动物（如狨猴）的NIR-II荧光成像技术的探索更有利于临床转化，对于这些动物神经活动和脑血流调节的研究，有利于揭开人类大脑疾病的神秘面纱。钱骏教授、高利霞教授及唐本忠院士等首次在非人类灵长类动物中进行了穿薄颅骨大深度脑血管显微成像。图6：高空间分辨率的狨猴穿颅脑血管显微系统NIR-II荧光宽场显微系统拥有高时间分辨率以监测动态生物过程，提供高空间分辨率以观察微小生物结构、精准定位药物分布，还具备大成像深度。同时，该系统对比其他显微成像系统（如共聚焦显微术、光片显微术）易于上手使用并且成本适中，便于在活体研究和临床实践中推广。通过相关研究团队的努力，实现了从小鼠、大鼠、狨猴到猕猴，从脑血管、肿瘤血管到炎症组织及离体细胞、组织切片等的NIR-II荧光宽场显微成像，证明了NIR-II荧光宽场显微成像技术的巨大潜力。综上所述，NIR-II荧光宽场显微成像技术不断在更大的成像深度、更优的信背比、更高的空间分辨率、更快的成像速度上得到创新、改进和突破。NIR-II荧光宽场显微成像系统有望在各种生物和材料研究实验室推广，甚至在医学机构和医院临床获得普及和应用。以上便是今天为大家分享的近红外二区荧光宽场显微活体成像技术与应用，其中所采用的实验设备均为宁波舜宇仪器的NIR II-MS活体显微影像系统。作为全球首款近红外二区活体正置显微成像系统，可以实现对近红外二区荧光探针的光学表征以及活体生物样品、厚生物组织等的大深度、高时空分辨成像，选择25X红外水镜时，活体成像深度≥1.4mm，空间分辨率≤2μm。其操作简便的系统，具备在医学研究、临床诊断和手术治疗领域作为活体成像的基础工具的潜力。本文为SOPTOP舜宇显微系统供稿。如有技术干货、科研成果、仪器使用心得、生命科学领域热点事件观点，欢迎广大相关行业朋友投稿。投稿邮箱：lizk@instrument.com.cn

近年来，作为百姓赖以生存的&ldquo 菜篮子&rdquo 、&ldquo 米袋子&rdquo 的耕地土壤和水源正在承受越来越多的重金属污染，以致于&ldquo 镉大米&rdquo 、&ldquo 毒海鲜&rdquo 、&ldquo 毒蔬菜&rdquo 事件屡见不鲜。如何避免这些被重金属超标的产品流入餐桌?重金属离子检测成了餐桌安全的&ldquo 最后防线&rdquo 。吴爱国研究员　　在中科院宁波材料技术与工程研究所的实验室中，吴爱国研究员和他的团队，正在对一项全新的重金属离子快速检测技术开展研发。如果一切进展顺利，这项技术将大大改变目前重金属离子的检测手段，对于构筑餐桌安全&ldquo 最后防线&rdquo 将起到重要作用。　　吴爱国团队正在努力的新技术，被称为&ldquo 纳米贵金属比色法&rdquo 。一次偶然的机会，吴爱国团队发现一些含纳米颗粒的溶液遇到重金属离子后会呈现不同颜色。基于这个发现，吴爱国在省自然科学基金杰出青年项目支持下开展了深入研究。纳米贵金属比色法和便携式紫外光谱仪　　经过4年多的不懈努力，他们终于找到了系统性快速便捷检测重金属的方法，并采用了&ldquo 紫外可见光谱+比色检测&rdquo 的组合手段，原理上已经实现了对重金属溶液的快速、便携式的现场检测。　　&ldquo 用眼睛定性、用紫外可见光谱定量&rdquo 是新方法的特色。吴爱国团队利用经过修饰后的贵金属纳米粒子遇到重金属离子后会出现颜色变化的特性，将不同的重金属离子试剂制作成类似于pH试纸样式的溶液，使用者可以通过对特定溶液颜色深浅对比知道重金属污染离子的种类，进而通过便携式紫外可见光谱仪，则可以知道污染的严重程度。　　相比于传统的检测手段，&ldquo 纳米贵金属比色法&rdquo 费用低廉、便于携带、易于现场操作等优点，使得快速、实时的现场检测成为可能，可极大提高检测效率。　　据吴爱国介绍，传统重金属离子检测技术主要依托于大型的检测设备且需要在标准的检测实验室中进行，因此整个过程往往需要1天时间。检测试剂遇不同重金属离子呈现颜色各异　　而他们团队正在研发的检测方法，将来百姓只要在家里根据说明书进行操作就可做测试：几瓶含有不同试剂的溶液以及不到A4纸大小的紫外光谱仪，短短几个小时内便可知道买回来的蔬菜、瓜果等是否被重金属离子污染。　　在节省了大量时间的同时，新的检测方法更涉及常见的重金属离子的种类。据了解，通常人们所谓的重金属离子污染，主要是指铜、汞、铅、铬(VI)、锰、钴、镍、镉等造成的污染，这些金属离子中任何一种超标都能引起人的头痛、头晕、失眠或精神错乱等症状，甚至诱发癌症。而新研发的方法，对于上述几种重金属离子都能做出反映。　　据了解，在浙江省自然科学基金杰出青年项目的资助下，吴爱国团队的研究已经进入到对实际样品的研究测试阶段。吴爱国表示希望这项新技术在各方面的共同努力下，尽快能够跨过基础研究到技术实用化的鸿沟，以便构筑起餐桌安全的&ldquo 最后防线&rdquo ，真正地将&ldquo 毒大米&rdquo 、&ldquo 毒蔬菜&rdquo 等污染食品拒之于&ldquo 桌&rdquo 外。

华东师大曾和平教授与黄坤研究员课题组在中红外高速光谱探测方面取得重要进展，发展了宽波段、超灵敏、高帧频的中红外上转换光谱测量技术，其具有逼近量子极限的单光子探测灵敏度和近百万帧每秒的光谱刷新率，可为燃烧场分析、高通量分选和化学反应跟踪等应用所需的高速灵敏红外光谱测量提供支撑。相关成果以《High-Speed Mid-Infrared Single-Photon Upconversion Spectrometer》为题于2023年5月9日在 Laser & Photonics Reviews 在线发表。中红外波段包含众多分子振转能级跃迁的特征谱线，是分子的“指纹”光谱区。高灵敏、高速率的中红外光谱技术在天文观测、药物合成和环境监测等诸多应用中具有重要应用。然而，传统中红外光谱仪的性能往往受到探测器灵敏度及宽带光源亮度的限制。长期以来，实现高信噪比的中红外高速光谱测量，一直都是红外光谱领域的研究热点。近年来，频率上转换技术为红外灵敏探测提供了一种有效方案。该技术通过非线性过程将中红外波段转换到可见光或近红外波段，进而利用高性能硅基探测器实现信号的灵敏捕获。当前，实现宽带光谱范围内的高转换效率与低背景噪声仍颇具挑战。迄今，单光子水平的超灵敏中红外光谱测量仍局限在较窄的光谱范围内，单次测量谱带一般仅为数十纳米。此外，基于热辐射或参量荧光作为照明源的上转换光谱仪，其较低的光谱亮度使得光谱探测速率受限。因此，实现宽波段、超灵敏、高帧频的中红外上转换光谱探测仍具挑战，亟需发展高亮度中红外光源、高效率频率转换和低噪声光子探测等关键技术。图2：宽波段中红外单光子上转换光谱仪示意图为此，研究团队构建了具有单光子探测灵敏度和亚兆赫兹刷新率的宽带中红外上转换光谱仪（图2）。在中红外光源制备方面，利用氮化硅（Si3N4）光子波导制备出覆盖1.5-4.2 μm的宽光谱中红外超连续谱光源，相对传统热辐射光源具有更好方向性、更优光束质量以及更高光谱亮度，且通过波导结构色散调控与泵浦光场时频控制，可以实现光谱覆盖范围以及光谱平坦度等参数的定制与优化（图3）。此外，相对于基于固态光学参量振荡器的中红外制备方式，基于光学波导集成的超连续谱源可以直接兼容光纤激光，为发展高集成、高稳定的中红外宽带相干光源获取提供了有效途径，有助于提升后续光谱测量的信噪比与刷新率。图3：基于氮化硅光子波导的中红外超连续谱产生，光谱覆盖范围1.5-4.2 μm在中红外光谱探测方面，研究人员发展了同步脉冲泵浦的非线性频率上转换探测技术，通过制备与红外信号光子时域高精度同步的泵浦脉冲，在啁啾性极化铌酸锂非线性晶体中实现了1700 nm超宽带的中红外高效转换，然后借助高性能可见光/近红外分光与探测器件，实现了高分辨、高灵敏的中红外光谱测量（图4）。为了进一步压制参量荧光噪声与环境背景噪声，研究人员结合高效空间滤波与光谱滤波技术，获得了高达210 dB的噪声抑制比，利用硅基EMCCD最终获得了0.2光子/纳米/脉冲的超灵敏度中红外光谱，光谱分辨率为5 cm−1。进一步地，得益于高亮度的宽带中红外源、高效率的频率转换以及高抑制比的噪声滤波性能，研究者利用高性能硅基CMOS相机实现了高达212,500帧的光谱采集速率，比此前相关报道在相同信噪比下提高了至少一个数量级。图4：宽波段中红外上转换光谱，探测灵敏度达0.2光子/纳米/脉冲值得一提的是，所发展的中红外光谱仪利用硅基探测阵列，能够在室温条件下工作，有助于其在实际应用中的稳定运行。在未来工作中，可将直波导换成双芯氮化硅波导，从而产生更加平坦的中红外超连续谱；通过优化频率转换泵浦脉冲的光谱宽度，利用啁啾脉冲非线性上转换技术，可以进一步提升系统的光谱分辨率；同时，将面阵列COMS相机换成线阵列，有望将光谱采集速率提高到MHz以上。该光谱仪具备的宽带光谱覆盖、单光子灵敏度和　兆赫兹刷新率等性能可为燃烧场分析、高通量分选和反应跟踪等领域的红外瞬态光谱测量提供有力支撑。本项成果得到了上海大学郭海润教授团队的支持，论文第一作者为博士研究生郑婷婷，通讯作者为黄坤研究员与郭海润教授。近年来，曾和平教授与黄坤研究员课题组在红外光子非线性测控方面开展了系列创新研究，先后发展了中红外单光子上转换成像技术、中红外非线性广角成像技术、中红外单光子单像素成像等。相关工作得到了科技部、基金委、上海市科委、重庆市科技局与华东师大的资助。

p style="text-align: justify "　　国外某机构的研究报告显示， 2020年全球紫外/可见光谱市场为10亿美元，预计2025年该市场将达12亿美元，预测期间的复合年增长率为4.7%。紫外/可见光谱技术在环境监测、医药和生物技术行业的应用，以及紫外/可见光谱技术的进步和食品分析需求等的增加等是推动该市场增长的主要因素。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 274px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/4d8f677a-0ea0-4beb-941a-ed7f89e292fa.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" width="600" height="274" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: justify "　　特别需要指出的是，新冠肺炎疫情的影响很大程度上提升了市场对精确诊断和治疗设备的需求。由于新冠肺炎疫情的爆发，各种类型的医疗中心都面临巨大压力，全球各地的医疗机构每天都有大量患者前来就诊，不堪重负。同时，生物制药科学家和工程师们正夜以继日地工作，开发能够满足未来流行病和疫情爆发需求的先进生物仪器。这也导致政府和私人机构进行大规模投资，建立更多具有先进技术的相关机构。/pp style="text-align: justify "　　根据仪器类型的不同，紫外/可见光谱系统分为双光束系统、单光束系统、阵列系统和手持系统。2019年，双光束系统在紫外/可见光谱系统市场中占据最大份额。预测期间，这部分也将呈现最高的复合年增长率。由于双波束系统在数据收集方面实现了高水平的自动化，这些优势支持了其在紫外/可见光谱市场上越来越多的应用。/pp style="text-align: justify "　　作为制药和生物技术研发中应用的一种分析技术，因为光谱系统技术的进步，使得紫外/可见光谱系统的高通量筛选、微体积取样和与仪器的软件集成成为可能，这些技术的进步确保了大量的数据可以通过这些系统收集、记录和共享，这对研发非常有利，也是推动紫外/可见光谱市场增长的主要因素。/pp style="text-align: justify "　　不过，由于使用寿命和低耗材需求的原因，也在一定程度上抑制了紫外/可见光谱市场的增长。据悉，紫外/可见光谱系统的使用寿命为3到5年，一旦购买了仪器，就不会定期更换或升级，这在学术界表现的特别明显。仪器的长寿命限制了终端用户的购买，这一瓶颈在对价格敏感的亚太地区和世界其他地区 (与北美和欧洲相比)非常明显。另外，与其他分析技术(如高效液相色谱)相比，紫外/可见光谱技术所需的试剂和消耗品也较少。/pp style="text-align: justify "　　在应用方面，紫外/可见光谱的市场分为学术应用和工业应用。2019年，工业应用领域占据最大的市场份额，这主要是由于紫外/可见光谱仪的易用性、灵活性和可扩展性，以及价格方面的可负担性等。作为紫外/可见光谱市场最大的终端用户，制药和生物技术公司没有受到新冠疫情的影响，但学术和研究机构的增长因实施的封锁受到了一定程度的阻碍。/pp style="text-align: justify "　　2019年，北美将占据全球紫外/可见光谱学市场的最大份额，而亚太地区将在预测期内呈现最高的复合年增长率，主要归因于环境、食品分析需求的增加，以及对先进产品需求的提升等。/pp style="text-align: justify "　　与美国和欧洲等成熟市场相比，中国和印度等新兴市场预计将提供巨大的增长机会。许多主要的仪器供应企业正在通过建立新工厂、研发中心和创新中心来加强他们在世界各地的存在。例如，在2019年，安捷伦在欧洲建立了分子光谱研发中心；岛津在日本Keihanna科学城的技术研究实验室建立了一个新的研究基地。此外，在2017年，岛津在其亚洲子公司(Shimadzu Asia Pacific Pte. Ltd.)建立了一个创新中心，该中心使岛津科学家与亚洲和大洋洲的大学研究人员能够进行先进的研发活动。/ppbr//p

p　　strongspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "随想/span/strongspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "：可见光，可见之光，赠与人类一个绚丽多彩的世界。牛顿老先生，用手中之魔镜，照耀出一个七彩斑斓之谱，从此，人们认识到未知世界的真谛。后来又出了个什么近红外光，看不见、摸不着，神秘兮兮。牛老先生之魔镜一照，呈现的不是色彩世界，而是绵延起伏的群山，群山之中雨雾缭绕，隐藏着不可告人的秘密，人们垂涎欲滴，却无能为力，探秘之路异常艰辛。听说人们又找到了一个神眼，叫做化学计量学。相传该神眼太神眼了，居然能拨云见日从群山之中嗅到真金白银的味道。于是无数中华好儿女踏上了近红外之路....../span/pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201605/insimg/21c16001-4b32-4935-848c-a2419794f1dc.jpg" title="杜一平.jpg"//span/pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "华东理工大学 杜一平/span/pp　　1990年我硕士毕业，回到老家齐齐哈尔，任教于齐齐哈尔轻工学院。怀揣着年轻人不甘寂寞之心，又得益于罗国安老师的新作《可见紫外定量分析及微机应用》(1988年出版)的启发，我开始做科研了。然而从何下手呢?教研室只有72型分光光度计，于是我的科研就从可见光谱开始了，而做的是卡尔曼滤波、因子分析，后来知道这就是化学计量学。/pp　　1999年认识了梁逸曾教授，成了他的学生，这是我一生中最幸运的事情之一。从这时候开始，我才真正开始从事化学计量学了。2001年，当时就职于布鲁克公司的周学秋先生到访梁老师的实验室，我第一次接触到了近红外光谱，没想到从此后我的人生与近红外就分不开了。/pp　　真正做近红外光谱研究工作应该是2002年底，我在日本关西学院大学尾崎幸洋(Yukihiro Ozaki)教授课题组做博士后开始的。近红外光谱分析和化学计量学是尾崎老师重要的研究方向，我的博士后课题就是用化学计量学解决近红外光谱分析方面的问题。/pp　　尾崎教授是国际物理化学和光谱领域的知名教授，担任很多国际杂志的主编、副主编和编委职务。在国际近红外光谱界他的知名度很高，2009-2013年间还担任亚洲近红外光谱学会主席之职。值得一提的是，尾崎先生对中国非常友好，他担任包括吉林大学、中科院长春应用化学研究所、北京大学、上海交大等很多国内著名学府和科研单位的客座教授或荣誉教授。在尾崎小组工作和学习过的中国科技人员不下60人(不完全统计)，访问过该小组的中国人就更多了。尾崎教授也经常受邀来中国访问和参加学术会议。/pp　　当时，尾崎小组与一家日本著名的国际公司合作开发无损检测人体血糖的近红外光谱仪器，我的主要工作就是为该仪器采集的数据做数据分析。每个月都有大量的实际病人的近红外光谱数据和血糖检测数据发给我，我研究数据处理算法，期望提高模型的预测精度。该项目的研究人员对很多病人进行长期的监测，每次测量前让病人喝下一杯葡萄糖水，用仪器探头在手臂内侧无出血检测近红外光谱。送到我手上的有三年连续的监测数据，每年都有数千，甚至是上万条光谱，日本科研人员的严谨工作态度令人深刻印象。/pp　　我在尾崎小组经历的一件难忘之事就是有机会见到了具有近红外光谱之父之称的Karl N. Norris教授，他是最早开展近红外光谱研究，并应用于农产品检测的人。2003年11月份，我参加了在日本筑波召开的日本全国近红外光谱会议，大会邀请了Norris教授参加，并为其颁发了日本近红外国际奖。会上终于见到了近红外的开山鼻祖。而且在这次会议上，尾崎先生邀请Norris教授访问我们的小组，这让我有了进一步接触他的机会。Norris教授结束了在筑波的行程后，由河野澄夫(Sumio Kawano，他是现任亚洲近红外光谱学会主席)教授亲自送到大阪，而尾崎老师让我到大阪去接Norris教授来实验室。我在大阪的梅田火车站接到了他们，河野教授请我们吃了中午饭后，我陪同Karl乘火车赶往实验室。在一个小时的路程中，我们聊了很多，有关于中国的，关于近红外的，关于他的早期工作的。很多事情现在都忘了，只记得他没有来过中国，我当时还对他说今后有机会一定邀请他来中国访问，但可惜到目前也没有实现这个承诺。另一个记得他说过的是他早期用光谱来检测鸡蛋内部是否有血丝，还有用近红外光谱进行大米的分拣等工作。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201605/insimg/e43d5bef-edd1-4af9-82b1-f3455f9fe8d4.jpg" title="1.jpg"//pp style="text-align: center "strongNorris在Ozaki实验室：左起杜一平、Norris、Ozaki、SumapornKasemsumran/strong/pp　　除了做合作公司近红外光谱数据分析外，我另外一个工作就是化学计量学算法研究，在尾崎小组工作的一年时间开发了四个新算法，以第一作者发表了五篇论文，与他人合作发表论文13篇。当时，SumapornKasemsumran(上面照片右侧的女士)是在读博士生，研究方向就是化学计量学。Sumaporn是泰国人，但其祖先也是中国人。尾崎老师指派我来指导她，我以第二作者的身份与她合作发表了8篇论文，这些论文使得她获得了博士学位。我们后来还合作申请并获得了BUCHI公司设立的2006年的NIR Young Scientist奖BUCHI NIR AWARD 2006。当时实验室中只有我一个人是专职做化学计量学的，每当有人需要化学计量学，我都要为他们讲解化学计量学，提出工作建议，我成了推广化学计量学的一名老师。在我即将离开实验室回国时，尾崎教授评价道：一平不仅在化学计量学研究上，更为重要的是在小组的化学计量学教育上做出了重要贡献。/pp　　尾崎老师带我进入了近红外光谱之门，也使我认识了很多近红外光谱领域的知名人士。除了Norris以外，还有日本的河野澄夫、在美工作的日本人Noda(二维相关光谱的提出者)、韩国汉阳大学的郑会一、挪威的Alfred A. Christy等。甚至清华大学的孙素琴教授，我也是在尾崎小组认识的。尾崎老师支持我参加了第九届国际化学计量学会议CAC2004(2004年，葡萄牙里斯本)、第13届国际近红外光谱会议NIR2007(2007年，瑞典UMEA)和第14届国际近红外光谱会议NIR2009(2009年，泰国曼谷)，会上认识了一些国际上知名的近红外光谱人。到2010年的时候，受中国近红外光谱组织(当时称为近红外光谱专业委员会)的委托，我承办了第二届亚洲近红外光谱会议ANS2010，我成功地邀请了时任国际近红外光谱学会主席的Pierre Dardenne博士, 国际近红外光谱学会秘书长Marena Manley教授, 国际近红外光谱学会下任主席Ana Garrido-Varo教授，亚洲近红外光谱学会主席Yukihiro Ozaki教授，他们的出席为会议增色不少。会上仪器信息网还专门采访了Pierre Dardenne、Yukihiro Ozaki、和袁洪福，并以《三大近红外光谱学会领军人共话未来发展趋势——访国际、亚洲、中国近红外光谱学会负责人》为题目发表了人物专访文章。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201605/insimg/c9155c14-e22d-4f36-91db-b40613a2f339.jpg" title="2.jpg"//pp style="text-align: center "strong出席ANS2010的NIR人：做起杜一平、Marena Manley、Dardenne夫人、Pierre Dardenne、Yukihiro Ozaki、Ana Garrido-Varo、梁逸曾、倪立军/strong/pp　　回顾这些年走过的近红外之路，很有感慨，有很多故事都想跟朋友们分享，而最值得回味的就是在尾崎幸洋教授课题组的经历，那是我初登近红外之路的地方。今天我所做的，还有广大中国近红外人所做的就是为了实现中国人在近红外之路上的梦想。span style="text-align: right "　　/span/pp style="text-align: right "　　华东理工大学 杜一平 span style="text-align: right "2016年4月20日于上海/span/ppbr//p