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小光源近场光线分布测量系统

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  • 激光驱动白光光源|每天使用3小时,至少可用8年的高亮度光源
    众所周知,传统的辐射校准光源,如氘灯、石英窗卤素钨灯、长弧氙灯等无法在200 nm-800 nm范围内保持较高的输出,并且在使用100小时或更短时间后需要进行重新校准,在使用500小时后还需要更换灯泡。图1 LDLS与其他传统光源的性能对比基于此,Hamamatsu集团旗下的Energetiq公司研发出单点激光驱动光源技术,并将其命名为激光驱动白光光源(Laser Driven Light Source, LDLS),该类光源不仅可以在170nm-2500nm的光谱范围内提供超高发光亮度,而且整个光源的发光寿命相比较于传统光源也高出了整整一个数量级。激光驱动白光光源(LDLS)激光驱动白光光源(以下简称,LDLS)由一个特殊设计的灯室、驱动激光光源、激光聚焦光路、光源输出光路、光源控制器等主要部分组成。图2 LDLS发光原理其原理是采用无电极结构,将外置1000 nm左右波长的激光汇聚到光源灯室中,加热氙等离子体至足够高温时发光,灯室发光后系统会自动给灯室断电,发光等离子体的状态就一直由外部激光器所保持。图3 LDLS产品参数与常见的有氘灯、钨灯、氙灯等传统光源相比,LDLS在亮度、稳定性、UV波长覆盖、寿命上都有很大突破。LDLS性能优势1、高亮度LDLS是高亮度光源,可以将光源压缩成一个极小的点,拥有极高的功率密度,超小光点成像(~0.1 mm)变得更容易,也更容易耦合进光纤、光谱仪等各种光学设备。适用于成像应用和测量诸如微芯片、生物细胞等精密测量样本的应用。图3 氙灯光源灯焰与LDLS灯焰比较2. 宽光谱范围LDLS光谱分布涵盖了深紫外—可见光—近红外的光谱范围(170nm-2500nm),光谱分布平坦相比于传统光源在深紫外波段光谱有极高光谱强度(10X)。图4 EQ-99X和卤钨灯光谱分布对比图5 LDLS系列光源光谱强度分布和传统光源对比3. 长寿命LDLS具有超长灯室寿命,超9000小时典型时长(低耗材成本),与传统光源(氙灯、氘灯、卤钨灯)相比校准时间间隔更长、漂移更低。图6 LDLS光源寿命4. 高稳定性LDLS 以每秒200帧的速度收集和存储2500张图像 ,使用ImageJ(图像分析软件)计算每张图像的质心; 发光等离子体质心位置标准差: 水平方向—0.145 µ m;垂直方向—0.094 µ m。产品应用紫外-可见光光谱分析单色仪光源薄膜检测 滤光片/光学元件测试原子吸收光谱材料特征检测环境分析高光谱成像气相分析测量光学传感器检测生命科学与生物成像
  • 杭纬课题组成功研制近场解吸成像质谱仪 用于药物单细胞内分布研究
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "厦门大学杭纬教授课题组与颜晓梅、李剑锋教授课题组合作,成功研制近场解吸成像质谱仪,实现纳米级形貌与化学成分共成像,并将该仪器用于药物在单细胞内分布的研究。相关研究成果以“Chemical and Topographical Single-Cell Imaging by Near-Field Desorption Mass Spectrometry”为题发表于Angewandte Chemie International Edition。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "(DOI: 10.1002/anie.201813744)/pp style="text-align: center "img title="15504658321311979.png" alt="15504658321311979.png" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/82c26a15-9659-4955-b1c7-d3f85f19bfb2.jpg"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "STED和PALM等高分辨光学技术已被用于鉴定基因表达及分子在细胞内分布,但这些技术均依赖荧光探针与目标分子结合的标记方法。质谱具有分子直接鉴别能力,虽然二次离子质谱能够达到纳米级的分辨,但谱图干扰十分严重。通用性极好的激光解吸技术由于受光学衍射极限的限制其分辨率停留在微米水平。特别是生物样品表面起伏不平干扰成像结果。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "针对这些挑战,该团队使用有孔光纤传导激光,光纤尖端开孔仅200纳米,使用尖端的倏逝波进行解吸,通过原子力显微镜控制光纤尖端到样品表面的距离,同时实现形貌与化学成分的成像。该技术无需探针标记,便可得到多种药物在单细胞内的分布成像,成像分辨率达250 nm。该质谱仪将近场解吸的分子通过深紫外激光后电离,具有离子产率高、传输性好等特点,达到amol级绝对检出限,能够得到清晰的谱图。该仪器克服了样品表面起伏对成像结果的干扰,实现形貌和化学成分的精准成像。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "文献链接:a style="color: rgb(0, 32, 96) text-decoration: underline " href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201813744" target="_blank"span style="color: rgb(0, 32, 96) "https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201813744/span/a/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "文献原文可联系仪器信息网编辑部提供。联系方式:010-51654077-8223/ppbr//p
  • 基于光线模型的成像系统标定与三维测量进展
    一、背景介绍:机器视觉可称为人工智能的“慧眼”,成像系统的标定又是机器视觉处理的重要环节之一,其标定精度与稳定性直接影响系统工作效率。在传统机器视觉与摄像测量标定领域,小孔透视模型仍存在高阶透镜畸变无法完备表征和多类复杂特殊成像系统不适用的问题。而基于光线的模型以成像系统聚焦状态下每个像素点均对应空间一条虚拟主光线为前提假设,通过确定所有像素点所对应光线方程的参数即可实现标定与成像表征,可避免对复杂成像系统的结构分析与建模。基于该光线模型,研究院相关课题组发展了各类特殊条纹结构光三维测量方法与系统,实验证明光线模型可通用于多类复杂成像系统的高精度测量,是校准非针孔透视成像系统的有效模型,可作为透视模型的补充。二、光线模型Baker等人最早提出了一种可表征任意成像系统的光线模型[1],认为图像是像素的离散集合,并以一组虚拟的感光元件“光素”表示每个像素与某像素相关联的空间虚拟光线间的完整几何特性、辐射特性和光学特性,如图1所示。因此,光线模型的标定即确定出所有像素点对应的光线方程,无需严格分析和构建成像系统的复杂光学成像模型,具备一定的便携性和通用性,从一定程度上也可避免镜头畸变的多项式近似表征引入的测量误差,为非小孔透视投影模型成像系统的表征提供了一种新的思路。图1 成像系统的光线模型示意图三、基于光线模型的条纹结构光三维测量在条纹结构光投影三维测量领域,光线模型一方面可作为三维重建的光线方案,用于表征大畸变镜头、光场相机、DMD投影机、MEMS投影机等多类特殊结构的成像与投影装置,可发展新的基于光线模型的条纹结构光三维测量方法与系统;另一方面,发掘光线模型在结构光测量中的优势,光线模型对克服投影与相机的非线性响应、大畸变镜头成像下提升三维重建精度具有优异的效果。3.1 Scheimpflug小视场远心结构光测量系统光线模型与三维测量课题组开发了小视场远心结构光测量系统,采用Scheimpflug结构设计确保公共景深覆盖,如图2所示。考虑到远心镜头属平行正交投影、Scheimpflug倾斜结构造成畸变模型非中心对称,因此,提出一种基于光线模型的非参数化广义标定方法[2]。系统中相机与投影机成像过程均采用光线模型表征,标定其像素与空间光线对应关系,计算光线交汇点坐标,实现三维重建。图3展示了系统实物图与五角硬币局部小区域的三维测量结果,测量精度为2 μm。图2 Scheimpflug小视场远心结构光测量系统图3 测量系统实物图与五角硬币局部的三维测量结果3.2光场相机的光线模型标定与主动光场三维测量课题组发展了基于主动条纹结构光照明的光场三维测量方法与系统。光场相机通过在传感平面前放置微透镜阵列,实现光线强度和方向的同时记录,由于存在微透镜加工误差、畸变像差、装配误差等复杂因素影响,光场相机完备表征与精密标定是个难题。课题组提出光线模型表征光场成像过程[3],即将光场相机内部看作黑盒,直接建立像素m与所对应的物空间光线方程l的参数,如图4所示。并通过标定光场所有光线与投影条纹相位的映射关系实现被测为物体的高精度三维测量,考虑光场多角度记录特点,构建基于条纹调制度的数据筛选机制,实现了场景的高动态三维测量,如图5所示,黑色面板与反光金属可同时重建。图4 光场成像模型图5 主动光场高动态三维测量3.3 DMD投影机与双轴MEMS激光扫描投影机的光线模型标定与三维测量基于微机电系统(MEMS)激光扫描的投影机以小型化、大景深的优势被应用于条纹投影测量系统,如图6(a)所示。但由于其依赖激光点的双轴MEMS扫描投影图案,不依赖镜头成像,透视投影模型表征会存在一定误差。此外, DMD等依赖镜头成像的投影机,大光圈设计也会影响小孔透视投影模型的表征精度。对此,课题组采用光线模型表征投影机[4],并提出了一种基于投影机光线模型的条纹投影三维测量系统标定方法,该方法根据双轴MEMS投影的正交相位对光线进行识别追踪,利用投影光线与相机构建的三角测量实现了三维重建。进一步发现:由于投影光线的相位一致性特性,光线模型可显著抑制系统非线性响应引起的测量误差,图6(b)展示了单目系统在3步相移条件下(未额外矫正非线性响应),分别使用透视投影模型与光线模型对石膏雕塑的三维重建结果,可见光线模型对非线性响应影响具有免疫性。图6 双轴MEMS激光扫描投影原理和石膏雕塑三维重建结果(3步相移,左图为透视投影模型,右图为光线模型)3.4单轴MEMS激光扫描投影机光线模型标定与三维测量单轴MEMS投影机将激光点扫描拓展为面扫描大幅提升了投影速率,可应用于动态测量。针对单轴MEMS投影机无透镜结构使得针孔模型不适用、单向投影无法提供正交相位特征点的问题,课题组提出一种基于等相位面模型的系统标定方法[5],推导出了相机反向投影射线与该等相位面交点处的三维坐标值与相位值间新的映射函数,实现了快速三维重建。图7展示了使用高速相机搭建的单目测量系统和重建场景,投影采集速率为1000 frame/s,采用4步相移与雷码图相位展开,三维重建速率为90 frame/s。后续为适应更高速率测量应用,可将单目扩展为双目或多目系统,采用单帧解调相位和多极线约束相位展开等方法减少投影图像数量,提升三维测量速率。图7三维测量系统与动态重建场景3.5大畸变镜头成像的光线模型标定与三维测量针对传统低阶多项式不能完备表征大畸变镜头的问题,课题组采用光线模型表征大畸变镜头相机成像,并提出一种完全脱离对相机和投影机内参依赖(透视模型依赖相机与投影机内参)的光线与条纹相位映射的三维重建方法。通过直接标定相机光线与条纹相位的倒数多项式映射系数,避免了繁琐耗时的对应点搜索与光线插值操作。图8为装配4 mm广角镜头的光线标定结果与标准球三维测量结果,可见由于广角镜头畸变较大,光线模型较透视模型重建质量有所提升。图8 广角镜头光线标定与标准球三维测量数据的拟合误差分布(a)透视投影模型,(b)光线映射模型四、总结光线模型通过确定所有像素点所对应光线方程的参数实现标定与成像表征,从而避免了对复杂成像(投影)系统的结构分析与建模,解决了特殊条纹投影三维测量系统的标定与重建问题,同时在条纹投影三维测量的系统非线性相位误差抑制和精度提升上展示出优异性能。在结构光三维测量的未来发展中,可进一步扩展光线模型三维测量的方法与应用,提升测量精度、效率与通用性,解决各类特殊复杂场景中的应用测量问题。参考文献[1] Baker S, Nayar S K. A theory of catadioptric image formation[C]//Sixth International Conference on Computer Vision (IEEE Cat. No.98CH36271), January 7, 1998, Bombay, India. New York: IEEE Press, 1998: 35-42.[2] Yin Y K, Wang M, Gao B Z, et al. Fringe projection 3D microscopy with the general imaging model[J]. Optics Express, 2015, 23(5): 6846-6857.[3] Cai Z W, Liu X L, Peng X, et al. Ray calibration and phase mapping for structured-light-field 3D reconstruction[J]. Optics Express, 2018, 26(6): 7598-7613.[4] Yang Y, Miao Y P, Cai Z W, et al. A novel projector ray-model for 3D measurement in fringe projection profilometry[J]. Optics and Lasers in Engineering, 2022, 149: 106818.[5] Miao Y P, Yang Y, Hou Q Y, et al. High-efficiency 3D reconstruction with a uniaxial MEMS-based fringe projection profilometry[J]. Optics Express, 2021, 29(21): 34243-34257.课题组简介:本文作者:刘晓利 ,杨洋 ,喻菁 ,缪裕培 ,张小杰 ,彭翔 ,于起峰 ;深圳大学物理与光电工程学院深圳市智能光测与感知重点实验室。以于起峰院士领衔的深圳大学智能光测图像研究院主要研究方向包括大型结构变形与大尺度运动测量、超常光学测量与智能图像分析、计算成像与三维测量以及多传感器融合感知与控制等。
  • 分布式光纤应变监测仪取得重要进展
    p style="text-align: justify text-indent: 2em " 由中兴通讯股份有限公司牵头的国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”重点专项“分布式光纤应变监测仪”项目经过近两年的努力,突破了高空间分辨率技术、超长距离测量技术和高精度布里渊信号处理等关键技术,开发出分布式光纤应变监测仪样机。近日,项目顺利通过了科技部高技术中心组织的中期检查。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "分布式光纤传感以光纤作为传感器,其测量参数包括应变和温度等,可以实现空间上的连续测量,监测点位可达百万个,测量距离可达百公里,具有传统点式传感器不可比拟的优势,是大尺度基础设施结构健康监测和大范围地质灾害监测最有效的技术手段。目前国内高性能分布式光纤传感监测仪主要依赖国外进口,国内还不能实现厘米级超高空间分辨率和百公里超长距离产品供货。该项目通过采用差分脉冲对技术和双频激光扫描技术,所开发的可工程化应用的分布式光纤应变监测仪,具有厘米级空间分辨率和百公里测量距离,已成功应用于油气管道、高速铁路、高压输电线、大型桥梁和山体滑坡监测等领域,中国公路学会组织的科技成果鉴定认为该项目整体技术达到了国际领先水平。开展分布式光纤应变监测仪的自主化研究,对于提高我国大型基础设施、大型结构装备和地质灾害的安全监测能力,提升公共安全水平,以及减小经济损失和社会影响具有重要意义。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "该项目下一步将加强仪器小型化设计,提高产品的工程使用灵活性;进一步加快工程应用示范及产业化推广等工作。 /p
  • 纳米所重大项目:深紫外扫描近场光电探针系统研制
    p/ptable border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" width="600"tbodytrtd width="648" colspan="4"table width="600" border="1" align="center" cellpadding="0" cellspacing="0"tbodytr/tr/tbody/table/td/trtrtd width="122"p成果名称/p/tdtd width="526" colspan="3"p style="text-align:center "深紫外扫描近场光电探针系统/p/td/trtrtd width="122"p单位名称/p/tdtd width="526" colspan="3"p style="text-align:center "中科院苏州纳米所/p/td/trtrtd width="122"p联系人/p/tdtd width="157"p刘争晖/p/tdtd width="149"p联系邮箱/p/tdtd width="220"pzhliu2007@sinano.ac.cn/p/td/trtrtd width="122"p成果成熟度/p/tdtd width="526" colspan="3"p■正在研发 □已有样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产/p/td/trtrtd width="122"p合作方式/p/tdtd width="526" colspan="3"p□技术转让 □技术入股 □合作开发 ■其他/p/td/trtrtd width="648" colspan="4"pstrong成果简介: /strongbr/ 本设备在国家自然科学基金委重大科研仪器研制项目(自由申请)的支持下,自2014年起,针对波长200~300 nm的深紫外波段微区光电性质测试分析这样一个难题,研制一套深紫外扫描近场光电探针系统。将深紫外共聚焦光路引入到超高真空扫描探针显微镜系统中,采用音叉反馈的金属探针,在纳米尺度的空间分辨率上实现形貌和紫外波段荧光、光电信号的实时原位测量和综合分析,为深入研究这一光谱范围半导体中光电相互作用的微观物理机制、实现材料的结构和性质及其相互关系的研究提供新的实验系统,目前国内外均未有同类设备见诸报道,为国际首创。该系统中创新性研制的闭环控制低温超高真空原子力显微镜扫描头、波长在200nm-300nm可调谐的深紫外脉冲光源、基于原子力显微镜的深紫外光电压谱测试和分析方法、深紫外近场荧光寿命的高空间分辨测试和分析方法等核心设备和技术均为本项目单位自主研制,具有完全自主知识产权。/p/td/trtrtd width="648" colspan="4"pstrong应用前景:/strongbr/ 近年来,深紫外,特别是280nm以下日盲波段的半导体探测和发光器件,以其巨大的经济军事应用价值,逐渐成为研究重点。然而,相较于可见光半导体光电器件,深紫外波段半导体光电器件的性能包括光电转换效率、探测灵敏度等距人们的需求还有较大差距。其中一个重要原因是缺乏究深紫外半导体材料中光电相互作用的微观物理机制的有效研究手段。而本设备的研制将极大地丰富超宽带隙半导体材料和器件研究的内涵,推进相关材料和器件的发展。/p/td/trtrtd width="648" colspan="4" style="word-break: break-all "pstrong知识产权及项目获奖情况:/strongbr/ 本设备相关的装置和技术均申请了发明专利保护,其中已获授权11项,已申请尚未获得授权6项,如下所示: br/ 已授权专利: br/ 1、一种扫描近场光学显微镜 br/ 2、材料的表面局域电子态的测量装置以及测量方法 br/ 3、半导体材料表面缺陷测量装置及表面缺陷测量方法 br/ 4、材料界面的原位加工测试装置 br/ 5、多层材料的减薄装置及减薄待测样品的方法 br/ 6、界面势垒测量装置及测量界面势垒的方法 br/ 7、导电原子力显微镜的探针以及采用此探针的测量方法 br/ 8、半导体材料测量装置及原位测量界面缺陷分布的方法 br/ 9、材料表面局部光谱测量装置及测量方法 br/ 10、采用原子力显微镜测量样品界面势垒的装置以及方法 br/ 11、制备金属针尖的装置及方法 br/ 已申请未授权专利:br/ 1、半导体材料表面微区光电响应测量装置及测量方法 br/ 2、一种同时测量表面磁性和表面电势的方法 br/ 3、超高真空样品转移设备及转移方法 br/ 4、用于近场光学显微镜的探针及其制备方法 br/ 5、探针型压力传感器及其制作方法 br/ 6、阴极荧光与电子束诱导感生电流原位采集装置及方法 br/ 此外本设备研制相关软件著作权登记1项:“中科院苏州纳米所原子力显微镜与光谱仪联合控制软件”。/p/td/tr/tbody/tablepbr//pp/p
  • 光纤照明系统应用于空间站舱内的分析探讨
    光纤照明系统应用于空间站舱内的分析探讨引言:照明系统是空间站内一个重要的子系统,配套舒适的照明能为航天员的舱内生活、作业提供良好的照明环境,保障航天员的人身安全。同时,照明的功耗控制也对整个航天任务的顺利实施起到重要作用。目前绝大多数空间照明系统的供电来源于太阳能电池阵/蓄电池供电系统。在航天器光照区,通过太阳能电池的光伏效应把太阳能转换为直流电能供给负载,并将部分电能转化为化学能储存于蓄电池组中。当航天器进入地球阴影区时,则由蓄电池通过控制单元中的调节装置向负载供电。太阳能电池主要时基于光电转换实现的,其基本原理是利用电池将收集到的光能根据一定的原理转化成为可以直接使用或者可以储存的电能,目前太阳能电池的转换效率一般在10%-20%之间。当前这种技术的应用范围很广阔,但其局限性是如何提高这种光能向电能转换的效率。近年来,虽然越来越多的飞行器开始采用功率较低、性能更优的LED光源代替传统的荧光灯,但是长时间不间断的照明仍会产生较大的功耗。为了充分利用太阳光以达到节约资源的目的,基于地面上应用的光纤照明系统,提出了一种应用于空间照明的太阳能光纤照明方案,直接利用太阳光进行舱内照明。图1.空间站内的照明系统一、光纤照明可行性分析以位于赤道上空35860 Km的同步轨道为例,卫星绕地球一周的时间为23 h 56 min 4 s,与地球自转周期相同,卫星相对地球来说是静止的,一年中仅在春分和秋分前后45天,而且每天最多只有72 min被地球遮挡,其余时间内,卫星可受到太阳光的连续照射。和地面相比,用同样的面积的太阳能电池板,在同步轨道可获得6-11倍的太阳能。如果卫星处于圆形日心轨道,则不存在地球遮挡时间。如果我们能充分利用这段时间的太阳光直接进行照明,将大大节省飞船的照明用电,因此分析和探讨光纤照明系统在飞船和空间站内的应用是非常有意义的。事实上,早在1995年,美国物理科学公司和道格拉斯宇航公司在NASA的资助下,就曾对太阳光照明系统进行过相关的研究。当时这个系统是作为空间材料处理实验的热源为另一个项目研制的,将其中一部分用于空间植物照明实验。这一系统主要包括了可自主聚光镜、次级聚光镜、光纤、植物照明器和检测仪器,效率约为32%,通过采用高效率部件,系统效率可达到65%,其聚光比为1000-75000。由此可见,太阳光光纤照明系统有望于应用于未来的空间站照明。图2.空间站内的收光系统二、空间光纤照明系统关键技术典型的光纤照明系统主要由聚光装置、光纤束、末端发光装置以及辅助装置等部分组成。其中光纤束及光线跳线作为重要的组成部分,起到了光线传输何承载的重要作用。我们提供各种光纤束,并根据要求为客户定制各种光纤束。可选的标准接口及护套铠甲。40,000小时不间断测试实验表明我们光纤束可以长期保持透过率稳定。 此外,传统的光纤束均采用环氧胶来交合光纤,这一方式使光纤束的传输效率变低,我们PowerLightGuide FUSED-END BUNDLES 抗紫外光纤束(Optran UVNS光纤)则采用输入端熔融工艺从而减小光纤间的空隙,极大的提供光纤束的透过效率。在保持光纤的NA不变的情况下,PowerLightGuide FUSED-END BUNDLES传输效率提高50%。因为不含任何环氧胶,PowerLightGuide FUSED-END BUNDLES在摄氏1500度的情况下依然可以正常工作。PowerLightGuide FUSED-END BUNDLES(光纤束,光纤光导管)相对于传统的液芯光导管(Liquid Light Guide,液芯光纤)有着极大的优势,主要包括以下几点: 1.PowerLightGuide FUSED-END BUNDLES在160~1200nm范围内提供极高的透过率, 2. PowerLightGuide FUSED-END BUNDLES长度不想液芯光纤一样受限制, 3. PowerLightGuide FUSED-END BUNDLES的传导性能不会随时间而退化。 主要应用:工业及科学方面: 替换 UV液芯光纤光谱学 传感器 紫外光刻 激光焊接/锡焊/打标 激光能量传送 核等离子体诊断 分析仪器 激光二极管尾纤 Thomson散射 紫外照明及监测 紫外拉曼光谱 紫外固化 超高温应用医疗方面: 医疗诊断 激光传输 光动力疗法 医学治疗高精度定制型光纤束-昊量光电 (auniontech.com)系统的工作原理:聚光装置将入射的太阳光进行会聚,会聚后的太阳光通过光纤束传输到任何需要照明的场所,再通过合理的配光设计使传输过来的太阳光均匀地散射出去。当无太阳光照射或太阳光不足时,利用辅助照明装置进行补充照明,以保证高质量的照明环境。太阳光光纤照明系统应用于空间照明的关键技术为:聚光装置的设计;聚光装置与光纤的耦合;末端发光装置的设计;辅助照明装置的设计。研究上述应用的技术难点,将对光纤照明系统应用于空间照明并节约照明功耗具有很大作用。同时,对空间站照明的研究,也可以将其技术应用在空间植物的培养方面,未来随着人们对宇宙空间的不停探索,光纤照明将不仅仅 限于空间站的生活照明,同样可以应用在空间站内植物培养照明,为人类能够探索更遥远的宇宙提供可能性。结语:目前,地面上的太阳光光纤照明系统与传统照明技术的有机结合使得太阳能被广泛的应用,大大的节约了照明供电系统的资源和成本,具有较高的学术价值和重要的应用价值。而且,国内外关于太阳光照明与传统照明结合的性能更优的系统和新装置不断被研制出来,各国科研人员对太阳光光纤照明实用系统的开发研究正在进一步深入,各种新方案、新器件不断被运用到系统的设计和制作当中,太阳光光纤照明系统将是未来照明的一个大趋势。关于昊量光电昊量光电 您的光电超市!上海昊量光电设备有限公司致力于引进国外先进性与创新性的光电技术与可靠产品!与来自美国、欧洲、日本等众多知名光电产品制造商建立了紧密的合作关系。代理品牌均处于相关领域的发展前沿,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等,所涉足的领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及前沿的细分市场比如为量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等。我们的技术支持团队可以为国内前沿科研与工业领域提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等优质服务,助力中国智造与中国创造! 为客户提供适合的产品和提供完善的服务是我们始终秉承的理念!
  • 日立发布荧光分布成像系统新品
    1. 荧光分布成像系统(EEM View)简介作为荧光分光光度计的配件系统,这是全球首创将相机与荧光分光光度计的完美结合,融合了智能算法的先进技术。能够同时获取样品图像和光谱信息。 新型荧光分布成像系统可安装到F-7100荧光分光光度计的样品仓内。入射 光经过积分球的漫反射后均匀照射到样品,利用F-7100标配的荧光检测器可以获得样品荧光光谱,结合积分球下方的CMOS相机可获得样品图像,并利用独特的AI光谱图像处理算法,可以同时得到反射和荧光图像。 2. 荧光分布成像系统特点:? 测定样品的光谱数据(反射光、荧光特性)? 在不同光源条件下(白光和单色光)拍摄图像 (区域:Φ20mm、空间分辨率:0.1 mm左右、波长范围:360-700nm)? 利用自主研发的分析系统1),分开显示荧光图像和反射图像? 根据图像可获得不同区域的光谱信息(荧光光谱、反射光谱)1) 国立信息学研究所 佐藤IMARI 教授?郑银强副教授共同研究成果荧光分布成像系统软件分析(EEM View Analysis)界面(样品:LED电路板)样品安装简单,适用于各种样品测试样品只需摆放到积分球上,安装十分简单!丰富的样品支架支持精确测量的校正工具总结以上为荧光分布成像系统的特点和功能结束,这是一种全新的技术,将它配置到荧光分光光度计中,改变了常规荧光光度计只能获得样品表面区域平均化信息的现状,可以查看样品图像任意区域的光谱信息,十分适合涂料、材料、油墨、LED、化工等领域。创新点:创新点主要有两个方面:硬件方面:全球首创将将荧光分光度计与CMOS相机结合在一起,能够同时观察样品光谱和图像的技术。软件方面:运用了智能光谱算法,可以获取样品任意区域的光谱信息。常规的荧光分光光度计测得的是样品表面信息平均化的信号,得到的是一条荧光光谱,这个新的系统能够对样品表面进行分区,从而获得不同区域的光谱信号,使得光谱信息细致化了。荧光分布成像系统
  • 日立发布荧光分布成像系统新品
    一、荧光分布成像系统(EEM View)简介 作为荧光分光光度计的配件系统,这是全球首创将相机与荧光分光光度计的完美结合,融合了智能算法的先进技术。能够同时获取样品图像和光谱信息。 新型荧光分布成像系统可安装到日立F-7000/71000荧光分光光度计的样品仓内。入射光经过积分球漫反射后均匀照射到样品,利用荧光光度计标配的荧光检测器可以获得样品荧光光谱,积分球下方的CMOS相机可获得样品图像,并利用独特的AI光谱图像处理算法,可以同时得到反射和荧光成分图像。 二、 荧光分布成像系统特点: 1. 可以全面测定样品的光谱数据(反射光、荧光特性)在不同光源条件下(白光和单色光)拍摄样品图像,(区域:Φ20mm、空间分辨率:0.1 mm左右、波长范围:360-700nm),同时利用先进的光谱算法,分别显示荧光图像和反射图像, 根据图像可获得不同区域的光谱信息(荧光光谱、反射光谱)荧光分布成像系统软件分析(EEM View Analysis)界面(样品:LED电路板)2. 样品安装简单,适用于各种样品测试样品只需摆放到积分球上,安装十分简单!丰富的样品支架支持精确测量的校正工具荧光分布成像系统是一种全新的技术,将它配置到荧光分光光度计中,改变了常规荧光光度计只能获得样品表面区域平均化信息的现状,可以查看样品图像任意区域的光谱信息,十分适合涂料、材料、油墨、LED、化工等领域。创新点:创新点主要有两个方面:硬件方面:全球首创将将荧光分光度计与CMOS相机结合在一起,能够同时观察样品光谱和图像的技术。软件方面:运用了智能光谱算法,可以获取样品任意区域的光谱信息。常规的荧光分光光度计测得的是样品表面信息平均化的信号,得到的是一条荧光光谱,这个新的系统能够对样品表面进行分区,从而获得不同区域的光谱信号,使得光谱信息细致化了。荧光分布成像系统
  • 中科大“太赫兹近场高通量材料物性测试系统”项目启动
    p  4月6日上午,由国家自然科学基金委组织、中国科学技术大学教授陆亚林承担的国家重大科研仪器研制项目“太赫兹近场高通量材料物性测试系统”项目启动会在中国科大召开。启动会后,联席召开了管理工作组和监理组会议。/pp  管理工作组专家组组长由清华大学教授、中科院院士南策文担任。/pp  国家自然科学基金委工程与材料学部副主任车成卫宣布项目正式启动,并指出了设立国家重大科研仪器研制项目的重要意义。同时,他就国家重大科研仪器研制项目的定位、要求、设想、管理体制、项目管理部门、项目组织部门和项目依托单位职责等进行了说明。/pp  中国科大副校长朱长飞代表依托单位致辞,表示中国科大将大力支持该项目实施。/pp  在中科院院士南策文的主持下,管理工作组和监理组听取了项目负责人陆亚林所作的有关项目总体工作安排以及2017年度计划的项目启动工作详细报告。随后,三位分总体负责人也就各自负责的分总体工作安排作了报告。/pp  报告完成后,与会专家和负责人与项目组成员就项目工作安排、项目组织实施、可能面临的关键问题及技术难点等进行了热烈交流和讨论,对项目实施提出了建设性意见和建议。大家强调,项目实施过程中应重点关注系统集成的难度,充分运用多种方式研究各分系统间的相互干扰问题,做好风险防控 项目设计和研制过程中要注重仪器研制与重大科学问题的关联,充分考虑仪器的稳定性、可靠性和实用性 项目依托单位应进一步加强对项目组在人力、物力、基础条件等方面的支持。/pp  最后,管理工作组和监理组经过讨论和现场考察后认为,项目立项目标明确,总体设计方案合理,五年研制计划可行 2017年度工作计划具体,组织实施管理办法可靠 项目承担单位具有很好的学科支撑条件和先进的公共科研设施,为该项目的实施提供了良好的工作平台。管理工作组和监理组认为,该项目具备了启动研制工作的充分条件,一致同意尽快启动该仪器的研制工作。/pp  “太赫兹近场高通量材料物性测试系统”于2016年11月获批实施,期限自2017年1月起,至2021年12月。项目目标为研制一套全新的太赫兹近场高通量材料物性测试系统,系统将通过集成可调谐预聚束太赫兹自由电子激光与宽谱脉冲光源、探针和样品双扫描模式等核心技术,实现在可控温度、矢量磁场、电场等条件下对功能材料在宽太赫兹谱段范围的复光学常数的高空间时间分辨、高灵敏测量,并通过复光学常数与功能材料的特征物性之间的共性关联,揭示与之直接关联的功能材料特征物性,可以实施材料物性精密测量和快速材料筛选,仪器研制成功后有望在材料基因组工程、功能材料等方面的研究上获得重要应用,对进一步发现新材料将起到十分重要的作用。/ppbr//p
  • ZOLIX发布微纳器件光谱响应度测试系统新品
    DSR300系列微纳器件光谱响应度测试系统是一款专用于低微材料光电测试的系统。其功能全面,提供多种重要参数测试。系统集成高精度光谱扫描,光电流扫描以及光响应速率测试。40μm探测光斑,实现百微米级探测器的*对光谱祥响应度测量。超高稳定性光源支持长时间的连续测试,丰富的光源选择以及多层光学光路设计可扩展多路光源,例如超连续白光激光器,皮秒脉冲激光器,半导体激光器,卤素灯,氙灯等,满足不同探测器测试功能的要求。是微纳器件研究的优选。 功能:? 光谱响应度? 外量子效率? 单色光/变功率IV;? 不同辐照度IT曲线(分辨率200ms)? 不同偏压下的IT曲线? LBIC,Mapping? 线性度测试? 响应速率测试 微纳器件光谱响应度测试系统主要技术参数显微镜头标配:10倍超长工作距离物镜,工作距离大于17mmNA值:0.42光谱范围:350-800nm选配:1,50倍超长工作距离消色差物镜,工作距离大于17mmNA值:0.42光谱范围:480-1800nm 2,15倍紫外物镜,工作距离大于8.5mmNA值:0.32光谱范围:250-700nm 3,50倍超长工作距离紫外物镜,工作距离大于12mmNA值:0.42光谱范围:240-500nm 4,40倍反射式长工作距离工作距离大于7.8mmNA值:0.5光谱范围:200nm-20um光斑中心空心光源选配光源1、半导体激光器波长:405nm,532nm,633nm,808nm,980nm可选不稳定性:<1% 2、皮秒脉冲激光器波长:375nm,405nm,488nm,785nm,976nm可选脉宽:100ps频率:1-20M Hz 3、氙灯光源光谱范围:250nm-1800nm不稳定性:<1% 4、超连续白光激光光源光谱范围:400-2400nm频率:0.01MHz-200MHz脉宽:100ps光谱仪焦距:300mm;相对孔径:f/3.9;光学结构:C-T;光谱仪分辨率:0.1nm;倒线色散:2.7nm;波长准确度:±0.2nm波长重复性:±0.1nm扫描步距:0.005nm狭缝规格:圆孔抽拉式固定狭缝,孔径:0.2mm,0.5mm,1mm,1.5mm,2mm,2.5mm,3mm;三光栅塔台;光栅配置:1-120-300、1-060-500、1-030-1250,光栅尺寸:68×68mm6档自动滤光片轮,光谱范围200-2000nm;内置电动机械快门,软件控制快门开关;杂散光抑制比:10-5探针台配置4个探针座,配20/10微米针尖探针2米三同轴电缆,漏电流小于1pA。真空吸附样品台。探针座:XYZ方向12mm调节行程,0.75um调节分辨率,0-30°调节探针角度。LBIC MaappingXY方向行程50mm,分辨率5um。数釆v 锁相放大器斩波频率:20Hz~1KHz;频率6位显示,2.4英寸屏,320×240液晶显示;电压输入模式:单端输入或差分输入;电压、电流两种输入模式; 满量程灵敏度:1nV至1V;电流输入增益:106或108V/A;动态储备:>100dB;时间常数范围:10μs至3ks; v keithley2612B量程:100nA/1A最小信号:1nA本地噪音:100pa分辨率:100fa通道数:2 v keithley2636B量程:1nA/1A最小信号:10pA本地噪音:1pa分辨率:10fa通道数:2制冷样品台温度范围:-196℃-600℃,(-196℃需要选择专用冷却系统)全程温度精度/温度性:0.1℃/<0.01℃光孔直径:2.4mm样品区域面积:直径22mm两个样品探针,1个LEMO接头(可增加至1探针)工作距离:4.5-12.5mm气密样品腔室,可充入保护性气体独立温度控制响应速率测试示波器型号:MDO32模拟带宽100MHz采样率5GS/s记录长度10M时间范围:uS-S,需要配合调制激光器使用时间范围:10nS-S,需要配合皮秒脉冲激光器使用 三维可调高稳定探针台结构,方便样品位置调节。内置三路半导体激光器或者两路光纤激光器,外置一路激光光路。可以引入可调单色光源,进行全光谱范围的光谱响应度测试。测试功能曲线:40um光斑@550nm@50倍物镜200um光纤 70um光斑@550nm@50倍物镜400um光纤5um光斑@375nm皮秒激光器@40倍物镜 紫外增强氙灯和EQ99光源的单色光能量曲线,使用40倍反射式物镜,300mm焦距光谱仪,光谱仪使用1200刻线300nm闪耀光栅,光斑直径大小80um。创新点:"针对微纳光电器件探测器的测试系统。监控样品位置,实现微小光斑的宽波段光谱响应度测量宽波段显微光谱测试系统。与常规的显微系统相比较,其光源使用是宽波段光源,而不是单色光。是针对针对微纳光电器件开发的专用测试系统。"微纳器件光谱响应度测试系统
  • 综述:太赫兹近场超分辨成像,不断突破衍射极限
    太赫兹(THz)辐射频率处于电子学和光学频率之间,因此具备多种光电子特性。THz成像作为THz辐射最重要的应用方面,在国防、通信、生物、医学和材料有着巨大应用潜力。THz 时域光谱系统(THz-TDS)被广泛用于角膜含水量测量、角膜瘢痕成像、蛋白浓度检测和细胞标志物检测等。然而受限于衍射极限存在,THz成像分辨率一般被限制在毫米量级。近场光学成像技术使用空间尺度极小探针直接探测样品表面亚波长尺度细节,可有效突破衍射极限,是实现THz超分辨成像的重要路径。目前,根据探针工作方式的区别,THz近场成像技术可分为孔径探针THz近场成像和散射探针THz近场成像。孔径探针THz近场成像方案需要平衡空间分辨率、截至频率和近场耦合效率之间关系,其成像分辨率仍无法突破至nm量级。散射探针THz近场成像分辨率与探针几何结构和探针-样品表面距离有关,截至目前其成像分辨率可以突破至0.3 nm。本文综述了THz超分辨成像的基本原理及最新进展,围绕孔径探针和散射探针两种主流的THz近场成像技术,详述其在成像原理、成像质量与成像分辨率等方面的突破,并对THz超分辨成像做出总结与展望。图1 THz近场成像及其应用场景孔径探针孔径探针THz近场成像主要利用亚波长结构形成THz辐射源或THz探测器在近场范围内扫描样品表面提升成像空间分辨率。依据孔径类型分类,孔径探针THz近场成像共有四种技术路线,分别是物理孔径、动态孔径、人工表面等离子激元和近场天线。物理孔径探针通常为锥形波导,可以将THz辐射局域成亚波长THz辐射源并扫描样品,提升空间分辨率。其优势在于:结构简单制备容易,可根据THz源设计波导几何结构提升THz耦合效率。图2 锥形物理孔径THz近场成像示意图动态孔径THz成像系统主要有两种实现方式。一种是基于光泵浦方案,该方案激发半导体材料形成特定分布的载流子,进而调制THz空间分布。另一种是基于飞秒激光成丝方案,该方案应用光丝对THz辐射强束缚作用,或是应用交叉光丝,形成动态微孔调制THz空间分布。动态孔径技术优势在于,一方面可以和压缩感知技术结合在保证空间分辨率情况下极大提升成像速度,另一方面基于飞秒激光光丝可以进一步提升成像分辨率至20 μm。图3 交叉光丝形成动态孔径实现THz近场成像人工表面等离子激元器件表面具有周期结构,通过改变材料表面等效介电常数实现THz波近场聚焦。常规调制方案包括金属锥形结构聚焦探针、金属周期结构THz超透镜和石墨烯THz超透镜等;其适用波长范围广、聚焦效率高具有一定的应用前景,尽管目前还处于实验室阶段,但是随着THz器件加工技术逐渐发展,相信在不久的将来其实用性会得到提升。图4 人工表面等离子激元器件实现THz近场成像近场THz天线这是一种微型近场THz探测器,优势为在提升空间分辨率同时能够保证时间分辨率,另一方面THz近场天线可以被集成至片上,拓宽了其使用场景。 图5 近场天线实现THz近场成像散射探针散射探针THz近场成像系统,是通过测量探针与样品表面在外场作用下的近场耦合效应反映样品表面信息。其适用于宽谱THz光源,成像空间分辨率与探针几何结构和探针-样品表面间距有关最高可以达到0.3 nm量级。由于背景散射信号强度远大于近场散射信号强度,散射探针THz近场成像系统主要技术难点在于信号收集与提取。目前,较为成熟的近场散射信号提取技术包括:自零差方案、正交零差方案、伪外差方案和合成光学全息方案等。在保障扫描时间的前提下,伪外差方案成像对比度高且具备相位分辨能力,因此被广泛采用。散射探针THz近场成像系统通常使用扫描隧道显微镜或者原子力显微镜作为提供近场条件的媒介,可将探针针尖与样品表面间距精确控制在20 nm范围内。基于扫描隧道显微镜的散射THz近场成像系统优势:1)其空间分辨率最高可以提升至0.3 nm;2)基于扫描隧道显微镜增强隧穿电流原理,可以增强近场散射信号。缺点:扫描隧道显微镜是通过测量针尖与样品表面隧穿电流实时反馈控制针尖与样品表面间距,故此种方案不适用于不导电样品。图6 基于扫描隧道显微镜搭建的近场成像系统及其一维扫描结果图基于原子力显微镜的散射THz近场成像系统原子力显微镜,因其和扫描隧道显微镜类似,具有卓越的空间分辨能力,是搭建散射探针THz近场成像系统的主力设备,同时能够通过检测针尖与样品之间相互作用反馈控制针尖和样品间距,故该系统可以适用于多种样品。图7 基于原子力显微镜搭建的近场成像系统及其扫描结果图散射探针THz近场成像不仅可以将THz成像分辨率提升至nm量级,还可以被应用于检测样品表面载流子运动。与光学波段和红外波段成像技术相比,有掺杂的半导体或者半金属材料对THz波段更加敏感,因此散射探针THz近场成像技术还被应用在nm量级表征载流子数目和分布情况。 总结与展望随着强THz产生技术和高灵敏THz探测技术的不断发展,超分辨THz成像技术得到了长足发展。孔径探针和散射探针THz成像方案各有侧重,在不同领域得到广泛应用。根据以上总结,从应用角度出发对近场THz成像技术作出展望:(1)成像速度。目前大多数超分辨THz成像方案都是采用逐点扫描模式,尽管成像分辨率得到很大提升,但是成像速度较慢。(2)装置集成化与轻量化。高效的桌面式近场THz成像系统能够助力此项技术得以推广。(3)样品多样性。目前,nm量级THz近场成像技术主要被应用于材料学研究,未来可以充分发挥THz辐射优势,将检测样品扩展至生物大分子甚至活体。(4)大范围成像。未来可以在平衡成像质量与成像速度前提下,实现nm量级大范围样品成像。综上所述,本文概括了超分辨近场成像技术的多个技术指标,分别是空间分辨率、时间分辨率、相位分辨能力、成像速度、成像对比度和装置复杂性。在保证空间分辨率的前提下,提升其他技术指标仍然任重而道远。
  • 基于拉曼散射的新型分布式光纤温度传感技术与工程安全监测应用获2012年度国家科技发明二等奖
    1月18日,国家科学技术奖励大会在北京召开,由总局推荐的“基于拉曼散射的新型分布式光纤温度传感技术与工程安全监测应用”科技成果获得2012年度国家科技发明二等奖。  由质检总局推荐,中国计量学院张在宣教授牵头完成的“基于拉曼散射的新型分布式光纤温度传感技术与工程安全监测应用”项目围绕工程火情监测及预警、智能电网等检测所面临的分布测温准确性、测量快速性、定位报警可靠性三个关键问题,主要发明了:新型分布光纤拉曼散射温度传感系统及解调、定标技术 新的温度传感脉冲编码解码等信号处理技术 双波长自校正和集成拉曼放大技术 分布光纤拉曼测温应用新技术。项目成果广泛支持公安消防所、煤科院等50余家单位的科研、生产和工程 成功用于上海长江隧桥等20多个省、市、自治区的600多个重大工程的安全监测。直接经济效益和社会经济效益十分显著。
  • 国内首套真空太赫兹波段近场光学显微系统在电子科技大学太赫兹中心成功安装
    太赫兹有着光明的应用前景,还是一片未开垦的处女地。电子科技大学太赫兹中心自成立以来,为太赫兹科学研究搭建了更高的合作发展平台,也标志着我国以“国际前沿、”为目标的太赫兹科学研究迈入了崭新阶段。2018年6月,应电子科技大学太赫兹中心对真空环境下进行太赫兹近场光学研究的需求,QD中国工程师配合德国neaspec公司立即展开积响应并为客户量身定制了套真空太赫兹波段近场光学显微系统(HV-THz-neaSNOM),并已成功安装。 图1:电子科技大学太赫兹中心安装调试现场 图2:真空太赫兹波段近场光学显微系统(HV-THz-neaSNOM) 电子科技大学太赫兹中心原有一套大气环境太赫兹波段近场光学显微系统(THz-neaSNOM),空间分辨率~50nm、宽太赫兹时域近场响应波段0.5-2.2THz。由于更进一步的科研需要,客户需在更加严格的真空条件下进行太赫兹实验。为了满足客户的实验需求,德国neaspec公司在原有大气环境THz-neaSNOM的基础上,结合新的低温散射式近场光学显微镜(Cryo-neaSNOM)技术,设计了新的真空腔体系统,改进了原子力显微镜布局,并重新设计了光路,终成功研发出了套真空太赫兹波段近场光学显微系统(HV-THz-neaSNOM)。该套系统成功地继承了德国neaspec公司THz-neaSNOM的设计优势,采用保护的双光路设计,完全可以实现真空环境下太赫兹波段应用的样品测量。HV-THz-neaSNOM在实现30nm高空间分辨率的同时,由于采用0.1-3THz波段的时域太赫兹光源(THZ-TDS),也可以实现近场太赫兹成像和图谱的同时测量。这大地满足真空环境中太赫兹近场光学研究的需求,可以减少大气中水对太赫兹波段的吸收影响,能更好地保持样品的洁净,为用户进一步集成真空设备提供了基础。 图3:系统理论培训 图4:现场实时操作培训 太赫兹波有强的穿透性,对不透明物体能完成透视成像,用来做半导体材料、生物样品等的检测是其应用趋势之一。该套真空太赫兹波段近场光学显微系统(HV-THz-neaSNOM)的集成,将在生物应用、半导体元器件和相变材料载流子等研究及领域都有着广阔的应用前景,有望为广大太赫兹科研工作者提供更多实际研究工作中的便利和支持。
  • 国家重大科研仪器研制项目“太赫兹近场高通量材料物性测试系统”结题验收会在合肥召开
    7月27日,中国科学技术大学承担的国家重大仪器设备研制专项(部门推荐)“太赫兹近场高通量材料物性测试系统”结题验收会在合肥召开。国家自然科学基金委员会窦贤康主任及相关部门负责人、中国科学院科技基础能力局相关负责人、项目验收专家组(含仪器测试验收专家组、财务验收专家组、技术档案验收专家组)、项目监理组、中国科学技术大学包信和校长及相关部门负责人、项目负责人陆亚林及项目组成员等80余人参加了验收会。验收会由国家自然科学基金委工程与材料科学部常务副主任王岐东主持。项目验收专家组由14位专家组成,清华大学段文晖院士和武汉大学刘胜院士分别担任验收专家组组长和副组长。专家组首先听取了项目负责人、中国科学技术大学杰出讲席教授陆亚林关于“太赫兹近场高通量材料物性测试系统”项目汇报。陆亚林教授带领项目组历时七年,克服了前沿技术挑战和国际贸易形势变化所带来的困难,攻坚克难,成功研制太赫兹近场高通量材料物性测试系统。项目通过研发可调谐预聚束太赫兹激光光源和宽谱脉冲光源、探针和样品双扫描、大口径矢量磁体等核心技术,研制了一套太赫兹近场高通量材料物性测试系统。该系统由复合光源、传输光路、多物理场、近场探测、中央控制及通用系统等构成,主体设备和相关部件已全部就位,系统运行状态良好。达到了计划书的全部技术指标,其中部分指标优于计划书指标。项目组突破了传统需要在100 K左右低温和真空才能实现的瓶颈,首次获得室温大气环境下的原子分辨太赫兹隧道电流成像;突破了多场条件集成技术瓶颈,首次获得低温强磁场下的原子分辨太赫兹近场隧道电流成像;突破了冷壁贯穿孔光学兼容技术瓶颈,成功研制出大口径超导矢量磁体,参数显著高于国际已有矢量磁体;突破了预聚束电子束团串激发0.5-5 THz相干辐射、轻量化固定磁极间隙波荡器、电控偏振分合束激光脉冲串成型光路等技术瓶颈,研制出紧凑型可调谐太赫兹激光器系统,实现了激光中心频率大范围调节。该系统相关技术还被应用于拓扑材料、人工磁结构等测量,包括在超薄氧化物薄膜异质结中测得了斯格明子并具有规模化特性;观测到具有平带结构中的长程铁磁序;在磁阻薄膜中实现了可控磁性莫尔条纹;确立了拓扑克尔效应作为磁斯格明子结构的新机制。验收专家组还听取了松山湖材料实验室冯稷研究员代表项目监理组的监理报告、合肥工业大学吴玉程教授代表仪器测试验收专家组的仪器测试报告、南京信息工程大学袁敏正高级经济师代表财务验收专家组的财务验收报告、中国科学院档案馆潘亚男研究馆员代表技术档案验收组的档案验收报告。其中仪器测试、财务、档案由基金委组织专家于7月24-26日顺利完成了分项验收。验收专家组和基金委相关领导现场考察了仪器设备运行情况。专家组对项目研制工作给予了高度评价,一致认为项目组全面完成了项目工作,评价结果为A。参加验收会的还有国家自然科学基金委工程与材料科学部副主任苗鸿雁、赖一楠,中国科学院科技基础能力局副局长卢方军、科技条件处副处长陈代谢,项目依托单位中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心主任罗毅等。(合肥微尺度物质科学国家研究中心、科研部)
  • 会议通知 | 全国光电测量测试技术及产业发展大会最新内容预告!
    全国光电测量测试技术及产业发展大会2022年11月7-9日 大连香洲花园酒店世界已进入信息时代,人们在利用信息的过程中,精密测试测量技术得到了越来越多的研究和重视,而光电测试测量技术作为现代精密测量的核心技术也发挥着越来越重要的作用。而传感器微型化、纳米技术的发展也对现代精密测量技术提出了越来越高的要求。在此大背景下,中国光学工程学会联合各单位组织召开此次大会,旨在对光电测试测量技术及产业发展中的热点议题和痛点难题开展深入交流,共同促进光电测试测量领域理论创新、关键技术攻关、核心基础设备研发、测试标准制定和应用领域拓展,建立以高校、科研院所及重点实验室引领的光电测试测量创新技术生态链,为工业、科技和民用等应用领域提供高性能高可靠光电测试测量装备,逐步实现高端测试测量设备的国产化献计献策。主办单位:中国光学工程学会辽宁省科学技术协会承办单位:‍中国光学工程学会光电测试测量技术及应用专业委员会(筹)大连理工大学长春理工大学光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室联办单位:中国科学院微电子研究所支持单位:苏州慧利仪器仪器有限责任公司北京镭测科技有限公司布鲁克(北京)科技有限公司苏州瑞霏光电科技有限公司长沙麓邦光电科技有限公司天津德力仪器设备有限公司长春新产业光电技术有限公司哈尔滨芯明天科技有限公司中科睿华科技(北京)有限公司大会名誉主席:庄松林院士,上海理工大学郭东明院士,大连理工大学刘文清院士,中国科学院安徽光学精密机械研究所姜会林院士,长春理工大学房建成院士,北京航空航天大学大会主席:谭久彬院士,哈尔滨工业大学罗先刚院士,中国科学院光电技术研究所李得天院士,兰州空间技术物理研究所大会共主席:方 向,中国计量科学研究院赵慧洁,北京航空航天大学周维虎,中国科学院微电子研究所年夫顺,中国电子科技集团有限公司第四十一研究所刘建国,中国科学院合肥物质科学研究院韩 森,上海理工大学张学军,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所胡鹏程,哈尔滨工业大学大会执行主席:付跃刚,长春理工大学程序委员会主席:曹 暾,大连理工大学张大伟,上海理工大学许 乔,中国工程物理研究院程序委员会(按姓名音序排列):柴立群,中国工程物理研究院董 磊,山西大学董登峰,中国科学院微电子研究所侯 溪,中国科学院光电技术研究所华灯鑫,西安理工大学金德辉,大连理工大学阚瑞峰,中国科学院合肥物质研究院刘 东,浙江大学光电学院 刘啸嵩,中国科学技术大学国家同步辐射实验室刘银年,中国科学院上海技术物理研究所麻云凤,中国科学院空天信息创新研究院王 建,中国科学院光电技术研究所王 智,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所王军波,中国科学院空天信息创新研究院魏振忠,北京航空航天大学熊大曦,中国科学院苏州生物医学工程技术研究所张文喜,中国科学院空天信息创新研究院张宗华,河北工业大学赵维谦,北京理工大学郑永超,北京空间机电研究所专题一:先进制造光电测量专题主席:邾继贵,天津大学魏振忠,北京航空航天大学赵维谦,北京理工大学张宗华,河北工业大学侯 溪,中国科学院光电技术研究所董登峰,中国科学院微电子研究所专题秘书:胡小川,中国科学院光电技术研究所议题/征文方向(不仅限于此,欢迎相关来稿):产品质量光电检测;制造过程光电测量;装备运行光电监测;光电测试测量技术及仪器拟邀请报告人(按姓名音序排列):胡鹏程(哈尔滨工业大学)——超精密激光干涉位移测量技术发展与挑战 Keynote蔡引娣(大连理工大学)——制造装备精度提升关键技术研究曹 章(北京航空航天大学)——少角度激光吸收光谱成像与动态燃烧场监测陈善勇(国防科技大学)——面向制造的光学面形超精密测量崔海华(南京航空航天大学)——题目待定 董登峰(中国科学院微电子研究所)——激光跟踪测量技术及激光跟踪仪研究进展伏燕军(南昌航空大学)——一种最优量化相位编码的光电三维测量方法研究赫明钊(中国计量科学研究院)——大尺寸计量中双光梳绝对测距方法的研究进展刘国栋(哈尔滨工业大学)——题目待定刘 巍(大连理工大学)——高端装备智能制造中多传感融合测量技术宋丽梅(天津工业大学)——基于双转台角度对消轴线标定的三维光电测量方法谭秋林(中北大学)——高端装备中超高温环境下力/热/气参数原位测试技术研究王 彬(中图仪器)——光电仪器的国产替代产业化路径武中华(中国科学院南京天文光学技术研究所)——快焦比大非球面度离轴非球面关键技术研究张虎龙(中国飞行试验研究院)——先进光学技术在直升机旋翼试飞测试中的应用杨树明(西安交通大学)——半导体芯片检测技术及装备张祥朝(复旦大学)——复杂光学元件的高精度在位偏折测量技术张正涛(中国科学院自动化研究所)——精密光学元件表面缺陷检测技术研究与应用张祖义(成都光明光电股份有限公司)——光学玻璃主要性能参数及其测试评价方法赵智亮(西华大学航空航天学院/成都太科光电技术有限责任公司)——φ800mm标准平面元件精度保障方法研究专题二:空间光电测量专题主席:郑永超,北京空间机电研究所张学军,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所刘银年,中国科学院上海技术物理研究所曹 暾,大连理工大学专题秘书:马冬晗,大连理工大学议题/征文方向(不仅限于此,欢迎相关来稿):红外辐射及目标特征测试测量技术;空间光学(可见/红外/光谱)测试测量技术;辐射/光谱/几何定标测试测量技术;空间激光测试测量技术;低温光学测试测量技术;激光/量子通信测试测量技术;光电信息控制与安全测试测量技术;拟邀请报告人(按姓名音序排列):曹 暾(大连理工大学)——基于超表面的生物分子手性筛选技术崔祥辰(大连理工大学)——高相干单频激光器之研制范龙飞(北京空间机电研究所)——空间光学载荷检测测试技术郭忠凯(北京空间机电研究所)——空间长基线激光干涉低频段高精度测量技术李贵新(南方科技大学)——基于几何相位的非线性光场调控刘言军(南方科技大学)——上转换纳米材料发光偏振调控马冬晗(大连理工大学)——基于单分子定位的超分辨荧光显微技术孙德新(中国科学院上海技术物理研究所)——环境减灾卫星大幅宽红外多光谱探测技术武震林(大连理工大学)——微纳米电光调制器及集成射频探测接收前端薛 勋(中国科学院西安光学精密机械研究所)——空间激光通信终端地面全链路检测技术张志飞(北京空间机电研究所)——低温光学技术专题三:环境光电测量专题主席:刘建国,中国科学院合肥物质科学研究院刘 东,浙江大学华灯鑫,西安理工大学董 磊,山西大学张文喜,中国科学院空天信息创新研究院田兆硕,哈尔滨工业大学(威海)专题秘书:周雨迪,浙江大学议题/征文方向(不仅限于此,欢迎相关来稿):环境光学新原理新方法 大气探测技术、大气环境化学及大气污染控制温室气体原位探测和遥测 地基/机载/星载光学遥感 海洋光学及海洋探测 水体、土壤光学探测 新型光源等技术和光电传感与环境光学应用 环境污染监测、应急预警及过程研究 光通信及光纤光学计量测试拟邀请报告人(按姓名音序排列):任 伟(香港中文大学)——题目待定 Keynote狄慧鸽(西安理工大学)——气溶胶质量浓度的激光遥感探测技术杜振辉(天津大学)——挥发性有机物的激光检测技术进展黄忠伟(兰州大学)——多波段荧光激光雷达技术及其应用李 歆(北京大学)——大气活性有机物的高灵敏光学测量技术研发与应用刘 锟(中国科学院安徽光学精密机械研究所)——题目待定刘 磊(国防科技大学)——球载云粒子探测器研究现状及进展楼晟荣(上海市大气颗粒物污染与防治重点实验室)——基于激光诱导荧光的OH自由基总反应性测量及与应用马欲飞(哈尔滨工业大学)——石英增强激光光谱气体传感技术苏贵金(中国科学院生态环境研究中心)——大气VOCs及其降解转化未知产物的监测与鉴定技术王建威(中国科学院空天信息创新研究院)——便携式差分拉曼光谱技术吴 涛(南昌航空航天大学)——基于中空波导光纤的气体同位素测量技术杨 飞(中国科学院上海光学精密机械研究所)——面向激光遥感和通信的单频激光噪声特性测试技术尹旭坤(西安电子科技大学)——题目待定赵南京(中国科学院安徽光学精密机械研究所)——题目待定郑华丹(暨南大学)——新型石英增强光声光谱测声器及应用专题四、生物医学光电测量与成像专题主席:张大伟,上海理工大学熊大曦,中国科学院苏州生物医学工程技术研究所李国强,之江实验室专题秘书:代永超,上海光学仪器研究所议题/征文方向(不仅限于此,欢迎相关来稿):视光学测量技术生物光学测量技术医/药光学测量技术在体光电检测技术光学显微成像技术光学生物传感技术生物医学光子学计算成像与医学信息医疗器械与转化医学拟邀请报告人(按姓名音序排列):车团结(苏州百源基因技术有限公司)——国产化高效荧光定量PCR仪的创新实践刘显明(重庆大学)——面向介入式医疗的微型光纤法珀压力传感测量技术孙明健(哈尔滨工业大学)——肿瘤纳米光声光热诊疗一体化关键技术王 成(上海理工大学)——眼生物参数测量及在近视防控中的作用王贻坤(中国科学院合肥物质科学研究院)——医学光谱成像若干新技术的研究及应用巫建东(中国科学院深圳先进技术研究院)——微流控光学传感在细胞迁移的应用杨西斌(中国科学院苏州生物医学工程技术研究所)——先进显微内窥成像技术研究进展专题五、集成电路光电检测专题主席:周维虎,中国科学院微电子研究所王 建,中国科学院光电技术研究所马 旭,北京理工大学专题秘书:陈俊杰,大连理工大学议题/征文方向(不仅限于此,欢迎相关来稿):亚像素级测量技术精密与超精密光电测量技术激光计量测试技术成像光学计量测试纳米光学计量测试三维成像与检测技术目标检测与识别技术光学薄膜测量技术缺陷检测技术套刻精度测量技术远场光学显微成像技术光散射测量技术光学椭偏测量技术光学共焦显微测量技术混合测量方法先进数据分析方法亚波长成像技术X 射线检测技术拟邀请报告人(按姓名音序排列):曹 峰(国仪量子(合肥)技术有限公司)——扫描电子显微成像测量技术在锂电材料中的应用陈 坚(合肥知常光电科技有限公司)——超精密表面缺陷检测技术及应用冯 天(上海新昇半导体科技有限公司)——半导体大硅片形貌和缺陷的自动光学检测高志山(南京理工大学)——微结构的显微干涉测试技术付海金(哈尔滨工业大学)——甚多轴高速超精密激光测量技术研究黄 辉(深圳中科精工科技有限公司)——白光干涉仪测量及拟合微光学元件三维形貌林景全(长春理工大学)——极紫外光刻掩模缺陷检测的研究刘红忠(西安交通大学)——光栅干涉测量技术与应用刘 俭(哈尔滨工业大学)——共焦显微表面/亚表面缺陷一体化测量技术研究进展刘晓军(华中科技大学)——结构照明共焦层析宽动态表面高精度测量马 旭(北京理工大学)——模型驱动深度学习的快速计算光刻技术施玉书(中国计量科学研究院)——面向集成电路关键尺寸的纳米计量技术石俊凯(中国科学院微电子研究所)——微纳光学检测技术研究进展孙伟强(东方晶源微电子科技(北京)有限公司) ——用于超大规模集成电路良率监控的电子束缺陷检测国产装备王 彬(深圳市中图仪器股份有限公司)——光电仪器的国产替代产业化路径王 玥(中国科学院微电子研究所)——散射式近场光学显微成像技术及器件检测应用研究夏豪杰(合肥工业大学)——激光干涉超精密测量技术新进展徐继东(苏州慧利仪器仪器有限责任公司)——光掩膜板制造中的光学检测技术杨 琛(浙江大学)——高速原子力显微技术在超精密制造中的应用与展望杨树明(西安交通大学)——微纳测量技术及其应用张 嵩(深圳中科飞测科技股份有限公司)——集成电路光学智能检测技术与设备赵 严(凌云光技术股份有限公司)——机器视觉工业检测应用专题六、两用光电测试测量专题主席:年夫顺,中国电子科技集团有限公司第四十一研究所王军波,中国科学院空天信息创新研究院阚瑞峰,中国科学院合肥物质研究院专题秘书:李 喆,大连理工大学议题/征文方向(不仅限于此,欢迎相关来稿):高能高功率激光测量技术超快激光测量技术微光夜视测量与成像技术红外成像技术及应用紫外辐射与测量表征技术瞬态过程与超高速成像技术光纤传感与综合测量技术量子精密测量技术及应用光学制导与场景匹配技术太赫兹光电测量技术拟邀请报告人(按姓名音序排列):曹华保(中国科学院西安光学精密机械研究所)——高功率超快激光产生与测量关键技术陈 飞(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)——大能量碟片激光再生放大技术陈 羽(国防科技大学)——深海光纤矢量水听器垂直阵列目标探测技术高思莉(中国科学院上海技术物理研究所)——双色红外成像探测技术葛欣宏(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)——光电成像装备复杂电磁环境适应性研究胡晓阳(国防科技大学)——光纤中调制不稳定性的演化特性及其对分布式传感系统的影响金 一(中国科学技术大学)——高时空分辨率视觉成像技术李 芳(中国科学院半导体研究所)——光纤传感技术在海洋观测领域应用研究李宏光(西安应用光学研究所)——瞬态光源紫外至红外光谱同步触发及测量研究李健军(中国科学院合肥物质科学研究院)——相关光子定标技术在光辐射精密测量中的应用李王哲(中国科学院空天信息创新研究院)——光子辅助的宽带信号测量技术刘 俊(中北大学)——量子传感与精密测量技术刘元山(西北工业大学)——基于光纤光频梳精密光谱测量分析关键技术刘志明(中电科思仪科技股份有限公司)——高速光通信测试仪器发展现状麻云凤(中国科学院空天信息创新研究院)——激光损伤测试技术彭 琛(中国工程物理研究院应用电子学研究所)——基于光学超表面的新型剪切干涉技术谈宜东(清华大学)——混合飞秒/皮秒振动CARS燃烧场诊断技术王 强(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)——全光纤双光梳光热气体传感技术吴 斌(中国电子科技集团公司第41研究所)—— 太赫兹光谱测试平台建设进展伍 洲(中国科学院空天信息创新研究院)——全视场外差测量关键技术与应用武震宇(中国科学院上海微系统与信息技术研究所)——集成钻石量子精密磁传感技术与器件肖 浩(北京世维通光智能科技有限公司)——高性能光纤电流传感器及其工程应用严 伟(中国科学院光电技术研究所)——高精度影像测量技术张铁犁(北京航天计量测试技术研究所)——太赫兹无损检测技术在航天中的应用张文涛(中国科学院半导体研究所)——基于光纤传感的地震波测量技术张玉莹(中国科学院空天信息创新研究院)——高重复频率宽光谱激光探测技术衷洪杰(中国航空工业空气动力研究院)——粒子图像测速技术在复杂流场测试中的进展朱亦鸣(上海理工大学)——太赫兹近场显微技术及其应用专题七、大科学装置中的检测技术专题主席:韩 森,上海理工大学许 乔,中国工程物理研究院刘啸嵩,中国科学技术大学国家同步辐射实验室王 智,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所专题秘书:叶鹏宇,大连理工大学议题/征文方向(不仅限于此,欢迎相关来稿):大功率激光器中的光学检测技术X射线自由电子激光和同步辐射光源中的光学检测技术引力波探测中的检测技术拟邀请报告人:一、大功率激光器中的光学检测技术:柴立群(中国工程物理研究院)——高功率固体激光装置光学元件检测技术进展于瀛洁(上海大学)——光学平行平板检测技术杨 斌(西安应用光学研究所)——大口径激光元件透/反比均匀性检测技术刘 东(浙江大学)——大口径元件表面及亚表面微纳缺陷检测技术赵元安(中国科学院上海光学精密机械研究所)——高通量激光应用KDP类晶体的缺陷探测与激光损伤研究二、X射线自由电子激光和同步辐射光源中的光学检测技术:刘啸嵩(中国科技大学国家同步辐射实验室)——中国加速器光源现状与实验技术发展李 明(中科院北京高能物理研究所)——北京新一代同步辐射光学技术挑战和应对进展董晓浩(中科院上海高等研究院)——上海张江光源装置X射线光学器件进展杜学维(中国科技大学国家同步辐射实验室) ——合肥先进光源光束线光学元件需求及技术基础黄秋实(同济大学)——高精度X射线反射镜干涉测量方法研究崔俊宁(哈尔滨工业大学)——面向大型尖端科学实验系统的超精密环境控制技术研究韩 森(上海理工大学)——光学干涉技术在大科学装置精密检测中的应用三、引力波探测中的检测技术:王 智(中科院长春光机所)——甚高精度空间精密测量技术研究进展赵立业(东南大学)——微半球谐振陀螺测控与误差补偿技术王运永(中国科学院高能物理研究所)——激光干涉仪引力波探测器中的精密光学测量牛家树(山西大学)——月基干涉仪引力波天文台LIGRO 初步设想张晓敏(北京理工大学)——月球环形山引力波天文台CIGO概念与挑战汪龙祺(中科院长春光机所)——引力参考传感器中感测与控制核心--电容传感与静电伺服控制系统于 涛(中科院长春光机所)——空间引力波探测相位计研究进展方 超(中科院长春光机所)——空间引力波望远镜杂散光分析马冬林(华中科技大学)——空间引力波探测“天琴”计划激光发射望远镜光学方案设计及技术需求研讨光电核心器件及其测量高峰论坛论坛主席:麻云凤,中国科学院空天信息创新研究院拟邀请报告人:董永康(哈尔滨工业大学)——高性能分布式光纤传感及其应用陈 萍(中国科学院西安光学精密机械研究所)——超快光电探测设备及其应用孙鸣捷(北京航空航天大学)——基于高速LED阵列的光电测量邓 晓(同济大学)——面向晶圆制造微纳检测的自溯源标准物质及其应用郭广妍(中国科学院空天信息创新研究院)—— 激光电光开光器件及测试技术会议投稿:中英文稿件兼收,请作者登录网站提交稿件,组委会请专家进行审稿,通过审查的稿件被大会录用,收录在会议光盘中。会议投稿链接:https://b2b.csoe.org.cn/submission/GDCSCL2022.html参会报名:参会报名网址:https://b2b.csoe.org.cn/registration/GDCSCL2022.html会议费2603元/人。会议地点:大连香洲花园酒店,辽宁省大连市西岗区长春路173号会议酒店住宿:标准双床房300元/间/天,标准大床房300元/间/天。报名参会代表请直接联系:张晓琳经理 13940998006(大连香洲花园酒店)同期产业化论坛:• 光电核心器件及其测量高峰论坛• 大连理工大学光电工程与仪器科学学院人才引进宣讲会• 产品展览展示支持期刊:《红外与毫米波学报》(SCI)、《红外与激光工程》(EI)、《光学精密工程》(EI)、《光子学报》(EI)、《中国光学》(EI)、《应用光学》(中文核心)、《中国测试》(中文核心)、《光学与光电技术》(中国科技核心)、《宇航计测技术》(中国科技核心)、《量子电子学报》(中文核心)、《大气与环境光学学报》(CSCD)、SPIE会议论文集 (EI)会议联系人:毛 晨,022-58168875,cmao@csoe.org.cn王海明,022-59013420,wanghaiming@csoe.org.cn产品展示联系人:郭圣18710157604guosheng@csoe.org.cn战嘉鹤15620516539zhanjiahe@csoe.org.cn
  • 光纤光谱仪吸光度测量解决方案
    吸光度测量使用设备简单、操作便捷。大部分无机物和有机物都可以直接地或间接地用吸光光度法测量。吸光度测量主要用于液体或气体的定量分析,广泛应用于环境监测、化学分析、检验检测等领域。吸光度定义用单色光照射某一吸光物质或溶液,测量单色光照射前的强度(即入射光强度I0)以及透过吸光物质后的强度(即透射光强度I),定义透光度(transmittance)T 为定义吸光度(absorbance)A为光的吸收定律朗伯-比尔(Lambert-Bear)定律,也称光的吸收定律,是吸光度定量分析的基本关系式。其数学表达式为: ε. 为摩尔吸光系数,与溶液的性质、温度和入射光波长有关 为溶液光程长度,即为比色皿的尺寸,单位为cm 为溶液浓度,单位为mol/L。公式表明当溶液入射光波长和光程长度固定不变时,吸光度与溶液浓度成正比关系。在测试未知样品的浓度的实验中,可以测量数组已知确定样品浓度和吸光度的数据,构建吸光度与样品浓度的正比关系式,通过测量未知样品的吸光度来求解未知样品的浓度。吸光度测量整套仪器搭建方案整套仪器由微型光纤光谱仪(含软件)、光源、比色皿支架和光纤跳线组成,见下图。具体配置清单:产品名称数量微型光纤光谱仪(含免费配套软件)1光源1比色皿支架1光纤跳线2仪器介绍微型光谱仪RGB-ER-CL微型光谱仪 采用交叉非对称C-T光路结构,配置先进的CMOS探测器,是一款结构紧凑、携带方便的通用型微型光纤光谱仪,适用于科研及工业生产的光谱测量应用,具有高灵敏度、高分辨率、高量子效率和高动态范围的特点。RGB-ER-CL微型光谱仪响应范围为200~1000nm,狭缝为25μm,分辨率为1.5nm。RGB-VIS-NIR-CL的波长范围为400~1100nm,狭缝为25μm,分辨率为1.0nm。用户也可以选择不同的光栅配置,得到不同的光学分辨率和光谱响应范围,以满足不同的应用需求。另外针对其它波段如200~900nm/200~1000nm/300~1100nm/700~1100nm等可以提供定制。该款微型光谱仪免费提供配套光谱测量软件KewSpec。软件包含查看、保存、读取光谱图和数据,以及积分时间、Boxcar平滑和信号平均等信号处理等基本功能,还包含光谱测量、吸光度、透过率、反射率等应用测量模式。操作界面简洁明了,易于上手。光源吸光度测量常见于紫外-可见波段,根据待测样品的特征波长范围选择合适的光源。HLS-1卤钨灯光源 波长范围360~2500nm,可直接出光或也可由SMA905端口连接光纤耦合输出。输出光强度可调,光源前端设有支架,可根据需要安装滤光片或衰减片。DLS-1氘-卤钨灯 是一款可提供190~2500nm的紫外-可见-近红外波段连续输出光谱的一体化复合光源。采用SMA905端口连接光纤输出,输出光功率稳定。氘灯和卤钨灯可分别开启,卤钨灯输出光功率可调,用以搭配氘灯输出光强。光源前端设有支架,可根据需要安装滤光片或衰减片。比色皿支架CH-4四向比色皿支架 是常用的光谱测量附件,光程长度1cm,支架的四面均连接一个CL-UV准直透镜。用于吸光度测量时,光纤接在两个相对的准直透镜。光纤跳线KEWLAB提供各种波长范围、光纤芯径和长度的光纤跳线,广泛应用于光谱分析领域。该光纤跳线具有坚实耐用、稳定性高、传输损耗小等特点。连接光源、微型光谱仪,起到传输光谱信号的作用。根据客户的实际应用需求,可选择不同型号的光纤跳线。光纤跳线覆盖光谱范围:190-2200nm光纤芯径可选范围:200、400、600、1000μm等标准长度:0.5m、1m、2m,其它长度可定制外壳材料:金属或塑料实测案例以HLS-1卤钨灯为光源,使用RGB-VIS-NIR-CL微型光谱仪(400-1100nm)搭配整套设备测试不同浓度胭脂红色素的吸光度光谱曲线。
  • 国家重大科学仪器设备开发专项“分布式光纤应变监测仪”项目启动
    p  近日,由哈尔滨工业大学董永康教授牵头作为项目负责人的国家重大科学仪器设备开发专项“分布式光纤应变监测仪”项目启动暨实施方案论证会顺利召开。/pp  作为国家重大科学仪器设备开发专项之一,该项目旨在开发具有自主知识产权、高精度、高可靠性与环境适应度、核心部件国产化的分布式光纤应变监测仪,充分利用云计算与大数据系统架构与技术,实现大型基础设施、地质灾害等远程实时安全监测,实现工程化开发、应用示范并进行产业化推广。项目由我校董永康教授牵头作为项目负责人,中兴通讯股份有限公司作为产业化牵头单位,联合中铁大桥科学研究院有限公司、中交公路规划设计院有限公司、中交第一公路勘察设计研究院有限公司和中国科学院武汉岩土力学研究所共同申报。该项目对于改善我国在大型基础设施、大型结构装备、地质灾害等安全监测水平,提升公共安全水平,减小经济损失和社会影响具有重要意义。/pp  在启动会上,项目负责人董永康教授作了项目总体情况汇报,6个项目课题负责人分别进行了课题实施方案汇报。项目专家组对项目的研究目标、研究内容及研究方案的可行性给予充分的肯定,并针对项目和各课题后续工作的具体实施、拟解决的关键科学和技术问题等提出了建设性的意见和建议。/pp  中国工程院院士杜彦良教授主持启动会,项目组专家及委员共30余位参加本次了会议。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/c8ed9c9b-8ffd-4d71-983f-a71c9483e324.jpg" title="LKsd-fyqtwzv2273554.jpg" style="width: 500px height: 333px " width="500" vspace="0" hspace="0" height="333" border="0"//pp style="text-align: center "与会专家合影/p
  • 《通信用光谱分析仪检定规程》征求意见稿重磅发布
    p  基于快速、高通量、无损等特点,光谱分析技术已经成为企业提升产品品质、提高生产效益的最佳选择之一。如今,在环境、食品、医药、化工等领域,光谱仪的“身影”随处可见。未来,在物联网、大数据技术的加持下,光谱技术将实现突破性的进展,应用到更广阔的领域。/pp  作为测量光信号光谱功率分布的计量器具,光谱分析仪更是被广泛应用于光通信、激光等领域。随着光通信科学及光通信产业的不断创新和发展,各种光谱分析类仪器的应用也越来越广泛,为光功率、光波长等产业关键参数提供准确测量支持,助力产业质量进一步提升。/pp  需求引导市场,光谱分析仪的检定和测量也备受计量检定人员关注。6月14日,全国光学计量技术委员会发布了《通信用光谱分析仪检定规程》征求意见稿,并面向全国的计量机构、科研院所、企业单位等公开征求意见。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/6f8aab8d-cad8-469f-bfd6-7aa369df77f3.jpg" title="微信图片_20180625175124.png"//pp  公告显示,中国计量科学研究院、国家通信计量站、陕西省计量科学研究院和无锡市计量测试院是检定规程的起草单位。据悉,本规程适用于通信用光谱分析仪的首次检定、后续检定和使用中检验。光谱分析仪的型式评价中对有关计量性能的要求可参照本规程执行。/pp  为了确保规程的科学、有效、专业性,由JJF 1002《国家计量检定规程编写规则》、JJF 1001《通用计量名词术语》、JJF 1059《测量不确定度评定与表示》共同构成本检定规程修订工作的基础性系列规范。本规程编写还引用的文件有JJG 813-2013 光纤光功率计 IEC 62129-1-2016 Calibrationof wavelength/optical frequency measurement instruments. Part 1: Optical spectrum analyzers。/pp  另外,本规程对JJG 1035-2008《通信用光谱分析仪检定规程》进行修订。与JJG 1035-2008相比,采用分束法测量波长示值误差,减小光源波长变化引入的测量不确定度 光谱分析仪的光功率示值与非线性检定直接参照JJG 813《光纤光功率计》执行 删除了偏振相关损耗的检定要求等。更多详情查看原文件。/pp  计量是高质量发展的前提和支撑,计量标准建设是计量发展的关键保障。不久前,湖北省计量院收到了由国家质检总局颁发的通信用光谱分析仪检定装置计量标准考核证书,标志着该院可正式开展通信用光谱分析仪的检定工作。后期,将会有愈来愈多的地区加入规范通信用光谱分析仪的检定工作中。/pp  客观来看,可见光谱、近红外光谱等技术让光通信和激光领域获益十足。近年来,愈来愈多的企业盯紧通信用光谱仪市场这份“大蛋糕”,在该领域动作颇多,“野心”尽显。为此各品牌光谱分析仪需要提前布局,为品牌发展孕育先机。/p
  • 荧光分布成像系统(EEM View)观察荧光体树脂片
    目前,照明灯和液晶显示屏的背光源均采用白色LED灯。因此,为了进一步提升产品性能,Mini LED背光源和Micro LED显示屏的研发正在紧锣密鼓的进行中。荧光分布成像系统(EEM View)是能够同时获取样品图像和光谱信息的新附件。入射光通过照射积分球内壁,获得均匀光源,进而观察样品。利用F-7100标配的荧光检测器可以获得荧光光谱,结合积分球下方的CMOS相机装置拍摄图像,并利用AI光谱处理算法,可以同时得到反射和荧光图像。相信未来EEM View会在LED零配件内的荧光体光学特性评价中得到广泛的应用。1. 荧光体树脂片(50 mm×50 mm)的荧光特性此次实验测定了在面发光LED中使用的荧光体树脂片。对样品照射360~640nm的单色光,得到了样品特有的荧光特性。EEM View模式下,可同时获得不同光源条件的样品图像。通常,白色LED灯发光原理是采用蓝光LED发光二极管在455nm附近激发荧光体,产生580~650nm的黄色荧光,从而与LED发出的蓝光混合形成白光(图1)。由图2、图3可以看出,此次测定的样品荧光体树脂片,在455nm附近被蓝光LED灯激发,发出相当于625nm的黄色荧光。图1 白色LED发光原理 图2 三维荧光光谱图3 激发光谱和发射光谱2. 荧光体树脂片的分布均匀性确认 荧光成分图像 荧光成分图像 (分布不均匀区域) (分布均匀区域) 图4 树脂片的图像和光谱图4为树脂片的荧光成分图像,左边是荧光体分布不均匀区域的荧光图像和光谱,右边是荧光体分布均匀的荧光图像和光谱,从荧光图像中可以看出荧光体的分布情况。此外,通过不同位置计算出的荧光光谱,可以发现树脂片不同位置的荧光强度存在差异。对于荧光体分布不均匀的树脂片(左图),它的中心位置亮度偏高。而且从荧光光谱中可以看到,3个位置的荧光光谱峰值荧光强度最 大偏差15%。荧光分布成像系统是全球首创的新技术,它将有助于获得研发和应用领域的多方面信息表征,密切关注日立高新技术公司官网,更多应用持续更新中。
  • 日立新品!荧光分布成像系统---测定万圣节贴纸
    日立新品!荧光分布成像系统---测定万圣节贴纸刚刚过去的BCEIA大会,日立发布了全球独创的荧光分布成像系统(EEM View),今天就用它来测定万圣节必不可少的南瓜贴纸。EEM View是日立全球首创在荧光分光光度计中加入CMOS相机的系统,能够同时获得样品的图像和光谱信息,突出亮点是可以获得样品图像任意区域的光谱性能。南瓜贴纸光谱信息鉴赏各式各样的南瓜贴纸中含有大量荧光粉,众所周知,这种贴纸暴露在黑暗中会发出荧光。图1所示便是这次鉴赏南瓜头贴纸的荧光分布成像系统,从图中可以清晰看到新附件的结构,CMOS相机位于积分球下方,样品安放在积分球上方,入射光经过积分球漫反射获得均匀光源,激发样品产生荧光。更多详细信息请点击:https://www.instrument.com.cn/netshow/sh102446/s913511.htm总结一般的荧光分光光度计测得的是样品区域表面平均化后的信息,只能获得一条荧光光谱,而日立荧光分布成像系统能够同时获取样品不同位置的光谱信息,有利于探究样品表面的光学性能分布。日立高新技术以‘让世界充满活力’为宗旨,致力于新技术的融合与开发,这次推出的新品荧光分布成像系统将对油墨、材料、化工、涂料以及LED等领域带来新的启发,新的探索方法。
  • 红外近场辐射探测及超分辨温度成像
    红外热成像技术通过探测物体自身所发出来的远场红外辐射从而感知表面温度,在军事、民航、安防监控及工业制造等重要领域有着广泛应用。但由于光学衍射极限的限制,红外热成像的分辨率通常在微米尺度及以上,因此无法用于观测纳米尺度的物体。近几年,我们开发了红外被动近场显微成像技术,通过探测物体表面的近场辐射从而极大地突破红外衍射极限限制,将红外温度探测及成像从传统的微米尺度拓展到了纳米尺度。据麦姆斯咨询报道,近期,中国科学院上海技术物理研究所红外科学与技术全国重点实验室的科研团队在《红外与毫米波学报》期刊上发表了以“红外近场辐射探测及超分辨温度成像”为主题的文章。该文章第一作者为朱晓艳,主要从事红外被动近场成像方面的研究工作。本文将围绕扫描噪声显微镜(SNoiM)技术的实验原理及其应用,详细介绍如何通过自主研制的红外被动近场显微镜,突破红外热成像的衍射极限限制,实现纳米级红外温度成像。近场辐射我们首先从黑体辐射的本源入手。如图1(a)所示,绝大多数物体内部都包含大量带正电荷和负电荷的粒子,这些带电粒子永远不会静止不动,而是一直处于随机扰动状态(热运动)。我们所熟知的热辐射就源自物体内部的这种带电粒子热运动,辐射特征可由普朗克黑体辐射定律描述。但鲜为人知地是,物体内的电荷扰动不仅在距离物体辐射波长尺度以外的区域产生红外热辐射(远场辐射),而且在物体近表面处会生成一种能量密度极高的表面扰动电磁波(以倏逝波形式存在),可称之为近场辐射。理论很早就预言了这种表面电磁波(近场辐射)的存在,并发现针对远场辐射所建立的认知及规律(如普朗克辐射定律等)将不再适用于近场辐射,但相关实验研究由于探测难度极高而一直未有明显突破。2009年,美国麻省理工学院和法国CNRS的研究组取得重要进展,先后在实验上验证了纳米尺度下近场辐射热传输效率可远超黑体辐射极限。尽管该实验验证了物体表面近场倏逝波的存在,但相关物理现象仍然缺少更直接的实验手段对其进行更进一步地研究。图1(a)物体表面存在的远场辐射及近场辐射;探针调制技术:(b)当探针远离样品时不会散射物体表面的近场倏逝波、(c)当探针靠近物体近表面时可以散射近场倏逝波;(d)红外被动近场显微镜(SNoiM)的示意图红外被动近场显微镜(SNoiM)的实验原理及其应用SNoiM技术的实验原理物体表面的近场辐射由于其倏逝波特性(即强度随着远离物体表面急剧衰退)而难以探测。在SNoiM中,利用扫描探针技术有效地解决了这一问题。如图1(b)所示,当不引入纳米探针(或探针远离物体表面)时,物体近表面的近场倏逝波无法被探测,该显微镜工作于传统红外热成像模式,即仅获得其远场辐射信号。SNoiM技术的关键是,将探针靠近样品近表面(比如10 nm以内),近场倏逝波可以被针尖有效散射出来。该探测模式下,探测器所获取的样品信号中同时存在近场和远场分量。因此,通过控制探针至物体表面的间距h,即可获得近场、远场混合信号(h 100 nm,称为近场模式)或单一的远场信号(h 100 nm或撤去探针,称为远场模式)。最终,利用探针高度调制及解调技术即可从远场背景中提取物体的近场信息。图1(d)展示了SNoiM系统探测近场信号的示意图。探针所散射的近场信号首先由一个高数值孔径的红外物镜进行收集。但在该过程中,无法消除来自环境、被测物体及仪器自身的远场辐射信号,它们随近场信号一同被红外物镜收集,导致被测物体微弱的近场信号湮没于巨大的远场背景辐射之中。为了最大程度降低远场背景信号,研究人员在红外物镜上方设计了一个孔径极小的共焦孔(约100 μm),通过此共焦结构可以缩小收集光斑,有效抑制背景辐射信号。然而,即使是这样,是否有足够灵敏的红外探测器能够检测到纳米探针所散射的微弱近场信号也是一大难点。为此,本团队研发了一款超高灵敏度红外探测器,攻克了这一技术壁垒。图2(a)展示了首套SNoiM设备实物图。其中,金色圆柱腔体为低温杜瓦,内部搭载了自主研制的超高灵敏度红外探测器(CSIP)及一些低温光学组件;白色方框内为实验室内组装的基于音叉的原子力显微镜(AFM)、红外收集物镜及样品台区域,具体细节参照图2(b)、(c)。红外近场图像的空间分辨率不再受探测波长限制,而是由探针尖端尺寸决定。如图2(b)中插图所示,通过电化学腐蚀方法,可制备出形貌优良的金属(钨)纳米探针,其中,针尖直径可小至100 nm以内。图2(a)红外被动近场显微镜SNoiM的实物图,其中搭载了超高灵敏度红外探测器;(b)AFM及红外收集物镜;插图为通过电化学腐蚀制备的金属(钨)纳米探针;(c)探针与样品的显微照片基于SNoiM的超分辨红外成像研究利用SNoiM技术探测物体表面的近场辐射可极大突破红外衍射极限,实现超分辨红外成像。首先以亚波长金属结构的成像结果为例进行展示。图3(a)为Au薄膜样品在普通光学显微镜下所拍摄的图像。其中,亮金色区域为Au薄膜(约50 nm厚),其他区域为SiO₂衬底。使用SNoiM系统可同时获取该样品的远场和近场红外图像(获取远场图像时只需将探针挪离样品表面)。如图3(b)所示,由于成像波长较长(~ 14 μm),远场红外图像的分辨率远不如普通光学显微图像。比如,Au与衬底(SiO₂)的边界无法清晰区分以及中间细小金属条状结构无法识别等(图中黑色虚线所示)。然而,在相同探测波长下,如图3(c)所示的近场红外图像则展现了超高的空间分辨率,其图像清晰度可完全与普通光学显微镜所获取的图像相比拟。为了进一步理清上述三种显微成像技术的区别,图3示意图中给出了探测到的信号来源:对于光学显微图像,其信号来自于可见光的反射。由于金属的反射能力较强,因而Au上的信号远比SiO₂强。可见光波长范围为400~760 nm,因而光学显微镜可清晰分辨该样品表面的细微结构。远场红外成像不依赖于外界光源照射,直接通过红外物镜收集物体自身所发射出来的辐射信号,并对其进行成像。在探测波长为14 μm情况下,受衍射极限的限制,系统的实际空间分辨率也只有约14 μm。近场红外成像则检测探针尖端所散射的样品表面近场辐射信号,因此不受远场光学衍射极限限制,可获得超分辨红外图像(图3c)。图3 样品Au(SiO₂衬底)的(a)光学显微、(b)远场红外和(c)近场红外的图像及成像原理示意图另外值得注意的一点是,图3(c)所示的红外近场图像不仅仅在分辨率上有所提高,而且在金属与衬底的信号强度对比上出现了明显反转(由远场切换至近场后,Au由弱信号方(蓝色)转变为强信号方(红色))。针对上述现象的解释如下:远场成像时,Au是高反射物体,因此吸收红外光的能力极弱,根据基尔霍夫定律,则其红外发射率也很低。因而远场红外成像中其信号弱于衬底SiO₂;而在近场成像中,室温金属(Au)中的自由电子存在剧烈的热运动(热噪声),从而在金属表面产生极强的表面电磁波,因而Au上的信号远强于SiO₂。由此可见,SNoiM技术不仅突破了红外衍射极限限制,而且能够检测远场显微镜所无法探测的物理过程。基于SNoiM的微观载流子输运及能量耗散可视化研究基于SNoiM技术的另一项创新与突破在于纳米尺度下通电器件中微观载流子输运及局域能量耗散的直接可视化。值得指出,SNoiM所检测的近场辐射信号来自于物体近表面的传导电子,因此其成像结果所反映的是物体表面的局域电子温度(Te)。目前仅SNoiM技术可实现纳米尺度下电子温度分布的直接成像。下面将以通电微小金属线(NiCr合金)为例进行说明。图4 (a)通电金属线显微图像及远场热成像;器件弯折区域分别为(b)凹形、(c)U形的扫描电镜图像及超分辨红外近场热成像图4(a)为NiCr金属线的光学显微图像(上)及其通电后的红外远场热图像(下)。红外远场成像检测通电器件的远场辐射,从而估算出器件的表面温度。比如,器件中心处出现明显热斑,该处温度最高,表明电流流经微小弯曲金属线时能量耗散最大。而受衍射极限限制,远场红外热成像无法分辨微小金属线(宽度约3.3 μm)上不同区域的温度分布,因此无法有效反映微观尺度上载流子的能量耗散特性。与之相比,近场红外热成像则可清晰展示器件中心区域微观载流子的输运及能量耗散行为。如图4(b)所示,当电流经过器件凹形弯折区时,近场红外热成像下,该区域内存在极其不均匀的温度分布,而且在凹形内侧出现显著热斑。该现象表明,通电NiCr器件的凹形区内存在非均匀局部焦耳热,且内侧区域电子能量耗散最大,这是由于电流的拥挤效应所造成的。此外,该温度分布图像似乎表明,通电时,载流子倾向于避开直角拐角处,并趋于沿着U形路径分布。为验证这一猜想,该实验进一步设计了中心区域呈U形弯折的通电NiCr金属线,并对其进行了近场红外热成像表征。图4(c)显示,U形区域温度均匀分布,无明显局域热斑,这表明载流子倾向于沿着U形路径均匀输运。基于SNoiM纳米热分析研究而提出的新设计大大缓解了电流拥挤效应可能对器件造成的局部热损伤,具有重要的指导意义。总结与展望综上,利用SNoiM技术,可以实现物体表面的近场辐射探测及红外超分辨温度成像。该技术是目前国际上唯一能够进行局域电子温度成像的科学仪器,不仅突破了红外远场热成像的衍射极限限制,且首次实现了纳米尺度下通电器件中载流子输运行为与能量耗散的直接可视化。该研究内容均基于第一代室温SNoiM系统,目前,第二代低温SNoiM系统已被成功搭建,有望进一步突破后摩尔时代信息和能源器件的功耗降低及能效提升难题,探索物理新机制,并推动纳米测温技术新的发展。这项研究获得国家自然科学基金优秀青年基金的资助和支持。论文链接:DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.05.001
  • 安东帕发布荧光显微-流变学同步测量系统
    安东帕公司已向市场推出的光学显微流变系统,已得到广大客户的认可和应用,标准的光学显微流变系统使用普通白光作为光源,并可选配偏振光功能。而最新推出的荧光显微-流变学同步测量系统,利用荧光染料在样品内部不同相之间的选择性分布,并且受到激发后可发出荧光的特点,为普通光学显微系统无法观测样品的研究,提供了一条途径,比如不透明样品、界面边界不清晰样品、高浓度样品等。可以测量样品在静止或剪切状态下的结构。如下图: 可以根据样品特点选择合适的荧光指示剂,根据指示剂的激发波长和发射波长选择合适的滤色片。 值得骄傲的是,安东帕将荧光显微和原先的光学显微系统整合在一起,共用光学平台、只需增加荧光附件和光源,使光学显微系统的用户可以花很小的代价、很方便的升级到荧光显微平台。 可应用行业或领域:聚合物溶液乳液食品化妆品生物材料粒子示踪
  • 复合荧光材料的量子产率分布测量
    1. 引言量子产率是评价荧光材料发光效率的重要参数,复合荧光材料通常由两种或两种以上的材料组成,依据样品的量子产率分布可以确认每种成分的发光效率,助力于样品的精细化分析。 日立荧光分布成像系统能够同时获取样品图像和光谱信息,从而实现精细化测量,此次实验测定了复合荧光材料的量子产率分布。 2. 应用数据 2.1 附件介绍荧光分布成像系统是荧光分光光度计的新附件,包含软件和硬件两部分。入射光通过附件中的积分球均匀照射到样品,通过荧光分光光度计的检测器获取荧光光谱,利用积分球下方的CMOS相机同时获取样品荧光和反射图像。图1 荧光分布成像系统安装示例利用样品的反射图像计算出吸收量,利用荧光图像计算出荧光量,从而计算得到量子产率分布图像。 图2 量子产率分布图像计算过程 2.2 实验部分 实验材料 样品:复合荧光材料 测量设备:日立F-7100,荧光分布成像系统 结果与分析使用日立F-7100测定样品的三维荧光光谱,通过荧光分布成像系统的分析软件对样品三维荧光光谱进行平行因子分析(PARAFAC),得到如图两种成分。图3 样品的三维荧光光谱 通过荧光分布成像系统中的智能光谱算法,将拍摄的样品图像分离为反射成分图像和荧光成分图像,如图所示。图4 样品的拍摄图像和反射、荧光图像在荧光分布成像系统软件中,可以将不同激发波长下样品的图像信息保存为如下缩略图,直接用于文档中。图5 不同激发波长下的样品图像(缩略图)对获得的样品荧光图像和反射图像进行分区,如下图将样品测量区域分成5x5的格子,选取不同的格子,坐标系中便显示对应的光谱。图中选取的两个位置分别对应平行因子分离出的成分1和成分2。图6 样品的荧光图像和荧光光谱图7 样品的反射图像和反射光谱基于以上样品的荧光图像和反射图像,软件自动计算出对应的量子产率分布图像,如下图,通过点击图像中不同的区域,可以获得对应的量子产率曲线。图8 量子产率分布和不同激发波长的量子产率因此使用荧光分布成像系统将样品在不同激发波长下的拍摄图像分离为反射图像和荧光图像,可以计算出影响荧光材料发光效率的量子产率分布图,样品中黄色区域的量子产率约60%,红色区域的量子产率约35%。 3. 总结 荧光分布成像系统是日立首创的全新技术,与日立超高扫描速度的荧光分光光度计联用,助力客户实现更精细化的荧光分析。拨打电话400 630 5821,获取更多信息!
  • “微型光纤光谱仪在LED光谱测量中的应用以及常见问题分析”研讨会完美谢幕
    2011年11月29日 10:00-11:00,海洋光学在光电新闻网上成功举办了&ldquo 微型光纤光谱仪在LED光谱测量中的应用以及常见问题分析&rdquo 在线语音研讨会,近200名观众报名和关注,对此次参加的观众,海洋光学致以最诚挚的感谢。10日前我们将公布参加此次研讨会观众的中奖名单,敬请关注。本次研讨会主要是介绍微型光纤光谱仪在LED照明领域中的应用及测量方法,可以用于LED等光源及其灯具的在线快速光谱测量测试及其品质控制,可以进行光度测量诸如:光通量、照度、光强、亮度;及颜色特征测量诸如:主波长、色度坐标、色纯度、显色指数、色差、色温。希望可以为工业生产及其标准计量规范提供参考与借鉴。视频回放请点击:http://webinar.ofweek.com/activityDetail.action?activity.id=4391010&user.id=212月海洋光学还将以开展分别以太阳能模拟器、拉曼光谱仪、膜厚测量、球\平面光学器件测试系统为主题的在线研讨会,了解最新信息请关注:http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20111202/3683816/如果您想进一步了解光纤光谱仪及其应用,如果你有更好的建议和意见希望和我们分享,请关注我们的论坛:http://bbs.instrument.com.cn/forum_653.htm
  • 一文了解|红外近场辐射探测及超分辨温度成像
    红外热成像技术通过探测物体自身所发出来的远场红外辐射从而感知表面温度,在军事、民航、安防监控及工业制造等重要领域有着广泛应用。但由于光学衍射极限的限制,红外热成像的分辨率通常在微米尺度及以上,因此无法用于观测纳米尺度的物体。近几年,我们开发了红外被动近场显微成像技术,通过探测物体表面的近场辐射从而极大地突破红外衍射极限限制,将红外温度探测及成像从传统的微米尺度拓展到了纳米尺度。本文将介绍红外被动近场显微成像技术的基本原理,以及基于此可实现的物体表面近场辐射探测与红外超分辨温度成像研究。近场辐射我们首先从黑体辐射的本源入手。如图1(a)所示,绝大多数物体内部都包含大量带正电荷和负电荷的粒子,这些带电粒子永远不会静止不动,而是一直处于随机扰动状态(热运动)。我们所熟知的热辐射就源自物体内部的这种带电粒子热运动,辐射特征可由普朗克黑体辐射定律描述。但鲜为人知的是,物体内的电荷扰动不仅在距离物体辐射波长尺度以外的区域产生红外热辐射(远场辐射),而且在物体近表面处会生成一种能量密度极高的表面扰动电磁波(以倏逝波形式存在),可称之近场辐射。理论很早就预言了这种表面电磁波(近场辐射)的存在,并发现针对远场辐射所建立的认知及规律(如普朗克辐射定律等)将不再适用于近场辐射,但相关实验研究由于探测难度极高而一直未有明显突破。2009年,美国麻省理工学院和法国CNRS的研究组取得重要进展,先后在实验上验证了纳米尺度下近场辐射热传输效率可远超黑体辐射极限。尽管该实验验证了物体表面近场倏逝波的存在,但相关物理现象仍然缺少更直接的实验手段对其进行更进一步的研究。图1 物体表面存在的近场辐射及其探测方式 (a)物体表面存在的远场辐射及近场辐射;探针调制技术:(b)当探针远离样品时不会散射物体表面的近场倏逝波、(c)当探针靠近物体近表面时可以散射近场倏逝波;(d)红外被动近场显微镜(SNoiM)的示意图红外被动近场显微镜(SNoiM)的实验原理及其应用SNoiM技术的实验原理物体表面的近场辐射由于其倏逝波特性(即强度随着远离物体表面急剧衰退)而难以探测。在SNoiM中,利用扫描探针技术有效地解决了这一问题。如图1(b)所示,当不引入纳米探针(或探针远离物体表面)时,物体近表面的近场倏逝波无法被探测,该显微镜工作于传统红外热成像模式,即仅获得其远场辐射信号。SNoiM技术的关键是,将探针靠近样品近表面(比如10 nm以内),近场倏逝波可以被针尖有效散射出来。该探测模式下,探测器所获取的样品信号中同时存在近场和远场分量。因此,通过控制探针至物体表面的间距,即可获得近场、远场混合信号( 100 nm,称为近场模式)或单一的远场信号( 100 nm或撤去探针,称为远场模式)。最终,利用探针高度调制及解调技术即可从远场背景中提取物体的近场信息。图1(d)展示了SNoiM系统探测近场信号的示意图。探针所散射的近场信号首先由一个高数值孔径的红外物镜进行收集。但在该过程中,无法消除来自环境、被测物体及仪器自身的远场辐射信号,它们随近场信号一同被红外物镜收集,导致被测物体微弱的近场信号湮没于巨大的远场背景辐射之中。为了最大程度降低远场背景信号,研究人员在红外物镜上方设计了一个孔径极小的共焦孔(约100 μm),通过此共焦结构可以缩小收集的光斑,有效抑制背景辐射信号。然而,即使是这样,是否有足够灵敏的红外探测器能够检测到纳米探针所散射的微弱近场信号也是一大难点。为此,本团队研发了一款超高灵敏度红外探测器,攻克了这一技术壁垒。图2(a)展示了首套SNoiM设备实物图。其中,金色圆柱腔体为低温杜瓦,内部搭载了自主研制的超高灵敏度红外探测器(CSIP)及一些低温光学组件;白色方框内为实验室内组装的基于音叉的原子力显微镜(AFM)、红外收集物镜及样品台区域,具体细节参照图2(b)、(c)。红外近场图像的空间分辨率不再受探测波长限制,而是由探针尖端尺寸决定。如图2(b)中插图所示,通过电化学腐蚀方法,可制备出形貌优良的金属(钨)纳米探针,其中,针尖直径可小至100 nm以内。图2 红外被动近场显微镜SNoiM的实物图(a) 红外被动近场显微镜SNoiM的实物图,其中搭载了超高灵敏度红外探测器;(b)AFM及红外收集物镜;插图为通过电化学腐蚀制备的金属(钨)纳米探针;(c)探针与样品的显微照片基于SNoiM的超分辨红外成像研究利用SNoiM技术探测物体表面的近场辐射可极大突破红外衍射极限,实现超分辨红外成像。首先以亚波长金属结构的成像结果为例进行展示。图3(a)为Au薄膜样品在普通光学显微镜下所拍摄的图像。其中,亮金色区域为Au薄膜(约50 nm厚),其他区域为SiO2衬底。使用SNoiM系统可同时获取该样品的远场和近场红外图像(获取远场图像时只需将探针挪离样品表面)。如图3(b)所示,由于成像波长较长( ~ 14 μm),远场红外图像的分辨率远不如普通光学显微图像。比如,Au与衬底(SiO2)的边界无法清晰区分以及中间细小金属条状结构无法识别等(图中黑色虚线所示)。然而,在相同探测波长下,如图3(c)所示的近场红外图像则展现了超高的空间分辨率,其图像清晰度可完全与普通光学显微镜所获取的图像相比拟。为了进一步理清上述三种显微成像技术的区别,图3示意图中给出了探测到的信号来源:对于光学显微图像,其信号来自于可见光的反射。由于金属的反射能力较强,因而Au上的信号远比SiO2强。可见光波长范围为400~760 nm,因而光学显微镜可清晰分辨该样品表面的细微结构。远场红外成像不依赖于外界光源照射,直接通过红外物镜收集物体自身所发射出来的辐射信号,并对其进行成像。在探测波长为14μm情况下,受衍射极限的限制,系统的实际空间分辨率也只有约14μm。近场红外成像则检测探针尖端所散射的样品表面近场辐射信号,因此不受远场光学衍射极限限制,可获得超分辨红外图像(图3c)。图3 样品Au(SiO2衬底)的几种显微图像及成像原理示意图:(a)光学显微、(b)远场红外和(c)近场红外另外,值得注意的一点是,图3(c)所示的红外近场图像不仅仅在分辨率上有所提高,而且在金属与衬底的信号强度对比上出现了明显反转(由远场切换至近场后,Au由弱信号方(蓝色)转变为强信号方(红色))。针对上述现象的解释如下:远场成像时,Au是高反射物体,因此吸收红外光的能力极弱,根据基尔霍夫定律,则其红外发射率也很低。因而远场红外成像中其信号弱于衬底SiO2;而在近场成像中,室温金属(Au)中的自由电子存在剧烈的热运动(热噪声),从而在金属表面产生极强的表面电磁波,因而Au上的信号远强于SiO2。由此可见,SNoiM技术不仅突破了红外衍射极限限制,而且能够检测远场显微镜所无法探测的物理过程。基于SNoiM的微观载流子输运及能量耗散可视化研究基于SNoiM技术的另一项创新与突破在于纳米尺度下通电器件中微观载流子输运及局域能量耗散的直接可视化。值得指出,SNoiM所检测的近场辐射信号来自于物体近表面的传导电子,因此其成像结果所反映的是物体表面的局域电子温度(Te)。目前仅SNoiM技术可实现纳米尺度下电子温度分布的直接成像。下面将以通电微小金属线(NiCr合金)为例进行说明。图4(a)为NiCr金属线的光学显微图像(上)及其通电后的红外远场热图像(下)。红外远场成像检测通电器件的远场辐射,从而估算出器件的表面温度。比如,器件中心处出现明显热斑,该处温度最高,表明电流流经微小弯曲金属线时能量耗散最大。而受衍射极限限制,远场红外热成像无法分辨微小金属线(宽度约3.3 μm)上不同区域的温度分布,因此无法有效反映微观尺度上载流子的能量耗散特性。与之相比,近场红外热成像则可清晰展示器件中心区域微观载流子的输运及能量耗散行为。如图4(b)所示,当电流经过器件凹形弯折区时,近场红外热成像下,该区域内存在极其不均匀的温度分布,而且在凹形内侧出现显著热斑。该现象表明,通电NiCr器件的凹形区内存在非均匀局部焦耳热,且内侧区域电子能量耗散最大,这是由于电流的拥挤效应所造成的。此外,该温度分布图像似乎表明,通电时,载流子倾向于避开直角拐角处,并趋于沿着U形路径分布。为验证这一猜想,该实验进一步设计了中心区域呈U形弯折的通电NiCr金属线,并对其进行了近场红外热成像表征。图4(c)显示,U形区域温度均匀分布,无明显局域热斑,这表明载流子倾向于沿着U形路径均匀输运。基于SNoiM纳米热分析研究而提出的新设计大大缓解了电流拥挤效应可能对器件造成的局部热损伤,具有重要的指导意义。图4 NiCr金属线在不同测试模式下的红外热成像结果:(a)通电金属线显微图像及远场热成像;器件弯折区域分别为(b)凹形、(c)U形的扫描电镜图像及超分辨红外近场热成像
  • 海洋光学推出新型光学测量系统
    海洋光学(Ocean Optics)的新型光学测量系统是对LED、各种光源及其它辐射源分析的理想之选  上海2010年4月16日电 /美通社亚洲/ -- 海洋光学(Ocean Optics)现供应一种新的光学测量系统,可用于LED、灯、平板显示器、其它辐射源及太阳辐射的光谱辐射分析。新型的Jaz-ULM-200尺寸小巧,拥有强大的微处理器和低功耗显示面板。它使用方便,用途广泛,可以替代标准光学计量仪和辐射计量仪。  Jaz由一系列迭加式组件构成,适用于各类用途。Jaz-ULM-200组件包含有CCD光谱仪模块、带显示面板的微处理器模块,能满足各种辐射测量。  不同于传统的测光仪表,JAZ的用户可以脱离计算机获取、处理及存储完整的光谱数据。仅需按动一个按钮三次,存储在SD卡上的系统辐照测量软件就会从选定的光源上收集完整的光谱辐照信息。随后对这类数据进行后处理,给出选择的强度参数,包括 W/cm2、流明、勒克斯、光合有效辐射(PAR)或其它的光照强度参数。系统的三键设计简化了操作,即使操作人员不是光谱专家,也可以进行快速、精准的测量。  除Jaz-ULM-200的光谱仪和微处理器以外,它还包含以太网模块,使用户可以通过因特网与JAZ相连。这种网络功能可以帮助用户实现远程测量,比如远程测量太阳辐照度,或者建立一个多点测量的网络。以太网模块还带有SD存储卡接口,可以把数据存储到SD卡中。此外,JAZ还可以配置一个可充电的锂离子电池模块(包含SD存储卡接口),使JAZ成为一个便携式设备。通过一个特殊的安装固定夹具,可以将Jaz水平放置,方便徒手操作。  JAZ附加的系统组件包括一个直接连接在设备上的余弦校正器,用于收集180°视野以内的辐射 一个带肩带的包装箱和一个有内衬的工具盒,用于放置所有相关的设备。软件包括Jaz系统软件和JAZ-A-IRRAD(这是一种储存在SD卡上的辐照测量应用程序。)  关于海洋光学:  总部位于达尼丁,佛罗里达的海洋光学是世界领先的光传感和光谱技术解决方案提供商,为您提供测量和研究光与物质相互作用的先进技术。海洋光学在亚洲与欧洲设有分部,自1992年以来,在全球范围内共售出了超过120,000套光谱仪。海洋光学拥有庞大的产品线,包括光谱仪、化学传感器、计量仪器、光纤、薄膜和光学元件等等。海洋光学是致力于安全检测领域的英国豪迈集团的子公司。海洋光学的产品在医学和生物研究、环境监测、科学教育、娱乐照明及显示等领域应用广泛,公司隶属英国豪迈集团 ( http://www.halma.cn )。 创立于1894年的豪迈是国际安全、健康及传感器技术方面的领军企业,伦敦证券交易所的上市公司,在全球拥有 4000 多名员工,近40 家子公司,2008/09财年营业额超过 4.5亿英镑。豪迈旗下子公司的产品主要用于保护人们的生命安全和改善生活质量。通过持续不断的创新,这些产品在国际市场上始终处于领先地位。这些产品使我们的客户更安全、更富竞争力和盈利能力。豪迈的子公司正在多个领域为中国的经济做出贡献,主要包括制造、能源、水及废物处理、环境、建筑、交通运输及健康行业等。豪迈目前在上海和北京设有代表处,并且已在中国开设多个工厂和生产基地。
  • 【日立直播课第三期】荧光新技术-荧光分布成像系统介绍
    课程简介:日立经典款荧光分光光度计于2019年10月推出全新附件:荧光分布成像系统(EEM VIEW)。它拥有行业首创的技术,同时分析荧光光谱和反射光谱,将样品的光谱信息可视化,同时获得更加细致的光谱信息。亮点:1. 在不同光源(白光和单色光)下拍摄样品图像2. 获得样品的反射光谱和荧光光谱3. 利用独特的光谱处理算法,获得样品的荧光图像和反射图像4. 获得样品图像任意区域的光谱信息课程效果:获悉样品分析新技术,拓展企业或高校研发人员的应用思维。直播时间:3月10日 15:00-16:00培训费用:免费听课方式:日立微学院(提交此表单后扫码进群)
  • 光纤传感器助力物联网发展市场容量将近万亿
    近年来,传感器朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能,例如:抗电磁干扰和原子辐射的性能,径细、质软、重量轻的机械性能 尽缘、无感应的电气性能 耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达不到的地方(如高温区或者对人有害的地区,如核辐射区),起到人的线人作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。  基本工作原理及应用领域  光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送进调制器,使待测参数与进进调制区的光相互作用后,导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等)发生变化,称为被调制的信号光,在经过光纤送进光探测器,经解调后,获得被测参数。  光纤传感器的应用于对磁、声、压力、温度、加速度、陀螺、位移、液面、转矩、光声、电流和应变等物理量的丈量。光纤传感器的应用范围很广,几乎涉及国民经济和国防上所有重要领域和人们的日常生活,尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用,解决了很多行业多年来一直存在的技术困难,具有很大的市场需求。主要表现在以下几个方面的应用:  1、市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中,用于测试应力松驰、施工应力和动荷载应力,从而评估桥梁短期施工阶段和长期营运状态的结构性能。  2、电力系统,需要测定温度、电流等参数,如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等,由于电类传感器易受电磁场的干扰,无法在这类场合中使用,只能用光纤传感器。分布式光纤温度传感器是近几年发展起来的一种用于实时丈量空间温度场分布的高新技术,分布式光纤温度传感系统不仅具有普遍光纤传感器的优点,还具有对光纤沿线各点的温度的分布传感能力,利用这种特点我们可以连续实时丈量光纤沿线几公里内各点温度,定位精度可达米的量级,丈量精度可达1度的水平,非常适用大范围交点测温的应用场合。  在实际生活中,光纤传感器种类是非常多的,但是,我们将这些传感器类型归结为两大类型,即传感型与传光型。和传统电传感器进行比较,光纤传感器具有很多的优点,例如抗干扰能力较强、绝缘性好、灵敏度偏高,所以,当前在各个领域都有光纤传感器的身影。  光纤传感器助力物联网发展市场容量将近万亿  自出现光纤传感器后,它的优势与应用引起了各个国家人们的高度关注。并且对光纤传感技术进行了深入的研究。现如今,通过光纤传感器可以对位移、温度、速度、角度等物理量进行测量。现如今,很多西方发达国家将对光纤传感器研究的重点放在光纤控制系统、核辐射监控、民用计划等多个方面,同时已经取得了可喜的成绩。  我国对光纤传感器的研究起步较晚,有很多研究所、企业等对光纤传感器的深入研究促进了光纤传感技术的发展。在2010年,张旭平的关于&ldquo 布里渊效应连续分布式光纤传感技术&rdquo 通过了专家的鉴定。专家组都认为此技术有很强的创新性,技术已达到世界先进水平,因此,有广阔的发展前景。此技术的发展主要是应用了物联网技术,从而加速了我国物联网的发展。  传感器成为物联网极其重要的一组成部分。因此,传感器性能好坏决定了物联网的性能好坏。可以说,物联网获得信息的主要手段为传感器。这样一来,传感器所采集信息的可靠性与准确性都会对控制节点处理和传输信息产生一定影响。由此看来,传感器的可靠性、抗干扰性等都会对物联网应用性能发挥举足轻重的作用。  光纤传感技术在物联网中的应用  通过上述分析得知,物联网的发展必须要借助大量传感器获得各种环境参数,从而为物联网更可靠的数据信息,再经过系统的处理,得到人们需要的结果。以下是对光纤传感技术在物联网中的应用进行详细的探讨。  目前应用最广的光纤传感器有四种,分别是光纤陀螺、光纤水听器、光纤光栅传感器和光纤电流传感器。其中,光纤陀螺有干涉型、谐振型和布里渊型三种类型,干涉型光纤陀螺是技术上很成熟的第一代商品化阶段,谐振光纤陀螺是处于实验室研究阶段的第二代,布里渊型光纤陀螺是在理论研究阶段的第三代光纤陀螺传感器 光纤水听器是在光纤、光电子技术基础上的一种水下声音信号传感器,这种传感器通过高度灵敏的光纤相干检测,把水中的声音信号转换成光信号,再通过光纤传到信号处理系统转换为声音信号,这种传感器按原理可以分为干涉型、强度型、光栅型等类型 在光纤光栅传感器的产品中包括应变传感器、温度传感器和压力传感器,其中光纤bragg光栅传感器是这几年的研究热点,它们大部分属于光强型和干涉型,并且各有利弊。自今年来电力的发展是突飞猛进的,这种情况下,面对着强大电流的测量问题,光纤电流传感器可以很好的避免一些由于电力过强而引发的事故。
  • UNCW Center for Mari发布珊瑚和其它底栖基质类型原位代谢测量系统 CISME新品
    珊瑚和其它底栖基质类型原位代谢测量系统 CISME CISME便携式潜水呼吸系统用于原位检测珊瑚和其它底栖基质的代谢率。这个名字来源于珊瑚原位代谢,并发音为“kiss-me”,以反映仪器与珊瑚之间的温和互动。 CISME在短时间孵化期间测量氧气通量和pH,其中水流量和光照水平由操作人员控制。从这些浓度变化计算呼吸(R)和光合作用(P)。样品环提供水样,可以滴定总碱度(TA)以测量钙化率(CA)。可以基于O2和CO2通量计算R和P,从中可以计算RQ和PQ。样品环也可用于实验性地引入可能影响珊瑚代谢的物质(例如用于OA研究的酸化海水)。 n 检测指标l 在原位孵育期间的氧气通量和pH值的变化,其中水流量和光由操作人员控制。根据浓度的变化,计算呼吸速率和光合速率。 l 样品环提供水溶液样品,用于总碱度(TA)滴定,从中计算钙化率。 l 样品环可用于进行实验,其中操作人员引入可能影响珊瑚代谢的物质(例如用于OA研究的酸化海水)。 n 参数l 测量O2的变化,以1秒的间隔测量pH值。l 泡沫密封容器抵至浅表面的珊瑚,珊瑚礁基质,如草皮,珊瑚藻和沉降块来捕获海水。l 可编程孵化程序(R,P,R + P,P + R,Custom multistep (自定义多步)。l 孵育体积:88ml+16ml样品环。l 可拆卸的样品环容积用于收集孵育的水溶液的子样品或引入添加剂。l 350-1200毫升min-1可变流量 通过泵反馈。l 可变光(PAR):0-2500μmolm-2s-1。l 无需破坏性取样。l 耐水压80米。l 附件:孵化分离生物体的流动室,如大型藻类,小动物 用于沉积物培养的适配器。 在藻类基质上检测n 实例CISME检测了位于波多黎各珊瑚礁:加勒比海珊瑚Orbicella faveolata上的 40个标记菌落的代谢率的季节变化。两个珊瑚礁位于波多黎各。每个珊瑚礁有20个被标记的珊瑚每个珊瑚每季度用CISME测量一次,以寻找新陈代谢的季节性变化模式一年重复检测4次。结果显示夏末R升高,但P没有变化,因此夏末的P / R比率较低。 P,CA和P / R比率≥实验室公布测量值,表明原地条件优于陆基海水系统。 使用可编程功能的CISME生成的P vs I曲线与使用Walz潜水荧光计的快速光曲线相比 原位海水酸化实验n 系统标准组成CISME由一个带有电子装置的浮力丙烯酸耐压外壳组成,通过防水电缆连接到孵化流量传感器头,操作人员将其连接到珊瑚/基质表面以进行孵化。l 一个主控机(包括:专有主板;O2板 适配器 WiFi卡 LED驱动器 编程和储存必要文件的USB 全部采用防水丙烯酸外壳)。 l 一个7200 aH的锂离子电池和充电器以及三个HD泡沫浮子。l 一个完整泵头“(由3D构成,具体包括:pH电极 光纤传感器 循环泵 LED光源 氯丁橡胶泡沫密封;另外还包括:三个牵开器“wings”,三个Cetacea牵开器和八个18毫升样品环 “仿真”环和环状填充物。l 一个粘度杯,用来培养小的独立样品。l 插拔连接器连接主控机与头部的电缆线,连接电池与主控机的电缆线,以及连接CISME与UW平板电脑的WiFi电缆线。 l 备件:二个额外的泡沫密封和胶水,二个额外的Presens点更换件和胶水 光纤维维修工具 备用O形圈。 备用' 仿真' 环和环形填充。 氧气校准套筒。 用于组装的工具和零件包:15 mm扳手,薄的15/22两用扳手,用于pH螺丝钉的长内六角扳手,O形圈镐,用于清洗螺丝钉的内六角扳手,带Molykote 111的洗涤器,额外的O形圈 ,硅胶包,Q-tips, l 许可证:允许使用装有专有的Android软件的平板电脑运行CISME。l 一个定制的潜水箱,用于安装系统。 l 一个运输箱,Seahorse brand品牌或同等产品(客户可以选择黑色,黄色或橙色)。l 一张录有用户手册和教学视频的DVD。n 选配水下平板电脑CISME定制的由Inova设计的SZ-Dive水下容器(HOUSE),抗压深度达 80米;安装了CISME安卓软件的三星Galaxy S2 8“平板电脑。 CISMEHOUSEn 有关的检测图片创新点:原位检测珊瑚和其它底栖基质的代谢率,也可用于实验性地引入可能影响珊瑚代谢的物质(例如用于OA研究的酸化海水)。珊瑚和其它底栖基质类型原位代谢测量系统 CISME
  • 青花瓷微区元素分布的扫描分析
    X射线荧光分析(XRF)作为一种重要的元素分析方法已经在环境科学、地球科学、生命科学、文化遗产的科技研究等学科中发挥了重要的作用。由于微分析技术在这些学科中例如分析单颗粒大气污染物、生物单细胞等成分分析方面具有独特的优势,其应用一直都受到科学研究工作者的重视。常见的微分析技术主要是扫描电子微探针(EPMA)、扫描质子微探针(&mu PIXE)和同步辐射X射线荧光分析(SRXRF)等,一般最简单产生微束的方法就是通过微小的狭缝来限制束流以产生微束,但是这种方法会造成用于激发分析样品的元素X射线强度减小,并且能量利用率极低。下图为常规的X射线光源采用狭缝和使用X光透镜两种方式产生直径为50&mu m微束光斑分析直径同样为50&mu m大气单颗粒物的X射线荧光分析谱,从图中很明显看出常规的X射线光源通过采用狭缝的方式产生微束来分析样品的可能性是很小的。但由于同步辐射装置所提供的X射线能量高、亮度大,采用狭缝的方法产生微束可以使用在同步辐射X射线荧光分析上,如北京同步辐射X射线荧光分析系统就是采用狭缝的方式来产生微束来满足环境科学、生命科学等对微分析技术的需求。比较复杂的聚焦方法是利用光学聚焦系统,设备比较复杂,成本比较高,其应用有很大的限制性。  自20世纪80年代以来,随着X光透镜技术的发展,X光透镜具有聚焦性能好、成本低、设备比较简单、能量利用率高,并且可以以成像的方式显示样品中元素分布等优点,于是便和X射线荧光分析系统有机地结合在一起。目前比较常见的有两种结合方式,一种是X光透镜和同步辐射X射线荧光分析系统相结合,另一种是X光透镜和常规的X射线荧光分析谱仪相结合,这两种结合主要都是利用X光透镜的优点,使X射线荧光分析系统具有束斑小(束斑的直径可以达到10~50&mu m)、光强度可以达到~107光子/秒、所需要的样品量少、分析速度快、散射本底小、探测极限低、可以分析厚靶样品中几十个&mu g· g-1的微量元素等优点。下图为使用X光透镜的微束X射线荧光分析美国国家标准局研制的玻璃有证标准参考物质(SRM NIST610)各元素的探测极限。由于微束XRF具有比常规的X射线荧光分析更多的优点,因而使其应用范围越来越广泛。如工业上汽油中含硫量的测量 大气中单颗粒物的成分测量 参与植物新陈代谢过程中某些元素如Mn,Ca,Zn,Rb等在不同年龄的松针中从顶部到根部的分布 古陶瓷和青铜器中焊接物等微区的成分分析等。由于同步辐射X荧光分析需要大型加速器提供同步辐射光源,设备比较昂贵,机时比较有限。而使用X光透镜的微束X射线荧光分析系统与此相比设备比较简单,成本低、使用比较方便,因此研究使用X光透镜的微束X射线荧光分析在环境科学、地球科学、生命科学、文物保护等方面具有重要的意义。  微束X射线荧光分析在文物样品分析中有广泛的应用前景。  古陶瓷是由古代的土壤和岩石经过加工烧制而成,其化学成分主要是由Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、K2O、CaO等组成,其中SiO2和Al2O3的含量之和在80%以上,因此古陶瓷样品主要是由Si和Al等氧化物组成的轻基体。在实验中既要准确的测量出Na和Mg,又要测量出Rb、Sr、Y、Zr等重元素氧化物的含量,其实验条件的选择是非常关键的。对于Na、Mg、Al和Si等元素需要在真空中或氦气的气氛下探测器才能探测到其被激发的特征X射线。由于文物样品的特殊性,一般采用在探测器和被测样品之间形成氦气的光路来测量或者直接在大气中测量。本工作是在大气中直接分析被测样品,同时也就意味者Na、Mg、Al、Si等元素的特征X射线没有被探测器探测到。  实验工作是在两种条件下测量:第一种条件是在电压35kV,电流10mA,测量时间为300s,探测器与样品之间的距离为25mm 第二种条件是电压为40kV,电流10mA,测量时间120s,探测器前加1mm的准直器来降低散射造成的本底,探测器与样品之间的距离为42mm。测量国家有证标准参考物质GBW07406(GSS-6)的谱如下图所示。从谱图上看,在探测器加准直器更能降低散射本底,提高探测极限。  青花瓷是中国古陶瓷中具有很高艺术价值的瓷器,但对青花瓷的产地、年代、钴料的来源、制造工艺及其真伪辨别等问题一直缺乏系统的研究。由于微束分析的一系列的优点,用微束X射线荧光分析扫描分析了一块明代青花瓷残片中青花部位的元素分布,样品的照片见下图。  实验装置如下图,采用旋转阳极靶和会聚X光透镜组成激发样品的微束X射线源,SiPINX射线探测器收集样品中激发出的元素特征X射线,采谱活时间为5min,每隔50&mu m测量一个点,扫描面积为1mm× 35mm AXIL程序进行峰的拟合和本底的扣除。  对比青花部位和白釉部位的MXRF谱图可知,青花部位与白釉部位有差异的元素为主要为K、Ca、Fe、Co、Ni 以这五种元素的峰面积为变量,Matlab程序做图得到青花瓷五种元素的分布图。从几种元素的微区分布图对比青花瓷图片,可以看出Mn和Co的分布基本上和青花瓷釉色的深浅相一致的,Fe元素的分布基本上与青花瓷釉色的变化没有明显关系。相关性分析表明,Mn和Co有非常好的相关性,而Ni与Mn和Co没有相关性。  本文摘编自程琳、金莹著《现代核分析技术与中国古陶瓷》一书。
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