混频器

p　　中国电子科技集团有限公司第十三研究所专用集成电路国家级重点实验室与中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、中国科学院纳米器件与应用重点实验室再次合作，在高灵敏度石墨烯场效应晶体管(G-FET)太赫兹自混频(Homodyne mixing)探测器的基础上，实现了外差混频(Heterodyne mixing)和分谐波混频(Sub-harmonic mixing)探测，最高探测频率达到650 GHz，利用自混频探测的响应度对外差混频和分谐波混频的效率进行了校准，该结果近期发表在碳材料杂志Carbon上(Carbon 121, 235-241 (2017))。/pp　　频率介于红外和毫米波之间的太赫兹波(Terahertz wave)在成像、雷达和通信等技术领域具有广阔的应用前景，太赫兹波与物质的相互作用研究具有重要的科学意义。高灵敏度太赫兹波探测器是发展太赫兹应用技术的核心器件，是开展太赫兹科学研究的重要手段与主要内容之一。太赫兹波探测可分为直接探测和外差探测两种方式：直接探测仅获得太赫兹波的强度或功率信息 而外差探测可同时获得太赫兹波的幅度、相位和频率信息，是太赫兹雷达、通信和波谱成像应用必需的核心器件。外差探测器通过被测太赫兹信号与低噪声本地相干太赫兹信号的混频，将被测信号下转换为微波射频波段的中频信号后进行检测。与直接探测相比，外差探测通常具备更高的响应速度和灵敏度，但是探测器结构与电路更加复杂，对混频的机制、效率和材料提出了更高的要求。/pp　　天线耦合的场效应晶体管支持在频率远高于其截止频率的太赫兹波段进行自混频探测和外差混频探测。前者是直接探测的一种有效方法，可形成规模化的阵列探测器，也是实现基于场效应晶体管的外差混频探测的基础。目前，国际上基于CMOS晶体管实现了本振频率为213 GHz的2次(426 GHz)和3次(639 GHz)分谐波混频探测，但其高阻特性限制了工作频率和中频带宽的提升。/pp　　石墨烯场效应晶体管因其高电子迁移率、高可调谐的费米能、双极型载流子及其非线性输运等特性为实现高灵敏度的太赫兹波自混频和外差混频探测提供了新途径。前期，双方重点实验室秦华团队和冯志红团队合作成功获得了室温工作的低阻抗高灵敏度石墨烯太赫兹探测器，其工作频率(340 GHz)和灵敏度(～50 pW/Hz1/2)达到了同类探测器中的最高水平(Carbon 116, 760-765 (2017))。此次合作进一步使工作频率提高至650 GHz，并实现了外差混频探测。/pp　　如图1所示，工作在650 GHz的G-FET太赫兹探测器通过集成超半球硅透镜，首先通过216、432和650 GHz的自混频探测，验证了探测器响应特性与设计预期一致，并对自混频探测的响应度和太赫兹波功率进行了测试定标。在此基础上，实现了本振为216 GHz和648 GHz的外差混频探测，实现了本振为216 GHz的2次分谐波(432 GHz)和3次分谐波(648 GHz)混频探测。混频损耗分别在38.4 dB和57.9 dB，对应的噪声等效功率分别为13 fW/Hz和2 pW/Hz。2次分谐波混频损耗比216 GHz外差混频损耗高约8 dB。/pp　　此次获得混频频率已远高于国际上已报道的石墨烯外差探测的最高工作频率(～200 GHz)，但中频信号带宽小于2 GHz，低于国际上报道最高中频带宽(15 GHz)。总体上，目前G-FET外差混频探测器性能尚不及肖特基二极管混频器。但是，无论在材料质量还是在器件设计与工艺技术上，都有很大的优化提升空间。根据Andersson等人预测，G-FET的混频转换效率可降低至23.5 dB，如何达到并超越肖特基二极管混频探测器的性能指标是未来需要重点攻关的关键问题。/pp　　图3所示为基于432 GHz的直接探测以及二次谐波探测的透射成像图对比，分谐波探测时的透射成像显现出比直接探测更高的动态范围，可达40 dB。/pp　　该研制工作得到了国家自然科学基金项目(No. 61271157, 61401456, 61401297等)、国家重点研发计划(2016YFF0100501， 2014CB339800)、中科院青促会(2017372)、中科院苏州纳米所纳米加工平台、测试分析平台和南京大学超导电子学研究所的大力支持。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/c73fe96e-7527-4de4-8f95-ff4e6c2935aa.jpg" title="1.jpg"/　/pp style="text-align: center "图1：650 GHz天线耦合的G-FET太赫兹外差混频探测器br//pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/70869861-507f-4a27-91dc-64a7cf6c6185.jpg" title="2.jpg"//pp style="text-align: center "图2：(a)准光耦合的外差混频探测系统示意图 (b)216 GHz外差混频探测的中频频谱br//pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/15463ac0-04f0-4c63-9091-fee1013ca466.jpg" title="3.jpg"//pp style="text-align: center "图3：(a)分别采用432 GHz直接探测和本振为216 GHz的2次分谐波探测对树叶进行的透射成像效果对比 (b)采用本振为216 GHz的2次分谐波探测对柠檬片的透视成像。/p

记者日前从中科院苏州纳米所获悉，该所成功研制出在室温下工作的太赫兹自混频探测器，从而填补了该类探测器的国内空白。　　据了解，作为人类尚未大规模使用的一段电磁频谱资源，太赫兹波有着极为丰富的电磁波与物质间的相互作用效应，不仅在基础研究领域，而且在安检成像、雷达、通信、天文、大气观测和生物医学等众多技术领域有着广阔的应用前景。目前，室温微型的固态太赫兹光源和检测器技术尚未成熟，众多太赫兹发射&mdash 探测应用还处于原理演示和研究阶段。室温、高速、高灵敏度的固态太赫兹探测器技术是太赫兹核心器件研究的重要方向之一。　　自2009年起，苏州纳米所秦华、张宝顺、吴东岷课题组就致力于太赫兹波&mdash 低维等离子体波相互作用及其调控研究。该团队在2009年年底取得突破性进展，在GaN/AlGaN高电子迁移率晶体管的基础上研制成室温工作的高灵敏度高速太赫兹探测器，首次实现了对1000GHz的太赫兹波的灵敏检测。　　经过3年多的技术攻关，研究团队进一步突破了太赫兹天线、场效应混频和器件模型等关键技术，掌握了完整的场效应自混频太赫兹探测器技术。　　目前，苏州纳米所研制的太赫兹探测器探测频率达到800～1100GHz，电流响应度大于70mA/W，电压响应度大于3.6kV/W，等效噪声功率小于40pW/Hz0.5，综合指标达到国际上商业化的肖特基二极管检测器指标，并成功演示了太赫兹扫描透视成像和对快速调制太赫兹波的检测。　　据介绍，该项技术可进一步发展成大规模的太赫兹焦平面成像阵列和超高灵敏度的外差式太赫兹接收机技术，为发展我国的太赫兹成像、通信等应用技术提供核心器件与部件。

仪器信息网讯 2012年8月8日-9日，由中国仪器仪表学会、“太赫兹光电子学教育部重点实验室”、《现代科学仪器》编辑部主办的2012太赫兹科学仪器及前沿技术专题研讨会在北京紫玉饭店成功召开。本次会议的宗旨是为太赫兹科学仪器研制开发提供技术交流平台，为太赫兹仪器选购提供技术咨询，并为太赫兹仪器使用提供技术支撑。本次研讨会特别邀请到电子科技大学刘盛纲院士、天津大学姚建铨院士等太赫兹研究领域的多名专家学者做精彩报告，吸引了来自各科研院所、仪器公司的近100位代表参会。会议现场　　开幕式由太赫兹光电子学教育部重点实验室主任张存林教授主持，中国仪器仪表学会副理事长兼秘书长吴幼华先生，电子科技大学刘盛刚院士分别为大会致辞。中国仪器仪表学会副理事长兼秘书长吴幼华先生电子科技大学刘盛纲院士　　首先，吴幼华先生代表主办方对各位代表表示热烈的欢迎。并介绍到，太赫兹科学仪器涉及的领域很广，专业性很强，是非常重要的交叉前沿领域，其技术进步为技术创新、国民经济发展和国家安全提供了一个非常诱人的发展机遇。　　电子科技大学刘盛纲院士在致辞中指出，“重要的科学成就必须以实验研究为基础，在国际上重要的仪器设备是一流大学所必备的条件。近几年，中国也越来越多的认识到科学仪器的重要性。在过去的十几年中，日本人拿了6个诺贝尔奖，以色列拿了两个诺贝尔奖，我们相信中国一定会拿诺贝尔奖，但是不知什么时候。我们有很多好的思想，只是做不出实验结果来，我们国家要想成为科技大国，加强对仪器设备的支持是非常必要的。此外，中国的太赫兹技术发展非常快，也得到了国家自然科学基金委的大力支持，不过目前还存在一些问题，如投资不太集中等”。国家自然科学基金委员会信息科学部张兆田主任　　在开幕式中，国家自然科学基金委员会信息科学部张兆田主任还做了《信息优先资助领域及其基金资助工作》的相关报告。在报告中，张兆田主任介绍了信息科学的发展规律与特点，发展状况与未来发展趋势、重点优先发展领域等。其中，新型毫米波与太赫兹器件就是其优先发展的领域之一，其研究内容包括太赫兹核心器件及阵列检测器、微结构太赫兹功能器件；新型太赫兹探测技术等。此外，张兆田主任还介绍了信息科学部的部门设置、资助方针、资助格局、资助项目类型、项目受理评审过程等相关内容。首都师范大学物理系张岩主任　　此外，首都师范大学物理系张岩主任也介绍了太赫兹科学仪器及前沿技术专题研讨会的会议组织等相关情况。　　大会报告 技术发展篇太赫兹光电子学教育部重点实验室主任张存林教授报告题目：基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发　　张存林教授在报告中详细介绍了国家重大科学仪器设备开发专项“基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发”的相关情况。介于微波和红外之间的太赫兹是物理与信息领域重大科学技术问题，太赫兹波谱是反应分子结构和空间阵列的指纹谱。太赫兹时域光谱仪未来将向宽谱、高能量、小型化的方向发展，在科研及食品药品鉴定和检测方面具有很重要的应用价值和前景，对经济社会发展、民生改善具有很重要的支支撑作用。在市场方面，近三年来，已经有上百家应用单位有着明确的应用需求。据2010年度太赫兹市场报告的预期，太赫兹在医学、安全和制造业领域相关产品的经济效益到2020年将可达到数千万到数亿美元，市场总额可达到数十亿美元。张存林教授还介绍说按此推算，“基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发”项目完成后，若中国市场可占到10%的全球市场份额，预期经济效益也将达到数亿美元。由此，也将拉动中关村高科技示范区高端仪器制造业及相关产业产值约10亿元人民币/年。上海大学马国宏教授报告题目：太赫兹脉冲的产生及波前控制研究　　马国宏教授介绍到目前THz波的研究主要包括THz源、THz检测和THz传输等方面，要使THz波的研究成果得到广泛的应用，尤其是将THz技术应用到远红外光谱学中，有必要研究THz脉冲的波前控制以及各种THz光子学器件的工作原理，从而实现对THz辐射的人工调控。随后，马国宏教授介绍了上海大学超快光子学实验室近年来在THz波的产生、THz的主动和被动控制、THz光子学和THz自旋电子学等方面开展的一系列研究工作。其中，主要探讨了利用THz波与各种微结构相互作用实现THz波前的控制，包括THz偏振控制、抗反射、全吸收设计、THz全禁带光子晶体以及THz磁共振器件等。中科院紫金山天文台副研究员张文先生报告题目：太赫兹高灵敏超导热电子探测器技术　　张文先生谈到，太赫兹波段存在丰富的分子转动谱线和原子精细结构谱线，通过对这些分子谱线的高频率分辨率观测，可以研究天文、大气和深空探测等领域的重要科学问题。超导HEB混频器是1HTz以上灵敏度最高的相干探测器，已经成功应用到Herschel空间卫星、SOFIA天文台和地面APEX望远镜开展天文观测研究。张文先生所在系统改进了超导HEB热电子混频器的热点模型，深入理解其机制，率先实现了4K闭环制冷环境下的超导HEB混频实验；并研制国际上最高频率(5.3HTz)天线耦合超导HEB混频器，灵敏度率先突破5倍量子噪声极限。此外，张文先生还介绍了其课题组在太赫兹超导HEB混频器应用方面的研究工作。天津大学姚建铨院士报告题目：太赫兹技术及太赫兹仪器的发展趋势　　姚建铨院士在报告中介绍到，随着太赫兹科学技术的飞速发展，对太赫兹科学仪器也不断提出新的需求，不仅推动了太赫兹科学仪器的快速发展，也催发了太赫兹前沿技术的不断涌现。同时，太赫兹科学仪器的前沿技术也表征着太赫兹科学仪器的先进性和尖端性，引领着太赫兹科学仪器的进一步发展。在这一部分内容中姚建铨院士介绍了太赫兹技术国内外研究及应用概况，光学太赫兹辐射源研究及太赫兹功能器件-微结构材料的应用等方面的情况。并且指出，微结构光学材料在激光技术、THz技术等方面可望实现传输、源、开关、放大、滤波、调制、吸收、偏振等功能，有十分重要的科学价值及实际意义。如果将微结构材料施加各种场(电、磁、声、光、热、机械等)作用可望产生新现象、出现新机理、实现新功能、制成新器件。此外，姚建铨院士还介绍了基于法布里-珀罗干涉仪的THz波长测试法及THz傅立叶变换光谱仪的相关研究工作。首都师范大学赵国忠教授报告题目：太赫兹波产生探测及太赫兹时域光谱技术　　赵国忠教授谈到，对于太赫兹光谱应用来说，获得宽带太赫兹辐射至关重要，目前，实验室使用的宽带太赫兹辐射源以光整流和电导天线为主。随后详细介绍了基于飞秒激光的宽带光电导天线的设计、研制，光电导天线温控系统和太赫兹辐射测量装置的研制，光电导天线太赫兹辐射特性等方面的研究工作。另外，半导体表面太赫兹辐射可以提供方便的宽带太赫兹源，进一步研究非常必要。其中，富含缺陷的氮化铟有望代替砷化铟成为高效、实用的宽带太赫兹辐射源。此外，赵国忠教授还指出太赫兹发射光学的研究也有助于探索半导体表面和内部的载流子动力学。　　此外，北京理工大学胡伟东教授、哈尔滨工业大学(威海)田兆硕教授、中国计量科学研究院孙青博士等也就太赫兹技术现状及研究进展做了精彩的报告。北京理工大学胡伟东教授报告题目：Progress in the Terahertz Pulse 3D Imaging System (220GHz)哈尔滨工业大学(威海)田兆硕教授报告题目：THz激光F-P旋转透过率研究中国计量科学研究院孙青博士报告题目：太赫兹光谱与功率计量技术　　大会报告 应用篇首都师范大学沈京玲教授报告题目：太赫兹光谱技术在毒品检测中的应用研究　　沈京玲教授介绍到，太赫兹波能够用于毒品检测和识别是基于下列两个事实：多数毒品在太赫兹波段具有特征吸收；多数包装材料如纸张、织物、塑料、木头，对太赫兹波是透明的。将两者结合起来，使太赫兹技术非常适于进行毒品的无损检测应用。随后，沈京玲教授详细的介绍了所在课题组近年来在毒品检测识别方面的相关工作：应用太赫兹光谱和成像技术对毒品进行品种鉴定和含量分析，完成了确定毒品纯度和有效成分含量的理论和实验方法；对隐藏在信封和包裹中的毒品进行探查；建立了含有38种纯度在90%以上的毒品的太赫兹光谱数据库等。上海理工大学副院长朱亦鸣教授报告题目：基于太赫兹技术的药物分析与检测　　朱亦鸣教授介绍到，国内外现有药物检测技术手段无法有效的检测出假药，而且无法做到在线式检测。太赫兹波处于微波电子学与红外光子学的交叉、过渡区域，是被公认的有重要科学价值和巨大应用前景的频率窗口。太赫兹技术先后被列为“改变未来世界的10种技术”及“2011年六大类电子类新技术”之一，是分析分子有机功能基团最有效的手段。基于这些优势，朱亦鸣教授所在课题组利用时域太赫兹波谱系统对中西药做了相关检测，结果显示太赫兹光谱技术对各种药物鉴别率可达90%，扫描速度达到1s/片，可以做到无损探测及真正的在线检测和分析，并且结合HIPHOP模型，还可以进行药理基团的解析。中国石油大学(北京)赵卉博士报告题目：太赫兹技术在油气光学中的应用　　赵卉博士在报告中介绍说，油气光学是研究油气物质的光学性质、光在油气介质中的传播规律和光学技术在油气领域应用的科学。它是在石油与天然气工程、地球探测与信息技术、材料科学与工程、物理学、光学工程等学科发展与支持的基础上建立起来的一个新兴交叉学科。针对国家重大需求，并且基于太赫兹与油气物质相互作用的认知，赵卉博士所在课题组建设了以油气资源、石油化工为研究对象的太赫兹波谱与探测技术平台，开发了油品光学性能透射式测试装置，岩石光学性能透射式测试装置，基于对岩石有机质、干酪根、基础油、汽油等多种体系的太赫兹频段特征吸收带的认知，建立了石油化工产品太赫兹光谱特性和理化性能之间的关系，为太赫兹技术在油气领域的应用提供了实验基础。　　此外，中科院上海微系统所谭智勇博士、中科院工程物理研究院流体物理研究所助研朱礼国先生也就太赫兹技术的应用做了精彩的报告。中科院上海微系统所谭智勇博士报告题目：太赫兹量子器件及其成像应用中科院工程物理研究院流体物理研究所助研朱礼国先生报告题目：超快太赫兹光谱在研究太阳能光伏材料中的应用　　除了以上各位专家的报告之外，安捷伦科技(中国)有限公司叶伟斌先生，脉动科技有限公司陆明先生，先锋科技股份有限公司Albert Rsdo-Sanchez先生、Patrick F. Tekavec先生，顶尖科仪(中国)股份有限公司贺雪鹏先生也介绍了公司的产品特点及研发情况。安捷伦科技(中国)有限公司叶伟斌先生报告题目：安捷伦毫米波测试解决方案脉动科技有限公司陆明先生报告题目固体THz源和异步采样THz时域光谱系统先锋科技股份有限公司Albert Redo-Sanchez先生报告题目：Terahertz Instrumentation Status and Market Outlook先锋科技股份有限公司Patrick F. Tekavec先生报告题目：High Power THz sources顶尖科仪(中国)股份有限公司贺雪鹏先生报告题目：飞秒光纤激光器及其在太赫兹光谱学中的应用　　报告会之后，与会代表参观了首都师范大学太赫兹光电子学教育部重点实验室，相关工作人员为与会代表详细介绍了实验室整体概况，并就相关仪器及其研究的课题同与会代表进行了深入的沟通。与会代表参观太赫兹光电子学教育部重点实验室太赫兹光电子学教育部重点实验室部分仪器设备与会代表合影

慕尼黑上海光博会将于2024年3月20-22日在上海新国际博览中心（上海市浦东新区龙阳路2345号）举办，届时我们将携前沿光电产品及技术解决方案在W4馆4420亮相，展品涵盖生物显微、半导体检测、激光医疗、光纤传感、精密光谱、机器视觉、偏振测量、光束匀化、光束偏转等热门应用领域，本次慕尼黑上海光博会除了前沿技术产品亮相，还有超赞的干货演讲等活动，诚邀各位新老客户拨冗莅临展位洽谈交流！W4馆4420 主题演讲日程预览 展位活动详情 展品应用速递 PPLN晶体，显微镜LED光源，LED点光源，MEMS扫描镜，AOTF，AOM，调温式热封机VTS，混频器，隔震平台，空间光调制器，LCOS，半导体激光器，荧光标准片，DMD空间光调制器，压电纳米平移台，标准分辨率靶，SCMOS，光子晶体光纤，920飞秒激光器，显微高光谱成像，微型光谱仪，3D光场显微成像模块、微球显微镜，光纤耦合LED光源，3D光场显微相机，生物阻抗分析仪，纳米孔读取器，多通道电流放大器，膜片钳，蛋白质测序仪，单光子相机，无掩模光刻机。在线椭偏仪，在线膜厚测量仪，在线拉曼光谱成像，在线荧光寿命成像，在线荧光光谱成像，自动化光电流成像，超分辨光学微球显微镜、锁相放大器、激光干涉仪，高频激振器，TDTR，266nm窄线宽激光器，波前传感器，激光光束分析仪，激光位置和指向稳定系统，多通道声光调制器AOMC，声光偏转器AODF，非球面匀化镜。2940nm铒激光器，2020nm铥激光器，激光光束分析仪，非球面匀化镜，调温式热封机VTS，混频器，激光传能光纤，激光功率计，生物电阻抗断层成像仪，医用激光光纤（紫外-中红外），医用光纤温度传感器，医用光纤压力传感器 温度解调系统，时域红外光谱仪，扫频激光器，法珀腔医疗压力传感器。PPLN晶体，显微镜LED光源，LED点光源，MEMS扫描镜，AOTF，AOM，调温式热封机VTS，混频器，隔震平台，空间光调制器，LCOS，半导体激光器，荧光标准片，DMD空间光调制器，压电纳米平移台，标准分辨率靶，SCMOS，光子晶体光纤，920飞秒激光器，显微高光谱成像，微型光谱仪，3D光场显微成像模块、微球显微镜，光纤耦合LED光源，3D光场显微相机，生物阻抗分析仪，纳米孔读取器，多通道电流放大器，膜片钳，蛋白质测序仪，单光子相机，无掩模光刻机。共聚焦拉曼光谱仪，共聚焦荧光寿命成像系统，共聚焦荧光成像，超导探测器、单光子计数器、激光稳频器、超稳腔、窄线宽稳频激光器、锁相放大器、任意波形发生器、偏频锁定模块、超快飞秒激光器、单光子相机、光刻机，单腔双光梳激光器，光纤光谱仪，拉曼光谱仪，近红外光谱仪，多光谱相机、高光谱相机，光纤探头，激光光束分析仪，PPLN晶体，声光偏转器AOD，声光调制器AOM，非球面匀化镜，激光位置和指向稳定系统，非线性晶体，F-theta场镜，扩束镜，隔震平台。二维光谱成像测量系统，多光谱相机、高光谱相机、热成像相机，变焦镜头，在线颜色测量，二维光谱颜色测量，线激光3D相机，结构光3D相机，光场相机，高光谱相机，3D傅里叶显微成像仪，光纤传感器。偏振态测量仪（三款），偏振相，锁相放大器，小尺寸宽带偏振态测量仪，高精度偏振(斯托克斯量)测量系统，光弹调制器，托卡马克专用光弹调制器，偏振分析专用锁相放大器，成像型穆勒矩阵测量系统，高精度波片相位延迟测量系统，光弹性系数测量仪，桌面主动隔振台。声光偏转器，电光偏转器，电光偏转系统，KTN电光偏转器，液晶偏振光栅，大角度闭环微型振镜，MEMS扫描镜，压电纳米平移台，液晶空间光调制器，主动隔振台，光纤偏振态测量仪，中空回射器。 昊量展位指引 关于我们

业内人士均知，计时器/频率计市场多年来可谓波澜不惊，缺乏竞争是创新的最大障碍，该领域的产品更新换代极其缓慢，用户的选择也是少之又少。　　近日，随着泰克FCA和MCA系列计时器/频率计/分析仪的横空出世，江湖一时风云突变，频率计市场的统治局面被打破，新的“武林盟主”即将诞生，而广大用户则可享受到性能水平“五级跳”的创新产品，而且具备更有竞争力的价位。　　据悉，泰克在这些产品的定义阶段广泛进行了用户调查，地域横跨美洲、欧洲、亚洲大陆，抽取了美国、中国、日本、法、德等重要国家的各应用领域用户来倾听他们的意见，以便新产品所具备的更优异的性能和特性真正是客户想要的。　　FCA和MCA系列仪器可用于设计、生产和实验室校准，以及雷达设备测试等现场应用中的频率、时间或相位信号参数的测量与分析。下表以FCA3100为例，列举了泰克破局频率计市场的一些利器，以及如何实现产品性能和功能的“五级跳”。　　泰克FCA3100系列频率计与同类产品的对比。　　一级跳：更宽的频率范围保护客户投资　　泰克的FCA3000和FCA3100系列提供了最高达20GHz的宽频率范围，其中包括了两个300MHz的标准输入，和一个可选3GHz或20GHz的输入通道。上述仪器实现了每秒12位数字频率分辨率和单次50 ps(FCA3100)或100 ps(FCA3000)的时间分辨率。　　如上图，同类产品最多只能达到225MHz的标配，对于需要测250MHz或者275MHz信号的用户(如某些计算机时钟同步信号)来说，就要另外购买3G选件，成本要增加至少50%。如今，若选用泰克的产品，无需增加3GHz选件即可支持300MHz以内的信号频率。而对于雷达、合成器/混频器等微波通信应用很多信号时在Ku波段(12GHz-18GHz)，那么FCA3000和FCA3100系列提供的20GHz选件也可使客户无需另外购买昂贵得多的微波频率计。　　对于20GHz以上的高精尖开发项目，MCA3000系列提供了行业最先进的计时器/频率计方案。标配两个300MHz输入通道，和一个可选27 GHz或40 GHz高频输入通道，该仪器可实现每秒12位数字的频率分辨率和100ps的单次时间分辨率。MCA系列集成频率计能在任何支持的频段上通过单一连接实现频率和功率测量。　　据称，泰克仪器返修率很低，这些频率计产品从电路研发、材料选用到生产工艺各个环节都具有严格的质量保证，泰克公司承诺3年保修服务，远高于同类产品1年的保修期，显示了泰克对其产品品质的信心。　　二级跳：大幅提高研发和生产效率　　对于要求快速测试的制造应用而言，FCA系列仪器可以提供每秒250,000次采样的内部存储器数据传输速度、高达每秒15,000次采样的USB/GPIB数据传输速度(block模式)，以及每秒高达650次的独立触发测量，即每秒可完成650个产品的测量，相较同类产品只能完成200个产品测量，生产效率提高了三倍之多。泰克的产品更适合用于计算机、智能手机、平板电脑、元器件等要求较高测量精度的生产线，每条线可部署几十甚至上百台FCA频率计。“江苏的一家晶振厂商对我们的测量速度这项指标特别感兴趣，”泰克公司负责射频无线产品线的产品市场经理钱永介绍说，“他们以往采用的一些频率计设备，其测试速度已不能满足提高生产效率、扩大产能的需求。”　　另外，FCA系列具有快速端口转换模式，可连接两个端口，进行信号的快速切换(小于30ms)，几乎同时完成两个端口的测试。这一特性对生产企业也很有意义，可提高自动化生产的效率。　　FCA系列和MCA系列频率计除了支持生产线使用很普遍的GPIB接口持续数据流测量之外，还提供实验室用户使用较多的USB接口，方便他们连接PC进行设计调试。另外，还独家提供移动通信应用所需的TIE(时间差)测试功能。　　三级跳：3.75M样点存储深度实现统计分析功能　　泰克此次推出的最新频率计/分析仪使设计工程师不仅能够精确测量出频率、周期、时间、脉冲或相位、占空比、Vmax、Vmin、Vp-p等超过13种不同的参数，还能通过内置的内存(对应375万个测试点)来提供数据统计、柱状图以及趋势图等分析模式进行全面分析。例如，要测试用于计算机时钟信号的晶振在实际电路中的表现，就需要测一段时间的变化值。以往的频率计不含内存，就只有几个计数器，本身无法显示信号随时间变化的图形，必须通过GPIB接口读取也不方便，还需设计软件进行统计，影响了速度和成本。　　泰克的频率计由于可以将测试结果放入那个FIFO缓冲器内存中，本身就可以显示信号变化的情况，也可以外接电脑实现连续测试，确保零死区时间，从而实现了动态测量分析系统。该特性对必须检测每个单周期的机械和医疗测量而言至关重要。　　另外，对于很多研发人员来说，很看重频率计能进行时域的Allan方差测试。因此，含缓冲器内存连续无死区时间测试的特性就很有价值，因为需要对一定时长内的采样点求均值才能计算Allan方差值。　　四级跳：LCD显示直观掌握测量结果变化趋势　　与传统LED段显示频率计不同，泰克的新款产品均采用LCD显示屏，因而可以方便显示各种测试结果随时间变化的趋势图、测试结果分布的柱状图、直方图等，并可显示测量统计结果，如跟踪测量结果的平均值、标准误差以及最大值和最小值等，让测试工作更加直观。另外，仪器上的专用按钮及显示菜单使用户能够快速进入常用功能，进而缩短设置时间。　　测量统计结果显示示例。　　五级跳：调制域分析软件实现高端的跳频测试　　泰克提供可选的TimeView™ 调制域分析软件，针对基于Windows个人电脑可对信号特性进行更加深入的分析，当配合FCA和MCA系列使用时，使客户能够分析频率随时间的变化，实现调制域分析仪功能，同时测试Allan方差及各种数据统计和分析。　　“市面上已买不到专门的调制域分析仪了，但不少研究所客户(如进行高端跳频测试)还是非常需要，”钱永表示，“通过我们的分析软件，客户可以实现调制域分析功能，测试调频信号跳频序列，跳频振铃等参数，对于锁相环、混频器等元器件的应用测试就不需要像以前一样自己费心编写软件来实现了。”　　上述最新的计时器/频率计/分析仪可与泰克公司日前宣布推出的PWS4000系列直流电源配套使用。对于各种应用，这些频率计也可与泰克的示波器、万用表、信号源产品互连，组成一个强大的测试平台。为了简化复杂任务，客户可用配套提供的NI LabVIEW SignalExpress™ 泰克版软件，从基于Windows的个人电脑上远程控制所支持的泰克仪器。可以帮助客户自动测量、分析多个仪器上的数据、捕获和保存测

据美国物理学家组织网2010年6月30日(北京时间)报道，美国科研人员开发出了首个集成太赫兹(THz)固态收发器，新设备比目前使用的太赫兹波设备更小，功能更强大。相关研究成果发表在最新一期的《自然光子学》杂志上。　　太赫兹技术是近年来十分热门的一个研究领域，2004年被评为影响世界未来的十大科技之一。美国能源部桑迪亚国家实验室的研究人员将同一块芯片上的探测器和激光器结合在一起，制造出了该接收设备。在实验中，研究人员将一个小的肖特基二极管嵌入一个量子级联激光器(QCL)的脊峰波导空腔中，让能量能够从量子级联激光器内部的磁场直接到达二极管的阴极，而不需要光耦合通路。这样，研究人员就不需要再为制造这些收发器等设备所需要的光学“零件”如何定位而“抓耳挠腮”了。　　新的固态系统利用了太赫兹波发出的频率。太赫兹波是指频率在0.1THz—10THz范围的电磁波，介于微波与红外之间，它能够穿透非金属材料，从而为安检、医学成像提供新的手段，在物体成像、医疗诊断、环境检测、通讯等方面具有广阔的应用前景。　　量子级联激光器是产生太赫兹辐射的重要器件之一，科学家于2002年演示了半导体太赫兹量子级联激光器。太赫兹量子级联激光器的一个优势在于其能够同其他组件一起被整合在同一个芯片上。然而，此前要想装配出灵敏的相干收发器系统，研究人员需要将零散的、并且常常是巨大的组件组合到一起。而现在，研究人员只是将太赫兹量子级联激光器和二极管混频器整合在一个芯片上，就可以组成一个简单实用的微电子太赫兹收发器。　　研究人员也证明，新的太赫兹集成设备能够执行以前组件零散的太赫兹系统的所有基本功能，例如传输相干载波、接受外部信号、锁频等。

他们，研制了我国第一台毫米波天文超导接收机；他们，在国际上首次实现高能隙氮化铌超导隧道结的天文观测；他们，研制了目前世界上最前沿的超导热电子混频器；他们，实现了我国首例千像元太赫兹超导成像阵列芯片… … 他们是中国科学院紫金山天文台太赫兹超导空间探测技术研究青年团队（以下简称太赫兹团队），多年来专注国际前沿太赫兹超导探测技术和空间天文应用研究，目前正在承担中国空间站巡天望远镜“高灵敏度太赫兹探测模块”研制任务，有望实现我国太赫兹超导探测技术在空间应用“零”的突破。 近日，这支年轻的团队被授予“中国科学院青年五四奖章集体”称号。仰望星空 探索未知 仰望星空是人类探索未知的本能，而宇宙的绮丽无法靠想象感知，只有“看见”才能了解。 “太赫兹天文探测能探索宇宙最久远的过去，为我们解释现代天文学中最重要的前沿问题提供先端手段。”太赫兹团队负责人、紫金山天文台研究员李婧告诉《中国科学报》。 在电磁波谱中，太赫兹波段包含部分毫米波、全部亚毫米波和部分远红外，其波长从3毫米到30微米，频率覆盖0.1～10太赫兹（太，T=1012）。太赫兹位于微波和红外之间，其研究手段也处于电子学向光子学过渡的区域，具有指纹性、穿透性和安全性等重要特性。 关于指纹性，李婧解释道，物质的晶格振动和分子转动等引起的能级跃迁都对应在太赫兹谱段，而不同物质的光谱位置、强度、形状均有差异，具有指纹般的唯一性，常被称作为太赫兹“指纹谱”。 不同于X射线对人体可能存在伤害，由于水对太赫兹具有强烈的吸收，因此太赫兹不会对物体尤其是生物组织产生有害的电离反应。 李婧介绍，当前，太赫兹超导探测技术可分为相干探测和非相干探测两大类。其中，太赫兹相干探测器可以同时探测信号的幅度和相位信息，主要应用于高频率分辨率的分子和原子谱线观测，以及具有高空间分辨率的天线干涉阵列；太赫兹非相干探测器则只能探测信号的幅度信息，而不获取其相位信息，主要应用于连续谱成像观测和宽频带中低分辨率谱线观测。 “成像还是光谱？天文学家都要。”李婧指出，根据科学目标的不同，天文学家对观测技术的需求也不尽相同：有时会需要大天区的多色成像，有时也需要高频率分辨率的谱线观测。坚守初“芯” 攻坚克难 据了解，地球大气层对太赫兹信号的强烈吸收一定程度上制约了太赫兹地面观测的能力，为了让中国在该领域站在国际前沿，将观测平台从地面移到太空几乎是必经之路。 李婧向《中国科学报》介绍，太赫兹探测技术的核心是“超导探测器”，是人类关于星空梦想的基石，更是重要的关键核心技术。 几十年来，从薄膜生长，到芯片制备，再到接收机系统集成与表征，太赫兹团队坚持自主的研发与研制路线，突破重重技术关卡。 李婧还记得当年团队在开展研究之初，一些发达国家已经在超导芯片的研制方面具备明显优势。“虽然我们实验室有超导探测技术研究方向的国际知名专家，但工作中仍然会遇到很多困难，比如：缺乏配套的超导芯片制备平台和实验仪器条件等。” 随着实验条件的逐步改善，太赫兹团队坚守初“芯”，攻坚克难，通过持续潜心研究，解决了技术瓶颈背后的基础物理问题。 “目前，我们已经成为国际上少有的完全掌握四种太赫兹天文主流探测技术的团队。”李婧说，“有了这些自主的关键核心技术支撑，我国的太赫兹天文发展之路上，就没有了关于探测器的后顾之忧，更不会受制于人。” 现在，太赫兹团队承担“高灵敏度太赫兹探测模块”研制任务，其技术指标达国际前沿。但李婧也指出：“作为我国首次空间太赫兹超导探测技术应用，其难度和挑战可想而知。”绽放芳华 无悔青春 这些年来，在中国科学院院士史生才的指导下，太赫兹团队迅速成长，曾获江苏青年五四奖章集体，其科研成果获国家科技进步奖二等奖、中国电子学会科技进步二等奖等奖励。 在太赫兹团队成员25人中，李婧是仅有的3名女性之一。她还记得自己2002年来到紫金山天文台读博士研究生，也是在那时首次接触到太赫兹超导空间探测技术研究。 “当时感觉这项工作不太适合女生，不仅需要经常拆装和搭建很重的低温实验仪器，有时还需要出野外。”这是李婧对该研究的第一印象。 但她没有知难而退，李婧带领太赫兹团队经常身裹实验服，“泡”在无尘实验室里，一待就是数个小时。与她为伴的是设备运行的嗡嗡轰鸣声、是化学试剂散发的刺鼻气味、是口干舌燥却不能饮水的坚持与隐忍。 惟其艰难，方显勇毅；惟其磨砺，始得玉成。历经挫折与荆棘，太赫兹团队终于研制出高性能的氮化铌超导隧道结混频器芯片，将我国太赫兹高能隙低温超导探测的水平推进到国际前列。 “高灵敏度超导探测器的测试，经常会收到轻微振动的干扰。”李婧说，为排除周边环境引起地面振动给实验结果带来的影响，我们经常选择凌晨做实验，白天进行数据分析。” 为了能选出适合太赫兹天文观测的优良台址，太赫兹团队成员无数次登上5100米以上的高海拔地区，顶着强风、忍着高反，他们在零下几十度的环境中调试设备，一干就是十几天。这些坚守的背后，是家里牙牙学语、蹒跚学步的孩子，是年近高龄、甚至身缠重病的老人。

近日，受科技部委托，江苏省科技厅组织以南京大学施毅教授为组长的专家组在苏州对江苏省纳米器件重点实验室&mdash &mdash 省部共建国家重点实验室培育基地建设项目进行了验收。江苏省科技厅、苏州工业园区科技局、苏州纳米所等单位有关同志参加了会议。　　专家组认为，该重点实验室围绕&ldquo 高效高功率半导体蓝绿激光器&rdquo 、&ldquo 高效太阳能电池&rdquo 、&ldquo 高灵敏度太赫兹探测器技术&rdquo 和&ldquo 碳纳米材料与器件物理&rdquo 四个研究方向，开展了纳米材料和纳米器件的基础与应用基础研究，并在项目承担、论文专利产出、人才队伍建设、科研条件建设以及运行制度建设等方面取得了显著的成绩，圆满完成了建设计划任务书规定的任务，实现了建设目标，一致同意通过验收。　　通过三年多的建设，纳米器件重点实验室面积达3200平方米，通过培养和引进人才，形成了一支由1名973计划首席科学家、5名国家千人计划等专家领衔的优秀创新团队，其中博士学历占70%以上。建设期间，该重点实验室承担国家和中科院、江苏省等科研项目230余项 突破了聚光高效多结电池和绿光激光器的器件关键技术，形成了自主的核心技术，达到国内领先水平 解决了450nm蓝光激光器的工程化关键技术，并实现产业化 突破了基于室温半导体的高灵敏度太赫兹场效应混频器检测器及其应用于高灵敏度接收机的核心科学技术问题，形成0.3-1.0THz的高灵敏度太赫兹探测器芯片与模块。研究成果共发表SCI论文160余篇，申请发明专利180余件，授权60件 获得省部级奖3项。　　专家组对重点实验室未来的建设提出了宝贵的建议和意见，并希望实验室人员再接再厉，凝练研究方向，加大基础和应用基础领域的研究，进一步提高人才队伍的素质，为申请国家重点实验室做好准备。

新品发布全新升级的射频测试设备你拥有了吗，在延续其小巧的身型、可编程、USB供电控制等经典特色的同时，虹科最新发布的便携式射频测试设备具有更高的带宽、更优秀的性能、更棒的测试体验，包括数字衰减器、信号发生器、射频开关、混频器、射频功率计和功率放大器等，满足您的个性化需求与不同应用场景。虹科便携式可编程数字衰减器具有高达40GHz频率范围和120dB的衰减控制范围，可直接从附带的图形用户界面（GUI）为固定衰减、扫描衰减斜率进行轻松编程，对于希望开发自己界面的用户，虹科提供LabVIEW驱动程序、Windows API DLL文件、Linux驱动程序、Python示例等，满足不同的应用需求。数字衰减器虹科HK- LDA-802-32200-8000MHz高分辨率数字衰减器，32通道，衰减范围为120dB，步长0.1dB虹科HK-LDA-802-32数字衰减器是一个机架式、32通道、高动态范围、双向、50欧姆的步进衰减器。它提供120dB的衰减控制范围，频率范围为200-8000MHz，步长为0.1dB，同时提供USB和以太网接口。特点● 可靠且可重复的固态数字衰减器● 免费的GUI、Windows Linux和MAC SDK，以及LabVIEW驱动程序● 单次或重复的可编程衰减斜率● 可通过GUI或SDK对衰减曲线进行编程● USB和以太网控制● 可设置静态IP或DHCP● 密码保护的web GUI应用● WiFi，WiFi 6E，3G，4G，5G，LTE，DVB，微波无线电衰减模拟器● 工程/生产测试● 自动测试设备（ATE）★虹科HK-LDA-802-16200-8000MHz高分辨率数字衰减器，16通道，衰减范围为120dB，步长为0.1dB虹科HK-LDA-802-16数字衰减器是以机架方式进行安装，具有16通道高动态范围、双向、50Ω的步进式衰减器。它提供120dB的衰减控制范围，频率范围为200-8000MHz，步长为 0.1dB，同时提供USB和以太网接口。特点● 可靠且可重复的固态数字衰减器● 免费的GUI、Windows Linux和MAC SDK，以及LabVIEW驱动程序● 单次或重复的可编程衰减斜率● 可通过GUI或SDK对衰减曲线进行编程● USB和以太网控制● 可设置静态IP或DHCP● 密码保护的web GUI应用● WiFi，WiFi 6E，3G，4G，5G，LTE，DVB，微波无线电衰减模拟器● 工程/生产测试● 自动测试设备（ATE）★虹科HK-LDA-608V-4200-8000MHz高分辨率数字衰减器，4通道，衰减范围为60 dB，步长为0.1dB虹科HK-LDA-608V-4数字衰减器是一款高精度、双向的50欧姆步进式衰减器，具有4个独立控制的衰减通道，提供200-8000MHz的校准衰减，典型精度0.25dB，步长为0.1dB，控制范围为60dB。特点● 可靠且可重复的固态数字衰减器● 免费的GUI、Windows Linux和MAC SDK，以及LabVIEW驱动程序● USB和以太网控制接口● 可配置的静态IP或DHCP● 可编程的衰减斜率和衰减曲线● 密码保护的web GUI应用● WiFi，WiFi 6E，3G，4G，5G，LTE，微波无线电衰减模拟器● 工程/生产测试● 自动测试设备（ATE）★虹科HK-LDA-4030.1-40GHz高分辨率数字衰减器，单通道，衰减范围为31.5 dB，步长为0.5 dB，USB/以太网控制虹科HK-LDA-403数字衰减器是一个双向的、50欧姆的步进衰减器，提供从0.1到40GHz的衰减控制，步长为0.5dB，同时提供USB和以太网接口。通过连接衰减器的扩展总线，可以从一台PC控制多个HK-LDA-403设备。特点● 可靠且可重复的固态数字衰减器● 免费的GUI、Windows Linux和MAC SDK，以及LabVIEW驱动程序● 可编程的衰减斜率和衰减曲线● 可直接从电脑或自带电源的集线器上操作多个设备● 易于携带的USB供电设备应用● WiFi，WiFi6E，4G，5G，LTE，DVB，微波无线电衰减模拟器● 工程/生产测试● 自动测试设备（ATE）★虹科HK-LDA-203B1-20GHz USB可编程数字衰减器，单通道，衰减范围为63 dB，步长为0.5dB，USB/以太网控制虹科HK-LDA-203B数字衰减器是双向、50Ω步进衰减器，在1-20 GHz频率范围内提供63 dB的衰减控制，步长为0.5 dB，提供USB和以太网接口，易于携带。特点● 可靠和可重复的固态数字衰减● 免费的GUI, Windows和Linux SDK, LabVIEW驱动程序● USB和以太网控制● 可设置静态IP或DHCP● 密码保护的web GUI应用● WiFi，WiFi 6E，3G，4G，5G，LTE，DVB，微波无线电衰减模拟器● 工程/生产测试● 自动测试设备（ATE）★虹科HK-VMA-Q8X8SE衰减矩阵8x8衰减矩阵，频率范围为500–6000MHz，衰减范围为90dB，步长0.1dB，集成式服务器虹科HK-VMA-Q8X8SE衰减矩阵是一个机架式8输入8输出的无阻塞测试仪器，集成了Windows服务器，可独立操作，提供90dB的衰减控制范围，频率范围为500-6000MHz，在所有64种路径组合上步长为0.1dB，可以很容易地对固定衰减、扫频衰减斜率和衰减曲线进行编程。虹科HK-VMA-Q8X8SE采用交流供电，通过机箱后面的一个以太网端口进行控制，射频输入信号通过后面板进入，在前面板获得输出信号。特点● 可靠和可重复的固态数字衰减● 包括Windows和Linux SDK● 可编程的衰减曲线● 以太网控制● 集成服务器应用● WiFi，WiFi 6● LTE，5G，6G● MIMO、多点无线电衰减模拟器● 半导体测试和鉴定● 自动测试设备（ATE）★虹科HK-DAT306K30GHz宽频数字微波步进衰减器虹科HK-DAT306K是一款独立的宽带数字微波衰减器，额定频率为1-30GHz，衰减量从0到60dB不等，最小步长为0.50dB，插入损耗通常低于10dB。虹科HK-DAT306K是一个三重控制设备，衰减设置可以通过用户界面、USB端口串行命令或以太网接口来改变。特点● 最大输入功率：+28.0dBm● 40GHz精密2.92mm K型连接器● USB供电和控制（虚拟COM串口-115.2Kbps）● 音频反馈、LED和OLED显示● 用于PC的简单控制软件● 标准以太网连接● 提供6GHz、12GHz、22GHz等不同型号应用● 电子战● 自动测试环境● 一般射频实验室使用● 控制系统● 卫星通信● 生产验证● 教育/大学实验室● 航空航天/国防研究● 无线基础设施● 雷达系统● 无线基础设施

使用Moku锁相放大器和相位表进行开环和闭环相位检测的选择指南高精确度及高灵敏度相位检测在众多测试测量场景都至关重要。例如，测量电流和电压之间的相移可以显示设备或元件的复阻抗。可以通过光学干涉仪的控制臂和测量臂之间的相移来测量极小的位移。Liquid Instruments的Moku设备可以提供两种检测射频信号相位的仪器：锁相放大器和数字相位测量仪。在本应用说明中，我们将介绍这两个仪器的工作原理，并为不同的应用场景提供仪器选择指南。介绍锁相放大器和相位表（数字相位测量仪）是两种常用于从振荡信号中获取相位信息的仪器。锁相放大器可以被视为开环相位检测器。相位是由本地振荡器、混频器和低通滤波器直接计算出来的。相比而言，相位表则采用数字锁相环（PLL）作为其相位检测器，使用一个反馈信号来实时调节本地振荡器的频率。这可以被视为一种闭环相位检测方法。在我们介绍这两种仪器之前，我们先来总结一下Moku:Pro锁相放大器和相位表（用于相位检测）的区别。请注意，本表中的参数规格是基于Moku:Pro的。工作原理锁相放大器原理如图1所示，锁相放大器有三个关键组成部分：一个本地振荡器、一个混频器和一个低通滤波器。图1: 锁相放大器的简化原理图输入信号Vin和本地振荡器VLO可以用正弦和余弦函数来描述。A1和A2代表振荡器的振幅。ωin和ωLO代表输入和本地振荡器的频率。∆ϕ 表示输入信号和本地振荡器之间的相位角差。混频器的输出Vmixer是输入和本地振荡器的产生的。应用三角函数示意假设 ωLO ≅ ωin= ω, Vmixer可写为低通滤波器过滤掉了高频率分量sin(2×2ωt+∆j)。假设输入信号和本地振荡器的振幅是固定的，输出信号Vout可以表示为在此有几个需要注意的地方：单相锁相放大器的输出与sin(∆ϕ)成正比，而不是与成正比。这大大限制了相位检测的线性动态范围，因为正弦函数是一个周期性的函数，它只在一个非常小的范围内提供（近乎）线性响应。另外，任何振幅的波动都可能引起一些系统误差。Liquid Instruments的Moku锁相放大器提供了双相解调的选项，可有效地区分了来自振幅和相位对输出的影响（可以通过此链接更深入了解双相位解调）但线性动态范围仍然限制在2π以内。另一方面，锁相放大器的数字信号处理（DSP）比相位表简单得多。这使锁相放大器能够以更高的速率处理数据，从而提供更宽的解调带宽。用户也可从外部设备输入一个本地振荡器作为参考，以直接测量两个振荡器之间的相对相位差。锁相放大器的开环特性确保仪器能够提供有效即时的响应，不容易受信号突变或损失造成的影响。因此，用户可使用锁相放大器测量接近或处于输入本底噪声的信号。相位表/PLL 原理相位表的核心相位检测单元是一个锁相环（PLL）。相位表的基本测量原理是将一个内部振荡器锁定在输入信号上，然后从内部振荡器的已知相位推断出输入信号的相位。图2显示了PLL的运作原理。锁相环的运作原理与锁相放大器非常相似，但有两个重要的区别：1）本地振荡器被一个压控振荡器（VCO）所取代；2）低通滤波器的输出反馈形成一个闭环。 图2: 锁相环的简化原理图VCO的输出 VVCO可以表述为 ωset是VCO的设定/中心频率。K是VCO的灵敏度 VCO, VVCOinput 是VCO的输入。AVCO是VCO的振幅。K和AVCO在正常工作时都保持不变。在不深入了解闭环控制理论的情况下，这种配置试图保持输入信号Vin和VCO之间的瞬时频率差为零。因此：由于ωset和K都是基于已知的仪器设置，输入的频率可以根据VVCOinput来计算。同时，ωset在时间t的累积相位可以表示为输入信号的累积相位可以用来近似表示。这里我们把K∙Vvcoinput项定义为ωdiff。因此，输入信号和参考信号（振荡器在设定的频率下）之间的累积相位差可以通过测算环路的频率差/误差信号积分获取。这种方法为相位检测提供了一个原生的相位解包支持，使输出与相位差呈线性关系。输入信号的瞬时频率也通过进行测量。此外，相位表有一个内置的二级振荡器来计算输入信号的振幅，类似于一个双相锁相放大器。除了来自环外积分器的相位，相位表的输出可以被设置为直接从数控振荡器（NCO；它可以被认为是数字的VCO）生成输入信号的正弦锁相副本，具有任意的振幅和可调相位。另一方面，输入和NCO之间的稳定锁定是PLL正常运行所必须的，不连续的输入可能会导致测量中断。由于这个原因，PLL在非常低的频率上保持稳定的锁定更具挑战性，相位表对比于锁相放大器在低载波频率边界更受限制，因此不建议用于测量接近输入本底噪声的信号。应用中考量因素和演示在本节中，我们将通过演示讨论在对Moku锁相放大器和相位表之间进行选择时的一些实际注意事项。相位检测的线性动态范围锁相放大器和相位表的关键区别之一是相位检测的线性动态范围。单相锁相放大器的相位线性动态范围小于π，双相锁相放大器则将这一极限推至2π。理论上，相位表可以跟踪无限的相位变化。在实践中，实际检测范围受用于表示相位的数字位长度的限制，在Moku:Pro上大约是16,000,000π。 在这个演示中，通过多仪器模式（MIM）（点此详细了解MIM）同时开启波形发生器、锁相放大器、相位表和示波器功能。一个10MHz的相位调制信号以单相和双相模式输入Moku:Pro的锁相放大器和相位表。相位检测的输出通过示波器进行记录。 图3：Moku:Pro上的MIM设置，用于测试不同相位检测器的线性动态范围。归一化的相位输出（作为模拟信号）绘制成图4中相移的函数。从图4(a)来看，双相解调模式下的相位表和锁相放大器都在360°范围内提供线性相位响应。单相模式下的锁相放大器只提供了90°内的近线性响应。双相解调器将相位包裹在±180°，而PLL在整个720°的相位移动范围内持续线性输出（图4（b））。图4：Moku相位表的输出，锁相放大器在单、双相位模式下的输出在(a)360°和(b)720°的相移的函数。使用相位表和锁相放大器测量两个外部信号之间的相位差对于测量两个振荡信号之间的相对相移的应用，锁相放大器提供了一个更直接的检测方式。用户可以通过Moku锁相放大器直接输入一个参考信号作为本地振荡器来解调两个信号间的相位差。相位表的操作则需要一个板载振荡器作为绝 对频率参考，因此检测的相位为信号与板载振荡器的相位差。在这个演示中，一个频率调制（FM）的不稳定信号被送入锁相放大器作为信号和参考，而相位表作为信号，如图5（a）所示。在图5(b)中，调频引起的相位波动只在相位表（红色）上观察到，锁相放大器的输出保持不变（蓝色）。锁相放大器的输出为调频信号与其本身的实时相位差，因此是固定没有波动的。相位表检测的结果为调频信号与板载振荡器间的实时相位差，因此检测到的是调制的载波。图5：（a）一个调频调制信号被接入到相位表的信号输入通道，以及锁相放大器的信号和参考输入。(b) 示波器上的相位表（红色）和锁相放大器（蓝色）的输出。在此有两种方法可以用相位表测量两个振荡器之间的相对相位差。1) 两个输入信号之间的相位差可以通过 ∆ϕ1-∆ϕ2,来计算，其中∆ϕ1,2 代表输入到一个共同参考的相位差。图6中显示了一对具有180°相移的锁相正弦波使用相位表内置的数据记录监测用来记录 ∆ϕ1 （红色）、∆ϕ2 （蓝色）和 ∆ϕ1-∆ϕ2（橙色）。在两个输入通道上可以观察到恒定的相位漂移，但数学通道提供了输入之间的正确相位差。图6：一对具有180°相移的正弦波被接入相位表。数学通道中绘制出∆ϕ。2) Moku:Lab和Moku:Pro的主时钟可以通过一个10 MHz的参考信号进行同步。如果参考振荡器可以与10 MHz同步，这就使得Moku:Pro上NCO的时基与参考相同。然而，时基同步并不能捕捉到参考NCO的任何参数调整（比如参考源是有目的地进行频率调制的）。另外，用于捕捉10MHz参考的PLL可能会给系统带来额外的噪声。除非需要通过模拟通道输出实时差异，否则不推荐使用这种方法。测量接近本地噪声的信号相位表要求输入信号和本地振荡器之间有稳定的锁定。Moku相位表有几个内置的安全机制来防止意外的变化对测试造成影响。例如，当锁定丢失时，"飞轮 "选项会自动将环路保持在最 后的已知状态。另一方面，锁相放大器的输出在任何时候都是确定的。为了演示这一效果，一个正弦相位调制的信号被同时输入到锁相放大器和相位表上。然后，输入信号被切断约两秒钟，再打开。两个相位检测器的输出通过示波器进行记录。从图7中可以看出，重新连接信号后，相位表的输出（红色）急剧漂移。锁相放大器的输出（蓝色）在信号断开时保持在0，之后立即恢复到预期值。 图7：示波器上记录了相位表（红色）和锁相放大器（蓝色）在信号突然丢失后的输出。总结Liquid Instruments的Moku:Lab和Moku:Pro的相位表和锁相放大器是为灵敏的相位检测应用提供的两种软件定义的仪器功能。相位表的闭环方法提供了特殊的线性动态范围，同时提供输入的频率、相位和振幅信息。锁相放大器算法相对简单，可以提供更快的响应速度，并且输出结果更容易预测。可以通过在Moku:Pro上部署多仪器并行，最多对四个输入在八个频率上进行相位检测，是多通道相位检测和锁相环应用的理想解决方案。参考[1] Shaddock, D., Ware, B., Halverson, P. G., Spero, R. E., & Klipstein, B. (2006, November). Overview of the LISA Phasemeter. In AIP conference proceedings (Vol. 873, No. 1, pp. 654-660). American Institute of Physics.[2] Roberts, L. E. (2016). Internally sensed optical phased arrays.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！

所属各研究单元：　　为落实中科院2022年重点工作安排，进一步支撑我院科研仪器设备研发，推动我所科研仪器设备自主研制和创新发展，促进原创性科技创新成果产出, 所级公共技术中心以关键核心部件攻关及关键核心技术突破，围绕国家基础研究与科技创新重大战略需求，安排专项经费支持高端科学仪器国产化工作。经对相关科研人员开展问卷调查后，现就2022年度高端科学仪器国产化及核心部件开放基金申报工作通知如下：　　一、基金申请基本条件　　1、申请人应确保有足够精力从事开放基金课题的研究 　　2、项目以满足高端科学仪器的实际需求为目的，应有独到的设计思想、切实可行的技术方案和明确的验收指标，并能产出实用的关键器件或核心技术。　　3、重点资助“院特别研究助理、院/所青促会会员、35岁以下在职博士”(女性适当放宽)人员 　　4、开放基金的经费管理与使用严格按照《西安光机所科研项目经费“包干制”管理办法》(西光财资字2020[62]号)。资助经费一次核准分阶段下达。　　二、开放基金重点支持研究方向　　1、国家“高端光电仪器”—国产化核心技术及关键部件　　突破高分辨计算光学成像、多维超快相干光谱技术、皮秒光学精密测量、高效能光子极端制造、极限光制造与测量等关键技术，研发新一代单细胞及分子功能可视化、光电多模态多尺度医学诊断、核磁共振成像等系列光电装备。　　2、国家“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”计划　　(1)高端科学仪器的核心技术及关键部件(详见附件)　　高端通用科学仪器工程化及应用开发、高分辨率二次离子质谱分析仪、单细胞质谱分析仪、高速高空间分辨生物组织成像质谱仪、快速热化学反应过程分析仪、高灵敏数字化生物气溶胶直接分析仪、多模态超高分辨率成像仪、高通量拉曼流式细胞分选仪、紫外-可见光高分辨率光谱仪、扫描式光场辐射度计、紫外光电子谱分析仪、多自由度非接触三维光学扫描仪、微探头传感器式激光干涉仪、光电集成电路及器件参数综合测试仪、全光纤非线性单光子显微光谱仪、多功能扫描探针显微镜、高分辨地球电磁特性综合测量仪、高精度超导重力仪、形貌动态显微成像仪、三维复杂结构非接触精密测量与无损检测仪、高频阵列超声成像分析仪、超宽带高性能噪声系数分析仪、天线环境效应多参数综合测试仪、毫米波与太赫兹材料电磁特性测试仪、高性能物联网综合测试仪、多通道混合信号示波器、微观电磁物性自旋量子精密测量仪、超导低温电流比较仪、自主创新科学仪器、核磁共振波谱仪、宽频带取样示波器、高灵敏手性物质离子迁移谱与质谱联用仪、活细胞超分辨高速全景成像系统关键部件研发及应用等。　　(2)核心关键部件开发与应用(详见附件)　　大功率端窗型X射线光管、450kV X射线源、120kV热场发射电子枪、裂解源、宽带半导体增益激光器、1560 nm激光直接激发太赫兹源、高分辨率电源测量模块、宽带射频功率放大器、正电子断层成像探测器、抗辐照硅单光子探测器面阵、半导体伽马射线成像探测器、微型非放射离子迁移传感器、二维平面中子探测器、光谱色散式膜厚探测器、光学麦克风、高性能紫外成像探测器、碲镉汞制冷红外探测器、电磁力配衡重量检测器、可转运磁共振成像探测阵列、程控升降温与称重多功能探测器、高灵敏度大动态范围微电流计、微型比例阀、抗振动分子泵、微焦点X射线准直装置、宽频带同轴开关、毫米波隔离器、宽频带微型化双定向耦合器、扩口微通道板、热场发射电子源、磁共振成像低温探头、X射线能谱探测器、太赫兹超导混频器。　　3、中国科学院科学仪器研制共性关键技术重点方向　　(1)量子科学、生命医疗、大科学装置用高端科学仪器　　(2)仪器研制共性关键技术(详见附件)　　探测器技术、传感器技术、激光器技术、质谱技术、电子显微技术、核磁共振技术、光谱与成像技术、光学成像技术、极低温技术 以及重大设施中的光学仪器及器件、生命医疗领域的仪器及器件、量子科学中的的仪器及器件　　4、国产高端科学仪器头部企业及前沿用户需求　　(略)清单可至所级中心查阅　　三、受理时间　　1、提交《拟申请开放基金汇总表》时间：2022年3月20日～2022年4月5日。　　2、开放基金申报受理时间：2022年3月20日～2022年4月20日。　　四、评议程序、资助方式、课题及成果管理　　1、西安光机所大型科研装备规划及共享管理委员会+中国仪器仪表学会专家+“前沿”用户专家+头部企事业单位专家 　　2、每年支持基金4项，每项30万，周期1年(择优后持续支持) 　　3、标注形式：　　(1)资助课题发表论文均需注明“西安光机所所级中心高端科学仪器国产化及核心部件开放基金项目资助”或“The project was supported by theLocalization and core components of high-end scientific instruments Open Research Fund of Institutional Center for Shared Technologies and Facilities, XIOPM, CAS”。　　(2)全部经费资助课题，西安光机所所级中心为第一署名单位 部分经费资助或以基础条件资助课题，西安光机所所级中心至少是第二署名单位。　　所级中心联系人：赵阳 029-88887812，13891811660　　邮 箱：zhaoyang@opt.ac.cn　　所级公共技术中心　　2022年3月18日　　附件：　　　1.国家基础科研条件与重大科学仪器设备研发专项方向.pdf　　2.中国科学院科学仪器研制共性关键技术及重点方向.docx　　3.高端科学仪器国产化及核心部件开放基金实施方案.docx　　4.拟申请开放基金项目汇总表.xls　　5.开放基金项目所内评审标准.doc

1月28日，科技部发布关于对“十四五”国家重点研发计划“数学和应用研究”、“干细胞研究与器官修复”、“生物大分子与微生物组”、“物态调控”、“国家质量基础设施体系”、“基础科研条件与重大科学仪器设备开发”等6个重点专项2021年度项目申报指南征求意见的通知。征求意见时间为2021年1月29日至2021年2月12日，修改意见需于2月12日24点之前发至电子邮箱。本次征求意见指南为“十四五”首批启动重点专项2021年第一批部署的任务，其他研究任务将于后续陆续部署启动。本次征求意见重点针对指南方向提出的目标指标和相关内容的合理性、科学性、先进性等方面听取各方意见和建议。科技部将会同有关部门、专业机构和专家，认真研究收到的意见和建议，修改完善相关重点专项的项目申报指南。征集到的意见和建议，将不再反馈和回复。相关重点专项2021年项目实施中，拟积极探索“揭榜挂帅”等新型组织实施模式，研究设立青年科学家项目。联系方式：jcs_zdxmc@most.cn（数学和应用研究、干细胞研究与器官修复、生物大分子与微生物组、物态调控）kyptc@most.cn（国家质量基础设施体系、基础科研条件与重大科学仪器设备研发）附件：1. “十四五”国家重点研发计划“数学和应用研究”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf2. “十四五”国家重点研发计划“干细胞研究与器官修复”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf3. “十四五”国家重点研发计划“生物大分子与微生物组”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf4. “十四五”国家重点研发计划“物态调控”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf5. “十四五”国家重点研发计划“国家质量基础设施体系”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf6. “十四五”国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf关于“基础科研条件与重大科学仪器设备开发”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）“十四五”国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备开发”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）中指出：2021年，本重点专项围绕科学仪器、科研试剂、实验动物和科学数据等四个方向进行布局，拟支持45个研究方向。除特殊说明外，同一指南方向下，原则上只支持1项，仅在申报项目评审结果相近、技术路线明显不同时，可同时支持2项，并建立动态调整机制，根据中期评估结果，再择优继续支持。除特殊说明外，所有项目均应整体申报，须覆盖全部研究内容和考核指标。项目执行期原则上为3～5年。一般项目下设的课题数不超过5个，项目所含单位数不超过10家（除特殊说明外）。青年科学家项目可参考指南支持方向（标*的方向）组织申报，但不受研究内容和考核指标限制，项目不再下设课题，申请人年龄不超过35岁。科研试剂和科学仪器两部分指南方向（除5.1外）须由科研机构与从事相关领域生产并具有销售能力的企业联合申报，建立产、学、研、用相结合的创新团队。一、科研仪器 1. 高端通用科学仪器工程化及应用开发 1.1 辉光放电质谱仪1.2 第三代基因测序仪 1.3 超高分辨活细胞成像显微镜 1.4 核磁共振波谱仪1.5 宽频带取样示波器1.6 高灵敏手性物质离子迁移谱与质谱联用仪1.7 复杂微结构三维光学显微测量仪1.8 聚焦离子束/电子束双束显微镜1.9 高性能流式细胞分选仪2. 核心关键部件开发与应用原则上，每个项目下设课题数不超过4个，项目所含单位总数不超过4个。2.1 快速可调谐激光器2.2 热场发射电子源2.3 侧窗型光电倍增管2.4 磁共振成像低温探头2.5 X射线能谱探测器2.6 高精度哈特曼-夏克波前传感器2.7 高通量生物样品真空传递装置2.8 稀释制冷机2.9 深地声学探测器2.10 太赫兹超导混频器2.11 高纯化学流体控制比例阀2.12 分离打拿极电子倍增器2.13 宽频带同轴探针2.14 精密大带宽锁相放大器2.15 相位型液晶空间光调制器2.16 X 射线椭球聚焦镜2.17 双频短相干激光光源2.18 高稳定度高压电源2.19 多通道可变分辨率数据采集卡二、科研试剂 3. 高端化学试剂研制 3.1 高端金属与配体试剂制备关键技术研发3.2 有机氟试剂研制4. 应用于重大疾病诊断的生物医学试剂创制与应用 4.1 近红外活体荧光成像诊断试剂体系研究开发4.2 先进高场磁共振设备高分辨影像试剂研究开发5. 同位素试剂5.1 典型同位素试剂研发与科研试剂评价技术标准研究三、实验动物6. 人类疾病动物模型创制研究6.1 人类重大传染病基因修饰动物模型研发6.2 心血管、代谢性疾病等基因修饰动物模型研发6.3 基于特色实验动物的人类疾病动物模型创建及关键技术研究7. 国家实验动物资源库服务质量提升7.1 国家实验动物资源库服务科技创新能力提升关键技术研究与示范8. 实验动物质量评价8.1 实验动物质量评价关键技术研究*四、科学数据9. 科学数据分析挖掘应用关键技术与软件系统9.1 生物大数据管理和分析关键技术与系统9.2 微生物科学数据管理与挖掘关键技术与应用9.3 生态系统大数据智能管理与挖掘关键技术及应用9.4 场景驱动的海洋科学大数据挖掘分析关键技术与应用9.5 卫生健康科学大数据智能分析与挖掘关键技术与应用9.6 面向国家科学数据中心的基础软件栈及系统10. 科学数据自主应用软件10.1 科学数据自主应用软件研发*

无损评估、生物医学诊断和安全筛查等诸多令人兴奋的太赫兹（THz）成像应用，由于成像系统的光栅扫描要求导致其成像速度非常慢，因此在实际应用中一直受到限制。然而，太赫兹成像系统的最新进展极大地提高了成像通量（imaging throughput），并使实验室中的太赫兹技术更加接近现实应用。据麦姆斯咨询报道，近日，美国加州大学洛杉矶分校（University of California Los Angeles，UCLA）的科研团队在Light: Science & Applications期刊上发表了以“High-throughput terahertz imaging: progress and challenges”为主题的综述论文。该论文第一作者为Xurong Li，通讯作者为Mona Jarrahi。该论文主要从硬件和计算成像两个角度回顾了太赫兹成像技术的发展。首先，研究人员介绍并比较了使用热探测、光子探测和场探测的图像传感器阵列实现频域成像与时域成像时的各类硬件。随后，研究人员讨论了利用不同成像硬件和计算成像算法实现高通量捕获飞行时间（ToF）、光谱、相位和强度图像数据的方法。最后，研究人员简要介绍了高通量太赫兹成像系统的未来发展前景和面临的挑战。基于图像传感器阵列的太赫兹成像系统（硬件方面）然而，并非所有类型的图像传感器都能够扩展到大型阵列，但这是高通量成像的关键要求。这部分内容重点介绍了基于各类图像传感器阵列的高通量太赫兹成像系统。这些太赫兹成像系统的性能主要通过空间带宽积（SBP）、灵敏度、动态范围以及成像速度等指标在其工作频率范围内进行量化。太赫兹频域成像系统在热探测太赫兹成像仪中，微测辐射热计是最广泛使用的图像传感器之一，它将接收到的太赫兹辐射所引起的温度变化转化为热敏电阻材料的电导率变化。氧化钒（VOx）和非晶硅（α-Si）是室温微测辐射热计最常用的热敏电阻材料。使用微测辐射热计图像传感器阵列捕获太赫兹图像的示例如图2a所示。热释电探测器是另一类热成像传感器，它将接收到的太赫兹辐射所引起的温度变化转化为能以电子方式感测的热释电晶体的极化变化。图1 目前最先进的频域太赫兹图像传感器的性能对比图2 基于图像传感器阵列的太赫兹频域成像系统示例对于室温太赫兹成像，场效应晶体管（FET）图像传感器是微测辐射热计图像传感器的主要竞争对手。FET图像传感器的主要优势之一是具有出色的可扩展性。与室温微测辐射热计图像传感器相比，FET图像传感器通常工作在较低的太赫兹频率下，其灵敏度也较低。然而，由于无需热探测过程，FET图像传感器可以提供更高的成像速度。使用FET图像传感器阵列捕获太赫兹图像的示例如图2b所示。光子探测器作为可见光成像仪中最主要的图像传感器，在太赫兹成像中也发挥着至关重要的作用。除低温制冷要求外，太赫兹光子探测器还有另外两方面的限制：工作频率限制（高于1.5 THz）以及可扩展性限制（难以实现高像素的探测器阵列）。使用光子探测图像传感器阵列捕获太赫兹图像的示例如图2c所示。另外，可以利用量子点或激光激发的原子蒸汽将从成像物体接收到的太赫兹光子转换为可见光子，并且可以利用光学相机在室温下实现对大量像素的高通量成像。然而，太赫兹到可见光的光子转换过程需要复杂且笨重的装置来实现。与光子成像仪相比，超导太赫兹成像仪可以提供同等水平甚至更高的灵敏度。同时，它们具有更好的可扩展性，并且能够在较低的太赫兹频段工作。超导成像仪主要有四种类型：过渡边缘传感器（TES）、动态电感探测器（KID）、动态电感测辐射热计（KIB）和量子电容探测器（QCD）。使用超导图像传感器阵列捕获太赫兹图像的示例如图2d所示。到目前为止，所讨论的频率域太赫兹成像仪均是进行非相干成像，并且仅能解析被成像物体的强度响应。相干太赫兹成像可使用外差探测方案来解析成像物体的振幅和相位响应。通过将接收到的来自成像物体的辐射与本振（LO）波束混合，并将太赫兹频率下转换为射频（RF）中频（IF），可将高性能射频电子器件用于相干信号探测。超导体-绝缘体-超导体（SIS）、热电子测辐射热计（HEB）、肖特基二极管、FET混频器和光电混频器可用于太赫兹到射频的频率下转换。由于外差探测架构的复杂性，所展示的相干太赫兹成像仪灵敏度被限制在数十个像素。太赫兹时域成像系统基于时域光谱（TDS）的太赫兹脉冲成像仪是另一种相干成像仪，它不仅能提供被成像物体的振幅和相位信息，还能提供被成像物体的超快时间和光谱信息。THz-TDS成像系统使用光导天线或非线性光学操纵在泵浦探针成像装置中产生和探测太赫兹波（如图3）。图3 太赫兹时域成像系统示意图：（a）太赫兹光电导天线阵列成像；（b）太赫兹电光取样成像。传统的THz-TDS成像系统通常是单像素的，并且需要光栅扫描来获取图像数据；而为了解决单像素THz-TDS成像系统成像速度慢、体积庞大又复杂的问题，基于电光效应和光导效应的图像传感器阵列已被采用。图4a为使用光学相机的电光采样技术捕获太赫兹图像的示例。基于电光采样的无光栅扫描THz-TDS成像系统既可用于远场太赫兹成像，也可用于近场太赫兹成像（如图4b）。无光栅扫描THz-TDS成像的另一种方法是使用光导图像传感器阵列（如图4c）。基于光导效应和电光效应图像传感器的无光栅扫描THz-TDS成像系统能够同时采集所有像素的数据。然而，时域扫描所需的光学延迟阶段的特性对整体成像速度造成了另一个限制。图4 基于电光效应和光导效应的图像传感器阵列的太赫兹时域成像系统示例研究人员对基于图像传感器阵列的不同太赫兹成像系统的功能和局限性进行了分析，如图5所示。频域成像系统只能解析被成像物体在单一频率或宽频率范围的振幅响应，无法获得超快时间和多光谱信息；但同时，它们配置灵活，可以使用不同类型的太赫兹光源，以实现主动和被动太赫兹成像。时域成像系统则既可以解析被成像物体的振幅和相位响应，也可以解析超快时间和多光谱信息；然而，它们只能用于主动太赫兹成像，并且需要带有可变光学延迟线的泵浦探针成像装置，从而增加了成像硬件的尺寸、成本和复杂性。图5 基于图像传感器阵列的不同太赫兹成像系统的功能和局限性分析虽然太赫兹成像系统的功能通常由上述原理决定，但可以通过修改其运行架构，以实现新的和/或增强功能。太赫兹光谱各类成像方案如图6所示。图6 太赫兹光谱各类成像方案太赫兹计算成像这部分内容主要介绍了各类计算成像方法，这些方法不仅提供了更多的成像功能，而且减轻了由太赫兹成像带来的对高通量操作的限制（放宽了对高通量太赫兹成像硬件的要求）。太赫兹数字全息成像全息成像允许从与物体和参考物相互作用的两光束的干涉图中提取目标信息。太赫兹全息成像系统利用离轴或同轴干涉。与利用THz-TDS成像系统进行相位成像相比，太赫兹数字全息成像无需基于飞秒激光装置并且更具成本效益。对太赫兹辐射源和图像传感器阵列的选择也更加灵活，可以根据工作频率进行优化。然而，太赫兹数字全息成像对成像物体有着更多限制，并且在对多层次和/或高损耗对象成像时受到限制。基于空间场景编码的太赫兹单像素成像与使用太赫兹图像传感器阵列直接捕获图像相比，太赫兹单像素传感器可以通过利用已知空间模式序列来顺序测量并记录空间调制场景的太赫兹响应，从而重建物体的图像。与用于频域和时域成像系统的太赫兹图像传感器阵列相比，该成像方案得益于大多数太赫兹单像素传感器的优越性能（如信噪比、动态范围、工作带宽）。图7总结了太赫兹单像素成像系统的发展。值得一提的是，压缩感知算法不仅适用于单像素成像，也可用于提高多像素图像传感器阵列的成像通量。图7 基于空间波束编码的太赫兹单像素成像系统的发展基于衍射编码的太赫兹计算成像到目前为止，本文介绍的太赫兹成像系统遵循的范式主要依赖于基于计算机的数字处理来重建所需图像。然而，基于数字处理的重建并非没有局限性。为了解决的其中一些挑战，最佳策略可以是为特定任务的光学编码设计光学前端，并使其能够接管通常由数字后端处理的一些计算任务。近期，一种新型光学信息处理架构正兴起，它以级联的方式结合了多个可优化的衍射层；这些衍射表面一旦优化，就可以利用光与物质相互作用，在输入和输出视场之间共同执行复杂的功能，如图8所示。近年来，衍射深度神经网络技术（D²NN）在太赫兹成像方面有着非常广泛的应用，例如图像分类，抗干扰成像，以及相位成像。图8 基于衍射深度神经网络（D²NN）的太赫兹计算成像系统示意图总结与展望综上所述，高通量太赫兹成像系统将通过深耕成像硬件和计算成像算法而持续发展，目标是具有更大带宽、更高灵敏度和更大动态范围的超高通量成像系统，同时还能为特定应用定制成像功能。太赫兹计算成像技术有望与量子探测、压缩成像、深度学习等技术相结合，为太赫兹成像提供更多的功能及更广泛的应用。研究人员坚信太赫兹成像科学与技术将蓬勃发展，未来太赫兹成像系统不仅会大规模应用于科学实验室和工业环境中，而且还将在日常生活中显著增长。这项研究获得了美国能源部资金（DE-SC0016925）的资助和支持。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41377-023-01278-0

国家重大科研仪器研制项目面向科学前沿和国家需求，以科学目标为导向，资助对促进科学发展、探索自然规律和开拓研究领域具有重要作用的原创性科研仪器与核心部件的研制，以提升我国的原始创新能力。国家重大科研仪器研制项目包括部门推荐和自由申请两个亚类，研究期限5年。其中，部门推荐的直接费用预算在1000万元/项以上（含1000万元/项），自由申请的直接费用预算不超过1000万元/项。日前，自然科学基金委员会公布了2023年度国家重大科研仪器研制项目的评审结果。据仪器信息网统计，兰州大学、清华大学、哈尔滨工程大学、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所等宣布获批2023年度国家自然科学基金重大科研仪器研制项目（部门推荐）；湖北大学、成都理工大学、广东工业大学、华中科技大学、三峡大学、北京科技大学、西北工业大学、核工业西南物理研究院等宣布获批2023年度国家自然科学基金重大科研仪器研制项目（自由申请）。 2023年度国家自然科学基金重大科研仪器研制项目获批盘点（不完全统计）序号牵头单位项目名称直接经费项目类型1兰州大学15 T高场下超导材料力学的全服役场调控与测量装置研制8498.70万元部门推荐2哈尔滨工程大学海洋非线性声散射声场动态观测与调控系统/3清华大学海底地震与电磁同步探测系统关键技术及验证样机/4中国科学院长春光学精密机械与物理研究所面向精细天文观测的高精度宽动态大口径光学检测系统/5三峡大学高坝大库岸坡岩体水岩与动力剪切耦合作用试验系统836.6万元自由申请6华中科技大学纯电学高时空分辨三维磁成像系统843万元7西北工业大学绳系着陆式小行星环境探测器研制/8湖北大学基于原位取样质谱的多尺度血脑屏障递送机制分析系统890万元9核工业西南物理研究院高分辨聚变等离子体多尺度湍流相干散射诊断系统及核心技术的研制/10广东工业大学大气颗粒物全组分在线分析的激光辅助等离子体-QTOF质谱仪的研制858万元11成都理工大学井下机器人智能钻完井模拟实验系统研制883万元12北京科技大学煤岩受载破裂性态非接触电磁感知实验仪/ 2023年度国家自然科学基金重大科研仪器研制项目（部门推荐）兰州大学“15 T高场下超导材料力学的全服役场调控与测量装置研制”据兰州大学网站11月8日消息，国家自然科学基金委公布了2023年度获批立项的国家重大科研仪器研制项目（部门推荐），兰州大学土木工程与力学学院力学学科周又和院士牵头申报的“15 T高场下超导材料力学的全服役场调控与测量装置研制”位列本年度获批的4项之一，其直接经费8498.70万元。项目合作单位有中国科学院近代物理研究所、中国科学院等离子体物理研究所和西北工业大学。项目以中国聚变工程实验堆中超导磁体服役磁场14.5 T的重大需求为牵引，面向高性能电磁装置研制中强场超导在极端环境条件（强磁场、高载流、极低温和高应力）下的功能性与安全性设计的“卡脖子”力学基础问题，开展力学性能表征及其力学设计理论所需的重大科研实验装置研制。在前期国家自然科学基金委重大科研仪器研制项目（自由申请）的资助下，团队成功研制了国际首台5 T全背景场超导材料力学实验装置。在此基础上，通过突破15 T大空间、横向场超导二极磁体的自主研制及其多场并存与可控等核心关键技术，以期实现实验室模拟15T强场环境下超导材料及结构的极端全服役场环境的重大科研仪器装置的建造，为全服役场超导材料的力学及多场性能测试及表征提供基础条件，进而为高性能强场超导磁体设计制备的力学理论研究奠定坚实基础。预期研究成果将服务于“中国聚变工程实验堆”和高能加速器等强场超导磁体的设计制备这一国家战略目标需求，该项目将攻克多场耦合下材料性能测试关键技术，填补极端力学宏微观测量方法与技术空白，为超导材料多场性能表征和磁体设计的理论研究提供测试平台，并为强场超导磁体的材料选型、服役可靠性评价和故障诊断等提供重要支撑。哈尔滨工程大学“海洋非线性声散射声场动态观测与调控系统”据哈尔滨工程大学网站9月27日消息，自然科学基金委工程与材料科学部在学校组织召开国家重大科研仪器研制项目“海洋非线性声散射声场动态观测与调控系统”现场考察会。哈尔滨工程大学杨德森院士代表项目组汇报了项目的科学目标、研制基础、研制方案、进度安排、保障条件及风险管控措施等。专家组成员听取了项目汇报，实地考察了水声技术全国重点实验室和在建非线性声学水池，重点考察了项目团队已有的科研场地、设施条件、工作环境以及拟建装置前期准备情况，并提出了建议。清华大学“海底地震与电磁同步探测系统关键技术及验证样机”据清华大学自动化系网站9月12日消息，自然科学基金委地球科学部在青岛组织召开国家重大科研仪器研制项目（部门推荐）建议资助项目“海底地震与电磁同步探测系统关键技术及验证样机”现场考察会议。清华大学宋士吉教授代表项目组汇报了项目的科学问题和目标、总体结构与性能指标、技术创新点、指标先进性、研究方案和研制基础与条件。专家组听取了项目汇报，实地考察了清华大学青岛海洋科技园的实验室和相关仪器设备，重点考察了项目团队已有研究基础与条件。经过充分调研和讨论，形成了现场考察报告，建议尽快立项。中国科学院长春光学精密机械与物理研究所“面向精细天文观测的高精度宽动态大口径光学检测系统”据中国科学院长春光学精密机械与物理研究所网站8月22日消息，国家自然科学基金委国家重大科研仪器研制项目（部门推荐）“面向精细天文观测的高精度宽动态大口径光学检测系统”监理会在长春举行。监理组听取了项目负责人张学军关于项目进展的汇报，考察了仪器研制现场情况，就相关问题进行了质询讨论。专家认为项目组按照项目任务书完成了计划内研究任务，并对项目知识产权及档案管理工作提出建议及要求。项目依托中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，合作单位包括上海理工大学和中国科学院国家天文台。“面向精细天文观测的高精度宽动态大口径光学检测系统”项目拟攻克面向4m量级大口径精细天文观测的高精度宽动态大口径光学检测系统，在实现高检测精度的同时拓宽检测仪器的空间分辨本领。仪器成功研制后，主要技术指标将达到世界领先或先进水平，将占领大口径光学检测的国际制高点，推动我国光学工程技术跨越式发展，为精细天文观测、国家安全、空间科学研究等国家重大需求提供强有力的技术支撑。 2023年度国家自然科学基金重大科研仪器研制项目（自由申请）三峡大学“高坝大库岸坡岩体水岩与动力剪切耦合作用试验系统”据三峡大学网站消息，由三峡大学李建林教授主持申报的“高坝大库岸坡岩体水岩与动力剪切耦合作用试验系统”获批国家重大科研仪器研制项目，直接经费836.6万元。项目面向高坝大库工程安全运行，研发模拟库岸边坡复杂条件耦合作用的试验系统，形成库岸边坡水岩与动力剪切耦合作用重大科学装置，解决库岸边坡岩体复杂库水和应力环境耦合作用的准确模拟的“卡脖子”问题，为岸坡岩体在复杂水力环境和应力耦合作用下的损伤劣化机制分析提供良好的试验平台，弥补国内在库岸边坡岩体水-岩作用试验研究中专用仪器设备的不足，有助于了解在水库蓄水条件下库岸再造的机理，对已建和在建的大中型水库，特别是库水深度达到100m以上的大型水库岸坡意义重大，同时，可以在水工隧洞、水封油库、地下开采、能源存储等水-力耦合作用相关的工程中推广应用。预期研究成果服务于“自然灾害防治九大工程”和“提高防灾减灾救灾和急难险重突发公共事件处置保障能力”等国家战略目标需求，对于保证水电工程的安全和有效运营以及库区人民的生命财产安全、航道安全和社会公共安全均有重要意义，有助于提升我国地质灾害防治技术水平和创新能力。华中科技大学“纯电学高时空分辨三维磁成像系统”据华中科技大学集成电路学院网站11月24日消息，由华中科技大学集成电路学院游龙教授牵头，联合武汉大学、西安交通大学、杭州电子科技大学、湖北大学申报的“纯电学高时空分辨三维磁成像系统”项目喜获2023年度国家自然科学基金重大科研仪器研制项目资助，获批直接经费843万元。自旋电子学和拓扑磁性具有重大基础科学研究价值以及新技术应用特性，但进行这类研究通常需要高空间、高时间分辨率的磁成像技术。在纳米尺度下，现有成像技术主要包括扫描探针技术、基于同步辐射线站的X射线技术和基于氮空位色心的量子磁成像技术等，但在该空间尺度下进行纯电学操作的矢量磁场成像还处于空白。游龙教授团队计划自主设计研制出一套高时空分辨的、纯电学操控的矢量磁成像系统。该科研仪器设备具有较完备的电子自旋测量功能，可在较宽的温度区间、较高的空间分辨率和时间分辨率内对多种磁拓扑结构平面进行精确的测量。该项目的实施不仅将带来国际领先的独特实验技术和仪器设备，同时将会大大提升我国科学家对拓扑磁结构、自旋电子学与多铁材料等材料科学问题的实验研究能力，而且有望开辟凝聚态物理的新方向和新生长点，促进磁性材料与器件和凝聚态物理及信息科学的交叉融合。西北工业大学“绳系着陆式小行星环境探测器研制”据西北工业大学网站11月14日消息，由西北工业大学航天学院黄攀峰教授牵头，北京空间飞行器总体设计部、中国科学院微小卫星创新研究院共同参与的“绳系着陆式小行星环境探测器研制”项目，成功获批2023年度国家自然科学基金重大科研仪器研制项目。小行星着陆探测是世界性重大前沿科学问题，但由于小行星质量小、不规则、自旋快、引力微弱、环境复杂且少先验信息，现有的小行星探测器着陆方式局限性十分明显。该项目独辟蹊径，创新提出一种基于绳系着陆方式的小行星环境探测器方案，具备着陆准备时间短、可重复着陆、可靠性高等突出优势，可在小行星复杂、危险环境下实现表面形貌测绘、物质分析、有机物探测等探测任务。项目面向国家行星探测工程长期需求，打造了国内最优势团队，拟深入开展探测器任务分析、总体设计等工作，突破系绳约束下绳系着陆器协同释放与回收控制等关键技术，最终研制探测器样机，并开展地面与在轨飞行试验验证。项目研制成果可显著提升我国小行星探测技术能力水平，并为未来深空探测任务提供一种全新着陆探测手段。湖北大学“基于原位取样质谱的多尺度血脑屏障递送机制分析系统”据湖北大学网站11月9日消息，湖北大学健康科学与工程学院刘志洪教授主持的“基于原位取样质谱的多尺度血脑屏障递送机制分析系统”项目获批立项，直接经费为890万元。该项目由湖北大学和兰州大学、北京工业大学共同申报和实施，汇聚了脑分析、器官芯片、组学分析等相关领域的学术骨干。项目针对外源性物质跨越血脑屏障机制不清晰问题，拟研制出首套血脑屏障芯片原位取样单细胞代谢组学质谱分析仪器，为主动调控脑部递送过程提供理论指导，为脑科学研究提供测量工具。核工业西南物理研究院“高分辨聚变等离子体多尺度湍流相干散射诊断系统及核心技术的研制”据核工业西南物理研究院11月9日消息，核工业西南物理研究院聚变科学所邓必河研究员申报的“高分辨聚变等离子体多尺度湍流相干散射诊断系统及核心技术的研制”项目成功获批2023年国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目。由核工业西南物理研究院和中国工程物理研究院电子工程研究所十名科研人员联合组成的项目团队聚焦电子反常输运这一科学前沿，提出自主研制大功率光泵远红外激光技术和高灵敏高频太赫兹肖特基混频器技术的创新方案，并以此两项核心技术为基础研制世界领先的高分辨聚变等离子体多尺度湍流相干散射诊断系统。该项目的获批是对西物院在多尺度湍流诊断仪器研制和电子反常输运研究领域前瞻性研究能力的巨大肯定。项目的执行将有助于我国突破大功率光泵远红外激光器和高灵敏太赫兹肖特基混频器这两个数十年来困扰我国聚变研究的核心技术，满足聚变研究中等离子体密度、磁场等核心基础参数时空分布的诊断技术需求，同时也可以促进我国太赫兹领域的科技进步。而以此为基础研制的多尺度湍流诊断仪器，将应用于新一代人造太阳“中国环流三号”的湍流输运研究，使我国在该研究领域跻身世界前沿，为解决电子反常输运这一世界科学难题贡献中国智慧。广东工业大学“大气颗粒物全组分在线分析的激光辅助等离子体-QTOF质谱仪的研制”据浙江工业大学环境学院网站11月7日消息，“大气颗粒物全组分在线分析的激光辅助等离子体-QTOF质谱仪的研制”获批国家重大科研仪器研制项目获得资助。该项目总直接费用为858万元，项目第一负责人是广东工业大学安太成教授，第二负责人是浙江工业大学庞小兵教授。该项目结合积极“推进O3和PM2.5协同控制”的重大国家需求，针对现有商业质谱仪不能同时测定大气颗粒物上有机物和金属组分的缺点，拟自主研制可以用于大气颗粒物上VOCs、SVOCs和金属全元素同时在线分析的激光辅助等离子体-QTOF质谱仪。项目将突破大气颗粒物全组分在线监测的质谱仪研制的瓶颈，为我国大气颗粒物的高效检测和精准控制提供坚实的科技支撑。成都理工大学“井下机器人智能钻完井模拟实验系统研制”据成都理工大学网站11月7日消息，成都理工大学党委书记、油气藏地质及开发工程全国重点实验室副主任刘清友教授获批国家自然科学基金重大科研仪器研制项目“井下机器人智能钻完井模拟实验系统研制”，直接费用883万元。该项目拟研制“连续油管作业机+井下机器人+智慧钻头+大型岩样加载系统”等设备，研发复杂结构井井下机器人钻多分支井+爆炸压裂完井模拟实验系统，可模拟深层非常规油气“4000m、150℃、70MPa、Φ139.7~238.0mm可变井筒”多因素、多工况等智能钻完井功能，以解决“多分支井钻完井系统动力学特性”、“高温高压大尺寸密封与爆炸安全控制机理”两大科学问题和“井下实时传输与控制”、“关键装备研制”两大技术难题，实现我国智能钻完井实验系统从“0”到“1”的突破。该系统主要由以下五大模块组成：①连续油管与数据传输系统；②高温高压模拟分支井筒；③爆炸压裂模块；④智慧钻头、井下机器人等关键；⑤辅助模块。北京科技大学“煤岩受载破裂性态非接触电磁感知实验仪”据北京科技大学土木与资源工程学院网站11月6日消息，由北京科技大学土木与资源工程学院何学秋教授牵头承担的“煤岩受载破裂性态非接触电磁感知实验仪”项目获得国家重大科研仪器研制项目（自由申请类）资助。该项目面向国家地下工程煤岩动力灾害防控重大前沿需求，拟研制煤岩受载破裂性态非接触电磁感知实验仪，形成具有我国自主知识产权的重大科学装置，实现对煤岩破裂演化全程的破裂性态空间定位感知与原态再现。项目成果将为实验研究煤岩破裂全过程性态演化规律，提供原创性的全新实验仪器；为创新研发矿井煤岩动力灾害非接触监测预警理论、技术、装备提供关键实验手段，对有效预防煤岩动力灾害、减少人员伤亡，保障能源资源安全具有重要实际意义。

5月17日，科技部发布“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项2021年度项目申报指南及“揭榜挂帅”榜单。该重点专项申报指南围绕科学仪器、科研试剂、实验动物和科学数据等四个方向进行布局，拟支持39个项目，拟安排国拨经费概算5.39亿元。此外，拟支持16个青年科学家项目，拟安排国拨经费概算4800万元，每个项目300万元。拟支持项目如下：1. 高端通用科学仪器工程化及应用开发：1.1 辉光放电质谱仪；1.2 第三代基因测序仪；1.3 超高分辨活细胞成像显微镜；1.4 核磁共振波谱仪；1.5 宽频带取样示波器；1.6 高灵敏手性物质离子迁移谱与质谱联用仪；1.7 复杂微结构三维光学显微测量仪2. 核心关键部件开发与应用：2.1 快速可调谐激光器；2.2 热场发射电子源；2.3 侧窗型光电倍增管；2.4 磁共振成像低温探头；2.5 X射线能谱探测器；2.6 高精度哈特曼—夏克波前传感器；2.7 高通量生物样品真空传递装置；2.8 深地声学探测器；2.9 太赫兹超导混频器；2.10 分离打拿极电子倍增器；2.11 宽频带同轴探针；2.12 精密大带宽锁相放大器；2.13 相位型液晶空间光调制器；2.14 X射线椭球聚焦镜；2.15 双频短相干激光光源；2.16 高稳定度高压电源；2.17 多通道可变分辨率数据采集卡3. 高端化学试剂研制：3.1 高端金属与配体试剂制备关键技术研发；3.2 有机氟试剂研制4. 应用于重大疾病诊断的生物医学试剂创制与应用：4.1 近红外活体荧光成像诊断试剂体系研究开发；4.2 先进高场磁共振设备高分辨影像试剂研究开发5. 同位素试剂：5.1 典型同位素试剂研发与科研试剂评价技术标准研究6. 人类疾病动物模型创制研究：6.1 人类重大传染病基因修饰动物模型研发；6.2 心血管、代谢性疾病等基因修饰动物模型研发；6.3 基于特色实验动物的人类疾病动物模型创建及关键技术研究7. 国家实验动物资源库服务质量提升：7.1 国家实验动物资源库服务科技创新能力提升关键技术研究与示范8. 实验动物质量评价：8.1 实验动物质量评价关键技术研究（青年科学家项目）；8.2 实验动物病原快速检测新技术研究（青年科学家项目）9. 科学数据分析挖掘应用关键技术与软件系统：9.1 生物大数据管理和分析关键技术与系统；9.2 微生物科学数据管理与挖掘关键技术与应用；9.3 生态系统大数据智能管理与挖掘关键技术及应用；9.4 场景驱动的海洋科学大数据挖掘分析关键技术与应用；9.5 卫生健康科学大数据智能分析与挖掘关键技术与应用；9.6 面向国家科学数据中心的基础软件栈及系统10. 科学数据自主应用软件：10.1 科学数据自主应用软件研发（青年科学家项目）“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项2021年度项目申报指南详细内容如下：为落实“十四五”期间国家科技创新有关部署安排，国家重点研发计划启动实施“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署，现发布2021年度项目申报指南。本重点专项的总体目标是加强我国基础科研条件保障能力建设，着力提升科研试剂、实验动物、科学数据等科研手段以及方法工具自主研发与创新能力；围绕国家基础研究与科技创新重大战略需求，以关键核心部件国产化为突破口，重点支持高端科学仪器工程化研制与应用开发，研制可靠、耐用、好用、用户愿意用的高端科学仪器，切实提升我国科学仪器自主创新能力和装备水平，促进产业升级发展，支撑创新驱动发展战略实施。2021年度指南部署围绕科学仪器、科研试剂、实验动物和科学数据等四个方向进行布局，拟支持39个项目，拟安排国拨经费概算5.39亿元。此外，拟支持16个青年科学家项目，拟安排国拨经费概算4800万元，每个项目300万元。科学仪器方向各项目自筹经费与国拨经费比例不低于1:1。项目统一按指南二级标题（如1.1）的研究方向申报。同一指南方向下，原则上只支持1项，仅在申报项目评审结果相近、技术路线明显不同时，可同时支持2项，并建立动态调整机制，根据中期评估结果，再择优继续支持。除特殊说明外，所有项目均应整体申报，须覆盖全部研究内容和考核指标。项目执行期原则上为3~5年。一般项目下设的课题数不超过5个，项目参与单位数不超过10家。项目设1名负责人，每个课题设1名负责人。科研试剂和科学仪器两部分指南方向（除5.1外）须由科研机构与从事相关领域生产并具有销售能力的企业联合申报，建立产、学、研、用相结合的创新团队。青年科学家项目（项目名称后有标注）支持青年科研人员承担国家科研任务。青年科学家项目不再下设课题，项目参与单位总数不超过3家。项目设1名项目负责人，青年科学家项目负责人年龄要求，男性应为1983年1月1日以后出生，女性应为1981年1月1日以后出生，原则上团队其他参与人员年龄要求同上。专项实施过程中，涉及实验动物和动物实验，应遵守国家实验动物管理的法律、法规、技术标准和有关规定，使用合格的实验动物，在合格设施内进行动物实验，保证实验过程合法，实验结果真实、有效，并通过实验动物福利和伦理审查。涉及高等级病原微生物实验活动的，必须符合国家病原微生物实验室有关要求，并具备从事相关研究的经验和保障条件。涉及人体被试和人类遗传资源的科学研究，须遵守我国《中华人民共和国人类遗传资源管理条例》《涉及人的生物医学研究伦理审查办法》《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》等法律、法规、伦理准则和相关技术规范。本专项2021 年度项目申报指南如下。1. 高端通用科学仪器工程化及应用开发1.1 辉光放电质谱仪研究内容：针对高纯材料、高温合金、绝缘固体样品等材料中主成分、微量和痕量元素检测需求，以及针对材料剥层分析、材料元素深度分布检测、涂层材料表面分析等需求，突破直流辉光放电离子源、绝缘固体第二阴极系统、高分辨电磁双聚焦质量分析器、法拉第杯与电子倍增管双检测器等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的辉光放电质谱仪产品，开发相关软件和数据库，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，实现在半导体、高纯稀土、高温合金等材料科学研究领域的应用。考核指标：质量分析范围（4~250）amu；质量分析稳定性≤25ppm/8h；分辨率LR300/MR4000/HR10000；平均背景≤0.5cps；灵敏度≥1×109cps；丰度灵敏≤20ppb；主成分重复性≤3%RSD；微量成分重复性≤5%RSD；痕量成分重复性≤10%RSD。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥3000小时，技术就绪度不低于8级；至少应用于2个领域或行业。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。1.2 第三代基因测序仪研究内容：针对DNA基因测序的无扩增、长读长直接测序、大容量生物特征信息获取等检测需求，突破DNA精确长读长直接测序、极微弱光或极微弱电信号测量等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的第三代基因测序仪，开发相关软件和数据库，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，实现在基因工程、病毒检测、生物安全检测、体外诊断等领域的应用。考核指标：序列平均读长≥15kb；最长读长≥500kb；DNA直接测序最高准确率≥95%；采样率≥1kHz；单个通道测序速度≥400nt/s；可溯源量值定值和质量评价方法≥3种；基因组比对一致性≥99%；组装连续度NG50≥1M碱基；结构变异检测精度与检出率≥90%（片段长度≥50bp）。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥3000小时，技术就绪度不低于8级；至少应用于2个领域或行业。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。1.3 超高分辨活细胞成像显微镜研究内容：针对实时观察活细胞精细结构动态变化的检测需求，突破超高分辨活细胞成像显微、精密光机电控制、图像实时处理和成像标定等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的超高分辨活细胞成像显微镜产品，开发相关软件和数据库，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，实现在细胞学、微生物学、生物物理学和药理学等领域的应用。考核指标：视场≥10µm×10µm；横向分辨率≤150nm；纵向分辨率≤350nm；时间分辨率≥15帧/秒（2D成像）；时间分辨率≥8帧/秒（3D成像）。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥3000小时，技术就绪度不低于8级；至少应用于2个领域或行业。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。1.4 核磁共振波谱仪研究内容：针对化学分析、生物分子结构、代谢混合物组分等检测需求，突破超高场稳态磁体设计与制造、高精度磁共振谱仪控制、高效射频激发与接收等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的核磁共振波谱仪产品，开发相关软件和数据库，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，实现在化学化工、生命医学、食品制药和环境能源等领域的应用。考核指标：磁场强度≥14T；室温孔径≥50mm；磁场稳定度≤9Hz/h；磁场均匀度≤0.05ppm；支持多核素频谱分析范围1H、13C、15N、31P、129Xe等；射频带宽50~650MHz以上；波谱频率分辨率≤0.003Hz；射频发射通道数≥2通道；液氦补充时间≥150天。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥3000小时，技术就绪度不低于8级；至少应用于2个领域或行业。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。1.5 宽频带取样示波器研究内容：针对5G移动通信、光纤通信设备和高速网络设备的宽带模拟电路和高速数字电路开发与检测需求，突破85GHz采样器、超低抖动时钟产生与触发、高速时钟恢复、高精度波形采集与恢复、信号完整性分析等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的宽频带取样示波器，开发相关软件和数据库，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，实现在光纤通信、5G移动通信、雷达、卫星通信与卫星导航等领域的应用。考核指标：电采样模块：通道数量2；测试带宽≥85GHz；采样率≥150kSa/s；抖动≤80fs；采样分辨率16bit；光采样模块：波长范围800~1600nm；光接收灵敏度优于-7dBm；测试带宽≥65GHz；采样率≥150kSa/s；抖动≤250fs；采样分辨率16bit。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥3000小时，技术就绪度不低于8级；至少应用于2个领域或行业。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。1.6 高灵敏手性物质离子迁移谱与质谱联用仪研究内容：针对生物样品分析、临床诊断和药物开发等领域对手性分子同分异构体快速识别、高灵敏高准确定量分析的需求，突破离子迁移过程模型仿真与控制、手性物质高选择性试剂制备、手性气相离子高效选择性存储、高分辨手性气相离子构型差异分析与质量分析等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的高灵敏手性物质离子迁移谱与质谱联用仪，开发相关软件和数据库，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，实现在生命科学、临床医学和药物学等领域的应用。考核指标：手性分子纯度检测范围0.1%~99.9%，离子迁移谱分辨率≥300；手性物质分析检出限≤10-10摩尔/升；质谱质量分辨率≥100000；手性分子分析时间≤10分钟/样品；建立手性物质数据库1套。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥3000小时，技术就绪度不低于8级；至少应用于2个领域或行业。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。1.7 复杂微结构三维光学显微测量仪研究内容：针对光电探测器、MEMS微系统、半导体集成电路等微小型器件和光学器件表面和亚表面缺陷检测需求，突破高倾斜光滑微结构、深V结构、混合材料层叠微结构、层叠结构亚表面等复杂微结构三维几何形状表征、三维几何参数精密测量、亚表面缺陷检测等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的复杂微结构三维光学显微测量仪，开发相关软件和数据库，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，实现在超光滑光学表面损伤、半导体集成电路、光电集成电路等领域的应用。考核指标：显微视场≥100μm×100μm；水平方向表面显微分辨率≤250nm；水平方向亚表面显微分辨率≤400nm；垂直方向分辨率≤20nm；光滑微结构测倾斜角度≥50°；单一材料台阶高度测量误差≤5%；多层材料台阶高度测量误差≤10%；亚表面缺陷检测深度≥110μm；缺陷检出灵敏度≤200nm；深度定位精度≤2μm；高能损伤缺陷判定准确率≥80%。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥3000小时，技术就绪度不低于8级；至少应用于2个领域或行业。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2. 核心关键部件开发与应用原则上，每个项目下设课题数不超过4个，项目参与单位总数不超过4个，实施年限不超过3年。2.1 快速可调谐激光器研究内容：开发波长调谐范围大、调谐速度快的可调谐激光器，突破大范围无跳模腔体设计、高速微腔调制制备、高速数字化激光模块驱动电路设计和模式补偿算法、波长非线性修正等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在光学相干层析检测、高精密光谱分析和共焦测量等仪器中的应用。考核指标：中心波长1060nm和1310nm；输出功率≥15mW；波长调谐范围≥110nm；重复频率≥100kHz；相干长度≥15mm。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000小时，技术就绪度达到9级；至少应用于2类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.2 热场发射电子源研究目标：开发热场发射电子源，突破单晶钨制备、尖端取向和形状控制、氧化锆处理、电子枪结构设计、灯丝对中控制等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在扫描电子显微镜、透射电子显微镜等仪器中的应用。考核指标：微尖曲率半径范围1.2µm~0.4µm（可控），误差≤±0.05µm；阴极温度1750K~1800K；栅极电压-200~-600V（可调）；角电流密度200µA/sr；引出电压3~6kV（可调）；最大电子束流≥150nA；电流稳定度≤1%。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000小时，技术就绪度达到9级；至少应用于2类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.3 侧窗型光电倍增管研究内容：开发高性能多碱阴极侧窗型光电倍增管，突破宽光谱及高灵敏度反射式多碱光电阴极制备、高增益电子倍增极结构设计、高二次电子发射材料制备、低暗计数率等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在光谱分析、电子显微分析和X射线分析等仪器中的应用。考核指标：探测面积≥8mm×24mm；阴极光谱响应范围≥165nm~900nm；阴极积分灵敏度≥250μA/lm；增益≥1×107；暗计数率≤1000cps；暗电流≤10nA(1000V)；上升时间4ns；渡越时间弥散3ns。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000小时，技术就绪度达到9级；至少应用于2类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.4 磁共振成像低温探头研究内容：开发磁共振成像低温探头，突破高密度射频阵列、超低温制冷系统、低噪声前置放大等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在高场磁共振成像仪、波谱分析仪等仪器的应用。考核指标：通道数≥2；扫描孔径≥2cm；射频探头匹配≤-15dB；探头温度≤30K；前置放大器噪声系数≤1dB；灵敏度提高（低温/常温）≥4倍。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000小时，技术就绪度达到9级；至少应用于2类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.5 X射线能谱探测器研究内容：开发X射线能谱探测器，突破大面积硅漂移探测、电荷前置放大、数字多道分析、漏电流噪声抑制、真空封装等关键技术；开展工程化开发、应用示范和产业化推广；形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在X射线能谱仪、电子显微能谱分析仪等仪器以及同步辐射大科学装置的应用。考核指标：探测器尺寸≥30mm2；能量分辨率≤127eV(MnK)；探测元素范围Be~Am；最大输出计数率≥300kcps(最大输入计数率1000kcps)；窗口材料铍、氮化硅(≤100nm)或无窗。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000小时，技术就绪度达到9级；至少应用于2类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.6 高精度哈特曼—夏克波前传感器研究目标：开发高精度哈特曼—夏克波前传感器，突破高质量微透镜阵列制备、微透镜阵列与探测器高精度耦合、超高精度误差标定、快速高精度波前重构等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在光束质量分析、自适应光学系统和三维测量等仪器中的应用。考核指标：空间分辨率≥128×128；倾斜测量范围≥±3°；倾斜测量精度≤1μrad；相对波前测量精度（RMS）≤λ/150；绝对波前测量精度（RMS）≤λ/100；重复性精度（RMS）≤λ/200；工作波长范围400~1100nm；频率≥7Hz。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000小时，技术就绪度达到9级；至少应用于2类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.7 高通量生物样品真空传递装置研究内容：开发高通量生物样品真空传递装置，突破小样品精细操作、真空低温精密运动、低温样品镀膜等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在透射电镜和扫描电镜等仪器中的应用。考核指标：最低存储温度≤-160℃；真空度≤5×10-4Pa；运动精度≤100μm；样品存储数量≥12grids；镀膜真空度≤4Pa；镀膜样品台温度≤-160℃。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000小时，技术就绪度达到9级；至少应用于2类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.8 深地声学探测器研究内容：开发具有耐高温、耐高压、高性能和高稳定性的声学探测器，突破耐高温高压材料调控、小体积低频宽带结构以及界面粘接机理和工艺等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在三维远程声波探测仪、深地超声成像测井仪等仪器中的应用。考核指标：单极换能器（长度伸缩）：工作频带5~20kHz，最高耐温≥260℃，最高耐压≥200MPa；偶极换能器（弯曲振动）：工作频带1~4.5kHz，最高耐温≥230℃，最高耐压≥172MPa；多极接收器：工作频带1~20kHz，最高耐温≥230℃，最高耐压≥172MPa；超声换能器：工作频带250~700kHz，最高耐温≥205℃，最高耐压≥172MPa。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000小时，技术就绪度达到9级；至少应用于2类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.9 太赫兹超导混频器研究内容：开发太赫兹超导混频器，突破超导混频器芯片设计与制备、超导混频器与低温低噪声放大器集成、一维相干探测接收机阵列集成等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在太赫兹频谱仪、太赫兹安检仪和射电天文接收机等仪器中的应用。考核指标：探测器中心频率0.1~0.3THz；中频带宽≥5GHz；噪声温度≤7倍量子噪声；动态范围≥30dB；像素≥1×10。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000小时，技术就绪度达到9级；至少应用于2类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.10 分离打拿极电子倍增器研究内容：开发分离打拿极电子倍增器，突破检测器高纯打拿极合金及膜层制备、高精度封装、空气中安全存储、脉冲和模拟双模式检测等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，实现在磁质谱仪、四极杆质谱仪上的应用。考核指标：增益≥105（模拟工作状态下），增益≥107(脉冲计数方式下)；暗电流≤1pA；暗计数率≤50cps；单离子脉冲宽度/半高宽≤7ns。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000小时，技术就绪度达到9级；至少应用于2类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.11 宽频带同轴探针研究目标：开发宽频带同轴探针，突破弹性件热处理与表面处理工艺、精密微组装、微小零件加工等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在微波集成电路在片测试仪、片上天线测试仪、三维封装天线测试仪等仪器中的应用。考核指标：2.92mm连接器探针：工作频率DC~40GHz，插入损耗≤1.5dB；2.4mm连接器探针：工作频率DC~50GHz，插入损耗≤1.5dB；1.85mm连接器探针：工作频率DC~67GHz，插入损耗≤2.0dB。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000小时，技术就绪度达到9级；至少应用于2类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.12 精密大带宽锁相放大器研究目标：开发精密大带宽锁相放大器，突破大带宽数字调制、高分辨率数模转换和高精度相位解调等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在微弱信号探测、光谱测量及分析、电子束测量及能谱分析等仪器中的应用。考核指标：频率范围0~50MHz；输入电压噪声≤5nV/√Hz；动态储备≥120dB；满量程输入灵敏度≤1nV；A/D≥14bit；相位分辨率≤1μdeg；频率分辨率≤0.7μHz。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000小时，技术就绪度达到9级；至少应用于2类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.13 相位型液晶空间光调制器研究目标：开发相位型液晶空间光调制器，突破大相位调制深度、高帧率驱动、高抗激光损伤等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在光束整形仪、波分复用仪、单色仪、超快激光加工机、激光打标机等仪器设备中的应用。考核指标：像元数≥1920×1080；相位范围≥2π（1064nm）；相位灰阶≥8bit；填充因子≥92%；衍射效率≥80%；刷新频率≥100Hz；最大输入光功率密度≥50W/cm2。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000小时，技术就绪度达到9级；至少应用于2类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.14 X射线椭球聚焦镜研究目标：开发X射线椭球聚焦镜，突破X射线椭球聚焦镜制作、性能检测、高精度装校等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在X射线衍射仪、X射线散射仪和X射线成像仪等仪器中的应用。考核指标：工作能段1~8keV；聚焦斑点≤100μm；口径≥15mm；聚焦镜长度≥30mm；镜面表面粗糙度≤0.5nm（rms）；反射率≥70%。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000小时，技术就绪度达到9级；至少应用于2类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.15 双频短相干激光光源研究目标：开发双频短相干激光光源，突破激光线宽调制、高稳定低频差调制、高精度光程匹配与高效率耦合等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在任意曲面测量、大口径干涉测量和平面干涉测量等仪器中的应用。考核指标：中心波长633nm；相干长度≤300µm；功率≥1mW（单模光纤输出）；双频频差5Hz和10Hz；频差不稳定度≤1%；光程匹配范围≥100mm。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000小时，技术就绪度达到9级；至少应用于2类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.16 高稳定度高压电源研究目标：开发高稳定度高压电源，突破高电压长时间稳定控制、低纹波噪声抑制和低温度漂移控制等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在电子显微镜、离子显微镜等科学仪器中的应用。考核指标：加速电压-20V~-35kV（可调），纹波≤20mV，稳定性≤10ppm/15分钟；抑制级电压-200V~-1kV（可调），纹波≤15mV，稳定性≤10ppm/15分钟；引出级电压：1kV~6kV（可调），纹波≤15mV，稳定性≤10ppm/15分钟；灯丝电源电流0~3A（可调）、电压0~5V（可调），电流稳定性≤0.5mA/1小时。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000小时，技术就绪度达到9级；至少应用于2类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.17 多通道可变分辨率数据采集卡研究内容：开发高速数据采集卡，突破高密度多通道隔离设计、多通道同步采集和噪声抑制等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在超声检测仪、电子显微镜、扫描探针显微镜等仪器中的应用。考核指标：采集通道单端16路/差分8路，每通道采样率和分辨率可设置；采样率50kSa/s，分辨率24bits，噪声电平3.4μVrms；采样率500kSa/s，分辨率24bits，噪声电平4.3μVrms；采样率1MSa/s，分辨率22bits，噪声电平13μVrms；采样率5MSa/s，分辨率20bits，噪声电平31μVrms；采样率10MSa/s，分辨率18bits，噪声电平92μVrms；采样率15MSa/s，分辨率16bits，噪声电平401μVrms。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000小时，技术就绪度达到9级；至少应用于2类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。3. 高端化学试剂研制3.1 高端金属与配体试剂制备关键技术研发研究内容：开展广泛应用于偶联、氧化、还原、加成、聚合反应的金属试剂（钌、铑、钯、铱、铂、铜、镍、铬、锰、铁、钴、锂及其各种价态的金属试剂）的制备方法和批量生产技术研究，研发具有自主知识产权的金属试剂；发展并建立具有重要应用价值的配体，特别是手性配体（含磷、氮、氧、硫配位原子的手性配体、手性烯烃配体和卡宾配体）的高效合成方法和批量制备技术，以及研发基于研究基于上述配体的新型高效金属催化剂，开展其在化学、化工、医药以及新材料中的应用示范研究。考核指标：建立高端金属试剂、配体试剂自主知识产权体系，申请专利20项以上，实现重要金属试剂、催化剂以及配体的批量制备能力，包括1）建立50个以上高纯（≥99%）金属试剂百克级规模的制备技术和质量控制标准；2）建立100个以上高纯手性配体和手性催化剂（纯度≥99%，≥99%ee）的克级规模的制备技术和质量控制标准，形成5项以上企业或行业标准，并研发15个以上具有自主知识产权的手性配体和手性催化剂。3.2 有机氟试剂研制研究内容：利用我国储量丰富的氟资源（萤石），研发新型亲电/亲核氟化、氟烷基化、氟烯基化、氟烷杂基化、[18F]同位素标记氟化试剂，开发具有我国自主知识产权的氟化学试剂，发展经济可行性好的合成工艺，实现原创试剂的批量化制备，并建立高纯氢氟酸的制备方法，把资源优势转化为技术优势，并利用原创性试剂，有力促进催化科学、含氟新材料和药物等方面的创新研究。考核指标：建立系列氟化学试剂的合成方法，形成40个以上具有自主知识产权的氟化、氟烷基化、氟烯基化、氟烷杂基化试剂（纯度≥99%）的批量制备技术并实现商品化，研发的试剂列入国内外知名试剂销售商的产品目录，实现在国内外销售，催生15~20项原创性氟化、氟烷基化、氟烯基化、氟烷杂基化新技术；突破8~10项基于氟化试剂的[18F]标记探针(丰度≥90%，纯度≥99%)的合成技术；建立氟化学试剂从原料、合成、工艺到产品全流程自主知识产权体系，申请专利15项以上，实现高纯氢氟酸和若干重要氟化学试剂的批量制备能力，并制定质量控制标准。4. 应用于重大疾病诊断的生物医学试剂创制与应用4.1 近红外活体荧光成像诊断试剂体系研究开发研究内容：针对恶性肿瘤、心脑血管等重大疾病的早期精准诊断挑战，根据特异性标志分子、病理微环境特性等，发展高特异性抗体及抗体导向的响应近红外荧光成像试剂，建立高组织穿透深度、高时空分辨率、高灵敏的诊断技术方法，揭示重大疾病的发生发展机制；开发系列诊疗一体化近红外荧光成像试剂，实现在“可视化”药物筛选与评价、光热与光动力治疗、免疫治疗、荧光指导的手术导航等领域的应用；建立红外二区荧光成像试剂的安全性评价方法和标准化、规模化制备方法与流程，推进临床转化。考核指标：建立近红外荧光成像材料的可控制备技术，研发4~6种高性能近红外成像材料（含有机分子、稀土材料、量子点、荧光蛋白等）并实现百克级量产，发光波长达1000~1700纳米，荧光量子效率20%；研发5~8种重大疾病靶向的特异性抗体，并实现与荧光材料的耦联，发展高性能近红外荧光成像试剂，实现生物组织穿透深度1.8cm；对0.2mm的微小隐匿肿瘤病灶的高灵敏检测；对25μm微小血管的结构可视化；实现动物活体体内重要分子、离子变化的实时、动态监控；完成近红外荧光成像试剂的体外及小动物水平生物安全性评估。4.2 先进高场磁共振设备高分辨影像试剂研究开发研究内容：拟针对现有磁共振诊断试剂在高场下灵敏度低的难题，研发具有原始创新性的先进高场磁共振影像试剂，发展在体、实时、无创成像的新技术；为国产高端磁共振设备提供具有完全自主知识产权的高分辨率影像试剂，实现高场磁共振影像在生物医学应用的新突破，满足重大疾病微小病灶早期成像以及疾病区域血管等精细组织成像的重大需求；建立评估高场磁共振诊断试剂的生物安全性评价机制，建立试剂量产质控体系和标准品，推进其向临床转化。考核指标：研发3~5种高性能磁性纳米材料并实现公斤级量产，在7T以上的高场条件下，试剂的横向弛豫率与纵向弛豫率比值（r2/r1）≤2；试剂在水相中保持稳定分散时间不少于1年。作为高场磁共振影像试剂，其在磁共振成像应用中应达到接近组织病理学检测水平的诊断灵敏度，实现接近组织病理学检测水平的诊断灵敏度，对0.3mm微小肿瘤病灶进行精确成像；对150μm血管可视化，分析疾病部位的血管分布、血管通透性等情况；完成高场磁共振影像试剂在细胞和动物水平的生物安全性评价，建立试剂量产质控体系和标准品。完成磁共振造影剂产品质控用国家级标准物质1套，数量不少于200瓶，不确定度优于15%，均匀性满足ISO导则统计学要求。与高端磁共振设备企业合作，尤其是国内企业，形成先进磁共振设备和原创影像试剂集成应用示范。5. 同位素试剂5.1 典型同位素试剂研发与科研试剂评价技术标准研究研究内容：建立稳定可控的同位素试剂制备流程，开展制备方法标准化和程序化研究，进行产品重现性和稳定性的测试，研究高丰度无机同位素试剂制备和丰度测量技术；研究以13C、2H同位素标记为代表的系列有机同位素标记物的共性制备、纯化和测量技术，开发2H和13C标记同位素标记物；研究基于13C、15N稳定同位素标记的新型大分子同位素标记物；研制基于核反应堆和回旋加速器的放射性同位素试剂及溶液标准物质；研制高纯试剂、同位素试剂、生化试剂等的质量评价技术体系，包括质量评价共性技术方法、评价用质控物质，和评价规程规范。考核指标：制备无机同位素试剂8种，每种至少1克，总量不低于50克，丰度≥90%，纯度≥99%；开发食品环境检测用2H、13C取代同位素标记物17~20种，各1克，丰度≥98%，纯度≥98%，或不低于进口产品；核设施安全运行监测用8种放射性同位素质控物质，不确定度优于1.5%，单种放射性同位素产能3.7E11 Bq/年，γ放射性不纯度0.1%；临床诊断用13C、15N稳定同位素标记大分子同位素标记物2种；建立同位素试剂检测方法12~15种；高纯试剂、同位素试剂、生化试剂等共性关键指标评价技术方法20种、评价用参考物质30种、规程规范8~10项，建立科研试剂质量评价技术体系1套，开展重点领域科研试剂质量评价示范应用10~15次。6. 人类疾病动物模型创制研究6.1 人类重大传染病基因修饰动物模型研发研究内容：针对SARS-CoV-2、SARS、MERS、H7N9、Zika等病毒感染造成的人类重大传染病，研究以小鼠和大鼠等动物为主要实验载体的基因编辑动物模型的创新技术体系，研发一批适用于对某类（些）疾病发生机制进行多维度解析和新药研发与安全性评价等领域有重要应用价值的系列化基因编辑动物模型。开展基因编辑动物模型表型分析与评价技术平台建设的研究，以及病理学图谱的研究。开发相应疾病动物模型数据库和动物资源库，为阐明相关疾病发病机制、验证新的药物靶标和新药开发与疫苗评价等提供基础条件。考核指标：建立完整的以小鼠和大鼠等动物为主要实验载体的基因编辑动物模型创新技术。完成10~15种符合人类重大传染病临床特征的新型基因修饰动物模型。建立和完善与这些疾病相关的动物生理生化、组织功能、动物行为学及免疫学检测技术和表型分析方法，以及动物模型技术指标体系和评价技术平台。完成描述和绘制新建人类重大传染病动物模型的动态演变规律和靶器官细胞分子演化图谱，以及不同阶段典型的病理学图谱，揭示其生理和病理意义。建立相关疾病动物模型数据库和生物学数据库。完成新建疾病动物模型相关的专利申报，并实现创建的新型疾病动物模型与现有国家实验动物资源库的整合。6.2 心血管、代谢性疾病等基因修饰动物模型研发研究内容：针对人类心血管（冠心病、心肌梗死、心力衰竭、高血压、心肌缺血/再灌注损伤等）、代谢性（肥胖、糖尿病、非酒精性脂肪肝病等）疾病等严重危害人民健康的重大疾病，研究以小鼠和大鼠等动物为主要实验载体的基因编辑动物模型的创新技术体系，研发一批适用于对某类（些）疾病发生机制进行多维度解析和新药研发等领域有重要应用价值的系列化基因编辑动物模型。建立动物模型制备技术体系，开展基因编辑动物模型表型分析与评价技术平台建设的研究。利用所研发的疾病动物模型，深入研究主要心血管和代谢性疾病的发生机制，开发关键治疗靶点。建立相关疾病动物模型不同阶段典型的病理学图谱，揭示其生理和病理意义。开发相关疾病动物模型数据库、样本资源库和生物数据库。考核指标：建立多位点、多易感动物基因的疾病动物模型和完整的动物模型制备技术体系，完成以小鼠和大鼠等动物为主要实验载体的50种人类心血管和代谢性疾病等基因编辑动物模型。完成不少于50种疾病动物模型评价流程、技术指标体系及评价技术平台，以及不同阶段典型的病理学图谱，揭示其生理和病理意义。利用新建疾病动物模型研究30种以上主要心血管和代谢性疾病的发生机制，发现20个以上关键药物靶点。建立疾病动物模型数据库和模型资源库，以及相关疾病动物模型的生物数据库。完成新建疾病动物模型相关的专利申报，实现创建的新型疾病动物模型与现有国家实验动物资源库的整合。6.3 基于特色实验动物的人类疾病动物模型创建及关键技术研究研究内容：在已建立的长爪沙鼠、东方田鼠、裸鼹鼠、高原鼠兔、树鼩、非人灵长类等动物的标准化种群基础上，选择已有较好研究基础和重要应用潜质的动物开展人类疾病动物模型的研究。重点支持利用基因编辑、物理干预、化学诱导等技术，研究病因性阿尔茨海默症、帕金森病、代谢性紊乱、辐射损伤、脑缺血、血吸虫病等动物模型。解决利用这些特色动物创制人类疾病动物模型的关键技术难点，建立疾病动物模型评价体系，系统描述和绘制疾病动物模型病理学图谱，开发疾病动物模型数据库。考核指标：根据选定的研究目标、研究技术和特色实验动物种类，完成4~6种人类疾病动物模型的制备，建立完善的动物模型的创制技术和评价技术体系。完成相关疾病动物模型不同阶段典型的病理学图谱。完成新建疾病动物模型相关的专利申报或新种鉴定，实现新建疾病动物模型与现有国家实验动物资源库的整合。有关说明：本方向拟支持不超过6个项目。7. 国家实验动物资源库服务质量提升7.1 国家实验动物资源库服务科技创新能力提升关键技术研究与示范研究内容：以国家实验动物资源库已有资源和已建立标准化种群的实验动物新品种新品系为主要对象，开展遗传选育、资源保藏、生物净化、品种品系鉴定等技术，以及相关生物学特性深度挖掘、数字化描述和数据汇交等方面的研究；开展实验动物新资源创建关键核心技术研究，利用具有较好前期研究基础和重要应用潜质的资源动物，采用动物种群生物学和种群基因组学技术培育实验动物新品种新品系。研发符合标准要求的规模化生产关键技术，形成具有一定规模的保藏与供应的实验动物资源平台，提升国家实验动物资源平台技术能力和资源共享服务水平。考核指标：建立完善的SPF级实验动物的遗传育种、资源保藏和生物净化等技术体系、实验动物新品种新品系的鉴定技术体系和技术平台。完成培育不少于10种实验动物新品种新品系，并建立SPF实验动物种群。完成不少于20个实验动物品种品系生物学特性的数字化描述，建立不少于5000个生物学特性指标的数据库。国家实验动物资源库与其他资源保藏机构共同构成的资源平台，所保藏与共享服务的实验动物资源种类覆盖我国常用实验动物品种品系80%以上，供种满足率达到70%以上。实现不少于5种具有自主知识产权的实验动物新品种新品系与现有国家实验动物资源库的整合。8. 实验动物质量评价8.1 实验动物质量评价关键技术研究（青年科学家项目）研究内容：参照国际先进的实验动物质量标准，研究实验动物微生物和寄生虫的病原/抗体检测方法；研究常用实验动物SNP等遗传质量检测技术；建立针对病原微生物和寄生虫的特异、敏感、稳定的病原/抗体检测方法和相关技术规范；研制假病毒库，建立实验动物免疫后中和抗体评价方法和技术规范；建立达到国际先进水平、适于自动化操作的封闭群和近交系实验动物SNP等遗传检测方法体系。所有新建检测方法技术指标（敏感性和特异性等）符合相关标准或技术指南要求。考核指标：由申报单位自主设定。8.2 实验动物病原快速检测新技术研究（青年科学家项目）研究内容：开展实验动物人兽共患病、烈性传染病、新发和再发传染病的分子病原学检测技术，以及高通量筛查与鉴别、基因芯片和快检技术等新技术和新方法研究；建立高通量筛查与鉴别、基因芯片和快检方法及技术规范。所有检测方法技术指标（敏感性和特异性等）符合相关标准或技术指南要求。考核指标：由申报单位自主设定。9. 科学数据分析挖掘应用关键技术与软件系统9.1 生物大数据管理和分析关键技术与系统研究内容：面向生物大数据管理、深度挖掘和转化应用等核心技术方面的短板，研发生物大数据汇交质控、发布更新等全生命周期的智能化管理系统；研究基于海量大数据的基因组序列精准定位、生物信息库多源融合及跨库检索等关键方法；建立生物大数据与文献信息关联融合机制，研发海量生物文献关键信息提取及其与数据共享互联的关键技术；优化现有基因组变异演化分析等生物信息学方法，建立对基因组重要功能位点突变的快速自动化监测和基于基因型网络推演重大疾病感染途径及传播路径的实时智能追踪系统；建立人工智能网络模型，开展肿瘤和心脑血管等疾病演变模式分析，实现疾病精准诊断、个体化治疗和健康管理等重大临床需求。考核指标：形成具有PB级数据处理能力的生物大数据智能化管理系统等应用软件5项以上、基于海量大数据的基因组序列精准定位等分析挖掘的关键算法5项以上；形成生物信息库多源融合及具有上亿条记录处理能力的跨库检索等关键方法2项以上；研发2~3种肿瘤和心脑血管疾病全景式演变模式的人工智能分析模型；在国家生物类科学数据中心开展战略生物资源、人类遗传资源方面的应用，部署100种以上生物信息软件和流程，关联100个以上生物信息数据库，集成不少于50PB的组学原始数据等各类生物学数据；形成生物数据管理和分析的专利或软件著作权。9.2 微生物科学数据管理与挖掘关键技术与应用研究内容：研究以微生物科学数据为重点的微生物数字信息管理、汇聚、共享和安全保障的数据治理技术体系，研究微生物菌、毒种标本、样本的图像、图谱、序列等信息数据的高效识别与实时处理技术，建立符合国际标准的新型智能管理软件系统；研发针对海量微生物相关科学数据的加密与脱敏软件工具；研究微生物表型、基因型、免疫性、形态图谱等数字资源整合与挖掘技术，研发智慧化微生物数据挖掘和分析模型、软件系统；研究面向海量异构微生物资源信息数据的垂直检索、关联整合与可视化技术，结合知识图谱和智能识别技术，实现基于科学数据在食品安全、口岸安全等领域的智慧化多点信息监控和应用示范。考核指标：建立一套符合国际标准的覆盖细菌、真菌、病毒的二十种以上微生物数据的智能化整合挖掘软件系统；建立微生物资源数据治理体系、数据安全分析体系和数据安全保障技术体系，形成3~5项微生物科学数据安全与管理标准，开发基于区块链技术的微生物数据隐私计算技术平台，支撑千万级数据的实时分析；整合新建超过50亿条微生物科学数据与文献数据的知识图谱，在国门生物安全、食品安全等方向建立应用示范，在金砖、一带一路沿线等不少于30个国家进行推广应用；围绕微生物科学数据的智能管理与挖掘应用形成一系列专利与软件著作权。9.3 生态系统大数据智能管理与挖掘关键技术及应用研究内容：面向我国生态文明建设国家战略，依托我国不同类型生态系统野外观测研究台站，研发耦合人工、自动等多源、高频观测数据的多层次的生态系统大数据管理软件系统；建立标准化生态台站监测数据质量控制和数据产品开发体系，研发基于工作流的生态数据产品软件工具；整合联网观测、地面调查、卫星遥感、文献等多源异构生态数据，研究多源生态数据时空挖掘、融合和数据同化技术，发展耦合人工智能和生态过程模型的生态系统质量评估模型与预测技术体系，研发生态系统大数据挖掘与预测软件系统；提高我国生态系统观测研究台站自主的数据处理分析挖掘能力，支撑我国生态文明建设。考核指标：建立一套覆盖农田、森林、草地、湖泊等多种生态系统类型的长期生态监测数据的智能化管理系统软件，在不少于10个野外台站以及中亚一带一路沿线国家野外站推广示范应用；整合形成超过30个以上野外台站的长序列生态类监测数据产品，建立标准化的生态监测数据质控软件工具和产品开发工具，生态系统大数据分析挖掘和预测系统1套，在科学数据中心部署应用，并在国家生态系统质量评估中开展示范；形成生态系统大数据挖掘与管理方面的软件著作权和专利。9.4 场景驱动的海洋科学大数据挖掘分析关键技术与应用研究内容：针对海洋观测、监测、调查、统计等数据的多源多维异构特征，研究海洋科学大数据存储管理、融合分析、关联挖掘等关键技术，构建大数据在线存储分析引擎；突破多源海洋环境数据的多尺度多要素同化技术，建立自主化高分辨率海洋数值模式，研制多区域、高精度、长时序的海洋环境信息产品；构建集传统统计分析方法和大数据方法于一体的海洋经济与资源环境协调发展分析和预测模型，面向空间资源开发利用、生态环境修复等典型应用场景建立知识图谱；研发集算力—数据—模型—知识于一体的海洋科学大数据融合分析软件，在沿海地区经济布局优化、产业提质增效、资源集约利用等领域开展示范应用，提升海洋科学数据增值服务能力。考核指标：海洋大数据在线存储分析引擎1套，支持超大规模数据的并发在线交互计算分析能力，集成多源要素融合、特征提取、关联分析、可视分析、统计分析、机器学习等方法算法不少于6种，典型分析计算响应时间不超过5秒；自主化海洋环境大数据超分辨率融合分析模型1套，中国海区1/12°和海区1/30°海洋环境要素信息产品各1套，海洋资源和生态环境综合数据集各1套；建立基于大数据的海洋经济与资源环境融合分析和预测指标体系及模型各1套，形成海洋典型应用场景通用知识图谱构建框架，建立海洋空间规划应用、海域海岛管控与开发利用等知识图谱不少于2套；海洋科学大数据融合分析软件1套，在沿海地区开展示范应用；有关软件系统在科学数据中心得到部署应用，形成保护相关技术方法、模型和软件的知识产权。9.5 卫生健康科学大数据智能分析与挖掘关键技术与应用研究内容：面向人民生命健康，研发多源卫生健康科学大数据汇聚管理、多维特征刻画、深度整合、大规模智能语义搜索和可视化关键技术，研究多病种及人群特征数据智能筛选、抽取和建模方法，研发集成疾病危险因素分析、病例跨时空分析、疾病风险预测等多种智能挖掘算法和功能的协同分析系统和系列工具；研究卫生健康科学大数据跨域、跨机构共享机制及隐私感知与计算、关联识别、自动分类和智能自适应脱敏算法以及卫生健康科学大数据安全态势感知与监测预警关键技术；研究医学影像辅助判读、临床病历智能提取和标注、多病种知识图谱自动构建关键技术，在疾病风险预测、临床辅助决策、药物不良反应监测、健康管理等领域开展应用示范。考核指标：研发一套面向PB级卫生健康科学大数据的智能语义搜索、高效融合、特征抽取、深度挖掘的一体化、智能化数据管理和协同分析平台，具备万级用户并发访问能力；研发大数据应用所急需的具备高扩展性、高性能的智能人群分层、特征识别、疾病风险因素挖掘分析等工具软件不少于10个；研发可与国际主流产品可比的卫生健康科学大数据跨域共享和隐私保护、安全多方计算、安全感知预警等工具软件不少于10个；研发医学影像辅助判读、临床电子病历智能化提取和标注等软件工具不少于10个；研发融合多源异构卫生健康大数据的知识图谱自动构建工具1套，并建立融合不少于20个病种的具有高可更新性、可迁移性的知识图谱，有效支撑医学语义搜索、智能问答以及临床决策。研发的软件工具可独立发布部署，形成系列相关专利和软件著作权，并在国家科学数据中心应用部署，在临床、教育、科研等机构推广应用，应用示范单位不少于20家。9.6 面向国家科学数据中心的基础软件栈及系统研究内容：面向国家科学数据中心实现科学数据的发现、获取、分析、利用等需求，研发自主的科学数据中心基础软件栈及系统；面向科学数据全局可发现和可信共享需求，研究科学数据标识、建模方法和互操作、可信存证技术，支持数据确权和流转追溯；研究面向分析的科学数据加工处理流水线技术，研发面向领域的大数据处理流水线管理调度系统；研发面向多学科跨领域数据的融合管理系统和搜索引擎，支持结构化/非结构化数据的融合存储与查询；面向大数据集成分析需求，研发安全隔离的交互式云分析服务引擎，形成面向领域应用多编程语言、多算法环境、多适配版本的大数据分析环境，为科研人员提供在线编程和在线工作流交互分析服务。考核指标：构建科学数据与分析软件共享社区，在科学数据的标识、可信存证、跨中心互操作等方面形成一套自主的关键技术与软件体系。标识系统支持国家标准与国际主流科学数据标识的双标识注册解析与服务，系统存证的吞吐能力10万TPS；数据处理系统具备完整、可追溯的数据汇聚、清洗功能，具备跨中心调度能力，处理性能优于1000万行/秒；融合管理系统支持100亿级实体和关系、1000亿级非结构化数据对象的融合存储，提供标准的统一查询语言，科学数据搜索引擎可检索的科学数据集不少于500万个，覆盖生物、生态、农业等领域，实体数据量不低于1PB；软件体系在不少于5个国家科学数据中心进行示范应用；在核心技术方向申请专利或软件著作权。10. 科学数据自主应用软件10.1 科学数据自主应用软件研发（青年科学家项目）研究内容：针对大规模文本、图像、图谱、序列、遥感影像、数值等具有典型特征且在多个领域广泛普适的科学数据类型，面向海量科学数据分析的应用场景，发展数据分析和挖掘技术，开展智能分析挖掘方法的研究，研发具有自主知识产权的软件或软件系统，并在科学数据中心示范应用。考核指标：由申报单位自主设定。附件：附件1-形审要求.pdf附件2-专家名单.pdf

近日，普源精电在接受机构调研时称，公司13GHz带宽数字示波器相关自研芯片已经于去年成功流片，目前正处于示波器整机产品化研发进程中，符合项目进度预期，预计明年正式发布。普源精电补充道，13GHz带宽数字示波器将是一个全新的里程碑，公司技术储备可以直接覆盖，并能够向下兼容到8GHz带宽，且能够更好的覆盖高速接口测试应用，市场空间巨大。另外，关于“凤凰座”芯片应用情况，普源精电表示，目前公司“凤凰座”自研芯片组已经用于MSO8000/R、DS70000、MSO5000、DS7000等全部高端及部分中端数字示波器产品。其进一步表示，波形发生器旗舰产品DG70000系列是业内领先的具有最高12Gsa/s采样率、5GHz频率输出、16bit垂直分辨率、4Gpts波表长度的高性能任意波形发生器（简称：AWG），拥有-70dBc无杂散动态范围，为用户提供更清晰、更纯净的信号。此产品采用了公司自研芯片技术，具备一定的壁垒优势。关于“公司ASIC专用芯片组包含三颗芯片，是否可以用商用芯片进行替代”的问题，普源精电解释称，公司ASIC自研专用芯片组的三颗芯片，无法用商用芯片完全进行替代，具体如下表所示。普源精电解释称，目前看来，仅有示波器信号处理芯片有通过商用模数转换芯片替代的可行性。公司作为国内细分行业龙头企业，在国内最早使用通用商业芯片设计数字示波器并最高实现1GHz、5GSa/s的技术指标，截止到目前尚无其他国内公司达到。公司充分了解国内外商用芯片供应商的产品情况并保持长期合作交流，比如公司与德州仪器（TI）在2021年上海进博会签署了战略合作备忘录。一般情况下，通用商业芯片公司不会为“多品种小批量”的仪器公司而专门定制某种类型的芯片。综合来看，目前来看行业内尚无通过使用商用芯片实现2GHz带宽和10GSa/s采样率高端数字示波器的成功案例。关于“公司披露了自建核心芯片封测线，请问为何要自建封测线而不选择外协封测”的问题，普源精电声称，公司高端仪器所使用的自研芯片采用自主封测，主要原因有三点：其一，公司高端仪器产品具备多品种小批量的特征。如选择头部封测供应商则由于芯片颗数较少，费用较高且拒单率较高；其二，行业内领导企业都会将核心芯片封测能力视为技术壁垒之一，因此提前掌握该能力也会为公司未来发展筑牢“城墙”；最后，拥有自建核心芯片封测线，还会为公司下一代芯片研发创造极为有利的条件，比如研发人员可以随时调用该封测线并反复进行试验，而使用外协封测供应商，则往往需要较长的排期且灵活性较差，同时还会面临技术秘密外泄的风险。除高端仪器所使用自研芯片之外，常规芯片封测通过外协加工方式完成，苏州本地拥有非常好的供应链配套。关于“公司具备自研芯片能力，以后是否会考虑直接销售芯片”的问题，普源精电回应称，在自研示波器专用核心芯片组方面，公司已经积累了十多年的经验。由于是专用芯片组，设计出来的目的是和系统配合提升数字示波器整机性能。普源精电是仪器公司，会聚焦并坚持仪器这个主业。测试测量仪器公司和商业模拟芯片公司的模数转换器，尽管核心技术指标类似，但具体技术追求还是有差异的。仪器芯片追求极致的指标，不那么在乎功耗和体积。同时，由于公司的自研芯片是ASIC专用芯片，除了模数转换器功能外，还会对频响、温漂、校准等仪器系统需求进行匹配和应用。所以相对复杂度更高，客户必须具有较高的应用水平才能进行使用，因此我们更倾向于通过为客户提供芯片级和模块级解决方案满足客户需求（公司芯片级解决方案实物如下图所示），而非直接销售芯片。当然，公司自研的10GSa/s模数转换专用芯片具备较高的商业应用价值。但以行业内国际巨头为例，通常都不会直接销售其自研芯片，这也是各个厂家核心技术壁垒和差异优势所在。此外，关于公司与安捷伦的合作，普源精电表示，公司与安捷伦的合作从2004年开始到2019年结束，合作形式为公司给安捷伦提供ODM（贴牌）服务。公司自主研发、生产相关数字示波器产品，并拥有其全部核心自主知识产权。双方初次接触肇始于2004年德国慕尼黑电子展，彼时普源精电已发布DS5000系列产品，不仅是全球首家使用商业芯片达到200MHz带宽、1GSa/s实时采样率的公司，同时也是中国大陆唯一的数字示波器厂家。作为业内全球领先企业，安捷伦对公司技术和产品实力给予充分的认可，曾有过收购普源精电的谈判，但公司坚持“将中国电子测量仪器的小红旗插遍全球”的梦想，因此并未接受，双方随后展开ODM合作，通过普源精电的产品补充其经济型示波器市场。到2019年，随着公司发布自研芯片组，且推出高端数字示波器后，是德科技（安捷伦）识别到普源精电已经掌握了高端数字示波器的核心技术，在主流示波器市场会产生显著双方品牌竞争，因此经过友好协商，结束相关ODM合作。关于芯片短缺的影响，普源精电表示，目前公司受缺芯影响的主要是老工艺芯片，这对公司经济型产品产生一定程度的交期延长。芯片短缺现象从疫情开始后就已经陆续出现，今年2-3月份该情况已经明显好转。公司在去年就已经完成了短缺物料的替换调整和工程变更，且通过现货采购满足客户交付承诺和战略储备，目前已经能够较为从容的应对芯片短缺问题。公司中高端数字示波器产品主要采用自研芯片，且晶圆储备充足，因此中高端示波器产品不受市场上芯片短缺情况的影响，且今年以来销售表现亮眼，有力拉动公司利润增长。普源精电指出，国产品牌要想真正进入广阔的蓝海市场，跳出经济性市场的红海竞争，就必须在关键技术点做出突破。微波射频产品目前重点突破超宽带毫米波放大器、高分辨率高动态范围模数/数模转换器、宽带开关、高频混频器、超宽带电桥等“卡脖子”关键射频模块或芯片，同时还需要建立包括薄/厚膜工艺、微/纳米级机械加工、微组装等制造能力，这样才能达到替代甚至超越国际主流厂商的技术指标。公司微波射频产品线短期目标是在44GHz和67GHz以上频段的毫米波产品建立芯片级壁垒优势，并进一步打开未来太赫兹产品市场。

近日，中国科学院微电子研究所微波器件与集成电路研究室(四室)太赫兹器件研究组研制出截止频率达到3.37THz的太赫兹肖特基二极管和应用于太赫兹频段的石英电路。该器件作为太赫兹倍频器核心元件，经中电集团41所验证，性能与国际同类产品相当。　　太赫兹波指的是频率在0.1THz~10.0THz范围的电磁波。它具有很多优异的性质，被美国评为“改变未来世界的十大技术”之一。太赫兹波谱学、太赫兹成像和太赫兹通信是当前研究的三大方向。在安全检查、无损探测、天体物理、生物、医学、大气物理、环境生态以及军事科学等诸多科学领域有着重要的应用。具有极高截止频率的肖特基二极管能够在室温下实现太赫兹波的混频、探测和倍频，是太赫兹核心技术之一 此外，在低损耗的衬底上实现太赫兹电路是太赫兹技术得以实现的基础。　　由四室主任金智研究员领导的太赫兹器件与电路研究组针对太赫兹电路的关键技术开展研究，对器件外延材料生长的进行了设计与优化，突破了低电阻欧姆接触合金、肖特基微孔刻蚀和空气桥腐蚀技术等关键制作工艺，有效地降低了器件的串联电阻和寄生电容，实现了可在太赫兹频段应用的肖特基二极管，并开发了多种肖特基二极管的集成方式(见图1)，太赫兹肖特基二极管(见图2)器件的最高截止频率达到3.37THz，可广泛应用于太赫兹波的检测、倍频和混频。　　为了解决太赫兹频段下外围电路损耗高的问题，研究人员开发出器件与电路衬底背面减薄技术，并采用低介电常数石英材料实现了太赫兹电路，研制出厚度小于50um，可应用于太赫兹频段核心电路(见图3)，极大地减小了在太赫兹频段的损耗，提高了电路模块的效率。　　课题组与中电集团第41研究所联合开展了太赫兹倍频器的验证工作，采用自主研制的太赫兹肖特基二极管器件实现了倍频器在太赫兹频段的工作，在170~220 GHz的倍频效率为3.6%，220~325 GHz的倍频效率达到1.0%(见图4)，可实现宽频带倍频，其输出功率和倍频效率与国外VDI同类产品相当，该倍频器可用于构建宽频带太赫兹源，在太赫兹成像、太赫兹通信和卫星遥感方面有着广阔的应用前景。对于太赫兹系统的核心器件(主要是肖特基二极管)的国产化具有重要意义，为国内的太赫兹技术的发展提供良好的器件和工艺支撑。

5月18日，“基础科研条件与重大科学仪器设备研发” 重点专项项目申报指南发布。为落实“十四五”期间国家科技创新有关部署安排，国家重点研发计划启动实施“基础科研条件与重大科学仪器设备研发” 重点专项。根据重点专项实施方案的部署，现发布 2021 年度项目申报指南。本重点专项的总体目标是加强我国基础科研条件保障能力建设，着力提升科研试剂、实验动物、科学数据等科研手段以及方法工具自主研发与创新能力；围绕国家基础研究与科技创新重大战略需求，以关键核心部件国产化为突破口，重点支持高端科学仪器工程化研制与应用开发，研制可靠、耐用、好用、用户愿意用的高端科学仪器，切实提升我国科学仪器自主创新能力和装备水平，促进产业升级发展，支撑创新驱动发展战略实施。2021 年度指南部署围绕科学仪器、科研试剂、实验动物和科学数据等四个方向进行布局，拟支持 39 个项目，拟安排国拨经费概算 5.39 亿元。此外，拟支持 16 个青年科学家项目，拟安排国拨经费概算 4800 万元，每个项目 300 万元。科学仪器方向各项目自筹经费与国拨经费比例不低于 1:1。项目统一按指南二级标题（如 1.1）的研究方向申报。同一指南方向下，原则上只支持 1 项，仅在申报项目评审结果相近、技术路线明显不同时，可同时支持 2 项，并建立动态调整机制，根据中期评估结果，再择优继续支持。除特殊说明外，所有项目均应整体申报，须覆盖全部研究内容和考核指标。项目执行期原则上为 3~5 年。一般项目下设的课题数不超过 5 个，项目参与单位数不超过 10 家。项目设 1 名负责人，每个课题设 1 名负责人。科研试剂和科学仪器两部分指南方向（除 5.1 外）须由科研机构与从事相关领域生产并具有销售能力的企业联合申报，建立产、学、研、用相结合的创新团队。青年科学家项目（项目名称后有标注）支持青年科研人员承担国家科研任务。青年科学家项目不再下设课题，项目参与单位总数不超过 3 家。项目设 1 名项目负责人，青年科学家项目负责人年龄要求，男性应为 1983 年 1 月 1 日以后出生，女性应为 1981年 1 月 1 日以后出生，原则上团队其他参与人员年龄要求同上。专项实施过程中，涉及实验动物和动物实验，应遵守国家实验动物管理的法律、法规、技术标准和有关规定，使用合格的实验动物，在合格设施内进行动物实验，保证实验过程合法，实验结果真实、有效，并通过实验动物福利和伦理审查。涉及高等级病原微生物实验活动的，必须符合国家病原微生物实验室有关要求，并具备从事相关研究的经验和保障条件。涉及人体被试和人类遗传资源的科学研究，须遵守我国《中华人民共和国人类遗传资源管理条例》《涉及人的生物医学研究伦理审查办法》《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》等法律、法规、伦理准则和相关技术规范。本专项 2021 年度项目申报指南如下。1 高端通用科学仪器工程化及应用开发1.1辉光放电质谱仪研究内容：针对高纯材料、高温合金、绝缘固体样品等材料中主成分、微量和痕量元素检测需求，以及针对材料剥层分析、材料元素深度分布检测、涂层材料表面分析等需求，突破直流辉光放电离子源、绝缘固体第二阴极系统、高分辨电磁双聚焦质量分析器、法拉第杯与电子倍增管双检测器等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的辉光放电质谱仪产品，开发相关软件和数据库，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，实现在半导体、高纯稀土、高温合金等材料科学研究领域的应用。考核指标：质量分析范围（4~250）amu；质量分析稳定性≤25ppm/8h；分辨率 LR300/MR4000/HR10000；平均背景≤0.5cps； 灵敏度≥ 1×109cps ； 丰度灵敏度≤ 20ppb ； 主成分重复性≤ 3%RSD；微量成分重复性≤5%RSD；痕量成分重复性≤10%RSD。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥3000 小时，技术就绪度不低于 8 级；至少应用于 2 个领域或行业。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。1.2 第三代基因测序仪研究内容：针对 DNA 基因测序的无扩增、长读长直接测序、大容量生物特征信息获取等检测需求，突破DNA 精确长读长直接测序、极微弱光或极微弱电信号测量等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的第三代基因测序仪，开发相关软件和数据库，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，实现在基因工程、病毒检测、生物安全检测、体外诊断等领域的应用。考核指标：序列平均读长≥15kb；最长读长≥500kb；DNA直接测序最高准确率≥95%；采样率≥1kHz；单个通道测序速度≥400nt/s；可溯源量值定值和质量评价方法≥3 种；基因组比对一致性≥99%；组装连续度 NG50≥1M 碱基；结构变异检测精度与检出率≥90%（片段长度≥50bp）。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥3000 小时，技术就绪度不低于 8 级；至少应用于 2 个领域或行业。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。1.3超高分辨活细胞成像显微镜研究内容：针对实时观察活细胞精细结构动态变化的检测需求，突破超高分辨活细胞成像显微、精密光机电控制、图像实时处理和成像标定等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的超高分辨活细胞成像显微镜产品，开发相关软件和数据库，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，实现在细胞学、微生物学、生物物理学和药理学等领域的应用。考核指标：视场≥10µm×10µm；横向分辨率≤150nm；纵向分辨率≤350nm；时间分辨率≥15 帧/秒（2D 成像）；时间分辨率≥8 帧/秒（3D 成像）。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥3000 小时，技术就绪度不低于 8 级； 至少应用于 2 个领域或行业。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。1.4核磁共振波谱仪研究内容：针对化学分析、生物分子结构、代谢混合物组分等检测需求，突破超高场稳态磁体设计与制造、高精度磁共振谱仪控制、高效射频激发与接收等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的核磁共振波谱仪产品，开发相关软件和数据库，开展工程化开发、应用示范和产业化推广， 实现在化学化工、生命医学、食品制药和环境能源等领域的应用。考核指标：磁场强度≥14T；室温孔径≥50mm；磁场稳定度≤9Hz/h；磁场均匀度≤0.05ppm；支持多核素频谱分析范围1H、13C、15N、31P、129Xe 等；射频带宽 50~650MHz 以上；波谱频率分辨率≤0.003Hz；射频发射通道数≥2 通道；液氦补充时间≥150 天。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥3000 小时，技术就绪度不低于 8 级；至少应用于 2 个领域或行业。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量， 具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。1.5宽频带取样示波器研究内容：针对 5G 移动通信、光纤通信设备和高速网络设备的宽带模拟电路和高速数字电路开发与检测需求，突破 85GHz 采样器、超低抖动时钟产生与触发、高速时钟恢复、高精度波形采集与恢复、信号完整性分析等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的宽频带取样示波器，开发相关软件和数据库，开展工程化开发、应用示范和产业化推广， 实现在光纤通信、5G 移动通信、雷达、卫星通信与卫星导航等领域的应用。考核指标：电采样模块：通道数量 2；测试带宽≥85GHz；采样率≥150kSa/s；抖动≤80fs；采样分辨率 16bit；光采样模块： 波长范围 800~1600nm；光接收灵敏度优于-7dBm；测试带宽≥ 65GHz；采样率≥150kSa/s；抖动≤250fs；采样分辨率 16bit。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥3000 小时，技术就绪度不低于 8 级；至少应用于 2 个领域或行业。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。1.6高灵敏手性物质离子迁移谱与质谱联用仪研究内容：针对生物样品分析、临床诊断和药物开发等领域对手性分子同分异构体快速识别、高灵敏高准确定量分析的需求， 突破离子迁移过程模型仿真与控制、手性物质高选择性试剂制备、手性气相离子高效选择性存储、高分辨手性气相离子构型差异分析与质量分析等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的高灵敏手性物质离子迁移谱与质谱联用仪， 开发相关软件和数据库，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，实现在生命科学、临床医学和药物学等领域的应用。考核指标：手性分子纯度检测范围 0.1%~99.9%，离子迁移谱分辨率≥300；手性物质分析检出限≤10-10摩尔/升；质谱质量分辨率≥100000；手性分子分析时间≤10 分钟/样品；建立手性物质数据库 1 套。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试， 平均故障间隔时间≥3000 小时，技术就绪度不低于 8 级；至少应用于 2 个领域或行业。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用， 满足用户使用要求。1.7复杂微结构三维光学显微测量仪研究内容：针对光电探测器、MEMS 微系统、半导体集成电路等微小型器件和光学器件表面和亚表面缺陷检测需求，突破高倾斜光滑微结构、深 V 结构、混合材料层叠微结构、层叠结构亚表面等复杂微结构三维几何形状表征、三维几何参数精密测量、亚表面缺陷检测等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的复杂微结构三维光学显微测量仪，开发相关软件和数据库，开展工程化开发、应用示范和产业化推广， 实现在超光滑光学表面损伤、半导体集成电路、光电集成电路等领域的应用。考核指标：显微视场≥100μm×100μm；水平方向表面显微分辨率≤250nm；水平方向亚表面显微分辨率≤400nm；垂直方向 分辨率≤20nm；光滑微结构测倾斜角度≥50°；单一材料台阶高 度测量误差≤5%；多层材料台阶高度测量误差≤10%；亚表面缺陷检测深度≥110μm；缺陷检出灵敏度≤200nm；深度定位精度≤2μm；高能损伤缺陷判定准确率≥80%。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥3000 小时，技术就绪度不低于 8 级；至少应用于 2 个领域或行业。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2 核心关键部件开发与应用原则上，每个项目下设课题数不超过 4 个，项目参与单位总数不超过 4 个，实施年限不超过 3 年。2.1快速可调谐激光器研究内容：开发波长调谐范围大、调谐速度快的可调谐激光器，突破大范围无跳模腔体设计、高速微腔调制制备、高速数字化激光模块驱动电路设计和模式补偿算法、波长非线性修正等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在光学相干层析检测、高精密光谱分析和共焦测量等仪器中的应用。考核指标：中心波长 1060nm 和 1310nm；输出功率≥15mW；波长调谐范围≥110nm；重复频率≥100kHz；相干长度≥15mm。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000 小时，技术就绪度达到 9 级；至少应用于 2 类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.2热场发射电子源研究目标：开发热场发射电子源，突破单晶钨制备、尖端取向和形状控制、氧化锆处理、电子枪结构设计、灯丝对中控制等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在扫描电子显微镜、透射电子显微镜等仪器中的应用。考核指标：微尖曲率半径范围 1.2µm~0.4µm（可控），误差≤±0.05µm；阴极温度 1750K~1800K；栅极电压-200~-600V（可调）；角电流密度 200µA/sr；引出电压 3~6kV（可调）；最大电子束流≥150nA；电流稳定度≤1%。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000 小时，技术就绪度达到 9 级；至少应用于 2 类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.3侧窗型光电倍增管研究内容：开发高性能多碱阴极侧窗型光电倍增管，突破宽光谱及高灵敏度反射式多碱光电阴极制备、高增益电子倍增极结构设计、高二次电子发射材料制备、低暗计数率等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在光谱分析、电子显微分析和X 射线分析等仪器中的应用。考核指标：探测面积≥8mm×24mm；阴极光谱响应范围≥165nm~900nm；阴极积分灵敏度≥250μA/lm；增益≥1×107；暗计数率≤1000cps；暗电流≤10nA(1000V)；上升时间2.4磁共振成像低温探头研究内容：开发磁共振成像低温探头，突破高密度射频阵列、超低温制冷系统、低噪声前置放大等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在高场磁共振成像仪、波谱分析仪等仪器的应用。考核指标：通道数≥2；扫描孔径≥2cm；射频探头匹配≤-15dB；探头温度≤30K；前置放大器噪声系数≤1dB；灵敏度提高（低温/常温）≥4 倍。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000 小时，技术就绪度达到 9 级； 至少应用于 2 类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用， 满足用户使用要求。2.5X 射线能谱探测器研究内容：开发 X 射线能谱探测器，突破大面积硅漂移探测、电荷前置放大、数字多道分析、漏电流噪声抑制、真空封装等关键技术；开展工程化开发、应用示范和产业化推广；形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在X 射线能谱仪、电子显微能谱分析仪等仪器以及同步辐射大科学装置的应用。考核指标：探测器尺寸≥30mm2；能量分辨率≤127eV(MnK)；探测元素范围Be~Am；最大输出计数率≥300kcps(最大输入计数率 1000kcps)；窗口材料铍、氮化硅(≤100nm)或无窗。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000 小时，技术就绪度达到 9 级；至少应用于 2 类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.6高精度哈特曼—夏克波前传感器研究目标：开发高精度哈特曼—夏克波前传感器，突破高质量微透镜阵列制备、微透镜阵列与探测器高精度耦合、超高精度误差标定、快速高精度波前重构等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在光束质量分析、自适应光学系统和三维测量等仪器中的应用。考核指标：空间分辨率≥128×128；倾斜测量范围≥±3°；倾斜测量精度≤1μrad；相对波前测量精度（RMS）≤λ/150；绝对波前测量精度（RMS）≤λ/100；重复性精度（RMS）≤λ/200； 工作波长范围 400~1100nm；频率≥7Hz。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000 小时，技术就绪度达到 9 级；至少应用于 2 类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.7高通量生物样品真空传递装置研究内容：开发高通量生物样品真空传递装置，突破小样品精细操作、真空低温精密运动、低温样品镀膜等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在透射电镜和扫描电镜等仪器中的应用。考核指标：最低存储温度≤-160℃；真空度≤5×10-4Pa；运动精度≤100μm；样品存储数量≥12grids；镀膜真空度≤4Pa；镀膜样品台温度≤-160℃。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地 测试，平均故障间隔时间≥5000 小时，技术就绪度达到 9 级；至少应用于 2 类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.8深地声学探测器研究内容：开发具有耐高温、耐高压、高性能和高稳定性的声学探测器，突破耐高温高压材料调控、小体积低频宽带结构以及界面粘接机理和工艺等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在三维远程声波探测仪、深地超声成像测井仪等仪器中的应用。考核指标：单极换能器（长度伸缩）：工作频带 5~20kHz，最高耐温≥260℃，最高耐压≥200MPa；偶极换能器（弯曲振动）：工作频带 1~4.5kHz，最高耐温≥230℃，最高耐压≥172MPa；多极接收器：工作频带 1~20kHz，最高耐温≥230℃，最高耐压≥ 172MPa；超声换能器：工作频带 250~700kHz，最高耐温≥205℃， 最高耐压≥172MPa。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000 小时，技术就绪度达到 9 级；至少应用于 2 类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.9太赫兹超导混频器研究内容：开发太赫兹超导混频器，突破超导混频器芯片设计与制备、超导混频器与低温低噪声放大器集成、一维相干探测接收机阵列集成等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在太赫兹频谱仪、太赫兹安检仪和射电天文接收机等仪器中的应用。考核指标：探测器中心频率 0.1~0.3THz；中频带宽≥5GHz；噪声温度≤7 倍量子噪声；动态范围≥30dB；像素≥1×10。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥ 5000 小时，技术就绪度达到 9 级；至少应用于 2 类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权； 形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.10分离打拿极电子倍增器研究内容：开发分离打拿极电子倍增器，突破检测器高纯打拿极合金及膜层制备、高精度封装、空气中安全存储、脉冲和模拟双模式检测等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，实现在磁质谱仪、四极杆质谱仪上的应用。考核指标：增益≥105（模拟工作状态下），增益≥107(脉冲计数方式下)；暗电流≤1pA；暗计数率≤50cps；单离子脉冲宽度/ 半高宽≤7ns。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000 小时，技术就绪度达到 9 级；至少应用于2 类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量， 具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.11宽频带同轴探针研究目标：开发宽频带同轴探针，突破弹性件热处理与表面处理工艺、精密微组装、微小零件加工等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在微波集成电路在片测试仪、片上天线测试仪、三维封装天线测试仪等仪器中的应用。考核指标：2.92mm 连接器探针：工作频率DC~40GHz，插入损耗≤1.5dB；2.4mm 连接器探针：工作频率DC~50GHz，插入损耗≤1.5dB；1.85mm 连接器探针：工作频率DC~67GHz，插入损耗≤2.0dB。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试， 平均故障间隔时间≥5000 小时，技术就绪度达到 9 级；至少应用于 2 类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量， 具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.12 精密大带宽锁相放大器研究目标：开发精密大带宽锁相放大器，突破大带宽数字调制、高分辨率数模转换和高精度相位解调等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在微弱信号探测、光谱测量及分析、电子束测量及能谱分析等仪器中的应用。考核指标：频率范围 0~50MHz；输入电压噪声≤5nV/√Hz；动态储备≥120dB；满量程输入灵敏度≤1nV；A/D≥14bit；相位分辨率≤1μdeg；频率分辨率≤0.7μHz。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000 小时，技术就绪度达到 9 级；至少应用于 2 类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力， 经用户试用，满足用户使用要求。2.13相位型液晶空间光调制器研究目标：开发相位型液晶空间光调制器，突破大相位调制深度、高帧率驱动、高抗激光损伤等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在光束整形仪、波分复用仪、单色仪、超快激光加工机、激光打标机等仪器设备中的应用。考核指标：像元数≥1920×1080；相位范围≥2π（1064nm）；相位灰阶≥8bit；填充因子≥92%；衍射效率≥80%；刷新频率≥ 100Hz；最大输入光功率密度≥50W/cm2。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000 小时，技术就绪度达到 9 级；至少应用于 2 类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.14 X 射线椭球聚焦镜研究目标：开发 X 射线椭球聚焦镜，突破 X 射线椭球聚焦镜制作、性能检测、高精度装校等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在 X 射线衍射仪、X 射线散射仪和X 射线成像仪等仪器中的应用。考核指标：工作能段 1~8keV；聚焦斑点≤100μm；口径≥15mm；聚焦镜长度≥30mm；镜面表面粗糙度≤0.5nm（rms）；反射率≥70%。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试， 平均故障间隔时间≥5000 小时，技术就绪度达到 9 级；至少应用于 2 类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.15双频短相干激光光源研究目标：开发双频短相干激光光源，突破激光线宽调制、高稳定低频差调制、高精度光程匹配与高效率耦合等关键技术， 开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在任意曲面测量、大口径干涉测量和平面干涉测量等仪器中的应用。考核指标：中心波长 633nm；相干长度≤300µm；功率≥1mW（单模光纤输出）；双频频差 5Hz 和 10Hz；频差不稳定度≤1%；光程匹配范围≥100mm。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000 小时，技术就绪度达到 9 级； 至少应用于 2 类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用， 满足用户使用要求。2.16高稳定度高压电源研究目标：开发高稳定度高压电源，突破高电压长时间稳定控制、低纹波噪声抑制和低温度漂移控制等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在电子显微镜、离子显微镜等科学仪器中的应用。考核指标：加速电压-20V~-35kV（可调），纹波≤20mV，稳定性≤10ppm/15 分钟；抑制级电压-200V~-1kV（可调），纹波≤ 15mV，稳定性≤10ppm/15 分钟；引出级电压：1kV~6kV（可调），纹波≤15mV，稳定性≤10ppm/15 分钟；灯丝电源电流 0~3A（可调）、电压 0~5V（可调），电流稳定性≤0.5mA/1 小时。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000 小时，技术就绪度达到 9 级；至少应用于 2 类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。2.17 多通道可变分辨率数据采集卡研究内容：开发高速数据采集卡，突破高密度多通道隔离设计、多通道同步采集和噪声抑制等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在超声检测仪、电子显微镜、扫描探针显微镜等仪器中的应用。考核指标：采集通道单端 16 路/差分 8 路，每通道采样率和分辨率可设置；采样率 50kSa/s，分辨率 24bits，噪声电平 3.4μVrms；采样率 500kSa/s，分辨率 24bits，噪声电平 4.3μVrms；采样率1MSa/s，分辨率 22bits，噪声电平 13μVrms；采样率 5MSa/s，分辨率 20bits，噪声电平 31μVrms；采样率 10MSa/s，分辨率 18bits， 噪声电平 92μVrms；采样率 15MSa/s，分辨率 16bits，噪声电平401μVrms。项目完成时通过可靠性测试和第三方异地测试，平均故障间隔时间≥5000 小时，技术就绪度达到 9 级；至少应用于 2 类仪器。明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量，具有自主知识产权；形成批量生产能力，经用户试用，满足用户使用要求。3 高端化学试剂研制3.1高端金属与配体试剂制备关键技术研发研究内容：开展广泛应用于偶联、氧化、还原、加成、聚合反应的金属试剂（钌、铑、钯、铱、铂、铜、镍、铬、锰、铁、钴、锂及其各种价态的金属试剂）的制备方法和批量生产技术研究，研发具有自主知识产权的金属试剂；发展并建立具有重要应用价值的配体，特别是手性配体（含磷、氮、氧、硫配位原子的手性配体、手性烯烃配体和卡宾配体）的高效合成方法和批量制备技术，以及研发基于研究基于上述配体的新型高效金属催化剂， 开展其在化学、化工、医药以及新材料中的应用示范研究。考核指标：建立高端金属试剂、配体试剂自主知识产权体系，申请专利 20 项以上，实现重要金属试剂、催化剂以及配体的批量制备能力，包括 1）建立 50 个以上高纯（≥99%）金属试剂百克级规模的制备技术和质量控制标准；2）建立 100 个以上高纯手性配体和手性催化剂（纯度≥99%，≥99%ee）的克级规模的 制备技术和质量控制标准，形成 5 项以上企业或行业标准，并研发 15 个以上具有自主知识产权的手性配体和手性催化剂。3.2有机氟试剂研制研究内容：利用我国储量丰富的氟资源（萤石），研发新型亲电/亲核氟化、氟烷基化、氟烯基化、氟烷杂基化、[18F]同位素标记氟化试剂，开发具有我国自主知识产权的氟化学试剂，发展经济可行性好的合成工艺，实现原创试剂的批量化制备，并建立高纯氢氟酸的制备方法，把资源优势转化为技术优势，并利用原创性试剂，有力促进催化科学、含氟新材料和药物等方面的创新研究。考核指标：建立系列氟化学试剂的合成方法，形成 40 个以上具有自主知识产权的氟化、氟烷基化、氟烯基化、氟烷杂基化试剂（纯度≥99%）的批量制备技术并实现商品化，研发的试剂 列入国内外知名试剂销售商的产品目录，实现在国内外销售，催生 15~20 项原创性氟化、氟烷基化、氟烯基化、氟烷杂基化新技术；突破 8~10 项基于氟化试剂的[18F]标记探针(丰度≥90%，纯度≥99%)的合成技术；建立氟化学试剂从原料、合成、工艺到产品全流程自主知识产权体系，申请专利 15 项以上，实现高纯氢氟酸和若干重要氟化学试剂的批量制备能力，并制定质量控制标准。4 应用于重大疾病诊断的生物医学试剂创制与应用4.1近红外活体荧光成像诊断试剂体系研究开发研究内容：针对恶性肿瘤、心脑血管等重大疾病的早期精准诊断挑战，根据特异性标志分子、病理微环境特性等，发展高特异性抗体及抗体导向的响应近红外荧光成像试剂，建立高组织穿透深度、高时空分辨率、高灵敏的诊断技术方法，揭示重大疾病的发生发展机制；开发系列诊疗一体化近红外荧光成像试剂，实现在“可视化”药物筛选与评价、光热与光动力治疗、免疫治疗、荧光指导的手术导航等领域的应用；建立红外二区荧光成像试剂的安全性评价方法和标准化、规模化制备方法与流程，推进临床转化。考核指标：建立近红外荧光成像材料的可控制备技术，研发4~6种高性能近红外成像材料（含有机分子、稀土材料、量子点、荧光蛋白等）并实现百克级量产，发光波长达1000~1700纳米， 荧光量子效率20%；研发5~8种重大疾病靶向的特异性抗体，并实现与荧光材料的耦联，发展高性能近红外荧光成像试剂，实现生物组织穿透深度1.8cm；对4.2先进高场磁共振设备高分辨影像试剂研究开发研究内容：拟针对现有磁共振诊断试剂在高场下灵敏度低的难题，研发具有原始创新性的先进高场磁共振影像试剂，发展在体、实时、无创成像的新技术；为国产高端磁共振设备提供具有完全自主知识产权的高分辨率影像试剂，实现高场磁共振影像在生物医学应用的新突破，满足重大疾病微小病灶早期成像以及疾病区域血管等精细组织成像的重大需求；建立评估高场磁共振诊断试剂的生物安全性评价机制，建立试剂量产质控体系和标准品， 推进其向临床转化。考核指标：研发3~5种高性能磁性纳米材料并实现公斤级量产，在7T以上的高场条件下，试剂的横向弛豫率与纵向弛豫率比值（r2/r1）≤2；试剂在水相中保持稳定分散时间不少于1年。作为高场磁共振影像试剂，其在磁共振成像应用中应达到接近组织病理学检测水平的诊断灵敏度，实现接近组织病理学检测水平的诊断灵敏度，对5 同位素试剂典型同位素试剂研发与科研试剂评价技术标准研究研究内容：建立稳定可控的同位素试剂制备流程，开展制备方法标准化和程序化研究，进行产品重现性和稳定性的测试，研究高丰度无机同位素试剂制备和丰度测量技术；研究以13C、2H 同位素标记为代表的系列有机同位素标记物的共性制备、纯化和测量技术，开发2H 和13C 标记同位素标记物；研究基于13C、15N 稳定同位素标记的新型大分子同位素标记物；研制基于核反应堆和回旋加速器的放射性同位素试剂及溶液标准物质；研制高纯试剂、同位素试剂、生化试剂等的质量评价技术体系，包括质量评价共性技术方法、评价用质控物质，和评价规程规范。考核指标：制备无机同位素试剂 8 种，每种至少 1 克，总量不低于 50 克，丰度≥90%，纯度≥99%；开发食品环境检测用2H、13C 取代同位素标记物17~20 种，各1 克，丰度≥98%，纯度≥98%，或不低于进口产品；核设施安全运行监测用 8 种放射性同位素质控物质，不确定度优于 1.5%，单种放射性同位素产能 3.7E11 Bq/ 年，γ放射性不纯度13C、15N 稳定同位素标记大分子同位素标记物 2 种；建立同位素试剂检测方法 12~15 种； 高纯试剂、同位素试剂、生化试剂等共性关键指标评价技术方法20 种、评价用参考物质 30 种、规程规范 8~10 项，建立科研试剂质量评价技术体系 1 套，开展重点领域科研试剂质量评价示范应用 10~15 次。6 人类疾病动物模型创制研究6.1人类重大传染病基因修饰动物模型研发研究内容：针对 SARS-CoV-2、SARS、MERS、H7N9、Zika等病毒感染造成的人类重大传染病，研究以小鼠和大鼠等动物为主要实验载体的基因编辑动物模型的创新技术体系，研发一批适用于对某类（些）疾病发生机制进行多维度解析和新药研发与安全性评价等领域有重要应用价值的系列化基因编辑动物模型。开展基因编辑动物模型表型分析与评价技术平台建设的研究，以及病理学图谱的研究。开发相应疾病动物模型数据库和动物资源库， 为阐明相关疾病发病机制、验证新的药物靶标和新药开发与疫苗评价等提供基础条件。考核指标：建立完整的以小鼠和大鼠等动物为主要实验载体的基因编辑动物模型创新技术。完成 10~15 种符合人类重大传染病临床特征的新型基因修饰动物模型。建立和完善与这些疾病相关的动物生理生化、组织功能、动物行为学及免疫学检测技术和表型分析方法，以及动物模型技术指标体系和评价技术平台。完成描述和绘制新建人类重大传染病动物模型的动态演变规律和靶器官细胞分子演化图谱，以及不同阶段典型的病理学图谱，揭示其生理和病理意义。建立相关疾病动物模型数据库和生物学数据库。完成新建疾病动物模型相关的专利申报，并实现创建的新型疾病动物模型与现有国家实验动物资源库的整合。6.2心血管、代谢性疾病等基因修饰动物模型研发研究内容：针对人类心血管（冠心病、心肌梗死、心力衰竭、高血压、心肌缺血/再灌注损伤等）、代谢性（肥胖、糖尿病、非 酒精性脂肪肝病等）疾病等严重危害人民健康的重大疾病，研究以小鼠和大鼠等动物为主要实验载体的基因编辑动物模型的创新技术体系，研发一批适用于对某类（些）疾病发生机制进行多维度解析和新药研发等领域有重要应用价值的系列化基因编辑动物模型。建立动物模型制备技术体系，开展基因编辑动物模型表型分析与评价技术平台建设的研究。利用所研发的疾病动物模型， 深入研究主要心血管和代谢性疾病的发生机制，开发关键治疗靶点。建立相关疾病动物模型不同阶段典型的病理学图谱，揭示其生理和病理意义。开发相关疾病动物模型数据库、样本资源库和生物数据库。考核指标：建立多位点、多易感动物基因的疾病动物模型和完整的动物模型制备技术体系，完成以小鼠和大鼠等动物为主要实验载体的 50 种人类心血管和代谢性疾病等基因编辑动物模型。完成不少于 50 种疾病动物模型评价流程、技术指标体系及评价技术平台，以及不同阶段典型的病理学图谱，揭示其生理和病理意义。利用新建疾病动物模型研究 30 种以上主要心血管和代谢性疾病的发生机制，发现 20 个以上关键药物靶点。建立疾病动物模型数据库和模型资源库，以及相关疾病动物模型的生物数据库。完成新建疾病动物模型相关的专利申报，实现创建的新型疾病动物模型与现有国家实验动物资源库的整合。6.3基于特色实验动物的人类疾病动物模型创建及关键技术研究研究内容：在已建立的长爪沙鼠、东方田鼠、裸鼹鼠、高原鼠兔、树鼩、非人灵长类等动物的标准化种群基础上，选择已有较好研究基础和重要应用潜质的动物开展人类疾病动物模型的研究。重点支持利用基因编辑、物理干预、化学诱导等技术，研究病因性阿尔茨海默症、帕金森病、代谢性紊乱、辐射损伤、脑缺血、血吸虫病等动物模型。解决利用这些特色动物创制人类疾病动物模型的关键技术难点，建立疾病动物模型评价体系，系统描述和绘制疾病动物模型病理学图谱，开发疾病动物模型数据库。考核指标：根据选定的研究目标、研究技术和特色实验动物种类，完成 4~6 种人类疾病动物模型的制备，建立完善的动物模型的创制技术和评价技术体系。完成相关疾病动物模型不同阶段典型的病理学图谱。完成新建疾病动物模型相关的专利申报或新种鉴定，实现新建疾病动物模型与现有国家实验动物资源库的整合。有关说明：本方向拟支持不超过 6 个项目。7 国家实验动物资源库服务质量提升国家实验动物资源库服务科技创新能力提升关键技术研究与示范研究内容：以国家实验动物资源库已有资源和已建立标准化种群的实验动物新品种新品系为主要对象，开展遗传选育、资源保藏、生物净化、品种品系鉴定等技术，以及相关生物学特性深度挖掘、数字化描述和数据汇交等方面的研究；开展实验动物新资源创建关键核心技术研究，利用具有较好前期研究基础和重要应用潜质的资源动物，采用动物种群生物学和种群基因组学技术培育实验动物新品种新品系。研发符合标准要求的规模化生产关键技术，形成具有一定规模的保藏与供应的实验动物资源平台， 提升国家实验动物资源平台技术能力和资源共享服务水平。考核指标：建立完善的 SPF 级实验动物的遗传育种、资源保藏和生物净化等技术体系、实验动物新品种新品系的鉴定技术体系和技术平台。完成培育不少于 10 种实验动物新品种新品系， 并建立SPF 实验动物种群。完成不少于 20 个实验动物品种品系生物学特性的数字化描述，建立不少于 5000 个生物学特性指标的数据库。国家实验动物资源库与其他资源保藏机构共同构成的资源平台，所保藏与共享服务的实验动物资源种类覆盖我国常用实验动物品种品系 80%以上，供种满足率达到 70%以上。实现不少于 5 种具有自主知识产权的实验动物新品种新品系与现有国家实验动物资源库的整合。8 实验动物质量评价实验动物质量评价关键技术研究（青年科学家项目） 研究内容：参照国际先进的实验动物质量标准，研究实验动物微生物和寄生虫的病原/抗体检测方法；研究常用实验动物 SNP等遗传质量检测技术；建立针对病原微生物和寄生虫的特异、敏感、稳定的病原/抗体检测方法和相关技术规范；研制假病毒库， 建立实验动物免疫后中和抗体评价方法和技术规范；建立达到国际先进水平、适于自动化操作的封闭群和近交系实验动物 SNP 等遗传检测方法体系。所有新建检测方法技术指标（敏感性和特异性等）符合相关标准或技术指南要求。考核指标：由申报单位自主设定。实验动物病原快速检测新技术研究（青年科学家项目） 研究内容：开展实验动物人兽共患病、烈性传染病、新发和再发传染病的分子病原学检测技术，以及高通量筛查与鉴别、基因芯片和快检技术等新技术和新方法研究；建立高通量筛查与鉴别、基因芯片和快检方法及技术规范。所有检测方法技术指标（敏感性和特异性等）符合相关标准或技术指南要求。考核指标：由申报单位自主设定。9 科学数据分析挖掘应用关键技术与软件系统9.1 生物大数据管理和分析关键技术与系统研究内容：面向生物大数据管理、深度挖掘和转化应用等核心技术方面的短板，研发生物大数据汇交质控、发布更新等全生命周期的智能化管理系统；研究基于海量大数据的基因组序列精准定位、生物信息库多源融合及跨库检索等关键方法；建立生物大数据与文献信息关联融合机制，研发海量生物文献关键信息提取及其与数据共享互联的关键技术；优化现有基因组变异演化分析等生物信息学方法，建立对基因组重要功能位点突变的快速自动化监测和基于基因型网络推演重大疾病感染途径及传播路径的实时智能追踪系统；建立人工智能网络模型，开展肿瘤和心脑血管等疾病演变模式分析，实现疾病精准诊断、个体化治疗和健康管理等重大临床需求。考核指标：形成具有PB 级数据处理能力的生物大数据智能化管理系统等应用软件 5 项以上、基于海量大数据的基因组序列精准定位等分析挖掘的关键算法 5 项以上；形成生物信息库多源融合及具有上亿条记录处理能力的跨库检索等关键方法 2 项以上；研发 2~3 种肿瘤和心脑血管疾病全景式演变模式的人工智能分析模型；在国家生物类科学数据中心开展战略生物资源、人类遗传资源方面的应用，部署 100 种以上生物信息软件和流程，关联 100 个以上生物信息数据库，集成不少于 50PB 的组学原始数据等各类生物学数据；形成生物数据管理和分析的专利或软件著作权。9.2 微生物科学数据管理与挖掘关键技术与应用研究内容：研究以微生物科学数据为重点的微生物数字信息管理、汇聚、共享和安全保障的数据治理技术体系，研究微生物菌、毒种标本、样本的图像、图谱、序列等信息数据的高效识别与实时处理技术，建立符合国际标准的新型智能管理软件系统； 研发针对海量微生物相关科学数据的加密与脱敏软件工具；研究微生物表型、基因型、免疫性、形态图谱等数字资源整合与挖掘技术，研发智慧化微生物数据挖掘和分析模型、软件系统；研究面向海量异构微生物资源信息数据的垂直检索、关联整合与可视化技术，结合知识图谱和智能识别技术，实现基于科学数据在食品安全、口岸安全等领域的智慧化多点信息监控和应用示范。考核指标：建立一套符合国际标准的覆盖细菌、真菌、病毒的二十种以上微生物数据的智能化整合挖掘软件系统；建立微生物资源数据治理体系、数据安全分析体系和数据安全保障技术体系，形成 3~5 项微生物科学数据安全与管理标准，开发基于区块链技术的微生物数据隐私计算技术平台，支撑千万级数据的实时分析；整合新建超过 50 亿条微生物科学数据与文献数据的知识图谱，在国门生物安全、食品安全等方向建立应用示范，在金砖、一带一路沿线等不少于 30 个国家进行推广应用；围绕微生物科学数据的智能管理与挖掘应用形成一系列专利与软件著作权。9.3 生态系统大数据智能管理与挖掘关键技术及应用研究内容：面向我国生态文明建设国家战略，依托我国不同类型生态系统野外观测研究台站，研发耦合人工、自动等多源、高频观测数据的多层次的生态系统大数据管理软件系统；建立标准化生态台站监测数据质量控制和数据产品开发体系，研发基于工作流的生态数据产品软件工具；整合联网观测、地面调查、卫星遥感、文献等多源异构生态数据，研究多源生态数据时空挖掘、融合和数据同化技术，发展耦合人工智能和生态过程模型的生态系统质量评估模型与预测技术体系，研发生态系统大数据挖掘与预测软件系统；提高我国生态系统观测研究台站自主的数据处理分析挖掘能力，支撑我国生态文明建设。考核指标：建立一套覆盖农田、森林、草地、湖泊等多种生态系统类型的长期生态监测数据的智能化管理系统软件，在不少于 10 个野外台站以及中亚一带一路沿线国家野外站推广示范应用；整合形成超过 30 个以上野外台站的长序列生态类监测数据产品，建立标准化的生态监测数据质控软件工具和产品开发工具， 生态系统大数据分析挖掘和预测系统 1 套，在科学数据中心部署应用，并在国家生态系统质量评估中开展示范；形成生态系统大数据挖掘与管理方面的软件著作权和专利。9.4 场景驱动的海洋科学大数据挖掘分析关键技术与应用研究内容：针对海洋观测、监测、调查、统计等数据的多源多维异构特征，研究海洋科学大数据存储管理、融合分析、关联挖掘等关键技术，构建大数据在线存储分析引擎；突破多源海洋环境数据的多尺度多要素同化技术，建立自主化高分辨率海洋数值模式，研制多区域、高精度、长时序的海洋环境信息产品；构建集传统统计分析方法和大数据方法于一体的海洋经济与资源环境协调发展分析和预测模型，面向空间资源开发利用、生态环境修复等典型应用场景建立知识图谱；研发集算力—数据—模型— 知识于一体的海洋科学大数据融合分析软件，在沿海地区经济布局优化、产业提质增效、资源集约利用等领域开展示范应用，提升海洋科学数据增值服务能力。考核指标：海洋大数据在线存储分析引擎 1 套，支持超大规模数据的并发在线交互计算分析能力，集成多源要素融合、特征提取、关联分析、可视分析、统计分析、机器学习等方法算法不少于 6 种，典型分析计算响应时间不超过 5 秒；自主化海洋环境大数据超分辨率融合分析模型 1 套，中国海区 1/12°和海区 1/30° 海洋环境要素信息产品各 1 套，海洋资源和生态环境综合数据集各 1 套；建立基于大数据的海洋经济与资源环境融合分析和预测指标体系及模型各 1 套，形成海洋典型应用场景通用知识图谱构建框架，建立海洋空间规划应用、海域海岛管控与开发利用等知识图谱不少于 2 套；海洋科学大数据融合分析软件 1 套，在沿海地区开展示范应用；有关软件系统在科学数据中心得到部署应用， 形成保护相关技术方法、模型和软件的知识产权。9.5 卫生健康科学大数据智能分析与挖掘关键技术与应用研究内容：面向人民生命健康，研发多源卫生健康科学大数据汇聚管理、多维特征刻画、深度整合、大规模智能语义搜索和可视化关键技术，研究多病种及人群特征数据智能筛选、抽取和建模方法，研发集成疾病危险因素分析、病例跨时空分析、疾病风险预测等多种智能挖掘算法和功能的协同分析系统和系列工具；研究卫生健康科学大数据跨域、跨机构共享机制及隐私感知与计算、关联识别、自动分类和智能自适应脱敏算法以及卫生健康科学大数据安全态势感知与监测预警关键技术；研究医学影像辅助判读、临床病历智能提取和标注、多病种知识图谱自动构建关键技术，在疾病风险预测、临床辅助决策、药物不良反应监测、健康管理等领域开展应用示范。考核指标：研发一套面向PB 级卫生健康科学大数据的智能语义搜索、高效融合、特征抽取、深度挖掘的一体化、智能化数据管理和协同分析平台，具备万级用户并发访问能力；研发大数据应用所急需的具备高扩展性、高性能的智能人群分层、特征识别、疾病风险因素挖掘分析等工具软件不少于 10 个；研发可与国际主流产品可比的卫生健康科学大数据跨域共享和隐私保护、安全多方计算、安全感知预警等工具软件不少于 10 个；研发医学影像辅助判读、临床电子病历智能化提取和标注等软件工具不少于 10 个；研发融合多源异构卫生健康大数据的知识图谱自动构建工具 1 套，并建立融合不少于 20 个病种的具有高可更新性、可迁移性的知识图谱，有效支撑医学语义搜索、智能问答以及临床决策。研发的软件工具可独立发布部署，形成系列相关专利和软件著作权，并在国家科学数据中心应用部署，在临床、教育、科研等机构推广应用，应用示范单位不少于 20 家。9.6 面向国家科学数据中心的基础软件栈及系统研究内容：面向国家科学数据中心实现科学数据的发现、获取、分析、利用等需求，研发自主的科学数据中心基础软件栈及系统；面向科学数据全局可发现和可信共享需求，研究科学数据标识、建模方法和互操作、可信存证技术，支持数据确权和流转追溯；研究面向分析的科学数据加工处理流水线技术，研发面向领域的大数据处理流水线管理调度系统；研发面向多学科跨领域数据的融合管理系统和搜索引擎，支持结构化/非结构化数据的融合存储与查询；面向大数据集成分析需求，研发安全隔离的交互式云分析服务引擎，形成面向领域应用多编程语言、多算法环境、多适配版本的大数据分析环境，为科研人员提供在线编程和在线工作流交互分析服务。考核指标：构建科学数据与分析软件共享社区，在科学数据的标识、可信存证、跨中心互操作等方面形成一套自主的关键技术与软件体系。标识系统支持国家标准与国际主流科学数据标识的双标识注册解析与服务，系统存证的吞吐能力10 万TPS；数据处理系统具备完整、可追溯的数据汇聚、清洗功能，具备跨中心调度能力，处理性能优于 1000 万行/秒；融合管理系统支持 100 亿级实体和关系、1000 亿级非结构化数据对象的融合存储，提供标准的统一查询语言，科学数据搜索引擎可检索的科学数据集不少于 500 万个，覆盖生物、生态、农业等领域，实体数据量不低于 1PB；软件体系在不少于 5 个国家科学数据中心进行示范应用；在核心技术方向申请专利或软件著作权。10 科学数据自主应用软件科学数据自主应用软件研发（青年科学家项目）研究内容：针对大规模文本、图像、图谱、序列、遥感影像、数值等具有典型特征且在多个领域广泛普适的科学数据类型，面向海量科学数据分析的应用场景，发展数据分析和挖掘技术，开展智能分析挖掘方法的研究，研发具有自主知识产权的软件或软件系统，并在科学数据中心示范应用。考核指标：由申报单位自主设定。

2月19日，科技部网站发布关于发布重大科学仪器设备开发专项2016年度指南的通知，本指南共设置了关键核心部件、高端通用科学仪器和专业重大科学仪器3类任务，下设10个重点方向，支持数量不超过实施方案内容的30%。　　其中核心关键部件开发与应用中包括：源部件、探测器与传感器、分析分离与控制部件；　　高端通用仪器工程化及应用开发包括：分析仪器、 物理性能测试仪器、电子测量仪器、计量仪器；　　专业重大科学仪器开发及应用示范包括：支撑经济和产业发展的专业重大科学仪器、服务公益行业和民生改善的专业重大科学仪器、保障国家安全和公共安全的专业重大科学仪器。　　此外，指南中还指出，项目成果是以市场前景广泛的关键核心部件和重大科学仪器设备产品的开发和产业化应用为目标，一般的核心部件与科学仪器的原理和方法研究，商业化前景不明确的核心部件与仪器研制等工作，以及临床医疗仪器、生产设备、机械装备、平台建设等，不属于本专项的支持方向。　　详细内容如下：“重大科学仪器设备开发”重点专项2016年度申报指南　　科学仪器设备是科学研究和技术创新的基石，是经济社会发展和国防安全的重要保障。为切实提升我国科学仪器设备的自主创新能力和装备水平，促进产业升级发展，支撑创新驱动发展战略的实施，经国家科技计划战略咨询与综合评审特邀委员会、国家科技计划管理部际联席会审议，“重大科学仪器设备开发”重点专项作为2016年度启动的专项之一，并正式进入实施阶段。　　一、指导原则与主要目标　　本专项坚持问题导向、需求导向原则，紧扣我国科技创新、经济社会发展对科学仪器设备的重大需求，充分考虑我国现有基础和能力，在继承和发展“十二五”期间国家重大科学仪器设备开发专项成果的基础上，坚持政府引导、企业主导，立足当前、着眼长远，整体推进、重点突破的原则，以关键核心技术和部件的自主研发为突破口，聚焦高端通用科学仪器设备和专业重大科学仪器设备的仪器开发、应用开发、工程化开发和产业化开发，带动科学仪器系统集成创新，有效提升我国科学仪器设备行业整体创新水平与自我装备能力。　　通过本专项的实施，构建“仪器原理验证→关键技术研发(软硬件)→系统集成→应用示范→产业化”的国家科学仪器开发链条，完善产学研用融合、协同创新发展的成果转化与合作模式，激发行业、企业活力和创造力。强化技术创新和产品可靠性、稳定性实验，引入重要用户应用示范、拓展产品应用领域，大幅提升我国科学仪器行业可持续发展能力和核心竞争力。　　本专项按照全链条部署、一体化实施的原则，共设置了关键核心部件、高端通用科学仪器和专业重大科学仪器3类任务，下设10个重点方向，本指南为重大科学仪器设备开发专项2016年度指南，支持数量不超过实施方案内容的30%。　　二、总体要求　　1. 专项定位　　本专项充分利用国家科技计划(专项、基金)或其他渠道，已取得的相关检测原理、方法、技术或科研装置，开展系统集成、应用开发和工程化开发，形成具有自主知识产权、“皮实耐用”和功能丰富的重大科学仪器设备产品，并服务科学研究和经济社会发展。项目成果是以市场前景广泛的关键核心部件和重大科学仪器设备产品的开发和产业化应用为目标(一般的核心部件与科学仪器的原理和方法研究，商业化前景不明确的核心部件与仪器研制等工作，以及临床医疗仪器、生产设备、机械装备、平台建设等，不属于本专项的支持方向)。　　2. 申报主体　　结合本专项的特点和定位，如无特殊说明，本指南所设项目均由有条件的企业牵头申报。鼓励企业结合国家需求和自身发展需要，联合科研院所和高等学校的优势力量参与项目研发工作(主要为企业提供所需的技术支撑)，落实目标任务明确、产权和利益分配明晰的产学研用结合机制。同时，要采取有效措施，切实发挥企业在专项中的技术创新决策、研发投入、项目实施组织和成果转化等方面的主体地位作用。　　3. 支持方式　　本专项每个指南方向下的项目可支持1—2项，实施“后端资助”机制。即，结合科学仪器开发的特点，以及我国科学仪器产业发展实际，强化利益共享、风险分担机制，对企业承担的项目，实施专项经费后端资助政策。项目立项后，前半段主要由承担单位自筹经费实施，资助20%的专项经费 经中期评估确认，项目进展顺利、能够达到预期目标、科研管理和项目经费管理规范的项目，后半段再主要由专项经费给予支持。　　4. 立项要求　　4.1 项目基本要求　　1)国内外需求迫切，目标仪器设备应用单位明确且具有代表性，相关原理、方法或技术已取得重要突破，能形成具有自主知识产权和市场竞争力的核心部件与科学仪器产品。　　2)目标核心部件与仪器设备整体设计完整、结构清晰合理，技术路线(含软件开发)可行，工程化方案、应用开发方案可操作性强 项目质量管理和产业化策划、企业资质和能力、知识产权和利益分配等非技术内容可行。　　3)拥有本领域的核心关键人才，且具有相关理论研究、设计、工程工艺、系统集成、应用研究以及产业化研究等相关方面结构合理的人员队伍。　　4)对核心部件类项目：原则上承担单位主营业务为核心部件生产企业，项目实施后能够获得全部自主知识产权，技术就绪度达到7级以上，并在相关仪器主要生产企业得到广泛应用，形成一定市场规模，产生直接经济效益。　　5)对仪器整机类项目：充分利用国家科技计划(专项、基金)或其它渠道，已取得的相关检测原理、方法、技术或科研装置成果，开展系统集成、工程技术研究和应用开发，形成“皮实耐用”、功能丰富的重大科学仪器设备产品，并服务科学研究和经济社会发展。根据科学仪器设备开发和应用的自身规律，每一个项目应包括仪器开发(含软件开发)、应用开发、工程化开发和产业化开发等类型工作。除仪器设备开发单位外，产业化单位、应用单位也应从项目设计开始，全程参与项目的组织和实施工作。项目实施三年后，目标仪器技术就绪度达到7级以上，可形成一定市场规模，产生直接经济效益。　　4.2 企业承担项目的基本要求　　(1)在中国大陆境内注册，具有较强科学仪器设备研发和产业化能力，运行管理规范，具有独立法人资格 　　(2)经高新技术企业认定或达到同等条件 　　(3)项目与企业重点发展方向相符 　　(4)与项目参与单位具有前期合作基础 　　(5)与项目参与单位事先签署具有法律约束力的协议，明确任务分工、国拨经费分配、成果和识产权归属及利益分配机制 　　(6)企业投入的自筹研发经费与国拨经费投入比例不低于1：1。投入的自筹研发经费应用于项目研发活动，而不得用于生产线、厂房等产业化能力建设。　　4.3 项目组织要求　　(1)项目推荐单位要加强本部门、本地区、本行业领域科学仪器设备发展的顶层设计、资源整合和扶持培育。　　(2)项目推荐单位要组织项目牵头单位，会同产、学、研、用等各方面，积极开展项目设计和策划工作。在项目设计时，既要注重技术问题，也要注重工程化和产业化策划、企业资质和能力以及知识产权和利益分配机制等非技术问题。　　(3)项目推荐单位要督促项目承担单位在项目提出时落实法人负责制、落实项目配套条件 督促项目承担单位联合国内外优势力量共同开展项目设计和实施。　　(4)项目推荐单位在组织推荐过程中要充分发挥专家的咨询作用。除考虑技术可行性外，还应重点关注工程化和产业化策划、企业资质和能力以及知识产权和利益分配机制等非技术内容。在此基础上，择优向科技部推荐项目。　　三、主要任务　　1. 核心关键部件开发与应用　　攻克源部件、探测器与传感器、分析分离与控制部件等科学仪器核心部件的关键技术，研究部件的核心关键材料以及生产工艺，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的核心关键部件。　　共性考核指标：目标产品应通过可靠性测试和异地测试，技术就绪度达到9级，至少应用于2种类型仪器。　　原则上，每个项目下设任务数不超过6个，承担单位数不超过6个。　　1.1 源部件　　1.1.1 光源　　(1)高强度、高稳定空心阴极灯　　研究内容：研发高强度、高稳定空心阴极灯，优化空心阴极灯结构设计，研究合金阴极材料组成及制作工艺，改善空心阴极灯生产工艺，研制空心阴极灯性能测试特殊装置，研究影响噪声、同心度等关键指标的因素及改善方法。开展工程化开发和产业化开发，形成工程化和产业化能力。为原子吸收光谱仪和原子荧光光谱仪等仪器提供核心部件。　　考核指标：稳定性指标，铜灯在30 min内基线漂移0.2%，其它元素灯在5 min内基线漂移0.6% 普通元素灯的使用寿命≥ 6000 mA.h，易熔、易挥发元素灯≥ 4000 mA.h 改善空心阴极灯性能，灯噪声≤ ± 0.2% T，灯旋转360。的能量偏移10%。应提出明确合理的可靠性指标要求，项目完成时，目标产品应参照国家或行业相关标准进行测试。发明专利3项，技术标准3项。项目验收后三年内年销量达到2万支。　　实施年限：不超过3年　　1.1.2 射频源　　(1)ICP射频源　　研究内容：开发ICP射频源，研究大功率射频自激发生、频率锁相、功率调谐和高效散热技术，开发能够有效的降低等离子体电势的全固态自激式电感耦合等离子体射频源 实施ICP射频源的工程化和工艺化开发，形成可靠的产品，解决相关国产仪器对高性能射频源关键部件需求的难题。　　考核指标：工作频率27.12 MHz，频率稳定度± 0.02%，功率输出0.6～1.6 kW可调。发明专利3项，技术标准3项。项目验收后三年内年销量达到100只以上。　　实施年限：不超过3年　　(2)双相射频源　　研究内容：开发双相射频源，研究双相射频源高精度驱动与高稳定反馈、过载保护电路、辅助激发信号耦合与双相射频电源数字控制技术，开发能够精密驱动线性离子阱的双相射频高压电源 实施双相射频源的工程化和工艺化开发，形成稳定可靠的产品，有效解决相关国产仪器对高性能双相射频源关键部件的需求。　　考核指标：射频高压最大2 kVpp，频率0.9～2 MHz，辅助信号带宽50 kHz～450 kHz 射频高压最大10 kVpp，频率1 M～1.2 MHz，辅助信号带宽10 k～550 kHz。发明专利3项，技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到100套。　　实施年限：不超过3年　　1.1.3 新型质谱离子源　　研究内容：研究敞开式离子化新技术，研制新型电喷雾、介质阻挡放电、激光/气体辅助喷雾和高度集成化敞开式的离子源，开展新离子化应用方法开发和数据库构建，实施新离子源的工程化和产业化开发，满足原位实时快速分析、单细胞分析、质谱成像分析、超痕量样品分析需求，推动我国质谱离子化技术与装置的跨越式发展。　　考核指标：形成6种以上具有自主知识产权的新型敞开式质谱离子源产品，有力支撑食品安全、环境应急、新药研发、现场快检、生物研究、质谱成像、公共安全等质谱检测应用。形成敞开式质谱离子源工艺化、产业化基地，实现批量生产。发明专利3项，技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到40套以上。　　实施年限：不超过3年　　有关说明：每个项目形成5种以上不同的离子源产品。　　1.2 探测器与传感器　　1.2.1 光探测器　　(1)光电倍增管　　研究内容：开发侧窗型、端窗型光电倍增管，研究侧窗型、端窗型光电倍增管的结构设计，优化阴极材料及倍增极材料配方和制作工艺，研究包括激活工艺、封装工艺等在内的各环节生产工艺，探究影响光电倍增管灵敏度、暗电流、响应时间等关键性能的因素及改进方法，进行工程化和产业化开发，为分析仪器、辐射测量仪器、高能物理研究、石油测井及军用设备提供关键部件。　　考核指标：阳极光照灵敏度≥ 300 A/lm(典型值) 最大暗电流50 nA(30分钟后) 增益106。发明专利3项，技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到500支。　　实施年限：不超过3年　　(2)太赫兹探测器　　研究内容：研制基于栅控二维电子气的新型室温太赫兹探测器，突破场效应混频探测器芯片及其模块制造的关键技术，实现全国产化。建立定量化的场效应混频探测器模型和模拟仿真技术 从外延材料、天线设计、阻抗匹配到模块化集成实现场效应混频探测器的优化设计 开发纳米栅极及其低漏电率的工艺制备技术 研究二维电子气场效应阈值电压的调控技术，研制两端结构的高灵敏度太赫兹场效应混频探测器。　　考核指标：研制成0.1～1.1 THz波段内系列化的室温太赫兹场效应混频探测器芯片及其模块，满足室温下高灵敏度的太赫兹波探测需求。0.11、0.22、0.34、0.65和0.90 THz探测器芯片的等效噪声功率小于10 pW/Hz1/2 响应度大于2800 V/W 带宽大于80 GHz 响应时间小于100 ns 硅透镜和波导喇叭集成的两种探测器模块。发明专利3项，技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到100套。　　实施年限：不超过3年　　1.2.2 辐射探测器　　研究内容：攻克高密度快衰减无机闪烁晶体生长及阵列加工制备、PIPS探测器的高阻硅材料研制、吸收区结构设计及漏电流工艺控制等关键技术，建立辐射探测器成套的完整生产、测试工艺，形成具有自主知识产权的高性能(高能量分辨率、高空间分辨率、高时间分辨率)、高可靠性辐射探测器系列产品，开展工程化和产业化研究，形成批量生产能力，为医疗诊断仪器、工业无损探测仪器和核辐射环境检测仪器提供核心关键部件。　　考核指标：辐射探测器实现国产化和批量生产，基本满足我国科学仪器和工业应用对辐射探测器的需要。闪烁晶体探测器光输出≥ 45000 ph/MeV 衰减时间≤ 100 ns 密度≥ 6.5 g/cc 能量分辨率≤ 9%@662 keV 阵列规格：4×4～16×16 PIPS辐射探测器灵敏面积13 mm2 暗电流小于2 nA 击穿电压大于100 V。位置灵敏型闪烁探测器像素面积1 mm×1 mm～6 mm×6 mm 暗电流500 nA 脉冲恢复时间50 ns 几何填充因子60% PDE在380 nm～550 nm范围内最小值不小于30% 批量生产90%以上产品雪崩电压偏差± 0.2 V 雪崩电压随温度变化系数50 mV/℃ 后脉冲0.5% 微像素间串扰10% 本征位置分辨率≤ 0.5 mm 能量分辨率能量分辨率≤ 12%@662 keV 时间分辨率≤ 300 ps。X射线成像探测器灵有效灵敏面积≥ 100×100 mm2，CMOS读出工艺 X射线空间分辨率≥ 15 lp/mm能量响应范围：30～160 keV。发明专利3项，技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到1000支。　　实施年限：不超过3年　　1.2.3 物理量探测器　　(1)超高温温度和压力传感器　　研究内容：攻克信号背景噪声抑制、高速动态光谱采集、高精度信号反演等关键技术，研究超高温环境下工作材料试验、结构设计、加工制作工艺、校准与标定方法，解决超高温环境下温度、压力和振动参数原位测量问题，研究超高温环境下温度和压力传感器静态和动态特性测试技术，开发高性光路系统、信号采集系统以及温度反演软件等，解决长期制约我国燃煤燃气锅炉、航空发动机等试验参数原位测量问题，为我国自主研制航空发动机、高超发动机、重型燃气轮机等先进能源动力系统提供有力支撑。　　考核指标：对于高温温度传感器，温度测量范围—50～1800 ℃，响应时间200 ms，综合精度± 5% 对于高温压力传感器考核指标，工作温度范围—50～1200 ℃，频响范围：0～200 Hz，压力测量范围0～400 kP，综合精度± 5%(—50～500 ℃)、± 10%(500～1200 ℃) 对于高温振动传感器工作温度范围0～1200 ℃，频响范围0～1 MHz，振动测量量程10 g。发明专利3项，技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到1000套。　　实施年限：不超过3年　　(2)高端应变式传感器　　研究内容：攻克应变式传感器多因素耦合计量特性仿真设计理论 研究高性能弹性体、应变计、粘贴剂及传感器生产工艺 研究高稳定度传感器检测技术 形成自主知识产权的高端应变式传感器及其检测技术。并在此基础上进行产业化开发，满足我国力学量值传递、航空航天台架测试、工业生产过程控制等领域对力传感器的需求，打破关键领域国外产品的垄断，为中国制造2025提供测量技术支撑。　　考核指标：量程为1 kN～2 MN，应用于国内量值传递领域的参考标准传感器或传递标准传感器，技术指标达到国际先进水平。线性≤ 0.01% FS 重复性≤ 0.002% FS 复现性≤ 0.005% FS 长期稳定度≤ 0.005%/年FS。实现量值传递等领域使用的高端传感器的产业化 促进传感器产品质量的提高。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到50套。　　实施年限：不超过3年　　(3)精密位置传感器　　研发内容：针对高端数控机床、3D打印、几何量计量、精密转台等应用需求，开发大量程、高精度金属光栅，突破金属光栅纳米压印成型工艺、新型光栅结构、高性能光栅读数、光栅校准和误差补偿等关键技术，实现大量程、高精度长度测量与高精度动态角度测量等性能，在航空航天、机器人、机床等行业开展示范应用，在此基础上开展工程化研发，开发具有自主知识产权的国产高精度金属光栅，替代国外进口，为我国先进制造及制造业转型升级提供关键部件。　　考核指标：平面光栅精度± 0.5μ m/m。发明专利3项，技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到200个。　　实施年限：不超过3年　　1.2.4 化学生物传感器　　研究内容：攻克基于红外特征分子光谱、集成光学免疫传感以及电化学测量的关键技术 研究高特异性、高亲和力植物激素识别分子的方法和技术，并建立相应的生物传感测定技术 研究基于基因工程生物放大原理的特异型生物传感器、主要植物激素的高灵敏生物传感器，建立特定结构分子的识别元件库。建成基于传感器的成套高灵敏在线测量系统，满足研究大气、环境、疾病等领域二次污染形成机理研究和生物医学研究的需求。　　考核指标：针对含氮化合物N2O等大气气体检测支持多档量程，在0～10 ppm量程，分辨率达到0.001 ppm，气体类检测稳定运行时间不少于3年，期间免校准 基于免疫或核酸适配体的电、光、磁传感器，针对血液或体液特定分子开展快速检验，如甲胎蛋白、肌红蛋白等标志物等特诊分子，特征分子体系不少于30种标志物 基于基因工程生物放大原理的新型生物传感器，实现不少于10种肿瘤标志物等特定生物分子目标检测 10种主要植物激素的高灵敏生物传感器。发明专利3项，技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到500套。　　实施年限：不超过3年　　1.3 分析分离与控制部件　　1.3.1 光栅　　研究内容：开发体光栅，研究宽光谱基底材料的配方及制备工艺技术、高效率体全息曝光记录技术、高损伤阈值技术和热定影技术，研究高光谱选择性和高角度选择性的体全息光栅性能优化与制作工艺。进行工程化和产业化开发，为激光器行业、精密制造行业和国防工业提供核心关键部件。　　考核指标：完成体光栅在3种以上典型仪器的集成应用示范，衍射效率95%，适用光谱范围400 nm～2600 nm，光谱透过率90%，损伤阈值20 J/cm2。发明专利3项，技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到80套。　　实施年限：不超过3年　　1.3.2 泵　　(1)高精度超高压液相泵　　研究内容：开发高精度超高压液相泵，研究耐高压泵的制作工艺，攻克降低流量脉动和死体积的关键技术，研究影响产品可靠性的因素，开展工程化和产业化研究，形成批量生产能力，为国产超高压液相色谱仪发展提供核心关键部件。　　考核指标：最大工作压力≥ 100 MPa(1 mL/min流速) 流量准确度≤ 1.0% 流量精度≤ 0.06% RSD 一定条件下连续运行1000 h不漏液 死体积小于微升级别。满足超高相液相色谱梯度分析需求，故障率低。发明专利3项，技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到100套。　　实施年限：不超过3年　　(2)精密微量注射泵　　研究内容：开发精密微量注射泵，研究微量流体流量控制的准确性及稳定性的方法，研究制作工艺及制作材料，开展可靠性设计与测试，为流动注射分析仪、液相色谱仪、质谱仪等提供关键部件，满足多种实验需求。　　考核指标：流量范围为0.01～50 mL 准确度0.5% 精度0.05% CV 不漏液，耐腐蚀。发明专利3项，技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到500套。　　实施年限：不超过3年　　1.3.3 流量控制部件　　研究内容：开发高精度、高稳定性、反控能力强的电子流量控制系统，研究流量控制精度及准确性的影响因素，攻克关键材料、关键零部件、算法等方面的关键技术，研究改善流量及压力稳定时间的方法。提升国产气相色谱仪智能化程度及性能。　　考核指标：流量及压力稳定时间≤ 5 s 流量控制精度≤ 0.001 psi 满量程偏差≤ 5%。具备温度补偿功能。发明专利3项，技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到500套。　　实施年限：不超过3年　　1.3.4 自动进样器　　研究内容：开发高可靠、高性能自动进样器，研究产品制作工艺，研究影响质量可靠性的因素和保障措施，开发顶空进样、固相微萃取、吹扫捕集、在线过滤、富集和分析等功能。为质谱、色谱等化学分析仪器、生命科学仪器配套。　　考核指标：进样重复性RSD0.2%，样品残留0.01%，定位精度优于0.2 mm。发明专利3项，技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到100套。　　实施年限：不超过3年　　1.3.5 样品前处理仪　　研究内容：攻克在线提取、浓缩净化、蒸馏分离的多元自动化控制、在线联机、微痕量破碎等前处理关键技术，研制智能加样、加载、分离、液面分层感应、色度识别、微流控等关键部件和模块，开发农、食产品安全、环保等领域的样品前处理的往复式在线数控提取仪、多道自动浓缩仪、程序消解仪、微流控核酸提取仪、高通量微量破碎仪、DNA富集“磁力枪”及多功能集成处理系统，软件研究基于高精度激光光衍射算法，实现单元独立控制和多元集成控制，达到破碎、消解、提取及浓缩等操作全程自动化，开展工程化和产业化开发，可与液相色谱、气相色谱、质谱、定量PCR仪、基因测序仪等联机匹配。　　考核指标：研发前处理仪器不少于10种，实现色度识别数字化，高压制样、富集等一体化，多道处理连续化。回收率、重复性等技术指标符合相关分析方法标准要求，满足食品安全、环保、生物技术等领域样品前处理快速、高通量、自动化需求。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内销售达到500套。　　实施年限：不超过5年　　2. 高端通用仪器工程化及应用开发　　攻克分析仪器、物理性能测量仪器、电子测量仪器和计量仪器开发的关键技术。　　共性考核指标：目标产品应通过可靠性测试和异地测试，技术就绪度不低于8级。　　原则上，每个项目下设任务数不超过8个，承担单位数不超过10个。　　2.1 分析仪器　　2.1.1 基于射线类的显微成像仪　　研究内容：攻克多能谱光子计数X射线成像、多模态X射线成像、X射线成像探测器封装和集成工艺等关键技术，开发基于多能谱光子技术X射线的图像重建算法和处理软件，形成具有自主只是产权、功能健全、质量稳定可靠的基于射线类显微成像仪。并在此技术上开展工程化开发和产业化开发，解决小型化和产品化问题，形成工程化和产业化能力，实现生物体内器官和组织的深度、密度、体积等参数快速采集和全方位成像或结构件的显微成像，为核医学研究、工业无损探测和安全检查等领域提供技术支撑。　　考核指标：分辨率优于3.6 lp/mm，最高计数率108/mm2S，多能谱甄选阈值8能区，单系统成像面积400 mm2，并可扩展拼接，单系统像素单元256×256像素尺寸100 μ m。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内产值达到1.5亿元。　　实施年限：不超过5年　　2.1.2 高分辨荧光显微成像仪　　研究内容：攻克光切面成像、动态成像、荧光标记与共定位、三维空间还原、定量或半定量分析、单分子荧光探测、荧光漂白后恢复技术 以及高速高精度扫描控制技术。研制复眼照明、高精度Z轴调焦、微分干涉、荧光滤色块、平场复消色差物镜等关键部件和模块。开发四维全自动分析测量软件。形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的高分辨荧光微分干涉显微镜。进行工程化和产业化开发，实现对活体组织微观结构、各种肿瘤细胞的显微成像，为细胞组学、基因组学、蛋白组学、肿瘤学等研究提供技术支撑。　　考核指标：具有复眼照明、高精度调焦、微分干涉、图像分析，四维全自动分析等功能，平场复消色差物镜，最高100倍，数值孔径大于1.4，分辨率0.2 μ m，发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到3000万元。　　实施年限：不超过5年　　2.1.3 小型高灵敏度低能射线纳米尺度三维成像仪器　　研究内容：攻克超高灵敏度低能射线探测、超高增益光信号采集、系统小型化等关键技术，研制激光等离子体低能量射线发生器、探测器等关键部件，开发组织深度、密度、体积等信息的快速采集软件系统，构建相关数据库，形成具有自主知识产权、功能完备、质量稳定可靠的小型化、灵敏度高、分辨率高、成像速度快的低能射线纳米尺度三维成像仪。开展工程化和产业化开发，应用于生物体内器官、组织的空间结构、物理性质等信息的快速采集、分析和融合。　　考核指标：可实现单光子级别检测，光电信号增益大于106，在2D成像时间低于30 s、3D成像时间低于15 min的情况下分辨率优于50 nm。发明专利3项，软件著作权3项。项目验收后三年内年产值达到5000万元。　　实施年限：不超过5年　　2.1.4 高分辨共轭激光显微断层成像仪　　研究内容：攻克共轭激光显微高分辨及快速成像关键技术，开发高灵敏度弱光探测器、高精度扫描机电平台等关键部件和模块，开发超快响应速度、超高探测效率、超宽光谱探测范围的探测系统。开发相关软件系统和数据库，形成具有自主知识产权、功能完备、质量稳定可靠的高分辨共轭激光显微断层成像仪，实现该仪器图像分辨率和成像速度的同时提高，满足对活体组织结构动态、定量、三维的显微观测需求。　　考核指标：光电探测灵敏度达到单光子级别、光谱有效探测范围350 nm～850 nm、光探测效率60%、成像响应时间80 ns、成像速度300帧/秒、平面分辨率0.15μ m、轴向分辨率10 nm。发明专利3项，软件著作权3项。项目验收后三年内年产值达到5000万元。　　实施年限：不超过5年　　2.2 物理性能测试仪器　　2.2.1 差式扫描量热仪　　研究内容：攻克宽幅变温与控温、高温磁场耦合、磁环境精密测量、微型加热与样品固定等关键技术，研制宽幅变温控温和磁—热—电耦合等关键部件，开展磁场环境热分析仪器综合集成，开发温度和磁场精确控制、信号传输补偿与校正、数据分析等软件，丰富仪器功能，形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的差式扫描量热仪。并在此技术上开展工程化开发和产业化开发，解决宽幅变温差式扫描量热仪器的工程化和产业化问题，形成可商业化、通用型热分析仪器的系列化发展，满足特征温度、反应热、熔融与结晶、结晶度、热稳定性、固化、玻璃化转变、比热、质量变化、热膨胀系数、反应动力学等参数测量要求，为精密测量和制造行业提供关键技术支撑。　　考核指标：温度范围100 K～973 K 温度重复性± 0.1 K 温度准确度0.1 K 升/降温速率0.01 K/min～50 K/min。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到1000万元。　　实施年限：不超过5年　　2.2.2 高精度数字散斑干涉检测仪　　研究内容：研究超光滑、超精密、超高温零部件形貌和误差以及相关材料的力学性能测量、测试方法及仪器设备，攻克三维特征高精度动态重构、全息干涉条纹的高精度数值衍射算法和基于散斑技术的超高温下材料性能测试等关键技术，研制相干与非相干照明光源、定向加热激光、动态加载、数据采集处理等关键部件和模块，开发软件丰富仪器功能，形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的高精度数字散斑干涉检测仪，并在此技术上开展产业化开发，实现常温和超高温对被测物体的位移、变形、振动及材料力学特性等参量的高精度动态无损检测。研究数字散斑干涉及散斑结构视觉三维测量系统的集成 不同温度下光测手段和材料高温本构关系 数字散斑传感器的精密标定 为不同条件下材料力学性能精密测量和精密制造行业提供技术支撑。　　考核指标：测量灵敏度小于50 nm 测量面积大于200 mm×200 mm 测量速度大于20 Hz 实现常温和超高温材料力学特性的测量 支持多相机同步测量，三维数据自动拼接。项目完成时产品应通过可靠性测试，技术就绪度达到8级，发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内预计年产值达到2000万元。　　实施年限：不超过5年　　2.2.3 超光滑表面无损检测仪　　研究内容：研究多幅重叠干涉条纹的相位分离算法，形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的超光滑表面无损检测仪。并在此技术上开展工程化开发和产业化开发，解决质量可靠性和产品化问题，形成工程化和产业化能力。开展新型连续变波长激光器在相位移中的应用研究，实现非透明物体超光滑表面及具有多层超光滑平行反射面透明物体的纳米级表面形貌高精密测量，满足现代工业对大面积表面形貌和厚度变化测量的需要，为LED、光伏和半导体制造行业提供关键技术支撑。　　考核指标：口径尺寸≥ 120 mm 测量精度达到RMS≤ 20 nm 测量重复精度RMS≤ 10 nm。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内产值达到2亿元。　　实施年限：不超过5年　　2.2.4 精密光学器件在线检测仪　　研究内容：攻克尖端光学器件的精密间距测量、偏心检测与光学像质评价技术。探索镜片间隙的非接触式测量方法，实现在线的镜片间距高精度测量与引导装调 研究快速高精度的光学器件自动偏心测量方法 开展波前测量与波前标定方法研究，形成基于波前像差的光学像质判定算法。根据大型光学镜面、高数值孔径显微物镜、树脂压印镜片等至少三种应用场景的需求，开发一体式的综合测量仪器设备，并在国内高端的光学加工车间、国家质检系统、规模化的光学元器件生产线，开展应用示范，为精密光学加工、器件性能检测和尖端物镜装调，提供仪器支撑。　　考核指标：口径尺寸100mm 间距测量精度优于800nm 偏心测量精度优于100nm 波前测量精度RMS≤ 15nm，测量重复精度RMS≤ 7nm 发明专利10项，软件著作权3项，技术标准2项。项目验收后三年内，年产值达到3000万元，年销量达到100台。　　实施年限：不超过5年　　2.3 电子测量仪器　　2.3.1 高性能多功能矢量网络分析仪　　研究内容：攻克多端口微波网络幅频和相频特性测量、半导体功率器件非线性特性测量、多端口网络误差修正算法、测量校准与量值溯源等关键技术 研制多通道大动态范围低温漂混频、高隔离度定向耦合、超宽带低相位噪声激励信号发生、宽频带开关倍频滤波、宽带同轴机械和电子校准件等关键部件和模块 开发多端口网络误差修正算法、非线性网络模型、时域和频域分析等测试软件，形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠、不同频段不同端口数量组合的系列化微波矢量网络分析仪。并在此技术上开展工程化和产业化开发，解决质量可靠性和产品化问题，形成工程化和产业化能力，实现对微波毫米波网络的S参数、X参数、噪声系数、混频器件变频损耗、信号频谱等参数进行高精度测量，为相控阵雷达、移动通信、卫星通信、卫星导航、电子侦察与电子对抗等电子设备科研生产提供关键技术支撑。　　考核指标：频率范围100 kHz～67 GHz 测试端口数量2和4 系统动态范围80～128 dB 具备机械和电子校准件、频谱分析、噪声系数测试、混频器测量等附件或功能。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。　　实施年限：不超过5年　　2.3.2 无线通信信道模拟与监测分析仪　　研究内容：攻克空中接口性能测试与比较、大多普勒频偏及频偏变化率模拟、长传输时延模拟、终端运动时延变化模拟、多天线通信终端多维度无线信道模拟、无线通信信道自动监测等关键技术，研制移动通信复杂传输环境模拟、卫星测控与通信信道模拟、电子对抗环境模拟等关键部件和模块，开发路径衰减、吸收损耗、遮挡衰落、多径衰落、多普勒频移、传输时延、群时延、多通道天线阵列相位等多种无线信道传输特性模拟软件，形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的无线传输信道模拟与监测分析仪。并在此技术上开展工程化开发和产业化开发，解决质量可靠性和产品化问题，形成工程化和产业化能力，实现无线传输信道传输特性定量模拟和多种环境条件无线信道传输特性遍历模拟，为移动通信、卫星通信、卫星导航、电子对抗等电子系统科研生产和工程建设提供关键技术支撑。　　考核指标：工作频段1 MHz～18 GHz 通道数8 测试带宽125 MHz 每个信道衰落路径48个。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。　　实施年限：不超过5年　　2.3.3 时域电磁干扰测量监测分析仪　　研究内容：攻克大动态宽带信号高速采样、多通道并行采样数据动态重构、宽带信号并行数字检波等关键技术，研制高速、宽带时域电磁干扰测量监测仪，开发实时接收、分析等软件，形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的时域电磁干扰测量监测分析仪。并在此技术上开展工程化开发和产业化开发，解决质量可靠性和产品化问题，形成工程化和产业化能力，为大型水面舰艇中复杂电磁环境效应快速测量评估提供关键技术支撑。　　考核指标：频率范围25 Hz～3.6 GHz、25 Hz～7 GHz、25 Hz～26.5 GHz 分辨率带宽符合CISPR16—1—1和GJB 151B的分辨率带宽 实时分析带宽≥ 40MHz 30 MHz～1 GHz频段的测试速度较传统电磁干扰测量接收机提升千倍以上 环境适应性、电磁兼容性和安全性均满足GJB 3947A—2009中对三级设备的相关要求。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。　　实施年限：不超过5年　　2.4 计量仪器　　研究内容：研究宽带大电流测量仪，攻克宽频带超大电流传感和校准技术，研究宽频带大电流溯源方法，研发高精度宽频带大电流计量仪器及校准装置，形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的宽带大电流计量仪。在此基础上，开展工程化开发和产业化开发，满足我国高铁、冶金、电力和国防军工等行业对宽频带大电流高精度测量应用和溯源需求，为精密测量和制造行业提供关键技术支撑。　　考核指标：交流和直流大电流测量范围100 kA～300 kA，不确定度0.2%～0.5%，k=2，带宽≥ 10 kHz。宽频带电流频率测量范围50 Hz～2.5 kHz～1 MHz，电流测量范围10 A～2 kA，不确定度：1E—5～1E—2，k=2。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。　　实施年限：不超过5年　　有关说明：非企业牵头申报，参与企业自筹资金与国拨总经费投入比例不低于1：1。　　3. 专业重大科学仪器开发及应用示范　　重点支持支撑经济和产业发展、服务公益行业和民生改善、保障国家安全和公共安全的3类专业重大科学仪器。　　共性考核指标：目标产品应通过可靠性测试和异地测试，技术就绪度不低于8级。　　原则上，每个项目下设任务数不超过8个，承担单位数不超过10个。　　3.1 支撑经济和产业发展的专业重大科学仪器　　3.1.1 工业过程在线分析检测仪器　　研究内容：研发石油、化工、制药、能源、冶金、矿产、有色等重要流程工业的生产过程产物及排放物的在线监测技术，燃料、原料、材料等物质的物理与化学转化过程的样品在线快速采样、高压快速反应测试、在线无损检测、产物高速分离分析及多组分高频检测技术，并研制形成具有自主知识产权、功能先进、质量稳定可靠的流程工业生产及物质转化过程的在线分析检测及监测仪器 开发仪器应用方法，实施仪器产品与系统的工程化，实现产业化应用。　　考核指标：达到相关国家标准，通过可靠性测试，技术就绪度8级以上，其中工业过程产物在线监测分析下限1 ppm、系统响应时间0.1 s 物质转化在线颗粒采样0.5 g、高压反应测试适用50 atm压力、产物在线高速分离分析适用20 ppb～1000 ppm浓度、多组分高频检测数据输出频率100 Hz并适用10个组分。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到50套。　　实施年限：不超过5年　　3.1.2 油气探测与管道检测仪器和设备　　研究内容：攻克阵列侧向测量、岩性密度测量、油气管道测量、阵列感应测量、在保护套中的悬挂、井下大功率高可靠电源、井下仪器测量信息与地面仪器信息的匹配技术，并集成补偿中子测量、声波测量、井径测量、连斜测量、三参数测量等测井技术，进行软件开发，丰富仪器功能，形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的油气探测仪器，并在此技术上开展工程化开发和产业化开发，为石油、天然气、页岩气等勘探领域提供关键技术支撑。　　考核指标：工作环境温度—25～175 ℃，工作压力≤ 140 Mpa 仪器供电连续工作时间不小于30小时 数据采集与存储，存储间隔每帧250 MS 适应4～12英寸井眼，可任选钻杆输送泵出存储和电缆输送方式，同时具备裸眼井测井、套管井固井质量测井功能。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。　　实施年限：不超过5年　　3.2 服务公益行业和民生改善的专业重大科学仪器　　3.2.1 燃煤电厂超低排放监测仪器　　研究内容：针对燃煤电厂超低排放监测需求，研制基于光谱技术的气态污染物在线监测系统，实现低浓度SO2、NOx等气态污染物精确测量 攻克SO3的采样和前处理关键技术，开发SO3以及硫酸雾在线监测系统 研制基于光散射与β 射线技术融合的颗粒物监测系统以及低浓度颗粒物手工采样设备，实现低浓度颗粒物的快速、准确测量以及手工比对。　　考核指标：SO2量程范围0～75 mg/m3，NOx量程范围0～100 mg/m3，线性误差≤ ± 2% F.S.，24小时零漂≤ ± 2% F.S. SO3量程范围0～100 ppm 最低检出限0.5 ppm 颗粒物检测限≤ 0.1 mg/m3，响应时间≤ 15 s，测量准确性≤ ± 10%，颗粒物手工采样器测量范围0～10 mg/m3 形成技术标准体系并实现年产100台套以上的生产能力。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到400套。　　实施年限：不超过5年　　3.2.2 水中半挥发性有机物自动监测仪器　　研究内容：针对地表水/饮用水中半挥发性有机物，采用固相微萃取、自动富集与热解析技术，研制开发固相微萃取搅拌材料、自动萃取与热解析装置、GC—检测器分离单元，定性、定量自动检测水中半挥发性有机物和农药残留 通过系统集成，开发水中半挥发性有机物自动监测仪器 通过在水质自动监测系统及实验室检测示范应用，建立水中半挥发性有机物自动监测技术方法体系。　　考核指标：实现《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中至少24种半挥发性有机物监测因子的连续自动监测 准确度≤ 10%，线性≥ 0.99，检出限≤ 0.5 μ g/L，重复性≤ 1% 形成技术标准体系并实现年产100台套以上的生产能力。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。　　实施年限：不超过5年　　3.2.3 大气颗粒物源识别在线分析仪　　研究内容：研究大气颗粒物特征提取和源识别在线测量方法，攻克高灵敏度和高对比度的弱散射信号检测提取、多维信息实时同步处理、散射颗粒特异性分析、多维信息组合分类等关键技术。研制多角度高吸收气密散射室、多参量同步偏振数据检测器、高精度流量测量及控制单元、温湿度动态补偿采样单元、微弱电信号提取及放大等关键部件和模块 开发大气颗粒物散射仿真模型和演化、反演颗粒物特定属性和群分布特性等算法，以及颗粒物光学识别经验数据库的颗粒物分类辨识软件，形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的大气颗粒物源辨识在线分析仪。开展工程化和产业化开发，应用于大气污染防治、高污染产业升级和改造等所需的基础数据采集，为获得雾霾与特定污染源的关联关系提供技术支撑。　　考核指标：快速识别至少三类典型颗粒物 颗粒物组成分析的百分比误差，快速在线方式下小于50%，长时间校准方式下小于20% 颗粒物质量浓度范围1～1500 μ g/m3 颗粒物测量分析的时间分辨率小于180秒 发明专利5项，软件著作权2项，项目验收后三年内年产值达到2000万元，年销售量不少于100台。　　实施年限：不超过5年　　3.2.4 高通量微生物快速检测仪器　　研究内容：攻克紫外激光诱发生物固有特征物质荧光、空气动力学粒谱测量、高频高Q悬臂梁传感等关键技术，研制虚拟撞击切割器、生物气溶胶监测与甄别处理电路、悬臂梁阵列谐振器等关键部件和模块，进行软件开发，丰富仪器功能，形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的生物气溶胶采样器、生物气溶胶监测仪、生物气溶胶报警器、生物检验分析仪、高精度悬臂梁生物检验仪。软件研究基于光谱特征信息提取数学模型及谱特征匹配等算法，实现对生物气溶胶活性、生物病原体种类等现场在线自动监测检测。研究数据甄别处理和自动系统集成，开发精密标定技术。开展工程和产业化研究，为生物安全防控和其他国家安全领域提供关键技术支撑。　　考核指标：生物气溶胶监测报警时间≤ 30 s，生物气溶胶采样流量不小于1000 L/min，检测时间≤ 30 min，检测种类涵盖细菌、病毒和毒素等生物病原体，细菌检测灵敏度105 cfu/mL，毒素检测灵敏度300 ng/mL。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到5000万元，年销售80—100台。　　实施年限：不超过5年　　3.2.5 高性能智能化食品药品无菌检测仪　　研究内容：攻克基于VHP快速灭菌消毒及评价待检样品自动处理、细菌自动富集、功效检测等关键技术，研制洁净操作舱、传递系统、自动加样系统、阳性菌加注、传感反馈控制系统等关键部件和模块，进行控制软件开发，丰富仪器功能，形成具有完全自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的高性能智能化食品药品无菌检测仪。开发智能化管理软件系统，实现无菌检查自动监测检测。开展工程和产业化研究，为食品药品行业质量控制提供关键技术支撑。　　考核指标：VHP灭菌浓度持续稳定在1000 ppm以上，灭菌保障水平达到10—6 SAL 整体效率达到手工的5倍以上。同时实现检测系统自动监控与远程监管功能，具有全自动调压气压控制，全自动精确传递定位机构，全自动操作系统，网络远程受控接口等，可自定测试程序。年产能达到300台以上。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年生产能力达到300套，销售额达到5000万元。　　实施年限：不超过5年　　3.2.6 新型全谱线快速光谱仪　　研究内容：研究全谱线快速采集技术、激发光源校正技术、高稳定蒸汽发生技术，研制全谱、高灵敏度、高传输效率的单色器系统，开发新型全谱线快速光谱仪器和检验方法，解决食品、农产品中微痕量元素分析广普、精准的难题。形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的仪器产品，并开展工程和产业化应用，为食品和农产品领域提供关键技术支撑。　　考核指标：波长范围190～320 nm，波长误差0.5 nm，分辨率2 nm，长期稳定性优于5.0%，光谱干扰、散射干扰0.1%。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。　　实施年限：不超过5年　　3.2.7 井下甚宽频带地震仪　　研究内容：攻克井下定位等关键技术，研制易于操作的下井装置、与井壁进行良好耦合等关键部件和模块，研制数据输出可与现有台站的甚宽频带地震计兼容的数据处理系统。形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的井下甚宽频带地震仪，实现对慢地震、固体潮汐、地震前兆和地壳运动等方面的观测能力。进行工程化和产业化开发，为地震研究和地球科学提供关键技术支撑。　　考核指标：井下地震仪包括地震传感器、井下密封装置和下井装置等部分，可用于井下地震观测，具有遥控锁松摆、遥控调零、遥控姿态调整、标定等功能，具有真实记录长周期地震波、中长周期地震波和短周期地震波的能力。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。　　实施年限：不超过5年　　3.2.8 空地全息三维自主技术装备　　研究内容：研究新型低、中高空遥感技术装备，攻克高分辨率激光成像总体技术、高精度激光指向控制技术和高灵敏度阵列探测技术等关键技术，进一步丰富多种平台和环境下，对空地多种目标进行数据获取的手段，基于多模式、多光谱、多时相、多平台的装备优势，研制多种装备一体化处理的智能后处理软件，全自动处理生产三维模型数据，形成国产高端空地全息三维自主装备体系，为航空航天、测绘等领域提供关键技术支撑。　　考核指标：系统兼有陆地、航空、低空等作业模式，具有集成化和轻量化设计，能保证稳定性与安全性 全息智能处理软件支持多种平台、多种数据格式，支持部件自动提取自动分类，准确率达到80%以上。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。　　实施年限：不超过5年　　3.2.9 大视场机载高光谱成像仪　　研究内容：应用于遥感探测、地质找矿、环境保护、农业评估、海洋观测等领域需求，研究大视场，宽谱段，高信噪比的机载成像高光谱仪。主要突破大视场，小F镜头，光分离技术，宽谱段谱仪及拼接技术，高信噪比的电子学技术以及大容量存储技术。　　考核指标：视场大于60度，瞬时视场优于2豪弧度，F：1.5，光谱范围400 nm～2500 nm，波段大于128，光谱分比率由于15 nm，信噪比优于500：1。项目验收后三年内年生产、销售2台。　　实施年限：不超过5年　　3.3 保障国家安全和公共安全的专业重大科学仪器　　3.3.1 基础设施安全在线检测监测仪器　　研究内容：攻克材料劣化、缺陷演化过程中的无损检测监测关键技术，研制智能化在线实时监测仪器的相关核心关键模块，开发配套软件，实现大规模远程传感器监测网络的数据采集、缺陷智能化辅助识别、风险评估预警等功能。形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的民生或工业基础设施安全在线检测监测仪器，进行工程化开发和产业化开发，为重要民生或工业基础设施安全领域提供关键技术支撑。　　考核指标：目标仪器缺陷探测能力和功能达到相关领域检测标准与安全评价规范要求。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。　　实施年限：不超过5年　　3.3.2 快速通关检测专用仪器　　研究内容：攻克激光诱导击穿、光频梳激发分辨、指纹识别、微阵列分析等关键技术，研制高性能信号激发、光谱分辨、光密度扫描等关键部件和模块，进行软件开发，形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的工矿产品及固体废物全元素分析仪、贵重货物无损鉴别仪、有毒有害物高分辨散射谱仪、真菌毒素偏振荧光免疫检测仪，病原生物纸基多靶快检仪，生物恐怖因子气溶胶监测仪，实现对跨境的大宗和贵重货物无损鉴别、高风险有毒有害物快速检测、病原及恐怖因子监测和及早预警。开展工程和产业化研究，为口岸安全和快速通关等领域提供关键技术支撑。　　考核指标：研发口岸安全快速检测仪器不少于6种。对工矿产品，检出限：Pb为0.01%，S为0.05%，Ca为0.1%，Cu为0.01%，Zn为0.01%，H为0.05%，F为0.1%，Cl为0.1%，C为0.01%，2分钟内，所有元素同步给出。同时，完成金属元素和非金属元素的定量分析 对贵重品鉴别，建立不少于100种特征谱库 对有毒有害物，单点测量时间小于10ms，检出限满足SN标准要求 对真菌毒素和病原生物，技术指标满足国家相关要求 对恐怖因子，覆盖国际组织公布的气溶胶传播全部生物恐怖因子。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到5000万元，年销售80—100台。　　实施年限：不超过5年　　3.3.3 物流安全快检仪器　　研究内容：攻克多通道荧光探针设计与检测、同轴嵌套多模离子化等关键技术，研制核心生物传感器件模块，进行软件开发，强化系统集成、研制出具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的成套生物传感检测技术装备、液—气多模离子源检测仪，精准控温多道荧光定量核酸检测仪，诊疗设备评价系统，建立物流安全监控系统，实现贸易全流程、即时风险预警。开展工程和产业化研究，为物流和公共安全等领域提供关键技术支撑。　　考核指标：研制物流安全的危害因子专用检测仪器不少于4种，检测范围覆盖违禁危害因子85%以上，检出率95%以上 服务系统可达百万级用户。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元，年销售80—100台。　　实施年限：不超过5年　　3.3.4 放射性核素在线监测仪器　　研究内容：攻克专有低本底、高效率、多晶体谱仪部件直接探测水体放射性水平的测量技术以及数据通讯和集成分析软件核心技术，攻克自动采集、制样、实时在线监测水体的测量技术以及数据通讯和集成分析软件核心技术 实现水中放射性实时在线快速监测、网络化辐射监测，分别形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的放射性核素在线监测系统，进行工程化和产业化开发，为环保行业提供关键技术支撑。　　考核指标：γ 核素探测下限137Cs，探测下限0.5Bq/L 90Sr探测下限10mBq/L 3H探测下限1.2Bq/L 14C探测下限2Bq/L 总α 探测下限0.05Bq/L 总β 探测下限0.1Bq/L 适用温度—20℃～+50℃ 适用湿度95% 防护等级IP54。发明专利3项，软件著作权3项，技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元，三年销售50台套。　　实施年限：不超过5年　　3.3.5 航空航天装备安全仪器　　研究内容：研究复杂工况下姿态运动的高精度视频测量及其抗扰方法、海量时序视频图像特征的实时处理技术、载荷随姿态运动的变化规律分析方法、测试数据的微弱特征提取方法 攻克高噪声/振动环境下姿态运动的高精度实时测量，载荷/姿态测试数据的时/频/空耦合分析，及其嵌入式软硬件仪器化等关键技术，形成自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的复杂工况下姿态运动的高精度视频检测分析仪，在噪声/振动环境下实现姿态运动的高精度测量、提供载荷/姿态运动间的耦合特性参数。　　考核指标：成像分辨率最高3600万像素，时间分辨率1微秒～1秒，采样频率1～10000 Hz 角度测量范围0～360。；姿态角测量精度最高0.01。；工作环境噪声0～130 dB 单路时序视频图像特征的实时处理速度最高2 GB/秒 检测分析信号的信噪比可达—20 dB。技术就绪度达8级，发明专利5项，软件著作版权3项，企业技术标准3项。项目验收后三年内产值达到1.2亿。　　实施年限：不超过5年

安检作为维护国防、机场、车站、港口等大型活动场所安全的重要环节，一直备受重视。目前广泛使用的“金属门加手检”的安检方式，虽然能维护公共安全，但存在一定局限性。首先，“金属门加手检”无法检测爆炸物、陶瓷刀、液体等非金属危险品；另一方面，这种方式需要触碰旅客身体，且精度低、检查时间长、舒适性差，因此需要发展新安检技术。随着我国安全检查技术的不断发展，“安检智慧化”也被逐渐提上日程。使用更加高科技的手段保障社会公共安全也成为大众的共识。为应对社会的发展需求，近年来，毫米波太赫兹安检技术应运而生并日益成熟。目前，已在地铁、机场、医院、会展等应用领域及场景中开展了试用和应用。毫米波太赫兹安检技术产业化发展也将迎来快速的增长。此外，毫米波太赫兹作为新兴技术在国内发展迅速，在某些方面已赶超发达国家。毫米波太赫兹安检仪器的国产化已达到很高的程度，几乎可以达到“自给自足”，部分关键部件性能甚至超过发达国家生产的部件。毫米波太赫兹安检技术或有望成为中国领先世界的领域。为了加强技术交流，分享科学成果，促进企业产品推广，进一步焕发市场活力，毫米波太赫兹产业发展联盟特联合仪器信息网共同举办“毫米波太赫兹安检产业发展论坛” 暨首届 “蓝海杯”2020年度毫米波太赫兹安检仪器产品评奖活动。共同推荐毫米波太赫兹安检技术产业化进程。致辞刘海瑞，博士、中国信息通信研究院高级工程师。博士毕业于北京邮电大学，物理电子学专业。博士期间，前往英国卢瑟福阿普尔顿实验室交流访问一年。博士毕业后，进入北京邮电大学信息与通信工程学院博士后流动站工作。出站后进入中国信息通信研究院泰尔终端实验室工作。刘海瑞博士主要从事毫米波、太赫兹固态电子电路的研究。进入中国信通院后，依托研究院的行业优势，主要从事新技术、新领域的平台建设。毫米波太赫兹产业联盟的秘书处工作。报告题目：被动太赫兹成像探测中的统计无线电技术（点击回放）邱景辉，博士，哈尔滨工业大学教授，博导，电磁场与微波技术学科带头人、微波与天线技术研究所所长，乌克兰技术科学院外籍院士，获得国家科技进步二等奖、国防科技进步一等奖，省部级二等奖、三等奖，111引智基地负责人，自然科学基金重点项目群重点项目负责人，以及多项国防和民用项目负责人，筹划组织了4届中乌科技论坛，并担任中乌科技论坛大会执行主席，发表论文150余篇，专利30余项。报告题目：毫米波太赫兹安检成像探测技术进展及展望（点击回放）赵自然，博士，清华大学研究员，男，1977年生，现任危爆物品扫描探测技术国家工程实验室副主任，粒子技术与辐射成像教育部重点实验室副主任、警务物联网应用技术公安部重点实验室副主任。近年来，围绕探测与成像技术，开展成像信号探测、信息处理、系统构建研究。针对近场毫米波全息成像的精度和成本问题，改进了成像物理模型，提出基于标量衍射理论的精确重建算法和基于相位解卷绕的距离向分辨率增强方法，首次实现平面扫描的高精度重建，并将成果转化为机场海关应用的毫米波人身安检仪。为发展太赫兹安检成像，揭示了太赫兹激发光热电效应的科学机理和物理特性，提出太赫兹光热电探测技术，研制出自供电高灵敏原型器件，获得超宽频谱响应。近5年，通讯作者发表SCI论文18篇；第一发明人发明专利授权16项，国际发明专利授权18件。作为团队核心成员获国际发明展览会金奖、中国体视学学会科学技术奖一等奖、国家科技进步奖创新团队奖等；作为第一完成人获得2019年北京市科技进步一等奖、第二十一届中国专利优秀奖；入选科技部创新人才推进计划、国家万人计划科技创新领军人才；2019年被评为清华大学先进工作者。报告题目：近场雷达目标特性与人体安检成像（点击回放）胡伟东，北京理工大学毫米波与太赫兹技术北京市重点实验室博士生导师，首都师范大学太赫兹光电子学教育部重点实验室外聘教授，主要研究领域是毫米波/太赫兹空间探测与遥感技术。承担国家自然科学基金重大科学仪器项目和民用航天太赫兹成像重大项目，目前已有三项成果通过部级鉴定。学术兼职方面担任工信部无线电频率规划专家组成员、中国通信学会天线与射频技术专委会委员，毫米波太赫兹产业联盟副理事长，多次担任国际会议 Session Chair，担任IEEE Transaction on Antenna and Propagation和《电子学报》审稿专家。报告题目：太赫兹固态信号发生、接收与前端组件集成技术邓建钦，博士，研究员级高工，工作于中电科思仪科技股份有限公司，长期从事毫米波及太赫兹测试技术研究和测试仪器研制工作，主持完成重大专项、预研、型号等多项国家项目，成功开发系列毫米波及太赫兹测试仪器，解决了国内毫米波与太赫兹技术研究和应用开发等测试问题；开发了系列毫米波与太赫兹应用前端组件，满足了成像、探测等应用开发需求。成果获国家科技进步奖1项，省部级奖项6项，发表学术论文20余篇，申请国家发明专利30余项。报告题目：毫米波PIN二极管开关芯片及其在毫米波安检成像中的应用（点击回放）高一强，博士毕业于中科院上海微系统与信息技术研究所，2019年加入上海微系统所工作至今。主要研究兴趣为基于化合物半导体的毫米波集成电路设计，微波、毫米波组件及其在探测和传感中的应用。曾参与重大仪器专项、自然基金重点、中科院STS等项目。成功研制Ka波段毫米波成像的整套前端芯片（低噪放、功放、混频器、倍频器等），W波段毫米波成像用的四通道发射与接收SOC芯片。关于首届 “蓝海杯”2020年度毫米波太赫兹安检仪器产品评奖活动本次大赛的主题是“毫米波太赫兹技术赋能、人体安检行业来到新时代”，旨在向全社会各行各业广泛征集毫米波太赫兹技术在安检安防领域的新产品、新应用和新技术，发挥行业的需求引领作用，发掘企业及个人的创新设计，集思广益，力争孵化一批新产品新应用，为毫米波太赫兹安检产品的产业化商用奠定基础。本次大赛设置特等奖、最佳人气奖、最佳设计奖、最佳商业价值奖、最佳社会效益奖、入围奖（优秀产品奖）等特色奖项。联盟与组委会将积极推动参赛项目与项目孵化单位的合作，进行产业化孵化。下午 ：首届“蓝海杯”毫米波太赫兹安检仪产品评奖活动专题报告会汇报厂家：1、 江苏亨通太赫兹技术有限公司2、 欧必冀太赫兹科技（北京）有限公司3、 博微太赫兹信息科技有限公司4、 北京航天易联科技发展有限公司5、 中国电子科技集团公司第十四研究所6、 同方威视技术股份有限公司结果近期即将揭晓，敬请期待！特别放送：报告题目：新型人体安检产品的应用浅析（点击回放）王璞，男，毕业于浙江大学，现就职于同方威视技术股份有限公司，常年从事以“人”为中心的成像式新型人体安检设备研发，产品化，基于特定行业的解决方案开发等工作，涉及的主要技术产品包含：主动式毫米波人体、被动式太赫兹人体、背散射人体、X射线透视人体安检仪等。曾负责公司人体安检产品在欧洲及中国民航的认证工作，并参与撰写毫米波仪器设备国标和国际标准草案，具有丰富的全球人体安检领域实践经验，熟悉不同国家和地区、不同用户群体的“人检”需求和应用模式，主导公司人体安检类仪器设备在美加澳新等国公检法领域的使用模式设计及应用；主导仪器设备在欧洲、中东、亚洲、非洲各国机场和海关的部署和应用实践工作。

01. 导读石墨烯已经实现了许多最初预测的特性，并且正朝着市场迈进。然而，尽管预测的市场影响巨大，基于石墨烯的高性能电子和光子学仍然落后。尽管如此，已经报道了一些令人印象深刻的光电子器件演示，涉及调制器、混频器和光电探测器（PDs），特别是利用石墨烯的高载流子迁移率、可调电学特性和相对容易集成的石墨烯光电探测器已经得到了证明，例如展示了利用光增益效应的高响应度或超过100 GHz的带宽。从紫外线到远红外线之间，尽管石墨烯几乎具有均匀吸收特性，但其相对低的吸收率约为2.3%，这是其中一个主要挑战。因此，大多数速度最快、性能最佳的探测器都是在硅或硅化物等光子集成电路（PIC）平台上进行演示的。通过石墨烯的电场的平行传播，可以提供更长的相互作用长度，从而增加吸收率。通过使用等离子体增强技术，甚至可以实现更短和更敏感的探测器。尽管在光子集成电路上使用石墨烯已经展示了多种功能应用，但光子集成电路的整合也有其代价。光子集成电路的整合限制了可访问的波长范围，无论是由于波导材料（如Si）的透明度限制，还是由于集成光学电路元件（如光栅耦合器、分光器等）的有限带宽。此外，光子集成电路的整合对偏振依赖性和占地面积都有一定的限制，这是由于访问波导的原因。光子集成电路的模式和等离子体增强也意味着所有光线只与石墨烯的一个非常有限的体积相互作用，导致早期饱和的发生，有效地将最大可提取的光电流限制在微安级别。作为一种替代方案，可以直接从自由空间垂直照射石墨烯。这种方法可以充分利用石墨烯的光电检测能力，而不会受到所选择光子平台的限制。然而，这需要一种结构来有效增强石墨烯的吸收。此外，由于器件尺寸较大，对整体器件几何结构和接触方案的额外考虑更加关键。尽管如此，已经证明即使是与自由空间耦合的石墨烯探测器也可以达到超过40 GHz的带宽。由于没有光子集成电路的一些约束，整体效率不会受到耦合方案的影响，而且其他属性，如不同波长和偏振，现在也可以自由访问。例如，最近利用任意偏振方向来演示了中红外区域的极化解析检测中的定向光电流。石墨烯提供了多种物理检测效应：与传统的光电探测器（如PIN光电二极管或玻璃热计）只使用一种特定的检测机制不同，石墨烯探测器具有多种不同的检测机制，例如基于载流子的机制[光电导（PC）和光伏（PV）]，热机制[玻璃热（BOL）和光热电（PTE）]，或者增益介质辅助的机制。最近的器件演示已经朝着光热电复合操作的方向推进，以克服依赖偏置检测机制时的高暗电流问题。对石墨烯的时间分辨光谱测量表明，载流子动力学可以实现超过300 GHz的热和基于载流子的石墨烯光电探测器。对于设计高速、高效的石墨烯光电探测器来说，目前仍不清楚哪种直接检测机制（PV、PC、BOL或PTE）可以实现最高的带宽，并且这些效应中的许多效应可以同时存在于一个器件中，使得专门的设计变得困难。02. 成果掠影鉴于此，瑞士苏黎世联邦理工学院电磁场研究所Stefan M. Koepfli报道了一种零偏置的石墨烯光电探测器，其电光带宽超过500 GHz。我们的器件在环境条件下可以覆盖超过200 nm的大波长范围，并可适应各种不同的中心波长，从小于1400 nm到大于4200 nm。材料完美吸收层提供共振增强效应，同时充当电接触，并引入P-N掺杂，实现高效快速的载流子提取。光可以通过标准单模光纤直接耦合到探测器上。直接的自由空间耦合使光功率可以分布，导致高于100 mW的饱和功率和超过1 W的损伤阈值。该探测器已经经过高速操作测试，最高速率可达132 Gbit/s，采用两电平脉冲幅度调制格式（PAM-2）。多层结构几乎可以独立于基底进行加工处理，为成本效益高的技术奠定了基础，该技术可以实现与电子器件的紧密单片集成。我们进一步展示了该方法的多样性，通过调整超材料的几何形状，使其在中红外波长范围内工作，从而在原本缺乏此类探测器的范围内提供高速和成本效益高的探测器。因此，这种新型传感器为通信和感知应用提供了机会。相关研究成果以“Metamaterial graphene photodetector with bandwidth exceeding 500 gigahertz”为题，发表在顶级期刊《Science》上。03. 核心创新点本文的核心创新点包括：1. 基于图形石墨烯的光电探测器：本文提出了一种利用单层石墨烯的光电探测器。与传统的光电二极管或波尔计可以利用一种特定的探测机制不同，图形石墨烯探测器具有多种不同的探测机制，包括载流子机制、热机制和增益介质辅助机制。2. 电光带宽：本文展示了具有大于500 GHz的电光带宽的图形石墨烯探测器。这意味着该探测器能够高速响应光信号，适用于高速通信和数据传输。3. 多波段操作和宽光谱范围：图形石墨烯探测器能够在多个波段上工作，并且具有超过200 nm的宽光谱范围。这使得该探测器在通信和传感等领域具有广泛的应用潜力。4. 自由空间耦合和紧凑集成：本文展示了通过自由空间耦合的方式将光信号直接耦合到探测器中，避免了光子集成电路中的限制，并且实现了紧凑的集成。这使得探测器具有更好的灵活性和可扩展性。5. 高饱和功率和低压操作：图形石墨烯探测器具有高饱和功率，能够抵消响应度的影响。此外，它还能在低电压范围内进行操作，与CMOS技术兼容，使得探测器具有更低的功耗和更好的性能。04. 数据概览图1. 间隔式石墨烯超材料光电探测器的艺术视角。（A）从顶部直接通过单模光纤照射器件的艺术化表现。（B）器件结构的可视化。光电探测器由金反射层背板、氧化铝间隔层、单层石墨烯和相连的偶极子谐振器组成。金属线具有交替的接触金属，由银或金制成。然后，该结构由氧化铝钝化层封顶。图2. 制备的器件和模拟的光学和电子行为。（A至D）所提出的超材料石墨烯光电探测器（钝化前）的扫描电子显微图，放大倍数不同。显微图展示了从电信号线到活动区域再到谐振器元件的器件结构。在（D）中显示了四个单元格（每个单元格大小为1 mm × 1 mm），位于x和y坐标系中。比例尺分别为50mm（A），5 mm（B）和1 mm（C）。（E至G）同一单元格的模拟光学和静电行为。图（E）中展示了电磁场分布下的偶极子天线行为，图（F）中展示了相应的吸收分布。大部分吸收都集中在偶极子谐振器附近。图（G）中展示的模拟接触金属引起的电势偏移显示了由于交替接触金属而引起的P-N掺杂。沿着每种模拟类型（（E）至（G））的中心线（y = 1000 nm）的横截面位于每个面板的底部，显示光学信号和掺杂在接触区域附近最强。图3. 用于电信波长的器件性能。（A）用光学显微镜拍摄的器件在与电子探针接触时的顶视图（顶部）和侧视图（底部）图像。图像显示了与单模光纤的直接光学耦合。DC表示直流，RF表示射频。（B）归一化的光电响应随照射波长变化的曲线图，显示了共振增强和宽带工作。FWHM表示半峰全宽。（C）光输入功率变化范围内提取的光电流，范围跨越了五个数量级（黑线）。蓝线对应于器件上的光功率（Int.），而黑线对应于单模光纤输出的功率（Ext.）。响应度分别为Rext = 0.75 mA/W和Rint = 1.57 mA/W。（D）石墨烯光电探测器在2至500 GHz范围内的归一化频率响应。测量结果显示平坦的响应，没有滚降行为。WR代表波导矩形。（E）不同射频音调下的归一化射频响应随栅压的变化。发现理想的栅压在-2.5 ±1 V附近，使得响应平坦，这对应于轻微的P掺杂，可以从底部的电阻曲线中看出。电阻曲线进一步显示靠近0 V的狄拉克点和非常小的滞后行为（在图S2中进一步可视化）。（F）测量栅电压范围的相应模拟电势剖面，显示了理想的栅电压（以红色突出显示），对应于两个接触电平中心处的掺杂。图4. 光谱可调性和多共振结构。（A至C）模拟（A）和测量（B）不同元件共振器长度的光谱吸收，展示了元件结构的可调性。图中给出了四个示例的极化无关设计的扫描电子显微镜图像（C），其中颜色对应于（A）中所示的共振器长度刻度。比例尺为1 mm。（D至G）多共振器件的概念。（D）针对1550和2715 nm的双共振器件的扫描电子显微镜图像。顶部比例尺为1 mm，底部比例尺为5 mm。（E）相应的电场模拟，使用3个单元单元格乘以2个单元单元格的双共振器件，激发波长分别为1550和2715 nm，显示了两个不同尺寸共振器的清晰偶极子行为。（F）器件上的光电流与光功率的关系图和（G）两个波长的测量响应度与电压的关系图。05. 成果启示我们展示的2 GHz至500 GHz以上的电光带宽光电探测器与传统的PIN光电探测器技术和单向载流子光电二极管相媲美。垂直入射的元件结构图形PD在单个器件中充分发挥了图形的预期优势。从概念上讲，该探测器的性能利用了元件吸收增强、通过图形-金属接触掺杂的内置电场、通过静电门实现的良好控制的工作点以及化学气相沉积生长的图形的有效封装。探测器依赖于相对简单的金属-绝缘体-图形-金属-绝缘体的层状结构，这种结构潜在地可以在几乎任何衬底上进行后处理，并支持与现有结构的高度密集的单片集成，类似于等离子体调制器的示例。与大多数先前关于图形探测器的工作不同，我们展示了在无冷却条件下的空气稳定操作，使用了与互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容的低电压范围的栅压，这是由于直接生长的封装层结构与底部绝缘体设计的结合效果所致。通过这些器件，我们展示了132 Gbit/s的数据传输速率，这是迄今为止已知的最高速度的图形数据传输速率。高饱和功率使得高速检测成为可能。在受到射击噪声限制的通信系统中，高饱和功率可以抵消适度的响应度，因为信噪比与响应度和输入功率成正比。此外，适度的响应度可以改善。以前的自由空间照明的图形光电探测器依赖于载流子倍增或基于剥离的多层图形而达到了更高的响应度，而没有任何光学增强。因此，还有很大的空间来共同努力进一步完善这个概念，改进制造工艺，并实现更高质量的图形材料。这些努力很可能会导致新一代的基于图形的探测器，具有足够的响应度。最后，大于500 GHz的高带宽和图形的波长无关吸收使得探测器可以在从1400 nm到4200 nm及更远的范围内的任何波长上工作。这对于传感和通信都是相关的。例如，在电信领域，持续增长的数据需求导致了对新通信频段的强烈需求。这种具有紧凑尺寸和与CMOS集成能力的新型探测器可能能够满足当前迫切需求。原文详情：Metamaterial graphene photodetector with bandwidth exceeding 500 gigahertzStefan M. Koepfli, Michael Baumann, Yesim Koyaz, Robin Gadola, Arif Gngr, Killian Keller, Yannik Horst, ShadiNashashibi, Raphael Schwanninger, Michael Doderer, Elias Passerini, Yuriy Fedoryshyn, and Juerg Leuthold.Science, 380 (6650), DOI: 10.1126/science.adg801

Moku:Go轻松助力校园无线电接收实验的教学Moku:Go将10几种实验室仪器结合在一个高性能设备中，具有2个模拟输入、2个模拟输出、16个数字I/O和可选的集成电源。 一． 介绍本实验的目的是介绍调幅无线电接收器的基本原理，并演示使用锁相放大器的基本原理。你将使用Moku:Go的锁定放大器、数字滤波器、频谱分析仪和集成电源来设计和优化AM无线电接收器。调幅(AM)无线电，虽然在很大程度上被调频(FM)无线电所取代，但它仍然是通过无线电波传输信息中非常有用的一种方法。本实验设计并实现一个调幅无线电接收器。可以学习到如何找到本地AM无线电频率，并使用锁定放大器实现无线电接收器。图1显示了使用频谱分析仪在澳大利亚堪培拉接收到的AM无线电信号。图1 堪培拉地区频谱分析仪的例子 扫码查看产品详情二． 背景2.1 调幅广播在调幅收音机中，信号的振幅是经过调制的；与调幅收音机相比，调频收音机的信号频率是经过调制的。这种差异可以从图2中看出，在调幅调制波形中，波的振幅明显变化，而在调频调制波形中，正弦波的频率随时间变化。两种类型的无线电传输都有优点和缺点。商业调幅广播电台工作在535kHz至1605kHz的范围内，因此与调频广播相比，其覆盖范围通常更大在88-108 MHz范围，但它更容易受到噪声的影响，与基于音乐的广播节目相比，更适合谈话广播。图2 使用Moku:Go上的波形发生器的调幅波形和调频波形示例。 AM收音机通过使用正弦载波工作，该载波由消息信号(音频信号)调制；正在发送的信息就是这个音频。在这种类型的调制中，载波的振幅被信息信号被改变(因此称为AM)。特定无线电台的调制信号在频域中可以清楚地被视为尖峰(例如图1)，尽管在时域中通常很难看到。Moku:Go的FIR滤波器生成器可以帮助我们在无线电台周围设置一个窄带通滤波器，去除电台以外的几乎所有信号。图3给出了一个例子，FIR滤波器生成器挑选出一个大约600 kHz的AM无线电台。蓝色轨迹中可以清楚地看到用语音信号调制的AM载波。红色的轨迹(天线输入)表明，如果没有窄带通，就不可能接收这个或任何其他电台；事实上，该信号完全由截图所在办公室的可调光LED照明的~25 kHz开关控制。 图3 FIR滤波器生成器将AM广播电台(蓝色轨迹)与背景信号(红色)隔离开来。 为了接收和收听消息信号，无线电接收器需要接收特定的AM无线电频率并对其进行解调，以从消息信号中分离出载波信号。简单AM无线电接收器的框图如图4所示。图4 调幅无线电接收器框图接收器通过使用无线电天线检测无线电波来工作；然而，这种信号通常相对较弱，因此需要一个RF放大器来增强信号，以便进一步处理。由于天线将捕捉所有可能的频率，因此需要一个调谐器来找到所需的特定频率。 图5 LC电路原理图示例 2.2 模拟解调模拟解调调谐器通常由一个LC(电感电容)电路组成，如图5所示。根据所用的电感和电容，电路将在特定频率下谐振。高于和低于该谐振频率的所有其他频率将被阻挡。消息信号可以被整流为仅给出DC信号，并通过二极管和旁路电容器从载波中解调。该信息信号然后可以被放大并发送到扬声器、耳机等。2.3 锁定放大器锁定放大器是一种功能强大的器件，可以从噪声背景中分离出调制信号，在我们的情况下，是从一系列信号中分离出特定的AM信号。这意味着锁定放大器可以作为无线电接收器，因为它包含无线电接收器的几个关键部件。Moku:Go的锁定放大器能够通过使用相敏检波器(PSD)解调调制信号，例如无线电波。它使用与载波信号频率相同的正弦参考信号。它可以跟踪参考信号的任何变化，因此能够跟踪频率漂移。PSD将两个信号相乘或“混合”在一起，产生两个信号的和项和差项。所需频率和参考信号由相同的频率组成，因此频率之间的差异为零。因此，所需的无线电波信号被设置为DC。混合信号然后通过低通滤波器发送，该低通滤波器去除调制信号的交流分量。这仅留下与信号幅度成比例的DC信号，在这里，信号然后可以使用直流放大器放大。输出幅度可以从通过混频器和低通滤波器发送的信号中找到。这些可以在直角坐标或极坐标中找到。振幅R可以通过坐标之间的转换得到，其中 。对于AM信号，只需要振幅或R(在极坐标中)；信号的相位可以忽略。三． 实验前练习找到并详细列出你所在地区的AM电台列表。你觉得什么信号会最强？为什么？实验装置成分：○ Moku:Go [2x]○ 天线○ 扬声器○ 低噪声放大器(可选)1○ 鳄鱼夹○ 实验室程序3.1 第一部分确保您拥有最新版本的在地址：Moku: desktop app2将磁性电源适配器插入每个Moku:去等待前面的LED变成绿色。这些最初的步骤将解决Moku:Go #1的配置问题。将天线连接到Moku:Go的输入1，如图6和图7所示。图6 第一部分照片Moku:去设置 1、常用的30分贝LNA。如需完整的物料清单，请联系我们。2、Moku:Go可以通过三种不同的方式连接到笔记本电脑:以太网、USB-C和Wi-Fi。请参考Moku:Go Quick StartGuide 如何连接你的Moku:去你的电脑。一旦连接，Moku:Go将出现在Windows或MacOS应用程序的设备选择屏幕上。图7 Moku：go:设置第1部分 双击频谱分析仪。找到调幅范围，并随意平均频谱，以改善图表。找到最主要的调幅无线电信号频率，你可以通过添加一个跟踪光标来完成。信号应在小于2 MHz的范围内。频谱分析仪和设置配置的示例如图8所示。 图8 如何配置频谱分析仪 ○ 将您的扬声器连接到Moku:Go #1的输出1。○ 返回仪器选择屏幕，双击锁定放大器。打开示波器部分，确保可以看到A和b。○ 将探针A添加到输入1(天线)○ 将探头B添加到输出1(扬声器)在图9中可以看到锁定放大器仪器页面的一个例子。 图9 锁定放大器解调AM广播电台的示例。上面(红色)的轨迹是天线信号，下面(蓝色)的轨迹是音频。 改变本地振荡器到你最主要的调幅信号的频率。首先将低通滤波器设置为12kHz。根据需要改变极性和增益。您可能需要改变低通滤波器和增益，以改善信号并产生尽可能清晰的声音。小心不要让信号饱和。图10给出了堪培拉地区各种变量的设置示例。 图10 堪培拉地区锁定放大器设置示例。 3.2 第二部分在第2部分中，我们将使用第二个Moku:Go作为数字滤波器来进一步增强接收到的无线电信号。将扬声器连接电缆移至Moku:Go #2的输出2。将一根电缆从Moku:Go #1的输出1连接到Moku:Go #2的输入2。这种设置可以在图11和图12中看到。 图11 Moku的照片:去设置第2部分 图12 Moku：go:设置第2部分 返回主屏幕，双击Moku:Go #2的图标。双击数字滤波器框。数字滤波器盒界面如图13所示。 图13 数字滤波器盒用户界面 将探针A添加到输入2，将探针B添加到输出2。首先，将滤波器改为贝塞尔带通滤波器，并根据需要改变增益。改变频率，仅隔离信息信号，即音乐或声音，从而尝试去除低频噪音。试着瞄准音乐和声音产生的频率。图14给出了堪培拉地区的数字滤波器盒变量。 图14 堪培拉地区的数字滤波器盒示例 3.2 第3部分将低噪声放大器连接在天线和Moku:Go #1的输入1之间。为低噪声放大器供电，将鳄鱼夹连接到电源连接和Moku:Go #1的背面。设置如图15所示。图15 Moku的框图:设置第3部分 确保它连接到PPSU2或类似的12 V电源。单击 打开电源，并将电压设置为12 V。电源弹出窗口可能如图16所示。 图16 PPSU的例子 根据需要改变数字滤波器盒和锁定放大器的变量，以产生尽可能清晰的信号。尝试改变你所在区域的其他AM信号，你能通过改变锁定放大器和数字滤波器盒中的变量来优化你的音质吗？3.3.1 摘要本实验探索在Moku:Go上使用锁定放大器作为AM无线电接收器。锁定放大器是一个强大的工具，帮助学生了解如何从嘈杂的背景中解调信号。此外，学生还能够学习如何利用许多其他工具进一步提高信号清晰度。在Moku: App中，通过截屏或文件共享可以轻松发布和报告结果。您可以通过点击屏幕顶部的云图标来完成此操作。Moku的好处:Go面向教育工作者和实验室助理有效利用实验室空间和时间易于实现一致的仪器配置专注于电子设备而非仪器设置最大限度地利用实验室助教的时间个人实验室，个人学习通过屏幕截图简化评估和评级对于学生来说各个实验室按照自己的节奏加强理解和保留便携式，选择实验室工作的速度、地点和时间，无论是在家里、在校园实验室，甚至是在熟悉的Windows或macOS笔记本电脑环境中进行远程协作，同时使用专业级仪器。3.3.2 Moku:Go演示模式您可以在Liquid Instruments网站下载适用于macOS和Windows的Moku:Go应用程序。演示模式操作不需要任何硬件，并提供了使用Moku:Go的一个很好的概述。关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是目前国内知名光电产品专业代理商，也是近年来发展迅速的光电产品代理企业。除了拥有一批专业技术销售工程师之外，还有拥有一支强大技术支持队伍。我们的技术支持团队可以为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等工作。秉承诚信、高效、创新、共赢的核心价值观，昊量光电坚持以诚信为基石，凭借高效的运营机制和勇于创新的探索精神为我们的客户与与合作伙伴不断创造价值，实现各方共赢！

pspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　2017年5月23日，科技部高新司发布《关于对国家重点研发计划高新领域煤炭清洁高效利用和新型节能技术等9个重点专项2018年度项目申报指南建议征求意见的通知》，对煤炭清洁高效利用和新型节能技术、智能电网技术与装备、新能源汽车、先进轨道交通、地球观测与导航、增材制造与激光制造、重大科学仪器设备开发、材料基因工程关键技术与支撑平台、战略性先进电子材料9个专项公开征求意见，时间为2017年5月24日至6月7日。/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong“重大科学仪器设备开发”重点专项2018年度项目申报指南建议/strong/span/pp　　为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》、《中国制造2025》和《关于加快推进生态文明建设的意见》等提出的任务，国家重点研发计划启动实施“重大科学仪器设备开发”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署，现提出2018年度项目指南建议。/pp　　本重点专项总目标：紧扣我国科技创新、经济社会发展对科学仪器设备的重大需求，充分考虑我国现有基础和能力，在继承和发展“十二五”国家重大科学仪器设备开发专项成果的基础上，坚持政府引导、企业主导，立足当前、着眼长远，整体推进、重点突破的原则，以关键核心技术和部件的自主研发为突破口，聚焦高端通用科学仪器设备和专业重大科学仪器设备的仪器开发、应用开发、工程化开发和产业化开发，带动科学仪器系统集成创新，有效提升我国科学仪器设备行业整体创新水平与自我装备能力。通过本专项的实施，构建“仪器原理验证→关键技术研发(软硬件)→系统集成→应用示范→产业化”的国家科学仪器开发链条，完善产学研用融合、协同创新发展的成果转化与合作模式，激发行业、企业活力和创造力。强化技术创新和产品可靠性、稳定性实验，引入重要用户应用示范、拓展产品应用领域，大幅提升我国科学仪器行业可持续发展能力和核心竞争力。/pp　　本专项充分利用国家科技计划(专项、基金)或其他渠道，已取得的相关检测原理、方法、技术或科研装置，开展系统集成、应用开发和工程化开发，形成具有自主知识产权、“皮实耐用”和功能丰富的重大科学仪器设备产品，并服务科学研究和经济社会发展。本专项按照全链条部署、一体化实施的原则，共设置了关键核心部件、高端通用科学仪器和专业重大科学仪器3个任务方向。专项实施周期为5年(2016-2020年)。/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong1.核心关键部件开发与应用/strong/span/pp　　共性考核指标：目标产品应通过可靠性测试和第三方异地测试，技术就绪度达到9级 至少应用于2类仪器 明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量 形成批量生产能力，明确项目验收时销售数量和销售额。/pp　　strong1.1 X射线菲涅耳透镜/strong/pp　　研究目标：开发X射线菲涅耳透镜，突破纳米尺度微结构的高深宽比加工技术难题，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在同步辐射、显微CT、软X射线成像等仪器中的应用。/pp　　考核指标：最外环宽度≤25nm@500eV，环高≥200nm@500eV 最外环宽度≤40nm@9keV，环高≥700nm@9keV，衍射效率≥1%@9keV X射线聚焦≤60nm 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong1.2 S波段高功率速调管/strong/pp　　研究目标：开发S波段高功率速调管，突破高压电子枪、高功率容量输出窗口技术，解决速调管工作稳定性难题，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在高能对撞机、同步辐射光源、自由电子激光装置、辐射成像装置、辐照加速器等仪器装置中的应用。/pp　　考核指标：中心频率2998MHz，带宽2MHz，最大输出功率≥50MW，脉冲宽度2μs，脉冲重复频率≥50Hz，效率≥45%，增益≥50dB 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong1.3 太赫兹倍频器/strong/pp　　研究目标：开发太赫兹倍频器，突破太赫兹倍频电路设计与精密制造技术，采用国产倍频芯片，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在太赫兹信号发生器、太赫兹矢量网络分析仪、太赫兹安全检测仪、太赫兹成像仪等仪器中的应用。/pp　　考核指标：3倍频输出频率范围0.325THz~0.5THz，最大输出功率≥-10dBm，倍频损耗≤20dB 4倍频输出频率范围0.5THz~0.75THz，最大输出功率≥-20dBm，倍频损耗≤25dB 4倍频输出频率范围0.75THz~1.1THz，最大输出功率≥-30dBm，倍频损耗≤30dB 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong1.4 通用高精度匀场超导磁体/strong/pp　　研究目标：开发通用高精度匀场超导磁体，突破大口径超导强磁体加工和高精度匀场设计等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在量子振荡检测仪、核磁谱仪、磁致冷和强磁场材料处理装置等仪器中的应用。/pp　　考核指标：磁场强度≥18T，孔径≥60mm，磁场相对不均匀度≤10-4@直径10mm内 磁场不稳定度≤10-5/h 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong1.5 双曲面线性离子阱/strong/pp　　研究内容：开发双曲面线性离子阱，突破双曲线形电极加工和四电极高精度平行绝缘装配等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在离子阱质谱仪、大型离子反应仪等仪器中的应用。/pp　　考核指标：电极长度≥100mm，双曲面电极表面粗糙度Ra≤0.1μm，双曲面线轮廓度≤0.4μm，离子阱综合几何精度≤5μm，质量范围50amu~4000amu，相对质量分辨率≤0.5amu 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong1.6 宽光谱高灵敏电子倍增CCD成像探测器/strong/pp　　研究内容：开发宽光谱高灵敏电子倍增CCD成像探测器，突破高灵敏光生电荷采集结构制备关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在高灵敏度显微镜、微光探测仪、光谱分析仪等仪器中的应用。/pp　　考核指标：波长范围260nm~1000nm，像元数目≥1024× 1024，像元尺寸≤13µ m × 13µ m，倍增增益≥1000，最高信噪比≥45dB，峰值量子效率≥80%，暗电荷≤350e/pixel/s(常温)，最高输出帧频≥10fps 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong1.7 太赫兹混频器/strong/pp　　研究目标：开发太赫兹混频器，突破太赫兹混频电路设计与精密制造等关键技术，采用国产混频芯片，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在太赫兹矢量网络分析仪、太赫兹频谱分析仪、太赫兹安全检测仪、太赫兹成像仪等仪器中的应用。/pp　　考核指标：2次谐波混频频率范围0.325THz~0.5THz，中频频率范围20MHz~300MHz，变频损耗≤17dB 4次谐波混频频率范围0.5THz~0.75THz，中频频率范围20MHz~300MHz，变频损耗≤30dB 4次谐波混频频率范围0.75THz~1.1THz，中频频率范围20MHz~300MHz，变频损耗≤35dB 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong1.8 InGaAs探测器/strong/pp　　研究目标：开发InGaAs探测器，突破单光子信号探测芯片设计制造关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在近红外光谱分析仪、近红外成像仪、光纤光谱分析仪等仪器中的应用。/pp　　考核指标：光谱范围0.9μm ~1.7μm，平均光子探测效率≥20%，暗计数≤3kcps，暗电流≤0.3nA@击穿电压，时间分辨率≤2ns 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong1.9 大面积低剂量X射线平板探测器/strong/pp　　研究目标：开发大面积低剂量X射线平板探测器，突破高速帧率采集、高填充系数大面积探测、高效率低剂量探测等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在工业检测X射线成像仪、医学X射线成像仪等仪器中的应用。/pp　　考核指标：有效探测面积≥30cm× 30cm，像素尺寸≤150µ m，最高帧频120fps，最低成像剂量≤5nGy，量子检测效率≥75% @20µ Gy，极限分辨率≥3.3Lp/mm 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong1.10 高分辨耐辐照硅探测器/strong/pp　　研究目标:开发高分辨率耐辐照硅探测器，突破离子注入与表面钝化等关键技术，开展工程化开发、应用示范与产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在X射线衍射仪、高能粒子谱仪和X射线成像谱仪等仪器中的应用。/pp　　考核指标：探测面积≥5cm× 5cm，位置分辨率≤100μm，漏电流密度≤2nA/cm2@耗尽电压，探测器工作电压≥600V，抗辐照指标≥1× 1015nep/cm2 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong1.11 高精度高空多参数监测传感器/strong/pp　　研究目标：开发高精度高空温度、湿度、气压和风速监测传感器，突破温度漂移抑制和高空环境适应性等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在探空仪、灾害天气预警系统等仪器中的应用。/pp　　考核指标：温度测量范围-90° C~+50° C，温度测量误差≤0.3° C 相对湿度测量范围0~100%RH，相对湿度测量误差≤5% 气压测量范围5hPa~1060hPa，气压测量误差≤1hPa 风速测量范围3m/s~30m/s，风速测量误差≤1m/s 功耗≤100mW，传感器响应时间≤140s 平均故障间隔次数≥50次。/pp　　strong1.12 小型化高精度姿态传感器/strong/pp　　研究目标：开发小型化高精度姿态传感器，突破微型化传感器芯片及制造工艺一致性等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在工业机器人导航仪、无人装置姿态性能检测仪和姿态实时校准仪等仪器中的应用。/pp　　考核指标：姿态角测量范围0-360° ，航向姿态精度≤0.07° @60s，俯仰与横滚姿态精度≤0.03° @1σ，传感器体积≤100cm3，重量≤150g，功耗≤1W 平均故障间隔时间≥10000小时。/pp　　strong1.13 飞行安全数据记录器/strong/pp　　研究目标：开发飞行安全数据记录器，突破多通道快速记录、抗恶劣环境、小型化集成等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在机载航电测试系统、极端恶劣环境下飞行器动态参数测试设备等仪器上的应用。/pp　　考核指标：采集通道数≥1000，最高存储速度≥500MB/s，存储容量≥256GB，耐高温烧蚀1200℃@60min 抗冲击强度≥10000g，持续时间5ms 耐海水浸泡≥30天，耐深海压力≥6000m@24h 体积≤2500cm3，重量≤3.5kg 具有视频记录、链路记录、授时、文件索引管理等功能，符合适航认证标准 平均故障间隔时间≥50000小时。/pp　　strong1.14 高分辨率多功能原子探针/strong/pp　　研究目标：开发高分辨率多功能原子探针，突破高耐磨材料制备和纳米尺度结构制备工艺的难题，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在原子力显微镜、磁力显微镜等仪器中的应用。/pp　　考核指标：普通探针尖端曲率半径范围5nm~1μm，深宽比≥5，弹性常数范围0.01N/m~40N/m，加工误差≤± 10% 高分辨探针尖端曲率半径≤5nm，深宽比≥3 磁性探针曲率半径≤30nm 电性探针曲率半径≤30nm 成品率≥90% 使用寿命≥1000幅扫描成像。/pp　　strong1.15 高精度微型压力传感器/strong/pp　　研究目标：开发高精度微型压力传感器，突破多参量协同敏感和低残余应力封装等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在工业流程监控仪、大气数据采集仪、高精度压力控制仪等仪器中的应用。/pp　　考核指标：压力测量范围0~1MPa，测量误差≤0.03%FS，测量分辨率≤0.02%FS，长期稳定性≤± 0.05%FS/年，尺寸≤5mm× 5mm× 5mm，工作温度-40℃~+85℃，过载能力≥2倍FS，抗加速度冲击≤0.05kPa/g 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　strong　1.16 高精度加速度传感器/strong/pp　　研究目标：开发高精度微型加速度传感器，突破温度漂移抑制和工艺一致性等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在航空仪表、微惯性测量单元等领域仪器中的应用。/pp　　考核指标：量程± 50g，分辨率≤5µ g，综合精度≤10µ g，输入轴失准角≤12µ rad，重复性≤4.5× 10-4/年，功耗≤5mW，封装体积≤φ20mm× 12mm,工作温度范围-45° C~+85° C，抗冲击≥250g 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong1.17 阵列式微型超声换能器/strong/pp　　研究目标：开发阵列式微型超声换能器，突破大幅面阵列阵元制备关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在超声成像、流量检测、指纹识别等仪器中的应用。/pp　　考核指标：阵列尺寸≤40mm× 40mm，阵元数量≥64× 64，工作频率范围100kHz~2MHz，空气中声压级≥75dB(20µ Pa/V@1m)，波束宽度≤30° ，机械品质因数≥30 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong1.18 微型风速风向传感器/strong/pp　　研究目标：开发高性能微型风速风向传感器，突破闭环控制和温度漂移抑制等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在风电厂风场检测仪、野外便携式气象检测仪、环境检测仪等仪器中的应用。/pp　　考核指标:风速测量范围0~60m/s，启动风速v≤0.2m/s，风速测量误差± (0.3+0.03v)m/s 风向测量范围0~360° ，风向测量误差± 2° 功耗≤200mW，封装体积≤φ50mm× 50mm 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong1.19 高稳定宽量程电流传感器/strong/pp　　研究目标：开发高稳定宽量程电流传感器，突破大电流高精度检测关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品。实现在核磁共振成像仪、电流标准装置、高精度电能计量装置等仪器中的应用。/pp　　考核指标：电流测量范围0~10000A 100mA量程指标：电流分辨率≤1μAT，线性度≤100ppm，准确度≤200ppm 600A量程指标：电流分辨率≤10μAT，线性度≤1ppm，温度系数≤0.1ppm/K，准确度≤1ppm 10000A量程指标：电流分辨率≤50μAT，线性度≤1ppm，温度系数≤0.1ppm/K，准确度≤2ppm 平均故障间隔时间≥10000小时。/pp　　strong1.20 微型电场传感器/strong/pp　　研究目标：开发高性能微型电场传感器，突破工艺一致性和温度漂移抑制等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在探空仪、静电监测与安全防护系统、雷电预警系统等仪器中的应用。/pp　　考核指标：测量范围± 120kV/m，分辨力≤0.05kV/m，准确度≤5%，功耗≤600mW，封装体积≤φ50mm× 80mm，实现直流、交流电场测量 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong1.21 高精度多通道数据采集器/strong/pp　　研究目标:开发高精度多通道数据采集器，突破高速共享缓存矩阵设计和快速实时信号同步处理等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在质谱仪、噪声分析仪、磁场测试仪、低温物理参数测试仪等仪器中的应用。/pp　　考核指标：通道数≥64(可扩展)，最大采样率≥204.8kHz，非杂散动态范围≥120dB，采样位数≥24bit，最大电压范围± 10V，灵敏度50nV，串扰抑制≥110dB 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　strong　1.22 高速高精度二维扫描微镜/strong/pp　　研究目标：开发高速高精度二维扫描微镜，突破低应力薄膜加工、片上角度检测等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在共聚焦显微镜、3D激光扫描仪、微型激光雷达等仪器中的应用。/pp　　考核指标：工作波段800nm~2500nm，绕快轴扫描角度≥40° ，扫描谐振频率≥25kHz 绕慢轴扫描角度≥60° ，扫描谐振频率≥600Hz，指向性扫描时光线扫描角度≥30° ，指向性偏转步进精度≤2µ rad 抗冲击≥1200g，实现对转角的实时检测 平均故障间隔时间≥10000小时。/pp　　strong1.23 紫外凸面光栅/strong/pp　　研究目标：开发紫外波段闪耀凸面光栅，突破光栅槽形精密刻划关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在紫外超光谱成像仪、紫外多光谱成像仪等仪器中的应用。/pp　　考核指标：工作波长范围250nm~400nm，凸面光栅口径≥55mm，线密度范围500~700线/mm，曲率半径≤150mm，光栅衍射效率≥60% 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong1.24 宽谱段高分辨单色器/strong/pp　　研究目标：开发宽谱段高分辨单色器，突破二维色散自动定位校正关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权，质量稳定可靠的产品，实现在等离子体发射光谱仪、原子吸收光谱仪、拉曼光谱仪、原子荧光光谱仪等仪器上的应用。/pp　　考核指标：波长范围160nm~1000nm，波长误差≤± 0.03nm，波长重复性≤0.005nm，最小光谱带宽≤0.009nm@257.610nm 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong1.25 微型集成扫描光栅微镜/strong/pp　　研究目标：开发微型集成扫描光栅微镜，突破微型扫描光栅设计制造、光学准直与集成等关键技术，开展工程化开发、应用示范与产业化推广，形成具有完全自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在近红外光谱仪、荧光光谱仪、共聚焦显微镜等仪器中的应用。/pp　　考核指标：波长范围800nm~2500nm，镜面面积≥6mm× 6mm，衍射效率≥40%，最高扫描频率≥700Hz，最大扫描角度≥± 7° ，驱动电压≤1.5V 平均故障间隔时间≥10000小时。/pp　　strong1.26 高精度微量加液器/strong/pp　　研究内容：开发高精度微量加液器，突破高精度旋转阀制造、高精度位移及温度控制等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在流动注射分析仪、液相色谱仪、质谱仪、电位滴定仪、固相萃取仪等仪器中的应用。/pp　　考核指标：流量范围2nL/s~5mL/s，准确度≤0.3%，重复精度≤0.2%，最小加液体积≤5nL，加液管容积10µ L~100mL，满足定时加液、定量加液、变流量加液、超微量加液等多种加液需求，满足强酸强碱及多种有机溶剂的使用要求 平均故障间隔时间≥10000小时。/pp　　strong1.27 快速反应分析转化器/strong/pp　　研究目标：开发快速反应分析转化器，突破秒级反应原位驱动与快速捕捉等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现与质谱检测器、红外检测器、热导检测器等的联用。/pp　　考核指标：最高加热温度≥1400℃，温度控制精度≤0.3%，最高反应压力≥5MPa,在线热启动时间≤0.5s,适用的最快反应时间≤1s 平均故障间隔时间≥10000小时。/pp　　strong1.28 长行程精密运动平台/strong/pp　　研究目标：开发长行程精密运动平台，突破高精度复合直线运动机构和超快直线驱动等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在高通量基因测序仪、超分辨显微成像仪、工业快速检测仪等仪器中的应用。/pp　　考核指标：X-Y行程≥150mm，移动速度≥1m/s，Z向跳动幅度≤± 0.4µ m，闭环分辨率≤5nm Z向行程≥20mm，移动速度≥1m/s，X-Y向跳动幅度≤± 0.2µ m，闭环分辨率≤5nm 非线性度≤0.03%，最大负载能力≥10kg 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong1.29 宽频带同轴步进衰减器/strong/pp　　研究目标：开发宽频带同轴步进衰减器，突破弹性件热处理与表面处理工艺、精密微组装、电磁控制等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在矢量网络分析仪、信号源、频谱分析仪等仪器中的应用。/pp　　考核指标：频率范围DC~26.5GHz：最大衰减量90dB，步进量10dB，驻波比≤1.5，插入损耗≤1.8dB，寿命≥500万次 频率范围DC~50GHz：最大衰减量60dB，步进量10dB，驻波比≤1.6，插入损耗≤2.5dB,寿命≥200万次 频率范围DC~67GHz：最大衰减量50dB，步进量10dB，驻波比≤1.7，插入损耗≤3.0dB,寿命≥100万次。/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong2. 高端通用仪器工程化及应用开发/strong/span/pp　　共性考核指标：目标产品应通过可靠性测试和第三方异地测试，技术就绪度不低于8级 至少应用于2个领域或行业 明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量 形成批量生产能力，明确项目验收时销售数量和销售额。/pp　　strong2.1 高精度光热电位分析仪/strong/pp　　研究目标：针对石化、材料、能源、食品、药品、环保等行业化学成分分析需求，突破光度法、热分析法与电位法综合分析和高精度高通量滴定等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的高精度光热电位分析仪，开发相关软件和数据库，实现对物质中离子或基团的含量检测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：光度分析：光谱范围≥400nm~700nm，波长准确度≤± 1nm，吸光度精度≤0.001Abs 热分析：温度范围-10℃~60℃，分辨率≤10-4℃，准确度≤10-3℃，响应速度≤0.3s 电位分析：测量范围± 2400mV，稳定性± 0.03mV，分辨率≤0.01mV 滴定通道数≥4，馈液精度≤1/80000滴定管体积 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　strong　2.2 气相分子吸收光谱仪/strong/pp　　研究目标：针对食品、环保等行业多种形态氮和硫的检测需求，突破高效连续反应气化分离、高信噪比检测等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的气相分子吸收光谱仪，开发相关软件和数据库，实现多种形态氮和硫的自动高效检测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：波长范围190nm~400nm，波长重复性≤± 0.2nm，基线稳定性≤± 0.0002Abs/30min，单个样品气化和测量时间≤3min，测量精度≤3% 平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　strong2.3 高精度光声光谱检测仪/strong/pp　　研究目标：针对电力、核能、石油化工等行业化学成分检测需求，突破光声光谱分析、微弱信号提取与识别等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的高精度光声光谱检测仪，开发相关软件和数据库，实现电力设备、石油化工设备等行业气体化学成分的在线监测和离线检测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：光声光谱范围3μm~14μm，光声光谱带宽≤150nm，光功率≥10W，声探测灵敏度≥15mV/Pa CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6的检测限≤0.1μL/L，C2H2检测限≤0.05μL/L，H2检测限≤2μL/L，SO2F2和CF4检测限≤1.0μL/L，SO2、H2S、COS检测限≤10.0μL/L，上述气体最高检测浓度≥2000μL/L 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong2.4 高灵敏紫外成像仪/strong/pp　　研究目标：针对电力和铁路等行业安全运行的电晕放电检测需求，突破高灵敏紫外探测、精准图像融合处理、图像补偿与校正等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的高灵敏紫外成像仪，开发相关软件和数据库，实现日盲条件下高压设备放电位置定位和强度检测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：紫外波长范围240nm~280nm，灵敏度≤3× 10-18W/cm2，电晕探测灵敏度≤2PC@8m 可见光波长范围400nm~780nm，灵敏度≤1Lux 具备自动聚焦及增益功能,聚焦范围2m~无穷远 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong2.5 高速激光共聚焦拉曼光谱成像仪/strong/pp　　研究目标：针对物理化学、生物医学、材料工程等领域微区物质化学结构空间分布探测与分析的需求，突破低波数、高分辨、高速光谱成像关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、关键部件国产化的高速激光共聚焦拉曼光谱成像仪，实现激光拉曼光谱远场扫描探测与光谱成像。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：探测光谱范围200nm~1000nm，激发波长覆盖紫外到近红外三个以上波段，拉曼光谱探测分辨率≤0.7cm-1，低波数≤50cm-1 图像横向分辨率≤200nm，轴向分辨率≤500nm，样品轴向定焦分辨率≤10nm，成像时间≤10min@1024× 1024 平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　strong2.6 磁共振脑图谱测量仪/strong/pp　　研究目标：针对脑活动无创高精度测量的需求，突破高磁场能量密度下脑图谱精细绘制等关键技术，研制具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的核磁共振脑图谱测量仪，开发相关软件和数据库，实现脑功能图像获取、建模和频谱分析。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：主磁体磁场强度≥3T，孔径≤50cm，最低冷头温度≤20K，磁体最短长度≤1.4m，梯度切换率≥200mT/(m· ms-1) 脑图谱重建速度≥8000帧/s，脑图谱视野范围≥120° ，触觉脑图谱绘制分辨率≤1mm，可绘制视觉脑功能区≥15个，触觉脑功能区≥10个 稳定度≤10ppm@连续工作10小时 平均故障间隔时间≥10000小时。/pp　　strong2.7 有机物主元素分析仪/strong/pp　　研究目标：针对食品、农业、石油化工、地矿等行业对有机化合物中碳、氢、氮、硫、氧元素分析的需求，突破有机物快速分解、高精度检测等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的有机物主元素分析仪，开发相关软件和数据库，实现对有机物的碳、氢、氮、硫、氧元素高精度定量分析。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：C、H、N、S元素检测限≤30ppm，C、H、N、S元素测量重复性≤0.4% O元素检测限≤2ppm，O元素测量重复性≤0.2% 系统进样量0.05mg~1g 具有全自动进样功能 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong2.8 高速网络协议与安全检测仪/strong/pp　　研究目标：针对高速数据通信及数据中心网络设备研发与运行监测需求，突破高速数字传输速率全线速测试、全协议多参数跨层分析、攻击特征提取及攻击库构建等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的高速网络协议与安全测试仪，开发相关软件和数据库，实现高速通信网络及设备2~7层协议与安全威胁检测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：测量端口线速覆盖100Mbps~100Gbps 发送流数据量≥1024个，接收流数据量≥2048个 单卡新建TCP连接数≥80万个/s，在线TCP连接数≥1600万个/s 攻击检测2000种 具有路由协议、接入协议、交换协议、城域网协议、数据中心协议以及应用层协议仿真测试能力 具备应用层回放、定时及时间同步、网络安全威胁检测、RFC2544测试等功能 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　strong2.9 材料高温高频力学性能原位测试仪/strong/pp　　研究目标：针对航空、航天和核工业等领域材料在高温高频载荷作用下性能测试需求，突破高温高频复杂载荷下材料力学性能测试、微观力学性能表征等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的材料高温高频力学性能原位测试仪，开发相关软件和数据库，实现高温环境复杂载荷作用下材料拉伸、弯曲、高频疲劳等静态和动态力学性能原位测量。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：静态拉伸载荷0~25kN，分辨率≤2N，准确度± 1%，变形测量范围0~100mm，分辨率≤10μm，准确度± 2% 静态弯曲载荷0~10kN，分辨率≤1N，准确度± 1%，变形测量范围0~50mm，分辨率≤5μm，准确度± 2% 高频疲劳交变载荷0~10kN，交变载荷频率≥20kHz 温度加载范围-20℃~1100℃，温控误差± 5℃ 成像放大倍数500倍~1000倍，应变测量范围100με~10ε 平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　strong2.10 微纳结构动态特性测试仪/strong/pp　　研究目标：针对微纳结构与MEMS器件动态特性测试的需求，突破高信噪比时空调制和自动调焦等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的微纳结构动态特性测试仪，开发相关软件和数据库，实现微纳结构与MEMS器件的振动频率、模式模态等特性测量分析以及典型缺陷识别。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：振动频率范围300Hz~24MHz，相对频率分辨率≤0.5%，振动位移分辨率≤1nm，速度分辨率≤1mm/s 平台扫描范围≥5mm× 5mm，分辨率≤1mm 缺陷识别准确率≥90%，具有振动模式模态分析功能 平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　strong2.11 大型复杂结构件力学性能检测仪/strong/pp　　研究目标：针对大型曲轴锻件、大型齿轮、大型叶片等核心关键部件制造行业的质量控制需求，突破复杂构件力学性能定量无损检测关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的大型结构件力学性能检测仪，开发相关软件和数据库，实现大型复杂结构件多项力学性能检测与扫查成像。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：检测深度0~10mm，检测横向分辨率0.5mm× 0.5mm 屈服强度相对误差± 10%，残余应力误差± 15MPa，硬度及硬化层深度相对误差± 5% 自动化检测参数：最高速度40次/s，重复定位精度0.1mm 平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　strong2.12 太赫兹三维层析成像仪/strong/pp　　研究目标：针对复合材料三维形貌与内部缺陷检测的需求，突破太赫兹高分辨率成像、大景深自适应聚焦、图像信息融合与解译等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的太赫兹三维层析成像仪，开发相关软件和数据库，实现材料表面形貌以及内部缺陷的三维无损检测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：中心频率≥0.5THz，调制时间≤10µ s@90GHz，成像景深≥50cm，成像时间≤5s@50cm× 50cm，穿透深度≥10cm@碳纤维材料，成像分辨率≤0.3mm× 0.3mm× 1.5mm 平均故障间隔时间≥4000小时。/pp　　strong2.13 差分高能电子衍射仪/strong/pp　　研究目标：针对薄膜、异质结、超晶格人工结构制备工艺过程中的测试需求，突破宽气压高能衍射电子枪和衍射电子气体散射干扰抑制等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的差分高能电子衍射仪，开发相关软件和数据库，实现宽气压范围晶体取向和原子位置等原位实时测试。开展工程化开发、应用示范和产业化应用。/pp　　考核指标：能量范围15keV~35keV，束流50μA~100μA，束斑直径50μm~80μm，纹波系数0.05%，束流稳定度系数0.15%/℃，工作气压范围1× 10-8Pa-100Pa，一次实验采集图像≥50幅，自动焦距调整响应时间≤5秒，观测强度震荡≥50个周期 平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　strong2.14 固态量子材料自旋信息测量仪/strong/pp　　研究目标：针对量子计算、量子传感器件所用核心关键材料量子自旋信息测量及表征需求，突破量子探针制备、量子自旋态空间形貌表征、自旋态时空信息解耦等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的固态量子材料自旋信息测量仪，开发相关软件和数据库，实现室温环境下固态量子材料自旋信息的高精度测量。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：样品尺寸1nm~20μm，自旋保持时间≥100µ s，时间分辨率≤50ps 自旋空间测量范围0.1nm~2μm 自旋空间横向分辨率≤0.1nm，纵向分辨率≤0.01nm 自旋间力测量范围0.2nN~5nN，分辨率≤0.2nN 平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　strong2.15 低场量子电阻测量仪/strong/pp　　研究目标:针对电阻高准确度校准的需要，突破低场量子电阻测量和计量传递等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的低场量子电阻测量仪，开发相关软件和数据库，实现低磁场、无需补充液氦低温条件下可移动和不间断运行的高准确度电阻测量。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：测量范围1Ω~10kΩ，低磁场量子电阻不确定度≤1× 10-8，高准确度电阻传递装置不确定度≤1× 10-8，可移动式基准级低场量子电阻测量系统的整体不确定度≤2× 10-8，所需超导磁体磁感应强度≤6T，低温装置温度范围4.2K~10K 平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　strong2.16 高精度三维螺纹综合测量仪/strong/pp　　研究目标：针对先进制造领域螺纹几何参数的综合性检测需求，突破内外螺纹三维扫描高精度测头和三维参数高效重构关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的高精度三维螺纹综合测量仪，开发相关软件和数据库，实现螺纹全参数的三维自动扫描检测。开展工程化开发、应用示范和实现产业化。/pp　　考核指标：三维旋转扫描测量范围：外螺纹1mm~400mm，内螺纹3mm~400mm，分辨率≤0.01μm，径测量精度± (4.0+L/200)μm，螺距测量精度± (0.9+L/200)μm，牙侧角测量精度± 0.03° ，空间坐标测量精度± (1.5+L/200)μm 具有表面缺陷自动识别、三维模拟装配功能，数据库覆盖国内外螺纹量规标准和紧固件标准140份以上，溯源校准仪器的计量标准器1套，平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong3. 专业重大科学仪器开发及应用示范/strong/span/pp　　共性考核指标：目标产品应通过可靠性测试和第三方异地测试，技术就绪度不低于8级 至少应用于2个领域或行业 明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量 形成批量生产能力，明确项目验收时销售数量和销售额。/pp　　strong3.1 钢材超声在线自动探伤仪/strong/pp　　研究目标：针对钢质板材、管材和棒材制备过程中在线自动检测与探伤需求，突破多通道非接触式超声在线自动检测及高本底噪声下信号有效获取等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的钢材超声在线自动探伤仪，开发相关软件和数据库，实现钢材缺陷的自动检测与报警。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：钢板检测厚度6mm~100mm，钢板检测宽度1m~6m，钢板检测精度φ3mm平底孔和0.5mm× 10mm纵向裂纹，钢板检测线速度≥60m/min，钢板检测误报率≤2%，钢板检测漏报率≤1% 管材检测精度20mm× 1mm× 5%壁厚的内外刻槽，管材检测线速度≥50m/min 棒材检测精度φ2.0mm平底孔@距表面225mm以内，棒材检测线速度≥30m/min 平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　strong3.2 水下综合无损检测仪/strong/pp　　研究内容：针对核电、海洋资源开采、船舶等水环境下关键部件的无损检测需求，突破水下零重力综合无损检测及缺陷定量评估等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的水下综合无损检测仪，实现水环境下关键部件损伤的超声、射线和涡流综合检测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：超声检测：通道数≥32，工作频率范围0.2MHz~25MHz，检测厚度≥65mm，灵敏度≤10mm× 0.2mm× 3mm裂纹 射线检测：检测厚度≥65mm,灵敏度≤φ1.25mm体积性缺陷 涡流检测：通道数≥640，灵敏度≤5mm× 0.2mm× 1mm裂纹 水下重复定位精度≤2mm 平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　strong3.3 机载地下矿产与水资源探测仪/strong/pp　　研究目标：针对地下矿产与水资源等快速探查需求，突破地下矿产和水资源非接触大范围快速探测等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的机载地下矿产与水资源探测仪，开发相关数据处理与反演解释软件，实现陆地地下资源和人工目标体的高效大范围探测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：最大探地深度≥500m 横向分辨率≤10m 探测深度分辨率≤10m(100m深度以内) 可探测异常体时间常数≤50μs(可探测金属矿、地下水、地热等资源分布) 可探测地质断裂和构造的空间分布和走向 软件具备三维电性结构成像、地质断层和构造分布实时成像与显示功能 平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　strong3.4 自组网海洋环境多参数测量仪/strong/pp　　研究目标：针对近远海区域海底地形地貌全时域测绘需求，突破测绘航行智能同步控制、自主避障航行、多艇协同管理等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的自组网多参数海洋环境地形测量仪，开发相关软件和数据库，实现海底地形地貌和海流剖面高精度动态检测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：海底地形测量：工作频率≥170Hz时，斜距量程≥500m，斜距量程分辨率≤2cm 海流剖面测量：工作频率≥600kHz，量程≥70m，水流速度测量准确度≤水流速度0.3%± 0.3cm/s，流速测量分辨率≤0.1cm/s 实现超视距无人自主航行测量功能，远程作业和控制距离≥30km 具备测绘和导航同步控制、测绘数据实时自动三维拼接、自组网等功能 平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　strong3.5 深地地质结构成像探测仪/strong/pp　　研究目标：针对深部矿产和油气资源探查、重大地质灾害监测等需求，突破勘探深度有限、检测灵敏度低、背景干扰复杂、异常信号识别和提取难等关键问题，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的深地地质结构成像探测仪，开发相关数据处理与反演解释软件，实现地下深部资源探测与地质灾害监测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：最大探地深度≥3000m，地面横向分辨率≤10m 探测目标X-Y方向尺寸误差≤5m@1km× 1km× 1km，Z方向尺寸误差≤10m@1km× 1km× 1km，位置定位误差≤1m 自组织网络数据质量监控，联合定性及定量反演 平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　strong3.6 材料高温环境电磁特性测试仪/strong/pp　　研究目标：针对航空和航天设备高温环境条件下材料电磁特性测试评估，以及电子设备材料电磁参数的测试需求，突破宽频宽温测试夹具设计制造与校准标定、超宽带激励信号发生与响应信号分析等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的材料高温环境电磁特性测试仪，开发相关软件和数据库，实现常温和高温环境电磁材料的复介电常数和复磁导率等参量的高精度测试。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：频率范围：100kHz~110GHz 动态范围：120dB(40GHz以内)、110dB(50GHz以内)、90dB(110GHz以内) 工作温度范围：20℃~1000℃ 相对介电常数测试范围1~100，测试准确度± 5% 相对磁导率测试范围0.6~10，测试准确度± 5% 测量方法：同轴传输线法、波导传输线法、谐振腔法、自由空间法、探头法等 可测材料形态：块状、薄膜、粉末、液体等 平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　strong3.7 空间电离层环境层析成像测量仪/strong/pp　　研究目标：针对空间天气监测预警、地震前兆预警、空间科学研究对空间电离层大范围、不间断、高精度测量需求，突破空间电离层反射、折射和闪烁效应检测、电离层参数实时监测与成像反演等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的空间电离层环境层析成像测量仪，开发相关软件和数据库，实现对电离层总电子含量和电子密度、电离层闪烁等参数的精确测量。开展工程化开发，应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：绝对总电子含量：测量范围0~300TECU，测量精度≤3TECU 相对总电子含量：测量范围0~300TECU，测量精度≤0.03TECU 电子密度：测量范围106个电子/m3~1013个电子/m3，相对测量误差≤15% 闪烁指数：测量范围0~1.5 测量误差≤0.1 测量高度范围60km~1000km 具备电离层不均匀体参数反演功能 平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　strong3.8 气液两相流参数测量仪/strong/pp　　研究目标：针对能源、化工等领域对气液两相流的分析测量需求，突破探测器设计制备、高压防水密封、多相流层析成像等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的气液两相流参数测量仪，开发相关软件和数据库，实现多相混合物的体积流量、质量流量的连续实时检测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：含气率测量范围0~100%，气相测量最大流量≥1万m3/h，气相测量精度≤± 2%Rel 液相最大流量≥200m3/h，液相测量精度≤5%FS 最大工作压强≥100MPa，空间分辨率≤2mm 平均故障间隔时间≥10000小时。/pp　　strong3.9 全自动核酸单分子检测分析仪/strong/pp　　研究目标：针对低丰度核酸样本定量检测、稀有突变检测和核酸标准物质标定的需求，突破生物样本低丰度核酸富集、大规模微液滴生成、原位痕量核酸并行扩增、高速荧光检测等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的全自动核酸单分子检测分析仪，开发相关软件和数据库，实现靶基因单分子检测和变异分析。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：光谱范围420nm~740nm，图像动态范围≥10bit，动态范围≥5log，检测误差≤5%，突变检测灵敏度≤0.001%，微液滴数量≥5万，多重靶基因检测数量≥6 全自动检测通量48/96可选 平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　strong3.10 海洋物性参数监测仪/strong/pp　　研究目标：针对深海探测与海洋气候多物理参数检测需求，突破海洋多参数测量、补偿解算、多参量数据融合等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的海洋物性参数监测仪，开发相关软件和数据库，实现温度、压力、湿度、风场、雨量和太阳辐射等参量的高精度检测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：深海测量：深度测量范围0~1000m，精度≤± 2% FS 电导率测量范围0.2~65 mS/cm，精度≤± 0.05 mS/cm 水温测量精度≤± 0.05℃ 流速分辨力≤1.5cm/s。气候监测：气压测量误差≤± 0.2%FS 湿度测量范围0~100%RH，精度≤± 2% 风速测量范围0~70m/s，精度≤0.5m/s 风向测量范围0~360° ，精度≤± 3° 雨量测量范围0~15mm/min，精度≤0.5mm/min 太阳辐射测量范围0~2500W/m2，精度≤1.5%FS 气温测量精度≤0.1℃。平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　strong3.11 大型设施挠度非接触测量仪/strong/pp　　研究目标：针对桥梁、高塔、隧道、起重机械等大型设施健康监测、安全性评估及寿命预测的需求，突破三维图像获取、低质量图像高分辨分析、快速自标定等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的大型设施挠度非接触测量仪，开发相关软件和数据库，实现多点动静态三维挠度实时非接触测量及安全性评估分析。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：测量区域范围(FOV)0.1m~500m，挠度测量分辨率(1/100000)FOV，工作距离1m~500m，挠度测量精度≤± 0.02mm (≤10m)、≤± 1mm (≤100m)、≤± 10mm (≤500m)，挠度测量采样频率≥300Hz 具备自动标定、实时输出、超限预警和安全评估等功能 平均故障间隔时间≥3000小时。/pp　　strong3.12 宽频带高性能电磁信息安全测试仪/strong/pp　　研究目标：针对电磁空间安全测试、重大活动和核心要害部位电磁信息安全测评、电子信息设备电磁泄漏信号测试等领域的测试需求，突破电磁泄露信息高灵敏探测、异常信号跟踪监测与特征提取、信息还原与安全评估等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的宽频带高性能电磁信息安全测试仪，开发相关软件和数据库，实现电磁信息安全评估、电磁信息泄漏检测和窃听装置探测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。/pp　　考核指标：频率范围9kHz~67GHz，分析带宽≥500MHz，测试灵敏度≤-165dBm，扫描速度≥10GHz/s，相位噪声≤-127dBc/Hz@(载波1GHz，频偏10kHz)，镜频抑制≥70dB 具备全景、频率、存储扫描等测试模式 平均故障间隔时间≥5000小时。/pp　　电子邮箱：/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/defaf678-513f-46e8-9016-4d015dc68946.jpg" title="2017-05-23_215114.jpg"//pp　　附件：/pp style="line-height: 16px "　　img src="/admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif"/a href="http://img1.17img.cn/17img/files/201705/ueattachment/1f860970-1c1f-4655-836c-ddd1ce17a8d3.doc"附件1：“煤炭清洁高效利用和新型节能技术”重点专项2018年度项目申报指南建议.doc/a/pp style="line-height: 16px "　　img src="/admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif"/a href="http://img1.17img.cn/17img/files/201705/ueattachment/925915a0-7a22-40ec-8a1a-c81f5719fdee.doc"附件2：“智能电网技术与装备”重点专项2018年度项目申报指南建议.doc/a/pp style="line-height: 16px "　　img src="/admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif"/a href="http://img1.17img.cn/17img/files/201705/ueattachment/1ce02cbb-2f21-46e8-be60-532e30dd39e6.doc"附件3：“新能源汽车”重点专项2018年度项目申报指南建议.doc/a/pp style="line-height: 16px "　　img src="/admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif"/a href="http://img1.17img.cn/17img/files/201705/ueattachment/c556e0e1-1b8f-4e92-adc8-d1295bc0c419.doc"附件4：“先进轨道交通”重点专项2018年度项目申报指南建议.doc/a/pp style="line-height: 16px "　　img src="/admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif"/a href="http://img1.17img.cn/17img/files/201705/ueattachment/4caa0d20-67fb-4b63-90ed-290210b65352.doc"附件5：“地球观测与导航”重点专项2018年度项目申报指南建议.doc/a/pp style="line-height: 16px "　　img src="/admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif"/a href="http://img1.17img.cn/17img/files/201705/ueattachment/494d991d-b86a-4e71-8517-f829db4120ee.doc"附件6：“增材制造与激光制造”重点专项2018年度项目申报指南建议.doc/a/pp style="line-height: 16px "　　img src="/admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif"/a href="http://img1.17img.cn/17img/files/201705/ueattachment/f7227514-6f2f-4928-87e2-4acd6ef44370.doc"附件7：“重大科学仪器设备开发”重点专项2018年度项目申报指南建议.doc/a/pp style="line-height: 16px "　　img src="/admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif"/a href="http://img1.17img.cn/17img/files/201705/ueattachment/7442a189-2f51-4a85-b489-00c4f3bf02d5.doc"附件8：“材料基因工程关键技术与支撑平台”重点专项2018年度项目申报指南建议.doc/a/pp style="line-height: 16px "　　a href="http://img1.17img.cn/17img/files/201705/ueattachment/19a7e427-b389-4cf6-bea3-d1eb788bccec.doc"附件9：“战略性先进电子材料”重点专项2018年度项目申报指南建议.doc/a/ppbr//p

中国科学技术大学郭光灿院士团队在基于里德堡原子的无线传感上取得新进展。团队史保森、丁冬生课题组实现一种基于里德堡原子的微波频率梳谱仪，在宽带微波的探测领域具有应用前景。相关成果日前发表于《应用物理评论》。 微波测量在通信、导航、雷达、以及天文探测领域发挥重要作用。里德堡原子具有较大电偶极矩，可以对微弱电场产生很强的响应，因此可以用里德堡原子作为微波传感器。近年来，里德堡原子传感研究取得重要进展，但仍存在一些亟待解决的问题，比如目前可以实时接收的信号频率范围（瞬时带宽）受限于读出稳态信号的时间，通常只有几兆赫，严重影响该体系的实用化进程。 此次研究中，研究团队基于室温铯原子体系，利用里德堡原子对微波的混频响应性质，将微波频率梳信号设置为本振信号，演示了基于里德堡微波频率梳谱仪的微波绝对频率测量方案。 相比于之前系统瞬时带宽，目前可实现的实时响应范围（125兆赫）提高了数倍，并且还有进一步提升的空间。此外，通过利用不同主量子数的里德堡态，系统实现了对不同中心频率下具有1千赫兹调制带宽信号的接收。 该工作的创新之处在于利用微波频率梳谱仪拓宽了里德堡原子对微波信号的响应范围，一定程度上弥补里德堡原子在微波探测中瞬时带宽窄的不足，实现在更宽范围内对信号的绝对频率测量，可以充分发挥里德堡原子对微波的大响应带宽和高灵敏度的特性。此外，该方法也可有效接收相位信息，有望应用于微波通信和测量等领域。 中科院量子信息重点实验室博士研究生张力华为论文第一作者，丁冬生教授、史保森教授为论文的共同通讯作者。

国家“十四五”研发计划已明确将大力支持第三代半导体产业的发展，氮化镓等第三代半导体材料也是支持新基建的核心材料，呈现巨大的潜在市场。目前氮化镓的应用市场分布于LED照明、激光器与探测器方向、5G射频和功率器件等。与国外领先企业相比，国内企业在技术积累上有着较大的差距，但国内企业之间的差距并不明显。通过调研国内18家氮化镓头部企业的研发投入，希望帮助行业人士通过本文了解目前氮化镓上市企业的研发费用情况。综合来看，氮化镓相关企业每年的研发费用最低在千万级，最高高达近30亿元；研发投入相对于营业收入占比，最低在3%以上，最高高达近26%。2020年国内氮化镓相关上市企业研发投入企业名称研发费用/元（单位：RMB）闻泰科技28.02亿三安光电9.3亿安克创新5.68亿华润微5.67亿士兰微4.86亿和而泰2.53亿赛微电子1.96亿华灿光电1.53亿亚光科技1.47亿奥海科技1.44亿易事特1.36亿国星光电1.34亿扬杰科技1.32亿乾照光电9086万捷捷微电7439万京泉华6505万聚灿光电6133万台基股份1283万各家企业简介及2020年研发投入情况如下：1.闻泰科技闻泰科技全资子公司安世半导体是全球知名的半导体IDM公司，总部位于荷兰奈梅亨，产品组合包括二极管、双极性晶体管、模拟和逻辑IC、ESD保护器件、MOSFET器件以及氮化镓场效应晶体管(GaN FET)。在与国际半导体巨头的竞争中，安世在各个细分领域均处于全球领先，其中二极管和晶体管出货量全球第一、逻辑芯片全球第二、ESD保护器件全球第一、功率器件全球第九。安世半导体第三代半导体氮化镓功率器件(GaN FET)广泛应用于电动汽车、数据中心、电信设备、工业自动化和高端电源，特别是在插电式混合动力汽车或纯电动汽车中。目前650V氮化镓（GaN）技术已经通过车规级测试。 2020年闻泰科技研发投入约28.02亿，研发投入总额占营业收入的5.42%。 2.三安光电三安光电主要从事化合物半导体材料与器件的研发与应用，以砷化物、氮化物、磷化物及碳化硅等化合物半导体新材料所涉及的外延片、芯片为核心主业。其中所生产的GaN光电器件——LED、光伏电池应用于照明、显示、背光、农业、医疗、光伏发电等领域；GaN微波射频器件——功率放大器、滤波器、低噪声放大器、射频开关器、混频器、振荡器、单片微波集成电路等应用于移动通信设备和基站、WiFi/蓝牙模组、卫星通信、CATV等；GaN电子电力器件——肖特基势垒二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、氮化镓场效应晶体管等应用于消费电源快速充电器、家用电器、新能源汽车、不间断电源、光伏/风能电站、智能电网、高速铁路等领域。2020年三安光电研发投入约9.3亿，研发投入总额占营业收入的11%。3.安克创新安克创新主要从事自有品牌的移动设备配件、智能硬件等消费电子产品的自主研发、设计和销售，是全球消费电子行业知名品牌商，产品主要有充电类、无线音频类、智能创新类三大系列。基于持续和巨大的研发投入，公司在各个产品领域形成了丰富且深入的技术积累，如将GaN（氮化镓半导体材料）材料应用在移动电源等相关产品中，在较大程度提高移动电源充电效率的同时降低了产品体积。2020年安克创新研发投入约5.68亿元，研发投入总额占营业收入的6.07%。4.华润微电子华润微电子是中国领先的拥有芯片设计、晶圆制造、封装测试等全产业链一体化经营能力的半导体企业，产品聚焦于功率半导体、智能传感器与智能控制领域，目前公司主营业务可分为产品与方案、制造与服务两大业务板块。公司产品与方案业务板块聚焦于功率半导体、智能传感器与智能控制领域。公司制造与服务业务主要提供半导体开放式晶圆制造、封装测试等服务。此外，公司还提供掩模制造服务。目前在研项目“硅基氮化镓功率器件设计及工艺技术研发”预计总投资规模约2.44亿元，目标完成650V硅基氮化镓器件的研发，建立相应的材料生产、产品设计、晶圆制作和封装测试能力，并应用于智能手机充电器、电动汽车充电器、电脑适配器等领域，达到领先水平。至2020年，该项目累计投入金额约3746亿元，目前自主开发的第一代650V硅基氮化镓Cascode器件静态参数达到国外对标样品水平，产出工程样品，可靠性考核通过。2020年华润微电子研发投入约5.67亿元，研发投入总额占营业收入的8.11%。5.士兰微电子士兰微电子主要产品包括集成电路、半导体分立器件、LED（发光二极管）产品等三大类。经过二十多年的发展，公司已经从一家纯芯片设计公司发展成为目前国内为数不多的以IDM模式（设计与制造一体化）为主要发展模式的综合型半导体产品公司。公司属于半导体行业,公司被国家发展和改革委员会、工业和信息化部等国家部委认定为“国家规划布局内重点软件和集成电路设计企业”，陆续承担了国家科技重大专项“01专项”和“02专项”多个科研专项课题。2020年，公司的硅上GaN化合物功率半导体器件在持续研发中,并获“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”专项约1495万元补助。2020年士兰微电子研发投入约4.86亿元，研发投入总额占营业收入的11.34%。 6.和而泰深圳和而泰子公司铖昌科技主营业务为微波毫米波射频芯片的设计研发、生产和销售。铖昌科技在芯片行业拥有核心技术的自主研发能力，公司产品质量达到了服务于航天、航空的水准。铖昌科技主要产品包括GaN功率放大器芯片、低噪声放大器芯片模拟波束赋形芯片、数控移相器芯片、数控衰减器芯片等，产品应用于我国卫星遥感、卫星导航和通信等领域。2020年深圳和而泰研发投入约2.53亿元，研发投入总额占营业收入的5.41%。7.赛微电子赛微电子现有GaN业务包括外延材料和器件设计两个环节，其中GaN外延材料业务是基于自主掌握的工艺诀窍，根据既定技术参数或客户指定参数，通过MOCVD设备生长并对外销售6-8英寸GaN外延材料。2020年赛微电子研发投入约1.96亿元，研发投入总额占营业收入的25.54%。8.华灿光电华灿光电是全球领先的LED芯片及先进半导体解决方案供应商，主要产品为LED芯片、LED外延片、蓝宝石衬底及第三代半导体化合物氮化镓基电力电子器件。华灿光电十五年聚焦氮化镓材料在LED领域的技术研发，并于2020正式进入氮化镓基电力电子器件领域，产品主要面向移动消费电子终端快速充电器、其他电源设备，云计算大数据服务器中心、通信及汽车应用等领域。2020年华灿光电研发投入约1.53亿元，研发投入总额占营业收入的5.78%。9.亚光科技亚光科技集团系由原太阳鸟游艇股份有限公司在收购成都亚光电子股份有限公司基础上改名而来，太阳鸟为国内领先全材质的游艇、商务艇和特种艇系统方案提供商，连续多年公司复合材料船艇产销量行业领先。2017年9月，上市公司太阳鸟以发行股份的方式完成亚光电子97.38%股权的收购，成为国内体量最大的军用微波射频芯片、元器件、组件和微系统上市公司，是我国军用微波集成电路的主要生产定点厂家之一。在核心射频芯片方面，亚光科技大力扩大芯片研发团队规模，形成设计、封装、测试全流程研发生产能力，集中突破砷化镓/氮化镓射频芯片关键技术，在芯片制造领域与国内流片厂深度合作，打造完整的新型半导体射频芯片产业链，在满足自用的基础上，逐渐扩大对外芯片设计、流片、测试和封装的整体芯片设计外包业务；并以5G/6G射频前端芯片和光通讯芯片为突破口，加快民品芯片设计服务拓展。2020年亚光科技研发投入约1.47亿元，研发投入总额占营业收入的8.10%。10.奥海科技奥海科技主要从事充电器等智能终端充储电产品的设计、研发、制造和销售，产品主要应用于智能手机、平板电脑、智能穿戴设备（智能手表等）、智能家居（电视棒/机顶盒、智能插座、路由器、智能摄像头、智能小家电等）、人工智能设备（智能音箱、智能机器人、智能翻译器等）、动力能源、网络能源等领域。在GaN研发项目上，已经布局了30W、45W、65W产品，GaN充电器方面将布局100W、120W充电器。2020年奥海科技研发投入约1.44亿元，研发投入总额占营业收入的4.87%。11.易事特易事特主要从事5G+智慧电源（5G供电、轨道交通供电、智能供配电、特种电源）、智慧城市&大数据（云计算/边缘计算数据中心、IT基础设施）、智慧能源（光伏发电、储能、充电桩、微电网）三大战略板块业务的研发、生产与销售服务，为广大用户提供高端电源装备、数据中心、充电桩、5G供电、储能、轨道交通智能供电系统、光储充一体化系统等产品及能效解决方案。经过三十一年的发展，现已成全球新能源500强和竞争力百强企业，行业首批国家火炬计划重点高新技术企业、国家技术创新示范企业、国家知识产权示范企业。2020年易事特研发投入约1.36亿元，研发投入总额占营业收入的3.26%。12.国星光电国星光电是集研发、设计、生产和销售中高端半导体发光二极管（LED）及其应用产品为一体的国家高新技术企业，主营业务为研发、生产与销售LED器件及组件产品。公司作为国内LED器件封装的龙头企业，涉足电子及LED行业50余年，产品广泛应用于消费类电子产品、家电产品、计算机、通讯、显示及亮化产品、通用照明、车灯、杀菌净化等领域，技术实力领先，产品精益制造，拥有全面的生产和质量管理认证体系。公司主要产品分为器件类产品（包括显示屏用器件产品、白光器件产品、指示器件产品、非视觉器件产品）、组件类产品（包括显示模块与背光源、Mini背光模组）及LED外延片及芯片（包括各种功率及尺寸的外延片、LED芯片产品），业务涵盖LED产业链上、中、下游产品。2020年国星光电研发投入约1.34亿元，研发投入总额占营业收入的4.09%。“硅基AlGaN垂直结构近紫外大功率LED外延、芯片与封装研究及应用”、“晶圆级GaN纳米阵列生长与紫外探测器芯片研制项目”等获得政府补助。13.扬杰科技扬杰科技专业致力于功率半导体芯片及器件制造、集成电路封装测试等中高端领域的产业发展,主营产品为各类电力电子器件芯片、MOSFET、IGBT及碳化硅SBD、碳化硅JBS、大功率模块、小信号二三极管、功率二极管、整流桥等，产品广泛应用于消费类电子、安防、工控、汽车电子、新能源等诸多领域。“900V耐压GaN基垂直结构功率器件研发及产业化项目”获得政府补助。2020年扬杰科技研发投入约1.32亿元，研发投入总额占营业收入的5.01%。14.乾照光电乾照光电一直从事半导体光电产品的研发、生产和销售业务，主要产品为LED外延片、全色系LED和芯片及砷化镓太阳电池外延片及芯片，为LED产业链上游企业。在氮化镓LED方面，随着南昌生产基地一期的满产，公司全面布局普通照明产品、高压产品、灯丝产品、高光效产品、背光产品、倒装产品、Mini/Micro-LED产品，以及显示屏芯片产品。全新一代的Alioth系列照明产品，采用全新的外延结构设计、芯片结构设计和芯片制程工艺，在产品性能上得到大幅度的提升，凭借较高的性价比，迅速占领市场。2020年厦门乾照光电研发投入约9086万元，研发投入总额占营业收入的6.91%。“通用照明用GaN基材料及LED芯片制造技术改造项目”、“氮化镓基第三代半导体照明用材料及高效白光LED器件产业化项目”等获得政府补助。15.捷捷微电子江苏捷捷微电子是专业从事功率半导体芯片和器件的研发、设计、生产和销售，具备以先进的芯片技术和封装设计、制程及测试为核心竞争力的IDM业务体系为主。公司集功率半导体器件、功率集成电路、新型元件的芯片研发和制造、器件研发和封测、芯片及器件销售和服务为一体的功率（电力）半导体器件制造商和品牌运营商。2021年将加快功率MOSFET、IGBT、碳化硅、氮化镓等新型电力半导体器件的研发和推广，从先进封装、芯片设计等多方面同步切入，快速进入新能源汽车电子（如电机马达和车载电子）、5G核心通信电源模块、智能穿戴、智能监控、光伏、物联网、工业控制和消费类电子等领域。2020年江苏捷捷微电子研发投入约7439万元，研发投入总额占营业收入的7.36%。16.京泉华京泉华专注于电子元器件行业，是一家集磁性元器件、电源类产品的生产及组件灌封、组装技术于一体的解决方案提供者。公司电源产品按照产品特性可分为电源适配器和定制电源两大类，智能电源是定制电源产品系列中的新研发产品。电源具体产品包括：智能电源、氮化镓电源、电源适配器、裸板电源、LED电源、模块电源、医疗电源、工控电源、通信电源、光伏逆变电源、数字电源等多个系列。2020年京泉华研发投入约6505万元，研发投入总额占营业收入的4.95%。17.聚灿光电聚灿光电主要从事化合物光电半导体材料的研发、生产和销售业务，主要产品为GaN基高亮度LED外延片、芯片。与华中科技大学合作承担的“面向高端车用市场的氮化镓基倒装LED芯片研发及其产业化”政府科技项目，通过研发设计芯片版图、开发新工艺，已开发出车用大尺寸倒装芯片，产品性能优异，对占领国产高端芯片市场份额具有重要意义。2020年聚灿光电研发投入约6133万元，研发投入总额占营业收入的4.36%。18.台基股份台基股份专注于功率半导体器件的研发、制造、销售及服务，主要产品为大功率晶闸管、整流管、IGBT、电力半导体模块等功率半导体器件，广泛应用于工业电气控制系统和工业电源设备，包括冶金铸造、电机驱动、电机节能、大功率电源、输变配电、轨道交通、新能源等行业和领域。2020年台基股份研发投入约1283万元，研发投入总额占营业收入的3.30%。结合这18家氮化镓上市企业的研发费用可以看出，近年来国内企业在氮化镓相关领域投入研发资金高达上百亿元，而多数企业在财报中都表明看好未来氮化镓材料在LED照明、激光器与探测器方向、5G射频和功率器件等多个领域的市场前景，纷纷加码布局氮化镓项目。据了解，多家企业不乏获得政府千万级补贴的在研氮化镓项目。这预示着未来几年相关半导体检测仪器市场或将继续快速增长。

近日，2021年第四届低维材料应用与标准研讨会（LDMAS2021）在北京西郊宾馆成功召开。会议吸引了低维材料与器件相关领域的400余名专家学者与企业代表出席，云端参会人数超过1万人。会议同期举办5个不同主题的分会场，仪器信息网编辑对“第2分论坛：低维半导体电子/光电子器件分论坛”进行了跟踪报道。该会场共安排了16个邀请报告和6个青年论坛报告，相继由北京大学集成电路学院研究员黄芊芊、中国科学院半导体所研究员赵德刚、中国科学院半导体研究所研究员薛春来、华中科技大学光学与电子信息学院/武汉光电国家研究中心副教授叶镭和北京化工大学教授邵晓红主持；内容精彩纷呈，得到与会观众的高度关注。以下为此分会场的部分报告集锦，以飨读者。报告题目：GaN 基材料与激光器报告人：中国科学院半导体所研究员 赵德刚氮化镓（GaN）材料被称为第三代半导体，GaN基激光器在激光显示、激光照明、激光加工等领域重要的应用价值，材料生长与器件工艺是基础和关键。在材料方面，赵德刚课题组提出了独特的MOCVD外延方法，生长出高质量的GaN材料，室温下电子迁移率超过1000 cm2/Vs，这是目前国际上公开报道的最好结果；发现并抑制了碳杂质对p-GaN材料的补偿效应，提出了少量掺氧的p型杂质激活方法，解决了p型掺杂问题；还发现了GaN材料“黄光峰”与碳杂质和刃位错紧密相关。在器件方面，利用碳杂质实现了良好的p-GaN欧姆接触特性；掌握了InGaN量子阱界面控制方和局域态调控方法，并生长出高质量的InGaN量子阱材料；研究了InGaN波导层的生长技术，有效抑制了表面V型坑缺陷的形成；提出了降低吸收损耗、抑制电子泄漏的多种激光器新结构，提高了器件性能，研究了激光器物理，发现了GaN基激光器失效机制。研制出我国第一只GaN基紫外激光器，目前连续功率输出920mW，进一步实现了366nm的GaN基紫外激光器电注入激射，并研制出室温连续激射功率6W的蓝光激光器。报告题目：基于低维硅材料的异质结构及其光电神经突触器件报告人：浙江大学教授 皮孝东由于基于传统的冯诺依曼架构的计算的发展面临着高功耗等瓶颈问题，新型计算如神经形态计算正受到人们越来越多的关注。在生物神经系统中，信号的传递都是通过神经突触实现的，因此模拟生物神经突触的神经突触器件成为了发展神经形态计算所必需的核心器件。生物神经系统中的信号主要是电信号，所以早期的研究人员主要研究电刺激-电输出的电子神经突触器件。然而，光电集成特别是硅基光电集成的发展表明，神经形态计算将来若能建立在光电集成的人工神经网络之上，其性能将比只依赖于电集成的更加卓越。这导致近年来研究人员考虑到将光信号引入神经突触器件中，制备光电神经突触器件，进而构建光电集成的人工神经网络。对于光电神经突触器件，如果它们基于硅，研究人员就有望充分利用硅成熟的器件制备和集成工艺，推动光电集成的神经形态计算的快速发展。报告中，皮孝东主要介绍近年来基于低维硅材料如硅量子点和硅纳米膜，与新型半导体材料如二维半导体材料、有机无机杂化钙钛矿、有机半导体等构建异质结构，制备光电神经突触器件，实现对一系列生物突触行为的模拟。报告题目：基于二维层状半导体的偏振光探测器报告人：中国科学院半导体研究所研究员 魏钟鸣近年来，二维材料由于其独特的光电性能而受到了广泛的关注。相比于零带隙的石墨烯，二维半导体材料如MoS2，WSe2等具有一定宽度的带隙，使其可以广泛应用于各种光电器件（包括存储器、探测器和晶体管等）。魏钟鸣课题组针对二维半导体及光电器件进行了长期的探索，围绕材料的设计、制备和器件应用已经取得一些进展，部分材料在场效应晶体管和光探测器等方面显示出较好的性能。作为一种特殊的光电器件，偏振光探测器在光通信、成像等领域有非常重要的应用，魏钟鸣在报告中主要针对新型二维半导体在偏振光探测方面的原型器件和工作机理进行汇报。发现具有二维层状堆积晶体结构和面内各向异性的GeSe与GeAs等材料表现出优异的偏振光探测性能，并且探测波段从可见区覆盖到红外区，这两种材料都在808 nm的短波近红外区获得最优性能。报告题目：高性能低维半导体器件报告人：北京大学微纳电子学系研究员 吴燕庆超薄二维材料体系具有丰富的能带结构与优异的电学特性，可用来实现高性能逻辑、射频与存储器件。其超薄体特性可在超短沟器件中有效抑制短沟道效应。基于二维材料体系的垂直范德华异质结可突破传统体材料异质结的结构限制，实现超越传统器件的功能，并大幅提升性能。纳米尺寸的短沟道器件以及与硅基工艺相兼容的二硫化钼晶体管具有优异的输出特性，其输出电流可超过1mA/µm。基于大面积生长工艺的双层二硫化钼射频晶体管的最大振荡频率峰值可达到23 GHz，基于柔性衬底的混频器也可工作在GHz频段。基于面内各向异性最佳输运方向，沟长为100 nm的黑磷晶体管室温驱动电流达到1.2 mA/ µm，20 K时进一步提高到1.6 mA/µm。室温下其弹道输运效率达到36%，在低温20 K时提高到79.4%。基于上述两种二维材料的范德华异质结可实现电压可调的可重构多值逻辑，并且在超浅垂直异质结中可实现超高整流比与开关比。因此基于范德华异质结的量子隧穿器件具有优异的特性和极大的潜力。此外，在基于超薄4nm的氧化铟锡半导体的短沟道器件中实现了开关比超越1010的超低功耗器件，最短沟长可以达到10nm，并且实现了相关的环振电路，振荡频率为氧化物半导体中最高。并实现了极高的反相器增益及射频增益。低维材料高性能电子器件可为未来后摩尔时代提供具有应用潜力的新一代电子器件。报告题目：低维半导体载流子动力学调控报告人：南京大学教授 王枫秋低维半导体是发展新一代微纳电子和光电子器件的重要技术路径。从微观层面操控低维半导体载流子及载流子激发态的基本性质（如迁移率、寿命、弛豫通道、极化率等），是提升器件宏观性能并发展新原理光电器件的关键。近年来，王枫秋课题组聚焦二维半导体、碳基材料及其异质结构，深入开展限域体系载流子弛豫机制和新型光电器件研究，主要代表成果：（1）提出系列具有普适性的载流子动力学调控策略，实现了两类重要体系载流子寿命宽谱、大范围调制，一项成果入选“2017中国光学十大进展”。（2）首创全碳异质薄膜光探测器结构，解决光电导增益和响应速度协同优化难题，率先实现“光学神经元”新概念器件。（3）发展了低维半导体超快光开关技术，突破宽波段覆盖和参数精控两大实用化技术瓶颈，多项指标保持世界纪录。报告题目：新型二维半导体在集成电路中的可行性和优势报告人：复旦大学研究员 包文中近年来作为学术界研究热点的二维材料，也逐渐引起了工业界的关注。最新的国际器件与系 统发展路线图（IRDS 2020）高度评价了二维半导体材料在未来集成电路中应用于叠层纳米片晶体管及其他新型能带调控器件的巨大潜力。在此背景下，包文中课题组在实现批量生长高质量晶圆级二维材料的基础上，系统性的发展了多个可实用的工艺新方法，包括有效的掺杂、金半接触和栅介质生长等分立工艺。在此基础上开创性的提出了二维材料工艺集成的新方法，从而开发了二维材料的集成电路成套流片工艺。结合器件紧凑模型和电路仿真优化，我们成功制作了传统的数字、模拟、存储电路；同时，还充分发挥二维材料的独特优势，提出多种开创性的器件结构。报告题目：硅/石墨烯宽光谱红外探测器报告人：浙江大学教授 徐杨徐杨课题组研究了一种用于中红外光电探测的宏观组装石墨烯（MAG）纳米膜/硅异质结。高结晶度的MAG通过氧化石墨烯的可扩展湿法组装，然后进行热退火制备，厚度可调（14-60 nm），尺寸可以达到2 英寸。MAG/Si肖特基二极管在室温下响应波段范围为1- 4 μm，具有高速响应（120-130 ns，4 mm2窗口）和高探测率（1.5 μm波长下为1011 Jones），其瞬态光电流性能优于单层石墨烯/硅光电探测器2个数量级以上。这种光电性能归功于MAG的优越优势（~ 40%的光吸收、~ 23 ps 的载流子弛豫时间、相对较低的功函数 (4.52 eV) 和高准平衡热载流子倍增增益）、原子尺度的异质结接触界面，以及来自硅的碰撞电离雪崩倍增增益（~102倍）。MAG提供了一个了解2D材料中的热载流子动力学的平台，也为探索新型室温下宽光谱碳硅融合的图像传感器提供了研究基础。报告题目：局域场调控红外探测器研究进展报告人：中科院上海技物所青年研究员 王鹏随着半导体技术的快速发展，光电探测技术取得了长足进步。其中，以Si、InGaAs、HgCdTe等为代表的传统半导体薄膜光电探测器以其成熟的集成技术与稳定的探测性能在商业化产品与国防军工等领域占据主导地位，且已广泛应用于地球观测、环境监测、目标识别、空间遥感等领域。目前，新一代光电探测技术正朝着高性能、大面阵、低噪声以及高工作温度等方向发展，对光电探测材料与器件提出了更高的要求。低维半导体材料表现出明显区别于经典体系的物性特征，载流子输运、光学跃迁等物理行为具有可控的量子特性，产生许多新颖的物理性质和效应，并以此形成的具有颠覆性意义的光电技术在性能指标上超越传统器件的理论极限，对现有红外探测体系是很好的补充。因此，不断深入和优化现有材料体系的同时，持续开展新材料、新结构的研究和开发，是光电探测器技术发展的必然要求。本次报告将围绕新一代红外探测器技术的发展需求，介绍当前研究现状，汇报我们在局域场调控红外探测器研制与新颖探测机理研究等方面进展。

“井下多点参数直读测试解释系统项目从8月启动以来，依托‘众创平台’，我们3名成员各负其责，提前完成了地面系统、测量短节的设计。”10月27日，川庆测井公司首次担任仪器研发项目负责人的肖庆福对科研进展表示满意。　　受互联网“众创平台”启发，川庆测井搭建了仪器研发“众创平台”，主要为研发人员提供创新资源、创新辅导、研发成果转化等服务。　　在这个便利化、低成本、开放式的平台上，管理者从“领导”变“服务”，帮助大家聚集和链接各类资源，提供协调、咨询服务。而项目运行、人员配置、效益分配等权力和责任则由项目负责人具体实施。不同项目组之间半个月开展一次交流会，学习前沿技术、交流项目进度、分析存在问题、寻找解决办法，汇众智、促创新。“众创平台”让研发人员从以前的“执行”变“主导”，研发潜力得到了极大激发。“我们的平台就像项目孵化器，聚合的资源越多，信息流动越快，平台使用者交互越深，研发效率就越高。”这个公司负责人对平台取得的效果大加称赞。　　从四年前的PMP项目管理到现在的“众创平台”，川庆测井一直在探索测井仪器研发新模式。目前，“众创平台”已集结 7个项目，12名研发人员攻克了玻璃钢主电极材料、小功率感应电路混频调谐等20余项关键技术难题。

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