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  • 红外光源研究获进展
    p style="text-indent: 2em text-align: justify "近日,国际半导体产业杂志Semiconductor Today 报道了中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张子旸课题组与中国科学院半导体研究所刘峰奇、王占国实验室合作研制中红外宽谱光源阵列的最新成果。该成果发表在Optics Letters上。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "中红外宽谱光源基于半导体量子级联材料,光源的有源层由30个重复的级联周期组成,各周期之间通过低掺杂的n型InGaAs分隔开。研究人员所设计的有源区能带结构如图1所示,它采用了双声子共振结构,一个周期的有源区包含四个耦合的应变补偿In0.678Ga0.322As/In0.365Al0.635As量子阱。这种结构通过两次光学声子辅助弛豫来实现更高效的低能级载流子抽运,从而增大粒子数反转,提高自发辐射效率。使用这种材料结构的宽谱光源具有阈值电流密度更低、输出功率更高等优势。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "为了获得抑制激射实现超辐射发光所需要的低反射率(小于10-6),中红外宽谱光源器件尺寸一般比较大,因此很难制备成集成的器件阵列结构。研究人员所设计的宽谱光源器件波导结构如图2所示,这是一种双沟道脊型分段波导器件结构,由直条端、倾斜条形区、J型波导三部分组成。这种波导结构通过两次反射率的突变,利用比较小的器件尺寸就满足了低反射率的要求。基于这一结构,研究人员制备了一系列宽谱光源阵列,得到了室温连续输出功率2.4mW,谱宽199cm-1,远场发散角20° 。中红外光源在大气通信、空间遥感、化学检测、医疗诊断等领域有着重要应用。该工作得到国家重点研发计划和自然科学基金的资助支持。/pp style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/360d2fb2-5a36-4f02-8777-818e5c049a43.jpg" title="1.png" alt="1.png"//pp style="text-indent: 2em text-align: center "图1:基于四阱耦合双声子共振的量子级联能带结构 /pp style="text-indent: 2em text-align: left " /pp style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/cd213e91-46f1-4f16-8a43-f6aaf101ee36.jpg" title="2.png" alt="2.png"//pp style="text-indent: 2em text-align: left "图2:中红外量子级联宽谱光源器件阵列示意图。左上:显微图像。右上:SEM图像。 /p
  • 江绵恒:上海光源,“加速”科技创新
    1月19日,上海光源国家重大科学工程国家验收会在上海召开。验收会召开前,上海光源工程总指挥、中国科学院副院长江绵恒欣喜地接受了记者专访。  他指出:“上海光源以远少于世界同类装置的投资,以世界上同类装置的最快建造速度,实现了优异的性能,进入国际上性能指标领先的第三代同步辐射光源的行列,成为国际上最先进的同步辐射装置之一。”  同时,他强调,上海光源高质量的建成,是依靠我国自己培养的中青年科学家,充分发挥我国制度优势、坚强有力的领导和紧密有效的院地合作和积极争取国际交流合作的典范,“上海光源工程的建成是一种民族自强的体现,她显示了我国在高新技术领域占有一席之地的决心和意志”。  《科学时报》:上海光源能做什么?上海光源的科学地位和作用是什么?  江绵恒:上海光源是一个多学科开放共享的实验平台,它提供性能非常优异的光——从红外线到高能X射线(硬X射线)宽广波段、光谱连续的光,为全国乃至全世界诸多学科的前沿基础研究和高新技术开发应用,提供了一个最先进又不可替代的工具。  比如医学成像,上海光源的成像线站的静态分辨率已经达到0.8微米——比千分之一毫米还小,远远优于传统X光成像(毫米级)。  又比如材料研究,上海光源X射线吸收精细结构谱(XAFS)线站已经开展了对催化剂反应过程的原位动态研究,小角散射线站进行了离线的碳纤维原丝纺丝成形过程、蚕丝形成过程的材料结构研究,下一步要争取做到原位研究。  《科学时报》:建设上海光源在我国科学技术发展战略上的意义何在?  江绵恒:中国科学院曾经作过一项研究,人均GDP少于300美元的经济体,其技术创新一般处于以使用技术为主的阶段 300~4750美元时,一般处于以改进技术为主的阶段 人均GDP到4750美元以上时,就要依靠自己创造技术了。我国现在人均GDP已经超过3000美元,我们要跨越式发展,就必须加强自主创新。而上海光源就为自主创新所需要的前沿探索和技术突破提供了高效手段。  概括来说,上海光源的意义有三个主要方面:第一,上海光源将为我国的多学科前沿研究和高新技术开发应用提供先进的实验平台,将为提升我国的综合科技实力作出不可替代的重要贡献。利用上海光源的同步辐射实验技术开展实验研究,所涉及的学科之众多,应用的领域之广泛,是其他大科学装置无法比拟的。  第二,上海光源将为不同学科间的相互渗透和交叉融合创造优良条件,为组建综合性国家大型科研基地奠定基础。上海光源首批建设的光束线和实验站居国际先进水平,可同时容纳近百名来自不同学科和高技术领域的科学家、工程师开展科学实验。将来线站建满后,同时容纳的研究人员可达上千名 同时围绕上海光源将建设蛋白质研究中心——国家已立项开始建设,材料研究中心、纳米研究中心等。如此之多的研究人员聚集在这里,使上海光源自然而然成为综合性的大型前沿研究中心,为萌发新思想、创造新方法和开辟新学科提供极为有利的环境条件。  第三,上海光源将直接带动我国相关工业的发展。除了为相关高技术产业发展提供研发手段之外,上海光源本身属集成创新,它的建设涉及加速器、光束线站及建安方面的众多关键技术难题,上海光源的建设也直接带动我国现代高性能加速器、先进电工技术、超高真空技术、高精密机械加工、X射线光学、快电子学、超大系统自动控制技术以及高稳定建筑等先进技术和工业的发展。大科学工程的实践证明,这种带动作用的间接效应所带来的社会和经济效益是非常大的。  《科学时报》:上海光源是以自主研制为主吗?它的成功研制对我国高技术制造业发展有什么样的推动作用?  江绵恒:由这个领域的院士专家进行的工艺鉴定认为,上海光源实现了高水平的集成创新,自主研制的设备超过70%。实际上,上海光源从建筑、装置到设备,它的设计完全是我们自己的科技队伍做出的,它的安装也是我们自己的技术工人队伍完成的,达到了非常高的工艺水平,令国际同行叹服。比如180米的增强器,用于修正电子束流轨道的40块校正磁铁,1块也没用就调通了,说明我们的设计、加工、安装几乎没有偏差,在世界加速器界可能是“空前”的。  上海光源工程的参建、参研单位主要的就有上百家。上海光源国际先进的定位,对这些单位提出了近乎苛刻的要求,需要他们“跳一下”才有可能达到。而就是在这个“跳一下”的过程中,在工程科研团队的指导与合作下,相关单位和企业的技术能力都获得了提升、飞跃。  《科学时报》:院市合作在上海光源建设中发挥了关键作用,您如何评价与上海市共建上海光源这一机制创新?  江绵恒:上海光源是院市合作的典范。这种合作创新机制为地方聚焦国家战略、服务国家战略创造了成功范例。  需要强调的是,上海市对上海光源这一大科学工程具有前瞻性的战略眼光。在1998年上海光源预研研究时,总经费8000万元中,上海市就投入了6000万元,中国科学院则组织北京高能所、合肥光源的专家骨干,与上海应用物理所的科研人员组成预研工程队伍,为上海光源的研制奠定了坚实的基础。工程立项开工,上海市无偿划拨了张江的300亩地,并且将上海光源工程纳入上海市重大工程和首批科教兴市重大项目予以保障,极大地保障了工程的顺利实施。在争取和完成这一国家任务的过程中,院市双方通力协作,发挥各自的优势,开创了我国大科学工程建设的新模式。  《科学时报》:上海光源工程的人才队伍是如何培养和建设的?是什么样的激励机制使上海光源工程建设队伍能在这样短的时间内高质量建成上海光源?  江绵恒:我为有一支凝结着严谨高效、勇攀高峰的创新精神,实事求是、精益求精的科学精神,团结协作、顽强拼搏的奉献精神的上海光源工程队伍而深感自豪,正是这种“上海光源精神”激励着他们拼搏攻关。  我们的前工程办主任汤杰,在2009年2月,距成功只有2个月的时候,因积劳成疾,高血压突发脑溢血去世了,年仅43岁。他是一个很机灵的上海小伙子,能力很大。挣钱的机会很多,但他为了热爱的上海光源事业,十几年如一日,全心投入工程,在工地、现场几乎总能看到他,是公认的上海光源的“大管家”。为什么?这是精神的力量。  上海光源工程队伍,开工时主要骨干的平均年龄约37岁,在加速器界显得很年轻,缺乏工程经验,而且队伍规模也很不足。怎么办?经验不足,我们就加强培养和岗位锻炼,提倡“干中学”,请来国内外特定领域的专家交流指导,组织专业知识培训、参加夏季加速器学校学习,提高能力 送到国外在建光源短期学习实践,在调试时实行跨分总体、跨线站的排班制度,积累经验。规模不足,我们根据需要引进关键岗位适用人才——上海光源本着务实原则引进人才,骨干队伍中直接从海外引进的约8%,主体主要是通过国内科研实践的锻炼自主培养。经过工程建设的锤炼,我们培养造就了一支高水平能战斗的年轻的大科学工程队伍。  《科学时报》:上海光源下一步如何发展,有什么计划和设想?  江绵恒:首先是高质量地运行好上海光源,使首批7条线站充分发挥作用,产出高水平的用户实验成果。工程验收后,就要转入运行开放,要成立上海光源的运行组织体系——国家科学中心。  其次要尽快把后续线站建起来。现在国家批准的蛋白质研究设施工程已开工建设,将在上海光源上建设5条光束线和6个实验站。我们有一个规划,希望在“十二五”期间能够启动上海光源二期工程,建设25条左右的光束线站,基本达到实验方法和应用领域的学科覆盖。然后在下一个五年计划期间,进行三期工程的建设,再新建或升级改造20条左右的线站,满足最新的学科发展和用户需求,将上海光源效率发挥得比较充分。  同时,要进行更先进光源的前瞻部署。现在自由电子激光光源已在国际上加速发展起来,美国斯坦福直线加速器中心(SLAC)的X射线自由电子激光已经出光,德国、日本、韩国等也已起步。我们已经向国家建议,在这个园区内、上海光源的北面,建设一台软X射线自由电子激光试验装置,开展短波长自由电子激光装置的预先研究 希望在这之后,再向国家申请建设硬X射线的用户装置,把我们与先进国家在光子科学领域的发展差距缩短到10~15年左右。  中国作为一个发展中大国,科技投入不光是在国际最高水平上的追求,同时也要最大程度地惠及广大科技工作者。在2020年后的又一个五年计划期间,有望进行三期工程建设,再新建或升级改造20条左右的线站,满足最新的学科发展和用户需求。可以预见,届时国内外上千名不同学科领域的科学家和工程师,将同时在此昼夜不息地开展实验和研究,容纳量将10倍于目前水平。
  • 攻克“光源中的光源”,中国芯走上新道路
    当前,芯片问题广受关注,而半导体工业皇冠上的明珠——以极紫外(EUV)光刻机为代表的高端光刻机,则是我国集成电路(IC)产业高质量发展必须迈过的“如铁雄关”。如何在短期内加快自主生产高端光刻机的步伐,打破国外的技术封锁和市场垄断?笔者认为,应找准关键技术,攻克核心设备,跻身上游产业。认清光刻关键技术对于光刻机,凭什么美国可以左右荷兰阿斯麦公司(ASML)EUV光刻机的出海国家?ASML又为什么“愿意”听从美国的“摆布”?一方面,美国在ASML早期研发阶段给予大力扶持,帮助其获取最新的研究成果;作为继续扶持ASML的条件之一,ASML供应链里至少要有55%的美国供应商。另一方面,在美方协助下,ASML得以顺利收购几大可能阻碍其技术升级的关键供应商,例如通过收购全球准分子激光器龙头企业美国Cymer公司,控制了EUV产业链上除镜片组外最重要一环——13.5纳米极紫外光光源。鉴于此,美国通过下注ASML及推动其在上游产业建立技术壁垒,完成了对光刻机产业链的控制。从技术层面看,Cymer公司采用的是激光等离子(LPP)技术路线,这一技术离不开泵浦激光器。泵浦激光器是德国TRUMPF公司专门量身定制的正方形折叠腔轴快流二氧化碳(CO2)激光器,它的原理是由高功率密度、高重频、波长10.6微米的激光束照射锡液滴(液相锡靶),光/热复合致锡原子电离,锡等离子体直接辐射波长13.5纳米、功率约250瓦的极紫外光。这是国际公认的最具工程实现价值的技术路线,其他如同步辐射、自由电子激光等方法距离规模化应用还差很远。攻克EUV光源核心设备笔者认为,如果我国能提供财力、人力、物力,精准定位并攻克LPP关键技术,还是有望打破高端光刻产业技术瓶颈的。EUV光刻机是一套极其复杂的光机电系统,主要核心设备是EUV光源、光学镜组、高速超精密运动双工件台,其中EUV光源是光刻机最核心设备,而高端CO2激光器又是EUV光源更基础的核心设备,是“光源中的光源”。因此,我们应首先攻克高端CO2激光器,研制比轴快流更先进的大功率板条波导(SLAB)CO2激光器,即万瓦级的SLAB CO2激光器件,打造具有国际竞争力的高精尖端气体激光器产品,在EUV光源供应链中对标德国TRUMF公司。第二步,攻克EUV光源。目前,Cymer公司采用液相锡靶的LPP方案研制的EUV光源仅能输出约250瓦极紫外光,使ASML的EUV光刻机每天只能处理约200片晶圆,生产速度和效益较低,不能满足IC制造商有关日处理300~500片及以上晶圆的急迫要求。要想实现此目标,EUV光源需要提高30%以上输出功率,而液相锡靶LPP技术很难再提高。如果用更先进的CO2激光器结合全新概念的气相锡靶技术方案,研制更大功率EUV光源,将使我们快速跻身核心零部件提供商行列。如能攻克这两个核心设备,成为独立掌握极紫外光源制造技术的国家,将大幅提升我国在高端光刻机国际市场的话语权。关键成果及技术难点CO2激光器作为EUV光刻机的核心部件,引发全球对气体激光技术的重新认知。这充分说明气体激光器是一类非常重要的激光器件。CO2激光器已发展4代,而今标志性的SLAB气体激光技术是国际能量光器件制造商们追逐的技术高地。德国Rofin公司是全球第一家拥有SLAB专利技术体系、能够生产千瓦级以上SLAB激光器件的企业。美国Coherent公司2016年出资9.34亿美元收购了Rofin,获得梦寐以求的SLAB技术。目前,我国是国际上第二家独立拥有SLAB专利技术体系、能够生产千瓦级以上SLAB激光器件的国家,并创新性研发了“板条放电预电离横向激励大气压激光器”,为打造具有国际竞争力的尖端气体激光器产品、跻身高端光刻机全球产业链奠定了知识产权和产业化基础。凭借相关技术储备,我国有机会在较短时间内攻克万瓦级SLAB CO2激光器核心设备。不过,研制EUV光源会面临三大技术难关:一是精密流量控制的气相锡靶;二是激光束照射方式;三是极紫外光收集镜制造和镀膜。
  • 杨福家院士带你看“上海光源”
    这是3月16日拍摄的“上海光源”高性能电子储存环旁的部分实验站。 新华社记者 裴鑫 摄  今天,“上海光源”正式竣工。这项总投资约12亿元、历经4年零4个月建设的国家重大科学工程,终于成功绽放出七彩的春光。  “上海光源”有何奥妙?它和我们普通人的生活有啥关系?带着这些疑问,本报记者独家采访了中国科学院院士杨福家。杨福家院士不仅是该领域的专家,而且早在1995年,他曾和谢希德等科学家一起,在市政协相关会议上提出“在上海建造第三代同步辐射光源”的提案,为“上海光源”的故事写下了一个精彩开头。转眼14个年头过去,从上海到全国,各级领导、科学家、工程技术人员为上海光源工程殚精竭虑,也理应让更多人知道“上海光源”、了解“上海光源”。杨福家院士欣然应邀,带领本报读者一起“神游”上海光源。  它是一个“光的博物馆”  新闻视点:平心而论,大多数人恐怕直到现在还不是很明白,“上海光源”究竟是个什么东西,能派什么用场。您能否用简单的语言先给大家做一下科普?  杨福家:“上海光源”的学名叫“上海同步辐射光源”。严格来说,它不是用来制造我们肉眼可见的“光”,而是发出从远红外到硬X射线的不同波长的电磁波。与可见光相比,这些“看不见的光”波长更短,能量更高。  简单来说,“上海光源”的工作原理,是让接近光速运动的电子在磁场中作曲线运动,因为改变运动方向而释放的能量,将转换成各种波段的电磁波。其本质与我们日常接触的可见光和X光一样,都是电磁波。电磁波又叫电磁辐射,由于这种现象最先是1947年在高能物理实验用的同步加速器上发现的,因而被命名为同步辐射(Synchrotron radiation)。  “上海光源”坐落于张江,距地铁二号线终点站不算太远。这幢圆盘形的地标建筑,一直被人们形容为巨型鹦鹉螺。其实,这只“海螺”足有上海体育场那么大,是我国迄今最具规模的重大科学工程,并至少具有30年科学寿命。  根据上海光源工程的平面图,“螺壳”内部的主体结构分为三部分:外圈为432米周长的一个大环———储存器 与之相切的内圈,是一个180米周长的小环———增强器 小环还连着一根40米长、直直的尾巴———直线电子加速器。在这条有直道、有弯道的“光电隧道”中,能量传送方向为“直线—小环—大环”。  出光的具体过程是这样的,高压电从直线加速器扣动“电子枪”,发射出无数个电子。它们在直线隧道内的真空电磁场中疾行,加速至接近光速水平,能量达到150兆电子伏特(150M eV)。接着,这股低能光束线便打弯“注入”内圈小环隧道———增强器,能量在转圈的瞬间被提升22倍左右,变成35亿电子伏特(3.5G eV)的高能光束线,最后“注入”外圈大环隧道———比400米跑道还长的储存器。高能光束线昼夜不停地高速穿行,并沿着大环不断“转圈”,在不同切线方向上“条分缕析”,引出数十束不同波长的形形色色的光,覆盖从远红外线到硬X射线的所有波段,供外围大厅内成百上千的实验站科研人员进行多学科研究。  因此,“上海光源”这只鹦鹉螺可谓“光芒”齐放,使不同学科的科学家能在同一个“光的博物馆”内各取所需。  能给蚂蚱触角拍X光片  新闻视点:“上海光源”有哪些具体用途呢?  杨福家:它可以产生不同波长的电磁波,能为各领域的科学家做研究提供条件。例如对医学专家来说,可能在这里找到一种新的射线,成像效果比现在的X射线更好,也许今后医院里就不用X射线拍片了———这就和普通人的生活有很近的关系了。  以X射线为例,“上海光源”所发出的X射线,品质绝对是世界一流的。目前,国际上的X射线成像技术越来越高精尖,不仅趋向于更高的空间分辨率(纳米量级),同时趋向于更快的时间分辨率(1毫秒或更短)。“上海光源”即将对外开放的X射线成像及生物医学应用光束线站,正朝这些方向努力。打个比方,这座光束线站,若为一只活体蚂蚱拍X光照片,包括蚂蚱触角里面的微细管道、呼吸器官等都可一览无遗,这是传统X光机无法办到的。  用途还有很多。在材料科学领域,利用“上海光源”产生的高亮度同步辐射光束,可以揭示材料中原子的精确构造,得到有价值的电磁结构参数。它们既是理解材料性能的“科学钥匙”,也隐含着发明新颖材料的原理来源   在地球科学领域,利用X射线作为微探针,能深入了解地壳深处和地幔中矿物的演变和转化,对于矿床地质、矿物、岩石、探矿以及地球化学研究起着重要作用   在微细加工技术领域,利用X射线深度光刻技术,可以“搞定”线宽在几十纳米以下的高度集成电路   在石化及化学工业领域,可以研究催化机理和催化剂特性,有助于发明新型催化剂,直接影响到石油化工的效率和产出   在产品研发与检测方面,可进行飞机发动机和航天器疲劳测试、纸浆无氯漂白工艺改进、化妆品效果分析等 ……  “上海光源”计划下月正式对国内外科研用户开放的光束线,共有7条。7束光各配套一座实验站,供课题单位及专家们进行科学实验。目前已收到78所大学、科研院所的用户课题申请242份,累计2868个机时,首批课题正在评审中。  这还只是“小试牛刀”的一期工程。据专家估计,整个上海光源总共能建约60条光束线,每条线上可建1—2个实验站。每条光束线的投资,相当于一个国家级重点实验室的规模。可以想象,今后在这个鹦鹉螺里,将诞生多少令世人惊叹的科学奇迹!  总能量居世界第四  新闻视点:“上海光源”目前在国际上的地位如何?  杨福家:我可以很肯定地说,参观“上海光源”,你会打心眼里为中国人感到自豪。它的性能超过同能区现有的第三代同步辐射光源,是目前世界上正在建造或设计中的性能最好的中能光源之一。今后,它将与日本、韩国、中国台湾和印度等地的第三代同步辐射光源一起,在亚洲形成可以与欧美同类装置媲美的、能量和性能分布合理的光源群,成为面向世界的同步辐射实验平台。  同步辐射光源是世界主流的高能物理装置之一。据了解,自1947年科学家首次观察到同步辐射现象,这类光源装置迄今已发展出第三代。第一代同步辐射光源是“附生”于高能物理实验专用对撞机的兼用机 第二代同步辐射光源是基于同步辐射专用储存环的专用机 第三代同步辐射光源是基于性能更高的同步辐射专用储存环的专用机,如“上海光源”。据悉,“上海光源”电子束总能量已跻身世界四强,仅次于日、美、欧的同类装置。  目前,全球各个国家和地区有一、二、三代同步辐射光源50多台,其中像“上海光源”这样的第三代光源,已建成10多台,而在建和设计中的至少也有13台。预计2010年前后,全球每天都有上万名科学家和工程师,利用这些光源产生的不同波长的光,从事前沿学科研究和高新技术开发。  微观层面的“发射卫星”  新闻视点:“上海光源”究竟有多难造?  杨福家:“嫦娥”工程大家比较熟悉,其实“上海光源”的工作原理,有点像微观层面的“发射卫星”———就是要通过施加外力,让电子在一个个指定轨道上运行,其精度要求,比发射卫星高100万倍。当然,我们也有容易的地方,就是万一把电子搞丢了不要紧,把卫星搞丢了可不行。上海光源工程进展速度之快、质量之高,在国际上都是数一数二的。  国外有不少投资比我们高、建造时间比我们长的同类装置,质量却不如我们理想。我在很多场合都会跟人提起“上海光源”,因为我们做得真是太漂亮了!参与其中的许多年轻人,原本在学术界默默无闻,“上海光源”的成功,也令国际同行立马注意起他们来,真可以说是学术界难得的“一夜成名”。  建“上海光源”有多难?举个例子,为保持光束流的高度稳定,光源轨道的垂直稳定度须控制在1微米以内。  控制这1微米有多难?要知道,各种干扰因素实在不少:施工的地基会有不均匀的沉降,储存环隧道和实验大厅的地板会扭曲和变形,储存环隧道内空气的温度甚至冷却水的温度都在变化,还有各种意料之中或意料之外的振动源……任何一个细节出问题,都无法保证实现这个“1微米以内”的目标。所以工程人员随时随地都在严密监测,用一系列手段使光源稳定性达到世界一流水平。  承建单位中国科学院上海应用物理所的技术人员分成不同班组,从早8点到晚5点,从晚5点到早8点,24小时都能在工程现场见到他们。即便在严格控制的25摄氏度恒定室温下,这些专家有时还是会憋出一身汗。在那几百米长的“光之隧道”内,必须像列车编组一样,将一段段光电设备拼接安装到位。精贵的单件设备,有的达上吨重,却要求工程师屏气凝神、小心轻放。正是有无数工程技术人员的兢兢业业,“上海光源”的光束流轨道稳定度达到国际一流水准。  还有,10万多个信号点,没有接错一根电缆 国际上通常要2至3个月完成的工程环节,“上海光源”只用了两个星期……在前几天进行的专家测试中,国内外同行一致认为“建设质量达世界一流”。  也许就像杨福家院士所说,这些成功,还都是“前奏”。随着“上海光源”的对外开放,以后将有更多看点。在这个大平台上进行的多种实验,每一个都可能给我们带来惊喜。我们姑且拭目以待。
  • 上海光源通过验收 总投资超过14亿
    上海光源外景  1月19日下午,总投资超过14亿元的上海光源(SSRF)国家重大科学工程通过国家验收,意味着这个第三代同步辐射光源大科学装置,历经10年立项和52个月建设,即将正式对国内外科研用户开放。  无论是投资还是规模,上海光源都是国内目前最大的大科学工程,它能做什么?其科学地位和作用是什么?是不是自主研制?……记者为此专访了上海光源工程总指挥、中国科学院副院长江绵恒等专家。  “它是一个多学科开放共享的实验平台”  上海光源犹如一台功能强大的“超级X光机”和“超级显微镜”,其亮度是最强的X光机的上亿倍,具有波长范围宽、高强度、高亮度、高准直性、高偏振与准相干性、高纯净并可准确计算等一系列比其他人工光源更优异的特性,是继电光源、X光源、激光光源之后第四次为人类文明带来革命性推动的一个新光源。  由30多位院士和专家组成的国家验收委员会认为,上海光源以世界同类装置最少的投资和最快的建设速度,实现了优异的性能,成为国际上性能指标领先的第三代同步辐射光源之一,是我国大科学装置建设的一个成功范例。  “它的用处太多了,是一个多学科开放共享的实验平台。”江绵恒说,“它提供性能非常优异的光——从红外线到高能X射线(硬X射线)宽广波段、光谱连续的光,为我国及全世界诸多学科的前沿基础研究和高新技术开发应用,提供了一个很先进又不可替代的工具。”  利用它,可从事生命、材料、环境、医学、药学、地质学等多学科的前沿基础研究,以及微电子、医药、石油、化工、生物工程、医疗诊断等高技术开发应用的实验研究。  中科院上海药物所沈旭研究员告诉记者,使用上海光源,他研究晶体结构的效率提高了数十倍,“以前用普通X光衍射,要做几天的工作,现在只需要20分钟左右的时间,可以说实现了质的飞跃。”  “将同时容纳上千名科学家一起工作”  从空中俯瞰,上海光源仿佛一个美丽的巨型“鹦鹉螺”。这个巨大“鹦鹉螺”内部,有一台周长180米的增强器,一台周长432米的电子储存环,还有首批建设的7条光束线和实验站。  让人难以想象的是,这个“鹦鹉螺”是由2100根48米深的混凝土的桩基撑起来的。江绵恒说,这个建筑内部,科学实验的要求很高,比如振动不能超过1微米。在隧道内部,温度的要求是27摄氏度,正负不超过0.2摄氏度,而上海光源做到了正负不超过0.1摄氏度。52个月的建设周期,也创造了世界纪录。  自2009年5月6日,上海光源对用户开放试运行,至2010年1月13日,累计提供用户机时15436小时,用户已超过1000人,执行了101个科研院所和大学的用户课题432个,涵盖生命科学、材料科学、环境科学等十几个学科,取得了一批很好的实验结果。  “第一批,我们建成了7条光束线和实验站,可同时容纳近百名科学家开展实验。”江绵恒说,“我们计划在2020年左右再建成约30条光束线站,到2030年建满达到60条光束线站,到那时将同时容纳上千名科学家一起工作。”  “完全是我们自己的科技队伍做出来的”  上海光源已进入国际上性能指标领先的第三代同步辐射光源的行列,其中不少指标处于国际最好水平之列,且性价比高,自主研制的设备超过70%,形成了一系列具有自主知识产权的高新技术储备。  “上海光源从建筑、装置到设备,它完全是我们自己的科技队伍做出来的,安装也是我们自己的技术工人队伍完成的,达到了非常高的工艺水平。”江绵恒说,比如180米的增强器,用于修正电子束流轨道的56块校正磁铁,1块也没用就调通了,说明我们的设计、加工、安装都几乎没有偏差,在世界加速器界可能是“空前”了。  江绵恒还介绍说,上海光源是中科院和上海市完美合作的结晶,其主要参建、参研单位有上百家。国际先进的定位,对这些单位提出近乎苛刻的要求,需要他们“跳一下”才有可能达到。而就是在这个“跳一下”的过程中,在工程科研团队的指导与合作下,相关单位和企业的技术能力都获得了提升、飞跃。  “我们需要更先进光源的前瞻部署”  上海光源的建成,标志着我国在建设大科学工程实验装置方面,具备了高水平的自主创新和技术集成的能力,进入了世界先进行列。  “但是也应该看到,世界上最早的第三代的光源是1991年建成的。”江绵恒说,“尽管我们有自己的创新,但在时间上落后了将近20年。而且,新光源——自由电子激光光源,已在国际上加速发展起来,美国SLAC的X射线自由电子激光去年已经出光,德国、日本、韩国等也已起步。”  江绵恒因此强调:“我们也需要同时进行更先进光源的前瞻部署。”他透露,中科院已经向国家建议,在上海光源的北面,建设一台软X射线自由电子激光试验装置,开展短波长自由电子激光装置的预先研究 希望在这之后,再向国家申请建设硬X射线的用户装置,把我国与先进国家在光子科学领域的发展差距缩短到10—15年左右。
  • 新品上线—连续可调LED光源
    想要一款可调光强强弱的LED光源吗?BROLIGHT可以满足您的需求!下面跟小编一起来看看我们这款新品吧!BIM-6216系列连续可调LED光源用于科学研究及一般照明应用,也适用于需要荧光激发及窄带照明测量。此系列光源使用SMA905连接直接耦合到光纤,具有较高的耦合效率,以确保高效率的荧光激发。BIM-6216系列光源有两种工作方式,第一种是内部模式(INT),可以使用外部旋钮调节光强强弱,第二种是外部模式(EXT),可以通过DB9接口为光源提供电源及调节光强强弱,方便集成到客户系统中。01Features特点• LED发光芯片采用进口芯片,其性能稳定• LED光源使用寿命:2,000 小时• LED带有散热模块,稳定性好• 易于集成02Application应用领域荧光检测、高解析度光学、医疗应用、光解媒反应、UV胶固化、特种照明等03Typical Datas典型数据04Dimensions尺寸图
  • 埃赛力达科技收购贺利氏特种光源,巩固其在全球特种光源市场的地位
    埃赛力达科技公司是一家工业和医疗技术制造商,专注于提供具有市场驱动力的创新光子解决方案,埃赛力达近日宣布已成功从贺利氏集团(德国哈瑙)完成对特种光源业务的收购包括德国、英国、美国、中国和日本的运营业务,以及全球多个主要应用中心和销售办事处。特种光源业务专注于研发和制造从紫外线到红外线的特种光源部件和系统解决方案,主要应用于分析仪器、工业固化、水处理、电子制造、医疗和美容治疗、电池生产等领域。“我们很高兴特种光源及其强大的团队现在成为埃赛力达的一部分。现在,埃赛力达和特种光源结合了各自的知识和制造专长,可提供更广泛、更丰富的光技术产品。埃赛力达科技首席执行官Ron Keating表示:“我们共享基于客户深度参与且经过实地验证的市场推广战略,这有助于取得市场成功,并确保与客户之间的长期业务关系。”此次收购特种光源是埃赛力达科技自2010年成立以来一系列战略性收购的最新举措。“我们对新合作伙伴关系带来的可能性感到非常振奋。”特种光源董事总经理Roland Eckl表示:“我们看到了重大的机遇,通过结合双方的能力,不仅能更好地服务于我们的客户群,还能持续加速实现盈利性增长。”该收购于2024年1月1日正式完成。交易条款未予披露。关于埃赛力达科技Excelitas Technologies Corp.埃赛力达科技是一家的工业技术制造商,专注于提供具有市场驱动力的创新光子解决方案,满足我们OEM和终端客户对传感、检测、成像和照明的关键需求。埃赛力达服务于医学、生命科学、工业、半导体、智能建筑、国防和航空航天领域的众多应用,致力于促进客户在众多终端市场取得成功。我们的团队由7,500多名专业人员组成,他们在北美、欧洲和亚洲工作,为全球客户提供服务。 关于特种光源NoblelightNoblelight特种光源是全球特种光源领域技术与市场的先驱者之一,产品波长覆盖从紫外线到红外线,适用于工业、科学及医疗应用,业务遍及欧洲、亚洲和美国。我们设计和制造的红外线、闪光和紫外辐射器、系统及解决方案,广泛地应用于工业制造、环保、医美、研发、分析测试技术等领域。
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    特种光源业务专注于研发和制造从紫外线到红外线的特种光源部件和系统解决方案,主要应用于分析仪器、工业固化、水处理、电子制造、医疗和美容治疗、电池生产等领域。“我们很高兴特种光源及其强大的团队现在成为埃赛力达的一部分。现在,埃赛力达和特种光源结合了各自的知识和制造专长,可提供更广泛、更丰富的光技术产品。埃赛力达科技首席执行官Ron Keating表示:“我们共享基于客户深度参与且经过实地验证的市场推广战略,这有助于取得市场成功,并确保与客户之间的长期业务关系。”此次收购特种光源是埃赛力达科技自2010年成立以来一系列战略性收购的最新举措。“我们对新合作伙伴关系带来的可能性感到非常振奋。”特种光源董事总经理Roland Eckl表示:“我们看到了重大的机遇,通过结合双方的能力,不仅能更好地服务于我们的客户群,还能持续加速实现盈利性增长。”该收购于2024年1月1日正式完成。交易条款未予披露。关于埃赛力达科技Excelitas Technologies Corp.埃赛力达科技是一家领先的工业技术制造商,专注于提供具有市场驱动力的创新光子解决方案,满足我们OEM和终端客户对传感、检测、成像和照明的关键需求。埃赛力达服务于医学、生命科学、工业、半导体、智能建筑、国防和航空航天领域的众多应用,致力于促进客户在众多终端市场取得成功。我们的团队由7,500多名专业人员组成,他们在北美、欧洲和亚洲工作,为全球客户提供服务。 关于特种光源NoblelightNoblelight特种光源是全球特种光源领域技术与市场的先驱者之一,产品波长覆盖从紫外线到红外线,适用于工业、科学及医疗应用,业务遍及欧洲、亚洲和美国。我们设计和制造的红外线、闪光和紫外辐射器、系统及解决方案,广泛地应用于工业制造、环保、医美、研发、分析测试技术等领域。
  • 如何选择正确的商用照明—CWF和TL84光源的区别
    颜色的产生依赖于光源、物体和观察者三者的交互作用。光源通常发出400纳米至700纳米波段的光,这覆盖了人眼可见的光谱范围,包括红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色。当这些光照射到物体上时,物体中的颜料或其他物质会选择性地吸收和反射不同波长的光。物体反射的光的波长组合决定了其颜色。因此,光源的性质对我们所看到的颜色有重要影响。例如,CWF和TL84两种荧光光源,尽管都属于荧光光源,但它们的光谱组成和发光特性的差异会影响在这些光源下观察到的颜色表现。这两者之间有什么区别呢?一、CWF光源和TL84光源是什么?CWF(白荧光)光源是一种标准型荧光光源,通常用于美国的商场和办公机构。它的色温为4150K,符合CIE(国际照明委员会)标准照明体F2。CWF光源的显色指数(CRI)大约为62,其特点是发射大量的绿色光和较少的红色光,因此在进行对色时常被许多美国品牌商所选用。而TL84光源是一种窄带型荧光光源,属于三基色荧光灯。这种光源广泛应用于欧洲和环太平洋地区的商店和办公环境。它的色温大约为4000K,符合CIE标准照明体F11。TL84光源的显色指数约为85,其显著特点是释放出大量的绿色光。欧洲和日本的客户通常会指定使用TL84光源来进行对色工作,因其较高的显色指数可提供更好的颜色还原度。二、CWF光和TL84光源的区别1、色温CWF(冷白荧光)光源和TL84光源在色温方面存在细微的差异。根据SpectralLight Qc光源箱中的光源要求,CWF光源的色温标准为4150±200K,而TL84光源的色温标准为4000±200K。尽管这两种光源的色温相近,但它们仍然展现出略有不同的光色特性。色温是指光源发出的光色与理想黑体在相同温度下发出的光色相匹配时的温度,通常以开尔文(K)为单位。色温的微小差异可能导致光色的轻微变化,但这种差异通常对于人眼辨识来说并不明显,特别是当色温差异较小时。2、显色指数CRI显色指数(CRI)是衡量光源再现物体颜色的能力的量化指标。CWF(冷白荧光)光源的显色指数大约为62,这表示它在颜色再现方面的性能是中等的,可能不会准确地再现所有颜色。相比之下,TL84光源的显色指数约为85,表明它具有更好的颜色再现能力,能更准确地呈现颜色。从附件中的光谱功率分布图可以看出,CWF光源与TL84光源在光谱的分布上存在显著差异。例如,CWF光源在绿色光区域有一个较高的峰值,而在红色区域的发光强度较低。与此相对,TL84光源在绿色区域也显示出较高的峰值,但在红色区域的发光强度显著高于CWF光源。这些差异在光谱分布上造成了两种光源在颜色再现上的不同表现,这可能影响我们对物体颜色的感知和判断。因此,当选择光源进行颜色匹配和评估时,考虑光源的显色指数和光谱功率分布是非常重要的。3、适用范围CWF(Cool White Fluorescent)光源被广泛应用于美国的商业环境,因此美国客户可能会特别指定使用CWF光源来评估颜色。例如,知名的零售和品牌企业如苹果(Apple)、PVH、Ann Taylor、Home Depot、Sears和沃尔玛等,均可能采用此类光源来确保其产品颜色的一致性(虽然沃尔玛已经开始向LED照明转型)。在欧洲,TL84光源作为商业荧光灯的标准选择,被广泛指定用于颜色评估。欧洲客户如玛莎百货(Marks & Spencer)、迪卡侬(Decathlon)、Zara、阿迪达斯(Adidas)等品牌在色彩管理流程中通常会选择TL84光源。这反映了各地区在光源选择上的标准和偏好差异,对于全球业务运营的品牌来说,了解这些差异是至关重要的。爱色丽SPLQC光源箱提供多种光源选择,包括CWF和TL84在内的七种不同光源,以及可选的LED光源。这种多功能性使其成为一个有用的工具,可在设计、定标、预生产、生产以及质量保证和出货质检的多个阶段支持色彩评估。通过使用该光源箱,可以帮助识别和校正颜色问题,从而减少由色彩误差引起的浪费和返工,这可能有助于缩短产品的市场推出时间,并有望提高产品的整体质量。三、年终优惠活动年终特惠,机不可失!爱色丽限时折扣,适用于多款精选产品。更有“以旧换新”优惠活动,帮助您节约采购成本,同类别其他品牌型号亦可参与。了解详情或参与活动,详情咨询爱色丽官方。四、关于爱色丽“爱色丽彩通 ”总部位于美国密歇根州,成立于1958年。作为全球知名的色彩趋势、科学和技术公司,爱色丽彩通提供服务和解决方案,帮助品牌、制造商和供应商管理从设计到最终产品的色彩。
  • LED光源的显色性及评价方法
    1、显色指数CRI若把CRI应用于RGB组合型LED,可能引起误导,因RGB组合型LED缺少大量黄色光谱,它对黄色的显色性很差。RGB组合型光谱的波峰狭窄且波峰之间的间隔较大,光谱分布对波峰外饱和色的显色性很差。CRI计算采用的标准色样板为非饱和色,对于衡量连续且频带较宽的光源的显色性比较好;对于LED 等饱和色光源,显色性评价准确性会有一定的误差。如图2,选取12块标准色卡与标准光源对比,受试LED光源A(Ra =80)对右边四块饱和色的表现不如受试LED光源B(Ra =67)。2、色质指数CQS基于CRI在评估LED光源时,存在色空间不均匀、标准色样少、饱和度过低等问题。美国国家标准与技术研究所给出一种新方法——色质指数(Color Quality Scale ,简称CQS),来评价 LED 等新型白光光源的颜色品质。与CRI类似,CQS也采用验色法。通过被测光源与参考光源,照射同标准色样,计算出它们之间的色差。区别于CRI的非饱和色,CQS选取15种饱和色,它们平均分布于整个可见光谱中。如图3,色质指数CQS测试色板的颜色由红到紫构成近乎连续变化的偏饱和颜色。计算CQS值所需的数据都可以从光源的光谱和色样的颜色属性中推导出来,对15块色样的颜色位移量的初始计算与对CRI色样的计算相似,但是CQS值是取15个数据的均方根值,即:式中:Qa——Qi的15个数据的均方根值;Qi ——被测光源与参考光源照射同一套标准色样的色差,i取1~15。相比于CRI(Ra)的计算,CQS(Qa)的计算方法在色差的权重上得到了增强,这样即使在色样间有一些色差,也不会对最终结果产生重大影响。CQS兼顾了LED白光等饱和色和样板色的完整性,但在准确评价颜色的保真度、偏好度不同种族人群方面,需要进一步进行视觉实验和完善。3、电视光源一致性指数TLCI欧洲广播联盟(European BroadcastingUnion,简称 EBU)在2011年11月发布了另外一种针对演播室灯光的测试标准——电视光源一致性指数(Television Lighting ConsistencyIndex,缩写为TLCI),它充分考虑了电视摄像机对照明环境的要求。TLCI是用光谱辐射计对一个光源发出的光谱能量分布进行测量和计算的。TLCI标准的测试与CRI有些类似,是由一张色彩对比图标显示比对结果确定的。其测试色块有24块,如图5,左侧测试色块显示了由标准摄影机所还原并在标准显示屏上显示的参考光源和被测光源,右边的表格提供了12个色彩区块调整亮度、色度和色调所需的指示。右下的图示则画出了被测光源(深黑色曲线)和参考光源(浅色曲线)的光谱强度分布对比图。
  • 上海光源:照亮科研课题 参透微观世界的希望之光
    自2009年建成,这个位于上海张江的巨大&ldquo 鹦鹉螺&rdquo ,5年间稳定释放&ldquo 创新之光&rdquo ,为1590个研究组,9225位慕名而来的科技人员照亮未知的微观世界,将百余篇科研论文送上包括《科学》《自然》等在内的国际著名学术杂志。奇迹的创造者&mdash &mdash 上海光源,这个我国迄今建成的规模最大的大科学装置和大科学平台,&ldquo 照亮&rdquo 5000多个科研课题,攒足劲儿孕育着参透微观世界之光!  开启中国科研新生代  &ldquo 它其实就是一台超级显微镜,或说高品质的巨型X光机,能观测到以前我们看不到的物质内部结构和变化过程。上海光源是目前世界上第三代同步辐射光源中性能最好的之一。&rdquo 上海光源国家科学中心(筹)(以下简称&ldquo 中心&rdquo )主任赵振堂对上海光源的介绍中,透出一股豪气。这是一个触探世界科技前沿的&ldquo 俱乐部&rdquo ,如果没有&ldquo 会员资格&rdquo ,就只能借助别国的设施,去参与最前沿的科技竞争,这令中国科学家难以大展身手。一大批以往无法在国内开展的实验,现在有了一个大有可为的研究平台。  清华大学的年轻结构生物学家颜宁体会颇深:解析蛋白质结构,离不开同步辐射光源。以前,她和学生要去日本光源收数据,样品运送就是大麻烦,而现在她们只需坐几个小时的高铁来上海就行了。最近,她的课题组解析了人体葡萄糖转运蛋白GLUT1的三维晶体结构,成果震动了世界结构生物界。&ldquo 若没有上海光源,这个成果问世至少拖延几个月。&rdquo   中国科学技术大学研究员李良彬重点研究软物质的材料结构、性能,大部分实验需要用到同步辐射光设备。2005年李良彬从荷兰国家原子和分子物理研究所读完博士后打算回国之际,就四处打听中国是否建设类似的设备和平台。当听说上海光源在建时,他欣然归国成为上海光源的第一批也是忠实的用户。&ldquo 经过五年多的发展,这里绝对可以和欧洲的同类平台相媲美!&rdquo 李良彬赞不绝口地说道,&ldquo 我回国的第一篇文章就借助于此,五年来我百分之八九十的文章都是依托于上海光源。&rdquo   生物大分子晶体学线站的工作人员汪启胜在一旁说:&ldquo 通过我们的平台对一个蛋白质分子做360度解析需要16分钟。&rdquo 怕记者不明白其中&ldquo 厉害&rdquo ,他又解释道:&ldquo 可能16分钟你们没概念,要知道利用传统X线,这样做下来可要整整两天,而且清晰度和可信度都相差很远呢!&rdquo   清华施一公教授在《科学》杂志发表的转录激活样效应蛋白特异性识别DNA的结构机理研究,被选为2012年&ldquo 中国科学十大进展&rdquo 哈尔滨工业大学黄志伟研究组对艾滋病病毒重要组成元件的解析 中科院物理所赵忠贤院士研究组发现了新型铁基硫族化合物超导体在高压下重新出现超导的新现象&hellip &hellip 这些世界重大科学研究成果的出现,离不开&ldquo 上海光源&rdquo 这个幕后英雄的协助。  每引出一束同步辐射光,就可照亮一个学科领域。5年多来,上海光源几乎每年都提供5000多小时的高质量同步辐射光,服务于生命、材料、环境、能源等众多学科。上海光源的实验用户,涵盖了国内结构生物学95%以上的相关研究组。目前,中国结构生物学已跨入世界一流水平,利用上海光源先后发表论文620多篇,包括《科学》《自然》《细胞》杂志论文33篇,《自然》和《细胞》子刊论文近60篇。  除了科学家在学科前沿取得重大突破,35家企业也在利用上海光源进行高技术研发。从美国回国创业的维亚生物科技有限公司总裁毛晨笑称,与包括诺华、罗氏、葛兰素史克在内的世界100多个制药公司开展外包合同服务,公司每年要做数百个药物靶标的研究,要解析1300个结构,一年产值达到两三亿元。维亚利用上海光源取得的癌症一期临床的大量结构技术数据,帮助了三家与其合作的新药研发企业在美国纳斯达克上市。上海美迪西生物医药有限公司利用上海光源每年不超过100个机时,却可以创造上千万人民币的经济效益,目前公司已有两种化合物进入新药临床试验阶段。  &ldquo 好钢用在刀刃上&rdquo   &ldquo 好钢用在刀刃上&rdquo ,如何提高设备使用效率成为建设管理者们的难题。造价14亿元人民币的上海光源,目前共有7个线站8个实验站,首批线站已通过专家评审的课题申请5406个。&ldquo 这8个实验站,每天的实验都安排得满满的,还有许多课题组在排队等候实验。今年下半年的机时安排表早在上半年就全部安排了。&rdquo 中心副主任何建华说。  瞄准世界同类装置前列,建立整套严格而灵活的运行机制和规章制度,让大型仪器设备使用公平、公正、高效。在每年的三月和九月有两次申请时间,使用者可以集中统一网上申请,上海光源为此成立了由约七十位一线专家组成的各线站用户专家工作组、三十位科学家组成的用户专家委员会,负责对申请者课题的评审和运行状态监督,进行课题分级,实现了&ldquo 课题申请&mdash 专家评审&mdash 机时分配&mdash 成果反馈&rdquo 的良性循环,保证重点课题有保障 普通课题不落下 管理有序可循,有章可依。  上海光源的机时管理在注重程序和秩序的同时,也有一定的灵活性,对于紧急突发事件,设有&ldquo 紧急课题机时&rdquo ,保证实验正常开展。中科院高福院士就是利用了&ldquo 紧急课题机时&rdquo ,对去年春天突发于江浙沪的禽流感毒株进行了结构分析,确立了这一鸟类流感其感染人的机制,为防控禽流感提供了理论基础。对于获得重大科技成果的研究人员,奖励约40个小时机时。这可是一件人人垂涎的&ldquo 奖励&rdquo 。何建华举例说,&ldquo 专注于蛋白质结构与功能研究的施一公教授,课题组曾经一年要去日本24次,现在一年只去3、4次,比以前方便太多了!&rdquo   最近,我国第三代同步辐射装置上海光源正在扩容:建成了专供蛋白质研究使用的5条光束线,并配套了6个实验站。与此同时,紧邻上海光源,又一个国家级科研中心&mdash &mdash 国家蛋白质科学中心· 上海也即将竣工。国家光子科学中心也同时在筹建中。另一大科学装置&ldquo X射线自由电子激光&rdquo 正在按计划实施推进,如果说上海光源能为人们拍摄分子照片,那么自由电子激光则能为人们拍摄分子电影&mdash &mdash 帮助科学家更原位、实时地看清微观世界的变化。  赵振堂说,上海光源一期建成时,仅有7条光束线站,到2020年,上海光源将有近40条光束线站向用户开放,届时每年可汇聚上万名科学家,基于光源开展科研工作,实验大厅、专业实验室、食堂、咖啡吧,随处都可能碰撞出学科交融的火花。&ldquo 我们的总体目标是:瞄准能源、环境、材料、凝聚态物理、地球科学、化学和生命科学等领域,解决前瞻性、关键科学技术问题,建设一批高性能光束线站,争取每年接待用户超过5千人,用户实验超过1万人次。&rdquo 相信,未来的上海光源会成为我国科技界热追的实验站。一个学科碰撞交融的科研新生态圈,将在&ldquo 鹦鹉螺&rdquo 的孕育下,逐步成形。
  • 走进中科院上海光源:照亮中国科学的未来
    上海张江科技园区里,张衡路、祖冲之路、蔡伦路&hellip &hellip 这些以中国古代科学家命名的街道营造出了浓浓的科学氛围。  乘坐磁悬浮列车路过张江时,一座类似巨大蜗牛壳的建筑引起了过往乘客强烈的好奇心。这便是中科院上海应用物理研究所上海光源。  穿过一条走廊,前来探秘的《中国科学报》记者走进了&ldquo 蜗牛&rdquo 的内部。灰色是上海光源内部的主色调,显得稳重而严肃。而螺旋形的加速器通道则是整个光源内部的主要结构。  &ldquo 在这个硕大的圆形装置中,注入器提供电子束并使其加速到所需能量,电子束以接近光速在闭合环形的真空电子储存环中运行,并在磁场作用下放出同步辐射光。&rdquo 站在上海光源大厅里的沙盘模型前,负责接待记者的上海应物所研究员、自由电子激光部主任王东告诉记者。  记者很好奇:&ldquo 加速器通道是全封闭的吗?&rdquo   &ldquo 由于加速器隧道中有辐射,外墙浇筑了1米多厚的混凝土,以保证工作人员的绝对安全。&rdquo 上海应物所大装置部负责光源工作的闫山川介绍说。  来到上海光源的中控室,灰色的墙上写着&ldquo 格物致知&rdquo 、&ldquo Light&Truth&rdquo (光即真相)几个字。一名工作人员正在监控着十几台同时运行的电脑。姜伯承博士毕业后便留在这里工作,负责保障上海光源整个系统的运行。&ldquo 每年供光机时都超过5000小时,除了寒暑假之外,每天24小时几乎都排满了。&rdquo 他说。  &ldquo 上海光源&rdquo 光源能量位居世界第四,是世界上性能最好的第三代中能同步辐射光源之一。&ldquo 上海光源&rdquo 具有建设60条以上光束线和上百个实验站的能力,每天可容纳几百名科研人员。这些实验站便是上海光源发挥作用的舞台。  &ldquo 同步辐射光有什么用呢?&rdquo   王东介绍:&ldquo 同步辐射光在实验站里&lsquo 照射&rsquo 到各种实验样品上,科学仪器记录下实验样品的反应信息或变化,经处理后变成一系列图像。&rdquo   出自上海光源的&ldquo 光&rdquo 不仅照亮了自然界的真相,也照亮了中国科学的未来。  &ldquo 这些年上海光源帮助中国科学家取得过哪些成果?&rdquo   &ldquo 上海光源从2009年开始服务,陆续在各个科研领域发挥作用。&rdquo 一边走,王东一边细数着这些年来科学家利用上海光源取得的重大成果。  今年1月,复旦大学环境科学与工程系唐幸福课题组在抗碱金属脱硝(SCR)催化剂研究方面取得了突破性进展,该研究在控制氮氧化物的排放及减少大气中颗粒物(PM2.5)污染等方面具有重要应用价值。  2012年,清华大学结构生物学中心颜宁、施一公研究组利用&ldquo 生物大分子晶体学光束线站&rdquo ,揭示了一类蛋白特异识别其靶标基因的分子基础,该成果还入选了《科学》杂志评选出的&ldquo 2012年十大突破&rdquo 。  更早一些的还有,在2011年,在&ldquo X射线小角度衍射线站&rdquo 的配合下,浙江大学教授高超研究组发现了氧化石墨烯的手性液晶相行为,这项工作为提出新的结构模型打下了基础。  踏进实验站,十几名科研人员正在紧张地工作。旁边,一座新的实验站正在修建,身穿灰色制服的工人正在仔细地安装仪器,身旁的氮气罐正冒着白气。在这个大型的光源里,基建、维护、服务和科研工作一样,时刻都在井井有条地进行着。  在高质量地运行上海光源的同时,上海应物所还在大力开展下一代先进光源的研究。如今,上海应物所技术团队已经完成&ldquo 高增益谐波产生自由电子激光放大饱和&rdquo 实验,使我国成为继美国后世界第二个掌握这项技术的国家。最新的实验结果被该领域顶尖杂志《自然&mdash 光子学》(Nature Photonics)选为封面文章发表,项目负责人、上海应物所所长赵振堂也因此接受了该杂志专访。  今年,总长为300米的第四代光源装置&ldquo 上海X射线自由电子激光&rdquo 有望在园区内动工,标志着我国大型先进光源的发展进入全新的阶段。  &ldquo 期待同步辐射光源和自由电子激光能为更多的科学家服务,产生更多高水平的科学研究成果。&rdquo 王东充满希望地说。
  • 揭秘“大连光源”:人类探测微观世界的利器
    1月15日,辽宁省大连市,中国科学院研制的“大连光源”发出了世界上最强的极紫外自由电子激光脉冲。视觉中国供图  冬日的辽东半岛,海风凛冽刺骨。位于大连这座滨海城市西侧的长兴岛,因四面环海,人口稀少,更显得肃杀、冷清。但就在这里,一项新的世界纪录刚刚诞生。  1月15日,我国最新一代光源“极紫外自由电子激光装置”,即“大连光源”,发出了世界最强的极紫外自由电子激光脉冲,单个皮秒激光脉冲产生140万亿个光子,成为世界上最亮且波长完全可调的极紫外自由电子激光光源。  中国科学院副院长王恩哥评价这一成果时说,这是该院乃至我国又一项具有极高显示度的重大科技成果。“大连光源”中90%的仪器设备由我国自主研发,标志着我国在这一领域占据了世界领先地位。  更值得一提的是,该装置由中科院大连化学物理研究所和中科院上海应用物理研究所联合研制,开创了我国科学研究专家与大科学装置研制专家成功合作的先例。近日,中国青年报中青在线记者走进“大连光源”,采访有关专家进行揭秘。  看不见的“光”:人类探测微观世界的利器  在大连长兴岛,“大连光源”躺在一个长达100多米的隧道里。在这里,最常见的就是各种灯光闪烁的实验仪器,以及各类如同爬山虎般顺着架子连接着仪器的线缆,当然,还有各种看不见的“光”。  现实中,人们接触最多的“光”,怕是手机屏幕、电脑电视屏幕发出的光,还有白炽灯、霓虹灯的光,白天的太阳光,夜里的月光,以及大自然中水母、萤火虫发出的光,等等。那么,光的本质究竟是什么?  电磁波。  ——近代物理已经证明了这一点,并且发现光这种“电磁波”,还是人类认识和感知物质世界,探测原子和分子等微观世界的最重要工具。  比如,对于声音和图像,人类可以通过麦克风和摄像头转换成“电”信号,然后进行处理和传输。同样地,对于物质世界中的原子和分子,如果要“看到”它们,也只需要将其转换成易于识别和处理的“电”信号。  一个最直接的方法,就是将原子或分子中的电子“打”出来,让原子、分子变成带有正电荷的离子,带正电的离子击打在探测器上,就会形成“电”信号。如此,科学家就可以灵敏地探测即“看到”微观世界。  这其中的关键点,即将原子或分子中的电子“打”出来。不过,并非所有的“光”都能实现这一点。“极紫外光”是其中一种。  根据中科院大连化物所研究员戴东旭的说法,光(电磁波)本身带有能量,其波长越短,能量就越高。也因此,它分为可见光和不可见光,后者包括紫外光、红外光、X光,即人们通常所说的紫外线、红外线、X射线。  可见光的能量算是小的。其波长大致处于400~700纳米之间,可以刺激人的视觉细胞产生信号。  波长小于可见光的紫外光,因为能量高,会对人体产生危害,比如320~400纳米和270~320纳米之间的紫外光。  不过,当波长短到100纳米附近时,光所具备的能量,足以电离一个原子或分子而又不会把分子打碎,这个波段的光,被科学家称为“极紫外光”。  “大连光源”就是要造出这种“光”。一旦造出,就是人类探测微观世界的一把利器。  最新一代光源是“拍电影”,上一代是“拍照片”  “大连光源”总负责人、中科院大连化物所副所长杨学明院士讲了一个故事:19世纪末有人问,马在奔跑时,究竟有没有四蹄同时离地的瞬间?一时间众说纷纭,因为仅靠人眼观察,实在无法判断。直到有人设计出一套连续拍照的装置,将马连续奔跑的过程“分解”为一帧帧照片,才得出了结论。  杨学明说,要研究物质是如何变化、运动的,最好的方式就是将过程“记录”下来,能够让人们清楚地“看到”。如今,随着人类对自然界的认识不断深入,科学家已经知道,与人类生活息息相关的很多物理和化学过程,在本质上都是原子和分子过程。  而要控制或利用这些物理和化学过程,在杨学明看来,就需要在实验室里,研究这些过程所涉及的原子和分子的反应机制,因此,就需要精确并且高灵敏度地“探测”所涉及的原子和分子。  事实上,为了“看到”微观世界,人类制造出了各种各样的工具,这类工具统称为“光源”,其中一类在科学上广泛使用的光源,利用了粒子加速器获得高能粒子,高能粒子在磁铁阵列中震荡产生的高亮度的光被称为同步辐射光。  物理学家斯蒂芬霍金曾经说过,粒子加速器,是人类拥有的最接近时间机器的设备。而人类所能达到的最高温度记录,也是在粒子加速器中创造的。  从上世纪40年代,美国在加州大学伯克利分校发展了第一代高能电子束同步加速器之后,高亮度的同步辐射光源,已经成为当代科学研究最为重要的实验工具之一。世界各国先后建立了几十台第三代光源,我国也有北京正负电子对撞机、合肥光源、广东散裂中子源、兰州重离子装置、上海光源等。其中合肥光源和上海光源属于第三代光源。  如今建成的“大连光源”,则是第四代,也是最新一代的光源,即自由电子激光装置。中科院上海应用物理研究所所长赵振堂研究员说,这是当今世界上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光装置,也是世界上最亮的极紫外光源。  那么,第三代同步辐射光源和第四代自由电子激光装置究竟有何区别?  赵振堂打了一个比方,上一代是“拍照片”的,而最新一代光源是“拍电影”的,进一步说,即第三代光源只能“看到”微观世界物质的结构,而第四代光源则能记录下微观世界物质的动态过程。  杨学明以雾霾为例,从现有的研究来看,霾是一个从分子结构聚集起来的团簇,包括水、污染物等,那么在研究雾霾时,不仅要知道它是什么结构,即由什么组成,还要搞清楚这些组成部分,是如何聚集在一起的,这就需要科学家不仅要看到静态的结构,还要看到动态的过程。  比如,在空气潮湿的时候,空气中霾的成分通常会有一个明显的增长,为什么会这样,这就需要对其发展过程进行研究。也因此,杨学明将“大连光源”这个第四代光源,称为观察原子、分子反应过程的摄像机,在原子、分子层次上探索物质世界的奥秘。  科学研究专家与大科学装置研制专家首次携手  第四代光源还有一个特点:足够亮。  赵振堂给出一组对比:比起一般家用的白炽灯,太阳的亮度是其1万倍 比起太阳,第三代光源则要亮100亿倍 那么,比起第三代光源,第四代光源还要再亮100亿倍。这里的亮度,是一个科学的概念,也称为峰值亮度,定义是单位时间内、单位立体角内、单位面积上、单位波长范围内所发射的光子数量。  在这般光源的照射下,几乎所有的原子和分子都“无处遁形”。戴东旭说,如今建成的“大连光源”,就是当今世界上在极紫外波段最强的自由电子激光,因此是研究与原子分子过程相关的物理和化学科学问题的强有力的利器。  事实上,在越来越强调协同创新,而非“单打独斗”的大科学时代,像“大连光源”这样的大科学工程,越来越为科学界所重视。  如今,“大连光源”的建成出光,在王恩哥看来,也将大大促进我国在能源、化学、物理、生物、材料、大气雾霾、光刻等多个重要领域研究水平的提升,为我国的科技事业注入新的活力。  杨学明也告诉记者,新的仪器发展,是学术研究发展最为重要的基础,没有新的科学仪器,在物理化学领域可以说是寸步难行。他还记得,当初之所以提出建设“大连光源”,正是因为科研工作多年受困于反应中间体的探测难题。  当时,他找到赵振堂,双方一拍即合:这是我国打造新一代光源的绝佳契机。更为重要的是,双方都意识到,这一项目将是科学研究专家与大科学装置研制专家的首次携手,而这,对于未来加快推动大科学装置在科学研究中的应用,具有重要的现实意义。  很快,“大连光源”得到国家自然科学基金委国家重大仪器专项的资助,于2012年年初正式启动,2014年10月正式在大连长兴岛开工建设。仅两年时间,就完成了基建工程以及主体光源装置研制。  去年9月24日22时50分,超过300兆伏的电子束流,依次通过自由电子激光放大器的各个元件。终于,总长18米的波荡器阵列,发出了第一束极紫外光。  如今,经过调试后的“大连光源”,早已能发出更为强大的光束。但科学家并不会止步于此,中科院大连化物所研究员张未卿透露,国内未来很有可能进军X射线波段的第四代光源。
  • 首个超亿元重大科学仪器研制项目大连光源结题
    p style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/113dd848-00a1-4627-99bc-cf9daef10e9c.jpg" title="20181126513598550.jpg" alt="20181126513598550.jpg"//pp style="text-indent: 2em text-align: center "大连光源项目负责人、中科院院士杨学明/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "今年,由自然科学基金委资助、中国科学院大连化学物理研究所和上海应用物理研究所联合研制的“基于可调极紫外相干光源的综合实验研究装置”(即“大连光源”一期项目)通过专家验收,进入正式运行阶段。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "该项目负责人、中科院大连化学物理研究所研究员、中科院院士杨学明指出,项目通过验收以后,光源装置运行情况良好,吸引了众多国内知名科学家团队前来寻求合作。对大气化学中性团簇、地下水和冰川样品测年、发动机燃烧过程中复杂机理等能源化学相关领域重大科学问题的研究,即将在这里展开。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "这是自然科学基金委国家重大仪器专项资助的第一个经费过亿项目。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "最近,“大连光源”迎来了首个国际用户,英国皇家学会院士、英国布里斯托大学教授Mike Ashfold带领团队前来开展星际化学相关实验数据采集。“这是一个非常独特的科学实验研究装置,具有很好的性能。”Mike Ashfold评价说。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "科学目标驱动/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "随着科学发展,许多重要自然现象本质上都是原子和分子过程,这已经成为科学界的共识。那么,研究这些过程涉及的原子和分子反应机制,便成为科学家关注的重大前沿问题。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "类比人眼通过可见光反射看到物体,那么,用什么样的光才能“看到”原子和分子的变化过程呢?从事物理化学研究的杨学明一直受困于反应中间体的探测难题。当时,他意识到,一定要发展新的科学仪器,才有希望继续深入推动物理化学的发展。为此,杨学明找到中科院上海应用物理研究所所长赵振堂。双方一拍即合:这是我国打造新一代光源的绝佳契机。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "接受媒体采访时,赵振堂曾表示,大连光源是以解决能源化学领域重大科技问题为驱动,由上海应物所按照科学家团队的需要“定向研制”的。此前,光源装置基本都是先建好装置,然后再去寻找用户,看它能为谁的研究提供服务。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "科学家们把目光集中在“极紫外光”上。在整个光谱中,极紫外光是一段能量极高的紫外光,一个光子所具备的能量就足以电离一个原子或分子而又不会把分子打碎。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "杨学明说:“这正是探测物质的分子、原子和外壳层电子结构最重要的区域,对探索物质化学转化的本质具有重要意义。”/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "一年多来,科研人员对水分子在极紫外波段的光解动力学开展了研究,发现了罕见的三体解离过程和高振转分布的产物,有望帮助人类理解星际中这类物质的产生和能级分布。同时,结合红外光谱技术获得水分子的团簇结构信息,研究人员还深入解析了水中氢键构成,对理解空气中水分子的聚集过程(即雾的形成过程)具有重要意义。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "最近,德国哥廷根大学教授兼马普研究所所长Alec Wodtke已经在德国获得200万欧元资金,计划在大连光源建立表面化学研究实验站,有望深入揭示分子与表面之间的化学反应及传能机理,推动新催化机理的产生。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "联合团队首次携手/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "2011年,由杨学明、赵振堂、王东等科学家领导的大连化物所和上海应物所联合研发团队,提出在我国率先建设基于国际上新一代极紫外高增益自由电子激光综合实验装置的计划。很快,经过中国科学院推荐申请和层层严格评审,该项目于2012年获得自然科学基金委立项资助,专项经费1.033亿元。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "2014年10月,“大连光源”正式在大连长兴岛开工建设。项目启动后,联合研发团队仅用了两年时间,就完成了基建工程以及主体光源装置研制。2016年9月24日22点50分,超过300兆伏能量的高品质电子束流依次通过自由电子激光放大器的全部元件,第一束极紫外光从总长18米的波荡器阵列发出。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "“大连光源”成为我国第一台大型自由电子激光科学研究用户装置,也是当今世界上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光装置。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "杨学明介绍,它可以工作在飞秒或皮秒脉冲模式,每一个激光脉冲可产生超过140万亿个光子,单脉冲亮度是世界上所有极紫外光源中最亮的,波长可在整个极紫外区域连续可调,具有完全的相干特性。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "这些指标构成了“大连光源”在极紫外波段最亮的“闪光灯”和超快的“快门”,帮助科学家在研究化学反应动力学时,捕捉到分子、原子在化学反应中的动态影像,给分子原子“拍电影”。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "在科研人员看来,打破研究所之间的藩篱,让不同学科真正交叉融合,集各家之长来建大科学装置,是投入产出比最小、效率最高的一种方式。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "对于大连光源,时任中国科学院副院长王恩哥给予了极高的评价:“大连光源是中科院乃至我国又一项具有极高显示度的重大科技成果。装置中90%的仪器设备均由我国自主研发,标志着我国在这一领域占据了世界领先地位,为我国未来发展更新一代的高重复频率极紫外自由电子激光打下了坚实的基础。”/p
  • 高效/便宜/轻便的紫外光源发生器问世
    高密紫外光源在信息存储、显微仪器和化学分析方面具有广泛应用前景  据美国物理学家组织网11月29日报道,现有的紫外光源功率较低,笨重且昂贵,美国密歇根大学研究人员开发出一种更加智能化的方法来制造高密紫外光源,而且耗能更少,在信息存储、显微仪器和化学分析方面具有广泛应用前景。该研究发表在最新出版的《光学快递》上。  研究人员改进了一种光学共振器,能将廉价的电信红外光变成高能紫外激光束。该共振器是一种毫米级的铌酸锂回音廊式共振器,内部制作成精密的结构并经过抛光使其表面变得极为光滑,当输入光束通过内部的共振线路后,就会获得能量。  研究人员解释说,新型共振器是一种4倍频的激光发生器,能连续发射紫外光。在实验中,他们驱动电信红外光束与共振器结合,通过一个钻石棱镜能产生紫外、可见、近红外和红外四种光谱,并可通过多模光纤收集。  “如果把激光从绿变蓝,它的效率就会下降,要是变成紫外激光就更困难。这一法则最先由爱因斯坦提出来,用以解释为何绿色激光指示器中包含的不全是绿色激光,它其实是把一种红色激光的波长一分为二变成了绿色激光。”领导该研究的密歇根大学电力工程与计算机科学系副教授莫纳加洛希说,“我们优化了光学共振器的结构,能在更宽光波范围获得更多能量,用小功率的红外光制出了低成本而且波长可调的紫外光源。”  加洛希还指出,紫外光源在化学探测、高清医学成像、高精集成线路印刷以及扩展计算机内存方面有广泛应用。但目标波长越短,生成激光就越困难,效率也会更低。倍频转化就像把一个喇叭的音量调高,得到一种新频率的声音。新技术驱动光束通过非线性介质,能生成光分支并使其加倍,获得的紫外光频率和能量是原来输入光束的4倍,波长是原来的1/4。
  • 大科学装置合肥先进光源正式进入建设阶段
    在建党102周年之际,中国科学技术大学承担的大科学装置——合肥先进光源(Hefei Advanced Light Facility,简称HALF)近日获得初步设计概算的国家批复,正式进入建设阶段。6月26日上午,HALF开工誓师大会在国家同步辐射实验室举行。中国科学技术大学副校长傅尧首先宣读了HALF初步设计概算批复文件及工程指挥部成员、总体和系统负责人任命名单。中国科学技术大学党委书记舒歌群为HALF工程总指挥封东来院士及指挥部其他成员和工程总监颁发聘书;党委常务副书记蒋一为工程总体负责人和质量总监颁发聘书。随后,封东来与储存环、注入器、光束线站、公共设施等四个总体主任签署任务书,正式下达了工程任务。特邀嘉宾何多慧院士代表第一代“追光者”致辞。他说,中国科学技术大学是我国同步辐射和自由电子激光事业的发源地,如今又承担了合肥先进光源的建设任务。他勉励大家紧密团结、努力奋斗,早日建成具有国际领先水平的第四代同步辐射光源。
  • "超连续谱光源"领域的佼佼者——访国防科大侯静
    国防科大光电科学与工程学院研究员侯静  新学期伊始,国防科大光电科学与工程学院研究员侯静,又一头扎入到她钟情的激光世界里,课题攻关、学术研讨、申报国家自然科学基金......多年心无旁骛地不懈探索与创新,她率领课题组在“超连续谱光源”领域取得一系列重大突破,使中国在该领域一跃进入国际领先行列,相关成果连续两年入选“中国光学重要成果”。  高挑的个头,齐耳的短发,和蔼的脸庞上洋溢着自信的微笑。刚进入不惑之年的侯静,先后主持承担国家自然科学重点基金项目、国家国际科技合作专项和863计划等10多个项目研究。作为中国“超连续谱光源”研究领域的知名专家,侯静感到自己的一切已经与“光”紧紧地联系在了一起,科学研究与人才培养似乎成了她生活的全部。  27岁获得博士学位、31岁出国深造、35岁晋升为研究员、36岁遴选为博士生导师,入选教育部“新世纪优秀人才计划”。凭着在“超连续谱光源”领域的开创性研究成果,侯静已成为该领域的佼佼者。  “我很幸运,赶上了好时代,让我有了发挥自身潜力、实现梦想的好平台。”侯静说。  1993年,从小梦想成为一名女兵的侯静,如愿以偿地考入国防科大应用物理专业学习。本科毕业时被保送为硕博连读研究生,并成为学校第一批联合培养生进入中国科学院深造,师从中国著名光学专家姜文汉院士,从事自适应光学研究。  2002年,侯静博士毕业留校任教。在一次学术交流中,著名激光技术专家赵伊君院士提到“超连续谱光源”能覆盖光电传感设备的整个工作波段,无法进行防护,堪称未来光电对抗的“完美光源”。说者无心,听者有意。第一次听到“超连续谱光源”的侯静下定决心:开展“超连续谱光源”研究。  为了点亮“强军之光”,侯静从此在这一全新的研究领域开始了艰难的探索。壁影孤灯,清苦相伴,凭着坚定的信念,她从零起步,执着前行。2007年,侯静申请到赴英国巴斯大学深造的机会。在这里,侯静像一只不知疲倦的蜜蜂,拼命地采集知识的花蜜,她的勤奋和创新性研究,给实验室的专家和同事留下了深刻印象,建立了良好的合作关系。  回国后,侯静将国防科大与巴斯大学在光学领域的优势结合起来,提出合作开展“光谱可控的高功率超连续谱光源”研究。她的这一建议,很快获得中英两国相关部门批准,成为学校第一个政府间科技合作专项。从此,侯静全身心投入到研究工作中。  短短几年时间,侯静率领研究小组以高平均功率和全光纤化为攻关目标,先后突破了多项核心关键技术瓶颈,在国际上率先提出和研制出两种新型金属光子晶体光纤,掌握了拥有自主知识产权的高功率超连续谱光源的研制技术,主要技术指标打破美国保持4年之久的纪录,一跃进入国际先进行列。  在“超连续谱光源”基础研究取得突破的同时,侯静着力推动创新成果向生产力、战斗力转化,取得了显著的社会效益和军事效益。谈到当前深化国防和军队改革,侯静说,改革将使我们的军队更有战斗力,军队科技工作者要努力提高创新对战斗力增长的贡献率,让科研成果转化为能打胜仗的“利器”,在这场“大考”中交出优秀答卷。  作为研究生导师,侯静在“传道、授业、解惑”的同时,乐于跟学员交朋友,更能于细微之处发现学员的思想变化。一次,侯静了解到一名学生父亲患重病急需手术,却因家庭困难凑不齐手术费。她二话没说,从工资中拿出5000元让他赶快寄回去,解了燃眉之急。这名学员将教师的关爱转化为学习动力,毕业时顺利考上了研究生。  在学员眼中,侯静既是导师,更像一位可亲可敬的“大姐姐”,他们有什么事都愿意跟自己的导师说,就连谈朋友、找对象也少不了请导师指导把关。用爱和责任熔铸师魂,甘为“红烛”育英才。在侯静指导和协助指导的研究生中,目前已有2人获全军优秀博士学位论文,1人获省优秀博士学位论文,2人获省优秀硕士论文,1人获全军优秀硕士论文提名,连续5年获得学校优秀硕士学位论文,10余人被推荐进入国外一流大学攻读博士学位或联合培养。  秀肩总是挑重担。2012年,侯静担任激光技术研究室主任,肩上的担子更重了,但无论工作多么繁忙,课题研究怎样艰难,她总保持着乐观开朗的阳光心态,并感染着身边的每一个人,同事和学员都说:“和侯教师在一起,很开心。”  科技词典中说:“超连续谱光源”具有光谱范围宽、亮度高、空间相干性好等特点,而侯静也像这一束绚丽多彩的光源,不断散发出光和热,默默点亮强军之路,照亮学子向强军目标一路前行。
  • 便携式拉曼光谱仪激光光源产品介绍
    pstrong  一、 拉曼光谱仪设备的市场展望/strong/pp  作为在分子光谱领域中发展最快的设备,拉曼光谱仪正在成为当前仪器行业的焦点之一。 在早期阶段,拉曼光谱分析设备一直是高端实验室用仪器的代表 然而随着激光器、CCD检测器等技术的进步,便携和手持式的设备成为了拉曼分析仪器一个新的发展趋势——设备体积越来越小,操作越来越简单,应用也越来越广泛。最近两年,由于安防、海关等领域现场快检的需求增加,国内的便携/手持式的拉曼设备的市场迎来了迅速的增长。我们相信在未来的数年内,随着技术方案的成熟、设备成本的进一步降低以及国家政策法规的完善,公安部门、食品安全、药品检测等几大领域的应用也会逐渐成熟 届时,便携/手持式拉曼光谱仪的应用会出现真正的突破,出现爆炸式的市场增长。/ppstrong  二、 便携式拉曼光谱仪关键部件概述/strong/pp  一台完整的拉曼光谱仪通常由激光器(光源)、样品外光路、色散系统、信号接收系统和信息处理系统几大部分组成。strong相对于高端的实验室系统,便携式拉曼设备的内部部件更简单且模块化程度更高,其关键的零部件包括光源模块、光谱仪模块以及拉曼探头三样。仅针对便携式拉曼设备的应用来说,以上几个关键部件国内外厂商的技术水平相差已经不大,国产产品基本能达到国外同类优秀产品的水平,并且具有更高的性价比/strong。在拉曼光谱的核心器件——激光光源领域,近年来国内已经出现了一些优秀的供应商,深圳市大族锐波传感科技有限公司便是其中之一。/ppstrong  三、 大族锐波拉曼激光光源产品介绍/strong/pp  深圳市大族锐波传感科技有限公司是一家光电传感领域的高新技术企业,致力于提供高端光电传感产品与系统。公司由上市企业大族激光科技产业集团股份有限公司和海归技术团队于2015年5月共同发起设立,并引入了多家机构投资者注资。公司位于深圳市南山区高新技术产业园,目前注册资本人民币1亿元。大族锐波在传感用高性能半导体激光器领域具有领先的技术与丰富的经验。公司的技术团队曾最早在国内成功开发出应用于便携式拉曼光谱设备的785nm窄线宽半导体激光器,突破国外垄断,且产品的性能指标不逊色于国际同行的同类高端产品。针对当前拉曼光谱分析仪器领域的应用,大族锐波传感推出了以下数款半导体激光器光源产品:/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="785nm窄线宽激光器.png" style="HEIGHT: 291px WIDTH: 300px" border="0" hspace="0" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/4d1205f6-1aeb-490f-9d65-d5308db26e11.jpg" width="300" height="291"//pp style="TEXT-ALIGN: center"strong785nm窄线宽激光器/strong/ppspan style="FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai"  785nm窄线宽激光器是一款基于外腔设计的蝶形封装激光器。由于独特的腔体设计,产品具有非常好的波长温度稳定性、窄谱线线宽、高边模抑制比等特点。该激光器的标准封装是14引脚的蝶形管壳,由Bragg体光栅来实现中心波长的稳定和低温依赖性。其它封装形式也可以根据客户需求提供。该产品非常适用于拉曼光谱、传感、医疗以及其他测量等领域的应用。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai"  除了具有拉曼光谱分析所要求的窄线宽(0.08nm)、稳定波长(785± 0.5nm)输出外,产品可根据客户的需求提供不同规格的稳定功率输出:最高输出功率可达600mW以上 低功耗的型号则具有非常低的阈值电流 (~200mA的阈值电流,指标领先于国外同类器件),尤其适用于便携或手持式拉曼分析仪的应用。/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="785nm窄线宽激光器模块.png" style="HEIGHT: 263px WIDTH: 300px" border="0" hspace="0" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/1d0a697e-a481-4d13-9149-909bb3b0559e.jpg" width="300" height="263"//pp style="TEXT-ALIGN: center"strong785nm窄线宽激光器模块/strong/ppspan style="FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai"  激光器模块内置大族锐波生产的窄线宽激光器,通过专有的电路驱动设计实现稳定快速的激光驱动。该款激光模块体积小,固件升级灵活,具有风冷或无风冷选择、标准USB接口和TTL接口。该产品非常适用于拉曼光谱、传感、医疗以及其他测量等领域的应用。可根据客户的需求提供定制服务,并提供相应的技术支持。/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="785nm单模激光器.png" style="HEIGHT: 261px WIDTH: 300px" border="0" hspace="0" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/1714aca5-30dc-4207-b7ab-5de53a7d34a6.jpg" width="300" height="261"//pp style="TEXT-ALIGN: center"strong785nm单模激光器/strong/ppspan style="FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai"  产品基于外腔设计,由Bragg体反射体光栅形成的外腔反馈保证了稳定的中心波长和低温依赖性。由于独特的腔体设计,该款激光器能输出高质量的单模光束,并具有非常窄的谱线线宽和高边模抑制比。高质量的单模高斯光束可以有自由空间窗口输出和单模光纤耦合输出两种输出模式。该产品适用于如拉曼显微光谱分析等领域的应用。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai"  目前我司的数款拉曼光源激光器件及模块产品均获得了客户的认可与好评,主推的785nm窄线宽激光器模块已经被国内领先的拉曼设备生产商采用,应用在其便携式设备之中。/span/ppstrong  四、 大族锐波未来发展规划及对于拉曼仪器行业的期望/strong/pp  在拉曼光谱之外的其他领域,大族锐波也陆续推出了多款高性能的传感用激光器产品,如1550nm单频激光器,1064nm单模激光器等。依托海外高层次技术团队拥有的核心技术和大族激光在传感领域的发展战略布局,大族锐波希望以光电传感的关键技术为切入点,研发、设计、生产和销售应用于光学传感、环境监测、工业检测等领域的集成光电传感器产品。公司将在激光器器件及模块产品的基础上不断投入和发展,目标是经过三到五年时间的成长,在国内或国外资本市场上市,进一步发展成为国际光电传感技术的领导企业之一。/pp  现场快检是仪器行业的一个前景巨大且发展迅速的方向,我们十分看好便携式和手持式拉曼光谱设备在各个快检领域的应用。在该方向,国产的拉曼设备厂商已经开始奋起直追,产品性能和进口设备的差距将越来越小,并且性价比更具有优势。在未来,除了期待拉曼设备厂商在技术上不断进步、追赶达到国外产品的先进水平外,同时也希望针对行业应用的方案商能更好的配合终端用户需求,提供更加成熟的应用解决方案。我们期待能和拉曼领域的各个设备厂家和解决方案提供商进行深度细致的交流,获得该领域的前沿发展方向的信息,尤其是对激光光源产品的改进需求,以便于更加针对性地开发合适的产品,为国产拉曼行业的发展贡献一份力量。/pp style="TEXT-ALIGN: right"(span style="FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai"市场工程师 王睿/span)/p
  • 桌面高能X射线光源系统问世
    据美国物理学家组织网10月25日(北京时间)报道,一国际研究小组开发出一种微型同步加速高能X射线光源系统,其能效和质量可与世界上某些最大的X光源设备媲美,这种微型化的廉价高质量X射线光源将有着广泛应用前景。相关研究论文刊登在10月24日的《自然物理学》杂志上。  新设备由英国伦敦帝国学院、美国密歇根州立大学和葡萄牙里斯本大学高等技术学院的科学家共同研制,能在桌面上实现当前巨大激光设备的多项功能。他们的缩微系统采用了一种微型氦气喷气机和一种高能激光,是一种只有铅笔粗细的超短波高能空间相干X射线光束。  论文第一作者、伦敦帝国学院物理系的斯蒂凡柯耐普博士说,我们在产生更加简洁廉价的高能高质X射线方面迈出了第一步。用相对简单的系统,在几毫米范围内产生的高质量X射线光束,能和几百米长的同步加速器产生的光束媲美。尽管我们的技术目前还不能与世界上少数几个大型的X射线源直接竞争,但对于当前某些难以办到的检测来说,它提供了一种重要的应用手段。  新系统产生的X射线具有极短脉冲长度。它们能从一个约1微米的空间小点产生,这会导致一个狭窄的X光束,使研究人员能清楚地看到目标物的细节。这些特性是其他X光源不具备的,超短脉冲使研究人员能以毫微微秒(千万亿分之一秒)的解析度测量原子和分子的互相反应。  新型X射线系统发出称为HERCULES的超高能激光束,进入氦气喷气机生成一个微小的等离子氦柱,激光脉冲在这个等离子内部,生成一个被带负电荷的电子包围的带正电的氦离子泡。  由于这种电荷分离,等离子泡具有强大的电场,不仅能促使等离子体重的某些电子形成能量束,还能使光速“扭动”。当电子束扭动它产生的峰值共振X射线光束时,就能够在实验中进行测量。  这一过程跟其他同步加速光源中所发生的过程相似,但是在一个微观领域内产生。整个桌面X射线源装在一个边长约1米的真空箱里,加速和X射线的产生在不足一平方厘米范围内。这种微型化导致更加廉价高质量的X射线光源,也将带来超短高耀度的属性。  研究人员称,像这样的系统有很多用途,比如使用高能X射线,它最终能极大地提高医学图像的解析度,也能更容易地检测机翼接合有没有微缝隙,还能用于开发特殊科学应用,X射线的超短脉冲可在极短时间内研究“结冰”运动。
  • 杨学明:“点亮”世界上最耀眼的极紫外光源
    一个人如果对一个方向没有兴趣,就很难真正在科学研究上有很好的发展,兴趣是从事科学研究工作的内在推动力。杨学明中国科学院院士、南方科技大学理学院院长“基于可调极紫外相干光源的综合实验研究装置”(以下简称大连相干光源)项目近期传来好消息——分子反应动力学国家重点实验室、大连光源科学研究室研究员江凌和中国科学院院士杨学明团队与清华大学教授李隽研究组合作,利用自主研制的基于大连相干光源的中性团簇红外光谱实验方法,在类冰中性水团簇七聚体中发现了多个棱柱状和笼状结构,为揭开液态水至微冰的氢键网络演化机制提供了新的思路。对领导该装置研发建设的杨学明来说,团队成员的重要发现值得庆贺,大连相干光源持续产出重量级成果更令人兴奋。作为分子反应动力学国家重点实验室主任,杨学明几十年来遨游于钟爱的学术世界,在国际分子反应动力学领域取得系列重大成果,提升了我国在该领域的国际地位。更让杨学明感到自豪的是,他推动和主导了诸多原创科研仪器的设计研发工作,极大地提升了我国科研仪器的水平。“我是个很幸运的人,一辈子都在做自己特别喜欢的事,而且这些事多少为国家作了些贡献。”杨学明感慨道。从零开始,回国入职大连化物所杨学明学术生涯的转折点出现在2001年。此前,在美国加州大学圣巴巴拉分校获得博士学位后,杨学明在美国普林斯顿大学和加州大学伯克利分校从事了几年博士后工作,而后应诺贝尔化学奖获得者李远哲的邀请,赴台湾原子与分子科学研究所工作,从副研究员干到终身研究员,一待就是6年。2001年,杨学明到中国科学院大连化学物理研究所(以下简称中科院大连化物所)访问。回到攻读硕士学位的母校,杨学明感慨万千,他那颗想要回国干一番事业的心更加炽热。彼时,因出色的学术成绩,杨学明已蜚声业内。正在外地出差的、时任中科院大连化物所所长包信和得知他造访的消息,第一时间拨通了他的电话,询问他是否有兴趣到所里工作。杨学明欣然接受了邀请。而这一声应允,意味着一切要从头开始。原本蒸蒸日上的科研事业要中断,辛苦研制的科学仪器无法搬迁随行,还要从零开始组建科研团队… … 杨学明深知,已过不惑之年的他将要面临怎样的艰辛。但他依然很坚定。回国后,杨学明担任了中科院大连化物所分子反应动力学国家重点实验室主任。中科院大连化物所为其开辟了“绿色通道”,拨给杨学明1000万元启动经费,并尽可能地为其提供自由而优越的科研环境。入职后,杨学明的第一项工作是研究氟加氢反应共振态。“氟氢体系是化学激光领域最重要的研究内容之一。”杨学明说,幸运的是,他很快在这一领域取得了一系列重要成果。由杨学明领导完成的研究工作,连续两年入选“中国十大科技进展”。短短几年,他所带领的团队就成为化学反应“共振态”领域国际知名的研究团队,而分子反应动力学国家重点实验室也成了国际上在这一领域具有重要影响力的研究基地。回首过往,杨学明动情地说:“没有什么比自己的成果给国家科研带来价值更重要。”站位高远,领导研发高端科研仪器除了产出系列重磅成果,让杨学明更骄傲的,是一件件自主设计研发的科研仪器。这些仪器是杨学明驰骋学术战场最有力的“武器”,是他与钟爱的化学世界对话的工具。过去20多年,正是利用自行研制和原创的国际领先的科学仪器,杨学明在化学反应动力学研究方面取得了备受瞩目的研究成果。“我的工作就是用实验物理的方法来研究化学反应,而研究工作的水平取决于实验思路的设计及特殊仪器设备的研制。”杨学明说,“在当代绝大多数科学领域中,先进科学仪器都发挥着非常重要的作用,科学仪器也是国家科技硬实力水平的重要体现。”杨学明领导研发的总预算达1.4亿元的国家重大科研仪器设备专项——大连相干光源已于2018年通过验收。这是我国第一台大型自由电子激光用户装置,也是全球唯一运行在极紫外波段的自由电子激光装置,是世界上最亮的极紫外光源。极紫外光源是对分子进行激发和软电离最有效的光源,有助于科学家在原子分子水平上开展一系列重大科学问题研究。研制一个高亮度极紫外自由电子激光光源,是杨学明在加州大学伯克利分校做博士后研究时就有的一个梦想。“这也是我回中科院大连化物所最想做的事情之一。幸运的是,我得到了自然科学基金委的大力支持。这个梦想终于得以实现。”杨学明说,自然科学基金委在当年资助了体量相对较大的科研仪器设备研发,体现了其魄力和远见。利用这一先进光源,在已开展的实验研究中,科研人员取得了一系列重要研究成果。目前,杨学明正在积极推动我国新一代高重频自由电子激光装置的发展,努力推进深圳规划中能X射线自由电子激光和大连极紫外自由电子激光项目的建设,为科研工作者提供世界上最先进的极紫外和软X射线光源。和当年建设大连相干光源一样,杨学明深知,高重频X射线自由电子激光装置的建设也是一件非常难的事。“但是,我们就是想要做一些别人没做过的事情。”杨学明说。“过去几十年里,我们国家在很多技术领域取得了很大进步,但科研仪器研发的底子还是相对薄弱。科研领域许多方面受制于人,就是因为我们在高端科研仪器研发方面的实力不够。”作为全国人大代表,杨学明在不同场合为发展高端科研仪器鼓与呼。遵从兴趣,投身化学研究领域杨学明的研究内容是原子、分子级别的化学反应过程。原子、分子… … 这个微小却变幻无穷的世界让他着迷。和很多知名科学家从小就因各种机缘对科学产生浓厚兴趣不同,杨学明坦言,他直到进入大学后,才对科学有了初步的认识。“我上初中时虽然对化学很感兴趣,但那主要是因为遇到了一个好老师,与学科本身关系不大。”杨学明笑称。虽然大学学的是物理专业,但中学时对化学的浓厚兴趣,最终还是将杨学明带到化学的世界。“考研时,我极其坚定地选择了化学方向。”杨学明说,“一个人如果对一个方向没有兴趣,就很难真正在科学研究上有很好的发展,兴趣是从事科学研究工作的内在推动力。”人生没有白走的路。“大学物理专业背景,后来成为我在化学动力学研究上的优势。”杨学明说。个人经历让他深知做一个好老师的重要性,以及在科研范式发生重大变化的当下,推进学科交叉融合的紧迫性。2017年11月,杨学明有了一个新身份——南方科技大学理学院院长。“我非常有幸一直走在科学研究的最前沿,也特别兴奋有机会参与南方科技大学理学院的发展和建设,希望自己能够为国内的高等教育改革发展做些事情,特别是在学科交叉融合发展方面做些努力。”杨学明说。如今虽然事务繁杂,但杨学明依旧将至少一半的工作时间留给科研。“让我感到最快乐的,可能就是整天在实验室里面思考科学问题、与学生一起讨论。”杨学明说,“科研工作对我来说,就像南方人每餐都要吃米饭一样,一顿不吃就好像少了点什么。”
  • 上海光源线站工程光源性能拓展通过工艺测试
    2022年8月12日,国家重大科技基础设施——上海光源线站工程的光源性能拓展部分顺利通过了中国科学院条财局组织的工艺测试。 工艺测试专家组由中国科学院近代物理研究所、中国科学院高能物理研究所、中国科学技术大学、上海交通大学等单位的7位专家组成,夏佳文院士任测试组长,徐刚研究员任测试组副组长。此外,线站工程工艺测试组总组长胡天斗研究员参加了测试,中科院条财局重大设施处樊潇潇视频参加了工艺测试会议。专家组听取了工程加速器分总体负责人姜伯承研究员汇报的光源性能拓展部分建设情况及自测报告,讨论确定了工艺测试内容和测试大纲,进行了现场实测。经现场测试和对以往测试的确认,结果表明光源性能拓展后的储存环加速器总体性能参数,以及超高磁场弯铁及长直线节双腰磁聚焦系统、低温系统、束流测量系统、束流控制系统、插入件系统、轨道快反馈系统、SLEGS光源系统的技术性能参数值均达到或优于设计指标。 上海光源二期线站工程根据光束线站的建设需求对储存环加速器进行了升级改造,即光源性能拓展: 将储存环的第3和第13单元改造成带2.29T超高磁场弯铁的DBA磁聚焦结构单元,增加2段1.89m直线节用以引出更多束线(图1),提高弯铁辐射光子特征能量至18.7keV以满足用户的需求(图2);将第11和16单元的超长直线节改造成双腰低βy直线节(图3),以满足安装两条高性能束线的要求;将第12单元的标准直线节进行局部消色散光学改造,以满足安装超导扭摆器的需要;以上改造均对局部光学函数进行了匹配(图4),以使全环的光学函数得到优化。储存环聚焦结构改造于2019年完成,随后投入日常运行,改造完成后的上海光源在第三代同步辐射光源中继续处于先进水平(表1)。图1. 超高磁场弯铁的DBA磁聚焦结构单元布局图及实景照片图2. 超高磁场弯铁照片以及常规和超高磁场弯铁的辐射功率谱比较图图3. 长直线节双腰布局图及实景照片图4. 改造前后的储存环光学函数(局部)对比图表1. 上海光源储存环主要参数改造前后的对比研制了13台插入件(表2、图5),包括6台真空内波荡器(IVU)、3台低温永磁波荡器(CPMU)、1台椭圆极化波荡器(EPU)和1组双椭圆极化波荡器(DEPU)、1台多磁极永磁扭摆器(MPW)和1台超导扭摆器(SCW),并陆续安装到储存环上;在此基础上,新建了基于康普顿散射的激光和电子束伽玛源(图6),伽玛能量范围0.4~20 MeV,满足了新光束线站建设的要求。 表2. 上海光源线站工程插入件参数图5. 各种类型插入件图6. SLEGS光源系统 新建了束团纯化系统和纯度监测系统,获得10-5量级的高纯净度的高流强单束团束流(图7)来满足时间分辨实验的需求。 图7. 束团纯化系统照片和效果图 新建了被动式超导三次谐波腔系统及配套的650W/4.5K液氦低温系统(图8、图9)并已完成调试,实现了24.5mA高流强单束团和200mA束团串混合填充模式的稳定运行,满足了快速成像线站的技术要求。图8. 超导三次谐波腔和束团纯化测量装置测得单束团流强图9. 低温系统(液氮/氦气储罐、4.5K和2K冷箱) 此外,还增加了轨道快反馈系统矫正铁数量,提高轨道快反馈系统的抑制带宽和抑制效果(图10);升级改造了横向束流反馈系统,实现了混合填充模式逐束团反馈,增加了系统动态范围到31db。图10. 轨道快反馈系统(左图参与快轨道反馈系统的轨道稳定性(快轨道反馈系统8小时工作);右图束流轨道噪音积分谱(FOFB打开/关闭)) 上海光源线站工程于2016年11月动工建设,在工程经理部的组织下,光源性能拓展部分按进度计划节点推进。2017年7月完成长直线节双腰改造,2018年7月完成第一台插入件(IVU)上线安装,2019年1月低温系统完成全部设备安装,2019年9月完成3和13单元超高磁场二极铁改造,2020年9月完成SLEGS光源系统相互作用腔上线安装,2021年3月完成超导扭摆器(SCW)上线安装,2021年9月完成三次谐波腔上线安装,并在2021年12月调试达到束线要求,实现了24mA单束团+200mA束团串填充模式,支撑快速成像线站完成了工艺测试(新闻链接:上海光源线站工程建设取得新进展)。截止目前,上海光源线站工程已完成了用户支撑实验系统、实验辅助系统、光源性能拓展和11条光束线站(20个实验站)的工艺测试,新建光束线站试运行已支撑用户取得了一批高水平研究成果。 通过加速器性能拓展工程的实施,拓展了光源光子能谱范围,增加了插入件直线节占比,即增加了可建束线的数量,实现了快速成像要求的高流强单束团和束团串的混合填充模式,同时,保持了加速器主要性能参数的先进性,提高了光源运行稳定性。
  • 您的“微流控”理想光源——来自各地权威实验室的案例介绍
    您的“微流控”理想光源——来自各地权威实验室的案例介绍什么是微流控?微流控,又被称作芯片实验室或者微全分析系统。您可以想象在化学、医学以及生物研究中涉及到的样品制备、反应、分离、检测等操作步骤都集中在一块微米尺度的芯片上自动完成吗?微流控技术是指在至少有一维为微米甚至纳米尺度的低维通道结构中控制体积为皮升至纳升的流体进行流动并传质、传热的技术。由于通道尺寸很小,样品的消耗量很少,节约了能源的同时也提高了反应速度,实现微型化、自动化、集成化以及便携化的同时也具有高通量的特点。而来自Lumencor的LED白光光源SOLA系列,也在这个微“舞台”上占有一席之地。实验案例1:同时激发四种荧光蛋白酶底物,用于检测多重基质金属蛋白酶(MMP)活性来自新加坡—麻省理工学院研究与技术联盟以及新加坡国立大学的Ee Xien Nga , Myat Noe Hsua , Guoyun Sunb 和 Chia-Hung Che发表了一篇名为”Single-cell assays using integrated continuous-flow microfluidics”的文章。一种可用于生成和检测含有单细胞和FRET底物液滴的交叉结构微流控芯片在这篇文章中被构建。为细胞检测提供了高通量并且非侵入式的全新可能性。在微流控芯片的光学检测系统中,Lumencor的LED白光光源SOLA SE-II型被用于同时激发和测量四种不同波长的荧光信号。并通过多荧光检测单元以及PMT模块转化为电压信号,输出电脑后对多种蛋白的活性进行分析。实验案例2:表征高速脉动流体流动的粒子条纹测速法莫格里奇研究所的科学家Tongcheng Qia, Daniel A. Gil, Emmanuel Contreras Guzman等开发了一种结合了高速微流控的可调节泵(Adapt-Pump)平台,并发表论文“Adaptable pulsatile flow generated from stem cell-derived cardiomyocytes using quantitative imaging-based signal transduction”。内皮细胞(EC)在体内持续暴露于血液流动的机械微环境中,而流体剪切应力在EC行为中起着重要作用。通过定量成像的信号转导从人多能干细胞衍生的心脏球体(CS)中生成脉动流。该脉动流可以复制独特的CS收缩特性,准确地模拟对临床相关药物的反应,以及脉动流对EC分化和形态的影响。作者巧妙地通过荧光珠来表征流体剖面和剪切应力,以Lumencor的LED白光光源SOLA FISH(Ex/Em 480/520nm)作为荧光显微镜的照明以及激发光源。并zui终通过条纹测量提供流体在不同深度和压力下的瞬时速度和剪切应力,从而更好地模拟内皮细胞在体内所受到的机械刺激。实验案例3:利用三色荧光编码法在纳升液滴中鉴定微生物菌株由麻省理工的科学家们Jared Kehea, Anthony Kulesaa, Anthony Ortizc等的文章 “Massively parallel screening of synthetic microbial communities”介绍了一种名为kChip的液滴微流控平台,可以快速、大规模地构建和筛选合成微生物群落。其中整套荧光图像采集系统是由尼康的Ti-E的倒置荧光显微镜、Lumencor的LED白光光源SOLA以及滨松的ORCA-Flash 4.0 cmos相机。Lumencor的LED光源不仅仅起到对液滴进行照明作用,也同时起到荧光激发作用,图像可以在多达四个荧光通道上拍摄,为高通量下评估不同微生物菌株组合的功能性。实验案例4:基于链长的细菌微流控分选延时成像来自隆德大学Jonas O. Tegenfeldt教授课题组的这篇发表于Analytica chimica acta的论文“Separation of pathogenic bacteria by chain length”介绍了一种利用确定性侧向位移分选(DLD)的微流控技术来分离具有不同致病性的人类细菌病原体链球菌肺炎的方法。对于人类细菌病原体肺炎链球菌,细菌链长度和荚膜的存在是已知的毒力因素,具有引起严重疾病的能力。在实验中Lumencor的LED白光光源SOLA与尼康Eclipse Ti以及TS2倒置显微镜搭配使用,在GFP荧光蛋白的帮助下,对有荚膜肺炎链球菌D39 (血清型2)和无荚膜肺炎链球菌R6细胞的运动轨迹进行观察,并通过荧光和明场图像进行对比与识别。实验案例5:光谱编码的镧系纳米粒子(LNP)的成像斯坦福大学Polly M. Fordyce教授课题组发表在Nature methods上的文章“A bead-based method for high-throughput mapping of the sequence- and force-dependence of T cell activation”介绍了一种名为BATTLES的新技术。该技术利用了生物机械力来启动T细胞触发的方法,进一步筛选能够诱导强烈T细胞反应的pMHC复合物。而这提供了一种简单、高通量、可调节的方法来模拟生理条件下T细胞识别抗原的过程,并为研究T细胞机械生物学和T细胞为基础的免疫治疗提供了新的工具。在筛选过程中通过光谱编码来标记与展示不同的pMHC复合物,可以在一个实验中同时检测多种pMHC复合物对T细胞的影响。光谱编码是一种利用镧系元素发出的不同波长的荧光来标记珠子的方法,每种pMHC复合物都对应一个特定的光谱编码。文中选择了Lumencor的LED白光光源SOLA作为光谱编码的镧系纳米粒子的成像的照明以及激发光源。SOLA能带给你什么?Lumencor的SOLA系列的LED白光光源可以很好满足在微流控中的多种运用。SOLA系列的LED白光光源容易集成,方便匹配主流品牌的显微镜。SOLA系列的LED白光光源具有高亮度与高稳定性,高效照明有助于形成高对比度与分辨率的图像,照亮您高通量测试下的每一处细节,保证实验的一致性。SOLA系列的LED白光光源具有多种型号可选,针对DAPI、GFP/FITC、YFP、Cy3、mCherry、Cy5 等光谱相似的荧光团起到激发作用。同样也有针对细胞遗传学检测实验中荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)对475-600nm区域进行输出的SOLA FISH型号。以及提供zui广泛光谱覆盖范围,用于激发荧光团(Cy7和ICG)近红外输出的LED白光光源SOLA V-nIR 和 U-nIR。满足您各种所需波长的需求。Lumencor的LED白光光源拥有精确控制的快速调节,可以对光源的输出功率进行调节。LED光源所产生的热辐射较低,不会对于微流控反应器产生过多的热量影响,从而保证反应的精度和稳定性。SOLA系列的LED白光光源耗电量较低,即开即用,较长的使用寿命可以助您实验屡创突破。相关文献:1.Ng E X, Hsu M N, Sun G, et al. Single-cell assays using integrated continuous-flow microfluidics[M]//Methods in Enzymology. Academic Press, 2019, 628: 59-94.2.Qian T, Gil D A, Guzman E C, et al. Adaptable pulsatile flow generated from stem cell-derived cardiomyocytes using quantitative imaging-based signal transduction[J]. Lab on a Chip, 2020, 20(20): 3744-3756.3.Kehe J, Kulesa A, Ortiz A, et al. Massively parallel screening of synthetic microbial communities[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019, 116(26): 12804-12809.4.Beech J P, Ho B D, Garriss G, et al. Separation of pathogenic bacteria by chain length[J]. Analytica chimica acta, 2018, 1000: 223-2315.Feng Y, Zhao X, White A K, et al. A bead-based method for high-throughput mapping of the sequence-and force-dependence of T cell activation[J]. Nature Methods, 2022, 19(10): 1295-1305.关于昊量光电:上海昊量光电设备有限公司是光电产品专 业代理商,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等,涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国 防、量 子光学、生物显微、物联传感、激光制造等;可为客户提 供完 整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等服务。
  • 我国在高亮度硬X光源研究中取得新进展
    p style="line-height: 1.75em " 高亮度X光源由于其在材料、生物研究等方面的广泛应用,一直是国际相关科研领域追求的目标。韧制辐射、同步辐射光源、X射线自由电子激光(XFEL)等都可以产生高亮度X光源。超短超强激光通过不同相互作用机制,可在从THz到伽马射线的各个频段产生高亮度超短电磁辐射源。/pp style="line-height: 1.75em "  中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室与德国杜塞尔多夫大学合作,3月14日发表在国际物理学期刊《物理评论快报》上的论文Bright x-ray source from a laser-driven micro-plasma waveguide [Phys. Rev. Lett. 116, 115001 (2016)] 报道了利用高对比度超短超强激光和微等离子体通道相互作用产生高亮度X射线的理论方案。超强激光将通道壁上的电子拉出,在激光场中加速,高能电子在激光场中的横向运动可辐射极强的X光(如图)。利用这一新机制,辐射X光的能量在20keV左右,单个脉冲光子数接近1011个,X光源具有很好的准直性,亮度可达5× 1023photons/s/mm2/mrad2/0.1%bandwidth,为这一重要频段(~20KeV)产生极高亮度X光源提出了一种重要方案。强场激光物理国家重点实验室正准备在实验室超短超强激光装置上进行相关实验。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/9ad78f2c-8891-4cf9-88a3-08ed3718ea6d.jpg" title="W020160419336153986380.jpg"//pp style="text-align: center "高能电子在圆偏转超强激光场中加速、旋转,辐射出高亮度硬X射线/p
  • 耶拿连续光源原子吸收新品中国首秀
    p  strong仪器信息网讯/strong 2016年10月11日,德国耶拿在上海慕尼黑生化展期间举办了新品发布会暨原子光谱高级研讨会,德国耶拿中国区总经理赵泰先生、耶拿全球ICP-MS产品研发经理Dr.louri Kalinitchenko 先生出席,并与用户进行了深入的交流。本次活动吸引了来自农业、质检、环境、制药、材料、地质等多个行业的110余位专家用户及行业媒体参加。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="IMG_35661.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201610/insimg/c950f166-03ba-4f01-bb03-00469549a03f.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="IMG_36251.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201610/insimg/151c3b68-f6ff-4cd8-bccb-ccf3bda3733b.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"strong新品发布会现场/strong/pp  据赵泰先生介绍,作为传统原子吸收光谱仪和等离子体发射光谱仪间的纽带,连续光源原子吸收仪结合了二者的优势,实现快速顺序分析和多元素同时分析,且操作简单,节省成本。2004年,德国耶拿推出了世界上第一台高分辨连续光源原子吸收光谱仪(HR-CSAAS)——contrAA® 系列产品,革新了传统原子吸收光谱仪的概念;2006年,又推出石墨炉HR-CSAAS技术。经过十多年的推广应用,德国耶拿的连续光源原子吸收已经成为常规分析、科研和学术界非常认可的分析技术,仅在中国,就已经有超过500台仪器安装使用。/pp  而此次,德国耶拿又发布了contrAA家族的新成员:ContrAA® 800,赵泰先生亲临现场进行新品发布并做了详细的技术和应用分享报告。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="IMG_35901.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201610/insimg/ee28c160-f96d-4d2b-8252-02459112c760.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"strong德国耶拿公司中国区总经理赵泰先生/strong/pp  据介绍,此次发布的ContrAA® 800系列产品具有三种不同的配置供用户选择:火焰技术,可扩展氢化物技术(ContrAA® 800F);石墨炉技术,可扩展固体直接进样和氢化物石墨炉联用技术(ContrAA® 800G);同时具有火焰石墨炉技术,全自动切换,可扩展氢化物技术、固体直接进样和氢化物石墨炉联用技术(ContrAA® 800D)。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="IMG_36891.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201610/insimg/69948226-8f9d-41e1-97f7-28c85d66854a.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"strongContrAA® 800新品/strong/pp  值得注意的是,在新品发布的过程中,赵泰先生用了数个“更加”介绍ContrAA® 800新品的特点:/pp  strong更加精巧:/strong设计紧凑,与以前的仪器型号相比,占地面积减少了三分之一;/pp  strong更加方便:/strong特制短弧氙灯可单独更换,用户可自己拆装,易更换,维护成本低;/pp  strong更加皮实:/strong除光学涂层和特殊密封外,可用净化空气或者氩气吹扫光室改善紫外区的光通量,避免来自实验室空气的污染,并且耐受恶劣环境。同时,进一步改善检出限,结果更加准确可靠;/pp  strong更加智能:/strong原子化器切换后,可自动回归原位。对石墨炉以及火焰原子化器均可调节高度和水平位置,优化分析条件;/pp  strong更加精密:/strong0.000X的吸光度精密度优于3%RSD;/pp  strong更加灵敏:/strong优化的特制短弧氙灯具有更高的光源强度以及光通量,检出限比传统原吸改善3-10倍;/pp  strong更加强大:/strong动态范围连续覆盖5个数量级;适合从超痕量到主成分浓度的直接检测;分辨率可达0.002nm....../pp  此外,赵泰先生还就传统原子吸收实际分析中面临的难点以及连续光源原子吸收的独特优势进行了详细的介绍,并以丰富详实的案例进行了阐述。/pp  新品发布之后,来自德国总部的ICP-MS研发经理Dr.louri Kalinitchenko 先生还介绍了德国耶拿PlasmaQuant MS ICP-MS的创新理念以及独特应用。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="IMG_36561.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201610/insimg/7324d971-0a03-41a8-9062-fe538b48654a.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"strong德国耶拿ICP-MS研发经理Dr.louri Kalinitchenko 先生/strong/pp  此外,会议结束后,德国耶拿公司还举办了独具特色的德国啤酒品鉴活动,在轻松惬意的氛围中加强与用户的交流和沟通,接受用户的咨询并听取用户的意见。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="00.jpg" style="HEIGHT: 300px WIDTH: 450px" border="0" hspace="0" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201610/insimg/8ba6eb3a-6469-40f5-9288-85afb5f9da8b.jpg" width="450" height="300"//pp style="TEXT-ALIGN: center"strong德国啤酒品鉴/strong/p
  • 科学目视色彩评估的方法与标准光源箱的应用
    色彩作为视觉艺术和工业设计中的重要元素,其准确评估对于保证产品质量和美观性至关重要。科学的目视色彩评估方法能够帮助设计师和制造商准确判断色彩,确保色彩的一致性和可重复性。本文将介绍几种常用的科学目视色彩评估方法,并以SpectraLight QC标准光源箱为例,探讨它们在实际应用中的作用。在色彩评估过程中,使用标准光源是至关重要的。标准光源箱提供7种光源,包括模拟日光(D50或D65)、冷白荧光灯(CWF)、白炽灯(A)、水平日光(Horizon)、UVA和两种可选荧光灯(U30、U35或TL84),以及2个可选的LED光源(L940或L950)。这些多样化的光源选项确保了在不同照明条件下都能进行准确的色彩评估。为了确保色彩评估的一致性,需要在标准的观察条件下进行。这包括设定特定的观察角度(如45°/0°或0°/45°)、观察距离和背景色。这些条件的标准化有助于减少由于观察条件不同而引起的色彩感知差异。色样对比是一种直观的色彩评估方法,即将待评估的色样与标准色样或参考色样进行直接比较,以此来判断色差。此外,色彩匹配技术也广泛应用于色彩评估中,通过调整色样的三原色成分,使其在视觉上与标准色样或参考色样匹配,从而评估色彩的准确性。虽然目视评估依赖于人的视觉感知,但色度计和分光光度计等仪器可以提供客观的色彩数据,辅助判断色差的大小或色彩的具体参数。这些仪器的使用可以增强目视评估的准确性和可靠性。SpectraLight QC标准光源箱是一款专为满足严格视觉评估需求而设计的设备,它提供了7种光源选项,包括可调节的模拟日光(通过加滤光片的卤素灯实现)和可选的LED灯,以适应不同的评估场景。该设备旨在确保整个供应链中的视觉评估始终保持一致,同时提供出色的报告功能和可追溯性,以便于监控和管理色彩质量。SpectraLight QC标准光源箱为整体视觉色彩评估提供了一套完善的解决方案,有助于在整个供应链中建立标准化的操作程序。对于品牌商和规格指定方,这个系统不仅确保了操作的一致性,还提供了出色的报告功能和可追溯性,从而增强了管理效率和质量控制。对于供应商而言,SPLQC标准光源箱能够在供应链的各个环节设置审批检查点,从而确保产品从设计到质量控制的每个阶段都符合标准。作为一个整体解决方案,SPLQC标准光源箱不仅减少了人为错误,还通过标准化视觉评估条件,节省了时间和成本,提高了整个供应链的效率和可靠性。科学的目视色彩评估方法对于确保产品色彩的一致性和准确性至关重要。通过使用标准光源、建立标准观察条件、进行色样对比和色彩匹配,以及控制环境因素和训练有素的观察者,可以有效提高色彩评估的科学性和准确性。SpectraLight QC标准光源箱作为一个整体解决方案,在设计、制造和质量控制等领域都有着广泛的应用,对于提升产品的美观性和市场竞争力具有重要意义。“爱色丽彩通 ”总部位于美国密歇根州,成立于1958年。作为全球知名的色彩趋势、科学和技术公司,爱色丽彩通提供服务和解决方案,帮助品牌、制造商和供应商管理从设计到最终产品的色彩。如果您需要更多信息,请关注官方微信公众号:爱色丽彩通
  • 卓立汉光可调单色光源的应用 — 均匀光源
    技术介绍:目前市场上有多种灯源,这些灯源只一般提供复色光,不能根据用户的实际应用提供单一或是较短波段范围的光,因此可调光源也就孕育而生。光源经过不同特点的分光器件(一般为单色仪),输出或是高分辨高窄线宽光,或是高能量的复色光,从而可以在不同的应用场景中使用。产品应用:均匀光源是可调光源一个重要分支,一般可用于探测器如(CCD,CMOS)的响应均匀性测试等光电领域测试。CCD像素非均匀性测试:CCD芯片是由多个像素组成。在CCD制造过程中,因为硅基材料本身质量,以及生产工艺等因素,即使在同一个采集参数下(曝光时间,读出速率等),各像素的暗电流,量子效率还是会有细微的差别。在一些大面阵相机使用的场景,如天文观测,需要在CCD相机使用前对感光芯片的各像元的响应非均匀性做统一的测试。 均匀光源是该测试中的重要环节,光源的均匀性和稳定性都会影响到测试的准确性。 图1:CCD芯片非均匀性测量流程图,内含TLS(可调光源)和积分球如上图所示灯源经光谱仪分光后由积分球输出成为均匀光源,然后照射待测CCD相机进行测试。根据测试响应波段的要求,一般灯源可以选用卤素灯作为光源,用光功率计放置于积分球出口,测量光源在不同电流时的能量输出。经过长时间开启后,(一般30分钟以上),再次测量输出能量数值。经过对比,得到一个电流最佳值使得灯源在长时间工作后仍可保持1%以内的稳定性。光源均匀性测试可以用光功率计在XY电移台上以一定间隔(如1cm),在CCD测试位置获得光源照射到CCD面上的不同位置的照射强度均匀程度。在光源的强度稳定性和均匀性符合测试指标后,接下来可以进行CCD非均匀性测试。分别在挡光和不挡光状态下获得相机在同一AD等参数的情况下图像数据。然后在逐一针对不同曝光时间分析像素点的数值输出。最后得到对CCD芯片的响应均匀性测试,并重新建构测试芯片的暗电流和光电流的分布情况。 图2:卓立汉光推出的基于可调光源的均匀光源系统卓立汉光经过多年的研发,针对不同的光源需求,推出基于不同光源和单色仪的可调光源系统(TLS系列光源) 图3:不同灯源组合灯源加320mm焦距谱仪组合TLS光源灯源不稳定性输出范围氙灯(75W、150W)1%200-2000nm氙灯(300W、500W)10%200-2000nmEQ光源1%200-2000nm溴钨灯(150W、250W)1%350-2500nm40W红外光源1%1.1-12um 灯源加200mm焦距谱仪组合TLS光源灯源不稳定性输出范围氙灯(75W、150W)1%200-1000nm氙灯(300W、500W)10%200-1000nmEQ光源1%200-1000nm溴钨灯(150W、250W)1%350-2500nm40W红外光源1%1.1-8um 引用文献:1, Liang Shaolin, Wang Yongmei, Mao Jinghua, Jia Nan, Shi Entao,Infrared and Laser Engineering, 0417004, 48(2019)2, EMVA Standard 1288,Standard for Characterization of Image Sensors and Cameras,2021Wang Shushu, Ping Yiding, Men Jinrui, Zhang Chen, Zhao Changyin,Proc. SPIE 11525, SPIE Future Sensing Technologies, 115252I (2020)
  • 上海光源第六届用户学术年会通知
    上海光源第六届用户学术年会兹定于2016年8月14日~16日在上海松江举行。本次会议由中国科学院上海应用物理研究所主办,旨在加强上海光源装置与用户以及用户之间的交流、合作,促进上海光源的开放运行、用户服务以及今后的发展,更好地发挥上海光源科研平台的作用。 长期以来,北京优纳珂与中国科学院上海应用物理研究所建立了良好的合作关系,对国家重大科技基础设施的建设和发展提供了良好的支持,因此特受邀参会,宣传、展示公司的技术和产品,届时欢迎广大用户莅临指导!我公司展品如下: 瑞士Dectris公司:自2006年成立以来,瑞士Dectris公司一直从事于单光子计数混合像素探测器的研发、生产和销售,在X射线探测器领域中处于领先地位,目前该产品被广泛应用于世界上绝大多数的同步辐射、中国科学院、机械加工、冶金工业、表面改性处理、民生基础建设和国防军工等众多领域,并获得一致认可。 德国STOE公司: 一家专业生产晶体X射线衍射仪的公司,成立于1887年。STOE曾生产出世界上第一台单晶衍射仪,1968年第一台四圆仪问世, 1992年生产出世界上第一台在线实时的IP探测器。STOE公司的产品在质量精度、测角仪设计、探测器分辨率和信噪比、数据处理、原位技术等方面都有着非常大的优势。 法国Xenocs公司:专业致力于为纳米材料表征提供解决方案,专业提供小角和广角 X 射线散射技术,自2000年成立以来,以其X射线技术专长、高性能产品和优质的客户支持,在全球建立了良好的声誉。我们的科学家和工程师团队具有深厚的 X 射线技术背景,特别是 SAXS/WAXS 技术,专业致力于以优质服务为纳米材料研究提供前沿解决方案。 瑞典Excillum公司:一家致力于研发、生产超高亮度微焦斑X射线光源的公司。经过十余年的研发与改进,掌握了先进的液态金属射流(MetalJet) X射线光源技术。这项新技术能够带来10倍于普通固体阳极X射线光源所发射的X射线通量(在相同焦斑面积上)。目前这项技术已经被用于生产多种稳定可靠的微焦斑X射线光源。 英国牛津OxfordCryosystems 公司:一家专业化的低温冷却仪器和相关软件的制造商。OxfordCryosystems冷却系统涉足的科研领域非常广,包括高新材料、医药、通信、新能源等,尤其在生物大分子材料和小分子材料的低温特性研究和结构解析方面,OxfordCryosystems提供的低温解决方案始终处在先进水平。
  • 上海光源运行两年取得一批重要科研成果
    我国迄今为止建造的最大科学工程——上海光源作为多学科开放共享的实验平台,向用户运行开放两年以来,已经取得了一批重要科研成果,加速了我国科技创新。“通过二期线站的建设,上海光源将基本实现波段覆盖、研究方法覆盖和应用领域覆盖,从而极大地提升上海光源的综合研究能力,成为真正意义上的世界级大科学平台。”有关专家相当兴奋。  上海光源国家科学中心(筹)副主任何建华介绍,截至今年5月底,上海光源首批7条光束线站累计提供用户机时52720小时,吸引了全国186家产学研各类用户,进站实验人员达6095人次,已执行通过专家评审的课题申请1474个,涵盖生命科学、材料科学、凝聚态物理、化学、环境和地球科学、高分子科学、医药学、地质考古学、信息科学等学科。上海光源用户科研成果丰硕,已发表研究论文172篇,包括《自然》、《科学》、《细胞》等国际顶级刊物7篇,产生了重要的国际影响。  上海光源是一台中能第三代同步辐射装置,它应用广泛,装置开放运行以来,已初步显示出在提升我国诸多科技领域创新能力上的重要作用,成为我国提升原始创新能力和培养凝聚优秀人才的重要多学科实验研究平台。  与目前世界上投资最多、综合性能指标一流的英国“钻石光源”相比,在投入运行的前两年内,上海光源无论在用户数量还是用户成果方面都毫不逊色。“装置设备运行状态非常好,机器开机率、故障率等各项指标均达到了世界一流水平。”中科院上海应用物理研究所所长赵振堂表示,“作为建设和运行单位,用好光源是我们义不容辞的责任。”  “上海光源对我国科技发展的支撑作用,无论是在广度上还是在深度上,都是前所未有的。”依托上海光源,将形成我国重要的科技创新基地。  以结构生物学领域为例,上海光源一经投入使用,立即改变了我国结构生物学以往主要依赖国外同步辐射装置开展前沿领域研究的局面,支撑用户在很短时间内取得了一批具有国际影响力的重要成果,显著提升了我国结构生物学研究在国际上的地位,推动我国结构生物学研究快速迈向国际前沿。目前利用上海光源开展蛋白质晶体结构研究的研究组已达105个,占国内从事这方面工作研究组的绝大多数,涉及“973”课题45个、“863”课题26个。而且,上海光源本身也已成为吸引我国结构生物学人才快速集聚的一个重要因素。  利用上海光源生物大分子晶体学线站的实验平台,香港科技大学生命科学部讲座教授张明杰及其团队今年2月11日在美国《科学》杂志上发表了有关肌动蛋白7a的突变如何导致先天性失聪失明的研究论文。  根据医学统计数字,听力障碍在新生婴儿中相当普遍──每1000个新生婴儿中就有几个病例。在失聪或弱听的儿童中,有3%至6%是Usher综合征患者。Usher综合征是一种基因失调的病症,它会导致病人在生命不同阶段蒙受不同程度的听力或视力丧失。  张明杰团队利用在上海光源生物大分子晶体学线站BL17U采集的晶体X光衍射数据,成功解析了肌动蛋白7a与Sans(另外一种可导致Usher综合征的蛋白质,其功能主要是充当桥连蛋白,将肌动蛋白7a的运输物体与其链接在一起)蛋白质复合物2.8埃分辨晶体结构。  “这项发现可以用于解释在肌动蛋白15a上发现的许多致病突变而造成非综合征型耳聋性遗传病。”有关专家评价说。  通过利用X射线吸收谱学线站,中科院大连化学物理所包信和研究组与上海光源BL14W线站科研人员密切合作,在纳米催化剂研究方面也取得重要突破,其研究结果发表在《科学》上。  利用X射线成像光束线站,科研人员在国际上首次利用同步辐射成像技术,直接动态观察到直流电场对合金凝固过程中的枝晶生长的作用 在高血压及卒中后脑血管形态变化的同步辐射影像学研究中,科研人员成功观察到小鼠豆纹动脉静态成像,该结果目前国际上未见报道 此外,科研人员还获得了蝗虫活体呼吸过程动态高分辨成像。  直接服务于产业的技术研发,是上海光源开放运行工作的另一亮点。两年来,有多家企业利用上海光源进行技术开发,涉及的行业有制药、化工、技术鉴定等,已取得了良好效果和显著进展,这方面需求呈上升趋势。  作为一个多学科开放共享的实验平台,用户使用上海光源需提前申请,等候“机时”。随着申请用户越来越多,上海光源机时已供不应求。目前除了我国科研人员申请使用上海光源外,新加坡、澳大利亚、韩国、日本的部分科研人员也通过合作渠道成为上海光源的用户。  “当初建设首批线站时,我们预计1年的申请用户大概是300个。但实际上,我们接待的用户数超过了预期的5倍。尽管我们已经对用户进行了一定的筛选,但目前设备还只能满足一半用户的部分需求。”上海光源国家科学中心(筹)首席科学家徐洪杰说。  中科院上海生科院生物化学与细胞生物学所研究员丁建平是上海光源的常客,已在此完成研究并发表了多篇结构生物学领域的成果论文。“上海光源为我们科研提供了有力的支持。但目前最大的烦恼是机时不够用,常常要排很长时间的队。”丁建平说。  根据设计,上海光源具有建设60条以上光束线站的能力,一期工程建成了生物大分子晶体学线站、XAFS光束线站等7条光束线站。为更好地满足我国科技创新需求,上海光源已紧锣密鼓地启动了后续建设。其中国家重大科技基础设施建设项目“蛋白质科学研究(上海)设施”将依托上海光源,建设用于蛋白质三维结构测定、蛋白质动态过程研究和功能成像分析等5条光束线站,预计将于2013年12月建成。  据上海光源国家科学中心(筹)副主任介绍,上海光源后期建设将瞄准国家战略需求、重大科研需求和产业研发需求,在首批已建成的7条光束线站和6条在建光束线站的基础上,新建若干条光束线站以及相关辅助设施,基本实现波段、研究方法和应用领域的全覆盖,极大提升上海光源作为国家大科学平台的综合研究能力。
  • 中国科大合作研究首次实现基于新型二维材料非线性的量子光源
    中国科学技术大学郭光灿院士团队教授任希锋等人与新加坡国立大学教授仇成伟、博士郭强兵等合作,在二维材料非线性量子光源研究中取得重要突破。研究成果1月4日发表在《自然》杂志上。   小型化、集成化是解决空间光学量子系统稳定性差、不可扩展等问题的理想方案,也是光学量子计算、量子通讯等走向大规模和实用化的必经之路。量子光源作为量子光学系统必不可缺的部分,其小型化一直是人们研究的重点。任希锋前期与南京大学等单位合作,将超构表面引入到量子信息领域,集成超构透镜阵列与非线性光学晶体,实现了100路径参量下转换,制备了超高维量子纠缠态和多光子源。   为了进一步提高量子光源的集成化程度,任希锋与新加坡国立大学等单位的合作者一起,首次利用新型二维材料NbOCl2的非线性过程实现了超薄的量子光源,厚度可低至46nm。   二维材料的层内晶体结构稳定,而原子层间的相互作用力要弱很多。基于这种特性,单层二维材料可以在保持原子尺度厚度的同时也保持物理性质的稳定,使得二维材料可以稳定且灵活地与各种微纳尺度光学器件直接耦合,因此被广泛应用在集成光子芯片的各个重要组成部分之中。常见的二维材料(WS2、WSe2等)虽然具有很大的二阶非线性系数,但是单层厚度太薄(1nm),从而导致整体产生的非线性信号强度很低。如果增加材料的层数,又会由于多层堆叠造成的空间对称性使得二阶非线性过程减弱甚至消失。   在本研究中,合作者们采用了一种新型NbOCl2材料,它不仅具有常见单层二维材料所特有的高二阶非线性系数,更重要的是它的层间电子耦合弱并且空间结构非对称。这种特性使得它的二阶非线性信号强度会随着二维材料的层数的增加而增加,可超过单层二维材料WS2倍频强度两个数量级以上。   合作者们进一步测试了多层NbOCl2二维材料的自发参量下转换过程。实验中采用404 nm波长的连续激光器(最大泵浦功率59 mW)泵浦二维材料,收集下转换过程所产生的808 nm附近波长参量光。二阶关联函数g(2)测试结果远远超过2,证明该过程产生了非经典关联的光子对。合作者们也对参量光信号强度随二维材料厚度的变化关系进行了测量,实验结果和理论预期完全吻合。值得注意的是,实验中证实厚度低至46 nm的该材料也能制备量子光源,这是目前国际报道的最薄的非线性量子光源。这项研究不仅为光学量子信息研究提供了一种可集成的量子光源,也为二维材料的非线性研究开辟了一个新的方向。   该工作得到科技部、国家自然科学基金委、中科院、安徽省以及中国科大的资助。图一:NbOCl2晶体的结构测试,单层厚度约0.65nm图二:NbOCl2二维材料的倍频二阶非线性过程测试图三:基于NbOCl2二维材料的量子光源
  • 肉类病害检测仪芯片光源一样吗
    肉类病害检测仪芯片光源一样吗,肉类病害检测仪的芯片和光源并不完全相同。虽然它们都是检测仪的重要组成部分,但各自的功能和特性有所不同。芯片是检测仪的核心部分,决定了仪器的运算能力和处理速度。在肉类病害检测仪中,芯片的作用主要是处理和分析检测数据,以快速、准确地判断肉类是否存在病害。而光源则是检测仪用于照射样品的部分,它的主要作用是提供稳定、均匀的光线,以便于观察和分析样品的特征。在肉类病害检测仪中,光源通常采用冷光源设计,以保证长时间连续工作时光源无温漂现象,同时提高检测的稳定性和准确性。此外,不同的肉类病害检测仪可能采用不同型号和规格的芯片和光源,以适应不同的检测需求和应用场景。因此,在选择肉类病害检测仪时,需要根据具体的检测需求和场景来选择合适的型号和规格。
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