角分辨偏振拉曼

撰文：刘雪璐等众所周知，实验上已经有多种手段可以实现角分辨偏振拉曼光谱(arpr)测试，但是不同配置往往会呈现出不同的结果。常用的arpr实验配置是固定入射激光和散射信号的偏振方向，旋转样品。但是，随着低维材料的兴起，样品尺寸往往只有微米量级，而旋转样品会导致样品点移动，很难实现对微米级样品的原位角分辨拉曼光谱测试。所以重新系统地研究各种arpr配置的优缺点并且找到对于微米级晶体材料优的实验方法显得十分必要。近，中国科学院半导体研究所谭平恒研究组系统全面地分析了三种测量arpr光谱的实验配置，给出了一般形式的拉曼张量在不同配置下拉曼强度的计算方法，并具体地以高定向热解石墨(hopg)的基平面和边界面为例，研究了这些arpr配置在二维材料拉曼光谱方面的应用。该工作使用了horiba公司labram hr evolution型全自动高分辨拉曼光谱仪，分析软件为labspec 6.0。全自动拉曼光谱仪快速的数据采集和强大的数据处理功能，为本工作的顺利完成提供了技术保障。今天在本文中，你将读到： 三种测量arpr光谱的实验配置及优缺点分析 高定向热解石墨的基平面和边界面arpr光谱测量及结果分析三种测量arpr光谱实验配置及优缺点分析图1. 三种测量arpr光谱的实验配置示意图：(a)αlvr和αlhr，(b)vlvr和vlhr以及(c)θlvr和θlhr。其中光路中偏振镜（polarizer）的使用是为了保证入射激光保持竖直偏振。单色仪入口的检偏镜（analyzer）用于选择沿竖直或水平偏振的拉曼信号。半波片用于改变入射激光或者散射光的偏振态。实验室坐标系(xyz)用黑色的箭头表示，而晶体坐标系(x’y’z’)用灰色的箭头表示。红色的双向箭头代表了照射到样品上的入射激光的偏振方向，蓝色的双向箭头代表了由竖直或水平检偏镜选择出的拉曼散射光的偏振方向。测量arpr光谱的实验配置如图1，三种配置的优缺点分别为：(a)αlvr和αlhr：改变入射激光的偏振方向，固定散射信号的偏振方向，而样品固定不动。这种偏振配置在测试过程中只需要通过旋转入射光路上半波片的快轴方向来改变入射激光的偏振方向。其优点在于便于操作，且保证了arpr光谱的原位测试。目前商业化的拉曼光谱仪，如labram hr evolution型拉曼光谱仪集成了自动化控制的半波片，这相比于手动旋转入射光路上半波片快轴方向的操作更为方便，测量结果更准确。(b)vlvr和vlhr：固定入射激光和散射信号的偏振方向，旋转样品。这种偏振配置被广泛应用于研究晶体材料拉曼光谱的各向异性，分别对应于常说的平行偏振（通常记为vv或yy）和交叉偏振（通常记为vh或yx）。其优点在于光路简单，而缺点为在旋转样品过程中不可避免地会导致样品点的移动，很难实现对微米级样品的原位角分辨拉曼光谱测试，使得测试技术难度增加。(c)θlvr和θlhr：在入射激光和散射信号的共同光路上设置半波片，通过旋转半波片的快轴-方向，同时改变入射激光及散射信号的偏振方向，而样品固定不动。这种偏振配置的优点同样是保证了arpr光谱的原位测试，但在低维材料的arpr光谱测量中尚未得到广泛的应用。上述三种arpr光谱的实验配置中，种配置(a)αlvr和αlhr可以借助自动化控制的半波片实现快速测量，是一种快速有效地测量arpr光谱的实验配置。第二种(b)vlvr和vlhr和第三种配置(c)θlvr和θlhr是等价的，这可以通过计算一般形式的拉曼张量在这两种配置下拉曼强度证实， 而后一种配置以其简便性和准确性等优势可以作为前一种的替代，从而可以更为高效地测量诸多微米级样品的arpr光谱。高定向热解石墨的基平面 & 边界面arpr光谱测量及结果分析二维层状晶体材料以其独特的物理、机械、化学和电学特性等迅速成为过去十余年国际科学研究的热点。近报道的一些垂直排列的二维层状晶体材料以及它们的异质结构，它们在边界面上能呈现出某些优于基平面的性质。这些各向异性材料的诸多性能随晶向而变，使其在纳米器件方面有着非常广阔的应用前景。hopg是石墨烯的母体材料，其由单层碳原子层即石墨烯依靠层间范德华力有序地堆垛而成，所以hopg可以作为二维层状晶体材料的代表。为了展示了不同arpr光谱的实验配置在二维层状晶体材料拉曼光谱测量以及各向异性研究方面的应用，研究人员对高定向热解石墨hopg的基平面（如图2）和边界面（如图3）分别进行了arpr光谱的测量。通过研究hopg基平面以及边界面上g模的拉曼强度对不同arpr光谱实验配置的依赖性，进一步证实了旋转样品的偏振测试技术（图1(b)vlvr和vlhr）和在入射激光及散射信号共同光路上放置半波片的偏振测试技术（图1(c)θlvr和θlhr）的等价性。后一种偏振测试技术可以作为前一种的替代，使得平面内各向异性材料的arpr光谱测量更为简便和准确。图2.（a）hopg基平面上的拉曼光谱。插图为晶体坐标系相对于激光入射方向的示意图。（b）偏振配置αlvr和αlhr，hopg基平面的g模拉曼强度igb(g)随α变化的坐标图。（c）偏振配置vlvr和vlhr下，hopg基平面的g模拉曼强度igb(g)随变化的坐标图。（d）偏振配置θlvr和θlhr下，hopg基平面的g模拉曼强度igb(g)随θ变化的坐标图。图3.（a）hopg边界面上的拉曼光谱。插图为晶体坐标系相对于激光入射方向的示意图。（b）偏振配置αlvr和αlhr下，hopg边界面的g模拉曼强度ige(g)随α变化的坐标图。（c）偏振配置vlvr和vlhr下，hopg边界面的g模拉曼强度ige(g)随β变化的坐标图。（d） 偏振配置θlvr和θlhr下，hopg边界面的g模拉曼强度ige(g)随θ变化的坐标图。对于垂直排列的二维层状晶体材料，单层厚度仅有亚纳米的级别，无法用光学显微镜对它们的晶向进行准确判断，目前急需一种快速、无损的鉴别方法。中国科学院半导体研究所谭平恒研究组进一步发现，当入射激光偏振方向与hopg碳平面取向平行时，其g模强度达到大值。基于这一特征，研究人员利用arpr光谱对hopg的边界面进行了晶向指认。这种方法还将有望推广到其他垂直排列的层状材料晶向的无损快速鉴别。图4. (a)hopg的边界面的光学图像，hopg边界面碳平面的方向y’与实验室坐标系y轴的夹角为β0=0o，20o和40o。(b)偏振配置αlvr下，β0=0o，20o和40o时hopg 边界面的g模拉曼强度ige(g)随α变化的坐标图。(c)偏振配置αlhr下，β0=0o，20o和40o时hopg边界面的g模拉曼强度ige(g)随α变化的坐标图。以上工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金委的大力支持，并于近期以highlights文章发表于中国物理b《chinese physics b》上：liu xue-lu, zhang xin, lin miao-ling, tan ping-heng. different angle-resolved polarization configurations of raman spectroscopy: a case on the basal and edge plane of two-dimensional materials. chinese physics b, 2017, 26(6): 067802horiba科学仪器事业部结合旗下具有近 200 多年发展历史的 jobin yvon 光学光谱技术，horiba scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天horiba 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。

10月30日HORIBA举办了2017 Optical School系列在线讲座第五场——光谱技术在半导体领域中的应用，涉及：拉曼、椭圆偏振、光学光谱和辉光放电，四种光学光谱技术，为大家带来满满的知识技能包。课上同学们积留言互动，那么针对这三种光学光谱技术，大家都有哪些疑问呢，我们一起来看一看。光学光谱1. 什么是CCD TE制冷？CCD探测器的制冷方式一般分为两种：热电制冷（TE）和液氮制冷（LN2）。热电制冷就是通过帕尔贴效应，将热量从芯片带走；液氮制冷是通过液氮气化吸收热量来降低温度。2. 5K和10K的低温是怎么实现的。采用低温恒温器，闭循环低温恒温器或消耗液氦型低温恒温器可以实现5K和10K的低温，将样品放置在低温恒温器中测量。3. PL Mapping测量的是什么？相对宏观测试而言，微观尺寸的光致发光光谱更能表征样品的性质，并且能够展现更多的细节信息，在进行显微测量时，我们对整个样品表面进行扫描，得到所有测量点的光致发光光谱，这个过程称为Mapping。4. MicOS的PL和拉曼光谱仪测试的PL谱是一样的吗？原理上是一样的，都属于光致发光光谱，区别在于：MicOS光谱仪所采用的光谱仪焦距长度跟拉曼光谱仪不一样，光谱分辨率也不一样；拉曼光谱仪主要是为了拉曼测试而设计，它的探测器CCD通常覆盖到1000nm左右，有些型号的拉曼光谱仪不能拓展光谱范围到近红外波段，而MicOS可以灵活方便地拓展光谱范围从紫外到近红外（200-1600nm）。5. 激光测试固体光谱时需要滤光片吗？推荐加滤光片，因为激发激光的能量很强，激发样品的同时，部分激发光会通过反射与信号光一起进入探测系统，可能产生杂散光，为了避免干扰，建议加入滤光片将激发光滤除。因为信号光能量较低，波长比激发光长，所以只需要加入截止波长在激发光和信号光之间的滤光片即可。此外，如果激发光的二级衍射光与信号光波长重叠的话，那么也需要加入滤光片将激发光波长滤除从而消除激发光的二级衍射光。6. 这里的PL发光和寿命测量与荧光光谱仪测得荧光光谱和寿命有什么区别？荧光也是一种光致发光，但是荧光光谱仪通常用氙灯作为激发光源，能量比较低，对于宽带隙材料可能无能为力，定制化光致发光系统用激光作为激发光源，可以成功激发大部分样品。此处提到的寿命测试功能与HORIBA荧光光谱仪的寿命功能原理相同，并无区别，不过MicOS中测量荧光寿命是在显微下测量的，而荧光光谱仪通常是在宏观光路中测量的。7. 使用光纤导入光谱仪（iHR550）时，狭缝的宽度对分辨率还会有影响吗？采用光纤导入信号光到iHR550光谱仪时，一般会采用光纤适配器将光纤连接到光谱仪，此时狭缝宽度对光谱分辨率的影响需要分两种情况讨论：（1）如果光纤出来的信号光光斑通过光纤适配器耦合到光谱仪狭缝上是小于狭缝宽度，那么狭缝宽度的变化对光谱分辨率无影响；（2）如果光纤出来的信号光光斑通过光纤适配器耦合到光谱仪狭缝上是大于狭缝宽度，那么狭缝宽度的变化对光谱分辨率有影响，狭缝越大分光谱分辨率越低。8. 光栅的刻线密度怎么去选择？光栅刻线密度的选择主要考虑两个因素：分辨率和光谱范围。相同焦长光谱仪配置的光栅刻线密度越高，光谱分辨率越高，但是所能使用的长波长范围越窄；光栅刻线密度越低，光谱分辨率越低，但是低刻线密度光栅能覆盖的长波长越长；所以要综合平衡考虑，一块光栅覆盖范围不够可以选择多块光栅以拓展光谱范围。9. MicOS激光照射到样品上的光强和光斑大小?MicOS的激光光斑照射到样品上的光强与所采用的激光器功率大小相关，所采用激光器功率越高照射到样品的光强越大。激光照射到样品的光斑大小与耦合方式（光纤耦合还是自由光路耦合）以及所采用的物镜倍率相关，如采用100倍物镜，采用光纤耦合激光，光斑小于10um；采用自由光路耦合激光，光斑小于2um。拉曼光谱1. 用532nm激光测试的深度为多少？（实验中测试不到厚度为100nm薄膜的Raman光谱）总体来说，入射深度与激光器的波长和材料本身消光系数相关。激光越偏红光，其入射深度越深；消光系数越小，入射深度越深。所以，532 nm针对不同材料的入射深度不一样，一般来说，对单晶硅的入射深度约为1微米。厚度不到100 nm的薄膜需要考虑使用325 nm激光器检测。2. 老师，实际测试比如石墨烯，532,633,785测试D,G,2D频移和相对强度都不一样，这是什么原因呢？可以考虑的原因：三个激光器是否校准好；激光器的能量是否合适，是否某一个激光能量过高将样品破坏。一般石墨烯测试，激光能量的选择建议从低到高尝试；考虑机理方面解释，激光和样品的是否有耦合效应。墨烯测试，推荐532 nm激光器。3. HORIBA提供拉曼与SEM联用的改装服务吗？我们实验室对这个比较干兴趣，想了解一下我们的电镜可不可以改装？国内和国外都有已经完成的案例。若有需求，请进一步联系！4. 我们处理拉曼光谱的时候有时候要使用归一化的方法，这个对结果分析会有影响吗？归一化一般不会对结果分析产生影响。归一化操作是对光谱中所有的拉曼峰等比例的放大和缩小，不会影响峰的位置和形状。若还有担心，可以考虑提高光谱的信噪比。5. 半高宽和强度是怎么成像的？若使用的是Labspec 6软件，至少有两种成像方法可以实现半高宽和强度成像。夹峰法：用线夹住需要成像的峰，在Analysis中，进入 Map characterization中选择对应的Height, area, position, width进行成像。分峰拟合法：对所需成像的峰进行分峰拟合后，直接选择各参数成像。夹峰法，目前多同时可以做三个峰的成像；分峰拟合理论上可以实现所有峰的成像。6. 如何用325nm激光器测拉曼光谱，PL和BPF这两块滤光片怎么用？使用325nm测试和其它的激光器测试类似，需要注意的是：激光器稳定半小时，软件中勾选紫外测试，使用紫外物镜，激光光斑进行聚焦。PL和BPF滤光片都是为了滤去激光器的等离子体线，PL和BPF分别针对测试PL和拉曼。7. 老师，做拉曼成像的时候勾选SWIFT，老是提示不兼容是怎么回事？可以考虑：是否工作在单窗口的模式下；成像区域的选择是否是长方形；控制盒上的开关是拨到SWIFT模式下。8. 100nm薄膜测试不到信号（532nm激发）答案见问题一。9. 老师，可不可以用显微共聚焦拉曼测重金属的浓度？重金属的浓度目前还没有用拉曼直接测试的好方法。但有间接的方法：加入指示剂，通过指示剂间接测试重金属的浓度；做成传感器（DNA/蛋白/小分子等为传感元件），以拉曼信号为输出。10. 老师您好，树脂样品532nm激光器基线上飘严重，降低hole值仍然，切换785nm后基线下飘，这个是荧光引起的吗，应如何调节或者加激光器呢？荧光背景干扰的可能性比较大。缩小Hole只能抑制荧光，不能消除荧光。建议先利用532 nm做个PL光谱看一看。降低激光能量；更换测量点；若荧光背景还是比较高，可以考虑选用紫外和更红外激光器试一试。椭圆偏振1. 请问在测试的时候起偏器不动但是检偏器旋转吗？在UVISEL系列椭偏仪中，起偏器和检偏器均保持固定，由相位调制器PEM起到调制偏振光的作用，没有机械转动的干扰，保证了仪器对椭偏角测试的高精度。2. 为什么可以测SIGe的组分？研究表明SiGe合金的含量与介电方程的实部有关，介电方程实部是通过椭偏仪分析得到的，因此在进行了大量标准样品与实部的关系推导后，可以根据未知含量样品的介电方程实部推算出合金含量。3. 要测试膜厚度，需要这个样品是透明的吗?样品可以是不透明的硅基底或透明的玻璃基底等，待测试薄膜需要是光学透明的，以便椭偏仪分析反射之后的偏振光信号。4. 不转怎么测椭偏角？UVISEL系列椭偏仪采用PEM相位调制技术，调制器虽然保持静止，但其内部光学元件的双光轴相位以50KHz高频发生变化，从而实现偏振光的调制。5. 椭偏仪的入射角是可调的吗？是固定几个值还是连接可调？入射角是连续可调的，但通常测试使用55-75度，主要与样品的布儒斯特角相近即可。例如，大多数半导体样品的布儒斯特角在70度附近，玻璃等样品在55度附近。6. 测SiGe的组分与测带隙宽度有关吗？没有7. 椭偏仪可以测不透明的样品吗？无法用肉眼判断样品是否光学透明，一般来说肉眼看到透明的样品，可透过可见光，而有些样品如SOI中的顶层硅薄膜，可见不透过，但仍然可以使用椭偏测试分析，因为其对近红外透过。8. 可以测碳纳米管吗？可以测试均匀的CNT薄膜，由于光斑大小限制不能测试单根纳米管9. 是相位调制器每变一下，收集一组光强吗？那请问相位改变一个周期内会采集多少组数据来计算psi 和delta。是的，通常8-16点HORIBA科学仪器事业部结合旗下具有近 200 多年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术，HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。

姓名： 公司/院校： 部门/院系： 电话： 传真： 邮件： 应用领域： 感兴趣的技术(拉曼光谱/椭圆偏振光谱/全部): 是否需要测试样品(是/否)： 对讲座内容的建议和意见： 备注 ： HORIBA JobinYvon 公司HORIBA Jobin Yvon 公司成立于1819年，是世界上大的光谱分析系统及部件生产商之一。致力于为 用户提供优质、先进的产品和解决方案，并提供专业的技术支持。产品包括衍射光栅、光学元 器件以及成套光谱分析系统:如：拉曼光谱仪、椭圆偏振光谱仪、荧光光谱仪、辉光放电光谱仪、等离子体 发射光谱仪等。可广泛应用于各种研究及分析领域，并在全球居领先水平。 Jobin Yvon公司隶属于HORIBA集团，该集团有高达10亿美元的销售额，在全球拥有4700多名员工。 www.jobinyvon.cn华南理工大学分析测试中心（计量认证合格单位)华南理工大学分析测试中心组建于1982年10月，现有专业技术教师和管理人员共27人分析测试工作十年以上人 员占80%，整体的检测分析能力强。中心装备了高分辨透射电镜、热场发射扫描电镜、超导核磁共振谱仪、液-质联用仪、多功能化学电子能谱、电子探针、X射线荧光光谱仪、拉曼光谱仪、多功能生物质谱、气-质联用仪、单晶衍射仪等大型精密贵重仪器30台，仪器总价值5000多万元；拥有独立且相对集中的现代化实验室，使用面积达3000m2；是华南地区规模宏大、设备先进、富具特色、队伍精良的现代分析测试中心之一 .www.scut.edu.cn/test/

在过去的十年里，红外（IR）光谱已被广泛应用于哺乳动物组织中的胶原蛋白研究。对有序胶原蛋白光谱的更好理解将有助于评估受损胶原蛋白和疤痕组织等疾病。因此，利用偏振红外光研究胶原蛋白（I型胶原和II型胶原）的层状结构和径向对称性逐渐成为研究热点。目前，基于焦平面阵列检测器的偏振远场（FF）傅立叶变换红外（FTIR）成像、偏振远场（FF）、光学光热红外（O-PTIR）以及散射型扫描近场光学显微镜（s-SNOM）的纳米红外技术在胶原蛋白领域得到广泛应用。偏振远场（FF）方法可应用于完整肌腱的截面，其纤维平行且垂直于偏振光排列。光学光热IR红外（O-PTIR）和纳米傅立叶变换红外（nano-FTIR）方法则应用于直径为100~500 nm的原纤维，在生物聚合物上共同实现互相印证和互补的结果。 通常，I型胶原蛋白在偏振红外光下反应不同。采用基于焦平面阵列（FPA）检测的远场傅里叶变换IR（FF-FTIR）对其进行成像时，受制于蛋白质酰胺I和II的红外特征峰吸收带的波长（~7 μm）的分辨率限，难以获取高质量的成像结果。而采用散射型扫描近场光学显微镜（s-SNOM）方法的纳米FTIR（nano-FTIR）光谱技术，可以获得空间分辨率约为20nm的红外光谱，解决了受限于IR辐射波长的限制（通常5-10 μm）。此外，采用光学光热红外技术（O-PTIR）成像和光谱学的方法，也可以摆脱红外波长的限制，实现亚微米（500nm）的空间分辨率，为完整组织和原纤维胶原蛋白的研究打开了一个新窗口。 近期，在Kathleen M. Gough等人的研究中[1]，作者采用基于光学光热红外（O-PTIR）技术的PSC非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统 mIRage对样品～500 nm单点区域收集振动光谱，如图1所示。该光学光热红外（O-PTIR）技术的工作原理是光热检测，其中红外量子联激光器（QCL）激发样品在1800–800 cm-1光谱范围内的分子振动。产生的光热效应通过短波长探测激光器检测。图2A-B中的光谱表明，固有的激光偏振所获得的高对比度所产生的光谱与使用FTIR焦平面阵列和偏振器组合进行的光谱测试近乎一致。并且对于安装在玻璃显微镜的不同载玻片，样品均获得了具有良好SNR的高质量光谱。图1. 完整肌腱的光学光热IR（O-PTIR）光谱，?500 nm测量点。（A）利用线性偏振量子联激光器（QCL）从CaF2窗口在平行和垂直两个不同方向上获得光谱。插入的可视图像显示了6个采谱位置；比例尺= 70 μm。（B）对比从CaF2（部）和玻璃（底部）载玻片在线性偏振QCL的平行和垂直方向上获得的光谱。 光学光热红外（O-PTIR）技术可以通过在载物台上轻易地旋转样品来测试平行和垂直于红外激光偏振方向的光谱。并利用光学光热红外（O-PTIR）技术在几个单一频率下对原纤维成像，以获得表观物理宽度的确定性估计。如图2右侧所示，在垂直方向上， 1655 cm-1处记录的单波长图像的红黄带表明该原纤维的宽度不超过500 nm。该尺寸将目标物标定为真正的原纤维，并且可与红外s-SNOM实验中检测到的300 nm原纤维相当。光学光热红外（O-PTIR）技术与nano-FTIR的测试结果相互印证，反映了“原纤维”宽度的标准范围。此外作者观察到，来自原纤维的酰胺I和II谱带比完整肌腱的窄，并且相对强度和谱带形状都发生了变化。这些光谱反映出在偏振红外光下正常I型胶原纤维的更多有用信息，并可作为研究胶原组织的基准。图2. 从CaF2窗口利用O-PTIR测试控制肌腱原纤维获得的光谱。用平行于激光偏振的原纤维获得的光谱（红色）；蓝色是垂直方向上的光谱。右侧是在垂直方向基于1655 cm-1的单波长图像。正方形表示光谱采集位置。比例尺= 1 μm。 与基于焦平面阵列检测器的偏振远场傅立叶变换红外（FF-FTIR）光谱相比，光学光热红外（O-PTIR）具有更高的空间分辨率，且可提供单波长光谱。使用FF-FTIR FPA探测往往包括其他非胶原材料。同时，光学光热红外（O-PTIR）还可以提供偏振平行于原纤维取向的原纤维光谱。这也是光学光热红外（O-PTIR）和纳米FTIR光谱对直径为100~500 nm的胶原原纤维给出证实性和互补性结果的次证明。综上所述，这些结果为进一步研究生物样品中的胶原蛋白提供了广阔的基础。 参考文献：[1]. Gorkem Bakir, Benoit E. Girouard, Richard Wiens, Stefan Mastel, Eoghan Dillon, Mustafa Kansiz, Kathleen M. Gough, Molecules 2020, 25, 4295 doi:10.3390/molecules25184295.

对于光谱仪的功能还一知半解？想提高使用效率？有没有一些小技巧可以改善分析方法？您可以通过这次在线培训与我们的工程师进行直接沟通。本次在线讲座汇集了三种常用光谱技术中常见的使用问题，11月13日工程师将通过实例教会您如何更好地驾驭您手中的“利器”。11月13日14:00 PM只要准备电脑和网络，即可参与谁应该参加相关光谱仪使用者讲座日程14:00~14:30 荧光光谱14:35~15:05 椭圆偏振15:10~15:40 拉曼光谱主讲老师王红静，应用工程师文豪博士，应用工程师研究方向：椭圆偏振光谱毕业于上海硅酸盐研究所，擅长光谱椭偏建模、薄膜分析，长期为用户提供椭偏技术培训等工作。鲁逸林博士，应用工程师研究方向：SPRi、拉曼等从事拉曼光谱、AFM和表面等离子共振成像的技术支持，负责样品分析、数据解析、应用方案设计、用户培训等，在材料、生物、锂电池等领域积累了丰富的经验。报名手机扫描识别二维码报名即可 扫描 识别 报名 HORIBA Optical SchoolHORIBA一直致力于为用户普及光谱基础知识，其旗下的Jobin Yvon有着近200年的光学、光谱经验，我们非常乐意与大家分享这些经验，为此特创立 Optical School（光谱学院）。无论是刚接触光谱的学生，还是希望有所建树的研究者，都能在这里找到适合的资料及课程。我们希望通过这种分享方式，使您对光学及光谱技术有更系统、全面的了解，不断提高仪器使用水平，解决应用中的问题，进而提升科研水平，更好地探索未知世界。

使用光谱仪器时，如何巧妙制样？针对不同的样品，测试方法有哪些区别？仪器测试结果如何分析解读…11月13日，HORIBA的资深工程师们，就拉曼、荧光、椭圆偏正光谱仪器日常使用技巧，为大家分享了自己多年的宝贵（xue）经（lei）验（shi）。分享过程中，同学们也纷纷提出自己的问题，不知道是否也有你的困惑，我们一起看看吧：荧光光谱1.为什么样品信号之前的背景光平台不是平的？在进行磷光寿命测试时，前端的小段曲线是由光源产生的，即激发光还没有完全消失，就开始了样品信号采集，后边部分属于光源消失后磷光衰减的信号，进行寿命拟合的时候只要选择后边尾部即可。2.问水拉曼峰怎么测?1）开启仪器；2）将标准盛有三重去离子水的比色皿放入样品仓；3）打开软件，选择Spectra——emmission功能；4）点击Run进行信号采集即可。参数详见如下：激发波长350nm，水拉曼峰值，峰值波长397nm。实验条件：激发波长350nm，带宽5nm，0.5nm步进，发射波长扫描范围365~450nm，带宽5nm，积分时间1s；样品要求：必须是超纯水，三重蒸馏水或去离子水，HPLC级（18.2 MΩ,10ppb 溶解有机碳）或相同水质的水样。用4mL石英荧光比色皿3.ms量级荧光寿命如何测量？配置SpectrLED、Delta-HUB和相应的探测器，使用磷光寿命测试功能即可进行ms级的磷光寿命测量。具体测量及拟合方法可以联系我们应用工程师。4.薄膜样品怎么测量？将薄膜及其载玻片固定在固体样品支架上，即可进行稳瞬态荧光测试，但是有的薄膜样品散射较强，为了避免杂散光的干扰，一般需要使用相应的滤光片，另外Horiba提供前置测量附件，可以有效避免杂散光的干扰。5.用HORIBA的荧光光谱仪测荧光寿命，是用上升沿还是下降沿拟合寿命的?对于荧光寿命，拟合时上升下降沿的信号都要用到，对于磷光寿命，仅用下降沿部分拟合即可。具体拟合步骤及要点可与工程师联系。椭圆偏振1.请问老师，这个可以测量颗粒物表层吸附物质的厚度吗？纳米级别，烟尘颗粒由于椭偏光斑在微米至毫米尺度，无法分析离散态的纳米级别颗粒表层2.老师您好，请问衬底是石英片，可以测膜的厚度吗？可以，只要薄膜光学透明即可使用椭偏测试拉曼光谱1.CLS那个没看懂？简单的来说，CLS是数据统计的分析方法。夹峰法是以单个谱峰的峰强、峰面积、峰位的特性为拉曼成像依据。而CLS是以整张光谱或者某段光谱为依据，赋予不同的颜色。适用于已知混合物的拉曼成像。2.细胞的那个是这么做的呀？详细请见文章ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9 (7), pp 5828–5837，文章的拉曼部分在北京DEMO实验中心完成的，欢迎讨论。3.用JobinYvonLabRam HR800仪器，325 nm 的激光测薄膜光致发光，有时PL谱的曲线有波动，就是线一抖一抖的，请问能怎么改善呢？能测到发光峰，但是曲线上有很多小的正弦波。两个方面：一个需要标准样品测试，检验仪器本身是否有问题。另一个方面，考虑薄膜的厚度问题，是否刚好发生多次反射。之前有经历，特定的玻璃片上测样品，也有小正弦波，更换玻璃片之后就没有了。4.那请问如果是贴壁细胞呢 直接光斑扫描？贴壁细胞，做完封片，可以直接通过平台移动实现细胞成像。5.指甲油有要求吗？指甲油不要涂到样品上？指甲油本身有很好的拉曼信号，不能直接涂到样品上，建议选择亮色，这样能够看清楚指甲油的本身分布。若样品量比较大，建议选择大号的盖玻片，操作相对简单。6.请问G/D的物理意义G峰为石墨烯的特征峰，归属于sp2碳原子的面内振动，出现在1580 cm-1附近，该峰能够表征石墨烯的层数。D峰为石墨烯的无序振动峰，出现在1350 cm-1附近处，表征石墨烯中的结构缺陷或边缘。所以G/D峰，可以反映石墨烯的层数和缺陷分布。7.测细胞必须要涂指甲油吗？不是必须，封片的好处是减缓水份蒸发。8.老师，做矿物的话激光波长用多少合适大多数矿物532 nm激光比较合适，对于有荧光背景的，考虑红光激发。9.半導體異物量測方式?測試過532,633,785 laser量測都只有螢光訊號,異物大小約1~3um若异物在表层，可以考虑325 nm尝试下。若还是不行是否可以考虑用PL成像来区别异物。10.如何衡量石墨烯条带的边缘质量？见问题6，G/D比值成像及D峰成像都是不错的选择。11.鲁老师，请问罗丹明溶液633直接测拉曼，如何计算光斑内有效分子数？影响影子的计算方法我们在上一次的报告中有提到。详细可参见Phys. Chem. Chem. Phys., 2015,17, 21149-21157。文章是用XploRA仪器实现的，欢迎讨论。12.样品中有水，可以用3D得到水分布吗样品若是半透明的，可以实现水的分布的3D. 常见的地质样品，包裹体中的水分可以用3D表征。这是一篇文章，里面用拉曼证明了油水凝胶中的水分分布，你可以参考下。Nature Communications 8, Article number: 15911 (2017) doi:10.1038/ncomms15911。文章的拉曼部分在北京DEMO实验室完成的，欢迎讨论。13.请问测拉曼时荧光效应太强，背底太高可以怎么改善？一般是某些样品会出现，跟样品有关系，可是又需要样品的拉曼数据抑制荧光背景的方法：更换不同的激发波长；长时间激光照射光漂白；数值处理等。目前有效的是更换不同的激发波长测试。14.请介绍一下实时在线原位拉曼技术？在线原位技术是一个比较宽泛的命题，常见的有有机化学合成在线检测，高温高压在线检测，锂电池在线检测，电化学在线检测。若大家都有兴趣，我们可以专门利用一次讲座交流。HORIBA科学仪器事业部结合旗下具有近 200 多年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术，HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。

style type="text/css".TRS_Editor P{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor DIV{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TD{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TH{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor SPAN{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor FONT{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor UL{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor LI{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor A{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }/stylep　　光在传波过程中振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，偏振是光作为电磁波的重要特征之一。偏振光探测在线性偏光镜（LPL）、偏振遥感以及医疗诊断治疗等方面已展现出广泛的应用前景。目前，对可见波段的偏振检测研究已比较普及，而对其它特殊波段的偏振探测有待进一步探索。近日，中国科学院半导体研究所超晶格室研究员李京波、魏钟鸣，与天津大学教授胡文平合作，围绕二维GeSe材料在短波近红外波段（700-1100 nm）的偏振光探测取得新进展。/pp　　GeSe是一种典型的二元IV-VI硫族化合物，研究显示，GeSe是以高度各向异性的层状正交晶系方式结晶（空间群Pcmn- ，比黑磷的空间群Bmab- 对称性低）。此外，GeSe的带隙范围为1.1-1.2eV，使其适用的二向色性波段分布在1100nm波段以内（可见/短波近红外波段）。在靠近带边处，高态密度直接导致高吸收系数。鉴于上述特性，GeSe在面内各向异性等方面的独特性质有待研究，来实现其在可见/短波近红外波段光偏振探测方面的应用。/pp　　在此背景下，该研究员团队利用GeSe材料高蒸气压的特点，采用真空气相沉积法，获得了高质量的GeSe层状单晶。通过XRD以及TEM表征，证实获得的二维GeSe纳米片具有很高的结晶度。同时，通过拉曼光谱、光吸收谱和光探测器件研究，系统分析了GeSe在晶格振动以及光学方面的各向异性（如图）。由于GeSe的几个典型的拉曼振动模的强度随着入射光和散射光的偏振方向以及样品的夹角而变化，拉曼光谱检测为GeSe晶向的确定提供了快速简便的方法。在光学方面，GeSe的各向异性体现在偏振度可分辨的光吸收谱和光电流谱等方面，在532nm激光波长下二向色性比为1.09，在638nm下为1.44，在808nm下为2.16，与吸收谱测试结果基本符合（对应的各向异性吸收比分别是1.09，1.26，3.02），这两种测试方法系统地确定了GeSe最佳的各向异性的光响应在808nm波长附近。结合理论计算的佐证，系统探测显示8-16nm厚度的GeSe有助于实现最优质的光探测结果。该研究成果显示出，二维GeSe在线偏振探测领域有潜在的应用价值。/pp　　相关研究成果近期发表在emJournal of the American Chemical Society/em上。研究工作得到中科院和国家自然科学基金委员会的资助。/pp style="text-align:center "img alt="" oldsrc="W020171123391449326616.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/uepic/753d9b4e-23b3-45db-b3a8-e7fd4a6082c2.jpg" uploadpic="W020171123391449326616.jpg"//pp style="text-align: center "由GeSe低晶格对称性导致的角度依赖各向异性拉曼信号和808nm激光下的探测性能。/p

近年来，研究人员和业内主要厂商已将研发重心转向微型化、便携式且低成本的光谱仪系统，使之可以在日常生活中实现现场、实时和原位光谱分析的许多新兴应用。然而，受到过度简化的光学设计和紧凑型架构的机械限制，微型光谱仪系统的实际光谱识别性能通常远低于台式光谱仪系统。如今，克服这些限制的一种策略便是在光子方法学中引入深度学习（DL）进行数据处理。据麦姆斯咨询报道，近日，美国纽约州立大学布法罗分校（University at Buffalo，the State University of New York）与沙特阿卜杜拉国王科技大学（King Abdullah University of Science & Technology）的联合科研团队在Nature Communications期刊上发表了以“Imaging-based intelligent spectrometer on a plasmonic rainbow chip”为主题的论文。该论文第一作者为Dylan Tua，通讯作者为甘巧强（Qiaoqiang Gan）教授。在这项研究工作中，研究人员开发了一种紧凑型等离子体“彩虹（rainbow）”芯片，能够实现快速、准确的双功能传感，其性能可在特定条件下超越传统的便携式光谱仪。其中的分光纳米结构由一维或二维的梯度金属光栅构成。该紧凑型等离子体光谱仪利用普通相机拍摄的单幅图像，即可精确地获得照明光源光谱的光谱信息和偏振信息。在经过适当训练的深度学习算法的辅助下，研究人员仅用单幅图像就能表征葡萄糖溶液在可见光光谱范围内的双峰和三峰窄带照明下的旋光色散（ORD）特性。该微型光谱仪具有与智能手机和芯片实验室（lab-on-a-chip）系统集成的潜力，为原位分析应用提供新的可能。研究人员利用彩虹捕获效应（rainbow trapping effect）来开发片上光谱仪系统。图1展示了该研究工作所提出的片上光谱仪和一维彩虹芯片的设计原理。如图1a所示，该光谱仪利用等离子体啁啾光栅实现分光功能。这种表面光栅几何形状的逐渐变化，导致了局部等离子体共振的空间调谐（即为光捕获“彩虹”存储）。如图1b所示，研究人员采用聚焦离子束铣削技术，在300 nm的银（Ag）薄膜上制备了啁啾光栅。当白光垂直入射时，通过简单的反射显微镜系统（如图1c），就可以观察到明显的“彩虹”色图像，如图1d的顶部所示，该现象源于光栅引发的等离子体共振。图1 片上光谱仪的等离子体啁啾光栅根据这些空间模式图像，可以建立共振模式与入射波长一一对应的关系，这是片上光谱仪的基础。因此，研究人员探讨了该光谱仪对任意光谱特征的空间分辨能力。通过深度学习辅助的数据处理和重建方法，研究人员利用这种分光功能可以构建用于光学集成的智能化、微型化光谱仪平台。具体而言，研究人员提出了基于深度学习的智能彩虹等离子体光谱仪概念，并构建了带有等离子体啁啾光栅的光谱仪示例，如图2所示。该光谱仪利用深度神经网络预测了所测量的共振模式图像中的未知入射光光谱，而无需使用传统的线性响应函数模型。实验中的光谱仪架构如图2a所示。智能光谱仪主要由三部分构成：空间模式、预训练神经网络以及对应的波长。图2 基于深度学习的数据重建光谱分辨率是评价传统光谱仪性能的重要参数之一。因此，研究人员对该光谱仪的分辨率做了详细测试，测试结果如图3所示。图3 智能等离子体光谱仪的分辨率以上初步测试数据表明，智能彩虹芯片光谱仪具有实现高分辨率光谱分析的潜力，其性能可与传统台式光谱仪相媲美。随后，研究人员将一维光栅扩展到二维，以利用紧凑型智能等离子体光谱仪实现偏振光谱的测定，其性能超越了传统的光学光谱仪系统。同时，研究人员展示了等离子体彩虹芯片光谱仪可以引入简化、紧凑且智能的光谱偏振系统，具有准确且快速的光谱分析能力。图4a为具有梯度几何参数的二维光栅。图4 用于测定偏振光谱的二维啁啾光栅接着，研究人员利用该二维偏振光谱仪芯片对旋光色散进行了简单而智能的表征。图5a为传统的旋光色散系统测量由物质引起的旋光度随入射波长的函数变化。最后，研究人员展示了将二维光栅作为光谱偏振系统，并介绍了用于葡萄糖传感应用的示例。图5 更简单、准确且智能的光谱偏振分析综上所述，本研究中提出了一种集成了片上彩虹捕获效应与紧凑型光学成像系统的智能芯片级光谱仪。研究结果表明，该等离子体芯片可以在可见光光谱（470 nm - 740 nm）范围内区分不同的照明峰值。该芯片充分利用其波长敏感结构，能够根据照明光谱峰值显示不同的等离子体共振模式。随后将芯片扩展到二维结构，共振模式的复杂性增加，从而在入射光偏振方面提供更多信息。通过使用片上共振模式的空间和强度分布图像来训练深度学习算法，研究人员在同一系统内分别实现了光谱分析和偏振分析。随后，研究人员利用一种将旋光引入透射光的手性物质（即葡萄糖），证明了所提出光谱仪在旋光色散传感方面的可行性，旋光色散是一种有助于手性物质检测和定量的偏振特异性特征。深度学习模型的分析表明，该算法能够基于等离子体芯片的共振模式准确预测葡萄糖引入的旋光。即使在分析多峰照明下的共振模式时，这种性能也得到了保留。这种由深度学习支持的基于图像的光谱仪能够通过利用纳米光子平台的单幅图像同时进行光谱分析和偏振分析。因此，该光谱仪标志着在单一紧凑型且轻量化设计中实现了高性能的光谱偏振分析，为深度光学和光子学在医疗保健监测、食品安全传感、环境污染检测、药物滥用传感以及法医分析等领域的应用赋能。这项研究获得了沙特阿卜杜拉国王科技大学物理科学与工程部的科研基金（BAS/1/1415-01-01）和NTGC-AI项目（REI/1/5232-01-01）的资助和支持。

目前，基于超快激光的非线性拉曼光谱技术已经越来越成熟了；而且，随着纳米科技的迅猛发展，使得基于纳米结构的表面增强拉曼光谱(SERS)和针尖增强拉曼光谱(TERS)在超高灵敏度检测方面取得了长足的进步，推动拉曼光谱成为迄今很少的、可达到单分子检测水平的技术。　　“港东科技”自二十世纪九十年代初就开始研发“拉曼光谱”系列产品。自主研发、生产、制造的LRS-2型和LRS-3型激光拉曼光谱仪以结构简单、便于调整和测量、灵敏度高、稳定性好等特点分别在1998年和2000年世界银行贷款发展项目中二度中标。该仪器现已大量应用于科研院所、高等院校的物理实验室和化学实验室，作为测量和教学拉曼光谱和荧光光谱的实验仪器。LRS-2/3激光拉曼光谱仪　　仪器特点：　　自动记录拉曼、荧光光谱 　　高分辨率，低杂散光单色系统 　　高灵敏度、低噪音单光子计数器做接收系统 　　大功率半导体激光器作为激发光源 　　配有稳定性好、精度高的外光路系统 　　多种附件可选，适用于液体、固体样品的分析 　　配有用于减小瑞利散射的陷波滤波器。　　2008年，港东科技自主研发的，同时也是国内首款LRS-5型微区激光拉曼光谱仪(将具有自主知识产权的高分辨激光共焦显微镜作为收集拉曼散射光系统，长焦长高分辨平场成像输出的单色器，结合自行研制的计算机软件编程等相关实验技术相整合，构建具有自主知识产权的新型高分辨的激光共聚焦显微光谱探测联用设备-激光共焦拉曼光谱仪)研制成功。　　这是一项将拉曼光谱分析技术与显微分析技术结合起来的应用技术。微区激光拉曼可将激发光的光斑聚焦到微米量级，从而可以在不受周围环境干扰的情况下，精确获得所检测样品的有关化学成分、晶体结构、分子相互作用以及分子取向等各种拉曼光谱信息。　　我们对激光共焦拉曼显微镜的装置设计与技术参数，几何尺寸与配置，显微镜的白光成像照明系统和偏振调光图像处理技术进行了细致的研讨与实际效果的理论计算，为该显微镜的结构定型、技术指标奠定了基础。最终研制成功具有自主知识产权的高性能激光共聚焦拉曼显微镜系统。LRS-5 微区激光拉曼光谱仪　　仪器特点：　　操作简单，友好的人机对话界面 　　高分辨率、高稳定性和低杂散光的非对称800mm焦距平场光谱仪系统 　　接受系统采用具有高灵敏度、低噪音的面阵CCD接收器 　　外光路系统采用显微镜作为激光会聚和拉曼光收集系统，具有很高的效率和稳定性 　　配有用于减小瑞利散射的陷波滤波器。　　2012年至2016年，“港东科技”作为国内唯一一家研发、生产高分辨率长焦拉曼的企业受邀参加了由北京理工大学牵头，协同中国科学院物理研究所共同研发的“激光差动共焦成像与检测仪器研发及其应用研究”项目，该项目属于“国家重大科学仪器开发和应用专项”。在该项目中我司主要承担“拉曼光谱成像探测系统”的研发任务。普通激光束的直径通常为1.7mm左右，而显微激光拉曼光谱可以对被分析对象表面及其以下部分(透明或半透明材料)进行分层扫描，以获得较大范围内的信息，能够进行微区(小于0.2µm)分析，很好地满足了对复合材料中不同组元结构分析的要求。　　对于“拉曼光谱”在未来的发展，那就必须先从“拉曼光谱”与它的姊妹谱——红外光谱的比较说起。　　相似之处：“拉曼光谱”与“红外光谱”一样，都能提供分子振动频率的信息，对于一个给定的化学键，其红外吸收频率与拉曼位移相等，均代表第一振动能级的能量。　　不同之处：　　1.红外光谱的入射光及检测光都是红外光，而拉曼光谱的入射光和散射光大多是可见光。拉曼效应为散射过程，拉曼光谱为散射光谱，红外光谱对应的是与某一吸收频率能量相等的(红外)光子被分子吸收，因而红外光谱是吸收光谱。　　2.从分子结构性质变化的角度看，拉曼散射过程来源于分子的诱导偶极矩，与分子极化率的变化相关。通常非极性分子及基团的振动导致分子变形，引起极化率的变化，是拉曼活性的。红外吸收过程与分子永久偶极矩的变化相关，一般极性分子及基团的振动引起偶极矩的变化，故通常是红外活性的。　　3.红外光谱制样复杂，拉曼光谱勿需制样，可直接测试水溶液。　　姊妹谱的联系：　　1、凡有对称中心的分子，若有拉曼活性，则红外是非活性的 若红外活性，则拉曼是非活性的。　　2、凡无对称中心的分子，大多数的分子，红外和拉曼都活性。　　3、少数分子的振动，既非拉曼活性，又非红外活性。(如：乙烯分子的扭曲振动，在红外和拉曼光谱中均观察不到该振动的谱带。　　综上所述，拉曼光谱相对于红外光谱，其优势之一体现在用拉曼研究水溶液中比较方便，而生命科学的许多研究往往需要的水溶液环境。共振拉曼、表面增强拉曼和非线性拉曼光谱以及它们的联用将成为生命科学前沿领域具有重要价值的研究方法，因为21世纪是生命科学的世纪(如：临床医疗、癌症的检测与诊断等)，我们以为也是纳米技术和激光技术的世纪，因此我们觉得拉曼光谱的发展和应用是大有可为的。　　但就目前来讲，“拉曼光谱”还存在一定的不足，例如：　　1、拉曼散射面积 　　2、不同振动峰重叠和拉曼散射强度容易受光学系统参数等因素的影响 　　3、荧光散射的干扰 　　4、在进行分析时，常出现曲线的非线性的问题 　　5、任何一个物质的引入都会对被测体体系带来某种程度的污染，这等于引入了一些误差的可能性，会对分析的结果产生一定的影响。　　当然我们也相信，随着相关技术领域的不断进步和提高，这些问题在不远的将来都能得到完善的解决。届时“拉曼光谱”的应用领域也将更为广泛。　　“拉曼光谱”揭示了丰富的化学键信息，检测对象从单质到化合物，从纯净物到混合物，从无机物到有机物，从固体到液体甚至到气体。随着技术的进一步发展，便携式拉曼光谱仪的发展趋势将呈现多样化。更加小型化、智能化、应用更加细分(分析化学、安全检查、生物医药、机场安检、爆炸物分析等)，将成为发展的主流，而性能却不会随着小型化而缩水。同时，随着应用领域的扩大，适应恶劣的工作环境(高温、高压)也将是发展方向之一。而价格合理化将是便携式拉曼光谱仪发展的终极目标。（内容来源：港东科技）

在背景与目标红外辐射量差距不大或背景较为复杂等情况下，传统红外成像技术对目标进行探测与识别的难度较大。而红外偏振探测在采集目标与背景辐射强度的基础上，还获取了多一维度的偏振信息，因此在探测隐藏、伪装和暗弱目标和复杂自然环境中人造目标的探测和识别等领域，有着传统红外探测不可比拟的优势。但同时，偏振装置的加入也增加了成像系统的复杂度与制作成本，且对于远距离成像，在红外成像系统前加入偏振装置对成像系统的探测距离有多大的影响，也有待进一步的研究论证。据麦姆斯咨询报道，近期，中国科学院上海技术物理研究所、中国科学院红外探测与成像技术重点实验室和中国科学院大学的科研团队在《红外与毫米波学报》期刊上发表了以“考虑探测器非理想性的红外偏振成像系统作用距离分析”为主题的文章。该文章第一作者为谭畅，主要从事红外偏振成像仿真方面的研究工作；通讯作者为王世勇研究员，主要从事红外光电系统技术、红外图像信号处理方面的研究工作。本文将从分析成像系统最远探测距离的角度出发，对成像系统的探测能力进行评估。综合考虑影响成像系统探测能力的各个因素，参考传统红外成像系统作用距离模型，基于系统的偏振探测能力，建立了红外偏振成像系统的作用距离模型，讨论了偏振装置非理想性对系统探测能力的影响，并设计实验验证了建立模型的可靠性。红外成像系统作用距离建模目前较为公认的对扩展源目标探测距离进行估算的方法是MRTD法。该方法规定，对于空间频率为f的目标，人眼通过红外成像系统能够观察到该目标需要满足两个条件：①目标经过大气衰减到达红外成像系统时，其与背景的实际表观温差应大于或等于该频率下的成像系统最小可分辨温差MRTD（f）。②目标对系统的张角θT应大于或等于相应观察要求所需要的最小视角。只需明确红外成像系统的各项基本参数与观测需求，我们就可以计算出系统的噪声等效温差与最小可分辨温差，进而求解出它的最远探测距离。红外偏振成像系统作用距离建模偏振成像根据成像设备的结构特性可分为分振幅探测、分时探测、分焦平面探测和分孔径探测。其中分时探测具有设计简单容易计算等优点，但只适用于静态场景；分振幅探测可同时探测不同偏振方向的辐射，但存在体积庞大、结构复杂，计算偏振信息对配准要求高等问题；分孔径探测也是同时探测的一种方式，且光学系统相对稳定，但会带来空间分辨率降低的问题；分焦平面偏振探测器具有体积小、结构紧凑、系统集成度高等优势，可同时获取到不同偏振方向的偏振图像，是目前偏振成像领域的研究热点，也是本文的主要研究对象。图1为分焦平面探测系统示意图。图1 分焦平面探测器系统示意图本文仿真的分焦平面偏振探测器，是在红外焦平面上集成了一组按一定规律排列的微偏振片，一个像元对应着一个微偏振片，其角度分别为 0°、45°、90°和135°，相邻的2×2个微像元组成一个超像元，可同时获取到四种不同的偏振态。图1为分焦平面探测系统结构示意图。传统方法认为在红外成像系统前加入偏振装置后，会对系统的噪声等效温差与调制传递函数MTF（f）产生影响，改变系统的最小可分辨温差，进而改变系统的最远探测距离。本文将从偏振装置的偏振探测能力出发，分析成像系统的最小可分辨偏振度差，建立红外偏振成像系统的探测距离模型。我们首先建立一个探测器偏振响应模型，该模型将探测器视为一个光子计数器，光子被转换为电子并在电容电路中累积，综合考虑探测器井的大小、偏振片消光比、信号电子与背景电子的比率以及入射辐射的偏振特性，通过应用误差传播方法对结果进行处理。从噪声等效偏振度（NeDoLP）的定义出发，NeDoLP是衡量偏振探测器探测能力的指标，即探测器对均匀极化场景成像时产生的标准差。对其进行数学建模，进而分析得到红外偏振成像系统的最远探测距离。图2 DoLP随光学厚度变化曲线对于探测器来说，积分时间越长，累积的电荷越多，探测器的信噪比（SNR）就越高，但这种增加是有限度的。随着积分时间的增加，光生载流子有更多的时间被收集，增加信号。然而，同时，暗电流及其相关噪声也会增加。对于给定的探测器，最佳积分时间是在最大化信噪比和最小化暗电流及噪声的不利影响之间取得平衡，为方便分析，我们假设探测器工作在“半井”状态下。通过以下步骤计算红外偏振成像系统最远作用距离：a. 根据已知的目标和背景偏振特性以及环境条件，计算在给定距离下，目标与背景之间的偏振度差在传输路径上的衰减。b. 结合系统的探测器性能参数，确定目标在给定距离下是否可被观察到。如果不能则减小设定的距离。目标被观察到需同时满足衰减后的偏振度差大于或等于系统对应于该频率的最小可分辨偏振度差MRPD，目标对系统的张角θT大于或等于相应观察要求所需要的最小视场角。c. 逐步增加距离，直到目标与背景之间的偏振度差不再满足观察要求。这个距离即为成像系统最远作用距离。τp (R)为大气对目标偏振度随探测距离的衰减函数，可根据不同的天气条件，根据已有的测量数据进行插值，计算出不同探测距离下大气对目标偏振度的衰减，图4. 5给出了根据文献中测量数据得到的偏振度随光学厚度增加衰减关系图。这里给出的横坐标是光学厚度，不同天气条件下，光学厚度对应的实际传播距离与介质的散射和吸收系数有关。综上，我们建立了传统红外成像系统和考虑了偏振片非理想性的红外偏振成像系统的作用距离模型，下面我们将对模型的可靠性进行验证，分析讨论探测器各参数对成像系统探测能力的影响。验证与讨论由噪声等效偏振度的定义可知，其数值越小，代表偏振探测器的性能越优秀。下面我们对影响红外偏振成像系统探测性能的各因素进行讨论，并设计实验验证本文建立模型的正确性。偏振片消光比消光比是衡量偏振片性能的重要参数，市售的大面积偏振片的消光比可以超过200甚至更多。对其他参数按经验进行赋值，从图3可以看到，对于给定设计参数的探测器，偏振片消光比超过20后，随着偏振片消光比的增加，探测器性能上的提升微乎其微。对于分焦平面探测器，为实现更高的消光比，不可避免地要牺牲探测器整体辐射通量。由于辐射通量降低而导致的信噪比损失可能远远超过消光比增加所获得的收益。这一结果同样可以对科研人员研制偏振片提供启发，对需要追求高消光比的偏振片来说，增大透光轴方向的最大透射率要比降低最小透射率更有益于成像系统的性能。图3 偏振片消光比与探测器噪声等效偏振度关系图探测器井容量红外探测器的井容量是指探测器像素在饱和之前能够累积的电荷数量的最大值。井容量是衡量红外探测器性能的一个关键参数，井容量通常以电子数（e-）表示。较大的井容量意味着探测器可以在饱和之前存储更多的电荷，从而能够在更大的亮度范围内准确检测信号。这对于在具有广泛亮度变化的场景中捕获清晰图像至关重要。从图4可以看出，增大探测器井的容量，同样能很好的提高成像系统的偏振探测能力。图4 探测器井容量与探测器噪声等效偏振度关系图然而，井容量的增加可能会导致像素尺寸增大或探测器面积减小，这可能对系统的整体性能产生负面影响。因此，在设计红外探测器时，需要权衡井容量、像素尺寸和其他性能参数，以实现最佳性能。目标偏振度虽然推导出的噪声等效偏振度公式包含目标偏振度这一参量，但目标的偏振度本身对探测器的噪声等效偏振度没有直接影响。NeDolp 是一个衡量探测器性能的参数，它主要受探测器内部噪声、电子学和其他系统组件的影响。然而，目标的偏振度会影响探测器接收到的信号强度，从而影响信噪比（SNR）。从图5也可以看出，探测器的NeDolp受目标的偏振度影响不大。图5 目标偏振度与探测器噪声等效偏振度关系图读取噪声与产生复合噪声比值读取噪声主要来自于探测器的读出电路、放大器和其他电子元件。它通常在整个光强范围内保持相对恒定。产生复合噪声是由光子的随机到达和电荷生成引起的，与光子数成正比。在低光强下，产生复合噪声通常较小；而在高光强下，它会逐渐变大。通过计算读取噪声和产生复合噪声的比值，可以确定系统的性能瓶颈。如果读取噪声远大于产生复合噪声，这意味着系统在低光强下受到读取噪声的限制。在这种情况下，优化读出电路和放大器等元件可能会带来性能提升。如果产生复合噪声远大于读取噪声，这意味着系统在高光强下受到产生复合噪声的限制。在这种情况下，提高信号处理和光子探测效率可能有助于改善性能。从图6可以看出，降低读取噪声与产生复合噪声比值可以有效提升系统偏振探测能力。图6 δ与探测器噪声等效偏振度关系图信号电子比例综合图4~6可以看出，提升β的数值可有效提高探测器的偏振探测能力，由β的定义可知，对于确定井容量的探测器，β的取值主要取决于探测器的各种噪声与积分时间，降低探测器的工作温度、优化探测器结构、减少表面和界面缺陷等途径都可以降低探测器的噪声，调节合适的积分时间也有助于探测系统的性能提升。实验验证根据噪声等效偏振度的定义，利用面源黑体与红外可控部分偏振透射式辐射源创建一组均匀极化场景。如下图7所示，黑体发出的红外辐射，经过两块硅片，发生四次折射，产生了偏振效应，通过调节硅片的角度，即可产生不同线偏振度的红外辐射。以5°为间隔，将面源黑体平面与硅片间的夹角调为10°~40°共七组。每组将面源黑体设置为40℃和70℃两个温度，用国产自主研制的红外分焦平面偏振探测器采取不少于128帧图像并取平均，然后将每组两个温度下相同角度获得的图像作差，以减少实验装置自发辐射和反射辐射对测量结果的干扰，差值图像就是透射部分的红外偏振辐射。对差值图像进行校正和去噪后，即可按公式计算出探测器对均匀极化场景产生的偏振度图像。计算出红外辐射的线偏振度，为减小测量误差，仅取图像中心区域的像元进行分析。该区域像元的标准差就是该成像系统的噪声等效偏振度（NeDoLP）。探测器具体参数如表1所示。图7 实验示意图表1 偏振探测器参数利用本文建立的探测器仿真模型计算出硅片的线偏振度仿真值，公式19计算出硅片线偏振度的理论值，与实验的测量值进行对比，图8展示了三组数据的变化曲线，从图中可以看出，三组数据存在一定偏差，这可能与硅片调节角度误差、面源黑体稳定性、干涉效应、硅片摆放是否平行等因素有关，但在误差允许的范围内，实验验证了偏振探测系统的性能，也证明了本文建立仿真模型的可靠性。NeDoLP测量结果如表2所示。图8 线偏振度理论值、测量值与本文模型仿真值曲线图表2 实验结果从上表可以看到NeDoLP的测量值与仿真值的差值基本能控制在5%以内，实验结果再次印证了本文设计的模型的可靠性。实例计算应用建立的模型对高2.3m，宽2.7m，温度47℃，发射率为1的目标的最远探测距离进行预测，目标差分温度6℃；背景温度27℃；发射率1；目标偏振度30%，背景偏振度1%，使用3.2节中样机的探测器参数，最后，采用文献中介绍的“等效衰减系数-距离”关系的快速逼近法对红外探测系统最远作用距离R进行求解，得到表3的结果。表3 红外成像系统的最远作用距离根据红外探测系统最远探测距离，利用本文第二节提出的方法，得到不同探测概率下红外偏振成像系统最远作用距离结果如表4所示。表4 红外偏振成像系统的最远作用距离所选例子为目标与背景偏振度差异大于其温差，所以在这种探测场景下红外偏振成像系统的探测能力要优于红外成像系统。探测器的参数不同，探测场景与目标的变化都会对模型的结果产生影响，但本文提供的成像系统作用距离模型可为实际探测中不同应用场景下的成像系统选择提供参考。结论针对不同的探测场景，红外成像系统与红外偏振成像系统在最远探测距离方面哪个更有优势并没有定论，探测目标的大小，背景与目标的温差与偏振度差，大气透过率，具体探测器的参数等因素都会对成像系统的最远探测距离产生影响。经实验验证，本文所建立的非理想红外偏振成像系统的响应模型是可靠的，可以用于估算成像系统的最远作用距离，针对不同的探测场景，读者可通过实验确定探测器的具体性能参数，利用仿真软件或实验测量的方式获取探测目标的温度与偏振信息，明确探测环境的具体大气参数，利用模型对红外成像系统与偏振成像系统的最远作用距离进行预估，选择更具优势的成像系统。这项研究获得上海市现场物证重点实验室基金（No. 2017xcwzk08）和上海技术物理研究所创新基金（No. CX-267）的资助和支持。论文链接：http://journal.sitp.ac.cn/hwyhmb/hwyhmbcn/article/abstract/2023041

p　　据物理学家组织网20日报道，美国麻省理工学院(MIT)的工程师最近开发出一种激光偏振检测新技术，不仅能确定太空垃圾位置，还能分析其成分。/pp　　在地球空间轨道上，数以亿计的太空垃圾高速旋转着，给航天器和卫星带来巨大威胁。目前，美国国家航空航天局(NASA)和国防部在用陆基望远镜和激光雷达(Ladars)跟踪17000块碎片，但这一系统只能确定目标的位置。研究人员指出，新技术能分析出一块残骸由什么组成，有助于确定其质量、动量及可能造成的破坏力。/pp　　该技术利用激光来检测材料对光的偏振效应。MIT航空航天系的迈克尔· 帕斯科尔说，涂料的反射光偏振模式和金属铝有明显区别，所以识别偏振特征是鉴定太空残骸的一种可靠方法。/pp　　为检验这一理论，研究人员设计了一台偏光仪来检测反射光的角度，所用激光波长为1064纳米，与Ladars激光类似，并选择了6种卫星中常用的材料：白色、黑色涂料、铝和钛，还有保护卫星的两种膜材料聚酰亚胺和特氟龙(聚四氟乙烯)，用偏振滤镜和硅探测器检测它们反射光的偏振状态。他们识别出16种主要的偏振态，并将这些状态特征与不同材料对应起来。每种材料的偏振特征都非常独特，足以和其他5种区别开来。/pp　　帕斯科尔认为，其他航天材料如防护膜、复合天线、太阳能电池、电路板等，其偏振效应可能也各有特色。他希望用激光偏振仪建一个包含各种材料偏振特征的数据库，给现有陆基Ladars装上滤波器，就能直接检测太空残骸的偏振态，与特征库数据对比，就能确定残骸构成。/p

前言芯片是科技领域核心技术，是电子产品的“心脏”，是“工业粮食”。在新一轮科技革命与产业变革背景下，大力推动高科技产业的创新发展对于抢占全球高科技领域制高点、增强产业发展优势和提高国际竞争力的战略作用更加凸显。 而如何解决芯片/半导体器件有机异物污染问题，成为众多科研工作者的研究难题。虽然元素和无机分析存在高空间分辨率技术，如SEM-EDX，但在微米和亚微米尺度上识别有机污染物一直是巨大挑战。在过去的几十年里，传统的傅里叶变换红外光谱FTIR/ QCL显微技术虽然得到了广泛的应用，但在关键问题上存在一些局限性，例如相对较差的空间分辨率(5-20 μm)和对 10 μm的样品测试灵敏度较低、坚硬的金属界面可能会在接触样品表面时损坏ATR探针，以及污染可能在凹凸的区域，甚至在狭窄的缝隙内，使得ATR接触式测量难以实现。所以，如何在亚微米分辨率别和非接触条件下，实现芯片/半导体器件的有机缺陷和污染物的识别和表征是非常重要以及创新的一种手段。此外，许多样品的厚度小于100 nm，这在传统的FTIR测量中也是不可能实现的。 仪器介绍图1. 设备及原理图 基于光学-光热技术(O-PTIR)的亚微米分辨率红外拉曼同步测量系统mIRage可实现远场红外+拉曼显微镜的同步测量，该技术具有非接触、免样品制备、亚微米分析等优点，已广泛应用于硬盘和显示器等器件的成分分析。mIRage扩展集成的同步拉曼显微镜，主要用于目标物的应变/应力、掺杂浓度、DLC等测试。获取的高质量反射模式光谱可以通过亚微米红外拉曼同步测量系统mIRage在商业数据库中进行光谱比对检索，终确定亚微米到微米的污染物成分。mIRage光谱的显著优势：1. 亚微米红外空间分辨率，比传统FTIR/QCL显微镜提高30倍，达到500 nm；2. 非接触式测量，非破坏性，反射(远场)模式测量，无须制备样品；3. 高质量光谱(测试可兼容粒子形状/尺寸和表面粗糙度)，没有色散/散射伪影问题；4. 可直接在商业数据库中匹配搜索 的污染识别和控制对于把控制造过程以及高科技产品开发至关重要，随着愈发严格的标准和产品尺寸的缩小，识别较小的污染物变得越来越重要和困难。mIRage的先进光学光热红外(O-PTIR)技术的出现彻底改变了微电子器件微小缺陷的红外化学分析方法。mIRage的工作原理是用宽可调谐的脉冲红外激光源激发样品，在样品中产生调制光热效应。通过光热效应提取并计算红外吸收, 通过检测反射探头光束强度的变化作为红外波数调谐的函数，从而提供红外吸收光谱。这种短波长脉冲探测光束(通常是532 nm)决定了红外测试空间分辨率，而不是传统FTIR/QCL显微镜中依赖的红外波长。由于其特的系统架构，短波长探测光束同样也能作为一个拉曼激光源，集成拉曼光谱仪后，mIRage系统可提供同一地点，同一时间，同一空间分辨率的亚微米红外+拉曼显微镜的检测结果。 精彩案例分享 在本文中，我们将介绍通过亚微米红外+拉曼同步测量技术对只有几微米尺寸的缺陷进行电子器件失效分析的研究，案例中的硬盘组件和显示组件由希捷技术提供。 图2为微电子器件免制样，原位测量数据。该案例展示了互补的、验证性的mIRage红外光谱和拉曼光谱的信息。尽管mIRage红外光谱是在反射模式下采集的，但它完全可以与FTIR/ATR数据库中的光谱相媲美。通过与KnowItAll(Wiley)红外光谱和拉曼光谱数据库进行比对，确定这种特殊的污染物可能是一种聚醚(缩醛)材料。污染可能源于研发过程中的异物，包括聚合物、润滑剂等。在此次测试中，mIRage获取的谱图与标准谱峰位重合度超过95%。图2. 左：可见图像显示6 µm缺损位置，右上：与标准数据库比对未知物质的红外光谱；右下：与数据库比对未知物质的拉曼光谱 在许多情况下，传统红外仪器可能会收到一些物质的影响无法直接接触到污染物。图3显示了金属薄膜下20 μm的黑色污染，从金属薄膜的白色圆形分层中可以看到，这是由于有缺陷的薄膜晶体管显示器突出造成的。传统的ATR显微镜的使用将受到薄膜存在的限制，阻碍直接接触污染粒子。此类样品可以通过mIRage进行光谱焦平面定位实现光谱检查，无需额外的样品制备或对粒子进行物理提取。特别是在1706 cm−1波段有强宽红外吸收带的存在，表明污染粒子可能是硫化的苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)，已氧化形成羧酸。图3. 左上角：样品和测量的示意图；左下：光学图像缺陷；右：缺陷区域不同位置的mIRage红外光谱。颜色对应于光学图像上的标记。 结论综上所述，我们引进的革命性红外拉曼同步测量系统mIRage在显微红外方面取得了重大进展，如亚微米分辨率测量（~500 nm）、非接触模式测量(非ATR)、非破坏性和免样品制备、点线/面多模式分析、无任何色散/散射伪影以及提供数据库检索等。希捷科技选择mIRage系统是为了研究制造工艺和产品早期开发的污染改善问题。本文介绍的基本原理和实例表明mIRage在识别硬盘和相关精细电子行业的缺陷和污染方面有诸多优势。在红外显微光谱的重要发展领域中，mIRage技术具有颠覆性的潜力。而拉曼光谱仪的联用进一步拓展了它的能力，实现亚微米红外+拉曼显微镜同步测量(同一时间、同一点、同一空间分辨率)，以提供互相印证的补充和确认信息。亚微米分辨红外拉曼同步测量系统mIRage的应用领域正在不断扩大，涵盖了聚合物、药学、司法鉴定、半导体器件缺陷分析、生命科学、环境地质、古生物等众多传统领域。

红外辐射(760nm-30μm)作为电磁波的一种，蕴含着物体丰富的信息。红外光电探测器在吸收物体的红外辐射后，通过光电转换、电信号处理等手段将携带物体辐射特征的红外信号可视化。其具有全天候观测、抗干扰能力强、穿透烟尘雾霾能力强、高分辨能力的特点，在国防、天文、民用领域扮演着重要的角色，是当今信息化时代发展的核心驱动力之一，是信息领域战略性高技术必争的制高点。众所周知，波长、强度、相位和偏振是构成光的四大基本元素。其中，光的偏振维度可以丰富目标的散射信息，如表面形貌和粗糙度等，使成像更加生动、更接近人眼接收到的图像。因此偏振成像在目标-背景对比度增强、水下成像、恶劣天气下探测、材料分类、表面重建等领域有着重要应用。在短波红外领域，InGaAs/InP材料体系由于其带隙优势，低暗电流，和室温下的高可靠性已经得到了广泛的应用。目前，一些关于短波偏振探测技术的研究已经在平面型InGaAs/InP PIN探测器上开展。然而，平面结构中所必须的扩散工艺导致的电学串扰使得器件难以向更小尺寸发展。同时，平面结构中由对准偏差导致的偏振相关的像差效应也不可避免。与平面结构相比，深台面结构在物理隔离方面具有优势，具有克服上述不足的潜力。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心E03组长期从事化合物半导体材料外延生长与器件制备的研究。E03组很早就开始了对近红外及短波红外探测器材料与器件的研究，曾研制出超低暗电流的硅基肖特基结红外探测器【Photonics Research, 8, 1662(2020)】，研究过短波红外面阵探测器小像元之间的暗电流抑制及串扰问题【Results in Optics, 5, 100181 (2021)】等。最近，E03组研究团队的张珺玚博士生在陈弘研究员，王文新研究员，邓震副研究员地指导下，针对光的偏振成像，并结合亚波长光栅制备技术，片上集成了一种台面型InGaAs/InP基PIN短波红外偏振探测器原型器件。该原型器件具有的深台面结构可以有效地防止电串扰，使其潜在地实现更小尺寸短波红外偏振探测器的制备。图1是利用湿法腐蚀和电子束曝光等微纳加工技术制备红外探测器及亚波长光栅的工艺流程。图2和图3分别是制备完成后的红外探测器光学显微镜图片和不同取向的亚波长光栅结构SEM图片。图1. 集成有亚波长Al光栅的台面型InGaAs PIN基偏振探测器的工艺流程示意图。图2. 两种台面尺寸原型器件的光学显微镜图片 (a) 403 μm×683 μm (P1), (b) 500 μm×780 μm (P0)。图3. 四种角度 (a) 0°, (b) 45°, (c) 90°, (d) 135° Al光栅形貌。图4是不同台面尺寸的P1和P0器件(无光栅)在不同条件下的J-V特性曲线和响应光谱。在1550 nm光激发，-0.1 V偏压下，P1和P0器件的外量子效率分别为 63.2% and 64.8%，比探测率D* 分别达到 6.28×1011 cm？Hz1/2/W 和6.88×1011 cm？Hz1/2/W，表明了原型器件的高性能。图4. InGaAs PIN原型探测器(无光栅)的J-V特性曲线和响应光谱。(a) 无光照下，P1和P0的暗电流密度Jd-V特性曲线；不同入射光功率下，(b) P1和(c) P0的光电流密度Jph-V特性曲线，插图是-0.1V下光电流密度与入射光功率之间的关系曲线； (d) P1和P0的响应光谱曲线。图5表明器件的偏振特性。从图5可以看出，透射率随偏振角度周期性变化，相邻方向间的相位差在π/4附近，服从马吕斯定律。此外， 0°, 45°, 90°和135°亚波长光栅器件的消光比分别为18:1、18:1、18:1和20:1，TM波透过率均超过90%，表明该偏振红外探测器件具有良好的偏振性能。图5. (a) 1550 nm下，无光栅器件和0°, 45°, 90°和135°亚波长光栅器件的电学信号随入射光极化角度的变化关系；(b) 光栅器件透射谱。综上所述，研究团队制备的台面结构InGaAs PIN探测器，其响应范围为900 nm -1700 nm，在1550 nm和-0.1 V (300K) 下的探测率为6.28×1011 cmHz1/2/W。此外，0°，45°，90°和135°光栅的器件均表现出明显的偏振特性，消光比可达18:1，TM波的透射率超过90%。上述的原型器件作为一种具有良好偏振特性的台面结构短波红外偏振探测器，有望在偏振红外探测领域具有潜在的广泛应用前景。近日，相关研究成果以题“Opto-electrical and polarization performance of mesa-structured InGaAs PIN detector integrated with subwavelength aluminum gratings”发表在Optics Letters【47，6173(2022)】上，上述研究工作得到了基金委重大、基金委青年基金、中国科学院青年创新促进会、中国科学院战略性先导科技专项、怀柔研究部的资助。另外，感谢微加工实验室杨海方老师在电子束曝光等方面的细心指导和帮助。物理所E03组博士研究生张珺玚为第一作者。

2022年9月，上海复享光学首创的基于傅里叶光学显微角分辨光谱仪(ARMS)通过科学技术部科技成果评价并成功入库，这标志着我国在相关领域技术不仅达到国际先进水平，也为光子芯片、光子晶体、超构材料等领域的技术发展奠定了坚实基础。由主任庄松林院士、副主任王建宇院士领衔的共七位专家组成的评价委员会对 ARMS进行考察、现场测试及讨论后，一致认定——1. ARMS解决了显微角分辨光谱检测的关键问题，实现了在广谱频域空间的高分辨率，首次完成了实空间和动量空间的自动化扫描技术，可用于可见和近红外波段瞬态信号采集，并且开发了具有自主知识产权的光学逆问题算法，解决了光学微纳尺度结构的量测和性能评价问题。2.此技术成果难度大、创新性强。产品综合技术已居国际先进水平，其中适合显微角分辨的动量空间透镜组与动量空间外差干涉技术核心点达到国际领先水平。BIC和涡旋光束研究中的显微角分辨光谱实测结果Nature Photonics. 2020, 14(10): 623-628.资剑教授等放眼全球，复享光学既是角分辨光谱技术的早期探索者，也是推动该技术发展、实现产品多样化并深入产业落地的先行者，并掌握该领域核心技术知识产权，已拥有完整技术链及对应产品线。角分辨光谱技术广泛服务于多学科多领域在全球微纳光子学领域，ARMS已服务了包括清华大学、北京大学、美国加州大学河滨分校和韩国光云大学等高等院校及科研院所的上百个课题组。论文引用、标注与致谢超200篇，其中包括殷亚东教授团队发表在Nano Letters, 2020, 20(8): 6051-6058.的关于太阳能集成蒸发器的研究；王占山教授、程鑫彬教授团队发表在Science Advances, 2022, 8(9): eabk3381.的关于超表面材料的研究；成都光电所罗先刚院士团队发表在Advanced Science, 2022, 9(9): 2103429.的关于二维材料的研究。助力学科发展的同时，ARMS还服务国家重大工程。复享光学与中国人民银行的合作是其中的代表案例，成功将角分辨光谱技术应用于人民币 OVMI光学渐变磁性油墨的研发环节。当前，ARMS在集成电路与光电子等战略新兴产业多点发力，已囊括歌尔光学、中芯国际、OPPO、京东方等头部客户，并凭借角分辨光谱技术的独特性和成熟性，通过了行业验证。角分辨光谱技术，洞察光场的新工具角分辨光谱技术是一种在动量空间观测光子色散关系（k~ω）的精细化光谱技术。该技术能够在实空间、动量空间以及频率空间，实现对微纳光子结构的多维度（光谱、偏振态以及光学相干性等）成像观测，是观测微结构光学模式最直接、最有效的手段。角分辨光谱技术-光子学的ARPES角分辨光谱技术是复享光学面向全球市场、具有开创性的鼎力之作。历时多年沉淀，复享光学的角分辨光谱技术不断创新，产品持续迭代，应用领域加速扩展；复享光学始终以先进光谱技术助力科研创新，赋能微纳制造。ARMS扎根全球实验室ARMS，角分辨光谱技术的新高度随着角分辨光谱技术的推进，复享光学历经三代技术发展不断迭代推新，已拥有全代次的系列化角分辨光谱产品。三代角分辨光谱技术基于光学傅里叶变换的角分辨光谱技术，采用光学变换取代了一般角分辨操作中的机械角度转动，再结合显微物镜的空间分辨能力，因此具备了在微纳米尺度即时(瞬态)获取全部光谱信息的能力，是目前唯一可以同时获取包括能量、动量、空间、偏振等物质结构信息的精细化光谱分析技术，具有优异指标和卓越性能。1.精细的角度分辨，角分辨率可达 1.9 mrad @VIS， 20 mrad @NIR；2.超宽光谱探测，最宽可达 350~1700 nm的光谱探测；3.瞬态光谱采集能力，毫秒级实现全角度角分辨光谱检测；4.不变的探测光斑，真正实现原位探测；5.丰富的测量模式，多达 9种光谱测量模式；6.微米量级样品的光谱检测，最小可达 10 μm角分辨光谱探测；7.优异的扩展性，可扩展适用于低温和强磁场等条件。ARMS，微纳光电子学科发展的新动力ARMS是随着微纳光子学的发展应运而生的系统级产品，是获取光子材料色散关系，实现光学性质“全面表征”的必要装备。其中，近红外波段 ARMS具有更强的技术新颖性，能够为相关科学研究的快速突破带来帮助。ARMS广泛适用于光子晶体、表面等离子体、超构材料、微腔光子材料、光-激子强耦合、二维材料、有机发光、等离子体激光、纳米线激光、量子点、光学天线、纳米颗粒、SERS、光子芯片、LED/OLED等多学科领域。ARMS发现光子晶体动量空间偏振新自由度Physical Review Letters, 2018, 120(18): 186103.石磊教授等ARMS助力新冠病毒检测Matter, 2022, 5(6):1865-1876.宋延林研究员等ARMS，微纳制造检测的新方案处于集成电路和光电子产业上游的微纳制程光学量测环节，是芯片良品率控制的关键。在此关键领域，我国远远落后于国际先进水平。ARMS所采集的多维度光谱富含微纳结构的三维形貌信息，可以作为微纳制程量检测的一把精密的标尺。复享光学提出并实现了基于 ARMS的全新光学微纳制程量测新原理和新技术。该原理利用深度神经网络构筑了微纳米尺度结构与动量空间色散的构效关系和映射。同时，由于在所测量的色散关系中包含了冗余的结构信息，因此在实际技术应用中极大优化了量测逆问题中测量噪音带来的病态问题，实测结果达到亚纳米分辨稳定性和 98%以上的置信度。光学逆问题解决产业微纳量检测难点三维等离子尺结构重构结果与OCD量测结果对比Light: Science & Applications, 2021, 10(1): 1-10.石磊教授等复享光学，全球高端光学设备的新势力ARMS是极具先进性和实用性的复杂光谱系统，是全球高端光学设备的代表产品。ARMS由复享光学与复旦大学光子晶体课题组资剑教授、石磊教授共同研发。从基础创新、技术突破，到产学研转化，再到市场验证，ARMS多次获得政府项目支撑，包括国家重大科研仪器项目、上海市科委仪器专项、上海集成电路支撑专项、科技启明星项目等。为精准响应市场需求，持续推出突破性的产品，复享光学建立了多层次的研发平台。为此，复享光学成立了对接产业需求的“上海微纳制程智能检测工程技术研究中心”，并与复旦大学共同建立了致力于研究微纳制造前沿共性关键技术的“复旦大学光检测与光集成校企联合研究中心”。复享光学作为深度光谱技术的创导者，发展智能光谱技术，以深度算法为驱动，持续精研角分辨光谱、显微光谱、偏振光谱、相位光谱、拉曼光谱等分析技术，通过以科研应用为基础和出发点，以产业需求为目标和落脚点，形成具有自主知识产权的复杂光谱系列产品，参与全球技术迭代，建立高端光学设备的世界品牌。附：复享光学ARMS角分辨光谱技术文献清单（部分）[1] Wang B, Liu W, Zhao M, et al. Generating optical vortex beams by momentum-space polarization vortices centred at bound states in the continuum[J]. Nature Photonics, 2020, 14(10): 623-628.[2] Zhang Y, Chen A, Liu W, et al. Observation of polarization vortices in momentum space[J]. Physical review letters, 2018, 120(18): 186103.[3] Zhang Z, Zhao M, Su M, et al. Self-assembled 1D nanostructures for direct nanoscale detection and biosensing[J]. Matter, 2022, 5(6):1865-1876.[4] Sun C L, Li J, Song Q W, et al. Lasing from an Organic Micro‐Helix[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2020, 59(27): 11080-11086.[5] Yue W, Gao S, Lee S S, et al. Highly reflective subtractive color filters capitalizing on a silicon metasurface integrated with nanostructured aluminum mirrors[J]. Laser & Photonics Reviews, 2017, 11(3): 1600285.[6] Li T, Chen A, Fan L, et al. Photonic-dispersion neural networks for inverse scattering problems[J]. Light: Science & Applications, 2021, 10(1): 1-10.

1974 年，日立在全球率先推出偏振塞曼原子吸收分光光度计2016 年1 月，创造出累计发货1 万台的记录自面市以来，经过42年的不断改进，已经发展到第11代——ZA3000系列为什么能够实现销量1万台？日立的偏振塞曼原子吸收分光光度计累计销量突破1 万台，这究竟是个多么具有震撼力的数字呢？当然，如果只是每个家庭必备的几千元左右一台的家用电器，区区1 万台不足挂齿。但对于几十万元一台的仪器来说，就另当别论了。而且，在分析仪器中偏振塞曼原子吸收分光光度计属于较高端的产品，其占有率之高，由此可见一斑。 日立偏振塞曼原子吸收分光光度计自1974 年面市以来，已经被应用于各种领域。如今用户遍布全世界25 个国家，广泛用于以给排水及土壤为主的环境分析和以金属材料、化学、食品、药品等为主的各种工业领域。日立高新技术公司负责偏振塞曼原子吸收分光光度计技术开发的户边早人先生说到原子吸收的应用领域时这样评价: “这种分析仪器在20 世纪70 年代的日本，对确定经济高速增长时期重金属污染问题的源头、及其造成的疾病的发病机制机理做出了巨大的贡献。从20 世纪80 年代起，环境问题被视为一个跨国家、跨地域的全球性问题而受到广受关注后，它被用于研究海水、大气及土壤中金属元素的变化。20 世纪90 年代至21 世纪初，在自来水水质标准及环境标准等法律监督加强的背景下，测量方法发生了大幅调整，它的应用范围产生了大范围的扩展，从研究领域进入常规分析。” 　 如何实现高精度与高灵敏度测量？原子吸收分光光度计是对水溶液中mg/L (ppm) 至μg/L(ppb) 的数量级的金属元素进行定量分析的仪器。经过40 多年不断的技术进步，日立偏振塞曼原子吸收分光光度计实现了灵敏度的大幅提升，不仅可用于砷的分析，而且完全可以按照自来水标准值的1/10进行1 μg/L 数量级分析，实现了高灵敏度。另一方面，自2000 年之后，为了满足日益增长的诸如多种元素一次性分析等需求，ICP 法及ICP/MS 法之类的其他测量技术也迅速推广普及。“即使这样，偏振塞曼原子吸收分光光度计仍能深受人们的长期喜爱，我认为，这归结于它的通用性，可以广泛用于多种领域，而且具有很高的准确度和精度（准确度与精度）”，户边先生如是说道。原子吸收分光光度计是通过高温加热使样品转化为原子蒸气后，用光线照射，利用原子会定量吸收特定波长的光线这一特性，即通过原子吸收对元素进行定量分析的装置。这时，精确测量必不可缺的就是“背景校正”，因为除了目标元素之外的其他元素及分子等对光的吸收与散射，是影响分析结果的重要因素。进行微量元素的测量时，必须去除背景。进行这种背景校正时，仪器开发者日立制作所的研究员小泉英明先生与其制品化团队采用了特殊的塞曼效应。即便是在如此复杂的塞曼效应中，都能够寻找到某种偏振光成分吸光、某种偏振光不吸光的最佳条件，可见日立此款仪器的高精确性。 和生活息息相关的分析仪器与日立的作用 如今，普通公众对食品安全与健康问题、地球环境问题等的意识日益增强，在这种背景下，分析仪器的作用也愈发重要。日立，作为以偏振塞曼原子吸收分光光度计为代表的分析仪器开发公司，今后将继续努力帮助解决全球化所带来的一系列社会课题，帮助人们实现更美好的生活。 关于日立高新技术公司：日立高新技术公司，于2013年1月，融合了X射线和热分析等核心技术，成立了日立高新技术科学。以“光”“电子线”“X射线”“热”分析为核心技术，精工电子将本公司的全部股份转让给了株式会社日立高新，因此公司变为日立高新的子公司，同时公司名称变更为株式会社日立高新技术科学，扩大了科学计测仪器领域的解决方案。日立高新技术集团产品涵盖半导体制造、生命科学、电子零配件、液晶制造及工业电子材料，产品线更丰富的日立高新技术集团，将继续引领科学领域的核心技术。更多信息敬请关注日立高新官方网站：http://www.hitachi-hightech.com/cn/

p　　中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室的黄玮课题组在光学系统偏振像差理论的研究中取得新进展：首次提出了一种能同时表征偏振像差在光学系统的光瞳与视场上分布规律的正交多项式，该多项式在偏振像差的测量与补偿方面有很大潜在应用价值。相关结果发表于近期的Optics Express(Opt. Express 23,21, 27911-27919, 2015, doi:10.1364/OE.23.027911)。/pp　　对于高数值孔径的光学系统，如光刻物镜和显微物镜，偏振照明成为一种提高分辨率的方法。但偏振照明光束经光学系统后，受偏振像差影响，其偏振状态会发生改变，进而影响分辨率。已有的研究多集中于偏振像差在光学系统的光瞳处的分布规律，很少关注视场。但对偏振像差的测量和补偿，需要在整个视场上进行。一般的方法是选择多个离散视场点来近似整个视场，精度由视场点个数决定。因此，揭示偏振像差在光学系统视场上的分布规律，对偏振像差的测量和补偿研究具有重要价值。/pp　　该研究将方向泽尼克多项式与条纹泽尼克多项式相结合，依据光学系统的旋转对称性，推导出一系列正交多项式，并将其命名为视场-方向泽尼克多项式(Field-orientation Zernike polynomials，FOZP)。FOZP将偏振像差的分布规律从光瞳扩展到了视场，更完整地表述了光学系统的偏振像差。/pp　　该工作得到了国家重大专项子课题基金的支持。/ppimg src="http://img1.17img.cn/17img/images/201512/insimg/636c3cea-ce6b-40d7-8aab-5c3a5b476b93.jpg" style="width: 600px height: 429px " title="W020151217536871222917.jpg" width="600" height="429" border="0" hspace="0" vspace="0"//ppimg src="http://img1.17img.cn/17img/images/201512/insimg/7db4bd1d-c6c6-4517-9b33-346fa05251e2.jpg" style="width: 600px height: 465px " title="W020151217536871237159.jpg" width="600" height="465" border="0" hspace="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="font-size: 16px "视场-方向泽尼克多项式的视场分布图/spanbr//ppbr//p

日立高新技术公司于2013年3月21日发售能够获得更高灵敏度和更高精度分析的原子吸收分光光度计“ZA3000”系列。“ZA3000”系列包括火焰机(“ZA3300”)、石墨炉机(“ZA3700”)、一体化机(“ZA3000”)3款，尤其是石墨炉分析中以双进样方式(*1)，通过开发新功能，实现更高精度的分析。　　近来，人们对环境和食品安全的意识逐渐提高，锂电池的需求也在逐渐扩大，由此对功能材料的成分比和纯度的要求也更严格，元素分析市场的需求也在逐年提高。因此，为了得到更高灵敏度和快速的分析，相对于ICP发光分光分析装置和ICP质量分析装置，从测量的简便性及数据的可靠性方面来讲,原子吸收分光光度计有着显著的优势。　　此次开发的日立原子吸收分光光度计“ZA3000”系列，秉承了以偏振塞曼法和双检测法为基础的高可靠性，同时提高了操作性和安全性，更加省电、节水。特别是石墨炉分析中，通过新开发的双进样方式、突沸自动检测功能(*2)、石墨管残留清除功能(*3)，进一步实现了高精度化和数据的高可靠性。　　在原子吸收分光光度计领域，日立高新是全球顶尖的制造商。此次，为了满足性能更高、使用更简便的需求，“ZA3000”系列应运而生，力争在日本国内占有40%以上市场份额的同时，也要扩大国际市场的份额，力争在2015年销量翻番。 日立ZA3000一体化原子吸收分光光度计(*1)双进样方式：石墨炉分析中为分散样品而分2次进样的日立独有技术。可以使样品的干燥、灰化和原子化效率提高，增加进样量，获得更高精度的分析。(*2)暴沸自动检测功能：自动检测石墨炉分析中样品暴沸的日立独有功能。通过温度程序自动生成功能，无须长期监视样品状态也可判断出最佳温度条件。(*3)石墨管残留清除功能：高灵敏度分析中样品残渣会影响测量精度。本功能通过温度程序，可在很大程度上清除石墨炉中的样品残渣。【主要特点】 　1.通过偏振塞曼法与双检测方式实现高灵敏度分析　2.通过双进样方式获得高灵敏度的石墨炉分析　3.通过暴沸自动检测功能和石墨管残留清除功能，提高数据的可靠性 　　【主要规格】型号ZA3000ZA3300ZA3700分析法火焰/石墨炉一体机火焰法石墨炉法测光/BKG校正方式双光束方式・ 偏振塞曼校正方式尺寸(主机)：(W)×(D)×(H)1,100×650×637mm800×650×480mm800×650×637mm质量（主机）184kg101kg137kg 　　更多信息请参考：http://www.hitachi-hitec.com/global/cn/zh/science/aas/za3000.html 　　关于日立高新技术公司:　　日立高新技术公司是一家全球雇员超过10,000人，有百余处经营网点的跨国公司。企业发展目标是“成为独步全球的高新技术和解决方案提供商”，即兼有掌握最先进技术水准的开发、设计、制造能力和满足企业不同需求的解决方案提供商身份的综合性高新技术公司。日立高新技术公司的生命科学系统本部，通过提供高端的科学仪器，提高了分析技术和工作效率，有力推进了生命科学领域的研究开发。我们衷心地希望通过所有的努力，为实现人类光明的未来贡献力量。更多信息请关注日立高新技术公司网站：http://www.hitachi-hitec.cn

What网络应用讲座：开始荧光偏振实验&mdash &mdash 应用和检测系统介绍主讲人：Cathy Olsen 和 Yvonne Fitzgerald探究如何用荧光偏振技术加快您的实验和筛选工作。不管您是在设计您自己的荧光偏振实验，还是将要把荧光偏振加入到您的实验和筛选工具中，或是想要了解更多关于荧光偏振的技术和应用，这个网络讲座都会为您讲解！WhenSep 26 2012 11:00 PM - Sep 27 2012 12:00 AM (CST)荧光偏振技术是一种可以检测分子相互作用的技术。荧光偏正技术可以检测生物分子相互作用时分子的移动和方向的变化，例如，蛋白质之间或受体与配体之间的相互作用。荧光偏振技术的其他应用还包括：DNA与蛋白质之间的相互作用、竞争性免疫分析和激酶检测。还经常被应用于确认hERG通道的阻断化合物、鉴定家畜的病原体和监测食品中的酶活性等。讲座内容包括：荧光偏振技术原理介绍荧光偏振实验设计技巧荧光偏振技术的常见应用荧光偏振实验的检测和分析的仪器与软件介绍SpectraMax® Paradigm® 和M5多功能读板机SoftMax® Pro 软件错过了前面的活动？点击阅读！二十五周年活动记录 庆典还在继续！持续支持您的研究：Molecular Devices University

自古以来，玛瑙被视为吉祥、富贵的象征，一直被人们当做装饰品、护身符使用，其中红色玛瑙最受追捧。我国最为著名的红色玛瑙当属产于四川凉山、云南保山的“南红玛瑙”和黑龙江大小兴安岭地区的“北红玛瑙”。随着珠宝玉石行业的快速发展，如何准确鉴别这两种红玛瑙产地成为了收藏者关注的重点。图1 产于四川（左）、云南（中）的”南红玛瑙”和产于黑龙江的“北红玛瑙”（右）中国地质大学（北京）珠宝学院何雪梅课题组，利用显微拉曼光谱技术，对玛瑙的物相组成和致色矿物进行无损测试，获得了“南红玛瑙”和“北红玛瑙”的拉曼特征谱，结合色度学特征，成功开发了一种鉴别玛瑙产地的方法。对玛瑙的物相组成测试结果表明，“南红玛瑙”的主要物相组成为α-石英，次要矿物为赤铁矿、针铁矿、方解石等，少量样品含有斜硅石；“北红玛瑙”的主要物相组成为α-石英和斜硅石，次要矿物组成为针铁矿、赤铁矿（见图2、图3）。可以看出，“南红玛瑙”的斜硅石含量极少，而“北红玛瑙”普遍含有斜硅石。图2 四川、云南“南红玛瑙”，黑龙江“北红玛瑙”样品的拉曼光谱图3 四川、云南、黑龙江红玛瑙样品的峰强度比与面积比另外，对玛瑙的致色矿物结果显示，“南红”“北红”玛瑙致色矿物均与铁质矿物相关。颜色最红，被称为“赤玉”的“南红玛瑙”红色成因主要与赤铁矿相关。颜色偏黄且更加丰富的“北红玛瑙”红色成因主要与针铁矿相关。结合显微拉曼技术检测出的斜硅石含量差异和色度学特征，何雪梅课题组成功将四川、云南“南红玛瑙”和黑龙江“北红玛瑙”区分开来。该研究成果对玛瑙产地鉴定、出土文物溯源等具有重要意义。在对玛瑙等宝石进行鉴定时，由于样品的特殊性，对检测仪器有很高的要求。例如，由于样品十分珍贵，一般要求在测试过程中尽量不损坏样品，要求仪器能进行无损分析。另外，对玛瑙的成分分析需要准确鉴定样品上的微小矿物，这就要求仪器能进行微区测试。显微拉曼光谱技术则因其具备微区、无损、快捷等众多检测优点，成为珍贵宝石矿物检测手段的优先选择。本实验中全程使用了LabRAM HR Evolution 高分辨拉曼光谱仪，配备科研级正置/ 倒置显微镜，可实现UV-VIS-NIR 全光谱范围拉曼检测。焦长达到800mm，具有超高的光谱分辨率和空间分辨率，并实现了高度自动化。LabRAM HR Evolution 高分辨拉曼光谱仪何雪梅课题组简介何雪梅，中国地质大学（珠宝学院）副教授、硕士生导师，主要从事宝石材料学与宝石矿物学领域的教学和科研工作。承担十余项科研项目，其中包括国家标准化技术委员会《北红玛瑙》国家标准研制项目和新中国成立以来首部《中国矿产地质志宝玉石卷普及本》的研编工作。在国内外珠宝专业期刊上发表一百三十余篇论文（其中SCI论文8篇）。想要了解更多关于玛瑙的拉曼测试方法、玛瑙的物相组成和形成过程的知识，请扫描下方二维码或点击阅读原文进一步学习。扫码查看文献（来自何雪梅公众号：原文传递 | 辽宁北票战国红玛瑙的宝石学特征及成因研究：显微观察、X射线粉晶衍射和拉曼光谱综合分析）

WITec 专业研发制造高分辨率、高灵敏度的共聚焦、快速拉曼成像显微系统。WITec 模块化的产品设计，可实现与 AFM、SEM、SNOM、SHG、超低温强磁场等多场技术联用，实现对同一样品进行光学分析、化学组分分析及2D/3D 结构表征，不仅能按需满足您当前的科研需求，还可以扩展功能助您应对未来挑战。1alpha300 系列 拉曼成像显微镜alpha300 系列：拉曼成像( alpha300 R )、原子力( AFM )、扫描近场光学显微镜( SNOM )及其联用系列高共聚焦、高分辨率、高灵敏度拉曼显微系统，以其优异前沿的成像技术倍受认可。灵活的模块化设计，还可以结合更多成像技术，为您定制个性化解决方案，实现原位化学组分分析和纳米级别表面形貌分析等科学研究。alpha300 SHG 将偏振谐波显微成像结合非线性光学效应与偏振共聚焦显微系统，已经广泛应用于科研领域。基于模块化的产品设计，不仅可以实现常规偏振 SHG / THG 测量及成像分析，还可以拓展为低温与磁场等极端条件下的非线性分析，实现传统及新型二位铁电材料与器件的精细分析表征。实验室排布2alpha300 apyron - 全自动拉曼成像显微镜alpha300 apyron 采用高精度自动化硬件控制和预设置光路模块，将易用性和高性能结合起来，扁平化实验工作流程，适用于：兼具不同操作水平和多功能需求的实验室要求高重复性试验场景、注重时效性的工业实验室有高级成像需求的拉曼新手寻求更高性能标准的资深拉曼光谱学家需远程操作的研究人员，如密闭环境操作3alpha300 Ri - 倒置拉曼成像显微镜alpha300 Ri 采用倒置光路对样品从下到上进行化学表征，既保留了 alpha300 系列共焦拉曼成像显微镜的功能，又引入全新的倒置光路设计，便于观察研究水溶液和大尺寸样品。 其独特的几何学设计，尤其适用于生命科学、生物医学和地质领域的研究。4alpha300 Semiconductor Editionalpha300 Semiconductor Edition 半导体定制版是一款专门为半导体材料行业研发的高端共聚焦拉曼显微镜。它能帮助研发人员加速对半导体晶圆和器件的晶体质量、应力与掺杂以及失效分析的表征工作。该款拉曼显微镜搭载大尺寸扫描台，可满足12英寸(30厘米)晶圆的大面积拉曼图像，配备主动隔振台和自动聚焦模块，保证其在测量期间可以对不同形貌样品进行大面积扫描或长时间采集。整套系统全部自动化，可远程控制，以保障工业标准流程测量。关键特性：高性能共聚焦拉曼显微镜，同时兼具快速、高灵敏度和高分辨率高端波长优化光谱仪 ，高信号灵敏度和光谱分辨率大面积扫描 (300 x 350 mm) ，适用于大尺寸晶圆检测大面积测量时实时追踪聚焦 (TrueSurface)主动隔振高度自动化远程控制和可重复性工作流程高级数据处理与分析软件5RISE - Raman - SEM 联用显微镜RISE 显微镜将拉曼成像与扫描电子显微镜功能集成到一台设备，可以进行超微结构表面特性与分子化合物信息关联分析。RISE 显微镜的应用领域可涵盖：材料科学纳米技术高分子地质科学生命科学制药产业6cryoRaman - 超低温强磁场拉曼显微镜cryoRaman 将极限空间分辨率的拉曼成像带到超低温-强磁场研究领域，强势助力低温磁场下材料新物理特性的研究，可轻松进行低至 1.8K 的强磁场实验。多功能关联成像测量：拉曼光谱及成像，荧光及其寿命及成像，二次谐波成像、微区光电流等。多领域应用：量子光学材料的磁光效应拉曼效应磁光材料结构相变、磁相变和磁振子激发研究低温磁场下材料相变的光谱特性磁场对光电材料的能带及载流子漂移影响半导体量子点发光的多体问题7alphaCART: 移动式光纤耦合共聚焦拉曼系统alphaCART 是一款移动式共聚焦拉曼系统，该系统可实现将“实验室”搬到检测现场，为您拓展特殊样品环境下的更多科研应用。alphaCART系统延续了alpha300系列拉曼显微镜的先进光学和模块化设计，并同样受益于WITec在光纤耦合技术方面的长期专业积累。通过光纤将激光器、探头和光谱仪连接，确保系统的高光通量和最佳的光束形状。因此，alphaCART 能提供与 WITec alpha300系列系统相媲美的衍射极限空间分辨率、高共聚焦性和优越的信号灵敏度。alphaCART 可搭载不同配置，以满足您对激发波长和光谱仪设置的特定要求。系统配备白光照明和彩色摄像机，以实现样品观察与定位，通过最新的 WITec Suite 软件 采集数据并完成数据后处理。alphaCART 系统还可以完整装入定制的可移动外箱（可选配）中，方便且安全地带到测试现场。此外，也可将系统的拉曼探头连接到实验室的标准 alpha300显微系统上，以拓展更多应用。

HORIBA Scientific 暨华南理工大学测试中心拉曼、SPRi及椭偏光谱技术交流会邀 请 函　　主办：HORIBA Scientific (Jobin Yvon光谱技术)　　协办：华南理工大学分析测试中心　　时间：2011年4月27日(周三)上午8:30　　地点：华南理工大学人文馆报告厅日程安排　　上午：拉曼光谱及SPRi在化学、生物领域的应用专场　　8:30~9:00 来宾签到　　9:00~9:10 开幕词　　9:10~10:00 拉曼光谱仪新进展以及应用 (HORIBA Scientific 沈婧 博士)　　10:00~10:50 拉曼光谱在生物医学领域的应用(暨南大学 黄耀熊 教授)　　10:50~11:00 提问及茶歇　　11:00~11:30 拉曼光谱在食品化学领域的应用(华南理工大学 宋国胜 博士)　　11:30~12:00 SPRi技术以及在生物、食品和卫生安全领域的应用(HORIBA Scientific 沈婧 博士)　　12:00~13:30 午餐及休息　　下午：拉曼光谱及椭圆偏振光谱在新能源、新材料领域的应用专场　　13:30~14:00 来宾签到　　14:00~14:30 拉曼光谱在新材料领域的应用(HORIBA Scientific 武艳红 应用工程师)　　14:30~15:30 椭圆偏振光谱测量技术以及HORIBA Jobin Yvon新型椭偏仪(HORIBA Scientific Dr. Ramdane Benferhat)　　15:30~15:45 提问及茶歇　　15:45~16:45 椭偏仪在新能源材料领域的应用(HORIBA Scientific Dr. Ramdane Benferhat)　　因本次会议场地有限，为方便我们对会议的组织与安排，请您与4月25日前确认参加　　(请点击如下按钮完成网络提交)　　 　　如果您对会议有任何疑问，欢迎您随时与我们联系：　　联系人：Li Su邮件地址：info-sci.cn@horiba.com　　电话：021-62896060-101　　会议地址地图　　 HORIBA Scientific(HORIBA集团科学仪器事业部)　　HORIBA Scientific隶属 HORIBA 集团。一直致力于为用户提供先进的测和分析仪器：包括激光拉曼光谱、椭圆偏振光谱、元素分析、荧光、ICP、粒度表征、油中硫分析、水质和XRF等分析仪器。结合旗下知名品牌的技术优势，包括拥有近200年发展历史的世界光谱制造技术的Jobin Yvon。　　今天，HORIBA Scientific 的各种高端检测分析仪器已经遍布全球各地，并在中国实现了销售和服务的本土化，位于上海、北京、广州三地的产品专家、售后服务团队以及全国各地的代理商机构可充分保障国内用户的技术咨询以及售后服务需求。　　www.horiba.com/cn华南理工大学分析测试中心(计量认证合格单位)　　组建于1982年10月，现有专业技术教师和管理人员共27人分析测试工作十年以上人员占80%，整体的检测分析能力强。中心装备了高分辨透射电镜、热场发射扫描电镜、超导核磁共振谱仪、液-质联用仪、多功能化学电子能谱、电子探针、X 射线荧光光谱仪、拉曼光谱仪、多功能生物质谱、气- 质联用仪、单晶衍射仪等大型精密贵重仪器30台，仪器总价值5000多万元 拥有独立且相对集中的现代化实验室，使用面积达3000m2 是华南地区规模宏大、设备先进、富具特色、　　队伍精良的现代分析测试中心。　　www.scut.edu.cn/test/　　 HORIBA科学仪器快讯第13期第12期

仪器信息网讯 2024年3月31日，北京市2024年度激光共焦及超高分辨显微学学术研讨会在北京四川龙爪树宾馆成功举办。本次会议由北京理化分析测试技术学会电子显微学专业委员会主办，旨在推动北京市及周边省市激光共焦超高分辨显微学的进步和发展，提高广大相关工作者的学术及技术水平，促进生物光学成像技术在生命科学等领域中的应用。近200名来自高校、科研院所、仪器企业和仪器代理商等相关领域的代表参加了本次研讨会。会议现场会议由北京理化分析测试技术学会电子显微学专业委员会荣誉理事长张德添、理事长何其华等主持，来自企业、高校和科研院所的15位光学显微成像领域的技术专家和应用专家分享了共聚焦显微镜、超高分辨率显微镜、高内涵系统、扫描光场显微镜等的新技术、新产品和创新应用。报告人：吴嘉敏 清华大学自动化系 副教授报告题目：《扫描光场显微镜》吴嘉敏介绍了荷湖科技的Slim扫描光场显微镜。跨尺度介观活体显微观测一直是生命科学领域的重要目标，传统显微成像技术由于光学像差、光毒性和时空带宽积等物理局限，无法实现长时程大视场高速高分辨活体显微三维成像。通过提出扫描光场成像原理和数字自适应光学架构，结合独创的重建与图像增强算法，Slim扫描光场显微镜实现了亚细胞分辨率下的高速、高信噪比、长时程三维荧光活体成像。此外，他还介绍了Slim扫描光场显微镜在脑科学、免疫学和细胞生物学等领域的应用案例。报告人：董文浩 卡尔蔡司（上海）管理有限公司 应用工程师报告题目：《无损、高清、实时多维成像新体验》董文浩介绍了蔡司的Lattice Lightsheet7晶格层光显微镜，它的光漂白和光毒性极低，能还原细胞真实的生理状态，不会对活细胞造成损失，对长时间对干细胞进行成像至关重要。同时，Lattice Lightsheet7晶格层光显微镜能够实现近各向同性分辨率无变形成像和实时三维成像。董文浩还讲述了Lattice Lightsheet7中性粒细胞成像、疟原虫配子快速运动的纤毛摆动成像等应用案例。报告人：戚少玲 Evident Olympus公司 中国产品技术总监报告题目：《 Olympus/Evident新一代共聚焦显微镜FV4000》戚少玲介绍了Evident最新推出的FV4000激光扫描共聚焦显微镜，这款系统具有多项创新。FV4000采用了开创性的专利技术SilVIR检测器，该检测器将高信噪比、线性的大动态范围和宽光谱的高灵敏度融合于一体。此外，其半导体技术工艺确保了更均匀和稳定的光子探测能力。SilVIR检测器的高效率和高精度优势将完全取代传统的GaAsP-PMT检测器。此外，她还提到FV4000能实现更广泛的400-900nm光谱范围内的成像，系统引入了自动化和智能化功能，应用范围也更广泛。报告人：王瑜 瑞孚迪生物医学（上海）有限公司 细胞影像资深应用专家报告题目：《高内涵—从高通量样本拍摄到大数据分析》王瑜介绍了瑞孚迪公司推出的高内涵显微镜，它的主要特点是可以针对不同组别群体进行差异性数据的采集和分析。该款显微镜可以长时间多组自动成像，具备全自动、高通量、多参数、速度快、操作简便等优势。此外，她举例介绍了该款高内涵显微镜在类器官、脑瘤纤维化的3D筛选、机器学习辅助的明场PDO药物筛选和胚胎发育过程监测等领域中的应用案例。报告人：吴聪颖 北京大学 副教授、研究员报告题目：《细胞骨架对线粒体精细结构的调控及其对癌细胞迁移的影响》吴聪颖的课题组揭示了线粒体定位的肌动蛋白Myo19定位在线粒体嵴连接点处，参与维持线粒体嵴的结构和功能。该研究提出了机械力对细胞器精细结构的调控。并且，她进一步利用3D肿瘤细胞球，探究了Myo19对实体肿瘤内ROS的空间分布及对肿瘤细胞迁移侵袭的影响，创新性地提出了H2O2梯度诱导的肿瘤细胞趋化迁移，为肿瘤细胞侵袭转移的机制研究提供了新的理论基础。报告人：林雨 横河电机（中国）有限公司 高级技术经理报告题目：《横河生命科学高内涵成像分析与单细胞解决方案》林雨介绍了高内涵成像分析和单细胞解决方案。在横河电机的全线产品里都装载了他们的微透镜双转盘单，它是在单转盘的技术基础上又增加了微凸透镜转盘，这个微凸透镜转盘可以收集更多的激发光，提高光利用率，还能精准聚焦，提高信噪比。细胞解决方案SS2000可以对单个细胞或单个亚细胞的内容物进行取样，能在保留位置信息和形态学条件下取样，具备高分辨率成像和高内涵分析功能。此外，他还介绍了该方案在多核破骨细胞内部转录组学和表观遗传异质性研究上的应用。报告人：周建春 北京艾锐精仪科技有限公司 市场总监报告题目：《从共聚焦到超分辨—艾锐全体系解决方案介绍》周建春讲解了Polar-SIM的硬件特色 、软件特色、算法特色和应用特色。其中，硬件特色主要是应用了SLM，快速条纹旋转及切换，可达1.7KHZ，可根据用户需求定制化升级；软件特色是能呈现高品质大图视野，兼顾无缝拼图；算法核心特色有低信噪比重建，伪影抑制—高保真重构和偏振解析重构。同时，其还具有可视化重构评价体系，可以让用户客观评价重构效果。应用特色体现在四色超分辨同时成像、多模态（多达26种，兼具四台设备）、多维度、长时程和超快速。报告人：唐爱辉 中国科学技术大学 教授报告题目：《单分子超分辨成像在神经生物学中的应用》唐爱辉介绍道，单分子超分辨成像技术（STORM）在所有超分辨显微镜系统中分辨率是最高的一类技术，但是在解析突出蛋白纳米簇内部的分子排布和动态时分辨率仍然不足，因此其课题组应用MINFLUX纳米镜进行了相关研究。MINFLUX纳米镜它可以进行1-3纳米精度单分子定位，可实现真正分子尺度的单分子组织和动态成像，用基于MINFLUX的focus MT方法可以对数小时无衰减的活细胞单分子追踪。此外，唐爱辉还介绍了单分子成像在组学研究中的应用以及团队原创的空间转录组成像方法BASSFISH。报告人：席鹏 北京大学 教授报告题目：《偏振结构光超分辨与多色高速共聚焦》席鹏介绍了Polar-SIM的成像原理和Open-3DSIM开源重建工具，该工具具备自适应参数估计和优化频谱滤波的特点。同时，他还介绍了转盘共聚焦和Multi- resolution analysis高保真提升算法。席鹏还提到艾锐Polar-SIM偏振结构光超分辨显微系统，融合了结构光成像的所有模态，如纺织一般，将光线交织的美映入复杂的活体细胞，揭示生命的奥秘。报告人：南希 徕卡显微系统（上海）贸易有限公司 共聚焦产品经理报告题目：《超高分辨率成像的新维度》南希介绍了徕卡的TauSTED Xtend这一技术创新。她讲到，TauSTED是利用荧光的物理寿命读数来描述STED过程，探测荧光团所经历的能量梯度，并识别来自非相关背景噪声的信号。它与典型的扫描STED采集同时进行。随后她展开介绍了TauSTED Xtend这一项温和的纳米级多色活细胞成像技术，可以在不损失分辨率的情况下进行长时间的脆弱样本观察和更大体积的样本拍摄，避免活性氧的积累、光毒性和细胞内信号的变化，在更低的光剂量下扩展超分辨显微镜的边界。在TauSTED Xtend中，可以通过已知的系统参数和实验寿命读数的组合确定有效的PSF，并且TauSTED Xtend成像分辨率和信号比之前的TauSTED更强。报告人：张毅 北京师范大学 教授报告题目：《纤维素合酶分泌的非经典途径》张毅分享了他的团队通过长时程活细胞成像，发现了一条将纤维素合酶转运出高尔基体的非经典途径：高尔基体局部形变产生管状结构，管状结构延伸、断裂、产生一类称为SmaCCs/MASCs的囊泡，从而将纤维素合酶转运出高尔基体。此工作揭示了一种新的囊泡生成途径及其促进纤维素合酶胞内转运的机制，为研究囊泡生成和物质运输机制提供了新的视角和突破口。报告人：王丽丽 尼康精机（上海）有限公司 应用工程师报告题目：《尼康新品Eclipse Ji 多模态成像解决方案》王丽丽介绍了尼康新品Eclipse Ji的产品特色。Eclipse Ji是一体化设计，环境稳定，无需暗室和防震台。它利用人工智能工具强化了导航和检测能力，AI工具会找寻样本、设置适当波长、曝光和照明功率以定位目标区域。Eclipse Ji应用了智能检测模块，从图像采集到分析和图形创建，可以完全自动执行。此外，它的软件/硬件可以灵活扩展。报告人：施可彬 北京大学 教授报告题目：《高时空分辨光学成像技术探讨》施可彬分享了全景、活细胞、长时程的高时空分辨光学成像技术。这项技术可以做到大视野（160μmx160μmx40μm）、高速(1FPS@3D)、超分辨(横向150nm，轴向400nm)、无标记(无需染色，无光毒性、光漂泊）定量折射率成像（折射率精度＞0.0015）和超长时间连续（＞20h）成像。此外，他还介绍了该技术在多类别、非侵入活细胞成像，活细胞死亡机制研究和活细胞生命活动跟踪分析等领域中的应用。报告人：赵瑚 北京脑科学与类脑研究所 高级研究员报告题目：《透明化包埋技术与外周和大脑神经投射图谱成像》赵瑚分享了他们研发的TESOS透明化技术和PEGASOS透明化技术的原理及应用价值。他的透明化技术无需设备，一个试剂盒就能使软组织、硬组织这些结构透明化，里面含有能长久保护组织且高折射率的透明夜，溶液无毒性，兼容多种染色方法。同时，赵瑚还给大家以3D动画的形式展示了他们对完整小鼠的成像成果。报告人：Igor Lyuboshenko PhaseView Ceo报告题目：《phaseview先进光片显微镜》Igor介绍了Phaseview先进光片显微镜Alpha3的功能和特点。Alpha3可以实现大尺寸样本、无需切片、快速扫描、深度成像和高分辨率3D动态图像输出，能应用在模式动物整体3D成像、胚胎成像和神经生物学研究等多领域。会上大家积极提问交流会议现场除了有嘉宾们分享精彩的报告，还有十余家国内外光学显微镜厂商展示了自己的产品，并同参会者们热情友好地交流互动。参展厂商

在绿色入射激光的激发下，处于STM纳腔中的卟啉分子受到高度局域且增强的等离激元光的强烈影响，使得分子的振动指纹信息可以通过拉曼散射光进行高分辨成像。　　记者从中国科学技术大学了解到，该校的科学家们在国际上首次实现亚纳米分辨的单分子光学拉曼成像，将具有化学识别能力的空间成像分辨率提高到前所未有的0.5纳米。国际权威学术期刊《自然》杂志于6月6日在线发表了这项成果。世界著名纳米光子学专家Atkin教授和Raschke教授在同期杂志的《新闻与观点》栏目以《光学光谱探测挺进分子内部》为题撰文评述了这一研究成果。《自然》三位审稿人盛赞这项工作&ldquo 打破了所有的纪录，是该领域创建以来的最大进展&rdquo ，&ldquo 是该领域迄今质量最高的顶级工作，开辟了该领域的一片新天地&rdquo ，&ldquo 是一项设计精妙的实验观测与理论模拟相结合的意义重大的工作&rdquo 。　　这一成果是由该校微尺度物质科学国家实验室侯建国院士领衔的单分子科学团队董振超研究小组完成的，博士生张瑞、张尧为论文共同第一作者。　　光的频率在散射后会发生变化，而频率的变化情况取决于散射物质的特性，这是物理学上获得诺贝尔奖的著名的&ldquo 拉曼散射&rdquo 。&ldquo 拉曼散射光中包含了丰富的分子振动结构的信息，不同分子的拉曼光谱的谱形特征各不相同，因此，正如通过人的指纹可以识别人的身份一样，拉曼光谱的谱形也就成为科技工作者识别不同分子的&lsquo 指纹&rsquo 光谱。&rdquo 论文通讯作者之一的董振超教授介绍说，拉曼光谱已经成为物理、化学、材料、生物等领域研究分子结构的重要手段。　　上世纪70年代以来，随着表面增强拉曼散射技术，特别是针尖增强拉曼散射(TERS)技术的发展，光谱探测的灵敏度以及拉曼成像的分辨率都有了极大提高。&ldquo 迄今，科学家们已将TERS测量的最佳空间成像分辨率发展到几个纳米的水平，但这显然还不适合于对单个分子进行化学识别成像。&rdquo 董振超说。　　微尺度实验室单分子科学团队多年来一直致力于自主研制科研装备，发展了将高分辨扫描隧道显微技术与高灵敏光学检测技术融为一体的联用系统。他们利用针尖与衬底之间形成的纳腔等离激元&ldquo 天线&rdquo 的宽频、局域与增强特性，通过与入射光激发和分子拉曼光子发射发生双重共振的频谱匹配调控，实现了亚纳米分辨的单个卟啉分子的拉曼光谱成像，使化学识别的分辨率达到前所未有的0.5纳米，可识别分子内部的结构和分子在表面上的吸附构型。　　&ldquo 可以说，在任何需要在分子尺度上对材料的成分和结构进行识别的领域，该项研究成果都有很大的用途。&rdquo 董振超说，这项研究对了解微观世界，特别是微观催化反应机制、分子纳米器件的微观构造和包括DNA测序在内的高分辨生物分子成像，具有极其重要的科学意义和实用价值，也为研究单分子非线性光学和光化学过程开辟了新的途径。

一、项目基本情况1.项目编号：SDJDHD20230377-Z205/ QCZ2023-111650004项目名称：山东大学傅立叶变换显微红外光谱仪预算金额：310.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：310.000000 万元（人民币）采购需求：标包货物名称数量简要技术要求1傅立叶变换显微红外光谱仪1台详见公告附件 合同履行期限：详见招标文件要求本项目( 不接受 )联合体投标。2.项目编号：SDJDHD20230411-Z229/SDSM2023-31463项目名称：山东大学8英寸以上应力分析用共聚焦拉曼测试仪采购预算金额：250.000000 万元（人民币）采购需求：8英寸以上应力分析用共聚焦拉曼测试仪，具体内容详见附件。合同履行期限：自合同生效之日起至合同全部履行完毕。本项目( 不接受 )联合体投标。3.项目编号：SDJDHD20230407-Z227/SDDQ2023-1964.项目名称：山东大学全场扫描式激光测振仪预算金额：240.000000 万元（人民币）采购需求：为满足学校科研需求，拟采购全场扫描式激光测振仪1套合同履行期限：详见招标文件要求本项目( 不接受 )联合体投标。项目编号：SDJDHD20230409-Z228/SDSHZB2023-285项目名称：山东大学近红外圆偏振手性光谱联用仪采购预算金额：500.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：500.000000 万元（人民币）采购需求：近红外圆偏振手性光谱联用仪，亟需采购，具体内容详见招标文件。合同履行期限：国产设备验收合格后5年，进口设备验收合格后3年。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2023年10月16日 至 2023年10月20日，每天上午8:30至11:30，下午13:30至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：山东大学招标采购管理系统方式：登录山东大学招标采购管理中心网站（http://www.cgw.sdu.edu.cn/）进行供应商注册，注册完成山东大学招标采购管理中心审核通过后，在获取招标文件截止时间前再次登录系统在线报名本项目，报名审核成功后自助下载招标文件。 注：（1）本项目不收取招标文件工本费；（2）本项目实行资格后审，获取招标文件成功不代表资格后审的通过。售价：￥0.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：山东大学　　　　　地址：山东大学中心校区明德楼　　　　　　　　联系方式：马老师0531-88369797　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：青岛采购招标中心有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：青岛市市南区延安三路220号16层　　　　　　　　　　　　联系方式：张锡杰0532-58760890 15265262977　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：张锡杰电　话：　　0532-58760890、152652629774.采购代理机构信息名 称：山东三木招标有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：济南市市中区二环南路6636号中海广场804室　　　　　　　　　　　　联系方式：芦熹、郝文奇0531-82976333　　　　　　　　　　　　5.项目联系方式项目联系人：芦熹、郝文奇电　话：　　0531-829763336.采购代理机构信息名 称：盛和招标代理有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：山东盛和招标代理有限公司(济南市历城区唐冶西路868号东8区企业公馆B1号楼)　　　　　　　　　　　　联系方式：许铖铖、王凯、谢文豪，0531-88260506、15153117917、17862114460　　　　　　　　　　　　7.项目联系方式项目联系人：许铖铖、王凯、谢文豪电　话：　　0531-88260506，15153117917，178621144608.采购代理机构信息名 称：山东德勤招标评估造价咨询有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：济南市高新区龙奥北路909号海信龙奥九号2号楼25层　　　　　　　　　　　　联系方式：李雅琼、张承竹；电话：0531-82389633　　　　　　　　　　　　9.项目联系方式项目联系人：李雅琼、张承竹电　话：　　0531-82389633

2月25日，中科院合肥物质科学研究院安光所光学遥感中心牵头承担的民用航天技术预先研究项目“多角度偏振成像仪”通过了专家验收。专家组认为，该项技术将大力推动我国卫星载荷新技术的发展。　　多角度偏振成像仪项目组针对全球大气环境及气候变化研究、高精度定量化遥感大气校正等需求，应用多角度偏振探测技术，突破大气气溶胶高精度卫星遥感关键技术，完成了工程化设计的多角度偏振成像仪原理样机，搭建了多角度成像仪的实验室辐射/偏振/几何定标系统。样机主要性能指标均达到或接近国际同类型载荷水平，其研究成果涵盖了欧美两大技术路线的技术特点。　　验收会上，专家组一致认为项目组瞄准国际上全球大气环境及气候变迁研究的技术前沿，多年来致力于发展偏振遥感技术，积极开展大气多角度偏振卫星遥感技术研究，在大气气溶胶高精度卫星遥感探测技术、实验室偏振定标技术、大气多角度偏振信息反演技术等方面取得了一系列重要成果。　　该项目是中科院安光所牵头承担并顺利完成的第一个民用航天项目，5年多的研究除取得了一些科研成果外，也为安光所锻炼培养了一个年轻、富有朝气的航天有效载荷工程承研技术团队，为其在“十二五”承担航天载荷型号任务打下了良好的技术及人才基础。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "近日，中国科学技术大学侯建国院士领衔的单分子科学团队的董振超研究组与罗毅研究组，在单分子拉曼成像领域取得重大进展，将空间分辨率推向新极限，实现了埃级单化学键分辨的分子内各种振动模式的实空间成像，并提出了一种全新的分子化学结构重构技术——扫描拉曼埃分辨显微术（Scanning Raman Picoscopy，SRP）。该成果于2019年11月8日在《国家科学评论》上在线发表研究论文“Visually Constructing the Chemical Structure of a Single Molecule by Scanning Raman Picoscopy”。br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/1c99e193-5263-4cb7-b135-48cb65706eae.jpg" title="图片2.png" alt="图片2.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "精确确定分子的化学结构对于任何一个分子相关领域都具有至关重要的意义，是深刻理解分子的化学、物理、生物等性质和功能的关键。扫描隧道显微镜和原子力显微镜具有在实空间对单分子骨架进行成像的杰出能力，但这些技术通常缺乏精确确定单分子结构所必须的化学信息。拉曼散射光谱中包含了丰富的分子振动结构信息，不同化学基团的拉曼光谱的谱形特征各不相同，因此拉曼光谱可以作为分子化学基团的“指纹”识别工具，但常规拉曼成像技术达不到扫描针尖技术所具有的的超高空间分辨率。因此，将二者结合发展起来的针尖增强拉曼光谱技术（TERS），可以克服各自技术的缺陷，融合两种技术的优势，为实现单分子化学结构的确定提供了可能。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "2013年，由侯建国院士领衔的单分子科学团队首次展示了亚纳米分辨的单分子拉曼成像技术 [Nature 498, 82 (2013)]，将具有化学识别能力的空间分辨率提高到了一个纳米以下（~5埃），此项突破性成果已被国际同行引用八百多次。在此基础上，研究者们一方面探索单分子拉曼成像技术空间分辨率的极限，另一方面思考如何充分发挥这项技术的独特优势。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "最近，该团队通过改进低温（液氦）超高真空针尖增强拉曼光谱系统和精细调控针尖尖端高度局域的等离激元场，将空间分辨率提高到了1.5埃的埃级单个化学键识别水平，在实空间获得了分子各种本征振动模式完整的空间成像图案，并发现和观察到了分子对称和反对称振动模式中显著不同的干涉效应。span style="text-indent: 2em "更为重要的是，该团队基于埃级分辨的分子振动模式成像图以及由此揭示的新物理效应，结合化学基团的拉曼指纹数据库，提出了一种可视化构建分子结构的新方法——扫描拉曼埃分辨显微术。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "扫描拉曼埃分辨显微术充分彰显了基于拉曼信号的针尖扫描技术“锋芒毕显”地在实空间精确确定分子化学结构的能力。研究者以单个镁卟啉分子作为模型体系，采用“搭积木”(Lego-like)方式把各个化学基团拼接起来，实现对整个分子化学结构的构建。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "埃级分辨的扫描拉曼显微术所具备的这种解析未知分子化学结构的能力，无疑将引起化学、物理、材料和生物等领域科研人员的广泛兴趣，催生这一领域的大量相关研究。可以预见，通过与人工智能、机器学习相结合，SRP有望发展成为一种成熟和通用的技术，将为在单个化学键尺度上确定单分子的化学结构、原位研究表面物理化学过程和表面催化反应等提供新的手段，也为生物分子的高分辨成像和结构确定提供了新的思路。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 338px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/47c007ae-9907-4795-aaad-fd122b1fdc5f.jpg" title="5ed3bc27-97c4-4eec-bd3d-158345f6ee72.png" alt="5ed3bc27-97c4-4eec-bd3d-158345f6ee72.png" width="600" height="338" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong扫描拉曼埃分辨显微术的艺术化效果图/strong/pp style="text-align: justify "图片说明：高度局域化的等离激元电磁场会显著增强针尖下方单个分子内部局域化学基团的拉曼散射信号。将不同化学基团简正振动模式对应的拉曼成像图样进行合并，就可以采用类似“堆积木”的方式将各个化学基团拼接起来，构建出完整的分子化学结构。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "文章链接：/spana href="https://academic.oup.com/nsr/article/6/6/1169/5614536" target="_self"span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongspan style="text-indent: 2em "Visually Constructing the Chemical Structure of a Single Molecule by Scanning Raman Picoscopy/span/strong/span/a/p

近期，国际知名低温显微镜领域制造商attocube systems AG公司与拉曼显微成像创新公司WITec GmbH联合推出低温拉曼显微镜cryoRaman。该低温拉曼成像系统集成了attocube公司的低温恒温器和纳米定位器技术，同时设备结合了具有高灵敏度、模块化特色的WITec公司的alpha300相关显微镜系列。自此，实现了低温拉曼成像在强磁场中的高效应用，并且拉曼成像具有无与伦比的空间分辨率。图1. 低温拉曼显微镜cryoRaman实物图。设备集成低温恒温器attoDRY2100与WITec拉曼显微镜。cryoRaman的推出旨在应对现有和新出现的挑战。设备包含可见光到近红外光波段激发波长优化的光谱仪、1.6K至300K的工作温度、高磁场和获得的低温拉曼专用物镜以及非常精密的压电扫描台。“我们已经看到，人们对低温拉曼光谱的兴趣迅速增长，并扩展到初的石墨烯和碳纳米管研究热点之外，” attocube公司低温部门的Florian Otto这样介绍cryoRaman。“我们决定与WITec一起解决用户日益多样化的实验要求。cryoRaman成功实现与满足了用户对低温化学特性表征使用界面友好性、灵活性方面的需求。”图2：低温拉曼显微镜cryoRaman光路部分。新型低维材料的相变和新特性的研究具有重要意义，这些研究使得cryoRaman的高磁场选项更具应用价值。单轴超导磁体（大可高达12T）或矢量磁体是研究过渡金属二卤化物（TMD）和范德瓦尔斯异质结的理想实验条件，也可以帮助确定不同温度和磁场下光致发光的特性。cryoRaman可选模块包括软件控制激光器功率调节，多波长激发能力，自动切换单点光谱测量与光谱成像、自动光谱仪校准光源和例行程序、以及时间相关单光子计数（TCSPC）模式。图3. 可切换单点光谱测量，拉曼或光致发光光谱成像。升功能包含低波数拉曼测量。 除此之外，attoucube和WITec公司在研发低温拉曼显微镜时还引入了一对特的功能：能够检测低波数拉曼峰，并在激发探测过程中实现全偏振控制。“研究人员在低温环境中观察材料时，希望尽可能接近激发波长，同时他们对偏振测量非常感兴趣，” WITec公司联合创始人兼总经理Olaf Hollricher这样评价。“为了满足这些要求，我们开发的功能是目前市场所不具有的。事实上，它的成像能力、低温、集成度、性能以及对新来者或专家们，cryoRaman都是树一帜的。”图4：低振动无液氦磁体与恒温器—attoDRY系列，超低振动是提供高分辨率与长时间稳定光谱的关键因素。 cryoRAMAN主要技术特点：+ 应用范围广泛: 量子光学，PL/EL/ Raman等光谱测量+ 以前所未有的分辨率和速度进行光谱成像+ 每个像素点自动获取拉曼光谱，低波数与偏振测量+ 空间分辨率：500 nm+ 无液氦闭环恒温器，变温范围：1.8K - 300K+ 工作磁场范围：0...9T (12T, 9T-3T，9T-1T-1T矢量磁体可选)+ 低温消色差物镜NA=0.82+ 精细定位范围： 5mm X 5mm X 5mm @ 4K+ 精细扫描范围：30 mm X 30 mm@4K+ 可进行电学测量，配备标准chip carrier+ 可升到AFM/MFM、PFM、ct-AFM、KPFM、close loop scanning等功能

5月7日，&ldquo 激光正交偏振及激光精密测量新技术研讨会&rdquo 在清华大学主楼接待厅举行。此次研讨会由清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室组织举办，旨在系统介绍张书练课题组就正交偏振激光的产生、现象进行的科学研究及其在精密测量中的应用，以及相关仪器的产业化前景。清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室主任张书练介绍研究成果　　研讨会上，清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室主任张书练做了题为&ldquo 让激光正交偏振走出深巷放光芒：激光正交偏振及激光精密测量新技术的发展历程&rdquo 的学术报告，回顾了相关研究的缘起。他说，课题组在研究中注意到，现有激光文献只讲激光束的三特性&ldquo 高亮度&rdquo &ldquo 相干性&rdquo &ldquo 方向性&rdquo ，对比爱因斯坦阐述的光的受激辐射特性少了&ldquo 偏振&rdquo 性，从而课题组埋头30年，通过观察物理效应、发明新仪器把第四性&ldquo 偏振&rdquo 补上。　　课题组成员谈宜东副教授、张松博士、朱守深博士还做了&ldquo 固态激光回馈干涉仪原理和应用&rdquo 、&ldquo 激光原理的三个实验系统&rdquo 、&ldquo 双折射-塞曼双频激光干涉仪&rdquo 及&ldquo 课题组的未来&rdquo 的报告。介绍了相关科研成果及应用前景。现场展出的仪器　　研讨会还展出了张书练课题组研制的包括气体激光干涉仪、固态激光回馈干涉仪、光学位相延迟(内应力)测量仪、纳米测尺、新激光原理实验系统等十几种仪器。其中&ldquo 双折射-塞曼双频激光干涉仪&rdquo 突破了国内外限制几十年的频差低的难题，实现了3-20MHz任选频差的双频激光干涉仪，批量满足国家重大专项和机床检定需求 &ldquo 固态激光回馈干涉仪&rdquo 跨越传统干涉仪原理，在国内外率先研究成功并批量使用，由于其超高的灵敏度和能够测量非配合目标，应用广泛，被誉为&ldquo 新一代的激光干涉仪&rdquo &ldquo 激光频率分裂光学位相测量仪&rdquo 已批准为国家标准 &ldquo 激光原理的三个实验系统&rdquo 已有百台在近20所大学应用，改变了激光原理课实验教学的模式。　　与会者兴趣浓厚，讨论热烈，特别对常见激光器的偏振特性、频率之间的竞争等提了问题，并就现场展示仪器的性能、应用提出了建议和意见。研讨会现场　　来自北京大学、南开大学、哈尔滨工业大学、中国计量科学研究院、清华大学紫荆创新研究院、德铭精密机械有限公司等三十多所高等院校、科研机构以及公司代表约100人参加了会议。

研究人员开发了一种新的测量和成像方法，可以解析小于光衍射极限的纳米结构。光与标本相互作用后，新技术可测量光强度以及光场中编码的其他参数。图片来源：约尔格S艾斯曼/奥地利格拉茨大学来自奥地利格拉茨大学的研究人员近日开发了一种新的测量和成像方法，可在不需要任何染料或标签的情况下解析小于光衍射极限的纳米结构。这种激光扫描显微镜新方法弥补了传统显微镜和超分辨率技术之间的差距，有朝一日或可被用来观察复杂样品的精细特征。在国际光学出版集团的高影响力期刊《光学》上描述的这种新方法，是对激光扫描显微镜的改进，它使用强聚焦激光束照射标本。研究人员扩展了这项技术，不仅可以测量光与被研究标本相互作用后的亮度或强度，还可以检测光场中编码的其他参数。“我们的方法可帮助扩展用于研究各种样品中纳米结构的显微工具箱。”研究小组组长彼得班泽说，“与基于类似扫描方法的超分辨率技术相比，我们的方法是完全非侵入性的，这意味着它不需要在成像前向标本中注入任何荧光分子。”研究表明，新方法可测量金纳米颗粒的位置和大小，精度为几纳米，即使在多个颗粒接触的情况下也可做到。在激光扫描显微镜中，光束在样品上扫描，并测量来自样品的透射光、反射光或散射光。大多数显微方法测量来自样品的光强度或亮度，但大量信息存储在光的其他特性中，例如它的相位、偏振和散射角。为了捕捉这些额外信息，研究人员检查了强度和偏振信息的空间分辨率。研究人员表示，光的相位、偏振和强度，在空间上都会发生变化，这种变化方式包含了与之相互作用的样品细节，然而，如果只在相互作用后测量总体光功率，那么大部分信息都会被忽略。研究人员研究了含有不同大小的金属纳米颗粒的简单样品，通过扫描感兴趣的区域，然后记录传输光的偏振和角度分辨图像展示了这种新方法。他们使用一种算法对测量数据进行评估，该算法创建了一个粒子模型，模型可自动调整，以尽可能精确地模拟测量数据。班泽说，尽管这些颗粒及其距离比许多显微镜的分辨率极限要小得多，但新方法能够解决这一问题。更重要的是，该算法能够提供有关标本的其他参数，如颗粒的精确大小和位置。

p style="line-height: 1.5em " 2020年10月24-25日，中国颗粒学会第十一届学术年会在福建省厦门市召开。贝克曼库尔特商贸（中国）有限公司携颗粒特性与计数全线产品及丰富的解决方案精彩亮相。仪器信息网现场采访了贝克曼库尔特粒度表征与颗粒计数高级产品专家张强，请他介绍贝克曼今年的业绩表现与参会情况。/pp style="line-height: 1.5em margin-top: 10px " 张强表示，贝克曼生命科学有4大产品线，包括自动化工作站、流式细胞仪、离心机、颗粒特性与计数产品，覆盖了生命科学及非生命科学领域。其中，生命科学领域业绩表现强劲，非生命科学领域的颗粒特性与计数产品前半年受疫情影响较大，但从第三季度开始逐步回暖。目前公司整体业绩表现亮眼。/pp style="line-height: 1.5em margin-top: 10px " 本届颗粒学年会，贝克曼可谓“倾其所有”，为参会代表带来了颗粒计数类产品、细胞计数类产品以及粒度特性表征产品，包括新一代激光衍射粒度分析仪LS 13320 XR， Multisizer库尔特计数器等，同时，还为锂离子电池、涂料、土壤/沉积物、超声造影剂、吸入制剂等领域提供了全面应用解决方案。/pp style="line-height: 1.5em margin-top: 10px " 张强认为，高分辨的粒度表征技术是科学与产品不断发展的必然需求，因为研发人员需要依靠粒度数据做出决策，质控人员需要及时发现批次间细微的差异。但是，很多激光粒度仪因分辨率不够高，在检测过程中会遗漏一些关键细节，导致测试结果具有很大的风险甚至是错误的。贝克曼的激光衍射粒度分析仪采用PIDS（偏振光强度差散射）和XD多检测器技术，可实现高分辨率的检测，尤其最新产品LS 13320 XR可帮助客户发现未曾发现的关键细节，从而获得更加真实的粒度测量结果。/pp style="line-height: 1.5em margin-top: 10px " 此外，贝克曼还可提供更高分辨率的解决方案——Multisizer库尔特计数及粒度分析仪，基于库尔特原理，对颗粒逐个进行检测，分辨率远高于激光粒度仪，可用于异常大颗粒和更高分辨率的粒径分布的检测。同时，该仪器可用于颗粒/细胞计数与体积的精细变化监测，如近几年比较热的CAR-T。张强认为，高分辨是贝克曼粒度表征方案的优势之一，也是未来粒度表征技术的发展方向之一。/pp style="line-height: 1.5em margin-top: 10px " 更多精彩内容，请点击视频查看：/pscript src="https://p.bokecc.com/player?vid=9540041C007F10A39C33DC5901307461&siteid=D9180EE599D5BD46&autoStart=false&width=600&height=350&playerid=621F7722C6B7BD4E&playertype=1" type="text/javascript"/script