【儀器網(wǎng) 展會報道】經(jīng)過簡單休整，下午的學(xué)術(shù)報告精彩依舊，中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所靳愛軍、中國科學(xué)院長春精密機(jī)械與物理研究所吉日嘎蘭圖，河北大學(xué)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督學(xué)院李紅蓮教授，中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所呂金光，中北大學(xué)張瑞教授等專家學(xué)者依次帶來前沿研究進(jìn)展。
會議現(xiàn)場
報告人：中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所 靳愛軍
報告題目：紅外顯微光譜分析儀器研發(fā)及應(yīng)用探討 靳愛軍匯報了團(tuán)隊開展的紅外顯微光譜分析技術(shù)研究進(jìn)展，主要包括突破的寬譜高光譜分辦率
光源技術(shù)與高空間分辨率的顯微光譜探測技術(shù)，以及國產(chǎn)紅外顯微成像光譜分析儀等儀器樣機(jī)的研制情況；并探討了上述技術(shù)及儀器在目前在我國深空地外探索中珍貴地外土壤巖石樣品成分分析、半導(dǎo)體芯片和集成電路的缺陷分析與材料均勻性檢測、生命科學(xué)領(lǐng)域中生物分子識別與組織動態(tài)監(jiān)測等方面的潛在應(yīng)用前景。
報告人：華東師范大學(xué) 閆明研究員(萬卓仁代講)
報告題目：光梳分子指紋光譜及應(yīng)用
萬卓仁在報告中介紹了雙光梳分子光譜技術(shù)，探討基于光腔力共振增強(qiáng)的雙光梳分子光譜測量新方法，通過納米薄膜與分子振動共振的方式，實現(xiàn)高靈敏度的氣體分子檢測，以及基于時間拉伸的超高速頻率上轉(zhuǎn)換紅外光譜技術(shù)。萬卓仁還在會上展示了自主研制的光梳，獲得多項國家專利，并通過了質(zhì)量認(rèn)證，靈敏度提升3~4個量級，在同類技術(shù)中具備較高水平。
報告人：中國科學(xué)院長春精密機(jī)械與物理研究所 吉日嘎蘭圖
報告題目：高性能光柵制造技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化
中科院長春光機(jī)所是我國光柵的發(fā)源地，2007年成立了“國家光柵制造與應(yīng)用工程技術(shù)研究中心”。吉日嘎蘭圖向在場的觀眾介紹了光柵制造的成果展示和產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。光柵是眾多儀器的核心元件。由于它的色散、分束、偏振和相位匹配等光學(xué)性能已成為光譜儀器重要核心元器件。國家光柵中心建有復(fù)制各種平面、球面和非球面光柵的生產(chǎn)線，具備年產(chǎn)5萬塊復(fù)制光柵能力、在國內(nèi)擁有200多家用戶。
報告人：香港中文大學(xué) 教授 任偉(王震代講)
報告題目：高靈敏紅外激光氣體分析儀
痕量氣體檢測廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、化學(xué)分析和醫(yī)療診斷等領(lǐng)域，紅外激光光譜技術(shù)是實現(xiàn)痕量氣體精準(zhǔn)測量的重要方法。氣體濃度可以通過測量高分辨率分子吸收光譜或光聲光譜獲得，在直接吸收光譜測量中，氣體的吸光度與吸收路徑長度呈線性關(guān)系，可以通過增加有效吸收長度的方法提高探測靈敏度；在光聲光譜測量中，氣體吸收引發(fā)的光聲信號與入射激光強(qiáng)度相關(guān)，提高激光功率是實現(xiàn)高靈敏光聲光譜探測的重要手段。高精細(xì)度光學(xué)諧振腔可以實現(xiàn)超長有效光程，當(dāng)入射光是與腔共振且模式匹配時，可以實現(xiàn)腔內(nèi)光功率的累積放大。本報告將介紹我們在中紅外腔增強(qiáng)吸收光譜和雙諧振光聲光譜技術(shù)的研究進(jìn)展，實現(xiàn)光腔內(nèi)氣體ppb-ppt量級的探測靈敏度，為高精密痕量氣體檢測提供重要參考。
報告人：中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所 馮玉濤研究員(高馳代講)
報告題目：高靈敏度拉曼光譜儀及其定量技術(shù)研究
高馳介紹近紅外空間外差拉曼光譜儀系統(tǒng)特點(diǎn)，分析系統(tǒng)輻射靈敏度優(yōu)勢；針對光譜采集過程中產(chǎn)生的基線漂移和噪聲干擾等問題，介紹基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拉曼光譜智能預(yù)處理算法，從特征壓縮的角度出發(fā)，介紹基于隱式編碼特征回歸的拉曼光譜精準(zhǔn)定量分析算法；以無創(chuàng)血糖檢測為應(yīng)用場景，介紹拉曼光譜技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的探索性研究。
報告人：河北大學(xué)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督學(xué)院 教授 李紅蓮
報告題目：基于微流控-LIBS水體在線監(jiān)測系統(tǒng)及應(yīng)用研究
近期，李紅蓮教授的課題組提出了N2氣氛與圓柱腔體約束結(jié)合的雙重機(jī)制，建立了多光譜融合內(nèi)標(biāo)分析模型，顯著提升了光譜質(zhì)量和靈敏度；研究了不同基底對液滴干燥過程毛細(xì)流動的影響，如殼聚糖 石蠟?zāi)ぁ⒊杷疾劢Y(jié)構(gòu)、墨紙吸附及PMMA溝壑基底等，以提高光譜穩(wěn)定性和檢測精度；還提出了一種基于微流控原理的LIBS水體無機(jī)有害微量元素檢測方法，為水體微量元素檢測和環(huán)境問題防控提供了新思路和數(shù)據(jù)支持。
報告人：中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 呂金光
報告題目：基于靜態(tài)干涉系統(tǒng)的傅里葉變換光譜成像技術(shù)研究
空間探測、航空遙感、地面造測等應(yīng)用提出了一種像場調(diào)制傅里葉變換紅外成像光譜儀結(jié)構(gòu)，研制了原理樣機(jī)獲取了遠(yuǎn)距離目標(biāo)場景的干涉圖像數(shù)據(jù)立方。呂金光及其團(tuán)隊對空域圖像重建方法與波數(shù)域光譜重建方法進(jìn)行了研究，實現(xiàn)了目標(biāo)場景成像與氣體分辨的定性識別與定量分析，為安全生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)提供了有效的技術(shù)手段。
報告人：中北大學(xué) 教授 張瑞
報告題目：彈光調(diào)制超高速傅立葉光譜測量技術(shù)
針對瞬態(tài)光譜分析、燃燒、爆炸試驗過程試驗測試需求，結(jié)合彈光調(diào)制高速調(diào)制優(yōu)勢，進(jìn)行超高速傅里葉光譜測量，采用大光程差彈光調(diào)制器產(chǎn)生干涉信號，快速非均勻傅里葉變換實現(xiàn)光譜反演，研制彈光調(diào)制微秒級超高速傅里葉光譜儀，實現(xiàn)對爆炸、燃燒場瞬態(tài)光譜、燃燒產(chǎn)物和溫度等測量分析。
報告人：暨南大學(xué) 張善文研究員
報告題目：基于表面等離子激元的跨尺度光柵傳感器研究
張善文研究員研究超波長-亞波長光柵的吸收，發(fā)現(xiàn)光柵的吸收強(qiáng)度由強(qiáng)吸收(近90%)過渡到100%的吸收、光柵吸收強(qiáng)度曲線的對稱性也更加明顯，將光柵槽形由三角形擴(kuò)展至正弦形和矩形，由此將光柵槽形的等效規(guī)則從近波長光柵推廣至亞波長光柵，實現(xiàn)了SPR入射條件下金屬光柵吸收理論在不同周期尺度的統(tǒng)一，為超波長光柵理論的提出和新型生化傳感器的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
報告人：中科院上海硅酸鹽研究所 張國霞
報告題目：激光誘導(dǎo)擊穿光譜信增強(qiáng)及定量分析方法研究
大氣壓輝光放電(APGD)是一種在大氣壓下、兩個固態(tài)電極間產(chǎn)生的、尺寸在毫米量級的穩(wěn)定微等離子體。APGD具有良好的激發(fā)能力，有望成為LIBS信號增強(qiáng)新技術(shù)，具有裝置簡易、定性好、低成本、低功耗的優(yōu)點(diǎn)。
張國霞在現(xiàn)場介紹了激光誘導(dǎo)擊穿光譜-大氣壓輝光放電系統(tǒng)裝置搭建，改善傳統(tǒng)LIBS的檢測性能。對LIBS-APGD-CC系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使系統(tǒng)發(fā)揮最佳檢測性能。耦合大氣壓輝光放電或圓柱約束可以大幅提高元素信號發(fā)射強(qiáng)度，并顯著改善對各元素的檢出限，驗證了該系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。
報告人：中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所空間一部 王嘉寧
報告題目：基于腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)的氣體傳感器
王嘉寧指出，結(jié)合可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光譜技術(shù)(TDLAS)與離軸積分腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)的優(yōu)勢，將大氣背景下碳交易關(guān)鍵氣體組分甲烷、二氧化碳作探測目標(biāo)，展開地面點(diǎn)源、遙測、無人機(jī)搭載等多種方式的區(qū)域性氣體探測，并對影響探測性能的多種干擾因素進(jìn)行分析，如溫度、壓力、激光器漂移、湍流等。本研究方向的順利展開可以作為國外壟斷產(chǎn)品的一種國產(chǎn)化替代，同時為天基遙感數(shù)據(jù)標(biāo)定提供地面數(shù)據(jù)參考。
報告人：天津大學(xué) 張尹馨(學(xué)生代講)
報告題目：結(jié)構(gòu)光照明超分辨顯微高光譜成像技術(shù)研究
光譜測量及分析在諸多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，寬光諧、高分辨率是商用光譜分析儀的重要發(fā)展目標(biāo)。會上，張尹馨的學(xué)生介紹了快照式高光譜超分辨顯微成像、基于量子點(diǎn)標(biāo)記的高光譜SIM、高光譜3DSIM成像。
圍繞這個目標(biāo)，張尹馨及其團(tuán)隊提出了多次衍射雙級聯(lián)單色器分光方法，在寬光譜范圍內(nèi)進(jìn)行波長掃描，實現(xiàn)了皮米量級的超高光譜分辨率，該技術(shù)已成熟應(yīng)用于光通信密集波分復(fù)用系統(tǒng)的信道和器件性能的檢測。
報告人：西安電子科技大學(xué) 副教授 劉麗嫻
報告題目：諧振型光聲光譜氣體傳感器
劉麗嫻副教授提出了新型頻分復(fù)用T型光聲調(diào)制解調(diào)技術(shù)，構(gòu)建多波長激光激勵和同一光聲傳感器多組分氣體信號調(diào)制解調(diào)模型，建立多階共振模式光聲光譜檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)多種類氣體的短光程探測和高靈敏度檢測，可有效識別氣體種類和精確檢測組分濃度，在煤電安全、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域的多組分痕量氣體同時在線監(jiān)測需求具有重要的研究價值和應(yīng)用前景。
報告人：蘇州大學(xué) 副研究員 劉全
報告題目：高性能閃耀光柵及棱珊設(shè)計及研究進(jìn)展
衍射光柵是光譜儀器的核心分光元件。光柵型光譜儀光譜分辨率高、光譜純度高、穩(wěn)定性高、無活動機(jī)構(gòu)、可實現(xiàn)大幅寬，是定量化空間光譜探測載荷的主流，在提升光譜儀性能的同時減小其體積，具有重要意義。
面向高光譜光譜儀，劉全及其團(tuán)隊創(chuàng)新地開發(fā)了同質(zhì)掩模技術(shù)，實現(xiàn)了對閃耀光柵閃耀角和反閃耀角的精確控制，并成功制作了多種高性能凸面閃耀光柵。可見/近紅外凸面閃耀光柵，已成功應(yīng)用于海洋一號C星和D星定標(biāo)光譜儀中。
報告人：西北大學(xué) 副教授 張?zhí)忑?br />報告題目：激光誘導(dǎo)擊穿光譜結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)的金屬材料智能分析及應(yīng)用
張?zhí)忑埜苯淌诩捌鋱F(tuán)隊搭建了金屬材料以及金屬單顆粒物精準(zhǔn)分析的LIBS光譜智能采集平臺，開展了基于人工智能的LIBS金屬材料精準(zhǔn)分析方法研究，重點(diǎn)研究了多光譜數(shù)據(jù)融合、智能分辨與表征、數(shù)據(jù)挖掘、模型遷移等關(guān)鍵技術(shù)，建立了基于LIBS技術(shù)結(jié)合人工智能的金屬材料智能精準(zhǔn)分析技術(shù)及系統(tǒng)。目前已在實際工藝現(xiàn)場得到了初步應(yīng)用驗證，獲得了較好的分析及應(yīng)用結(jié)果。
報告人：江蘇海洋大學(xué) 高級工程師 黃保坤
報告題目：拉曼積分球光譜儀設(shè)計及其在ppm量級氣液固原位檢測中的應(yīng)用
拉曼積分球光譜儀通過光學(xué)設(shè)計，提高了檢測限，對于透明氣體、液體、固體的檢測限達(dá)到ppm量級，具有樣品用量少(3毫升)，檢測速度快，樣品無破壞，準(zhǔn)確定性和定量等優(yōu)點(diǎn)。
黃保坤高級工程師提出通過檢測揮發(fā)氣體來檢測液體，檢測溶解物來檢測固體等技術(shù)，廣泛應(yīng)用于刑偵飲品投毒，燃燒場的溫度及廢氣成分檢測，氣相/液相化學(xué)反應(yīng)原位監(jiān)控，應(yīng)急環(huán)境檢測，大氣/水質(zhì)量監(jiān)控，白酒的品質(zhì)檢測，光學(xué)材料的純度等領(lǐng)域。
報告人：中國工程物理研究院化工材料研究所 副研究員 李海波
報告題目：面向工況和植入式檢測場景的拉曼光譜儀技術(shù)
為克服目前的便攜式拉曼光譜設(shè)備靈敏度低、背景高等缺點(diǎn)，李海波副研究員及其團(tuán)隊自主研制了多種高性能便攜式拉曼光譜設(shè)備，實現(xiàn)了在工況條件下金屬鈾、LiH等核材料腐蝕產(chǎn)物的無損分析。
為實現(xiàn)內(nèi)部復(fù)雜氣氛組分的無損監(jiān)測，李海波副研究員及其團(tuán)隊還開發(fā)了基于空芯光纖的氣氛傳感器。光纖增強(qiáng)拉曼技術(shù)能夠以很小的體積實現(xiàn)極長的光程實現(xiàn)大幅度的信號增強(qiáng)，其抗電磁干擾能力強(qiáng)、輕細(xì)柔韌和重量輕，便于內(nèi)置于設(shè)備中實現(xiàn)氣體組分的實時監(jiān)測與傳感。
報告人：浙江工業(yè)大學(xué) 副教授 潘再法
報告題目：納米熒光探針及單分子免疫檢測
潘再法副教授介紹上轉(zhuǎn)換納米粒子(UCNPs)和長余輝納米粒子(PLNPs)等新型熒光探針的熒光特性，以及課題組利用這些熒光探針來實現(xiàn)生物標(biāo)志物檢測的相關(guān)工作。包括用于高靈敏度檢測胸腔積液等復(fù)雜生物樣本中的腫瘤標(biāo)志物，所建立的傳感器在其它疾病標(biāo)志物或蛋白質(zhì)共存條件下仍具有很高的特異性。
潘再法闡述了利用長余輝材料的長時間余輝發(fā)光特性，結(jié)合時間分辨光譜技術(shù)可有效消除胸腔積液樣本的自體熒光，實現(xiàn)無熒光背景干擾檢測，并開發(fā)針對生物標(biāo)志物超靈敏檢測的單分子免疫檢測儀器平臺。
報告人：中國科學(xué)院長春精密機(jī)械與物理研究所 副研究員 陶琛
報告題目：空間用紫外單光子成像探測器及其在光譜儀研制中的應(yīng)用
針對AFS熒光激發(fā)過程中由于水汽、氣溶膠等帶來的光譜干擾問題，應(yīng)用航天紫外單光子成像技術(shù)，開展了基于HSI的AFS空間光譜數(shù)據(jù)聯(lián)合探測及分析方法研究。陶琛副研究院提出結(jié)合航天用面陣單光子計數(shù)器在紫外波段高靈敏度、低噪聲的優(yōu)勢和數(shù)字微鏡器件(DMD)小像元尺寸、高空間光調(diào)制速率的特點(diǎn)，研制一種高性能紫外成像探測器。
報告人：大連理工大學(xué) 副教授 陳珂
報告題目：基于高速光譜解調(diào)的光纖光聲氣體傳感技術(shù)
陳珂副教授設(shè)計了多種新型高靈敏度光纖聲波傳感器，其信噪比相比電學(xué)麥克風(fēng)提高了1-2個數(shù)量級，通過高速干涉光譜探測和實時解調(diào)，實現(xiàn)了聲波信號的高靈敏、高穩(wěn)定和大動態(tài)范圍探測；將光纖聲波傳感器用于光聲探測，設(shè)計了新型的光纖懸臂梁增強(qiáng)型光聲光譜氣體檢測儀器。
在工程應(yīng)用方面，突破了微弱光聲信號探測難度大、現(xiàn)場振動/噪音干擾大、單點(diǎn)測量成本高等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，已在高電壓電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、煤礦安全監(jiān)測、環(huán)境氣體監(jiān)測等領(lǐng)域獲得了推廣應(yīng)用。
報告人：山西大學(xué) 副教授 閆曉娟
報告題目：基于光反饋腔增強(qiáng)的多氣體拉曼光譜檢測檢測技術(shù)研究
閆曉娟副教授的研究采用了光反饋腔增強(qiáng)技術(shù)，并結(jié)合波長調(diào)制技術(shù)和電子伺服系統(tǒng)鎖定反饋光相位，實現(xiàn)激光到高精細(xì)度諧振腔的精確頻率鎖定，腔內(nèi)激光功率增益可達(dá)1700倍以上，并能保持長期穩(wěn)定。
閆曉娟副教授及其團(tuán)隊分別檢測了CO2，CO，H2，CH4，C2H2，C2H4，C2H6等標(biāo)準(zhǔn)氣體，獲得了ppm的探測極限。將該裝置應(yīng)用到礦井火災(zāi)束管監(jiān)測領(lǐng)域，并檢測了標(biāo)準(zhǔn)礦井混合氣體，結(jié)果表明，由于每種氣體對應(yīng)多條拉曼特征譜線，因此多組分氣體彼此之間能夠克服拉曼譜線干擾的問題。
報告人：西安電子科技大學(xué) 副教授 宦惠庭
報告題目：基于光熱光譜的非接觸式應(yīng)力強(qiáng)度檢測研究
合金材料的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)與其局部的熱物態(tài)參數(shù)相關(guān)聯(lián)。宦惠庭副教授提出基于光熱紅外輻射光諧非接觸式應(yīng)力檢測技術(shù)，通過采用一定調(diào)制激光注入被測合金樣品，在其中誘導(dǎo)熱擴(kuò)散場分布，通過光學(xué)探測器對紅外輻射的測量獲取合金局部熱參數(shù)的分布，基于測量結(jié)果反映合金的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。
在實驗研究中，通過單點(diǎn)式測量與面陣紅外成像兩種方案對置于不同載荷狀態(tài)的鋁合金樣品開展研究，通過推導(dǎo)一維/三維廣義熱擴(kuò)散方程，采用非線性參數(shù)擬合算法實現(xiàn)了主應(yīng)力方向上熱擴(kuò)散率及熱導(dǎo)率的標(biāo)定，間接測定了材料的受力狀態(tài)。該測量方法不使用任何接觸式傳感器，具備快速、準(zhǔn)確等優(yōu)勢，在航空航天領(lǐng)域零部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和服役狀態(tài)的現(xiàn)場測量需求提出全新的解決方案。
報告人：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 副研究員 王進(jìn)
報告題目：基于腔增強(qiáng)拉曼光譜的大氣痕量氫分子檢測
氧氣作為一種清潔能源在工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域中的需求正不斷增長。為了在生產(chǎn)、儲存、運(yùn)輸和使用過程中有效監(jiān)測H2的泄漏，對大氣環(huán)境下痕量H2的檢測非常關(guān)鍵。然而，痕量氫氣的光學(xué)檢測具有挑戰(zhàn)，拉曼光譜測量痕量氣體具有極大潛力，但受到靈敏度方面的限制。
王進(jìn)副研究員介紹了一種結(jié)合PDH鎖頻的腔增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)，通過測量偏振拉曼光譜，實現(xiàn)了對大氣中氫氣的直接采樣連續(xù)測量。該方法的檢測限可達(dá)60ppbv(1大氣壓下)，測量相對精度 5%，展示了其在復(fù)雜氣體環(huán)境中對痕量H2進(jìn)行定量測量的能力。
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