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英国输力强最新打造的&ldquo 一站式&rdquo 光电化学测试系统ModuLabDSSC&ndash 全面满足光电研究者的需求模块化，集成式的ModulabDSSC光电化学测试系统，是由位于英国法恩伯勒(Farnbrough)的输力强(SolartronAnalytical)工厂，专为染料敏化太阳能电池研究而开发的&ldquo 一键式&rdquo 集光学与电学为一体的测试系统，既可用于进一步开发染料敏化太阳能电池的研究，亦可应用于其它光电化学的研究体系。英国输力强深知许多用户对于染料敏化太阳能电池的表征技术并不是非常熟悉，所以，其最新产品ModuLabDSSC的核心设计理念就是带给用户（即使初学者）&ldquo 一键式&rdquo 数据分析的体验，无需象以往一样，对频域技术相关知识有所需求。当然，有经验的用户更可通过强大的序列试验设置程序来建立和开发新的试验类型。英国Bath大学物理化学教授，DSSC研发及光电化学测试体系传递函数技术的业界翘楚&mdash &mdash LauriePeter博士指出：&ldquo ModuLabDSSC基于输力强世界领先的传递函数测量技术，而开发出的一款易使用，高质量的用于表征染料敏化太阳能电池的测试平台。&rdquo Peter教授作为ModuLabDSSC产品研发的技术顾问，确保了该系统可以满足光电研究人员绝大部分的需求。该系统还植入了以往传统应用中难以做到的新功能，这其中包括自动运行和自动分析功能，即只需点击3次鼠标就能省却300次复杂的单个步骤。不同于其它系统，ModuLabDSSC可允许所有的测试都可在一个序列试验中完成，且不会产生冲突，这点大大提升了效率及用户体验：ModuLabDSSC配备了一个准直聚焦的高功率光源，以及一个10MHz高速硅光电探测器的光学平台，且每一个探测器都内置了NIST（美国国家标准与技术研究院测试标准）可追溯的传感器。该高功率LED光源，提供了杰出的热稳定性能，完全无需昂贵的电子控制反馈装置来保证热稳定性。ModulabDSSC不仅仅是一个光电化学测量体系，它集成了英国输力强功能强大的频率响应分析和恒电位仪工艺，以及全套的标准电化学技术，这些都将大大扩展其应用领域。现有的ModuLab系统亦能通过配备选项卡和光学平台来升级成为ModuLabDSSC。*英国输力强是材料和电化学测试分析的设备及软件市场的领导者，现隶属于美国AMETEK集团的子公司AMT公司（AdvancedMeasurementTechnologyCo.Ltd）。美国AMETEK集团，是全球电子仪器和电化学设备的领先制造商，年销售额达到36亿美元。更多信息获取请登录。
在气体吸附实验中，一定重量的粉体材料在样品管中通过真空或惰性气体净化加热和脱气以去除吸附的外来分子后，在超低温下被抽至真空，然后引入设定剂量的吸附气体，达到平衡后测量系统中的压力，然后根据气体方程计算出所吸附的量。这个加气过程反复进行直至达到实验所预定最高压力，每一个压力以及单位样品重量所吸附的气体量为一数据点，最后以相对压力（试验压力P与饱和蒸汽压Po之比）对吸附量作图得到吸附等温线。然后从到达最高压力后抽出一定量的气体，达到平衡后测量压力，直到一定的真空度，以同样方法做图，得到脱附等温线。实验的相对压力范围P/Po可从10-8或更高的线，根据吸附分子的面积σ，使用不同的吸附模型，例如Langmuir或BET公式，即可算出材料的比表面积。然而，从气体吸附得出材料的孔径分布就不那么简单了。当代颗粒表征技术可分为群体法与非群体法。在非群体法中，与某个物理特性有关的测量信号来自于与此物理特性有关的单个“个体”。例如用库尔特计数仪测量颗粒体积时，信号来自于通过小孔的单一颗粒；用显微镜测量膜上的孔径时，测量的数据来自于视场中众多的单个孔。由于这些物理特性源自于单个个体，最后的统计数据具有最高的分辨率，从测量信号（数据）得出物理特性值的过程不存在模型拟合；知道校正常数后，一般有一一对应关系。而在群体法中，测量信号往往来自于众多源。例如用激光粒度法测量颗粒粒度，某一角度测到的散射光来自于光束中所有颗粒在该角度的散射；用气体吸附法表征粉体表面与孔径时，所测到的吸附等温线与样品中所有颗粒的各类孔有关。群体法由此一般需要通过设立模型来得到所测的物理特性值及其分布。群体法表征技术得到的结果除了与数据的质量（所含噪声、精确度等）外，还与模型的正确性、与实际样品的吻合性以及从此模型得到结果的过程有关。几十年前，当计算能力很弱时，或采用某一已知的双参数分布函数（往往其中一个参数与分布的平均值有关，另一个参数与分布的宽度有关），或通过理论分析，建立一个多参数方程，然后调整参数拟合实验数据来得到结果（粒径分布或孔径分布），而不管（或无法验证）此分布是否符合实际。在粒度测量中，常用的有对数正态分布函数、Rosin-Rammler-Sperling-Bennet（RRSB）分布函数、Schulz-Zimm（SZ）分布函数等；在孔径分布中，常用的有Barrett-Joyner-Halenda（BJH）方法，Dubinin-Radushkevich（DR）方法、Dubinin-Astakhov（DA）方法、Horwath-Kawazoe（HK）方法等。随着计算能力的提高，函数拟合过程在群体法粒径测量中已基本被淘汰，而是被基于某一模型的矩阵反演所代替。在激光粒度法中，这个进步能实现的主要原因是球体模型（一百多年前就提出的Mie光散射理论或更为简单的，应用于大颗粒的Fraunhofer圆盘衍射理论）相当成熟，也能代表很多实际样品，除了长宽比很大的非球状颗粒以外。在孔径分析中，尽管函数拟合还是很多商用气体吸附仪器采用的分析方法，但矩阵反演法随着计算机能力的提高，以及基于密度函数理论（DFT）的孔径模型的不断建立与反演过程的不断完善而越来越普及，结果也越来越多地被使用者所接受。在孔径测量方面的DFT一般理论源自于1985年一篇有关刚性球与壁作用的论文[ⅰ]。基于气体吸附数据使用DFT求解孔径分布的实际应用开始于1989年的一篇论文[ⅱ]，此论文摘要声称：“开发了一种新的分析方法，用于通过氮吸附测量测定多孔碳的孔径分布。该方法基于氮在多孔碳中吸附的分子模型，首次允许使用单一分析方法在微孔和介孔尺寸范围内确定孔径的分布。除碳外，该方法也适用于二氧化硅和氧化铝等一系列吸附剂。”该方法从吸附质与气体的物理作用力出发，根据线性Fredholm第一类积分方程从实验等温线数据直接进行矩阵反演的方法算出孔径分布。所建立的密度函数理论针对狭窄孔中的流体结构，以流体-流体之间和流体-固体之间相互作用的分子间势能为基础，对特定孔径与形态的空隙计算气态或液态流体密度在一定压力下作为离孔壁距离的函数，对不同孔径的孔进行类似计算，得出一系列特定压力特定孔径下单位孔容的吸附量。基于这个模型，可以计算某个孔径分布在不同压力下的理论吸附等温线，然后通过矩阵反演过程，以非负最小二乘法拟合实际测量得到的等温线，从而计算出孔径分布的离散数据点。上述文章所用的模型是较简单的均匀、定域的、两端开口的无限长狭缝。自此，随着计算机能力的不断提高，30多年来这些模型的不断复杂化使得模型与实际孔的状况更加接近：从定域到非定域，从一维到二维，从均匀孔壁到非均匀孔壁；孔的形状从狭缝、有限圆盘、圆柱状、窗状，到两种形状共存；从较窄的孔径范围到涵盖微孔与介孔范围，从通孔到盲孔；吸附气体从氮气、氩气、氢气、氧气、二氧化碳，到其他气体；吸附壁从炭黑、纳米碳管、分子筛，到二氧化硅及其他材料[ⅲ]；总的模型种类已达四、五十种。矩阵反演的算法也越来越多、越来越完善，同时采用了很多在光散射实验数据矩阵反演中应用的技巧，如正则化、平滑位移等。当前，于谷歌学者搜索“DFTadsorption”，论文数量则高达56万篇，其中包含各类专著与综述文章[ⅳ]。相信随着计算技术的不断发展与计算速度的不断提高，DFT在处理气体吸附数据中的应用一定会如光散射实验数据处理一样取代函数拟合法，成为计算粉体材料孔径分布的标准方法。而商用仪器的先进性，也必然会从传统的硬件指标如真空度、测量站、测量时间与参数，过渡到重点衡量经过其他方法核实验证的DFT模型的种类以及矩阵反演算法的稳定性与正确性。参考文献【i】Tarazona,P.,Free-energyDensityFunctionalforHardSpheres,PhysRevA,1985,31,2672–2679.【ⅱ】Seaton,N.A.,Walton,J.P.R.B.,Quirke,N.,ANewAnalysisMethodfortheDeterminationofthePoreSizeDistributionofPorousCarbonsfromNitrogenAdsorptionMeasurements,Carbon,1989,27(6),853-861.【iii】Jagiello,J.,Kenvin,J.,NLDFTadsorptionmodelsforzeoliteporosityanalysiswithparticularfocusonultra-microporouszeolitesusingO2andH2,JColloidInterfSci,2022,625,178-186.【iv】Shi,K.,Santiso,E.E.,Gubbins,K.E.,CurrentAdvancesinCharacterizationofNano-porousMaterials:PoreSizeDistributionandSurfaceArea,InPorousMaterials:TheoryandItsApplicationforEnvironmentalRemediation,Eds.Moreno-Piraján,J.C.,Giraldo-Gutierrez,L.,Gómez-Granados,F.,SpringerInternationalPublishing,2021,pp315–340.作者简介许人良，国际标委会颗粒表征专家。1980年代前往美国就学，受教于20世纪物理化学大师彼得德拜的关门弟子、光散射巨擘朱鹏年和国际荧光物理化学权威魏尼克的门下，获博士及MBA学位。曾在多家跨国企业内任研发与管理等职位，包括美国贝克曼库尔特仪器公司颗粒部全球技术总监，英国马尔文仪器公司亚太区技术总监，美国麦克仪器公司中国区总经理，资深首席科学家。也曾任中国数所大学的兼职教授。国际标准化组织资深专家与召集人，执笔与主持过多个颗粒表征国际标准美国标准测试材料学会与化学学会的获奖者中国颗粒学会高级理事，颗粒测试专业委员会常务理事中国3个全国专业标准化技术委员会的委员与中国颗粒学会共同主持设立了《麦克仪器-中国颗粒学报最佳论文奖》浸淫颗粒表征近半个世纪，除去70多篇专业学术论文、SCI援引近5000、数个美国专利之外，著有400页业内经典英文专著《ParticleCharacterization：LightScatteringMethods》，以及近期由化学工业出版社出版的《颗粒表征的光学技术及其应用》。扫码购买《颗粒表征的光学技术及其应用》
引言：10月10日上午，Photonics Insights 的直播专场上，南京大学李涛教授以“一段成像技术的非凡旅程——从超透镜到超构透镜”为题，系统的阐述了超构成像领域的科学本源及最新的产业化进展，为观众呈现了一场精彩纷呈的知识盛宴。在此之前，美国超构表面光学元件供应商 Metalenz 和中国 VCSEL 供应商纵慧芯光公司联合推出了新型图案投影仪 Orion，该产品的创新之处在于将VCSEL与超构表面光学元件相融合，为用户提供了高性能、更紧凑、低成本的结构光解决方案。Orion 的推出标志着超构透镜的产业化进入一个新的阶段。图1：Metalenz和纵慧芯光的合作（图片来源：Metalenz官网）李涛教授表示：颠覆传统光学的新型成像架构在研究者的持续努力下日臻成熟，越来越多的创新企业正加入超构表面光学的变革性应用之中，各种新场景、新构型层出不穷，加速从实验室到量产的进程已成为行业共识。伟大的科学家开尔文爵士曾说过：“无法测量就无法改进”，发展测量技术成为打通超构表面光学元件从设计到量产的关键一环。 为什么说无法测量就无法改进？ 测量对集成电路的发展至关重要。由于晶体管的形貌直接影响器件的半导体特性，因此对形貌的微观量测（Metrology）成为集成电路制造的关键工艺。然而与集成电路芯片不同的是，超构表面光学器件的局域结构变化并不造成器件光学性能的全局影响，仅观察器件的微观形貌不足以反映其质量，这在引入拓扑光子结构之后尤为如此。2021年，一篇发表于 Light: Science & Application，题为 Phase characterisation of metalenses 的研究论文表明，相位分布才是反映超构透镜光学性能的本质属性，通过测量相位，能够从全局上表征器件的光学性能，从而为设计优化与工艺改进提供直接反馈。图2：集成电路中的测量（图片来源：KLA官网）相位测量，超构透镜产业化进程的推动力让我们通过一个例子来探讨这一问题。两个超构透镜样品 Metalens A（简称A）和 Metalens B（简称B），我们利用扫描电子显微镜（SEM）对二者进行了微纳结构的测量，如图2所示。从 SEM 图可以看出，A样品局部的纳米柱子形状相互连接，呈现出不规则的形状，而B样品的纳米柱子相对独立，形状较为完整。从 SEM 的结果来看，B似乎更优，但在光学性能方面的二者具体表现如何，以及如何进一步优化，这些问题仅通过 SEM 的结果无法直接解答，我们需要深入研究它们的内在光学属性。图3：Metalens A和Metalens B的SEM图接下来，我们测量了这两个超构透镜样品调控的相位分布，如图4所示。从结果我们不难发现，无论是A还是B，其相位都呈现出圆环状分布，但值得注意的是，A的相位分布中缺陷相对较多。通过与理想超构透镜相比（图4），我们可以明显看出，A的相位分布梯度不够明显，相位范围也未覆盖 2π，而B的相位范围覆盖了 -π 到 π，且相位梯度更为明显，说明B的性能比A更优。图4：MetalensA和MetalensB实验测得的相位分布图5：MetalensA和MetalensB实验测得的相位分布x截面与理想值的对比从图5结果我们不难发现，对于微观结构测量结果较优的B样品，其相位分布与理想值相比也有较大的差距，特别是在透镜中央区域，相位分布几乎为一个常数，缺乏明显的相位梯度。通过重新检查设计图，发现造成实测相位分布与理想值差距较大的原因是透镜在中央区域的设计上仅使用了同一个参数的纳米柱子，无法构建相位梯度分布，需要优化设计，并且在制备加工上需要进一步优化工艺。这些实验结果表明，只有通过准确测量超构表面光学元件的相位属性，我们才能全面理解其性能，进而实现对超构表面光学元件的有效改进。MetronLens：超构透镜光学检测的智能化平台MetronLens® 超构透镜光学检测系统， 深刻揭示了超构表面、超构透镜、微透镜阵列等平面光学元件的内在物理特性，为验证设计的准确性、制备加工工艺的优化提供了强有力的检测工具。图6：MetronLens超构透镜光学检测系统这一系统综合了显微成像技术、离轴数字全息技术以及远场成像技术等多种先进技术。通过宽波段色差校正和消像差设计，实现了在微米尺度下 400~1700nm 的三维光场分布、相位分布和远场分布的原位检测。此外，该系统还具备对焦距、波相差、泽尼克像差、点扩散函数（PSF）、调制传递函数（MTF）、斯特列尔率、数值孔径等关键性能指标的分析功能。图7：超构透镜的光场分布检测结果图8：多类型超构透镜样品的快速检测 图9：相位分布的3D展示图10：相位解包裹的3D展示推荐阅读：[1]Zhao M, Chen M K, Zhuang Z P, et al. Phase characterisation of metalenses[J].Light: Science & Applications, 2021, 10(1): 52.[2]Li T, Chen C, Xiao X, et al. Revolutionary meta-imaging: from superlens to metalens[J].Photon. Insights, 2023, 2: R01.[3]Chen M K, Liu X, Wu Y, et al. A meta‐device for intelligent depth perception[J].Advanced Materials, 2023, 35(34): 2107465.[4]Khorasaninejad M, Chen W T, Devlin R C, et al. Metalenses at visible wavelengths: Diffraction-limited focusing and subwavelength resolution imaging[J].Science, 2016, 352(6290): 1190-1194.[5]Shen Z, Zhao F, Jin C, et al. Monocular metasurface camera for passive single-shot 4D imaging[J].Nature Communications, 2023, 14(1): 1035.
2012年6月21日，美国R&DMagazine宣布，来自北京普源精电科技有限公司(RIGOL)的DG4000系列函数/任意波形发生器获得2012年R&D100年度产品大奖。R&D100年度产品大奖，用于表彰年度科技创新产品的一项大奖。是由专家和杂志编辑共同组成的评选专家委员会评出，其评审标准重点在于科技创新产品和与市场需求紧密结合的产品。R&D杂志创刊于1959年，是一份工业研究领域的权威杂志。为全世界的科学家、工程师和研发队伍服务。R&D100年度产品大奖，是用于表彰年度科技创新产品的一项大奖。评审机构均由独立专家、专业顾问、大学教授和工业界的研发人员组成。他们在评审领域中，具有出色的专业技术和经验。评选标准为科技创新产品和与市场需求紧密结合的产品。并且，评审人员与入围产品没有利益关系，做到了公平、公正。R&D100大奖自设立50年以来，已成为全球的高科技领域极为推崇的大奖，被誉为科技界的“创新奥斯卡奖”。DG4000系列函数/任意波形发生器，是RIGOL继DS6000系列数字示波器在2011年获得R&D100大奖后，再次摘得此项大奖，这是中国公司首次两次获奖。如果说DS6000系列获奖，使得RIGOL的产品能够第一次与安捷伦、卡尔蔡司、戴尔、戴安、日立、英特尔、洛斯阿洛莫斯国家实验室、麻省理工大学、三菱、吉时利、美国航空航天局、橡树岭国家实验室、赛默飞世尔、3M等国际公司和著名实验室的创新产品同台交流，RIGOL公司的科技创新能力得到国际的认可，标志着一个中国创造的高技术产品跨入世界主流产品行列 这次DG4000系列再次获奖，则充分体现了RIGOL公司正在创新之路上从突破走向成熟，内部良性的创新机制正在形成 同时这更是对RIGOL公司“不断创新”理念的有力诠释。全部获奖名单（点击这里）RIGOLDG4000系列函数/任意波形发生器拥有如下的优越性能指标:1.标配等性能双通道2.500MSa/s采样率，14bits垂直分辨率3.2ppm高频率稳定度，-115dBc/Hz的低相位噪声信号输出4.高达150种内建波形5.丰富的模拟和数字调制功能（AM、FM、PM、ASK、FSK、PSK、BPSK、QPSK、3FSK、4FSK、OSK、PWM）6.标配分辨率达7digits/s，带宽达200MHz的高精度频率计7.高达16次的谐波信号发生器功能8.7英寸高清屏（800x480pixels）RIGOL化学分析仪器L-3000高效液相色谱系统，2011年荣获BCEIA金奖Ultra-6000系列紫外可见分光光度计RIGOL简介RIGOL是业界领先从事测量仪器研发、生产和销售的高新技术企业 是中国电子仪器行业协会、中国仪器仪表协会会员。公司拥有国际水准的先进技术，拥有数量众多的专利和计算机操作系统软件著作权，自主知识产权填补了国家空白。RIGOL坚持自主创新，现已研发并生产了七大系列、数十种产品，具体包括数字示波器、函数/任意波形发生器、数字万用表、虚拟仪器、可编程直流电源、高效液相色谱仪、紫外可见分光光度计和多种数字化测试仪器。产品广泛适用于生产制造、工业控制、广播电视、药物分析、食品安全、环保、化工、农林畜牧和科研教学等诸多领域。公司总部设在北京，苏州设有研发生产基地，上海，深圳，西安，Cleveland(美国)、Munich(德国)设有分公司 在国际市场上，产品已销往全球60多个国家和地区，并在全球50个国家注册了RIGOL商标。RIGOL科技园区占地约120亩，是国内技术领先的生产、研发基地，其中技术人员占40%。RIGOL拥有世界领先的SMT产线、精密的CNC数控机床加工中心和注塑车间、先进的影像分析系统及多种生产线设备，建立了一流的生产工艺及严格的质量保证体系，已通过ISO9001质量管理体系认证和ISO14001环保管理体系认证。RIGOL现有员工400余人。在研发、销售和管理人员中大学本科学历占98%，其中硕士、博士占研发人员的70%。RIGOL将秉承持续为客户创造价值的理念，不断创新，成为测试测量仪器领域的世界级供应商和客户首要选择的商业伙伴。这里汇聚了诸多博士、硕士和本行业的优秀人才，组成一支具有极强创新意识和能力的精英队伍。其宗旨是开展原创性技术创新和集成性技术创新，确保公司现有产业持续稳定发展和保持长期市场竞争优势。
近期，中科院合肥研究院核能安全所在辐照缺陷影响热离子发电器件石墨烯电极功函数研究方面取得新进展，研究成果发表在国际材料薄膜领域期刊AppliedSurfaceScience上。石墨烯作为微型堆热离子发电器件电极涂层材料具有巨大的应用潜力，能够显著提升电极表面的电子发射能力。热离子发电器件在服役过程中，电极材料将面临高能粒子的辐照作用，早期的理论计算和实验研究表明，在石墨烯内部辐照诱导的缺陷类型主要是Stone-Wales缺陷、掺杂缺陷和碳空位等。缺陷的产生将会影响电极间隙内碱金属和碱土金属在石墨烯表面的吸附性质，进而改变石墨烯涂层的电子发射性能(功函数)。针对上述问题，科研人员通过第一性原理计算方法在原子尺度上研究了缺陷石墨烯表面碱金属和碱土金属的吸附和迁移行为。研究结果表明：(1)石墨烯表面缺陷位点作为陷阱对金属原子具有捕获作用，Stone-Wales缺陷和碳空位缺陷附近的金属原子扩散受到了严重的阻碍，在掺杂B或O的石墨烯表面，金属原子迁移势垒也有不同程度的升高；(2)Stone-Wales缺陷、碳空位缺陷及掺杂石墨烯的表面功函数均显著增加，电子发射能力明显降低，这主要归因于电偶极子形成概率的降低以及金属内聚能的增加。本研究工作为石墨烯涂层材料在反应堆热离子发电器件中的应用提供了理论指导。上述研究工作理论计算部分在合肥先进计算中心完成。图1热离子能量转换示意图图2碱金属和碱土金属在原始和含氧缺陷石墨烯表面的迁移行为
由中国科学院西安光学精密机械研究所承担研制，曾为我国首次探月工程做出突出贡献的嫦娥一号卫星干涉成像光谱仪和CCD立体相机，于5月25日在西安通过了中国科学院西安分院组织的成果鉴定。以中科院国家天文台李春来研究员为组长的专家鉴定委员会认为，嫦娥一号探月卫星干涉成像光谱仪采用干涉光谱成像技术，在国际上首次对月球成功实施了可见-近红外宽谱段连续光谱及光谱图像探测，是国内首台成功应用的星载干涉成像光谱仪 该仪器具有很高的信噪比(S/N)与调制传递函数(MTF)，是一台集光、机、电、算为一体的高端光学遥感设备 该项目在“行平场”、“不同光谱仪的对比方法”、“干涉仪胶合时剪切量的精密控制”以及“具有特色的付氏光学系统设计”方面形成一批自主知识产权，申请发明专利四项，已授权三项 该仪器成功应用于嫦娥一号探月卫星，获取了全月面79%区域清晰的多光谱图像，是国际上第一次获取480nm-960nm范围的32谱段的连续光谱和图像，为月球科学家研究月表物质成份提供了具有自主知识产权的原生信息源，并产生了大量的应用成果。以杨元喜院士为组长的专家鉴定委员会认为，嫦娥一号卫星CCD立体相机优化集成了光、机、电等高新技术，确保了月面高精度成像和摄影测量，获得了与国外现有月球图像相比更为清晰、层次更加丰富的全月面图像 该相机采用广角、远心、消畸变光学系统及带有掩模板的面阵CCD立体成像等技术，有效减小了附加曝光影响、系统体积及定标压力 相机的立体成像系统具有高的信噪比(S/N)与调制传递函数(MTF) CCD立体相机已经成功应用于嫦娥一号探月卫星工程，申请发明专利2项(公开中)，授权实用新型1项，为月球科学家研究月球的地形地貌与地质学构造提供了具有自主知识产权的原生信息源，产生了大量的应用成果。鉴定委员会认为，嫦娥一号探月卫星干涉成像光谱仪和CCD立体相机总体水平为国际先进，并建议这些技术在国防、民用及深空探测等领域进一步推广应用。
2011年7月21日，王大珩同志永远地离开了我们。王大珩同志的一生是奋斗的一生、功勋卓著的一生。他将毕生的心血都倾注在祖国的科技事业上，将祖国的科技进步视为最高目标，殚精竭虑、无悔付出，为祖国的科技发展、经济建设、国家安全和社会进步做出了卓越贡献，被国内外公认为中国光学、应用光学、光学计量、光学工程和光学仪器的主要奠基人，也是我国最具影响的战略科学家之一。艰苦创业开辟光学事业新天地1952年，在新中国光学事业一穷二白的情况下，中国科学院决定在长春成立中国科学院仪器馆。大珩先生被任命为馆长，担当起组建中科院仪器馆的重任。在新中国成立之初，国家急需大量精密科学仪器，但当时国内还不能熔炼光学玻璃。大珩先生运用他在英国昌司(Chance)公司工作的经验，在玻璃配方、退火工艺及测试技术等方面做出重要贡献。1953年12月，中国第一炉光学玻璃熔制成功，结束了中国没有光学玻璃制造能力的历史，也为新中国光学事业的发展揭开了序幕。在大珩先生的带领下，长春光机所在建所不到十年的时间里，相继建立起了光学设计与检验、光学工艺、光学镀膜、光学计量测试等十多个学科的工艺和技术基础，初步构建了布局合理、结构完整、功能齐备的光学及精密机械学的研究基础，进而一举改变了新中国在该领域一片空白的局面。相继研制成功我国第一台电子显微镜、第一台高温金相显微镜等一大批高水平的科研成果，创造闻名全国的“八大件一个汤”，奠定了我国国产精密光学仪器的基础。从1954年-1978年，由大珩先生领导或参与分建援建的研究所、学校和企业达到十几家。这些机构现在都已经发展成为我国光学事业发展和光学专业人才培养的重要基地。勇于担当做国防光学工程的领航人早在英国留学期间，大珩先生非常注重光学技术在国防事业中的重要作用，这为长光所致力于国防光学工程研究奠定了基础。从20世纪60年代开始，他带领长春光机所转向以国防光学技术及工程研究为主，先后在红外和微光夜视、核爆与靶场光测设备、高空和空间侦察摄影等诸多领域做出了重要贡献。上世纪60年代初，面对国外敌对势力对我国的封锁，党中央决定独立自主地发展我国、导弹技术。在靶场上建立大型光学弹道测量系统(150工程)是其中重要课题之一。对于当时的长春光机所来说，要完成这样重大的工程项目困难是极大的，全所上下对是否要接受这个任务存在分歧。在这种背景下，大珩先生毅然决定承担起150任务，并亲自担任项目的总工程师。他提出的工程总体方案和一些技术路线，对保证仪器性能指标和缩短研制周期起了关键作用。经过五年多的努力，150工程顺利通过鉴定，并于1966年底参加中程地地导弹首次试飞试验，获得了主动段飞行弹道参数，总体性能达到国际先进水平。150工程开创了我国独立自主地从事光学工程研制的历史，建立起了必要的光学领域技术基础和相应学科，使我国的光学技术向前迈进了一大步。1980年5月，我国发射远程运载火箭试验中，在大珩先生的领导下，长春光机所等研制的激光、红外、电视、电影经纬仪及船体变形测量系统两项光学工程，出色完成了火箭再入段的跟踪测量任务，独立解决了当今世界远洋航天测量的稳定跟踪、定位、标校和抗干扰等技术难题。正是由于大珩先生当年对长春光机所的准确定位，使长春光机所至今致力于国防光电领域的研究工作，并取得了较大成绩。由于大珩先生在我国国防光学科研中做出突出贡献，1980年被授予全国劳动模范称号，并作为首席获奖者在1985年获得国家科学技术进步特等奖。矢志教育桃李天下自成蹊大珩先生虽然未长期专业从事教育工作，但他特别热心教育事业，关心国内光学专业人才的培养。1952年，在他的建议下，浙江大学在国内首先设立光学仪器系 1958年，他倡导创办了我国第一所光学专业高等院校——长春光学精密机械学院(现为长春理工大学)，并兼任院长，他亲自制订教学大纲，亲自为学生授课 1978年，他负责筹办哈尔滨科学技术大学(现为哈尔滨理工大学)，兼任校长 1984年，参加全国人大第六届二次会议期间，联名提出设立“教师节”的议案。他亲自培养的研究生虽然只有10余名，因其注重对学生学术思想的启发和对独立工作能力的锻炼，他培养的研究生成才率很高。“知识分子的优秀代表”蒋筑英是大珩先生的第一个研究生。大珩先生为他选定了光学传递函数这一开创性研究课题，通过悉心指导，蒋筑英在同事们的帮助下建立了我国第一台光学传递函数测量装置。此后，他又在光学传递函数研究方面取得了一个又一个重要成就，先后解决了国产镜头研制工作中的一些关键技术难题。上世纪70年代，大珩先生与蒋筑英一起攻关，提出了彩色复原质量问题的新方案，最后攻破了这一技术难关，使人们得以看到图像清晰、色彩逼真的彩色电视。大珩先生不仅不遗余力地亲自培养学生，对国家培养人才的体制和机制更为关心。他在“百千万人才工程”座谈会上曾讲到：“要创造条件、改善环境、增加投入，为人才的成长提供更多的机遇。”他的许多关于人才培养的观点都是远见卓识、先人一步。大珩先生时刻胸怀祖国和人民，一生情系科技事业。他在一篇发展我国航空事业的建议文章中写到：“我们这些老科技工作者的最高追求就是为国家、为民族负更多的责任，尽更多的义务。今年我已95岁了，仍希望为祖国和人民服务鞠躬尽瘁。”他用真切而朴实的语言，表达了作为一名科学家对祖国和人民的无限热爱和对自己未竟事业的不舍和眷恋。斯人已逝，精神永存。我们缅怀大珩先生的遗志，更要追寻大珩先生未竟的事业。
随着教学理念的不断提升，各大高校越来越注重对于学生理论知识实践性应用的培养，特别是在工程应用方面，对于各种工程器材的熟悉和应用非常重要。为此，美国FLIR公司与高校实验室合作，使得学生能够通过FLIR红外热像仪进行光电实验，助力高校提升了学生的工程实践能力。一直以来，受限于实验器材的高昂成本，物理学院和光电学院对于光电技术研发和应用领域后备人才的培养有所力不从心，特别是对于红外热像仪的应用，更是缺乏实操经验，本科的教学计划中只有实践理论的学习，却没有相关内容的教学实验和实践环节，所以亟需完善红外热像领域人才培养体系中的实验教学部分。为了改变以上现状，北京理工大学光电学院光电创新教育实验基地针对光电信息工程专业本科四年级毕业实习课程进行了改革提升，在原有非成像光电测温系统的校内实习内容基础上，增加“光电成像测温系统”的实践教学内容，建成以“非接触式光电测量”为核心内容的实践教学内容体系，推出了“理论知识+专业实践”的教学体系，弥补了学生“光学不练”的教学缺憾，，有力的提高了本科教学体系对于工程实践能力的培养水平。最新提出的实践教学内容体系主要分为三个环节，分别是：红外热像仪的概述和FLIRC2Educationkits操作方法；研究测量距离和被测物体辐射率对测温结果影响；应用黑体模拟器的红外热像仪传递函数实验与研究。一、入门学习：如何使用红外热像仪首先，学生使用红外热像仪拍摄单片机电路板上电时的红外图像，实验场景如图1所示，然后将拍摄的图像导入到FLIR红外图像分析软件FLIRTools+中。图1.使用红外热像仪拍摄单片机系统电路板图2.单片机系统电路板工作时的红外图像如图2所示可以清晰看到电路板最热区域Ar1为电路板的散热片，将该区域最热点温度记录下来。二、初步应用：验证测量距离和辐射率对测温结果的影响1、如何正确的调整测量距离测量温度？首先将平行线红外目标板接上电源，选取一块便于观察的区域，使用FLIR热像仪在距平行线cm的地方分别采集红外图像。图3.表面平行分布四条电热丝的平行线.使用红外热像仪拍摄目标板图5.平行线红外目标板的红外图像然后将不同距离下拍摄的红外图像导入到FLIRTools+软件中（如图5），测量同一区域Ar1内最高温度点的温度。并且将温度和拍摄距离一一对应填入下面表1。通过热电偶接触式测温测得Ar1区域内最热点温度在38℃左右，通过对比可知红外热像仪在距离30cm时，测量的温度最接近真实温度。距离(CM)温度（℃）10034.65036.13038.2表1.不同距离下的温度值在对比过程中，学生们可以清晰的看到红外热像仪中间有一个圆形测温点，只有当被测目标覆盖测温点大小（大约7个像素）时，测量温度才是准确的。当被测目标不能覆盖测温圆环时需要拉近测量距离或者更换像素更高的红外热像仪，如果更远距离就需要借助长焦镜头来提高测量距离。如图6所示圆环所覆盖区域包含了被测对象和背景，那么31.8℃的测量温度是不准确的，正确的做法是图(b)所示。图6.借助红外热像仪中心圈来判断距离远近的图示（其中(a)为错误示范，(b)为正确示范）2、如何通过FLIR红外热像仪测试辐射率对测温结果的影响如图7向贴有黑色电工胶带和铝箔胶带金属杯中倒入适量的热水，保证水位超过了胶带最上沿。将红外热像仪的辐射率调为0.95，记录此时三种材料的测量温度。以温度最高的材料为基准，改变辐射率，使另外两种材料的测量温度等于基准材料，记录此时另外两种材料的辐射率。图7.使用FLIRC2拍摄外表面贴有电工胶带和铝箔纸的热水杯下图8是所示是电工胶带、铝箔纸、金属水杯在同一画面下的红外图像。图8.贴有黑色电工胶带和铝箔胶带金属热水杯的红外图像调整辐射率可以得到不同温度(见表2)：被测物体\设置不同辐射率辐射率0.95辐射率0.54辐射率0.25电工胶带sp155.2℃76.5℃123.5℃铝箔SP342℃55.2℃87.1℃不锈钢水壶SP232.6℃37.6℃55.2℃表2.不同辐射率下各材料的温度值表格通过对比分析结果，学生们可以清楚的了解到辐射率对于测温结果的影响：被测物体辐射率影响测温准确度，非金属辐射率大于金属辐射率，高辐射率的非金属更接近真实温度。三、深入应用：对传递函数进行研究图9.使用FLIRC2拍摄黑体模拟器内部的刀口红外图像图图10.黑体模拟器刀口俯视图如图9接通黑体模拟器电源，盖上其上方的圆孔。将热电偶插入到黑体模拟器内部测温，当热电偶测温表上显示的温度稳定时，也就是黑体辐射处于稳定状态时，将FLIRC2红外热像仪镜头贴近黑体模拟器开孔，采集此时的图像。图10是黑体模拟器刀口俯视图，刀口结构是在铝板的右侧贴有黑纸。如图11是刀口的红外图像。图11.FLIRC2拍摄的刀口红外图像在FLIRTools+软件中改变辐射率数值，使得所测材料显示的温度与数字温度计上相同，记录此时的辐射率，分别测得铝和黑纸的辐射率。然后在FLIRTools+软件中导出带有全辐射温度信息的CSV文件，即可将每个像素点的温度值导出。将图像的温度原始数据导入至MATLAB中，编程绘制出MTF曲线所示分别是刀口边缘扩散函数、线扩散函数和调制函数MTF曲线.MTF曲线FLIR红外热像仪走进学校实验室，从根本上解决了学校目前“光学不练”教学尴尬问题，通过“理论知识+专业实践”的教学体系，三个环节由简入繁，层层递进，不仅有效地提高了学生动手实操的能力，也为培养光电技术人才做出了应有的贡献。
全息术是一种能够对光波前进行记录和重建的技术，自从1948年匈牙利-英国物理学家DennisGabor发明全息术以来，该技术不仅得到了显微学家，工程师，物理学家甚至艺术家等各领域的广泛关注，还使他获得了1971年的诺贝尔物理学奖。干涉术作为光学中另一个主要研究领域，是利用光波的叠加干涉来提取信息，其原理与全息术都是用整体的强度信息来记录光波的振幅和相位，虽然记录的方法有很大不同，但随着20世纪90年代，高采样密度的电子相机的出现，可用来记录数字全息图，则进一步增强了二者的联系。近日，针对全息术对表面形貌的干涉测量的发展的推动作用，来自美国ZygoCorporation的PeterJ.deGroot、LeslieL.Deck，中国科学院上海光机所的苏榕以及德国斯图加特大学的WolfgangOsten联合在Light:AdvancedManufacturing上发表了综述文章，题为“Contributionsofholographytotheadvancementofinterferometricmeasurementsofsurfacetopography”。本文回顾了包括相移干涉测量，载波条纹干涉，相干降噪，数字全息的斐索干涉仪，计算机生成全息图，震动、变形和粗糙表面形貌和使用三维传输方程的光学建模七个方面，从数据采集到三维成像的基本理论，说明了全息术和干涉测量的协同发展，这两个领域呈现出共同增强和改进的趋势。图1全息术的两步过程图2干涉术的两步过程相移干涉测量术因为记录的光场的复振幅被锁定在强度图样中的共同基本原理，全息术和干涉测量术捕获波前信息也是一个常见的困难，用于表面形貌测量的现代干涉仪中，常用相移干涉测量术（PSI）来解决这个问题，PSI的思路是通过记录除了它们之间的相移之外几乎相同的多个干涉图，以获取足够的信息来提取被测物体光的相位和强度。DennisGabor早在1950年代搭建的全息干涉显微镜使用偏振光学隔离所需的波前，引入除相移外两个完全相同的全息图。如图3所示，Gabor的正交显微镜使用了一个特殊的棱镜，在反射光和透射光之间引入了π/2的相移。因此，可以说，用于表面测量的PSI首先出现在全息术中，然后独立出现在干涉测量术中。PSI现在被广泛用于光学测试和干涉显微镜，虽然许多因素促成了其发展，但其基本思想可以追溯到使用多个相移全息图进行波前合成的最早工作。图3Gabor正交显微镜简化示意图载波条纹干涉测量术通过使用角度足够大的参考波来分离Gabor全息图中的重叠图像，从而使全息图形成的重建真实图像和共轭图像在远场中变得可分离，是全息术的重大突破之一，到1970年代，人们意识到传播波阵面的远场分离等价物可以在没有全息重建的情况下模拟干涉测量。这一概念在1982年武田(Takeda)的开创性工作中广受欢迎，他描述了用于结构光和表面形貌的干涉测量的载波条纹方法。载波条纹干涉测量术的基本原理源自通信理论和Lohmann对全息重建过程的傅里叶分析。到2000年代，计算机和相机技术已经足够先进，可以使用高横向分辨率的二维数字傅里叶变换进行实时数据处理，赋予了载波条纹干涉技术的新的生命。图4从干涉图到最后的表面形貌地图的过程此外，在菲索干涉仪中，参考波和物体表面的相对倾斜会导致相机处出现密集的干涉条纹。如果仪器在离轴操作时，具有可控制或可补偿的像差，所以只需要对激光菲索系统的光机械硬件进行少量更改，就可以实现这种全息数据采集。因此，载波条纹干涉仪通常是提供机械相移的系统的选择。相干降噪虽然可见光波段激光器的发明给全息术带来重要进展，然而，在全息术和干涉测量术中不使用激光的主要原因是，散斑效应和来自尘埃颗粒和额外的反射而产生的相干噪声。通过仔细清理光学表面只能很小部分的噪声，而围绕系统的光轴连续地旋转整个光源单元就可以解决这个问题。如果曝光时间很长，这种运动会增强所需的静态图样，同时平均化掉大部分相干噪声。常用的实现平均化的方式包括围绕光轴旋转光学元件、沿着照明光移动漫射器、用旋转元件改变照明光的入射方向，或在傅里叶平面中移动不同的掩模成像系统。激光在1960年代开始出现在不等路径光学装置中，最初为全息术开发以减少相干噪声的平均方法，被证明也可有效改善干涉测量的结果。图5中，是Close在1972年提出的一种基于脉冲红宝石激光器的便携式全息显微镜。显微镜记录了四个全息图，每个全息图都有一个独立的散斑图案，对应于棱镜的旋转位置，由全息图形成的四个图像不相干叠加以减少相干噪声和散斑粒度。图5使用旋转楔形棱镜的相干降噪系统数字全息菲索干涉仪Gabor的背景和研究兴趣使他将全息术视为一种具有大景深的新型显微成像技术，使显微镜学家可以任意地检查图像的不同平面。记录后重新聚焦图像的能力仍然是全息术的决定性特征之一，使我们无需仔细地将物体成像到胶片或探测器上。它还可以记录测量体积，能够清晰地成像三维数据的横截面。而数字全息术使这种能力变得更具吸引力，其重新聚焦完全在计算机内实现。虽然数字重聚焦在数字全息显微镜中很常见，但它通常不被认为是表面形貌干涉测量的特征或能力。尽管如此，从前面对该方法的数学描述来看，在采集后以相同的方式重新聚焦常规干涉测量数据是完全可行的。随着数据密度的增加，人们对校正聚焦误差以保持干涉测量中的高横向分辨率感兴趣。图6激光菲索干涉仪的聚焦机理与全息系统不同，传统干涉仪的布置方式是在数据采集之前将物体表面精确地聚焦到相机上。图6说明了一种简化的聚焦机制。聚焦通常是手动过程，涉及图像清晰度的主观确定。由于光学表面通常在设计上没有特征，因此常见的过程包括将直尺放置在尽可能靠近调整表面的位置并调整焦距，直到直尺看起来最锋利。繁琐的设置和人为错误的结合使得我们可以合理地断言，今天很少有干涉仪能够充分发挥其潜力，仅仅是因为聚焦错误。数字重新聚焦提供了使用软件解决此问题的机会。计算机产生全息图早在1960年代后期，学者们就已经对波带片与计算机生成全息图(CGH)之间的类比有了很好的理解，这是因为在开发新的基于激光的不等径干涉仪来测试光学元件的表面形状的应用时，需要对具有非球面形状的透镜和反射镜进行精确测试。图7计算的菲涅尔波带片图样和牛顿环（等效于单独的虚拟点光源产生的Gabor全息图）然而，干涉仪作为最好的空检测器，在比较形状几乎相同的物体和参考波前时能提供最高的精度和准确度，虽然有许多巧妙的方法可以使用反射和折射光学器件对特定种类的非球面进行空测试，但CGH可通过简单地改变不透明和透明区域的分布来显着增加解空间。CGH空校正器的最吸引人的特点是波前构造的准确性在很大程度上取决于衍射区的平面内位置，而不是表面高度。因此，无需费力地将非球面参考表面抛光至纳米精度，而是可以在更宽松的尺度上从精密参考波来合成反射波前。图8使用激光菲索干涉仪和计算机产生的全息图测试非球形表面的光学装置振动、变形和粗糙表面形貌全息干涉测量术是全息术对干涉测量术最明显的贡献，从技术名称中就可以看出。这项发现的广泛应用引起了计量学家高度关注，包括用于通过全息术定量分析三维漫射物体的应力、应变、变形和整体轮廓的方法。全息干涉测量术的发现对干涉测量术的能力和可解释性产生了深远的影响，为了辨别这些联系，首先考虑在同一全息图的两次全息曝光中，倾斜一个平面物体。两个物体方向的强度图样的不相干叠加，调制了全息图中条纹的对比度，而当这个双曝光全息图用参考波重新照射，以合成来自物体的原始波前时，结果也是条纹图样。因此，我们看到传播波前的全息再现，可用于解调双曝光全息图中存在的非相干叠加的干涉图案，将对比度的变化转换为表示两次曝光之间差异的干涉条纹。由于全息图中这些叠加的图案相互不相干，它们可以在不同的时间、全息系统的组成部分的不同位置、甚至不同的波长等条件下生成，因此，该技术的应用范围十分广泛。图9模拟平面的双曝光全息使用三维传输方程的光学建模使用物体表面的二维复表示，对本质上是三维问题的传统建模，是假设所有表面点可以同时沿传播方向处于相同焦点位置。因此，这种二维近似的限制是表面高度变化相对于成像系统的景深必须很小。全息术影响了三维衍射理论的发展，进一步影响了干涉显微镜的评估和性能提升。光学仪器的许多特性可以使用传统的阿贝理论和傅里叶光学建模来理解，包括成像系统的空间带宽滤波特性。干涉仪的傅立叶光学模型的第一步，是将表面形貌的表示简化为限制在垂直于光轴的平面内的相位分布。但对于使用干涉测量术的表面形貌测量，这并不是一个具有挑战性的限制，因为普通的菲索干涉仪的景深大约为几毫米，表面高度测量范围可能为几十微米。因此，在高倍显微镜中采用三维方法的速度更快，特别是对于共聚焦显微镜，在高数值孔径下，表面形貌特征不能都在相对于景深的相同的焦点。然而，二维傅里叶光学的近似对于干涉显微镜来说是不够精确的，因为在高放大倍率下，仅几微米的高度变化，就会影响干涉条纹的清晰度和对比度。基于Kirchhoff近似推导出了CSI的三维图像形成和有效传递函数，其中均匀介质的表面可表示为连续的单层散射点。这种方法已被证明具有重要的实用价值，不仅可以用于理解测量误差的起源，是斜率、曲率和焦点的函数，还可以用于校正像差。本文总结基于激光的全息术的出现带来了一系列快速的创新，这些创新从全息术发展到干涉测量术。虽然文中提到的七个方面无法完全概括全息术的贡献，但一个明显的趋势是全息术对用于表面形貌测量的干涉测量技术的影响正在不断增加，这最终可能会导致全息术与通常不被认为是全息术的技术相融合，而应用光学计量的这种演变必将带来全新的解决方案。论文信息deGrootetal.Light:AdvancedManufacturing(2022)3:7本文撰稿：刘子维（英国剑桥大学，博士后）
背景在恶劣环境中的设施将大大增加对气象海洋学参数信息的需求。处于这些环境中的操作员们希望能减少安装的传感器平台数量以提升效率。欧洲大型传感器平台的一家主要制造商选择与我们合作，结合利用AanderaaMOTUS波浪传感器与Aanderaa多普勒流速剖面仪，以监控海浪和洋流。通过联合激光雷达与其他传感器，我们致力于为最终用户提供完整的解决方案以实现高质量的气象海洋学监控。MOTUS波浪传感器MOTUS波向传感器的产品经理StigB.Øen为我们介绍了更多有关MOTUS传感器的最新动态：针对来自MOTUS传感器用户和MOTUS浮标用户的反馈，我们始终用心倾听并积极响应，为此我们专门对传感器进行了升级：添加了一些基于竖向时间序列位移的波浪参数，并新增了NMEAAIS模式。MOTUS传感器中的新增参数包括：平均波周期T1/3；有效波高H1/10；平均波周期T1/10波；高H1/1；平均波周期T1/1；参考东向和北向水平时间序列，可配置为2Hz或4Hz采样。有关MOTUS波浪传感器的参数，请查阅数据表。MOTUS适用于不同尺寸的浮标为了测量海浪特征，在理想情况下，传感器平台应完美地跟随水面运动。如果未应用补偿，则MOTUS传感器会根据安装位置的竖向平台位移计算波高。波向则基于水平浮标位移的方向。为了在众多不同类型的浮标中脱颖而出，MOTUS传感器提供以下补偿功能。偏心补偿：在不同形状的大型浮标的旋转原点处安装传感器通常难度较大。通过向传感器提供其安装位置相对于旋转原点的信息并激活传感器偏心补偿功能，可以补偿误差。浮标响应/传递函数：如果浮标无法满足在所有频率下均理想地跟随水面，则可以通过激活和修改浮标传递函数来补偿限制。Anderaa开发了一款简单工具，以帮助您了解不同尺寸形状浮标的期望阻尼因子。磁性：如果传感器受到电磁干扰，则可以将外部罗盘直接连接到MOTUS传感器。MOTUS适用于海上风力/海上设施结合使用Aanderaa提供的海浪和洋流传感器与其他传感器（例如环境传感器和激光雷达），可为您提供完整的预研究平台和全面投产的海上风电场。MOTUS传感器可在其内部完成对波浪参数的所有处理，通过实时/近实时输出基于频率和时间的参数，提供风浪和涌浪的全波频谱。对于海上风电场的运营来说，监控该区域的海浪将有助于确定是否将船只或技术人员派往现场、缩短停运时间，以及对健康、安全和环境保持高度关注。
土壤水力参数，如田间持水量（FC）和永久萎蔫点（PWP），在灌溉管理、干旱风险评估和土地利用规划等方面发挥着重要作用。这些水力特性是动态的，随土壤类型、作物类型和生长季而变化。传统方法估算大尺度水力特性费时费力，而土壤传递函数（PTF）作为一种替代方法，已被用于使用易测量的土壤特性（如土壤粒级、有机碳和容重）来估计土壤水力特性。这些预测参数在很大程度上受各种内在土壤特性如土壤质地、结构、有机质、容重和孔隙度的影响。随着光谱技术的不断发展，因其快速、低成本和无损测量，许多研究者已经利用可见近红外（Vis-NIR）光谱预测了土壤特性，而使用光谱数据绘制印度土壤类型水力特性的研究非常有限。基于此，在本研究中，一组研究团队在印度卡纳塔克邦高原北部地区收集了558个土壤样本，在实验室中测量了其FC，PWP和土壤含水量，并利用ASDFieldSpec光谱仪测量土壤光谱反射率。通过支持向量机、随机森林和偏最小二乘回归三个模型预测FC和PWP。其中，2/3的数据集用于校准（368个样品），1/3的数据集用于验证（190个样品）。本研究目标为通过不同统计技术检验实验室Vis-NIR光谱数据估算水力参数的有用性。研究区域图【结果】卡纳塔克邦高原北部土壤光谱反射率分布（平均值和标准偏差）（N=558）。FC和PWP预测模型的性能（50次迭代）验证集FC和PWP预测值和观测值散点图（RF方法）（变性土-绿点，淋溶土-红点，弱育土-蓝点，新成土-黄点）。传统PTF方法预测验证集FC和PWP含水量的性能。【结论】验证结果表明，与PLSR模型相比，RF和SVM性能较好。与田间持水量（R2=0.66-0.69和RMSE=7.25-7.51%）相比，永久萎蔫点预测良好（R2=0.70-0.74，RMSE=5.44-5.74%）。在土纲中，Vis-NIR光谱（R2=0.34&0.42）对变性土FC和PWP的预测不佳，对淋溶土（0.44&0.52）和弱育土（0.55&0.65）的预测结果一般，而对新成土（0.83&0.76）预测结果较好。总体而言，结果与传统PTF方法相当。目前结果表明，可见近红外光谱有助于快速准确地估计该国半干旱地区的水力特性。
5月24日，北京东方振动和噪声技术研究所名誉所长应怀樵在第十五届北京科博会“2012中国战略性新兴产业发展论坛”上，作题为《云智慧时代第三次工业革命正在走来——“从软件制造仪器”到“软件制造一切”》的主题演讲。科学无国界，而科学家是有国界的，这句话在“中国虚拟仪器之父”应怀樵身上，就是近半个世纪的岁月里，他始终以“砍柴樵夫”般的坚韧与顽强，跋涉在为中华崛起而奋斗的科学高峰上，即使古稀之年，面对“3次中风、4次心梗、7次至阎王殿”的生命挑战，依然以超人的毅力、坚定的信念，战胜病魔，执著奋进在创世界一流的“虚拟仪器”科研阵地上。而支撑他的则是中国科学界应为人类文明进步作出更大贡献的使命感与荣誉感!正是怀着振兴中华、造福人类的理想追求，他数十年如一日，呕心沥血，将全部精力投入虚拟仪器(VI)科学研究之中，自主创新112项新技术，攻克十大世界性难题并填补国内空白，特别是对“传递函数的测试及实时控制和反演关键技术”的成功突破，为提高虚拟仪器测量精度和范围开创新途径，被认为“可与‘光纤之父’诺奖得主高锟教授的‘光纤通信’成果相提并论”，使中美两国同步创造的虚拟仪器达到可问鼎诺贝尔物理学奖的，具有世界性重大意义的成果，是中华民族继四大发明之后，对人类文明有重要意义和影响的现代发明之一。生命熔铸：“虚拟仪器之父”是怎样炼成的1941年7月，应怀樵出生于浙江绍兴，这里人文底蕴深厚，而无论是早年受笃信佛教的母亲的熏陶，还是得益蔡元培曾担任校长的小学优良的教学传统，都使他从小树立了为民族崛起而读书的远大理想。1959年，应怀樵就读浙江大学理论物理专业，后应国家需要全班调整为应用力学专业。1964年，大学毕业后，他被分配到中国铁道科学院，致力于高速列车风洞课题研究，并到清华学习风洞测试分析技术。1965年，他参与我国核爆炸防护工程研究，接触到震动噪声和频谱分析，开始了虚拟仪器科研生涯，而早年五次转换专业，则练就他扎实的学术功底和多学科交叉研究课题的优势。更重要的是，科技水平对国家命运的深刻影响更使他深感责任重大。成为世界一流的科学家，为国争光成为他深埋心中的梦想。而他也毫不讳言对诺奖的钟情，在他看来，诺奖不仅是一种崇高的荣誉，更是激励创新、造福人类的精神泉源。在他看来，以“四大发明”为标志，中华民族曾为人类科技进步作出重要贡献，然而近代以来却落伍了，应怀樵认为，伴随中华民族的伟大复兴，中国科学家理应在高科技领域取得原创的重大突破，向诺奖冲刺。这不仅是一个科学家的荣誉，更是中华民族屹立世界民族之林的时代要求。正是怀着这样一份强烈的使命感和荣誉感，应怀樵走过了一条不平凡的科研探索之路。要成为世界一流的科学家，首先要有敏锐、超前发现重大课题的科研能力。应怀樵介绍说，所谓“‘虚拟仪器’其实并非是传统的仪器，它是指集数据采集和信号调理器、信号处理技术与PC机技术于一体的软件制造仪器”。事实上，1965年他参加国防核爆炸防护工程课题——地下铁道核爆炸震动噪声与动力学测试分析的研究，当他遇到地铁道床的下沉残余位移(OHz)用硬件无法获得的难题时，就萌生了虚拟仪器的大胆构想——“用数字算法和软件取代硬件”，1973年他尝试用数字计算机的软件数字积分取代传统硬件模拟积分的方法解决上述难题，1979年获得成功，成为虚拟仪器的最早成功范例。同年于杭州召开的国防科委核试验全国防护工程学术会上，他提出虚拟仪器的核心概念——“软件制造仪器”，获得主持会议的中科院力学所所长郑哲敏院士、清华大学副校长张维院士、同济大学校长李国豪院士的赞扬和支持，比美国NI公司“软件是仪器”的概念提出早7年。成为世界一流科学家，还要有瞄准国际前沿，不断自我超越的创新意志。据了解，科学仪器与实验技术发展至今已走过模拟式、数字式、智能式三个阶段，从1983年~1986年，开始出现第四代仪器即虚拟仪器(简称VI)。而应怀樵的研究始终走在国际前列。1979年，他编撰的具有该领域应用成果的国内首部专著《振动测试和分析》出版发行，并不断自我超越：1982年《CZ测震仪与测振技术》出版发行，1983年出版了具有中国虚拟仪器早期构思实例框图的《波形和频谱分析与随机数据处理》。1985年他自筹资金创建东方振动和噪声技术研究所(简称东方所)，开始系统从事虚拟仪器库、移动实验室技术研究，提出“把实验室拎着走”的目标，正式立题“DASP虚拟仪器库—振动噪声、模态分析移动实验室技术”研究，为此，他自立课题、自筹资金开始研究“PC卡泰”(PCCATAI)—微机卡式自动采集测试分析仪器。他还是国内外最早提出“用软件制造仪器”、“用软硬件相结合”来取代传统仪器的学者。此后，依靠持续创新，他带领团队突破了虚拟仪器的核心技术，开发出适合便携机和笔记本使用的小型数采卡和大容量数据采集分析(LCAS)软件，研制成功台式和笔记本式大容量智能数据采集和信号处理系统以及DASP“达世普”虚拟仪器库系统。这是我国最早研制成功的虚拟仪器产品，实现“把实验室拎着走”的目标。1988年9月16日，中国虚拟仪器应用于火箭激振钱塘江大桥模态实验圆满成功。1993年3月，该仪器参加北京新技术展览会，并远赴加拿大参展获一致好评。1995年用于“长三捆”火箭全箭模态实验，1996年用于神舟载人飞船移动发射平台模态实验。2004年用于航天员超重训练设备臂架系统模态分析。2007年，在第二届全国虚拟仪器学术交流大会上，东方所的卓越贡献受到高度评价，应怀樵被誉为“中国虚拟仪器之父”。产业报国：让DASP虚拟仪器库运行在每个实验台伴随经济全球化及信息时代的来临，如何在世界高科技领域拥有一席之地，如何将中国的高科技产品行销全世界，正成为中华民族是否真正崛起的重要标志。数十载春秋，对十大世界性难题原创性的解决让其成为具有中华民族自主知识产权关键技术的经历为应怀樵平添几分豪迈与自信。一是基于平台式设计的VI库技术。用软件制造仪器，软硬件结合取代传统仪器，这一具有里程碑式划时代意义的新路线对仪器制造业和测试技术界产生巨大影响，代表了我国在VI研发方面的最高水平。二是变时基(VTB)传递函数(导纳)测量分析方法。达到国际领先水平，获国家发明专利。已完成神舟飞船750吨移动发射平台、“长三捆”大型运载火箭、航天员超重训练机模态实验等数十项国家重点项目，效果优良。三是高精度频率、幅值、相位和阻尼测量技术。东方所原创的高精度频率计和幅值计，比国外常规方法提高精度100万倍，具有重大国际影响力。四是超低频信号快速测量技术，达到国际领先水平。五是原创倒熵熵、倒熵富、倒富熵等三种倒熵谱分析方法，达到倒谱分析的国际领先水平。六是FFT/DFT分析方法，成为目前频谱细化主要方法之一，达到国际领先。七是振动全息AVD“一入三出”实时测试分析创新技术，原创性地提出了全程微积分方法，实现AVD“一入三出”振动全息实时动态连续测量，达到国际领先。八是自动化模态分析方法。一般人员通过简单操作即可获得专家级的模态分析结果。九是24位“双核”变幅基A/D高精度超量程160dB数采仪技术达到国内首创，国际领先。十是突破传递函数的测试及实时控制和反演关键技术为提高仪器测量精度和范围开辟新途径。此技术是一项世界难题，可极大扩展仪器的频率测试范围，提高测试精度，极具国际竞争力。仅仅拥有一流的成果还远远不够，在应怀樵眼里，诺贝尔不仅是一位杰出的科学家，还是一代企业家，对科学及人类进步事业的热爱，和凭借巨额财富设立的诺贝尔奖，使他成功激励了一代又一代热爱科学与进步的杰出人物，为人类文明的进步作出不可磨灭的贡献。为此，当虚拟仪器技术攀上科学顶峰的时候，应怀樵直面7次与死神擦肩而过的生命危机，依然没有停止探索与奋进的脚步，开始积极思考中国虚拟仪器的产业化之路，树立起“让INV系统走进每一个实验室，让DASP软件运行在每个实验台上”的宏大目标。为此目标，他在建所之初就提出“勤奋、创新、坚持、自强、和谐”的十字座右铭和完全自由的判断与讨论的“玻尔所”精神和“六要三不要”的处事准则等基础上，发展成为涵盖精神追求、道德情操的18条共336字法则及幸福六大原则的企业文化，加强了东方所的文化凝聚力。以此为纽带，东方所不断加强人才队伍建设，一方面加强与全国重点高校合作，为国家培养出大批专业急需人才，以及行业高端人才，该所研究团队也扩大到40余人，拥有博士、硕士数十名，成为虚拟仪器领域一支重要力量。同时他还成功组织和主持了23届全国振动与噪声高技术学术会议，1997年至今主编《现代振动与噪声技术》九卷等十多部专著及《倒熵谱研究》等150多篇论文报告。同时，不断创新软硬件研发，推出CPCI式INV3020和LAN以太网式INV3060、USB式INV3018系列新产品，无线等硬件新产品和DASP的最新软件版本，积极推动产品市场化。“软件制造仪器，软硬件结合取代传统仪器”能省掉大量昂贵和笨重的硬件材料和人力物力、设备、厂房和能源，便于生产和携带。这是一条划时代的新途径，是科学仪器和测试领域的一次突破和革命，是21世纪的仪器的重要发展方向，是中华民族原创的具有自主知识产权的重大发明之一。中国虚拟仪器DASP软件和INV移动实验室系统是与美国NI同步并行研发的，其中自主创新112项新技术，其中20多项达国际领先水平，是研发最早且核心技术搞得最好的科研成果。截至目前，该成果产品累计销往2000多家用户，经济效益超过1亿元，打破了此类仪器长期依赖进口的局面，为国家节省外汇数亿美元。目前，已广泛用于国防军工、航天航空等许多部门，参与完成上百项国家重大工程项目测试。若在国内全面推广，其经济价值按我国2007年仪器产值估算，按软件取代硬件30%到一半计算，将产生600亿元到1000亿元/年的巨大价值，为促进技术变革和推动新兴产业形成，造福国计民生发挥重大作用。面对激烈的国际竞争与广阔的国际市场，应怀樵认为中国虚拟仪器产业化之路任重道远，“达到世界普及”，这是一个目标，更是一种信念!以领先的科技与执著的信念支撑，应怀樵和他的虚拟仪器产业化之路必将迎来胜利曙光!而作为科学家，应怀樵瞄准国际前沿的战略思考从未停止，随着“云计算”和“物联网”时代的到来，他又在国内外率先提出实验室网络云时代——“云智慧仪器实验室”与“云智慧故障诊断中心”和“智慧仪器”的构想，提议国家尽快开展相关研究。正如诺奖的创立者曾经践行的，科学精神与产业之路的生命熔铸将带给人类更加美好的未来!或许，这正是以不竭的生命激情与创新意志跋涉于科学与产业化之路的“中国虚拟仪器之父”应怀樵教授所真正钟情的。
项目名称：中国食品药品检定研究院2012年专项仪器购置项目(五矿)招标编号：0716-1241ZJ000275采购人名称：中国食品药品检定研究院采购人地址：北京天坛西里2号采购人联系方式采购代理机构名称：五矿国际招标有限责任公司采购代理机构地址：北京市海淀区三里河路5号中国五矿大厦D206采购代理机构联系人、联系方式：王超采购用途、数量、简要技术要求及合同履行日期：详见招标文件招标公告日期：2012年8月10日定标日期：2012年9月11日评标结果：包号品目号货物名称数量（台套）中标金额（币种：人民币元）中标商11-1ICP自动进样器1328,000北京超越未来科技发展有限公司1-2总有机碳分析仪122-1助听器测试系统11,557,000北京科尔德科贸有限公司2-2听力计检测系统12-3水处理系统12-4麻醉气体分析模块12-5红外探测器133-1超声标准源11,237,000北京科尔德科贸有限公司3-2心电信号数据库13-3全自动光学传递函数测量系统13-4标准恒温槽13-5气流分析仪13-6模拟肺144-1三维重建检测体模11,655,800北京华瑞奥利科电子技术有限公司4-2多用途超声模块14-3光束轮廓测量系统14-4光谱辐照度测量系统14-5二氧化碳光束分析仪14-6医用X射线北京益成恒达国际贸易有限公司5-2呼吸功能测量系统15-3骨髓读片成像分析系统15-4玻片打号机166-1恒温摇床1449,000北京德泉兴业商贸有限公司6-2多标记检测系统177-1红外配件1676,900北京万邦君意商贸有限公司7-2衍射多焦人工晶状体分析仪17-3磁场强度测量仪188-1旋光仪12,097,500北京科尔德科贸有限公司8-2索氏抽提器18-3冻干机18-4TLC-MS接口18-5超临界色谱分离系统199-1精确质量数测定及分子式识别软件11,315,500北京科尔德科贸有限公司9-2热分析仪19-3全自动展开仪19-4薄层色谱半自动点样仪31010-1液质联用仪112,010,000中国科学器材公司10-2液质联用仪110-3超高效液相-飞行时间质谱1评标委员会名单：吕阳、吴金凤、顾利民、王宏、严苏黎、程显隆(第1、8、9、10包)、张琪(第1包)、王建宇(第2、3、4、7包)、刘丽(第2、3、4、7包)、耿兴超(第5、6包)、石大伟(第5、6包)、李永红(第8、9、10包)五矿国际招标有限责任公司2012年9月11日
由于缺少钢瓶标准气体，臭氧监测只能通过臭氧发生器发生的臭氧，进行逐级的量值传递/溯源，任何一级的量值传递工作出现问题，都将导致其下游的各台臭氧的传递标准、臭氧分析仪量值出现偏差。为贯彻落实《“十三五”环境监测质量管理工作方案》(环办监测〔2016〕104号)和《环境空气自动监测标准传递管理规定(试行)》(环办监测函〔2017〕242号)有关要求，规范环境空气臭氧标准传递，保证监测数据的溯源性和可比性，环保部组织编制了《环境空气臭氧一级校准作业指导书(试行)》《环境空气臭氧标准参考光度计间接比对作业指导书(试行)》《环境空气臭氧传递标准间逐级校准作业指导书(试行)》《环境空气臭氧自动监测现场比对核查作业指导书(试行)》等4项作业指导书。环境空气臭氧一级校准作业指导书（试行）.pdf环境空气臭氧标准参考光度计间接比对作业指导书（试行）.pdf环境空气臭氧传递标准间逐级校准作业指导书（试行）.pdf环境空气臭氧自动监测现场比对核查作业指导书（试行）.pdf
我国在离轴三反光学系统先进制造技术上实现重大突破，为我国空间光学遥感器的跨越式发展打下了坚实基础。日前，这一由中科院长春光机所完成的重大科技成果通过鉴定。自上世纪90年代以来，空间光学遥感器在国防、国民经济领域的需求快速增长。如何解决高分辨率与大视场的矛盾，一直是高分辨率空间光学遥感器研究的瓶颈。离轴三反光学系统可以同时实现长焦距与大视场，且没有中心遮拦，调制传递函数高，被公认为新一代空间光学系统的发展方向。然而，由于其结构复杂性和非对称性，制造难度极大，需要开发多项先进的加工、检测、装调技术予以支持。欧美制造商将离轴三反光学系统制造技术列为核心关键技术，于90年代末取得了突破性进展，研制出在轨性能优良的光学遥感卫星。鉴于该技术在国防、国民经济领域具有重要的意义，欧美国家采取了严格的保密措施。长春光机所从“十五”开始就展开了离轴三反光学系统的技术攻关。经过10年的艰苦拼博，张学军领导的科研团队在“离轴三反光学先进制造技术”研究上实现了以计算机控制光学表面成形技术为核心，涵盖以大口径离轴非球面自动加工设备、大口径高精度离轴非球面加工工艺技术、离轴高精度非球面检测技术、离轴三反高精度系统装调技术为核心的重大突破。在国内率先研制成功了具有完全自主知识产权的离轴非球面数控加工中心。该设备采用集成化设计方案，将研磨、抛光和在线轮廓测量单元合为一体，可实现离轴非球面自动加工，综合技术指标处于国际先进水平。实现了大口径高精度离轴非球面光学表面的确定性加工和面形误差的高效率收敛，提出了高效的反卷积模型及加工轨迹自适应优化算法，系统地建立了大口径碳化硅离轴非球面数控加工方法、模型和软件。首次提出并建立了计算机全息检测(CGH)离轴非球面的理论模型及其设计与制作方法，检测精度处于国际领先水平 此外，还建立了非球面子孔径拼接的理论模型，取得了良好的工程应用效果。应用三种独立测量手段对离轴非球面进行互检，保证了测量精度，提高了可靠性。在国际上首次提出了离轴三反光学系统共基准装调技术，实现主镜、三镜的共基准定位，将系统的装调自由度由18个降为6个，装调效率和精度大幅度提高。其中基于计算全息技术的第二代共基准装调技术，大幅度拓展了CGH的应用领域，属国际领先水平。
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作者：黄岚青，刘海广(北京计算科学研究中心复杂系统研究部)1引言在低温下使用透射电子显微镜观察样品的显微技术，就叫做冷冻电子显微镜技术，简称冷冻电镜(cryo-electronmicroscopy，cryo-EM)。冷冻电镜是重要的结构生物学研究方法，它与另外两种技术：X射线晶体学(X-raycrystallography)和核磁共振(nuclearmagneticresonance，NMR)一起构成了高分辨率结构生物学研究的基础，在获得生物大分子的结构并揭示其功能方面极为重要。电子显微三维重构技术起源于1968。
