在科技創(chuàng)新的浪潮中，分析儀器作為科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)的重要基石，正迎來巨大發(fā)展機(jī)遇。11月15-16日，第九屆中國分析儀器學(xué)術(shù)大會(ACAIC 2024)在廣東省深圳市登喜路國際大酒店·國際廳順利召開，會議以“下一代分析儀器”為主題，匯聚了來自全國各地的多位科技精英、高校學(xué)者及企業(yè)代表，共同探討分析儀器的未來發(fā)展趨勢與技術(shù)創(chuàng)新路徑。
會議現(xiàn)場
作為此次大會的重要組成部分，
光譜儀及核心元器件技術(shù)創(chuàng)新論壇報告(分論壇五)也在同期隆重召開。該論壇聚焦于光譜儀及核心元器件這一關(guān)鍵領(lǐng)域，旨在深入探討其技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級以及未來發(fā)展方向。與會者們圍繞光譜儀的最新研究成果、核心元器件的制造技術(shù)、市場分析以及未來趨勢等議題展開了熱烈討論，共同為分析儀器的未來發(fā)展貢獻(xiàn)智慧與力量，報告吸引了眾多參會者的關(guān)注。
會議伊始，上海理工大學(xué)莊松林院士和中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所譚平恒所長依次發(fā)表了致辭，預(yù)祝本次論壇順利召開。
上海理工大學(xué) 莊松林院士 致辭
在國家政策的支持下我國光譜儀自主研發(fā)已取得了可喜的成績，光譜儀器在深空探測、深海探測、天文望遠(yuǎn)、國防軍工等國家重要領(lǐng)域發(fā)揮了舉足輕重的作用，此外光柵等核心器件的自主研制也是推動國產(chǎn)光譜儀器不斷進(jìn)步的關(guān)鍵因素。
因此本論壇將重點(diǎn)圍繞光譜儀和核心元器件技術(shù)創(chuàng)新展開討論，希望通過本論壇使與會嘉賓的了解更加充分、合作更加密切、友誼更加長久。同時向出席本次會議的專家、來賓表示衷心的感謝的支持，對主辦方和協(xié)辦單位給予本論壇的支持表示衷心的感謝。
中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所 譚平恒所長 致辭
光譜儀器的重要性不言而喻，因?yàn)樗婕氨姸嘣O(shè)備和元器件的制造，科研工作者有必要對這些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研討，關(guān)注解決儀器設(shè)備在科研、生產(chǎn)中遇到的問題，從實(shí)際需求出發(fā)，不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量，對技術(shù)進(jìn)行迭代。
譚平恒所長指出，今天大家在論壇上共同探討光譜儀和核心元器件技術(shù)創(chuàng)新工作的發(fā)展方向，關(guān)注下一代技術(shù)的探索和研究。在研究過程中，科研工作者需要相互交流，增加見識和理解，同時也需要努力研發(fā)這些設(shè)備和技術(shù)，著力提升國家在光譜儀器以及核心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平。他表示希望今天的論壇能讓大家收獲滿滿，為關(guān)鍵核心技術(shù)的突破做出貢獻(xiàn)。
報告人：吉林大學(xué) 教授 趙冰
報告題目：半導(dǎo)體SERS基底的研究及應(yīng)用
趙冰教授介紹了半導(dǎo)體增強(qiáng)拉曼半導(dǎo)體SERS高化學(xué)穩(wěn)定性、定制化的表面修飾、生物相容性、環(huán)境安全性和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域的特質(zhì)，目前具備種類豐富、成本低廉、制備工藝成熟的特點(diǎn)。
基于半導(dǎo)體的表面增強(qiáng)拉曼散射研究，不僅解決了活性基底匱乏的限制，也拓寬了SERS技術(shù)的應(yīng)用范圍。趙冰教授在報告中介紹了半導(dǎo)體增強(qiáng)拉曼散射研究背景、基于CT的半導(dǎo)體增強(qiáng)拉曼、基于協(xié)同作用的SERS、基于半導(dǎo)體SPR特性的SERS，以及未來的可能應(yīng)用領(lǐng)域。
報告人：中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所 研究員 譚平恒
報告題目：共聚焦顯微拉曼模塊及其相關(guān)應(yīng)用研究
拉曼光譜研究的進(jìn)展極大地依賴于拉曼光譜儀在技術(shù)上進(jìn)步。譚平恒研究員介紹了典型的拉曼光譜儀結(jié)構(gòu)，并指出設(shè)計一套顯微共焦拉曼光譜測量模塊，可與任何光譜儀耦合成一套成本低、操作簡便的多功能顯微共焦光譜儀是眾多研究者迫切盼望的事情。
譚平恒研究員介紹了其團(tuán)隊(duì)成功研制的顯微共焦拉曼光譜測試模塊，這款設(shè)備配置方式靈活，多路激光引進(jìn)，多個信號出口；光路調(diào)節(jié)方便，升級激發(fā)波長容易且性價比高；高的光譜透過率和低波數(shù)拉曼測量能力；共焦設(shè)計，超低北京噪聲和抗環(huán)境干擾等特質(zhì)；多樣的搭配方式和多功能集成。這一設(shè)備在全國各省份得到了廣泛應(yīng)用，在全國范圍內(nèi)售出65+套，用戶遍布各省市，助力科研成果的發(fā)布。
報告人：復(fù)旦大學(xué) 教授 陳良堯
報告題目：全波長區(qū)零慧差高分辨二維光譜的快速檢測與分析
電子在復(fù)雜原子/分子軌道能級之間的耦合、轉(zhuǎn)移等規(guī)律是理解物質(zhì)特性的基礎(chǔ)，其軌道能級信息來源于高分辨原子光譜的檢測分析?；诓⑿泄庾V分析模式，陳良堯及其團(tuán)隊(duì)在研究中，設(shè)計了衍射面內(nèi)雙光路離軸角同為零的光譜分析結(jié)構(gòu)，消除了慧差產(chǎn)生的根源，實(shí)現(xiàn)了在全波長區(qū)與系統(tǒng)色散特性無關(guān)的零慧差二維光譜分析，顯著提高了光潛分析的分辨率和靈敏度。陳良堯指出，在下一代光譜分析技術(shù)的發(fā)展中，超高速、超寬帶、超分辨是現(xiàn)代信息技術(shù)研究的前沿和核心技術(shù)途徑。
報告人：西安交通大學(xué) 教授 張淳民
報告題目：新型成像光譜偏振技術(shù)
張淳民提出了一種基于Savart偏光鏡、時空聯(lián)合調(diào)制模式的成像、光潽、偏振多維信息一體化獲取技術(shù)的新原理、新方法、新技術(shù)、新儀器。張淳民及其團(tuán)隊(duì)證明了這一技術(shù)在目標(biāo)識別、分析、檢測以及遙感應(yīng)用等方面的能力，陸地、大氣、海洋探測、軍事應(yīng)用等提供先進(jìn)的信息獲取技術(shù)，為目標(biāo)精確探測、識別和確認(rèn)提供更全面、更科學(xué)、更精確的科學(xué)依據(jù)。
張淳民教授從原理上建立通過一次測量同時獲取目標(biāo)高質(zhì)量、高精度的愉振光譜圖像，高光譜分辨率的強(qiáng)度光譜和全偏振態(tài)多維度信息的物理機(jī)理及數(shù)理模型；建立成像、光譜、偏振態(tài)統(tǒng)一的目標(biāo)探測、識別、多信息融合體系；自主設(shè)計、研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型成像光譜偏振儀星載樣機(jī)，開展模擬探測實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離目標(biāo)成像、光潽和偏振態(tài)多維信息的靜態(tài)、實(shí)時、同時獲取。
報告人：上海大學(xué) 教授 張大偉 (徐邦聯(lián)代講)
報告題目：光譜儀器分光原件及應(yīng)用的創(chuàng)新研究
高性能光譜儀器是“國之重器”，核心技術(shù)和高端儀器一直被歐美發(fā)達(dá)國家所壟斷，課題組源于上海光學(xué)儀器研究所，是我國最早開展光柵及光譜儀器研究與應(yīng)用的單位之一，在國家儀器專項(xiàng)等重大項(xiàng)目支持下，進(jìn)行了高性能光柵和光譜儀器的設(shè)計與工程化開發(fā)工作。
目前，上海理工大學(xué)建成了我國光譜儀器分光部件及系統(tǒng)、固態(tài)檢測部件及系統(tǒng)的工程化基地，在光柵與譜儀的設(shè)計方面，提出了擬合子午弧矢聚焦曲線的消像差設(shè)計方法及凹面光柵衍射效率的有限元積分計算方法；在光柵制備方面，利用全息+旋轉(zhuǎn)離子束蝕刻技術(shù)制備凸面/凹面光柵；自主研制了“精密機(jī)械之王”—光柵刻劃機(jī)，實(shí)現(xiàn)了各類光柵的穩(wěn)定復(fù)制，為產(chǎn)業(yè)化提供了有效支撐。
報告人：香港理工大學(xué) 教授 靳偉
報告題目：光纖光熱光譜氣體檢測技術(shù)
光纖(波導(dǎo))增強(qiáng)激光光譜學(xué)是指以微納結(jié)構(gòu)光纖(波導(dǎo))作為樣品池，光與物質(zhì)在波導(dǎo)內(nèi)部進(jìn)行相互作用的光譜學(xué)技術(shù)。亞波長微納結(jié)構(gòu)光纖(波導(dǎo))對光的束縛能力強(qiáng)，光與物質(zhì)作用的效率高，可以提升光譜學(xué)測量系統(tǒng)的性能及建立新的光譜學(xué)測量方法。
通過與傳統(tǒng)光纖或波導(dǎo)器件的無縫連接，可促進(jìn)光譜學(xué)儀器的小型化和實(shí)用化。本文介紹微納結(jié)構(gòu)光纖(波導(dǎo))的導(dǎo)光機(jī)理、樣品池的制備方法，以及基于吸收、光熱、光聲、熒光、拉曼等物理效應(yīng)的微納結(jié)構(gòu)光纖(波導(dǎo))激光光譜學(xué)氣體和液體測量系統(tǒng)的研究進(jìn)展和可能的發(fā)展方向。
報告人： 上海交通大學(xué) 教授 陳昌
報告題目：微型化拉曼光譜儀的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
拉曼光譜儀的應(yīng)用不斷演變，從復(fù)雜光學(xué)到芯片光學(xué)基于芯片的微型化，不少國外國家逐漸實(shí)現(xiàn)了拉曼光譜儀微型化與高性能的兼得。陳昌教授介紹微型化拉曼光譜儀的各種不同的技術(shù)路線，分析傳統(tǒng)的色散式微型拉曼光譜儀和新穎的基于空間外差干涉原理的傅里葉變換光譜儀的工作原理和特點(diǎn)，通過我們近期在無然診測領(lǐng)域取得的新進(jìn)展，簡要介紹了Coming Soon 高性能芯片級拉曼光譜儀模組，探討微型拉曼光譜儀的工業(yè)級實(shí)現(xiàn)方案，及其在多種定量分析場景中的應(yīng)期。
報告人：吉林大學(xué) 教授 鄭傳濤
報告題目：紅外氣體傳感技術(shù)和應(yīng)用
鄭傳濤教授介紹了課題組近期圍繞片上紅外氣體傳感技術(shù)開展的研究工作。針對直接強(qiáng)度探測技術(shù)，為了提高片上氣體檢測性能，研究了懸浮波導(dǎo)和光子晶體波導(dǎo)氣體傳感器，二者分別通過調(diào)控波導(dǎo)的傳輸模場增大空氣中功率占比、利用慢光效應(yīng)降低群折射率，增強(qiáng)了波導(dǎo)消逝場與氣體分子的相互作用強(qiáng)度，從而在有限長的波導(dǎo)上提高了氣體檢測靈敏度。
鄭傳濤教授介紹了分立式紅外氣體傳感器、矩形波導(dǎo)片上氣體傳感器、懸浮波導(dǎo)片上氣體傳感器、光子晶體波導(dǎo)片上氣體傳感器等傳感器的區(qū)別。鄭傳濤教授及其團(tuán)隊(duì)研究了具有高靈敏度、大動態(tài)范圍的片上波導(dǎo)光熱光譜技術(shù)，利用2cm的波導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了4ppm的顯著靈敏度(較直接強(qiáng)度探測提高16倍，動態(tài)范圍超過5個數(shù)量級(較直接強(qiáng)度採測增強(qiáng)了2個數(shù)量級)。為低功耗、輕量化、芯片級氣體傳感應(yīng)用提供了器件設(shè)計、制備和應(yīng)用技術(shù)。
報告人：復(fù)旦大學(xué) 教授 鄭玉祥
報告題目：現(xiàn)代橢偏光譜技術(shù)研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢探討
鄭玉祥教授一直致力于橢偏測量技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，已經(jīng)成功研發(fā)了幾種構(gòu)型配置的橢偏儀，包括起偏器和檢偏器同步旋轉(zhuǎn)的波長掃描橢偏光譜儀，基于雙傅里葉變換的寬波段可變?nèi)肷浣羌t外橢偏光譜儀，基于偏振態(tài)并行測量模式的高速橢偏測量系統(tǒng)等。
鄭玉祥教授介紹了他在橢偏測量接術(shù)與應(yīng)用研究產(chǎn)面的新近進(jìn)展，以及探討該技術(shù)的發(fā)展趨勢。鄭玉祥教授介紹了橢偏測量技術(shù)的幾大優(yōu)點(diǎn)，包括綜合性、無破壞性、非接觸測量、無需真空、絕對測量，無需參考標(biāo)準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)。
報告人：中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所 研究員 陳令新 (李博偉副研究員代講)
報告題目：基于紙芯片的海洋生態(tài)環(huán)境快速分析檢測技術(shù)
李博偉研究員指出，我國面臨嚴(yán)峻的環(huán)境污染問題，給社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和人民的健康帶來了巨大的影響。目前，環(huán)境與生物分析都亟需低成本、高效率、快速即時的分析傳感方法，紙基微流控芯片的發(fā)展成為分析傳感科學(xué)研究關(guān)注的重點(diǎn)之一。
李博偉研究員介紹紙芯片構(gòu)建材質(zhì)、制作方法和微流體控制技術(shù)，介紹紙芯片融合比色檢測、熒光檢測、拉曼光譜檢測、電化學(xué)檢測等各類檢測技術(shù)的芯片分析平臺及其案例，以及紙芯片與普通微流芯片的綜合流控分析平臺。
報告人：華中科技大學(xué)軟件學(xué)院 教授/博士生導(dǎo)師 郭連波
報告題目：多模態(tài)激光探針研究
針對目前LIBS單一指標(biāo)檢測的局限，提出基于激光等離子體圖像-光譜融合、激光光譜-超聲融合等多模態(tài)融合探測新方法與新技術(shù)、即激光探針技術(shù)，該激光探針技術(shù)的多模態(tài)融合感知是未來LIBS發(fā)展的必然趨勢，也是激光探針技術(shù)向多功能、高穩(wěn)定和多參數(shù)同時檢測的最佳解決方案。
郭連波和他的團(tuán)隊(duì)圍繞LIBS技術(shù)的基礎(chǔ)、新方法、儀器研制和應(yīng)用展開全鏈條攻關(guān)研究。他指出，研究結(jié)果表明，LIBS的進(jìn)階技術(shù)激光探針具有快速、高集成、多功能和高穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)場快速檢測領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。郭連波指出，未來光譜儀技術(shù)將進(jìn)一步向國產(chǎn)化、小型化和微型化、智能化和兼容化方面發(fā)展。
下午的學(xué)術(shù)報告精彩依舊，將由中國科學(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)者帶來前沿的研究進(jìn)展，請持續(xù)關(guān)注。
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