聚焦光譜前沿 共謀創新發展 光譜儀及核心元器件技術創新論壇召開(上)
【化工儀器網 展會報道】在科技創新的浪潮中，分析儀器作為科學研究和技術開發的重要基石，正迎來巨大發展機遇。11月15-16日，第九屆中國分析儀器學術大會(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、高校學者及企業代表，共同探討分析儀器的未來發展趨勢與技術創新路徑。
會議現場
作為此次大會的重要組成部分，光譜儀及核心元器件技術創新論壇報告(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鍵領域，旨在深入探討其技術創新、產業升級以及未來發展方向。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、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展貢獻智慧與力量，報告吸引了眾多參會者的關注。
會議伊始，上海理工大學莊松林院士和中國科學院半導體研究所譚平恒所長依次發表了致辭，預祝本次論壇順利召開。
上海理工大學 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、國防軍工等國家重要領域發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光譜儀器不斷進步的關鍵因素。
因此本論壇將重點圍繞光譜儀和核心元器件技術創新展開討論，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，對主辦方和協辦單位給予本論壇的支持表示衷心的感謝。
中國科學院半導體研究所 譚平恒所長 致辭
光譜儀器的重要性不言而喻，因為它涉及眾多設備和元器件的制造，科研工作者有必要對這些關鍵技術進行深入研討，關注解決儀器設備在科研、生產中遇到的問題，從實際需求出發，不斷提升產品質量，對技術進行迭代。
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創新工作的發展方向，關注下一代技術的探索和研究。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這些設備和技術，著力提升國家在光譜儀器以及核心基礎設施建設水平。他表示希望今天的論壇能讓大家收獲滿滿，為關鍵核心技術的突破做出貢獻。
報告人：吉林大學 教授 趙冰
報告題目：半導體SERS基底的研究及應用
報告題目：半導體SERS基底的研究及應用
趙冰教授介紹了半導體增強拉曼半導體SERS高化學穩定性、定制化的表面修飾、生物相容性、環境安全性和廣泛的應用領域的特質，目前具備種類豐富、成本低廉、制備工藝成熟的特點。
基于半導體的表面增強拉曼散射研究，不僅解決了活性基底匱乏的限制，也拓寬了SERS技術的應用范圍。趙冰教授在報告中介紹了半導體增強拉曼散射研究背景、基于CT的半導體增強拉曼、基于協同作用的SERS、基于半導體SPR特性的SERS，以及未來的可能應用領域。
報告人：中國科學院半導體研究所 研究員 譚平恒
報告題目：共聚焦顯微拉曼模塊及其相關應用研究
報告題目：共聚焦顯微拉曼模塊及其相關應用研究
拉曼光譜研究的進展極大地依賴于拉曼光譜儀在技術上進步。譚平恒研究員介紹了典型的拉曼光譜儀結構，并指出設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隊成功研制的顯微共焦拉曼光譜測試模塊，這款設備配置方式靈活，多路激光引進，多個信號出口；光路調節方便，升級激發波長容易且性價比高；高的光譜透過率和低波數拉曼測量能力；共焦設計，超低北京噪聲和抗環境干擾等特質；多樣的搭配方式和多功能集成。這一設備在全國各省份得到了廣泛應用，在全國范圍內售出65+套，用戶遍布各省市，助力科研成果的發布。
報告人：復旦大學 教授 陳良堯
報告題目：全波長區零慧差高分辨二維光譜的快速檢測與分析
報告題目：全波長區零慧差高分辨二維光譜的快速檢測與分析
電子在復雜原子/分子軌道能級之間的耦合、轉移等規律是理解物質特性的基礎，其軌道能級信息來源于高分辨原子光譜的檢測分析。基于并行光譜分析模式，陳良堯及其團隊在研究中，設計了衍射面內雙光路離軸角同為零的光譜分析結構，消除了慧差產生的根源，實現了在全波長區與系統色散特性無關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的發展中，超高速、超寬帶、超分辨是現代信息技術研究的前沿和核心技術途徑。
報告人：西安交通大學 教授 張淳民
報告題目：新型成像光譜偏振技術
報告題目：新型成像光譜偏振技術
張淳民提出了一種基于Savart偏光鏡、時空聯合調制模式的成像、光潽、偏振多維信息一體化獲取技術的新原理、新方法、新技術、新儀器。張淳民及其團隊證明了這一技術在目標識別、分析、檢測以及遙感應用等方面的能力，陸地、大氣、海洋探測、軍事應用等提供先進的信息獲取技術，為目標精確探測、識別和確認提供更全面、更科學、更精確的科學依據。
張淳民教授從原理上建立通過一次測量同時獲取目標高質量、高精度的愉振光譜圖像，高光譜分辨率的強度光譜和全偏振態多維度信息的物理機理及數理模型；建立成像、光譜、偏振態統一的目標探測、識別、多信息融合體系；自主設計、研制具有自主知識產權的新型成像光譜偏振儀星載樣機，開展模擬探測實驗，實現了遠距離目標成像、光潽和偏振態多維信息的靜態、實時、同時獲取。
報告人：上海大學 教授 張大偉 (徐邦聯代講)
報告題目：光譜儀器分光原件及應用的創新研究
報告題目：光譜儀器分光原件及應用的創新研究
高性能光譜儀器是“國之重器”，核心技術和高端儀器一直被歐美發達國家所壟斷，課題組源于上海光學儀器研究所，是我國最早開展光柵及光譜儀器研究與應用的單位之一，在國家儀器專項等重大項目支持下，進行了高性能光柵和光譜儀器的設計與工程化開發工作。
目前，上海理工大學建成了我國光譜儀器分光部件及系統、固態檢測部件及系統的工程化基地，在光柵與譜儀的設計方面，提出了擬合子午弧矢聚焦曲線的消像差設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+旋轉離子束蝕刻技術制備凸面/凹面光柵；自主研制了“精密機械之王”—光柵刻劃機，實現了各類光柵的穩定復制，為產業化提供了有效支撐。
報告人：香港理工大學 教授 靳偉
報告題目：光纖光熱光譜氣體檢測技術
報告題目：光纖光熱光譜氣體檢測技術
光纖(波導)增強激光光譜學是指以微納結構光纖(波導)作為樣品池，光與物質在波導內部進行相互作用的光譜學技術。亞波長微納結構光纖(波導)對光的束縛能力強，光與物質作用的效率高，可以提升光譜學測量系統的性能及建立新的光譜學測量方法。
通過與傳統光纖或波導器件的無縫連接，可促進光譜學儀器的小型化和實用化。本文介紹微納結構光纖(波導)的導光機理、樣品池的制備方法，以及基于吸收、光熱、光聲、熒光、拉曼等物理效應的微納結構光纖(波導)激光光譜學氣體和液體測量系統的研究進展和可能的發展方向。
報告人： 上海交通大學 教授 陳昌
報告題目：微型化拉曼光譜儀的機遇與挑戰
報告題目：微型化拉曼光譜儀的機遇與挑戰
拉曼光譜儀的應用不斷演變，從復雜光學到芯片光學基于芯片的微型化，不少國外國家逐漸實現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路線，分析傳統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，通過我們近期在無然診測領域取得的新進展，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級實現方案，及其在多種定量分析場景中的應期。
報告人：吉林大學 教授 鄭傳濤
報告題目：紅外氣體傳感技術和應用
報告題目：紅外氣體傳感技術和應用
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開展的研究工作。針對直接強度探測技術，為了提高片上氣體檢測性能，研究了懸浮波導和光子晶體波導氣體傳感器，二者分別通過調控波導的傳輸模場增大空氣中功率占比、利用慢光效應降低群折射率，增強了波導消逝場與氣體分子的相互作用強度，從而在有限長的波導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、矩形波導片上氣體傳感器、懸浮波導片上氣體傳感器、光子晶體波導片上氣體傳感器等傳感器的區別。鄭傳濤教授及其團隊研究了具有高靈敏度、大動態范圍的片上波導光熱光譜技術，利用2cm的波導，實現了4ppm的顯著靈敏度(較直接強度探測提高16倍，動態范圍超過5個數量級(較直接強度採測增強了2個數量級)。為低功耗、輕量化、芯片級氣體傳感應用提供了器件設計、制備和應用技術。
報告人：復旦大學 教授 鄭玉祥
報告題目：現代橢偏光譜技術研究進展與發展趨勢探討
報告題目：現代橢偏光譜技術研究進展與發展趨勢探討
鄭玉祥教授一直致力于橢偏測量技術的發展和應用，已經成功研發了幾種構型配置的橢偏儀，包括起偏器和檢偏器同步旋轉的波長掃描橢偏光譜儀，基于雙傅里葉變換的寬波段可變入射角紅外橢偏光譜儀，基于偏振態并行測量模式的高速橢偏測量系統等。
鄭玉祥教授介紹了他在橢偏測量接術與應用研究產面的新近進展，以及探討該技術的發展趨勢。鄭玉祥教授介紹了橢偏測量技術的幾大優點，包括綜合性、無破壞性、非接觸測量、無需真空、絕對測量，無需參考標準等優點。
報告人：中國科學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環境快速分析檢測技術
報告題目：基于紙芯片的海洋生態環境快速分析檢測技術
李博偉研究員指出，我國面臨嚴峻的環境污染問題，給社會經濟的可持續發展和人民的健康帶來了巨大的影響。目前，環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展成為分析傳感科學研究關注的重點之一。
李博偉研究員介紹紙芯片構建材質、制作方法和微流體控制技術，介紹紙芯片融合比色檢測、熒光檢測、拉曼光譜檢測、電化學檢測等各類檢測技術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：華中科技大學軟件學院 教授/博士生導師 郭連波
報告題目：多模態激光探針研究
報告題目：多模態激光探針研究
針對目前LIBS單一指標檢測的局限，提出基于激光等離子體圖像-光譜融合、激光光譜-超聲融合等多模態融合探測新方法與新技術、即激光探針技術，該激光探針技術的多模態融合感知是未來LIBS發展的必然趨勢，也是激光探針技術向多功能、高穩定和多參數同時檢測的最佳解決方案。
郭連波和他的團隊圍繞LIBS技術的基礎、新方法、儀器研制和應用展開全鏈條攻關研究。他指出，研究結果表明，LIBS的進階技術激光探針具有快速、高集成、多功能和高穩定等優點，在現場快速檢測領域具有非常廣闊的應用前景。郭連波指出，未來光譜儀技術將進一步向國產化、小型化和微型化、智能化和兼容化方面發展。
下午的學術報告精彩依舊，將由中國科學院上海技術物理研究所靳愛軍、中國科學院長春精密機械與物理研究所吉日嘎蘭圖，河北大學質量技術監督學院李紅蓮教授，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所呂金光，中北大學張瑞教授等專家學者帶來前沿的研究進展，請持續關注。
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