863计划被动光学高光谱强度关联成像技术课题通过验收,科学家发明手机便携体检仪

 仪表仪器     |      2020-03-02

2017年7月28日,863计划地球观测与导航技术领域先进遥感技术主题“强度关联遥感成像技术研究(二期)”项目下设课题“被动光学高光谱强度关联成像技术”顺利通过技术验收。  为突破传统光学成像体制对光谱成像技术在探测灵敏度、光谱分辨率和空间分辨率上的原理性制约,课题牵头单位中国科学院上海光学精密机械研究所联合中国科学院上海技术物理研究所、北京师范大学等多家单位,在国际上首次提出被动光学高光谱强度关联成像技术,经过三年技术攻关,突破了随机相位编码器的优化设计、随机色散光谱分光光路设计、高效快速三维多光谱图像重建算法等关键技术,成功研制出具有原创性自主知识产权的单次曝光高光谱强度关联成像外场试验样机,并完成了基于浮空平台的典型应用场景成像试验,充分展示了这一全新光谱成像方案的高速、高效获取光谱分辨图像信息的能力。课题组还在单光子探测灵敏度的强度关联光谱成像技术、光参量无噪声图像放大技术在超高探测灵敏度强度关联遥感成像中的应用、强度关联成像系统图像获取能力定量描述、系统优化设计和图像重构、以及光学强度关联成像体制的性能评价指标体系构建等方面取得了一系列国际一流的理论和实验成果。  单次曝光高光谱强度关联成像技术具有高探测灵敏度、高图像信息获取效率及高光谱和空间分辨率等优点,在资源环境、灾害评估等领域,该技术可以弥补现有光谱遥感成像技术的不足,可以在弱光源及其它不良天候环境下获取高光谱遥感影像,更好地满足城市安全、土地资源监测、自然灾害、林业、农业、水利、环境等众多遥感应用领域的需求。

近日,中国科学院国家授时中心研究员张首刚、姜海峰带领的飞秒光梳及其应用研究小组在超稳激光研究方面取得新进展,其相关技术指标达到国际先进水平。 图1 应用不同电光调制器时PDH激光锁频的噪声效应(自制——红色,商用——黑色) 该团队利用自主设计和研制的电光调制器,大幅降低了常用激光PDH锁频技术中的剩余幅度调制噪声,成功将1555纳米光纤激光器频率锁定在超低膨胀系数玻璃(ULE)光学参考腔的谐振频率上。通过比对两套位于不同实验室内的超稳激光系统,测得超稳激光拍频线宽185mHz,短期频率稳定度达到7×10-16,该结果将发表在今年9月的《中国物理快报》(Chinese Physics letters),其电光调制器的实验结果发表在美国光学学会期刊《光学快报》(Optics Letters),并已申请PCT国际专利“PCT/CN2016/070552”和美国专利。图2 超稳激光频率稳定度 超稳激光在光频标、超稳微波源、超精密光谱、引力波探测等领域有重要的应用,是国际精密计量研究的竞争焦点之一。目前,该团队研制的超稳激光系统已成功应用于超稳光生微波研制项目,也将为授时中心承担的光钟系统研制、基准喷泉钟研制、光纤频率传递等项目提供有利的支撑。 图3 超稳激光线宽(实测激光拍频线宽185mHz,实测测试分辨率123mHz,设定测试分辨率125mHz) 编辑点评 近年来,我国研究人员在精密仪器、光学研究等众多领域获得多项研究成果,部分领域研发技术已将达到国际先进水平。而超稳激光在光频标、超稳微波源、超精密光谱、引力波探测等领域有重要的应用,是国际精密计量研究的竞争焦点之一,该领域的研究工作也在不断的推进,此次我国研究人员在该领域取得重要进展,将为相关项目研究提供重要参考依据及重要支撑。

智能手机的功能越来越强大,能涉及到的领域也越来越广,包括医疗。苹果公司之前已经获得了多项关于iPhone与健康功能结合的专利,例如前置摄像头检测身体信息等。《芯片实验室》最近刊登了一项发明,美国研究人员开发出了一种能让智能手机执行实验室级的医疗诊断技术。这项技术涉及到一个光谱投射反应强度(TRI),它的成本为550美刀。根据这个仪器,人们可以直接使用智能手机来检验血液、尿液和唾液样本并进行分析,其分析可靠程度与数千美元的诊疗仪器相当。

安徽省合肥市自来水来自大别山区,原水水质不错,但是为了水质安全,还会进行多次全方位的检测。近日,合肥供水集团新建的4200㎡现代化实验室启用,这里配备了国际一流大型仪器设备如:等离子发射光谱-、吹扫捕集-仪、离子色谱仪、两虫检测设备等不仅可以检测水中细菌,就连水中稀释N倍的农药类都可以被检测出。(图片来自网络,侵删)  最快几十秒刷新一次水质数据  优质的原水需要经过严格的制水,才能流进千家万户。合肥供水集团建立了严密的从原水到管网用户各个环节的水质检测制度,每旬定期向社会公布水质信息。  像七座制水厂配备的水质在线检测仪表,对制水生产各工艺段的关键指标进行24小时连续在线检测,数据几十秒刷新一次,实现远程监控和制水生产自动化。各制水厂设立班组化验室,每2小时对原水、出厂水及各工艺段水质进行检测,每4小时进行一次毒物分析,重大节假日期间增加到每2小时一次。同时与在线仪表检测项目相互比对,达到水质安全“双保险”。  据介绍,合肥供水系统中光管网就有120个采样点,远到双凤工业园、肥西紫蓬山,每个月每个点2次采样。水质检测中心会每月对原水、出厂水进行4次全项分析,对管网水进行2次常规检测;每季度对原水进行113项检测,对出厂水及代表性管网末梢监测点进行水质106项全分析;对所有已接管的二次供水进行全项分析。  新设备可以检测200多个“水项目”  这里可以进行185项水质分析项目,各类涉水产品分析项目47项,可检测生活饮用水、地表水、地下水、二次供水等共232个项目的检测,大大提升检测能力。  “新建了二级生物实验室,可以实现对一些致病菌检测,如沙门氏菌等,这些致病菌混在水中,可以带来群体性污染事件”,安徽徽源水质检测有限公司副总经理、国家城市供水水质监测网合肥监测站副站长兼任技术负责人钱益群介绍,就连水中稀释N倍的农药类都可以被检测出。  合肥还对自来水中隐孢子虫和贾第鞭毛虫“两虫”进行检测,这是两种严重危害水质安全的原生寄生虫,主要通过饮用水和食品等途径传播疾病,较难检测,在美国等地已经因为“两虫”发生过群体性中毒事件。不过,合肥自从开始“两虫”检测以来,水中就从来没有检出过。