受到技术出口限制等原因，目前，我国的红外探测技术无论是在技术水平、产品性能、灵敏度、应用范围等方面还具有很大的局限。本项目采用新颖量子点纳米材料，制备新型结构高灵敏度光电探测器，以窄带隙IV-VI族半导体纳米材料为光敏感层，研发红外上转换光子探测器，实现对微弱入射光（特别是红外光）进行探测及成像的芯片设计，并用于其他安监和夜视应用研究。实现从紫外到中波红外（20µm）的一体化、超宽谱段的微弱光探测与成像。完成超宽光谱微弱光探测及成像芯片制备，实现红外领域高精尖技术的自主可控及大面积的推广应用，真正实现红外“中国芯”，意义重大、市场广泛。

激光诱导击穿光谱（Laser-induced Breakdown Spectroscopy，LIBS）技术是一种原子发射光谱分析技术，其基本原理是利用脉冲激光在待测样品表面激发产生等离子体，通过等离子体发射的光谱波长和强度信息，分别获得待测元素的种类及含量。LIBS技术因具有无需制样、分析速度快、远程非接触、可实现对任何物质的多元素同时分析等特点，被誉为分析领域的“未来超级巨星”，在航空航天、智能制造、生物医药、环境保护、能源、地质、深海探测等领域都极具应用前景，特别是2021年我国“祝融号”火星车搭载LIBS系统登陆火星开展地质勘探，使得该技术再次成为国内外的研究热点。LIBS系统主要由激光器、光谱仪、探测器和时序控制器等核心单元组成，典型的LIBS检测系统如图1（左）所示，光谱图如图1（右）所示。 图1典型的LIBS检测系统（左）与LIBS光谱图（右） 本团队对LIBS技术进行了长达15年的攻关，在一系列关键技术上取得了重大突破，成功研制了从台式、移动式到手持式的系列国产LIBS元素分析仪，实现了6种LIBS成分分析仪器的国产化，并成功推动其在金属材料、环境保护和生物安全等领域的应用。研究工作从基础研究、装备研发到工程应用全链条展开（如图2），取得的创新成果如下。 图2团队对于LIBS技术从基础研究-装备研发-工业应用的全链条攻关 （1）高灵敏度、高稳定性和高精度LIBS分析新方法 针对LIBS技术存在自吸收效应、基本效应和光谱波动性大等问题导致其探测极限低、灵敏度差和分析精度低的难题，团队提出了一系列新技术新方法。 1）提出采用OPO波长可调谐激光对等离子体中基态粒子进行能态选择性激发的新方法，从源头上阻止了LIBS自吸收效应产生，从而获得自吸收免疫的LIBS本征光谱。 2）提出采用微波对等离子体进行瞬时加热，获得温度场均匀分布的等离子体，实现宽光谱多元素的自吸收效应遏止。 3）提出一种基于等离子体图像-光谱融合的图像辅助LIBS技术，有效克服了基体效应对定标曲线建立的影响，大幅度提高了LIBS的定量分析精度。 4）针对工业现场物质的快速高精度定量分析需求，提出一种仅需一个标准样品就可完成定量的LIBS单标样法和一种可克服自吸收效应影响的LIBS无标样定量方法。 5）针对生物体、食品、中药等疏松含水组织基体复杂，导致光谱信号微弱且波动大的问题，提出了从光谱预处理-特征提取-机器学习模型的全链条定性定量分析算法，相比于传统分析方法，可将分析精度提高10%。 6）提出一种面向金属3D打印构件的激光谱-超声同时检测技术，可同时对金属3D打印构件的表面元素分布、内部缺陷、残余应力和晶粒度进行同步分析。 （2）高精度LIBS成分分析仪研制 针对LIBS的光机电系统难以集成的难题，团队通过构筑模块化“笼式”光路系统，研制了共聚焦显微光学系统、同轴信号采集、放大装置等新技术，成功将OPO共振激发和等离子体图像-光谱融合新技术集成到LIBS成分分析仪中，实现了10-7量级的LIBS探测极限，将LIBS探测灵敏度提高了2个数量级，探测稳定性优于2%。所研制的系列激光探针元素分析仪如图3所示。 图3台式到便携式系列LIBS分析仪

该成果突破了作物生长监测、诊断、调控一体化精确化技术，实现了传统农业向现代农业的技术升级；并且促进了农学与遥感、信息、工程、物联网等多学科的交叉融合，开创了作物精确栽培与智慧农业的新领域；形成了一系列农业信息化自主知识产权成果，提升了农业产业化水平和核心竞争力。同时，培养了一批高素质人才，带动了现代农业相关领域的创新研究与开发应用。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 高产、优质、高效、生态、安全作物生产是我国农业产业发展的主要目标，快速无损地监测作物生长状况，并根据实时监测结果对肥水管理方案进行定量调控，是实现这一目标的关键技术环节。南京农业大学曹卫星教授团队将定量光谱分析方法与作物生理生态原理相结合，通过实施不同生态点、不同品种、不同管理措施下多年的田间试验，构建了作物冠层和叶片水平的反射光谱库，着重解析了不同条件下的作物高光谱响应模式和时空变化规律，提取了作物主要生长指标的特征光谱波段和敏感光谱参数，构建了叶片、冠层、区域等多尺度的作物生长指标光谱监测模型；同时，定量研究了不同产量水平下作物生长指标的动态变化模式，构建了基于产量目标的生长指标适宜时序动态模型，进一步耦合实时苗情信息，综合利用养分平衡原理、氮营养指数法、指标差异度法等，集成建立了多路径的作物生长实时诊断与定量调控技术；将上述监测诊断技术与软硬件工程相结合，研制开发了面向多平台的作物生长监测诊断装置和基于遥感的作物生长监测诊断系统等简便适用的软硬件产品，进而形成了基于反射光谱的作物生长指标快速监测与定量诊断技术体系，实现了作物生长的实时监测、精确诊断和智慧管理。 该成果突破了作物生长监测、诊断、调控一体化精确化技术，实现了传统农业向现代农业的技术升级；并且促进了农学与遥感、信息、工程、物联网等多学科的交叉融合，开创了作物精确栽培与智慧农业的新领域；形成了一系列农业信息化自主知识产权成果，提升了农业产业化水平和核心竞争力。同时，培养了一批高素质人才，带动了现代农业相关领域的创新研究与开发应用。 已授权国家发明专利25项、实用新型专利5项，登记国家计算机软件著作权20多项；发表学术论文160多篇，其中SCI/EI论文60多篇；出版专著1部。成果先后得到国内外专家同行的充分肯定，2011年的成果鉴定认为（罗锡文院士主鉴），该研究整体居国际先进水平。同时作为稻麦精确管理关键技术，入选江苏省主要农作物2014~2015年“四主推”推介名录，团队起草的《稻麦生长指标无损监测诊断技术规程》入选2014年江苏省地方标准项目。技术成果已在江苏、河南、江西、安徽、河北、浙江等水稻和小麦主产区进行了大面积示范应用，表现为明显的节氮和增产作用，取得了显著的社会经济效益，对于推进精确农业和智慧农业的发展具有重大意义和良好的应用前景。

在努力打造世界顶尖的光学成像与多维度分析仪器平台，指导和推动新型功能材料的开发，从而为纳米光学、光电子技术、超分辨亚细胞成像、单分子检测、量子通讯和大数据存储等领域的下一次突破提供“利器”。 当今的纳米材料合成已经实现了高度可控，但即使是同一批次合成的发光纳米粒子，单个颗粒的光学性质往往是不均匀的，这是由于尺寸、形状、结构缺陷、表面基团和电荷等方面的细微影响。这一构效关系是与材料科学、

公司的核心产品包括系列全球首创半导体薄膜断层吸收光谱仪，并已经成功应用于高校、研究所、相关企业半导体薄膜断层检测中，并已实际发表多篇论文，平均影响因子达到10以上，获得一致好评。 一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 侯晓清 管理学院/工商管理 2019/2023 师鸣遥 生命学院/化学生物 2019/2023 李想 生命学院/化学生物 2020/2024 徐婧谨 电信学部/储能科学与工程 2019/2023 董梓竣 管理学院/工商管理 2019/2023 杨舒婷 化学学院/材料化学 2019/2023 吴一品 管理学院/大数据管理与应用 2020/2024 赵静怡 人文学院/环境设计 2020/2024 刘彦麟 软件学院/软件工程 2020/2024 袁子翔 管理学院/工商管理 2019/2023 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 鲁广昊 前沿科学技术研究院 教授 有机半导体薄膜和器件 卜腊菊 化学学院 教授 薄膜断层分析技术及科研仪器的开发 魏泽龙 管理学院 教授 技术创新与创业管理 四、项目简介 本项目依托于西安交通大学前沿科学与技术学院以及中国西部创新港的科研平台，拥有半导体薄膜断层检测技术顶级研发团队，并已有国内外超过100所高校、科研院所、企业等正在采用本产品检测的数据或正在实际试用本产品，本团队可以更好了解产品需求及效果，能够实现量产、快速研发与后续更新迭代。 公司的核心产品包括系列全球首创半导体薄膜断层吸收光谱仪，并已经成功应用于高校、研究所、相关企业半导体薄膜断层检测中，并已实际发表多篇论文，平均影响因子达到10以上，获得一致好评。作为国内外首家使用软等离子体源刻蚀技术，实现了半导体薄膜断层的精准检测，占据了全球领先地位，将“卡脖子”技术转换成“杀手锏”，为基于光谱分析的半导体薄膜断层精准检测提供了中国方案，提高了我国半导体薄膜检测的科技实力水平。

LED全光谱植物补光技术；LED植物补光智能控制系统；室外大功率LED植物补光技术

“NMT界乔布斯”许越先生推荐创新平台 中关村NMT产业联盟推介成员单位创新产品 “全球抗疫，人人有责” 推出背景： 光是一个十分复杂而重要的生态因子，包括光谱、光强、光质等。光因子的变化对生物有着深刻的影响。 科学试验证明，不同波长的光对植物生长有不同的影响。可见光中的蓝紫光与青光对植物生长及幼芽的形成有很大作用，这类光能抑制植物的伸长而使其形成矮而粗的形态；同时蓝紫光也是支配细胞分化最重要的光线；蓝紫光还能影响植物的向光性。紫外线使植物体内某些生长激素的形成受到抑制，从而也就抑制了茎的伸长；紫外线也能引起向光性的敏感，并和可见光中的蓝紫和青光一样，促进花青素的形成。可见光中的红光和不可见光中的红外线，都能促进种子或者孢子的萌发和茎的伸长。红光还可以促进二氧化碳的分解和叶绿素的形成。 光谱对植物的影响科学家们还远远没有研究透彻，还需要更深入的实验去探究。   应对挑战： 缺少光实时处理中的数据，普遍的光处理都是作为预处理进行的实验 不同色光变化的频率对植物的影响实验较难实现   解决方法： 非损伤微测技术能够实时监测活体样品的动态分离子流速的变化，解决了活体样品实时检测的问题 便携式多光谱光照处理仪能够提供不同颜色光变化频率在活体生理上的应用 产品介绍 名称：便携式多光谱光照处理仪 型号：PFL-100 品牌：旭月 产地：中国 简介： 应对挑战： 缺少光实时处理中的数据，普遍的光处理都是作为预处理进行的实验 不同色光变化的频率对植物的影响实验较难实现 解决方法： 非损伤微测技术能够实时监测活体样品的动态分离子流速的变化，解决了活体样品实时检测的问题 便携式多光谱光照处理仪能够提供不同颜色光变化频率在活体生理上的应用   功能特点 1.基本功能： 提供红、绿、蓝、紫4种单色光和白光共5种颜色的光照 五种光照按固定频率固定顺序循环变化 2.性能参数： 工作电压：9V1A 提供光照种类：5种 光照变化周期：60s 光照变化顺序：红、绿、蓝、白、紫 各颜色光波长范围： 红光：615-650（nm） 绿光：495-530（nm） 蓝光：450-480（nm） 紫光：370-410（nm） 白光：450-465（nm）

产品详细介绍北京华科天成科技有限公司是国内光谱类分析仪器的专业制造厂家，公司是集研发、生产、销售、技术服务为一体的高科技企业。拥有雄厚的技术力量，精良的检测手段，先进的生产工艺，完善的质保体系。由我公司研发制造的PRIDE100型及HK-9600型电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-AES/ICP-OES），具有高精密度，高灵敏度，稳定性高等优势。采取全自动控制。已被国内多家质量技术监督局及高等院校实验室采购作为检测仪器。PRIDE100型及HK-9600型ICP光谱仪，被广泛应用于稀土分析、贵金属分析、环境保护、水质检测、新材料检测、有色金属、钕铁硼合金等行业。深受用户的好评。为了更好的满足客户需求，我公司陆续研发了HK-7500型光电全谱直读光谱仪，以及HK-3000SFG型原子吸收分光光度计等系列产品，均引进国内外先进技术。以精良的制造工艺，完善的售后服务为客户提供优质的实验室检测仪器。    我公司始终坚持“工于精，诚于心，迅于行”的企业理念，以技术为先导，以创新为核心，为企业用户和各科研单位提供优质的产品和服务。

产品详细介绍北京华科天成科技有限公司是国内光谱类分析仪器的专业制造厂家，公司是集研发、生产、销售、技术服务为一体的高科技企业。拥有雄厚的技术力量，精良的检测手段，先进的生产工艺，完善的质保体系。由我公司研发制造的PRIDE100型及HK-9600型电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-AES/ICP-OES），具有高精密度，高灵敏度，稳定性高等优势。采取全自动控制。已被国内多家质量技术监督局及高等院校实验室采购作为检测仪器。PRIDE100型及HK-9600型ICP光谱仪，被广泛应用于稀土分析、贵金属分析、环境保护、水质检测、新材料检测、有色金属、钕铁硼合金等行业。深受用户的好评。为了更好的满足客户需求，我公司陆续研发了HK-7500型光电全谱直读光谱仪，以及HK-3000SFG型原子吸收分光光度计等系列产品，均引进国内外先进技术。以精良的制造工艺，完善的售后服务为客户提供优质的实验室检测仪器。    我公司始终坚持“工于精，诚于心，迅于行”的企业理念，以技术为先导，以创新为核心，为企业用户和各科研单位提供优质的产品和服务。

产品详细介绍光电直读光谱仪SFGP-750型光电直读光谱仪SFGP-750型概述  SFGP-750型光电直读光谱仪是分析黑色金属及有色金属成分的快速定量分析仪器。本仪器广泛应用于冶金、机械及其他工业部门，进行冶炼炉前的在线分析以及中心实验室的产品检验，是控制产品质量的有效手段之一。 光电直读光谱仪主要技术参数  检测基体（多基体）：Fe、Al、Cu、Ni、Co、Mg、Ti、Zn、Pb、Sn、Ag等多种金属及其合金样品分析  分析通道（多通道）：45个通道。  分析波段（宽范围）：160nm~650nm  检测时间（短时间）：根据样品的不同类型，一般小于30秒。  光学室（精恒温）：38℃±0.2℃  电源：保护接地的单相电源。电压：220VAC，频率：50Hz ,使用功率:1.8KVA环境条件：工作温度：10-30℃，存放温度：0-45℃，湿度：≤85%仪器分析的标准偏差应满足GB/T 4336-2002《碳素钢和中低合金钢的光电光谱分析方法》国标第6项对相对偏差规定值。 光电直读光谱仪关键特点描述: 1、750mm焦距光栅设计，帕型-龙格装置，高真空，高分辨率、高灵敏度。 2、电子系统采用国际标准机笼，高集成化电路设计，故障率低。 3、激发光源频率在150/600Hz之间可调节，分析不同的样品，选择不同的激发参数，达到最佳的分析效果。 4、激发光源固态辅助电极，解决干拢问题，提高激发光源的稳定性，免调节。 5、激发样品过程中，无需对激发台进行水冷却，可连续分析样品也能达到较好的数据。 6、多元素自动描迹，可快速分析出每个元素相对于基体元素的偏差。 7、通道负高压分8档计算机自动调整，从而大大地提高通道的利用率和分析谱线的最佳线性范围在分析不同材质中的采用，减少了通道的采用数量，降低了成本。 8、光学部分整体恒温措施，保证了仪器的正常运行，从而降低了对环境的要求。 9、采用高精度直线电机进行入缝扫描，速度快，精确度高。 10、真空室整体铝合金制造，一次成型。 11、光谱室防震设计，诸如光栅、狭缝等重要光学元件采用动态安装，获得相当高的光学稳定度。 12、光谱室内置疲劳灯提高了光电倍增管的稳定性，消除了光电倍增管的死时间，提高信噪比，延长使用寿命。 13、多国语言的光谱软件系统。适应不同国家的要求。 14、计算机软件建有数据库系统，方便了测量数据的查询与打印，也可通过网络远程传输数据，方便快捷。