聚光深藍，智賦光譜|全國光譜儀器學術研討會奏響國產儀器創新強音

　　10月17-18日，由中國儀器儀表學會分析儀器分會光譜儀器專家組、中國檢驗檢測學會測試裝備分會、分析測試百科網聯合主辦，中國海洋大學承辦的第二十六屆全國光譜儀器學術研討會繼續在青島呈現精彩內容，來自全國高校、科研院所、儀器企業的百余位專家圍繞“AI賦能光譜儀器與智能檢測系統、國產光譜儀器核心部件創新與突破、極端環境與海洋光譜探測及示范應用”三大主題為與會業界人士奉獻了30余場精彩報告。

會議現場

　　專題1：AI賦能光譜儀器與智能檢測系統

　　17日下午，在"AI賦能光譜儀器與智能檢測系統"專題環節，多位專家從深度學習算法與光譜解析融合、智能化定量分析模型、AI輔助儀器調參與自動化檢測等角度切入，系統展示了人工智能在光譜數據重建、譜庫構建、信噪比提升等環節的落地成果，同時兼顧基礎理論算法創新、核心探測器件與整機系統國產化、場景化工程示范與標準體系建設，呼應了“AI是賦能而非另起爐灶，核心部件與整機研發仍是立身之本”的行業共識。

報告人：上海交通大學 葉堅 教授

報告題目：表面增強拉曼代謝組學

　　葉堅教授在報告中指出，針對質譜等傳統代謝檢測技術在單細胞、實時動態與活體監測等新需求下的局限，其團隊依托材料化學與拉曼成像基礎，提出SERS代謝組學新方法。研究采用非標記SERS技術，引入數字化信號策略改善檢測重復性，借助AI對多光譜數據集建模，用于腫瘤、腎病、中風等疾病生物標志物篩查，并聯合質譜實現光譜信號分子溯源。該技術可適配微量血清、尿液、房水樣本，還在干細胞質控、單細胞代謝檢測開展探索，且有望開發便攜式設備，為臨床低成本代謝檢測提供新路徑。

報告人：中國科學院大連化學物理研究所 金盛燁 研究員

報告題目：超快瞬態吸收光譜技術進展及其在工業檢測中的應用

　　報告系統介紹了團隊在超快瞬態吸收光譜技術及AI賦能方向的最新進展。團隊結合顯微、近場光學的時間分辨光譜成像技術，可觀測材料載流子微觀動力學，覆蓋二維材料、納米線、有機晶體、量子點LED、電催化等體系。研究融合AI提升光譜采集速度，搭建自動化數據分析平臺，推進無人化實驗室建設。該技術落地第三代半導體碳化硅晶圓缺陷無損檢測，依托載流子動力學對晶格缺陷的敏感性，配合AI自動識別缺陷，替代傳統KOH破壞性腐蝕抽檢方案，檢測結果與傳統方法高度對標。團隊推進儀器產業化，面向科研儀器與工業檢測設備開發。

報告人：山東大學 馬海波 教授

報告題目：強關聯體系的光譜與超快動力學計算模擬

　　針對平均場近似失效的強關聯體系，馬海波教授團隊以密度矩陣重整化群（DMRG）等波函數方法為核心，開發了具有自主知識產權的多組態量子化學軟件，可對分子與固體的能量及光譜進行精準模擬。團隊拓展光譜計算模塊，實現X射線吸收譜、核磁共振參數、非簡諧紅外光譜的精準模擬，并開展飛秒時間分辨X射線吸收、阿秒電子動力學理論研究。該多參考方案相比DFT，在強關聯體系中計算精度優勢顯著，可支撐光源相關譜學實驗解析，推動理論計算與光譜儀器實驗交叉協同。

報告人：南京航空航天大學物理學院 王睿 教授

報告題目：高精度高通量的超快光譜系統開發

　　針對瞬態吸收與太赫茲光譜信號微弱、依賴機械掃描導致的低精度低通量瓶頸，王睿教授團隊自主研發高速低噪聲探測器與可積分平衡探測器，將探測靈敏度提升兩個量級，太赫茲電場檢測精度提升逾20倍；結合臺階鏡空間編碼與128通道陣列實現單發檢測，采集速率提升百倍。該技術可在等效太陽光照下甄別光伏體系載流子動力學，為機器學習提供準確動力學參數，相關探測器已服務國內外七十余個課題組，推動儀器國產化。

報告人：南京大學 高威帷 副教授

報告題目：團簇譜學數據賦能機器學習物質模型

　　報告指出，當前通用機器學習勢函數（MLIP）的訓練數據均來自DFT計算，數據本身誤差遠超模型擬合誤差，成為逼近實驗精確值的根本瓶頸。高威帷副教授團隊依托江蘇省投資的團簇束流大科學裝置，可高通量創制常規方法難以合成的人工團簇與分子，并結合碰撞誘導解離、光電子能譜及庫侖爆炸成像等譜學手段，構建標準化“結構—能量—譜學”數據庫，為AI從數字世界走向物質世界提供關鍵數據基礎設施。

報告人：安捷倫原子光譜技術專家 趙志飛

報告題目：新一代ICP-MS/MS 9500如何簡化元素分析工作流

　　趙志飛介紹道，新一代ICP-MS/MS 9500 搭載雙池耦合碰撞反應系統，通過碰撞誘導解離與動能歧視消除多原子離子干擾，靈敏度較單四極桿提升50%；空氣反應模式以環境空氣替代高純氧氣瓶，將硫、磷、氯、硅等非金屬元素檢測推進至ppt級，服務半導體及高純材料質控。此外，軟件端集成高通量自動進樣、智能稀釋與全元素數據質量星級評價，推動ICP-MS向全流程智能化分析中樞演進。

報告人：燕山大學 畢衛紅 教授

報告題目：海洋多源多維光譜探測技術與應用

　　畢衛紅教授長期深耕海洋光學傳感，致力于推動科研成果轉化。針對海洋光譜傳感器依賴進口、接口不統一、集成困難等痛點，其團隊將透射、反射、散射、拉曼及熒光等多類光譜融合于同一通用探測結構，研制出總有機碳、葉綠素及有毒赤潮原位預警等系列傳感器。其中有毒赤潮傳感器已在國內多海域及南極開展示范監測。團隊還倡議開放藻類與魚類光譜數據庫，推動數據共享與協同創新。

報告人：中國石油大學（華東） 任鵬 教授

報告題目：基于空譜協同計算的高光譜影像空間超分辨

　　報告聚焦后端高光譜遙感數據處理。任鵬教授團隊針對遙感高光譜空間分辨率低、全局建模困難、特征維度高、混合像元難以解譯等痛點，提出三層遞進研究體系：基于Mamba模型實現空譜全局協同建模；改進擴散模型，直接預測高光譜影像降低模型復雜度；引入物理先驗，利用混合像元分解與豐度信息引導超分辨重建。該系列方法可還原地物真實組分分布，提升地物分類精度，相關成果論文與代碼已開源。

報告人：中國科學院合肥物質科學研究院 張志榮 研究員

報告題目：新型激光光譜甲烷三維氣云成像及泄漏率量化感知智能傳感器

　　張志榮研究員團隊依托國家重點研發計劃與國家科技重大項目，基于可調諧二極管激光吸收光譜技術，通過檢測光束動態掃描與收發同軸光路設計，研制出"觀云"系列甲烷三維氣云成像遙測系統。該系統將掃描獲取的路徑積分濃度數據與風場模擬耦合，建立基于通量原理的泄漏率反演算法，實現氣云形貌重建、泄漏點定位與泄漏率定量的同步感知。目前，該系統已在多站點完成示范應用，研究成果獲日內瓦國際發明展金獎，為油氣管網甲烷監測與"雙碳"減排提供了新路徑。

報告人：南方科技大學 廖然 教授

報告題目：海洋顆粒物的偏振光散射-熒光多模態測量與分類探測技術

　　廖然教授團隊以偏振光散射為核心，通過主動照明探測顆粒散射偏振態的變化，反演顆粒大小、形狀與成分信息，提出“偏振+”多模態融合框架，先后研制偏振熒光儀、繆勒矩陣-熒光測量儀及第三代光譜融合型儀器，應用于諸暨珍珠養殖水體有毒藻類識別、自然水體藻華與微塑料探測，并在多個海域完成水下試驗。針對用戶對分類結果可信度的質疑，團隊進一步引入快速成像模態實現“證真”。

報告人：北京京儀智能科技股份有限公司實驗室與在線業務單元總經理 周加才 正高級工程師

報告題目：標準化體系驅動的全生命周期可靠性實踐

　　周加才高工在報告中指出，國內科學儀器市場體量較大，但高端儀器國產化率不足，核心痛點是過度依賴逆向工程，缺少需求、研發、驗證的迭代閉環。北分瑞利傳承數十年軍工可靠性考核經驗，將可靠性指標嵌入研發、評審、小批量到量產全流程，開展多項綜合應力試驗與MTBF驗證，通過故障歸零實現閉環管理，并將可靠性管理延伸至供應鏈與用戶端，參與多項國家及行業標準制定，以標準化體系與可靠性文化建設助力國產科學儀器崛起。

報告人：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 張琦涵 助理研究員

報告題目：基于反射腔增強的水下原位Raman全息顯微系統

　　張琦涵在報告中系統介紹了“基于反射腔增強的水下原位拉曼–數字全息顯微系統”研究進展。針對拉曼信號弱、SERS基底易失效的難題，張琦涵所在的孟浩然團隊利用赫里奧特池反射腔復用激發光并結合多探頭接收，實現約千倍信號增強；同時在腔鏡開設透光窗口，將數字全息與拉曼共光路聯測，同步獲取樣品形貌、相位與化學信息。配套交叉色散中階梯光柵光譜儀覆蓋250–1100nm、分辨率達皮米級，支持在線波長修正與神經網絡端到端識別，為深海原位長期監測提供新方案。

　　專題2：國產光譜儀器核心部件創新與突破

　　18日上午，“國產光譜儀器核心部件創新與突破”專題報告上線，多位專家圍繞LIBS儀器產業化、MEMS可重構紅外輻射源、小型化高靈敏檢測器、新一代極高分辨率光譜分析技術等方向，分享了從基礎研究、關鍵技術攻關到工程化應用的全鏈條創新進展，直面國產儀器"不敢用、不耐用、不放心"的現實痛點，為國產高端分析儀器的突破與產業化提供了重要示范。

報告人：復旦大學 陳良堯 教授

報告題目：新一代極高分辨率的寬帶光譜分析技術及其應用研究

　　陳良堯教授回顧了國內橢圓偏振光譜儀早年產學研成功產業化的歷程，指出我國高端光譜儀器仍存在核心元器件受制、光譜基準數據庫缺失、儀器缺乏統一量值標準、傳統光柵光譜儀長期受彗差困擾等痛點。其團隊提出物理方法消除彗差的全新光路方案，成功研發無轉動部件、零彗差并行式寬帶光譜系統，可實現高速高精度原子譜線測量，相關成果獲得國際同行認可。陳良堯表示，該儀器可為材料、天文、極紫外光刻、高溫超導等領域提供核心測量工具，期待多方協同推進技術落地。

報告人：中國工程物理研究院流體物理研究所 李文憑

報告題目：太赫茲無損檢測技術應用案例分享

　　李文憑在報告中指出，太赫茲波兼具穿透性、低能無輻射、物質指紋譜等特點，適合非金屬材料非接觸檢測，可實現涂層測厚與內部缺陷成像，已在航空航天熱障涂層、鋰電池電極、半導體、防腐管材等場景落地。對比超聲、渦流等傳統手段，其檢測精度更高，但設備成本偏高，降低成本是該技術規模化工業推廣的關鍵。

報告人：中國科學院青島生物能源與過程研究所 馬波 研究員

報告題目：拉曼流式細胞分選關鍵技術與應用實踐

　　針對傳統熒光流式依賴標記、質譜流式破壞細胞等局限，馬波研究員團隊將拉曼光譜與介電泳、光鑷及微流控技術結合，攻克了高速流動狀態下拉曼弱信號難采集的技術瓶頸，研制出已迭代三代、實現產品化的拉曼流式分選儀器。該技術借助重水代謝標記表征單細胞代謝活性，已應用于免疫細胞亞群區分、細胞治療無菌檢測、生物人工肝細胞純化及生物制造種子細胞篩選等場景。馬波指出，靈敏度與通量仍是瓶頸，期望借助受激拉曼等手段實現更高靈敏度與更寬譜段檢測。

報告人：浙江大學 楊宗銀 教授

報告題目：小型化光譜及多維光場傳感器研究

　　楊宗銀教授系統梳理了CT光柵、濾光片陣列、傅里葉變換與計算重建芯片級光譜儀技術路線，指出前三者在小型化時難以兼顧分辨率、靈敏度與波段，而基于能帶漸變納米線的計算光譜方案已實現世界最小、最高效率與最低成本光譜儀。其團隊還進一步通過鈮酸鋰飛秒激光色散拓寬波段、連續域束縛態超表面兼得靈敏度與分辨率，并實現光譜+偏振+相位+角度的多維光場感知，成果已應用于農產品檢測、核酸檢測及光伏缺陷診斷等領域。

報告人：廈門大學 李耀群 教授

報告題目：基于新型熒光光譜儀器技術的食品安全快速綠色檢測

　　李耀群教授團隊針對食品中有毒有害物質含量低、常規色譜方法前處理繁瑣的痛點，發展了恒波長、恒能量、可變角等系列同步熒光掃描技術，并耦合導數技術與機器學習算法，以"數學分離"替代傳統"物理分離"，實現食品中有毒有害物質綠色快速檢測。該技術采用非致癌物校準，規避多環芳烴檢測中標準品的致癌風險，配套小型化設備，食用油樣品檢測5分鐘內可出具定量結果，也可用于羅丹明B、單寧酸檢測，相關方法正聯合海關推進標準化。

報告人：蘇州大學 劉全 教授

報告題目：高效率透射光柵研制

　　劉全教授系統介紹了面向星載溫室氣體探測的高效率透射光柵研制進展。針對大氣CO?的1.61μm弱吸收帶與2.06μm強吸收帶，團隊以石英為基底，創新采用TiO?高折射率介質填充結合SiO?增透膜設計，并提出"下部梯形+上部矩形"的鐵塔型槽形以兼顧衍射效率與機械穩定性，同時建立了"全息曝光—離子束刻蝕—原子層沉積"完整工藝鏈。該成果突破了高深寬比加工與低偏振靈敏度設計難題，可為下一代碳衛星提供高性能、自主可控的核心分光元件。

報告人：中國科學院上海技術物理研究所 許金通 研究員

報告題目：傅立葉紅外光譜儀用碲鎘汞探測器研制進展

　　報告系統介紹了傅里葉紅外光譜儀用碲鎘汞探測器研制進展。依托國家重點項目，許金通團隊開發覆蓋2–20微米波段液態碲鎘汞探測器，包括液氮杜瓦、斯特林制冷、半導體制冷多型碲鎘汞探測器；攻克斯特林制冷機振動、電磁干擾、杜瓦長周期密封等關鍵難題，單元、3×3多元組件性能對標進口產品，已向多家國內光譜儀器廠商批量供貨。

報告人：中國海關科學技術研究中心 王藝凱 正高級工程師

報告題目：國產紅外光譜技術發展歷程與技術展望

　　報告系統梳理了國產傅里葉變換紅外光譜儀從技術引進、國產化攻關、迭代優化到完全自主創新的完整發展脈絡，介紹了分束器、探測器等核心元器件國產化突破成果。王藝凱高工表示，海關依托長期國產儀器驗證評價平臺，正開展便攜式傅里葉紅外-拉曼一體機FR60的驗評項目，對標進口設備，面向口岸兩用物項、毒品、危化品實現現場無損快速篩查。報告還呼吁行業完善應用標準，通過實戰使用倒逼國產儀器迭代升級，加速科學儀器國產化替代落地。

報告人：吉林大學 楊光 教授

報告題目：基于激光光譜的空-地-井協同高效勘查裝備體系研究

　　楊光教授在報告中系統介紹了基于激光誘導擊穿光譜（LIBS）的空-地-井協同高效勘查裝備體系研究。該體系瞄準傳統化探采樣測試周期長、效率低的痛點，分別發展無人機載遠距離LIBS普查、背包式便攜LIBS現場核驗、車載LIBS-核磁巖心聯用精細檢測三套裝備，實現從大面積掃查、點位驗證到巖心深部評價的全鏈條勘查。團隊突破小型高能量激光器、納秒時序同步、光斑重疊校正、多源數據模型遷移等關鍵技術，相關裝置已在多地開展野外示范。

報告人：蘭州大學 曾智聰 教授

報告題目：高性能拉曼光譜儀器研制及應用

　　面向國產關鍵精密儀器方向，圍繞高靈敏共聚焦拉曼光譜儀，曾智聰教授團隊開展核心部件自主攻關：自主研制透鏡-光柵-透鏡結構的譜儀與消像散光柵轉臺，配套自行開發的制冷CCD探測器與波長—波數換算機制，硅三階峰信噪比優于10:1，最低制冷溫度約-50℃；整機實現濾光片切換、光柵轉臺與顯微平臺全電動化。應用方面，建立了微塑料自動識別與統計分析方法，測量視野可達毫米級；并基于數字微反射鏡（DMD）研制快速成像拉曼方案，單幀最快低于0.5毫秒，為高通量化學成像提供了國產化新路徑。

報告人：浙江師范大學杭州高等研究院 王惠鋼 教授

報告題目：低溫-偏振拉曼光譜儀的搭建及光譜初探

　　基于其原創提出的"聚集誘導光譜分裂理論"，王惠鋼教授團隊自主搭建了最低可至2~4K的低溫基質隔離-偏振拉曼光譜儀，通過程序控溫脫附惰性基質，實現氣相單分子、氫鍵聚集體到基底吸附態的連續光譜探測。研究在甲醇、水體系捕捉到界面引發的偏振拉曼頻率反轉；通過一氧化碳吸附實驗指出，CO探針頻移受吸附密度影響，為催化領域傳統表征方法提供新的考量維度。

　　專題3：極端環境與海洋光譜探測及示范應用

　　18日下午，“極端環境與海洋光譜探測及示范應用"專題依托承辦單位中國海洋大學的學科特色，成為本次會議最鮮明的"青島印記”。多位專家圍繞深海原位拉曼觀測、深海極端環境有機碳循環研究、LIBS技術在深海與冶金等極端場景的應用挑戰、深海原位分析儀器與傳感器自主創新等議題作報告，系統呈現了我國深海探測裝備從關鍵技術突破到海試應用的全鏈條成果，展現了光譜技術"面向深藍、不止于海"的廣闊前景。

報告人：中北大學 鄭永秋 教授

報告題目：基于光譜信息的航天動力燃燒場測試技術與儀器

　　鄭永秋教授報告圍繞航天固體發動機極端燃燒場測試難題，介紹團隊研發的光譜測量技術與儀器，可實現燃燒場溫度、組分及流速的非接觸探測，支持跨尺度場景測試。

報告人：上海理工大學 楊斌 教授

報告題目：復雜火焰輻射光譜與圖像測溫方法及應用

　　針對固體推進劑燃燒等復雜火焰強輻射、顆粒濃度高、接觸式測溫失效的難題，楊斌教授團隊基于普朗克定律發展了多波段光譜擬合與多光譜成像測溫技術，通過分區擬合實現溫度與發射率聯合求解；并利用彩色相機與快照式多光譜相機同步測量，結合深度學習實現RGB圖像光譜重建，兼顧高幀率與光譜分辨率；該方法已成功應用于藥條燃面退移及金屬顆粒燃燒研究。

報告人：中國海洋大學 薛慶生 教授

報告題目：水下高光譜成像探測儀器開發和應用

　　薛慶生教授團隊將星載、無人機載高光譜技術拓展至水下應用，先后研制出推掃式、快照式水下高光譜成像儀，耐壓深度達6600米，并在多個海域開展珊瑚礁監測、底棲生境繪制等原位實驗，為珊瑚白化早期診斷提供技術支撐。此外，團隊同時研發了視頻級多波段成像儀及多款輕小型無人機載高光譜設備，核心指標達到國內領先水平。未來，團隊將著力提升儀器在復雜海洋環境下的適應性與智能化水平，推動AI賦能水下動態目標高光譜探測。

報告人：大連理工大學 李聰 教授

報告題目：面向核聚變裝置極端環境的原位LIBS光譜診斷系統研發與應用

　　李聰教授在報告中指出，LIBS是適配托卡馬克裝置等離子體與壁相互作用研究的重要診斷手段，可實現壁面元素原位在線檢測。其團隊攻克高真空、強磁場、長距離等工況難題，在EAST搭建國際首套偏濾器原位LIBS系統，可實現二維掃描、深度剖析與氫同位素檢測。該系列成果實現聚變壁處理過程閉環監測，后續團隊將持續優化定量算法，賦能核聚變裝置安全穩定運行。

報告人：中國海洋大學 郭金家 正高級工程師

報告題目：拉曼光譜海洋原位檢測技術及應用

　　郭金家高工團隊自主研制了我國首臺深海原位激光拉曼光譜系統DOCARS，且于2011年入選國家重大科技成就展。報告中，郭金家系統介紹了團隊在拉曼增強、整機小型化、顯微成像耦合、濾網翻轉式微塑料連續原位監測、多次反射與腔增強聯用氣體探測以及耐高壓滲透膜自主攻關等方面的系列進展，實現了從熱液冷泉極端環境向正常海水環境中硫酸根、碳酸氫根及CO?、CH?、H?S等溶存氣體原位檢測的跨越，為我國深海原位光學探測裝備國產化提供了重要技術支撐。

報告人：中國廣核集團蘇州熱工研究院有限公司 杭玉樺 研究員

報告題目：核電嚴苛環境下材料服役行為激光光譜診斷方法研究及裝備開發

　　報告介紹核電嚴苛環境下材料服役行為激光光譜診斷及裝備開發工作。核電材料受輻照、高溫、腐蝕多因素耦合影響，傳統離線有損檢測手段存在不足。杭玉樺團隊發展激光光譜與超聲聯合非接觸檢測方法，結合材料物理機理與機器學習構建服役評價模型。研究指出高質量基礎數據是當前短板，后續將推進輻照樣品檢測，共建材料數據庫，推動模型向物理驅動方向發展。

報告人：中國海洋大學 田野 教授

報告題目：面向深海高壓環境的原位LIBS光譜探測機理及系統研發

　　針對深海富鈷結殼等礦產資源的原位快速探測需求，田野教授團隊系統研究了水下激光誘導等離子體、空化氣泡與沖擊波的耦合物理過程，闡明了深海高壓對LIBS光譜特性的影響機制；發展了等離子體光譜—聲波融合探測新方法，實現元素成分、海水鹽度與目標厚度的同步反演；研制出最大工作深度5000米深海長脈沖LIBS原位探測系統，完成逾1300米水深海試，首次獲得鐵、錳、鈷、鎳、銅、鈦、鋅等元素的原位光譜數據，為深海金屬礦產資源的快速勘查與評估提供了新型技術手段。

報告人：中北大學 李楠 副教授

報告題目：基于主被動光譜聯合的動態燃燒環境多參數探測及系統研發

　　李楠副教授團隊以LIBS技術為核心，實現了燃燒場中碳、氫、氧、氮等元素組分的在線探測，并利用元素譜線比值建立當量比高精度預測模型；結合中紅外吸收光譜，實現對水、二氧化碳、一氧化碳等燃燒產物的監測，通過CARS波長篩選與集成學習提升建模魯棒性。團隊還獨創性地以激光等離子體為天然示蹤物，采用高速相機結合深度學習算法實現流速測量，有效剝離等離子體自身演化的干擾。

　　三個專題環環相扣，串聯起光譜儀器從算法模型、核心元器件、整機系統到極端場景落地的完整創新鏈條，清晰勾勒出國內光譜領域當前的發展格局：AI 不是簡單的技術疊加，而是與光譜機理、儀器硬件深度耦合的增效工具；核心部件自主可控、全生命周期可靠性建設、標準體系完善，是破解國產儀器產業化痛點的根基；而海洋、核聚變、航天燃燒、核電等極端工況應用，則持續為光譜技術提出新命題、倒逼技術迭代升級。

　　本次研討會依托青島的海洋科研優勢，打通了基礎研究、儀器制造與行業應用的對話通道，為高校、科研院所與儀器企業搭建起產學研用協同創新的對接平臺。后續精彩圓桌論壇將繼續探討AI賦能儀器創新與國產儀器技術突破，分析測試百科網將繼續為您報道，敬請期待！