OptiCool系统100套啦！低温强磁场光学研究新标配
发布日期：2025-05-28
近日，Quantum Design迎来重要里程碑——第100套超精准全开放强磁场低温光学研究平台OptiCool成功交付。这一成就不仅标志着OptiCool产品线在全球科研界的广泛认可，更离不开Quantum Design四十余年来在低温强磁场科研设备领域的技术积累和底蕴。作为一款革命性的低温光学研究平台，OptiCool自2018年面世以来，已助力全球科研人员在《Nature》、《Science》等知名期刊发表数十篇突破性研究成果，成为探索量子材料、二维材料、拓扑绝缘体等前沿领域重要的研究工具。
四十年技术积淀：从MPMS到OptiCool的创新之路
Quantum Design自1982年创立以来，始终秉承"By Scientist, for Scientist"的理念，由科学家组成的研发团队不断解决低温强磁场科研中的实验痛点。公司早期推出的MPMS(磁性测量系统)和PPMS(综合物性测量系统)已成为全球数千个实验室的标准配置。
随着量子材料研究的深入，科研人员对多维调控手段集成的需求日益迫切。传统设备难以将低温、磁场、电学和光学探测无缝整合，特别是光学探测因技术限制长期无法与其他手段协同工作。Quantum Design研发团队经过广泛调研，与全球科学家深入交流，最终在2018年2月推出了划时代的OptiCool系统，扭转了这一局面。
OptiCool 7T磁场系统
创新性设计理念：重新定义低温强磁场光学实验标准
OptiCool系统的创新设计理念使其成为低温强磁场光学研究领域的里程碑式产品。与传统设备相比，OptiCool具有多项革命性突破：
超大样品空间与灵活光路：系统配备3.8英寸(Φ89mm×84mm)超大样品腔，7个侧面光学窗口和1个顶部超大窗口，支持光线从各个方向引入样品腔，为复杂光路搭建提供了超高的灵活性。2020年3月，Quantum Design进一步推出了集成式室温物镜选件，实现了4 mm的近工作距离和0.75的NA值，这在强磁场设备上取得了又一里程碑式的进步。
超卓的低温磁场性能：OptiCool采用创新型双锥型劈裂磁体设计，可在超大空间提供高达±7T的强磁场，同时保持mK级的温度稳定性(1.7K~350K全温区精准控温)。2025年3月Quantum Design最新发布的4-1-1矢量磁体型号进一步将系统的磁场性能推向新的高度。系统特有的振动隔离技术将样品振动控制在极低水平(<10 nm水平峰-峰值，<4 nm竖直峰-峰值)，为高精度测量提供了必要条件。
全干式无液氦设计：作为一款全干式系统，OptiCool采用脉管制冷技术，启动和运行仅需少量氦气，大幅降低了使用成本和维护复杂度。这一设计既响应了全球液氦资源紧张的现状，又符合科研设备绿色环保的发展趋势。
OptiCool® Vector，4-1-1矢量场系统
爆发式科研突破：OptiCool助力前沿科学发现
OptiCool系统的强大性能使其在全球范围内催生了一系列重大科研成果。加州大学伯克利分校王枫/Andrew Y. Joe团队通过创新的光学测量技术，突破性的在无外加磁场的MoSe₂/hBN/WSe₂异质结构中观测到完美库仑拖拽效应，并揭示了激子绝缘体相中特殊的输运行为。这一发现不仅深化了对强关联激子体系的理解，还为未来开发基于激子的低能耗电子器件提供了新思路。相关科研成果发表在《Science》上。
新加坡国立大学，Denis A. Bandurin研究团队利用OptiCool的低温磁场环境，研究了双层石墨烯(BLG)与六方氮化硼(hBN)形成的莫尔超晶格电子特性，发现了低磁场下高达2350%的磁阻效应，以及具有340有效g因子的轨道磁化特征，相关成果发表于《ACS Nano》。
美国纽约州立大学石溪分校Mengkun Liu团队则基于OptiCool搭建了低温磁场扫描近场光学显微镜，突破性的在纳米尺度观测到传播的磁激子极化激元，为理解石墨烯在磁场下的行为提供了重要见解，研究成果发表在《Nature Nanotechnology》。
在哈佛大学和加州大学洛杉矶分校的合作研究中，徐苏杨(Suyang Xu)和Ni Ni团队利用OptiCool搭建的磁圆二色性测量系统，对二维MnBi2Te4材料进行了深入研究，观察到反铁磁序对光学控制的依赖性，相关发现发表在《Nature Materials》。
本土化优质服务：助力中国科研攀登高峰
Quantum Design高度重视中国市场，针对国内用户需求提供了全方位的本土化支持。2019年，OptiCool正式向美国以外市场销售。2020年，Quantum Design公司在国内的首套OptiCool系统于清华大学成功交付使用，用于量子材料超快光谱探测研究。值得一提的是，在新冠疫情期间，Quantum Design中国的技术团队通过国际远程协作方式，为用户提供技术支持，确保设备正常高效的运行。
为更好地服务中国科研机构，Quantum Design推出了国产定制化服务，结合中国本土制造优势，提供基于OptiCool的本地化光路集成、全光谱测量解决方案。目前，OptiCool已在清华大学、北京大学、南京大学、武汉大学、中国科学技术大学、中国科学院大连化学物理研究所、南开大学等知名机构投入使用，支持中国科学家在低温强磁场光学研究领域取得了一系列重要突破。
OptiCool时间分辨的MOKE测量光路示意图
第100套里程碑：开启量子研究新篇章
第100套OptiCool系统的交付，标志着这一创新型强磁场低温光学系统已获得全球科研界的广泛认可。从美国加州大学伯克利分校、圣迭戈分校到德国马普微结构物理研究所，从日本国立材料研究所到中国清华大学，OptiCool已成为探索量子前沿的标准科研工具。
随着量子科技、二维材料、拓扑物态等领域的飞速发展，对多功能、高性能低温强磁场光学平台的需求将持续增长。OptiCool凭借其创新的设计理念和超卓的性能表现，必将在未来的科学探索中发挥更加重要的作用，助力全球科学家揭开更多自然界的未解之谜。第100套OptiCool的交付不是终点，而是新的起点， Quantum Design将继续倾听科研工作者的需求和心声，推动低温强磁场光学技术的创新发展，为人类探索物质世界的奥秘提供更强大的工具支持。
