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塑料激光焊接技術(shù)是通過激光產(chǎn)生高溫溶解，對(duì)兩件產(chǎn)品進(jìn)行固定的技術(shù)。塑料激光焊接技術(shù)主要用于連接敏感性的塑料制品，例如 PCB 電路板、精密塑料零件電子感應(yīng)器、真空塑料制品，以及無菌醫(yī)療器械等要求密封及潔凈度高的塑料制品。塑料激光焊接的優(yōu)點(diǎn)是：焊接速度快，適用于精密器件焊接；能產(chǎn)生真空密封結(jié)構(gòu)，防水防塵；焊接牢固，能夠制造出超過原材料強(qiáng)度的焊接縫；焊接過程中樹脂降解少，熱損壞和熱變形小，無飛邊，焊縫嚴(yán)密，沒有殘?jiān)Ｄ壳耙延械乃芰霞す夂附硬捎玫氖?0.6μm 的CO2激光器、1064nm的Nd：YAG激光器的和808nm的半導(dǎo)體激光器。但是對(duì)于某些材料如聚合物， 對(duì)1μm或0.8μm的光吸收太少，而對(duì)10μm或紫外線（UV）的吸收太強(qiáng)， 1.645μm是更合適的激光波段。此外， 1.645μm屬于人眼安全波長(zhǎng)，相對(duì)其它波長(zhǎng)對(duì)人眼更安全（視網(wǎng)膜安全）。1.645μm激光器的應(yīng)用包括透明塑料焊接，塑料面板的嵌入式或多層打標(biāo)以及精密的聚合物薄膜焊接和切割。許多塑料材料在可見光中本質(zhì)上是透明的，在1μm左右也有很高的透射率，但是在1.6μm附近的波長(zhǎng)卻沒有。比如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），聚碳酸酯（PC），環(huán)烯烴共聚物（COC）和丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS），這四種不同類型的透明塑料透射光譜顯示在1.645μm附近有很強(qiáng)的吸收峰，可以形成更好的焊接。

本成果提出大模場(chǎng)光纖的系列解決方案，基于新型環(huán)形纖芯、非對(duì)稱型微結(jié)構(gòu)包層、以及模式正交耦合及分離技術(shù)獲得新型大模場(chǎng)光纖，光纖同時(shí)具有大模場(chǎng)、低損耗、單模傳輸特性，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量光束輸出。已申請(qǐng)發(fā)明專利9項(xiàng)，其中已授權(quán)發(fā)明專利4項(xiàng)（ZL201010589053.3、ZL201010590795.8、ZL201110356877.0、ZL201210391185.4）。性能指標(biāo) （1）模場(chǎng)面積可達(dá)1500μm2以上。 （2）光纖可在彎曲半徑為20~30cm的條件下

本發(fā)明公開了一種非球面非零位干涉檢測(cè)中部分補(bǔ)償透鏡對(duì)準(zhǔn)裝置與方法。它由激光器出射的細(xì)光束經(jīng)準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)后被擴(kuò)束為平行寬光束，平行光入射至鍍有半反半透膜的分光板后，一部分入射光被反射，反射光束被平面參考鏡反射后再次返回分光板；另一部分入射光被透射，透射光束向前傳播入射至輔助對(duì)準(zhǔn)平板后返回；返回的反射光和返回的透射光在分光板處相遇發(fā)生干涉，形成干涉圖，經(jīng)成像系統(tǒng)后成像于探測(cè)器處；調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)平板與部分補(bǔ)償透鏡相對(duì)于入射光的傾斜度，使探測(cè)器得到零條紋干涉圖，移去對(duì)準(zhǔn)平板，實(shí)現(xiàn)部分補(bǔ)償透鏡的傾斜對(duì)準(zhǔn)。本發(fā)明解決了非球面非零位干涉檢測(cè)中部分補(bǔ)償透鏡對(duì)準(zhǔn)誤差問題，減少了其誤對(duì)準(zhǔn)對(duì)檢測(cè)結(jié)果引入的調(diào)整誤差。

本實(shí)用新型公開的光學(xué)干涉式重力儀中的閉環(huán)信號(hào)采集裝置，具有穩(wěn)頻激光光源、第一分束器、落體棱鏡、參考棱鏡、兩個(gè)平行設(shè)置的平面反射鏡、第二分束器、光電探測(cè)器、相位調(diào)制器以及PC上位機(jī)或者示波器。由光電探測(cè)器將落體棱鏡下落過程中采集的光信號(hào)作為反饋信號(hào)輸給相位調(diào)制器，相位調(diào)制器輸出一個(gè)偏置相位，補(bǔ)償落體下落過程中測(cè)試光和參考光之間的相位差，相位補(bǔ)償至2π后立即重置，并且重復(fù)相位補(bǔ)償過程。通過相位調(diào)制器引入的相位差以及產(chǎn)生相位差的電壓值作為最后獲得的信號(hào)數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，信號(hào)數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)便，測(cè)量靈敏度高。

本發(fā)明公開了一種陣列式原子干涉重力梯度張量全分量的測(cè)量系統(tǒng)，包括：n 個(gè)陣列式排布的冷原子干涉單元，冷原子干涉單元包括：真空腔體；真空腔體包括上干涉區(qū)，下干涉區(qū)，探測(cè)區(qū)和原子團(tuán)制備結(jié)構(gòu)，上干涉區(qū)為一根細(xì)長(zhǎng)型管道，且頂端安裝有玻璃窗口；下干涉區(qū)為多窗口的腔體，且側(cè)面安裝有玻璃窗口。三束豎直激光操縱四 團(tuán) 原 子 同 時(shí) 干 涉 ， 實(shí) 現(xiàn) 重 力 梯 度 張 量 中 的 <imgfile=""DDA0001192057860000011.GIF"" wi=""424"" he=""70""/&g

本發(fā)明公開了一種基于邁克爾遜干涉儀的聲波探測(cè)器，包括窄 帶光源、光電轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)采集分析單元和聲波探測(cè)傳感頭；聲波 探測(cè)傳感頭的輸入端連接窄帶光源的輸出端，光電轉(zhuǎn)換單元的輸入端 連接聲波探測(cè)傳感頭的輸出端；數(shù)據(jù)采集分析單元的輸入端連接光端 轉(zhuǎn)換單元的輸出端；通過聲波探測(cè)傳感頭將聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)傳播， 采集光信號(hào)并通過光電轉(zhuǎn)換單元將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，由數(shù)據(jù)采集 分析單元采集到電信號(hào)并根據(jù)電信號(hào)獲取探測(cè)到的聲信號(hào)的

本發(fā)明公開了一種基于邁克爾遜干涉儀的聲波探測(cè)器，包括窄 帶光源、光電轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)采集分析單元和聲波探測(cè)傳感頭；聲波 探測(cè)傳感頭的輸入端連接窄帶光源的輸出端，光電轉(zhuǎn)換單元的輸入端 連接聲波探測(cè)傳感頭的輸出端；數(shù)據(jù)采集分析單元的輸入端連接光端 轉(zhuǎn)換單元的輸出端；通過聲波探測(cè)傳感頭將聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)傳播， 采集光信號(hào)并通過光電轉(zhuǎn)換單元將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，由數(shù)據(jù)采集 分析單元采集到電信號(hào)并根據(jù)電信號(hào)獲取探測(cè)到的聲信號(hào)的

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近日，北京大學(xué)物理學(xué)院馬仁敏研究員課題組實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了拓?fù)淠軒Х崔D(zhuǎn)光場(chǎng)限制效應(yīng)，將拓?fù)鋺B(tài)的利用由拓?fù)溥吘墤B(tài)擴(kuò)展至拓?fù)潴w態(tài)，并基于此實(shí)現(xiàn)了一種高性能的拓?fù)潴w態(tài)激光器。這種新型激光器具有垂直出射、高方向性、小體積、低閾值、窄線寬、單橫模、單縱模和高邊模抑制比等優(yōu)異特性。相關(guān)工作被《Nature Nanotechnology》雜志以標(biāo)題 “A high-performance topological bulk laser based on band-inversion-induced reflection” 進(jìn)行長(zhǎng)文報(bào)道。 激光器的發(fā)明加深了人們對(duì)光與物質(zhì)相互作用的認(rèn)識(shí)，并對(duì)現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。至激光器發(fā)明以來，激光微型化始終是一個(gè)重要的研究方向。半導(dǎo)體激光器因?yàn)橐子陔姳闷趾鸵?guī)模生產(chǎn)與集成等優(yōu)點(diǎn)，是激光微型化的首要選擇。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，半導(dǎo)體激光器的微型化已經(jīng)取得了巨大的成就。尤其是具有垂直出射特性的垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL），目前已有數(shù)以百億計(jì)的該型激光器被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)通訊、激光雷達(dá)、人臉識(shí)別、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與醫(yī)療手術(shù)等領(lǐng)域。圖1：拓?fù)潴w態(tài)激光器原理和示意圖。(a) 用于構(gòu)造能帶反轉(zhuǎn)的拓?fù)鋺B(tài)和拓?fù)淦接箲B(tài)光子晶體示意圖。(b) 實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)能帶反轉(zhuǎn)可用來實(shí)現(xiàn)光場(chǎng)的反射和限制。(c) 垂直發(fā)射拓?fù)潴w態(tài)激光器示意圖。拓?fù)潴w態(tài)激光器出射方向垂直于光學(xué)腔反饋平面。 馬仁敏研究員與合作者提出并實(shí)現(xiàn)了一種新型垂直發(fā)射激光器—拓?fù)潴w態(tài)激光器。這種新型激光器直徑只有數(shù)微米，具有良好的垂直發(fā)射方向性, 窄線寬，單橫模、單縱模，能夠在室溫下以千瓦每平方厘米閾值穩(wěn)定工作，單模輸出邊模抑制比超過36 dB。這些性能與商業(yè)化激光二極管相當(dāng)，根據(jù)IEEE以及相關(guān)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，指標(biāo)滿足多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域需求。 該類激光器的實(shí)現(xiàn)有賴于實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的一種新型光反射和限制機(jī)制：能帶反轉(zhuǎn)光場(chǎng)限制效應(yīng)。圖1給出了能帶反轉(zhuǎn)光場(chǎng)限制效應(yīng)和基于其實(shí)現(xiàn)拓?fù)潴w態(tài)激光器的原理和示意圖：實(shí)驗(yàn)中首先通過對(duì)二維光子晶體進(jìn)行變形操作，分別獲得了具有拓?fù)鋺B(tài)和拓?fù)淦接箲B(tài)的能帶結(jié)構(gòu)；相較于拓?fù)淦接箲B(tài)，拓?fù)鋺B(tài)的光子晶體能帶結(jié)構(gòu)中發(fā)生偶極子和四極子能帶間的能量反轉(zhuǎn)；實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)頻率靠近能帶邊緣的光場(chǎng)雖然在拓?fù)鋺B(tài)和拓?fù)淦接箲B(tài)中都可以自由傳播，但是在兩者的界面處會(huì)發(fā)生能帶反轉(zhuǎn)引起的光場(chǎng)發(fā)射；該能帶反轉(zhuǎn)引起的光場(chǎng)反射和限制效應(yīng)僅發(fā)生在布里淵區(qū)中心附近，越靠近布里淵區(qū)中心，光場(chǎng)反射和限制越有效，使得利用該類型反射機(jī)制構(gòu)建的拓?fù)潴w態(tài)激光器具有單橫模、單縱模、面內(nèi)反饋、垂直出射等優(yōu)異特性。圖2：拓?fù)潴w態(tài)激光器件與性能。(a-b) 拓?fù)潴w態(tài)激光器諧振腔（a）和拓?fù)浣缑嫣帲╞）的電鏡圖。（c）隨功率變化的光譜。（d）激射光譜。（e）激射實(shí)空間近場(chǎng)分布。（f）激射角分辨遠(yuǎn)場(chǎng)分布。 能帶反轉(zhuǎn)光場(chǎng)反射和限制效應(yīng)為激光物理提供了一種新穎的激光模式選擇和出射光場(chǎng)調(diào)控機(jī)制。基于該原理構(gòu)建的新型拓?fù)浼す馄鞲黜?xiàng)性能均達(dá)到了可商業(yè)化應(yīng)用的水平（圖2）。新的光場(chǎng)反射和限制機(jī)制將拓?fù)鋺B(tài)的利用由拓?fù)溥吘墤B(tài)擴(kuò)展至拓?fù)潴w態(tài)，同時(shí)該原理可以拓展到電子學(xué)、聲學(xué)和聲子學(xué)等領(lǐng)域。 該工作發(fā)表于Nature Nanotechnology (DOI: 10.1038/s41565-019-0584-x)，馬仁敏研究員為論文通訊作者；北京大學(xué)博士后邵增凱、博士生陳華洲和王所為共同第一作者；其他作者包括北京大學(xué)博士生冒芯蕊、楊振乾、訪問學(xué)生王少雷，以及日本國(guó)立材料研究所教授胡曉，學(xué)生王星翔。這項(xiàng)工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、北京市自然科學(xué)基金、人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、量子物質(zhì)科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心等的支持。