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三軸串并聯激光切割機床
本激光切割是激光加工行業中一項重要的應用技術，也是激光加工中應用最多的加工方 式。我國的數控激光切割機生產，經過近20年的發展已取得了很大成就。我國的激光切割機產 品與國外先進產品相比，還有較大差距，主要表現在切割機的運行速度低，動態精度差，配套 功能不夠，切割工藝參數不完善和切割斷面質量不易保證等。 為了使得新型切割機床的切割效率更高，切割質量進一步提升，本項目專門開發出了一款 更加高效的軟件控制系統。通過該軟件來控制嵌入式運動控制器，進而控制三個伺服電機的運 動。利用機構運動學原理，推導出兩個并聯結構的運動變換模型。采用VC++編程語言，結合 了開放式控制系統的多層次、模塊化設計方法在Windows操作系統平臺上編寫了控制軟件。 本項目在傳統激光切割機床的基礎上，提出了一種新型激光切割機床的結構串并聯激光切 割機床，在激光切割的過程中，可以自動合理地選擇串并聯桿件進行控制執行機構，使得切割 效率更高，機床振動減小。 本項目為了保證控制系統的安全可行性，對多個方面進行了研究。首先對串并聯結構的插 補算法進行研究，提高了運動部件運動的合理性以及切割速度；其次，對該串并聯結構進行了 干涉檢驗和奇異性分析，驗證了該機構的可行性；再次，對在切割過程中的共邊圖形以及邊界 等問題進行了深入研究和規劃，使得圖形的加工次序更加合理；最后，本系統需要根據數控G 代碼進行控制，將DXF文件中的加工圖案轉化為G代碼具有非常重要的作用，所以對DXF轉G 代碼的規則進行了更加深入的分析，并完成軟件操作功能。
華東理工大學
2021-04-11
激光超極化氣體肺部磁共振成像設備
本項目旨在開發出國際領先的儀器設備，實現基于激光超極化惰性氣體的MRI肺部疾病診斷需要的新材料、新技術、新設備和新方法，研制既適合低場永磁MRI也適合高場超導MR的肺部成像的關鍵部件。該技術在獲取肺部疾病的信息的同時具有無創性、無射線輻射、精準診斷、早期診斷等優點，在新一代信息技術肺部疾病的診療中有非常重要的應用價值。
北京大學
2021-02-01
智能激光制造與3D打印技術
激光智能增材制造系統是將激光3D打印系統與激光制造仿真物理模型，CAD、CAE、CAPP、CAM技術，高精度多種在線控制系統相結合的下一代增材制造設備。該系統可根據三維模型特征優化加工路徑；可根據工件材質和性能要求，通過模擬程序得到優化加工參數；在制造過程中，可通過尺寸掃描測量，實時調整加工量；通過溫度、圖像、等離子光譜等傳感器在線采集特征信息，實時調整加工參數；制造完成后，可給出熱處理參數，進一步提高產品性能。系統整體智能化程度高，集成度高，在實現激光金屬3D打印的同時，可大幅提高打印工件的尺寸精度和機械性能。該技術適用于復雜高性能產品設計制造、核心工件再制造、航空裝備、核電裝備、軌道交通裝備、海洋工程裝備等高端制造領域，還可用于模具精準修復。
湖南大學
2021-04-11
透明防偽包裝薄膜—透明激光全息防偽膜
該成果是原有的鋁反射激光全息防偽末的升級替換品。這種薄膜結構簡單，僅有信 息層和基底層兩層組成。全息圖像以激光全息技術拍攝并用激光雕刻和電鑄手段，以光 柵條紋的形式復制到鎳質金屬模版上。以金屬模版熱壓氣凝膠或有機高聚物聚氨酯涂層， 形成承載全息圖像的信息層，可在薄膜上再現全息圖像。
同濟大學
2021-04-11
在強激光場下原子隧道電離的實驗
利用等強度的偏振正交的雙色飛秒光場（800nm + 400nm），深入研究遂穿電子干涉的干涉動力學，提出了利用新型的“時空電子干涉儀”，探測電子在遂穿過程中獲得勢壘下相位，揭示電子隧穿的動力學信息。該工作利用先進的冷靶反沖離子電子動量成像譜儀（所謂COLTRIMS），清晰地測量了正交雙色光場下的光子周期內干涉圖案。通過與理論模擬的對比 [強場近似（SFA）,庫侖修正的強場近似(CCSFA)和數值求解含時薛定諤方程（TDSE）]，揭示出了光電子勢壘下相位的對干涉圖案的貢獻。研究結果表明勢壘下相位蘊藏著的電子隧穿動力學信息，對光電子干涉和光電子全息起著不可或缺的作用。
北京大學
2021-04-11
關于納米激光器輻射特征的研究
高性能納米激光器，使用漏輻射顯微成像技術，通過動量匹配的方法將納米激光器的表面等離激元暗輻射耦合到遠場，實現了實空間、動量空間和頻譜空間的直接成像，首次揭示納米激光器的輻射能量可以百分之百耦合到傳播模式的表面等離激元。該工作確認了納米激光器與傳統激光器本質區別，為對納米激光器進行進一步操控和應用奠定了基礎。
北京大學
2021-04-11
特大型齒輪激光跟蹤在位測量系統
目前，國內外主要利用三坐標測量機和齒輪測量中心進行大齒輪的測量，這種儀器可測量的齒輪最大直徑不超過 5m，且價格昂貴。本項目利用激光跟蹤儀的大尺寸測量和三坐標測量機的高精度測量能力， 將兩者結合起來，利用激光跟蹤儀進行被測齒輪和三坐標測量平臺定位，利用三坐標平臺完成齒輪特征 線高精度測量，研制出可測量外徑Ф3000 ~ 10000mm、最小模數 6mm、精度 6-7 級及以上，具備測量齒輪幾何參數、齒廓、齒向（螺旋線）、接觸線、齒厚及齒面拓撲誤差等功能的特大型齒輪測量系統，填 補了直徑達 10m 的大型齒輪測量空白。項目獲國家發明專利 14 項，軟件著作權 7 項，發表論文 20 篇。
北京工業大學
2021-04-13
高功率超短脈沖激光傳輸光纖
高功率超短脈沖激光技術在激光精細加工和激光 3D 打印等領域表現出很大的優勢，可以提供十微米以下甚至亞微米級的加工精度，市場應用前景廣闊。由于高功率超短脈沖激光的脈沖寬度非常窄（工業應用通常在百飛秒至幾十皮秒量級），單脈沖能量較大，峰值功率非常高，普通實芯石英光纖 受限于材料的非線性和損傷閾值低的問題，無法傳輸如此高功率的超短脈沖。現在大多采用空間光路 反射輸出，這大大增加了系統的復雜性，限制了其應用范圍。 北工大基于國家自然科學基金項目，制備了高性能的無節點空芯反諧振光纖，該光纖纖芯為空氣 結構，這就避免了材料的吸收，可以大大提高光纖的損傷閾值，進而可用來傳輸高功率超快激光。這 種高性能無節點空芯反諧振光纖利用改裝的特種光纖拉絲塔通過堆積和拉制的方法拉制而成。目前， 國際范圍內僅有少數科研單位和一家法國 GLO Photonics 公司具有制備該光纖的能力，并且銷售價格較高（約 20,000 元 / 米），阻礙了其工業化應用進程。
北京工業大學
2021-04-13
高端裝備關重構件激光焊接制造技術
面向高端裝備發展對先進激光焊接技術的迫切需求，圍繞大型薄壁關鍵構件激光焊接制造過程中的 重大科學技術問題展開研究，突破了大型薄壁構件激光焊接的關鍵共性技術，解決了大型薄壁構件激光 焊接過程穩定性、質量一致性和可靠性難題，開發出關鍵功能部件和成套技術裝備，構建了大型薄壁構 件激光焊接制造理論和技術體系，顯著提升了我國高端裝備制造的自主創新能力和技術水平。項目成果 獲中國機械工業科學技術獎一等獎 1 項，北京市科學技術獎二等獎 1 項。
北京工業大學
2021-04-13
飽和吸收譜穩頻激光器技術
01. 成果簡介 高性能、小型化穩頻激光器在基礎科研、精密測量、計量等領域有著重要應用。飽和吸收譜穩頻技術可以實現激光器頻率鎖定于原子、分子的特定躍遷譜線上，不僅可以保證鎖定激光器輸出激光相對頻率的長期穩定性，而且可以實現輸出激光具有很高的絕對波長準確性，因此飽和吸收譜穩頻激光器可以應用于長度基準、超高精度長度測量等領域。 傳統的高性能穩頻激光器在實際應用中，為了獲取較高的譜線信號的強度，在激光器的光路設計中，通常使用長度較長的氣室，因而造成了光路占用面積和體積大、使用不方便的問題。 本項成果提供一種緊湊型飽和吸收譜穩頻激光器光路設計和包含其的飽和吸收譜穩頻激光器，可以在獲得有效飽和吸收信號強度前提下縮短氣室長度，這種設計既有利于提高有限功率輸出激光器的飽和吸收譜探測效率，又可以保證激光最終輸出功率，同時，可以減少飽和吸收譜穩頻激光器光路占用的體積和面積，方便使用。飽和吸收譜穩頻激光器光路設計圖02. 應用前景 本項成果可應用于精密測量、計量領域。03. 知識產權 本項成果核心技術已申請1項國內發明專利，目前正在申請國際專利。04. 團隊介紹 本項目負責人為清華大學副研究員，主要研究領域包括激光冷卻鎘離子微波頻標、Ramsey-CPT微波原子鐘、冷原子束、時間頻率傳輸與比對、精密激光光譜等，其中基于穩頻激光的精密光譜技術可以獲得非常高的測量靈敏度，廣泛應用于氣體檢測、計量、工業檢測等領域。承擔和參與國家自然科學基金、國家重點研發計劃、973計劃等項目研究。發表SCI論文20余篇，獲得4項專利授權。2015年獲中國計量測試學會科技進步一等獎。05. 合作方式 專利許可、合作開發。06. 聯系方式 郵箱：zhangyan2017@tsinghua.edu.cn
清華大學
2021-04-13