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1 成果簡(jiǎn)介隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的提高，環(huán)境污染、疾病監(jiān)測(cè)、食品安全等民生熱點(diǎn)日益受到人們的關(guān)注。如何對(duì)上述問題進(jìn)行簡(jiǎn)單、快速的監(jiān)控，將一些危害降至最低，保障人民生活和生產(chǎn)，這就需要一種可實(shí)時(shí)實(shí)地檢測(cè)、操作簡(jiǎn)便的多應(yīng)用傳感器件。 表面等離子體波（ SPP）傳感器是一種基于光學(xué)檢測(cè)的傳感器件，被廣泛用于藥物篩選、食物檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和細(xì)胞膜模擬等方面。相對(duì)于目前常見的化學(xué)、電子、力學(xué)等傳感器，SPP 傳感器擁有實(shí)時(shí)檢測(cè)、無需標(biāo)記、對(duì)被檢測(cè)物無損害、探測(cè)方法簡(jiǎn)單等眾多優(yōu)點(diǎn)。為了降低成本、 穩(wěn)定性能、減小體積，集成型 SPP 傳感器件的成為了現(xiàn)今研究熱點(diǎn)。然而現(xiàn)有的集成型 SPP 傳感器件普遍存在靈敏度低，探測(cè)范圍小等問題，限制了其應(yīng)用的推廣。 課題組從 2006 年開始合作從事集成型 SPP 傳感器件研究，在清國(guó)家 973 項(xiàng)目、自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、教育部清華大學(xué)自主研究項(xiàng)目等項(xiàng)目資助下， 創(chuàng)新性提出一種基于 SPP-介質(zhì)波導(dǎo)異質(zhì)垂直耦合器的可集成生化傳感芯片，并對(duì)傳感芯片的傳感特性和應(yīng)用進(jìn)行了深入研究和探索。芯片的特點(diǎn)和性能如下：可集成，芯片體積小，可與便攜設(shè)備集成；可批量生產(chǎn)，價(jià)格低廉；靈敏度較傳統(tǒng)的集成型 SPP 傳感器件高出一個(gè)數(shù)量級(jí)；可實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感區(qū)域的精確或者大范圍調(diào)節(jié)；可實(shí)現(xiàn)對(duì)納米量級(jí)大小的物質(zhì)的探測(cè)；傳感性能穩(wěn)定，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。上述優(yōu)點(diǎn)表明該芯片可以工廠大批量生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，也可以用于實(shí)驗(yàn)室的科研研究，在化學(xué)，生物，醫(yī)學(xué)等多 個(gè)領(lǐng)域均有應(yīng)用價(jià)值。查新表明，國(guó)內(nèi)外目前尚未發(fā)現(xiàn)有相似原理的器件。 圖 1 (a) 集成型 SPP 傳感芯片與一元硬幣尺寸對(duì)比圖 (b) 傳感芯片的顯微鏡照片2 應(yīng)用說明可集成型 SPP 生化傳感芯片在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)多次驗(yàn)證，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)折射率液體以及納米級(jí)薄層物質(zhì)的高靈敏探測(cè)，并初步應(yīng)用于對(duì)雙酚 a（簡(jiǎn)稱 BPA，一種塑料生長(zhǎng)常用原料，每年生產(chǎn)將近 2700 萬噸含 BPA 的塑料類物質(zhì)， BPA 具有胚胎致畸性和致毒性）的檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該芯片對(duì)于 BPA 的探測(cè)極限濃度可以達(dá)到 0.1ng/ml （歐盟公布食品準(zhǔn)則中水含有BPA 的最高濃度為 1ng/ml）。3 效益分析由于目前國(guó)內(nèi)尚無同類產(chǎn)品， 而且此產(chǎn)品在疾病檢驗(yàn)，環(huán)境監(jiān)測(cè)，藥品鑒別等多個(gè)領(lǐng)域具有應(yīng)用價(jià)值， 因此本儀器具有較大的市場(chǎng)推廣空間。本傳感芯片價(jià)格低廉，使用簡(jiǎn)便，對(duì)樣品無二次污染，性能穩(wěn)定，甚至對(duì)納米量級(jí)的生化小分子探測(cè)均具有高靈敏度，相對(duì)于其他類型的傳感器件， 具有明顯的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明公開了一種復(fù)合波片光軸對(duì)準(zhǔn)方法及裝置。將待對(duì)準(zhǔn)復(fù)合波片的兩片晶片裝在支架上之后分別安裝在固定、旋轉(zhuǎn)波片卡盤上；從光源發(fā)出的光經(jīng)過起偏器后形成線偏振光；通過待對(duì)準(zhǔn)的復(fù)合波片后，線偏振光偏振態(tài)發(fā)生變化；根據(jù)探測(cè)器探測(cè)到的透射光強(qiáng)信號(hào)可進(jìn)一步獲得待對(duì)準(zhǔn)復(fù)合波片相位延遲波動(dòng)量的變化幅值；比較相位延遲波動(dòng)量的變化幅值的相對(duì)大小；通過電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)控制旋轉(zhuǎn)波片卡盤轉(zhuǎn)動(dòng)，直至將復(fù)合波片的光軸對(duì)準(zhǔn)到所要求的精度范圍內(nèi)。裝置包括光源，起偏器，固定波片卡盤，旋轉(zhuǎn)波片卡盤，旋轉(zhuǎn)檢偏器，探測(cè)器，電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)，計(jì)算機(jī)，步進(jìn)電機(jī)和電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)控制器。該方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合波片光軸進(jìn)行高精度對(duì)準(zhǔn)，裝置簡(jiǎn)易，操作簡(jiǎn)單。

本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于光柵三維投影測(cè)量中的相位誤差補(bǔ)償方法，包括如下步驟：生成正弦光柵條紋；采集經(jīng)物體表面調(diào)制之后的光柵條紋；對(duì)圖像預(yù)處理；根據(jù)預(yù)處理的條紋圖像利用相移法解相位；投射單一灰度值的灰度圖像于標(biāo)準(zhǔn)白板表面；將步驟(5)的分區(qū)域結(jié)果，通過求得的理想相位映射到投影儀靶面；根據(jù)分區(qū)域結(jié)果建立不同區(qū)域的分區(qū)域校正模型；向物體投射正弦光柵條紋；利用相移法求解初相位，根據(jù)建立的分區(qū)域誤差補(bǔ)償對(duì)相位進(jìn)行補(bǔ)償，求解實(shí)際相位；利用標(biāo)定好的相機(jī)參數(shù)和求取的絕對(duì)相位，根據(jù)空間交匯法計(jì)算出被測(cè)物體的三維坐標(biāo)信息。本發(fā)明可以解決由于Gamma非線性所導(dǎo)致的相位誤差和測(cè)量誤差。

成果描述：本發(fā)明公開了一種基于毫米波通信天線差速旋轉(zhuǎn)方式的毫米波天線對(duì)中控制系統(tǒng)。本發(fā)明的對(duì)中控制系統(tǒng)由多個(gè)相同的對(duì)中控制裝置組成，對(duì)中控制裝置分別設(shè)置在不同的毫米波天線通信站點(diǎn)中；每個(gè)對(duì)中控制裝置包括天線轉(zhuǎn)動(dòng)模塊、位置信息檢測(cè)模塊、天線信息采集傳感器和對(duì)中控制模塊；天線轉(zhuǎn)動(dòng)模塊、位置信息檢測(cè)模塊和天線信息采集傳感器分別與對(duì)中控制模塊。本發(fā)明能有效提高毫米波天線對(duì)中精度，實(shí)現(xiàn)天線自動(dòng)化對(duì)中通信，減少對(duì)中前的準(zhǔn)備工作和數(shù)據(jù)交換工作，增加毫米波的通信保密性，實(shí)現(xiàn)毫米波通信機(jī)動(dòng)性、可靠性及野外自適應(yīng)特性。市場(chǎng)前景分析：天線自動(dòng)化領(lǐng)域。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：技術(shù)先進(jìn)，性價(jià)比較高。

成果介紹基片集成類導(dǎo)波結(jié)構(gòu)是近十幾年發(fā)展起來的一類新型平面集成高性能導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，2011年被國(guó)際微波雜志列為“改變未來無源與控制器件的十大非凡發(fā)明”之首（Microwave Journal, Nov. 2011）。本項(xiàng)目組是國(guó)際上這一領(lǐng)域的主要貢獻(xiàn)者之一，在國(guó)家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新群體基金和國(guó)家973項(xiàng)目等的資助下，對(duì)基片集成類導(dǎo)波結(jié)構(gòu)的傳輸特性、諧振特性、損耗機(jī)理、模式轉(zhuǎn)換機(jī)理、極化轉(zhuǎn)換機(jī)理等科學(xué)問題及其在多個(gè)分支的創(chuàng)新應(yīng)用開展了系統(tǒng)深入的研究，建立了精確有效的設(shè)計(jì)方法，構(gòu)建了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)公式，提出并命名了半模基片集成波導(dǎo)等新型導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，提出了一系列基片集成類無源元件新結(jié)構(gòu)等。技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及參數(shù)1、在國(guó)際上最早提出并發(fā)展了適合于周期性基片集成類導(dǎo)波結(jié)構(gòu)的頻域有限差分和直線法全波分析模型，揭示了其傳輸機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了一組閉式設(shè)計(jì)公式。這組公式已被廣泛用于基片集成類導(dǎo)波結(jié)構(gòu)元器件的設(shè)計(jì)。相關(guān)代表作單篇正面他引均超過150次。2、提出并命名了半模基片集成波導(dǎo)、折疊半模基片集成波導(dǎo)等新型導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)研究了其導(dǎo)波特性、損耗機(jī)理和模式轉(zhuǎn)換機(jī)理等，構(gòu)建了設(shè)計(jì)公式，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了一系列新型微波毫米波高性能元器件，其中代表作單篇正面他引均超過100次。3、提出了多種基片集成波導(dǎo)無源新結(jié)構(gòu)，深入研究了其諧振特性、耦合特性和損耗機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了一系列高性能新型元器件及單基片集成系統(tǒng)。相關(guān)代表作合計(jì)正面他引350余次。4、在基片集成波導(dǎo)天線輻射機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，突破了經(jīng)典Elliott設(shè)計(jì)公式的局限性，建立了相應(yīng)的分析模型和設(shè)計(jì)方法，發(fā)展了一系列新穎的高性能基片集成類天線及陣列，相關(guān)代表作由于其基礎(chǔ)性和創(chuàng)新性被合計(jì)正面他引300余次。市場(chǎng)前景項(xiàng)目研究成果已獲54項(xiàng)授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利，其中部分專利已進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓并應(yīng)用于企業(yè)產(chǎn)品中。

該項(xiàng)目以基片集成類導(dǎo)波結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理與創(chuàng)新應(yīng)用為主線，對(duì)這類結(jié)構(gòu)及器件的傳輸特性、損耗機(jī)理等基礎(chǔ)科學(xué)問題進(jìn)行了深入研究，提出了半模基片集成波導(dǎo)等多種新型平面導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，發(fā)展了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法，并發(fā)明了一系列新型高性能微波毫米波器件，部分器件已得到實(shí)際應(yīng)用。

LaAgSb2，這是一種二維層狀結(jié)構(gòu)材料，分別在207 K和184 K發(fā)生兩個(gè)電荷密度波相變。這兩個(gè)相變對(duì)應(yīng)的電荷密度波的調(diào)制波矢非常小（或者說實(shí)空間的調(diào)制周期非常大），尤其是高溫對(duì)應(yīng)的相變其超格子調(diào)制周期幾乎接近原晶格周期的40倍。利用紅外光譜，他們發(fā)現(xiàn)低頻光電導(dǎo)譜存在顯著的壓制，揭示電荷密度波相變導(dǎo)致單粒子激發(fā)譜上有能隙打開，絕大部分自由載流子由于費(fèi)米面上打開能隙而丟失。尤其有意義的是，利用超快泵浦探測(cè)他們發(fā)現(xiàn)低溫存在兩個(gè)集體激發(fā)模式，其能量尺度非常小，在低溫極限下分別只有0.12 THz（～0.5 meV）和0.34 THz（～1.4 meV）。通過改變探測(cè)光波長(zhǎng)等多種實(shí)驗(yàn)條件，他們確認(rèn)這兩個(gè)集體模式分別對(duì)應(yīng)于兩個(gè)電荷密度波相變的振幅子集體激發(fā)模式。這是首次在電荷密度波材料中觀察到能量尺度如此之小的振幅子激發(fā)

1、成果簡(jiǎn)介 超聲振動(dòng)紅外熱像（熱波）無損檢測(cè)設(shè)備以超聲激振被檢測(cè)對(duì)象，以紅外熱成像方式檢測(cè)物體的內(nèi)部缺陷，具有單次檢測(cè)面積大、速度快、可單面檢測(cè)、不必拆下總裝后的部件、可在外場(chǎng)使用等優(yōu)點(diǎn)。是一種適合于任何固體材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部裂紋、分層或脫粘缺陷檢測(cè)的可視化檢測(cè)設(shè)備。主要檢測(cè)對(duì)象有：材料內(nèi)部微裂紋，復(fù)合材料的分層、脫粘和撞擊損傷，熱障涂層和陶瓷部件上的微裂紋，管道內(nèi)壁的裂紋和腐蝕坑，C/C復(fù)合材料上的裂紋，固體發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層脫粘，航天膠接結(jié)構(gòu)脫粘，焊縫內(nèi)部裂紋。該設(shè)備和技術(shù)是2001年以來4.5次國(guó)家自然科學(xué)基金、3次航空科學(xué)基金、2次航天支撐技術(shù)基金共同資助下的自主創(chuàng)新研究成果，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，有廣闊的應(yīng)用前景。 典型技術(shù)指標(biāo)： 最大激振功率：50-2600W； 圖像分辨率：320*240～620*480； 檢測(cè)時(shí)間：5s； 單次檢測(cè)面積：500mm*375mm及以上。 具體指標(biāo)可根據(jù)實(shí)際需要的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性能合理調(diào)整。2、應(yīng)用說明 用于各類材料、結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的無損檢測(cè)，如：材料內(nèi)部微裂紋，復(fù)合材料的分層、脫粘和撞擊損傷，熱障涂層和陶瓷部件上的微裂紋、脫粘，管道內(nèi)壁的裂紋和腐蝕坑，C/C復(fù)合材料上的裂紋，固體發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層脫粘，航天膠接結(jié)構(gòu)脫粘，焊縫內(nèi)部裂紋。應(yīng)用單位有航天二院201所、北京衛(wèi)星制造廠，技術(shù)合作單位有航天6院389廠、北京航空材料研究院。3、效益分析該設(shè)備和技術(shù)是自2001年以來4.5次國(guó)家自然科學(xué)基金、3次航空科學(xué)基金、2次航天支撐技術(shù)基金共同資助下積累的自主創(chuàng)新研究成果，具有國(guó)際先進(jìn)的技術(shù)水平，有臺(tái)式、移動(dòng)、便攜形式，有廣闊的應(yīng)用前景。

項(xiàng)目處于研發(fā)熟化階段。申請(qǐng)發(fā)明專利70余項(xiàng)，授權(quán)40余項(xiàng)（含美國(guó)專利2項(xiàng)），初步建立了一套自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。發(fā)明了多種用于檢測(cè)有毒氣體的聚合物氣敏材料及其低毒合成方法，其中PHFA的靈敏度是美國(guó)PNNL的BSP3的3倍；提出了雙端諧振型樂甫波傳感器，發(fā)明了聚合物波導(dǎo)薄膜和叉指電極的優(yōu)化制備工藝方法，與法國(guó)ENSEIRB的器件相比，將傳感功能結(jié)構(gòu)的靈敏度提高了12倍；發(fā)明了SAW氣體傳感器的溫濕度補(bǔ)償技術(shù)、快速解吸方法和電磁屏蔽方法。研制的手持式SAW氣體傳感器能對(duì)0.1mg/m3