近日，上海交通大学电子系义理林教授课题组基于智能锁模算法、时间拉伸技术和实时高速电路建立的实时光谱分析控制平台，实现了锁模激光器输出飞秒脉冲的实时光谱调控，对飞秒激光器的设计具有重要的应用价值。相关成果以“Intelligent control of mode-locked femtosecond pulses by time-stretch-assisted real-time spectral analysis”为题目于2020年1月发表于国际光学顶尖期刊《Light: Science & Applications》（中科院长春光机所与Nature出版集团合办期刊），并入选为封面文章，在“News & Views”栏目被专门评述。博士生蒲国庆为第一作者，义理林教授为通信作者。 图说：期刊封面文章 飞秒尺度（1E-15秒）脉冲对应着原子分子、材料、生物蛋白、化学反应等丰富物质体系的众多超快过程，有着广泛而重要的应用。锁模激光器作为产生飞秒脉冲的重要基础研究工具，在物理、化学、生物、材料、信息科学等领域都有广泛的应用。飞秒锁模激光器自上世纪六十年代发明以来，与其相关的研究分别于1999，2005，2018年获得过诺贝尔奖。 随着超快光学的快速发展，越来越多的前沿应用需要对飞秒脉冲的时域和光谱进行精细控制。由于飞秒脉冲的产生涉及非常复杂的非线性和色散传输效应，达到特定脉冲状态的稳态输出需要对激光器多个参数在高维空间进行优化，传统基于激光器光学设计和优化的方法已被证明难以精确实现。 通过对飞秒脉冲状态进行智能识别，结合智能算法对激光器多参数进行全局优化，有望获得理想的飞秒脉冲输出，但其主要挑战在于飞秒脉冲难以实时精确识别。低速时域采样无法识别飞秒脉冲宽度和形状，光谱仪虽可识别飞秒脉冲积分光谱但无法识别其瞬时光谱，因此传统方法都无法做到实时控制飞秒脉冲精确锁模状态。为了解决这一难题，义理林教授课题组提出在锁模控制环内引入时间拉伸-色散傅里叶变换（TS-DFT）技术，通过时域到光谱的转换，采用低速时域采样即可识别飞秒脉冲对应的瞬时光谱宽度和形状。结合智能控制算法，实现了以1.4nm为精度对飞秒脉冲光谱宽带从10nm到40nm进行可编程控制，光谱形状可编程为高斯型或三角形等。这是本领域首次实现飞秒锁模脉冲光谱宽度和形状高精度实时编程控制，解决了飞秒锁模脉冲锁模状态无法精确调控的难题。 基于实时的光谱控制，该研究还展示了从窄谱锁模态至宽谱锁模态以及从三角形光谱脉冲态至宽谱锁模态的演变过程，发现两者动力学过程具有相似性，提出了目标锁模状态可能决定中间动力学过程的猜想，为人们进一步探索锁模激光器内部机理提供新视角。 图说：基于快速光谱分析的飞秒锁模脉冲智能控制 非线性光学著名专家John Dudley教授（欧洲物理学会主席，IEEE/OSA Fellow）在《Light: Science & Applications》的“News & Views”栏目撰文介绍此项工作，认为本工作极具创新性，开拓了研究锁模动力学新的可能性，很可能应用于多种锁模光纤激光器中。 义理林教授课题组过去六年来一直致力于解决飞秒锁模激光器的智能控制问题，2019年发表在光学领域顶级期刊《Optica》的“智能锁模激光器”成果入选美国光学学会旗下新闻杂志《Optics & Photonics News》2019年光学年度进展“Optics in 2019”。该方向工作部分得到国家自然科学基金（61575122）的支持。《Light: Science & Applications》论文全文https://www.nature.com/articles/s41377-020-0251-x《Light: Science & Applications》“New & Views”评述论文https://www.nature.com/articles/s41377-020-0270-7

锂离子电池对现代电子设备、电动汽车和储能系统至关重要，然而目前商用锂离子电池不能苛刻温度环境下使用，尤其在低温环境下能量密度严重衰减，限制了其在电动汽车、户外储能、国防军工以及深空探测等领域的应用。随着锂离子电池应用领域的不断拓展，要求锂离子电池在高温/低温兼顾条件下能提供能量输出，以保障装备正常工作，目前锂离子电池还难以达到这一要求。同时，锂离子电池作为苛刻温度环境服役的电源设备仍需克服较多的问题，如无法跨温区使用、低温无法充电、安全性能低等。 本成果攻克了复合碳负极材料、快离子输运特性正极材料和宽温域高电导率电解液体系等关键材料，解决了锂离子电池低温容量衰减严重、低温无法充电和高温/低温不能兼顾使用三大技术难题，突破了锂离子电池在-60~70℃宽温域使用技术壁垒，开发的锂离子电池产品可在高原高寒、沙漠、极寒极地、深空等全疆域使用要求。 本团队拥有教授、副教授和研究生100余人，依托中南大学“粉末冶金国家重点实验室”、“轻质高强结构材料国家级重点实验室”及“粉末冶金国家工程研究中心”等3个国家级研究和产业化平台，完成了三项技术转化。

本发明公开了电阻率监测冻结壁温度场的方法：首先在立井井筒或隧道周圈冻结壁钻环形排列成一圈或两圈的检测孔4～8个，检测孔的深度为150～700m，检测孔直径为133～159mm；接着，在每个检测孔内放置带有若干电极的多芯电缆，所述电极的电极距为 1.8～2.2m，将所述多芯电缆外端连接在放置在地面上的电阻率仪上，可进行冻结地层的电阻率数据采集，根据各土样的 t-ρ s 方程冻结地层钻孔柱状图，绘制冻结壁等温线图，从而得出冻结壁的发育情况。本发明数据采集量大、费用低，大大提高了冻结壁温度场信息化监测的水平，可有效地探测冻结过程中的断管、不交圈等异常现象，为冻结法安全施工提供保障。

边缘智联网（edge+AI+IOT=eAIOT）综合实验平台是一款集成物联网、嵌入式、移动互联技术、人工智能于一体的高端教学科研实验平台。 整个教学平台包括物联网、嵌入式Linux和人工智能（AI），三个部分互相支撑、互为补充。平台采用多核高性能 AI 处理器，预装 Ubuntu Linux 操作系统与OpenCV计算机视觉库，支持TensorFlow Lite、NCNN、MNN、Paddle-Lite、MACE等深度学习端侧推理框架。 实验平台支持图像处理、语音处理、无线通信、传感器原理、RFID等技术的主流算法及应用。提供完整的配套教学教材，实训案例的源码、开发手册等，满足AI和IOT教学实训、应用开发等需求。 本项目实验平台搭载瑞芯微RK3399处理器，不少于9个无线传感器节点，配备11.6寸高清触摸屏、高清相机模块、7麦麦克风阵列和ODB接口。 硬件系统采用DC12V电源适配器安全统一供电，结构为上下两层一体化设计，上层紧固式安装实验所需硬件（非磁吸式安装），实验所需硬件均平铺安装在一整块底板上，下层收纳放置配套线材、配件等设备。 实验平台支持ZigBee、BLE、lorawan、nbiot、RFID等无线网络通信，支持无线传感器网络、物联网人工智能、嵌入式系统开发、RFID射频识别技术等课程实验。同时配备可私有云和公有云部署的“物联网云平台”，配合多种传感器模块，可完成基于物联网云平台的嵌入式无线传感器综合实验。本平台提供嵌入式深度学习框架Tengine，可完成人工智能实验，包含基于深度学习的目标检测实验、基于深度学习的人脸识别实验，可完成声纹识别门禁实验、AI语音智能家居实验、知识图谱和聊天机器人实验等人工智能实验。

本发明涉及认知无线电网络中的服务质量保证和性能优化，提出了一种联合最佳接纳控制和剔除控制的 QoS 保证机制，包括系统的初始化、计算出最佳接纳概率和剔除概率以及认知用户的各个性能指标。本发明基于动态接纳概率和剔除概率的 QoS 保证机制，可以在使得系统吞吐率最大化的情况下，同时严格地保证认知用户的 QoS 要求；所述方法可以在集中式网络中得以实现。

目前国内外现有工业规模的生物质气化技术，普遍存在生物质气化效率低、燃气中焦油含量高等问题。燃气中焦油含既造成能源浪费，又易造成堵塞，加快设备损耗，气化岛整体使用寿命不长。己建成的工程利用率不高，大部分已停用，一定程度上影响了生物质气化集中供应，不利于进一步产业化。 为了解决目前存在的诸多问题，东南大学针对我国国情和农作物废弃物的特点，采用流化床低温气化+高温熔融气化制取焦油含量极低的中热值可燃气，目前已建成该工艺的日处理秸秆量7吨的成套示范工程，已稳定连续运行2000小时以上，获得了热值7MJ/Nm3的可燃气，可燃气中焦油含量小于1mg/Nm3，远小于人工煤气国家标准（GB/T 13612-2006）中焦油含量要求，生物质中碳元素转化率96.5%，能量综合利用效率90.7％，单位MJ的可燃气成本低于天然气。 本技术可广泛用于煤炉改造、粮食烘干，也可为居民提供可燃气，对加快和谐社会及新农村建设的步伐具有重要意义。 本技术已申请国家发明专利7件（授权5件），发表学术论文24篇，获国家科技支撑计划、江苏省重点研发项目支持。

高校科技成果尽在科转云

成果介绍目前国内外现有工业规模的生物质气化技术，普遍存在生物质气化效率低、燃气中焦油含量高等问题。燃气中焦油含既造成能源浪费，又易造成堵塞，加快设备损耗，气化岛整体使用寿命不长。己建成的工程利用率不高，大部分已停用，一定程度上影响了生物质气化集中供应，不利于进一步产业化。 为了解决目前存在的诸多问题，东南大学针对我国国情和农作物废弃物的特点，采用流化床低温气化+高温熔融气化制取焦油含量极低的中热值可燃气，目前已建成该工艺的日处理秸秆量7吨的成套示范工程，已稳定连续运行2000小时以上，获得了热值7MJ/Nm3的可燃气，可燃气中焦油含量小于1mg/Nm3，远小于人工煤气国家标准（GB/T 13612-2006）中焦油含量要求，生物质中碳元素转化率96.5[[[[[%]]]]]，能量综合利用效率90.7％，单位MJ的可燃气成本低于天然气。市场前景本技术可广泛用于煤炉改造、粮食烘干，也可为居民提供可燃气，对加快和谐社会及新农村建设的步伐具有重要意义。本技术已申请国家发明专利7件（授权5件），发表学术论文24篇，获国家科技支撑计划、江苏省重点研发项目支持。

油井采出液在冬季需要加热才能保证外输。有些井场会伴生套管气，因此可使用简单的水套炉燃烧套管气对采出液进行加热，简单经济效果可靠。但也有相当一部分井场没有套管气副产物，这些井场冬季解决原油加热的手段主要有三种：一是使用燃煤锅炉对原油进行加热，二是直接使用电加热，三是使用太阳能装置进行加热。燃煤方案需要外购燃煤，使用中存在一系列的弊端，如冬季运煤困难，煤炭保管成本较高、煤炭丢失，燃煤炉日常看管工作量大等，因环保因素使用受限等问题。电加热方案通过电磁加热或感应加热装置实现，从一次能源利用率角度衡量，显然经济性非常差，但设备最为简单，也基本无需人员维护。太阳能加热装置则需要很大的集热面积及相应安装场地，另外，冬季太阳辐射强度较弱因此集热量有限，并且冬季阴天较多，晚上也没有太阳能，所以太阳能装置仍需要采用电辅助加热以保证阴天和夜晚的热量供应，相比于电加热而言其总体经济性仍不够理想。