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清华大学地球系统科学系发布新一代地球观测数据与制图成果
清华大学地球系统科学系举行新一代地球观测数据与制图成果发布会。清华大学理学院院长、地学系主任宫鹏教授和博士研究生刘涵一起，对外发布了清华大学基于亚马逊云服务（AWS）完成的新一代中国地区地球观测数据集（Seamless Data Cube，简称SDC）——2000～2018年30米分辨率逐日无缝遥感观测数据，以及在此基础上研制的中国逐季节地表覆盖和逐年土地利用制图成果。清华大学新研制的无缝数据集，填补了高空间分辨率和时间频率观测的空白。图1 首套中国30米逐日无缝遥感观测数据集SDC目前世界上主流的地球观测卫星Landsat每16天才能对全球扫描一遍，所获得的数据集是不完整的。宫鹏团队采用时空遥感技术手段和MODIS图像辅助研发的无缝遥感观测数据集Seamless Data Cube，使得每一天都有一套完整的全球30米分辨率的观测数据。正是这些逐日数据，使得地球长时间观测序列有了很好的时空一致性。基于无缝数据集，宫鹏团队提取了30米空间分辨率土地覆盖变化的情况，设计和训练了一套适应遥感大数据的深度遥感特征学习和分类模型，最终得到了世界首套中国逐季节土地覆盖和逐年土地利用制图（从2000年到2018年）。图2 首套中国2000-2018年间逐季节土地覆盖和逐年土地利用图无缝遥感观测数据集SDC以及逐季节土地覆盖和逐年土地利用制图，开辟了中国卫星遥感数据处理和信息提取的新范式。它能够服务于国民经济众多行业，比如农业集约化和土地闲置的监测、城市化与自然植被丧失的识别、土地退化和粮食安全、环境变化与健康、造林和土壤含水量的关系、城市扩张与热岛效应等研究以及碳储备等。图3 地学系团队正在定量测算新冠疫情影响下的全球粮食安全问题无缝遥感观测数据集SDC有助于打造世界顶级的在线制图服务的平台，并产生新的数据产品。例如，清华大学地学系依靠这个数据集研发了全球粮食估产模型，输入不同地方的作物种植和气候预测数据，就可以提前两个月估算出全球粮食产量情况。无缝遥感观测数据集（Seamless Data Cube）得到了亚马逊云服务（AWS）的大力支持。据AWS技术人员介绍，宫鹏团队采用AWS云服务算力，相当于全世界现在TOP200的高性能计算机所能提供的能力。AWS并不简单地提供储存和数据服务，而是在云服务里就包括了人工智能与机器学习的计算框架，采用AWS云服务后，地表覆盖制图的精度提高了10～20%。
清华大学
2021-04-11
偏振光学检测方法
清华大学深圳国际研究生院生物医药与健康工程研究院马辉教授、何宏辉副研究员团队与深圳市坪山区人民医院张振宇博士团队开展合作，运用偏振光学检测方法助力中医药研究抗击疫情。该合作团队尝试采用自主研发的非标记活体动态偏振检测技术，通过细胞和动物模型定量评估“肺卫防感汤”在抗2019新冠冠状病毒过程中发挥的干预作用及机制，阐明“肺卫防感汤”的主要有效成分，并与黄石市中医院合作观察“肺卫防感汤”治疗新型冠状病毒肺炎的临床疗效。这一研究成果将为中国传统医药治疗新型冠状病毒肺炎提供新的方案和理论依据。
清华大学
2021-04-10
SeeLight光学仿真平台
SeeLight光学仿真平台基于麦克斯韦方程组、菲涅耳-基尔霍夫衍射、阿贝成像、光线追迹等理论，结合云计算、并行计算等技术实现了模块化的物理建模仿真，涵盖物理光学、几何光学、信息光学、自适应光学等领域，具有光源库、光束传输库、器件库、探测器库等4大类近百余个模型。
中国科学院软件研究所
2022-07-22
光学基因快检仪
/space电泳技术是目前检测PCR产物的有效方法。电泳技术主要包括毛细管电泳技术与平板凝胶电泳技术。毛细管电泳技术虽具有灵敏度高、检测速度快、实验试剂耗量少等优势，但是其高昂的价格限制了其在实验室的进一步推广。平板凝电泳技术凭借其价格优势成为实验室检测DNA最常见的方法。传统凝胶电泳技术主要包括制胶、进样、电泳、染色及成像五个步骤，所涉及设备主要包括制胶槽、电泳槽、微波炉，直流电源、摇床及凝胶成像仪等。
上海理工大学
2021-04-10
AR眼镜光学模组
项目团队主要研究从事“显示”、“照明”相关的新技术、新器件、及相关的光电评测和视觉感知的研究与开发工作。擅长与“显示”、“照明”相关的色彩管理、光学设计、测量评价。主要产品为提供全息波导镜片及光学模组，产品的显示视角更大，重量更轻、透明度更高、性价比更高，目前已经和华签署330万技术开发合同。
东南大学
2021-04-11
光学纳米孔测序芯片
现阶段牛津纳米孔公司所开发的MinIon测序仪尚存在若干内在缺陷，如单次使用成本极高，单次检测正确率低，检测通量小，检测速度慢等天然缺陷。在这个意义上，我国科研工作者尚存实现自主知识产权并超越国外同行的机会
南京大学
2021-04-14
新型光学显微镜
叠层成像（Ptychography）是一种新型的“无透镜”成像方法。这一方法的重要意义在于能够克服由于透镜不完美而带来的像差，从而提高显微镜的分辨率，实现对样品更好的观察与检测。项目组在过去的几年中，一直持续地进行着叠层成像的方法学研究。我们用六硼化镧警惕作为样品，研究了叠层成像方法在轻元素成像方面的优势，并在碳纳米管上首次结合电子叠层成像和多层法，实现了碳纳米管的三维成像。相关的结果发表在 Nature Communications, P
南京大学
2021-04-14
衍射光学光束整形技术
1.痛点问题
激光广泛应用在制造、传感、医疗、科研、军事等诸多领域。对不同应用，除功率、波长、模式等有不同要求外，对激光光斑形状也逐渐提出整形要求，以适应性能不断提高的制造、传感等需求。例如在激光焊接、激光退火、激光剥离等需要圆形、矩形（方形）、线形且平顶分布的光斑；在激光打孔、激光切割等需要轴向多焦点、长焦深分布的光斑；在激光热负荷模拟或激光热处理中，需要特定形状和光强分布的光斑以匹配复杂零件并模拟实际工况等。
衍射光学是实现光束整形的重要技术手段，但在国内尚未广泛应用，例如在激光制造领域，大多系统直接利用激光聚焦光斑，少部分利用微透镜阵列、微柱镜阵列等折反射器件进行光束整形，但这种方案所能实现的光束整形通常是产生圆形、方形或矩形光斑，不能实现任意形状的光斑。此外，整形光斑边缘较为平缓不够陡峭，平顶性能不够好，存在较大的光强起伏；受限于设计与制造，按照传统方法设计，衍射光学整形光斑尺寸受限，通常包含大量散斑，且存在明显的中心零级等，或者减小线宽至数个波长以产生大角度光束整形光斑，但数个波长的线宽无法利用国产设备进行制造。
2.解决方案
本成果的衍射光学器件（DOE），是基于光的标量衍射理论，利用计算机辅助设计、并用大规模集成电路制作工艺，在基片上(或传统光学器件表面)刻蚀产生两个或多个台阶深度的浮雕结构，形成纯位相、同轴再现、具有高衍射效率的一类光学器件。利用衍射光学器件已实现了诸多功能，包括光束整形、点阵产生（包括大角度、超分辨等）、长焦深（包括中空、轴上多焦点）等，为激光制造、三维测量、超分辨显微成像、流式细胞仪等系统提供新颖解决方案。创新性地采用球面波入射（或折衍混合）、特定振幅相位约束等方法，扩大了有效衍射场，对入射波前畸变、加工误差不敏感；抑制了散斑，提高了光束整形性能，提升了数字全息显示的分辨率；实现了大角度任意点阵、白光点阵等；实现了不同排列形状的超分辨点阵；实现了多种长焦深、中空长焦深、轴上多焦点等轴向光场分布。
3.合作需求
以专利许可、技术转让、技术入股等方式进行合作，特别是具有国内高端激光制造设备公司相关资源的优先考虑，确定应用场景，研制衍射光学光束整形器件、模组和系统。
清华大学
2023-01-06
一种基于光学天线的片上无线光通信系统
本发明公开了一种基于光学天线的片上无线光通信系统，现有关于光学频段天线的发明与研究多是基于诸如透镜、反射镜等传统光学器件，这些设计只适用于较大的光学范围。本发明利用金属光学天线自身的定向辐射特性，采用片上系统集成的方式，将光学天线发射基站、反射单元、光学天线中继单元以及光学天线接收终端构成基于光学天线的片上无线光通信系统。该系统能够大大降低通信网络中器件的串扰与功耗，同时使得系统空间响应大大减小达到亚波长量级，进而提高整个光纤通信网络的传输带宽与响应速度。
浙江大学
2021-04-11
VR联合AR融入式教学系统在病理学通识教育中的应用研究
中山大学《病理与健康》本科生通识课程已历经13年建设历程，针对我校不同学科不同专业本科学生的特点，运用新教学模式、教学方法和手段以及素质教育，逐渐形成了自身特色，教学效果明显。
中山大学
2022-07-22