TP-DSA1 自组式光谱仪依照实验光路图分析仪器的结构，了解基本原理，并且在课程中，学生通过自主设计和调试，完成一台紫外可见分光光度计的搭建、紫外可见光谱的测量以及对于实际样品的分析平台的建立。 主要技术特点： 光源：配置了氘灯、溴钨灯，可选配低压钠灯、低压汞灯。 探测器：线阵CCD接收器。 结构：采用经典C-T结构，所有光学元件（光栅、凸透镜、球面反射镜等）可拆装，自主搭建，升级空间大。 性能：波长精度高、单色性好、杂散光低。 软件功能：设备联机、采集模式（动态采集、静态采集、背景采集）、横纵坐标扩展、峰值标注等。  

油气管道安全关乎国家能源安全，一旦发生泄露或爆炸会给国家 带来严重的经济损失和环境污染，同时也严重威胁到人民的生命安全。 截止目前，据统计全国油气管线铺设总长 12 万公里以上，并存在大约 29000 个隐患甚至是重大隐患，严重威胁到国家能源大动脉的安全 运行。石油产业对于实时、高效、安全的监测需求不断扩大，同时对 于监测手段也要求更高，包括监测过程的安全性、期间对于腐蚀环境 的耐受性、寿命、监测范围等等。 针对油气管线特殊的应用场合，基于短栅区光纤光栅传感器设计 了一种油气管线腐蚀在线监测系统。该系统可通过监测管线表面应力 变化对油气管线腐蚀缺陷进行在线监测，保障管线安全运行。结合波 分复用、时分复用技术及光纤光栅解调系统开发了基于光纤光栅的管 线腐蚀在线监测系统，并将该系统应用于中海油渤南龙口天然气终端 处理厂

本发明属于光纤通信技术领域，公开了一种空气包层SU8阵列波导光栅，包括依次连接的输入信道波导、输入平板波导、阵列波导、输出平板波导、输出信道波导；阵列波导光栅采用SU8胶在二氧化硅衬底上制作而成，所述阵列波导光栅采用空气包层。本发明解决了现有技术中阵列波导光栅的制作过程复杂、集成度不高的问题，本发明的光波损耗小、热稳定性好、加工方法简单，效率高。 成果发布时间：2021年

1 成果简介本项目设计并制备一种用于旋转放疗设备的快速宽野动态多叶光栅，研究并实现其机构、传动和驱动等关键技术。研究内容主要由以下三个方面组成，包括多叶光栅机构设计与分析、快速宽野动态多叶光栅精密传动技术、快速宽野动态多叶光栅驱动技术。 本项目的主要研究内容包括： （ 1） 快速宽野动态多叶光栅机构设计与分析 本项目建议开发的快速宽野动态多叶光栅，可实现放射线束宽野和剂量的实时动态调节，使实施的宽野和剂量分布与计划剂量相适应。多叶光栅叶片尺寸形状以及空间位置排布设计，不仅影响多叶光栅整体机械运动性能和多叶光栅使用寿命，而且直接决定多叶光栅适形度和调强能力，从而影响放疗剂量分布，并最终主导治疗效果。多叶光栅叶片的设计主要是围绕着提高适形度、减少透射半影、降低漏射、三维适形、动态调强等功能展开。多叶光栅叶片设计主要包括叶片对数、叶片高度、聚焦形式、端面设计、横截面设计等。另外，为满足高速高精度运动参数指标要求，叶片轻量化设计意义重大。在叶片的制造方面，如何实现复杂外形钨合金叶片的高精度加工工艺以及异性材料可靠拼接的复合叶片工艺，将是是本项目研究的重点之一。 （ 2） 快速宽野动态多叶光栅精密传动技术 本项目建议开发的快速宽野动态多叶光栅，采用高精度轻量化传动设计，提高叶片运动速度和运动精度，满足复杂肿瘤的治疗需求。该多叶光栅传动包括直驱传动及导轨设计。直驱传动用于驱动叶片直线往复运动，导轨用于精确导向。由于多叶光栅运动往复运动，需要频繁加减速，实现快速切换能力，为了满足叶片高速精密运动，需要高速精密的功能部件、高刚度的结构件和结合部以及轻量化的结构件提供保证。 （ 3） 快速宽野动态多叶光栅驱动技术 现有的开关式多叶光栅采用气压驱动的方式，叶片通过撞击停止，降低了机械零件的使用寿命，并产生很大的噪声，同时气路传输增加整个医疗设备的复杂度。本项目建议开发的快速宽野动态多叶光栅，采用新型高速直线电机驱动单元，可克服气动驱动方式的缺点，并能实现开关状态之外，叶片运动过程中的位置和速度的精确控制。在后续研究开展中，叶片中间位置和速度的精确控制可应用于新型螺旋断层放射治疗算法，提高治疗效率和治疗精度。 本项目的创新点主要包括： （ 1）提出一种新型快速宽野动态多叶光栅 本项目拟开发的快速宽野动态多叶光栅，叶片可快速的实现开关，开或关时间约 30ms，采用直线电机驱动方法以实现每个叶片（共 32 对）的独立运动，同时要精确控制每个叶片的速度和位置，以实现放射线束强度和区域的实时动态调节，以达到理想的照射剂量分布。拟开发的多叶光栅叶片物理厚度不大于 3mm，叶片高度不小于 100mm，叶片漏射率小于 2%。 （ 2）提出一种快速宽野动态多叶光栅机构传动方法 本项目建议开发的快速宽野动态多叶光栅，采用直驱传动技术和高精度轻量化传动设计，优化导轨受力和精度控制，实现叶片机械到位精度 0.1 mm，叶片机械重复定位精度 0.05mm。 （ 3）提出一种快速宽野动态多叶光栅驱动方法 本项目建议开发的快速宽野动态多叶光栅，采用新型高速直线电机驱动单元，叶片不仅可工作于开关状态，同时，也可实现叶片运动过程中的位置和速度的精确控制。叶片最大行程不小于 50 mm，叶片最大运动速度大于 500 mm/s，叶片加速度大于 2 g。在上述高速度高加速叶片驱动技术基础之上，本项目拟开发的多叶光栅可实现工作噪声低于 70 db。2 应用说明现阶段快速宽野动态多叶光栅基本成型，处于产业化前期，本项目提出的快速宽野动态多叶光栅，填补了国内二元多叶光栅的空白，性能指标达到国外同类产品的技术水平，且在射线效率、噪声和寿命等方面更具有优势。形成的知识产权、技术标准的种类和数量很多，获得国内发明专利和软件版权不少于 53 项。目前泰来 1 号产品研发过程中，已经申请的发明专利有 5 项：（ 1）一种多定子多动子阵列式直线电机驱动装置（ CN 102195439 A）；（ 2）用于医疗设备的 X 射线源在线切换系统及方法（ CN 102283666 A）；（ 3）肿瘤精确靶向放疗设备的时钟同步方法（ CN 102294082 A）；（ 4）用于肿瘤治疗的摆台装置和精确靶向治疗设备（ CN 102188779 A）；（ 5）多驱动单元组成的进给系统（ CN 101618517 B）。已经申请的软件版权有 10 项，医疗设备直线电机设计软件；医用多叶光栅调试软件；医用多叶光栅数控加工自动编程软件；放疗多叶准直器控制软件； TL2012 医用环形加速器出束控制软件；环形医用加速器安全联锁软件；包络断层放疗算法软件；医用加速器环形机架断层运动控制软件；医用加速器调试软件；医用肿瘤 3D 建模与数控加工自动编程软件。3 效益分析多叶光栅技术是放疗设备的关键所在，国外设备由于技术领先占据了国内外的高端市场，但这远不能满足市场的需求。据统计，目前全世界每年对放疗设备的顾客需求量是 300台/年，以多叶光栅每台 30 万美元计算，且仅占据 1/3 市场，则能够产生的效益巨大。4 合作方式技术转让或合作开发，商谈。5 项目所属行业领域医疗健康领域。

        技术成熟度：技术突破         传统CMOS工艺的图形处理器通常是由探测、存储、处理等多个分立系统构成，不可避免的增加了集成电路的复杂性、功耗和成本，忆阻器在新型信息存储器件、存算一体化技术及人工神经网络等领域有着巨大应用潜力。         研发团队发展的感存算一体化新型光电忆阻材料与器件能够解决传统人工视听觉系统在容量、集成度、速度等方面的技术瓶颈问题，是实现高效智能视听觉传感系统的基础。研发团队首次在基于氧化钨材料忆阻突触器件的视听觉系统中模拟了速度检测的多普勒频移信息处理，进而实现高通滤波和处理具有相对时序和频移的尖峰数据。这些结果为视听觉运动感知的模拟提供了新机会，促进了其在未来神经形态传感领域的应用。         意向开展成果转化的前提条件：中试放大及产业化工艺开发资金支持

本成果重点开展多材料集成的特种传感功能光纤、微纳尺度及高性能光纤传感器研究，重点开展半导体、晶体、金属、纳米粒子材料混合集成传感功能光纤制备、三维微结构光纤传感器件等理论和核心技术研究，在电力系统特种传感光纤技术方面达到国际领先水平，实现了从“传感机理”到“特种光纤研制”、“关键传感器件”再到“光电探测系统”及“工程化应用技术”的原创性整体突破。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 针对高温、高压、强辐射等恶劣环境及微纳尺度环境的微弱多参量检测中的关键科学问题，本成果重点开展多材料集成的特种传感功能光纤、微纳尺度及高性能光纤传感器研究，重点开展半导体、晶体、金属、纳米粒子材料混合集成传感功能光纤制备、三维微结构光纤传感器件等理论和核心技术研究，在电力系统特种传感光纤技术方面达到国际领先水平，实现了从“传感机理”到“特种光纤研制”、“关键传感器件”再到“光电探测系统”及“工程化应用技术”的原创性整体突破。 针对高压局部放电微弱荧光可靠探测难题，首次提出了铈铽掺杂石英荧光光纤传感技术，研制出铈铽共掺荧光增强石英光纤，解决了荧光探测灵敏度低、传感材料可靠性差的问题。针对高压环境下高灵敏温度探测难题，首次提出了硫化铅纳米掺杂温敏传感光纤技术，并研制出高灵敏度光纤光栅温度传感器，实现了对电力系统关键装备的在线监测及故障预警。研制出高压电缆及关键设备的局部放电在线监测系统，攻克了信号衰落误报、局部放电声发射信号增敏检测等难题。

2020年我国热释电红外传感器行业市场规模近 10 亿元，年均复合增长率超 20％，作为核心元件材料的热释电陶瓷材料相关技术获得了业内的普遍关注。热释电红外传感器可用于遥感、制导、 夜视、主动雷达、热成像、气体分析、辐射计、测温等军事和工业领域，随着近年来消费电子的功能多样化，其在消费电子电器产品中的应用正迅猛增长。本团队在高性能热释电陶瓷材料领域进行了多年研究，研发了多种不同体系的高热释电系数陶瓷材料，具有广阔的产业化应用前景。在宽温区范围内（-55 ℃-150 ℃）进行多样品热释电系数（衡量热释电陶瓷材料性能的重要参数）的精准测量是热释电材料研 究领域的难点之一，本团队搭建的热释电系数一体化精密测量装置，可以在-55 ℃-150 ℃宽温区范围内一次同时测量 8 个样品的热释电系数，样品最小测试面积低至0.5mm2，可最大程度保证测 量数据的精准性、可靠性和重复性。 2020年我国热释电红外传感器行业市场规模近 10 亿元，年均复合增长率超 20％，作为核心元件材料的热释电陶瓷材料相关技术获得了业内的普遍关注。热释电红外传感器可用于遥感、制导、 夜视、主动雷达、热成像、气体分析、辐射计、测温等军事和工业领域，随着近年来消费电子的功能多样化，其在消费电子电器产品中的应用正迅猛增长。本团队在高性能热释电陶瓷材料领域进行了多年研究，研发了多种不同体系的高热释电系数陶瓷材料，具有广阔的产业化应用前景。在宽温区范围内（-55 ℃-150 ℃）进行多样品热释电系数（衡量热释电陶瓷材料性能的重要参数）的精准测量是热释电材料研 究领域的难点之一，本团队搭建的热释电系数一体化精密测量装置，可以在-55 ℃-150 ℃宽温区范围内一次同时测量 8 个样品的热释电系数，样品最小测试面积低至0.5mm2，可最大程度保证测 量数据的精准性、可靠性和重复性。 

本发明涉及一种新型大包层传感光纤及其光纤传感环。光纤由长拍长保偏光子晶体光纤从头到尾经扭转处理形成，扭转以后光纤的最小螺距介于0.2～2mm之间。光纤的包层介于300～800μm之间。传感环包括石英基底层、传感光纤、石英上包层、外部保护骨架等。采用超快激光加工技术，对一体化传感光纤进行整体定型。退火释放应力之后，磨平粗糙部分；钻出中心通孔，放入外部保护骨架内固定封装即可。石英基底层的膨胀系数和光纤接近，封装成传感环后，既减少了外部温度和振动对一体化光纤偏振态的影响，又有效地固定和保护了一体化光纤。本发明制作精度高，使用方便。