研究背景 芯片是人类最伟大的发明之一，也是现代电子信息产业的基础和核心。小到手机、电脑、数码相机，大到6G、物联网、云计算均基于芯片技术的不断突破。半导体光刻工艺水平的发展是以芯片为核心的电子信息产业的基石，目前半导体光刻的制造工艺几乎是摩尔定律的物理极限。随着制造工艺的越来越小，芯片内晶体管单元已经接近分子尺度，半导体制作工艺的“瓶颈效应”越来越明显。随着全球化以及科技的高速发展，急剧增长的庞大数据量要求数据处理模型和算法结构不断优化升级，带来的结果就是对计算能力和系统功耗的要求不断提高。而目前智能电子设备大多存在传输瓶颈、功耗增加以及计算力瓶颈等现象，已越来越难以满足大数据时代对计算力与功耗的需求，因此提高运算速度同时降低运算功耗是目前信息工业界面临的紧要问题。 如当年集成电路开创信息时代一样，当下已经普及的光通信正在成为新革命力量的开路先锋。与此同时，光子芯片正在从分立式器件向集成光路演进，光子芯片向小型化、集成化的发展趋势已是必然。相对于电子驱动的集成电路，光子芯片有超高速率，超低功耗等特点，利用光信号进行数据获取、传输、计算、存储和显示的光子芯片，具有非常广阔的发展空间和巨大的潜能。 项目功能 本项目瞄准光通信关键技术及核心芯片，基于量子阱二极管发光探测共存现象，探索关键微纳制造技术，研制出可以同时实现通信、感知功能的一体化光电子芯片。 技术路线 一、技术原理及可行性 本项目主要负责人王永进教授发现如图1所示的量子阱二极管发光探测共存现象，首次研制出同质集成发射、传输、调制和接收器件的光电子芯片，这些原创工作引起了业界相关科研小组地广泛关注，化合物半导体同质集成光电子芯片成为研究热点。香港大学的蔡凯威小组和申请人合作提出湿法刻蚀和激光选择性剥离技术，在蓝宝石氮化物晶圆上实现LED基同质集成光电子芯片(Optica 5, 564-569 (2018))。沙特阿卜杜拉国王科技大学Ooi教授和美国加州大学圣巴巴拉分校Nakamura教授小组在蓝宝石氮化物晶圆上，研制出基于氮化物激光器的同质集成光电子芯片(Opt. Express 26, A219(2018))。中科院苏州纳米所孙钱小组在硅衬底氮化物晶圆上，研制出基于氮化物激光器的同质集成光电子芯片(IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 24, 8200305 (2018))。在NRZ-OOK调制方式下，InGaN/GaN量子阱二极管可实现Gbps的光发射、调制和探测速率(Appl. Phys. Express 13, 014001 (2020))。这些工作表明研发基于光子传输的化合物半导体同质集成光电子芯片以实现片上光子通信是可行的。   二、总体结构设计及工艺流程 本项目提出的同时通信/感知一体化光电子芯片基于常规的蓝宝石衬底氮化镓基多量子阱LED外延片进行设计，无需特殊定制的外延结构。以典型的2寸氮化镓基蓝光LED外延片为例，其外延片结构如图2所示，从下至上依次为蓝宝石衬底、AlGaN缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、InGaN/GaN多量子阱层和P型GaN层，通过调节InGaN/GaN多量子阱层的参数（层厚度与In的比例等等）可制备具有不同中心波长的光源器件。   图3为本项目所提出的同时通信/感知一体化光电子芯片结构。在蓝宝石衬底的氮化物晶圆上通过刻蚀和沉积等一系列晶圆级微纳加工技术，制备出单片集成的InGaN/GaN多量子阱LED和PD。光子芯片的P、N电极可以采用倒装技术直接与基板相连，光线从透明的蓝宝石衬底发出，这样不仅使得器件具有优良的电性能和热特性而且简化了其后期的封装工艺。 三、技术创新优势 1、同一块晶圆上集成LED和PD使得两者间距离大大缩短，不仅有助于增强PD对蓝宝石表面反射光线的耦合，提升感知系统性能，而且缩小了器件整体外形，符合集成电子器件小型化、便携化的发展趋势； 2、单片集成的LED和PD器件相比于传统异质的、分立的LED和PD简化了封装形式和工艺，不再需要对LED和PD进行单独的封装，而且同质集成器件的基板也较异质结构的简单统一，极大地缩短了集成系统的制作周期； 3、同时通信/感知一体化光电子芯片采用相同的工艺就可以制作出LED和PD，简化了生长异质材料的复杂性，缩短了器件流片的周期，使用同一工艺就可将LED和PD进行批量生产，有效地降低了生产成本。 四、实验验证 本项目团队所在的Peter Grünberg研究中心拥有完整的LED器件制备、光电性能测试与电学性能测试平台，并且项目成员积累了丰富的测试技术与经验，能够满足本项目的同时通信/感知一体化光电子芯片测试同时表征光电参数与电学参数的需求。下图4所示为器件形貌表征图，从左边依次是扫描电镜图、光镜图、原子力显微镜图。   基于通信感知一体化芯片，本项目利用单个多功能集成器件成功实现了对人体脉搏的监测功能，如图5所示。   另外基于通信感知一体化氮化镓光电子芯片，我们还实现了照明、成像和探测功能为一体的LED阵列系统，如图6所示。该系统可以在点亮照明的同时，实现对外界光信号的探测与感知，通过后端系统处理后，再将信息通过阵列显示出来，实现多种功能的集成。 项目负责人王永进教授是国家自然基金委优秀青年项目、国家973项目获得者，他以第一或通讯作者身份在Light-Sci Appl.等主流学术期刊发表一系列高质量研究论文，获授权中国发明专利23项，美国发明专利2项，被National Science Review、Semiconductor Today等做9次专题报道，荣获2019年中国电子学会科学技术奖（自然科学）、2019年南京市十大重大原创成果奖等。

本发明公开了一种基于光电子全息成像探测原子结构的方法，通过测量强激光作用于原子电离产生的光电子动量谱，分析其中的干涉结构，可以获取原子散射振幅的相位信息。包括：利用高强度的飞秒激光电离原子，测量电离得到的光电子的动量谱。分析测量到的动量谱，从全息干涉图中提取原子散射振幅的相位信息。由于目前还没有探测原子散射振幅相位信息的有效方法，本发明提出的方法将在全面认识原子结构方面有重要的应用价值。

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  成果简介：质谱分析仪可以实现对未知样品化学组成成分的高灵敏度检测。 目前商业化的仪器被广泛应用于制药产业，石油、化工产业，生物、化学等 科研领域。但是目前的商业质谱仪器体积、功耗庞大（吨、千瓦、百万人民 币级），极大局限了其使用范围。本产品在国际上第一次实现连续大气压接口、小型化质谱仪（重量<30千克， 功耗<100 瓦）。该仪器可以实现对气体、液体、固体样品的高灵敏度分析与 检测：分析速度快（0.2

产品详细介绍南京固琦分析仪器制造有限公司专业制造各类焊缝金相图谱分析，焊缝金相分析，定量金相分析仪，铝合金金相分析仪，钢材金相分析仪，金相图谱，金相标准图谱，碳硅分析仪器，炉前碳硅化验仪，光学分析仪器，元素分析仪，金属分析仪器，铝合金分析仪，矿石化验仪器，矿石分析仪，铝合金化验仪器,碳硫高速分析仪、多元素分析仪，生铁分析仪器，铸造化验仪器，矿石品位分析仪器，黑色金属分析仪器，金属材料化验仪器，有色金属分析仪，化学分析仪，微量多元素分析仪器，金属微量元素分析仪,五大元素分析仪，微量元素分析仪，微机三元素分析仪;镍钼铬化验仪器，可测定工业材料中碳、硫、锰、磷、硅、镍、铬、钼、铜、钛、锌、钒、镁、稀素的含量土等元素。仪器测量范围广、精度高，高、中、低档齐全，并能接受用户特殊定货。广泛应用于钢铁分析仪器、冶金化验仪器、铸造化验设备、机械分析仪器，化工分析仪器、矿山开发设备等行业及质量监督部门和大专院校。(http://www.gqfxy.com)  025-57357222 13851978239)。

小阵列核脉冲能量与时间谱分析系统是国家自然科学基金和NSAF联合基金 项目的创新成果，采用先进的低噪声阵列读出电路和基于FPGA的多通道能量与 时间谱分析系统，能够同时测量小阵列像素探测器的能谱和时间谱，并绘制出一 维能量谱、一维时间谱、能量与时间的二维谱以及光子作用位置分布图。 该系统相对于国内外现有产品的主要优点是：(1)能够同时测量核脉冲的 能量和时间谱，并给出二维谱分布；(2)能够对小阵列探测器进行高速并行读 出，并具有较高的灵敏度；(3)可以实现初步的能谱成像，并具有亚像元空间 分辨能力。 系统指探测器、模拟读出电路、FPGA谱分析系统以及电源四个模块组成， 低压电源采用±3. 7V可充电锂电池，高压电源采用IkV高压模块，探测器采用基 于CZT晶体的像素阵列探测器，探测器与模拟读出电路体积为 4. 5cmx4. 5cmx2. 7cm, FPGA 谱分析系统体积为 6. 5cmx8. Icmx2. 5cm,基本系统的 像素阵列为2x2,高分辨系统的阵列数可达8x8,系统的时间分辨可达5ns,能 量测量下限可达5keV,对59. 5keV伽马射线可以实现能量分辨率5. 5%。

经过热加工（如铸造、锻压、焊接）和压力加工的金属零件表面和内部会 存在残余应力和变形。残余应力的存在对构件是有害的，如降低工件强度和疲 劳极限、造成脆性断裂、加快构件在腐蚀大气中的腐蚀速度等；分布不均的残 余应力会对构件尺寸精度和稳定性产生极为不利的影响。因此消除残余应力是 机械制造工业技术中的一项重要课题。 当前，消除构件残余应力的方法主要有自然时效、热时效、振动时效。振 动时效较自然时效和热时效具有投资少、效率高、污染少等优点，已得到越来 越广泛的应用。但是，现有大部分的振动时效系统具有扫频速率较慢、易漏频 等缺点，而且振动时效机理尚未被解释清楚。因此，开发了基于频谱分析法的 振动时效系统，并在此系统的基础上，研究振动时效机理。 频谱分析法是将时域信号变换至频域加以分析的方法，其目的是把复杂的 时间历程波形，经过傅里叶变换以获得信号的频率结构。将此方法应用到振动 时效中获取工件固有频率，可克服传统振动时效中的缺点。此外，构建振动时 效控制系统的构建采用 VB 和 MATLAB 混编，并结合数据采集卡、变频器和激 振电机等硬件，具有开发灵活性好、自动化程度高等优点，并且缩短了产品开 发周期。经过该系统处理的试件残余应力平均下降 46.62%，达到了振动时效消 除残余应力标准。

AE8600E是天津德力仪器设备有限公司最新推出的一种用于光纤信号光谱分析的衍射光栅光谱分析仪，工作于600至1700nm波长范围内，最大分辨率可达20pm，最高测量功率+20dBm，功率灵敏度低至-90dBm。AE8600E丰富的专业APP应用，可用于半导体激光器（DFB、FP）光谱特征测量、WDM系统测试、EDFA系统参数测试、透过率和漂移测试。AE8600优越的稳定性和可靠性，极快速的光谱扫描速度，开放的数据输出，可帮助您完美应对来自光谱测试的各种挑战。

产品详细介绍用途：广泛应用于分析钢铁中Cr、Mn、Ti、V、W、Mo、Ni、Co等合金元素的定性和牌号分类，区分各种牌号的混料，控制混料非破坏性，即对被测工件无损伤，100%逐件对成批钢铁原材料或成型零件全数检测。特点：仪器轻便，采用光栅色散元件，谱线清晰，明亮，分辨率高。一机两用，室内、室外都能工作。使用范围广，携带方便。适用于机械厂、轧钢厂理化室对进厂的钢铁原料和钢坯的牌号进行复杂，不受场地环境的限制。具有快速、准确、灵活、简便的特点。