南开大学在“863”计划项目、市科技攻关项目和国家自然科学基金支持下，光纤光栅传感技术与应用课题组取得诸多创新性研究成果。如成功构建了可编程、微位移光纤光栅写入设备，并成功研制出高性能国产化光纤光栅；以光纤光栅作为传感基本元件，利用其波长编码与温敏力敏等优良特性，采用独特的材料和工艺进行封装，创新性地设计并开发出多种光纤光栅传感技术以及系列器件；研制和开发具有多参数、多功能、分布式的全光纤光子传感网络系统；同时，构建多光纤光栅线阵、面阵及体阵等多种拓扑结构，将光纤光栅传感器网络布设于高层建筑用于对

在现行的铁路运行系统中，铁路道岔的搬动是靠转辙机来完成的，而道岔是否搬到位又是借助于一种被称为缺口检测的机械传动装置来实现的，由于这种机械传动装置只能检测开关量而不能检测具体位移量、有误报警却不能立刻识别等缺点，给行车安全带来极大的隐患。为了解决这一问题本项目设计研制了一种新型的光纤位移传感器系统。与传统传感器相比，光纤传感器具有灵敏度高、频带宽，测量动态

本发明公开了一种基于人工表面等离激元的同频双圆极化漏波天线，包括介质基板，覆盖在该介质基板上表面的金属条带以及覆盖在该介质基板下表面的金属地板；金属条带包括两端的带地共面波导匹配结构和中间的人工表面等离激元结构；人工表面等离激元结构包括上下两个边带，每个边带包括若干调制周期排布的人工表面等离激元单元结构；上下两个边带之间开槽单元结构形成90°的角度，且上下两个边带对称设置，并有错位。本发明为双端口漏波天线，不同的端口馈电将产生不同的辐射模式，可在8.6?9.0GHz内实现双

声子极化激元是极性材料中晶格振动与光场之间的强耦合，有望应用在低损耗纳米光学元器件中。相关的理论研究由黄昆先生于上世纪五十年代提出，目前已经较为成熟。但是实验测量表面声子极化激元直到近年才有较大的进展，主要是因为表面声子极化激元的测量同时需要高的空间分辨率和能量分辨率。目前测量表面声子极化激元的主要方法为近场光学方法（s-SNOM），该方法可以在中红外和太赫兹区间对声子极化激元进行很好的探测。但在远红外区间，由于目前缺少合适的远红外激光光源和探测器，相关材料体系的表面声子极化激元的研究受到很大限制。 近日，北京大学物理学院2016级本科生亓瑞时和王任飞利用扫描透射电子显微镜的电子能量损失谱，对ZnO纳米结构中的远红外表面声子极化激元进行了细致的探测。通过在纳米尺度上测量纳米线、纳米片不同空间位置的电子能量损失，探究了表面声子极化激元的性质，得到了表面声子极化激元的色散关系，并研究了其尺寸效应、几何效应等。图1. 左：利用电子束激发和探测纳米线表面声子极化激元。右：测量得到的色散关系。 利用电子显微镜中的电子束来激发和探测声子极化激元具有很多的优点，包括（1）电子显微镜方法具有亚埃的空间分辨率；（2）电子激发具有更高的效率（电子与材料相互作用的散射截面更大）；（3）电子能激发一些非光学活性的模式；（4）电子能量损失谱能得到高q（波矢）值下的信息；（5）电子能量损失谱具有很宽的激发、测量窗口，原则上可以测量从meV量级的振动谱信号至keV量级的芯电子激发谱信号。因此，电子能量损失谱有望极大地推动包括表面声子极化激元在内的相关实验研究。 该工作于2019年7月19日在线发表于学术期刊Nano Letters（DOI:10.1021/acs.nanolett.9b01350），第一作者为北京大学物理学院2016级本科生亓瑞时、王任飞，指导老师为量子材料科学中心和电子显微镜实验室的高鹏研究员。该项研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、量子物质科学协同创新中心等基金的支持。 论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.9b01350

成果的背景及主要用途：导墙或隔水墙这种轻型薄壁结构受到脉动压力的交 变作用，导致结构物疲劳破坏和强烈振动的危险性，是一个现实的问题，应引起 水工结构设计人员的充分重视，也是水利工程研究的一个重要课题。天津大学 1996 年至 2000 年先后开展了中国长江三峡工程开发总公司委托的“三峡水利枢 纽厂坝隔（导）墙泄洪振动的水弹性模型实验研究”（编号：ZT-96（1）-7）和“三 峡工程厂坝隔（左导）墙的优化研究”（CT-98-22-5）的科研项目；2002 年至 2003 开展了中国水电顾问集团中南勘测设计研究院委托的“向家坝水电站消力池底板 和导(隔)墙结构水弹性模型试验研究”项目；2004 开展了“三峡导墙振动的原型 观测研究”。通过这些项目的研究工作，对导墙结构的流激振动和结构优化开展 了系统的实验研究、理论分析和原型观测，提出的创新性成果在工程中得到应用， 取得了显著的社会和经济效益。 技术原理与工艺流程简介：对于导墙结构流激振动响应往往是其结构设计的 控制条件，其结构的安全和结构优化设计与流激振动响应关系密切。但由于泄洪 振动的复杂性，即激振源、脉动荷载时空相关和流固耦联效应的复杂性，通过单 纯的水力模拟和数值计算难以正确确定导墙流激振动的响应。而采用泄洪激振的 水弹性实验模拟可以很好的解决这一问题。水弹性模型是对“结构——水体——地 基——动荷载”四位一体的流固振动系统的模拟，它可以同时满足“动荷载”输人系 统相似和结构系统动力响应相似，即满足水力学条件和结构动力学条件相似。通 过水弹性模拟实验研究导墙结构流激振动的一般规律，建立相应的理论计算模型， 开展原型观测，提出导墙结构安全评价的指标以及安全监测、健康振动的理论分 析方法，并通过原型观测来验证。 技术水平及专利与获奖情况：该项成果达到国际先进水平。 应用前景分析及效益预测：针对三峡工程导墙从水流条件和结构静动力条件 两个方面来进行三峡工程导墙泄洪振动及优化研究，研究成果已在工程建设中得 到应用、实施，节省投资约 4000 万元，效益明显。 开展了向家坝水电站消力池导(隔)墙结构水弹性模型研究，优化了两个导(隔) 墙体型。该研究成果对向家坝导(隔)墙的泄洪振动响应及其整体稳定性提供了科 学的评价依据，为工程建设提供了一个强有力关键的技术支撑，相关成果已被设 计采用。 结合导墙结构原型观测，应用提出导墙流激振动的反分析方法，可为导墙安 全运行监测和健康诊断提供了理论依据和技术平台，这种理论方法和技术手段对 其他泄洪消能建筑物的安全监测和健康诊断、实时预警都有广泛的应用前景。 该成果的理论方法也可推广到溢洪道边墙的流激振动和安全监测。 应用领域：水利水电工程设计和运行管理。 合作方式及条件：技术服务。

激光在芯片上光互连上的应用就直接要求激光器的特征尺度接近电子器件，并且其功耗要小于成熟的电互联，应约在10飞焦每比特量级。激光器的功耗与其尺度呈正相关的关系，10飞焦每比特量级的功耗直接要求激光器的模式体积要小于约0.02个波长立方。

本发明提供了一种成分和价态可控的掺铋石英光纤制备方法， 包括以下步骤：(1)反应管抛光去杂质；(2)预制棒包层沉积；(3)预制棒 纤芯沉积；(4)液相掺杂；(5)汽相辅助掺杂和预制棒熔缩成棒；(6)将步 骤(5)制备完成的预制棒在拉丝塔上拉制成掺铋石英光纤。本发明通过 在光纤制备过程中引入补偿铋的化合物和还原气氛，能够有效控制掺 铋石英光纤的纤芯成分，以及能够有效控制掺铋石英光纤中铋离子价 态，进而提高掺铋石英光纤的

高校科技成果尽在科转云

光纤光栅传感器具有响应快、可分布式测量、并行传输容量大、抗电磁干扰等特点，适用于应变、温度、应力等多种参量的测量，在隧道、桥梁、大坝发电 站、变电站、储油基地、各类仓库、化工厂高层建筑、航天工业等领域都有着重 要的应用。传统的光纤光栅由光敏光纤制备，其折射率调制是由于色心的产生形 成的。在 400°C以上这种光栅结构就被擦除，无法应用在高温环境下。

本系统是集柔性光纤技术、高密度光纤探头技术、快速光通路选择技术、单光子微弱荧光光子计数检测技术、温度控制技术为一体的光机电高科技系统。具有快速、高通量、高灵敏的荧光检测能力，可同时对多样品进行快速荧光检测。系统由计算机及其操作软件、多通道光路选通、温度控制、超灵敏荧光检测四部分组成。其可在同一时间内测定多通道荧光的强度值及变化，且具备完善的数据后处理功能。整体仪器具有高通量、高灵敏度、高稳定性等诸多优势，可广泛用于生物、医药、临床、食品安全、环境、化工等等需要进行大量的荧光检测的领域，具有广阔的市场前景。目前该类检测系统已经在中国科学院生物物理所和北京理化测试分析中心使用，用于对病毒、小分子物质及食品安全检测。 主要性能指标：1. 通道数：2、16、64（可按需扩展）；2. 灵敏度高：最小可探测光强 ≤10-15～10-16 W；3. 系统不稳定性：≤1%；通道切换时间：≤10ms。