成果与项目的背景及主要用途： 大型工程活动的安全关系着人类生命安全和社会经济活动，桥梁、隧道、建筑物的结构失稳、崩塌、火灾等事故应做到及早预测与警报。光纤传感系统作为智能结构的神经网络，可为人们获知结构内部工作状态信息提供有力工具，用来测量混凝土结构变形及内部应力，检测大型结构、桥梁健康状况等。天津大学科技成果选编 技术创新： 光纤传感器：新型的光纤温度、应变传感器具有高灵敏性、高精度以及体积小的特点，便于做分布式安装，达到多点化、实时化的精准测量。光纤解调系统：研发了一系列新型的光纤光栅温度、应变传感在线监测仪。基于 DSP 技术，可实现波长解调速度 200KHZ、智能分析、智能判断和实时传输。特别适合多通道多传感器以及多传感器有同步要求的监测设备。研制了低熔点玻璃焊接封装的渗压计，极大降低了温度和湿度对压力测量的影响。 技术水平及专利与获奖情况： 专利：“光纤 Bragg 光栅传感解调装置及解调方法” 200510014877.7 应用前景分析及效益预测： 光纤传感器进入结构监测领域具有重要意义。光纤传感器的轻巧性、耐用性和长期稳定性，使其能够方便的应用于建筑钢结构和混凝土等各种建筑材料的内部应力、应变检测。已与中国计量科学研究院、国家防爆电气产品质量监督检验中心等多家机构合作，成功在石油、电力、桥梁、隧道等多个领域，实现 400多个项目的应用。 应用领域：石化系统、电力系统、隧道监测、桥梁监测、大型结构监测等 合作方式：合作开发

SD-FC4020型光纤激光切割机是采用进口国际最先进的光纤激光器输出高能量密度的激光束，并聚集在工件表面上，使工件上被超细焦点光斑照射的区域瞬间熔化和气化，通过数控机械系统移动光斑照射位置而实现自动切割。 该设备集最先进的光纤激光技术、数控技术、精密机械技术于一体，是切割不锈钢板、碳钢板、 镀锌板、冷扎板和铝板的首选。广泛应用于钣金加工、航空、航天、电子、电器、汽车、食品机械、纺织机械、工程机械、精密配件、轮船、冶金设备、电梯、家用电器、工艺礼品、工具加工、装饰、广告等领域。 

一、产品简介     在光纤的使用过程中，光纤线路的耦合对于其中光功率的传输至关重要。其中存在着两种主要的系统问题：1、如何从多种类型的发光光源将光功率耦合进一根特定的光纤；2、如何将光功率从一个光纤发射出来后经过特定的装置耦合进另外一根光纤。这两种情况都要考虑一系列因素，包括光纤的数值孔径、光纤的纤芯尺寸、光纤纤芯的折射率分布等，除此之外还要考虑光源的尺寸、辐射强度和光功率的角度分布等。每种连接方法都会受制于一些特定的条件，它们在连接点处都将导致不同数量的光功率损耗。这些损耗取决于一定参数，诸如连接点的输入功率分布、光源与连接点之间的光纤长度、在连接点处相连的两根光纤的几何特性与波导特性以及光纤头端面的质量等等。此外，多模光纤之间的连接和单模光纤之间的连接所产生的光功率损耗也有较大差异，需要区别对待。   该实验仪就是我公司针对以上问题而开发的，通过实验平台的搭建，可以让学生更深刻的了解光纤耦合的相关参数和特性，也能锻炼学生校准光路等方面的动手能力。 二、实验内容 1、650nm激光器与光纤耦合实验 2、1550nm光纤激光器与光纤耦合实验 3、相同模式光纤之间耦合实验 4、不同模式光纤之间耦合实验 5、光源与显微物镜及准直器耦合特性对比实验 三、实验配置参数 1、平台组件，导轨长度：500mm； 2、光源，波长650/1550±2nm；输出功率≥0.5mW；输出尾纤FC/PC(可定制)； 3、光功率计：400-1100nm；输入接口：航空插头；校准波长633nm；测量范围：-65dB~10dB； 4、软件：配套仪器使用，数据采集处理； 5、配置：光源，光功率计，光纤跳线，法兰盘，准直器，显微物镜，实验操作平台，实验指导书及实验录像光盘等。

简单介绍： 蛇形冷光源光纤灯性能特点：多组份玻璃光纤加工的光纤传光束，具有数值孔径大，传输损耗小，光绝缘性能好，光纤较细，填充率低，光强度大，抗电磁干扰能力强，柔软、易弯曲，蛇形冷光源光纤灯可随意改变路径，满足实验需要。 详情介绍： 技术参数： 1.电源电压：~220V+20V 50Hz+1Hz2.灯泡功率：24/150W3.色温：4000K4.输出照度：1 800.000LX5.主机材质：金属烤漆6.光纤材质：玻璃光纤7.机箱尺寸：245MM /1.00MM/ 150MM8.亮度调节：M >[连续可调光色暖白色 9.光源类型：卤素系列10.整机噪音：≤54DB11.净重：3.5KG 12.毛重：4.0KG

北京大学物理学院颜学庆教授/马文君研究员团队近期在激光加速重离子领域获得重要进展。他们利用人工设计的双层纳米靶材，获得了能量高达580兆电子伏特（MeV）的碳离子，将飞秒激光加速重离子能量记录提高了两倍。相关结果以” Laser Acceleration of Highly Energetic Carbon Ions Using a Double-Layer Target Composed of Slightly Underdense Plasma and Ultrathin Foil”为题发表在物理评论快报上（Physical Review Letters 122，014803 （2019））。 高能重离子在肿瘤治疗、生物辐照、核物理与核能等领域有着广泛的用途。利用超强飞秒脉冲激光加速重离子一直是激光加速领域的难点。之前的大量实验研究中，通常只能获得最高能量为几兆电子伏特每核子（MeV/u）的重离子。而在相同条件下，质子可被加速至近百兆电子伏特，远高于重离子。这是因为，要有效加速重离子，需要将其在加速初始阶段就电离到高电荷态注入到加速场中，并且保持足够长的加速时间。一般情况下，这两点很难同时实现。马文君研究员团队在前期工作的基础上（PRL 115, 064801 (2015)，PRL 113, 235002 (2014), Adv Mater 21(5),603 (2009), Nano Lett 7(8), 2307(2007)），设计并制备出了一种由超薄超低密度碳纳米管泡沫与类金刚石纳米薄膜组成的双层复合靶材，成功地同时实现了这两个条件。复合靶材在超强飞秒脉冲激光作用下，位于类金刚石纳米薄膜中的碳离子，先后经历了光压电离注入与长达数百飞秒的鞘场加速两个过程，最终速度达到了光速的30%。这是首次利用超短脉冲在实验中实现了重离子的级联加速。图：本研究结果（）与已有重离子加速实验结果汇总。 他们的理论与数值模拟工作表明，这种高效的加速方案也适用于金、钍、铀等重离子。在现有激光条件下，可产生能量为数十兆电子伏特每核子、密度为传统束流10^9倍的高能高密度重离子束流。这种高能高密度重离子束团将为超重元素合成、短寿命核素加速、温稠密物质等温加热等重要物理难题的解决提供新的方案。，将为科学前沿领域及新兴交叉学科的迅猛发展带来新的机遇。 马文君研究员为论文第一作者与通讯作者。颜学庆教授与韩国基础科学研究所的Nam，Chang Hee教授为共同通讯作者。论文主要作者还包括陈佳洱院士、贺贤土院士、M. Zepf教授, J. Schreiber教授, Kim, I Jong教授、林晨研究员、卢海洋研究员和余金清博士等。该项目得到国家重大科技基础设施培育项目（2017ZF22）、科技部重大仪器专项、自然科学基金重点项目、核物理与核技术国家重点实验室和北京市卓越青年科学家等项目的支持。 相关文章链接如下：Phys. Rev. Lett. 122, 014803 （2019）https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.014803Phys. Rev. Lett. 115, 064801 (2015)https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.064801

已有样品/n成果简介:　　所有汽车为了看到后面的情况，都设计左、右和中间后视镜，其主要缺点是，由于没有配备高亮度的后视大灯，在晚上的后视效果很不理想。为此一些车辆违规配置称之为“流氓灯”的后视灯，带来的副作用是影响后面车辆的视线。　　在下雨时，往往前门车窗或后视镜镜子或后挡玻璃表面沾有水滴，影响后视效果。现有的解决措施是对后视镜镜片以及后挡玻璃表面进行加热以便去除水珠，不但浪费能量，而且在水比较多或天冷时加热效果不理想，且仍然没解决前门车窗水珠问题。　　在下雨时，由于湿度大，车内外温差大，车玻璃内表

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

项目成功开发了级联振荡Er*:ZBLAN光纤激光器，采用基于多色镜技术的F-P腔和全固态LD反向泵浦技术获”了2.8um 和1.6um双波段激光输出，由于2.8ym波长的激光可进行精确切割而1.6um波长的激光可凝结止血，因此同时输出此两个波段的激光器可用于开发多用途的激光医疗系统。同时这两个波段的激光在光电对抗、激光通信、空间探测、科研测量等方面都有良好的应用前景。项目在实施过程中申报国家专利5项，已获发明专利授权3项、实用新型专利授权1项;发表科研论文8篇，其中被SCI收录7篇。

螺旋耦合掺稀土光纤棒单模输出激光器（专利号：200810118083.9）。它包括泵浦源与单模掺稀土光纤、掺稀土光纤棒；泵浦源对光纤光栅、光纤光栅与单模掺稀土光纤构成的激光器进行泵浦；泵浦源对掺稀土光纤棒进行泵浦，将光纤光栅与光纤光栅、单模掺稀土光纤连接在一起，置入在掺稀土光纤棒包层上刻的螺旋槽内，其中置入槽内的光纤光栅、单模掺稀土光纤部分或全部包层去掉，对槽进行封装，并对掺稀土光纤棒两端端面光滑处理，通过内部强耦合，使掺稀土光纤棒谐振在光纤光栅、单模掺稀土光纤构成的激光器产生的激光波长上，实现主动锁相，从而实现单模激光超亮度大功率输出。 种子激光注入式有源光纤棒单模激光器（专利号：200810118082.4），它包括泵浦源、单模种子光纤激光器、掺稀土离子光纤棒、光纤；其中泵浦源对掺稀土离子光纤棒进行泵浦；光纤的一端与单模种子光纤激光器的输出端连接，另一端去掉部分或全部包层的光纤置入掺稀土离子光纤棒包层或掺稀土离子光纤棒芯内的孔中，其后对掺稀土离子光纤棒进行热处理，使孔无空气间隙。由于光纤与掺稀土离子光纤棒芯之间的强耦合，使得掺稀土离子光纤棒谐振在单模种子光纤激光器产生的激光波长上，从而实现单模激光超亮度大功率输出。