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。

 传能光纤涂料是涂覆在低羟基石英光纤上的低折射率涂料。当石英预制棒拉丝到一定直径时，在石英光纤表面涂覆这种低折射率涂料，使传能光纤达到较高的数值孔径，并赋予石英光纤一定的机械强度和良好的光学性能，用于保护其不受外界环境影响，稳定长距离传输能量。目前国内尚未成功开发和应用此类涂料，全部依赖于进口，且价格昂贵。  本项目研究的低折射率光固化涂料采用含氟和硅材料经过特殊工艺制备而成，折射率低于1.40，完全满足长距离传能需求，每公里损耗小于6db。

已有样品/n在相关需求和学科发展的驱动下， 2004年开展了基于光纤干涉测量技术原理的大气光纤湍流测量技术研究， 次年完成了可行性方案论证工作， 2006年建成了原理样机系统， 该成果被国际光学权威刊物Applied Optics发表， 2011年完成实验样机系统的研制， 2015年完成了便携式光纤湍流测量系统的研制。 此后与相关大学和公司合作， 攻克了包括调制解调技术、 噪声抑制、 信号衰退等问题在内的多项关键技术， 并且在模块

利用分布式光纤传感技术对公路上行驶的机动车辆的动态信息进行实时检测，提供实时、可靠的车辆基本交通信息，为判断交通状况提供根本依据，从而实现高速公路智能化管理，达到高速、安全的物流保障目标。分布式光纤传感测量方法光纤既作为信号传输媒质，又作为信号传感介质，实现分布测量。光纤铺在公路车道上，车辆碾压段利用金属锴装保护。

本发明公开了一种光纤特征参数测量仪器。本发明包括一个激·823·光器、两根单模光纤、两个光纤准直器，两个光纤耦合器、两个分束器，两个相位板、若干待测光纤，一个旋转多普勒效应发生器、一个光电探测器。激光器产生的激光由单模光纤输出，准直后被分束器分成两路，一路经过相位板调制后，再耦合到待测光纤中，待测光纤的输出光与另外一路经相位板调制成某个指定模式后的光合成为一束光束，合成的光束入射到旋转多普勒效应发生器变

煤矿井下的生产过程复杂、生产环境恶劣、自然灾害多，严重威胁煤炭生产和人员安全。煤矿工业电视系统的应用使得地面人员可以对煤矿的生产过程实施监控，既能了解当前的工作状况科学调度指挥以提高生产效率，又能及时发现事故防患于未然。该系统通过井上和井下多台摄像机采集煤矿生产全过程的视频信息，再使用光纤通信技术将视频信号传输回地面监控调度中心，提高了传输的有效性和可靠性。地面监控调度中心可以通过矩阵控制系统对输入的视频信号进行控制与切换，最终在大屏幕上实现多信号的实时显示。该成果在煤矿的安全科学生产中的应用有着广阔的前景。

一、系统组成：     MXYZ7002是一款全新的光纤通信实验箱，它是国内第一套包含CDMA光传输系统、OTDR测量仪的光纤实验系统。 该实验平台主要由：光无源器件组、模拟图像传输系统、计算机数据传输系统、光终端机、电终端机、误码测试、OCDMA/OTDR模块等几大部分组成。 主要模块有： 2/4线用户接口模块、DTMF检测模块、PCM编码模块、数字复接和解复接模块（E1传输技术）、HDB3编译码模块、电终端定时模块、同步数据接口模块、数据扰码与解扰码模块、CMI编译码模块、5B6B编译码模块、光纤端定时模块、误码检测模块、OCDMA/OTDR模块、图像发送模块、图像接收模块、计算机接口模块。无源器件组有多个光源、单模光纤、多模光纤、光纤连接器、光复用器(合波器和分波器)、光分路器、光衰减器等等。 外形尺寸：长470mm*宽350mm*高140mm 二、系统特点： 它包含OCDMA光传输系统、OTDR测量仪的光纤实验系统； 误码测试可实现远程的在线测试功能，其精确度达到MXYZ9001性能指标； 图像业务与数据、话音业务在同一根光纤中同时传输； 在一个实验箱上可实现光路收发功能，通过提供的实验器材实现复杂的光路配置； 光路实验内容众多：本实验箱以光收发模块和光无源器件为重点，开设了光路测量方面的几十种相关实验； 系统概念突出、完整、清晰是该设备的一个突出优点，该实验系统涵盖了几乎所有的光纤通信技术。 实验内容与当今光纤通信原理课程和教学大纲结合紧密，具有完善的实验指导书； 具有二次开发功能； 能同时构成光波分复用系统与单芯双向光纤传输系统； 光端机发射功率强（约0dBm），为回波返损测试、OTDR功能测试提供了测试条件； 光检测灵敏度高，实际测试指标约-40dBm； 实验系统配置灵活，可根据实验需求实现不同配置； 采用了可靠的保护面板，使其更适应实验室环境； 实用性：可建立临时应急通信系统（点对点距离大于50公里），可传输PCM电话、同步数据（速率：048Mbps），计算机数据、模拟图像等业务。 三、典型实验项目： 多模光纤特性测量 单模光纤特性测量 法兰盘特性测量 衰减器特性测量 光分路器特性测量 光波分复用器特性测量 回波反损测量 光波长测量 扰模器制作 PI特性测量 光源稳定性测量 模拟信号光调制 模拟信号光接收 图像信号传输 CMI码型变换实验 接收定时恢复电路实验 消光比测量 5B6B码型变换实验 光时域反射测试仪 CDMA扩频调制解调实验 AMI／HDB3终端接口实验 同步数据接口实验 异步数据接口实验 CMI传输系统测试 5B6B线路编码通信系统综合测试（需2台同时进行） CDMA传输系统测试 在线误码测试 计算机数据传输系统测试 光纤传输系统抗干扰性能测量 同步数据通信系统测试 用户环路接口实验（需2台同时进行） 双音多频检测实验 PCM编译码器系统（需信号源） E1帧成形及其传输实验 E1帧同步提取系统实验 PDH系统实验（需2台同时进行） 二次开发实验 可变分频器实验 m序列的产生实验 噪声信号的产生 扰码实验 解扰实验 CMI编码实验 CMI译码实验 5B6B编码实验 5B6B译码实验 复接实验 帧同步实验 说明： 客户自行配置光功率计、误码仪、示波器和计算机

一、产品简介        光纤通信作为一门新兴技术，它具有容量大、中继距离长、保密性好、不受电磁干扰和节省铜材等优点。近年来发展速度快，已被广泛应用到军事通信、民用通信等各种领域，是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。光缆是当今信息社会各种信息网的主要传输工具，它将取代传统的线路时代，目前在人们的生活和工作中应用广泛。为此公司研制出本实验系统，让学生了解和认识光纤光缆，是学校金工实习（工程实习）与工程检测的不二之选。 二、教学目的  1、熟悉光纤光缆型号及结构，掌握其装配方法、使用环境及保护措施等； 2、了解光缆的开缆工具及开缆过程； 3、熟悉掌握光纤接续基本过程； 4、了解并掌握OTDR的操作方法及注意事项； 5、掌握在手动和自定义模式下，熔接参数对溶解性的影响； 6、了解掌握OTDR及可见光对故障点的定位方法； 7、观测光纤尾端在不同连接头情况下的OTDR曲线； 8、熟悉光缆接续盒的结构，掌握光缆接续的注意事项； 三、实验内容 1、不同种类光纤光缆及光器件的认知和操作实验； 2、剥纤、清洁、切纤及光纤接续实训操作实验； 3、熔接机原理及使用实训操作实验； 4、基于剪断法的熔接损耗测量实验； 5、利用OTDR测量光纤长度实验； 6、利用OTDR测量光纤损耗实验； 7、手动模式下，光纤熔接实训实验； 8、自定义模式下，光纤熔接实训实验；

《美国国家科学院院刊》（ PNAS）在线发表了清华大学医学院生物医学工程系和清华-北大生命联合中心杜亚楠教授研究组题为“纤维化扩展中旁张力信号介导的肌成纤维细胞和纤维细胞通讯”(Matrix-transmitted paratensile signaling enables myofibroblast-fibroblast crosstalk in fibrosis expansion)的研究长文。该研究应用单细胞力学刺激和体外仿生模型结合数学模型计算，系统探究了基质材料介导的力学信号在细胞间通讯的时空作用模式、分子基础，及其在纤维化发展蔓延过程中的作用，为细胞间力学信号介导的成纤维细胞（FB）-肌成纤维细胞(MF)互作提供了直接证据，并将这种纤维化发展进程中基质纤维介导的新型细胞间通讯模式命名为 “旁张力信号”（Paratensile signaling）。组织器官在受到损伤之后，会发生损伤修复，诱发组织纤维化。如果没有有效的控制措施，慢性纤维化疾病会最终导致组织硬化，诱发器官衰竭。有研究表明，在现代社会死亡病例中有将近50%与组织器官的慢性纤维化相关，包括此次新冠肺炎，会伴有肺部纤维化，重症患者纤维化进一步蔓延可导致呼吸衰竭，肺部纤维化也是愈后后遗症的重要风险因素之一。成纤维细胞的持续激活是各类组织纤维化中的主要诱因，在组织器官受到损伤或病毒感染之后，组织内的成纤维细胞FB会受到“旁分泌因子”（paracrine factors），例如TGF-b，PDGF等诱导，激活分化成为肌成纤维细胞MF，并分泌大量的细胞因子及细胞外基质，造成更广泛的成纤维细胞激活和组织硬化，进而引起组织器官内纤维化区域蔓延。除了感知化学信号，部分研究显示体外细胞会导致细胞外基质生物化学及生物物理性质的改变，也有研究表明细胞能够感受细胞外基质的物理特性，比如硬度、粘弹性等并作出响应。2017年，杜亚楠课题组发表于《自然·材料》的研究发现，在肝脏纤维化早期，肝窦内皮细胞可通过胶原纤维束传递力学信号激活星型细胞，导致肝脏纤维化蔓延。但是到目前为止，纤维化进展过程中细胞外基质材料介导的细胞间力学通讯的模式是否保守，以及其在组织器官内的蔓延模式、相关分子机制尚不明确。图1 组织纤维化扩展中旁张力信号介导的细胞间机械通讯示意图旁张力信号包含三个过程，一、力学信号的产生；二、力学信号在细胞外基质传递；三、周围细胞接受力学信号刺激作出响应。此过程介导了纤维化区域在组织内的扩张蔓延。研究团队首先在单细胞和多细胞水平上，通过统计FB和MF细胞收缩力和互作结果，显示细胞间存在基于胶原纤维化介质的细胞间通讯。为了进一步证明细胞间的机械通讯行为，团队建立了基于原子力显微镜可通过胶原纤维对单细胞施加可控、细胞级别力刺激的研究平台，利用该平台尽可能去除旁分泌等化学信号对细胞造成的影响。团队研究了来源于不同组织（肝脏、心脏和皮肤）的成纤维细胞对于旁张力信号的响应模式，即旁张力信号作用机制的三个过程：力的产生-力学信号在细胞外基质传递-临近细胞感受力学信号作出响应；研究发现距离施力细胞70微米 之外的细胞能在1秒之内对旁张力信号作出响应，并且初步证明细胞表面胶原蛋白受体Integrin/DDR2和机械力敏感钙离子通道Pizeo1介导了细胞间力学信号向细胞内生物化学信号的转变。 基于实验现象，团队进一步建立了基于单纯旁张力的数学模拟计算方法（Fibroblast - Myofibroblast Populated Collagen Lattice model, FMPCL），利用该数学模型可重现体外实验结果，包括细胞力产生、胶原纤维束的聚集及旁张力信号介导的成纤维细胞的激活，同时可预测在单细胞、多细胞水平下细胞间作用距离对于细胞激活的程度。在细胞水平研究的基础上，进一步结合微加工技术、组织工程手段和报告基因系统，分别构建了可模拟纤维化蔓延界面的体外纤维化灶扩展（ fibrotic foci expansion）模型和可模拟心脏纤维化扩展的体外仿生模型，并结合数学仿真，发现在纤维化组织和正常组织交界面（border zone）存在广泛的MF-BF细胞间旁张力通讯，导致界面不断扩展、纤维化区域蔓延。使用激光切割技术切断介质胶原纤维束，能够显著的阻断纤维化区域的蔓延。同样，阻断细胞间旁张力通讯能够抑制体外仿生模型中心脏纤维化的蔓延，证明了旁张力信号在组织纤维化扩展蔓延中不可或缺的作用（图2）。图2 纤维化蔓延界面和心脏纤维化仿生体外组织模型和数学模型在纤维化蔓延界面体外（A）和数学模拟（B）仿生模型中，在未干预的情况下，纤维化区域呈现显著蔓延并伴随着成纤维细胞的激活。通过显微切割技术切断纤维化界面的胶原纤维阻断旁张力信号，纤维化蔓延趋势得到显著抑制。同样在模拟心脏心室壁的组织纤维化模型和数学模拟模型中（C），在未干预情况下均出现显著纤维化蔓延，但是经过小分子BAPN处理抑制胶原纤维重塑，纤维化区域的蔓延得到抑制。该研究为细胞外基质材料介导的细胞间机械通讯提供了直接证据，“旁张力”细胞间通讯模式是对现有基于生化因子的“旁分泌”信号机制的重要补充（见视频），为纤维化病理研究提供了新视角，为临床干预纤维化疾病提供了新思路。清华大学医学院生物医学工程系教授、北大-清华生命联合中心研究员杜亚楠为本论文通讯作者，杜亚楠研究组已毕业博士刘龙伟、硕士于鸿升为本文的共同第一作者。杜亚楠课题组已毕业博士赵辉、鄢晓君，在读博士生龙艺、吴钊钊、尤志峰、周律等对此项工作有重要贡献。该研究得到了北京市自然科学基金、北京市自然科学技术委员会和国家自然科学基金的资助。文章链接：https://www.pnas.org/content/early/2020/04/30/1910650117?from=groupmessage&isappinstalled=0