复旦大学光子晶体课题组长期聚焦光子晶体等微纳光子材料的光场调控研究和针对微纳材料和器件的先进光学量检测技术的开发和应用，与上海复享光学股份有限公司合作在基础创新、技术突破和产学研转化方面取得了一系列成果。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 当今，光，作为几乎所有远程探测的手段和信息传播的媒介，对光的多维度测量分析和自由调控，既直接关系到未来信息收集、处理和传输的灵敏度和速率，也与先进微纳制造的精度、效率和能耗等诸多国家核心技术的竞争力息息相关。 复旦大学光子晶体课题组长期聚焦光子晶体等微纳光子材料的光场调控研究和针对微纳材料和器件的先进光学量检测技术的开发和应用，与上海复享光学股份有限公司合作在基础创新、技术突破和产学研转化方面取得了一系列成果。 在基础创新方面： ①动量空间光学测量思想：光与微纳结构的相互作用遵循频率-动量色散关系，也被称为光子能带。在原理上，类似于半导体利用其电子能带操控电子，光子晶体等微纳光子材料也可以通过光子能带操控光。而光子能带的本质存在于动量空间。相比于已经商业化的可探测固体材料动量空间中复杂电子能带的多维度角分辨光电子能谱设备，针对光子晶体等光子材料动量空间中光子能带的多维度光谱测量技术和设备在全世界尚属空白，亟需发展。团队突破了传统光谱测量思路，提出了从动量空间视角量检测微纳光子器件光学性能的思想。 ②适合微纳尺寸器件的动量空间成像技术：微纳尺寸的测量依赖显微镜。但显微技术在追求实空间分辨率的同时丧失了动量空间的分辨能力。此成果将傅里叶光学技术与显微技术相融合，解决了动量空间成像的像差和色差问题，实现了实空间和动量空间的双高分辨率。 ③多维度光学信息提取：相位和偏振态是可供光子器件信息调制的新自由度。团队将时域外差干涉技术延拓到具有显微分辨能力的动量空间外插干涉技术，单次成像实现了在光波长尺寸内40毫弧度的相位测量精度。同时，建立了适合于动量空间成像测量技术的耦合模理论，实现了在非相干的白光照明下任意椭圆偏振态的测量。 ④光学量测中国解决方案：处于芯片产业上游的微纳制程光学量测环节，是芯片良品率控制的关键。在此关键领域，我国远远落后于国际先进水平。动量空间成像光谱技术所采集的多维度光谱信息富含微纳结构的三维形貌信息。团队提出并实现了基于动量空间成像光谱技术的全新光学微纳制程量测新原理和新技术。该原理利用深度神经网络构筑了微纳米尺度结构与动量空间色散的构效关系和映射。同时，由于在所测量的色散关系中包含了冗余的结构信息，因此在实际技术应用中极大优化了量测逆问题中测量噪音带来的病态问题。 ⑤相关成果：团队以通讯作者发表1篇Nat.Photon.，1篇Nat.Commun.，3篇PRL，4篇Light：Sci.&Appl.，1篇Sci.Bull.，1篇Light:Advanced Manufacturing等国内外高水平期刊论文。动量空间成像光谱技术使动量空间得以被直接实验观测，并成为发现新光场调控机制的眼睛。团队利用此技术首次实验揭示了动量空间中存在具有拓扑奇点的偏振场，提出了动量空间中光场调控的新思路，开辟了光子晶体在全偏振态、涡旋光束生成和光束位移操控方面的新应用。由于周期性光子晶体无几何中心，因此不需光学对准，具有应用价值，成果被评为2020年度中国光学十大进展，入选ISI高被引论文。日本NTT首席科学家Notomi在Nat.Photon.上以"动量空间中的拓扑成真"为题对团队工作进行专题报道，给予高度评价。 在技术突破方面： ①在国际上首次实现了广谱符合阿贝正弦关系的动量空间成像光谱设备。其中动量分辨率小于1.7毫弧度，实空间分辨率小于600纳米，相位分辨率小于40毫弧度，最大偏振度误差小于1%，波长分辨率小于0.1纳米。 ②结合产业需求和动量空间成像光谱技术的优势，提供了一系列产业问题的分析解决方案，包括利用动量空间偏振依赖的辐射分布量测发光分子三维取向分布和利用动量空间光子色散关系逆向量测微纳结构纳米精度的三维形貌等。实测结果达到亚纳米分辨稳定性和98%以上的置信度，测量膜厚与计量认证厚度差异小于5埃。 ③相关成果授权发明专利9项，在申请PCT国际专利2项。

宁波大学晶体材料实验室在国际上首次成功开发钨酸镉(CWO)闪烁单晶的坩埚下降法生长技术，自主掌握CWO单晶材料制备专利技术。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 闪烁单晶是广泛应用于高能射线探测成像技术的光学功能材料。宁波大学晶体材料实验室在国际上首次成功开发钨酸镉(CWO)闪烁单晶的坩埚下降法生长技术，自主掌握CWO单晶材料制备专利技术。近年来所制备闪烁单晶性能完全达到射线探测器制造所要求实用化指标，CWO闪烁单晶材料可广泛应用于安检设备、集装箱检查系统、CT诊疗仪等技术领域。迄今已经形成单晶原坯、多规格晶片和单晶阵列的批量生产能力，相关材料产品已销往国内外相关射线探测成像设备制造厂商。 

本项目发展了柔性防护系统性能设计与提升技术，建立了“力平衡+”设计方法，开发了首套自主知识产权的商业化设计软件，发展了多元化的防护产品技术，与欧洲现有技术相比，最大防护性能提升4.5倍。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 柔性防护结构在坡面地质灾害作用下将经历大滑移、大变形等运动特征，在力学上属于强冲击作用下高度非线性动力问题，理论求解难度大。团队系统研究了坡面地质动力灾害柔性防护结构理论、技术及应用，取得了下列创新性成果:构建了防护网系统的多柔体非线性动力学模型，发展了柔性防护系统非连续动力学计算理论，可实现多元化柔性防护系统产品的性能精确预测与解析:研究了柔性防护系统关键结构部件的环境腐蚀损伤力学行为及系统性能劣化评价方法，揭示了网片累积损伤演化规律，为柔性防护系统动力损伤后的剩余承载力评价 系统运维阶段的生命评估、可靠性评价提供基础;构建了多场、多尺度、多介质耦合动力学模型，实现了对泥石流、水石流、碎屑流柔性拦截动力学过程模拟;提出了综合“空间+时间”的4D柔性防护理论。 发展了柔性防护系统性能设计与提升技术，建立了“力平衡+”设计方法，开发了首套自主知识产权的商业化设计软件，发展了多元化的防护产品技术，与欧洲现有技术相比，最大防护性能提升4.5倍。 研发了成套柔性防护结构足尺冲击试验装备，在试验能力、试验尺度、试验精度等三个方面实现全面超越;建立了标准化试验测试技术与方法，包括部件及系统试验与性能评价方法;提出了差异化设防目标和系统设计分级准则，相关成果入编两部行业标准，建立起覆盖产品、检验试验及工程建设全链条的柔性防护技术国家标准体系，相比欧洲目前的产品技术标准领先1代;开展了多项标尺性试验，累计试验次数超过300次，是欧洲该领域标志性试验的3倍，积累了大量的原始试验数据，与欧洲70年的技术发展相比，支撑了中国在该领域十年内实现理论、技术与产品研发的弯道超车。

上海大学复合材料研究中心是国内碳/碳复合材料及其预制体研制的重要基地，依靠自主研发形成了系列碳基复合材料关键技术，工艺先进可靠，装备自主可控，相关成果处于国际先进水平。 一、项目分类 促成重大科技创新突破的关键性、标志性事件或人物 二、成果简介 上海大学复合材料研究中心是国内碳/碳复合材料及其预制体研制的重要基地，依靠自主研发形成了系列碳基复合材料关键技术，工艺先进可靠，装备自主可控，相关成果处于国际先进水平。研究成果获国家科技进步二等奖4项，国家发明三等奖1项。研制的碳/碳复合材料具有耐烧蚀、抗热震、高比强度、高温性能稳定、耐磨性能优良等特点。

项目现状：我科参与国内多种肠内营养制剂的研究及临床应用效果观察，积累了丰富的经验。现已独立完成“卡力素”肠内营养制剂的基础研发、动物实验并应用于创伤病人进行临床效果观察，实验表明该制剂能有效改善创伤患者蛋白质营养状况和免疫功能。目前，尚有待于将该产品产业化生产，并进行市场推广。 项目创新：将食品工程与临床营养学等学科进行交叉和优势集成实现肠内营养制剂的生产技术和应用方面的创新，生产出更易于被机体吸收利用的肠内营养制剂，并以此作为能量及优质氮源的来源，以改善机体营养状况。另外，目前我国尚无医用食品管理法规，通过本项目的研究，为形成我国医用食品标准提供基础数据，并建立相关的医用食品质量标准。

聚合物（SBS）改性沥青显著改善了甘肃省的沥青路面使用性能，但是其成本较高、改性工艺复杂和易离析的缺点限制了其应用范围。多聚磷酸（PPA）作为一种新型沥青改性剂，具有价格低廉、工艺简单、沥青性能改善明显等优点，在甘肃省有着良好的应用前景。本项目结合沥青路面使用性能需求，采用多聚磷酸对沥青进行改性和提升，系统研究PPA改性沥青与混合料路用性能及其适用性。主要内容有：（1）PPA改性沥青路用性能研究；（2）PPA复合SBS改性沥青路用性能研究；（3）PPA改性沥青混合料路用性能研究；（4）PPA改性沥

本项目挖掘水稻优质、高产、多抗等关键基因及其优异等位变异，建立水稻优质、抗稻飞虱、抗稻瘟病、氮高效利用等多基因聚合育种技术体系，利用该技术体系，培育优质高产绿色高效粳稻新品种，并研制配套栽培技术，进行新品种的应用与推广。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 目前，我国南方主栽粳稻品种优质食味特性相对较差，且主推的优质食味水稻品种稻瘟病抗性普遍较差、氮肥利用率低并高感稻飞虱。此外，稻飞虱、穗茎瘟等病虫害的防治，仍以化学农药为主，以及化肥的过度使用，不但增加生产成本，污染环境，且严重影响了稻米品质，制约了我国水稻发展。因此，急需培育优质、多抗、氮高效水稻新品种。然而，优质、抗病虫、氮高效等育种性状，受表型鉴定等因素的制约，育种效率低、盲目性大、周期长，导致抗病虫、氮高效育种进展缓慢，优质、抗病虫、氮高效水稻品种严重匮乏。因此，迫切需要构建优质、抗病虫、氮高效利用育种技术体系，创制突破性新种质，培育优质多抗高效新品种，以满足市场需求。本项目在前期工作基础上，挖掘水稻优质、高产、多抗等关键基因及其优异等位变异，建立水稻优质、抗稻飞虱、抗稻瘟病、氮高效利用等多基因聚合育种技术体系，利用该技术体系，培育优质高产绿色高效粳稻新品种，并研制配套栽培技术，进行新品种的应用与推广。本项目成果，将显著提升我国南方粳稻优质、抗病虫、氮高效利用优异基因在育种上的利用效率和水平，加快突破性优质高产绿色高效粳稻新品种的培育；优质高产绿色高效粳稻新品种的育成和推广应用，将产生显著的社会经济效益，同时为我国优质食味粳稻品种的绿色安全生产提供品种支撑。

成果简介机器人相关技术研究， 工业与家庭应用， 具体内容包括路径规划， 导航技术，多机器人协调， 机器人关节协调等。 在复杂与未知环境中的路径规划， 机器人多自由度关节协调动作， 多机器人的协调工作完成复杂任务， 例如矿难等不同的抢险工作等， 应用于各种危险与复杂环境中， 或应用在要求非常精细的工作岗位上，功能包括语音识别， 机器人视觉， 图象处理， 环境感知， 图书馆与博物馆导航，老人陪伴与护理， 疾病辅助诊断等， 家庭智能控制中心， 应用智能控制与决策、故障诊断等技术。

技术原理及特点 ：本研究的应用领域为材料加工工程，特别是钢制件 的塑性加工。本研究针对凿岩机产品中同类零件最复杂的 “转动筒套体 ”， 从正、反挤压 2 方面开展了工艺试验与应用研究，成功开发了 “转动筒套 体”热挤压工艺。 本研究设计应用了一种 “分步脱模 ”机构，解决了经典的正挤压模具结 构存在的制件脱模难这一关键问题，正挤压分步脱模法为国内首创。 本研究在江西省内和凿岩机行业同类零件

本成果2006年获国家科技进步二等奖（参加）。