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关于远红外表面声子极化激元探测的研究进展
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
北京大学
2021-04-11
基于光力相互作用的非互易声子耦合的新原理
学谐振子在现代科技和生活中具有广泛的应用，大到引力波探测装置，小到我们身边的手机，涉及传感、变频、滤波等重要器件。一般的谐振子器件是互易的，即器件内部或者两个器件之间的声子传递和方向无关。而非互易的谐振子器件对于全双工声子信号收发、声子隔离等有着非常关键的作用，甚至还可以用来对热能进行单向传递，使冷的物体更冷，热的物体更热。图a，基于光力相互作用的非互易声子耦合机制。b，通过控制激光相位，声子隔离度±30分贝连续可调。 光力学是光学和力学相结合的新兴科研领域。光力相互作用可以用于光学和力学模式的精密调控和测量，有着重要的物理意义和实际应用。这个工作中的光力学系统由超高品质因子的氮化硅纳米薄膜和高精细度光学腔构成。激光将声子从纳米薄膜的一个谐振模式转化为光子，再变回另一个谐振模式中的声子。多束激光的物理效应互相干涉，使声子传递增强或者减弱。通过控制激光相位，实现了声子隔离度在±30分贝范围内连续可调（如图所示）。在徐海潭等人之前的工作（Nature 537，80 （2016））中，他们通过拓扑操作实现了瞬态的非互易声子传递，而在最新的工作中，他们通过光力相互作用产生了声子模式间静态的非互易耦合，从而实现了稳定的非互易声子传递。
北京大学
2021-04-11
一种基于子结构的复合材料弹性参数识别方法
本发明提供了一种基于子结构的复合材料弹性参数识别方法，建立复合材料子结构有限元模型，根据子结构理论对复合材料子结构模型进行动力学缩聚；缩聚后子结构特征矩阵装配到残余结构上，计算得到复合材料全模型模态信息；提取全模型模态数据，计算模态频率对残余结构弹性参数的相对灵敏度；将试验和有限元模拟的模态频率残差的二范数作为目标函数，利用迭代优化算法最小化目标函数。本发明通过考虑了子结构的复合材料建模，将模型待识别部分定义为残余结构，通过全模型模态频率对残余结构弹性参数的相对灵敏度分析和模态振型匹配，采用优化迭代算法识别复合材料待识别参数，节省计算资源，提高计算效率，具有十分重要的工程意义。
东南大学
2021-04-11
针对第二陈数保护的手征Majorana费米子态的研究
当系统处于FFLO类型的超导配对时，在超导的涡旋线激发中出现手征无能隙马约拉纳态，且进一步表明，该手征特性的马约拉纳模不能由在二维空间定义的第一陈数保护。在原本的三维真实空间上，以超导相位作为参数空间，引入人工维度，进而研究由真实空间加人工维度形成的人造四维空间拓扑特性。他们计算发现在该四维空间中，系统的第二陈数非零，且提供了对前述涡旋线中手征马约拉纳态的拓扑保护。这个结论存在一系列非平凡推论，其中最有趣的是当考虑涡旋环结构时，该手征马约拉纳态可满足3-loop型的3D非阿贝尔统计。这对于研究高维空间的非阿贝尔统计性质以及新型拓扑物态提供了实际物理平台。
北京大学
2021-04-11
一种基于逆向子结构的有限元模型修正方法
本发明公开了一种基于逆向子结构的有限元模型修正方法。该 方法包括以下步骤：首先，测量实际工程结构的试验模态，建立整体 结构的试验模态；通过独立子结构试验模态参数和整体结构试验模态 参数之间的关系，将整体结构的试验模态分解为独立子结构的试验模 态；然后，基于独立子结构的试验模态建立目标函数，调整独立子结 构参数，使目标函数最小化，获取子结构最优结构参数，根据所述最 优结构参数修正独立子结构有限元模型；最后，根据结构损伤前后有 限元模型结构参数的变化完成结构损伤识别。本发明通过修正独立子 结构模型，避免
华中科技大学
2021-04-14
餐厨废弃物分质分相梯级转化技术与应用
餐厨垃圾是指家庭、学校、机关、公共食堂以及餐饮行业的食物废料、餐饮剩余物、食品加工废料及不可再食用的动植物油脂和各类油水混合物，是城市生活垃圾的一部分。垃圾处理是环保领域的支撑性产业之一，目前市场缺口明显，可增长空间巨大。而餐厨垃圾处理又是垃圾处理的重要一环，我国每年产生餐厨废弃物不低于6000万吨，年均增速达15%以上，潜在需求旺盛，具有良好产业发展契机。我国餐厨废弃物处理主要采用厌氧消化工艺，
但由于餐厨废弃物”油－水－固“共存的特点导致处理过程中有机质转化率低、工艺稳定性差、二次污染控制不足等问题，严重制约着其工艺推广。
浙江大学石伟勇教授联合课题组针对餐厨废弃物等瓶颈问题：开发了热调质的提油技术和好氧生物调控的脱水技术，实现“油—水”的高效分相转化，为有机物后续梯级转化利用提供了有力的技术支撑。(2)发明了微好氧生物强化产酸、Fe2+/Fe3＋促解除丁酸抑制及活化过硫酸盐强化产气的“酸－气”时序性可选调控技术，实现餐厨废弃物短程产酸、解除中程酸抑制及长程强化产气的灵活多梯级转化。为解决现有餐厨废弃物厌氧发酵工程的酸抑制等系统不稳定难题提供了有效的解决方案。
浙江大学
2023-05-10
基于差分拉曼便携动态无创血糖监测仪
本成果首次创新性采用指甲上采集血糖拉曼信号，并利用双波长激发差分算法消除背景噪声，极大提升信号信噪比，实现个体病例一天血糖变化趋势监测。其中核心技术包括拉曼光谱差分算法和多重迭代反卷积算法进行血糖浓度预测，解决了利用光学方法实现无创监测血糖在低血糖浓度（4mmol/L）监测不准确的行业难题；
一、项目分类
关键核心技术突破
二、技术分析
1、研发背景：
无创血糖动态检测技术一直是医学工程领域研究热点之一，也是具有挑战性的世界性难题，我国现有近1.4亿的糖尿病患者。而糖尿病作为一种慢性疾病，目前还没有效的治疗方式，血糖监测是其唯一的预防及治疗方式。
解决主要问题：
解决了常规拉曼无创血糖监测背景噪声影响大，监测准确度低等问题，首次创新性采用指甲上采集血糖拉曼信号，并利用双波长激发差分算法消除背景噪声，极大提升信号信噪比，实现个体病例一天血糖变化趋势监测。其中核心技术包括拉曼光谱差分算法和多重迭代反卷积算法进行血糖浓度预测，解决了利用光学方法实现无创监测血糖在低血糖浓度（4mmol/L）监测不准确的行业难题；
创新性：
1）方法创新：实验证明在指甲上可以有效测得拉曼信号，预测正确度达到85%（GB/T 27417-2017）以上，达到国际医疗标准；
2）算法创新：在差分算法中加入特殊约束算符对信号进行约束优化，有效的抑制了噪声信号并使较弱的拉曼峰信号增强近百倍。
3）外观设计创新：自主设计一款便携式、小型化（长×宽×高=15×4×10cm），符合人体工学的无创血糖仪，用户单手即可快速完成血糖监测；
技术先进性：
首次实现了 利用差分拉曼光谱技术在指甲处实现全天动态血糖监测。对比分析国内外所检文献，属于我们首次提出。
推广应用价值：
有望解决利用传统拉曼光谱技术诸多问题，将极大促进拉曼光谱技术在动态血糖监测领域的应用，加快相应无创血糖仪的推出和市场推广。
市场前景：
我国糖尿病患者近1.4亿，未来三年无创血糖仪的市场将达到180亿元，我们按1%市场占有率来看，销售规模将超亿元。
前期应用情况：
项目的技术开发完成，工程化样机开发完成，处于大样本病例数据采集测试中。
北京理工大学
2022-08-17
双重（三重）差分模型在政策评价中的运用
双重（三重）差分模型通过设置交互项来分析政策效应，在政策评价领域具有明显优势。该研究设计的优势在于：第一，通过将改革引起的结局变量时间前后差异和组织内外部因素引起的结局变量的差异结合起来，以反映改革的效应。第二，其他因素的影响，如研究阶段内可能存在其他政策，这些政策可能与本研究关注的结局相关。如果这些政策对不同组别的影响不一致，那么排除这些政策就可能会产生偏倚。如果研究样本当中这些因素分布不均衡，就应该对这些非随机的因素进行控制以稀释它的不同影响。尤其是在评价宏观事件的影响时，因为在研究设计上无法找到一个符合实际的合理的对照组而对控制其他改革效应带来了难度。双重差分可提供一个罕见于其他相关研究的机会，通过政策实施前后结果取差来排除没有考虑到的因素的存在以及由于它们的存在可能造成的混杂效应，使对政策效应的分析更加可行，也更接近现实实际。
成都中医药大学
2015-07-15
一种基于混合差分的车流量检测方法
本发明公开了一种基于混合差分的车流量检测方法，其步骤包括采用摄像机采集道路交通视频，经逐帧提取视频中的图像并进行预处理，获得待检测的包含道路和车辆信息的图像f(x，y)，再在车流量检测模块中对图像f(x，y)进行处理，识别出图像中车辆信息并计数。本发明对车流量进行检测的准确性好，获得的正确率和漏检率分别比背景差法提高和降低约3％，获得的误检率比帧间差法低约18％。
西南交通大学
2016-10-20
一种基于位移差分的 MEMS 重力梯度仪
本发明公开了一种基于位移差分的 MEMS 重力梯度仪。包括第一振子单元和第二振子单元；前者包括第一外围框架和与第一外围框架通过第一组梁连接的第一检验质量，后者包括第二外围框架和与第二外围框架通过第二组梁连接的第二检验质量，第一组梁和第一检验质量构成第一机械振子，第二组梁和第二检验质量构成第二机械振子，第一振子单元和第二振子单元相向正对设置，第一机械振子和第二机械振子的敏感轴位于同一直线上，第一检验质量上的电容阵列与第二检验质量上的电容阵列构成位移检测电容，通过位移检测电容测得检验质量的位移差进而得到
华中科技大学
2021-04-14