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。

在各种工业过程中，液滴撞击到固体表面形成液膜的现象广泛存在，如选择性催化还原（SCR）系统中汽车尾气排放管上尿素溶液液膜的形成等。对液膜进行定量分析不仅能更好的了解液膜形成和蒸发这个极其复杂的物理过程的本质，也对优化所涉及的各种工业过程具有非常重要的意义。在许多情况下，溶液液膜厚度以及液膜内部的成分浓度是密切相关的，对其机理等的研究中这些参数相互耦合，给模型建立和求解带来困难。传统的测量方法只能实现对单个参数(厚度或浓度)的测量，无法同时测量。本项目基于比尔-朗伯定律建立溶液液膜多参数反演模型。基于不同浓度的溶液在红外区域高精度的吸收光谱，通过对溶液吸收系数与浓度的关系进行优化分析组合两个波数位置，实现对溶液厚度及浓度高精度、高灵敏度的测量。

本发明公开了一种可见光宽带光谱图像配准方法，包括对图像进行灰度化、去噪和降采样处理，利 用 SIFT 算法提取图像特征点并构造特征描述算子;通过 k-d 树最近邻方法对特征点进行匹配，对匹配 特征点进行坐标升采样处理;根据图像退化阈值 T，利用欧式距离对错误匹配点进行约束，获得约束后 匹配点集 ΩN;对约束后匹配点集进行 m 对匹配点空间均匀采样，获得均匀分布的匹配点集 Ωm;利用最 小二乘方法求解图像放射变换参数矩阵 Tm，利用 Tm 对待配准图像进行坐标变换和双线性插值计算;以 参考图像和配准图像的互信息 MIm 作为评价指标，锁定最大互信息 MImax 对应的配准图像，实现可见光 宽带光谱图像的配准。本发明能显著降低错误匹配点数目、提高图像配准精度。

本发明公开了一种低品位热能驱动的吸收式制冷除湿一体化空调系统，包括溶液除湿循环回路和溶液制冷循环回路；溶液除湿循环回路包括发生器、溶液?溶液换热器和溶液除湿器；发生器输出端a通过溶液?溶液换热器连接溶液除湿器输入端，溶液除湿器输出端通过溶液?溶液换热器连接发生器输入端；溶液制冷循环回路包括吸收器、溶液?溶液换热器、发生器、冷凝器、蒸发器以及表冷器；吸收器输出端通过溶液?溶液换热器连接发生器输入端，发生器输出端a通过溶液?溶液换热器连接吸收器输入端b，发生器输出端b连接冷凝器输入端，冷凝器输出端a连接蒸发器输入端a，蒸发器与表冷器通过第二阀门和冷冻水泵连接，蒸发器输出端b连接吸收器输入端a。

高效、低成本太阳能空调的创新要点：1) 采用高效、紧凑的板壳式换热器组成溴化锂吸收式制冷机。具有优良强化传热性能的波纹板传热元件采用不锈钢材料，其耐腐蚀性能优于铜管，且材料单价较低，批量生产时，因材料消耗少可使成本比目前的铜管方案降低40%左右。2) 采用双效与单效耦合蓄能运行的循环方案。采用中温型太阳能集热器产生0.6MPa的水蒸汽，白天日照时段采用双效循环运行并进行蓄热，而在其余时段利用蓄热按单效循环驱动制冷机运行。该方案不仅效率高，日平均当量制冷性能系数可达0.8~1左右，而且其单位体积蓄能罐的蓄能密度极大，可实现无需用辅助能源而完全靠太阳能进行昼夜空调。3) 建设太阳能空调和热水站综合系统，在居民住宅楼的屋顶布置太阳能集热器阵，建设全年供应全体住户生活热水的太阳能热水站和夏季供应顶一、二层住户空调冷水的综合系统；若结合地源水低温热源系统则可建设吸收式热泵系统用于冬季采暖。由于综合利用系统中集热器的投资费用被所有热水用户分摊，空调用户的投资可很快从节省的电费中得到回收，该综合系统可在目前的技术水平和能源价格下使太阳能空调获得良好的经济效益。并为太阳能热水器的发展开拓了更大的空间。23kW(2万kcal/h) 用于太阳能空调的双效与单效耦合型板壳式溴化锂吸收式制冷机。

成果简介： 随着社会老龄化，高脂血症成为我国居民的高发病，调血脂药物也成为医药市场上增长最快的品种之一。目前国内调血脂药物均为仿制药，无核心知识产权，药品质量与原研药相比尚存差距，给人民群众的用药安全带来隐患。一类新药FC-19主要是抑制肠道胆固醇吸收，减少人体总胆固醇，能够预防心血管疾病的发生和发展。目前已完成了调血脂一类新药FC-19的合成工艺、体内

清华大学电子工程系黄翊东教授团队崔开宇副教授带领学生在超光谱成像芯片方面取得重要进展，研制出国际首款实时超光谱成像芯片，相比已有光谱检测技术实现了从单点光谱仪到超光谱成像芯片的跨越。

本发明公开了一种基于可见/近红外光谱的枣果内部缺陷检测方法及装置，本发明的检测方法包括如下步骤：R1样品制备与光谱信息采集；R2枣果内部缺陷判别模型的建立，将判别枣果内部缺陷准确率最高的模型作为最佳判别模型；R3用最佳判别模型进行待测枣果内部缺陷判别；R4待测枣果内部缺陷重现。实验证明，本发明所提供的基于可见/近红外光谱的枣果内部缺陷检测方法，枣果内部缺陷判别准确率可达96.77％。本发明通过采集枣果的可见/近红外光谱信息，建立了枣果内部缺陷判别模型，用于枣果内部缺陷的检测，具有快速、无损的特点。

本发明公开了一种基于多光谱图像处理的水稻稻叶瘟病检测分级方法。利用可见/近红外多光谱摄像机实时采集绿光波段,红光波段,近红外波段三个波段通道的单色灰度图像,然后使用MATLAB软件,通过图象处理方法编写应用软件,进行图像处理。包括背景及噪声、干扰等的消除和作物病斑信息的识别分析,实现植物是否发病及病斑位置和分级的准确快速处理。每张图片的病害识别时间仅为数秒。本发明用于快速、准确、稳定、实时、非破坏性的水稻稻瘟病感染诊断并且准确地指出病斑所在的位置以及感染程度分级,减少由于全面喷洒而造成的药物用量,降低生产成本并减少污染,为变量喷药提供数据支持,提高精确喷药的决策水平,实现精细农业起到积极的作用。

已有样品/n该项目基于光学非线性效应开发了一种新颖的超高分辨率光谱分析技术。利用光纤中受激布里渊散射（SBS）效应增益谱（BGS）带宽非常窄（10MHz 量级）这一特点，来实现被测信号光谱成分的超高分辨率提取与分析。具体围绕超高分辨率光学滤波机理与核心器件制备、低偏振相关性结构设计与实现、光谱重构算法与用户软件开发等内容展开了研究，取得关键技术突破，研制成光谱分辨率优于100fm 的新型光谱测量系统，比常规体光栅光谱