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衍射光学光束整形技术
1.痛点问题
激光广泛应用在制造、传感、医疗、科研、军事等诸多领域。对不同应用，除功率、波长、模式等有不同要求外，对激光光斑形状也逐渐提出整形要求，以适应性能不断提高的制造、传感等需求。例如在激光焊接、激光退火、激光剥离等需要圆形、矩形（方形）、线形且平顶分布的光斑；在激光打孔、激光切割等需要轴向多焦点、长焦深分布的光斑；在激光热负荷模拟或激光热处理中，需要特定形状和光强分布的光斑以匹配复杂零件并模拟实际工况等。
衍射光学是实现光束整形的重要技术手段，但在国内尚未广泛应用，例如在激光制造领域，大多系统直接利用激光聚焦光斑，少部分利用微透镜阵列、微柱镜阵列等折反射器件进行光束整形，但这种方案所能实现的光束整形通常是产生圆形、方形或矩形光斑，不能实现任意形状的光斑。此外，整形光斑边缘较为平缓不够陡峭，平顶性能不够好，存在较大的光强起伏；受限于设计与制造，按照传统方法设计，衍射光学整形光斑尺寸受限，通常包含大量散斑，且存在明显的中心零级等，或者减小线宽至数个波长以产生大角度光束整形光斑，但数个波长的线宽无法利用国产设备进行制造。
2.解决方案
本成果的衍射光学器件（DOE），是基于光的标量衍射理论，利用计算机辅助设计、并用大规模集成电路制作工艺，在基片上(或传统光学器件表面)刻蚀产生两个或多个台阶深度的浮雕结构，形成纯位相、同轴再现、具有高衍射效率的一类光学器件。利用衍射光学器件已实现了诸多功能，包括光束整形、点阵产生（包括大角度、超分辨等）、长焦深（包括中空、轴上多焦点）等，为激光制造、三维测量、超分辨显微成像、流式细胞仪等系统提供新颖解决方案。创新性地采用球面波入射（或折衍混合）、特定振幅相位约束等方法，扩大了有效衍射场，对入射波前畸变、加工误差不敏感；抑制了散斑，提高了光束整形性能，提升了数字全息显示的分辨率；实现了大角度任意点阵、白光点阵等；实现了不同排列形状的超分辨点阵；实现了多种长焦深、中空长焦深、轴上多焦点等轴向光场分布。
3.合作需求
以专利许可、技术转让、技术入股等方式进行合作，特别是具有国内高端激光制造设备公司相关资源的优先考虑，确定应用场景，研制衍射光学光束整形器件、模组和系统。
清华大学
2023-01-06
一种宽光束、可调送粉角的高效半导体装置
本发明属于激光表面改性技术领域，公开了一种宽光束、可调送粉角的快速高效半导体激光熔覆装置，包括半导体激光器(1)、光束整形与菲涅尔聚焦系统(2)、可调宽光带送粉头(3)、送粉器(6)、高速机床(5)、六轴联动机器人(4)及中央控制系统(9)，光束整形与菲涅尔聚焦系统(2)用于将激光整形并聚焦成宽光带激光；可调宽光带送粉头(3)用于向待处理的大型轴型工件表面输送粉末及宽光带激光；工件直径大于1000mm，长度不低于10m。
华中科技大学
2021-04-10
一种光束轨道角动量值的检测装置和检测方法
本发明公开了一种光束轨道角动量值的检测装置和检测方法，检测装置包括顺着光束传播路径设置的半波片、空间光调制器、聚焦透镜和CCD相机，所述空间光调制器和CCD相机均与计算机相连；该检测方法通过观察远场衍射图样中高斯亮斑的位置判断高斯光束所处的衍射级次，从而得到入射螺旋光束所具有的轨道角动量值；本发明的检测装置，具有结构简单、检测方便的优点。
西南交通大学
2016-10-14
一种交变磁场发生装置及交变磁场产生方法
本发明公开了一种交变磁场发生装置交变磁场产生方法，包括 两极电磁铁，螺线管线圈，第一磁场探测线圈，第二磁场探测线圈， 两相同步电流源，控制单元和相位检测器；螺线管线圈的中心和两极 电磁铁气隙中心重合，螺线管线圈的轴线垂直于两极电磁铁平面；第 一磁场探测线圈放置于螺线管线圈内壁上，且轴线在 X 轴上；第二磁 场探测线圈放置于螺线管线圈的中心；控制单元的相位信息输入端与 相位检测器连接，第一感应电压输入端与第一磁场探测线圈连接，第 二感应电压输入端与第二磁场探测线圈连接，输出端与两相同步电流 源的控制端
华中科技大学
2021-04-14
科学实验室电磁铁产生磁场装置定制各种形状
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在进行科学实验时，有时候会遇到正常类型的电磁铁无法满足使用需求，因此就需要定制各种形状的电磁铁，以满足不同的实验需求。列如：钳式电磁铁双极突出线包外侧，外形如钳， 通常用来产生面内磁场，适合显微镜下、探针台、空间受局限、磁光实验、磁矿粉筛选等特殊使用环境。我公司可根据用户要求设计制作各种异形、特殊用途的电磁铁。可根据不同的使用方式、不同的实验要求、不同的工作环境、和与不同设备的配套装配进行设计制作; 可使电磁铁在保持极高磁场的可能下，实现极大的变形。
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锦正科技以现代高科技产业和传统产业为核心业务，对内承接科研生产任务，对外以商务平台方式实现军民两用技术成果转换，形成了科学管理的现代化经营模式，专门从事物理、化学和材料等领域的科学仪器研发、销售各类型超低温测试设备（液氮 液氦）制冷机系统集成 ，定制 ，高低温真空磁场发生系统，Helmholtz线圈（全套解决方案），电磁铁（全系列支持定制），螺线管，电子枪（高稳定性双极性磁铁恒流电源1ppm），高低温磁场真空探针台，霍尔测试系统，电输运测量解决方案，磁光克尔效应测量系统等产品种类齐全，性能可靠，至今已有近10余年的历史，是国内（较早）生产探针台，电输运，电磁铁的厂家之一。
北京锦正茂科技有限公司
2022-02-21
减少增生性瘢痕产生的露无瑕灭瘢膏
山东中医药大学刘谦团队从中医古籍中获得灵感，研发出露无瑕灭瘢膏。该产品以丹参和羊脂为主要原料，最大程度平衡伤口愈合和增生性瘢痕两者之间的关系，在保证创面愈合速度的前提下，减少增生性瘢痕的产生，开拓具有中医药特色的“治未瘢”新方案，从根本上解决瘢痕问题。
露无瑕灭瘢膏前期通过调控炎症反应，促进手术创伤和深二度烫伤愈合，后期通过抑制细胞外基质累积，保证新生组织结构有序，真正做到促愈灭瘢两不误。动物实验和细胞实验表明，本产品具有良好的促进创面愈合及减少瘢痕形成的作用。
山东中医药大学
2024-12-06
一种注意力焦点测量方法
本发明公开了一种注意力焦点测量方法，对测试对象的头部偏 移数据进行实时测量，根据测量数据估算测试对象的注意力焦点所在 位置；通过异常判别及聚类消除部分测试对象注意力分散导致的群体 注意力测量误差；将本发明提供的这种注意力焦点测量方法应用于教 室环境中监测课堂情况，可为了解学生上课状态提供了可靠而直观的 数据，对于当前课堂教学中学生学习情况的监测具有较高的价值。
华中科技大学
2021-04-11
多参数复合环境试验装置
多参数复合环境试验装置，包括模拟线加速度环境的离心机和安装于离心机的机臂上、模拟振动加速度环境、噪声环境、温度环境和气压环境的环境舱；环境舱内部有噪声发生机构和温度控制机构，振动发生机构，入气口以及排气口；振动发生机构包括测试平台，固定于测试平台的平台推杆和纠偏推杆、支撑簧片和传感器；复合腔的腔壁与推杆密封连接，平台推杆与振动台动圈连接，纠偏推杆与一能阻止振动发生机构及振动台动圈过度偏移的纠偏机构连接。本发明具有能全面模拟器件的工作环境，试验效果好、精度高的优点。
浙江大学
2021-04-11
多波段红外场景生成装置
本项目创新性提出利用七台电缸作为模压机构的伺服驱动元件，相比国外气缸驱动的玻璃模压成形设备，更有利于对模压速度、模压位置与成形压力的精密控制。设备使用的工业控制系统，比可编程逻辑控制器更利于对模压成形过程进行工艺调试、条件优化以及对工艺数据的导入导出。此外，设备还对加热模块进行了进一步优化，有更宽的温度调控范围。
课题组通过技术攻关，在模具材料制备、微纳模具超精密加工与微纳光学器件超精密模压成形方面，已经形成了具完全自主知识产权的玻璃模压加工工艺。基于开发的全电机伺服驱动精密模压成形机，可实现在可见光玻璃和红外玻璃材料上加工自由曲面透镜、非球面透镜、微沟槽、微柱面镜阵列、微棱镜阵列、微透镜阵列等光学器件。对于国内微纳光学器件制造意义重大。
红外场景模拟器产品是应用于红外图像探测设备产品的质量检测。目前红外图像产品大量应用于防务和民用，在防务上主要用于目标的全天候探测，民用主要在火灾监控，安防监控，高压输电线路监控，医用疾病诊断，工业生产过程监控等应用领域。所以对红外成像设备的质量检测方面的应用需求也随之大幅度增加。北京理工大学为国内数不多的生产研究厂家之一，研究水平处于领先地位。
红外目标模拟器的核心器件是自主研发的基于MEMS技术的可见光/红外动态图像转换装置，利用MEMS工艺制作的转换芯片可以将可见光图像转换为红外图像，这种器件在结构和制作工艺等方面都相对简单，而且成本低，尤其是这种方法可以解决导引头探测器与图像生成器之间扫描体制难以匹配的问题。经过三十多年的研发，可见光/红外图像转换芯片的技术已经成熟，可以为红外目标模拟器的研发提供稳定的技术支持。研制的红外动态场景模拟器在国内处于领先地位，技术水平处于国际先进。产品的小量定制生产已经成功，已投入运用。
图1：本项目研发的样机
北京理工大学
2023-05-09
多波段红外场景生成装置
红外场景模拟器产品是应用于红外图像探测设备产品的质量检测。目前红外图像产品大量应用于防务和民用，在防务上主要用于目标的全天候探测，民用主要在火灾监控，安防监控，高压输电线路监控，医用疾病诊断，工业生产过程监控等应用领域。所以对红外成像设备的质量检测方面的应用需求也随之大幅度增加。北京理工大学为国内数不多的生产研究厂家之一，研究水平处于领先地位。
红外目标模拟器的核心器件是自主研发的基于MEMS技术的可见光/红外动态图像转换装置，利用MEMS工艺制作的转换芯片可以将可见光图像转换为红外图像，这种器件在结构和制作工艺等方面都相对简单，而且成本低，尤其是这种方法可以解决导引头探测器与图像生成器之间扫描体制难以匹配的问题。经过三十多年的研发，可见光/红外图像转换芯片的技术已经成熟，可以为红外目标模拟器的研发提供稳定的技术支持。研制的红外动态场景模拟器在国内处于领先地位，技术水平处于国际先进。产品的小量定制生产已经成功，已投入运用。
北京理工大学
2022-01-24