一、市场分析 全息薄型CD光学头（含小机芯）是用于笔记本电脑光盘驱动器、移动VCD、便携CD机的重要核心部分。市场需求十分旺盛，并有持续性需求。该项目产品具有较高的技术含量，属于信息产品中的光电存储产品，是国家产业政策重点支持的产业方向，也符合武汉光谷地方经济的产业发展。二、项目简介 本课题组拥有该项目完整的、成套的生产技术，包括产品生产的技术文件、工艺文件等。并能够设计、制造产品生产线所需的全套生产设备（包括：调整机、评价机、工装治具等）。还可完成整条生产线的设计、安装、调试、样品试制、量产全过程。

北京大学物理学院“科技部极端光学创新研究团队”肖云峰研究员和龚旗煌院士领导的课题组利用超高品质因子回音壁模式光学微腔，极大地增强了表面对称性破缺诱导的非线性光学效应，得到的二次谐波转换效率提升了14个数量级。相关研究成果在线发表在《自然•光子学》(Nature Photonics)上，文章题为“Symmetry-breaking-induced nonlinear optics at a microcavity surface”。左图：表面二次谐波效应示意图；右图：光学微腔增强表面非线性效应。 二阶非线性光学效应是现代光学研究与应用中最基本、最重要的非线性光学过程之一，被广泛地用于实现频率转换、光学调制和量子光源等。由于结构反演对称性的限制，常用的硅基光子学材料往往不具备二阶非线性电偶极响应。借助材料的表面或界面，这种反演对称性可以被打破，进而诱导出二阶非线性光学响应。然而，传统的表/界面非线性光学研究存在两个重要挑战：一是非线性转换效率极低，即使在高强度的脉冲光激发下也仅能产生极少量的二阶非线性光子；二是体相电四极响应严重地干扰表面对称性破缺诱导的非线性信号分析。 该项工作中，北京大学课题组利用超高品质因子回音壁光学微腔极大增强光与物质相互作用的优势，在二氧化硅微球腔中获得了高亮度的二次谐波和二次和频信号。为了充分发挥微腔“双增强”效应，研究人员发展了一种动态相位匹配方法，利用光学微腔中热效应和光学克尔效应的相位调制，高效地实现了基波和谐波信号同时与微腔模式共振。实验上获得的二次谐波转换效率达0.049% W-1，相比传统表面非线性光学，该效率增强了14个数量级。左图：实验获得的激发光和二次谐波光谱图；右图：动态相位匹配过程二次谐波功率变化。 研究人员进一步通过对基波偏振和二次谐波模式场分布的测量分析，成功提取得到只有表面对称性破缺诱导的非线性信号，排除了体相电四极响应的干扰。这种表面对称性破缺诱导的非线性信号有望作为一种超高灵敏度的无标记“探针”，用来检测和研究材料表面分子的结构、排布、吸收等物理与化学性质，为表面科学研究与应用提供了一个全新的物理平台；同时，该项研究发展的动态相位匹配机制具有普适性，可进一步推广到不同材料、不同形状的光学谐振腔中，有望在非线性集成光子学中发挥重要作用。 研究论文的共同第一作者是张雪悦和曹启韬同学，现分别在美国加州理工学院应用物理系和北京大学物理学院攻读博士学位，通讯作者为肖云峰研究员。论文合作者包括新加坡国立大学仇成伟教授和王卓博士、清华大学刘玉玺教授、圣路易斯华盛顿大学杨兰教授等。 研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部、人工微结构和介观物理国家重点实验室、量子物质科学协同创新中心和极端光学协同创新中心等的支持。

西北工业大学物理科学与技术学院赵建林教授研究团队在全光纤光波长转换方面取得重要进展。提出了一种二维材料辅助的全光纤波长转换方案，利用该方案制备的波长转换器，仅需百微瓦量级光功率（远小于一支普通激光笔的输出光功率）即可将近红外光稳定地转换为可见光。该技术在全光纤中实现光波长的高效转换，兼容现有成熟的光纤通信和传感系统，也为其他高性能全光纤非线性器件的实现开辟了新的途径。利用全光纤的二阶非线性效应不仅可以拓展光纤激光器的工作波段，还有望实现全光纤的线性电光调制器、缠绕光子对等，可极大拓展业已成熟的光纤通信、传感技术在信息处理与感知领域的应用范围。然而，石英光纤的中心反演对称性阻碍了其二阶非线性效应的产生和利用。目前，基于二阶非线性效应实现光波长转换，需要对光纤进行特殊掺杂、极化等复杂工艺处理，以及高功率脉冲激光泵浦等苛刻条件，因此如何降低光纤中波长转换的实现条件，成为困扰科学家们的一个难题。针对此问题，研究团队创新性地提出一种层状二维材料硒化镓辅助的全光纤波长转换器，利用微光纤导波模式的强烈倏逝波与硒化镓的相互作用，利用百微瓦级连续光即可实现倍频、和频等非线性参量转换过程，进而将近红外光稳定地转换为可见光。相关研究成果以“High-efficiency second-order nonlinear processes in an optical microfibre assisted by few-layer GaSe”为题，已在国际光学顶尖期刊《Light: Science & Applications》发表。论文第一作者为团队姜碧强副教授，通讯作者为甘雪涛教授和赵建林教授，西北工业大学为唯一作者单位。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41377-020-0304-1

围绕回音壁模式微腔和光子晶体微腔，总结了光学微腔传感的两种传感机制：色散性和耗散型传感，并比较了通过透射谱和反射谱两种测量方法所带来的噪声影响；接着介绍了在国际学术界微腔传感的最新进展中，如何通过压制实验噪声，制作增益腔，提高光谱分辨率，从而检测到更小的纳米尺度颗粒；以及如何通过微腔锁模和振铃现象提高测量的时间分辨率。

研发阶段/n本发明公开了一种多自由度光学测量系统，可应用于二维小角度（或微位移）的测量。此种系统包括激光发射器、误差敏感单元、光电接收单元以及信号处理单元。误差敏感单元包括两个直角棱镜（２）、（３）；光电接收单元包括光电接收器件（５）和准直物镜（４）；测量位移时须把准直物镜（４）去掉。光电接收器件（５）置于准直物镜（４）的焦平面上，半导体激光器（１）发出的基准光束经直角棱镜（３）和直角棱镜（２）反射后，通过准直物镜（４）将其光斑成像在光电接收器件（５）的光敏面上，其中半导体激光器（１）和光电接收单元

成果简介：当前已经完成成果：已完成星上实时云剔除、关键区域/目标的快速提取算法研究；实现了光学遥感星上处理SoC芯片功能样片研制和测试，单片可实现155Mbps输入速率的实时处理，功耗小于600mw。 2015年完成成果：完成高性能、抗辐照星上光学遥感数据SoC处理器研发，并基于自主芯片构建星上并行实时处理原型样机，实现星上90%以上实时云剔除、关键区域/目标的快速提取等智能实时处理。 项目来源：民口863项目 技术领域：地球观测与导航技术

Ø  成果简介：光学投影式三维形貌测量方法是一种非接触、高精度、快速获取被测物三维形貌的方法。基于此方法开发研制而成的测量系统可在1分钟内获取测量区域10cm2-400cm2内被测物三维形貌，测量分辨率可达到200μm。该系统硬件部分包括小型化条纹投射装置、高分辨率数字CCD相机和控制电路，自行编写的软件拥有仪器控制、图像采集、分析和可视化等功能并嵌套相位解包裹专用算法。便携式设计使该套系统可方便应用于车间、厂矿等各种测量环境。Ø  项目来源：自

本发明涉及一种具有光学性质钯纳米薄片的简易制备方法。7.04×10-4mol/L 的 PdCl2 粉末和 7.04×10-4~5.64×10-2mol/L 十六烷基三甲基溴化铵添加到水-乙醇混合溶液体系 中，将配好的溶液搅拌，溶液颜色为浅黄色，再将反应体系置于 15~200W 的白炽灯下照射 1~12 小时，停止光照，离心分离所得的黑色沉淀物，并用乙醇和丙酮各洗涤一次，置于 40 ℃的真空烘箱中干燥，即得钯纳米薄片材料。方法获得的纳米材料粒径在 28~44nm 之间，粒 子形貌呈多边形，粒径分布较窄，在 340nm 附近出现紫外-可见消光谱峰，表明纳米材料在 此区域具有光学性质。本制备方法条件温和，过程简单，生产周期短，易于规模化生产。

本项目开发了一套基于光学运动捕捉的、具有高性价比与实用性的二维步态分析系统软件，以适合我国医院临床康复诊断与评价。该系统利用高速摄像机捕捉人体步行时腿部关节上各个关键点的影像数据，同时配合肌电测试，检测到人体步行过程中各种特征参数，开发了相应软件对上述参数进行集成分析计算，获取得各个关节的运动、肌肉群活动等参数，从而进一步对步态特征进行分析。本项目对患者的状况进行定量的康复诊断与评估。本系统将由一组高速摄像机，足底压力测试模块、表面肌电模块、图像处理与运动分析软件、康复评价软件、计算机等组成。主要特点：二维运动分析系统（可扩展至三维）；高性价比、使用简便、便携式；具有临床实用性。

传统光学显微物镜观察倍率离散，且倍率切换需要一系列专业且复杂的操作，带来样本抖动、响应速度慢等问题。本项目基于液体透镜的连续光学变焦显微镜仅通过电压调节液体透镜焦距即可实现显微镜放大倍率的连续变化，响应速度快，无样本抖动。研制的基于液体透镜的连续光学变焦显微镜可应用于医疗诊断领域中细胞观测、组织活检、病理诊断等多项工作，解决传统显微镜变焦不连续、变焦速度慢和变焦有抖动等市场痛点，新增显微镜的功能，提升显微镜的性能，满足医疗诊断等领域对样本连续变焦和实时观测的迫切需求，促进细胞观测、组织活检、病理诊断等工作快速、高效、精准完成，具有鲜明的市场导向，有望颠覆传统显微镜，带动显微成像技术迭代和产业升级，提高我国在光学显微成像领域的国际竞争力。 技术描述 本项目核心技术是液体透镜和基于液体透镜的变焦显微成像技术。 液体透镜是由液体填充而成并通过调控液-液界面自适应调焦新型透镜，其中电润湿液体透镜具有无重力影响、驱动电压低、响应速度快等特点，最具应用前景。项目组掌握了电润湿液体透镜加工和封装工艺，研制了可商业化的液体透镜样品，开发了相应的驱动软件和硬件，突破了液体透镜仅有国外公司研制的技术封锁。基于液体透镜的变焦显微成像技术，主要通过电压控制液体透镜界面曲率变化实现连续变焦功能，并基于多片液体透镜联动调控以改变显微镜焦距、校正变焦过程中显微成像像差，实现高成像质量大变焦范围的连续光学变焦显微成像功能。项目组提出了具有中继像面的物镜目镜二次转接连续变焦显微成像技术，在理论上建立了液体透镜和固体透镜等组元在变焦过程中的物像共轭关系，建立了无机械移动且物像共轭距为常量的连续变焦显微成像模型。研制出基于液体透镜的10×——60×连续变焦显微镜。