成果简介：声发射传感器二级校准系统由宽带声发射源、标准声发射传感器、声信号激励和接收电子装置及信号采集和处理软件组成，可实现声发射传感器灵敏度测量。测量时，声源换能器与待测声发射传感器面对面放置，首先，采用扫频信号激励宽带声源换能器来产生声信号，再测量待测传感器的频率响应曲线，并通过比较标准传感器（通过一级校准方法标定的传感器）和待校传感器的频率相应来标定被测传感器的灵敏度。与其它二级校准方法相比，该测量过程重复性好，且更快捷、方便、有效。 项目来源：自行开发 技术领域

成果简介：采用一种叫等温容器的新型压力容器，当气体向容器快速充气或 从容器快速排气时，仅仅测量容器内压力变化就可以精确测量出充排气的流量。测量元件的流量特性时，将传统的静的测量方式转变为动的测量方法， 利用压缩气体通过被测元件充入等温容器或从等温容器中排出时，采集充排 过程中等温容器内的压力响应，就能得到流经被测元件的流量，并计算出相 应的特性参数，避免了使用高响应、昂贵的流量传感器。对于采集压缩性流 体动态流量实时性要求高的场合，通过采用等温容器

本发明公开了一种具有保偏特性的光纤探针及其制备方法。该 光纤探针包括裸光纤探针和金属薄膜，裸光纤探针由去除保护层后的 椭圆芯保偏光纤制得，其一端为针尖结构，针尖下端面为椭圆形，针 尖顶部沿针尖下端面的长轴方向存在凹槽，将针尖顶部分割成对称的 两瓣，金属薄膜覆盖除凹槽外的裸光纤探针的表面，在针尖顶部形成 两瓣金属薄膜，两瓣金属薄膜与凹槽形成表面等离子体增强结构。本 发明能显著提高探针顶端偶极子体的辐射率，提高相干信噪比，制备 过程容易精确控制，且可重复性好。该光纤探针除能应用于近场光学 显微镜外，还能应用于拉曼光谱、白光纳米椭偏仪和超快泵浦的探测。 

一、产品简介     在光纤的使用过程中，光纤线路的耦合对于其中光功率的传输至关重要。其中存在着两种主要的系统问题：1、如何从多种类型的发光光源将光功率耦合进一根特定的光纤；2、如何将光功率从一个光纤发射出来后经过特定的装置耦合进另外一根光纤。这两种情况都要考虑一系列因素，包括光纤的数值孔径、光纤的纤芯尺寸、光纤纤芯的折射率分布等，除此之外还要考虑光源的尺寸、辐射强度和光功率的角度分布等。每种连接方法都会受制于一些特定的条件，它们在连接点处都将导致不同数量的光功率损耗。这些损耗取决于一定参数，诸如连接点的输入功率分布、光源与连接点之间的光纤长度、在连接点处相连的两根光纤的几何特性与波导特性以及光纤头端面的质量等等。此外，多模光纤之间的连接和单模光纤之间的连接所产生的光功率损耗也有较大差异，需要区别对待。   该实验仪就是我公司针对以上问题而开发的，通过实验平台的搭建，可以让学生更深刻的了解光纤耦合的相关参数和特性，也能锻炼学生校准光路等方面的动手能力。 二、实验内容 1、650nm激光器与光纤耦合实验 2、1550nm光纤激光器与光纤耦合实验 3、相同模式光纤之间耦合实验 4、不同模式光纤之间耦合实验 5、光源与显微物镜及准直器耦合特性对比实验 三、实验配置参数 1、平台组件，导轨长度：500mm； 2、光源，波长650/1550±2nm；输出功率≥0.5mW；输出尾纤FC/PC(可定制)； 3、光功率计：400-1100nm；输入接口：航空插头；校准波长633nm；测量范围：-65dB~10dB； 4、软件：配套仪器使用，数据采集处理； 5、配置：光源，光功率计，光纤跳线，法兰盘，准直器，显微物镜，实验操作平台，实验指导书及实验录像光盘等。

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。

为了更加直观地探究纳米世界，大量研究者致力于发展高时间-空间分辨能力的微纳探测技术，由龚旗煌院士负责的“飞秒-纳米时空分辨光学实验系统” 国家重大科研仪器研制项目正是围绕这一目标开展工作。近日，该重大仪器项目在基于超快光电子显微镜技术实现表面等离激元的多维度探测方面取得重要进展，相关成果于2018年11月19日发表在《自然通讯》 杂志（Manipulation of the dephasing time by strong coupling between localized and propagating surface plasmon modes, https://doi.org/10.1038/s41467-018-07356-x）。 基于金属纳米粒子的局域表面等离激元因其高局域强度，小局域尺度，高灵敏度等特点，被大量应用在不同领域。但是，几个飞秒的超短模式寿命(dephasing time)大大限制了其应用的广泛性和实用性。该工作设计的多层结构实现了局域表面等离激元和传播表面等离激元的强耦合(图1(a))。动态数值模拟结果也清晰地证明在强耦合下局域表面等离激元模式和传播表面等离激元模式之间的能量交换。近场方面，光电子显微镜对表面等离激元模式进行直接成像，大大突破了原有的远场探测技术的限制。并且结合不同激发光源，实现不同维度的探测。结合波长可调的激光光源，光电子显微镜在频域记录下表面等离激元模式随波长变化的强度演化过程(图1(b))。结合超快泵浦探测技术，光电子显微镜在时域记录下表面等离激元模式随时间变化的演化趋势。该工作更加深入并直观地探测强耦合体系中的能量转换过程，并通过强耦合中失谐量的改变实现模式寿命的操控，相较于未耦合的局域表面等离模式，强耦合的模式寿命由6飞秒(10-15秒)提高到10飞秒。这一研究成果对进一步发展基于表面等离激元的人工光合成、生物传感等应用具有重要的指导价值。图1、（a）光电子显微镜和多层结构示意图，（b）远场和近场探测曲线、不同波长激光激发下光电子显微镜记录的局域表面等离激元模式分布图。 此研究是由北京大学和日本北海道大学共同合作完成，北京大学物理学院博士生杨京寰和重大仪器项目的国际合作者、北海道大学助理教授孙泉为该文章的共同第一作者，北京大学龚旗煌院士和北海道大学Misawa教授为共同通讯作者。除了自然科学基金委的国家重大科研仪器研制项目，该工作还得到了科技部、北京大学人工微结构和介观物理国家重点实验室、极端光学协同创新中心、“2011计划”量子物质科学协同创新中心、日本文部科学省及学术振兴会、北海道大学纳米技术平台等单位的支持。目前国家重大科研仪器研制项目“飞秒-纳米时空分辨光学实验系统”的研制正在有序推进中，已经取得了一批包括此工作在内的阶段性成果。该实验系统的核心仪器是附带低能电子显微功能的光电子显微镜(PEEM), 其激发光的波长覆盖范围从极紫外到近红外(图2)。下一步该实验系统有望在二维材料、光电材料与器件、表面介观物理等研究领域大显身手、发挥积极作用。图2、北京大学研究团队的飞秒纳米时空分辨系统

该实验系统能够同时实现几个飞秒的超高时间分辨率和四纳米的超高空间分辨率，成为介观光学与微纳光子学研究的强大实验测量手段。

提出并制备了非线性光学准晶超构表面，并研究了超构单元局域对称性和排布方式的全局对称性对超构表面远场非线性光辐射的共同影响。该非线性光学准晶超构表面运用了基于非线性光学贝里几何相位的金属等离激元结构单元，依据经典的彭罗斯准周期拼接和具有六重对称性的六角准周期拼接形成了不同种类的准晶结构。彭罗斯结构的准周期拼接具有五重对称性，其衍射图案则具有十重对称性，这些都是晶体衍射定理所不允许的对称性。而六角准周期拼接是2017年提出的一种准周期拼接，它具有晶体衍射定理所允许的六重对称性，却并不遵从短程有序的规律。这两种拼接方式可以与某些特定的比例联系起来，这些比例由不同阶次的迭代规则决定：彭罗斯结构对应一阶迭代过程，其比例是人们熟知的“黄金分割比”，而六角准周期晶格对应三阶过程，其比例可称为“黄铜分割比”。自六角准周期晶格从理论上提出以来，本项工作中的非线性光学准晶超构表面是首个利用黄铜分割比实验实现的人工光学结构。 非线性光学准晶超构表面中不同转向的超构单元对入射基频光的响应是均匀的，因此其线性光学衍射仅能反映超构表面的全局对称性，即晶格结构决定其远场光衍射。而在倍频实验中，即出射光的频率是入射光的两倍（如1200nm 变为600nm）。由于打破了超构单元的中心反演对称性并引入了非线性光学几何相位，其非线性光学衍射与晶格结构的局域对称性、全局对称性同时相关。因此，可以通过调控超构单元的指向分布，进而有效地调控倍频光衍射中的零级。非线性光学准晶超构表面这一概念或将为设计超构表面非线性光源、人工微纳光学结构材料提供新的思路。

聚合物多层光学膜代表着光学膜技术的最高水平，在光电 子相关产业有广泛的应用，国内产品市场完全被美国 3M、日本东丽等跨国公司所垄断。项目拟通过设计一维、二维光子晶体结构，利用光子晶体结构的禁带实现不同能量的光子进行选择性透过，来实现复杂的光谱选择（例如红、蓝光双带通滤波器）和偏振态调控。产品的实现和产业化，可填补国产高端光学膜产品市场空白。 

在电力系统中，互感器是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表和继电器的电流线圈和电压线圈供电，以监测控制电气设备的正常运行和故障情况。随着现代电力技术向高电压、大容量的方向发展，对电力系统起保护作用和监控作用的电流传感器提出了向小型化、自动化、高智能化和高可靠性发展的要求。传统上使用的充油式磁感应电流互感器，由于设备充油，并用铜导线做传输介质，