光现象资源箱 型号：QWG1208   实验清单： 光在空气中直线传播实验 面镜成像观察实验         透镜成像观察实验 影子观察实验

原理介绍： 光在与微粒的相互作用中，会将自身携带的动量传递给微粒，对微粒施加力的作用。在光镊中，处在激光中的粒子所受的力有两种：一部分是电磁场分布不均匀导致的梯度力，梯度力将微粒吸引向光阱的中心；一部分是光子与粒子相互作用导致的散射。针对不同大小的粒子，大致可以分为三类： 一、微粒的尺度远大于激光波长，可以采用几何光学近似模型，光线在微粒经过折射反射，将动量传递至微粒上； 二、微粒尺度跟激光波长相近，这种情况下可以通过电磁场麦克斯韦方程组求解； 三、微粒尺度远小于激光波长，微粒在光场中被激发为偶极子，受到偶极子与强聚焦光场的相互作用力； 相关内容： 动手调节光路，利用光镊捕捉并操控小球； 基于空间光调制器的光镊系统，通过研究不同算法从而得到加载在空间光调制器上的全息图、更加深入地研究特殊模式光束在光学微操纵中的应用、拓展光镊与其他学科交叉的应用前景以及对光场偏振态、相位、振幅的联合调制等等。 应用领域： 作为非侵入型的力学操控系统，光镊可以应用于细胞生物学、气溶胶科学、物理化学等交叉学科的基础研究，包括细胞微环境的改变、形变拉伸、微粒力学参数的测量等等。将全息光镊与图像识别结合，可以做到自动捕获粒子和分拣， 将全息光镊与光学显微镜相结合，可以量化细胞、分子的动力学特性，在细胞生物学中有巨大的研究空间； 方案介绍： 光路图：   上图为本方案全息光镊装置的光路示意图。首先激光经过扩束后，直径与空间光调制器有效区域的短边直径相等，扩束后的激光依次通过线偏振片、半波片和非偏振分光棱镜。用半波片旋转线偏光角度，使之工作在相位模式下，空间光调制器的入射角控制在在 5°以内。 经过空间光调制器反射的光经过由两个傅里叶透镜组成的缩束系统，该系统能改变光斑尺寸确保光束直径与显微物镜的入瞳直径匹配。对于外围光强较弱的高斯光束，利用此缩束系统将激光直径稍大于显微物镜入瞳直径。 经过缩束系统的激光经过 45°直角反射镜，二向色镜将激光透射进入显微物镜，同时让照明光源透过，从而使 CMOS 相机采集到样品像。空间光调制器位于第一个傅里叶透镜的焦距处，全息图与物镜入瞳是共轭像面，所以全息图经过显微物镜做傅里叶变换后在显微物镜焦平面即样品面上再现期望的光场分布。   特点： 此方案采用的开普勒式缩束系统透镜间的焦平面与样品面是共轭的，在透镜焦平面加入高通滤波器或在空间光调制器上叠加闪耀光栅后，后续光学元件按照一级像排列，从而移去零级光的影响。 加载全息图后 X-Y 位置可实时调整，快速叠加不同焦距菲涅尔相位图、闪耀光栅相位图等； 空间光调制器可供多种语言调用（labview、C、Python 等）；可编程实现不同数目、不同排列的光阱阵列；   配置标准：   序号 配置 规格 序号 配置 规格 1 激光光源 637nm 激光最大功率1w 4 显微物镜 PLN100× 油浸   NA 1.25 2 空间光调制器 1920*1080   2π 5 照明光源 波长470nm 功率760mw 3 CMOS相机 1280*1024 60FPS 6 相机筒镜 f=200mm 等系列其他配置

（1）研发了系列新型高强高韧铸造轻合金材料，支撑了复杂铸件性能提升。 1）研发出一种新型高强韧铝硅合金。开发出一种新型高强韧铝硅合金及其制备方法；提出一种混合稀土和Sr元素的复合变质方法，缩小枝晶间距并细化共晶硅；研究出合适的热处理制度；阐明了变质剂组成与含量对变质效果的影响规律，基于此显著提高了铝硅合金的综合力学性能。有效解决了现有铝合金铸件易发生的裂纹、伸长率低、屈服强度不达标等缺陷和问题。 2）研发出一种低成本高强耐热稀土镁合金。开发出一种添加低成本混合稀土的新型多元稀土镁合金材料；揭示了混合稀土对镁合金相变规律的影响机制；研究出准晶增强稀土镁合金的高温固溶T6热处理工艺；开发出兼具优良的室温与高温力学性能的低成本稀土镁合金；解决了现有镁合金铸件易产生冷隔、强度低、韧性差等问题。 3）研发出一种新型高强韧钛合金。开发出一种α+β型双相高强高韧钛合金，揭示了合金在凝固-热等静压-热处理过程中微观组织的演变规律；研究出调控相组成及相形态的双级固溶时效热处理制度，形成了以等轴和篮网为主要特征的基体组织，使合金的强度和韧性同步提升。解决了现有铸造钛合金强度和韧性偏低、铸造成形性差等问题。 （2）研发了铸造全流程模拟仿真系统，提出了高效的单件化铸造数值模拟方法，实现了高性能复杂铸件的数字化工艺设计。 1）提出了一种铸造原辅材料热物性参数高精度求解方法。提出了基于实验测温与数值模拟反求的热物性参数求解方法，实现了面向数值模拟的热物性参数高精度求解；建立了反热传导法求解铸件/铸型界面换热系数的数学模型,降低了界面关键参数求解误差；研发了高精高效的热物性参数反求平台-华铸PIS，创建了铸造原辅材料高精度热物性参数数据库。 2）研发了铸造合金熔炼-复杂铸件充型凝固-热处理的铸造多物理场全流程高效模拟平台。建立了电磁、速度、压强、浓度、温度的多物理场耦合数学模型，自主研发了从铸造合金熔炼到复杂铸件充型凝固到热处理的铸造全流程模拟仿真平台，为铸造工艺优化提供了工具；提出一种数据内存动态自适应划分技术，解决了SOLA流动场求解数据耦合干扰难题，实现了大规模铸造流动场模拟问题的并行高效求解。 3）提出缩孔缩松缺陷定量预测与单件化模拟工艺优化方法。提出双高分配原则缩孔缩松预测模型，解决了复杂铸件缩孔缩松高精度预测难题；提出了针对高性能复杂铸件不同批次的单个铸件模拟方法，建立关键工艺参数波动对典型缺陷的多元回归关系模型，实现了基于单件化模拟仿真的高性能复杂铸件缺陷控制与工艺优化。 （3）建立了铸件生产全生命周期的单件化柔性化质量管理模型，实现了高性能复杂铸件质量问题的单件化、全过程、全要素溯源。 1）创建了基于PLM理论和TQM理论的铸件单件化管理模型。基于产品全生命周期PLM理念以及多智能体技术，构建了铸造串并联多工位单件化的缺陷溯源模型；建立铸件单件及作业过程信息模型和组批、混批、拆批模式下单件自动生成、感知、标记、进度跟踪的控制机制，实现高性能复杂铸件单件化缺陷溯源。 2）创建了支持业务即时重构的参数配置式多维度铸造柔性化管理模型。创建了支持铸造数字化管理系统业务即时重构的参数配置式多维度铸造柔性化管理模型，解决了刚性管理系统可重用性低、应变能力弱和实施周期长的难题，支撑不同领域不同类型铸造企业随环境变化、自身发展等柔性进行的组织变革、流程变更和管理改善，实现了企业按需柔性化管理。 3）创建了基于TLBO\GA\BSA元启发式算法优化理论的铸造智能化管理模型。创建基于改进性教与学算法（TLBO）、遗传算法（GA）、回溯搜索算法（BSA）等元启发式算法优化理论的铸造智能化管理模型和技术，解决了铸件异步热工序组炉复杂条件下工序生产调度IPPS组合优化难题，实现了系统智能决策管理以及多品种大容量铸件高效生产。

无人潜航器，英文名Unmanned Underwater Vehicle是指没有人驾驶，靠遥控或自动控制在水下航行的器具，主要指那些代替潜水员或载人小型潜艇进行深海探测、救生、排除水雷等高危险性水下作业的智能化系统。因此,无人潜航器也被称为“潜水机器人”或“水下机器人”。 此潜航器的主要特点： 1.推力强劲：采用六个大功率无刷电机为动力源，推力强大，适用于多种水下环境； 2.自主供电：内置大容量锂电池自主供电，电池更换方便，摆脱了实际作业环境中外接电源的限制； 3.智能控制：具备定深巡游、定向巡游等多种运动模式，配备人造侧线系统，水下运动更加智能； 4.载荷扩展：可搭载声呐、深度计及定位系统等设备，满足水下通信、水下定位和水下探测等需求。 Robo-Rov具有大深度、长航时的优势，适合用于长时间的水下搜寻、目标打捞等任务。可完成海洋勘探，包括海洋科考、水质监测、地貌测绘等任务；水下作业，包括水下打捞、大坝巡检等任务。RoboRov智能缆控无人潜航器根据应用场景和使用需求，除高精度GPS、深度计、九轴姿态传感器以及通信控制等标准模块外，还可以搭载声呐设备、水声通讯设备，满足水下复杂任务需求。

本实用新型公开了一种手脚双控水龙头，包括原有水龙头，附加水龙头开关，复位弹簧，拉线，脚踏 板和两个定滑轮，其特征在于，在原有水龙头的正下方附加一个水龙头开关，附加水龙头开关左端点处与 弹簧下端连接，弹簧上端固定在贴于墙上的三脚架上，所述的复位弹簧下端通过拉线绕过两定滑轮与脚踏 板连接。这样达到了手脚双控水龙头的目的，使节水随时随地，更方便的使用和节水。

防控云是北京邮电大学专门为社区疫情防控研制的技术支撑平台，主要由云平台、小区防控APP、街道统计报表和决策大屏、区级统计报表和决策大屏、市级统计报表和决策大屏等五个部分构成。该平台实现了对社区居民信息的收集与管理、社区居民出入的管控与记录、社区访客出入的管控与记录，并提供面向社区、街道领导的查询和统计功能，极大支撑和解决了目前小区的疫情管控工作。 云平台已经在郑州市二七区、郑州航空港实验区、许昌市城乡一体化示范区、深圳市南山区开展了试点示范工作。

TiAlN、CrAlN薄膜特点： 1．硬度高、摩擦系数低、与基底结合力强。 2．热稳定性高，高温机械性能、高温抗氧化性能及抗腐蚀性能优异。 3．太阳吸收-发射比(αs/ε)低，具有优异的抗紫外辐射能力和稳定性。 4．可在高温、辐射、腐蚀等恶劣环境下工作。 5．空间稳定性好、寿命长、无污染、使用方便。 6．作为新一代航天器热控防护涂层材料，具有巨大的军事应用前景。

电抗器在电力系统中有广泛的应用。串联电抗器可限制短路电流；并联电 抗器可限制过电压；电抗器与电容联合可构成滤波电路。在一部分应用领域， 电抗器的电抗值固定不变；在许多应用领域，需要电抗值能随着电力系统运行 方式的变化而改变。磁控电抗器(magnetically controllable reactor，MCR)是一种 电抗值可以连续调节的电抗器。磁控电抗器通过连续调节闭环铁芯上直流线圈 中直流电流的大小，连续调节闭环铁芯的饱和程度，实现连续调节闭环铁芯上 交流线圈（电抗线圈）电抗值的大小。磁控电抗器应用于电力系统无功潮流连 续调节与控制，工频过电压抑制，消弧线圈电抗值连续自动调节等领域。现有 的自励式磁控电抗器只能用于 110kV 以下电力系统，110kV 及其以上电力系统 的磁控电抗器都是它励式磁控电抗器。它励式磁控电抗器的运行管理不方便。 且现有自励式磁控电抗器存在以下缺点：（1）自励式磁控电抗器需要四个 线圈，其中两个线圈还有抽头；制造工艺复杂。（2）输出电流波形不稳定，在 平均值周围随机变化；即存在有界不确定现象。（3）晶闸管连接在交流线圈中 部，晶闸管对地电压等于磁控电抗器额定电压的一半，耐压要求高；制造成本 高。（4）现有磁控电抗器只能在最小电抗值与最大电抗值这两个特定电抗值跳 跃调节时，暂态响应时间比较小。其他任意不同两点电抗值的调节暂态响应时 间很长。

在生物工程，特别是发酵工程及其研究、试验中，发酵罐是所需的主要设备， 而发酵罐又经常需要对温度进行控制。虽然在多数情况下，之类发酵罐的温度可 允许有一定范围波动，但超过一定限度就会破坏正常发酵所需生化条件，导致发 酵速度降低甚至发酵过程终止而工艺失败。另外，有些发酵过程需要对温度上、 下限分别进行控制，或者对同一种物料同时施以不同温度，这时，现行的发酵工 艺或发酵罐系统就不再适用。特别是在一些实验研究中，合适的发酵温度不一定 已知，这就需要进行实验摸索，这就需要一种可以高效支持这类发酵温度摸索的 设备。这种设备应该使得发酵罐内温度在较宽的范围可调节，在高温临界点及时 降温，并能在多给定值下保持稳定，这对于具有单向（温度升高方向）性特点的 温度控制而言，是个难以通过的瓶颈。另外，固态基质上微生物的发酵涉及控温、 传质、空气等多个方面，由于基质的不可动性，在常规的发酵罐中，给实际操作带来许多困难，尤其是难于实现连续发酵中产物的分离。为了解决这一问题，可 以设计组合发酵系统，借助发酵体系中溶液的流动使固定生物体系中的温度、传 质和通气得到控制，并可连续补料、和实现产物的在线分离。这就需要研发一种 多温度多路控制的组合发酵系统。 本项目的有益效果是：一种可以高效支持发酵温度摸索的设备。它使得发 酵罐内温度在较宽的范围可调节，并能在多给定值下保持稳定，并克服了温度控 制单向性的特点。当高温罐温度达到高温限时，能快速降温；当低温罐达到低温 限时，能快速升温。系统以紧凑、简洁的结构实现了双温双控，其控制系统结构 简单，易于调整。整体易于批量生产；系统维护、维修简便易行。 授权专利：双温双控组合发酵系统 2014105989037 双温双控组合发酵系统 2014205989307