第76届中国教育装备展示会金奖产品 中国教育装备行业协会2020年度推荐产品    中教启星“文明的足迹VR教学系统”，依托桌面级便携式一体化虚拟现实设备，集成VR、AR、MR等多种信息技术，以拟人化的表现手法，让文物开口“说话”，让历史“活”起来，生动再现从远古到近代的中华文明进程。该系统高度聚合了中教启星的技术研发优势和资源整合优势，凝聚多位权威教育专家和一线资深教师的研究成果，紧扣统编历史教材，让学生在教师的引导下自主探索研究，寻访文明的足迹，触摸历史的脉搏，身临其境地感受华夏文化的独特魅力，实现中学历史学科教育创新发展。 特点： 硬件—— 轻便易用：桌面级便携式一体化虚拟现实设备，将VR、AR、MR等多种“黑科技”与学科深度融合，安装方便，轻巧易用，维护成本低，使用场景丰富，支持跨学科、探究式教学。 体验升级：佩戴舒适，无眩晕感，画面流畅、清晰度高，兼顾沉浸体验和现实交流需求，完美支持人机交互、师生教学和生生互动，打破虚拟和现实的边界，让VR技术真正服务教学、助力教育创新发展。 软件—— 独家课程：中教启星原创首发，首次针对中学历史教材设计开发的配套VR教学课程，多位权威资深教育专家参与脚本编写和审定，拥有自主知识产权。 紧贴教材：对标统编教材，紧扣新课标，课程覆盖中学历史教学的重点、考点、难点，直击教学痛点，让枯燥的知识点变成触手可及的虚拟现实影像，激发求知欲、好奇心和想象力。 快速入门：界面友好，简单易学，智能化、傻瓜式操作，零门槛使用，无需二次培训，交互性、趣味性、知识性强，让学生在游戏和探索中深度吸收转化课程内容。 专注教学：专为教学应用场景设计，兼顾教师启发式引导和学生自主性探究，教学相长，良性互动，课程管理扎实可控，创新教学模式，改善教学效果。

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金科星产业园区总投资2亿元，占地100亩，员工200余人 。企业积极响应国家创新转型的号召，2013年注册成立山东星地新材料股份有限公司、山东星邦高分子材料有限公司、山东铂星电力器材有限公司，2016年底引入外资，与澳大利亚HMS机器人公司成立中外合资公司-山东澳星智能装备有限公司，全面启动金科创业园科技+金融+人才的发展战略 。 金科星产业园区现辖5家企业： 山东金科星机电股份有限公司：主要研发、制造、销售矿山机电、环保设备、电力器材、铁路器材。 山东星地新材料股份有限公司：主要研发、制造、销售PP 纺粘无纺布，现有SS生产线一条共投资5000 万元，第二条3.2米 SXMS 丙纶纺熔无纺布生产线2200多万元已订购完毕 ，正在安装之中 ，两条线可年产成品10000吨 ，实现销售额1.5 亿元。 山东星邦高分子材料有限公司：主要研发 、生产 、销售矿山液压支架用乳化油 、浓缩液 、工业用润滑油、防冻液。 山东澳星智能装备有限公司：是澳大利亚 HMS 公司与山东金科星机电有限公司合资企业，主要研发、制造、销售履带式服务机器人。 山东铂星电力器材有限公司：主要研发、生产、销售电力金具 、铁附件等电力器材。 金科星是集高端智能装备、服务机器人、矿山机电、远程控制扒装机器人、环保降尘、铁路附件、电力器材、无纺布及制品研发、制造、销售为一体的国家高新技术企业，国家火炬计划产业化示范基地，山东省知识产权示范企业，“金科机电”商标取得山东省著名商标（正在申请国家驰名）、矿用智能辅助运输设备荣获山东省名牌产品称号 、公司建有省级工程实验室和一企一技术研发中心、市工程试验室及博士后工作站 ，山东省自主创新模范企业，是中国成长企业5020工程重点联系企业，公司全面实行现代企业管理制度，运营规范、管理高效，通过了ISO9001质量管理体系 、ISO14001 环境管理体系、OHSAS18001 职业健康安全管理体系 、3C认证以及知识产权管理体系认证。 作为科技型企业，公司一直致力于科技成果的转化和技术创新 ，坚持走企业发展紧密结合科技金融的路子 ，多次承担过国家、省、市科技计划，2016年12月 ，公司及下属平行子公司山东星地成功完成股改，同时在齐鲁股权交易中心科技板挂牌 ，并获得了山东省现代产业发展投资有限公司股权投资780余万元，加速了公司科技成果的转化和技术创新项的速度 ，有力促进了企业的转型升级和快速发展；济宁市邹城市政府同时也给予了政策支持和资金奖励，更加坚定了我们走科技金融大融合的路子。   

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。

近日，哈尔滨工业大学物理学院丁卫强教授课题组在光力与光操控研究中取得重要突破，相关成果以《动量拓扑诱导的光学牵引力》（Momentum-Topology-Induced Optical Pulling Force）为题发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters124, 143901, 2020）上。哈工大为该论文的第一署名单位，物理学院博士研究生李航为论文第一作者，物理学院丁卫强教授与新加坡国立大学仇成伟教授为论文共同通讯作者。

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，