实验原理 AFM是SPM家族中应用领域最为广泛的表面观察与研究工具之一。其工作原理基于原子之间的相互作用力。当一根十分尖锐的微探针在纵向充分逼近样品表面至数纳米甚至更小间距时，微探针尖端的原子和样品表面的原子之间将产生相互作用的原子力。原子力的大小与间距之间存在一定的曲线关系。在间距较大的起始阶段，原子力表现为引力，随着间距的进一步减小，由于价电子云的相互重叠和两个原子核的电荷间的相互作用，原子力又转而表现为排斥力。这种排斥力随着间距的缩短而急剧增大。AFM正是利用原子力与间距之间的这些关系，通过检测原子间的作用力而获得样品表面的微观形貌的。   仪器概述 AFM采用对微弱力极其敏感的微悬臂作为力传感器──微探针。微悬臂一端固定，另一端置有一与微悬臂平面垂直的金字塔状微针尖。当针尖与样品之间的距离逼近到一定程度时，两者间将产生相互作用的原子力，其中切向力（摩擦力）Ft使微悬臂扭曲，法向（纵向）力Fn将推动微悬臂偏转。我们所关心的主要是纵向力Fn，它与针尖──样品间距成一定的对应关系，即与样品表面的起伏具有对应关系。微悬臂的偏转量十分微小，无法进行直接检测，采用光学方法将偏转量放大，可推知微悬臂偏转量（即原子力）的大小，最终获得样品表面的微观形貌。   仪器特点 特有的卧式探头 卧式AFM探头设计，使原子力作用方向与重力方向垂直而互不干扰；降低了探头的整体重心；克服了原有粗调与微调逼近机构的垂直蠕动；具有独特的卧式可视化光路。探头及仪器性能更加稳定和优越。   稳定的三轴压电扫描器 采用互相正交的三轴压电陶瓷扫描控制器，X、Y、Z三轴压电陶瓷之间互不耦合，可保证扫描图像不因耦合而失真；扫描器具有更好的扫描线性和独立性、更高的强度和刚度，兼具更强的扫描驱动力，能同时适用于较小与较大、较轻与较重样品的扫描成像。   优化的检测与控制系统 采用优化的微纳米扫描与反馈控制电路系统，配以多路高精度A/D&D/A控制接口，可获得更高的扫描分辨率、更好的重复性和更佳的图像质量。   完善的软件界面与功能 功能强大、界面友好，可适用于Windows XP/Win7/Win8/Win10等操作系统。一般操作者均可轻松而熟练地掌握，只需点击鼠标，即可完成从图像扫描到图像处理及数据信息计算的全部操作。可用鼠标任意选择局部扫描区域，实现图像平移、定位和缩放；可设定扫描次数并自动控制扫描停止；具有实现X、Y方向的面扫描和线扫描的功能；可获得样品表面的纳米级三维形貌结构和截面线；高质量的彩色/黑白平面图像显示与三维立体图像显示；具有图像的二维和三维纳米标尺标注功能及粒径测量功能；具备纳米级表面微观粗糙度的统计及计算功能；可精确测定样品表面的微纳米级台阶高度和深度；完善的图像处理功能，包括裁剪、粘贴、旋转、对比调节、亮度调节、颜色调整、背景色调整、图像平滑、滤波等。   简单便捷的仪器操作 AFM的操作十分简单和便捷，一般操作人员即可完成，无需专人操作和维护。安装探针、安装样品、粗调和微调进样、图像扫描、图像存储等操作，均可在1分钟内完成。特别适用于科学研究、教学实验及产品检测。   高稳定性与抗干扰能力 AFM既可在良好的实验条件下完美工作，也可在有一般实验室、普通桌面、有轻微振动、有环境干扰、有光照等条件下正常运作，快速扫描观察各种微纳米样品，获得理想的图像和微纳米结构信息。具备更好的稳定性和抗震性，更强的抗（光、电、磁等）干扰能力，更快的扫描速度（最快1幅图像/1~6秒，作为对比，进口仪器的扫描速率一般为1幅图像/10~20分钟甚至更慢）。   高适用性广泛应用领域 可同时适用于科学研究、本科生和研究生的教学实验及纳米技术产品的检测，广泛适用于各种金属/非金属、导体/非导体、磁性/非磁性材料样品的扫描检测。对被测材料样品无特殊要求，免去繁琐的样品制备过程，可直接扫描获得微纳米结构信息。   实验内容与典型实验数据 部分扫描测试样品的AFM图像   部件列表 描述 数量 原子力显微镜探头 1 控制机箱 1 直流高压电源 1 A/D&D/A控制接口卡 1 AFM微探针 15组60 tips USB光学显微镜 1 一体机, 含AFM扫描控制软件 1 样品 5 剪刀、镊子、启子、放大镜等工具 1

                                                   GCYD-575 气体定压比热测定仪             外形尺寸：1000×400×600mm 工作电压：220V  功率：230W 主要用途：可测300度以下气体的定压比热。 主要配置：由静音风机，镀瓦瓶比热测定本体，精度  ±0.2湿式气体流量计及温度、功率测量仪表等组成。 主要技术参数： 加热器：75W 湿式气体流量计：型号LML-1 、额定流量200L/h 静音风机：电压220V 50Hz  功率85W   实验桌 实验桌为型材结构，桌面为耐磨高密度板,结构坚固，设有两个大抽屉、用于放置工具、存放资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。

一、项目简介 智能计算MR成像主要是基于脉冲序列设计、成像、重建、处理与分析的全链路优化思想，利用人工智能领域的深度学习与大数据方法，研究新体制智能计算成像理论、方法与应用，突破现有系统将成像与分析分治难以兼顾的不足，从而为医学临床和科研提供新的、更快的成像手段、更好的成像质量以及更符合实际需求的成像模式。 二、前期研究基础 无 三、应用技术成果1）基于深度学习的信息保持压缩感知重建（左图为填零重建、右图为所提方法）

超导高场核磁共振成像系统是利用超高场超导磁体（7.0T，9.4T，11.7T）和核磁共振成像技术对小动物、生物样品、有机材料、石油岩心等样品实现高分辨率的成像，它采用零液氦消耗、超高场磁体、软件无线电控制、高灵敏射频接收等技术大幅度提高核磁共振成像效果，项目将打破国外公司垄断，具有广阔的市场前景。

传统的CCD、CMOS硅基成像器件都不能响应紫外波段的光信号，这是因为紫外波段的光波在多晶硅中穿透深度很小（<2nm）。但是近年来随着紫外探测技术的日趋发展，人们越来越需要对紫外波段进行更深的探测分析与认识。紫外探测技术是继激光探测技术和红外探测技术之后发展起来的又一军民两用光电探测技术。几十年来，紫外探测技术已经逐渐应用于光谱分析、军事、空间天文、环境监测、工业生产、医用生物学等诸多领域，对现代科研、国防和人民生活都产生了深远的影响。特别是在先进光谱仪器方面，国内急迫需要响应波段拓展到紫外的硅基成像器件。硅基成像器件如CCD、CMOS是应用最广泛的光电探测器件。当前最先进的光谱仪器大都采用了CCD或CMOS作为探测器件，这是因为CCD、CMOS具有灵敏度强、噪声低、成像质量好等优点。但由于紫外波段的光波在多晶硅中穿透深度很小（<2nm），CCD、CMOS等在紫外波段响应都很弱。成像器件的这种紫外弱响应限制了其在先进光谱仪器及其他领域紫外波段探测的使用。 在技术发达国家,宽光谱响应范围、高分辨率、高灵敏度探测器CCD已经广泛应用于高档光谱仪器中。上世纪中叶美国Varian公司开发的Varian700 ICP-AES所使用的宽光谱CCD检测器分辨率达0.01nm,光波长在600nm和300nm时QE分别达到了84%和50%；美国热电公司开发的CAP600 系列ICP所用探测器光谱响应范围更是达到165～1000nm，在200nm时的分辨率达到0.005nm.法国Johinyvon的全谱直读ICP，其所用的CCD探测器像素分辨率达0.0035nm,紫外响应拓展到120nm的远紫外波段。德国斯派克分析仪器公司的全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪一维色散和22个CCD检测器设计，其光谱响应范围为120－800nm。德国耶拿JENA 连续光源原子吸收光谱仪contrAA采用高分辨率的中阶梯光栅和紫外高灵敏度的一维CCD探测器，分辨率达0.002nm,光谱响应范围为189—900 nm。总而言之，发达国家在宽光谱响应和高分辨率高灵敏度探测器件的研制领域已取得相当的成就。主要技术指标和创新点（1）  我们在国内首次提出紫外增强的硅基成像器件，并在不改变传统硅基成像探测器件的结构的基础上，利用镀膜的方法增强成像探测器件CCD、CMOS的紫外响应，使其光谱响应范围拓宽到190—1100nm，实现对190nm以上紫外光的探测。（2）  提高成像探测器的紫外波段灵敏度，达到0.1V/lex.s。（3）  增强成像探测器件的紫外响应的同时，尽量不削弱探测器件对可见波段的响应。（4）  选用适合的无机材料，克服有机材料使用寿命短的缺陷。 紫外探测技术已经逐渐应用于光谱分析、军事、空间天文、环境监测、工业生产、医用生物学等诸多领域，对现代科研、国防和人民生活都产生了深远的影响。特别是在先进光谱仪器方面，国内急迫需要响应波段拓展到紫外的硅基成像器件，该设计与传统CCD、CMOS结合，能满足宽光谱光谱仪器所需的紫外响应探测器的需要。能提高光谱仪器光谱响应范围，在科学实验和物质分析和检测中具有很广的市场前景。 该设计样品能取代传统CCD、CMOS，应用于大型宽光谱光谱仪器上，作为光谱仪的探测器件。将传统光谱仪器的光谱检测范围拓宽到190—1100nm. 实现紫外探测和紫外分析。具有较强的市场推广应用价值。

单像素光子计数成像以一个像素的点探测器利用空间光调制实现二维空间分辨测量，可以在二维空间的分布中节约一个维度，相比面阵列探测器节约了成本，并能用于更多的谱段成像，同时由于大幅提高了测量光通量，在极弱光条件下具有独特的优势。基于压缩感知理论发展出的光子计数单像素相机，采用统计模型进行随机调制，进而实现光子计数成像，该成像技术在太赫兹成像、显微成像、机器视觉等诸多应用领域得到了广泛应用。目前缺少能够帮助学生深刻地理解单像素光子计数成像的基础知识以及压缩感知理论的用于教学的单像素光子计数成像设备，故此设计本设备，以帮助大学生理解光子计数成像的基本原理与应用。 图1.单像素光子计数成像设备样机

广域数字眼底成像系统（Wide-area fundus imaging system）通过大视场的眼底成像系统，采用大视场成像、眼底环形照明、眼底图像采集与处理等关键技术，实现早产儿的视网膜疾病(ROP)诊断、眼肿瘤(眼癌)、视网膜出血、视网膜脱落、青光眼、白内障等眼疾的诊断，同时也可为治疗后疗效评估提供客观的依据。 创新要点:（1）广域眼底视网膜视场达到130°，实现视网膜周边区域的成像，实现相关视网膜疾病的早期诊断。（2）环形照明系统，满足照明系统的均匀性和亮度可调性；（3）光学

三维成像与内雕系统是由三维数据采集器,计算机数据处理器和水晶激光内雕机组成。此系统的特点能实现个性化水晶立体内雕，如：各种人体艺术摄影，婚纱摄影，毕业摄影（学士、硕士、博士照）,生日纪念照，宠物照，多人合影，特定的物件（纪念品，喜爱的物品）等。给人以永存的三维记忆和美好的岁月留念。三维数据采集器俗称三维立体相机，它由调制光和数码照相机组成，把特制光栅编码投影到物体表面，并且由数码相机摄取此编码图像。经计算机数据处理系统，处理出物体的三维信息，计算机将此三维信息输入水晶内雕机进行雕刻。