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精准能量调控点环光斑激光加工头
【研究背景】
图1所示高斯光斑、平顶圆光斑和环形光斑作用在材料上的光强与温度场分布示意图，常规高斯光束能量分布不均匀，中心能量强边缘能量弱，使用高斯分布聚焦光斑进行激光焊接时，由于光斑中心部分吸收的激光能量高，材料容易熔化气化蒸发，从而产生飞溅、形成凹陷和空洞等缺陷。平顶光斑作用在材料上时，用于热传导的作用，还是会造成中心与边缘的温度场分布不均匀，焊接熔深呈现月牙分布。控制飞溅、凹陷和空洞等缺陷的关键因素是控制激光束的能量分布，减少中心材料温度和以及焊点中心和边缘的温度差。合理设计的环形光斑，有利于获得相对均匀性的温度场分布和相对均匀的熔深分布，减少飞溅、凹陷和空洞等焊接缺陷，是目前高端激光焊接应用的一个技术发展方向。
图1 不同光斑的光强分布和在材料上的温度场分布
【痛点问题】
现有基于摆动扫描方式和点环形模式可调光纤激光器，在一定程度上解决了激光焊接的飞溅问题，但是存在结构复杂，设备制造成本和维护成本高，而且不太适合高精密或大功率厚板的激光焊接。
【解决方案】
本成果从激光光学聚焦头的设计上，提出了申请专利技术的基于衍射光学元件和折射光学元件的环形光斑或点环产生方法，结构设计灵活方便，可适用于高精密激光焊接、高反射材料加工和高功率厚板激光焊接。
（1）基于衍射光学元件的环形光斑产生方法
为了解决能量分布不均匀以及光束敏感性的问题，本成果通过螺旋相位板产生涡旋光束来获得环形光斑进行焊接。螺旋相位板是一种具有固定折射率的透明板，其一面是平面结构，相对面具有螺旋形状结构，类似于旋转台阶，如图2所示。
图2 螺旋相位板结构
螺旋相位板其厚度随着方位角的变化而变化。高斯分布的激光束从螺旋相位板平面端面入射，光束中心与螺旋相位板中心对齐，出射的光束相位被改变，附加一个螺旋相位因子，能量分布变为环形分布，出射的光束变为涡旋光束，其中l为涡旋光束的拓扑荷数，影响涡旋光束能量较低区域的大小。螺旋相位板的台阶高度通常为微米量级，并且初始光束都是通过扩束系统扩束的，基本没有发散，因此，螺旋相位板对光束光强基本没有衰减，而只是改变光束的相位。利用螺旋相位板产生的涡旋光束解决了能量分布均匀性的问题，同时用螺旋相位板产生的涡旋光束的稳定性好，环形的能量分布特点，不容易受到外界其他因素影响，可以较为稳定地保持光斑均匀性。本成果具体产生涡旋光束的光路图如图3所示。表1给出了不同拓扑数涡旋光束的光场分布。
图3 产生涡旋光束的光路图
表1 不同拓扑数涡旋光束的光场分布
本成果设计加工了产生涡旋光束的衍射光学元件，通过组合获得了不同拓扑数的涡旋光束，图4给出实验生产的涡旋光束，相对其他方法产生的环形光斑，采用涡旋光束方式产生环形光斑的好处是，离开焦面还能保持环状光强分布。除了在激光增材制造有用外，这种光束未来在切割、焊接、打孔等方式都有应用，可以获得更好的温度场分布和更好的激光加工效果。
图4 实验生产的涡旋光束
（2）基于折射光学元件的环形光斑或点环光斑产生方法
图5为基于折射光学元件的环形光斑的产生方法，包括透射式的和全反射式的结构，后面根据不同的焊接温度场分布设计不同组合的环形光斑。
（a）三镜方案
（b）两镜方案
（c）单镜方案
图5 基于折射光学元件的环形光斑的产生方法
华中科技大学
2022-09-27
NMT细菌/病毒/组织感染组织能量代谢仪
“NMT界乔布斯”许越先生推荐创新平台
中关村NMT产业联盟推介成员单位创新产品
“生物安全，人人有责”
推出背景：
在国际竞争白热化，战争形态多样化的今天，生物安全已成为国家安全的重要组成部分，为积极应对这一挑战，2019年10月，生物安全法草案于首次提请十三届全国人大常委会第十四次会议审议。本次新冠肺炎疫情的爆发，让各界更加意识到，生物安全对于确保国家安全、保障社会稳定、人民群众生命安全和身体健康的重要性。
国家安全就是国家竞争，归根结底又是科技实力的竞争！因此，作为中国的高新技术企业，中关村NMT联盟的会员单位，旭月（北京）科技有限公司利用20多年的技术积累，以NMT：非损伤微测技术为底层核心技术，迅速推出了与国家生物安全相关多种检验，监测仪器设备，以及适用于多个学科及领域的研发平台：
《NMT生物安全创新平台》特制系列产品！
应对挑战：
1）组织器官水平研究：随着研究的深入，单细胞的生理状态，以及对不同环境的生理反应，与处于机体组织器官中的细胞的差异，已逐渐成为研究中的瓶颈。NMT不仅可以检测单细胞，还可以实现对细胞的原位检测，以及对活体组织器官的在体检测，很好地弥补了这一研究手段的空白。
2）活体研究：可在离体或在体的情况下，对活体组织，开展代谢研究，无需提取、无需染色。
分类及用途：
1）《NMT细菌感染组织能量代谢仪》（型号：NMT-BTM-100）
基于底层核心NMT技术，以及成熟的技术解决方案，让科研人员可以马上投入相关科研创新工作。
2）《NMT细菌感染组织能量代谢仪》（型号：NMT-BTM-200）
基于底层核心NMT技术，结合自身科研兴趣，以及其它相关技术参数，在我方技术人员协助下形成技术解决方案，让科研人员建立更具独有创新特色的实验平台。
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用途：
基于底层核心NMT技术，以及成熟的技术解决方案，让科研人员可以马上投入相关科研创新工作。
参数：
1.基本功能：
1.1针对细菌感染组织能量代谢研究设计
1.2活体、原位、非损伤检测
1.3可检测指标：H+、O2
2.性能：
2.1自动化操作
2.2长时间实时和动态监测
2.3无需标记
2.4立体3D流速检测
3.软件：
3.1imFluxes智能软件，可直接检测、输出离子分子的浓度与流速
《NMT细菌感染组织能量代谢仪》（型号：NMT-BTM-200）
应对挑战：
1）组织器官水平研究：随着研究的深入，单细胞的生理状态，以及对不同环境的生理反应，与处于机体组织器官中的细胞的差异，已逐渐成为研究中的瓶颈。NMT不仅可以检测单细胞，还可以实现对细胞的原位检测，以及对活体组织器官的在体检测，很好地弥补了这一研究手段的空白。
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用途：
基于底层核心NMT技术，结合自身科研兴趣，以及其它相关技术参数，在我方技术人员协助下形成技术解决方案，让科研人员建立更具独有创新特色的实验平台。
参数：
1.基本功能：
1.1针对细菌感染组织能量代谢研究和研发设计
1.2活体、原位、非损伤检测
1.3可检测指标：H+、O2
1.4可实时监测和记录检测时的环境参数：温度、湿度、大气压、海拔、经纬度
1.5 可拓展检测指标：葡萄糖、NADPH、ATP
2.性能：
2.1自动化操作
2.2长时间实时和动态监测
2.3无需标记
2.4立体3D流速检测
3.软件：
3.1imFluxes智能软件，可直接检测、输出离子分子的浓度与流速，以及检测时的环境参数
旭月（北京）科技有限公司
2021-08-23
NMT寄生虫感染组织能量代谢仪
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旭月（北京）科技有限公司
2021-08-23
开放式多端口能量路由器平台
以电能为核心，可汇集和管理电、冷、热、燃气以及其他形式的能源，具备能量灵活转化、变换、传递和路由功能，并实现能源物理系统与信息系统的融合，是支持能源互联网的核心装置。
1、独立统一的控制器、DSP（C6000）控制和快速原型控制器都可以根据用户的需求进行定制。
2、交流端口、直流端口可根据客户需求进行定制，端口数量和电压等级均可灵活变化。
3、直流端口电压等级可变，可以根据用户需求进行端口复用。
4、具备策略调度系统功能，统一控制器下所有变流器之间不需要通讯，通讯调度不需要考虑延时，是真正意义的实时控制，离并网实时切换，外接设备即插即用。
5、能量路由器具备二次开发特点，可根据客户需求提供完整硬件原理图和软件全部源代码。
南京研旭电气科技有限公司
2022-07-22
学习贯彻习近平文化思想·创新案例 | 传递“强农报国”正能量，中国农业大学这样做！
为持续加强师生理论武装，推动党的创新理论入脑入心、落地生根，中国农业大学积极建设学校党委理论学习宣讲团，抓住学习宣传党的二十大精神、习近平总书记重要回信精神和主题教育历史契机，搭平台、强队伍，深入师生、深入基层，走村入户宣讲对谈，累计受众数百万人，把党的创新理论传播到校园的每一个角落、传播到广阔的乡村田野，通过百万宣讲传递“强农报国”正能量，凝聚起“强国先强农、农大作先锋”精神力量。
中国高等教育学会
2024-07-24
一种基于微流控芯片粒子捕获式的单粒子散射测量装置
本发明公开了一种基于微流控芯片粒子捕获式单粒子散射测量 装置，包括光源、分光光路、测量对准组件、探测组件和微流控芯片。 结合 Mie 散射理论计算的理论散射曲线参照，完成单粒子圆周范围内 大角度范围散射场的测量；同时由于结合了微流控芯片技术，解决了 单粒子的捕获和单粒子环境的构建问题。
华中科技大学
2021-04-14
南京大学基于电纺自组织金字塔微结构的高性能、高舒适性贴肤传感器件
近日，南京大学电子科学与工程学院潘力佳、施毅教授团队在电子皮肤器件领域取得重要进展。
南京大学
2022-10-12
可量产的柔性透明导电膜技术
传统触控传感器使用IT0透明导电膜，IT0透明导电膜存在工艺复杂（中国 目前以从日本进口为主，国内尚不能高品质自主生产）、价格高昂（IT0核心材 料钢为稀有金属）、不能弯折等缺点，基于智能交互设备数量的急剧增加、交互 场景、方式需求增加等原因，触控行业一直在积极寻找替代IT0的新型材料。 重庆大学能源与动力工程学院孙宽研究员团队，通过多年在导电材料领域的深入 研究，使用有机聚合物作为基础导电材料，在低温环境下涂布制作出了柔性透明 导电膜。这种新型柔性导电膜不仅拥有与IT0同等的光电表现，比IT0成本更低,而且具备强柔性的优势，可在触控产业链里对IT0进行有效替代，为未来智能设 备创造更多的触控形态和交互方式。
重庆大学
2021-04-11
数控精密定位柔性操作机械手
成果与项目的背景及主要用途：该技术采用数控气动闭环控制回路、机械手 可以上下插拔，在 XYZ 三个方向有力触觉，可以感受作用力，如果力大，机械手 可以自动缓冲或收回。机械手具有抓夹功能。该项技术已经成功应用到核工业元 件加工过程中。相同的技术和功能可以方便的应用和移植到其它应用领域。 技术原理与工艺流程简介：利用数控气动闭环控制回路。三维柔性力缓冲 XY 方向±1 ㎜，Z 方向 10 ㎜，Z 向下插行程 0～500 ㎜可调，可以安装各种用途 机械爪，具有形成阻尼缓冲和气动消音。 技术水平及专利与获奖情况：处于国内同类型先进技术水平。 56天津大学科技成果选编 应用前景分析及效益预测：该类型机械手技术可以应用于很多领域，如：机 械制造业、汽车工业、化工业、核能工业、生物工业、安全领域等需要提高作业 效率、精度、危险环境等行业。 目前该技术成熟，整机价格在 10～16 万人民币之间，可以进行小批量工业 化生产。 应用领域：械制造业、汽车工业、化工业、核能工业、生物工业、安全领域 等需要提高作业效率、精度、危险环境等行业。 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 所需原材料：均为市场上可采购原材料，无特殊要求，例如：气动元件、机 械件等； 设备及环境要求： AC220V 电源、普通气源； 所需厂房面积：普通厂房 100 平方米； 人员要求：若干机、电相关专业人员； 初期投资规模：除以上条件外需流动资金 60～80 万。 合作方式及条件： 技术转让，转让费：人民币 50 万元； 合作生产，具体可面谈。
天津大学
2021-04-11
极端环境下的柔性纳米电缆研究
一种Si-Mn-O玻璃态物质中控制Si-Mn形核、生长的动力学方法，实现了毫米级长度的Mn5Si3 @SiO2柔性纳米电缆（图1）。单根纳米线中，不论壳层厚度、还是电芯尺寸均表现出令人吃惊的均匀性（尺寸波动<4%），同时展现出极好的柔性与自支撑特性，不同弯曲程度下电阻几乎没有任何变化。统计电阻率数值为1.28 - 3.84×10-6 Ωm，最大耐受电流为1.22 - 3.54×107 A cm-2，分别为同等测试条件下同等尺寸银纳米线的10倍与1/3。这样一根导线在300℃的温度下，24小时的测试时间内，电阻率保持不变，证明其能够长时间在高温环境中正常工作。 在1 mol/L的HCl溶液中模拟强酸性环境，发现I-V特性几乎和空气环境中一致；在较长的一段时间内，原位监测导线在溶液中的电学特性变化，发现性能并无衰退。进一步，在溶液中外加矩形波电场，模拟复杂的外部干扰信号，导线仅由于电容效应发生十分微小的电阻变化。另外，同样考察了其耐氧化特性，放在30%双氧水溶液中20小时，电阻未发生明显变化。上述实验数据充分证明所设计的复合纳米电缆能够在高温、酸性及强氧化性等极端环境下正常工作，同时能够抵抗复杂的电场信号干扰。
中山大学
2021-04-13