一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 杨钰萍 机电工程学院/测控技术与仪器 2016.9/2020.6 201631034227 刘玉洁 机电工程学院/测控技术与仪器 2016.9/2020.6 201631034210 黄祺 机电工程学院/测控技术与仪器 2017.9/2021.6 201731034414 黎峰 机电工程学院/测控技术与仪器 2017.9/2021.6 201731034425 李正煜 机电工程学院/测控技术与仪器 2018.9/2022.6 201831034413 任星星 机电工程学院/测控技术与仪器 2016.9/2020.6 201631034306 杨柳 外国语学院/英语 2016.9/2020.6 201631131301 胡玉莲 外国语学院/英语 2016.9/2020.6 201631131304 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 陈波 外国语学院/测试计量技术及仪器 实验师 传感器技术 四、项目简介 本项目以电磁流量计的励磁技术为切入点展开研究，了解了已有励磁技术的优缺点，合理推导双向梯形波具有的优点——既有稳态部分利于数据采集与处理；又存在缓慢的上升和下降沿可减少微分干扰。故设计了双向梯形波励磁拟解决现有励磁技术微分干扰过大的问题，并可提高电磁流量计在流速测量中的精度。该项目一旦成熟推向市场时，可实现系列化生产，对提高流量流速测量精度，扩大电磁流量计的应用范围有较大的现实意义。

碳纳米管的优越电磁波吸收性能， 在军事领域及民用领域里有潜在的 巨大用途。碳纳米管吸波材料对于国家安全、隐形作战装备研制、具有十 分重大的意义。碳纳米管 /聚合物复合吸波材料还可广泛应用于民用领域， 可用于抗静电、电磁屏蔽，减少或者消除电磁波对人体的伤害及电磁设备 的干扰。 本研究显示碳纳米管 /聚合物复合吸波材料具有优良的雷达波吸收性 能，具有广阔的市场空间和应用前景。

基片集成类导波结构是近十几年来微波毫米波学界发展起来的一种新型高性能平面集成导波结构，它具有极低的电磁泄露和互扰，其品质因数和功率容量远高于传统平面传输线，国内外数百所大学和研究机构开展了大量研究，使之成为微波毫米波领域最受关注的研究分支之一。 学科洪伟教授课题组是国际上这一学术分支的主要倡导者和贡献者之一，在IEEE系列刊物上发表学术论文120余篇，在美、英、德、日、韩、波、葡等国家召开的国际会议上作大会报告、特邀报告20余次，论文被40多个国家的学者正面他引5000余次，获授权国家发明专利50余项。 该研究成果在国内外都产生了比较大的影响，获2016年度国家自然科学二等奖。

1 成果简介随着我国经济的高速发展和人民生活水平的提高，环境污染、疾病监测、食品安全等民生热点日益受到人们的关注。如何对上述问题进行简单、快速的监控，将一些危害降至最低，保障人民生活和生产，这就需要一种可实时实地检测、操作简便的多应用传感器件。 表面等离子体波（ SPP）传感器是一种基于光学检测的传感器件，被广泛用于药物筛选、食物检测、环境监测和细胞膜模拟等方面。相对于目前常见的化学、电子、力学等传感器，SPP 传感器拥有实时检测、无需标记、对被检测物无损害、探测方法简单等众多优点。为了降低成本、 稳定性能、减小体积，集成型 SPP 传感器件的成为了现今研究热点。然而现有的集成型 SPP 传感器件普遍存在灵敏度低，探测范围小等问题，限制了其应用的推广。 课题组从 2006 年开始合作从事集成型 SPP 传感器件研究，在清国家 973 项目、自然科学基金重点项目、教育部清华大学自主研究项目等项目资助下， 创新性提出一种基于 SPP-介质波导异质垂直耦合器的可集成生化传感芯片，并对传感芯片的传感特性和应用进行了深入研究和探索。芯片的特点和性能如下：可集成，芯片体积小，可与便携设备集成；可批量生产，价格低廉；灵敏度较传统的集成型 SPP 传感器件高出一个数量级；可实现对传感区域的精确或者大范围调节；可实现对纳米量级大小的物质的探测；传感性能稳定，应用领域广泛。上述优点表明该芯片可以工厂大批量生产经营，也可以用于实验室的科研研究，在化学，生物，医学等多 个领域均有应用价值。查新表明，国内外目前尚未发现有相似原理的器件。 图 1 (a) 集成型 SPP 传感芯片与一元硬币尺寸对比图 (b) 传感芯片的显微镜照片2 应用说明可集成型 SPP 生化传感芯片在实验室经多次验证，可以实现对折射率液体以及纳米级薄层物质的高灵敏探测，并初步应用于对双酚 a（简称 BPA，一种塑料生长常用原料，每年生产将近 2700 万吨含 BPA 的塑料类物质， BPA 具有胚胎致畸性和致毒性）的检测。实验结果表明，该芯片对于 BPA 的探测极限浓度可以达到 0.1ng/ml （欧盟公布食品准则中水含有BPA 的最高浓度为 1ng/ml）。3 效益分析由于目前国内尚无同类产品， 而且此产品在疾病检验，环境监测，药品鉴别等多个领域具有应用价值， 因此本仪器具有较大的市场推广空间。本传感芯片价格低廉，使用简便，对样品无二次污染，性能稳定，甚至对纳米量级的生化小分子探测均具有高灵敏度，相对于其他类型的传感器件， 具有明显的经济和技术优势。

本发明公开了一种复合波片光轴对准方法及装置。将待对准复合波片的两片晶片装在支架上之后分别安装在固定、旋转波片卡盘上；从光源发出的光经过起偏器后形成线偏振光；通过待对准的复合波片后，线偏振光偏振态发生变化；根据探测器探测到的透射光强信号可进一步获得待对准复合波片相位延迟波动量的变化幅值；比较相位延迟波动量的变化幅值的相对大小；通过电控旋转台控制旋转波片卡盘转动，直至将复合波片的光轴对准到所要求的精度范围内。装置包括光源，起偏器，固定波片卡盘，旋转波片卡盘，旋转检偏器，探测器，电控旋转台，计算机，步进电机和电控旋转台控制器。该方法可以实现对复合波片光轴进行高精度对准，装置简易，操作简单。

成果与项目的背景及主要用途： 吸波材料即雷达吸波材料（RAM），是指能够吸收衰减入射的电磁波，并将其电磁能转换成热能而消耗掉或使电磁波因干涉而消失的一类材料。目前，随着电磁波污染的日益严重，吸波材料在民用领域具有极大的发展潜力。许多研究已证明，持续、高强度的电磁波照射会诱发细胞变异、诱发肿瘤、癌症等疾病，电磁波污染已成为世界各国本世纪重点治理的环境污染之一。不让电子设备发射电磁波是不可能的，所以消除电磁波污染最有效的办法就是使用吸波材料。这项属于电磁干扰（EMI）范畴的研究已在世界各国得到广泛重视和应用。 技术原理与工艺流程简介： 本项目研究制备含有不同含量及分布的碳纤维(毡)树脂基复合吸波材料，主要研究碳纤维(毡)排布方式、含量对于材料吸波性能的影响，通过调整参数，实现材料对电磁波的宽频吸收、高效吸收、选择吸收的目的；其次，通过对纤维(毡)表面改性、添加电磁损耗剂、改变基体种类等制备具有刚性和柔性基体吸波材料，同时对吸波机理进行研究，以求开发一种低成本、宽频、高效、轻质的吸波材料。试样的制备采用复合材料成型工艺压缩模塑。将环氧树脂与低分子量聚酰胺按质量比 2：1 搅拌均匀（E-44 型环氧树脂：低分子量聚酰胺树脂=100：50～100：100 质量比），在真空干燥箱中脱泡，然后浇注到事先预热的半溢式模具中，模具中预置碳纤维或碳毡。在透波层表面加一层 S-玻璃布，目的是达到与自由空间的阻抗匹配，在模具底部也加一层玻璃布，目的是抵消由透波层玻璃布引起的应力，使试样不致弯曲而造成测量误差。然后将浇注好的模具在 60℃，10MPa的压力下固化 2 个小时，得到所需的 180mm×180mm，厚度为 4mm 的正方标准试样。 技术水平及专利与获奖情况： 本研究通过两年多的大量实验，获得具有良好吸波性能和商用价值的环境功能材料。可用于消除环境空间中的有害电磁波。本课题组制备了材料样品，完成了 4 个专题的研究报告，发表论文 12 篇，申请专利两项。本研究已达到国际先进水平。 应用前景分析及效益预测： 随着电信业的飞速发展，吸波材料的应用已深入到通讯抗干扰、环保及人体防护等诸多领域。 成本估算： 环氧树脂/碳纤维复合吸波材料E-44 环氧树脂：15.4 元/公斤，低分子量聚酰胺树脂：24 元/公斤。碳纤维：300 元/公斤 每块试样用碳纤维：0.36 克 其他费用：电费，模具费，人工费 每块试样成本：约 4 元（180×180mm） 折合成本：约 120 元/平方米 应用领域：电磁波污染的防护，构筑微波暗室。 2、 连续碳纳米管纤维 成果与项目的背景及主要用途： 碳纳米管被誉为超级纤维，是 21 世纪的基础材料，具有优异的物理化学性质，其密度只有钢的六分之一，强度超过钢 100 倍，具有高导电导热性，导热性是铜的 5-8 倍，在高性能复合材料，能源电极，电场发射等多方面有重要的应用前景，世界各国和大公司都争先投入抢占碳纳米管市场，近年来产业发展迅猛。连续碳纳米管纤维是无数碳纳米管构成的长纱线，轻于碳纤维，有高柔性，具有碳纳米管所有结构和功能特性，可编织和成型，较碳纳米管更接近应用，在制备高性能复合材料方面，极具潜力，可用于宇航、汽车用高性能复合材料、风力发电叶片、导电导热材料、电力传输电缆、高强编织物，智能纺织和柔性光电器件等。 基于天津大学的气相法制备连续碳纳米管纤维技术，研发碳纳米管纤维量产化技术，制备万米连续碳纳米管纤维材料, 研发碳纳米纤维复合材料和相关新材料，在国内率先推出碳纳米纤维新产品，主导国内市场，开拓国际市场。 技术原理与工艺流程简介： 本方法是一步制备连续碳管纤维的方法，具有工业化应用前景。2010 年天津大学技术团队取得关键制备技术的突破，纺出千米连续的碳纳米管纤维，为产业化提供了基础。气相纺丝法是以含碳原理和催化剂输入到高温炉中，在气流中生长碳纳米管并组装成丝，用机械的方法纺出碳纳米管纤维的新方法。主要成果包括发明了乙醇/丙酮混合碳源，发明了水密封反应器和致密碳管纤维的纺丝方法。目前已经取得连续纺丝数小时数千米连续碳管纤维，在方法、技术和材料性能方面处于国际领先水平。 应用前景分析及效益预测： 碳纳米管的价格范围较大 2-20000 元/克，价格取决于碳管种类和纯度，有些容易合成，有些受制备限制，尚未量产化。目前市场上多壁管 2000 元/公斤，天津大学科技成果选编高纯碳管价格十倍以上。高纯单壁碳管尚未量产，目前仍以克量计，纯度 80%的单壁管价格为 60 美元/克，高纯（>90%）单壁管在 1000-2000 美元/克以上。连续碳管纤维为双壁管，纯度 90%，短期可参考单壁管价格 60-2000 美元/克。 应用领域： 高性能复合材料、导电导热材料、储能材料、功能电子和织物，产业领域航空航天、能源、环境、化工和纺织等。 合作方式及条件： 技术合作与专利转让 与国际知名企业和研究单位建立合作,引领碳纳米管纤维新产业的发展

产品详细介绍 产品用途 蓄温式冷热冲击试验机-三箱式高低温冷热冲击试验箱--高低温冷热循环试验箱，用来测试材料结构或复合材料，在瞬间下经极高温及极低温的连续  环境下所能忍受的程度, 藉以在最短时间内试验其因热胀冷缩所引起的化学变化或物理伤害.适用的  对象包括金属, 塑料, 橡胶, 电子....等材料,可作为其产品改进的依据或参考。 产品特点 蓄温式冷热冲击试验机-三箱式高低温冷热冲击试验箱--高低温冷热循环试验箱规范要求： a.采用铝片验证机台负载能力(非塑料负载) b.传感器放置测试区而非风道口符合实验有效性 a.进行两箱冲击时测试区湿度符合规范要求 b.可扩充待测品表面温度控制驻留时间来缩短试验时间 c.可直接多项国际规范与试验条件 d.可执行低温0度冲击并省电 e.可执行无铅制程的锡须试验 控制系统 * OYO Q8-700 温度控制器（日本原装进口）  高分辨率彩色触摸屏接口 交互式参数输入方式 支持英文，中文 提供内置SMPS的I/O RELAY BOARD-接线简化和节省成本 高精確、高信任度 基于PC的方便监控 方便设定多达33种的输出（内置计时器）方式 支持利用USB存储器-可代替记录器 内置基于先进的PID算法的自动调谐功能 提供强有力的通讯环境和支持99台多分支结构 卓越的Fuzzy功能和ARW启动-抑制超程 標準RS-232C、 RS-485通訊介面 规范条件   蓄温式冷热冲击试验机-三箱式高低温冷热冲击试验箱--高低温冷热循环试验箱规格表(Programmable Thermal Shock Tster) ---- 不符合此规格◎符合此规格★可配增加此功能※可配增加LN2功能   试验规范  驻留温度(℃) (exposure temp.) 驻留温度时间(Min) (exposure time) 覆归时间 (recovery time)  周期 或次数 试验起 始点 备注 适用机台型号 TS-(46/80/150/252/336) 高温 室温 低温 高温/低温 室温 S U L MIL-STD-883E (Method No.1010.7) +85 +10 ---- -55 0 ≧10min ≦15min ---- 含驻留时间& 转换时间≦15min 最少 10次 低温或 高温 Temperature Cycling (转换时间<1min) 实验过程若中断 超过总实验之1/10 次则实验须重做 ◎ ◎ ---- 0 +125 +15 ◎ ◎ ---- 0 -10 +150 +15 ◎ ◎ ---- 0 +150 +15 -65 0 ◎ . ---- 0 -10 MIL-STD-202F (Method No.107G) +83 +3 -25 +10 -55 0 28g以下 15～30 Min 28～136g 30Min 136g～1.36Kg 60Min 1.36～13.6Kg 120Min 13.6~136Kg 240Min Max. 5 Min 5 Min 以内 5 cycle 25 50 100 低温 Transfer time 不超过5 min ◎ ◎ ◎ 0 -3 +125 +3 -65 0 ◎ ◎ ---- 0 -5 -5 +125 +3 -65 0 ◎ ◎ ---- 0 -5 JIS C 0025 IEC 68-2-14 GB 2423.22 +70 +85 +100 +125 ±2 ±2 ±2 ±2 室温 -5 -10 -25 -40 -55 -65 ±3 ±3 ±3 ±3 ±3 ±3 3hr 2hr 1hr 30min 或无定义则 以3hr定义 手动转 移时间 2～3Min 为驻留时间 之1/10 5 cycle 除非有 其它规格 低温 Auto Transfer time 不超过30 sec 小试件 Transfer time 不超过10 sec ★ ★ ★ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 　 　 ◎ ◎ ◎ 　 　 ◎ ◎ ---- IPC 2.6.7 +70 ±2 ---- 0 +0 15 Min ---- 2 Min 以内 100 cycle 高温 (试验结束 点在高温) Transfer time 不超过2 min ★ ★ ★ -0 -5 +85 +5 -40 +0 ◎ ◎ ◎ -0 -5 +105 +5 -55 +0 ◎ ◎ ． -0 -5 +105 +5 -65 +0 ． ． ---- -0 -5 +105 +5 　 　 ． ． ---- -0 IPC 2.6.6 +85 +3 -25 +10 -55 +0 30 Min 10-15 Min 　 5 cycle 　 　 ◎ ◎ ◎ -0 -5 +125 +3 -5 -65 +0 ◎ ◎ ---- -0 -5 Bellcore GR-1221-CORE +70 ±2 ---- 　 ≧10min ≦15min ---- 含驻留时间 &转换时间≦15min 500 cycle OR 1000cycle 　 　 ◎ ◎ ◎ 　 +80 ±2 ◎ ◎ ◎ 　 JESD22 A104-A +125 +10 　 -40 +0 ≦15min 　 含驻留时间 &转换时间≦15min 抽10次 可接受; 1000次 合格 　 Temperature Cycling (转换时间<1min) 实验过程若中断 超过总实验之1/10 次则实验须重做 ◎ ◎ ◎ -0 -10 +85 +10 -55 +0 ◎ ◎ ． -0 +125 +10 -0 -10 +150 +10 -0 +150 +10 -65 +0 ◎ ． ----     温湿度控制能力范围表 技术规格 Models  TS-50 TS-80 TS-150 TS-252 HTS-480 Inside Dimensions W x D x H cm 36x40x35 50x40x40 60x50x50 70x60x60 80x80x75 Outside Dimensions W x D x H cm 130x150x180 147x161x213 157x189x203 167x202x213 202x215x225 Precool / Preheat Range -10℃ ~ -70℃ /+60℃ ~ +200℃ H.T Shocking +60℃ ~ + 150℃ Time Range 0 hour 1 min ~ 9999 hour 59 min / segment  Resolution 0.01℃ / min  Control Constancy 0.20℃ Micro Controller Q8-700 Touch panel 宏展仪器主营: 紫外光耐气候试验箱；紫外线加速耐候试验机；高低温交变湿热试验箱；可程式恒温恒湿试验机；温湿度检定箱；高低温恒温试验箱；高低温冲击试验箱；蓄温式冷热冲击试验机；步入式环境实验室/试验舱；步入式恒温恒湿试验室；精密烘箱；盐水喷雾试验机；模拟运输试验机；蒸汽老化试验机；跌落试验机；快速温变|应力筛选试验机[ESS]；其他环境试验设备 鉴于产品不断更新换代和市场的变化，网页所涉及的产品信息和图片仅供参考，如有变更，恕无法另行通知。需了解目前准确的产品情况，欢迎来电咨询索取详细书面资料！ 服务热线；0769-82204676 移动服务热线；15876425571曾先生  邮     箱：zhd@hongzhangroup.com 公司网址：www.hongzhangroup.com

产品详细介绍PLASMA CO2激光器是PLASM气体放电产品中的佼佼者。此激光器可以最大程度地把电能转化为激光发射能量，并能够提供连续20KW的功率输出并可以产生单次100kJ的脉冲能量。CO2激光器是利用CO2分子在红外光谱区域（9~10微米）受激发越迁而发射激光的激光器。所有的CO2激光器都是把CO2:N2:He以不同的比例混合并加入少量的Xe气体，它可以提供连续和不连续的输出可用于光化学、环境检测系统以及红外探测系统。它具有空间的高指向性及同一性，其高质量的光束同样可以低功率输出（50~100W）用于机器的钻孔、焊接、雕刻材料等用途。PLASMA CO2激光器质量高，寿命长，价格公道合理。产品系列LCD系列LG系列产品名称： PLASMA LG系列CO2激光器产品类别： 激光系列产品 → CO2激光器产品编号： 4258492116产品信息： 产品名称： PLASMA LCD系列CO2激光器产品类别： 激光系列产品 → CO2激光器产品编号： 4258465016产品信息： 产品名称： PLASMACO2激光器产品类别： 激光系列产品 → CO2激光器产品编号： 42414192516产品信息：【激光系列产品】 光纤激光器  多模泵浦激光器  激光二极管未封装bar  激光二极管冷却装置  激光器电源  氦氖激光器  CO2激光器  半导体泵浦激光器  氩离子激光器  氦镉激光器  氮分子激光器  皮秒激光器  激光二极管电源  激光光谱测量  激光能量计/功率计  激光雕刻、打标、切割机  激光二极管模块  深紫外、紫外固体激光器  超快飞秒激光器  热电制冷产品  激光光束定位系统  激光光束分析仪  视频显微镜测量系统  激光准直器  多通道激光功率计  半导体激光器  激光测距仪  红外激光显示卡  调Q激光器  激光护目镜  光学平台  光学调整架  光学微调架  可调嵌入式光学调整架  倾斜位移台  通用调整台  光学延迟线  手动位移台  XY位移台  光学旋转台  角位移调整台  激光器附件  可变光阑  扩束镜  拉曼激光器  大功率光纤耦合激光器  单模垂直腔面发射激光器  紧凑型氩离子激光器  新型氩离子激光器 

本项目属光、机、电、材一体化技术领域，具有多学科综合的特点。半导体激光器具有效率高、体积小、重量轻、结构简单、能将电能直接转换为激光能、功率转换效率高、便于直接调制、省电等优点，因此应用领域日益扩大。半导体激光技术已成为一种具有巨大吸引力的新兴技术并在工业中得到了广泛的应用。高功率半导体泵浦激光器是半导体激光技术中最具发展潜力的领域之一。 半导体激光器最大的缺点是激光性能受温度影响大，光束的发散角较大。封装成本占半导体激光器组件成本的一半，封装技术不仅直接影响泵浦激光器组件的可靠性，而且直接关系到泵浦激光器芯片的性能能否充分发挥。本项目对非致冷高功率980nm泵浦激光器的封装技术进行了研究，整个封装技术涉及光学、电学、热学、机械等，精度达微米数量级。通过采用激光器芯片的倒装贴片技术，小型化、全金属化无胶封装技术，最终满足了光纤放大器对泵浦激光器小体积、高功率、低成本、高可靠性的要求。光耦合则采用透镜光纤直接耦合，最大限度地减小耦合系统的元件数和相关损耗，提高了光路可靠性和易操作性。采用双光纤光栅波长锁定技术，提高了非致冷高功率980nm泵浦激光器的边模抑制比和波长稳定性。项目组通过采用这些技术，最终解决了一系列非致冷高功率980nm泵浦激光器封装关键技术。 经国家光学仪器质量监督检测中心测试，非致冷高功率980nm泵浦激光器主要技术指标如下：    1. 管壳尺寸：12.7(mm)×7.4(mm)×5.2 (mm)    2. 工作温度：0-70℃    3. 中心波长：980nm    4. 谱 宽：1nm    5. 阈值电流：24mA    6. 输出功率：240mW    7. 功 耗：小于1W 本项目的研究成果，通过与相关企业开展产学研合作，经过近五年的技术研发和不断改进，非致冷高功率980nm泵浦激光器封装关键技术研究成果已成功应用于相关产品的批量生产，为企业创造了较好的经济效益。在社会效益方面，填补了我国非致冷高功率半导体泵浦激光器方面的不足，对行业技术进步和产业结构优化升级起到了积极的推动作用。 耦合封装是对精度要求非常高的一系列工艺过程，这注定它很难实现自动化技术。因此，小型化泵浦激光器封装技术的研究成果，特别适合在中国这样人力成本低且技术基础好的环境。通过对小型化980nm泵浦激光器封装技术的研究，实现了封装技术的源头性创新，有助于向其他半导体泵浦激光器和光电器件的耦合封装拓展。该技术在光电子器件的应用方面具有广阔的市场潜力和广泛的推广应用前景，将成为形成光电子器件封装技术产业的重要技术支撑。