1 成果简介 微波耦合加热移动物体的过程，在数学与物理的建模上，通常认为是极其复杂的过程，普通人员很难掌握，另外，模拟仿真计算还极其耗时。为解决此问题，我们利用运动的相对性原理和不同物理量(电磁场、温度场和流场)在不同坐标系之间转换，提出了一种计算微波耦合加热移动物体的数值计算方法。此法具有操作过程简易，计算精度高且耗时少的特点，理论上，此计算方法还适用于微波耦合电磁搅伴器时的加热过程计算。 2 关键技术 从物理场的角度而言，微波加热是一个典型的多物理场问题，主要涉及的是电磁场与温度场能量的转换与传导，以及流场（如周围空气）与加热物之间的共扼传热。 在现代工业与科研中，广泛应用微波加热。如《Science》和《nature》，分别在 2016 与 2018 年，刊登了利用微波制作石墨烯技术。但由于微波最大的缺陷，就是加热的不均匀性，又极大地影响了微波的应用。为了改善加热的均质性，通常使加热物运动，如旋转或采用磁搅伴器。微波治疗肿瘤，被国际医学界称为绿色疗法，肿瘤细胞死亡最可能萎缩和死亡在 42.5℃～43.5℃之间，温度低了则治疗肿瘤无效，而温度高了，又会损伤周围健康器官，由于在人体上操作，故要非常谨慎的，所以又限制了微波应用。若能有一种快速预测的计算方法，能立即得到加热的温度场分布，则是一个非常有意义的事！ 针对移动物体的微波加热，传统模型计算极其复杂，只有少量专业研究人员会计算，一般人员很难掌握，同时计算又极其耗时。本方法在此方面进行了大胆的探索。 3 知识产权及项目获奖情况 发表了一篇 SCI 论文，专门论述了该方法，详见：PU GUANGYi, PU CHENG XI, J. WANG, C. F. SONG, “A method for coupled microwave heating process and heat transfer simultaneously of moving objects,” Journal of Food Processing and Preservation, vol. 42, no.1,e13468, 2018. DOI: 10.1111/jfpp.13468. 4 项目成熟度 该方法计算工作量小，计算方便，且精度高，适合加热运动物体或电磁搅拌装置，或同时加热运动物体及有电磁搅拌的情况。现在 CAD 与 CAE 技术发展非常迅速。所以，理论上可以直接利用这些商业软件进行建模与计算。 5 投资期望及应用情况； （1） 微波治疗肿瘤方面。由于微波能够穿透到肿瘤内部，直接“杀死”肿瘤细胞，理论上，远比高能射线如γ射线效果好，且对人体副作用小。先前没有广泛使用，原因之一是不好控制加热的不均匀性。若能在治疗之前，先预先计算出加热物温度场分布，即预测出温度场的分布，则可以控制微波直接“杀死”肿瘤细胞。 （2） 石墨烯的过程制作。 （3） 食品及其他工业与科研的应用。 

1 成果简介 微波耦合加热移动物体的过程，在数学与物理的建模上，通常认为是极其复杂的过程，普通人员很难掌握，另外，模拟仿真计算还极其耗时。为解决此问题，我们利用运动的相对性原理和不同物理量(电磁场、温度场和流场)在不同坐标系之间转换，提出了一种计算微波耦合加热移动物体的数值计算方法。此法具有操作过程简易，计算精度高且耗时少的特点，理论上，此计算方法还适用于微波耦合电磁搅伴器时的加热过程计算。 2 关键技术 从物理场的角度而言，微波加热是一个典型的多物理场问题，主要涉及的是电磁场与温度场能量的转换与传导，以及流场（如周围空气）与加热物之间的共扼传热。在现代工业与科研中，广泛应用微波加热。如《Science》和《nature》，分别在 2016 与 2018 年，刊登了利用微波制作石墨烯技术。但由于微波最大的缺陷，就是加热的不均匀性，又极大地影响了微波的应用。为了改善加热的均质性，通常使加热物运动，如旋转或采用磁搅伴器。微波治疗肿瘤，被国际医学界称为绿色疗法，肿瘤细胞死亡最可能萎缩和死亡在 42.5℃～43.5℃之间，温度低了则治疗肿瘤无效，而温度高了，又会损伤周围健康器官，由于在人体上操作，故要非常谨慎的，所以又限制了微波应用。若能有一种快速预测的计算方法，能立即得到加热的温度场分布，则是一个非常有意义的事！ 针对移动物体的微波加热，传统模型计算极其复杂，只有少量专业研究人员会计算，一般人员很难掌握，同时计算又极其耗时。本方法在此方面进行了大胆的探索。 3 知识产权及项目获奖情况 发表了一篇 SCI 论文，专门论述了该方法，详见：PU GUANGYi, PU CHENG XI, J. WANG, C. F. SONG, “A method for coupled microwave heating process and heat transfer simultaneously of moving objects,” Journal of Food Processing and Preservation, vol. 42, no.1,e13468, 2018. DOI: 10.1111/jfpp.13468. 4 项目成熟度 该方法计算工作量小，计算方便，且精度高，适合加热运动物体或电磁搅拌装置，或同时加热运动物体及有电磁搅拌的情况。现在 CAD 与 CAE 技术发展非常迅速。所以，理论上可以直接利用这些商业软件进行建模与计算。 5 投资期望及应用情况 （1） 微波治疗肿瘤方面。由于微波能够穿透到肿瘤内部，直接“杀死”肿瘤细胞，理论上，远比高能射线如γ射线效果好，且对人体副作用小。先前没有广泛使用，原因之一是不好控制加热的不均匀性。若能在治疗之前，先预先计算出加热物温度场分布，即预测出温度场的分布，则可以控制微波直接“杀死”肿瘤细胞。 （2） 石墨烯的过程制作。 （3） 食品及其他工业与科研的应用。 

主要应用领域： (1)工业加工    激光对材料的加工效率取决于多种因素，其中主要包括激光的光束质量、功率和波长。光纤激光器由于优异的光束质量，同等激光功率水平下，其加工效率要远高于灯泵或者半导体激光器（LD）泵浦的固体激光器；大部分有机材料对1.5μm激光的吸收要强于传统的1μm激光，使用1.5μm激光加工材料可以显著降低能耗，提高加工效率。1.5μm连续和脉冲激光器适用于大部分有机材料的切割、焊接、钻孔、打标、刻槽等单点加工方式。 (2)遥感技术领域 1.5μm激光波长红外遥感技术在军事侦察，探测火山、地热、地下水、土壤温度，查明地质构造和污染监测方面都有广泛的应用。例如在军工方面，激光雷达的作用是能精确测量目标位置（距离和角度）、运动状态（速度、振动和姿态）和形状，探测、识别、分辨和跟踪目标。 (3)自由空间通讯领域    在自由空间通讯FSO（Free Space optical communication）领域的应用也迅速增长，1.5x μm激光波长具有高带宽、部署迅速、费用合理等优势。FSO技术以激光为载体，用点对点或点对多点方式实现连接；不需要光纤而是以空气为介质，因此又有“无线光纤”之称。在2000年悉尼奥运会上，Terabeam公司成功地使用FSO设备向客户提供100Mbit/s的数据连接。1.5μm波长尤为适用于海面目标、地面与卫星之间、公司或军队临时驻扎时使用。 (4)军工领域1.5x μm激光源也是产生3~5μm中红外激光的重要光源基础。3~5μm波长的中红外波段同样也是重要的大气窗口，是军用红外探测器的主要工作区域。红外制导导弹探测器(如InSb ,HgCdTe 等) 的响应范围在3～5μm波段，因而针对红外导引头的光电对抗迫切需要该波段的激光器件。在军事上，中红外激光器主要用于光电对抗以及生化战剂的探测，用中红外波段的多束激光，可以干扰红外热寻的导弹，摧毁在不同距离和高度的目标

本项目利用一种新型结构独特的兼具准直和选频功能的混合菲涅尔透镜衍射光栅光学元件来实现一种小型集成化、窄线宽的半导体激光器。结合混合菲涅尔透镜衍射光栅光学元件外腔技术，使激光线宽小于50 kHz水平，实现微型化的厘米长度的窄线宽相干激光光源的批量制备。

本发明公开了一种用于增强激光亮度的光学组件及高频脉冲激光光源；光学组件包括用于将多路激光光线合成一束的棱镜组、用于 将合束后的激光转换为片激光的柱面透镜组以及用于将片激光进行多 次反射使得激光亮度增强的反射镜腔。高频脉冲激光光源包括第一激 光器组、第二激光器组、第一组条纹镜、第二组条纹镜、偏振合束原 件、半波片、准直透镜组、导光臂、聚焦透镜、柱面透镜组和反射镜 腔；当所有的激光器同时激发发光，则能使发出的激光亮度急剧增强， 当激光器依次轮流发出激光，则能使发出的激光工作在一个很高的频 率。本发明结构简单，控制简单，多个激光器的合成脉冲使得其具有 激光脉冲输出频率高，亮度大的优点，可应用于高速相机的照明光源。 

本发明公开了一种用于增强激光亮度的光学组件及高频脉冲激光光源；光学组件包括用于将多路激光光线合成一束的棱镜组、用于将合束后的激光转换为片激光的柱面透镜组以及用于将片激光进行多次反射使得激光亮度增强的反射镜腔。高频脉冲激光光源包括第一激光器组、第二激光器组、第一组条纹镜、第二组条纹镜、偏振合束原件、半波片、准直透镜组、导光臂、聚焦透镜、柱面透镜组和反射镜腔；当所有的激光器同时激发发光，则能使发出的激光亮度急剧增强，当激光器依次轮流发出激光，则能使发出的激光工作在一个很高的频率。本发明结构简单，控制简单

本发明公开了一种提高激光转盘斩波调 Q 性能的装置及包含该 装置的调 Q 激光器，装置包括位于谐振腔内部或外部的伽利略望远镜 装置以及位于谐振腔内部用于对压缩后的激光光束进行调 Q 的转盘斩 波调 Q 器件。激光介质为一个时，第一伽利略式望远镜装置位于谐振 腔之内，用于压缩激光光束直径，以减少 Q 开关时间增强调 Q 效果； 激光介质大于一个时，第二伽利略式望远镜装置位于谐振腔之外，由 各路激光谐振腔共用，用于将多路

本发明提供一种全天候太阳能槽式集热及电加热耦合系统，它包括太阳能槽式集热区、电加热区、高温反应区、系统控制区。通过风机驱动将净化后冷空气抽入到太阳能真空集热管中，在太阳能槽式聚热板的作用下，空气被迅速加热，如加热后的空气温度达到高温反应区所需温度,则直接用于高温反应，如加热后空气温度低于高温反应区所需温度，则需空气加热机补足温差，以此在高温反应区形成一个恒定的中高温温度场。本发明的效果是此中高温热场可用于盐水介观分离和剩余污泥介观干化等应用。本系统在太阳能槽式集热区和电加热区的耦合控制下能全天候提供高温反应区所需温度的100℃-400℃范围的热空气，流量为50m3/h-600m3/h空气热场。

本发明公开了一种微波加热制备生物大分子包裹微球的方法，通过采用微波脉冲加热方式使生物大分子在微粒表面交联凝聚，形成被所述生物大分子包裹的核壳型微球；并保持生物大分子/微粒混合溶液体系中其他的生物大分子性质不变，有序控制生物大分子包裹的核壳型微球的形成。本发明利用无机纳米材料对微波吸收率的各异性，通过调整微波的占空比，使生物大分子的交联凝聚有序、稳定进行，可灵活控制生物大分子包裹层的厚度，制备方法简单，所制备的核壳型微球非特异性吸附低、生物相容性好且易于偶联标记，可广泛用于免疫标记分析、免疫层析、生物

对流室炉管作为原油管式加热炉的重要部件，在运行过程中直接接触火焰，承受高温高压及各种介质腐蚀，且所运输的原油又具有易燃易爆等特性，一旦炉管失效会造成严重的恶性事故，延长对流室炉管使用周期、节省检修费用、提高炉管的使用效率一直是石油化工设备工作者研究的重点，因此对于对流室炉管的腐蚀程度检测有着重要意义。为了增大受热面积，提高加