已有样品/n自2006年以来， 研究室先后攻克了多项关键技术， 研制了具有完备自主知识产权（13项授权发明专利、 8项软件著作权登记） 的低成本、 大面积、 高密度柔性阵列力敏传感器及多项终端应用产品。 目前， 研制的柔性阵列力敏传感器及其终端产品已经成功应用在竞技体育科研、 个性化工业产品设计、 公共安全、 医疗康复评估以及运动生物力学研究等领域。

实验内容 1、学习霍尔效应测量磁感应强度的原理； 2、测量螺线管轴线上磁感应强度的大小及 分布情况； 3、测量 C 型电磁铁空间三维磁场的大小及 分布情况； 4、测量单个线圈和共轴线圈空间三维磁场 大小及分布情况。

本项目属于数字化设计与制造领域，采用三维激光线扫描物体表面，快速采集物体表面形状，在计算机中建立三维 CAD 模型，缩短产品设计周期，实现数控批量生产。测量精度： ±0.01mm；测量速度：每小时采集 800~ 1600 万点；测量范围：测量深度250mm，测量面积不受限制

成果简介： 晶型与颗粒度是晶体质量的两个重要指标，不仅直接关系到产品的稳定性和性能，而且还关系到工艺开发过程的可操作性与能耗。本实验室自主开发一套晶型与粒度可控的新型结晶技术，拥有PAT在线检测平台和包括单晶X-射线衍射仪、粉末X-ray衍射仪、固体核磁、SEM、TG-DSC等在内的表征大型表征设备，以及大型模拟计算平台和剑桥晶体学数据库，可以实现从分子

本实用新型涉及地基处理研究领域，旨在提供一种用于孔压分布测量的沉降柱试验仪及试验方法。在用于盛装土样的中空圆柱形试验箱中，竖向设有固定在钢架上的排水板，中空的排水板上间隔设置多个真空度探头，在试验箱的底板上和侧壁上均匀分布多个孔压传感器；各真空度探头和孔压传感器均通过信号线连接至数据采集装置，数据采集装置与上位机相连；排水板的上端通过密闭接头与排水管相接，排水管的另一端接至真空泵，排水管上设真空表。本实用新型能监测不同深度和不同径向位置的孔压变化情况。结构简单、易于上手，模型材料及填土可重复利用，不会造成浪费和污染，并且可以自动记录数据，减少试验所需人手，同时减少人为读数时产生的误差。

一、产品介绍         “MXY8301 LED/LD光谱分布测试仪”是一款能够探测与分析各种光源在可见谱区范围内分布的“CCD快速光谱仪”，它的探测器是线阵CCD多通道探测器，能够探测各种颜色LED发光管和其他发光体的光谱分布。 由以下几部分构成：由狭缝、分光光栅、凹面镜和线阵CCD光谱探测器等部件构成； 狭缝：仪器信号光输入口为可调缝宽的狭缝（缝宽可调）； 被测LED安装装置：用来安装被测LED等光源； 被测LD安装装置：用来安装被测LD光源； 衍射光栅：采用600lp/mm的衍射光栅对入射光进行分光； 凹面镜：将分出的发射光谱汇聚到线阵CCD像敏阵列上； 光谱探测器：用线阵CCD传感器为探测器，以便同步获得更多的光谱谱线； 数据采集：仪器采用12位A/D数据采集系统；以便获得更高的“强度”分辨率； 接口方式：采用0接口方式与计算机连接； 二、教学目的 1、能够同步快速探测可见光范围的多通道光谱，并对谱线进行分析； 2、进行“LED光谱分布的测量实验”，学习光谱探测原理与光谱分析方法； 3、进行“LED发光光谱半宽度的测量实验”认识LED发光光谱特性和测量方法； 4、利用设备提供的“SDK”软件开发包进行课程设计与毕业设计； 三、实验内容 1、测试各种颜色LED的光谱分布； 2、测试LD半导体激光器的光谱分布； 3、测试其他光的光谱分布；

成果描述：本实用新型涉及激光制导技术领域,尤其是一种激光制导自准直仪,包括自准直仪测量部和导轨,自准直仪测量部固定在导轨一端,导轨另一端滑动连接有反光镜,自准直仪测量部通过调节装置连接有物镜,调节装置包括第二滑轨和安装板,第二滑轨为两组,且分别固定在自准直仪测量部端部两侧,第二滑轨上滑动连接有第二滑块,安装板固定在两个第二滑块之间,安装板上设置有第三滑轨,第三滑轨上滑动连接有第三滑块,第三滑块固定在物镜一端；物镜上端通过连接杆活动连接有激光器,反光镜顶端活动连接有激光靶。本实用新型结构简单,使用方便,能够利用激光的直线性能很快的将反光镜中心与物镜中心对齐。市场前景分析：本实用新型结构简单,使用方便,能够利用激光的直线性能很快的将反光镜中心与物镜中心对齐。与同类成果相比的优势分析：国内领先

大气气溶胶，即大气中的悬浮颗粒物。通常所说的PM10（粒径小于10微米，可吸入颗粒物）或者PM2.5（粒径小于2.5微米，可入肺细粒子）是大气气溶胶的重要组成部分。从生成来源上看，大气气溶胶分为一次气溶胶（Primary Aerosols）和二次气溶胶（Secondary Aerosols）。一次气溶胶指自然界或人类活动直接排放的气溶胶粒子；二次气溶胶指通过大气中的物理、化学过程新生成的气溶胶粒子。在大气污染过程中，汽车尾气以及人类其他燃烧过程中产生的氮氧化物、煤炭等含硫燃料燃烧产生的二氧化硫等气体通过参与这些复杂的过程产生二次气溶胶，即“气-粒”转化过程。二次气溶胶是重度霾过程的气溶胶污染物的重要来源。 大气气溶胶以固态、半固态或者液态几种形式的相态而存在，其相态与上述大气中的化学过程有着紧密的联系。气溶胶粒子可以作为大气化学反应的“容器”，在气溶胶表面或内部进行与二次气溶胶生成有关的化学反应。气相分子在不同相态的颗粒物中的传输速率差别很大，固态气溶胶几乎只有表面能发生气相化学反应，而液态气溶胶在颗粒内部也能发生化学反应。因此化学反应加速与液态气溶胶表面积和体积的增大会形成正反馈过程，在液态气溶胶上发生的异相化学反应生成二次气溶胶，对雾霾过程中颗粒物爆发性增长有重要的贡献。因此，对城市气溶胶在边界层内以什么相态存在的空间分布的探测，是研究二次气溶胶生成、演化和扩散所迫切需要的一项技术，对于理解雾霾形成的机理有着重要的意义。 气溶胶的相态与颗粒物的化学组分和环境的相对湿度有关。目前对于颗粒物相态的测量，通常仅限于地面采样观测，缺少垂直空间方向上颗粒物相态的探测手段。在颗粒物浓度相对较高的大气边界层内，垂直方向上相对湿度往往有很大的变化，气溶胶的相态也一定存在很大差异。 北京大学物理学院大气与海洋科学系李成才副教授研究组与北京大学环境科学与工程学院朱彤教授研究组、吴志军研究员研究组共同合作，提出了一种新的利用偏振激光雷达获得气溶胶粒子相态垂直廓线的方法。气溶胶粒子对入射电磁波的散射过程，会造成散射光偏振特性的改变，如果利用线偏振光照射，散射光的偏振度相对于入射光会减小，这种改变称为气溶胶的退偏振能力。利用激光雷达观测的大气退偏振比可以对气溶胶粒子进行分类，例如非球形的冰晶和沙尘具有较大的退偏振比，而近于球形的城市气溶胶细粒子具有较小的退偏振比，区分沙尘与城市细粒子气溶胶的观测技术在国内外已经比较成熟，通常也是激光雷达业务观测的一项主要内容。但是把类似的观测进一步应用于区分城市气溶胶细粒子的特性，国际上尚没有相应的研究结果。通常来说，固态颗粒物形状不规则，而液态颗粒物更趋近于球型，不同相态的粒子退偏振能力存在差异。结合激光雷达垂直观测以及地面颗粒物相态仪的测量，研究组发现，激光雷达观测的城市气溶胶细粒子后向散射退偏振比与气溶胶粒子的弹跳率（与相态相关）具有很好的关系，从而建立了利用气溶胶粒子后向散射退偏振比反演气溶胶相态的参数化方案，并在国际上首次实现了长时间实时连续的气溶胶相态垂直廓线的探测。偏振激光雷达反演气溶胶粒子相态概念图 该研究成果已在线发表在美国化学学会（ACS）主办的环境与生态领域国际顶级期刊Environmental Science & Technology Letters（2018 IF=6.934）上。大气与海洋科学系博士研究生檀望舒为论文第一作者，通讯作者为李成才副教授。北京大学为唯一通讯作者单位。论文评审人之一对论文成果基于高度评价：“......to my knowledge, it is the first time in field studies. Particle phase states have been a hot topic because they can potentially influence the rates of gas-particle partitioning and multiphase reactions. I think this is a timely paper on this topic. The use of lidar depolarization to detect the particle phase states is novel”。

激光诱导击穿光谱（Laser-induced Breakdown Spectroscopy，LIBS）技术是一种原子发射光谱分析技术，其基本原理是利用脉冲激光在待测样品表面激发产生等离子体，通过等离子体发射的光谱波长和强度信息，分别获得待测元素的种类及含量。LIBS技术因具有无需制样、分析速度快、远程非接触、可实现对任何物质的多元素同时分析等特点，被誉为分析领域的“未来超级巨星”，在航空航天、智能制造、生物医药、环境保护、能源、地质、深海探测等领域都极具应用前景，特别是2021年我国“祝融号”火星车搭载LIBS系统登陆火星开展地质勘探，使得该技术再次成为国内外的研究热点。LIBS系统主要由激光器、光谱仪、探测器和时序控制器等核心单元组成，典型的LIBS检测系统如图1（左）所示，光谱图如图1（右）所示。 图1典型的LIBS检测系统（左）与LIBS光谱图（右） 本团队对LIBS技术进行了长达15年的攻关，在一系列关键技术上取得了重大突破，成功研制了从台式、移动式到手持式的系列国产LIBS元素分析仪，实现了6种LIBS成分分析仪器的国产化，并成功推动其在金属材料、环境保护和生物安全等领域的应用。研究工作从基础研究、装备研发到工程应用全链条展开（如图2），取得的创新成果如下。 图2团队对于LIBS技术从基础研究-装备研发-工业应用的全链条攻关 （1）高灵敏度、高稳定性和高精度LIBS分析新方法 针对LIBS技术存在自吸收效应、基本效应和光谱波动性大等问题导致其探测极限低、灵敏度差和分析精度低的难题，团队提出了一系列新技术新方法。 1）提出采用OPO波长可调谐激光对等离子体中基态粒子进行能态选择性激发的新方法，从源头上阻止了LIBS自吸收效应产生，从而获得自吸收免疫的LIBS本征光谱。 2）提出采用微波对等离子体进行瞬时加热，获得温度场均匀分布的等离子体，实现宽光谱多元素的自吸收效应遏止。 3）提出一种基于等离子体图像-光谱融合的图像辅助LIBS技术，有效克服了基体效应对定标曲线建立的影响，大幅度提高了LIBS的定量分析精度。 4）针对工业现场物质的快速高精度定量分析需求，提出一种仅需一个标准样品就可完成定量的LIBS单标样法和一种可克服自吸收效应影响的LIBS无标样定量方法。 5）针对生物体、食品、中药等疏松含水组织基体复杂，导致光谱信号微弱且波动大的问题，提出了从光谱预处理-特征提取-机器学习模型的全链条定性定量分析算法，相比于传统分析方法，可将分析精度提高10%。 6）提出一种面向金属3D打印构件的激光谱-超声同时检测技术，可同时对金属3D打印构件的表面元素分布、内部缺陷、残余应力和晶粒度进行同步分析。 （2）高精度LIBS成分分析仪研制 针对LIBS的光机电系统难以集成的难题，团队通过构筑模块化“笼式”光路系统，研制了共聚焦显微光学系统、同轴信号采集、放大装置等新技术，成功将OPO共振激发和等离子体图像-光谱融合新技术集成到LIBS成分分析仪中，实现了10-7量级的LIBS探测极限，将LIBS探测灵敏度提高了2个数量级，探测稳定性优于2%。所研制的系列激光探针元素分析仪如图3所示。 图3台式到便携式系列LIBS分析仪

一种基于混沌激光相干法的分布式光纤传感装置及其测量方法,是将混沌激光器发出的混沌激光分为探测光和参考光两路,探测光经过光放大器放大后由光环行器入射到传感光纤中,并在光纤中产生后向布里渊散射光信号,该布里渊散射光信号经光放大器放大后通过一个可调谐光滤波器滤除噪声后入射到光耦合器中;参考光通过可变光延迟线调节其光程距离,使其与探测光信号在传感光纤中不同位置处产生的后向布里渊散射光信号在光纤耦合器中发生干涉,由光电探测器探测获得干涉拍频信号,经过数据采集装置和信号处理装置后得到不同长度处的布里渊增益谱,并输出到显示装置,实现应变或温度传感检测.