距离的高精度实时测量在现代工业的各个领域中的应用越来越广,工件的表面轮廓目标物体的相对位置、形状描述等都离不开距离的高精度测量,非接触、小型化、数字化、智能化成为距离测量系统发展的趋势。随着数字信号处理器(DSP)功能越来越强,光电耦合器CCD的日益普及,使符合实际工业生产要求的非接触高精度在线距离测量系统的研制成为可能。    技术原理与工艺流程:    光学三角法检测技术。光学三角法的测量原理就是使发光元件所发出的光束照射在被测物体表面上并被反射,部分反射光成像在位置敏感元件表面上(如CCD,PSD等),通过检测光斑在敏感表面上的位置,由几何关系即可计算出被测物体的距离。这类位移测量仪的基本组成是激光器、物镜、光电接收器、信号处理及测量显示系统。    图像中心位置的识别算法。这是非接触测量技术中的关键技术,当激光照射在被测物体表面散射,经透镜会聚在cCD表面成像,所成像的模拟信号经过模拟数字转换器(AD)被转换为数字信号处理器可以处理的数字信号后,要经过图像中心位置识别算法的处理确定所成像的中心点位置,根据激光三角法原理,由所成像的中心点位置就可以求出相应的被测量物体的距离信息。    为了保证系统可靠性和提高测量精度,用查表与细分相结合的方法根据线性CCD上像点的位置确定目标物体的距离。    主要技术性能指标：    测量范围:50mm；    测量仪与被测物体距离:80mm；    测量精度:在全部测量范围内,不小于01mm；    分辨率:25微米；    测量频率:1KH    技术水平及用途：    在工业生产中有很多生产指标和工艺参数要实现测量和控制,非接触距离测量可以为生产的调度指挥和工艺参数的监测提供准确、可靠、快捷的信息,是一种应用范围很广和非常有潜力的测量技术。    应用行业:1.教育2制造业

1 成果简介激光皮带秤是一种全新概念的皮带秤。 皮带秤用于在线测量输送皮带上散装物料的重量，其应用范围广，应用数量大。就行业而言，皮带秤广泛应用于大量散装物料的加工、利用、储存、运输行业，诸如煤炭、冶金、电力、化工等大量物料加工、利用企业，以及码头、仓库、料场等等物料运输、存储企业。就应用目的而言，皮带秤可以用于生产管理、指导结算，组成各种自动控制系统等。在很多场合，皮带秤的应用都可以为企业带来巨大的经济效益。 现有皮带秤主要是电子秤和核子秤。它们往往存在测量准确度低或维护量大等缺点。随着各企业提高自身生产效率的需求日益迫切，对工艺控制和管理水平要求越来越高，相应的，希望有准确度更高、维护量更低的皮带秤。 激光秤针对电子秤和核子秤的缺点，把“重量测量”转化成“体积测量”和“密度测量”两个问题，利用激光扫描散装物料的体积，利用 Gamma 射线测量物料的密度，从而准确测量出物料重量。 激光秤项目经过多年的酝酿和研究， 2003 年开始样机投入现场试验。至 2006 年底，共有近十套产品投入煤炭行业现场使用。即使在环境恶劣、测量条件较差的煤炭行业，也得到了用户的认可。2 应用说明激光秤适用于测量粉料、块料、混和料等各种固态散装物料，非常适合在灰尘多、震动大、有腐蚀性、湿度大的工业环境条件下使用。 由于所采用的测量方案先进，又是非接触式测量，激光秤具有以下三个主要优点：准确度高，标定时好于 0.25％，实际测量准确度在 0.5~1.0%，取决于具体情况；稳定性好， 测量参数长期稳定， 无需频繁标定；安装方便、 故障率极低、 维护量极小；激光秤的适用范围很大：适用量程范围大（ 0.01T/h～10000T/h），可以适用于变速皮带，可以适用于变长皮带，可以适用于超大流量。由于激光秤测量参数比较固定，所以其用作“公平秤”（中立测量设备）十分合适。3 效益分析根据 2003~2006 年应用情况，激光秤平均无故障时间超过一年，在安装、维护、软件功能各方面都日趋成熟，可以说激光秤已经具备了大规模推广的条件。 激光秤的效益取决于每个具体应用的实际情况。 目前一般电子秤和核子秤售价在 2~5 万元不等，高端电子秤售价可达 10 多万。激光秤售价相当于高端电子秤。

成果简介：主动红外夜视仪可以利用近红外半导体激光器作为照明光源，星 光级 CCD 作为图像探测器，配合高倍变焦光学系统，实现在夜间探测目标的 目的。针对军事和准军事以及民用的需求，研制系列的激光照明成像系统， 具有成本低、使用方便、空间分辨率高、昼夜适用、探测距离较远、能够在 一定程度上识别目标伪装等特点。 项目来源：自行开发 技术领域：光学（激光夜视） 应用范围：公安、武警和边防线监控等应用。

该种类型激光器因其为光纤激光器，具有传统的固体激光器所没有的许多优点。它在激光微加工和微制造工业有很大的市场份额，在激光雷达、生物医疗、激光通信等等工业领域都有显著的市场。 1064nm 波长， 100mW 输出平均功率， 30ps 脉冲宽度，高度均匀和稳定的脉冲串。

多维曲面激光精密测量系统包括基于激光位移精密传感器的测量机构和数据采集与分析软件系统。能够对直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮和弧齿圆柱齿轮以及叶片、蜗轮、蜗杆等复杂曲面零件进行非接触式快速测量；软件系统能够实现对复杂曲面零件模型任意截面数据的提取与测量路径自动编程，并且对测量数据进行各项误差分析。

依托国家重大仪器专项“高精度光梳成像分析仪应用与工程化开发”（2012-2019年）、国家重点研发计划“超短脉冲激光隐形切割系统及应用” （2018-2022年），在可见和近红外波段实现了高光束质量、高偏振消光比、抗环境干扰的超短脉冲输出。期间，攻克了超短脉冲自稳定锁模技术、低非线性无畸变脉冲放大技术，解决了脉冲锁模器件易受光致损伤这一制约超快激光发展和应用的根本问题，成功实现了锁模光纤种子源光路的永久免维护。项目开发了国内首台第三代半导体晶圆划片激光器，在应用单位进行芯片封测量产，解决了机械划片效率低、易崩边的难题。项目开发的激光光源在THz光谱仪器、光子3D打印、非线性光谱成像、激光精密测量等领域进行示范应用。

1. 痛点问题 线宽和频率稳定性是激光器的重要性能参数。为了实现更窄的线宽和更高的频率稳定性，通常会把激光器频率锁定在F-P腔或者饱和吸收谱等外部参考信号上，利用激光频率与外部参考的差别产生误差信号，将处理后的误差信号反馈给激光器本身，进而建立闭环反馈回路来压缩激光器线宽。但是这种反馈控制都有一定的工作区间，一旦某些噪声冲击使得信号跳出工作区间，反馈系统便无法自行恢复，造成激光频率脱离锁定。这种激光跳锁问题极大地降低了原子物理系统稳定性、内态调控的可靠性以及信息处理的连续运行时间。 2. 解决方案 本软著提供了一种成本低、可靠性高、易复制的激光器脱离锁定后自动恢复锁定的方案。主要包含以下流程：检测锁定状态并记录自参考信号，如发生脱锁则关闭反馈，根据自参考信号调节激光器输出波长到反馈工作区间，重新打开反馈，重复以上过程直到重新锁定。 合作需求 寻求基于原子物理的量子计算方向的企业开展业务合作。

本发明公开了一种激光器，包括半导体激光器、光学整形系统、 耦合反射镜、反射镜、平板电极对、放电腔、匹配网络、射频电源、 尾镜和输出镜，其特征在于：放电腔内充有工作气体；平板电极对平 行对称放置于放电腔内，其表面具有对半导体泵浦激光和输出增益激 光的高反射特性；半导体激光为泵浦光，其中心波长与放电腔内工作 气体射频放电后的气体粒子吸收谱线相匹配，通过耦合反射镜注入至 放电腔内。本发明具有结构紧凑、体积小、放电均匀、泵浦

全元素快速定量检测方法及绿色技术，实现在线实时检测的需求。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 1、研发背景 在食品、药品、冶金、煤炭、化工等各行业的工业现场特定工业步骤上需要原料在线全元素监测设备，以保证生产质量，因此，都需要快速获取其成分及元素信息的在线检测系统，用以实现在线原料配比、工业品判别、质量评价等过程管控，实现无人值守的智能化生产制造，节能增效，现在基本采用传统的靠经验、抽检、人为调配方式，难以精确生产、人为因素影响大、品质难于保障。离线的全元素分析方法有气相色谱法、液相色谱法、质谱法等工序复杂，耗时长，无法实时指导在线生产。因此，不能满足智能工厂和数字工厂对现场工艺的实时调控与质量监测等升级换代的需求，如智慧电厂对煤炭在线检测和实时自动配煤的需求、药厂对于药品质量的实时监测和管控、食品安全方面农残等有害物质的快速评测等。一直缺少相关全元素快速定量检测方法及绿色技术，难以实现在线实时检测的需求。 针对不同行业的不同产品所涉及多种不同元素，特别是轻元素（Z<11）的快速实时定量检测需求，本前沿技术依托脉冲激光诱导原子发射光谱的绿色技术，解决全元素快速检测的技术问题，开发快速全元素定量检测智能光谱技术，从而解决智能制造领域的关键传感器环节的产品需求，将在食品、药品、煤炭、土壤、冶金等领域实现大规模应用，填补相关传感器缺失的技术空白。 2、解决主要问题 瞄准国家智能制造快速全元素检测技术空白，针对煤电企业十三五规划节煤降耗重大需求，注重理工结合，基于微区增强光谱理论及技术研制开发了在线煤质分析仪。利用大介电常数限域理论及放电增强光谱技术部分抑制了基体效应的影响【OE，2017；OE，2018】，光谱强度增加近10倍，光谱稳定度提高了57%，实现了高精度光谱测量，解决了煤质检测准确性低、稳定性差的问题，进而完成了高稳定性全元素快速检测光谱系统产业化应用【JAAS，2020】，建立了产业化基地。该系统可完成C、H、N、S在内的50余种元素高精度快速定量分析，并给出煤热值、灰分、挥发分、水分四大指标。 3、创新性 技术创新：利用大介电常数限域理论及放电增强光谱技术部分抑制了基体效应的影响【OE，2017；OE，2018】，光谱强度增加近10倍，光谱稳定度提高了57%，实现了高精度光谱测量，解决了煤质检测准确性低、稳定性差的问题。 算法创新：依托智能算法，实现了六个月以上的稳定监测，有效的抑制了环境导致的信号变化。 技术先进性：突破了激光激发稳定性，算法鲁棒性等重要问题，目前是目前市场上唯一可选的依托激光光谱技术的煤质在线检测设备，是全国第一台安装在电厂的在线激光煤质监测设备；是唯一已经在工业化现场工作超过6年的工业化系统；唯一的算法稳定性超过半年的工业化设备。 4、推广应用价值为该行业提供了绿色煤质在线检测解决方案，先后在华电国际集团邹县、章丘等电厂装机七套，打通煤电企业燃烧控制最后一个技术环节，每个机组可年均节能百万元，总计节能千万余元，并大大降低了元素检测不当导致的锅炉事故率，将改变煤电行业的粗犷式运行方式。该系统还将在海关、土壤、医药等民用领域实现大规模应用，服务于“中国制造2025”的国家战略。