1 成果简介海洋是人类赖以生存和发展的地球环境的重要组成部分，海洋为我们提供了丰富的矿产资源、食物资源、药物资源以及油气资源等，并且还提供了可以为人类所利用的潮汐能等。但是，随着近年来世界经济与工业的快速发展，污染物每年以惊人的数量排放到海水中，经过海洋生物体的富集，不但对海洋生物造成致命的威胁，如果再通过食物链进入人体的话，那么海洋污染的危害会直接作用于我们人类自身。海洋的生态环境正遭受到严重的破坏，海水环境，尤其是近海的海水正面临着日益严重的污染。海洋的环境保护，需要我们运用科学的手段对海洋环境进行监测，进而调整海洋开发和生态保护的平衡点，以实现对海洋资源的可持续利用和发展。自 2009 年开始，清华大学在多年实验和科研基础上针对测定水体中污染物的化学发光在线分析仪进行开发研制。为了满足海洋污染物现场分析的需要，研制设计船载小型、现场、实时、快速监测海水中多种有机物的化学发光检测专用分析仪。这一研究把当今国际上最先进的分离分析方法应用于海洋监测技术上，该仪器的成功研制对于推进我国海洋监测的全自动化过程起到重要的作用。研制成功的仪器，可提供各海洋监测船和沿海 各海洋监测站以及常规的海洋检测实验室的海洋监测使用。设计成功的仪器经过简单改装或改进，也可以应用于陆地环境污染水中的有机物测定，在环境监测领域也可发挥其积极的作用。2 应用说明多次参加由国家海洋局北海海洋勘测研究院组织的以向阳红 08 号为载体的胶州湾海上实验与渤海湾海上实验。实验数据表明， 当腐植酸浓度在 0.1-1.0 mg/L 范围内时，化学发光强度与腐植酸浓度是呈线性关系的，回归方程为 I=34.41+1.17x，相关系数 R=0.994； 同时腐植酸浓度在 1.0-8.0 mg/L 范围内，化学发光强度与腐植酸浓度具有线性关系，回归方程为I=35.12+0.53x，相关系数 R 为 0.993。当苯酚浓度在 0.02-0.1 mg/L 范围内时，化学发光强度与苯酚浓度有线性关系，回归方程为 I=33.52+64.48x，相关系数为 0.983；而苯酚浓度在 0.1-0.8mg/L 的范围时，化学发光强度与苯酚浓度也呈线性关系，回归方程为 I=40.25+26.14x，相关系数为 0.992； 当苯酚浓度在 1.0-10.0 mg/L 范围内，化学发光强度与苯酚浓度呈线性关系，线性回归方程为 I=75.83+1.07x，相关系数 R=0.983。 所测数据经过中国计量科学研究院和大连国家海洋环境监测中心两家权威检测机构认证，其性能符合国家标准。3 效益分析该分析仪可实现全自动、在线、现场、实时监测海水中的腐植酸和酚类物质，并通过中心控制系统远程操控的命令进行接受指令进行测定，实现了命令接收、反馈、执行、数据自动处理、存储、发送以及历史数据的自动保存等功能。从而改变了长期以来对环境监测都是采样后拿回到实验室进行测定、在海上作业的时候则需要在船上或者岸上的实验室进行分析测定，这些方法分析周期长，增加了运输成本的缺点，最重要的是若样品在分析测定之前受到污染或自身发生反应变质的话，会严重影响数据的测量结果，很难适应远洋监测的需要。

设计了一种基于D-π-A型配体的金属-有机超分子盒。配体的电子结构赋予其同时具有良好的单光子吸收（OPA）和双光子吸收（TPA）的双路径发光特性。在配体与Cd(II)组装构筑的M2L2超分子盒中，配体的双路径发光得以保持，并通过金属中心的重原子效应，以及超分子组装中的π堆积和J聚集态得以强化、放大和优化。在该配位超分子盒材料中，不仅可以利用紫外(UV)或可见白光(WL)激发的OPA路径，同时可以有效利用低能近红外光(NIR)激发的TPA路径，经由不同激发单重态到三重态之间的能量转移过程，实现了蓝色荧光(F)、黄色磷光(P)、组合白光(WLE)、以及红色长余辉发光(LPL)的丰富发光现象。由此，在金属-有机材料中，首次获得了同时具有紫外、可见白光和近红外光的广谱光能蓄水池，并由此触发红色长余辉的多功能发光材料，可广泛应用于隐身、防伪、装饰、显示等不同领域。

本成果运用图像识别、智能诊断等技术，对电力设备运行状况进行实时分析并及时预警设备故障。该技术填补了电力设备检测与故障诊断领域的技术空缺，能够准确、全面地对电力设备的故障状态进行检测与定量分析。   目前的电力设备故障检测技术主要有基于红外成像的电力设备异常发热检测技术与基于紫外成像的电力设备异常放电检测技术，两种方法均独立应用。由于电力设备分布面广、数量众多且运行时具有高温、高电压等特殊性，常规检测方式难以准确判定电力设备的发热和放电情况。本

本发明公开了一种对海目标红外成像识别装置，包括：主处理板和显示板，所述主处理板包括图像收发模块（101）、总线控制模块、数字信号处理器模块、图像数据存储模块、通信接口模块、非均匀性校正片上系统（SoC）、多级滤波专用集成电路（ASIC）、标记专用集成电路（ASIC），完成图像的预处理和目标的识别与跟踪，所述显示板包括图像收发模块（102）、图像实时显示控制模块、显示数据存储模块。本发明有效地保证了动平台上对海目标自动

红外吸收光谱技术基于捕获物质的红外“指纹”来获得物质成分和含量信息，其核心是红外光谱器件和高效紧凑红外光学系统,主要的应用之一是针对气体的传感检测,如有毒有害气体、温室效应气体以及呼吸气体成分和浓度的检测等。相比传统的单气体成分的检测,同时检测多种气体是降低检测成本的有效途径;相比针对未知气体采用实验室傅里叶红外光谱仪的检测，可以现场检测的微小型化红外光谱仪具有更实用且成本更低的优势。另外, 越来越多的场景需要探测精度达到ppb 或亚ppm 精度的高精度气体检测,如有毒有害痕量气体、呼吸气体肺癌早期诊断、果蔬存储中具有催熟剂作用的微量乙烯气体释放的检测等。 现有红外气体传感技术中，基于激光光源的气体传感器虽然易于达到ppb级的高精度检测，但是激光传感器成本昂贵，而低成本的基于热光源的红外气体传感器虽然成本较低，但是却存在精度低的问题。 为了解决上述的精度和成本痛点问题，本成果掌握了高功率热红外光源、可级联长光程气体吸收池、多通道红外探测器和可调谐红外探测器以及多通道微弱信号数字锁相放大检测等技术，开发一系列探测精度到100ppb 以下的多通道红外气体传感器和演示模组，以及基于可调滤波器的小型化红外光谱仪，展示了集成多组分气体检测和现场未知气体成分的光谱仪检测能力，具有高精度和低成本优势，以及小体积和低功耗特点。 （１）高功率热红外光源：MEMS 热光源芯片阵列与微光学准直阵列集成，实现低发散角的高功率红外源。为实现高精度探测所需要的长光程气体吸收池提供足够的红外光能量。 （２）可级联长光程气体吸收池：高精度气体检测需要米级长光程池。现有长光程气体池主要有怀特池、Herriott 型、Chernin 型以及环形吸收池，配合低发散角的激光光源。但是这些吸收池结构复杂，装配难度高，成本高。自主提出的可级联气体池结构简单，光学效率高，且中心对称，加工和装配成本低。 （３）多通道红外探测器：不同敏感波长的红外探测单元集成在同一衬底上，构成多通道器件，可共用一个气体池和光源，节省器件，降低了成本，同时节省了体积和功耗。 （４）可调谐滤波器：采用电调FP 腔和单探测器可以动态选择透射波长进行探测。具有在一定波段内连续扫描实现红外光谱仪的功能，也可以随机定位某个特定波长探测，灵活性强。除了用于已知气体成分的浓度检测，还可用于对含有未知气体种类的应用场景进行气体检测。另外，大口径的压电驱动可调滤波器可用于电力开关柜SF6气体泄露、天然气管道气体泄露以及农作物长势和病虫害监测等场合的红外光谱成像检测。 （５）微小型红外光谱仪：红外光谱仪是在一个较宽的红外波段进行扫描以获取物质的光谱信息，借此探知物质的未知成分。传统的红外光谱仪体积大，主要在实验室使用。本技术采用FP 腔可调滤波器具有体积小结构稳定的特点，易于实现现场检测。 图1 四通道滤波聚焦单元、光学/探测器集成结构以及红外光谱探测器 图2  长光程气体池（平均光程>1米） 图3 可调光谱探测器-PZT压电陶瓷驱动FP腔可调滤波器及可调光谱 图4 红外气体传感器模组 【技术优势】 （1）基于表面微纳结构的窄带滤光片/微透镜阵列技术：实现覆盖中波和长波红外的宽波段滤光/聚焦结构，具有低成本制造优势。 （2）多通道红外探测器集成芯片技术：多通道滤波/聚焦阵列结构与红外探测单元阵列集成，实现多波长光谱探测芯片，具有低成本和小体积优势。 （3）可级联长光程池技术：适合热光源的米级光程气体吸收，实现低成本ppb 级红外气体探测。相比高精度的激光气体传感器，具有成本优势。

本发明公开了一种液晶基红外波束偏振控制芯片，包括芯片壳体(4)以及位于该芯片壳体(4)内的阵列化液晶偏振控制结构(3)；芯片壳体(4)上设置有第一驱控信号输入端口(1)，第二驱控信号输入端口(2)，第三驱控信号输入端口(5)，第四驱控信号输入端口(6)。红外光波进入芯片的阵列化液晶偏振控制结构后，按照液晶偏振控制结构的阵列规模和排布情况被离散化为子波束阵。子波束与受控电场激励下的液晶分子相互作用，被执行水平、垂直、4

基于InGaAs-APD的超灵敏高速光电探测模块，探测波段覆盖900 -1700 nm，探测效率最高可达25%。采用先进的正弦频谱滤波技术，支持GHz以上的单光子探测。此外，得益于先进的噪声抑制和弱信号处理技术，GHz 单光子探测器在如此高的工作频率下依然可以保持5×10-6/pulse的暗计数水平，以及小于5%的后脉冲概率。而多通道GHz单光子探测器的集成，可实现高速的光子数可分辨探测，拓展量子探测器的动态范围。 相关技术指标： 通道数： ≥4 工作频率：1-2.5GHz 探测效率：1-25% 连续可调 暗计数： 工作频率1-1.5GHz：≤ 5×10-6/pulse 工作频率2-2.5GHz：≤ 1×10-5/pulse 后脉冲： ≤ 5% 死时间： 3 ~ 10 ns (暗计数后脉冲指标均在10%探测效率下测得) 技术创新点： 国际上首次提出“一种低时间抖动低噪的吉赫兹单光子探测方法”，通过频谱分析的方法将低通滤波和平衡相结合，实现了高速高性能InGaAs APD单光子探测，被国内外单光子探测领域的专家同行广泛引用。基于该技术所研制的GHz单光子探测器通过华东电子测量仪器研究所光电计量校准中心（国防科技工业光电子一级计量站）鉴定检测，性能指标达到国际同类仪器先进水平。“单光子探测关键技术与仪器开发”获2012年上海市科技发明二等奖（第十完成人）此外，在此基础上，将室温单光子探测的速率提升到GHz以上，与国际水平相对比，工作频率提升到了1.5GHz，后脉冲误计数概率亦有所下降，探测效率为21%时，后脉冲概率仅为1.4%。

一种多功能红外遥控接口电路装置，包括有接口电路及用于容置该接口电路的盒体，所述接口电路包括有红外接收电路以及红外发射电路，其特征在于：该接口电路还包括有单片机，所述单片机与所述红外接收电路以及红外发射电路均电性信号连接；用于盒体与电器设备连接的连接杆，盒体的背面外壁上一体成型球型凸块，连接杆与盒体背面相对的端部设球面卡槽，球面卡槽与球型凸块的尺寸大小相适应；按键输入电路连接开关按键组S；红外发射电路还信号连接有用于显示发射状态的第一LED发光二极管D3，显示电路至少还信号连接有用于显示单片机判断指令

提出采用规则几何纳米结构和掺杂来实现光场在纳米尺度上的精确局域化和调控，实现了单层石墨烯规则几何纳米结构剪裁中红外电磁场在单原子二维平面的局域分布、波长与强度调控。通过构建单层石墨烯规则几何纳米结构，利用边界对表面等离激元波的反射，形成多重干涉效应，实现了对10.7 μm入射波的光场局域化，并且通过纳米结构的几何形状调控其空间分布，结果以封面文章发表在Light: Science & Applications 2017, 6, e17057上。另外，通过对单层石墨烯进行硝酸根化学掺杂，实现了单层石墨烯表面等离激元强度提高了约2倍、波长由150 nm提高到了280 nm还发现了二维层状范德华α-MoO3晶体的中红外双曲声子极化激元效应，将声子极化激元体系推广至半导体。二维层状α-MoO3晶体具有丰富的光学声子模式，该研究揭示了它们能够与中红外电磁场进行有效地耦合激发声子极化激元，从而实现二维平面上高度的电磁场局域。另外，该研究利用α-MoO3晶体较大的层间间距，通过金属离子插层的方法，实现了对其声子极化激元的传播调制以及“关闭”

该成果研发的技术与设备可替代破坏性的生化检测方法，实现葡萄糖度的便携式无损检测。该成果利用光谱检测部件收集标准样品的光谱信息，并转化成电信号，通过偏最小二乘（pls）和MSC、平滑等算法建立葡萄糖度的检测模型。最后通过获取待测样品光谱信息，调用相关模型，以达到检测葡萄的糖度值的目的；该成果通过利用嵌入式小体积、高可靠、可扩展等优点，设计了一个便携式的无损检测装置，具有能够实现随时随地的对葡萄糖度的检测的能力，并且有检测速度快、准确率高、适用环境、装置价格便宜等优点，有着重要的现实意义。 葡萄的果粒色泽、果实风味和营养成分的构成与其糖度和各种糖组分构成有很大关系。在国内葡萄糖度的研究并不是很多，多见于其他果蔬的无损检测。目前生产实践上运用的检测糖度的便携式设备是运用折光原理，检测时需要将待检测的样品榨汁或者溶解然后再通过计算折光度再来换算成想要测量的糖度值，测量过程操作繁琐费时费力，检测场地有限制，运用难以推广。目前还没有能够进行葡萄糖度快速无损检测的便携式装置。经检索，目前国内尚未发现有嵌入式系统的葡萄糖度便携式近红外检测装置和方法应用于生产实际。 成果完成时间：2016年5月