我们瞄准临床治疗、野外急救等场景下的手术伤口，烧创伤和长期不愈性溃疡等创面治疗，本团队推出了面向创面修复的原位生物打印器械和支架型敷料。 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 刘华振 医学院/智能医学诊疗 2021.9/2024.6 高闯 机自学院/机械电子工程 2020.9/2023.6 陆春祥 机自学院/机械电子工程 2020.9/2023.6 简志安 机自学院/机械电子工程 2020.9/2023.6 郭子龙 机自学院/机械电子工程 2018.9/2022.12 孙文彬 机自学院/机械电子工程 2021.9/2024.6 杨智强 机自学院/机械电子工程 2021.9/2024.6 乔浩 机自学院/机械电子工程 2021.9/2024.6 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 刘媛媛 机自学院/机械工程 教授 增材制造，细胞/药物控释技术 四、项目简介 全球每年因烧创伤、溃疡和皮肤病等引起的皮肤损伤超过1.6亿人/年，严重威胁人类的健康和生命安全。如何对创面进行有效治疗，一直是困扰临床医生的难题。研发具有生物活性的高端敷料产品具有良好的市场前景。我们瞄准临床治疗、野外急救等场景下的手术伤口，烧创伤和长期不愈性溃疡等创面治疗，本团队推出了面向创面修复的原位生物打印器械和支架型敷料。该产品介于敷料和人工皮肤之间，具备覆盖、隔离细菌和组织修复功能。该支架型敷料可通过配套的便携式生物打印器械在创面进行原位打印，覆盖创面。该产品优势如下：支架型敷料突破现有敷料的功能定位和应用方式，可以实现免包扎-巧覆盖-促修复集成功能的一步式操作；基于便携式器械将生物材料原位打印成型，有效实现药物的装载释放；物理隔离隔离，实现创面覆盖的材料轻盈无感；多结构多材料梯度的有效复合实现促进创面修复；可以依据创面表面地貌成型，实现个性化治疗；该器械也可与手机端实时共享信息，实现伤情信息快速传递发布，实现创面高效救治。目前国内尚无同类上市产品，可借助提供系列化的敷料打印墨水以及设计个性化打印方案，从而满足不同类型客户的特定需求。

本发明公开了一种用于测量试件壁厚的电磁超声传感器及其测量方法，该传感器包括：上壳体；与上壳体相互对接组合且其底部具有二级阶梯孔的下壳体；设置在下壳体底部最深的阶梯孔内的激励平面线圈；设置在下壳体底部次深的阶梯孔内并与所述激励平面线圈同轴层叠的接收平面线圈；依次设置在接收平面线圈上的屏蔽层和磁铁件；以及安装在上壳体上通过绝缘导线分别与两个平面线圈相连、用于连接测厚仪相连以便执行对试件壁厚的测量的接头。通过上述设计的双线圈及其他元件的布置，使得两个平面线圈在空间上不再相互干涉，使得传感器具有高激励效率、高接收灵敏度和高信噪比，同时降低测量盲区。

用于轴类零件尺寸测量的传动测量装置，本实用新型属于轴类零件检测设备，解决现有基于机器视觉的尺寸测量设备使用不方便、精度不高的问题。本实用新型包括钣金外壳及其内的水平基座、支架、视觉系统、步进电机、滚珠丝杠、定位夹具和拖链，支架固定于水平基座上，视觉系统固定于支架上，滚珠丝杠位于支架的两条立柱之间，滑台与滚珠丝杠的滑块固连，定位夹具的组成部分分别固定于滑台和滚珠丝杠端部。定位夹具完成对轴的定位和夹紧，轴类零件在视觉系统下方做直线运动，只用一个工业相机即可测量较长的轴类零件，具有高效、稳定、高精度的特点

基本原理：层析三维数字化仪的基本原理在本质上不同于传统的逆工程三维测量技术，它把被测物体用专门的填充剂充满其内外所有细节结构，再用真空和高压装置把被测物体制作成测量模块；对该测量模块进行逐层切削和扫描测量；对所有的被测断面进行图像处理，同时精确提取内外轮廓的边缘数据；再通过工作站进行三维CAD重建被测物体的实体模型，在三维CAD实体模型的基础上直接进行激光

北京大学物理学院“科技部极端光学创新研究团队”肖云峰研究员和龚旗煌院士领导的课题组利用超高品质因子回音壁模式光学微腔，极大地增强了表面对称性破缺诱导的非线性光学效应，得到的二次谐波转换效率提升了14个数量级。相关研究成果在线发表在《自然•光子学》(Nature Photonics)上，文章题为“Symmetry-breaking-induced nonlinear optics at a microcavity surface”。左图：表面二次谐波效应示意图；右图：光学微腔增强表面非线性效应。 二阶非线性光学效应是现代光学研究与应用中最基本、最重要的非线性光学过程之一，被广泛地用于实现频率转换、光学调制和量子光源等。由于结构反演对称性的限制，常用的硅基光子学材料往往不具备二阶非线性电偶极响应。借助材料的表面或界面，这种反演对称性可以被打破，进而诱导出二阶非线性光学响应。然而，传统的表/界面非线性光学研究存在两个重要挑战：一是非线性转换效率极低，即使在高强度的脉冲光激发下也仅能产生极少量的二阶非线性光子；二是体相电四极响应严重地干扰表面对称性破缺诱导的非线性信号分析。 该项工作中，北京大学课题组利用超高品质因子回音壁光学微腔极大增强光与物质相互作用的优势，在二氧化硅微球腔中获得了高亮度的二次谐波和二次和频信号。为了充分发挥微腔“双增强”效应，研究人员发展了一种动态相位匹配方法，利用光学微腔中热效应和光学克尔效应的相位调制，高效地实现了基波和谐波信号同时与微腔模式共振。实验上获得的二次谐波转换效率达0.049% W-1，相比传统表面非线性光学，该效率增强了14个数量级。左图：实验获得的激发光和二次谐波光谱图；右图：动态相位匹配过程二次谐波功率变化。 研究人员进一步通过对基波偏振和二次谐波模式场分布的测量分析，成功提取得到只有表面对称性破缺诱导的非线性信号，排除了体相电四极响应的干扰。这种表面对称性破缺诱导的非线性信号有望作为一种超高灵敏度的无标记“探针”，用来检测和研究材料表面分子的结构、排布、吸收等物理与化学性质，为表面科学研究与应用提供了一个全新的物理平台；同时，该项研究发展的动态相位匹配机制具有普适性，可进一步推广到不同材料、不同形状的光学谐振腔中，有望在非线性集成光子学中发挥重要作用。 研究论文的共同第一作者是张雪悦和曹启韬同学，现分别在美国加州理工学院应用物理系和北京大学物理学院攻读博士学位，通讯作者为肖云峰研究员。论文合作者包括新加坡国立大学仇成伟教授和王卓博士、清华大学刘玉玺教授、圣路易斯华盛顿大学杨兰教授等。 研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部、人工微结构和介观物理国家重点实验室、量子物质科学协同创新中心和极端光学协同创新中心等的支持。

西北工业大学物理科学与技术学院赵建林教授研究团队在全光纤光波长转换方面取得重要进展。提出了一种二维材料辅助的全光纤波长转换方案，利用该方案制备的波长转换器，仅需百微瓦量级光功率（远小于一支普通激光笔的输出光功率）即可将近红外光稳定地转换为可见光。该技术在全光纤中实现光波长的高效转换，兼容现有成熟的光纤通信和传感系统，也为其他高性能全光纤非线性器件的实现开辟了新的途径。利用全光纤的二阶非线性效应不仅可以拓展光纤激光器的工作波段，还有望实现全光纤的线性电光调制器、缠绕光子对等，可极大拓展业已成熟的光纤通信、传感技术在信息处理与感知领域的应用范围。然而，石英光纤的中心反演对称性阻碍了其二阶非线性效应的产生和利用。目前，基于二阶非线性效应实现光波长转换，需要对光纤进行特殊掺杂、极化等复杂工艺处理，以及高功率脉冲激光泵浦等苛刻条件，因此如何降低光纤中波长转换的实现条件，成为困扰科学家们的一个难题。针对此问题，研究团队创新性地提出一种层状二维材料硒化镓辅助的全光纤波长转换器，利用微光纤导波模式的强烈倏逝波与硒化镓的相互作用，利用百微瓦级连续光即可实现倍频、和频等非线性参量转换过程，进而将近红外光稳定地转换为可见光。相关研究成果以“High-efficiency second-order nonlinear processes in an optical microfibre assisted by few-layer GaSe”为题，已在国际光学顶尖期刊《Light: Science & Applications》发表。论文第一作者为团队姜碧强副教授，通讯作者为甘雪涛教授和赵建林教授，西北工业大学为唯一作者单位。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41377-020-0304-1

成果简介：当前已经完成成果：已完成星上实时云剔除、关键区域/目标的快速提取算法研究；实现了光学遥感星上处理SoC芯片功能样片研制和测试，单片可实现155Mbps输入速率的实时处理，功耗小于600mw。 2015年完成成果：完成高性能、抗辐照星上光学遥感数据SoC处理器研发，并基于自主芯片构建星上并行实时处理原型样机，实现星上90%以上实时云剔除、关键区域/目标的快速提取等智能实时处理。 项目来源：民口863项目 技术领域：地球观测与导航技术

本项目开发了一套基于光学运动捕捉的、具有高性价比与实用性的二维步态分析系统软件，以适合我国医院临床康复诊断与评价。该系统利用高速摄像机捕捉人体步行时腿部关节上各个关键点的影像数据，同时配合肌电测试，检测到人体步行过程中各种特征参数，开发了相应软件对上述参数进行集成分析计算，获取得各个关节的运动、肌肉群活动等参数，从而进一步对步态特征进行分析。本项目对患者的状况进行定量的康复诊断与评估。本系统将由一组高速摄像机，足底压力测试模块、表面肌电模块、图像处理与运动分析软件、康复评价软件、计算机等组成。主要特点：二维运动分析系统（可扩展至三维）；高性价比、使用简便、便携式；具有临床实用性。

传统光学显微物镜观察倍率离散，且倍率切换需要一系列专业且复杂的操作，带来样本抖动、响应速度慢等问题。本项目基于液体透镜的连续光学变焦显微镜仅通过电压调节液体透镜焦距即可实现显微镜放大倍率的连续变化，响应速度快，无样本抖动。研制的基于液体透镜的连续光学变焦显微镜可应用于医疗诊断领域中细胞观测、组织活检、病理诊断等多项工作，解决传统显微镜变焦不连续、变焦速度慢和变焦有抖动等市场痛点，新增显微镜的功能，提升显微镜的性能，满足医疗诊断等领域对样本连续变焦和实时观测的迫切需求，促进细胞观测、组织活检、病理诊断等工作快速、高效、精准完成，具有鲜明的市场导向，有望颠覆传统显微镜，带动显微成像技术迭代和产业升级，提高我国在光学显微成像领域的国际竞争力。 技术描述 本项目核心技术是液体透镜和基于液体透镜的变焦显微成像技术。 液体透镜是由液体填充而成并通过调控液-液界面自适应调焦新型透镜，其中电润湿液体透镜具有无重力影响、驱动电压低、响应速度快等特点，最具应用前景。项目组掌握了电润湿液体透镜加工和封装工艺，研制了可商业化的液体透镜样品，开发了相应的驱动软件和硬件，突破了液体透镜仅有国外公司研制的技术封锁。基于液体透镜的变焦显微成像技术，主要通过电压控制液体透镜界面曲率变化实现连续变焦功能，并基于多片液体透镜联动调控以改变显微镜焦距、校正变焦过程中显微成像像差，实现高成像质量大变焦范围的连续光学变焦显微成像功能。项目组提出了具有中继像面的物镜目镜二次转接连续变焦显微成像技术，在理论上建立了液体透镜和固体透镜等组元在变焦过程中的物像共轭关系，建立了无机械移动且物像共轭距为常量的连续变焦显微成像模型。研制出基于液体透镜的10×——60×连续变焦显微镜。

考虑三维点云缺少颜色信息和光学影像缺少空间信息的互补特性，三维点云与光学影像多光融合装备可以提升数据的信息量，基于三维点云和二维图像融合的可视化结果，能够增强三维场景真实感，相较于可见光图像，融合后的三维点云可以实现多角度观测，能够更好的表达的空间特征。 相较于原始和伪彩色点云数据，融合后的三维点云有了色彩纹理信息，目标的形态和边缘都更加明显，整个三维场景更加的真实，也为后续识别、定位、重建等过程提供更多细节信息；同时克服了单一传感器的局限性，充分发挥两者的互补优势，大幅提升了探测设备的环境适应性，适用于全天时复杂场景的下目标探测，具有很强的实用价值。在无人驾驶领域，譬如智能导航、环境感知、高精度地图的构建等，都依赖于可见光图像和点云的融合处理。大家所熟知的百度 Apollo、谷歌 Waymo 自动驾驶系统均应用视觉相机和激光雷达作为主传感器进行定位和环境感知，目前已经实现 L4 级别的高度自动化驾驶。此外，在医学影像、高精度工程测量、工业生产、虚拟现实等领域，三维点云和可见光图像融合技术也有着广泛应用。 图1.三维点云与光学影像融合效果