围绕功率半导体技术的发展，以体积小、重频高、易触发、可控性强、寿命 长、可靠性高等优点，逐渐取代气体开关而成为了脉冲功率源中的主导开关，脉 冲功率发生器全固态化也成为脉冲功率技术的研究热点和发展趋势。由于高功率 快脉冲源高幅值、快速上升沿下降沿，其在工业应用、环保和医疗领域中的应用 也越来越广泛。基于半导体开关的全固态脉冲电压倍增技术，及其多种拓扑的实 现方案，可以轻松实现单极性和双极性的方波高压脉冲;同时，利用半导体开关的移相控制技术和截尾技术，可实现快速下降沿和脉宽可调节的方波脉冲。

随着社会老龄化以及人民生活水平的提高，以干细胞为核心的再生医学发挥着越来越重要的作用。关节软骨损伤及其退行性病变-骨关节炎给社会带来越来越大的劳动力损失以及患者生活质量的下降。本项目利用纳秒脉冲电场选择性降低DNA甲基化，提升干细胞干性，促进干细胞多向分化。应用范围 本项目可用于诱导多能干细胞（iPS）制备；干细胞分化前准备和成骨、成脂以及成软骨分化；体内骨、软骨再生；骨关节炎的早期干预和对症治疗；细胞治疗；细胞分泌因子调控等领域。 项目阶段 1.纳秒脉冲电场是新兴的、能够精确控制场强和脉宽的电场技术，可以比传统电场更加精准地控制参数，以及提升场强到KV/cm。它有效地穿透细胞膜、作用到细胞器和染色质，发挥广泛的生物学效应。 2.我们发现纳秒脉冲电场的不同参数组合（场强、脉宽、频率、刺激个数、应用时间点等）会引起不同的生物学作用。基于该理念，实验室前期工作发展了使用纳秒脉冲电场：a.选择性DNA去甲基化；b.提升干细胞干性；c.促进干细胞分化（成骨、成脂和成软骨）；d.促进处理后的干细胞体内软骨再生的能力；e.提升细胞分泌因子能力；f. 改良传统的“电击杯”(BTX electroporationcuvette #45-0125)，开发出能够连续为细胞施加刺激的导电薄膜。

随着社会老龄化以及人民生活水平的提高，以干细胞为核心的再生医学发挥着越来越重要的作用。关节软骨损伤及其退行性病变-骨关节炎给社会带来越来越大的劳动力损失以及患者生活质量的下降。本项目利用纳秒脉冲电场选择性降低DNA甲基化，提升干细胞干性，促进干细胞多向分化。

产品详细介绍【仪器功能与特点】 ·适用于测量各种不同截面、不同介质的各种电力电缆、高频同轴电缆，市话电缆及两根以上均匀铺设的地埋电线电缆的高低阻、短路、开路、断路以及高阻泄漏和高阻闪络性故障。 ·在低压脉冲状态下，可自动完成故障距离的计算。 ·可测35KV以下等级所有电缆的高、低阻故障，适应面很广。 ·采用了国际先进的“多脉冲法”测试技术，同时还具有传统的冲击高压闪络法和低压脉冲法。 ·多次脉冲模式时，任何高阻故障均呈现最简单的类似于低压脉冲短路故障特征的波形，极易判读。 ·具有方便的全中文菜单以及清晰屏幕触摸键操作。 ·检测故障成功率、测试精度及测试方便程度优于国内其他检测设备。 ·超大液晶屏作为显示终端，仪器具有强大的数据处理能力和友好的显示界面。 ·具有极安全的采样高压保护措施。测试仪器在冲击高压环境中不会死机和损坏。 ·具有屏幕拷贝功能，用于波形打印。 ·按键定义简单明了，操作简单，可靠性高，测量方法简单快速。 ·内置电源，可在无电源环境测试电缆的开路及低阻短路故障。 ·具有USB接口，可用移动硬盘进行数据拷贝。 ·具有通用的网络接口，可直接通过网络进行数据远程传输。 【主要性能指标】 ·测试方法：多脉冲法；冲击高压电流取样法；低压脉冲法. ·冲击高压：低于35KV ·数据采样速率: 120MHz、90MHz、60MHz、30MHz ·测试距离：＞15Km ·读数分辨率：＜0.5m ·系统测试精度小于50cm ·测试脉冲幅度：约380VP-P ·多脉冲发送及故障反射信号的自动显示，使得故障特征波形的表示极为简单。所有的高阻故障波形仅有一种，即类似低压脉冲法的短路故障波形。 ·具有测试波形储存功能：能将现场测试到的波形按规定顺序方便地储存于仪器内，供随时调用观察。可以储存大量的现场测试波形。 ·能将仪器在不同的工作状态下测得的故障电缆波形同时显示在屏幕 上进行同屏对比和叠加对比。使得故障距离的判断更加准确。 ·内置电源：充满电后可连续工作6小时，亦可外接交流电源工作。 ·工作条件: 温度-10℃～+45℃，相对湿度 90%，大气压力750±30mmHg。

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近日，北京大学物理学院马仁敏研究员课题组实验发现了拓扑能带反转光场限制效应，将拓扑态的利用由拓扑边缘态扩展至拓扑体态，并基于此实现了一种高性能的拓扑体态激光器。这种新型激光器具有垂直出射、高方向性、小体积、低阈值、窄线宽、单横模、单纵模和高边模抑制比等优异特性。相关工作被《Nature Nanotechnology》杂志以标题 “A high-performance topological bulk laser based on band-inversion-induced reflection” 进行长文报道。 激光器的发明加深了人们对光与物质相互作用的认识，并对现代科学与技术的发展起到了巨大的推动作用。至激光器发明以来，激光微型化始终是一个重要的研究方向。半导体激光器因为易于电泵浦和规模生产与集成等优点，是激光微型化的首要选择。经过几十年的发展，半导体激光器的微型化已经取得了巨大的成就。尤其是具有垂直出射特性的垂直腔面发射激光器（VCSEL），目前已有数以百亿计的该型激光器被广泛应用于数据通讯、激光雷达、人脸识别、数据存储与医疗手术等领域。图1：拓扑体态激光器原理和示意图。(a) 用于构造能带反转的拓扑态和拓扑平庸态光子晶体示意图。(b) 实验中发现能带反转可用来实现光场的反射和限制。(c) 垂直发射拓扑体态激光器示意图。拓扑体态激光器出射方向垂直于光学腔反馈平面。 马仁敏研究员与合作者提出并实现了一种新型垂直发射激光器—拓扑体态激光器。这种新型激光器直径只有数微米，具有良好的垂直发射方向性, 窄线宽，单横模、单纵模，能够在室温下以千瓦每平方厘米阈值稳定工作，单模输出边模抑制比超过36 dB。这些性能与商业化激光二极管相当，根据IEEE以及相关工业标准，指标满足多数应用领域需求。 该类激光器的实现有赖于实验中发现的一种新型光反射和限制机制：能带反转光场限制效应。图1给出了能带反转光场限制效应和基于其实现拓扑体态激光器的原理和示意图：实验中首先通过对二维光子晶体进行变形操作，分别获得了具有拓扑态和拓扑平庸态的能带结构；相较于拓扑平庸态，拓扑态的光子晶体能带结构中发生偶极子和四极子能带间的能量反转；实验和理论计算发现频率靠近能带边缘的光场虽然在拓扑态和拓扑平庸态中都可以自由传播，但是在两者的界面处会发生能带反转引起的光场发射；该能带反转引起的光场反射和限制效应仅发生在布里渊区中心附近，越靠近布里渊区中心，光场反射和限制越有效，使得利用该类型反射机制构建的拓扑体态激光器具有单横模、单纵模、面内反馈、垂直出射等优异特性。图2：拓扑体态激光器件与性能。(a-b) 拓扑体态激光器谐振腔（a）和拓扑界面处（b）的电镜图。（c）随功率变化的光谱。（d）激射光谱。（e）激射实空间近场分布。（f）激射角分辨远场分布。 能带反转光场反射和限制效应为激光物理提供了一种新颖的激光模式选择和出射光场调控机制。基于该原理构建的新型拓扑激光器各项性能均达到了可商业化应用的水平（图2）。新的光场反射和限制机制将拓扑态的利用由拓扑边缘态扩展至拓扑体态，同时该原理可以拓展到电子学、声学和声子学等领域。 该工作发表于Nature Nanotechnology (DOI: 10.1038/s41565-019-0584-x)，马仁敏研究员为论文通讯作者；北京大学博士后邵增凯、博士生陈华洲和王所为共同第一作者；其他作者包括北京大学博士生冒芯蕊、杨振乾、访问学生王少雷，以及日本国立材料研究所教授胡晓，学生王星翔。这项工作得到国家自然科学基金委、科技部、北京市自然科学基金、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等的支持。

激光发射的光打到被测工件的表面，散射回来的光被透镜汇聚到光电接收器上。被测物体的位置发生变化时，光电接收器上光点的位置也会发生变化，由此检测到物体位置的变化。现已开发两种，分别成功应用于静态测量和动态测量。 主要功能和技术指标： 非接触式测量，适用于任何非镜面的粗糙表面物体的检测；测量范围可以根据用户要求选择，从10mm~200mm；测量误差小于0.5%。 传感器目前已成功应用于轮对几何参数自动测量系统、非接触式静态轨道测量小车、轨检车等。已制造100套以上。

一、成果简介： 激光平地控制技术设备除了应用于 北方旱田平整外，还可用于水田平整，能够有效地改善水田表面微地形，提高水田土地平整度。该设备可适合我国南部、东南部等有大面积水稻种植区的地区，一般用于水田(直播或者插秧)种植前的土地平整作业。 本研究成果的核心技术设备是30cm激光接收器，更适合于水田地势波动较大的情况。本研究成果包括激光发射器、激光接收器和高程控制器。由接收器负责接收由激光发射器发射的激光信号，通过光电转换将