传统的各类双目体式显微镜在使用上存在明显的缺点和迫切需要解决的问题：1. 无论是显微解剖教学、医学检验、还是工业生产线检验都存在时间长，劳动强度高的特点，而由于镜筒高度高，使得操作人双目聚焦时间长且颈部僵硬2. 因为使用者视力情况不同，即使在同一倍数条件下，所观察到的视野也会存在一定的差异，

嗓音显微外科是结合显微镜和支撑喉内镜、CO2激光及冷器械等设备的多设备融合微创手术。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 嗓音显微外科是结合显微镜和支撑喉内镜、CO2激光及冷器械等设备的多设备融合微创手术。嗓音是人类“第二张脸”，患者期望值高，但声带解剖结构精细、发声生理复杂。另外喉气管所在位置深、手术空间狭小、路径狭长，操作困难；再者多种高精度设备配合应用不易，因此，嗓音显微外科对于嗓音外科医生有着很高的技术要求，以往咽喉嗓音显微外科只可“言传”不可“身教”，医生培养时间长，“十年难培养一个专家”。对于医疗资源匮乏的基层地区，难有喉科医生成长的土壤；即使是有较好培训体系的大型医院，低年资医生的实际操作教学也往往只能通过电视录像观察或在上级医师指导下对患者进行有限的操作。这是造成低年资医生技术成长慢、学习曲线、周期长的主要原因之一。有鉴于此，提出一种可供不同年资医生模拟操作的设备，以提高咽喉嗓音外科医生的手术技巧是很有必要的。 模拟医学作为一门利用模拟技术创设模拟患者和临床情景来替代真实患者进行医学实践教学的学科，在国际上已经逐渐成为医学教育一项基本教育方式。上世纪90年代有训练功能的模拟人进入国内，随后随着虚拟现实技术的推广，在腹腔镜等微创手术培训中得到长足发展。 目前耳鼻喉科的模拟医学教育还处于发展阶段。咽喉微创领域的模拟医学教育国内外都基本是空白的状态，2019年我科自主研发了一种喉显微外科手术模拟训练装置，其包括用于固定离体喉（猪喉）标本的喉体固定模块、以及用于固定喉镜的喉镜固定模块。该训练模拟器采用了动物（猪）喉标本（市场上可以批量购买，极容易获得）及专业显微外科手术设备器械模拟手术环境，防真度高，操作者使用显微镜通过支撑喉镜观察声带，并可使用实际手术器械、CO2激光等进行模拟手术。实现了在真实的生物咽喉结构中进行粘膜下注射、微瓣制作、声带病变处理、显微缝合、CO2激光手术等模拟操作，通过“无风险”的重复模拟操作培训，缩短学习曲线，熟练掌握技巧，提升医生的信心，改善医疗质量及安全，减少医疗失误；近乎全流程模拟，有效提升对流程与程序的熟练程度；“让学员数十次的反反复复练习，使他们闭上眼睛也能完成操作”，迅速掌握嗓音显微外科得的高难度精细化技术操作，开创该领域全新的教学培训模式。 我们的模拟系统高度重现了真实咽喉微创手术场景，由可旋转调节铝铁合金底座（①）、可伸缩旋转喉镜固定架（②）、以及可移动固定的PVC塑胶底板（③），三大模块协同模拟完成真实手术世界中的支撑喉镜暴露及固定。而模拟系统里的另一重要模块——可灵活调节的托手架（④），则是适应人体工程力学及咽喉手术特点、提高术者手操作稳定性的重要组成部分。 我科前期在咽喉微创领域做了系列创新技术探索和研究，开展及发表相关创新技术高质量SCI论著10余篇。如率先开展Hopkins镜下气管支气管异物取出术，大大降低手术难度及风险 ( Eur Arch Otorhinolaryngol. 2012;269(3):911-916.) (Annals of Otology. Rhinology & Laryngology 120(7):484-488).。应用CO2激光的黏膜下剥离治疗喉乳头状瘤，减少手术创伤及降低肿瘤的复发（Acta Oto-Laryngologica, 2010; 130: 281–285）（中华耳鼻咽喉头颈外科杂志 51.10(2016):727-732.）（山东大学耳鼻喉眼学报2018 年11 月第32 卷第6 期）等。针对CO2激光技术应用发表“CO2 激光在咽喉科疾病治疗中的应用进展”（临床耳鼻咽喉头颈外科杂志2018第32卷19期1447-1449）；主持的“早期前联合累喉癌的开放及和内镜微创术式对比”的全国多中心前瞻性临床研究正在顺利进行（中山大学5010项目，项目编号：2017004·科研 [2017]71号；10年200万）。针对微创手术技巧，我科团队主编的人卫重点书刊：《咽喉微创手术的策略及技巧》，即将出版。同时，培训班也有《咽喉微创技术模拟培训手册》指导学员操作，也即将出版，为咽喉微创模拟培训积累的大量的经验，方案及教材，已形成较为完善的模拟培训体系。

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基于金属纳米粒子的局域表面等离激元因其高局域强度，小局域尺度，高灵敏度等特点，被大量应用在不同领域。但是，几个飞秒的超短模式寿命(dephasing time)大大限制了其应用的广泛性和实用性。该工作设计的多层结构实现了局域表面等离激元和传播表面等离激元的强耦合(图1(a))。动态数值模拟结果也清晰地证明在强耦合下局域表面等离激元模式和传播表面等离激元模式之间的能量交换。近场方面，光电子显微镜对表面等离激元模式进行直接成像，大大突破了原有的远场探测技术的限制。并且结合不同激发光源，实现不同维度的探测。结合波长可调的激光光源，光电子显微镜在频域记录下表面等离激元模式随波长变化的强度演化过程(图1(b))。结合超快泵浦探测技术，光电子显微镜在时域记录下表面等离激元模式随时间变化的演化趋势。该工作更加深入并直观地探测强耦合体系中的能量转换过程，并通过强耦合中失谐量的改变实现模式寿命的操控，相较于未耦合的局域表面等离模式，强耦合的模式寿命由6飞秒(10-15秒)提高到10飞秒。这一研究成果对进一步发展基于表面等离激元的人工光合成、生物传感等应用具有重要的指导价值。图1、（a）光电子显微镜和多层结构示意图，（b）远场和近场探测曲线、不同波长激光激发下光电子显微镜记录的局域表面等离激元模式分布图。 此研究是由北京大学和日本北海道大学共同合作完成，北京大学物理学院博士生杨京寰和重大仪器项目的国际合作者、北海道大学助理教授孙泉为该文章的共同第一作者，北京大学龚旗煌院士和北海道大学Misawa教授为共同通讯作者。除了自然科学基金委的国家重大科研仪器研制项目，该工作还得到了科技部、北京大学人工微结构和介观物理国家重点实验室、极端光学协同创新中心、“2011计划”量子物质科学协同创新中心、日本文部科学省及学术振兴会、北海道大学纳米技术平台等单位的支持。目前国家重大科研仪器研制项目“飞秒-纳米时空分辨光学实验系统”的研制正在有序推进中，已经取得了一批包括此工作在内的阶段性成果。该实验系统的核心仪器是附带低能电子显微功能的光电子显微镜(PEEM), 其激发光的波长覆盖范围从极紫外到近红外(图2)。下一步该实验系统有望在二维材料、光电材料与器件、表面介观物理等研究领域大显身手、发挥积极作用。图2、北京大学研究团队的飞秒纳米时空分辨系统

超高分辨率光矢量分析设备采用“微波光子学方法”，首创具有国际领先水平的“超高分辨率光矢量分析技术”，集成了电-光、光-电和光-光3类元器件频谱响应的测量功能，可应用于光纤通信、光纤传感、光信号处理和集成光子学等领域。 技术特征 关键技术与创新点一：基于120度电桥的高抑制比光单边带调制技术和基于光载波抑制与平衡光电探测的非线性误差对消技术。 关键技术与创新点二：光频梳通道化测量技术和基于光希尔伯特变换的镜像边带抑制技术。 关键技术与创新点三：多种测量模式融合与系统软硬件集成技术。 工作波长：1528-1565 nm 最高波长分辨率：50 kHz（即0.4 fm） 幅度分辨率：0.01 dB 幅度精确度：±0.11 dB 相位分辨率：0.01° 相位精确度：±1.2° 对比国际上最高水平商用光矢量分析仪表LUNA OVA5000，设备的分辨率提升了4000倍，动态范围提升了31倍（15dB），相位精确度提升了2.5倍（单通道40GHz范围内），幅度分辨率也提升5倍以上，打破国外技术壁垒，实现进口替代。

超高分辨率光矢量分析设备采用“微波光子学方法”，首创具有国际领先水平的“超高分辨率光矢量分析技术”，集成了电-光、光-电和光-光3类元器件频谱响应的测量功能，可应用于光纤通信、光纤传感、光信号处理和集成光子学等领域。技术特征关键技术与创新点一：基于120度电桥的高抑制比光单边带调制技术和基于光载波抑制与平衡光电探测的非线性误差对消技术。关键技术与创新点二：光频梳通道化测量技术和基于光希尔伯特变换的镜像边带抑制技术。关键技术与创新点三：多种测量模式融合与系统软硬件集成技术。工作波长：1528-1565 nm最高波长分辨率：50 kHz（即0.4 fm）幅度分辨率：0.01 dB幅度精确度：±0.11 dB相位分辨率：0.01°相位精确度：±1.2°对比国际上最高水平商用光矢量分析仪表LUNA OVA5000，设备的分辨率提升了4000倍，动态范围提升了31倍（15dB），相位精确度提升了2.5倍（单通道40GHz范围内），幅度分辨率也提升5倍以上，打破国外技术壁垒，实现进口替代。应用范围:设备已应用于包含海思光电子以及4家上市公司在内的数十家单位47种高端光器件的研发和生产（用户包括：华为、长飞光纤601869.SH、中航光电002179.SZ、航天电器002025.SZ、光迅科技002281.SZ等），其中31种高端光器件在本项目设备的支撑下实现了量产；在我国高速光电芯片、新一代光通信系统、工业互联网、智能感知等领域发挥着稳定的作用，有力支撑了我国核心光器件的自主可控和原始创新。

Ø 在单光子发射断层成像（SPECT）中, 放射性示踪剂被注入病人体内，根据对放射性示踪剂所发出的伽马射线的测量，SPECT可以重建出放射性示踪剂在人体内的分布图，该图可以反映人体组织结构及其活动功能。SPECT已经被用在肿瘤的早期诊断, 心血管疾病和脑部疾病的诊断,骨胳影像的显示等。基于国家自然科学基金的支持，我们国际上率先发展了非均匀衰减锥形投影SPECT解析重建方案。该方案可以同时对非均匀衰减，散射，检测器模糊效应进行解析校正，并去除泊松噪声。相比于平行光投影重建和扇形投影重建系统，

成果简介：超分辨率图像重建技术是近年来发展迅速的图像处理新技术，其 目的是超越成像传感器、成像和信道的分辨极限，利用所获低分辨率图像， 实现高分辨率图像的重建。超高分辨率图像增强与显示芯片项目利用超分辨 率图像实时处理技术，实现从一幅或多幅低分辨率视频图像处理获得高分辨率图像，在图像被放大的同时增强图像更多的细节，提高图像的清晰度和分 辨率，实现摄像传感器的低分辨率与显示器高分辨率之间的匹配，解决目前 图像获取与显示分辨率不匹配的瓶颈问题，在现有图

本发明公开了一种基于硅基液晶的波长分辨监测方法。基于硅 基液晶在同样的偏置电压下，对不同波长入射光有不同的相位调制的 特性，对在硅基液晶波长工作范围内的光信号实现分析与监测，并能 在入射光波长未知的条件下，对该波长进行测量，并能随着相位调制 精度的提高，提高波长的分辨精度。本发明元件少，系统结构简单紧 凑，对光路的准直要求不高，无需苛刻光路的耦合与复杂操作就能进 行波长的分辨，并且有着与入射光偏振态无关的特性，在分辨出波长 的同时，还能对入射光束的偏振态进行测量，适用范围更广。