超声换能器是医疗超声诊断、水声和无损检测设备的关键部件，其性能直接影响设备的整体性能。换能器的带宽和灵敏度是其重要指标，带宽大，有助于提高纵向分辨率；灵敏度高，有助于提高信噪比。用复合材料制作的超声换能器具有声阻抗低、灵敏度高、带宽宽以及相对柔软的优点，被广泛应用于上述设备中。尤其是复合材料可以弯曲成各种形状，可以做成无声透镜的聚焦换能器。本成果研制的换能器频率范围从150kHz到15MHz，带宽大于70%。此类换能器在B超探头、声纳、声引信、超声骨

超声电机是一种新型的微电机，超声电机不同于传统的电磁电机：它没有磁场，不依靠电磁相互作用来转换能量，而是利用压电陶瓷逆效应和超声振动，将材料的微观变形通过机械共振放大和摩擦耦合转换成转子（旋转型）或滑块（直线型）的宏观运动。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 超声电机是一种新型的微电机，超声电机不同于传统的电磁电机：它没有磁场，不依靠电磁相互作用来转换能量，而是利用压电陶瓷逆效应和超声振动，将材料的微观变形通过机械共振放大和摩擦耦合转换成转子（旋转型）或滑块（直线型）的宏观运动。 本项目已获得2013年度国家技术发明奖二等奖，获授权国家专利31项，研制了15种直线电机及4种精密定位平台，实现了大行程（20-100毫米）、高位移分辨率（<50纳米）、高定位精度(0.36微米)、高加速度（5－10g），已达到国际同类产品的先进水平，部分指标超过国际同类产品的先进水平。 本团队的超声电机在月面上一直运行稳定，使我国成为了继美国之后的第二个将超声电机应用到外星球的国家，同时也是第一个将超声电机应用到月球上的国家。团队起草的“超声电机技术国家标准”已与2019年实施。 创新点及主要技术指标 1.结构简单、紧凑、转矩/重量比大（5-10倍）； 2.低速大转矩，可实现直接驱动（不需齿轮箱）； 3.响应快（毫秒级），控制性能好； 4.断电自锁（能获得较大的自锁力矩）； 5.不产生磁场，亦不受外界磁场干扰； 6.低噪声运行﹝＜45dB）； 7.可以在真空环境下工作（真空度可达10-6 Pa）； 8.形状可以多样化：圆形、方形、空心等等 9.应用温度区间扩大到-55°C至120°C 10.重量仅45g，是同类型电磁电机重量的十分之一。 三、知识产权及获奖 获国家技术发明二等奖等3项国家奖。 四、成果图片 图1 15种拥有自主知识产权的系列直线压电电机 图2 应用于嫦娥五号的超声电机 图3 旋转型超声电机实际应用

底座尺寸400*300*70mm,模具一体成型，两端呈弧形，上翘47度，两面四角注塑有1.5mm脚垫，长度25*25mm，仪器整体高度240mm，上面装有1只圆形的雾槽直径为220mm，高度为65mm，厚度4mm，雾槽由1个支架为120*120*78mm的托起，雾槽中心位置装有一个直径100mm，高度80mm，厚度3.5mm的水槽，水槽内部装1只超声波雾化装置，使用电源DC24V，2A，电源总开关型号KCD1-105 耐压400V，探究超声波是怎么把水变成雾气。

发明(设计)人：李涛, 宋万鸽, 祝世宁。本发明涉及一种高密度集成光波导。所述光波导设于波导衬底上，包括：多根弯曲波导；以所述弯曲波导的弯曲方向为y轴，以光的传播方向为x轴建立直角坐标系；且基于所述直角坐标系，所述弯曲波导沿着所述传播方向在所述弯曲方向上周期性弯曲；多根弯曲波导沿着所述y轴方向平行排列，且所述弯曲波导与所述y轴方向相互垂直，形成弯曲波导阵列；通过调节所述弯曲波导之间的耦合系数实现所述光波导的光波导信号传输功能或者光波导定向耦合功能。本发明所提供的光波导摆脱了高密度集成下对波导间距、波长等参数的敏感性和依赖性，因此具有结构鲁棒性和宽带特性。

在光通信干线网的TBit/s超高速传输实验以及接入网的光纤到户技术中，越来越多地采用光波导器件。在光纤网络中导入光波导器件，首先必须解决的问题是光纤和光波导的连接封装。考虑到器件插入损耗对网络经济性的直接影响，其中要解决的一个关键技术是光波导器件与光纤的低损耗对接。目前国际上的先进指标是每端损耗低于0.15dB，要达到这一指标，一方面要求光波导的模场分布尽可能与光纤的一致，另一方面必须要求光波导与光纤的光轴对准精度控制在0.1μM以下。利用高精度调整架采用常规手动操作,技术要求高,特别是在耦合进入0.3dB后,作为操作判据的微变信号精确测试是技术关键,相应的微操作十分困难,因此效率很低重复性很差。为了解决这些问题，我们研制了一台自动调芯仪样机，并已申请发明专利。该样机结构合理、性能可靠，测试方法正确，数据可靠，采用两种与常规调芯过程不同的自动调芯方法：质心调芯法和半值调芯法。经国家光学仪器质量监督检测中心及霓塔（上海）光电器件有限公司的测试报告表明，该样机在通信波长上实现了小于0.15dB端面耦合损耗的单模波导－单模光纤自动对接。样机用于测试SiO2光波导1×16分支耦合器的插入损耗，得到的数据与使用日本骏河精机和Moritex自动调芯仪测得的结果比较表明，该样机达到了国际上同类产品的调芯水平，在光波导－光纤自动调芯方法及软件方面均处于国际先进水平。

主要功能、应用领域及技术指标 声波定向技术是由非线性控制、非线性信号处理及非线性声学学科交叉领域发展出来的前沿技术，其典型特色是从技术上实现了低频声波的定向传播。声波定向技术利用了声参量阵、声相控阵原理以实现低频声波的定向传播。 ？ 产品一：MEMS定向微型声源 图1 MEMS定向微型声源 一种基于声波定向技术，以MEMS技术实现声源小型化的新型定向声源，适用于手机、PDA、平板电脑、MP3、MP4、MP5等便携式多媒体设备私密传声。2008年与Nokia公司合作，并在国家自然科学基金、四川省创新基金资助下，攻克关键理论与技术难题，成功研制出原理样机，为国内首台MEMS定向声源，为国内首创。技术指标达到：声压级~70dB@1m；3dB指向角~±5°；作用距离~1m；功率~0.8W。 ？ 产品二：声频定向声源/扬声器 该产品是有史以来第一种可以实现可听声定向传播的革命性新概念声源（目前国际上仅美国有两家公司研制出了相关产品）。它将对环境的噪声污染降到最低水平，使其成为了一种“绿色”、“环保”的新型声源。目前该类产品在国际上处于商品化初期，国内尚无类似产品，具有极为广阔的市场前景。电子科技大学开发的声频定向声源达到了国际先进、国内领先水平。技术指标达到：3dB指向角~±5°；声压级~95dB@1m；功率~25W；最大作用距离200m；谐波失真<1%。 图2 声频定向声源/扬声器 图2 声频定向声源/扬声器 ？ 产品三：声波定向驱散装置 声波定向驱散装置是基于声波定向技术开发的一种大功率声波定向设备，其功用是以大功率的定向声波实现对远距离的人、船只、鸟兽进行拒止与驱散。目前电子科技大学研制的声波定向驱散装置达到了国际先进、国内领先水平，奠定了在该领域的国内领头羊地位。该产品可广泛应用于对目标人群的通信、指挥、警告与驱散，海上船舶反恐护航与人员搜救，机场驱鸟等领域。国外该类产品已大量应用于海上商船、舰队、航母、警察部门、森林火险防范部门、机场驱鸟、陆军反恐等领域，国内尚处于市场推广初期。其推广应用将开辟国内新兴市场，为解决商船、陆/海/空军防恐难题及警察日常工作公共安全维护难题，尤其对解决机场中高空驱鸟的世界性难题具有十分重要的意义。 声波定向驱散装置主要技术指标：3dB指向角±15°；声压级125~162dB@1m；功率180~2500W；最大作用距离10km。 图3声波定向驱散装置 ？ 特色及先进性 声波定向技术首次实现了低频声波的定向传播，对于局部声源的发展具有重要意义。随着绿色、环保理念的深入发展，对于局部定向声源的需要将呈越来越强烈的趋势。声波定向技术及其产品将改变传统全向性声源一统天下的历史，开创电声技术及产品的新增加点。 电子科技大学在声波定向技术领域已有十余年的研究历史，在突破了基础理论、关键技术及技术应用诸多关键问题，研制的产品处于国内领先、国际先进水平，并在技术应用方面走在了世界同行前列。 ？ 能为产业解决的关键问题和实施后可取得的效果 声波定向技术可以开创电声行业的新领域，形成新的产业链条与经济增长点，并带动上、下游产业的发展与壮大，对于行业、地区经济均具有巨大的贡献潜力。 采用声波定向技术研发的产品很大一部分可以填补国内外空白，形成具有自主知识产权的核心技术与核心产品，此类产品往往具有技术含量高、市场需求大、专业性强等典型特色，可以形成长期的技术与产品生长点，其产业化前景广阔、市场巨大。

声波定向技术是由非线性控制、非线性信号处理及非线性声学学科交叉领域发展出来的前沿技术，其典型特色是从技术上实现了低频声波的定向传播。声波定向技术利用了声参量阵、声相|控阵原理以实现低频声波的定向传播。产品一:MEMS定向微型声源；产品二:声频定向声源/扬声器；产品三:声波定向驱散装置

超声止血仪是超声外科手术刀的一种，用于切割、移植重要的脏器和大血管，具有切口小、出血少、术后恢复快等优点。超声止血仪的原理是通过超声频率发生器使金属刀头以超声频率进行机械振荡，将与之接触组织中的水分子汽化、蛋白质氢键断裂、细胞崩解、达到切开或者凝固组织的效果。超声止血仪既能用于切割又能用于凝固血管，可以直接凝固直径达2mm的血管。由于手术中产生烟雾很少可以明显改善手术视野，同时又没有电流通过患者身体，因此，可以安全地在重要的脏器和大血管旁边进行分离切割手术。我国现有县级以上医院上1.5万家，预测我国有1000台的超声止血仪潜在市场，每台售价按30万元人民币计，将有3.0亿元人民币销售额。将成本降至10万元人民币，五年销售500台，约有1.0亿元人民币的利润。

是一款参量阵扬声器，具有超强指向性，能有效避免声波向上游传播，确保在正前方位置能够清晰获取语音信息，突破性地实现“让声音，像手电筒的直射光一样，定向传播”，自动音频分区，打造全新独特的视听体验。

指导价格：5999元 柔性可卷，超广视角，6倍增益