本发明涉及一种大型复杂金属表面等离子体与脉冲放电复合抛 光加工装置，目的是解决常规金属表面精密加工和抛光方法的不足及 加工和抛光效率低、易产生加工应力和表层损伤等问题。该装置包括 射频电源、射频电源匹配器、高压直流脉冲电源、脉冲电源极性调节 装置、高压直流脉冲电源阻抗、等离子体炬、加工保护罩、控制电路 和联动机构；本发明是在大气压下对金属的表面的精密加工和抛光， 不需要真空室和特制的抛光液，可降低设备成本并扩大其使用范围。 加工效率是传统抛光方法的几倍，并且是无应力加工，无表面和亚表 层损伤、无表面污染，抛光工件的表面粗糙度可达到 Ra-0.2μm。 

非金属软材料3D工件加工，比如毛毡、软汽车内饰件等 高速智能复合材料的五轴联动精密加工设备

成果的背景及主要用途： 该成果属于高端装备制造业领域，内容涉及数控技术创新与自主数控系统及其产业化应用，是在已完成天津市数控系统技术重点攻关项目成果的基础上，通过进一步深化研究取得的。实施期限为 5 年，自 2006 年 10 月至 2011 年 12 月。该成果针对复杂数控装备的集成监控、可重构数控系统流水线架构和三级加工自优化与控制等方面进行系统的研究。 技术原理与工艺流程简介： （1）针对数控系统内多任务调度及实时并行化执行的特点，提出基于可重构的数控流水线架构。该架构由数控主控流水线线程、驱动程序和数控微代码实时执行单元构成数控流水线体系，可实现软件乃至于硬件的多重可重构。 （2）针对数控系统因功能集成造成的核心运动控制实时性差、结构复杂等问题，提出一种新的多层次集成监控数控的系统架构。该监控系统架构通过底层数控系统监控层、监控管理层、远程诊断监控层进行分级式地故障分析与诊断，实现数控装备的监控与维护。 （3）提出一种具有三级加工自优化功能的智能控制方法，实现通过数控系统对数控机床的智能控制。 技术水平及专利与获奖情况： 该成果在国内外首次提出并研究基于可重构、多层次集成监控和三级加工自优化的数控流水线架构，并开发了全新的 2-6 轴联动控制可重构数控系统，已获得三项国家发明专利和两项软件著作权，并发表重要论文 12 篇。经专家组鉴定，达到了国际领先的水平。 应用前景分析及效益预测： 鉴于该成果的独特技术特征及数控产业的国家需求和巨大市场潜力，依托该成果的“天大精益数字化制造产业园”项目已于 2011 年在天津海河科技园区奠基建设，占地面积 100 亩，可实现年产值 10 亿元以上的规模。 应用领域：高端装备制造业 技术转化条件： 该成果已实现产业化运作，并推广到福建威诺数控、鑫菱机床厂、威海东云数控机床、天地股份有限公司等企业，取得了很好的经济社会效益。 合作方式及条件：根据具体情况面议

棉油皂脚经采用本技术加工，可在不影响脂肪酸的品质和收率的前提下从中 提取出棉酚，每吨棉油皂脚的棉酚的收率，以原料的新鲜程度，在 0.5-3%。投资 800 万元建设一套年处理 3000 吨棉油皂脚的装置，可年产药用原料棉酚 1500 kg 以上，按 16 元/g 计，年产值可达 2400 万元以上，利润在 1500 万元以上。同时可彻底根除皂脚加工酸化油过程中的废水的产生。

二级肥膘经采用本技术加工，可全部转化为猪油和胶原蛋白，其中猪油的得 率可高达 60%，胶原蛋白的得率可高达 20%。投资 800 万元建设一套年处理 3000 吨二级肥膘的装置，可年产猪油 1800 吨，胶原蛋白 600 吨，按猪油 16 元/kg，胶原蛋白 60 元/kg 计，年产值可达 6000 万元以上，利润在 1500 万元以上。 

热喷涂是通过对传统激光熔覆的光学准直、聚焦和整形以及与之配合送粉头的重新设计从而实现均匀薄涂层的高速熔覆技术，目前受到广泛关注。由于兼具热喷涂快速沉积涂层特性以及激光熔覆冶金结合的特点,有望成为规则表面实现替代电镀硬铬的新方法。冷喷涂是利用超音速气流获得高速粒子使其通过固态塑性变形沉积而制备技术的方法。超高速激光熔覆相比于传统激光熔覆，激光能量主要作用粉末，能量分配：基材 20%，粉末 80%，粉末温度高于熔点，修复产品表面粗糙度可小于 20 微米，修复厚度可低至 30 微米。

（专利号：ZL 201510093093.1） 简介：本发明公开了一种基于激光冲击波技术耐磨涂层制备的方法及装置，涉及零件再制造技术领域。本发明方法首先将待喷涂工件表面清洗、去油、喷砂和预热处理后，利用等离子喷涂的方法在工件表面上得到厚度满足要求的热态的硬质材料涂层后，紧接着利用激光冲击波在已形成的热态的硬质材料涂层中连续多次嵌入软质材料的微粒，材料凝固和冷却后，硬质材料涂层中均匀分布着少量软质材料涂层。本发明装置包括激光发生器、导光分光系统、电弧制液系统、工件夹具系统以及控制系统。本发明方法所制备的涂层硬度高、摩擦系数小、磨损率低，本发明装置具有操作方便、成本低以及效率高的特点。  

本发明提供了一种基于PDMS聚合物的柔性量子点随机激光器，包括两层PDMS薄膜层以及两层PDMS薄膜层之间夹置的渗透层，PDMS薄膜层中的交联剂浓度大于4%，渗透层中的交联剂浓度为2%?4%，渗透层为内应力分布不均匀的PDMS薄膜层，渗透层上设有至少一组由中心点向各方向发散的若干条线性凹槽或至少一组由中心点逐渐扩散的若干个环形凹槽，凹槽供量子点渗透。本发明量子点在随机激光出射过程中充当增益介质的作用，利用渗透层的内应力分布不均，通过光弹性效应形成局域化折射率不一致，增强多重散射作用，达到了降低出射随机激光阈值的目的。本发明中量子点填充在浓度较低的渗透层内，相比玻璃基板表面的量子点薄膜，具有长时间运作的特点。同时由于PDMS是柔性材料，具有可弯曲的特点，可以实现柔性随机激光器制备。

本发明提供了一种基于表面等离子体的量子点随机激光器，包括顺序层叠的第一玻璃基板、间隔层和第二玻璃基板，所述第一玻璃基板在与间隔层贴合的表面上设有微米级凹槽供量子点沉积，所述间隔层中含有固定在第二玻璃基板上的金属纳米粒子，控制金属纳米粒子与量子点之间的距离。本发明金属纳米粒子的表面等离子体共振效应增强泵浦光的激发效率和随机激光的辐射效率，同时间隔层有效避免了量子点与金属纳米粒子接触而产生的荧光猝灭现象，并且由于间隔层材料透明高分子聚合物，可以使金属纳米粒子的共振吸收谱发生红移，实现表面等离子体共振带和激励光谱与出射光谱的耦合，从而得到低阈值、高强度的稳定随机激光出射。

北京大学物理学院颜学庆教授/马文君研究员团队近期在激光加速重离子领域获得重要进展。他们利用人工设计的双层纳米靶材，获得了能量高达580兆电子伏特（MeV）的碳离子，将飞秒激光加速重离子能量记录提高了两倍。相关结果以” Laser Acceleration of Highly Energetic Carbon Ions Using a Double-Layer Target Composed of Slightly Underdense Plasma and Ultrathin Foil”为题发表在物理评论快报上（Physical Review Letters 122，014803 （2019））。 高能重离子在肿瘤治疗、生物辐照、核物理与核能等领域有着广泛的用途。利用超强飞秒脉冲激光加速重离子一直是激光加速领域的难点。之前的大量实验研究中，通常只能获得最高能量为几兆电子伏特每核子（MeV/u）的重离子。而在相同条件下，质子可被加速至近百兆电子伏特，远高于重离子。这是因为，要有效加速重离子，需要将其在加速初始阶段就电离到高电荷态注入到加速场中，并且保持足够长的加速时间。一般情况下，这两点很难同时实现。马文君研究员团队在前期工作的基础上（PRL 115, 064801 (2015)，PRL 113, 235002 (2014), Adv Mater 21(5),603 (2009), Nano Lett 7(8), 2307(2007)），设计并制备出了一种由超薄超低密度碳纳米管泡沫与类金刚石纳米薄膜组成的双层复合靶材，成功地同时实现了这两个条件。复合靶材在超强飞秒脉冲激光作用下，位于类金刚石纳米薄膜中的碳离子，先后经历了光压电离注入与长达数百飞秒的鞘场加速两个过程，最终速度达到了光速的30%。这是首次利用超短脉冲在实验中实现了重离子的级联加速。图：本研究结果（）与已有重离子加速实验结果汇总。 他们的理论与数值模拟工作表明，这种高效的加速方案也适用于金、钍、铀等重离子。在现有激光条件下，可产生能量为数十兆电子伏特每核子、密度为传统束流10^9倍的高能高密度重离子束流。这种高能高密度重离子束团将为超重元素合成、短寿命核素加速、温稠密物质等温加热等重要物理难题的解决提供新的方案。，将为科学前沿领域及新兴交叉学科的迅猛发展带来新的机遇。 马文君研究员为论文第一作者与通讯作者。颜学庆教授与韩国基础科学研究所的Nam，Chang Hee教授为共同通讯作者。论文主要作者还包括陈佳洱院士、贺贤土院士、M. Zepf教授, J. Schreiber教授, Kim, I Jong教授、林晨研究员、卢海洋研究员和余金清博士等。该项目得到国家重大科技基础设施培育项目（2017ZF22）、科技部重大仪器专项、自然科学基金重点项目、核物理与核技术国家重点实验室和北京市卓越青年科学家等项目的支持。 相关文章链接如下：Phys. Rev. Lett. 122, 014803 （2019）https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.014803Phys. Rev. Lett. 115, 064801 (2015)https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.064801