近日，上海交通大学电子系义理林教授课题组基于智能锁模算法、时间拉伸技术和实时高速电路建立的实时光谱分析控制平台，实现了锁模激光器输出飞秒脉冲的实时光谱调控，对飞秒激光器的设计具有重要的应用价值。相关成果以“Intelligent control of mode-locked femtosecond pulses by time-stretch-assisted real-time spectral analysis”为题目于2020年1月发表于国际光学顶尖期刊《Light: Science & Applications》（中科院长春光机所与Nature出版集团合办期刊），并入选为封面文章，在“News & Views”栏目被专门评述。博士生蒲国庆为第一作者，义理林教授为通信作者。 图说：期刊封面文章 飞秒尺度（1E-15秒）脉冲对应着原子分子、材料、生物蛋白、化学反应等丰富物质体系的众多超快过程，有着广泛而重要的应用。锁模激光器作为产生飞秒脉冲的重要基础研究工具，在物理、化学、生物、材料、信息科学等领域都有广泛的应用。飞秒锁模激光器自上世纪六十年代发明以来，与其相关的研究分别于1999，2005，2018年获得过诺贝尔奖。 随着超快光学的快速发展，越来越多的前沿应用需要对飞秒脉冲的时域和光谱进行精细控制。由于飞秒脉冲的产生涉及非常复杂的非线性和色散传输效应，达到特定脉冲状态的稳态输出需要对激光器多个参数在高维空间进行优化，传统基于激光器光学设计和优化的方法已被证明难以精确实现。 通过对飞秒脉冲状态进行智能识别，结合智能算法对激光器多参数进行全局优化，有望获得理想的飞秒脉冲输出，但其主要挑战在于飞秒脉冲难以实时精确识别。低速时域采样无法识别飞秒脉冲宽度和形状，光谱仪虽可识别飞秒脉冲积分光谱但无法识别其瞬时光谱，因此传统方法都无法做到实时控制飞秒脉冲精确锁模状态。为了解决这一难题，义理林教授课题组提出在锁模控制环内引入时间拉伸-色散傅里叶变换（TS-DFT）技术，通过时域到光谱的转换，采用低速时域采样即可识别飞秒脉冲对应的瞬时光谱宽度和形状。结合智能控制算法，实现了以1.4nm为精度对飞秒脉冲光谱宽带从10nm到40nm进行可编程控制，光谱形状可编程为高斯型或三角形等。这是本领域首次实现飞秒锁模脉冲光谱宽度和形状高精度实时编程控制，解决了飞秒锁模脉冲锁模状态无法精确调控的难题。 基于实时的光谱控制，该研究还展示了从窄谱锁模态至宽谱锁模态以及从三角形光谱脉冲态至宽谱锁模态的演变过程，发现两者动力学过程具有相似性，提出了目标锁模状态可能决定中间动力学过程的猜想，为人们进一步探索锁模激光器内部机理提供新视角。 图说：基于快速光谱分析的飞秒锁模脉冲智能控制 非线性光学著名专家John Dudley教授（欧洲物理学会主席，IEEE/OSA Fellow）在《Light: Science & Applications》的“News & Views”栏目撰文介绍此项工作，认为本工作极具创新性，开拓了研究锁模动力学新的可能性，很可能应用于多种锁模光纤激光器中。 义理林教授课题组过去六年来一直致力于解决飞秒锁模激光器的智能控制问题，2019年发表在光学领域顶级期刊《Optica》的“智能锁模激光器”成果入选美国光学学会旗下新闻杂志《Optics & Photonics News》2019年光学年度进展“Optics in 2019”。该方向工作部分得到国家自然科学基金（61575122）的支持。《Light: Science & Applications》论文全文https://www.nature.com/articles/s41377-020-0251-x《Light: Science & Applications》“New & Views”评述论文https://www.nature.com/articles/s41377-020-0270-7

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。

本发明公开了一种基于光纤声光模互作用的温度和应变同时测 量方法，利用光纤中激发的某一个光模与对应激发的多声模之间的互 作用产生多峰布里渊增益谱，从多峰布里渊增益谱中任意选取两个增 益峰的某一特征量进行比对测量，或任意选取一个增益峰的某两个特 征量进行比对测量，获取布里渊频移和/或布里渊增益系数随温度和应 变的感知灵敏系数，构成系数矩阵，通过求解矩阵方程获取温度和应 变，实现温度和应变的同时测量；本发明提供的温度和应变同时测量 方法，在消除温度和应变交叉敏感不利影响的同时，无需引入额外的 测量机制或设

本发明公开了一种基于光纤声光模互作用的温度和应变同时测 量方法，利用光纤中激发的某一个光模与对应激发的多声模之间的互 作用产生多峰布里渊增益谱，从多峰布里渊增益谱中任意选取两个增 益峰的某一特征量进行比对测量，或任意选取一个增益峰的某两个特 征量进行比对测量，获取布里渊频移和/或布里渊增益系数随温度和应 变的感知灵敏系数，构成系数矩阵，通过求解矩阵方程获取温度和应 变，实现温度和应变的同时测量；本发明提供的温度和应变

项目简介： 目前我国大城市汽车与停车位的平均比例是 1:0.8，中小城市约 为 1:0.5，而发达国家标准为 1:1.3。如果按照 2015 年 1.72 亿的小汽 车保有量计算，则全国实际车位供应量缺口高达 8600 万个。一方面，民众停车的缺口巨大；另一方面，专业功能的停车位（如 充电桩停车位）因为资源的稀缺，也很容易被占据。 因此，我们研发了一种低功耗智能车位锁，可以完成多种智能功 能。一方面，在不产生增量的情况下，可以通过提高现有车位的使用 效率来解决目前民众停车难的问题；另一方面，可以对专业功能的车 位（如充电桩车位）进行有效的智能控制。 项目特色： 低功耗智能车位锁主要包括硬件和软件两个部分： 硬件方面，自主研发感应式互动车位锁，以创新的功能设计、独 家硬件及算法设计，支持用户完全免操作控制车位锁，同时支持用户 通过主流移动设备（如手机等）控制车位锁。硬件设备在功能体验、 实用性、工业设计及性价比方面均具备明显优势。 软件方面，一是研发面向用户的 APP，支持用户管理自己的车位 闲置时段，支持车主查找并租用附近可用的闲置车位，提高车位的使 用效率，解决停车难问题；二是基于 485 总线研发了面向充电桩车位 的控制软件，用于充电桩车位的智能控制。 锁研发的低功耗智能车位锁具有四大核心技术及五大工艺流程。 四大核心技术： 1. 纯感应式控制界面，无需多余动作。 2. 超低功耗设计。选取了常见的 1 号电池作为电源，一次更换可 连续使用 18 个月。 3. 闲时车位的实时共享。 4. 充电桩车位的充停一体化控制。 五大工艺流程: 1. 车位锁搭建的离合结构使得车位锁的支架摆臂可前后 180°防撞防压，实现有效的自我保护。 2. IP67 级防尘防水。 3. 可有效抵抗 7 吨汽车碾压 300 次不变形。 4. 优秀的工业设计和可视性设计。 5. 非同一般的稳定性。经过了 25000 小时的连续稳定运行验证。 

传统光纤器件性能单一受限，体积较大。团队在本应用领域主要研究选择合适的纳米材料和微纳加工技术，在光纤上实现尺寸的最小化和功能的集成化，为极端环境的传感应用提供可能的解决方案。可以应用于1.最小化光纤探头2.光纤远程照明、传像、传能3.柔性可穿戴光纤健康监测4.结构健康检测5.自动光学视觉微观信息检测系统

本产品采用具有良好互易性的反射型全光纤光路方案，结构简单，并能有效减低如振动、环境温度等外界干扰对互感器精度和稳定性能的影响；采用集成光学相位调制器，实现闭环信号处理方案，减低了光源等主要光学器件的不完善对互感器性能的影响，提高了光纤电流互感器的有效寿命、改善了互感器的检测灵敏度，扩大了系统测量范围。 光纤电流互感器可用于输变电网络的电力计量和保护，冶金和化工工业直流大电流测量等领域。 主要性能指标：1. 额定检测电流： 1000--6300A；2. 小电流分辨能力：<0.5A；3. 最大检测电流：理论上可达百万安培；4. 工频电流测量延迟时间：约55μs；5. 测量准确度(-40～80℃)：优于0.5%；6. 检测带宽：>6kHz；指标优于IEC60044-8行业标准0.5级电流互感器要求。

激光雷达等传感器以及高效率砷化镓太阳能电池是国务院国家制造强国建设战略咨询委员会列出的核心基础元器件，本项目在国务院国资委以及国家级人才计划科研项目支持下，联合国内知名企业进行关键技术攻关，研制出基于砷化镓的超快半导体激光芯片与激光器可适用于激光加工、5G通信、生物医疗等领域，同时研制出的高效率砷化镓薄膜三结电池曾获得世界最高效率，相关产品已处于中试和量产阶段，本项目相关技术和产品曾获得过2018年度上海市科技进步二等奖，2020年中国发明协会发明创新二等奖，2020年中国光学学会光学科技奖一等奖等奖励。本次将展示本项目研制的相关砷化镓基半导体激光器以及高效率柔性轻质砷化镓薄膜三结太阳能电池。

安全无污染 全封闭式设计；观察窗口采用欧洲CE标准防护玻璃；切割产生烟尘内部过滤处理，达标排放，无污染； 传动与精度 采用日本安川电机、台湾上银齿条、法国摩多利减速器。机床的定位精度为0.02。   监控系统 加工过程中，可随时监控每个死角区域，切割过程可控；高清智能监控系统，远程报警操作无危险。