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关于远红外表面声子极化激元探测的研究进展
声子极化激元是极性材料中晶格振动与光场之间的强耦合，有望应用在低损耗纳米光学元器件中。相关的理论研究由黄昆先生于上世纪五十年代提出，目前已经较为成熟。但是实验测量表面声子极化激元直到近年才有较大的进展，主要是因为表面声子极化激元的测量同时需要高的空间分辨率和能量分辨率。目前测量表面声子极化激元的主要方法为近场光学方法（s-SNOM），该方法可以在中红外和太赫兹区间对声子极化激元进行很好的探测。但在远红外区间，由于目前缺少合适的远红外激光光源和探测器，相关材料体系的表面声子极化激元的研究受到很大限制。 近日，北京大学物理学院2016级本科生亓瑞时和王任飞利用扫描透射电子显微镜的电子能量损失谱，对ZnO纳米结构中的远红外表面声子极化激元进行了细致的探测。通过在纳米尺度上测量纳米线、纳米片不同空间位置的电子能量损失，探究了表面声子极化激元的性质，得到了表面声子极化激元的色散关系，并研究了其尺寸效应、几何效应等。图1. 左：利用电子束激发和探测纳米线表面声子极化激元。右：测量得到的色散关系。 利用电子显微镜中的电子束来激发和探测声子极化激元具有很多的优点，包括（1）电子显微镜方法具有亚埃的空间分辨率；（2）电子激发具有更高的效率（电子与材料相互作用的散射截面更大）；（3）电子能激发一些非光学活性的模式；（4）电子能量损失谱能得到高q（波矢）值下的信息；（5）电子能量损失谱具有很宽的激发、测量窗口，原则上可以测量从meV量级的振动谱信号至keV量级的芯电子激发谱信号。因此，电子能量损失谱有望极大地推动包括表面声子极化激元在内的相关实验研究。 该工作于2019年7月19日在线发表于学术期刊Nano Letters（DOI:10.1021/acs.nanolett.9b01350），第一作者为北京大学物理学院2016级本科生亓瑞时、王任飞，指导老师为量子材料科学中心和电子显微镜实验室的高鹏研究员。该项研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、量子物质科学协同创新中心等基金的支持。 论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.9b01350
北京大学
2021-04-11
基于光力相互作用的非互易声子耦合的新原理
学谐振子在现代科技和生活中具有广泛的应用，大到引力波探测装置，小到我们身边的手机，涉及传感、变频、滤波等重要器件。一般的谐振子器件是互易的，即器件内部或者两个器件之间的声子传递和方向无关。而非互易的谐振子器件对于全双工声子信号收发、声子隔离等有着非常关键的作用，甚至还可以用来对热能进行单向传递，使冷的物体更冷，热的物体更热。图a，基于光力相互作用的非互易声子耦合机制。b，通过控制激光相位，声子隔离度±30分贝连续可调。 光力学是光学和力学相结合的新兴科研领域。光力相互作用可以用于光学和力学模式的精密调控和测量，有着重要的物理意义和实际应用。这个工作中的光力学系统由超高品质因子的氮化硅纳米薄膜和高精细度光学腔构成。激光将声子从纳米薄膜的一个谐振模式转化为光子，再变回另一个谐振模式中的声子。多束激光的物理效应互相干涉，使声子传递增强或者减弱。通过控制激光相位，实现了声子隔离度在±30分贝范围内连续可调（如图所示）。在徐海潭等人之前的工作（Nature 537，80 （2016））中，他们通过拓扑操作实现了瞬态的非互易声子传递，而在最新的工作中，他们通过光力相互作用产生了声子模式间静态的非互易耦合，从而实现了稳定的非互易声子传递。
北京大学
2021-04-11
压电薄膜基声表面波煤矿瓦斯传感器关键技术
声表面波瓦斯传感器具有体积小、灵敏度高、工作稳定、生产成本低、易于集成化和无线化等独特优点，能够有效解决热催化式瓦斯传感器的零点漂移、定期维护难和维护费用高等问题，并且能弥补光学瓦斯传感器的占用空间大、传感占距长和传感分析复杂等不足，能有效提高煤矿瓦斯检测和预警技术，保证煤矿安全。成果获 2012 西安市科学技术奖三等奖；获批国家实用新型专利 1 项。
西安科技大学
2021-04-13
叶片光学智能检测装置及软件系统
由于航空发动机和燃气轮机叶片型面是空间异型曲面，因而其设计、制造及维修都面临巨大挑战。为了在设计加工层面提高叶片加工质量，同时在修复层面提高叶片使用寿命，开展叶片高效高精测量研究至关重要。
本项目面向叶片制造研发了一套基于四轴运动平台与线激光扫描相结合的叶片型面检测装置，并开发了集运动控制、数据采集与处理、精度评估等多功能于一体的软件系统，可实现多类型叶片的二维截面高精度测量与三维型面自动化高效重构,有效克服因叶片复杂结构特征带来的扫描数据密度差异性大、重叠区不足等因素对重构精度的影响。本项目面向叶片3D打印修复，研发了一套高效高精度的叶片检测方法与集成系统，可实现批量化叶片截面轮廓位姿及其轮廓的自动化测量、数据重构和叶片配准，为叶片修复工艺流程中的3D打印和后续机加工等工艺环节提供关键的数字化测量、加工工艺数据，有效提升修复精度与效率，并降低成本。
本项目的开发成果可应用于航空发动机、燃气轮机等叶片制造、修复全生命周期的测评、重构、反求等场景，市场规模大。
图 面向叶片3D打印修复的检测方法与集成系统硬件平台
四川大学
2025-02-11
一种便于收纳的供暖装置
电能供暖具有便捷性、安全性和低碳性等特点，电能供暖设备具有广阔的市场空间。本发明可在不工作时将进行折叠收起，以显著节省供暖装置的占用空间；本发明能够实现模块化组装，设备检修和更换非常方便；本发明携带方便，可用于室内外多种场合。
沈阳农业大学
2025-05-21
一种压电主动隔振机构及其降低振动系统固有频率的方法
本发明公开了一种压电主动隔振机构，包括第一力传感器、弹 簧波纹管、中间质量块、第一柔性铰链、压电执行器、第二力传感器、 第二柔性铰链和控制器，第二力传感器的一端用于连接基础平台，其 另一端依次连接所述第二力传感器、弹簧波纹管、中间质量块、第二 柔性铰链、压电执行器、第一力传感器、第一柔性铰链；第一力传感 器和第二压力传感器分别用于检测基础平台和负载平台的振动信号， 并分别将检测的振动信号传递给控制器，以使控制器控制压电执行器 施加作用力在负载平台上，从而对负载平台进行补偿。本发明采用双 级串联式悬置
华中科技大学
2021-04-14
基于小型光源的光声-超声一体化消化内窥系统
基于小型光源的光声-超声一体化消化内窥系统既可以对数厘米内深的消化道进行结构成像，也可以对腔道管壁的微血管形态成像，为医生提供多尺度多参数的临床图像，有助于提高消化疾病发现率和诊断水平；采用小型光源能极大程度提高系统稳定性，实现小型一体化设计，提高病人手术舒适度，并降低了系统成本，有助于将光声技术推广到常规体检筛查中。
产业化合作前景
在全球范围内，医用内窥镜系统由于其设备兼具有很强的针对性与灵活性的特点，能够满足多种临床需求，因此在不同的医疗领域都获得了十分广泛的应用，从而形成了巨大的市场。近几年以来，由于相关技术的突破性进展，多家公司致力于开发能够减轻使用过程中不适、缩短治疗时间以及低成本的内窥镜设备。根据市场分析公司 MarketsAndMarkets 的统计，2013年全球范围的医用内窥镜市场已达 282 亿美元，并且预计将以 6.1%的复合年平均增长率持续增长，至 2018 年全球市场预期将达到约 379 亿美元。
哈尔滨工业大学
2021-04-22
基于小型光源的光声-超声一体化消化内窥系统
介绍基于小型光源的光声-超声一体化消化内窥系统既可以对数厘米内深的消化道进行结构成像，也可以对腔道管壁的微血管形态成像，为医生提供多尺度多参数的临床图像，有助于提高消化疾病发现率和诊断水平；采用小型光源能极大程度提高系统稳定性，实现小型一体化设计，提高病人手术舒适度，并降低了系统成本，有助于将光声技术推广到常规体检筛查中。
哈尔滨工业大学
2021-01-12
哈尔滨工程大学L型高精密光学隔震台采购项目竞争性磋商公告
哈尔滨工程大学L型高精密光学隔震台采购项目竞争性磋商
哈尔滨工程大学
2022-06-06
一种基于对偶模态方程的确定性声固耦合响应预示方法
本发明公开了一种基于对偶模态方程的确定性声固耦合响应预示方法，包括如下步骤：（１）将声固耦合系统中的结构和声腔划分成不同的子系统；（２）计算结构子系统和声腔子系统的模态；（３）计算相邻子系统中模态间的耦合参数；（４）建立耦合系统的对偶模态方程；（５）通过前置处理，获得确定性载荷作用下，子系统模态上受到的广义力载荷；（６）计算对偶模态方程，获得所有模态的参与因子；（７）通过模态叠加，计算系统确定性声固耦合响应。本发明提供的确定性声固耦合响应预示方法，把系统划分成连续耦合的子系统，并用有限频带内的子系统
东南大学
2021-04-14