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本发明公开了一种定频波束扫描漏波天线及其波束扫描方法，所述天线包括介质基板，分别位于该介质基板正反两面的金属条带和金属地板以及位于介质基板正面的若干变容二极管；金属条带包括一组弧形渐变微带线结构和位于渐变微带线结构之间的人工表面等离激元结构；人工表面等离激元结构包括与渐变微带线结构连接的过渡段和位于过渡段之间的若干槽深周期变化的开槽单元；金属条带通过变容二极管和过孔与金属地板连接。本发明通过对变容二极管容值的调整实现对平均表面阻抗的调制，且随着电压的改变能够实现波束定频扫描；另外本发明制造简单、操作方便、容易集成，只需要一步光刻过程，不仅节省造价，而且避免了多层结构引发的加工误差。

光学频率梳是具有确定梳齿频率间隔的光频标尺，在精密测量中发挥了极为重要的作用。近年来，一种基于光学微腔的新型芯片级光梳取得了突破性进展，其具备体积小、功耗低、精度高等优势，大大拓宽了传统桌面级精密光源的应用场景。目前，这种芯片级光梳已在超快激光雷达、光学频率合成、大容量相干光通信和精密光谱学等方向上展现了巨大潜力，因而对基础研究和产业应用都具有重要意义。然而，单个微腔光梳能够覆盖的光谱范围往往被色散以及收集效率限制，从而阻碍了其在光学原子钟、类地行星探寻、生物成像等重要领域的进一步应用。

用于铁路机车信号出入库遥控测试。 主要功能： 目前移频机车信号在全路用量较大，机车出入库均须在测试环线上对信号显示是否正确进行试验检查。由于地面发送箱与测试环线上待测机车有一定距离，原手动发码时，存在地面发送箱操作人员与车上信号检查人员联系不方便问题；而循环发码时，又由于车上信号检查人员不好掌握扳动“上/下行”开关的时机，造成车上、车下移频中心频率配合不上，往往造成漏检漏修，影响行车安全。 移频机车信号出入库测试无线遥控发码装置，由车上信号核对人员操作，能根据车上信号核对人员本人检修需要，遥控地面发送箱向任一股道发送所需信号。对保证机车信号出入库检查的全面性和准确性起到重要作用。除此之外，还可取消出入库地面发送箱昼夜值班操作人员，起到了减员提效、保障行车安全的作用。 特点及技术指标：整个无线遥控发码装置由遥控发码和接收译码两部分组成，遥控发码采用带键盘面板的便携式小型无线电台，通过无线遥控方式完成对中心频率、股道和信号的选择。其使用方便，操作灵活，便于携带，可以移动。 接收译码装置采用软件编程，技术先进，工作可靠。安装时，对移频发送箱（YJZ-2型）简单改造后，采用插接方式与接收器连接，非常简单。 遥控器由车上信号检查人员随身携带，需要试验信号时只要按压遥控器按键，就可以直接在机车上控制地面发送箱发送信号核对机车信号机显示是否正确，不再需要发送箱操作人员及联络工具，大大方便了机车信号出入库检查。 技术指标： 遥控器可以手持移动，信号发送有效距离不小于500米。 各短路接点允许通过1.5A电流。 反馈告知信号由频率800Hz，长度30毫秒与频率400Hz，长度30毫秒两种信号交替组成。

本发明公开了一种采用正交光功率比值的单波长型微波测频方案。在此方案中，微波信号经载波抑制单边带调制模块加载到一个连续激光光源的输出光信号上，仅生成单个一阶光边带；此光边带同时输入到由同一个高双折射元件构建的两个梳状滤波器中。经滤波、检测和对比之后，分别获得与微波频率成余弦函数关系和正弦函数关系的两个光功率比值，即正交光功率比值。结合两个正交光功率比值可以在梳状滤波响应的整个自由频谱区内解调出唯一的频率值。本发明以单个光源、单个高双折射元件构建了采用正交光功率比值的微波测频方案，以精简的装置在整个自由频谱区内实现测频，并在设计组合结构型测频装置中有着广泛的应用前景。

生物医学成像技术是以非侵入方式获得人体某部分内部组织影像的技术与处理过程，为临床疾病诊断提供了重要的参考依据。该成果涉及了光学、仪器、生物多个领域，属于多学科交叉与融合研究。 扫频光学相干层析三维成像诊疗系统示意图

我国高速公路建设已历 20 年。目前的设计理论借鉴了国外的思想，其实质是轻交 通路面设计思想的简单外延。我国道路的特点是交通量大，重车比例高，如外环线的重 车高达 65%，远远大于国外约 10%；超载严重，载重车超限比例达 51%。这导致路面寿命 仅 5-8 年，许多公路通车 1-2 年即大量损坏，远小于国外 20 年以上的寿命。 本研究集 17 年研究积累，创建了重交通沥青路面的完整设计理论。首先，通过实 地调研，发现了路面损坏的新类型；首次测定了动水压力，发现了沥青的迁移现象；首 次揭示了非均布重载下的路面力学响应和 Top-Down 损坏的必然性；系统阐明了路面损 坏的新机理和新模式，提出了设计新指标，为新理论构建打下了基础。其次，根据 17 年来积累的海量数据，创建了路面全寿命结构行为方程；提出了等效结构变换法，统一 了国际路面核心设计理论；发现了影响路面温度的新因素，建立了实用预测方法；首次 考虑了剪切疲劳效应，建立了永久变形预估模型；建立了材料 5 面体控制标准；提出了 "按性能设计，按力学验算"的设计思想，实现了使用性能与力学性能、结构设计与材料 设计的并轨。其三，发明了普适改性沥青系列技术，综合性能优于国际产品，打破了垄 断；提出了技术标准，研制了生产设备，实现了国产化和产业化。最后，研发了系列实 验设备，为结构和材料评价提供了新手段。 成果在沥青路面的损坏机理、温度场预估、抗剪试验以及设计思想、方法方面具有 突破和原始创新，核心设计理论的统一和"按性能设计、按力学验算"的提出，是路面领 域的重大理论突破。申请专利 14 项，出版专著 2 部，论文 177 篇，EI 检索 65 篇，部分 被引 749 次。近 5 年应邀在全国讲座 45 次。成果在国际最繁重的深港西部通道等 20 条 重交道路上直接使用，最长已用 13 年依然完好，节约路面建设资金 15-30%；已在北京、 广东、山东、江苏等省市全面使用，其他省市间接使用，部分成果已被 2007 年规范所 采纳，累计节约投资 2 亿 8 千多万元。

电子束团在时间－能量的相空间内形成角状分布，具有强而窄的电流尖峰和较长的低电流拖尾，只有尖峰部分有足够的强度产生自由电子激光，从而可获得几百阿秒的X射线脉冲。通过优化加速器参数及电子束团电荷量，产生了200阿秒、光子能量为5.6 千电子伏和9千电子伏的X射线激光脉冲。这一方案不需对现有XFEL装置进行任何复杂的升级改造，因此也可在国际上其它类似的XFEL装置上实现阿秒X射线脉冲。

研发阶段/n成果简介：HALT(HighAcceleratedolifetest)是一种发现缺陷的工序,它通过设置逐级递增的加严的环境应力，加速暴露试验样品的缺陷和薄弱点，而后对暴露的缺陷和故障从设计、工艺和用料等诸方面进行分析和改进，从而达到提升可靠性的目的，最大的特点是设置高于样品设计运行限的环境应力，从而使暴露故障的时间大大短于正常可靠性应力条件下的所需时间。HALT试验目的：1）通过系统地施加工作应力和逐步增大的环境应力，来激发故障，暴露产品设计中的薄弱环节，为开发人员改进产品设计方案提供依

近日，北京大学物理学院马仁敏研究员课题组实验发现了拓扑能带反转光场限制效应，将拓扑态的利用由拓扑边缘态扩展至拓扑体态，并基于此实现了一种高性能的拓扑体态激光器。这种新型激光器具有垂直出射、高方向性、小体积、低阈值、窄线宽、单横模、单纵模和高边模抑制比等优异特性。相关工作被《Nature Nanotechnology》杂志以标题 “A high-performance topological bulk laser based on band-inversion-induced reflection” 进行长文报道。 激光器的发明加深了人们对光与物质相互作用的认识，并对现代科学与技术的发展起到了巨大的推动作用。至激光器发明以来，激光微型化始终是一个重要的研究方向。半导体激光器因为易于电泵浦和规模生产与集成等优点，是激光微型化的首要选择。经过几十年的发展，半导体激光器的微型化已经取得了巨大的成就。尤其是具有垂直出射特性的垂直腔面发射激光器（VCSEL），目前已有数以百亿计的该型激光器被广泛应用于数据通讯、激光雷达、人脸识别、数据存储与医疗手术等领域。图1：拓扑体态激光器原理和示意图。(a) 用于构造能带反转的拓扑态和拓扑平庸态光子晶体示意图。(b) 实验中发现能带反转可用来实现光场的反射和限制。(c) 垂直发射拓扑体态激光器示意图。拓扑体态激光器出射方向垂直于光学腔反馈平面。 马仁敏研究员与合作者提出并实现了一种新型垂直发射激光器—拓扑体态激光器。这种新型激光器直径只有数微米，具有良好的垂直发射方向性, 窄线宽，单横模、单纵模，能够在室温下以千瓦每平方厘米阈值稳定工作，单模输出边模抑制比超过36 dB。这些性能与商业化激光二极管相当，根据IEEE以及相关工业标准，指标满足多数应用领域需求。 该类激光器的实现有赖于实验中发现的一种新型光反射和限制机制：能带反转光场限制效应。图1给出了能带反转光场限制效应和基于其实现拓扑体态激光器的原理和示意图：实验中首先通过对二维光子晶体进行变形操作，分别获得了具有拓扑态和拓扑平庸态的能带结构；相较于拓扑平庸态，拓扑态的光子晶体能带结构中发生偶极子和四极子能带间的能量反转；实验和理论计算发现频率靠近能带边缘的光场虽然在拓扑态和拓扑平庸态中都可以自由传播，但是在两者的界面处会发生能带反转引起的光场发射；该能带反转引起的光场反射和限制效应仅发生在布里渊区中心附近，越靠近布里渊区中心，光场反射和限制越有效，使得利用该类型反射机制构建的拓扑体态激光器具有单横模、单纵模、面内反馈、垂直出射等优异特性。图2：拓扑体态激光器件与性能。(a-b) 拓扑体态激光器谐振腔（a）和拓扑界面处（b）的电镜图。（c）随功率变化的光谱。（d）激射光谱。（e）激射实空间近场分布。（f）激射角分辨远场分布。 能带反转光场反射和限制效应为激光物理提供了一种新颖的激光模式选择和出射光场调控机制。基于该原理构建的新型拓扑激光器各项性能均达到了可商业化应用的水平（图2）。新的光场反射和限制机制将拓扑态的利用由拓扑边缘态扩展至拓扑体态，同时该原理可以拓展到电子学、声学和声子学等领域。 该工作发表于Nature Nanotechnology (DOI: 10.1038/s41565-019-0584-x)，马仁敏研究员为论文通讯作者；北京大学博士后邵增凯、博士生陈华洲和王所为共同第一作者；其他作者包括北京大学博士生冒芯蕊、杨振乾、访问学生王少雷，以及日本国立材料研究所教授胡晓，学生王星翔。这项工作得到国家自然科学基金委、科技部、北京市自然科学基金、人工微结构和介观物理国家重点实验室、量子物质科学协同创新中心等的支持。