光谱功率检测

据美国科学促进会网站8月18日报道，美国国家标准技术研究院利用世界最黑材料——森林状多壁碳纳米管作涂层，研制出一种激光功率检测器，可用于光通讯、激光制造、太阳能转换以及工业和卫星运载传感器等先进技术领域的高精度激光功率测量。研究论文发表在最新的《纳米快报》上。 　　这种新型检测器几乎不会反射可见光。在波长从400纳米的深紫，到4微米的近红外线波段，反射少于0.1%，在4微米—14微米的红外光谱中，反射少于1%。这和伦斯勒理工学院2008年报告的超黑材料相似。2009年一个日本团队也有类似研究。 　　正是受到伦斯勒理工学院的研究论文《世界最黑人造材料》的启发，国家标准技术研究院的科研人员对精细碳纳米管进行了较为稀疏的排列，把它作为一种热检测器的涂层，制成了用于测量激光功率的设备。碳纳米管是热的良导体，提供了一种理想的热量检测器涂层。虽然镍磷合金在某些波段能反射更少的光，但不能导热。 　　纽约石溪大学的合作研究人员在一种热电材料钽酸锂上，生长出了碳纳米管涂层，涂层吸收激光转换成热量，温度上升产生了电流，通过测量电流大小能确定激光的功率。涂层越黑，光吸收的效果越好，测量结果就越精确。其独特之处在于，纳米管是生长在热电材料上，而其它研究中是生长在硅材料上。 　　国家标准技术研究院用过各种各样的材料来做检测器涂层，包括扁平状的单壁纳米管。最新的涂层是一种竖直的森林状多壁纳米管，每根细管直径小于10纳米，长约160微米，深管有助于吸收随机散射光和任何方向的反射光。 　　由于技术上要求检测器能测量的反射光谱更加广泛，国家标准技术研究院用了5种不同的方法花了数百小时来测量越来越弱的反射光，结果精确度都能达到要求。研究人员计划将设备的刻度运行范围扩展到50微米甚至100微米波长，这或许可为太赫兹射线功率测量提供一种标准。

近日，中导光电设备股份有限公司（简称“中导光电”）纳米级图形晶圆缺陷光学检测设备（NanoPro-150）再次交付客户，标志着中导光电在半导体前道图形晶圆检测设备市场化道路上阔步前行。 前道图形晶圆检测设备是半导体芯片制造过程中的核心设备之一，技术门槛高，难度大，是检测设备的主战场。此次交付用户的NanoPro-150产品灵敏度系纳米级序列，充分满足半导体芯片90nm及以上产线制造工艺需求。本次交付的设备将用于国内功率半导体头部公司的量产线，加之前期该型号设备已在功率半导体知名企业产线长期量产使用，表明该产品尤为受到功率半导体公司的青睐和欢迎。NanoPro-150是NanoPro-1XX系列中的高端产品，除与国际顶尖公司同类产品在灵敏度、检出速度等主要性能参数相近外，还开发和引入了许多先进的AI算法和软件，进一步提高了信噪比，显著提升了设备在关键制程的缺陷检测灵敏度和检出率。同时，该产品实现了精密光机电关键核心部件的国产化和自主可控，为产品的量产和稳产奠定了坚实基础。 中导光电是国内半导体及泛半导体前道图形缺陷检测设备的领军企业，也是国家专精特新 “小巨人” 企业、国家知识产权优势企业，有着丰富的技术积累和完全的自主产权。在过去十多年的经营中，公司的亚微米级和微米级设备累计销售逾350台，长期稳定地运行在众多量产线中。公司目前进入销售和量产的NanoPro-1XX系列产品和MDI亚微米检测设备，加上NanoPro-2XX和NanoPro-3XX即将先后进入市场，可望覆盖国内半导体前道检测设备需求市场的90%以上，给中国半导体工业检测设备的国产化描绘出一片光明前景。

在基于垂直腔面发射激光器（VCSEL）的激光雷达和面部识别系统中，对激光束的多属性评估至关重要。这些属性包括功率、频谱和时间脉冲形状，它们共同决定了激光性能的优劣。然而，捕获和准确测量这些属性，特别是对于准直、发散、连续和脉冲光源，极具挑战性。Labsphere的多功能激光功率积分球和传感器凭借其出色的性能和精确度，为解决这些问题提供了有效方案。我们可根据您的需求提供激光功率测量积分球。选择不同的尺寸和涂层以满足您特定的测试激光功率水平。同时，根据测试激光的波长以及光学探测器的光谱响应度校准范围，我们可为您定制最合适的光学探测器，确保满足您的所有需求。特点确保激光器发出的功率能够被全面收集，无论其发散角度或偏振状态如何。高效地衰减高功率，以防止传感器过载。集成第二个探测器端口，用于进行光谱监测或扩大波长覆盖范围。减少在裸露状态下，传感器有效区域响应不均匀所引起的误差。应用&bull 连续（CW）与脉冲激光测量&bull 实验室与生产测试&bull 镜头校准&bull 激光功率质量评估LPMS 配备皮安计和激光功率软件&bull 第n波长的平均辐射功率（连续波）&bull 第n波长的平均峰值辐射功率（脉冲）&bull 探测器采样率（Hz）&bull 探测器扫描间隔（秒）&bull 激光功率密度：单位面积的瞬时激光束功率，单位为W/cm2，可选择以cm2为单位的光束面积需要输入光束面积&bull 最大功率（连续波）&bull 最小功率（连续波）&bull 峰值辐射功率（脉冲）&bull 脉冲宽度或脉冲持续时间间隔&bull 辐射功率范围（连续波）&bull 辐射功率（W）&bull 重复率/频率（脉冲）&bull 标准偏差（连续波）&bull 总脉冲数&bull 波长（由客户根据激光输出和校准数据表选择）

记者27日从中国科学院高能物理研究所(中科院高能所)获悉，由该所济南研究部(济南中科核技术研究院)自主研发、可为功率半导体做“CT”(计算机断层扫描)的功率半导体封测新添“利器”——“全自动绝缘栅双极晶体管(IGBT)缺陷X射线三维检测设备”，近日在湖南株洲举行的功率半导体行业联盟第八届国际学术论坛上亮相推出，备受业界关注。中科院高能所副研究员、锐影检测科技(济南)有限公司(锐影检测)总经理刘宝东博士接受媒体采访介绍说，IGBT是一种功率半导体器件，被誉为电力电子装置的“心脏”，在高铁、新能源汽车、轨道交通、智能电网、航空航天等领域应用广泛。IGBT模块在运行过程中会产生大量的热，需要及时散掉，它通常存在两个焊料层，焊料层气孔会严重影响散热效率，可能导致重大安全事故，因此需要对气孔率严格控制。目前，常用的检测手段是超声检测，但非常容易受散热柱的干扰，导致检测偏差。同时，超声检测要将模块浸入到水中，需要隔离水的工装，还需要人工操作，检测过程复杂，难以实现在线检测，效率较低。此外，普通的二维X光成像会将IGBT模块两个焊料层混在一起，无法区分，并且有些大功率模块带有散热柱，会严重影响气孔检测的准确率。针对这些问题，中科院高能所研发团队基于10余年在大尺寸板状物三维层析成像领域的技术积累，在成功研发专用于板状古生物化石的X射线三维层析成像仪器(1.0版)基础上，面向国家重大需求的工业CT，针对集成电路先进封装的检测需求，突破一系列关键技术，研发出分辨率更高、更成熟的2.0版“全自动IGBT缺陷X射线三维检测设备”。刘宝东称，该2.0版设备依托X射线计算机层析成像技术和先进的缺陷智能检测软件算法，并将人工智能算法引入检测系统，可对不合格产品进行自动识别及分拣，为IGBT模块封测提供全自动在线无损检测解决方案，从而大大提高检测效率，保障IGBT模块的产品品质。他表示，在功率半导体封测设备研发过程中，研发团队也积累了丰富的工程化经验。而作为中科院高能所与地方合作孵化的科技成果转化企业，锐影检测为团队经验技术转化为成熟产品提供了良好平台，从而打通从技术研发到产品应用的“最后一公里”。(完)

拉曼光谱技术被称为分子指纹谱，可以对目标分子进行准确的定性分析，因而用途广泛。但是其固有的特点，例如拉曼散射信号弱等，限制了其应用范围，尤其是在气体检测领域的应用。气体分子密度低，透光度高，作为激发光源的激光在气体中可以传输较长距离，而拉曼信号作为散射信号散射向四周立体空间，因此不能通过像吸收光谱那样简单的通过增加光程来实现信号的增强。拉曼光谱应用于气体检测具有以下优点：1、准确定性：可以根据特征光谱对除惰性气体外的所有气体进行准确的定性分析；并且气体分子受周围环境影响小，其分子结构均一性较高，因此其特征光谱单色性好；气体分子结构简单，其特征光谱峰较少，不同分子间特征峰重合较少，有利于混合气体的分析。2、准确定量：气体的透明度具有的优点之一是，气体检测过程中不会受到荧光干扰，优点之二即气体分子被激发出的拉曼信号在被收集过程中与其他气体分子发生相互作用的概率极低，所以拉曼光谱强度与分子数量及拉曼散射截面成正比。而拉曼散射截面是固定量，因此拉曼光谱强度的变化量正比于分子数量的变化量，可以用来准确的计算分子数的相对变化。3、无损测量：拉曼散射过程是分子振动-转动能级的跃迁过程，不会破坏分子结构。4、无接触检测：拉曼散射采用光作为信号载体，可以通过透光窗口等对特殊环境例如高压、高温、剧毒等样品进行测试。在气体检测领域，由于气体的流动性，更需要对特殊气体进行密闭处理来保证气体的稳定性，适合对有毒、腐蚀性等的气体进行检测。5、同位素分子的分析：同位素作为标记物而应用广泛，而对同位素分子进行区分往往需要气相色谱和高分辨质谱联用这种昂贵的技术来实现，而作为分子振动-转动谱的拉曼光谱，其同位素的不同质量在其特征峰的频移上表现明显，可以轻松的区分同位素的种类和相对含量。正因为以上原因，在二十世纪六十年代激光出现并且作为拉曼光谱的光源而广泛应用的时候，科学家尝试将拉曼光谱技术应用于气体检测领域。近共焦腔、逆向多重反射池、能量聚集腔、多通道拉曼增益池、改进型多通道拉曼光谱仪、空心光子晶体光纤等多种提高激光功率使用效率或拉曼散射收集效率的极具光学技巧的设计应运而生，提高了拉曼光谱技术对于气体分子的检测限并且取得了显著的效果。拉曼散射的特点，及用于拉曼光谱分析的光谱仪的特点决定了共焦型拉曼光谱仪的高效率、高空间分辨率和高光谱分辨率。光谱仪需要将入光狭缝开到50微米甚至更小来保证光谱分辨率，设计一套光学系统将较大空间的散射信号收集聚焦到狭缝这样的狭窄空间并不现实，因此将激光聚焦到一个微小空间并且将这一微小空间的散射信号收集后聚集到狭缝，成为一种可行性选择，这样既充分利用了激光的激发功率，又实现了散射信号的高效收集。因此共焦型拉曼光谱仪提高了拉曼信号的强度，扩大了拉曼光谱技术的应用范围。同样的设计也可以应用于气体检测当中，不同于固体的拉曼信号散射向空气中的部分会被收集，散射向固体内部的部分会被固体吸收或者漫反射，因此很难充分收集；气体的均一性及其透光性决定了其散射向四周的信号均不会受到较大干扰，因此使信号的更高效的收集成为可能。共焦激发收集系统正是为了解决气体的拉曼散射信号的高效收集而设计，散射向上下、左右、前后的信号被聚焦镜准直后传输向反射镜，最终传输向左方的光谱分析系统。根据光的可逆性原理，进入系统的激光也会被上下、左右、前后的聚焦镜聚焦到焦点，从而同时提高激发光功率的使用效率。此设计的优点是可以增加更多的聚焦镜和反射镜，最终实现焦点散射向四周立体空间的所有信号传输向同一个方向，从而实现球状散射信号的充分收集。激光在气体中的传输距离可以达到几十千米，因此共焦激发收集系统中的数次反射的光程远小于这个距离，很难实现激发光功率的充分利用。互相平行的光可以被聚焦到一个点，而激光光斑毫米级别的直径远小于聚焦镜的直径，因此如果能实现光的多次来回反射并且互相平行，其效果将等同于多台激光器并排放置。直角反射镜可以将光的前进方向偏转180度并且与原方向互相平行，传输方向相反，两个直角反射镜配合使用可以使激光多次来回反射形成一个平面，在外面再放置两个直角反射镜可以实现激光平面的纵向扩展，最终互相平行，方向相反的激光布满立体空间。因此，四个直角反射镜配合使用可以使1毫米直径的激光在1英寸的光学元件间来回反射百次以上，而这些光因为互相平行，因此都会被聚焦镜聚焦到焦点。将四直角反射镜增光程系统与共焦激发收集系统结合，形成的系统既能充分利用激发光的功率，又能充分收集散射信号，其结构类似一个球体，因此被称为“拉曼积分球”。目前该技术已经能实现常压下ppm量级的气体检测，还可以通过增加激光功率、对气体加压以提高气体密度，增加曝光时间等来进一步提高检测限。拉曼积分球适用于透明度高的样品，例如气体，上图为典型的空气的拉曼光谱图，包括氮气，氧气的振动峰、转动峰和振动峰耦合的转动峰，水分子的振动峰等，对其进行局部放大，能看到氧气同位素拉曼峰，氮气同位素拉曼峰，二氧化碳拉曼峰等。目前气体检测应用广泛，例如与碳循环相关的各种气体，在催化剂作用下，碳会转换成各种有机分子，拉曼积分球可以实现对反应物和产物的1秒钟内万分之一的浓度检测，而最小样品量只需要2毫升，完全实现原位监控的作用。即使碳循环成各种液体，根据液体的挥发性，即使不需要加热升华，类似甘油等难以挥发的液体的挥发物依然可以被检测到。而对于一些固体的碳化合物，例如塑胶跑道，其挥发气体的成分和浓度的检测方法正在进一步研究当中。土壤的有机污染检测是拉曼积分球的另一个重要应用方向，将被污染的土壤放到密闭加热腔中，使其中的有机污染物升华成气体，即可实现对有机污染物的定性、定量分析。汽车发动机的状态会通过其尾气的成分反映出来，燃料挥发物和一氧化碳含量高说明进气不畅通，氧气剩余多则说明燃料喷嘴的效率不够；氮氧化物的含量高说明排烟脱氮不彻底。其他方面的应用包括环境气体检测，化工厂废气排放监控等等，作为一种自主研制、具有自主知识产权的气体检测技术，相比于传统气体检测技术具有实时快速、无损、检测限好、能区分同分异构体和同位素取代分子等优点，实现了我国气体检测技术的弯道超车，而其应用场景正进一步拓展。三年来，该技术正从发明一步步走向完善，虽然没能争取到纵向项目的支撑，但是相关的科学家的持续投入和支持保证了拉曼积分球技术研发的顺利进行，检测限已经从最初的勉强万分之一到达目前百万分之一，并且还有进一步提高的空间。随着我国对技术研究的重视和大力支持，该技术将会在我国气体检测领域占有一席之地并将推向国际市场。后记我国的分析仪器，尤其是高端分析仪器主要依赖进口，随着我国科研水平的快速提升，仪器自主研发能力也得到了很大的提高。特别是，实验室具有丰富仪器使用经验，在外企中从事技术服务的科学家和工程师也越来越多，他们对高端分析仪器有自己的认识和见解。而且，部分科学家和工程师已经开始了自主仪器研制并取得了很好的成果。相信随着国家在仪器研制方面的大力支持，成果评价体制的进一步均衡，国产化仪器的提倡作用和科学家、工程师的共同努力下，不久的将来，我国会产生一大批自主设计，具有自主知识产权，具有明确应用领域的先进的分析仪器。作者简介黄保坤：博士，高级工程师，江苏海洋大学教师，huang_baokun@163.com。曾就职于中科院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室和英国雷尼绍公司，作为技术负责人研制的深海紫外拉曼光谱仪实现下潜作业深度7749米，是目前世界上工作深度最深的拉曼光谱仪。为中科院、中石化、中核、上海市公安局、各大高校研制了拉曼积分球、显微拉曼、台式拉曼、便携式拉曼等多种类型的拉曼光谱仪。

p style=" text-indent: 2em " 赛默飞最新研发的 strong 超高功率X射线检测系统 /strong 是目前最高X光功率系统，该系统能够使食品生产商在 strong 难度较大的应用场景 /strong 中如奶酪块这样密度很大的重型产品、含有香料和包装盒的肉类产品等检测各种物理污染物。该系统是专为获得比大口径金属探测器更好的检测性能，或为满足客户升级到X射线检查的需求设计。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/38425e24-24da-4d1a-bf86-f7ad7ff3a71a.jpg" title=" 赛默飞.jpg" alt=" 赛默飞.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 400px " / /p p 　　 strong 一般系统X射线功率为100-200W，赛默飞 Xpert重型X射线检测系统具有900W的X射线功率 /strong 。专为大孔径高宽的大箱、大箱、大袋、大托盘而设计。从上到下的呈梯形，X射线束在中部宽770mm，在300毫米孔径高度处宽525mm。据了解，此款Xpert重型X射线检测系统有一个增强的机械设计，水冷陶瓷X射线管也经得起长期日常冲洗。Xpert 旨在通过提供具有难度的高渗透的食品产品应用，来支持最高水平的食品安全和品牌保护工作。 /p p 　　“Xpert HD是世界上功率最高的X射线系统之一，专为具有挑战性的应用而设计，”赛默飞金属检测和X射线检验首席产品经理Bob Ries说，“Xpert HD典型的应用场景，是待检测产品在金属探测器中产品效应过高导致灵敏度降低，或者客户要求能够检测非金属污染物。” /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 赛默飞Xpert HD X射线检测系统的其他优点 /strong : /span /p p 　　 strong 三种检验宽度 /strong /p p strong 　　外部冷水系统冷却X光管 /strong /p p strong 　　可应用于赛默飞所有Xpert输送机模型的软件系统 /strong /p

2011年7月1日，工业和信息化部印发了《产业关键共性技术发展指南(2011年)》的通知，质谱、光谱、能谱分析检测技术作为高端分析检测技术入选，以下是通知全文：　　关于印发《产业关键共性技术发展指南(2011年)》的通知工信部科[2011]320号各省、自治区、直辖市及计划单列市、新疆生产建设兵团工业和信息化主管部门：　　为贯彻科学发展观，落实《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，充分调动社会资源，引导市场主体行为，指导产业关键共性技术发展方向，促进产业技术进步，实现工业和通信业的转型升级和结构优化，我部组织编制了《产业关键共性技术发展指南(2011年)》，现印发你们。请积极组织做好产业关键共性技术的研究开发工作。　　二○一一年七月一日　　产业关键共性技术发展指南　　(2011年)　　工业和信息化部　　2011年7月　　前言　　为贯彻科学发展观，落实《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，充分调动社会资源，引导市场主体行为，指导产业关键共性技术发展方向，促进产业技术进步，实现工业和通信业的转型升级和结构优化，我部组织编制了《产业关键共性技术发展指南(2011年)》，用于指导产业关键共性技术的发展和应用。　　产业关键共性技术是能够在多个行业或领域广泛应用，并对整个产业或多个产业产生影响和瓶颈制约的技术。产业共性关键技术研发是一项长期的基础性工作。由于关键共性技术的研究难度大、周期长，特别是在基础材料、关键工艺、核心元部件、系统集成等方面的关键共性技术，已经成为制约我国产业持续健康发展的核心问题 产业关键共性技术的研究开发是工业和通信业发展的基础，也是我国构建现代产业体系，加快转变发展方式，培育和发展战略性新兴产业，促进产业结构优化升级，增强自主创新能力和核心竞争力的关键环节。　　产业关键共性技术发展指南(2011年)　　一、节能环保与资源综合利用　　二、原材料工业　　三、装备制造业　　四、消费品工业　　五、电子制造业　　六、软件和信息技术服务业　　七、通信业　　八、信息化和生产性服务业　　一、节能环保与资源综合利用　　1.高效/高压大功率节能电机驱动系统技术　　主要技术内容：　　高压大功率电机系统能量回收及高能效协调控制技术 MW级高压大功率永磁电机设计技术 电力电子器件串联的均压技术和驱动保护技术 高压大功率电机变流系统的电磁兼容技术和高效冷却技术 以及高压大功率电机高效节能系统的工程化设计、制造、测试及集成技术等。　　2.大容量电炉生产高品质工业硅节能关键技术　　主要技术内容：　　原料选择、配比和预处理优化技术 电炉炉心功率密度优化技术：高压与低压供电无功补偿技术 炉外精炼工艺技术。　　3.热带无头/半无头轧制节能关键技术　　主要技术内容：　　常规热连轧中间板坯快速连接无头轧制技术 无头连铸连轧技术(ESP) 薄板坯连铸连轧半无头轧制技术。　　4.点燃式内燃机缸内直喷节能关键技术　　主要技术内容：　　燃烧组织与控制技术、燃油喷射系统技术、增压技术、可变气门技术、小排量缸内直喷发动机技术。　　5.铝电解槽新型阴极钢棒结构节能技术　　主要技术内容：　　提出分层阴极钢棒结构优化技术 水平电流、阴极电场、电磁力等分布优化技术。　　6.电石法聚氯乙烯行业无汞触媒技术　　主要技术内容：　　乙炔氢氯化合成氯乙烯反应的非均相或均相无汞触媒催化体系技术开发 无汞触媒制备技术 无汞触媒反应器及工艺设计技术。　　7.扣式碱性锌锰电池无汞化技术与装备技术　　主要技术内容：　　电池钢壳结构及表面镀层处理技术 负极无汞合金锌粉材料、正极二氧化锰材料与电解液配方与工艺技术，汞含量低于0.0005%。　　8.电解锰电解后序工段连续抛沥逆洗及自控技术　　主要技术内容：　　采用激光精确定位、多维运动嵌入式控制、针喷逆流清洗等技术，实现电解锰工艺废水三次减量、二次循环，达到工艺废水的全部回用，减少用工70%以上，实现了电解后序工段操作环境的全封闭。　　9.再制造产业关键、共性技术　　主要技术内容：　　产品再制造性设计方法 再制造毛坯缺陷综合无损检测技术及疲劳剩余寿命评估技术 再制造毛坯无损高效拆解技术 再制造高效绿色清洗与表面预处理技术 三维损伤激光熔覆再制造成形技术 类激光高能脉冲精密冷补技术 高效能超音速等离子喷涂技术 基于机器人MIG堆焊熔敷再制造成形技术 机器人或操作机自动化高速电弧喷涂技术及材料技术 再制造零部件表面喷丸强化技术 粉末等离子熔覆技术 自动化纳米复合电刷镀技术及装备 再制造零件表面涂层结合强度评价技术 再制造零件动态健康监测的传感技术 再制造零件竞争性服役寿命的模拟仿真与再制造部件服役寿命的综合验证技术。　　10.富硅高铁尾矿深度分选及大宗高值综合利用关键技术　　主要技术内容：　　以低成本强磁选技术为核心，有机融合重选、浮选技术及新药剂开发，实现富硅高铁尾矿富硅部分与富铁部分的深度分离。　　11.复杂难选矿资源综合利用高效专属药剂分子设计及合成技术　　主要技术内容：　　针对浮选过程中广泛存在的有用矿物与含硅脉石矿物浮选分离的需要，利用浮选药剂的计算机辅助分子设计(CAMD)技术，在研究矿物晶体化学、表面化学以及与药剂分子作用的基础上，通过计算机筛选、计算、模拟、合成技术，研究反浮选脱除含硅矿物的高效选矿药剂(包括捕收剂、调整剂等)的结构、性能、毒性以及构效关系，利用实际合成、选矿验证等手段实际考察新药剂的浮选性能，最终实现反浮选脱硅新药剂的工业化。　　12.赤泥CO2脱碱及大宗整体综合利用关键技术　　主要技术内容：　　以低成本脱除赤泥中过高含量的碱和铁，并将脱除的碱和铁以较高附加值进行回收利用。　　13.矿产资源综合利用选矿设备关键共性技术　　主要技术内容：　　大型高效浮选设备、大型高效磁选设备、高效矿物脱水与过滤技术及装备重点技术、大型超细磨设备重点技术等。　　14.广西桂中高铁铝土矿资源综合利用关键技术　　主要技术内容：　　采用“烧结―预还原熔分高炉冶炼―提取氧化铝”方案，将矿石(1mm的净矿)按比例配入石灰石、煤粉和白灰，混料后烧结，烧结矿入高炉冶炼。在高炉内完成将铁矿物还原成铁水，铝矿物生成铝酸钙渣系和渣铁分离过程。通过钠化吹钒从铁水中回收钒，吹钒后铁水炼钢。铝酸钙渣用碳酸钠循环母液进行两次浸出、脱硅、分解和焙烧生产氧化铝，浸出渣用于生产水泥，从分解母液中回收镓。　　二、原材料工业　　(一)钢铁　　1.新一代可循环钢铁流程工艺与装备技术　　主要技术内容：　　流程紧凑、高效的工序衔接匹配优化技术 钢铁产品制造过程的能源高效利用和转换技术 钢铁产品制造过程的社会废弃物消纳利用技术 特大型高、焦、烧，高炉高风温低燃料比，“三干”技术，创新的一包到底与转炉高比例脱[Si]、[P]技术，自动化炼钢，高速的精炼、RH、连铸、轧钢技术等行业先进技术的集成优化技术 清洁能源和海水淡化在钢铁流程中的应用技术。　　2.低品位难选矿综合选别与利用技术　　主要技术内容：　　低品位磁(赤)铁矿重磨、阴(阳)离子反浮选提铁降硅技术 菱铁矿、褐铁矿焙烧—急冷分离—弱磁选—反浮选综合技术 钒、钛磁铁矿综合利用技术 尾矿细磨—选别综合再利用技术 剥岩等含铁原料选别利用技术 其中Fe含量35%左右的低品位矿提铁到61%以上，降硅到4%以下 铁钒、钛资源有效利用，提钒制备V2O3、V2O5、VFe、VN合金，提钛制备钛白粉、海绵钛达到工业化应用要求 含铁12%～20%的尾矿、剥岩中铁资源回收，并将提铁后的尾矿、剥岩制成建筑材料综合利用，减少排放 菱铁矿选后精矿品位达到61%，成本500元/吨。　　3.高效率、低成本洁净钢平台技术　　主要技术内容：　　解析—优化的铁水预处理技术 高效—长寿的转炉冶炼技术 快速—协同的二次冶金技术 高效—恒速的全连铸技术 优化—简捷的流程网络技术 动态—有序运行的物流技术 其中高效—恒速的全连铸技术是引领性的技术，其他技术要按连铸技术要求来优化。并适用于不同产品，不同层次要求的洁净钢生产 可建立不同洁净度要求的各类洁净钢工艺控制标准，在功能对口适应条件下，成为同类洁净钢生产效率最高，成本最低的工艺 供氧强度4m3/t.min，冶炼周期80%，实现计算机终点动态控制，炉龄1万炉。　　4.新一代TMCP(控轧控冷)技术　　主要技术内容：　　以超快冷为核心的可控无级调节钢材冷却技术 以相变和析出为基础、冷却路径可控技术 细晶、析出、相变综合强化技术，离线热处理在线化技术 其中节省钢材合金用量30%以上 提高钢材强度100～200MPa以上，大幅度提高冲击韧性，节约钢材使用量5%～10% 提高生产效率35%以上 节能10%～15%。　　5.高炉炼铁CO2减排与利用关键技术开发　　主要技术内容：　　高炉富氧喷吹焦炉煤气技术，包括在富氢还原气体还原特性、高炉喷吹焦炉煤气炉内反应机理等基础研究的基础上，进行工艺流程设计及焦炉煤气净化加压、重整、加热及喷吹等关键技术和设备的研究开发，开展焦炉煤气喷吹工业试验，焦炉煤气喷吹量100m3/吨铁，置换比≥0.45kg(焦炭)/Nm3(焦炉煤气)，燃料比降低10%，CO2减排10%～20%，高炉生产效率提高10%。　　高炉炉顶煤气循环氧气鼓风炼铁技术，包括在炉顶煤气脱除CO2后再喷入高炉和循环氧气鼓风条件下含铁炉料的物理化学及冶金行为等基础研究及流程研究的基础上，进行120m3炉顶煤气循环氧气鼓风高炉设计及关键装置开发，开展120m3高炉工业试验，形成1000m3级高炉炉顶煤气循环氧气鼓风高炉方案设计，煤比200kg/吨铁，焦比　　高炉煤气的资源化利用关键技术，包括高炉煤气深度净化工艺，调质气体CO和CO2共氢化制备甲醇规模化示范，系统集成，年产万吨级高炉煤气制备甲醇的方案设计，①建成处理能力为400Nm3/h的煤气深度净化系统，高炉煤气经净化后硫、砷和氯等杂质含量低于0.1ppm，金属氧化物粉尘含量低于5mg/Nm3。②建成规模为1000吨/年的高炉煤气制甲醇示范工程，实现总碳单程转化率达25～30%，综合转化率达50～60%。③1000吨/年甲醇示范平台正常运行大于2000h。　　(二)有色金属　　1.低碳低盐无氨氮稀土分离提纯工艺新技术　　主要技术内容：　　开发低碳低盐无氨氮萃取分离技术，包括研究高效规模制备碳酸氢镁溶液工艺及其在萃取分离稀土工艺中的应用技术 开发新型稀土沉淀结晶技术，包括研究优质碳酸氢镁沉淀稀土工艺，研究稀土沉淀结晶过程及物理性能控制技术，非稀土杂质离子分离技术 开发稀土分离提纯过程化工材料及CO2低成本循环利用技术 开发低碳低盐无氨氮稀土分离提纯新工艺规模化制备技术。　　2.各向同性钐铁氮粘结磁粉关键制备技术　　主要技术内容：　　钐铁合金高压熔炼及稳定成相快淬技术研究，通过高压气氛下控制合金熔炼过程中Sm的蒸汽压，控制金属钐在熔炼过程中挥发，研究不同压力及熔炼条件对合金成分的影响规律 合金高效氮化方法及氮含量稳定控制技术研究，主要研究不同温度和时间条件下SmFe合金的氮化效率和相组成 SmFeN磁粉的成型技术研究及磁粉综合性能评价，包括研究SmFeN磁粉成型技术，确定在不同成型条件下对粘结磁体磁性能的影响规律，通过电化学方法对磁粉及磁体耐蚀性进行研究评价。　　3.高光效、低光衰白光LED荧光粉及其规模化制备技术　　主要技术内容：　　研究开发自主知识产权的Ce3+激活的硼铝酸盐体系黄色荧光粉和硅酸盐系列绿粉，研制具有自主知识产权的新型氮化物/氮氧化物荧光粉 研究突破LED荧光粉的产业化合成关键技术和装备，满足半导体节能照明产业需要 对系列化LED黄色、红色和绿色荧光粉应用性能研究，获得适宜的匹配性能参数并应用于高性能白光LED器件。　　4.功能材料用高品质稀土合金速凝片及关键设备技术　　主要技术内容：　　研制开发高品质稀土合金速凝片及大型智能连续速凝炉 研究自动浇注及强制换热技术，包括提高带厚及微观组织均匀度，细化合金晶粒，提高主相含量、节约稀土金属，抑制a-Fe相的生成 研究提高产品生产效率及收益率的工艺技术。　　5.大型节能环保稀土电解槽及工业制备技术　　主要技术内容：　　研究开发50kA节能环保液态下阴极新型稀土电解槽，包括通过电解槽温场、磁场和流场的仿真研究，设计开发结构科学、配置合理的50kA液态下阴极电解槽 研究稀土金属低槽压液态下阴极电解工业制备技术，包括通过稀土金属低槽压液态下阴极电解过程中电解温度、极距、阴阳极电流密度等工艺参数研究及优化，实现稀土电解的智能化和自动化控制，突破稀土电解低能耗、低排放和高效率的关键工业制备技术。　　6.满足国Ⅴ标准汽车尾气催化剂的铈锆材料制备技术　　主要技术内容：　　汽车尾气催化剂的关键铈锆涂层高比表面材料技术 满足国Ⅴ标准汽车尾气催化剂的铈锆材料高温热稳定技术 铈锆材料低成本制造技术。　　7.基于新型阳极与异型阴极联合应用的超低能耗电解铝新技术　　主要技术内容：　　新型阳极制备研究，包括新型阳极的设计和制备技术与优化研究，新型阳极的抗压强度、抗热震性、抗氧化性等物理性质优化研究 新型阳极应用试验，包括电解质体系遴选及性能优化研究，阳极气泡层构成及厚度检测、穿孔中气泡逸出量检测研究，新型阳极应用在电解过程中的气泡行为及其与阳极过电压之间关系研究 基于新型阳极与异型阴极联合应用的超低能耗电解铝新技术研究，包括改善氧化铝在电解质中的溶解性能研究，氧化铝的加料工艺与新型工艺的匹配研究，超低电压条件下的电解槽“三场”优化研究，超低电压条件下的电解槽新型控制模型研究。　　8.氧气底吹铅锌火法冶炼清洁工艺技术　　主要技术内容：　　氧气底吹炼锌工艺研究，包括确定入炉料比、最佳熔炼品位、反应终点的计算机工艺模拟和热力学模型，底吹炉高熔点铁锌氧化物熔点的降低，侧吹还原的工艺模拟以及锌蒸汽回收工艺模拟(小型)研究 底吹炼锌新型工艺装置研究，包括底吹炼锌炉结构和工艺配置(如径长比、氧枪布局、安装倾角、水冷元件配置等)，熔剂及冷料加入量及加入方式等，以及与连续吹炼相配套的氧气底吹成套装置的研究开发 耐高温底吹炉炉衬的选择及试验 侧吹还原炉炉内耐火内衬的选择及布置及热耗损失的降低。　　9.高效节能铜加工技术与高性能铜材加工技术　　主要技术内容：　　铜及铜合金管材的高效短流程生产关键技术，包括①(电子铜管)水平连续铸造+直接冷拉工艺，研究近轴向连续柱状晶高性能电子铜管热模水平连续铸造技术，轴向-环向三维电磁搅拌水平连续铸造工装研发，铸态电子铜管直接冷拉技术，高性能电子铜管制备过程中组织性能演变规律及控制技术。②(耐蚀铜合金管)水平连续铸造+行星轧制+冷拉工艺，系统研究黄铜合金(HAl77-2)管的连续制备管坯技术，研究开发三辊斜轧加工黄铜合金管的新工艺，轧辊形状的优化及材料选择，耐蚀铜合金成分设计及耐蚀机理与性能的研究，耐蚀性试验及检测方法研究及新型耐蚀铜合金产品开发。　　高效短流程铜板带生产关键技术，包括熔体处理技术，氧含量控制技术，大宽厚比结晶器的设计，大宽厚比上引连铸工艺参数选择和优化，冷轧工艺的选择和优化，带材表面处理技术。　　新型高导电型铜合金材料技术，包括高强高导铜合金接触线的合金设计及非真空添加技术，大卷重高强高导合金线材的连续制备加工技术和在线热处理技术，高端精密缆线的合金设计及其连续制备和精密加工技术。　　新型低成本无铅黄铜材料与制品技术，包括无铅铜合金材料的合金设计及加工制备技术，有毒元素(Be、Cd、Pb等)替代技术，主要解决低成本无公害铜材的开发。　　新型高热导铜粉材料与热导制品技术，包括高导热铜材料的成分设计技术，高压制备粉末技术及高效散热片与热导管设计加工技术，主要解决高导热铜粉材料的开发，高效散热片与热导管制品的开发。　　10.电子级高纯多晶硅生产工艺技术　　主要技术内容：　　全流程工艺物料、能量优化平衡及DCS自动控制技术 高效节能填料塔及干法除硼精馏提纯三氯氢硅新技术 生产过程运行碳含量控制技术 痕量级杂质检测分析优化技术及超高纯度产品生产洁净质量控制体系的建立。　　11.低成本高比容量磷酸铁锂和富锂锰基正极材料产业化关键技术　　主要技术内容：　　低成本高比容量磷酸铁锂正极材料制备技术 低成本高比容量锂电正极富锂锰基材料产业化关键技术。　　(三)石油化工　　1.超临界二氧化碳挤出发泡高分子材料的制备工艺与成套装备关键技术　　主要技术内容：　　重点研究超临界二氧化碳作为发泡剂挤出发泡聚丙烯材料生产技术以及成套装备关键技术，并建立500吨/年生产线。　　2.节油轮胎胎面专用合成橡胶制备及应用产业化关键技术　　主要技术内容：　　星形溶聚丁苯橡胶(S-SSBR)关键技术 集成橡胶(SIBR)关键技术 反式异戊橡胶(TPI)万吨级产业化关键技术 3万吨/年稀土顺丁橡胶产业化关键技术 节油轮胎产业化关键技术。　　3.子午线轮胎数字化在线检测系列装备技术　　主要技术内容：　　轮胎动平衡/不圆度试验机、轮胎均匀性试验机、轮胎x光检测机和轮胎激光散斑检验机等子午线轮胎数字化在线检测系列装备的研发。　　4.聚合物反应成套装备技术　　主要技术内容：　　连续反应器的开发 适用于高粘度体系、高转化率、反应过程中有相态变化的聚合反应器的开发 聚合物反应成套装备设计及制造 聚合物反应成套装备高自动化程度、高精度、高稳定性电仪控制技术的开发。　　5.面向有机溶剂脱水与回收的渗透汽化分离技术　　主要技术内容：　　渗透汽化分离膜技术 分子膜渗透汽化分离技术 有机溶剂脱水与回收装置研究。　　6.智能内模自适应控制技术　　主要技术内容：　　鲁棒IMC-PID控制技术 基于现场操作数据的免测试在线建模技术 多变量辨识技术 过程控制质量在线监测技术。　　7.光致图案化应用研究平台技术　　主要技术内容：　　光固化直接成像喷墨PCB油墨研究 光固化直接金属化UV喷墨油墨研究 数字化UV喷墨油墨开发研究 印刷版UV喷墨制备技术开发 彩色光阻的研究。　　8.煤气化技术　　主要技术内容：　　煤炭日处理量达到2000吨，提高合成气含量和碳转化效率。　　(四)建材　　1.利用水泥窑协同处置城市工业、生活污泥技术　　主要技术内容：　　污泥储存、输送、计量等工艺过程流程、工艺参数、装备选型的优化集成开发 污泥干化工艺及控制系统的开发应用 研究污泥处置过程中形成的尾气特性，开发合适的污泥干化尾气处置工艺技术装置 水泥窑焚烧处置污泥接口及计量设备的研究 水泥窑处置利用污泥对水泥熟料烧成及熟料质量影响的研究 污泥干化焚烧处置技术装备的推广应用。　　2.高效玻璃纤维覆膜过滤材料制备技术　　主要技术内容：　　高平整度玻纤织物结构设计与制备技术 小孔径、高孔隙率、高强度膨化聚四氟乙烯膜配方和制备技术 玻纤表面处理技术与热压覆膜技术 滤料性能指标和检测方法 使水泥窑尾烟尘排放达到10mg/Nm3。　　3.新型干法水泥生产系统协调处置废弃物及节能减排的工艺技术　　主要技术内容：　　生产过程的节能技术优化 利用工业废气生成生物能源和其它工业原材料技术研究 废气利用(合成轻质碳酸钙、合成生物燃料)的相关工艺研究 利用水泥厂固有廉价资源脱除NOx及CO2减排技术的研究 生产系统余热回收利用技术研究 中低温余热发电系统技术研究。　　4.大型专业化机械装备的改进、优化与加工过程的自动监控技术　　主要技术内容：　　在系统或整体优化的基础上，开展单体装备的优化，提高系统的效率和节能降耗的目标要求 水泥生产过程中的大系统集成优化 水泥生产过程污染物控制技术和装备开发。　　5.水泥生产过程信息的现代化控制技术　　主要技术内容：　　水泥厂资源管理系统，包括厂区物流管理系统及合理控制和使用自然资源，建立合适的物流控制程序 自动化控制系统，包括生料质量控制系统(QCS系统)、实验室自动化采样测试分析系统及采用最新的电气自动化产品，提高现有水泥生产系统的稳定性和能源利用效率。　　三、装备制造业　　(一)基础机械　　1.机械基础零部件抗疲劳、长寿命制造的纳米技术　　主要技术内容：　　纳米基础技术研究，包括提高纳米金属陶瓷镀层与基体结合强度试验研究，纳米金属陶瓷镀层技术与构件喷丸强化、热处理技术的复合应用研究，纳米金属陶瓷电沉积对微裂纹修复技术研究，纳米金属陶瓷涂层电沉积过程精密控制技术研究，探索降低纳米镀层工艺成本的技术途径，研究纳米混合粉应用的技术，纳米陶瓷电沉积自动化环保型生产线技术，硬涂层结构的理论与试验模型研究。　　其中纳米金属陶瓷镀层与合金钢基体的结合强度由65Mpa提高30%，包括建立热处理、喷丸强化、纳米镀层的复合优化制造工艺，建立优化的裂纹修复工艺，给出微纳米粉体组分与镀层性能关系，提出性价比良好的微纳米粉体组成要求，研制适合纳米镀层的自动化的电刷镀装备，提出基于疲劳寿命和可靠性的纳米表面涂层结构设计综合优化方法。　　纳米金属陶瓷电沉积技术应用于关键产品的研究，包括汽车发动机气门簧等抗疲劳研究，国产弹簧钢丝制造发动机气门弹簧疲劳寿命由2300万次提高3倍以上，达到国际先进水平 复杂工况下链条抗腐蚀疲劳研究，抗腐蚀疲劳寿命由平均30个月提高2倍以上，达到或超过国际先进水平 石油钻机钻杆、泥浆泵抗腐蚀疲劳研究，石油钻采泥浆泵缸套抗腐蚀疲劳寿命由200～300小时提高3～5倍 海洋平台升降装置大模数齿条的纳米涂层改性应用研究，大模数齿条疲劳磨损寿命显著提高 提高滑动轴承寿命和可靠性应用研究，滑动轴承寿命显著提高。　　2.高压液压元件铸造技术　　主要技术内容：　　工作压力≥20MPa的柱塞泵/马达壳体、液压阀阀体、齿轮泵、叶片泵、全液压转向器、摆线马达等壳体的铸造技术，包括铸造熔炼技术，材料成份分析及控制技术，时效处理技术，多层内腔及流道精密成型技术，检测技术及检测设备等。　　其中机械性能，单件试棒抗拉强度Σb≥300～350MPa，铸件产品本体抗拉强度Σb≥270MPa，表面硬度HB195～235，心部硬度HB190～215，标准试块孔变形量≤2.0μm/10Nm 尺寸精度，外形CT7，内腔CT6 表面质量Ra≤12.5。　　3.节能与新能源汽车自动变速器及关键零部件制造技术　　主要技术内容：　　6-8档AT自动变速器，包括自动变速器行星齿轮机构方案优选，自动变速器换挡控制理论与方法，自动变速器试验测试技术和标准规范，自动变速器机械液压系统工程化设计开发技术，TCU软硬件工程化设计开发与整车测试标定匹配，动变速器产业化关键技术。　　CVT无级变速器，包括无级变速器综合性能设计，金属带和摆销链工作机理研究与设计，摆销端面与锥盘传动副的研究，金属带、摆销链应用性能测试与效果分析，无级变速器产业化生产组织与实施。　　其中6～8档AT自动变速器，6～8个前进档，输入扭矩180～320Nm，产品可靠性和总成寿命达到国际先进水平 AMT与DCT比传统机械变速器每百公里节油5%～10%，AMT换挡响应时间≤0.65s，DCT实现无动力中断换挡，换挡平顺性、产品可靠性和总成寿命达到国际先进水平。TCU寿命≥6000h CVT无级变速器，传动效率达到94%，金属带带环各层受力不均匀度≤5%，带环拉应力降低20%～27%，轴向压力减少20%，传动效率提高1.2%，百公里综合油耗降低5% 链式CVT在变速比较大的低高速区效率较高，最佳燃效比现有带式CVT提高4～5% 锥轮锥盘锥面角度公差≤40〃，两轴径同轴度≤0.008mm，球道跳动≤0.012mm，寿命大于25万km。　　4.近净成形高精特齿轮制造技术　　主要技术内容：　　齿坯精化技术 抗疲劳精加工技术 低噪声、长寿命、轻量化细节设计技术 无应力集中装配技术 精细热处理技术 表面硬化、强化、改性技术 材料的选用与研究 表面保护技术 润滑等制造技术 以及降低螺旋锥齿轮噪音技术研究 强力喷丸技术对螺旋锥齿轮使用寿命提高的研究 表面处理对降低螺旋锥齿轮噪音及提高使用寿命的研究 螺旋伞齿轮装配工艺研究 驱动桥台架试验动力谱试验方法和标准的研究。　　其中适合中小模数、复杂异形齿轮零件，精度达6～7级，噪声70～75dB，疲劳寿命≥100万次，材料利用率提高20%～30%，生产效率提高70%，综合成本降低20%。　　5.数字液压智能化技术　　主要技术内容：　　数字液压智能化技术是对各种主机、设备实现数字化、智能化控制的液压设计与制造技术，是机、电、液控制技术的综合，属于液压技术集成性自主创新层面，是今后的重要发展方向。主要技术包括：计算机控制技术 现场总线分布控制技术 电液伺服比例控制技术 液压数字控制技术 变频调速控制技术 多自由度平台姿态控制技术 液压振动台数字控制技术和为汽车、军工装备配置的多通道电液伺服振动控制技术等。　　其中高压大排量数字电子泵，工作压力35MPa，排量20～250ml/r，变量时间20-200ms(35MPa时)，PWM/PNM控制信号，CAN总线通讯 数字液压比例阀和比例多路阀，工作压力35MPa，流量100～250l/r，响应时间5～20ms，PWM/PNM控制信号，CAN总线通讯 数字液压缸，工作压力25～35MPa，缸径≥25mm，定位精度≤0.1mm。　　6.高强度紧固件高速精密镦锻成形技术　　主要技术内容：　　汽车高强度紧固件高速精密镦锻工艺研究 汽车高强度紧固件高速精密镦锻模具技术研究与开发 汽车高强度紧固件产品性能研究。　　包括提供典型汽车高强度螺栓(10.9级法兰面螺栓)制造的精密镦锻工艺规范(经过CAD，经过批产验证) 10.9级法兰面螺栓模具寿命，从现有10万件/套，提高一倍以上 10.9级以上的法兰面螺栓、轮毂螺栓Σb≥1040N/mm2 摩擦系数稳定在0.13±0.03 疲劳强度:≥(3～4)×106。　　(二)智能制造装备　　1.新型传感器共性关键技术　　主要技术内容：　　采用新原理、新效应的传感技术 传感器微型化/芯片化技术 传感器阵列和多传感参数复合的集成技术 传感器数字化和智能化技术 传感器的强环境适应性技术 无线传感器网络技术 传感器数字通信总线技术 传感器的应用技术。　　2.工业控制系统硬件平台设计技术　　主要技术内容：　　高端DCS、FCS、PLC等自动化控制装备体系结构优化技术 不同结构的模块化硬件设计技术 高可靠性、高稳定性、高环境适应性技术 创建单元电路硬件库。　　3.工业控制系统软件平台设计技术　　主要技术内容：　　系统软件总体设计技术 微内核操作系统和开放式系统软件技术 组态语言和人机界面技术 统一数据格式、统一编程环境的工程软件平台技术 实时数据库和关系数据库技术 应用软件的工程化标准化技术 系统集成技术以及集成支撑技术 高可靠软件编制流程研究。　　4.工业控制系统可靠性技术　　主要技术内容：　　可靠性综合分析设计技术 自动化控制装备可靠性建模技术 多环境因子检测技术 可靠性加速试验方法研究 故障诊断、寿命预测和评估技术 预测故障发生位置、时间、程度及故障修复技术 　　5.工业控制系统功能安全技术　　主要技术内容：　　智能装备硬件、软件的功能安全分析、设计、验证方法与技术 建立功能安全验证测试平台 自动化系统整体功能安全评估技术 自动化控制系统的核安全性和功能安全验证技术。　　6.高可靠安全计算机系统设计技术　　主要技术内容：　　三重冗余的硬件技术和软件技术 控制系统元件的故障识别、故障自动排除及自修复技术。　　7.先进控制与优化技术　　主要技术内容：　　工业过程多层次性能评估技术 基于海量数据的统计学习建模技术 大规模高性能多目标优化技术 高阶导数连续运动规划、多轴连续插补、电子齿轮与电子凸轮等精密运动控制技术。　　8.系统协同技术　　主要技术内容：　　大型制造工程项目复杂自动化系统整体方案设计技术以及安装调试技术 统一操作界面和工程工具的设计技术 统一事件序列和报警处理技术 一体化资产管理技术。　　9.故障诊断与健康维护技术　　主要技术内容：　　装备在线或远程状态监测与故障诊断技术 装备自愈合调控与损伤智能识别技术 装备健康维护技术 重大装备的寿命测试和剩余寿命预测及寿命评估技术。　　10.高可靠实时通信网络技术　　主要技术内容：　　嵌入式互联网技术 高可靠无线通信网络构建技术 工业通信网络信息安全(security)技术 异构通信网络间信息无缝交换技术 工业通信协议认证技术 工业通信协议转化为国际标准 工业通信网络安装调试与维护技术。　　11.特种工艺与精密制造技术　　主要技术内容：　　多维精密加工工艺 精密成型工艺，焊接、粘接、烧结等特殊连接技术 微机电系统(MEMS)制造技术 精确可控热处理技术 精密锻造技术。　　12.材料力学性能试验技术　　主要技术内容：　　特种环境下(超高温、超低温、耐辐射、耐腐蚀、超高压等)的变形测量技术 非接触式、全自动式变形测量技术 动静态力学性能试验的控制技术、应用软件技术 大型结构、超大载荷、全自动等特种试验机的设计与制造技术 多通道协调加载试验系统的全数字化控制技术 多维运行轨迹解耦技术 各种环境与工况的模拟仿真技术。　　13.高端分析检测技术　　主要技术内容：　　质谱分析检测技术 光谱分析检测技术 能谱分析检测技术。　　(三)复合材料制备　　1.伺服节能塑料注射成型技术　　主要技术内容：　　研发0.75～110kW注塑机专用伺服电机，0.75～30kW水冷、35K～110kW风冷伺服驱动器 研发快速油缸配合比例方向阀的注塑机专用液压系统 研发具有国际先进水平的螺杆优化软件和高耐磨机筒 研发高效、高精连杆机构。　　其中转矩控制精度±1%，频率响应≥200Hz，液压压力控制误差±1bar 全硬化螺杆硬度58-61HRC,料筒内孔浇注双合金，有效厚度2-2.2mm,硬度57-59HRC 开合模定位误差≤±1mm，制品质量重复精度≤0.8‰ 能耗指标0.35kWh/kg。　　2.塑料微尺度制造技术　　主要技术内容：　　塑料微注射成型装备技术 塑料微挤出成型装备技术。　　其中微型注射成型机，合模力10～300kN，注射速度≥300mm/s，注射压力≥200MPa，温度控制精度±1℃，制品重量重复精度≤0.5% 微结构成型注射机，合模力200-800kN，注射速度≥500mm/s，注射压力≥250MPa，温度控制精度±1℃，制品重量重复精度≤0.5%。　　3.塑料精密挤出成型技术　　主要技术内容：　　研发以精密驱动、精密塑化、高热惯性机筒、稳流螺杆和精密控制为特征的精密挤出成型主机 研发塑料熔体泵、并联式稳压装置等稳压稳流关键部件 研发以塑料精密挤出成型模具设计和制造技术 研发基于等时到温控制系统、统计过程控制系统、DCS控制系统、Web的智能远程控制系统的精密挤出成型先进控制技术。　　其中螺杆直径16～65mm，螺杆转速15～150r/min，流量波动　　4.基于拉伸流变的塑料高效节能加工关键技术　　主要技术内容：　　研究开发拉伸形变支配的高效节能塑料挤出成型关键技术及基础装备，包括拉伸形变支配的叶片塑化挤压系统，负载感应型低速大扭矩驱动与传动技术，拉伸形变支配的塑化挤出成型过程智能化控制技术。　　研究开发塑料短热机械历程塑化注射成型关键技术及基础装备，包括叶片式短热机械历程塑化注射系统，负载感应型液压驱动与传动技术，塑料无螺杆塑化注射成型过程智能化控制技术。　　与国际先进的常规螺杆加工技术与设备比较，塑化挤压、塑化注射系统的能耗降低20%左右，体积重量减少20%以上，整机能耗降低25%以上。其中拉伸形变支配的叶片塑化挤压系统，保证塑化质量的前提下，最大挤出产量≥100kg/h，比能耗≤0.22kW• h/kg(测试物料为低密度聚乙烯，挤出压力≥15MPa)，有效热机械历程≤650mm 塑料短热机械历程塑化注射系统，保证塑化质量的前提下，最大塑化能力≥120g/s，比能耗≤0.18kW• h/kg(测试物料为聚苯乙烯)，理论注射容积≥2600cm3，有效热机械历程≤1000mm。　　(四)高档印刷装备　　1.高端、智能化印刷机墨色控制系统技术　　主要技术内容：　　高精度墨色控制系统的机械结构设计、零件设计，制造工艺研究 智能化高精度控制系统开发 墨色控制系统精度保持性研究 印刷机与墨色控制系统机械连接部分的技术。包括CIP3/CIP4接口的油墨量预置技术，即墨键开度的智能化预置，须开发油墨预置软件和相应的数据库，软件能够解读CIP3/CIP4的多种压缩格式文件，具备开放性 墨色质量反馈控制技术，通过对印张的扫描进行质量检测，将其结果反馈给系统，系统据此进行智能化调整 水墨平衡与水墨跟踪技术。印刷速度与水墨量关系的函数曲线研究，水墨平衡与水墨跟踪软件和数据库的开发。　　其中墨键绝对控制定位误差　　2.高端、智能化印刷机电子轴(无轴)传动系统技术　　主要技术内容：　　研究无轴传动适用的伺服传动技术，开发全系列无轴传动专用的伺服电机与驱动器 研究高速实时现场总线技术，研制带有现场总线接口的计算机控制器与伺服驱动器 研究超高分辨率位置——速度传感技术，开发低成本、高速、高可靠性的光电编码器高倍细分器 研究无轴传动印刷机机电控制、参数整定、故障诊断等技术，开发无轴传动系统专用的开放式数控系统。　　其中胶印机印刷速度10m/s，套印误差300m/min，套印误差　　3.喷墨数字印刷机压电式喷墨打印头制造技术　　主要技术内容：　　连续喷墨及按需喷墨打印头设计理论研究 高性能喷墨打印头关键技术研究 喷墨打印头制造流程与工艺研究 基于MEMS技术的喷墨打印头制造设备技术研究 喷墨打印头质量分析与检测技术研究等。　　其中印刷分辨率≥600dpi，最高印刷速度≥150m/min，使用寿命≥1000h。　　(五)节能与新能源汽车　　1.纯电动乘用车总体技术　　主要技术内容：　　小型纯电动乘用车技术 增程式电动乘用车技术。　　其中A00级纯电动乘用车整车整备质量≤850kg，最高车速≥80km/h，0～50km/h加速时间≤7s，续驶里程(城市工况)≥80km，经济性(城市工况)≤10kWh/100km。　　A0级纯电动乘用车整车整备质量≤1100kg，最高车速≥100km/h，0～50km/h加速时间≤7s，50～80km/h加速时间≤8s，续驶里程(城市工况)≥100km，经济性(城市工况)≤13kWh/100km。　　A级增程式电动乘用车整车整备质量≤1300kg，最高车速≥100km/h，0～50km/h加速时间≤7s，50～80km/h加速时间≤8s，续驶里程(工况法)≥80km(纯电动模式)，含增程续驶里程(工况法)≥150km，经济性(城市工况)≤15kWh/100km。　　A0级增程式电动乘用车整车整备质量≤1100kg，最高车速≥100km/h，0-50km/h加速时间≤7s，50～80km/h加速时间≤8s，续驶里程(工况法)≥60km(纯电动模式)，含增程续驶里程(工况法)≥120km，经济性(城市工况)≤13kWh/100km。　　2.动力电池关键技术　　主要技术内容：　　能量型锂离子动力电池关键技术，功率型动力电池关键技术，锂离子动力电池和隔膜生产关键设备技术，动力电池电极材料技术，性能及安全性评价技术，自激发安全保护技术。　　其中能量型电池模块(1kwh)，能量密度达到150Wh/kg，功率密度达到1000W/kg(PHEV)，500W/kg(EV)，成本≤2元/Wh，寿命达到10年以上 　　功率型电池模块(0.3kwh)，功率密度达到2000W/kg，能量密度达到70Wh/kg，成本≤2元/Wh，寿命达到10年20万公里。　　3.汽车电子技术　　主要技术内容：　　发动机电子控制系统技术 自动变速器电子控制系统技术 底盘控制系统技术 整车控制器、汽车电控附件、汽车智能化等技术。　　4.汽车节能技术　　主要技术内容：　　微度混合动力汽车技术与标配 中度混合动力汽车关键技术 1升及以下排量高性能小型化乘用车技术 高效变速器关键技术 汽车轻量化技术 替代燃料汽车技术与应用。　　其中微度混合动力汽车与基础车相比能量消耗降低率≥10%(城市工况)，可靠性(系统的启停次数)≥60万次，与基础车相比制造成本增加≤1500元。　　中度混合动力汽车与基础车相比能量消耗降低率≥30%，混合动力主要部件平均故障间隔里程≥10000km，混合动力主要部件使用寿命≥15万公里，与基础车相比制造成本增加≤1.5万元。　　1升及以下排量的高性能小型化乘用车整车工况油耗小于4.5L/100km(按我国的工况法测试)。　　5.混合动力商用车动力系统关键技术　　主要技术内容：　　混合动力总成的系统集成研究，混合动力商用车关键零部件的技术开发。　　其中混合动力商用车节油率≥25～30%(采用工况法检测和实际线路运行检测的方法进行检测) 可靠性与寿命指标，平均故障间隔里程≥1万公里，寿命≥80万km 混合动力系统(含储能装置但不含发动机)的总成本≤15万元。　　(六)轨道交通装备　　1.高端轨道交通车辆制动技术　　主要技术内容：　　300km/h及以上等级高速动车制动技术 160～250km/h城际列车制动技术 大功率机车制动技术 重载货运列车智能制动技术 城市轨道交通车辆制动技术 基础制动系统技术 可互通轨道交通制动系统模块(MODBRAKE)技术。　　其中冲击限制≤0.75m/s3，紧急制动减速度≥1.2m/s2，最大常用制动减速度≤1.0m/s2，最大空走时间≤1.6s。　　2.轨道交通装备驱动系统技术　　主要技术内容：　　轨道交通装备驱动系统设计制造技术 轨道交通装备齿轮传动系统设计制造技术 轨道交通装备齿轮传动系统试验验证技术。　　其中驱动能力≥0.6kW/kg，齿轮传动系统平均无故障运行时间≥20万小时。　　3.列车牵引与控制系统共性及关键技术　　主要技术内容：　　列车牵引与控制技术 变流器及传动控制技术 高压IGBT、IGCT等大功率元器件及应用技术 永磁电机及其控制技术 长大货运组合列车分布式智能控制系统技术。　　包括采用3300V及以上高压IGBT(IPM)技术，采用直接力矩控制或矢量控制的高性能的电机控制技术，采用四象限PWM整流控制技术，实现功率因数接近于1，永磁牵引电机额定功率300kW，额定电压2750V，额定效率95%，相比同等功率异步牵引电机实现效率提升2～5%，采用机车无线重联技术，完全实现万吨以上货运列车重联牵引控制。　　4.列车网络控制关键技术　　主要技术内容：　　车载故障诊断技术 远程监控技术 自动驾驶技术 安全防护技术。包括高实时性、安全性与可靠性以及准确、快速的故障诊断专家系统，高效、可靠的无线数据传输，大容量数据记录。　　5.高速列车轮轨技术和弓网关系技术　　主要技术内容：　　列车动力学研究 轮轨关系研究 轮轨磨耗机理研究 弓网耦合振动特征试验与仿真研究 弓网受流性能测试与评价技术研究 受电弓空气动态力与控制技术研究 弓网动态接触力调整技术研究 车辆与供电网电气关系研究与试验。　　其中脱轨系数≤0.8，构架横向加速度峰值连续6次以上达到8～10m/s2(滤波10Hz)，判定转向架失稳，轮轨最大垂向力限值≤170kN，车轮镟修周期≥30万公里，采用主动控制方式的高速受电弓，双弓高速运行平均接触压力≤260N，350km/h运行时燃弧率≤5%，采用高强高导铜镁接触线，张力≥31.5N，避免车辆与供电网电气谐振产生。　　6.列车安全运行控制技术　　主要技术内容：　　安全平台技术 调度指挥管理控制一体化技术 列控TCC、RBC、车载TSRS技术 车站进路控制技术 轨道占用检查技术 安全信息传输技术 系统测试和安全认证控制技术。　　能够适应列车最高运行速度350km/h，列车最小追踪运行间隔3分钟，关键设备安全等级达到SIL4级。　　7.基于物联网的轨道交通智能视频监控及运维关键技术　　主要技术内容：　　轨道交通智能监控平台技术 基于计算机视觉语义的人体行为、群体行为的识别技术 车厢视频数据的无线传输技术 传感探测铁路基础设施智能化技术 物联网技术在铁路设施设备管理中的应用技术 光纤光栅传感器技术。　　包括实时、稳定可靠、高精度的基于视觉语义的视频内容检索算法，多模无线终端技术和多制式的无线传输终端技术(Zigbee终端、WiFi(802.11b/g/n)终端、GSM-R数据终端和TD-LTE终端) 低成本、高精度的光纤光栅传感系统。　　8.轨道交通道岔转换安全保障系统技术　　主要技术内容：　　轨道交通道岔转换系统技术 轨道交通道岔转换系统安全分析理论及试验平台技术 轨道交通道岔监测系统技术 轨道交通道岔融雪系统技术。　　其中密贴段牵引点密贴检查4mm不锁闭，尖轨、心轨第一牵引点锁闭量≥30mm，适应尖轨伸缩量±40mm。　　9.高速移动状态下的宽带无线通信系统及其调度、监控等关键技术　　主要技术内容：　　高速移动状态下数据传输系统收发信机信号处理技术 高速移动状态下小区切换技术 高速移动状态下MIMO技术、OFDM技术、赋形天线技术和移动IP技术 基于多数据系统信源信道联合编码的数据传输和分析技术 列车系统全生命周期数据融合与集成技术 高速列车系统并行、基于元数据的海量数据处理技术 基于高速宽带移动IP通信系统的列车调度应用功能开发 综合现阶段轨道交通中使用的多个无线系统的功能，解决站场电磁干扰严重的现状。　　在高速移动环境下，车-地数据传输速率单向不小于50Mbps，双向不小于100Mbps，基站间切换时延小于150ms 宽带光纤直放站技术，链路最大增益达到50db，传输延时小于1.5us 在100Mbps车地传输速率下，QCIF分级视频可靠传输可以抵御5-10%误码率，10毫秒级的海量数据处理能力 调度集群功能，组呼建立时间≤500ms，PTT抢占时间≤200ms 并发组呼数20组/载频，且组内成员数不受限制 调制方式，QPSK～64QAM，(HSPA+引入64QAM)，多天线支持，移动性支持不低于350km/h。　　10.北斗定位、定时、轨道状态感知技术　　主要技术内容：　　北斗导航系统授时、时钟同步 列车定位导航测速功能 灾害定位预警 轨道等基础设施状态监测 基于北斗的铁路应急通信系统。　　11.大型养路机械关键共性技术　　主要技术内容：　　整车集成技术 作业装置创新与开发 车架、转向架和整车动力学分析与优化 轨道几何参数模型与应用技术 数字网络电气控制系统 数字传感器技术 数字视频技术 数字无线通话技术 轮轴制造技术 重要结构件焊接技术 精密箱体加工技术 无损检测技术 高精度轨道几何参数测量技术。　　其中数字网络控制系统，采用现场控制总线作为整车网络和通讯载体，最高通讯速率800kbps 最大单网络长度60±1m，网络节点不少于127个 采用分布式控制方式实现整车控制和信息处理 控制模块防护等级IP67，工作环境温度-25℃～75℃ 数字传感技术，测量精度0.1mm，全数字信号输出 高精度轨道几何参数测量技术，工作效率3～4km/h，作业精度正矢误差1mm，超高误差1mm，轨距误差1mm，距离误差0.1m/100m 无损检测技术，钢轨探伤持续检测速度≥80km/h，采用轮式超声波探头，超声波换能器频率2～5MHz，钢轨探伤可检测轨型43～75kg/m，伤损检出率≥80%，伤损误报率≤20%。　　(七)船舶与海洋工程装备　　1.深水浮式结构物总体和结构的设计分析技术　　主要技术内容：　　深水浮式结构物在风、浪、流条件下的水动力性能分析、非线性耦合响应分析研究 立管系统、系泊系统与深水浮式结构物运动的时域耦合分析研究 深水浮式结构物的稳性和破舱稳性分析研究 深水浮式结构物的运动性能试验验证技术研究 深水浮式结构物在极端海况下的响应预报技术研究 基于风险控制和可靠性理论的深水浮式结构物结构设计及分析研究 深水浮式结构物的结构动力响应和疲劳寿命分析研究 残余应力对深水浮式结构物使用性能影响的研究 高强度及甚高强度钢在深水浮式结构物上的应用研究等。　　2.深水浮式结构物安全性的分析评估、监测和检测技术　　主要技术内容：　　极端海况描述、数值与物理模拟技术研究 深水浮式结构物在极端海况下的波浪载荷预报技术研究 深水浮式结构物的结构动力响应分析技术研究 深水浮式结构物的极限承载能力试验验证技术研究 完整和破损的深水浮式结构物的极限承载能力评估技术研究 恶劣海况下的深水浮式结构物安全性评估分析软件开发。　　结构全寿命周期安全可靠性的影响因素及分析方法研究 基于结构全寿命周期的环境作用研究 结构全寿命周期健康监测与安全评定技术研究 结构安全性评估的工程化方法研究 老龄海洋工程装备的结构特性与剩余寿命研究 结构预测性维护方案研究 基于全寿命周期的结构综合优化研究 结构全寿命周期安全性评估软件开发等。　　3.深水浮式结构物定位性能分析评估技术　　主要技术内容：　　深水系泊材料及系泊方式研究 非线性柔性构件动力学分析技术研究 深水浮式结构物动态定位能力分析研究 深水浮式结构物动力定位控制技术研究 深水浮式结构物动力定位仿真技术研究等。　　4.深水浮式结构物模型试验技术　　主要技术内容：　　深水浮式结构物慢漂载荷试验技术研究 深水浮式结构物运动、上浪、砰击、气隙测量技术研究 深水系泊系统混合模型试验技术研究 深水浮式结构物动力定位试验技术研究 筒型结构物涡激运动模型试验技术研究 形成比较成熟、可靠的试验方法和预报技术。　　5.海洋工程项目管理及信息化技术　　主要技术内容：　　海洋工程装备总装集成作业流程与过程控制体系研究 海洋工程产品三维设计及产品数据管理系统信息化系统集成与开发 生产资源调度与生产计划管理系统开发 质量数据过程管理系统开发 制造过程成本控制管理系统开发等 开发出面向装备总装集成环节的综合信息化系统。　　6.动力定位控制系统(DPCS)技术　　主要技术内容：　　位置保持技术 标定定位技术 转向点跟踪技术 船舶与水下移动装置位置技术 船舶回转控制技术 风力风向标定技术等。　　7.海洋工程结构物振动及噪声关键共性技术　　主要技术内容：　　海洋工程结构振动噪声形成与传播机理研究 海洋工程结构动力学计算模型、声学计算建模技术 舱室设计在指定振源/噪声源下各舱室噪声数值预报技术 舱室/环境噪声评价及降噪设计技术。　　8.自主知识产权海洋石油钻井系统集成设计关键技术　　主要技术内容：　　钻井系统集成设计研究 钻柱升沉补偿装置、隔水管系统、水下防喷集成设计技术 钻井系统与船舶系统集成设计研究 钻井设备传动技术研究 自动化控制技术 钻井系统检测报警和保护技术 高压管系系统集成设计研究。　　9.大型自升式钻井平台结构自主设计技术　　主要技术内容：　　海洋环境载荷分析研究 高强钢和超高强钢材料性能研究 桩腿和桩靴结构设计技术 结构设计安全性评估技术 悬臂梁和钻台结构设计技术等。　　10.海工装备高效建造新工艺新技术　　主要技术内容：　　大型自升式钻井平台平地串联建造技术 悬臂梁整体滑移安装技术 半潜式平台主甲板结构整体建造和总装技术 特殊结构焊接残余应力控制新技术等。　　11.海洋工程装备节能环保技术　　主要技术内容：　　海洋工程节能环保技术 动力系统动态管理、余热回收利用、热泵应用技术 废气减排与回收处理技术 风能、波浪能、潮汐能利用技术等。　　(八)航空装备　　1.先进航空空气动力学　　主要技术内容：　　增升减阻技术，包括超临界机翼、层流机翼、高效增升装置、附面层控制、同向流流动控制等 新型气动布局技术，包括宽体飞机、超声速客机、高速直升机、桨扇布局等 风洞试验和测试技术，包括低温高雷诺数、防冰、噪声等风洞试验和测试 数值风洞技术，包括高精度CFD、数字化试验 发动机空气动力学研究，包括内流、燃烧、减排等设计、试验和测试技术，以及推进技术。　　2.先进航空材料应用技术　　主要技术内容：　　先进复合材料结构设计、制造和维修技术 大型先进铝合金、铝锂合金、钛合金加工技术 大型轻量化整体件(主要包括钛合金、铝合金、铝锂合金、高温合金等)制造技术 长寿命高可靠性制造技术(主要包括抗疲劳、连接、防腐蚀、表面强化等) 新型特种制造技术(主要包括快速成形、电解、焊接、旋压成形等)。　　3.航空系统集成技术　　主要技术内容：　　航空电子集成技术 飞控系统集成技术 机电系统集成技术 飞机-飞行-空中交通管理信息综合技术 快速综合健康检测技术。　　4.航空数字化应用技术　　主要技术内容：　　产品数字化定义(三维建模，数字化预装配，并行定义等) 数字化制造技术(数字化生产线，工艺仿真，制造数据管理等) 数字化试验技术(气动、强度试验，试车、试飞数字仿真，功能系统、任务系统数字仿真等) 产品数据管理(单一产品数据源，异构等) 协同平台技术(协同工作环境，数据交换，异地同步) 数字化运营支持技术(数字化培训、检测、维修和保障，航线规划和机队管理等) 大型基础软件开发(建模、仿真和数据管理等)。　　(九)卫星及应用　　1.国家空间基础设施顶层总体技术　　主要技术内容：　　总体设计技术 体系设计仿真与效能评估技术 空间基础设施一体化天基网络技术。　　2.国产陆地观测卫星定量化应用关键技术　　主要技术内容：　　针对中分、高分、高光谱、SAR等多种国产陆地观测卫星载荷，研究和完善大气校正算法，有效消减大气效应 建立和完善基于国产陆地观测卫星的典型地表参数遥感定量反演模型，包括生态环境参数、灾害特征参数等 研究陆地观测卫星定量专题产品的生产与优化技术，制订相关标准规范 针对新型载荷特点，进行信息提取技术攻关与真实性检验。　　3.导航与位置信息网络平台技术　　主要技术内容：　　导航与位置信息网络平台构建技术 导航与位置信息网络平台区域示范应用 平台标准规范研究。　　4.航天器数字工程样机技术　　主要技术内容：　　航天器数字工程样机技术 基于航天器数字工程样机的应用系统与应用模式研究 数字化产品研制保障大纲。　　5.快速空间应急小卫星技术　　主要技术内容：　　快速空间应急小卫星总体技术　　小卫星柔性化设计技术 小卫星快速集成与测试技术 小卫星在轨功能重构技术 小卫星自主运行技术。　　6.低轨通信星座卫星专用平台技术　　主要技术内容：　　针对通信载荷特点的总体构型与结构优化设计技术 轻量化、高承载、长寿命平台技术 星上信息综合管理技术 电磁兼容技术 适应批量生产的平台标准化设计技术。　　7.遥感卫星中型敏捷平台技术　　主要技术内容：　　遥感卫星中型敏捷平台总体方案研究 遥感卫星中型敏捷平台总体技术研究 结构与机构分系统专题技术研究 姿轨控分系统专题技术研究 新型高效电源分系统方案研究。　　8.Ka频段宽带通信卫星系统关键技术　　主要技术内容：　　系统关键技术研究 卫星有效载荷关键技术研究 地面应用系统关键技术研究 演示验证系统及综合效能评估技术研究。　　四、消费品工业　　(一)纺织　　1.仿棉聚酯纤维及其纺织品产业化技术　　主要技术内容：　　通过仿棉PET、PTT分子结构与体系组成的设计优化、高比例改性组分在线添加与高效分散、亲水聚酯体系稳定纺丝、纤维形态与力学性能调控等关键技术攻关开发，解决超仿棉聚酯纤维吸湿透汽、抗起毛起球、柔性染色、抗静电和触感等问题，生产长丝和短纤维系列产品。　　2.高新技术纤维技术　　主要技术内容：　　熔体静电纺丝产业化关键技术研究 碳纤维原丝、预氧化丝、碳化等一体化研发技术 预氧化炉、大型碳化炉等装备关键技术 千吨级装备稳定运转技术 T700、T800等品种的开发技术 碳纤维高强高模系列品种开发技术 千吨级对位芳纶纤维的产业化技术 高强高模聚乙烯等纤维品种产业化技术。　　3.耐高温过滤材料技术　　主要技术内容：　　聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯等纤维原料的稳定化仿丝技术 高强细旦滤料的产业化技术 纤维复合化技术 提升常规滤料产品的使用寿命、抗阻力、均匀度、耐高温、耐腐蚀、过滤精度和易清灰性能等技术 高强高密单丝基布织造技术 滤料表面精细加工的后处理技术及废袋回收技术 高温烟气过滤材料国产化技术 耐高温滤袋生产技术以及高温工况下应用技术研究。　　4.棉纺成套设备智能化加工体系　　主要技术内容和指标：　　重点突破粗细联、细络联系统全自动集体落纱的准确率、稳定性和自动化控制精度，力争实现自动化传输和纺纱过程连续化，实现工艺参数在线检测、显示、纺纱过程网络监控和管理 纺制纱线质量达到USTER2001公报的5～15%水平 纺纱生产万锭用工达到少于30人的水平 采用先进节能技术，整条线能耗比上世纪末国内领先技术再降低10%以上。　　5.纺织制成品智能吊挂流水线系统　　主要技术内容：　　重点突破纺织制成品智能吊挂流水线系统控制技术和稳定性，拓展应用领域，实现智能吊挂流水线系统在家用纺织品等其他纺织制成品领域中的应用。　　6.印染在线检测控制技术　　主要技术内容：　　生产过程的关键工艺参数在线检测和自动控制技术 水、汽和能源消耗自动精确控制技术 染化料助剂自动配送技术。　　7.高效超微细过滤纳米纤维膜的批量化制造关键技术　　主要技术内容：　　新型电纺丝设备开发 纳米纤维产品生产、性能测试、改性产品生产与评价研究 纳米纤维复合膜制造技术及其气体过滤性能研究 水中有机污染物去除用纳米纤维过滤膜制作工艺与过滤性能研究 口罩、防护服等粉尘或气溶胶防护类产品的开发。　　8.新型生物质纤维关键技术　　主要技术内容：　　新型纤维素纤维 生物质合成纤维 海洋生物质纤维。　　(二)轻工　　1.家用电器变频控制系统技术　　主要技术内容：　　变频控制技术、变频产品测试与评价方法的研究 微型电机、小型电机的变频技术研究及产品开发 直接转矩的应用研究 SVPWM技术研究 磁场定向技术研究 无传感器技术研究 直接转矩控制技术研究 EMC电磁兼容技术研究。　　2.制革和毛皮加工主要工序废水循环使用集成技术　　主要技术内容：　　结合清洁型化工材料和机械设备，实现制革和毛皮加工从浸水到铬鞣工段的各工序废液充分循环再生利用。　　3.锂离子电池关键材料技术　　主要技术内容：　　锂离子电池隔膜、正极材料、负极材料、电解质等材料开发与制备技术。　　(三)食品　　1.粮食加工副产物与杂粮增值转化利用技术　　主要技术内容：　　粮食加工副产品的稳定化预处理技术 粮食加工副产品的生物、物理高效转化技术 粮食加工副产品转化过程中的低碳清洁生产技术 低温烘焙速食杂粮营养粉加工技术。　　2.食品行业碳排放系数核算技术与低碳筛选技术　　主要技术内容：　　食品典型行业低碳生产技术和碳排放评估分级方法研究 食品典型行业主导产品的碳排放强度测量、核算与与评价研究。　　3.食品非热加工关键共性技术　　主要技术内容：　　规模化高压脉冲电场连续杀菌技术 超高压在水产即食调理食品和凝胶制品的应用技术 大跨度波段电磁场协同无介质非热杀菌技术。　　(四)生物医药　　1.隔离操作系统与应用技术　　主要技术内容：　　隔离操作系统、快速传递接口装置、密封系统及材料、在位清洗系统等系统技术 针对原料药、针剂、冻干制品的生产、质量监控及实验等用途的不同功能性隔离器及限制性进入系统技术 隔离系统的自控及信息管理系统技术 配套消毒及特种连接阀门等技术。　　2.生物催化转化技术　　主要技术内容：　　用生物催化转化技术取代传统化学合成技术，实现规模化生产新工艺在医药工业中的应用，实现青霉素、头孢菌素、他汀降血脂类药物、甾体药物、手性醇、氨基酸类药物等医药产品的大绿色生产等。　　3.新型制剂及给药技术　　主要技术内容：　　缓控释制剂、长效注射剂、透皮给药制剂、吸入剂、靶向给药等产业化技术研究。　　4.大规模发酵分离纯化技术　　主要技术内容：　　以国内外市场潜力巨大、临床应用面广的各类新型抗生素、降血脂药物、抗真菌药物、免疫抑制剂、抗癌药物等重大疾病和常见病防治药物为目标，应用基因工程技术、代谢流分析、系统生物学和以及全局调控方法，开展以动态系统分析为特征、以生物反应器流场特性与生理特性分析相结合的发酵过程优化放大技术的研究和应用。针对不同产品特点，研究符合规模化生产要求的分离纯化新技术、新工艺，开发分离纯化模块集成技术和各类经济高效的分离纯化介质。　　5.医疗器械国产化核心部件及关键技术　　主要技术内容：　　数字化X射线成像设备的关键部件平板探测器制造技术 X射线球管制造技术 大功率高频X射线发生器制造技术 高性能超声成像探头制造技术 检验分析设备样本液体传送和处理精密机械装置技术 呼吸机麻醉机精密气体流量和压力传感器、电子流量计技术 口腔和精密外科手术器械长寿命高速气动和电动马达技术等。　　五、电子制造业　　(一)集成电路　　1.集成电路大规模生产先进工艺技术　　主要技术内容：　　65nm高性能、低功耗、射频CMOS工艺平台开发 45～40nm低功耗和高性能CMOS产品工艺。　　2.高压高功率电力电子器件工艺技术　　主要技术内容：　　功率器件后道薄片工艺研究 功率器件的少子寿命控制技术 高压、大功率器件前道制造工艺研究 高压大功率IGBT器件、FRD器件、MOSFET器件的结构研究 器件和工艺仿真技术 提高高压大功率IGBT、FRD、MOSFET器件可靠性和鲁棒性的相关技术。　　3.家用电器变频控制系统器件技术　　主要技术内容：　　IGBT管芯的设计技术研究，IGBT管芯的制造技术研究，IPM模块的设计技术研究，IPM模块的封装技术研究。　　(二)平板显示　　1.TFT-LCD共性技术　　主要技术内容：　　进一步提升液晶面板的透过率和开口率，增加产品的附加值 加快高效节能背光源的研发和应用，在确保产品性能的前提下，简化生产工序，降低生产成本。　　2.PDP共性技术　　主要技术内容：　　围绕高光效技术(高能效、低成本)、高清晰度技术(3D、动态清晰度、超高清晰度)以及超薄技术方面进行相关技术研发 研究新材料、新工艺、新驱动波形、新型驱动电路与控制软件技术来提高PDP产品性能。　　3.有机发光显示器OLED共性技术　　主要技术内容：　　PM-OLED技术 大尺寸AM-OLED相关技术和工艺集成 氧化物基等TFT的研发及其在AM-OLED中的应用技术 LTPS技术 高性能有机发光材料、蒸镀掩模板及驱动IC等技术。　　4.低温多晶硅驱动技术　　主要技术内容：　　准分子激光退火(ELA)技术 金属诱导晶化(MIC)技术 固相结晶化(SPC)技术 氧化物TFT技术。　　(三)太阳能光伏　　1.万吨级多晶硅生产技术　　主要技术内容：　　以降低生产能耗，提高副产物综合利用率，降低生产成本为目标，开发新型节能还原炉，研究多对棒还原炉，提高三氯氢硅转化率，开发流化床生产技术，提高副产物二氯二氢硅、四氯化硅的回收水平，开发热氢化和冷氢化技术。　　2.高效晶硅电池制造技术　　主要技术内容：　　以提高电池转换效率，降低生产成本为目标，开发选择性发射极、背面接触、二次丝网印刷、高效绒面、正反面钝化、正面玻璃镀膜等技术。　　3.硅基薄膜电池制造技术　　主要技术内容：　　提升硅基薄膜电池转换效率，包括非晶硅单双节电池、非晶/微晶叠层电池、多节硅基薄膜电池等技术，降低薄膜电池衰减率，提高微晶沉积速率，开发大尺寸沉积技术，和沉积均匀性技术等。　　4.光伏设备　　主要技术内容：　　研究开发氢化炉、还原炉、多线切割机、丝网印刷机、烧结炉，薄膜电池所需的PECVD等设备技术。　　5.光伏辅料　　主要技术内容：　　研究开发切割线、光伏背板、TCO玻璃、银铝浆等产品的制造技术。　　(四)动力电池及超级电容器　　1.高效能、高一致性电池　　主要技术内容：　　一致性单体电池的自动化生产技术 电池组件、电池包与供电系统优化设计技术。　　2.超级电容器技术　　主要技术内容：　　提高超级电容器的比功率与比能量的材料技术和结构设计技术 超级电容器与电池混合应用系统的研究。　　(五)LED照明　　1.LED外延及芯片制造共性关键工艺技术　　主要技术内容：　　红光LED的衬底转移工艺技术，包括具有腐蚀终止层的高内量子效率外延片的生长技术，低欧姆接触透明电极的制作技术，高反射金属膜的制作技术，Si/GaAs衬底转移的金属键合技术，Si/GaAs衬底转移的化学剥离技术，金属键合型晶片的切割技术，金属键合型芯片全点测及分选技术 　　蓝光LED衬底转移工艺技术，包括图形衬底的制作技术，高内量子效率外延片的生长技术，低欧姆接触透明P电极的制作技术，低欧姆接触N电极的制作技术，表面粗化技术，衬底转移的剥离技术，衬底转移的金属键合技术，金属键合型晶片的切割技术，金属键合型芯片全点测及分选技术。　　(六)物联网技术　　1.物联网感知技术　　主要技术内容：　　传感器技术、射频识别(RFID)技术。　　(七)数字家庭音视频　　1.数字音视频编解码技术　　主要技术内容：　　DRA多声道数字音频编解码技术 AVS立体电视研发实验平台及产业化关键技术。　　(八)移动智能终端　　1.移动智能终端关键技术　　主要技术内容：　　移动智能终端操作系统 移动智能终端3G多模技术 高性能多核技术 移动智能终端定位技术 移动支付技术 移动智能终端新型触控技术。　　(九)计算机　　1.计算机关键技术　　主要技术内容：　　笔记本计算机设计技术 可信计算技术 基于国产CPU、OS的整机设计技术。　　(十)汽车电子　　1.节能与新能源汽车电子控制关键技术　　主要技术内容：　　电池管理技术 电机控制技术 整车控制技术 智能网络技术 车载信息系统技术。　　六、软件和信息技术服务业　　1.云计算软件技术　　主要技术内容：　　并行计算技术 海量数据存储技术 分布式编程模型 云计算平台管理技术 云计算安全技术。　　2.物联网软件技术　　主要技术内容：　　传感器嵌入式软件 普适人机交互技术 智能感知与识别处理技术 数据分析和挖掘技术。　　3.虚拟安全技术　　主要技术内容：　　虚拟交换技术 可信任动态测量根(DynamicRootofTrustMeasurement)技术 虚拟防火墙技术。　　4.信息技术服务支撑工具关键技术　　主要技术内容：　　IT资源监控技术 IT服务流程管理技术 知识管理关键技术 基于安全可控软硬件的信息系统集成相关接口、适配及优化关键技术。　　5.数字内容产业关键技术　　主要技术内容：　　虚拟现实技术 数字媒体技术 数字保存技术 增强现实技术 体感交互技术。　　6.云计算系统可靠性评测技术　　主要技术内容：　　云计算系统的失效检测技术 云计算系统数据隐私保护技术 云计算系统攻击检测技术。　　7.虚拟化技术　　主要技术内容：　　CPU级的虚拟化技术 硬件层的虚拟化技术(操作系统、虚拟机等) 操作系统之上的虚拟化技术(解释器等)。　　8.互联网软件技术　　主要技术内容：　　智能终端操作系统软件技术 搜索软件技术 浏览器软件技术 支付软件技术。　　9.计算机辅助工程软件关键技术　　主要技术内容：　　计算机图形技术 三维实体造型技术 数据交换技术 工程数据管理技术。　　10.计算机仿真软件关键技术　　主要技术内容：　　计算机真技术 仿真支撑平台技术 三维造型技术 有限元分析技术。　　11.云计算服务支撑平台关键技术　　主要技术内容：　　资源管理技术 平台资源虚拟化技术 多租户技术 海量数据管理技术 云计算平台运营管理技术。　　七、通信业　　1.IPv6过渡关键技术　　主要技术内容：　　IPv4网络与IPv6网络共存与互通技术 ISP和ICP网站IPv6改造技术。　　2.IPv6安全监控防护技术　　主要技术内容：　　IPv6内嵌IPsec加密的内容安全监控技术 根域名系统安全防护与应急技术 IPv6环境下网络信息安全管控机制技术。　　3.TD-LTE及LTE-Advanced关键技术　　主要技术内容：　　算法的开发和硬件实现技术 射频核心部件的制造技术 多模环境下网络和终端的交互技术 高制程芯片的设计和制造技术。　　4.TD-LTE及LTE-Advanced测量测试技术　　主要技术内容：　　TD-LTE及LTE-Advanced测试技术 TD-LTE及LTE-Advanced测试方法和一致性测试规范研究 TD-LTE及LTE-Advanced测试仪表关键技术。　　5.移动互联网关键技术　　主要技术内容：　　移动智能终端软件和硬件技术 移动智能终端与应用软件安全评测技术 移动互联网Web应用运行环境技术 移动互联网智能管道技术。　　6.云计算虚拟化运维关键技术　　主要技术内容：　　物理资源抽象与资源池构建技术 虚拟资源管理技术 面向运营的业务管理技术。　　7.宽带光通信技术　　主要技术内容：　　高速光传输技术 光电交换技术和光网络控制平面技术 以无源光网络(PON)为代表的宽带光接入技术。　　8.物联网关键技术　　主要技术内容：　　物联网应用软件中间件技术 物联网应用和运行开发环境技术 物联网信息应用标识技术 末梢网络节点组网技术 无线传感器网络和移动通信的结合技术。　　9.移动终端信息安全保护技术　　主要技术内容：　　漏洞即时检测及更新提示一体化的一键式安全防御技术 低能耗、启发式的移动网络监控与入侵检测技术 云模式的移动终端系统病毒木马扫描与清除技术。　　10.物联网系统可靠性及安全性评测技术　　主要技术内容：　　感知系统可靠性和安全性评测技术 传输系统可靠性和安全性评测技术 应用层系统可靠性和安全性评测技术。　　八、信息化和生产性服务业　　1.基于知识工程的信息资源应用技术　　主要技术内容：　　支持复杂装备产品研发设计的创新平台技术，促进复杂产品创新研发的规范化、信息化、集成化和协同并行化，减少研发过程中加工返工率30% 整合企业内外部信息资源的快速决策支持平台技术，建立科学决策和风险控制体系，提高大型集团企业决策能力 基于知识的大规模产品定制管理平台技术，提升产品的客户满意度 复杂产品多学科协同优化设计与创新技术 企业综合经济分析管理技术。　　2.服务型制造信息化支撑技术　　主要技术内容：　　大型复杂装备工程成套与服务支持技术，增加服务性收入20%以上 第三方专业化服务支持技术及平台，提高产业链的管理能力，降低产业链协作成本，降低供应链物流成本20%以上 区域性资源与能力服务支持技术及平台，降低业务成本20%以上。　　3.绿色制造与节能减排信息化综合支持技术　　主要技术内容：　　环境友好型产品生命周期集成技术 面向节能减排的生产设备综合自动化技术 面向节能减排的生产流程仿真分析与过程动态优化控制技术 助力节能降耗的质量综合增效管理技术。　　包括针对2～3个不同行业开始开展环境友好型的绿色设计制造集成，研发出3～5种环境友好型产品 建立生产流程数字模拟分析平台，研究开发企业制造执行与能源管控一体化动态优化和复杂工艺智能控制平台，提高生产效率8%，降低综合能耗5%，减少污染物的排放5%。　　4.基于物联网的工业品管控技术　　主要技术内容：　　多级供应链智能化协同管理技术 食品药品安全信息化监控管理技术。包括集成RFID系统与SCM/ERP/DRP/第三方物流系统，降低产业链协作成本和供应链物流成本 建立食品、药品等产业产品的过程质量监控系统及全球供应链质量追溯平台。　　5.产品和生产过程智能化支持技术　　主要技术内容：　　高端技术装备及智能化产品的开发技术 智能化生产过程监测控制系统技术 基于工业物联网的生产现场精益管控技术。包括支持高端智能化装备产品的远程诊断、在线检测、大修维修等服务，提高产品的附加值10%以上 开发与应用智能化生产过程监测控制系统，提高生产线的智能化控制水平和自动化程度 集成RFID系统与DCS/MES/ERP等系统，减少安全库存量20%。　　6.产业链及产业集群发展的支持技术　　主要技术内容：　　面向产业链的全球协作技术 面向区域的产业集群协同服务技术。包括构建支持产业链全球协作的协作平台，提高产品生产协同效率 研究企业集群协作技术并在典型区域应用，提高面向企业集群的公共服务能力，降低区域内部物流运输成本。　　7.企业信息化IT治理与综合集成技术　　主要技术内容：　　面向复杂装备产品的全生命周期集成技术 集团企业实时运营与综合集成管理技术 企业信息化规划与IT治理技术。包括构建面向复杂装备行业的全生命周期集成平台，实现大型复杂装备产品生产过程与总装过程信息的100%受控，降低型号研制数据状态和版本失控造成的差错率 建立流程产销一体化系统，整合企业外部供应链系统，缩短快速响应市场变化时间 增强信息技术对业务价值的贡献以及信息技术风险的规避能力，重点发展信息系统咨询设计、集成实施、运营维护、数据处理等支撑技术，提高企业的信息技术服务能力。　　8.面向精密制造业的自动测量技术　　主要技术内容：　　精密测量和检测软件技术 测量仪器专用的电控系统技术 高精度的三维移动检测平台技术。

1、技术简介　　光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射。弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分，非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分， 统称为拉曼效应。拉曼效应是光子与光学支声子相互作用的结果。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V. Raman所发现的拉曼散射效应，对于入射光频率不同的散射光谱进行分析，得到分子振动能级与转动能级结构，并作为分子结构和组成研究的一种分析方法，研究图谱的整体特性，可以鉴别物质。图1 C.V. Raman　　散射物分子处于原来电子基态，振动能级图如下图所示。当受到入射光照射时，激发光与此分子的作用引起的极化可以看作为虚的吸收，表述为电子跃迁到虚态，虚能级上的电子立即跃迁到下能级而发光，即为散射光。图2 散射物分子振动能级图　　假设散射物分子回到初始的电子态，则有三种情况。因而散射光中既有与入射光频率相同的谱线称为瑞利线，也有与入射光频率不同的谱线称为拉曼线。在拉曼线中，又把频率小于入射光频率的谱线称为斯托克斯线，而把频率大于入射光频率的谱线称为反斯托克斯线。图3 拉曼激发原理图　　拉曼光谱检测采用单色激光器照射待测样本，并用光谱仪检测该样本发出的反射拉曼散射光谱，再由计算机对样品发散光谱进行处理分析以计算该样本的组成、含量或属性。图4 拉曼检测原理图　　2 、应用说明　　拉曼光谱检测技术作为一种新的物质结构鉴定的分子光谱方法，在近几年里得到了非常迅速的发展。拉曼光谱可以表征材料，作为一种快速检测方法，借助检测物的“拉曼指纹图谱”，应用于鉴别，过程处理。与传统的快速现场检测方法相比，拉曼光谱方法具有无需样品前处理，无需破坏样品，检测速度快等优点。但由于拉曼技术本身具有的检测面积小、局部光功率过高等特点，使得拉曼技术在检测混合物、光敏感或热敏感样品时存在很大限制，影响了拉曼技术的实际应用范围。这就需要使用者根据实际检测物质本身的特点，衡量各项参数的平衡，来设计拉曼光谱系统，对于系统而言，选择正确的激光波长，考虑拉曼位移范围和分辨率之间平衡，选择合适的拉曼光谱仪，实现对物质的辨析。　　针对特殊的样品测试选择合适的拉曼系统，基于栅格环绕扫描技术，利用其拉曼信号的高信噪比，高灵敏度、高分辨率，更低的激光能量值。将拉曼光谱检测应用在非均一性、不均匀的样品检测中 更低更平均的激光能量，避免了测试样品的损坏。基于单点聚焦技术，利用其拉曼测试系统和细微系统整合的优越性，显微聚焦和测试焦点更好地实现匹配，针对液体和粉末样品，提供不同的激光通道和瓶装测试。　　安防检测：违禁品检测，毒品鉴别 　　基础研究：碳纳米管、石墨烯物质检测 　　医学诊断：临床医疗、癌症检测与诊断，药物成分分析。　　食品安全：农药残留分析，添加剂检测。　　3 、典型产品和配置　　拉曼光谱检测配置：　　1. 光谱仪：　　手持式拉曼系统：栅格环绕扫描技术 小巧、手持、便携性 两节5号电池可以工作长达11小时 通过扣除背景的算法更有效地提高了测试结果与数据库的匹配。　　手持式拉曼系统：栅格环绕扫描技术 可以测试瓶装等样品 激光测试聚焦可调节 激光、探头、检测器一整套解决方案，并且易使用。　　高灵敏度测量的拉曼显微系统：空间光耦合技术并不需要再配置使用显微镜 单点无偏差聚焦技术 配有样品瓶测试基座，提高不同样品检测的灵活性。　　3. 拉曼探头　　4. 激发光源　　5. 采样附件(探头支架等)　　6. 光谱仪控制软件　　典型配置　　典型产品：高灵敏度光谱仪，激发光源，滤光片，积分球，透反射支架，动态样品台，准直透镜　　4 、应用文章　　4.1 小型光谱仪违禁品检测的应用 图5 小型违禁物光谱检测设备　　4.2 便携式拉曼光谱系统用于毒品鉴别 　　罂粟碱、伪麻黄碱图6 毒品光谱图　　4.3 农药残留及非法添加剂的检测 图7 谷物农药残留光谱图　　4.4 药物成分分析图8 药物成分光谱图　　4.5 制药行业原辅料的检测。图9 透过无色玻璃瓶得到乙醇的拉曼图谱图10 透过棕色玻璃瓶得到苯甲醇和苯酚的拉曼图谱　　4.6 碳纳米管、石墨烯等物质的检测图11 碳纳米管、石墨烯等物质光谱图（来源：海洋光学）

p 　　由我国科学家自主研发的国内首台高平均功率太赫兹自由电子激光装置，日前在四川成都首次饱和出光。经第三方检测，实验真实可靠且装置运行稳定。我国太赫兹源从此正式进入自由电子激光时代。 /p p 　　8月29日，由中国工程物理研究院应用电子学研究所牵头的高平均功率太赫兹自由电子激光装置(CTFEL)首次饱和出光，并实现稳定运行。9月20日，经过专家组现场测试和中国兵器工业第205研究所第三方检测，CTFEL装置太赫兹频率在1.99THz、2.41THz和2.92THz三个频率点稳定运行，平均功率均大于10W，最高达到17.9W 微脉冲峰值功率均大于0.5MW，最高达到0.84MW。通过调节电子束能量和磁场强度，可以实现输出激光频率连续可调。 /p p 　　太赫兹(THz)辐射通常指频率在0.1THz—10THz区间的电磁辐射，波段位于微波和红外光之间，是人类尚未完全认识并很好加以利用的最后一个波(光)谱区间。物质的太赫兹光谱(包括发射、反射和透射)包含有丰富的物理和化学信息，研究有关物质在这一波段的光谱响应，探索其结构性质及其所揭示的新的物理内容已成为一个新的研究方向。自由电子激光(FEL)由于具有频率连续可调、功率大、线宽窄、方向性好、偏振强等优点，使得在同一台装置上实现太赫兹波段全覆盖的大功率理想太赫兹源成为了可能，故自由电子激光是目前该波段最有前途的高功率可调谐相干光源。 /p p 　　CTFEL装置是依托科技部支持的国家重大科学仪器设备开发专项“相干强太赫兹源科学仪器设备开发”项目，于2011年立项启动。作为一种新型相干强太赫兹光源，CTFEL装置在材料、生物医学等领域有着重要应用前景。 /p

近日，华南理工大学教授李志远团队成功造出一台全谱段白光激光器，其具备光斑明亮、光谱光滑且平坦、大脉冲能量的特点，能覆盖 300-5000nm 的紫外-可见-红外全光谱，单脉冲能量达到 0.54mJ。这样一台全谱段白光激光器的面世，可用于构建全谱段的超快光谱学探测技术，有望将激光技术推至世界领先水平，从而更好地服务于前沿研究。图 | 李志远（来源：李志远）基于本次成果，课题组将进一步构建全谱段的超快光谱学探测设备，届时有望对物质内部多个波段中的物理、化学和生命过程开展超快的精密探测，从而实现高速摄谱的技术能力，进而用于开展二维材料、锂离子电池、化学催化等领域的研究。本次研究中所涉及的光谱学技术，可以覆盖深紫外-可见波段的原子以及分子的电子跃迁吸收谱，也能覆盖近红外波段的半导体带间电子跃迁吸收谱、以及中红外波段的分子振动等。借此可以打造一种崭新的光谱学检测手段，对于那些使用传统手段所无法揭示的新现象和新规律，本次新手段很有希望填补相关空白。（来源：Light: Science & Applications）鉴于光学波段的光子和物质的电磁相互作用强度以及灵敏度，远远超过 X 射线光子与物质原子核、以及内壳层电子的电磁相互作用。而且，即便是 1mJ 量级的全谱段白光飞秒脉冲激光的光子亮度，也远远超过目前同步辐射 X 射线光源的亮度。“因此，全谱段白光激光器在物质科学和生命科学中所发挥的作用，也有望超过传统的同步辐射 X 射线光源。”李志远表示。日前，相关论文以《强紫外-可见-红外全谱段激光器》 （Intense ultraviolet–visible–infrared full-spectrum laser）为题发在 Light: Science & Applications，华南理工大学博士生洪丽红是第一作者，华南理工大学李志远教授、中国科学院上海光学精密机械研究所（上海光机所）李儒新院士担任共同通讯 [7]。图 | 相关论文（来源：Light: Science & Applications）助力解决 Science 125 个待解难题之一据介绍，作为一种崭新的激光光源，超宽带白光激光具有极宽带宽、高光谱平坦度、大脉冲能量、高峰值功率、高时空相干性等五大优点，能极大拓展激光技术的发展和应用范围。而如何构建一台覆盖紫外-可见-红外波段的全谱段白光激光器，同时拥有高峰值功率和高脉冲能量，是一个极具挑战的宏大目标。2020 年，Science 杂志将其列为 125 个前沿重大科学问题之一。主要原因在于，基于目前纯粹单一的激光器技术、二阶非线性变频技术、以及三阶非线性频率展宽技术，远不足以解决这一问题。过去十年，李志远团队基于自主开发的啁啾结构非线性铌酸锂晶体，结合大脉冲能量、高峰值功率的飞秒脉冲激光泵浦，利用二阶和三阶非线性协同作用的原创性物理机制，提升了白光飞秒激光的转换效率、频谱带宽、脉冲能量、光谱平坦度等指标。要想产生全谱段白光飞秒激光，需要达到两个先决条件：带宽超过一个光学倍频程的强泵浦飞秒激光光源，以及具有极大非线性频率上转换带宽的非线性晶体。不过，要想同时满足上述两个条件并非易事。为此，课题组使用光学参量啁啾脉冲放大技术，以及使用由充气空心光纤、纯铌酸锂晶体材料和啁啾极化铌酸锂晶体组成的极宽带非线性变频模块，将飞秒激光技术、二阶非线性变频技术、三阶非线性频率展宽技术加以综合，研制了这款全谱段白光激光器。其中，二阶和三阶非线性效应协同作用的原创性物理机制，是打造本次全谱段白光激光器的秘密。上述机制的好处在于，能够清除二阶非线性或三阶非线性方案中所存在的输出光谱性能不佳的限制。李志远表示：“全谱段白光激光有望成为激光技术发展历史上的一个里程碑，并能很好地回答 Science 杂志 2020 年的 125 个最前沿的科学问题，即人类能否造出与太阳光相似的非相干强激光。”（来源：Light: Science & Applications）让中国学界真正拥有属于自己的实验设备多年来，学界一直渴望产生像太阳光一样的白光激光。紫外-可见-红外全谱段白光激光的产生，则一直是激光技术等待攻克的堡垒，也是李志远团队努力追求的目标。十年来，该课题组历经 8 次阶段性成果的积累，才造出了上述全谱段白光激光器。2014 年，该团队将啁啾调制的概念引入一维铌酸锂晶体的周期设计中。在可调谐近红外光源的帮助之下，设计出多个不同啁啾度的准相位匹配晶体，让二次、三次谐波产生的非线性过程的相位失配，能够在单个晶体中得到补偿，借此实现宽带可调谐三基色光源的同时输出，也拉开了课题组“白光激光”之梦的序幕。2015 年，李志远让学生陈宝琴开展啁啾结构铌酸锂晶体中六次谐波产生的研究。在实验的关键阶段，李志远去现场看学生做实验，结果发现了又圆又白的激光束产生，这完全出乎意料之外。李志远觉察到这是一个“好东西”。仔细分析之后，确定啁啾结构铌酸锂晶体产生了二到八次谐波。在一个固体材料中产生高次谐波，这是一个前所未有的科学发现，也让课题组开始树立“白光激光”的梦想。随后，他们设计了啁啾结构非线性光子晶体，以中红外飞秒脉冲激光为泵浦源，在单块晶体中同时产生了超宽带二到八次谐波。其中，四到八次谐波形成 400-900nm 超宽带可见白光激光，其转换效率达到 18%。2014 年和 2015 年的这两项工作表明：该团队自主研发的铌酸锂晶体二阶非线性方案，可以支持宽带二次谐波产生。同时，也能支持宽带二次谐波和三次谐波产生，甚至支持基于级联三波混频的高次谐波产生，最终可以实现超宽带可见白光激光的产生。而要想产生全谱段白光飞秒激光，就需要继续深挖上述方案的潜能，以便满足产生全谱段激光所需要的苛刻条件：即泵浦激光脉冲带宽要足够宽，非线性晶体材料的准相位匹配带宽要足够大。2018 年，课题组选用更高能量的近红外飞秒脉冲激光作为泵浦源，针对相关泵浦条件设计出一款啁啾结构铌酸锂晶体，这块晶体在不同偏振状态之下，均能同时产生二次谐波和三次谐波。通过此他们首次发现了二阶和三阶非线性协同作用的新物理机制，并证明这一机制能够显著提升相关性能的指标。利用级联二次谐波和三次谐波方案，他们生成了 400-900nm 可见-近红外波段的可调谐白光激光，转换效率达到 30％。这一发现，也促使他们去发现产生白光激光的更优路线，即基于二阶和三阶非线性协同作用产生超连续白光激光的方案。在新路线的指导之下，他们设计出一块能同时产生二到十次谐波的宽带白光非线性晶体材料。针对这款白光非线性晶体材料，他们又采取 45μJ 脉冲能量的 3.6μm 中红外飞秒脉冲激光泵浦的设计方案，借此产生 25dB 带宽、覆盖 350-2500nm 的紫外-可见-红外超连续白光飞秒激光，单脉冲能量为 17μJ，转换效率为 37%。在此基础之上，他们继续优化二阶非线性和三阶非线性协同效应。期间，该团队发现石英玻璃的三阶非线性效应远远优于铌酸锂晶体，而特殊设计的铌酸锂啁啾非线性光子晶体可以同时使用高达十二阶次的准相位匹配。后来，他们利用 0.5mJ 的钛宝石飞秒脉冲激光器泵浦，来对熔融石英-啁啾极化铌酸锂晶体进行泵浦，最终实现 10dB 带宽覆盖 375-1200nm、20dB 带宽覆盖 350-1500nm 的超连续激光，单脉冲能量为 0.17mJ，转换效率为 34%。前面提到，课题组期望实现的白光飞秒激光具有五个高指标。因此，在追求极宽带宽范围的同时，他们还得实现更大的脉冲能量、更高的光谱平坦度。于是，该团队以高能量钛宝石主激光作为泵浦源，针对由熔融石英和啁啾极化铌酸锂晶体组成的级联光模块，对其整体非线性响应进行进一步的操纵，从而显著提高了白光飞秒激光的综合性能。期间，他们利用 3mJ 脉冲能量的钛宝石飞秒激光泵浦，对石英-超宽带白光非线性晶体级联模块进行熔融，基于二阶和三阶非线性协同作用的高效超宽带二次谐波产生方案，实现了 mJ 量级、3dB 带宽覆盖 385-1080nm 的超宽带白光飞秒激光。此外，自 2018 年起课题组联合一家外部公司研制了 3mJ/50 fs/1 kHz 钛宝石飞秒激光器，实现了相关仪器的国产替代。并以此作为泵浦源，和白光非线性变频模块加以结合，从而形成了成熟高效的白光飞秒激光生成方案，借此造出一款白光飞秒激光整机设备。以上成果也促使他们进一步思考：如何产生覆盖一到十次谐波的全谱段白光激光？为此，他们与上海光机所李儒新院士团队合作，提出一款非线性级联装置。这种装置可以满足以下两个条件：一个较强的带宽达到光学倍频的中红外泵浦激光光源；以及一个具有极大非线性频率上转换带宽的非线性晶体。随后，他们基于光学参量啁啾脉冲放大技术，研制出一种中红外飞秒脉冲激光器，它具有 3.5mJ、3.9μm 中心波长，可以起到泵浦激光光源的作用。接着，基于宽带二阶和三阶非线性变频模块，他们获得了光谱范围 25dB 带宽、覆盖 300-5000nm 的全谱段超连续白光飞秒激光。“至此，我们欣喜地发现借助强中红外飞秒激光作为泵浦源已经成功走通了全谱段白光激光产生的道路。”李志远表示。（来源：Light: Science & Applications）总的来说，课题组已经实现了“三高”型白光飞秒激光：大单脉冲能量（第一高）、300-5000nm 的频谱宽度（第二高）、高光谱的平坦度（第三高），基本涵盖了铌酸锂晶体的全部透光范围。接下来，他们将继续与李儒新院士团队合作，朝向更高目标前进，力争实现深紫外-紫外-可见-近红外-中红外-远红外的“三高”全谱段白光飞秒激光。假如可以实现，就能建造比拟同步辐射光源、以及自由电子激光光学波段的全谱段超连续激光光源。“届时，相信我们中国科学界将拥有属于真正自己的研究物质科学和生命科学的实验设备。”李志远最后表示。

油液监测系统基本由理化分析技术、铁谱技术、光谱技术、 颗粒计数技术、红外光谱技术组成。光谱技术(光谱仪)光谱技术(光谱仪)只能够区分磨损颗粒元素类别和数量，不能识别油液中磨损颗粒的形态、尺寸、颜色等直观形象的信息，因此光靠光谱分析的结果直接对摩擦副的状态作出判断有很大的困难；而且光谱仪检测的磨粒尺寸比较小，2微米效率最高，最大尺寸不超过10微米。铁谱分析技术铁谱分析技术是通过用物理方法将油液中的磨损颗粒和固体污染物分离出来，用显微镜检测其形貌、尺寸和数量。通过显微镜检测分析磨损颗粒，能鉴别设备的健康状态并确定一些潜在的危险状况。但由于铁谱分析是采用磁性分离磨粒的工作原理，对有色金属磨粒的灵敏度就远不及铁系磨粒。颗粒计数器颗粒计数器是检测液体(透明的油、水)中颗粒污染物含量的仪器(1～600um范围)，常用来评定液体(液压油、水)的污染度等级、过滤器过滤性能等。理化分析技术理化分析技术是通过分析油品的常规理化指标，主要有：粘度、闪点、水份、酸值、腐蚀性和不溶物等，来分析评定新油及设备在用油的质量。红外光谱技术红外光谱技术只反映分子结构的信息，对原子、溶解态离子和金属颗粒都不敏感，换言之在通过油液分析对设备状态进行监测时，红外光谱仪不能代替原子发射(吸收)光谱仪、铁谱仪、颗粒计数和理化性能分析。因此在以设备状态监测为目的的现代油液分析技术中，此五种技术-红外光谱分析技术、原子发射(吸收)光谱技术、铁谱技术以及颗粒计数技术和理化分析技术既各自独立存在又相互补充，成为用于油液监测的工业摩擦学实验室的基本配置。相关仪器红外光谱仪 定货号：DH108红外光谱仪使用傅里叶转换红外光谱仪(FTIR)对在用油品的质量和污染状况进行检测，可以检测油液衰化变质，氧化，水解，添加剂含量等，分析速度快，2分钟可得到所有参数的测试结果，应用于工矿企业，石化和运输行业。适用标准：ASTM E2412红外光谱法润滑油监测标准、GB/T 23801-2009中间馏分油中脂肪酸甲酯（生物柴油）含量的测定（红外光谱法）仪器特点：1、采用了抗振傅里叶干涉仪，从根本上解决了傅里叶红外光谱仪过于娇嫩，故障率过高的固有缺陷，使仪器可以适应各种恶劣环境的要求。2、采用了DTRANTM进样系统，不需清洗试剂，大大加快了分析速度，也避免了对操作人员的健康损害。3、仪器操作简单，软件界面友好，操作人员需简单培训就可以使用仪器。4、可以分析包括润滑脂在内的多种油液油脂而不需要样品处理。5、对各种油液中水分的测量下限达50ppm，从而提高了红外光谱仪的分析效能(其它红外光谱仪对水分的测量下限为500 ppm)。6、特有的各种油液分析方法库和各项指标的界限值数据库。技术参数：• 规 格：20×20×10 cm• 工作温度：-10oC至50oC• 进样系统：钻石透射池进样系统• 分 束 器：人造宝石• 光谱分辨率：最高为0.5cm-1• 分析速度：1-2分钟/每个样品• 光谱范围：7800-350 cm-1• 检 测 器：DTGS检测器• 信 噪 比：大于20000：1• 重 量：4Kg分析仪铁谱仪 定货号：DK101分析仪铁谱仪是一种借助磁力将油液中的金属颗粒分离出来，并按照颗粒的大小排列在基片上，并对颗粒的物理属性和磨损形态作出进一步分析的仪器。可以分析机械设备的磨损状态，更早地预报机械设备的异常状态。广泛应用于各类机械设备的磨损监控、磨擦状态及磨损机理的研究以及润滑油油品评定。仪器特点：1、采用8英寸工业级高清触摸屏，操作方便。2、油样和清洗液输送流量快慢可调，可满足不同分析要求。3、油样和清洗液采用独立双泵系统，减少故障。4、壳体采用2mm钢板，坚固稳定，并配有调水平装置，保证实验要求。5、磁性材料选用钕铁硼，保证磁力的耐久稳定。6、清洗瓶采用GL45标准瓶口，容量250mL。具有清洗液防溢功能。7、显微镜**国产可选，并配置图像分析系统。技术参数：• 磁场：狭缝中心最大场强1.0T 最大磁场梯度 5.0T/cm • 泵送系统：1～100级速度可调• 油样输送流量：0.16～2.5mL/min 快速：100ml/min• 清洗液输送流量：0.16～5.0mL/min 快速：100ml/min• 谱片： 铁谱片尺寸：0.17×24×60mm铁谱片安装倾角：2º、 3º、 4º（有级可调）• 定时器范围：0到99分钟（可蜂鸣）• 工作电源：AC220V，50Hz• 外形尺寸：400mm×300mm×300mm• 功 率：500W• 重 量：15KgA1033在线颗粒计数器是采用光阻（遮光）法计数原理，专门用于现场在线测量的、油液污染度等级检测装置。具有体积小、质量轻、检测速度快、精度高、重复性好等优点，可在高温高压等及其恶劣的条件下工作。适用于发动机油、齿轮油、变压器油（即绝缘油）、液压油、润滑油、合成油等油液，可广泛应用于航空航天、石油化工、交通港口、钢铁冶金、汽车制造等领域。适用标准：ISO4406、NAS1638、SAE4095、GJB420A、GJB420B、ГOCT17216、GB/T14039等仪器特点：1、采用光阻（遮光）法原理，使用高精度激光传感器，体积小、精度高、性能稳定。2、适用于现场的在线检测，可实时监测用油系统中的颗粒污染度。3、内置数据分析系统，能显示各通道粒径的真实数据并自动判定样品等级。4、可选配减压装置用于在线高压测量。5、具有体积冲洗和时长冲洗模式，方便用户对设备的使用和维护。6、内置校准功能，可按GB/T21540、ISO4402、GB/T18854等标准进行校准。7、可设定任意报警级别，实现污染度或洁净度检测。8、RS232或RS485接口，可连接电脑或其它设备进行数据监控、处理。9、超大存储，可选择存储在仪器内部或外部存储设备中。10、坚固外型结构，适合复杂工作环境。技术参数：• 光 源：半导体激光器• 流速范围：20-500mL/min• 检测样品粘度：≤350cSt• 在线检测压力：0.1-0.6Mpa（选配减压装置最高压力可达40Mpa）• 粒径范围：1-500μm（选用不同型号传感器）• 接口：USB接口、RS232接口、RS485接口• 数据存储：提供1000组数据存储空间，并支持优盘存储• 灵 敏 度：1μm或4μm（c) • 极限重合误差：10000粒/ml• 计数体积：1-999ml• 计数准确性：±0.5个污染度等级• 防护等级：IP56• 测试时间间隔：1秒-24小时• 检测样品温度：0-80℃• 工作温度：-20-60℃• 供 电：AC 220V±10%、50/60Hz或• DC12-40V• 重 量：1.1kg• 体 积：115×100×70mmA1010运动粘度测定仪适用于测定液体石油产品的运动粘度。运动粘度表示液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度，其值为相同温度下的动力粘度与其密度之比。是对油品等级及质量鉴别的重要理化性能指标之一。在实际应用中，选择合适粘度的润滑油品，可以保证机械设备正常、可靠地工作。适应标准：GB/T265应用领域：1、电力、石油、化工、环保及科研部门2、需测定石油产品运动特性的油品。仪器特点：1、仪器由PID控温、计时器、恒温装置、水浴等部分组成。恒温浴为小缸体圆缸、双层，浴内温度分布均匀，控温效果优良。2、液晶屏幕中文显示，人机对话界面，可对预置温度、当前日期时间等参数进行菜单提示式输入，执行元件采用SSR，其特点无触点，无动作噪声，无火花，耐振动，仪器使用寿命长。3、加热器及导流筒等浴内部件采用不锈钢制作，耐腐耐用。4、配有照明装置，光线亮度好，节能寿命长。5、自动计算毛细管常数与测试时间平均值的乘积；控温精度高，准确度好。6、可以计时试样运动时间，自动计算运动粘度的结果。7、标配：品氏粘度管； （可选）：乌氏管、芬氏管、逆流管。技术参数：• 测量范围：0-10000mm2/s • 控温设置：室温～99.9℃ • 装卡毛细管数量：4支• 恒温精度：±0.1℃• 试样量：10ml• 加热器功率：1000W• 工作电源：AC220V±10% 50Hz• 环境温度：5℃～40℃• 相对湿度：≤85%• 外型尺寸：545mm*370mm*500mm• 重 量：18.4kgA1020自动开口闪点测定仪采用模糊控制集成软件，模块化结构，符合国标、美标等标准。应用于铁路，航空，电力，石油行业及科研部门等。执行标准适应标准：ASTM D92、GB/T3536仪器特点：1、采用彩色液晶大屏幕显示，全中文人机对话界面，触摸屏式键盘，对预置温度、试样标号、大气压强、试验日期等参数具有提示菜单导向式输入功能。2、模拟跟踪显示升温与试验时间的函数曲线，具有中文操作软件提示修改功能，配有试验日期、试验时间等参数提示功能。3、配有标准RS-232计算机接口，下位机储存120组历史数据，与计算机相连可大容量存储数据并可长期保存，传送数据，上位机可修改下位机参数。4、可以计算大气压强的修正值。5、扫描、点火、检测、打印数据自动完成。6、电子引火，强制风冷。7、可检测燃点。技术参数• 工作电源：AC 220V±10%， 50Hz• 量程：室温～400℃；分辨性：0.1℃• 重复性：≤4℃ 再现性：≤8℃• 升温速度：符合GB/T3536标准• 点火方式：电子引火、气体火焰• 环境温度：5℃～40℃ • 相对湿度：≤85%• 功率：≤500W• 工作电源：AC 220V±10%，50Hz• 外形尺寸：520mm*360mm*310mm• 重量：16kgA1040自动酸值测定仪用于检测变压器油，汽轮机油及抗燃油等样品的酸值分析测量。仪器是通过机械、光学以及电子等技术的综合运用，采用微处理器，能够自动实现多样品切换、滴定、判断滴定终点、打印测量结果等功能，该系统稳定可靠，自动化程度高。应用于电力、化工、环保、石油等领域。适应标准：GB/T264 GB/T258仪器特点：1、液晶大屏幕、中文菜单、无标识按键。2、自动换杯、自动检测、打印检测结果，（可选配有自动定时加热功能，适用于粘度偏大的润滑油）。3、该仪器可对六个油样进行检测。4、采用中和法原理，用微机控制在常温下自动完成加液、滴定、搅拌、判断滴定终点，液晶屏幕显示测定结果并可打印输出，全部过程约需4分钟。5、用特制试剂瓶盛装萃取液和中和液，试剂在使用过程不与空气接触，避免溶剂挥发和空气中CO2的影响。技术参数：• 工作电源：AC220V±10％ 50Hz• 最大耗电功率：﹤100W• 测定范围：0.0001～0.9999mgKOH/g • 最小分辨率：0.0001 mgKOH/g• 测量准确度： 酸值＜0.1时 ±0.02 mgKOH/g酸值≥0.1时 ±0.05 mgKOH/g• 重复性：0.004 mgKOH/g• 环境温度：5℃～40℃• 相对湿度：≤85％A1070微量水分测定仪采用经典理论——卡尔• 费休微库仑电量法，依据电解定律反应的水分子数同电荷数成正比，仪器检测参加反应电荷数（库仑）自动换算成对应的水分子数，因此此方法测试精度高，测试成本低，能可靠的对液体、气体、固体样品进行微量水分的测定。具有高灵敏度、高精度、高再现性,低功耗节能设计，可内置蓄电池用于便携测量。广泛适用于石油、化工、电力、制药、商检、科研、环保等领域。执行标准适用标准：GB/T11133、GB/T11146、GB/T 7600、GB/T6023、GB/T6283、GB/T606等仪器特点：1、液晶彩色7寸触摸屏显示，自动平衡，人机对话界面，各种参数具有菜单提式输入，具有与电脑、wifi连接功能。2、配有试验日期、时钟等多种参数提示功能，微分检测，系统偏差自动修正，搅拌、检测、打印数据微机自动完成，具有μg水与ppm单位同时显示功能。3、操作简单，使用方便，测试准确、稳定、易操作，是试验室理想的测量仪器。技术参数• 测量范围：3μg～100mg• 电解速度：≤2.4毫克／分• 分 辨 率：0.01μg• 准 确 度：10μg～1mgH2O ±3μg 1mgH2O 以上为3%（不含进样误差）• 终点显示：信息显示、蜂鸣器响、终点指示灯亮• 显示时钟：年 月 日 小时 分钟 秒（掉电保持）• 打 印 机：16个字符针式打印，纸宽44毫米• 电源电压：AC220V±10%，50Hz

会议现场 　　3月28日，科技部高技术中心组织专家对中科院半导体研究所承担的863新材料领域主题项目课题“高功率激光器产业化关键技术”进行了中期检查。 　　半导体所副所长陈弘达、项目首席专家林学春研究员、课题负责人侯玮研究员等参加了会议。检查专家来自清华大学、华南理工大学、北京大学等高校。 　　在听取了课题的进展报告，并现场考察了课题研制的高功率激光器样机后，检查专家一致认为该课题的执行情况良好，取得了重要进展，按照合同书的年度计划要求全部达到或超过了任务书的考核指标，并对下一步的工作给出了建议。

一个国际科学家联合小组设计了新的强大激光系统，该系统有上千个光纤激光(fiber lasers)的阵列组成，可以用来在实验室进行基础研究和更加广泛的应用，如质子治疗和原子核嬗变。 　　激光可以提供非常短暂的测量手段，可以精确到飞秒(10^-15)，瞬间释放的功率可以高达10^15瓦，是全球发电功率的上千倍。然而，阻碍高强度激光广泛应用的有两个方面：一是高强度激光通常每秒只能发出一个脉冲，而实际应用中则要求能提供上万次脉冲 二是高强度激光能量利用率非常低，输出的激光能量只是输入电能的很小一部分，大部分以热能的形式散发，在实际应用中要保持稳定的高功率输出是非常不经济的。 　　最新研发的这种&ldquo 光纤激光&rdquo 阵列不但能提供稳定的光脉冲，而且能量利用效率也大大提升。科学家可以利用它研制一种紧凑型粒子加速器(Compact accelerators)，可以在数厘米的距离上把粒子的能量提升到很高的水平，而传统的粒子加速器的加速距离则高达数公里。当今天的加速器体积做的越来越大，耗资越来越高的时候，这种用激光驱动的加速器会越来越受到青睐，或许新一代LHC会采用这种手段。 　　紧凑型加速器在医学领域也有很强的应用需求，可以用来对癌症病人进行质子治疗。在工业领域可以用来处理核反应堆生成的核废料，缩短放射性同位素的半衰期，从数十万年降低到几十年、甚至更短，大大减少了对环境的危害性。

我国云南楚雄拥有优越的自然生态资源，经济发展急需清洁能源支持。近日，京仪绿能公司和裕昆新能源在北京签约，京仪绿能中标裕昆新能源的云南楚雄4MW光伏电站的EPC总包服务，助力楚雄彝族自治州绿色发展。项目将应用京仪绿能自主知识产权JYNB-250KHE高效250kW光伏逆变器。 　　据介绍，太阳能电池产生的直流电必须通过逆变器转化成交流电才能用于民用和生产，转化过程中不可避免要损失一部分能源。大功率光伏逆变器占系统成本10%—15%，逆变器的能源转化效率决定了光伏发电系统投资回报率。目前国外龙头企业SMA占据该领域44%的市场份额，国内多数光伏企业依赖进口，进一步增加了本已高昂的发电成本。 　　今天举行的签约仪式上，京仪绿能自主知识产权JYNB-500KHE大功率高效500kW逆变器首次亮相，公司副总经理黄晓红表示，今年6月，该逆变器通过国家“金太阳”认证，包括环境测试、EMC测试、性能测试等。经检测最高转换效率为98.8%，居我国光伏太阳能行业首位。逆变器采用模块化设计理念，具有功率密度比高，结构紧凑、方便更换维护的竞争优势；其效率高、效率曲线陡峭，在国内已经发布的产品中优势明显；在进行暗室辐射和辐射抗干扰度测试等EMC测试中均一次性顺利通过，并且参数远低于行业标准。

美国斯坦福大学（Stanford University）开发了用于分析血液和废水的人工智能（AI）辅助方法。微生物的可靠检测和鉴别对于医学诊断、环境监测、食品生产、生物防御、生物制造和药物开发至关重要。虽然病原体检测通常使用体外液体培养方法，但据估计，使用目前的实验室方法，可以轻松培养的细菌种类不到所有细菌种类的2%。此外，在这2%中，根据细菌种类的不同，培养过程可能需要数小时到数天不等。因而由于诊断进程缓慢，在等待细菌培养结果时通常使用广谱抗生素，导致抗生素耐药细菌数量惊人地增加。拉曼光谱是一种无标记振动光谱技术，最近已成为一种有前途的细菌种类鉴别平台。由于每个细胞种类和菌株都有独特的分子结构，因而它们具有可用于鉴别的独特的光谱指纹。与基于核酸的检测方法（如聚合酶链式反应（PCR））和基于蛋白质的检测方法（如基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱（MALDI-TOF）和酶联免疫分析（ELISA））相比，拉曼光谱检测技术只需很少或不需要使用试剂或标记，设备成本相对较低，并具有无扩增检测的潜力。此外，拉曼光谱检测技术是一种无损技术，首先，其激发激光功率很低，使细胞可以保持活性；其次，测量结果基本不受细胞中水分的干扰；最后，检测只需非常小的样本量。与等离子体或米式共振纳米颗粒结合，拉曼光谱信号平均可以增强10⁵-10⁶倍，最高可增强10¹⁰倍，从而实现对细胞的快速检测。由于这些优势，拉曼光谱检测技术已经成功地应用于基因分析、蛋白质检测，甚至单分子检测。最近的工作也显示了拉曼光谱检测技术在细胞鉴别方面的令人兴奋的进展，包括细菌鉴别、免疫分析和活体活检。然而，为了提高拉曼光谱检测技术的临床和工业实用性，它必须与简便的样本制备方法相结合。据悉，近期，美国斯坦福大学的一个研究项目开发了一种细菌鉴别技术，该技术结合了表面增强拉曼光谱（SERS）、机器学习和用于样本制备的生物打印方法。这项研究近期以“Combining Acoustic Bioprinting with AI-Assisted Raman Spectroscopy for High-Throughput Identification of Bacteria in Blood”为题发表在Nano Letters期刊上。拉曼光谱技术用于细菌鉴别原理示意图据参与该项目的研究人员称，传统培养方法可能需要数小时或数天，作为传统培养方法的替代方法，这种新方法可以快速、廉价、更准确地对许多不同液体进行微生物分析。斯坦福大学Fareeha Safir说：“不仅每种细菌都表现出独特的光谱特征，而且给定样本中几乎所有其他分子或细胞都是如此。样本中的红细胞、白细胞和其他成分都在发送自己的信号，因此很难从其他细胞的噪音中区分微生物的光谱信号。”要解决这个问题，研究小组需要考虑的是如何利用极少量的样本达到最好的细胞分离效果，尽可能多地去除不必要的光谱信号。为了解决这一挑战，该研究借鉴了喷墨打印技术的原理，使用了一种被称为声学微滴喷射（ADE）的技术。在使用声学微滴喷射技术时，超声波将聚焦在流体-空气界面，产生辐射压力，从而使液体表面喷射出液滴，其液滴大小与换能器的频率成反比。从细胞原液中喷射出的图案化液滴未来的即时检测技术该平台的拉曼面利用金纳米棒（GNRs）进行表面增强，将金纳米棒引入样本液体中，通过声学打印操作将细菌和金纳米棒都沉积到镀金载玻片上。声学打印平台和共聚焦拉曼装置示意图该研究团队在其发表的论文中评论道：“这项试验首次展示了利用微观生物实体和纳米颗粒进行的多组分样本的稳定而精确的高频声波打印。”此外，在该项试验中，基于拉曼光谱的分析被应用于大肠杆菌、葡萄球菌，以及小鼠红细胞样本，并使用之前从均匀细胞样本中训练的机器学习算法来鉴别不同类别样本的拉曼光谱特征。利用拉曼光谱信号鉴别用金纳米棒（GNRs）打印的细胞样本基于机器学习算法和拉曼光谱技术鉴别大肠杆菌、葡萄球菌，以及小鼠红细胞样本结果显示，该系统对细胞纯样本的分类准确率超过99%，对细胞混合样本的分类准确率为87%。此外，使用金纳米棒和不使用金纳米棒的检测结果证实，拉曼光谱信号在生物打印样本中会发生表面增强，其放大倍数高达1500倍。根据该研究团队的说法，该方法可以帮助推进基于拉曼光谱的研究、临床诊断和疾病管理，为未来的即时检测系统提供基于流体的生物标志物微创检测。该平台也可以应用于其他液体的检测，比如公共卫生监测领域的饮用水检测。研究团队成员Amr Saleh说：“这是一种创新的解决方案，有可能挽救生命。我们对该方法潜在的商业化机会感到兴奋，这可以帮助重新定义细菌检测和单细胞表征的标准。”

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息技术研究中心冯衍研究员领衔的课题组，在高功率拉曼光纤激光器研究中取得新进展。提出了一种镱-拉曼集成的光纤放大器结构，有效地解决了拉曼光纤激光器功率提升的主要技术瓶颈问题，在1120nm波长，首次获得580W的单横模线偏振拉曼光纤激光和1.3kW的近单模拉曼光纤激光输出。 　　近年来，高功率光纤激光器发展迅速。1&mu m波段的掺镱光纤激光器，近衍射极限输出功率可达20kW，多横模输出功率可达100kW。尽管如此，稀土掺杂光纤激光器的输出波长，因稀土离子能级跃迁的限制，仅能覆盖有限的光谱范围，限制了其应用领域。基于光纤中受激拉曼散射效应的拉曼光纤激光器是拓展光纤激光器波长范围的有效手段。 　　该项研究中，在一般的高功率掺镱光纤放大器中注入两个或多个波长的种子激光，波长间隔对应光纤的拉曼频移量。处于镱离子增益带宽中心的种子激光率先获得放大后，在后续光纤中作为泵浦激光对拉曼斯托克斯激光进行逐级放大。初步的演示实验获得了300 W的1120nm拉曼光纤激光输出 接着采用较大包层(400&mu m)的光纤，获得了580W的单横模线偏振拉曼光纤激光和1.3kW的近单模拉曼光纤激光输出。结果发表于《光学快报》(Optics Letters)和《光学快讯》(Optics Express) [Opt. Lett. 39, 1933-1936 (2014) Opt. Express 22, 18483 (2014)]。鉴于目前高功率掺镱光纤激光器均采用主振放大结构，新提出的光纤放大器结构可用于进一步提升拉曼光纤激光的输出功率。初步的数值计算也表明，该技术方法有望在1～2&mu m范围内任意波长获得千瓦级激光输出。 　　该项研究得到了中国科学院百人计划、国家&ldquo 863&rdquo 计划、国家自然科学基金等项目的支持。 　　 千瓦级掺镱-拉曼集成的光纤放大器结构示意图 　　 输出功率随976 nm二极管泵浦功率的变化曲线，其中的插图为最高输出时的光谱。

从中国科学院长春光学精密机械与物理研究所了解到，由该所研究员王立军带领的课题组攻克了大功率半导体激光器关键核心技术，成功开发出千瓦量级、高光束质量、小型化的各种半导体激光光源，并将成为工业激光加工领域的新一代换代产品。 　　王立军对记者说，大功率半导体激光器是激光加工、激光医疗、激光显示等领域的核心光源和支撑技术之一。由于西方发达国家掌控着大功率半导体激光器关键核心技术，长期以来，我国工业用激光加工设备不得不依赖进口。 　　王立军介绍说，他们的团队历经数年努力，通过激光光束整形、激光合束等关键技术，实现了高光束质量半导体激光大功率输出。 　　据了解，日前由王立军团队承担的这项研究——“高密度集成、高光束质量激光合束高功率半导体激光关键技术及应用”荣获了2011年度国家技术发明奖二等奖。项目组已经开始与一汽集团和北车集团接洽，尝试将这项技术应用于汽车制造等领域。

近日，来自西安电子科技大学、哈尔滨工业大学可调谐（气体）激光技术国家级重点实验室的联合研究团队发表了《T型光声池的光声光谱技术用于基于三重共振模态的多组分气体的同时检测》论文。Recently, the joint research team from School of Optoelectronic Engineering, Xidian University, National Key Laboratory of Science and Technology on Tunable Laser, Harbin Institute of Technology, published an academic papers T-type cell mediated photoacoustic spectroscopy for simultaneous detection of multi-component gases based on triple resonance modality 油浸式电力变压器是现代电力分配和传输系统中最重要的绝缘设备之一。通过同时测量绝缘油中的溶解气体，如一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）和乙炔（C2H2），可以在电力变压器的过热、电弧和局部放电故障的早期诊断中提供合适的解决方案。变压器故障主要可分为过热故障和放电故障。CO、CH4和C2H2的含量变化是变压器故障的主要指标。过热故障包括裸金属过热、固体绝缘过热和低温过热。裸金属过热的特征是烃类气体（如CH4和C2H2）浓度的上升。上述两种气体的总和占总烃类气体的80%以上，其中CH4占较大比例（30 ppm）。CO的浓度（300 ppm）强烈指示固体绝缘过热和变压器故障中的低温过热。当变压器处于放电故障时，C2H2会急剧增加（5 ppm，占总烃类气体的20%-70%）。因此，本研究选择CO、CH4和C2H2作为目标分析物。传统的多组分气体定量检测方法，如气相色谱仪、半导体气体传感器和电化学传感器，在实时监测、恢复时间、选择性和交叉敏感性方面存在一定限制。基于光声光谱技术的光学传感器平台具有高灵敏度、高选择性、快速响应、长寿命和成熟的传感器设备等优点，在多组分气体传感领域发挥着重要作用。已经开发出多种基于光声光谱技术的多组分气体传感器模式，如傅里叶变换红外光声光谱模式、基于宽带检测的热辐射体或黑体辐射体使用多个带通滤波器、多激光器与时分复用（TDM）方法的结合，以及采用多共振器和频率分割复用（FDM）方案。然而，由于宽带光源的相对弱强度，弱光声（PA）信号易受到背景噪声的干扰，这是高灵敏度检测的主要障碍。Oil-immersed power transformer is one of the most important insulation equipment in modern power distribution and transmission systems. Simultaneous measurements of the dissolved gases in insulating oil, such as carbon monoxide (CO), methane (CH4) and acetylene (C2H2), can represent a suitable solution in early diagnosis of overheating, arcing and partial discharge failures of power transformers . Transformer fault can mainly be divided into overheating fault and discharge fault. The content changes of CO, CH4, and C2H2 are the main indicators of transformer failure. Overheating fault includes bare metal overheating, solid insulation overheating and low temperature overheating. The bare metal overheating is characterized by the rising concentration of hydrocarbon gas, such as CH4 and C2H2. The sum of the above two gases accounts for more than 80% of the total hydrocarbon gas, and CH4 accounts for a larger proportion (30 ppm). The concentration of CO (300 ppm) strongly indicates the solid insulation overheating and the low temperature overheating in the transformer failure. When the transformer is in discharge fault, the C2H2 will increase dramatically (5 ppm, 20%&minus 70% of the total hydrocarbon gas). Therefore, CO, CH4, and C2H2 are selected as the target analytes in this work. The traditional quantitative detection of multiple analytes, such as gas chromatographs, semiconductor gas sensors and electrochemical sensors, were limited in terms of real time monitoring, recovery time, poor selectivity and cross sensitivity. Photoacoustic spectroscopy (PAS)-based optical sensor platforms, which feature the advantages of high sensitivity, high selectivity, fast response, long lifetime and well-established sensing devices, have played an important role in the field of multi-component gas sensing. Various PAS-based multi-gas sensor modalities have been developed, such as Fourier transform infrared PAS modality, broadband detection based thermal emitters or blackbody radiators using several band-pass filters, the use of multi-lasers combined time-division multiplexing (TDM) methods , and multi-resonators with frequency-division multiplexing (FDM) schemes. Due to the relatively poor intensity of the broadband source, the weak photoacoustic (PA) signals were sensitively affected by the background noise, which was a major obstacle to highly sensitive detection. 由于吸收和共振圆柱体共同决定了其共振频率，设计并验证了一种T型光声池作为适当的传感器。通过引入激励光束位置优化，从模拟和实验中研究了三种指定的共振模式，呈现了可比较的振幅响应。使用QCL、ICL和DFB激光器作为激发光源，同时测量CO、CH4和C2H2，展示了多气体检测的能力。A T-type photoacoustic cell was designed and verified to be an appropriate sensor, due to the resonant frequencies of which are determined jointly by absorption and resonant cylinders. The three designated resonance modes were investigated from both simulation and experiments to present the comparable amplitude responses by introducing excitation beam position optimization. The capability of multi-gas detection was demonstrated by measuring CO, CH4 and C2H2 simultaneously using QCL, ICL and DFB lasers as excitation sources respectively.图片显示了配备了T型光声池的基于PAS的多组分气体传感器配置的示意图。使用三个激发激光器作为激光源，包括DFB ICL（HealthyPhoton，型号HPQCL-Q）、DFB QCL（HealthyPhoton，型号QC-Qube）和NIR激光二极管（NEL），分别在2968 cm&minus 1、2176.3 cm&minus 1和6578.6 cm&minus 1处发射，以实现对CH4、CO和C2H2的同时检测。ICL、QCL和NIR激光二极管在目标吸收波长处的光功率分别为8 mW、44 mW和32 mW，通过热功率计（Ophir Optronics 3 A）进行测量。所有激光源都通过调节电流和温度控制来驱动。A schematic diagram of PAS-based multi-component gas sensor configuration equipped with the developed T-type PAC is shown in Fig. Three excitation laser sources, including a DFB ICL (HealthyPhoton, model HPQCL-Q), a DFB QCL (HealthyPhoton, model QCQube) and an NIR laser diode (NEL) emitting at 2968 cm&minus 1, 2176.3 cm&minus 1 and 6578.6 cm&minus 1, were employed to realize the simultaneous detection of CH4, CO and C2H2. The optical powers of the ICL, QCL and NIR laser diode measured by a thermal power meter (Ophir Optronics 3 A) at the target absorption lines were 8 mW, 44 mW and 32 mW, respectively. All the laser sources were driven by tuning the current and temperature control.Fig. The schematic diagram of multi-resonance PAS-based gas sensor configuration equipped with the developed T-type PAC for multi-component gas simultaneous detection. Operating pressure: 760 Torr.HealthyPhoton, model HPQCL-QHealthyPhoton, model QCQube结论建立了基于T型光声池的多共振光声光谱气体传感器，并验证其能够进行多组分同时检测，达到ppb级别的灵敏度。通过有限元分析（FEA）模拟优化和实验光束激发位置设计，三个指定的谐振频率的光声响应相互比较，确保了同时检测多种微量气体的高性能。选择了CO、CH4和C2H2这三种可燃气体作为目标气体，使用QCL（4.59 µ m，44 mW）、ICL（3.37 µ m，8 mW）和NIR激光二极管（1.52 µ m，32 mW）作为入射光束进行同时检测验证。F1模式下，光束照射到缓冲腔体壁上，信噪比（SNR）相比通过吸收圆柱体的情况提高了4.5倍。实验得到了CO、CH4和C2H2的最小检测限（1σ）分别为89ppb、80ppb和664ppb，对应的归一化噪声等效吸收系数（NNEA）分别为5.75 × 10&minus 7 cm&minus 1 W Hz&minus 1/2、1.97 × 10&minus 8 cm&minus 1 W Hz&minus 1/2和4.23 × 10&minus 8 cm&minus 1 W Hz&minus 1/2。对湿度交叉敏感性进行改进的研究提供了对光声光谱传感器在湿度松弛相关效应方面的更好理解。利用单个光声腔体和单个探测器进行多组分气体传感的这种开发的光声光谱模式，具有在电力变压器故障的早期诊断方面的独特潜力。Conclusions A T-type cell based multi-resonance PAS gas sensor was established and verified to be capable of multi-component simultaneous ppb-level detection. By the FEA simulation optimization and experimental beam excitation position design, the PA responses of the three designated resonant frequencies are comparable which guarantees the high performance of multiple trace gas detection simultaneously. The three combustible species of CO, CH4 and C2H2 were selected as target gases for the simultaneous detection verification using a QCL (4.59 µ m, 44 mW), an ICL (3.37 µ m, 8 mW) and a NIR laser diode (1.52 µ m, 32 mW) as incident beams. The SNR for F1 mode with the beam irradiating on the buffer wall was increased by 4.5 times than that of passing through absorption cylinder. The experimental MDLs (1σ) were achieved as of 89ppb (CO), 80ppb (CH4) and 664ppb (C2H2) have been acquired, respectively, corresponding to the NNEA coefficients of5.75 × 10&minus 7 cm&minus 1 W Hz&minus 1/2, 1.97 × 10&minus 8 cm&minus 1 W Hz&minus 1/2 and 4.23 × 10&minus 8 cm&minus 1 W Hz&minus 1/2. An improved humidification investigation regarding cross-sensitivity analysis provides a better understanding of PAS sensors in humidity relaxation related effects. This developed PAS modality of utilizing a single PAC and a single detector for multicomponent gas sensing exhibits unique potential for early diagnosis of power transformer failures.Fig. 1. Simulated spectral distribution characteristics of CO, CH4 and C2H2 based on HITRAN Database. Temperature and pressure: 296 K and 1 atm respectively.Fig. 2. Schematic structure of the developed T-type PAC.Fig. 3. Simulated sound pressure distribution of T-type PAC model for the three selected resonance modes by FEA method. Color bar: Simulated sound pressure (Pa).Fig. 4. Simulation results of the T-type PAC acoustic characteristics with the incident beam position optimization. (a) and (b): Two different incident ways of the excitation beam (c), (d) and (e): The simulated pressure amplitude response vs. frequency for F1, F2 and F3 detection, respectively.Fig. 6. The experimental results of PA signals for different resonance modes by scanning the incident excitation beam. (a) Schematic diagram of the light source scanning process in the T-type PAC. Dashed line: Central axis. (b) The PA amplitude of 100 ppm CO vs. the beam position of ICL source. (c) The PA amplitude of 50 ppm CH4 vs. the beam position of ICL source. (d) The PA amplitude of 50 ppm C2H2 vs. the beam position of DFB laser diode. Insert: The irradiated surface of PAC.Fig. 7. The experimental results for CH4 detection with the incident beam position optimization. (a) Two different ways (I1, I2) of incident excitation beam using ICL for CH4 measurement (b) The PA amplitude vs. frequency of F1 for the two incident ways (c) The PA spectra of 100 ppm CH4 in the ICL tunning range using both incidence ways (d) The PA signal amplitude of CH4 vs. gas concentration for two incidence ways.Fig. 8. Noise level analysis of F1, F2 and F3 modes for two incidence ways.Fig. 9. Experimental frequency responses of the developed T-type PAC.Fig. 10. The PA signal amplitudes vs. laser modulation amplitudes for multi-component gas sensing. (a) The ICL modulation amplitudes for 100 ppm CH4 detection (b) The QCL modulation amplitudes for 400 ppm CO detection (c) The NIR laser diode modulation amplitudes for 100 ppm C2H2 detection.Fig. 11. The experimental results for simultaneous detection of multi-component gases. (a), (b) and (c): Measured 2f-PAS spectral scans of the CO, CH4 and C2H2 absorption features for F1, F2 and F3 modes, respectively.Fig. 12. Schematic of the improved humidification system for humidity control.引用：Le Zhang, Lixian Liu, Xueshi Zhang, Xukun Yin , Huiting Huan, Huanyu Liu, Xiaoming Zhao, Yufei Ma, Xiaopeng Shao,T-type cell mediated photoacoustic spectroscopy for simultaneous detection of multi-component gases based on triple resonance modality,Photoacoustics 31 (2023) 100492.https://doi.org/10.1016/j.pacs.2023.100492

某现场安装激光二极管的制造公司需要一种可靠的方法用于现场测量激光功率，而无需带回实验室进行测试。激光测量系统需要完全由电池供电，因为现场没有电源。Labsphere（蓝菲光学）根据客户要求提供一套独立的、便携式且耐用的激光功率测试系统。Labsphere （蓝菲光学）提供标准的激光二极管测量积分球； 然而，还需将新功能整合到系统中，使其能被带到现场测试。 由此产生的一个小而轻的积分球系统，能够在世界任何地方进行可靠的激光功率测量。1.5 英寸开口端，用于轻松安装激光二极管组件针孔滤光片后面的制冷型 InGaAs 探测器，用于在功率低至 200 μW 的情况下进行红外范围内的辐射测量两个 FC/PC 适配器，允许通过光纤连接额外的探测器Spectralon® 漫反射材料，在 UV-VIS-NIR 范围内提供近乎完美的朗伯反射，以优化测试结果的准确性为 TE 冷却器和充电装置供电的可充电电池组轻巧的手持式塑料支架可固定每个组件，并带有泡沫内衬派力肯手提箱，可确保安全运输特点电池组可为系统供电数小时，为一个项目中的多项测试提供充足的时间每个组件都包依附在安装板上，提供了极大的可移动性，而手提箱确保了产品运输过程中的安全性InGaAs 探测器在近红外范围内提供可靠的校准测量，附加的光纤适配器使系统能够灵活地在其他范围内或使用光谱仪执行附加测试Spectralon 极高的漫反射率，以及积分球内的挡板几何形状，很大限度地提高了光照射到探测器上的均匀性Labsphere（蓝菲光学） 的 HELIOSense 软件进行实时数据收集、存储和可视化，使测试变得简单易行。光谱响应

4月21日，中国科学院条件保障与财务局在光电研究院组织召开了国家重大科研装备研制项目&ldquo 高功率纳秒激光器及精密探测仪器研制&rdquo 实施方案研讨暨项目启动会。会议由副局长曹凝主持，中科院副秘书长吴建国出席了会议并讲话，院内外10多位专家和项目监理组成员参加了会议。 　　项目负责人、光电院副院长樊仲维代表项目组作了汇报。曹凝介绍了本次会议的目的和要求，宣布项目正式启动，项目监理工作同步开展。与会专家重点就项目实施方案、研制计划、管理措施以及知识产权保护等方面进行了深入研讨，提出了许多宝贵的意见和建议。 　　吴建国在项目启动会上提出了三点要求：一是科研装备要研以致用。在项目目标设定和研制过程中，要加强与用户的沟通，提前做好需求分析，加快研制周期，确保装备研制成功后得到真正应用。二是要提高关键部件的国产化率。项目单位要敢于挑战，深入分析，加强关键部件的自主研制，真正实现打破禁运的目的。同时，要通过制定鼓励优先使用自主研制装备的政策，加大设备的扶持推广使用力度，不断检验和提升仪器设备的性能和指标，从而提升我国重大装备研制的自主创新能力。三是要多快好省，保质保量完成研制任务。要加强项目过程管理，充分发挥技术专家组和监理组的作用，及时发现问题并找到解决措施，全力攻关，力争实现项目资金使用效益最大化。

背景 许多电子电器产品由于功能、 性能或生产技术的需要，含有大量如铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）等有毒有害物质或元素。长期接触这些含毒有害物质的电子信息产品，会对人体健康造成不良影响；若废弃后处理不当，更会对生态环境造成危害。为管控电子信息产品污染，欧盟于2003年通过了RoHS指令，我国也于2006年发布了《电子信息产品污染控制管理办法》，对电子电气设备产品中铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯 (PBB)和多溴二苯醚 (PBDE)等六种有害物质做出限定。难点分析 电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）、微波消解仪是标准指定的重金属分析检测和前处理仪器。 但电子电器产品涉及部件种类众多、材料成分复杂，尤其是塑料、陶瓷、合金等成分需要超高温高压用于样品消解，一般的微波消解仪难以将其彻底消解； 且合金、塑料等样品基质十分复杂，基体光谱干扰严重，对仪器的基体耐受性和抗干扰能力带来极大挑战。 杭州海康威视数字技术股份有限公司是国内通讯行业著名的制造商，产品涵盖公安、电讯、交通、司法等多个领域。秉持对产品质量高度负责的原则，海康威视对产品及原料中重金属及杂质元素进行严格管控，对ICP-OES这一元素分析检测仪器有刚需。受制于美国《出口管理条例》，同时国内实验室高端分析仪器行业也逐渐发展成熟，海康威视把目光投向了国内。通过分析市场现状，了解相关企业的发展情况及其主要产品，最终选择了谱育科技。 杭州谱育科技发展有限公司（聚光科技实验室板块高端科学仪器平台）是国内领先的实验室高端分析仪器制造商，研发的EXPEC 6500 型ICP-OES各项性能指标不亚于进口水平，独有的全谱实时校准技术保证长时间测样分析结果的准确性，垂直炬管设计、新增的iStandby模式，可大为节省氩气用量，搭配耐300℃、200Bar的超级微波化学工作站EXPEC 790S进行消解前处理，完美适配电子电器产品元素测试需求。 使用EXPEC 790S超级微波化学工作站，升温至260℃，在预加压模式下对电线表皮、塑料外壳及合金部件样品进行彻底、高效的消解。样品消解后直接定容，用EXPEC 6500 型ICP-OES检测Pb、Cd含量， R2均 0.999，RSD均 产品特点： 基体耐受性强：垂直炬管，功率1600W连续可调，具备更强的抗基体干扰能力； 高低浓度同时检测：大面阵防溢出ECCD，智能积分以获得最佳信噪比、高动态线性范围； 干扰校正功能：多种干扰校正方法和全自动实时背景扣除功能，消除基体背景干扰； iStandby模式：500W超低功率待机，降低氩气消耗50%以上。合作意义 高端分析仪器是一个国家进行科学研究的基石，长期以来，高端分析仪器制造技术却主要由几大进口企业掌控，若不能突破核心技术瓶颈，实现国产替代，在基础科学研究乃至国民生产生活上必将实时受制于人。谱育科技经过多年高比例的持续研究与开发投入，完成了近二十项国家重大科技专项研发和国家及行业标准制定工作，积累了二十余项新型技术平台。海康同为我国高新技术企业，面对国外的技术封锁和市场打压，选择与谱育科技合作，共克时艰，共同致力于攻克国外技术壁垒、打破国外垄断，为中国高科技企业创新与崛起树立了良好的合作典范。

我国是茶叶生产和消费大国，茶文化历史悠久，2021年全国18个主要产茶省茶园面积为326.41万hm2，干毛茶产量306.32万吨，产值约2928.14亿元。作为一种人们日常饮品，其质量安全至关重要。在茶叶种植生长过程中，为防治病虫害，经常会使用一些除草剂和杀虫剂，但不合理用药可能会带来一系列的食品安全风险问题。百草枯是一种快速灭生性除草剂[1]，可以使植物快速枯萎，除草效果好，见效快，但百草枯有剧毒，残留的百草枯能够导致人体不同程度的肾功能损害以及衰竭[2]。敌百虫是一种乙酰胆碱酯酶抑制剂，可对节肢类害虫起到灭活作用[3]，但该药物同时又对人体有很强的毒害作用，会严重损伤人体生殖与神经系统[4]。因此，控制茶叶中农药残留量对守护居民健康有着重要意义。常用的农残检测方法有气相色谱法、液相色谱法、气相色谱-质谱法、液相色谱-质谱法等。色谱与质谱方法检测结果准确可靠，具有较高的精确度和可重复性，常作为仲裁法使用，但是存在检测时间长、仪器体积大、设备昂贵且操作复杂，无法应用于生产现场等问题。相对于传统的检测技术而言，表面增强拉曼光谱（SERS）技术具有灵敏、快速、便携和准确等优势，被广泛应用于环境监测、食品监督、生物医学、药品检验和刑事技术等领域。将SERS技术应用于茶叶中的农药残留检测，有助于茶叶现场快速检测，保障茶叶的质量安全。2试验方法本文采用上海如海光电仪器公司生产的RMS1000手持式拉曼光谱仪进行数据采集，通过上海如海光电提供的预处理算法进行光谱预处理。测试参数：激发波长785 nm；激光功率150 mw；积分时间为1 s~5 s。为提高实验准确性，每个样品均取10个不同的点进行测试，并计算10个点的平均拉曼光谱强度，得到所测农药的SERS光谱。3研究内容3.1 茶叶中百草枯的SERS检测图1 4种茶类中不同浓度百草枯的SERS光谱: (a) 绿茶；(b) 红茶；(c) 乌龙茶；(d) 黑茶分别对绿茶、红茶、乌龙茶、黑茶4种茶汤中百草枯进行SERS检测，检测结果如图1所示。图中可明显观察到百草枯843和1656 cm-1 两处拉曼特征峰，并且其拉曼峰强随百草枯的浓度的减小也依次降低。由图可知，绿茶、红茶、黑茶的最低可检测浓度为 1.86×10‒ 2mg/kg，乌龙茶的最低可检测浓度为1.86×10‒ 1mg/kg。最低检测浓度符合GB 2763-2021中关于百草枯在茶叶中的最大残留限量0.2mg/kg规定，表明SERS方法能够用于茶叶中百草枯残留的定性定量检测。以百草枯在 843 cm‒ 1处的特征峰值强度取对数(lgX)为横坐标，百草枯浓度取负对数(-lgY)为纵坐标建立线性回归方程，线性拟合结果如表1所示，线性相关系数r2均能超过0.9。表1不同茶类中不同浓度百草枯SERS光谱的线性分析3.2 茶叶中敌百虫的SERS检测图2 4种茶类中不同浓度敌百虫的SERS光谱: (a) 绿茶；(b) 红茶；(c) 乌龙茶；(d) 黑茶绿茶、红茶、乌龙茶、黑茶4种茶汤中敌百虫残留SERS检测结果如图2所示，从图中看到茶汤中的部分物质成分随着添加的敌百虫浓度增大，644、741、1328、1601 cm‒ 1等特征峰强度呈规律性降低，拉曼特征峰强与敌百虫浓度呈显著负相关性，可通过特征峰强度变化间接反映敌百虫浓度。在这项研究中，绿茶、红茶和乌龙茶中敌百虫检出限为 2.57×10‒ 2mg/kg，黑茶为2.57×10‒ 1mg/kg。根据GB 2763-2021规定茶叶中的敌百虫最大残留限量为2mg/kg，通过SERS方法得出的检出限可以达到敌百虫国家最大残留限量要求。在绿茶、乌龙茶、黑茶中，以644 cm‒ 1处的特征峰值强度，红茶检测中以740 cm‒ 1处的特征峰值强度建立线性回归方程，线性拟合结果如表2中所示，线性相关系数r2也均超过0.9。表2不同茶类中不同浓度敌百草SERS光谱的线性分析文献来源参考文献[1] 黄文倩. 水稻RMV1同源基因的鉴定与突变分析[D]. 浙江大学, 2021.[2] 朱伟, 范偲, 肖敏, 张光辉, 陈萍, 王可. 草铵膦和百草枯混合中毒1例报告[J]. 中国工业医学杂志, 2022, 35(1): 35‒ 36.[3] 范一文, 陈辉, 姜建国. 农业杀虫剂敌百虫对杜氏盐藻的毒性作用[J]. 现代食品科技, 2011, 27(8): 877‒ 880.[4] 黄航星, 陈燕敏, 郭海柔, 何焜鹏. 气相色谱法测定蔬菜中敌百虫的含量[J]. 食品安全质量检测学报, 2020, 11(12): 4127‒ 4131.本研究中用到的RMS1000，现已升级为RMS2000微型共聚焦拉曼光谱仪。RMS2000微型共聚焦拉曼光谱仪产品介绍RUHAIRMS2000是一款微型的785nm同轴共聚焦拉曼光谱仪，其采用全空间光设计，优化散热接口。可配置超短焦、线扫描、浸入式探头，支持Linux和Windows多种操作平台和主控系统，配备手机端（Andorid）和电脑端采集分析软件。具备非凡的分辨率、灵敏度、穿透能力和抑制荧光干扰能力。既可以单独使用也可以作为核心部件集成进拉曼自动化系统，满足科研院所，相关监管机构与企业在无机/有机材料、生物生命，化学/化工、药物分析，食品安全，刑侦鉴定，环境污染检测等研究中的需求。产品特点积小巧，重量轻，仅100×80×26mm和280g。空间光、微型共聚焦设计，最小光斑≤30μm。高分辨率（~6cm-1），高抑制荧光能力，能够轻松测量高荧光样品，获取拉曼光谱。高灵敏度，500ms即可实现常规化学品的拉曼光谱，最低可以检测0.3%的分析纯酒精。可配置线扫式探头，可以采集4.5mm*1mm的线扫光斑，降低样品照射功率密度。可配置浸入式拉曼探头，用于过程分析检测。支持手机和电脑双平台，方便户外现场直接测量。强大的软件分析功能，支持常规的HQI，峰位检索，深度学习神经网络等算法。

记者27日从中国科学院高能物理研究所(中科院高能所)获悉，由该所济南研究部(济南中科核技术研究院)自主研发、可为功率半导体做“CT”(计算机断层扫描)的功率半导体封测新添“利器”——“全自动绝缘栅双极晶体管(IGBT)缺陷X射线三维检测设备”，近日在湖南株洲举行的功率半导体行业联盟第八届国际学术论坛上亮相推出，备受业界关注。中科院高能所副研究员、锐影检测科技(济南)有限公司(锐影检测)总经理刘宝东博士接受媒体采访介绍说，IGBT是一种功率半导体器件，被誉为电力电子装置的“心脏”，在高铁、新能源汽车、轨道交通、智能电网、航空航天等领域应用广泛。IGBT模块在运行过程中会产生大量的热，需要及时散掉，它通常存在两个焊料层，焊料层气孔会严重影响散热效率，可能导致重大安全事故，因此需要对气孔率严格控制。目前，常用的检测手段是超声检测，但非常容易受散热柱的干扰，导致检测偏差。同时，超声检测要将模块浸入到水中，需要隔离水的工装，还需要人工操作，检测过程复杂，难以实现在线检测，效率较低。此外，普通的二维X光成像会将IGBT模块两个焊料层混在一起，无法区分，并且有些大功率模块带有散热柱，会严重影响气孔检测的准确率。针对这些问题，中科院高能所研发团队基于10余年在大尺寸板状物三维层析成像领域的技术积累，在成功研发专用于板状古生物化石的X射线三维层析成像仪器(1.0版)基础上，面向国家重大需求的工业CT，针对集成电路先进封装的检测需求，突破一系列关键技术，研发出分辨率更高、更成熟的2.0版“全自动IGBT缺陷X射线三维检测设备”。刘宝东称，该2.0版设备依托X射线计算机层析成像技术和先进的缺陷智能检测软件算法，并将人工智能算法引入检测系统，可对不合格产品进行自动识别及分拣，为IGBT模块封测提供全自动在线无损检测解决方案，从而大大提高检测效率，保障IGBT模块的产品品质。他表示，在功率半导体封测设备研发过程中，研发团队也积累了丰富的工程化经验。而作为中科院高能所与地方合作孵化的科技成果转化企业，锐影检测为团队经验技术转化为成熟产品提供了良好平台，从而打通从技术研发到产品应用的“最后一公里”。

3月26日上午，由陕西省发展和改革委员会主办，中国科学院西安光学精密机械研究所、陕西电子信息集团、西安炬光科技有限公司等单位承办的“陕西省高功率激光器及应用产业联盟成立揭牌暨项目签约仪式”在西安光机所隆重举行。陕西省副省长吴登昌、陕西省决策咨询委员会副主任崔林涛、中国科学院院士侯洵、中国科学院院士姚建铨以及陕西省、西安市政府有关部门领导，该产业联盟所有成员单位代表等共400余人出席了揭牌暨项目签约仪式。 　　为了贯彻落实《关中——天水经济区发展规划》，以建设西安统筹科技资源改革示范基地为契机，中国科学院西安光机所、陕西电子信息集团、西安炬光科技有限公司等三家单位发起组建陕西大功率激光器及其应用产业联盟的倡议。倡议指出，陕西在大功率激光器产业的技术和产业配套等方面具有较好的基础，为集群形成和发展提供了良好的条件，但还存在着产业分散、关联度低等问题，在一定程度上制约了全省大功率激光器产业的发展。因此，为大力促进我国大功率激光器产业快速发展，组建陕西大功率激光器及其应用产业联盟将刻不容缓。 　　在陕西省发改委等单位的大力支持下，目前陕西省高功率激光器及应用产业联盟已集合了全省在该领域中的近20家企业、大专院校和科研单位入盟。通过整合资源，并充分利用中国科学院西安光机所和西安炬光科技有限公司在高功率半导体激光器领域的技术、人才和产业等优势，建设陕西省激光产业集群，打造一条技术领先、产业集聚、竞争力强的全新的产业链，以加快培育战略性新兴产业，推动结构调整和发展方式的转变。 　　在本次签约仪式上，西安炬光科技公司与国投高科技投资有限公司签署了战略投资协议 与美国知名的激光器制造企业阿波罗公司(Apollo Instruments)签署了“光学整形与光纤耦合业务收购协议” 与西安光机所签署了“激光投影仪项目协议”，同时还与在陕的工业加工、医疗设备、科学研究等十余个激光器应用企事业单位签约了投融资项目和产品研发项目，总额近2亿元。 　　大会期间，陕西省发改委副主任张振红代表省发改委宣读了“关于成立陕西省高功率激光器及应用产业联盟的复函” 中国科学院西安光机所所长赵卫代表陕西省高功率激光器及应用产业联盟在大会讲话 陕西省副省长吴登昌、陕西省决策咨询委员会副主任崔林涛、中国科学院院士侯洵、中国科学院院士姚建铨为联盟的成立共同揭牌。

UT673PV专为光伏组件的功率和性能测试而设计，拥有光伏最大功率跟踪点测试能力，能同时显示多个参数，包括光伏组件的最大功率(Pmax)、峰值功率电压(Vmp)、峰值功率电流(Imp)、开路电压(Voc)及短路电流(Isc)等，从而帮助用户快速判断光伏组件的故障情况。此外，它还具有800W最大功率测试能力，可满足行业头部企业对于大功率双玻组件的测试需求。除了强大的功能，UT673PV还有许多令人惊喜的创新设计。其采用独特的MC4测试线连接方式，使得测量过程简洁方便。另一个特别之处在于它无需使用电池供电，而是通过光伏面板直接供电。这一设计不仅提高了测量的准确性，还大大降低了维护成本和对环境的影响。与此同时，产品还通过了CE(EMC、LVD)、cETLuS、RoHS认证，确保了UT673PV在安全性和可靠性方面的优异表现，让用户在使用过程中更加放心……以上种种功能与特点的加持，使其广泛应用于光伏面板生产、销售、验收、安装及维护等检测。产品特点√ 光伏最大功率跟踪点测试：最大功率(Pmax)、峰值功率电压(Vmp)、峰值功率电流(Imp)、开路电压(Voc)、短路电流(Isc)同时显示，快速判断光伏组件故障情况√ 800W最大功率测试，满足行业头部企业大功率双玻组件测试√ 体积小巧，手掌大小，方便携带√ MC4 测试线连接，测量方便可靠√ 无需电池供电，光伏面板直接供电√ CE(EMC、LVD)，cETLus，roHS认证，测量安全可靠√ 产品适用于光伏面板生产、销售、验收、安装、维护检测技术指标

拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应，根据每种分子如人类指纹一样，都有其独特的光谱指纹，可以很好的识别分子物质，当前，随着拉曼光谱技术的发展，各样式拉曼检测仪不断涌现，如便携式科研拉曼检测仪、手持式拉曼检测仪等。它们为拉曼技术的推广提供了条件。　　普识纳米在现有常规拉曼技术研究的基础之上，针对不同拉曼检测仪性能不同导致的采集拉曼谱图与比对标准谱图差异大，拉曼检测仪物质识别能力不强、检测限等问题，设计并开发了通用拉曼智能识别模块，解决了拉曼谱图的自适应采集、多维度校准和多核加速技术等问题，提高了谱图识别的准确性和速度。　　拉曼智能模块对常规拉曼升级包括以下几点：　　(1)针对信号强度不确定性样品，设计了拉曼自动积分控制算法，通过实时评价拉曼信号的信噪比或峰强，自动控制拉曼积分时间、激光功率等参数，使得针对不同的样品，不同性能的拉曼信号采集模块都能自动获得高质量的拉曼谱图数据。　　(2)为提高拉曼谱图智能识别算法的通用性和准确度，设计了多维度的拉曼谱图校准算法，在对拉曼谱图进行滤波去噪的基础上，设计了基于多物质的标定的拉曼位移校准方法和相对强度校准方法，改进了不同性能拉曼信号采集模块获得的拉曼谱图的特征信息差异，从而提高了谱图识别的准确性。　　(3)基于嵌入式系统，实现了智能识别算法的并行加速。通过采用多核多线程并行处理、哈希表数据库检索方法等，提高了拉曼谱图智能识别算法的计算速度，大幅提高了智能识别模块的性能。　　(4)同时还开发了基于串口通讯的通信桥，实现了基于http通讯的前后端程序在串口下的通信。 本文开发设计了微型的拉曼智能识别模块，编写了算法和控制程序，进行了实验分析和算法验证，表明了拉曼智能识别模块能适配不同性能的拉曼光谱检测模块，可以提供离线式和在线式的拉曼谱图快速识别服务。　　根据以上四大方面升级，解决了不同厂家常规拉曼的数据匹配问题，结合普识纳米SERS增强技术，完美实现了常规拉曼毒品痕量检测难题。　　例如第三代毒品“芬太尼”，常规拉曼是无法检测芬太尼类强荧光干扰和低浓度的两大核心问题，集合普识纳米SERS智能处理器，升级后灵敏度可达ppb级别(可以在毒贩或者吸毒人员摸过的纸币上面采样)。基于拉曼光谱SERS原理，采用独特的便携设计，具有简单、精准、高效、便携等特点。满足现场使用需求，并可根据要求支持扩容升级万条数据库，还可以随时自建谱图库，检测新出现的芬太尼。

分布反馈（DFB）激光器具有结构紧凑、动态单模等特性，是高速光通信、大规模光子集成、激光雷达和微波光子学等应用的核心光源。特别是，以ChatGPT为代表的人工智能领域呈现爆发态势，亟需高算力、高集成、低功耗的光计算芯片作为物理支撑，对核心光源的温度稳定性、高温工作特性、光反馈稳定性、单模质量、体积成本等提出了更高要求。近期，中国科学院半导体研究所材料科学重点实验室研究员杨涛-杨晓光团队与研究员陆丹，联合浙江大学兼之江实验室教授吉晨，在高功率、低噪声的量子点DFB单模激光器研究方面取得重要进展。该团队采用高密度、低缺陷的叠层InAs/GaAs量子点结构作为有源区，结合低损耗侧向耦合光栅作为高效选模结构，研制出宽温区内高功率、高稳定、低噪声、抗反馈的高性能O波段量子点DFB激光器。在25-85 °C范围内，激光器输出功率均大于100 mW，最大边模抑制比超过62 dB；最低的白噪声水平仅为515 Hz2 Hz-1，对应的本征线宽低至1.62 kHz；最小平均RIN仅为-166 dB/Hz（0.1-20 GHz）。此外，激光器的抗光反馈阈值高达-8 dB，满足无外部光隔离器下稳定工作的技术标准。该器件综合性能优异，兼具低成本、小体积的优势，在大容量光通信、高速片上光互连、高精度探测等领域具有规模应用前景。相关研究成果以High-Power, Narrow-Linewidth, and Low-Noise Quantum Dot Distributed Feedback Lasers为题，发表在Laser & Photonics Reviews上。研究工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等的支持。图1. 量子点材料的形貌和荧光特性，以及器件与光栅结构图2. 器件的输出特性、光谱特性、光频率噪声特性和外部光反馈下的光谱稳定性

实验室就是战场搞科研也是打仗——国防科大光电学院创新纪实 　　2013年3月，国防科技大学光电科学与工程学院某课题组突破了光纤后处理、光纤盘整体冷却、宽波段光纤色散特性测量和光纤模式控制技术等具有自主知识产权的核心关键技术，研制出“高平均功率近红外全光纤超连续谱光源”，平均功率超过了国际同类研究的3.6倍，入选“2012年中国光学重要成果”。 　　该院院长秦石乔教授刚刚主持召开了一个项目阶段性报告会，又急匆匆地赶往某实验室，组织课题负责人现场会商某难题，他接受采访时说：“习主席要求我们牢记能打仗、打胜仗是强军之要，作为军队的科技工作者，就是要牢固树立实验室就是战场、搞科研也是打仗的理念。” 　　在科研中啃硬骨头 　　光纤激光代表了高能激光的发展方向和趋势，具有重要的应用价值。单根光纤单模到底能出多大功率的激光?美国的劳伦斯国家实验室断言最大可以达到36千瓦，该院高能激光技术研究所周朴副研究员愣是不信这个邪，他带领学员通过扎实的理论分析，作出了73千瓦的论断，论文发表后，引起国际光学界的高度关注。 　　光纤激光相干合成是激光领域的一个研究热点，由于系统复杂、研制难度很大，此前国际上此类系统的最大输出功率仅为725瓦。该所刘泽金教授率领课题组从最基本的物理机制出发，发明了两种新的相位控制方法，研制出“千瓦级光纤激光相干合成试验系统”，各项技术指标均达到了该领域国际最高水平。 　　“在战场上赢家只有第一，第二就意味着失败，我们在高能激光的研制领域要始终保持冲锋姿态，在核心关键技术上牢牢掌握主动权。”高能激光技术研究所所长许晓军研究员说。 　　今天的丢脸是明天的光荣 　　该院某研究所从事某激光器件研制已经40多年了，他们早在上世纪80年代就研制出了原理样机，但是能否真正在武器装备上发挥作用，当时大家心里都没有底。第一代学术带头人高伯龙院士鼓动大家：“我们研制的器件，只有能够在装备上得到应用，才算尽到了军人的职责。我们必须一直到研制出实用性强的器件为止。”最终在上世纪90年代研制出了实用化的激光器件。 　　新世纪初，某新型器件由于性能优异，被海军部队选作核心导航部件，靶场试验屡获成功。海军某领导在试验现场夸奖道：“这是海军部队此类试验第一次取得百分百的成功，非常值得庆贺啊。”但是，研究所的科研人员生怕器件还存在问题影响作战性能，又组织了一次次严格的试验。果然发现器件光强不太稳定，会对若干年后的使用造成隐患。 　　在党委会上，研究所的科研人员统一了思想：不能因为今天丢脸，就为明天的使用留下隐患。他们主动找到海军相关部门，说明了情况。海军领导对此很是理解，主动提出给他们半年时间查找解决问题的方法。最终，他们改进了该型器件，并使得某武器平台的打击精度有了较大的提高。海军领导高兴地说：“你们是干实事的人，武器装备由你们研制，我们上战场一百个放心。” 　　不苦不累不科研 　　2010年，上级把某重大设备研制的任务交给该所。院党委有意识锤炼年轻人，安排了一批平均年龄不到40岁的年轻干部担当技术负责人。当时，面对一些接近物理极限的技术指标，大家一筹莫展。所党委及时组织思想动员，邀请老领导老专家讲传统话使命。李传胪教授当年“挖地三尺干革命”的科研故事，激发了年轻一代的斗志。大家天天泡在郊外的试验外场，早上很早就赶去，晚上十一二点钟才拖着疲惫的身子回来。 　　平时工作忙，没有时间交流，研究所就实行每周6天工作制，利用周六组织大家集中交流研讨。小袁和小张是一对夫妻，同在研究所。两人一个负责微波源部分的研制工作，一个负责天线部分的研制工作。为了完成任务，夫妻两人把小孩丢给老人，每天一起去外场试验，见面就讨论技术问题，在相互的启发中收获了很多灵感。这种定期开“诸葛亮会”的做法已经坚持了两年多，许多技术难题因而得到了解决。 　　2012年，研制工作取得重要进展，顺利通过了上级部门组织的转阶段评审。该所政治协理员曹亮激动地说：“年轻的科技工作者面对不亚于战场的环境压力，表现得非常顽强，这一点非常值得骄傲和自豪。” 　　质量过硬才能打得赢 　　近年来，学院承担的装备型号研制任务越来越多。学院为此专门成立装备研制工程与质量管理办公室，从一线科研人员中抽调经验丰富的工程技术人员专职从事装备研制的工程与质量管理工作。 　　办公室成立后，部门人员认真查阅了总部、工业部门几千份有关装备研制质量管理的文件规定，虚心向业内的专家请教，制订了一系列质量管理的规章制度，组织开展装备研制过程质量工作。某型号装备交付部队，一般保修期为1年，但是考虑到该装备属高新技术武器，装备使用部队对维修保养工作存在疑虑，学院主动提出将保修期延长1年。 　　在采访中，该办公室主任表示：“我们虽然是院校，是装备承研单位，但是我们同样是军人，深知为部队提供管用、好用的高新装备的重要性。”就是抱着这样一颗心，前仆后继的光电人为铸造共和国利剑作出了重大的贡献。

近红外与表面增强拉曼光谱融合技术快速检测花生油中黄曲霉毒素B1一、研究背景在黄曲霉毒素B1(aflatoxinB1，AFB1)是一种典型的真菌毒素，它是二氢呋喃氧杂萘邻酮的衍生物。AFB1是目前已知的化学物质中致癌性最强的一种，主要对肝脏功能造成严重损伤，故AFB1是国家市场监督管理总局指定的食品安全必检指标之一。油料作物(如花生、玉米等)由于其含水率高，在储存与加工过程中容易发生霉变，从而受到AFB1的污染。因此，相关部门需要加大对粮油食品中AFB1的检测力度，防止食品安全事件的发生。目前，在食品真菌毒素的光谱快速、无损检测应用中仍采用NIR或SERS单一技术手段。从理论角度来看，NIR反映的是电偶极矩变化引起的振动，SERS反映的是分子极化引起的振动，两种光谱信息在分子信息表达上具有互补性。因此，有必要将两种光谱信息进行融合，实现信息互补，以提高检测精度。本研究以花生油中AFB1为检测指标，分别采集其NIR和SERS光谱，使用上海如海光电光谱仪进行测试。2、 研究内容2.1光谱数据分析结果以含有不同浓度AFB1的5条代表性的花生油待测样本的SERS光谱如图1A所示。图1A中主要的SERS特征谱带及其归属为:597cm‒ 1(C-O伸缩振动)、742cm‒ 1(C-H面外弯曲振动)、835cm‒ 1(C-H伸缩振动)、1249cm‒ 1(C-H面内弯曲振动)、1343cm‒ 1(CH3变形振动)、1486cm‒ 1(C=C伸缩振动)和1557cm‒ 1(C-C伸缩振动)。由于SERS光谱区域(500~1800cm‒ 1)信噪比高且包含了主要的特征谱带，故本研究中将此区域用于AFB1的定量分析。含有不同质量浓度AFB1的5条代表性的花生油待测样本的NIR光谱如图1C所示。图1C中NIR特征谱带及其归属为:930~970nm(CH2与CH3一阶倍频伸缩振动)、1090~1130nm(C-H伸缩振动)、1210~1240nm(CH2二阶倍频伸缩振动)和1270~1300nm(C=O二阶倍频伸缩振动、C=O合频振动及N-H伸缩振动)。AFB1与NIR特征谱带有着密切关系，这是由于花生油中的蛋白质、碳水化合物以及脂肪酸易受到AFB1的影响，从而影响分子的振动。无论是NIR还是SERS光谱，在光谱采集过程中带入干扰信息往往是无法避免的，故需要对光谱数据进行预处理。经AIRPLS基线校正、MSC光散射校正、S-G平滑以及Min-Max归一化处理之后的SERS与NIR光谱分别如图1B与1D所示，与原始光谱(图1A与1C)对比发现，预处理后的SERS和NIR光谱的基线漂移得到了抑制，光谱信号更加平滑，为后续的定量分析起到了积极的作用。图1.含有不同质量浓度AFB1的花生油待测样本的SERS与NIR光谱2.2HSIC-VSIO算法参数设置合理性验证对HSIC-VSIO算法参数设置合理性进行验证:在设置不同的参数情况下，分别对NIR和SERS光谱数据筛选特征变量，并将每次筛选的特征变量进行融合建立PLSR模型，记录RMSEC、RMSEP、和RPD值进行对比分析。（1） WBMS中二值矩阵的行的数量M首先，将σ的值分别设置为10% 然后，将M的值分别设置为1000、1500、2000和2500进行对比分析。由表1中的运行结果可知，模型的性能受M的影响并不大。但是，如果M的值越大，模型的计算量将显著增大，综合考虑模型精度与计算量，将M设置为1000是合理的。（2）从所有模型中挑选出具有较小RMSECV值的模型的比例σ首先，将M的值设置为1000 然后，将σ的值分别设置为10%、20%、30%和40%进行对比分析。由表2中的运行结果可知，当σ=10%时，模型的性能最优。具体表现为，RMSEC和RMSEP值较小，R2C、R2P和RPD值较大，故将σ设置为10%是合理的。2.3各方法检测结果将NIR光谱数据、SERS光谱数据、NIR与SERS光谱直接融合数据以及NIR与SERS光谱特征层融合数据分别构建PLSR多元校正模型检测花生油中AFB1含量。PLSR建模过程中，最佳隐变量数(latentvariables，LVs)由5折交互验证产生的RMSECV值所确定。各方法的检测结果如表3所示。由表3可知，基于NIR光谱数据定量检测结果如下:LVs=10，RMSEC=0.2812，=0.9533，RMSEP=0.3447，=0.9211，RPD=3.5601，花生油中AFB1含量PLSR预测值与真实值之间的关系如图2A所示。基于SERS光谱数据定量检测结果如下:LVs=8，RMSEC=0.2105，R2c=0.9726，RMSEP=0.2349，R2p=0.9689，RPD=5.6705，花生油中AFB1含量PLSR预测值与真实值之间的关系如图2B所示。基于NIR与SERS光谱直接融合数据定量检测结果如下:LVs=10，RMSEC=0.1923，R2c=0.9836，RMSEP=0.2117，R2p=0.9703，RPD=5.8026，花生油中AFB1含量PLSR预测值与真实值之间的关系如图2C所示。基于NIR与SERS光谱特征层融合数据定量检测结果如下:LVs=9，RMSEC=0.1569，R2c=0.9908，RMSEP=0.1827，R2p=0.9854，RPD=8.2761，花生油中AFB1含量PLSR预测值与真实值之间的关系如图2D所示。由HSIC-VSIO筛选的NIR光谱特征变量如图2E所示，其中部分特征变量覆盖了NIR特征谱带930~970、1090~1130、1210~1240和1270~1300nm。由HSIC-VSIO筛选的SERS光谱特征变量如图2F所示，其中部分特征变量覆盖SERS特征谱带597、742、835、1249、1486和1557cm‒ 1。图2.含花生油中AFB1含量PLSR预测值与真实值之间的关系及HSIC-VSIO筛选的光谱特征变量2.4各方法检测结果对比分析各方法所建PLSR模型评价指标的变化趋势如图3所示，显然，由NIR光谱数据构建的PLSR模型预测性能最差，主要在于花生油中AFB1含量低，分子量小，内部含氢基团振动在近红外区域吸收的能量低，对应的光谱信号弱，影响了其检测精度。相较于NIR光谱数据构建的PLSR模型，由SERS光谱数据NIR与SERS光谱直接融合数据以及NIR与SERS光谱特征层融合数据所构建的PLSR模型的预测性能均获得了提高。以NIR光谱数据构建的PLSR模型的预测性能作为基准，SERS光谱数据、NIR与SERS光谱直接融合数据以及NIR与SERS光谱特征层融合数据所构建的PLSR模型的RMSEC分别降低了25.14%、31.61%和44.20% 分别提高了2.02%、3.18%和3.93% RMSEP分别降低了31.85%、38.58%和47.01% 分别提高了5.19%、5.34%和6.98% RPD分别提高了59.28%、62.99%和132.47%。综上所述，由SERS光谱数据构建的PLSR模型的预测性能明显提高，主要在于SERS技术通过增强基底Q-SERS获得拉曼增强效应使得花生油中痕量AFB1的信号获得了放大，从而提高了其检测精度。相较于采用NIR或SERS光谱单一检测技术，将NIR光谱与SERS光谱直接融合后，实现了光谱信息的互补，有助于检测精度的进一步提高。然而，光谱直接融合数据中包含大量的冗余甚至干扰变量，采HSIC-VSIO分别对NIR与SERS光谱筛选特征变量，然后将筛选得到的特征变量进行融合并构建PLSR模型，其检测精度获得了较大的提高。图3.各方法所建PLSR模型评价指标变化趋势2.5真实样本检测分析结果从青岛普瑞邦生物工程有限公司购买一批含有AFB1的花生油样本(AFB1含量范围为:1.0×10‒ 5~1.0×10‒ 3μg/mL)。每个样本分别采用NIR与SERS光谱特征层融合数据构建的PLSR模型(以下简称光谱特征融合方法)以及标准方法(HPLC)检测AFB1含量，检测结果如表4所示。将两种方法的检测结果做双侧配对t检验，结果表明两者无显著性差异(P=0.840.05)。根据检出限的计算公式3S0/K(S0为多个空白样本响应值标准差，K为校正曲线的斜率)，可估算得到光谱特征融合方法对AFB1含量的检出限为5.27×10‒ 6μg/mL。欧盟与中国设置的花生油中AFB1最大残留限量分别为2.0μg/kg和20μg/kg。为了与上述标准进行对比，可将溶液(花生油+AFB1)密度设为1g/mL，从而实现将5.27×10‒ 6μg/mL粗略地转换为5.27×10‒ 3μg/kg。故本研究提出的光谱特征融合方法可满足对花生油中AFB1含量是否超标的定量检测。3、 结论本研究提出了一种基于NIR与SERS光谱特征层融合数据构建PLSR模型实现花生油中AFB1快速、高精度检测的方法。与NIR光谱数据、SERS光谱数据以及NIR与SERS光谱直接融合数据构建的PLSR模型相比，NIR与SERS光谱特征层融合数据构建的PLSR模型具有最佳的预测性能:RMSEC=0.1569，R2c=0.9908， RMSEP=0.1827，R2p=0.9854，RPD=8.2761。同时，将本研究方法与标准方法分别检测真实的花生油样本中AFB1含量，结果表明两者的检测性能无显著性差异(P=0.840.05)，本研究方法的检出限可换算为5.27×10‒ 3μg/kg，远远低于欧盟与中国设置的花生油中AFB1最大残留限量2.0μg/kg和20μg/kg。综上，实验结果表明本研究方法可实现花生油中AFB1含量的快速、高精度定量检测，验证了NIR与SERS光谱融合的可行性与有效性，尤其是经特征变量筛选后，NIR与SERS光谱数据在特征层的融合能够最大限度地提高模型的检测精度。文献来源四、产品推荐RMS2000微型拉曼光谱仪1、产品简介RMS2000（RamanMinimalSystem）是一款微型的785nm同轴共聚焦拉曼光谱仪，其采用全空间光设计，优化散热接口，采用N.A0.11数值孔径激发采集光路。配置超短焦、线扫描、浸入式探头，支持Windows、Linux和Windows多种操作平台和主控系统，随机配备手机端（Andorid）和电脑端采集分析软件。具备非凡的分辨率、灵敏度、穿透能力和抑制荧光干扰能力。既可以单独使用也可以作为核心部件集成进拉曼自动化系统，满足科研院所、相关监管机构与企业在无机/有机材料、生物生命、化学/化工、药物分析、食品安全、刑侦鉴定、环境污染检测等研究中的需求。2、产品特点&bull 体积小巧，重量轻，只有100×80×26mm和280g；&bull 空间光、微型共聚焦设计，最小光斑≤30μm；&bull 高分辨率（~6cm-1），高抑制荧光能力，能够轻松测量高荧光样品，获取拉曼光谱；&bull 高灵敏度，500ms即可实现常规化学品的拉曼光谱，最低可以检测0.3%的分析纯酒精；&bull 可配置线扫式探头，可以采集4.5mm*1mm的线扫光斑，降低样品照射功率密度；&bull 可配置浸入式拉曼探头，用于过程分析检测；&bull 支持手机和电脑双平台，方便户外现场直接测量；&bull 超低功耗，无须额外电源供电，通过USB手机可以直接实现光谱采集分析；&bull 强大的软件分析功能，支持常规的HQI，峰位检索，深度学习神经网络等算法；&bull 可以适配显微镜组成显微共聚焦拉曼。NIRPro近红外光纤光谱仪1、产品简介 NIRPro是一款制冷型近红外光纤光谱仪，结构设计小巧，光谱范围可配置；分辨率高，最佳可达0.3 nm；杂散光低，~0.5％。光谱范围依据选择不同可以覆盖950-1700 nm、950-2200 nm和950-2500 nm多种配置。制冷温度可以达到-20℃。具备良好的光谱响应稳定性和重现性，适用于激光测量、近红外测量，是一款科研级的高性能光纤光谱仪。2、产品特点&bull 分辨率高，最佳可达0.3 nm；&bull 可适配如海带销的多芯密排集束光纤，光纤插拔强度一致性≦7%；&bull 动态范围宽、信噪比高、稳定性好；&bull 背景噪声≦3RMS（10 ms积分时间）；&bull 配置USB、串口多种通讯接口，配置24PIN交互接口，配置专有DAC和ADC，可实现配套光源的使能、强度控制和功率反馈。

滨松光子学株式会社（静冈县滨松市，董事长：昼马 明 ，以下简称“滨松光子学（株）”）将传统泵浦用半导体激光器的功率提高了三倍，并优化了放大器的设计 ，成功开发了只有桌面尺寸大小，可以产生1焦耳（以下，j）的高能量、300赫兹（以下，hz）高重复频率的功率激光器。一般的激光器的输出功率与设备的尺寸、重复频率成正相关关系，而该课题实现了小型却高功率、高重复频率的激光器。本产品的诞生，通过去除细小的污垢的激光清洁来提高了传统加工的生产效率，同时，期待它在金属材料的激光成形、延长金属器件的使用寿命的激光喷丸等方面的新应用。该产品的开发是内阁办公室主导的综合科学技术与创新研发推进项目（impact）的一部分，是佐野雄二负责的“普及功率激光器以实现安全、安心、长寿社会”研发项目的一环，由滨松光子学（株）中央研究所产业开发研究中心副所长川嶋利幸等人开发，而且今后我们也将继续推进研究成果的产品化。此外，该新研发的产品将于11月1日（星期四）起连续3天在actcity滨松（滨松市中町区）举行的滨松光子综合展“2018photon fair”上展出。＜关于功率激光器＞功率激光器主要由振荡器和放大器组成。 振荡器由泵浦用半导体激光器、激光介质、全反射镜、输出镜和光开关组成，放大器由泵浦用半导体激光器和激光介质组成。 由振荡器发出的激光通过放大器时，从三种高能量状态（激发状态）的三段激光介质接收能量实现高功率输出。功率激光器的结构＜新产品概述＞该产品搭载了最新研发的泵浦用半导体激光器，虽然只有桌子尺寸大小，但却是可以产生1j的高脉冲能量且300hz的高重复频率的功率激光器。滨松光子学（株）已经开始制造并销售300hz的重复频率下输出功率为100w的泵浦用半导体激光器。此次，结合公司独有的晶体生长技术和镀膜技术，将传统泵浦用半导体激光的功率提高到世界最高水平300w，同时放大器在激光介质的长度和横截面积上下功夫，并采用具有提高冷却效率的放大器，解决了由于热问题导致激光介质损坏或破坏的问题，成功输出了传统放大器的3倍能量。这是因为放大器采用了新的散热设计，提高了激光的放大效率。此外，由于采用半导体激光器作为泵浦光源，具有高于市面上销售的氙灯泵浦脉冲激光器约10倍的光电转换效率，约100倍的泵浦光源的寿命。通过控制零部件的数量，成功实现了器件的稳定输出、小型以及低成本。一般激光器的功率与设备的尺寸、重复频率成正相关关系，但本产品却实现了小型而又高功率和高重复频率的特性。利用该产品，可以对附着于材料上的小污垢进行激光清洁，以提高传统加工的生产效率。此外，我们也期待脉冲激光器在工业领域的新应用，如飞机的金属材料等可以在不使用模具的情况下进行变形加工完成激光成形，以及通过激光喷丸来提高金属器件的使用寿命等。＜研发背景＞激光在金属材料的钻孔、焊接、切割等方面有着广泛地加工用途，为了提高生产效率，光纤激光器和co2激光器等各种各样的激光都在朝着高功率的方向发展。激光分连续输出一定强度激光的cw（continuous wave）激光和短时间内重复输出激光的脉冲激光，目前cw激光是激光加工领域的主流。另一方面，脉冲激光不同于cw激光，它正在朝着新型激光加工的应用方向发展。采用半导体激光器作为泵浦光源的功率激光器，它具有高功率、高重复频率的特性，但因为半导体激光器价格昂贵很难推向产品的实用化，而市场上销售的j级脉冲激光器上使用的泵浦光源多采用氙灯光源，对激光器内部有严重地热影响，因此重复频率只能限制在10hz左右。像这样，为了进一步提高生产效率，同时扩大用途，对小型且可以发出高功率、高重复频率脉冲激光的激光器的需求日益增加。主要规格＜委托研究信息＞此研究成果，是通过以下的科研课题项目得到的。内阁办公室创新研发推进项目（impact）项目负责人：佐野雄二研发项目：普及功率激光器以实现安全、安心、长寿社会研发课题：开发高功率小型功率激光器研究负责人：川鸠利幸（滨松光子学株式会社 中研研究所 产业开发研究中心 中心副主任）研发时间：2015年~2018年本研究开发课题是致力于开发桌子大小、高功率、高重复且稳定性高的脉冲输出的功率激光器。＜项目负责人佐野熊二的评论＞“普及功率激光器以实现安全、安心和长寿的社会”的impact计划，推动了大功率脉冲激光器的小型化、简化和高性能的发展，这对于探索最先进的科学和工业是不可缺的，同时，我们也正在推进相关基础技术和应用技术的开发，旨在提供可以随时随地使用，具有高稳定性的廉价激光器，向工业领域的创新努力。此次，滨松光子学（株）的开发团队采用了自有的先进半导体激光器作为泵浦高能脉冲激光器的光源，通过优化激光器件，以低价格实现前所未有的小型、高功率、高重复的激光设备。从限制成本和生产效率的角度来看，在我们之前放弃引入激光设备的领域，也期待会有更多的应用。功率激光器设备的结构 功率激光器设备外观