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與高速飛行的飛機(jī)不同，微小型無人機(jī)體積小，重量輕，飛行速度低，更容易受到環(huán)境湍流的影響，需要高靈敏度的小型氣流傳感器提供全面的空氣動力學(xué)信息。如何讓微小型無人機(jī)像鳥類一樣感知和操縱氣流一直是航空和傳感器領(lǐng)域的難題。 面向微小型無人機(jī)的飛行參數(shù)測量，北航研發(fā)團(tuán)隊研制出一種基于氧化釩的高靈敏度柔性流速傳感器，實(shí)現(xiàn)了0.11 mm/s和0.1°的超高流速和角度分辨力，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了攻角、側(cè)滑角和空速的多參數(shù)感知能力，并完成了微小型無人機(jī)飛行速度以及機(jī)翼微振動的測量，為微小型無人機(jī)提供了低成本、高精度的大氣參數(shù)傳感方案。 該傳感器基于量熱式原理，由中心微加熱器產(chǎn)生恒定溫差，四周的熱敏電阻陣列測量溫度分布，根據(jù)熱敏電阻陣列測得的溫度差準(zhǔn)確反映流速大小及方向。采用懸空型隔熱結(jié)構(gòu)以及高電阻溫度系數(shù)材料氧化釩作為熱敏電阻以增大傳感器的測量靈敏度。在聚酰亞胺基底上通過MEMS工藝加工了總厚度90μm的超薄柔性流速傳感器，實(shí)現(xiàn)了微小型無人機(jī)的曲面貼附功能。經(jīng)風(fēng)洞測試，流速傳感器的理論分辨力達(dá)0.11 mm/s,流速測量重復(fù)精度約為測量值的0.5%，響應(yīng)時間約為20ms。在10 m/s時，流速傳感器的最大角度靈敏度為36.7 mV/deg，噪音水平為1.78 mV，根據(jù)2σ準(zhǔn)則計算出其理論角度分辨力為0.1°。 研究團(tuán)隊已經(jīng)完成流速傳感器工程化樣品的制備，并將兩個流速傳感器裝載到一個微小型無人機(jī)平臺上進(jìn)行飛行參數(shù)感知應(yīng)用。結(jié)果表明平均飛行速度的估計誤差低于0.2 m/s。由于流速傳感器的高靈敏度特性，它甚至捕捉到了機(jī)翼的微振動信息，并與外置IMU模塊顯示了相同的機(jī)翼振動頻率。這項研究展示了一種柔性高靈敏度流速傳感器，拓寬了流場感知在微小型無人機(jī)姿態(tài)檢測、空速估計以及飛行安全監(jiān)測方面的應(yīng)用，為無人機(jī)的飛行參數(shù)測量提供了創(chuàng)新的設(shè)計思路與發(fā)展前景。

含有極少原子的金（Au）團(tuán)簇具有非典型的化學(xué)和電子性質(zhì)，在光學(xué)和催化領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。然而，在原子尺度上對小團(tuán)簇基態(tài)性質(zhì)的表征仍然缺乏。我們利用掃描隧道顯微成像技術(shù)首次實(shí)現(xiàn)了在實(shí)空間中直接觀測單個Au20團(tuán)簇的基態(tài)原子結(jié)構(gòu)。該工作的意義在于提供了從原子水平上研究團(tuán)簇的新途徑，對理解其催化和光學(xué)等性質(zhì)有重要作用。

我國的高光譜成像技術(shù)起步較晚，但受日益增長的并十分迫切的社會、經(jīng)濟(jì)需求的激勵，光譜成像技術(shù)及應(yīng)用得到快速發(fā)展，光譜分析被用來解決物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、醫(yī)學(xué)和其它學(xué)科中的基礎(chǔ)問題和應(yīng)用問題。技術(shù)團(tuán)隊完成以柱面C_T消像差專利結(jié)構(gòu)和Offner結(jié)構(gòu)為核心的紫外、可見光、近紅外、短波紅外、中波紅外五型高光譜成像儀產(chǎn)品研發(fā)，實(shí)現(xiàn)寬波段覆蓋、成像性能好、光譜分辨率高于國外同價位產(chǎn)品，競爭力高。同時積極拓展開發(fā)成像光譜儀產(chǎn)品的應(yīng)用，已研發(fā)兼具空間成像和光譜分析能力的微細(xì)樣品成像分析儀器——顯微成像光譜儀，用于材料和生物應(yīng)用。此外配套研制了功能強(qiáng)大的成像光譜數(shù)據(jù)采集與處理分析軟件，提出了全并行處理機(jī)制，大大縮短光譜數(shù)據(jù)獲取和光譜重建時間，較國外產(chǎn)品用戶體驗(yàn)更便捷友好，便于大面積推廣。 圖1.短波紅外成像光譜儀

該系統(tǒng)的分辨率可以達(dá)到傳統(tǒng)顯微成像系統(tǒng)的 2 倍以上，可以實(shí)現(xiàn) 80 納米 以下的寬場成像。

一、項目簡介時間分辨熒光免疫分析法（TRFIA）具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、不受背景熒光干擾等特點(diǎn)，在 POCT 領(lǐng)域有極高的發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳埃袌錾系?TRFIA 分析儀以中大型為主，手持式極少。本項目圍繞小型化、低成本等理念，將 TRFIA 技術(shù)應(yīng)用到 POCT 領(lǐng)域。該小型化 TRFIA 測控模塊， 尺寸小、成本低、檢測速度快、 重復(fù)性好、適用于多種稀土螯合物。在無濾光片條件下， 基本達(dá)到了小型化 TRFIA 測控模塊的性能的極限。二、產(chǎn)品性能優(yōu)勢（（（（1）使用雙自由度調(diào)光法，更優(yōu)良；2）單次采樣即可滿足精度要求，采樣時間更短；3）單/雙通道可節(jié)省兩塊濾光片，成本低一半；4）采用基于多點(diǎn)采樣數(shù)據(jù)擬合法的熒光物質(zhì)濃度測定法。檢測方法適用探針多點(diǎn)采樣擬合法稀土螯合物；激發(fā)波長：365nm~405nm；發(fā)射波長：可見光范圍；可檢最短熒光壽命約 400us調(diào)光法LED 電流峰值+LED 電流脈寬檢測時間最大采樣時間范圍為 0～2ms；單次采樣時間小于 3ms以 Eu(TTA)3phen 為檢測對象，檢測限< 0.185mg/L；信號值小于熒光檢測限精密度1.5%熒光光強(qiáng)變異系數(shù) CV

該系統(tǒng)基于三點(diǎn)準(zhǔn)直原理，采用真空激光技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對大尺度建筑變形的精密測量。它將整個測量光路置于真空管道之中，接收器使用面陣 CCD ，配以變焦鏡頭和定標(biāo)系統(tǒng)，可對水平和垂直變形量同時進(jìn)行高精度測量，相對精度可達(dá) 10 － 7 （如對 1000m 長的直線型混泥土壩，測量精度為 0.1mm ）。整個系統(tǒng)按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計，實(shí)現(xiàn)全封閉，無裸露部件，各個組成部分由主控機(jī)控制全自動運(yùn)行。可在惡劣環(huán)境下進(jìn)行長期穩(wěn)定的無人值守運(yùn)行，對微小變形實(shí)現(xiàn)高精度監(jiān)測。

? 研究面向分布式虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的底層支撐環(huán)境。通過建立協(xié)同開發(fā)方式的系統(tǒng)，提高仿真資源的可重用性，縮短開發(fā)過程，充分共享資源并且為仿真環(huán)境提供高效的資源管理機(jī)制。研究包括對統(tǒng)一資源命名和定位管理技術(shù)的研究；分布式文件系統(tǒng)在分布式仿真環(huán)境中的應(yīng)用及在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的資源集成；數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化表示和傳輸?shù)难芯俊Ｔ摷夹g(shù)目前已經(jīng)在一體化仿真平臺上得到了初步的應(yīng)用。

縱向偏振激光束作為一種特殊光束，它的主要偏振態(tài)與光束的傳播方向一致， 這與傳統(tǒng)的麥克斯韋方程所描述的光的偏振態(tài)與它的傳播方向垂直相矛盾;該光 束的尺寸可以小于系統(tǒng) 0.5 波長衍射極限分辨率，達(dá)到 0.36 波長，如果用于掃 描成像，可以實(shí)現(xiàn) 38%的分辨率提高，對于藍(lán)色 405 納米的激光，分辨率可以小 于90納米。

為了更加直觀地探究納米世界，大量研究者致力于發(fā)展高時間-空間分辨能力的微納探測技術(shù)，由龔旗煌院士負(fù)責(zé)的“飛秒-納米時空分辨光學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)” 國家重大科研儀器研制項目正是圍繞這一目標(biāo)開展工作。近日，該重大儀器項目在基于超快光電子顯微鏡技術(shù)實(shí)現(xiàn)表面等離激元的多維度探測方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果于2018年11月19日發(fā)表在《自然?通訊》 雜志（Manipulation of the dephasing time by strong coupling between localized and propagating surface plasmon modes, https://doi.org/10.1038/s41467-018-07356-x）。 基于金屬納米粒子的局域表面等離激元因其高局域強(qiáng)度，小局域尺度，高靈敏度等特點(diǎn)，被大量應(yīng)用在不同領(lǐng)域。但是，幾個飛秒的超短模式壽命(dephasing time)大大限制了其應(yīng)用的廣泛性和實(shí)用性。該工作設(shè)計的多層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了局域表面等離激元和傳播表面等離激元的強(qiáng)耦合(圖1(a))。動態(tài)數(shù)值模擬結(jié)果也清晰地證明在強(qiáng)耦合下局域表面等離激元模式和傳播表面等離激元模式之間的能量交換。近場方面，光電子顯微鏡對表面等離激元模式進(jìn)行直接成像，大大突破了原有的遠(yuǎn)場探測技術(shù)的限制。并且結(jié)合不同激發(fā)光源，實(shí)現(xiàn)不同維度的探測。結(jié)合波長可調(diào)的激光光源，光電子顯微鏡在頻域記錄下表面等離激元模式隨波長變化的強(qiáng)度演化過程(圖1(b))。結(jié)合超快泵浦探測技術(shù)，光電子顯微鏡在時域記錄下表面等離激元模式隨時間變化的演化趨勢。該工作更加深入并直觀地探測強(qiáng)耦合體系中的能量轉(zhuǎn)換過程，并通過強(qiáng)耦合中失諧量的改變實(shí)現(xiàn)模式壽命的操控，相較于未耦合的局域表面等離模式，強(qiáng)耦合的模式壽命由6飛秒(10-15秒)提高到10飛秒。這一研究成果對進(jìn)一步發(fā)展基于表面等離激元的人工光合成、生物傳感等應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)價值。圖1、（a）光電子顯微鏡和多層結(jié)構(gòu)示意圖，（b）遠(yuǎn)場和近場探測曲線、不同波長激光激發(fā)下光電子顯微鏡記錄的局域表面等離激元模式分布圖。 此研究是由北京大學(xué)和日本北海道大學(xué)共同合作完成，北京大學(xué)物理學(xué)院博士生楊京寰和重大儀器項目的國際合作者、北海道大學(xué)助理教授孫泉為該文章的共同第一作者，北京大學(xué)龔旗煌院士和北海道大學(xué)Misawa教授為共同通訊作者。除了自然科學(xué)基金委的國家重大科研儀器研制項目，該工作還得到了科技部、北京大學(xué)人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、極端光學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心、“2011計劃”量子物質(zhì)科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心、日本文部科學(xué)省及學(xué)術(shù)振興會、北海道大學(xué)納米技術(shù)平臺等單位的支持。目前國家重大科研儀器研制項目“飛秒-納米時空分辨光學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”的研制正在有序推進(jìn)中，已經(jīng)取得了一批包括此工作在內(nèi)的階段性成果。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的核心儀器是附帶低能電子顯微功能的光電子顯微鏡(PEEM), 其激發(fā)光的波長覆蓋范圍從極紫外到近紅外(圖2)。下一步該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)有望在二維材料、光電材料與器件、表面介觀物理等研究領(lǐng)域大顯身手、發(fā)揮積極作用。圖2、北京大學(xué)研究團(tuán)隊的飛秒納米時空分辨系統(tǒng)