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這項新技術(shù)的研究與應(yīng)用涉及到聲學(xué)、機(jī)械學(xué)、電子技術(shù)和超硬磨料工具制造、精密加工和加工過程控制等工藝技術(shù)，是多學(xué)科交叉的研究課題。本項目已經(jīng)獲得國家發(fā)明專利，研究結(jié)果表明：金剛石線鋸上的磨粒周期性直線往復(fù)運動和超聲波振動的合成運動去除工件材料。由于在加工中其切割速度的大小和方向產(chǎn)生周期性的變化,使磨粒在去除材料時切削刃與工件之間在微觀上有瞬間接觸和脫離過程,加工過程總的平均力僅為一般線鋸的1/3-1/5,切削溫度一般不超過40℃,同時切削刃與工件之間的脫離過程使其瞬間產(chǎn)生的應(yīng)力有足夠的時間釋放,冷卻液又可以直接進(jìn)入到加工區(qū)域。因此材料在高頻振動下發(fā)生疲勞破壞，加速材料的去除。該切割技術(shù)不同于傳統(tǒng)的加工技術(shù)，具有切割效率高，表面質(zhì)量好、出材率高、經(jīng)濟(jì)性好等特點。

成果簡介結(jié)合建筑行業(yè)大型空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)多桿匯交式網(wǎng)殼節(jié)點殼形多瓣式節(jié)點數(shù)字化制造需求， 形成了鑄鋼節(jié)點機(jī)器人快速制模技術(shù)、 具有自主知識產(chǎn)權(quán)且可用于鑄鋼節(jié)點機(jī)械精加工的高剛度 5 混聯(lián)機(jī)器人本體設(shè)計制造技術(shù)， 開發(fā)數(shù)字化成套工藝裝備， 并結(jié)合依托工程國家重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)， 在鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)示范應(yīng)用。成熟程度和所需建設(shè)條件本項目先后成功應(yīng)用于上海世博會和上海中心， 結(jié)果表明效果顯著， 經(jīng)濟(jì)和社會效益明顯。技術(shù)指標(biāo)控制軸,5 軸； 設(shè)置

近日，北京大學(xué)物理學(xué)院馬仁敏研究員課題組實驗發(fā)現(xiàn)了拓?fù)淠軒Х崔D(zhuǎn)光場限制效應(yīng)，將拓?fù)鋺B(tài)的利用由拓?fù)溥吘墤B(tài)擴(kuò)展至拓?fù)潴w態(tài)，并基于此實現(xiàn)了一種高性能的拓?fù)潴w態(tài)激光器。這種新型激光器具有垂直出射、高方向性、小體積、低閾值、窄線寬、單橫模、單縱模和高邊模抑制比等優(yōu)異特性。相關(guān)工作被《Nature Nanotechnology》雜志以標(biāo)題 “A high-performance topological bulk laser based on band-inversion-induced reflection” 進(jìn)行長文報道。 激光器的發(fā)明加深了人們對光與物質(zhì)相互作用的認(rèn)識，并對現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展起到了巨大的推動作用。至激光器發(fā)明以來，激光微型化始終是一個重要的研究方向。半導(dǎo)體激光器因為易于電泵浦和規(guī)模生產(chǎn)與集成等優(yōu)點，是激光微型化的首要選擇。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，半導(dǎo)體激光器的微型化已經(jīng)取得了巨大的成就。尤其是具有垂直出射特性的垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL），目前已有數(shù)以百億計的該型激光器被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)通訊、激光雷達(dá)、人臉識別、數(shù)據(jù)存儲與醫(yī)療手術(shù)等領(lǐng)域。圖1：拓?fù)潴w態(tài)激光器原理和示意圖。(a) 用于構(gòu)造能帶反轉(zhuǎn)的拓?fù)鋺B(tài)和拓?fù)淦接箲B(tài)光子晶體示意圖。(b) 實驗中發(fā)現(xiàn)能帶反轉(zhuǎn)可用來實現(xiàn)光場的反射和限制。(c) 垂直發(fā)射拓?fù)潴w態(tài)激光器示意圖。拓?fù)潴w態(tài)激光器出射方向垂直于光學(xué)腔反饋平面。 馬仁敏研究員與合作者提出并實現(xiàn)了一種新型垂直發(fā)射激光器—拓?fù)潴w態(tài)激光器。這種新型激光器直徑只有數(shù)微米，具有良好的垂直發(fā)射方向性, 窄線寬，單橫模、單縱模，能夠在室溫下以千瓦每平方厘米閾值穩(wěn)定工作，單模輸出邊模抑制比超過36 dB。這些性能與商業(yè)化激光二極管相當(dāng)，根據(jù)IEEE以及相關(guān)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，指標(biāo)滿足多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域需求。 該類激光器的實現(xiàn)有賴于實驗中發(fā)現(xiàn)的一種新型光反射和限制機(jī)制：能帶反轉(zhuǎn)光場限制效應(yīng)。圖1給出了能帶反轉(zhuǎn)光場限制效應(yīng)和基于其實現(xiàn)拓?fù)潴w態(tài)激光器的原理和示意圖：實驗中首先通過對二維光子晶體進(jìn)行變形操作，分別獲得了具有拓?fù)鋺B(tài)和拓?fù)淦接箲B(tài)的能帶結(jié)構(gòu)；相較于拓?fù)淦接箲B(tài)，拓?fù)鋺B(tài)的光子晶體能帶結(jié)構(gòu)中發(fā)生偶極子和四極子能帶間的能量反轉(zhuǎn)；實驗和理論計算發(fā)現(xiàn)頻率靠近能帶邊緣的光場雖然在拓?fù)鋺B(tài)和拓?fù)淦接箲B(tài)中都可以自由傳播，但是在兩者的界面處會發(fā)生能帶反轉(zhuǎn)引起的光場發(fā)射；該能帶反轉(zhuǎn)引起的光場反射和限制效應(yīng)僅發(fā)生在布里淵區(qū)中心附近，越靠近布里淵區(qū)中心，光場反射和限制越有效，使得利用該類型反射機(jī)制構(gòu)建的拓?fù)潴w態(tài)激光器具有單橫模、單縱模、面內(nèi)反饋、垂直出射等優(yōu)異特性。圖2：拓?fù)潴w態(tài)激光器件與性能。(a-b) 拓?fù)潴w態(tài)激光器諧振腔（a）和拓?fù)浣缑嫣帲╞）的電鏡圖。（c）隨功率變化的光譜。（d）激射光譜。（e）激射實空間近場分布。（f）激射角分辨遠(yuǎn)場分布。 能帶反轉(zhuǎn)光場反射和限制效應(yīng)為激光物理提供了一種新穎的激光模式選擇和出射光場調(diào)控機(jī)制。基于該原理構(gòu)建的新型拓?fù)浼す馄鞲黜椥阅芫_(dá)到了可商業(yè)化應(yīng)用的水平（圖2）。新的光場反射和限制機(jī)制將拓?fù)鋺B(tài)的利用由拓?fù)溥吘墤B(tài)擴(kuò)展至拓?fù)潴w態(tài)，同時該原理可以拓展到電子學(xué)、聲學(xué)和聲子學(xué)等領(lǐng)域。 該工作發(fā)表于Nature Nanotechnology (DOI: 10.1038/s41565-019-0584-x)，馬仁敏研究員為論文通訊作者；北京大學(xué)博士后邵增凱、博士生陳華洲和王所為共同第一作者；其他作者包括北京大學(xué)博士生冒芯蕊、楊振乾、訪問學(xué)生王少雷，以及日本國立材料研究所教授胡曉，學(xué)生王星翔。這項工作得到國家自然科學(xué)基金委、科技部、北京市自然科學(xué)基金、人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國家重點實驗室、量子物質(zhì)科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心等的支持。

激光發(fā)射的光打到被測工件的表面，散射回來的光被透鏡匯聚到光電接收器上。被測物體的位置發(fā)生變化時，光電接收器上光點的位置也會發(fā)生變化，由此檢測到物體位置的變化。現(xiàn)已開發(fā)兩種，分別成功應(yīng)用于靜態(tài)測量和動態(tài)測量。 主要功能和技術(shù)指標(biāo)： 非接觸式測量，適用于任何非鏡面的粗糙表面物體的檢測；測量范圍可以根據(jù)用戶要求選擇，從10mm~200mm；測量誤差小于0.5%。 傳感器目前已成功應(yīng)用于輪對幾何參數(shù)自動測量系統(tǒng)、非接觸式靜態(tài)軌道測量小車、軌檢車等。已制造100套以上。

一、成果簡介： 激光平地控制技術(shù)設(shè)備除了應(yīng)用于 北方旱田平整外，還可用于水田平整，能夠有效地改善水田表面微地形，提高水田土地平整度。該設(shè)備可適合我國南部、東南部等有大面積水稻種植區(qū)的地區(qū)，一般用于水田(直播或者插秧)種植前的土地平整作業(yè)。 本研究成果的核心技術(shù)設(shè)備是30cm激光接收器，更適合于水田地勢波動較大的情況。本研究成果包括激光發(fā)射器、激光接收器和高程控制器。由接收器負(fù)責(zé)接收由激光發(fā)射器發(fā)射的激光信號，通過光電轉(zhuǎn)換將

本成果掌握了新型高溫高能防護(hù)涂層原材料設(shè)計和制備、涂層結(jié)構(gòu)-功能一體化設(shè)計、涂層壽命可靠預(yù)測等技術(shù)方法，突破了陶瓷涂層強(qiáng)韌化、涂層宏微結(jié)構(gòu)控制、大尺寸薄壁異形件的尺寸穩(wěn)定性和涂層質(zhì)量均勻性控制等關(guān)鍵技術(shù)，研制的新型涂層實現(xiàn)了kW/cm2量級高功率密度數(shù)十秒的激光有效防護(hù)。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 針對重大裝備對高能激光防護(hù)涂層材料提出的迫切需求，開展了高能激光防護(hù)涂層材料技術(shù)研究。掌握了新型高溫高能防護(hù)涂層原材料設(shè)計和制備、涂層結(jié)構(gòu)-功能一體化設(shè)計、涂層壽命可靠預(yù)測等技術(shù)方法，突破了陶瓷涂層強(qiáng)韌化、涂層宏微結(jié)構(gòu)控制、大尺寸薄壁異形件的尺寸穩(wěn)定性和涂層質(zhì)量均勻性控制等關(guān)鍵技術(shù)，研制的新型涂層實現(xiàn)了kW/cm2量級高功率密度數(shù)十秒的激光有效防護(hù)。研究成果已成功應(yīng)用于高空無人機(jī)等重要裝備的高溫高能防護(hù)。 圖1：研制的噴涂粉體 圖2：大尺寸薄壁異形件構(gòu)件表面高能激光防護(hù)涂層

?  成果簡介：主動紅外夜視儀可以利用近紅外半導(dǎo)體激光器作為照明光源，星光級CCD作為圖像探測器，配合高倍變焦光學(xué)系統(tǒng)，實現(xiàn)在夜間探測目標(biāo)的目的。針對軍事和準(zhǔn)軍事以及民用的需求，研制系列的激光照明成像系統(tǒng)，具有成本低、使用方便、空間分辨率高、晝夜適用、探測距離較遠(yuǎn)、能夠在一定程度上識別目標(biāo)偽裝等特點。?  項目來源：自行開發(fā)?  技術(shù)領(lǐng)域：光學(xué)（激光夜視）?  應(yīng)用范圍：公安、武