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近日，上海交通大學(xué)電子系義理林教授課題組基于智能鎖模算法、時(shí)間拉伸技術(shù)和實(shí)時(shí)高速電路建立的實(shí)時(shí)光譜分析控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了鎖模激光器輸出飛秒脈沖的實(shí)時(shí)光譜調(diào)控，對(duì)飛秒激光器的設(shè)計(jì)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。相關(guān)成果以“Intelligent control of mode-locked femtosecond pulses by time-stretch-assisted real-time spectral analysis”為題目于2020年1月發(fā)表于國(guó)際光學(xué)頂尖期刊《Light: Science & Applications》（中科院長(zhǎng)春光機(jī)所與Nature出版集團(tuán)合辦期刊），并入選為封面文章，在“News & Views”欄目被專(zhuān)門(mén)評(píng)述。博士生蒲國(guó)慶為第一作者，義理林教授為通信作者。 圖說(shuō)：期刊封面文章 飛秒尺度（1E-15秒）脈沖對(duì)應(yīng)著原子分子、材料、生物蛋白、化學(xué)反應(yīng)等豐富物質(zhì)體系的眾多超快過(guò)程，有著廣泛而重要的應(yīng)用。鎖模激光器作為產(chǎn)生飛秒脈沖的重要基礎(chǔ)研究工具，在物理、化學(xué)、生物、材料、信息科學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。飛秒鎖模激光器自上世紀(jì)六十年代發(fā)明以來(lái)，與其相關(guān)的研究分別于1999，2005，2018年獲得過(guò)諾貝爾獎(jiǎng)。 隨著超快光學(xué)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的前沿應(yīng)用需要對(duì)飛秒脈沖的時(shí)域和光譜進(jìn)行精細(xì)控制。由于飛秒脈沖的產(chǎn)生涉及非常復(fù)雜的非線(xiàn)性和色散傳輸效應(yīng)，達(dá)到特定脈沖狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)輸出需要對(duì)激光器多個(gè)參數(shù)在高維空間進(jìn)行優(yōu)化，傳統(tǒng)基于激光器光學(xué)設(shè)計(jì)和優(yōu)化的方法已被證明難以精確實(shí)現(xiàn)。 通過(guò)對(duì)飛秒脈沖狀態(tài)進(jìn)行智能識(shí)別，結(jié)合智能算法對(duì)激光器多參數(shù)進(jìn)行全局優(yōu)化，有望獲得理想的飛秒脈沖輸出，但其主要挑戰(zhàn)在于飛秒脈沖難以實(shí)時(shí)精確識(shí)別。低速時(shí)域采樣無(wú)法識(shí)別飛秒脈沖寬度和形狀，光譜儀雖可識(shí)別飛秒脈沖積分光譜但無(wú)法識(shí)別其瞬時(shí)光譜，因此傳統(tǒng)方法都無(wú)法做到實(shí)時(shí)控制飛秒脈沖精確鎖模狀態(tài)。為了解決這一難題，義理林教授課題組提出在鎖模控制環(huán)內(nèi)引入時(shí)間拉伸-色散傅里葉變換（TS-DFT）技術(shù)，通過(guò)時(shí)域到光譜的轉(zhuǎn)換，采用低速時(shí)域采樣即可識(shí)別飛秒脈沖對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)光譜寬度和形狀。結(jié)合智能控制算法，實(shí)現(xiàn)了以1.4nm為精度對(duì)飛秒脈沖光譜寬帶從10nm到40nm進(jìn)行可編程控制，光譜形狀可編程為高斯型或三角形等。這是本領(lǐng)域首次實(shí)現(xiàn)飛秒鎖模脈沖光譜寬度和形狀高精度實(shí)時(shí)編程控制，解決了飛秒鎖模脈沖鎖模狀態(tài)無(wú)法精確調(diào)控的難題。 基于實(shí)時(shí)的光譜控制，該研究還展示了從窄譜鎖模態(tài)至寬譜鎖模態(tài)以及從三角形光譜脈沖態(tài)至寬譜鎖模態(tài)的演變過(guò)程，發(fā)現(xiàn)兩者動(dòng)力學(xué)過(guò)程具有相似性，提出了目標(biāo)鎖模狀態(tài)可能決定中間動(dòng)力學(xué)過(guò)程的猜想，為人們進(jìn)一步探索鎖模激光器內(nèi)部機(jī)理提供新視角。 圖說(shuō)：基于快速光譜分析的飛秒鎖模脈沖智能控制 非線(xiàn)性光學(xué)著名專(zhuān)家John Dudley教授（歐洲物理學(xué)會(huì)主席，IEEE/OSA Fellow）在《Light: Science & Applications》的“News & Views”欄目撰文介紹此項(xiàng)工作，認(rèn)為本工作極具創(chuàng)新性，開(kāi)拓了研究鎖模動(dòng)力學(xué)新的可能性，很可能應(yīng)用于多種鎖模光纖激光器中。 義理林教授課題組過(guò)去六年來(lái)一直致力于解決飛秒鎖模激光器的智能控制問(wèn)題，2019年發(fā)表在光學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Optica》的“智能鎖模激光器”成果入選美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)旗下新聞雜志《Optics & Photonics News》2019年光學(xué)年度進(jìn)展“Optics in 2019”。該方向工作部分得到國(guó)家自然科學(xué)基金（61575122）的支持。《Light: Science & Applications》論文全文https://www.nature.com/articles/s41377-020-0251-x《Light: Science & Applications》“New & Views”評(píng)述論文https://www.nature.com/articles/s41377-020-0270-7

隨著計(jì)算智能方法得到更廣泛的應(yīng)用，其從問(wèn)題本身學(xué)習(xí)的能力亟待增強(qiáng)。為此，越來(lái)越多研究提出使用機(jī)器學(xué)習(xí)模型來(lái)驅(qū)動(dòng)計(jì)算智能。通常，這種基于模型的進(jìn)化算法的性能高度依賴(lài)于所采用模型的訓(xùn)練質(zhì)量。而傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)方法需要大量訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練，而且受維度災(zāi)難的影響，這類(lèi)方法通常很難解決維度較高的問(wèn)題，約束了計(jì)算智能方法的應(yīng)用范疇。課題組在IEEE Transactions on Cybernetics上發(fā)表了一種由生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）驅(qū)動(dòng)的進(jìn)化多目標(biāo)算法。

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于溫度改變的橋梁快速測(cè)試與評(píng)估方法，通過(guò)設(shè)置在橋梁上的傳感器對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)在不同溫度條件下的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行采集，利用動(dòng)力信號(hào)分析方法識(shí)別橋梁結(jié)構(gòu)在不同溫度條件下的基本動(dòng)力特性參數(shù)，并將其代入振型縮放系數(shù)與外界溫度條件以及動(dòng)力參數(shù)之間的映射關(guān)系中，得到橋梁結(jié)構(gòu)的振型縮放系數(shù)以及不同溫度條件下的位移柔度矩陣深層次參數(shù)，從而預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)在任意靜力荷載下的變形、進(jìn)行損傷識(shí)別以及進(jìn)行結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期性能研究，本發(fā)明克服了傳統(tǒng)沖擊振動(dòng)測(cè)試需要人工激勵(lì)裝置以及封閉交通的缺點(diǎn)，同時(shí)克服了現(xiàn)有環(huán)境振動(dòng)測(cè)試方法不能有效支持橋梁結(jié)構(gòu)安全評(píng)估的缺點(diǎn)，具有測(cè)試時(shí)間少，不需要封閉交通，精度高以及抗噪音能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明涉及一種快速鑒定扇貝品種的多重PCR引物及方法。快速鑒定扇貝品種的多重PCR引物，由櫛孔扇貝引物、華貴櫛孔扇貝引物、海灣扇貝引物和蝦夷扇貝引物組成。鑒定方法包括以下步驟：提取扇貝基因組總DNA，進(jìn)行多重PCR擴(kuò)增，根據(jù)瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)PCR產(chǎn)物大小判定待檢測(cè)扇貝種類(lèi)。本發(fā)明的鑒定引物及多重PCR方法可以靈敏、快速地確定待檢測(cè)扇貝樣品的種類(lèi)。

一、 項(xiàng)目簡(jiǎn)介鋁合金因重量輕、資源豐富、綜合性能好，所以在機(jī)械、交通運(yùn)輸、航天與軍事工業(yè)等高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用逐年增加。生產(chǎn)高質(zhì)量的鋁合金，控制鑄錠組織是十分必要的，而控制其組織和性能的關(guān)鍵之一是獲得細(xì)小均勻的等軸晶。晶粒細(xì)化是近期國(guó)際上對(duì)傳統(tǒng)材料升級(jí)和創(chuàng)造新型合金的三大工藝手段之一。因此，可以運(yùn)用細(xì)化晶粒的方法來(lái)提高合金的性能，從而滿(mǎn)足不斷發(fā)展的技術(shù)對(duì)高性能材料的需要。晶粒細(xì)化方法可分為內(nèi)生形核質(zhì)點(diǎn)法和外來(lái)形核質(zhì)點(diǎn)法，內(nèi)生形核法主要包括電磁作用、超聲波振動(dòng)、快速凝固等方法，而外來(lái)形核質(zhì)點(diǎn)法是通過(guò)向呂溶液中加入中間合金細(xì)化劑，產(chǎn)生異質(zhì)形核核心，提高晶體的形核率，從而細(xì)化晶粒。在實(shí)際生產(chǎn)中，內(nèi)生形核的幾種方法都有一定的局限性，如需要特殊的設(shè)備和工藝，成本較高等，因此，目前向鋁合金熔液中添加細(xì)化劑仍是細(xì)化晶粒最簡(jiǎn)單有效的方法。目前，應(yīng)用較為廣泛的鋁合金細(xì)化劑包括Al-Ti-B、Al-Ti-C等中間合金細(xì)化劑。Al-Ti-B的細(xì)化機(jī)理是Al-Ti-B加入到鋁合金熔液中，會(huì)與鋁熔體中的鋁反應(yīng)生成Al3Ti、TiB2、AlB2等粒子，它們分散到整個(gè)合金熔液中并形核，從而起到晶粒細(xì)化作用。隨著鋁合金晶粒細(xì)化劑的多元化發(fā)展，人們通過(guò)向合金中加入稀土元素來(lái)提高細(xì)化效果和細(xì)化的長(zhǎng)效性。稀土元素是表面活性物質(zhì)，易在鋁或鋁熔液的晶界和相面上吸附偏聚，稀土的加入不僅能夠改善Al3Ti形核相的形態(tài)和分布，還能細(xì)化熔液中微粒尺寸，同時(shí)稀土還具有除氫、凈化鋁液的作用。鈧是一種稀土元素，Sc元素是優(yōu)化鋁合金組織和性能的最有效的元素，Sc對(duì)Al有很強(qiáng)的彌散強(qiáng)化、晶粒細(xì)化作用，并可有效抑制Al的再結(jié)晶。Sc和Al相互作用的主要特征是共晶共格，Sc和Al生成的Al3Sc相與Al基體母相共格，對(duì)位錯(cuò)及亞晶有極大的釘扎作用，阻止和抑制晶粒長(zhǎng)大，促進(jìn)晶粒細(xì)化，微量的鈧元素就能夠?qū)︿X合金起到很好的晶粒細(xì)化效果。近年來(lái)，快速凝固技術(shù)在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，經(jīng)過(guò)快速凝固處理后，金屬在液態(tài)中的溶解度得到擴(kuò)大，材料各部位的組織更加緊密，凝固結(jié)晶會(huì)更加細(xì)小，晶粒的分布更加均勻，這些結(jié)構(gòu)上的改變使材料擁有了更高的綜合性能，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)具有重要的意義。本項(xiàng)目中的新型細(xì)化劑是在已有應(yīng)用成熟的細(xì)化劑的基礎(chǔ)上，向其中添加微量稀土鈧元素，并結(jié)合快速凝固技術(shù)制備而成。將該新型細(xì)化劑加入到A356.2鋁合金后，合金微觀(guān)組織由原來(lái)粗大的樹(shù)枝狀晶粒變?yōu)榧?xì)小的等軸晶，與已有的細(xì)化劑相比，其細(xì)化效果更加明顯，對(duì)合金力學(xué)性能有更大的提高。二、 項(xiàng)目技術(shù)成熟程度已完成實(shí)驗(yàn)工作。實(shí)驗(yàn)中，對(duì)比了A356.2鋁合金分別加入傳統(tǒng)鑄態(tài)Al-Ti-B、快速凝固Al-Ti-B、鑄態(tài)Al-Ti-B-Sc和快速凝固Al-Ti-B-Sc，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，快速凝固Al-Ti-B-Sc中間合金對(duì)A356.2鋁合金具有最好的細(xì)化效果，微量稀土元素Sc的加入和快速凝固技術(shù)的使用使細(xì)化劑具有了更好的細(xì)化效果，經(jīng)過(guò)該細(xì)化劑細(xì)化后鋁合金的力學(xué)性能會(huì)得到更大的提高。三、 技術(shù)指標(biāo)本項(xiàng)目中，未細(xì)化前，A356.2 鋁合金的平均晶粒尺寸為120μm左右；加入傳統(tǒng)Al-Ti-B細(xì)化劑后，A356.2鋁合金的平均晶粒尺寸會(huì)細(xì)化至80μm左右；而加入該新型細(xì)化劑后鋁合金的細(xì)化劑會(huì)細(xì)化至30μm左右，可見(jiàn)，該新型細(xì)化劑對(duì)A356.2鋁合金細(xì)化效果非常明顯。經(jīng)過(guò)該細(xì)化劑細(xì)化后，A356.2鋁合金的性能也有一系列的提高，硬度值由細(xì)化前的80HV增加到接近100HV。細(xì)化并熱處理后，抗拉強(qiáng)度由原來(lái)的300MPa增加到接近370MPa，延伸率由原來(lái)的4.5%可增加到5%以上。該項(xiàng)目中的相關(guān)內(nèi)容已申報(bào)發(fā)明專(zhuān)利，申請(qǐng)?zhí)枮?0130644087.1，專(zhuān)利正在受理過(guò)程中。四、 市場(chǎng)前景鋁合金資源豐富，且具有良好的綜合性能，所以應(yīng)用非常廣泛，向熔融鋁合金中加入中間合金來(lái)細(xì)化鋁合金的晶粒可以進(jìn)一步提高合金的性能。隨著鋁合金應(yīng)用的進(jìn)一步廣泛，對(duì)鋁合金性能的要求也越來(lái)越高，該項(xiàng)目所涉及的內(nèi)容在細(xì)化鋁合金內(nèi)部組織，獲得性能更優(yōu)異鋁合金具有非常突出的效果。該項(xiàng)目中的新型細(xì)化劑，在低壓鑄造鋁合金車(chē)輪的生產(chǎn)過(guò)程中將會(huì)有很好的市場(chǎng)前景，其對(duì)鋁合金車(chē)輪性能的提高能夠滿(mǎn)足更高的使用要求，隨著技術(shù)的不斷成熟，該新型細(xì)化劑很可能取代現(xiàn)在已有的應(yīng)用成熟的鋁合金細(xì)化劑。五、 規(guī)模與投資需求六、 生產(chǎn)設(shè)備TECNO 90工業(yè)熔煉爐、快速凝固設(shè)備等生產(chǎn)設(shè)備及萬(wàn)能拉伸試驗(yàn)機(jī)、金屬分析儀、金相顯微鏡等檢測(cè)觀(guān)察設(shè)備。七、 效益分析由于該項(xiàng)技術(shù)屬本領(lǐng)域的新技術(shù)，較已有的技術(shù)相比有突出的優(yōu)勢(shì)，按每年生產(chǎn)1000噸計(jì)算，可獲利約2000萬(wàn)。八、 合作方式面談。九、 項(xiàng)目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：趙維民，電話(huà)：13370316780，  郵箱：wmzhao@hebut.edu.cn 。十、 附件：成果圖片 A356.2鋁合金細(xì)化前后的金相組織

項(xiàng)目屬現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，圍繞農(nóng)田信息快速感知、穩(wěn)定傳輸和精準(zhǔn)管控三大瓶頸難題，在植物養(yǎng)分/生理/病害信息快速感知，土壤水/鹽/養(yǎng)分特性多維快速測(cè)試，農(nóng)田復(fù)雜環(huán)境下信息無(wú)線(xiàn)穩(wěn)定傳輸，基于作物生長(zhǎng)需求的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境調(diào)控和肥水藥精準(zhǔn)管理等核心技術(shù)取得了重大突破，自主研制了系列產(chǎn)品和系統(tǒng)，總體達(dá)到了國(guó)際同類(lèi)研究先進(jìn)水平，部分達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平。相關(guān)成果已經(jīng)在全國(guó)20 多個(gè)省市的農(nóng)田、果園與設(shè)施農(nóng)業(yè)等推廣應(yīng)用，取得了重大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，對(duì)推動(dòng)我國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。