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原理介紹： 光在與微粒的相互作用中，會(huì)將自身攜帶的動(dòng)量傳遞給微粒，對(duì)微粒施加力的作用。在光鑷中，處在激光中的粒子所受的力有兩種：一部分是電磁場(chǎng)分布不均勻?qū)е碌奶荻攘?，梯度力將微粒吸引向光阱的中心；一部分是光子與粒子相互作用導(dǎo)致的散射。針對(duì)不同大小的粒子，大致可以分為三類： 一、微粒的尺度遠(yuǎn)大于激光波長(zhǎng)，可以采用幾何光學(xué)近似模型，光線在微粒經(jīng)過折射反射，將動(dòng)量傳遞至微粒上； 二、微粒尺度跟激光波長(zhǎng)相近，這種情況下可以通過電磁場(chǎng)麥克斯韋方程組求解； 三、微粒尺度遠(yuǎn)小于激光波長(zhǎng)，微粒在光場(chǎng)中被激發(fā)為偶極子，受到偶極子與強(qiáng)聚焦光場(chǎng)的相互作用力； 相關(guān)內(nèi)容： 動(dòng)手調(diào)節(jié)光路，利用光鑷捕捉并操控小球； 基于空間光調(diào)制器的光鑷系統(tǒng)，通過研究不同算法從而得到加載在空間光調(diào)制器上的全息圖、更加深入地研究特殊模式光束在光學(xué)微操縱中的應(yīng)用、拓展光鑷與其他學(xué)科交叉的應(yīng)用前景以及對(duì)光場(chǎng)偏振態(tài)、相位、振幅的聯(lián)合調(diào)制等等。 應(yīng)用領(lǐng)域： 作為非侵入型的力學(xué)操控系統(tǒng)，光鑷可以應(yīng)用于細(xì)胞生物學(xué)、氣溶膠科學(xué)、物理化學(xué)等交叉學(xué)科的基礎(chǔ)研究，包括細(xì)胞微環(huán)境的改變、形變拉伸、微粒力學(xué)參數(shù)的測(cè)量等等。將全息光鑷與圖像識(shí)別結(jié)合，可以做到自動(dòng)捕獲粒子和分揀， 將全息光鑷與光學(xué)顯微鏡相結(jié)合，可以量化細(xì)胞、分子的動(dòng)力學(xué)特性，在細(xì)胞生物學(xué)中有巨大的研究空間； 方案介紹： 光路圖：   上圖為本方案全息光鑷裝置的光路示意圖。首先激光經(jīng)過擴(kuò)束后，直徑與空間光調(diào)制器有效區(qū)域的短邊直徑相等，擴(kuò)束后的激光依次通過線偏振片、半波片和非偏振分光棱鏡。用半波片旋轉(zhuǎn)線偏光角度，使之工作在相位模式下，空間光調(diào)制器的入射角控制在在 5°以內(nèi)。 經(jīng)過空間光調(diào)制器反射的光經(jīng)過由兩個(gè)傅里葉透鏡組成的縮束系統(tǒng)，該系統(tǒng)能改變光斑尺寸確保光束直徑與顯微物鏡的入瞳直徑匹配。對(duì)于外圍光強(qiáng)較弱的高斯光束，利用此縮束系統(tǒng)將激光直徑稍大于顯微物鏡入瞳直徑。 經(jīng)過縮束系統(tǒng)的激光經(jīng)過 45°直角反射鏡，二向色鏡將激光透射進(jìn)入顯微物鏡，同時(shí)讓照明光源透過，從而使 CMOS 相機(jī)采集到樣品像?？臻g光調(diào)制器位于第一個(gè)傅里葉透鏡的焦距處，全息圖與物鏡入瞳是共軛像面，所以全息圖經(jīng)過顯微物鏡做傅里葉變換后在顯微物鏡焦平面即樣品面上再現(xiàn)期望的光場(chǎng)分布。   特點(diǎn)： 此方案采用的開普勒式縮束系統(tǒng)透鏡間的焦平面與樣品面是共軛的，在透鏡焦平面加入高通濾波器或在空間光調(diào)制器上疊加閃耀光柵后，后續(xù)光學(xué)元件按照一級(jí)像排列，從而移去零級(jí)光的影響。 加載全息圖后 X-Y 位置可實(shí)時(shí)調(diào)整，快速疊加不同焦距菲涅爾相位圖、閃耀光柵相位圖等； 空間光調(diào)制器可供多種語言調(diào)用（labview、C、Python 等）；可編程實(shí)現(xiàn)不同數(shù)目、不同排列的光阱陣列；   配置標(biāo)準(zhǔn)：   序號(hào) 配置 規(guī)格 序號(hào) 配置 規(guī)格 1 激光光源 637nm 激光最大功率1w 4 顯微物鏡 PLN100× 油浸   NA 1.25 2 空間光調(diào)制器 1920*1080   2π 5 照明光源 波長(zhǎng)470nm 功率760mw 3 CMOS相機(jī) 1280*1024 60FPS 6 相機(jī)筒鏡 f=200mm 等系列其他配置

厚板焊接作為我國(guó)核電、船舶、石化等領(lǐng)域重大裝備的關(guān)鍵制造技術(shù)，對(duì)低熱輸入、高效率、高質(zhì)量的新型焊接方法升級(jí)需求極其迫切。窄間隙焊接技術(shù)因采用窄且深的坡口，在厚板焊接時(shí)具有效率高、填充量少、熱輸入小、變形小等優(yōu)勢(shì)，在提高焊接效率和焊接質(zhì)量等方面具有重要應(yīng)用前景。目前，該類技術(shù)在國(guó)外核電、船舶等行業(yè)廣泛應(yīng)用，技術(shù)較為成熟。而我國(guó)窄間隙焊接技術(shù)研究起步較晚，在大厚板核心焊接設(shè)備、工藝及材料均受制于人，尤其針對(duì)我國(guó)國(guó)防重點(diǎn)企業(yè)，存在“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)。高端焊接裝備依賴于進(jìn)口，價(jià)格高昂。國(guó)外主要生產(chǎn)廠家包括法國(guó)寶利蘇迪、日本日立公司、美國(guó)電弧機(jī)器等，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家華恒、唐山開元等依賴于國(guó)外企業(yè)的專利授權(quán)。 國(guó)際和國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)一般采用鎢極擺動(dòng)、陶瓷片約束、橫向交變磁場(chǎng)等控制電弧周期性地在兩側(cè)壁之間燃燒，存在裝置復(fù)雜、母材被磁化或間隙較大等缺點(diǎn)。為解決窄間隙焊接側(cè)壁熔合的難題，課題組另辟蹊徑，創(chuàng)新性地提出了一種具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“厚板超窄間隙旋轉(zhuǎn)電弧焊接技術(shù)及成套裝備”新技術(shù)。該技術(shù)突破了現(xiàn)有窄間隙鎢極氬弧焊接（NG-GTAW，narrow-gap gas tungsten arc welding）工藝的局限性，已實(shí)現(xiàn)壁厚50 mm超窄間隙焊接，能夠更為可靠、簡(jiǎn)便地解決側(cè)壁未熔合缺陷問題。相對(duì)于國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)有技術(shù)，該技術(shù)形成的旋轉(zhuǎn)電弧能夠有效改善電弧熱量及壓力的均勻性，在保證熔敷金屬質(zhì)量均勻的同時(shí)避免熔深過大，具備高質(zhì)量、高效率的突出優(yōu)勢(shì)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，已在國(guó)防、核電、QT等工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)研發(fā)了面向核電、石化、船舶等裝備的大厚板非軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)鎢極超窄間隙GTAW成套裝備（圖1），可實(shí)現(xiàn)板厚超過150 mm、窄間隙5 mm——9 mm的厚壁材料高質(zhì)量自動(dòng)化焊接。 圖1 大厚板非軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)鎢極超窄間隙GTAW成套裝備 該設(shè)備特別適用于厚壁不銹鋼焊接、鈦合金、980高強(qiáng)鋼、9Ni鋼等特種材料，在核電、軍工、石化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。目前處于國(guó)際先進(jìn)水平的寶利蘇迪公司生產(chǎn)的單套設(shè)備售價(jià)高達(dá)380萬元，國(guó)產(chǎn)設(shè)備售價(jià)也達(dá)到150——200萬元水平。而自主設(shè)計(jì)研發(fā)的設(shè)備單套成本僅約30萬元，能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

首先，一種大頭基的表面活性劑(DEAB)可以與反電荷的多頭配體(TPE-BPA)得到一種納米尺寸的無規(guī)配位簇，而后金屬離子(Zn2+)的加入則可迅速使之交聯(lián)形成無定形的白色沉淀物。通過自發(fā)的結(jié)塊過程，沉淀中的分子可進(jìn)一步發(fā)生重排運(yùn)動(dòng)，并使其由白色粉末狀的固體在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)變形成透明且可自支撐的薄膜材料。

設(shè)計(jì)兩個(gè)硅納米棒作為超構(gòu)表面的基本相干像素結(jié)構(gòu)單元，從而實(shí)現(xiàn)光場(chǎng)透射的有效調(diào)控。通過獨(dú)立控制兩個(gè)納米棒的轉(zhuǎn)角，可以實(shí)現(xiàn)單層結(jié)構(gòu)對(duì)振幅和相位的獨(dú)立調(diào)控，從而能夠在單層納米結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)任意全息與平面圖像的集成。更進(jìn)一步，針對(duì)于彩色平面圖像，可以通過硅納米棒的尺寸（即單根納米棒的長(zhǎng)和寬）以及納米棒之間的轉(zhuǎn)角差的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)顏色HSB三參數(shù)的按需調(diào)控，從而將超構(gòu)表面結(jié)構(gòu)色的調(diào)控能力從二維的色度-飽和度平面，真正拓展到三維的色度-飽和度-強(qiáng)度空間? 以上研究成果將豐富和拓展超構(gòu)表面在圖像器件方面的應(yīng)用，比如實(shí)現(xiàn)有陰影信息的彩色圖像打印，開發(fā)新型全彩平面與彩色全息圖像的集成顯示技術(shù)，研制基于平面和全息圖像集成的納米隱寫信息安全技術(shù)等。同時(shí)，該工作中體現(xiàn)的相干像素設(shè)計(jì)理念也將對(duì)復(fù)雜光場(chǎng)調(diào)控問題提供新的解決思路和方案

超疏水表面具有如自潔，疏水防污等特性，使其在眾多領(lǐng)域都有巨大的應(yīng)用前景。透明性的引入擴(kuò)展了其在擋風(fēng)玻璃，玻璃幕墻等領(lǐng)域的應(yīng)用面。目前，透明超疏水涂層普遍存在易磨損，制作工藝復(fù)雜，缺少大規(guī)模制備的操作性，成本昂貴等缺點(diǎn)。本涂層利用長(zhǎng)鏈硅烷修飾兩種100nm粒徑以下二氧化硅溶膠直接涂覆于由膠黏劑處理過的基材表面并稍加摩擦獲得耐磨透明超疏水涂層。此涂層相較于氣相沉積，模版法，刻蝕等技術(shù)制作方法簡(jiǎn)單，步驟與用時(shí)較少，并能大面積制備，重復(fù)涂覆。同時(shí)，制備價(jià)格較低，原料低毒環(huán)保，產(chǎn)品實(shí)用性強(qiáng)。

南京工業(yè)大學(xué)粉體工程研究所在微粉及超細(xì)粉的分級(jí)方面進(jìn)行了多年的研究開發(fā)工作。開發(fā)成功了NHX系列選粉機(jī)和NHCH系列超細(xì)分級(jí)機(jī)。其中NHX系列選粉機(jī)已經(jīng)在水泥行業(yè)和其它領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著超細(xì)粉在各行各業(yè)廣泛使用，NHCH系列超細(xì)分級(jí)機(jī)也有著很廣的應(yīng)用前景。NHCH系列超細(xì)分級(jí)機(jī)具有分級(jí)效率高、分級(jí)精度好、結(jié)構(gòu)合理、投資省等優(yōu)點(diǎn)。是替代進(jìn)口的理

本項(xiàng)目主要包括超細(xì)高純氧化鋁粉體及生物醫(yī)用氧化鋯納米粉體，以納米 級(jí)、亞微米級(jí)的無機(jī)鹽、過渡金屬離子為中間原料制備，具有耐候性好、耐酸 堿腐蝕、投資規(guī)模小、附加值高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛，能夠替代國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品。 本項(xiàng)目是通過溶膠凝膠與水熱法相結(jié)合的技術(shù)手段，使易水解的金屬無機(jī)鹽或 金屬醇鹽化合物在某種溶劑中與水發(fā)生反應(yīng)，經(jīng)過水解與縮聚過程逐漸凝膠化， 再經(jīng)干燥、燒結(jié)等后處理得到超細(xì)粉末，避免了微粒的過度生長(zhǎng)以及在液相中 的團(tuán)聚，可獲得粒徑分布很窄納米級(jí)。

針對(duì)極紫外光刻機(jī)物鏡的溫管和溫控技術(shù)難題，設(shè)計(jì)和開發(fā)了針對(duì)極紫外光刻機(jī)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超精密溫控裝置，目前已應(yīng)用在半導(dǎo)體制造業(yè)及光刻機(jī)生產(chǎn)廠商、高檔數(shù)控行業(yè)和民用航天上，涉及企事業(yè)單位共30余家。研制了不同控溫精度和控溫功率的系列產(chǎn)品，采用主動(dòng)溫度控制方法，解決了單點(diǎn)溫度控制穩(wěn)定性和多通道溫度控制均勻性的問題；設(shè)計(jì)了具有功能模塊化的溫控層次結(jié)構(gòu)，解決了超精密溫控中系統(tǒng)內(nèi)外的擾動(dòng)和時(shí)滯問題，控溫速度快；研制了大功率串聯(lián)半導(dǎo)體制冷模塊，結(jié)合模糊PID控制算法，提高了收斂速度、控制精度和抗擾動(dòng)能力。項(xiàng)

本項(xiàng)目經(jīng)過多年研發(fā)，掌握了一種粉末冶金超細(xì)晶粒（均小于5微米）高強(qiáng)度鋼（抗壓強(qiáng)度達(dá)到2000MPa以上）的制備技術(shù)，該新型材料可用于高精度模具、精密齒輪、高強(qiáng)軸承等高精部件的制備。

本項(xiàng)目主要包括超細(xì)高純氧化鋁粉體及生物醫(yī)用氧化鋯納米粉體，以納米級(jí)、亞微米級(jí)的無機(jī)鹽、過渡金屬離子為中間原料制備，具有耐候性好、耐酸堿腐蝕、投資規(guī)模小、附加值高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛，能夠替代國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品。 本項(xiàng)目是通過溶膠凝膠與水熱法相結(jié)合的技術(shù)手段，使易水解的金屬無機(jī)鹽或金屬醇鹽化合物在某種溶劑中與水發(fā)生反應(yīng)，經(jīng)過水解與縮聚過程逐漸凝膠化，再經(jīng)干燥、燒結(jié)等后處理得到超細(xì)粉末，避免了微粒的過度生長(zhǎng)以及在液相中的團(tuán)聚，可獲得粒徑分布很窄納米級(jí)。