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衍射光学光束整形技术
1.痛点问题
激光广泛应用在制造、传感、医疗、科研、军事等诸多领域。对不同应用，除功率、波长、模式等有不同要求外，对激光光斑形状也逐渐提出整形要求，以适应性能不断提高的制造、传感等需求。例如在激光焊接、激光退火、激光剥离等需要圆形、矩形（方形）、线形且平顶分布的光斑；在激光打孔、激光切割等需要轴向多焦点、长焦深分布的光斑；在激光热负荷模拟或激光热处理中，需要特定形状和光强分布的光斑以匹配复杂零件并模拟实际工况等。
衍射光学是实现光束整形的重要技术手段，但在国内尚未广泛应用，例如在激光制造领域，大多系统直接利用激光聚焦光斑，少部分利用微透镜阵列、微柱镜阵列等折反射器件进行光束整形，但这种方案所能实现的光束整形通常是产生圆形、方形或矩形光斑，不能实现任意形状的光斑。此外，整形光斑边缘较为平缓不够陡峭，平顶性能不够好，存在较大的光强起伏；受限于设计与制造，按照传统方法设计，衍射光学整形光斑尺寸受限，通常包含大量散斑，且存在明显的中心零级等，或者减小线宽至数个波长以产生大角度光束整形光斑，但数个波长的线宽无法利用国产设备进行制造。
2.解决方案
本成果的衍射光学器件（DOE），是基于光的标量衍射理论，利用计算机辅助设计、并用大规模集成电路制作工艺，在基片上(或传统光学器件表面)刻蚀产生两个或多个台阶深度的浮雕结构，形成纯位相、同轴再现、具有高衍射效率的一类光学器件。利用衍射光学器件已实现了诸多功能，包括光束整形、点阵产生（包括大角度、超分辨等）、长焦深（包括中空、轴上多焦点）等，为激光制造、三维测量、超分辨显微成像、流式细胞仪等系统提供新颖解决方案。创新性地采用球面波入射（或折衍混合）、特定振幅相位约束等方法，扩大了有效衍射场，对入射波前畸变、加工误差不敏感；抑制了散斑，提高了光束整形性能，提升了数字全息显示的分辨率；实现了大角度任意点阵、白光点阵等；实现了不同排列形状的超分辨点阵；实现了多种长焦深、中空长焦深、轴上多焦点等轴向光场分布。
3.合作需求
以专利许可、技术转让、技术入股等方式进行合作，特别是具有国内高端激光制造设备公司相关资源的优先考虑，确定应用场景，研制衍射光学光束整形器件、模组和系统。
清华大学
2023-01-06
光学魔盒—大钱变小钱
80mm×80mm×120mm，硬币从上落下会变小，探究透镜的折射现象。
宁波华茂文教股份有限公司
2021-08-23
一种基于光学天线的片上无线光通信系统
本发明公开了一种基于光学天线的片上无线光通信系统，现有关于光学频段天线的发明与研究多是基于诸如透镜、反射镜等传统光学器件，这些设计只适用于较大的光学范围。本发明利用金属光学天线自身的定向辐射特性，采用片上系统集成的方式，将光学天线发射基站、反射单元、光学天线中继单元以及光学天线接收终端构成基于光学天线的片上无线光通信系统。该系统能够大大降低通信网络中器件的串扰与功耗，同时使得系统空间响应大大减小达到亚波长量级，进而提高整个光纤通信网络的传输带宽与响应速度。
浙江大学
2021-04-11
开放式护理学多媒体教学系统XM-HL
XM-HL开放式基础护理学多媒体辅助教学系统
功能特点：
■ XM-HL开放式基础护理学多媒体辅助教学系统为医学院校学生提供了一种能够自主学习、加强感官认识、强化护理学相关知识、易于操作的全方面的学习条件，丰富医学院校护理教学内容，弥补书面教学过于抽象的不足，方便学生自主学习。
■ 系统具有开放性、交互性，能够让学生课后随时地进行自主学习，可对学员24小时开放使用，系统操作简单、界面漂亮，具有动态效果，能够从视觉上、听觉上吸引学生注意力，避免了枯燥无味的介绍，弥补课堂不足。
■ 内容丰富，素材量大，容量超过20G，以视频、动画、图片为主，各种常用护理技术40种以上，模拟试题20套。
■ 理论教学包括：护理学基础、护理学相关理论、护理理论、医疗服务体系、沟通、护理程序、舒适、休息、睡眠与活动、营养与饮食、排泄、医院内感染的预防和控制、给药、静脉输液与输血、冷热疗法、病情观察危重病人的抢救和护理、临终护理等相关内容。
■ 技能训练包括：舒适与安全、骨科学护理技术操作，体温、脉搏、呼吸、血压测量法、生命体征的观察、铺床法、鼻饲法、晨间护理、出入院病人护理、大量不保留灌肠法、导尿和灌肠术、电动吸痰器、隔离技术、给氧法、护理基础技术操作、肌内注射法、肌内注射法、静脉输液和输血、口服给药法、口腔卫生、冷热疗法的应用、麻醉床铺法、密闭式静脉液法、男患者导尿术、女患者导尿术留置导尿管法、皮内注射法、皮下注射法、偏瘫患者的ADL训练、尸体护理、糖尿病人的自我保健、特殊口腔护理法、头发护理、徒手心肺复苏、外周静脉血标本采集法等。
■ 配置：19寸触摸一体机，双核处理器，内存2G，硬盘500G。
上海欣曼科教设备有限公司
2021-08-23
开放式解剖学多媒体教学系统XM-JP
XM-JP开放式解剖学多媒体辅助教学系统
功能特点：
■ XM-JP开放式解剖学多媒体辅助教学系统为医学院校学生提供了一种能够自主学习、加强感官认识、强化护理学相关知识、易于操作的全方面的学习条件，丰富医学院校护理教学内容，弥补书面教学过于抽象的不足，方便学生自主学习。
■ 系统具有开放性、交互性，能够让学生课后随时地进行自主学习，可对学员24小时开放使用，系统操作简单、界面漂亮，具有动态效果，能够从视觉上、听觉上吸引学生注意力，避免了枯燥无味的介绍，弥补课堂不足。
■ 素材量大，容量超过28G，以视频、动画、图片为主，模拟试题70套，电脑快速阅卷，自动评分，方便学生自测。
■ 解剖图片库内含：系统解剖学、运动系统、脉管系统、内脏系统、内分泌系统、神经系统、感觉器官、局部解部学、头颈部、躯干四肢、胸背腹、骨盆等。
■ 解剖视频内含：系统解剖学、运动系统、脉管系统、内脏系统、内分泌系统、神经系统、感觉器官、局部解部学、头颈部、躯干四肢、胸背腹、骨盆等。
■ 配置：19寸触摸一体机，双核处理器，内存2G，硬盘500G。
上海欣曼科教设备有限公司
2021-08-23
开放式内科学多媒体教学系统XM-NK
XM-NK开放式内科学多媒体辅助教学系统
功能特点：
■ XM-NK开放式内科学多媒体辅助教学系统为医学院校学生提供了一种能够自主学习、加强感官认识、强化护理学相关知识、易于操作的全方面的学习条件，丰富医学院校护理教学内容，弥补书面教学过于抽象的不足，方便学生自主学习。
■ 系统具有开放性、交互性，能够让学生课后随时地进行自主学习，可对学员24小时开放使用，系统操作简单、界面漂亮，具有动态效果，能够从视觉上、听觉上吸引学生注意力，避免了枯燥无味的介绍，弥补课堂不足。
■ 内容丰富，素材量大，容量超过20G，以视频、动画、图片为主，模拟试题50套以上，方便学生自测，电脑自动快速阅卷评分。
■ 内容包括：
· 呼吸系统疾病类
· 循环系统疾病类
· 消化系统疾病类
· 泌尿系统疾病类
· 血液、造血系统疾病类
· 内分泌系统疾病类
· 结缔组织疾病类
· 肿瘤疾病类
· 神经系统疾病类
■ 配置：19寸触摸一体机，双核处理器，内存2G，硬盘500G。
上海欣曼科教设备有限公司
2021-08-23
开放式中医学多媒体教学系统XM-ZY
XM-ZY开放式中医学多媒体辅助教学系统
功能特点：
■ XM-ZY开放式中医学多媒体辅助教学系统为医学院校学生提供了一种能够自主学习、加强感官认识、强化护理学相关知识、易于操作的全方面的学习条件，丰富医学院校护理教学内容，弥补书面教学过于抽象的不足，方便学生自主学习。
■ 系统具有开放性、交互性，能够让学生课后随时地进行自主学习，可对学员24小时开放使用，系统操作简单、界面漂亮，具有动态效果，能够从视觉上、听觉上吸引学生注意力，避免了枯燥无味的介绍，弥补课堂不足。
■ 素材量大，容量超过20G，以视频、动画、图片为主，涵盖了中医诊断教学的诊法与辨证，中医四诊的望闻问切，模拟试题100套，技能训练中模拟实习环境的诊断过程的方法，将数百个病症临床成功病例制成技能训练科目。
■ 内容包括：针灸学常用取穴方法，进针行针手法，艾灸方法，耳针、腕踝针、头针疗法的原理及临床应用，推拿、按摩、拔罐疗法、刮痧疗法、中医埋线、火针疗法、中医点穴疗法及中医美容的原理及临床应用，各种中草药，如全草类、果实类、根类、根茎类、皮类、叶类、花类、中草药原植物等讲解中草药的来源、形态、产地、用药部位及主要功效。
■ 配置：19寸触摸一体机，双核处理器，内存2G，硬盘500G。
上海欣曼科教设备有限公司
2021-08-23
航空发动机三维虚拟实验教学系统
适用专业：飞行器制造工程、飞行器环境与生命保障工程、飞行器动力工程、探测制导与控制技术等专业。
航空发动机原理课程是飞行器制造工程、飞行器环境与生命保障工程、飞行器动力工程、探测制导与控制技术等相关专业的一门主干基础课，其理论性和实践性都很强，它的实验教学航空是发动机原理课程教学中的一个重要实践环节。目前，现实中的航空发动机原理实验存在以下局限性：
1、工作原理难以理解。由于发动机内部结构看不见，学生对航空发动机整体结构及航空发动机的工作原理理解困难。
2、实验难以实现航空发动机的一些特性实验，一些实验在真实环境中无法开展需要较大的仪器设备，才能满足学生进行实验的需求；
3、实验成本太高，开展航空发动机整机及部件特性实验的建设和使用成本高，难以对大批量学生进行开放教学，部分实验的操作过程也比较繁琐。
4、实验风险大，航空发动机工作时转速高，排气温度高，学生开展该类型实验难度大、危险性高，部分实验设备学生无法透过外壳看到设备运行时内部零件的相互配合情况，如航空发动机组成原理实验。
随着招生规模的逐年扩大，教学改革的不断深入，航空发动机原理实验的教学任务越来越重，仪器设备台套数和实验教师数量相对不足等问题愈加突出。为了以最少的经费投入解决以上问题，并进一步激发学生的学习兴趣、增强实验效果、提高实验教学质量，我们开发了开放式网上涉及航空发动机原理等虚拟实验室软件。实验采用3D建模动画人机交互等技术，研发了航空发动机一系列虚拟仿真实验，解决航空航天类相关课程实验教学的不足。
使用现有器材模型，系统可开展如下6个常用航空发动机虚拟实验的训练：
•航空发动机建模虚拟实验
•航空发动机燃烧室虚拟实验
•航空发动机典型试车实验
•航空发动机的服役环境模拟虚拟仿真实验
•民航发动机运行监控及性能分析实验
•航空发动机热力循环分析及故障诊断虚拟仿真实验
北京润尼尔科技股份有限公司
2022-09-09
大口径光学加工平台
已有样品/n该项目采用自主设计装置和编写的软件，实现嵌入式控制，能够对超短脉冲的脉冲宽度和相位做出精确的测量：波长范围：400nm-2000nm，脉冲宽度15fs-20000fs，重复频率：同步测量-100MHz。目前国内相应的相应设备均需尽快美国和德国产品，单机价格在15万元左右，且计算程序运行电脑需要另配。该仪器与其他产品在性能相比接近的同时，实现直接的控制与显示。
华中科技大学
2021-01-12
非线性光学超构表面
光学超构材料（Metamaterials）的快速发展为人类提供了在亚波长尺度下调控光的传播的丰富手段。很多新奇的光物理现象，例如负折射、超分辨透镜和隐身斗篷等都可以通过设计功能基元的有效介电常数来实现。在光波段，三维纳米加工的困难和金属结构的光损耗不利于超构材料的广泛应用。自二维超构表面（Metasurface）概念提出以来，超构表面在降低三维超构材料加工难度、提高光学效率方面，特别是控制光的功能基元的几何位相等方面取得了众多突破性进展。近来，超构表面在高效率全息成像、超薄光学波片、高数值孔径的平面透镜等领域已经表现出极高的应用潜力。超构表面的研究进展极大丰富了利用超构功能基元实现对电磁场 (可见光、近红外光，太赫兹、微波等波段) 进行调控的手段，为设计新型光学元件提供了新技术。 当前，超构表面的研究主要集中在线性光学的范畴。但毫无疑问，非线性光学响应例如倍频、三倍频、光致折射率变化等过程，将为光学超构表面的功能基元赋予新的可调控自由度。此综述文章从非线性光学超构表面的材料选择、对称性，非线性手性光学超构表面，非线性光学相位调控，非线性光光束调控，光开关与调制五个方面详细介绍了非线性光学超构表面的最新进展。文章最后对非线性光学超构表面在太赫兹非线性光学、量子信息处理等领域的潜在应用的前景作了展望。
南方科技大学
2021-04-13