1、为实现完全的手推进样，开发了配套的注射器流量稳定头，使得手推注射器可以产生稳定的流量，摆脱浓缩效果的强流速依赖性。所开发微流控滤头具有优异的样品浓缩性能，操作通量达到若干毫升/分钟级。 2、开发了一款具有自主知识产权的全自动细胞分选仪器(如下图所示)，该仪器以“8核”螺旋流道惯性分选芯片为核心，集成了被动流量调节阀，使得仪器可以采用低成本的隔膜泵作为进样驱动。仪器具有多次分选、回液、富集浓缩及自动清洗等多种模式。可全自动实现血液中肿瘤细胞的高通量自动分选和浓缩。两次分选后血细胞去除率99%，癌细胞回收率80%以上。该仪器无需复杂的生化标记，有望为癌症转移的早期诊断和有效预后评估提供重要工具手段。

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该成果创造性地利用高阶非线性光学材料获取医学临床诊断的关键信息。利用自主发明的双光子荧光探针与双光子光学CT成像的特性，首次获取了可用于癌症病理组织快速临床诊断的荧光图像。该技术是山东大学晶体材料国家重点实验室于晓强教授团队的原创，国际、国内均没有同类工作。 全新的观测技术：基于荧光探针与光学切片成像的肿瘤病理临床诊断技术。 该成果将直接带动三个高附加值的高技术产业： 新材料产业：双光子荧光探针 新设备产业：临床专用双光子荧光显微镜产业 新技术产业：技术人员培训、临床服务产业 符合临床要求的检测流程：

北京大学物理学院颜学庆教授和卢海洋研究员领导的课题组提出了激光驱动光子对撞机的新方案，该方案每脉冲可以产生3亿个Breit-Wheeler事件，并且所产生的正负电子对发散角只有7度，具有非常好的准直性。同时，背景噪声可以得到有效抑制，信噪比高达1000:1。研究成果以 “Creation of electron-positron pairs in photon-photon collisions driven by 10-PW laser pulses”为题在线发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）。 根据爱因斯坦质能方程和量子电动力学理论，在一定条件下光子（能量）可以转化成物质，这对研究物质的起因有重要的作用。相关的理论研究始于上世纪30年代，直到1997年美国SLAC实验室才首次在实验中观测到多光子碰撞产生正负电子对的过程。然而，对于两个高能光子的互作用过程，也就是常说的光子对撞机，到目前为止还未能在实验中观测到。在光子对撞机中，光子的互作用的次数与光子数目和光子互作用截面成正比，与光子束的脉冲宽度、两束光子束的交叠面积成反比。在过去实验中不能观测到光子的互作用过程是因为已有伽马射线源的流强和亮度还达不到要求。 近年来，随着激光技术的发展，特别是10拍瓦(1拍瓦=1e15瓦)激光器的建成，激光光强将可以达到1e23W/cm3以上。当如此高强度的激光与物质相互作用时，大部分激光能量被吸收并转化成伽马射线辐射源，如果可以有效控制伽马射线的发散角，辐射的伽马射线将会达到前所未有的流强和亮度。 团队研究人员在前期的工作中对产生超高亮度伽马光源进行了深入的研究，首次从理论上系统阐明了微通道结构靶中，纵向电场主导了电子的加速过程，同时电子的横向加速可以得到有效的抑制，因此可以获得高准直性的电子束，当这些电子束在横向场中的相位发生反转时，电子就会在管道边界处产生强伽马辐射。由于电子的发散角决定了伽马辐射的发散角，因此可以获得准直性非常好的γ-ray辐射源。数值模拟中10PW激光所能获得的发散角小于3度，亮度比之前研究报道结果高出两个数量级的伽马辐射源。图1. 激光驱动光子对撞机产生正负电子对的方案设计图2. 本方案可以获得高出之前2-3量级的伽马光源亮度 本工作即基于以上研究成果，将该超高亮度的伽马射线应用于光子对撞机。理论计算结果表明，该方案可以获得超高信噪比（>1000:1）,且每一发正负电子对信号（>1e8）远高于现有测量技术的探测极限。因此，通过该方案可以在实验室中验证光子互作用过程中由能量到物质的转换过程，将提供激光驱动光子对撞机研究的新途径，也将极大的促进双光子BW物理的发展。未来有望依据本方案建设基于重频拍瓦飞秒激光的高亮度伽马源及其应用装置。 北京大学物理学院博士后余金清为论文第一作者。颜学庆教授和卢海洋研究员为通讯作者。论文合作者还包括北京大学的陈佳洱院士、马文君研究员，広岛大学的T. Takahashi教授，高能物理所的黄永盛研究员。该研究工作得到国家自然科学基金、科技部重点研发专项、挑战计划和中国博士后科学基金的联合资助。相关模拟工作得到北京大学高性能计算平台的支持。相关文章链接：Phys. Rev. Lett. 122, 014802 (2019) https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.014802Appl. Phys. Lett. 112, 204103 (2018) https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.5030942

"该成果创造性地利用高阶非线性光学材料获取医学临床诊断的关键信息。利用自主发明的双光子荧光探针与双光子光学CT成像的特性，首次获取了可用于癌症病理组织快速临床诊断的荧光图像。该技术是山东大学晶体材料国家重点实验室于晓强教授团队的原创，国际、国内均没有同类工作。该成果将直接带动三个高附加值的高技术产业： 1. 新材料产业：双光子荧光探针 2. 新设备产业：临床专用双光子荧光显微镜产业 3. 新技术产业：技术人员培训、临床服务产业 "

光子首先从纳米波导直接折射进入微腔混沌模式，其角动量较小，对应于光子在微腔界面的反射角较小。与旋转对称微腔不同，混沌运动使得光子角动量不断发生变化。尤其引人注目的是，微腔内的混沌光子运动并非毫无规律，而是遵循特定的短时动力学规律，从而实现入射光子的角动量在皮秒时间尺度内（一皮秒相当于一万亿分之一秒）随混沌运动从小到大的快速转换。当混沌光子的角动量接近回音壁模式角动量时，二者之间可以发生共振隧穿过程。得益于光子角动量在混沌运动中的快速转换，此创新方法可以实现纳米尺度波导与回音壁光学模式的超宽带耦合。

可以量产/n波长范围905-1064nm、水平、垂直发散角<10度；直流输出功率>5W;窄脉冲输出功率>20W;光子晶体激光器模块窄脉冲输出功率>130W；并与传统半导体激光器工艺相兼容。此外还开展了808nm、980nm和1064nm等波段光子晶体激光器研究。“先进半导体光子晶体激光器技术研究”获得2013年度北京市科学技术奖二等奖，光子晶体高功率高亮度激光器被评为“2014中国光学重要成果”。市场预期：半导体激光器的应用范围覆盖了整个光电子学领域，已成为当今光电子科学的核

基于InGaAs-APD的超灵敏高速光电探测模块，探测波段覆盖900 -1700 nm，探测效率最高可达25%。采用先进的正弦频谱滤波技术，支持GHz以上的单光子探测。此外，得益于先进的噪声抑制和弱信号处理技术，GHz 单光子探测器在如此高的工作频率下依然可以保持5×10-6/pulse的暗计数水平，以及小于5%的后脉冲概率。而多通道GHz单光子探测器的集成，可实现高速的光子数可分辨探测，拓展量子探测器的动态范围。 相关技术指标： 通道数： ≥4 工作频率：1-2.5GHz 探测效率：1-25% 连续可调 暗计数： 工作频率1-1.5GHz：≤ 5×10-6/pulse 工作频率2-2.5GHz：≤ 1×10-5/pulse 后脉冲： ≤ 5% 死时间： 3 ~ 10 ns (暗计数后脉冲指标均在10%探测效率下测得) 技术创新点： 国际上首次提出“一种低时间抖动低噪的吉赫兹单光子探测方法”，通过频谱分析的方法将低通滤波和平衡相结合，实现了高速高性能InGaAs APD单光子探测，被国内外单光子探测领域的专家同行广泛引用。基于该技术所研制的GHz单光子探测器通过华东电子测量仪器研究所光电计量校准中心（国防科技工业光电子一级计量站）鉴定检测，性能指标达到国际同类仪器先进水平。“单光子探测关键技术与仪器开发”获2012年上海市科技发明二等奖（第十完成人）此外，在此基础上，将室温单光子探测的速率提升到GHz以上，与国际水平相对比，工作频率提升到了1.5GHz，后脉冲误计数概率亦有所下降，探测效率为21%时，后脉冲概率仅为1.4%。

可以量产/n该项目来源于国家自然科学基金、科技部对俄合作专项、一带一路专项。目前测试服务用户40 多个，来自国内20 个省市、国外个别单位。投产后年产值可达600-800 万元，净利润150-200 万元。主要技术指标:（1）紫外磁光谱：提供紫外偏振光谱、磁圆二向色性、磁圆偏振荧光谱测试服务，磁场1.5T，温度12-300K，波长380-980nm。设备为自研，可生产紫外磁光谱仪。（2）深紫外磁光谱：研发100-300nm

1 成果简介放射治疗是主要肿瘤治疗手段之一。我国目前每年有共计约 200 万肿瘤患者需要接受放射治疗，目前国内装备的直线加速器只能满足其中约五分之一左右的需求。据专家估计现在全国每年新增的医用直线加速器数量应该近 150 台，年均增长率近 15%左右。目前国内的放射治疗直线加速器市场尤其是中高端市场基本被三家跨国公司瓦里安、医科达和西门子所占据， 100%的中高端以及 60%以上的低端市场都被国外公司占据。 现代放射治疗需要影像引导，医用加速器与影像设备一体化是革命性发展方向。近年来，影像技术和计算机控制技术有了长足的发展，国外发展了称之为影像引导放疗（ ImageGuided Radiation Therapy, IGRT）的技术和设备。医科达的 Synergy以及瓦里安的 OBI等 IGRT加速器一经推出，就迅速普及推广。 但是，目前国际上放疗加速器厂商的 IGRT 设备，都分别存在各自技术缺陷。医科达的Synergy 以及瓦里安的 OBI（图 1 右下），都是使用 MV 级射线治疗，同时，与治疗射线束轴 90 度方向另加一套 KV 级 X 射线影像系统的方式来实现 IGRT。这种结构除了增加制造成本外，非同源影像所反映的治疗靶区运动变化情况也有先天的致命缺陷，无法保证治疗空间坐标和成像空间坐标的一致性，带来治疗误差；西门子的 MVision（图 1 左上） 以及Tomotherapy 公司的 Hi-Art 则利用治疗用的 MV 级射线成像，解决了同源问题，但由于 MV级射线能量高，无法得到高质量图像。“ 同源” 结构， KV 级射线的影像，成了几家主要厂商的无奈取舍，“ KV/MV 同源双束” 加速管技术就是解决以上问题的完美组合。各厂家近十年来均非常重视“ KV/MV 同源双束” 加速管技术的研发。  图 1 几种 IGRT 技术的对比 清华大学 2006 年 12 月承担了十一五科技支撑计划 “ 放射治疗及与影像定位一体化装置的研制” 课题，经过两年多的攻关，发明了国内外尚没有的“ KV/MV 同源双束” 加速管，并制造出能稳定出束，快速切换高能和低能的“ KV/MV 同源双束” 加速管，高能 6MV，低能达 500KV，其他指标亦完全符合设计要求，并研制出“ KV/MV 同源双束” IGRT 加速器样机。 2009 年该课题通过科技部、卫生部验收。2 技术指标3 应用说明本设备可以在病人每个射野照射治疗前进行 KV 级图像配准，验证位置误差，实现精确放疗。由于同源，定位便捷精确， KV 级影像带来的高质量影像，也完全满足位置验证的需求。该设备应用于我国千余家放疗单位（医院），还可出口海外。4 效益分析国外IGRT加速器售价在 1000~2000万元/台，本设备成本约 200万元，预计售价500~1000万元，预计年销售 30~50 台，年销售额约 3 亿（ 2008 年 Varian 公司全球放疗销售额 17 亿美元）。技术创新、自主知识产权的国产医用 IGRT 加速器产业化成功，不仅可以改变我国中高端医用加速器长期依赖进口的局面，还可出口海外市场，其经济、社会效益极大， 推广前景广阔。5 合作方式清华大学目前正进行产品化工作，寻求战略投资及合作伙伴。