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項(xiàng)目簡(jiǎn)介 本成果提出大模場(chǎng)光纖的系列解決方案，基于新型環(huán)形纖芯、非對(duì)稱型微結(jié)構(gòu)包層、 以及模式正交耦合及分離技術(shù)獲得新型大模場(chǎng)光纖，光纖同時(shí)具有大模場(chǎng)、低損耗、單 模傳輸特性，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量光束輸出。已申請(qǐng)發(fā)明專利 9 項(xiàng)，其中已授權(quán)發(fā)明專利 4 項(xiàng) （ZL201010589053.3、ZL201010590795.8、ZL201110356877.0、ZL201210391185.4）。 性能指標(biāo) （1）模場(chǎng)面積可達(dá) 1500μm 2 以上。 （2）光纖可在彎曲半徑為 20~30cm 的

塑料激光焊接技術(shù)是通過激光產(chǎn)生高溫溶解，對(duì)兩件產(chǎn)品進(jìn)行固定的技術(shù)。塑料激光焊接技術(shù)主要用于連接敏感性的塑料制品，例如 PCB 電路板、精密塑料零件電子感應(yīng)器、真空塑料制品，以及無菌醫(yī)療器械等要求密封及潔凈度高的塑料制品。塑料激光焊接的優(yōu)點(diǎn)是：焊接速度快，適用于精密器件焊接；能產(chǎn)生真空密封結(jié)構(gòu)，防水防塵；焊接牢固，能夠制造出超過原材料強(qiáng)度的焊接縫；焊接過程中樹脂降解少，熱損壞和熱變形小，無飛邊，焊縫嚴(yán)密，沒有殘?jiān)Ｄ壳耙延械乃芰霞す夂附硬捎玫氖?0.6μm 的CO2激光器、1064nm的Nd：YAG激光器的和808nm的半導(dǎo)體激光器。但是對(duì)于某些材料如聚合物， 對(duì)1μm或0.8μm的光吸收太少，而對(duì)10μm或紫外線（UV）的吸收太強(qiáng)， 1.645μm是更合適的激光波段。此外， 1.645μm屬于人眼安全波長，相對(duì)其它波長對(duì)人眼更安全（視網(wǎng)膜安全）。1.645μm激光器的應(yīng)用包括透明塑料焊接，塑料面板的嵌入式或多層打標(biāo)以及精密的聚合物薄膜焊接和切割。許多塑料材料在可見光中本質(zhì)上是透明的，在1μm左右也有很高的透射率，但是在1.6μm附近的波長卻沒有。比如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），聚碳酸酯（PC），環(huán)烯烴共聚物（COC）和丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS），這四種不同類型的透明塑料透射光譜顯示在1.645μm附近有很強(qiáng)的吸收峰，可以形成更好的焊接。

塑料激光焊接技術(shù)是通過激光產(chǎn)生高溫溶解，對(duì)兩件產(chǎn)品進(jìn)行固定的技術(shù)。塑料激光焊接技術(shù)主要用于連接敏感性的塑料制品，例如 PCB 電路板、精密塑料零件電子感應(yīng)器、真空塑料制品，以及無菌醫(yī)療器械等要求密封及潔凈度高的塑料制品。塑料激光焊接的優(yōu)點(diǎn)是：焊接速度快，適用于精密器件焊接；能產(chǎn)生真空密封結(jié)構(gòu)，防水防塵；焊接牢固，能夠制造出超過原材料強(qiáng)度的焊接縫；焊接過程中樹脂降解少，熱損壞和熱變形小，無飛邊，焊縫嚴(yán)密，沒有殘?jiān)Ｄ壳耙延械乃芰霞す夂附硬捎玫氖?0.6μm 的CO2激光器、1064nm的Nd：YAG激光器的和808nm的半導(dǎo)體激光器。但是對(duì)于某些材料如聚合物， 對(duì)1μm或0.8μm的光吸收太少，而對(duì)10μm或紫外線（UV）的吸收太強(qiáng)， 1.645μm是更合適的激光波段。此外， 1.645μm屬于人眼安全波長，相對(duì)其它波長對(duì)人眼更安全（視網(wǎng)膜安全）。1.645μm激光器的應(yīng)用包括透明塑料焊接，塑料面板的嵌入式或多層打標(biāo)以及精密的聚合物薄膜焊接和切割。許多塑料材料在可見光中本質(zhì)上是透明的，在1μm左右也有很高的透射率，但是在1.6μm附近的波長卻沒有。比如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），聚碳酸酯（PC），環(huán)烯烴共聚物（COC）和丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS），這四種不同類型的透明塑料透射光譜顯示在1.645μm附近有很強(qiáng)的吸收峰，可以形成更好的焊接。

本成果提出大模場(chǎng)光纖的系列解決方案，基于新型環(huán)形纖芯、非對(duì)稱型微結(jié)構(gòu)包層、以及模式正交耦合及分離技術(shù)獲得新型大模場(chǎng)光纖，光纖同時(shí)具有大模場(chǎng)、低損耗、單模傳輸特性，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量光束輸出。已申請(qǐng)發(fā)明專利9項(xiàng)，其中已授權(quán)發(fā)明專利4項(xiàng)（ZL201010589053.3、ZL201010590795.8、ZL201110356877.0、ZL201210391185.4）。性能指標(biāo) （1）模場(chǎng)面積可達(dá)1500μm2以上。 （2）光纖可在彎曲半徑為20~30cm的條件下

本成果針對(duì)蔬菜病蟲害難以有效防治和農(nóng)藥殘留造成的食品安全問題，在國內(nèi)外有關(guān)農(nóng)藥微膠囊制備的理論和技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合在物理化學(xué)、材料學(xué)及農(nóng)藥毒理學(xué)等方面的研究，以典型生物農(nóng)藥為活性成分，制備裝載-釋放雙重可控的納米微膠囊懸浮劑。能有效防治多種害蟲，具有控釋功能，從而降低農(nóng)藥殘留。

超頻三創(chuàng)建于2005年,是一家集LED燈具套件和PC散熱件研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的國家級(jí)高新技術(shù)企業(yè),致力為全球客戶提供最佳照明及系統(tǒng)散熱解決方案，超頻三智慧教室照明整體解決方案采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將教學(xué)中的照明元素進(jìn)行智能化整合。在考量不同教學(xué)環(huán)境下對(duì)照明的不同需求后， 以完整的解決方案將傳統(tǒng)的人為電控照明管理提升至智能管理模式，實(shí)現(xiàn)了照明設(shè)備的科學(xué)使用，降低能耗。五大場(chǎng)景應(yīng)用模式， 通過控制面板或手機(jī)APP，輕松切換，為師生提供舒適的照明環(huán)境。

產(chǎn)品詳細(xì)介紹    

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近日，北京大學(xué)物理學(xué)院馬仁敏研究員課題組實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了拓?fù)淠軒Х崔D(zhuǎn)光場(chǎng)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(shí)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(bào)道。 激光器的發(fā)明加深了人們對(duì)光與物質(zhì)相互作用的認(rèn)識(shí)，并對(duì)現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。至激光器發(fā)明以來，激光微型化始終是一個(gè)重要的研究方向。半導(dǎo)體激光器因?yàn)橐子陔姳闷趾鸵?guī)模生產(chǎn)與集成等優(yōu)點(diǎn)，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(jì)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(shí)別、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)能帶反轉(zhuǎn)可用來實(shí)現(xiàn)光場(chǎng)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(shí)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(shí)現(xiàn)有賴于實(shí)驗(yàn)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(chǎng)限制效應(yīng)。圖1給出了能帶反轉(zhuǎn)光場(chǎng)限制效應(yīng)和基于其實(shí)現(xiàn)拓?fù)潴w態(tài)激光器的原理和示意圖：實(shí)驗(yàn)中首先通過對(duì)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(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)頻率靠近能帶邊緣的光場(chǎng)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(huì)發(fā)生能帶反轉(zhuǎn)引起的光場(chǎng)發(fā)射；該能帶反轉(zhuǎn)引起的光場(chǎng)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(chǎng)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(shí)空間近場(chǎng)分布。（f）激射角分辨遠(yuǎn)場(chǎng)分布。 能帶反轉(zhuǎn)光場(chǎng)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(chǎng)調(diào)控機(jī)制。基于該原理構(gòu)建的新型拓?fù)浼す馄鞲黜?xiàng)性能均達(dá)到了可商業(yè)化應(yīng)用的水平（圖2）。新的光場(chǎng)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(shí)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(xiàng)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、量子物質(zhì)科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心等的支持。