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基于Internet構建了一種集成電路實踐教學平臺。網絡采用C/S架構，用戶身份認證使用NIS服務來進行搭建,并配合nfs和autofs來自動掛載用戶目錄,實現可調配的IC工作環境。該平臺與業界最新的主流技術對接，通過有線或無線的方式遠程登錄到服務器，學生可以在課堂、課后，不受時間和地點的限制進行集成電路的實踐學習。實踐表明該平臺可以使學生掌握較為全面的集成電路設計技術，培養學生的工程項目意識，增加實踐經驗，并且資源可以得到充分地利用。

研究強子（比如質子、中子）的內部結構，對理解強相互作用規律以及我們現實世界的物質構成至關重要。但是對強子結構的理論研究極其困難，在強相互作用基本理論量子色動力學（QCD）提出約40年后的今天，人們依然未能利用QCD計算得到夸克和膠子在質子內部的動量分布函數（PDFs）。近些年，PDFs的第一原理計算方法上有了巨大的突破。 在2013年，季向東教授提出了時間無依賴可用格點QCD計算的 quasi-PDFs，并發現，當動量非常大的時候quasi-PDFs可以近似為PDFs。近期，馬滟青研究員與合作者把季向東教授的方法進行推廣，提出了最一般的方法“格點散射截面”。在該方法中，保留了時間無依賴這一要求，但是與PDFs之間的聯系是通過證明因子化定理來保證。馬滟青研究員與合作者構造出了一系列便于格點QCD計算的“格點散射截面”，并量子場論框架下嚴格證明了它們與PDFs之間聯系的因子化定理，從而能夠利用格點QCD計算得到PDFs。結果已發表在《物理評論快報》上【Phys.Rev.Lett. 120 (2018) 022003】，馬滟青研究員是第一作者。 此外，在量子場論框架下，quasi-PDFs要想能夠用于計算PDFs，它們必須滿足紫外發散的可重整性質。馬滟青研究員與合作者嚴格證明了這一性質，這為quasi-PDFs的應用奠定了堅實的理論基礎。結果已發表在《物理評論快報》上 【Phys.Rev.Lett. 122 (2019) 062002】，物理學院理論所的李正陽博士生是第一作者、馬滟青研究員是通訊作者。 相關文章鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.062002https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.022003

左圖：表面二次諧波效應示意圖；右圖：光學微腔增強表面非線性效應。 二階非線性光學效應是現代光學研究與應用中最基本、最重要的非線性光學過程之一，被廣泛地用于實現頻率轉換、光學調制和量子光源等。由于結構反演對稱性的限制，常用的硅基光子學材料往往不具備二階非線性電偶極響應。借助材料的表面或界面，這種反演對稱性可以被打破，進而誘導出二階非線性光學響應。然而，傳統的表/界面非線性光學研究存在兩個重要挑戰：一是非線性轉換效率極低，即使在高強度的脈沖光激發下也僅能產生極少量的二階非線性光子；二是體相電四極響應嚴重地干擾表面對稱性破缺誘導的非線性信號分析。 該項工作中，北京大學課題組利用超高品質因子回音壁光學微腔極大增強光與物質相互作用的優勢，在二氧化硅微球腔中獲得了高亮度的二次諧波和二次和頻信號。為了充分發揮微腔“雙增強”效應，研究人員發展了一種動態相位匹配方法，利用光學微腔中熱效應和光學克爾效應的相位調制，高效地實現了基波和諧波信號同時與微腔模式共振。實驗上獲得的二次諧波轉換效率達0.049% W-1，相比傳統表面非線性光學，該效率增強了14個數量級。左圖：實驗獲得的激發光和二次諧波光譜圖；右圖：動態相位匹配過程二次諧波功率變化。 研究人員進一步通過對基波偏振和二次諧波模式場分布的測量分析，成功提取得到只有表面對稱性破缺誘導的非線性信號，排除了體相電四極響應的干擾。這種表面對稱性破缺誘導的非線性信號有望作為一種超高靈敏度的無標記“探針”，用來檢測和研究材料表面分子的結構、排布、吸收等物理與化學性質，為表面科學研究與應用提供了一個全新的物理平臺；同時，該項研究發展的動態相位匹配機制具有普適性，可進一步推廣到不同材料、不同形狀的光學諧振腔中，有望在非線性集成光子學中發揮重要作用。

 隨著激光技術的不斷發展，超快超強激光可以在飛秒的時間尺度（1飛秒=10-15 秒）內作用于電子使電子產生約0.1納米（1納米=10-9米）量級的空間位移。利用超短超強激光脈沖，人們將可以實現分子尺度下的電子位置的超快及超高精度的位置控制。然而現有的探測技術，卻無法實現對電子如此微小位移的精確測量。隧道掃描顯微鏡（STM）利用的電子量子隧穿信號能以0.1納米的橫向和0.01納米的縱向分辨率對靜止的原子進行成像，卻無法對運動中的電子進行成像。光電子顯微鏡（PEEM）成像系統雖然可以測量運動電子的位置，但是其最好的分辨率僅能達到約3納米，無法在0.1納米的尺度進行位移測量。日前，該團隊利用強場電離中的時間雙縫干涉圖樣，提出對電子在激光脈沖下的微小位移進行了測量的新方案，該方案的分辨率可達0.01納米。為了測量電子在超短脈沖作用下的位移，他們把導致電子位移的超短脈沖置于兩束較長反向旋轉的圓偏振光之間。兩束反旋向的圓偏振光先后分別電離電子，構成時間上的電子波包雙縫干涉，這在電子動量譜中產生渦旋結構。在沒有中間的超短脈沖時，該渦旋結構角向是均勻分布的。當中間加入了一束任意的被測超短脈沖，它將作用于前一圓偏光電離的電子使之產生微小位移，這個微小位移使得電子波包獲得一個額外相位，從而導致先后兩個電子波包的干涉結構在角方向產生了非均勻性。他們提出通過測量這個非均勻的角向分布，可以準確地提取出電子在超短脈沖作用下產生的亞納米量級的微小位移。他們的方案對激光的焦斑效應以及兩束圓偏振光的相位抖動具有很好的抗干擾能力。該理論方案近期以“Proposal for measuring electron displacement induced by a short laser pulse”為題在線發表在《物理評論快報》上【Phys. Rev. Lett. 122, 053201, (2019)】，光學所的博士生肖相如為第一作者、彭良友教授為通訊作者。左圖：新方案示意圖；右圖：測量方案給出的理論預測結果。 研究團隊近期還與吉林大學丁大軍教授領導的研究組緊密合作，理論提出并在實驗上實現了對橢圓偏振強激光橢偏率的原位測量新方案。他們利用兩束其它參數相同而旋向相反的橢偏光來電離惰性氣體氙（Xe）原子，強場電離得到的電子閾上電離譜和單電離離子總產率譜敏感地依賴于兩束光脈沖之間的延時。這些能譜和產率隨延時的周期性調制，能夠準確反映一個光學周期之中橢圓偏振光的電場強度的最小和最大值間的比值，因此可以用來準確提取每一束橢偏光的橢偏率。研究表明，這一橢偏率測量方案在很大的激光參數范圍內普遍適用，這一工作在準確表征超快強激光場的性質方面邁出了重要一步，將對強場物理研究中精細操控原子分子內的超快過程起到重要推動作用。該項成果以“Accurate in situ Measurement of Ellipticity Based on Subcycle Ionization Dynamics” 為題，于2019年1月9日發表在《物理評論快報》上【Phys. Rev. Lett. 122, 013203 (2019)】，吉林大學原子與分子物理研究所的王春成副教授、博士研究生李孝開、北大博士生肖相如為論文共同第一作者，北京大學彭良友教授、吉林大學丁大軍教授為該論文的通訊作者。 這些研究工作得到了國家自然科學基金委、科技部、人工微結構和介觀物理國家重點實驗室、北京量子信息科學研究院、極端光學協同創新中心等的重要支持。 兩篇論文的原文鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.053201https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.013203

當原子核的核子數（質子或中子）為2，8，20，28，50，82，126的時候，原子核性質會表現出格外的穩定性，這些數字被稱之為原子核的“幻數”。Mayer 和 Jensen等人利用包含了自旋軌道耦合的殼模型對幻數進行了成功的解釋，他們開創性的工作被授予1963年諾貝爾物理學獎。隨著對遠離穩定線原子核性質的研究，人們發現在某些區域原子核殼結構發生了顯著變化，與傳統殼模型的描述很不一致。為此人們給出了很多理論解釋，其中張量力作為新殼演化的重要原因，近些年成功地解釋了核素圖中多個質量區域新的殼演化規律，受到人們的廣泛關注。  雙幻核132Sn（Z=50，N=82）附近由于實驗數據缺乏，人們對該區域殼結構是否會發生變化一直存在著爭論。因此，實驗上進一步研究該區域的殼演化特征，探討殼演化內在機制是一個非常重要而有趣的課題，對理解核天體物理中的快中子俘獲過程也有重要意義。圖1. 奇質量Ag同位素第一個1/2-態和9/2+態 圖2. (a) 理論計算的質子有效單粒子能能級差的系統性演化 曲線。(b) 中子在h11/2軌道的占據 近期，核物理與核技術國家重點實驗室的李智煥、華輝課題組和合作者在日本理化學研究所開展了對123Pd和125Pd核的β衰變實驗研究，首次在衰變子核123Ag和125Ag 的低激發能區發現了具有β放射性的同核異能態。利用新發現的同核異能態，討論了奇質量Ag同位素中由πg9/2 和 πp1/2兩個軌道形成的Z=40次閉殼能隙在N=82附近的演化（見圖1）。研究表明在N=82處，Z=40次閉殼能隙可能存在明顯的減小。為了進一步了解殼演化的微觀機制，使用包含了張量力的殼模型計算了這個質量區單粒子軌道的演化，結果顯示相比于N=50處，Z=40次閉殼能隙在N =82處存在明顯的減小，張量力對 Ag 同位素中πg9/2 和 πp1/2 軌道以及 Z=40 次閉殼能隙在接近 N=82 時的演化起到非常重要的作用（見圖2）。研究工作發表在近期《物理評論快報》[Phys. Rev. Lett. 122, 212502 (2019)]上。 研究論文第一作者是北京大學博士生陳志強，李智煥和華輝為該論文的共同通訊作者。研究工作得到了科技部項目和基金委項目的資助。

北京大學物理學院人工微結構和介觀物理國家重點實驗室徐海潭研究員和耶魯大學Jack Harris教授研究組、芝加哥大學Aashish Clerk教授合作，在光力學研究中取得重要進展。成果以“Nonreciprocal control and cooling of phonon modes in an optomechanical system”為題發表在《自然》（Nature）上（https://www.nature.com/articles/s41586-019-1061-2）。該工作提出了基于光力相互作用的非互易聲子耦合新原理，實現了非互易的聲子傳遞和新型光力制冷方法。 學諧振子在現代科技和生活中具有廣泛的應用，大到引力波探測裝置，小到我們身邊的手機，涉及傳感、變頻、濾波等重要器件。一般的諧振子器件是互易的，即器件內部或者兩個器件之間的聲子傳遞和方向無關。而非互易的諧振子器件對于全雙工聲子信號收發、聲子隔離等有著非常關鍵的作用，甚至還可以用來對熱能進行單向傳遞，使冷的物體更冷，熱的物體更熱。圖a，基于光力相互作用的非互易聲子耦合機制。b，通過控制激光相位，聲子隔離度±30分貝連續可調。 光力學是光學和力學相結合的新興科研領域。光力相互作用可以用于光學和力學模式的精密調控和測量，有著重要的物理意義和實際應用。這個工作中的光力學系統由超高品質因子的氮化硅納米薄膜和高精細度光學腔構成。激光將聲子從納米薄膜的一個諧振模式轉化為光子，再變回另一個諧振模式中的聲子。多束激光的物理效應互相干涉，使聲子傳遞增強或者減弱。通過控制激光相位，實現了聲子隔離度在±30分貝范圍內連續可調（如圖所示）。在徐海潭等人之前的工作（Nature 537，80 （2016））中，他們通過拓撲操作實現了瞬態的非互易聲子傳遞，而在最新的工作中，他們通過光力相互作用產生了聲子模式間靜態的非互易耦合，從而實現了穩定的非互易聲子傳遞。 進一步地，徐海潭等人實現了用非互易相互作用來調控并觀測諧振子的熱力學漲落。當聲子傳遞是雙向的時候，兩個諧振模式通過交換熱聲子，對應的溫度會互相接近。而當聲子傳遞是單向的時候，被隔離的諧振模式把熱聲子傳遞給另一個諧振模式，這使得被隔離模式的熱聲子數減少，因此降低溫度，而另一個模式則升高溫度。從而通過非互易聲子傳遞實現了一種新型的光力制冷技術。該研究中所包含的創新方法也可以推廣應用于其他電子、力學和光學等系統。 研究工作得到北京大學人工微結構和介觀物理國家重點實驗室、教育部納光電子前沿科學中心和量子材料協同中心的支持。

隨著我國高速鐵路的不斷發展，應用在高速環境下的移動通信系統日 漸成為研究的熱點。從系統設計的角度來看，信道估計可以看作一個系統狀態 估計問題，信道響應是系統中的狀態變量。若將時域變化的信道看作是一個非線 性的動態系統，便可以利用擴展卡爾曼濾波器(EKF)對其狀態變量求最小均方誤 差(MMSE)估計。迭代檢測譯碼(IDD)結構是一種基于Turbo譯碼原理設計的接收 機結構。在迭代接收機中，軟入軟出(SISO)的Turbo譯碼器與數據檢測器之間 有一條反饋通道，使得數據檢測器能夠利用軟譯碼器輸出的后驗對數似然比(也 稱作“外信息”)完成多次迭代的信道均衡和解調。針對高速移動通信下快速時變信道估計的問題，我們提出一種基于EKF的 聯合IDD信道估計方法(IDD-EKF) o采用自回歸(AR)過程對信道建模，在導頻 符號處采用最小二乘法(LS)估計，時域采用EKF插值，頻域采用離散傅里葉變 換(DFT)插值。通過聯合估計信道頻域響應及信道的時域相關系數的方法追蹤信 道的信道頻率響應(CFR)。同時為了消除EKF誤差傳播的影響，采用迭代接收機結 構，利用Turbo譯碼器的碼元糾錯能力，通過外信息更新EKF觀測方程中的加權矩 陣，從而輔助EKF更新，并進行迭代信道估計。EKF工作在三種不同的模式下，三種模式分別對應三種不同的構造加權矩 陣的方法。通過后驗對數似然比構造的加權矩陣利用了 Turbo譯碼器的檢錯糾 錯能力，使得構造的加權矩陣更加接近實際發送的符號，則EKF能夠在更多的時頻域位置上提供MMSE估計值。

隨著我國高速鐵路的不斷發展，應用在高速環境下的移動通信系統日 漸成為研究的熱點。從系統設計的角度來看，信道估計可以看作一個系統狀態 估計問題，信道響應是系統中的狀態變量。若將時域變化的信道看作是一個非線 性的動態系統，便可以利用擴展卡爾曼濾波器(EKF)對其狀態變量求最小均方誤 差(MMSE)估計。迭代檢測譯碼(IDD)結構是一種基于Turbo譯碼原理設計的接收 機結構。在迭代接收機中，軟入軟出(SISO)的Turbo譯碼器與數據檢測器之間 有一條反饋通道，使得數據檢測器能夠利用軟譯碼器輸出的后驗對數似然比(也 稱作“外信息”)完成多次迭代的信道均衡和解調。 針對高速移動通信下快速時變信道估計的問題，我們提出一種基于EKF的 聯合IDD信道估計方法(IDD-EKF) o采用自回歸(AR)過程對信道建模，在導頻 符號處采用最小二乘法(LS)估計，時域采用EKF插值，頻域采用離散傅里葉變 換(DFT)插值。通過聯合估計信道頻域響應及信道的時域相關系數的方法追蹤信 道的信道頻率響應(CFR)。同時為了消除EKF誤差傳播的影響，采用迭代接收機結 構，利用Turbo譯碼器的碼元糾錯能力，通過外信息更新EKF觀測方程中的加權矩 陣，從而輔助EKF更新，并進行迭代信道估計。 EKF工作在三種不同的模式下，三種模式分別對應三種不同的構造加權矩 陣的方法。通過后驗對數似然比構造的加權矩陣利用了 Turbo譯碼器的檢錯糾 錯能力，使得構造的加權矩陣更加接近實際發送的符號，則EKF能夠在更多的時頻域位置上提供MMSE估計值。 相對于傳統的信道估計方法，在NMSE方面，IDD-EKF的信道估計方法在高速 環境下具有8dB的信噪比增益。而在BER方面，IDD-EKF在低速環境下相對于傳 統算法信噪比增益為5dB,而高速環境下，其信噪比增益達到了將近lOdBo通 過仿真分析證明了這一設計的有效性。 該成果可以進一步推廣到5G通信終端接收機以及拓展應用到飛行器之間 的高速通信中，提高通信性能。

本中藥智能配藥系統是面向大中型醫院中藥房，集分布式協同控制、網絡控 制、機電一體化設計、多傳感器信息融合于一體的智能化、綜合性醫用自動化系 統。其設計目的為用于中醫院自動化抓藥、配藥，醫生將中藥處方輸入軟件系統, 在藥劑師審核無誤之后，系統就開始控制各個智能藥柜進行自動配藥工作，完成 一副藥劑配置的時間可以控制在十秒以內，患者能立即拿到自己的處方。本中藥 智能配藥系統集成了配藥管理信息服務系統、智能藥柜系統、處方與收費審核系 統，可與醫院信息系統無縫對接，實現開處方、收費審核、智能配藥一體化，具 有效率高、占地小、綜合成本低等優勢。

研制的智能織物基于導電紗線傳感技術,導電紗線傳感器可以編織在衣服的 任意一個地方，實現人體心率、脈搏波、呼吸和肌肉活動等多個生理參數的貼身 監測；織物可不間斷的連續運行，并持續對獲得的生理信號進行分析處理，一旦 健康受到威脅，主動向穿戴者或理療師發出警告。導電紗線可以縫制在各類衣物 中，可以是襯衫、兒童服或襪子等，也可通過帶子或者小塊縫在特定位置，穿著 者不會有任何異樣感，具有柔軟、質量輕、可穿戴、成本效益好、可規模生產特 點。