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光現(xiàn)象資源箱 型號：QWG1208 ? 實驗清單： 光在空氣中直線傳播實驗 面鏡成像觀察實驗 ? ? ? ? 透鏡成像觀察實驗 影子觀察實驗

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原理介紹： 光在與微粒的相互作用中，會將自身攜帶的動量傳遞給微粒，對微粒施加力的作用。在光鑷中，處在激光中的粒子所受的力有兩種：一部分是電磁場分布不均勻?qū)е碌奶荻攘Γ荻攘⑽⒘Ｎ蚬廒宓闹行模灰徊糠质枪庾优c粒子相互作用導致的散射。針對不同大小的粒子，大致可以分為三類： 一、微粒的尺度遠大于激光波長，可以采用幾何光學近似模型，光線在微粒經(jīng)過折射反射，將動量傳遞至微粒上； 二、微粒尺度跟激光波長相近，這種情況下可以通過電磁場麥克斯韋方程組求解； 三、微粒尺度遠小于激光波長，微粒在光場中被激發(fā)為偶極子，受到偶極子與強聚焦光場的相互作用力； 相關(guān)內(nèi)容： 動手調(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微操縱中的應用、拓展光鑷與其他學科交叉的應用前景以及對光場偏振態(tài)、相位、振幅的聯(lián)合調(diào)制等等。 應用領(lǐng)域： 作為非侵入型的力學操控系統(tǒng)，光鑷可以應用于細胞生物學、氣溶膠科學、物理化學等交叉學科的基礎研究，包括細胞微環(huán)境的改變、形變拉伸、微粒力學參數(shù)的測量等等。將全息光鑷與圖像識別結(jié)合，可以做到自動捕獲粒子和分揀， 將全息光鑷與光學顯微鏡相結(jié)合，可以量化細胞、分子的動力學特性，在細胞生物學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。對于外圍光強較弱的高斯光束，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入顯微物鏡，同時讓照明光源透過，從而使 CMOS 相機采集到樣品像。空間光調(diào)制器位于第一個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)期望的光場分布。   特點： 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)光學元件按照一級像排列，從而移去零級光的影響。 加載全息圖后 X-Y 位置可實時調(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）；可編程實現(xiàn)不同數(shù)目、不同排列的光阱陣列；   配置標準：   序號 配置 規(guī)格 序號 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470nm 功率760mw 3 CMOS相機 1280*1024 60FPS 6 相機筒鏡 f=200mm 等系列其他配置

功率DMOS是一類重要的新型功率器件，具控制電路簡單、開關(guān)頻率高、可靠性好等優(yōu)點，因此廣泛應用于開關(guān)電源、汽車電子、DC/DC轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域，市場需求巨大，目前在功率分立器件領(lǐng)域占據(jù)了最大的市場份額。本團隊在功率DMOS器件的研究方面有豐富的技術(shù)積累，開展了大量前沿性研究和產(chǎn)業(yè)化研究，目前本團隊在功率DMOS領(lǐng)域累計授權(quán)發(fā)明專利超過50項，能夠量產(chǎn)的產(chǎn)品型號近百種。

2016國家自然科學獎二等獎，基片集成類導波結(jié)構(gòu)是近十幾年來微波毫米波學界發(fā)展起來的一種新型高性能平面導波結(jié)構(gòu)。基片集成類導波結(jié)構(gòu)具有極低的電磁泄露和互擾，其品質(zhì)因素和功率容量遠高于傳統(tǒng)平面?zhèn)鬏斁€。國內(nèi)外數(shù)百所大學和研究機構(gòu)都對其開展了大量研究，它也成為微波毫米波領(lǐng)域最受關(guān)注的研究分支之一。 項目組作為國際上該領(lǐng)域的主要貢獻者之一，以基片集成類導波結(jié)構(gòu)的工作機理與創(chuàng)新應用為主線，對這類結(jié)構(gòu)及器件的傳輸特性、損耗機理等基礎科學問題進行了深入研究，提出了半模基片集成波導等多種新型平面導波結(jié)構(gòu)，發(fā)展了相應的設計方法，并發(fā)明了一系列新型高性能微波毫米波器件，部分器件已得到實際應用。

針對太赫茲高分辨雷達和通信系統(tǒng)應用需求，研究了常溫固態(tài)太赫茲連續(xù)波發(fā)射和接收的總體方案和實現(xiàn)技術(shù)，研究了太赫茲平面肖特基勢壘二極管非線性模型的精確模型，提出了太赫茲高效倍頻電路和低損耗分諧波接收電路的拓撲結(jié)構(gòu)，掌握了太赫茲倍頻器和分諧波混頻器的優(yōu)化方法，解決了固態(tài)太赫茲關(guān)鍵技術(shù)的工藝難題，突破太赫茲連續(xù)波發(fā)射和接收的關(guān)鍵技術(shù)，打破國外技術(shù)封鎖，提高自主創(chuàng)新能力，形成自主知識產(chǎn)權(quán)，相關(guān)技術(shù)水平達到國際先進，為我國太赫茲技術(shù)的發(fā)展和太赫茲系統(tǒng)的應用奠定技術(shù)基礎，提供技術(shù)支撐。

小試階段/n通過發(fā)展被動式和主動式冷卻技術(shù)能實現(xiàn)典型移動裝備和電子器件的空間冷卻需求，具體包括熱壓/風壓自然換熱冷卻、相變熱管換熱冷卻等被動式技術(shù)，半導體熱電制冷冷卻、噴射冷卻和合成射流冷卻等主動式冷卻技術(shù),獲省自然科學一等獎。成果市場前景：有散熱需求，就有應用前景。

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，電子器件的熱流密度越來越高，散熱已成為其技術(shù)發(fā)展的主要障礙之一。本項目采用直接液體浸沒的沸騰換熱方式，開發(fā)了高效沸騰換熱微結(jié)構(gòu)面，可極大幅度提高散熱性能，在電子器件溫度低于其正常操作上限溫度85oC的條件下，散熱熱流密度可達150W/cm2以上。沸騰強化換熱技術(shù)往往在微重力條件下由于氣泡難以脫離導致性能惡化而無法應用。近期在微重力條件的實驗表明該技術(shù)即使在微重力條件下，依然能充分利用熱毛細現(xiàn)象進行強化換熱，顯著提高換熱性能。因此，該技術(shù)可應用于地面和空間的電子器件高效散熱。

滴灌是節(jié)水效率最高并能實現(xiàn)水肥自動灌溉的精準農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)，在蔬菜、花卉、棉花、果樹等種植中廣泛應用。滴灌系統(tǒng)的灌水器在使用時容易發(fā)生堵塞一直是國際上的難題。本技術(shù)針對這一難題，提出了灌水器基于迷宮流道流動特性的抗堵設計和一體化開發(fā)方法，開發(fā)了具有自主版權(quán)的專用設計軟件。應用該軟件與快速成形技術(shù)開發(fā)出系列化的新型灌水器，使開發(fā)周期顯著縮短，單循環(huán)開發(fā)時間由原來的3～5個月縮短到3～5天，而開發(fā)成本由5萬元左右降低到2千元以下。相關(guān)研究成果獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎。