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能源、環境及化工等領域廣泛存在具有相變和反應的能質傳遞和轉化問題， 具有多區域、多場、傳遞與轉化等相互耦合的特點，是影響裝備性能的關鍵熱物 理問題，對提升性能至關重要。本項目針對上述領域中共性的多場耦合能質傳遞 機理反其強化和調控方法的前沿科學問題開展研究工作，取得了系列原創性研究 成果。主要發現點有： 一、 分區耦合多相傳遞可視化實驗方法及其機理與特性：創新了滯止流和通 流槽道內逸出速率及位點可控的液滴和氣泡動力學行為、變孔隙率網絡流道及其 與外部流場耦合的兩相流動、毛細阻力可調的多孔層內相變傳熱及含反應邊界的 兩相流及傳遞等可視化實驗方法。獲得了逸出液滴聚合衰減震蕩機理及規律；發 現了微孔逸出氣泡脫離后涌入和界面震蕩現象；揭示了具有壁面逸出氣泡的槽道 內兩相流規律；闡明了具有微孔層和結構缺陷的氣體擴散層內兩相分布特征；厘 清了反向式毛細蒸發器多孔層內相分布規律反其對相變傳熱的影響機理；揭示了 燃料電池內兩相流動和傳輸以及電化學反應的相互作用規律，獲得了流道水淹與 壓降之間的定量關系及膜電極表面溫度分布特性。 二、 多元多相分區耦合能質傳遞及轉化理論模型：建立了多場耦合固體基質 表面細胞吸附成膜理論模型，揭示了生物膜結構與能質傳遞及產氫/產電性能的 相互關系；建立了含生化反應的多孔填料床內多相能質傳遞的毛細管模型和多相 混合模型，闡明了流動和傳輸與生化反應的耦合特性，為固定化細胞生物反應器 性能預測提供了方法；建立了毛細結構材料內分區耦合相變傳熱理論模型，為反 向式毛細蒸發器和微槽膜狀凝結換熱提供了理論計算方法；提出燃料電池兩相傳 輸三維孔隙網絡模型和氣體有效擴散系數的分形模型，首次利用V0F方法模擬 了邊壁具有逸出液滴的燃料電池流道內細觀兩相流行為，揭示了多孔擴散層與流場板流道內兩相流的耦合關系以及流道結構和工況參數對兩相流特性的影響規律。 三、多場耦合能質傳遞強化及調控方法：基于分區耦合強化傳熱思想，提出 了三維肋表面和螺旋扭帶組合強化傳熱新方法；通過分區流動和傳遞強化與調控, 發展了三維柱狀陣列結構陽極微流體燃料電池，顯著提升了電池性能；利用石墨 烯表面修飾，實現了多孔電極內微生物產電菌電子轉移速率和活性生物量調控和 強化；創新性利用流場/濃度場/溫度場/光場的強化和調控，結合表面修飾和彌 散光導體技術，實現微生物生化轉化全過程強化；提出了通過外接電阻控制陽極 電勢誘導和調控生物膜結構，強化了質子傳輸，大幅提升了微生物燃料電池性能。

本發明公開了一種用于增強激光亮度的光學組件及高頻脈沖激光光源；光學組件包括用于將多路激光光線合成一束的棱鏡組、用于 將合束后的激光轉換為片激光的柱面透鏡組以及用于將片激光進行多 次反射使得激光亮度增強的反射鏡腔。高頻脈沖激光光源包括第一激 光器組、第二激光器組、第一組條紋鏡、第二組條紋鏡、偏振合束原 件、半波片、準直透鏡組、導光臂、聚焦透鏡、柱面透鏡組和反射鏡 腔；當所有的激光器同時激發發光，則能使發出的激光亮度急劇增強， 當激光器依次輪流發出激光，則能使發出的激光工作在一個很高的頻 率。本發明結構簡單，控制簡單，多個激光器的合成脈沖使得其具有 激光脈沖輸出頻率高，亮度大的優點，可應用于高速相機的照明光源。 

本發明公開了一種用于增強激光亮度的光學組件及高頻脈沖激光光源；光學組件包括用于將多路激光光線合成一束的棱鏡組、用于將合束后的激光轉換為片激光的柱面透鏡組以及用于將片激光進行多次反射使得激光亮度增強的反射鏡腔。高頻脈沖激光光源包括第一激光器組、第二激光器組、第一組條紋鏡、第二組條紋鏡、偏振合束原件、半波片、準直透鏡組、導光臂、聚焦透鏡、柱面透鏡組和反射鏡腔；當所有的激光器同時激發發光，則能使發出的激光亮度急劇增強，當激光器依次輪流發出激光，則能使發出的激光工作在一個很高的頻率。本發明結構簡單，控制簡單

本發明公開了一種提高激光轉盤斬波調 Q 性能的裝置及包含該 裝置的調 Q 激光器，裝置包括位于諧振腔內部或外部的伽利略望遠鏡 裝置以及位于諧振腔內部用于對壓縮后的激光光束進行調 Q 的轉盤斬 波調 Q 器件。激光介質為一個時，第一伽利略式望遠鏡裝置位于諧振 腔之內，用于壓縮激光光束直徑，以減少 Q 開關時間增強調 Q 效果； 激光介質大于一個時，第二伽利略式望遠鏡裝置位于諧振腔之外，由 各路激光諧振腔共用，用于將多路

隨著現代激光技術的快速發展，激光跟蹤在空間光通信、激光雷達、衛星遙感、定向能應用及工業測量等領域得到了廣泛的應用，光束偏轉原理、跟蹤機構及其控制方法等是影響跟蹤范圍、精度、實時性和穩定性等光電跟蹤性能的決定因素。在國家自然科學基金的支持下，由同濟大學牽頭，聯合中國科學院上海光學精密機械研究所以及上海同新機電控制技術有限公司等單位開展了面向機器人誤差測量等工業應用的多模式激光跟蹤儀的研究。該研究對復雜場合下時變軌跡跟蹤、測量或加工具有強適應性；結合圖像采集系統，可以精確調整成像視軸以實現視覺導引或大范圍高精度圖像拼接。該項目從原理上拓展了激光多模式、變尺度跟蹤的實現方法，形成了復雜場合下大范圍高精度動態目標激光跟蹤的核心技術，在機器人動態誤差測量、動態成像檢測、空間激光通信以及軍事偵察等領域具有廣泛的應用前景。

項目成果/簡介:隨著現代激光技術的快速發展，激光跟蹤在空間光通信、激光雷達、衛星遙感、定向能應用及工業測量等領域得到了廣泛的應用，光束偏轉原理、跟蹤機構及其控制方法等是影響跟蹤范圍、精度、實時性和穩定性等光電跟蹤性能的決定因素。在國家自然科學基金的支持下，由同濟大學牽頭，聯合中國科學院上海光學精密機械研究所以及上海同新機電控制技術有限公司等單位開展了面向機器人誤差測量等工業應用的多模式激光跟蹤儀的研究。該研究對復雜場合下時變軌跡跟蹤、測量或加工具有強適應性；結合圖像采集系統，可以精確調整成像視軸以實現視覺導引或大范圍高精度圖像拼接。該項目從原理上拓展了激光多模式、變尺度跟蹤的實現方法，形成了復雜場合下大范圍高精度動態目標激光跟蹤的核心技術，在機器人動態誤差測量、動態成像檢測、空間激光通信以及軍事偵察等領域具有廣泛的應用前景。應用范圍:該項目經過幾年培育，截至2018年6月已生產多模式激光跟蹤系統樣機5臺套，主要應用于中國科學院空間激光信息傳輸與探測技術重點實驗室、同濟大學機械工程綜合實驗中心等單位。 在自由空間激光通信、激光雷達、光纖光開關、激光指示器等領域中，可用于激光光束的轉向及指向穩定調整。在空間觀測、偵察監視、紅外對抗、搜索營救、顯微觀察、干涉測量、機器視覺等領域中，可用于改變成像視軸，擴大搜索范圍或成像視場。國內外對基于旋轉雙棱鏡的激光跟蹤理論研究集中在光束轉向機制、光束掃描模式、棱鏡回轉控制等方面。 產學研合作開發，意向合作單位：從事光電精密儀器開發的經驗，對于激光跟蹤技術具有一定的技術積累，如ABB公司、Leica、西門子、新松機器人、沈陽機床廠、高校科研院所以及國防單位等。項目階段:小試效益分析:本項目在多模式激光跟蹤方面形成的研究成果處于國際先進水平，不僅能夠解決工業生產中對大范圍、高精度特征的測量需求，而且在多自由度特征信息提取以及智能化控制等領域應用前景廣闊，在推動激光跟蹤測量技術的產業化進程、提高工業自動化水平和人才培養等方面，具有巨大的經濟效益和社會效益。

電路是以晶圓為載體，采用一定的工藝，把電路中的元器件和布線制作在晶圓片上，封裝為 一個整體，使晶圓上每個晶粒成為具有所需電路功能的微型結構。晶圓切割的過程是將集成有 電路的整片晶圓通過劃切分割成單個的晶粒，切割過程又是一種無法恢復的過程，因此，材料 和制造成本的積累以及工藝的不可重復性決定了切割工藝成為整個集成電路制造過程中最關鍵 和難度最大的工藝環節。 精密機械：可加工的晶圓最小直徑可達50mm，在晶圓里面印刷有晶格，每個晶格的寬度 為200μm，晶格間距約為20μm，所以設備的切割精度要求控制在2μm以內，每小時切割15片。 運動平臺采用高精度的直線電機平臺，定位精度為2μm，重復定位精度為1μm；旋轉平臺的定 位精度為30″，重復定位精度為4″。 計算機自動控制：劃片機系統將根據客戶要求以及配合視覺檢測系統傳輸的晶圓數據，自 動生成切割路徑，在規定的工作時間內完成晶圓的切割。

成果描述：本實用新型涉及激光制導技術領域,尤其是一種激光制導自準直儀,包括自準直儀測量部和導軌,自準直儀測量部固定在導軌一端,導軌另一端滑動連接有反光鏡,自準直儀測量部通過調節裝置連接有物鏡,調節裝置包括第二滑軌和安裝板,第二滑軌為兩組,且分別固定在自準直儀測量部端部兩側,第二滑軌上滑動連接有第二滑塊,安裝板固定在兩個第二滑塊之間,安裝板上設置有第三滑軌,第三滑軌上滑動連接有第三滑塊,第三滑塊固定在物鏡一端；物鏡上端通過連接桿活動連接有激光器,反光鏡頂端活動連接有激光靶。本實用新型結構簡單,使用方便,能夠利用激光的直線性能很快的將反光鏡中心與物鏡中心對齊。市場前景分析：本實用新型結構簡單,使用方便,能夠利用激光的直線性能很快的將反光鏡中心與物鏡中心對齊。與同類成果相比的優勢分析：國內領先

本發明公開了一種窄線寬摻銩光纖激光器，屬摻銩光纖激光器技術領域。包括泵浦源、摻銩光纖、泵浦光聚焦透鏡、分色鏡、激光準直透鏡和兩個反射式體布拉格光柵（以下簡稱為ＶＢＧ）。本發明主要通過對ＶＢＧ采用角度調諧的方式，使兩個ＶＢＧ的反射光譜部分重疊，達到窄化摻銩光纖激光器的線寬的目的。本發明的有益效果是：適用于各種光纖（包括大模場多模光纖、光子晶體光纖等）作為增益介質的激光振蕩器，能夠實現百瓦、甚至千瓦量級功率水平的激光振蕩器，其線寬的窄化程度依賴于ＶＢＧ的設計，可實現單縱模運行。

提出了一種高帶寬效率、利用脈沖間隔和脈沖間隔的狀態聯合傳遞信息脈沖狀態間隔調制編碼方法。該調制方法可以有效地降低通信系統對大氣信道的敏感程度。提出大氣信道激光傳輸特性的熵評價方法與實現途徑，同時從波前的空間與時間兩個角度獲取信道調制信息，為綜合評價信道容量提供了一種有效手段。