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1. 項目概述南京工業大學化工設備設計研究所多年從事薄膜蒸發/短程蒸餾技術研制工作,在設備性能研究、生產制造及生產使用三方面均積累了豐富的經驗。已經完成了1～20m2薄膜蒸發器開發應用工作，其中20m2薄膜蒸發器技術水平在國內處領先地位。薄膜蒸發器適用于蒸餾、分離、濃縮、萃取、除臭、脫氣、反應等工藝中物質的分離；具有很高的傳熱系數，對水和有機溶劑等溶液的蒸發強度值可達到150~300Kg/h﹒m2；具有很短的加熱區停留時間，只有數秒至數十秒，適用于處理熱敏性物料；寬廣的粘度加工范圍；產量調節幅度大，產品最終濃縮比高；反混量為最小；由于良好的攪拌，設備具有最小的表面結垢；操作穩定、方便，易于實行自控。2. 技術優勢（1）開發多種結構型式薄膜蒸發器。轉子型式有用固定間隙式、可調間隙轉子式；加熱方式有高溫型、普通型；物料有高粘度、普通粘度型。（2）已開發一套“薄膜蒸發器遠程CAD系統”，該系統可實時、實地實現薄膜蒸發器的設備選型、工藝計算、結構強度計算、二維/三維設備圖形的生成及設備報價。（3）研制了配套設備-短程蒸餾器。

自1987年美國柯達公司的鄧青云C．W．Tang等人報導了有機電致發光以來，在全世界范圍興起了一場有機薄膜發光二極管研究熱潮。有機薄膜發光二極管具有主動發光、響應快、全固體化、容易實現彩色化和驅動電壓低等獨特的優越性，是很有潛力的平板顯示器，它將取代現在統治市場的液晶顯示器。然而高亮度、長壽命和高效率的有機電致發光器件是人們一直夢寐以求的。 有機電致發光器件雖然發展非常迅速，發展規模也是空前的。但是為了得到高亮度、高效率和長壽命的有機電致發光器件，人們對有機電致發光中的一些問題并沒有很好的解決，如由于目前空穴和電子傳輸層材料和制備工藝的限制，用普通有機電致發光器件的結構：ITO/空穴傳輸層/有機發光層/背電極，有如下一些問題：發光層與電極之間的互擴散，沒有足夠高的空穴和電子遷移率，以及注入的空穴與電子不夠平衡等。這些問題限制了有機電致發光器的進一步改善，成為有機電致發光器件發展的重要瓶頸，無法制備性能優異的有機發光器件。 技術特點： 對有機薄膜電致發光器件的結構和電子傳輸層材料進行改進，從而有效提高有機薄膜電致發光器件的亮度、效率和壽命。 技術特點：是在透明電極上，依次制備空穴傳輸層、有機發光層、電子傳輸層、電子電勢補償層和背電極所組成薄膜結構有機電致發光器件，其特征在于：在有機發光層與電子電勢補償層之間加入電子傳輸層，電子傳輸層采用寬禁帶無機材料。 該器件在有機發光層與電子電勢補償層之間加入無機電子傳輸層這種結構可以大大改善有機電致發光器件的發光層與電極之間的擴散，注入的空穴與電子的不夠平衡等，使有機電致發光器件的發光亮度，效率和奉命得到提高。

1、制備設備技術先進： 多弧離子鍍設備加裝脈沖磁控后實現了對等離子體的約束與控制，從而制 備的涂層物理性能更好，并實現了 Ti/TiNX/TiC1-xNx/TiC、 Cr/ CrNX/ CrC1-xNx/ CrC 薄膜顏色可調，實驗證明此工藝制備的涂層表面更加光潔、硬度更大，效 率更高。脈沖電源、磁系統和 PLC 控制系統均為課題組自行開發，具有設備技 術創新，此項工作在國內領先。 2. 涂層設計理念合理 用脈沖磁控多弧離子鍍制備 Ti/TiNX/TiN、Ti/TiNX/TiC1-xNx/TiC、Cr/Cr NX/ CrC1-xNx/ CrC、Cr/CrN/CrAlSiN 梯度復合薄膜。本方案通過優化膜系和制備工 藝參數，可以有效緩解應力，提高涂層在基底上的附著力，此項研究具有薄膜 材料設計創新，具有國內先進水平。由于梯度復合薄膜制備參數變化多，工藝 參數實現了 PLC 控制，生產效率和重復性大大提高。 3. 綠色環保無污染 由于真空鍍膜工藝無污染，且制備的薄膜質量好，此工藝代替高污染的電 鍍工藝，是綠色環保產業，符合國家提倡主導的產業發展方向 4. 制備開發 DLC 薄膜 利用線性離子源發電技術制備了 DLC（Diamond like carbon）薄膜，此薄 膜制備工藝國內領先，具有沉積溫度低、薄膜質量好特點，可用于醫療器械和 各種機械配件鍍膜等，其制備方法重復性好、襯底溫度低等特點。

類金剛石薄膜（diamond-like carbon, DLC）是一種亞穩態的非晶碳膜，其結構、物理化學性質接近于金剛石。作為一種新型的硬質薄膜材料具有一系列類似于金剛石的多種優異性能，如高硬度、低摩擦系數、高耐磨耐蝕性、高熱導率、在可見到紫外光范圍內透明、良好的絕緣性和化學穩定性、優異的生物兼容性及表面光滑等，可廣泛用于機械、電子、光學、熱學、聲學、醫學等領域。 本項目通過物理氣相沉積方法制備的類金剛石薄膜具備質量穩定，與基體結合強，硬度、彈性模量、摩擦系數和透光性可調控，耐摩擦磨

該成果創造性地利用高階非線性光學材料獲取醫學臨床診斷的關鍵信息。利用自主發明的雙光子熒光探針與雙光子光學CT成像的特性，首次獲取了可用于癌癥病理組織快速臨床診斷的熒光圖像。該技術是山東大學晶體材料國家重點實驗室于曉強教授團隊的原創，國際、國內均沒有同類工作。 全新的觀測技術：基于熒光探針與光學切片成像的腫瘤病理臨床診斷技術。 該成果將直接帶動三個高附加值的高技術產業： 新材料產業：雙光子熒光探針 新設備產業：臨床專用雙光子熒光顯微鏡產業 新技術產業：技術人員培訓、臨床服務產業 符合臨床要求的檢測流程：

北京大學物理學院顏學慶教授和盧海洋研究員領導的課題組提出了激光驅動光子對撞機的新方案，該方案每脈沖可以產生3億個Breit-Wheeler事件，并且所產生的正負電子對發散角只有7度，具有非常好的準直性。同時，背景噪聲可以得到有效抑制，信噪比高達1000:1。研究成果以 “Creation of electron-positron pairs in photon-photon collisions driven by 10-PW laser pulses”為題在線發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）。 根據愛因斯坦質能方程和量子電動力學理論，在一定條件下光子（能量）可以轉化成物質，這對研究物質的起因有重要的作用。相關的理論研究始于上世紀30年代，直到1997年美國SLAC實驗室才首次在實驗中觀測到多光子碰撞產生正負電子對的過程。然而，對于兩個高能光子的互作用過程，也就是常說的光子對撞機，到目前為止還未能在實驗中觀測到。在光子對撞機中，光子的互作用的次數與光子數目和光子互作用截面成正比，與光子束的脈沖寬度、兩束光子束的交疊面積成反比。在過去實驗中不能觀測到光子的互作用過程是因為已有伽馬射線源的流強和亮度還達不到要求。 近年來，隨著激光技術的發展，特別是10拍瓦(1拍瓦=1e15瓦)激光器的建成，激光光強將可以達到1e23W/cm3以上。當如此高強度的激光與物質相互作用時，大部分激光能量被吸收并轉化成伽馬射線輻射源，如果可以有效控制伽馬射線的發散角，輻射的伽馬射線將會達到前所未有的流強和亮度。 團隊研究人員在前期的工作中對產生超高亮度伽馬光源進行了深入的研究，首次從理論上系統闡明了微通道結構靶中，縱向電場主導了電子的加速過程，同時電子的橫向加速可以得到有效的抑制，因此可以獲得高準直性的電子束，當這些電子束在橫向場中的相位發生反轉時，電子就會在管道邊界處產生強伽馬輻射。由于電子的發散角決定了伽馬輻射的發散角，因此可以獲得準直性非常好的γ-ray輻射源。數值模擬中10PW激光所能獲得的發散角小于3度，亮度比之前研究報道結果高出兩個數量級的伽馬輻射源。圖1. 激光驅動光子對撞機產生正負電子對的方案設計圖2. 本方案可以獲得高出之前2-3量級的伽馬光源亮度 本工作即基于以上研究成果，將該超高亮度的伽馬射線應用于光子對撞機。理論計算結果表明，該方案可以獲得超高信噪比（>1000:1）,且每一發正負電子對信號（>1e8）遠高于現有測量技術的探測極限。因此，通過該方案可以在實驗室中驗證光子互作用過程中由能量到物質的轉換過程，將提供激光驅動光子對撞機研究的新途徑，也將極大的促進雙光子BW物理的發展。未來有望依據本方案建設基于重頻拍瓦飛秒激光的高亮度伽馬源及其應用裝置。 北京大學物理學院博士后余金清為論文第一作者。顏學慶教授和盧海洋研究員為通訊作者。論文合作者還包括北京大學的陳佳洱院士、馬文君研究員，広島大學的T. Takahashi教授，高能物理所的黃永盛研究員。該研究工作得到國家自然科學基金、科技部重點研發專項、挑戰計劃和中國博士后科學基金的聯合資助。相關模擬工作得到北京大學高性能計算平臺的支持。相關文章鏈接：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

"該成果創造性地利用高階非線性光學材料獲取醫學臨床診斷的關鍵信息。利用自主發明的雙光子熒光探針與雙光子光學CT成像的特性，首次獲取了可用于癌癥病理組織快速臨床診斷的熒光圖像。該技術是山東大學晶體材料國家重點實驗室于曉強教授團隊的原創，國際、國內均沒有同類工作。該成果將直接帶動三個高附加值的高技術產業： 1. 新材料產業：雙光子熒光探針 2. 新設備產業：臨床專用雙光子熒光顯微鏡產業 3. 新技術產業：技術人員培訓、臨床服務產業 "

光子首先從納米波導直接折射進入微腔混沌模式，其角動量較小，對應于光子在微腔界面的反射角較小。與旋轉對稱微腔不同，混沌運動使得光子角動量不斷發生變化。尤其引人注目的是，微腔內的混沌光子運動并非毫無規律，而是遵循特定的短時動力學規律，從而實現入射光子的角動量在皮秒時間尺度內（一皮秒相當于一萬億分之一秒）隨混沌運動從小到大的快速轉換。當混沌光子的角動量接近回音壁模式角動量時，二者之間可以發生共振隧穿過程。得益于光子角動量在混沌運動中的快速轉換，此創新方法可以實現納米尺度波導與回音壁光學模式的超寬帶耦合。

可以量產/n波長范圍905-1064nm、水平、垂直發散角<10度；直流輸出功率>5W;窄脈沖輸出功率>20W;光子晶體激光器模塊窄脈沖輸出功率>130W；并與傳統半導體激光器工藝相兼容。此外還開展了808nm、980nm和1064nm等波段光子晶體激光器研究。“先進半導體光子晶體激光器技術研究”獲得2013年度北京市科學技術獎二等獎，光子晶體高功率高亮度激光器被評為“2014中國光學重要成果”。市場預期：半導體激光器的應用范圍覆蓋了整個光電子學領域，已成為當今光電子科學的核

基于InGaAs-APD的超靈敏高速光電探測模塊，探測波段覆蓋900 -1700 nm，探測效率最高可達25%。采用先進的正弦頻譜濾波技術，支持GHz以上的單光子探測。此外，得益于先進的噪聲抑制和弱信號處理技術，GHz 單光子探測器在如此高的工作頻率下依然可以保持5×10-6/pulse的暗計數水平，以及小于5%的后脈沖概率。而多通道GHz單光子探測器的集成，可實現高速的光子數可分辨探測，拓展量子探測器的動態范圍。 相關技術指標： 通道數： ≥4 工作頻率：1-2.5GHz 探測效率：1-25% 連續可調 暗計數： 工作頻率1-1.5GHz：≤ 5×10-6/pulse 工作頻率2-2.5GHz：≤ 1×10-5/pulse 后脈沖： ≤ 5% 死時間： 3 ~ 10 ns (暗計數后脈沖指標均在10%探測效率下測得) 技術創新點： 國際上首次提出“一種低時間抖動低噪的吉赫茲單光子探測方法”，通過頻譜分析的方法將低通濾波和平衡相結合，實現了高速高性能InGaAs APD單光子探測，被國內外單光子探測領域的專家同行廣泛引用。基于該技術所研制的GHz單光子探測器通過華東電子測量儀器研究所光電計量校準中心（國防科技工業光電子一級計量站）鑒定檢測，性能指標達到國際同類儀器先進水平。“單光子探測關鍵技術與儀器開發”獲2012年上海市科技發明二等獎（第十完成人）此外，在此基礎上，將室溫單光子探測的速率提升到GHz以上，與國際水平相對比，工作頻率提升到了1.5GHz，后脈沖誤計數概率亦有所下降，探測效率為21%時，后脈沖概率僅為1.4%。