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隨著包括5G通訊、物聯網在內的新型產業的興起，在實際應用中對于高速、低損耗的信息處理系統的需求與日俱增。傳統的電子器件受摩爾定律的限制，在儲存密度和運算速度的突破上均面臨瓶頸，并且進入“ 后摩爾時代”，電子器件不可無限制地進行集成。器件的尺寸越小，量子效應越明顯，集成的困難就越大。作為摩爾定律的延續，人們提出一種極具潛力的設計——光子芯片。相較于傳統的電子芯片，光子芯片的巨大優勢之一是光子之間無相互作用力，可以大大降低系統的功耗，增大信息傳輸的帶寬。因此，光子芯片可以在數據通信、高性能計算和傳感技術上有重要的應用。 帶通濾波器是一種信號前端處理器件，是光子芯片集成的重要元器件之一。它可以有效抑制不需要波段的信號，僅允許目標波段通過，這在信號處理領域具有廣泛的應用。然而，目前帶通濾波器在光子集成器件領域少見報道。傳統方法大多依賴經驗以及物理啟發進行結構設計和參數優化，需要耗費大量資源，器件的性能有局限性。相較于傳統的設計方法，利用算法設計納米光子學器件具有普適性和高效性。通過采用恰當的算法進行優化，可以有效提高設計效率，優化器件指標，避免出現局部最優的情況，找到性能最優的器件。 圖1.帶通濾波器掃描電鏡圖

郭光燦院士團隊在固態量子存儲領域取得重要進展。該團隊李傳鋒、周宗權研究組基于自主加工的激光直寫波導，實現了光子偏振態的可集成固態量子存儲，存儲保真度高達99.4±0.6%，該工作顯著推進了可集成量子存儲器在量子網絡中的應用。

成果簡介：在單光子發射斷層成像（SPECT）中, 放射性示蹤劑被注入病人體內，根據對放射性示蹤劑所發出的伽馬射線的測量，SPECT 可以重建出放 射性示蹤劑在人體內的分布圖，該圖可以反映人體組織結構及其活動功能。SPECT 已經被用在腫瘤的早期診斷, 心血管疾病和腦部疾病的診斷,骨胳影 像的顯示等。基于國家自然科學基金的支持，我們國際上率先發展了非均勻 衰減錐形投影 SPECT 解析重建方案。該方案可以同時

本發明屬于功能材料領域，提供了一種絲素蛋白?NIPAM光子晶體水凝膠及其制備方法。所述制備方法包括采用物理交聯劑將絲素蛋白和N?異丙基丙烯酰胺(NIPAM)在常溫下共交聯，并在交聯反應過程中嵌入三維光子晶體陣列。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、技術分析 本發明屬于功能材料領域，提供了一種絲素蛋白?NIPAM光子晶體水凝膠及其制備方法。所述制備方法包括采用物理交聯劑將絲素蛋白和N?異丙基丙烯酰胺(NIPAM)在常溫下共交聯，并在交聯反應過程中嵌入三維光子晶體陣列。本發明提供的制備方法制備的光子晶體水凝膠具有良好的生物相容性、彈力性能、吸水性能，與皮膚之間具有良好的貼合性，緊貼皮膚表面不易脫落，還同時具有優良的壓力傳感性和溫敏性，可對溫度和壓力的變化產生顏色變化響應，實現壓力和溫度變化的裸眼觀測。 對溫度的響應：在35℃時觀察到的絲素蛋白?NIPAM光子晶體水凝膠由原來的藍色局部變為紫色和紅色，結構色發生明顯改變，是由于水凝膠急速收縮導致陣列從密堆積結構變為不均勻的其他晶型狀態，導致結構色出現反常變化。因此，本發明提供的絲素蛋白?NIPAM光子晶體水凝膠的LCST在35℃附近。當溫度低于31℃時，光子晶體水凝膠的反射峰幾乎不發生移動；而當溫度到達31℃時，反射峰逐漸紅移；之后隨著溫度的升高，在34?35度之間，產生大幅度紅移。由上述試驗結果可知，絲素蛋白?NIPAM光子晶體水凝膠在34?35℃之間出現了相轉變。現有技術已知純NIPAM凝膠的LCST約為33℃。由于本發明提供的制備方法制備的絲素蛋白?NIPAM光子晶體水凝膠的LCST接近人體溫度，并且光子晶體水凝膠的相轉變溫度可通過添加鹽離子等方法進行調節。再加上光子晶體水凝膠具有良好的彈性和皮膚貼合性。因此，本發明提供的制備方法制備的絲素蛋白?NIPAM光子晶體水凝膠可用作敷料裸眼檢測體溫，快速準確地判斷體溫是否正常。 對壓力的響應：將光子晶體水凝膠膜貼在物體表面，當物體表面有外加壓力存在時，光子晶體水凝膠膜會發生顏色的變化，可以用來裸眼識別外加壓力的大小。例如將光子晶體水凝膠膜貼在人體關節表面，當關節彎曲時，帶動水凝膠膜伸長，其中的光子晶體晶格間距變大，進而產生結構色的變化。光子晶體水凝膠膜的這一特性可應用于運動康復監測領域，監測關節的運動靈活性，裸眼觀察即可輕松獲取運動康復情況。 吸水性能評價：將制備的絲素蛋白?NIPAM光子晶體水凝膠的5mm膜放在干燥環境中失水，當其含水量降為最大含水量的50％時，光子晶體水凝膠的體積產生相應的縮小；將其放置于含水容器中浸泡30min后即可恢復到最大吸水量狀態。在經歷上述失水和吸水過程后，光子晶體水凝膠的各項性能保持穩定。由此可知，光子晶體水凝膠的吸水性能良好，且吸水、失水過程不會破壞其結構。又由于其與皮膚的貼合性很好，十分適合用作水溶性藥物載體材料。 酸堿穩定性評價：配制pH＝5 ,6 ,7 ,8 ,9的磷酸緩沖液，將實施例1制備的絲素蛋白?NIPAM光子晶體水凝膠的1mm膜分別置于上述緩沖溶液的培養皿中，10分鐘后用光纖光譜儀檢測其反射光譜。試驗結果顯示光子晶體水凝膠在上述緩沖液中反射峰均未發生移動。因此，光子晶體水凝膠在上述pH范圍內具有良好的酸堿穩定性和耐受性，不會隨外界pH變化產生收縮或溶脹，具有良好的環境適應性。 自修復性能評價：將實施例1制備的絲素蛋白?NIPAM光子晶體水凝膠的2mm膜用刻刀切開后，切口接觸放置在一起，放置24小時，觀察發現切口消失。因此，光子晶體水凝膠具有一定的自修復能力，利于增加使用壽命。檢驗自修復后的光子晶體水凝膠強度，將光子晶體水凝膠兩端固定并緩慢拉伸，拉伸30％時切口出現裂縫，50％時切口完全斷開。由此可知，光子晶體水凝膠具有一定程度的自修復性能，但是由于修復僅為物理相互作用力產生，因此不能承受較大的外力。

本項目屬于功能材料領域，提供了一種絲素蛋白?NIPAM光子晶體水凝膠及其制備方法。所述制備方法包括采用物理交聯劑將絲素蛋白和N?異丙基丙烯酰胺(NIPAM)在常溫下共交聯，并在交聯反應過程中嵌入三維光子晶體陣列。本發明提供的制備方法制備的光子晶體水凝膠具有良好的生物相容性、彈力性能、吸水性能，與皮膚之間具有良好的貼合性，緊貼皮膚表面不易脫落，還同時具有優良的壓力傳感性和溫敏性，可對溫度和壓力的變化產生顏色變化響應，實現壓力和溫度變化的裸眼觀測。

本成果利用光子技術實現寬帶微波毫米波信號的產生、復用和處理，突破了傳統雷達面臨的帶寬和響應速度瓶頸，將有效滿足智能化裝備的應用需求。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 智能化將徹底地改變人們生活和工作的方式，已是人類社會發展不可逆轉的趨勢。對于室外裝備來說，能夠在各種天氣條件下實時高分辨地獲取環境信息是其智能工作的前提。例如，智能駕駛、周界安全、人群目標跟蹤、低空管制等都迫切需要全天候實時高分辨成像技術的支持。微波毫米波雷達是目前唯一能全天候、全天時工作的傳感器，但受限于低頻電磁波本身的局限，其分辨率一般較差，難以在民用領域廣泛使用。 本成果利用光子技術實現寬帶微波毫米波信號的產生、復用和處理，突破了傳統雷達面臨的帶寬和響應速度瓶頸，將有效滿足智能化裝備的應用需求。 創新點： 1.寬帶可重構雷達信號產生 2.光域多階邊帶抑制對消與穩定反饋控制技術 3.光基寬帶微波光子正交混頻接收技術 4.基于高分辨率一維距離像的雷達目標識別 5.高效精確的微波光子雷達二維ISAR成像 技術指標： 信號帶寬：12GHz；成像分辨率：1.3cm×1.3cm 知識產權及獲獎 1.中國光學十大進展提名 2.中國工業博覽會高校展區特等獎

關鍵科學問題研究團隊開發出一種與CMOS兼容的技術，可以動態且可逆地實現二氧化鈦和黑色二氧化鈦之間的轉化，從而達到結構色的擦寫和再現。通過構筑亞波長尺寸的微納結構，可以把特定波長的光局域在近場，激發出低階甚至高階的電極子或磁極子，它們反過來又會與材料中的電子產生強烈的相互作用，從而激發出更多的高活性電子，使得材料本

本發明公開了一種集成懸浮導向牽引功能的磁浮機構，由安裝在地面軌道梁上的長定子直線同步電機的定子與安裝在磁浮車上用作懸浮電磁鐵的電機的動子實現常導電磁吸力懸浮。所述長定子直線同步電機的定子的鐵心與用作懸浮電磁鐵的電機的動子的鐵心上對稱相向設置有多條等寬非鐵磁縱向槽。本發明提供一種集成懸浮導向牽引功能為一體的常導磁懸浮機構，機構橫向移動時，機構自動產生電磁復位力，迫使長定子同步電機的定子與動子的鐵心中心線對齊，從而確保該機構處于正確的位置。可用于常導型高速與中低速磁浮列車上，具有磁浮車的結構大大簡化，車輛重量減輕及系統效率高的優點。

研究團隊通過設計金屬—分布式布拉格反射器優化單光子探測器芯片的光學性能，完成低本征暗計數的單光子探測器芯片的全自主化設計與制備，實現了單光子探測器芯片的全國產化，為解決國家亟需的前沿科技問題邁進了重要一步。

郭光燦院士團隊在基于人工合成維度的量子模擬方面取得重要實驗進展。該團隊李傳鋒、許金時、韓永建等人將攜帶不同軌道角動量的光子（又稱為渦旋光子）束縛在簡并光學諧振腔內，通過引入光子的自旋軌道耦合人工合成了一維的拓撲晶格，為拓撲量子模擬開創了一種新的方法。