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 隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，超快超強(qiáng)激光可以在飛秒的時(shí)間尺度（1飛秒=10-15 秒）內(nèi)作用于電子使電子產(chǎn)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(qiáng)激光脈沖，人們將可以實(shí)現(xiàn)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(xiàn)有的探測技術(shù)，卻無法實(shí)現(xiàn)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(jìn)行成像，卻無法對運(yùn)動中的電子進(jìn)行成像。光電子顯微鏡（PEEM）成像系統(tǒng)雖然可以測量運(yùn)動電子的位置，但是其最好的分辨率僅能達(dá)到約3納米，無法在0.1納米的尺度進(jìn)行位移測量。日前，該團(tuán)隊(duì)利用強(qiáng)場電離中的時(shí)間雙縫干涉圖樣，提出對電子在激光脈沖下的微小位移進(jìn)行了測量的新方案，該方案的分辨率可達(dá)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(dǎo)致電子位移的超短脈沖置于兩束較長反向旋轉(zhuǎn)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(gòu)成時(shí)間上的電子波包雙縫干涉，這在電子動量譜中產(chǎn)生渦旋結(jié)構(gòu)。在沒有中間的超短脈沖時(shí)，該渦旋結(jié)構(gòu)角向是均勻分布的。當(dāng)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(chǎn)生微小位移，這個(gè)微小位移使得電子波包獲得一個(gè)額外相位，從而導(dǎo)致先后兩個(gè)電子波包的干涉結(jié)構(gòu)在角方向產(chǎn)生了非均勻性。他們提出通過測量這個(gè)非均勻的角向分布，可以準(zhǔn)確地提取出電子在超短脈沖作用下產(chǎn)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(yīng)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(fā)表在《物理評論快報(bào)》上【Phys. Rev. Lett. 122, 053201, (2019)】，光學(xué)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(yù)測結(jié)果。 研究團(tuán)隊(duì)近期還與吉林大學(xué)丁大軍教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組緊密合作，理論提出并在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了對橢圓偏振強(qiáng)激光橢偏率的原位測量新方案。他們利用兩束其它參數(shù)相同而旋向相反的橢偏光來電離惰性氣體氙（Xe）原子，強(qiáng)場電離得到的電子閾上電離譜和單電離離子總產(chǎn)率譜敏感地依賴于兩束光脈沖之間的延時(shí)。這些能譜和產(chǎn)率隨延時(shí)的周期性調(diào)制，能夠準(zhǔn)確反映一個(gè)光學(xué)周期之中橢圓偏振光的電場強(qiáng)度的最小和最大值間的比值，因此可以用來準(zhǔn)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(shù)范圍內(nèi)普遍適用，這一工作在準(zhǔn)確表征超快強(qiáng)激光場的性質(zhì)方面邁出了重要一步，將對強(qiáng)場物理研究中精細(xì)操控原子分子內(nèi)的超快過程起到重要推動作用。該項(xiàng)成果以“Accurate in situ Measurement of Ellipticity Based on Subcycle Ionization Dynamics” 為題，于2019年1月9日發(fā)表在《物理評論快報(bào)》上【Phys. Rev. Lett. 122, 013203 (2019)】，吉林大學(xué)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(xué)彭良友教授、吉林大學(xué)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(xué)基金委、科技部、人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北京量子信息科學(xué)研究院、極端光學(xué)協(xié)同創(chuàng)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(dāng)原子核的核子數(shù)（質(zhì)子或中子）為2，8，20，28，50，82，126的時(shí)候，原子核性質(zhì)會表現(xiàn)出格外的穩(wěn)定性，這些數(shù)字被稱之為原子核的“幻數(shù)”。Mayer 和 Jensen等人利用包含了自旋軌道耦合的殼模型對幻數(shù)進(jìn)行了成功的解釋，他們開創(chuàng)性的工作被授予1963年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。隨著對遠(yuǎn)離穩(wěn)定線原子核性質(zhì)的研究，人們發(fā)現(xiàn)在某些區(qū)域原子核殼結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化，與傳統(tǒng)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(gè)質(zhì)量區(qū)域新的殼演化規(guī)律，受到人們的廣泛關(guān)注。  雙幻核132Sn（Z=50，N=82）附近由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)缺乏，人們對該區(qū)域殼結(jié)構(gòu)是否會發(fā)生變化一直存在著爭論。因此，實(shí)驗(yàn)上進(jìn)一步研究該區(qū)域的殼演化特征，探討殼演化內(nèi)在機(jī)制是一個(gè)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(zhì)量Ag同位素第一個(gè)1/2-態(tài)和9/2+態(tài) 圖2. (a) 理論計(jì)算的質(zhì)子有效單粒子能能級差的系統(tǒng)性演化 曲線。(b) 中子在h11/2軌道的占據(jù) 近期，核物理與核技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的李智煥、華輝課題組和合作者在日本理化學(xué)研究所開展了對123Pd和125Pd核的β衰變實(shí)驗(yàn)研究，首次在衰變子核123Ag和125Ag 的低激發(fā)能區(qū)發(fā)現(xiàn)了具有β放射性的同核異能態(tài)。利用新發(fā)現(xiàn)的同核異能態(tài)，討論了奇質(zhì)量Ag同位素中由πg(shù)9/2 和 πp1/2兩個(gè)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(jìn)一步了解殼演化的微觀機(jī)制，使用包含了張量力的殼模型計(jì)算了這個(gè)質(zhì)量區(qū)單粒子軌道的演化，結(jié)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πg(shù)9/2 和 πp1/2 軌道以及 Z=40 次閉殼能隙在接近 N=82 時(shí)的演化起到非常重要的作用（見圖2）。研究工作發(fā)表在近期《物理評論快報(bào)》[Phys. Rev. Lett. 122, 212502 (2019)]上。 研究論文第一作者是北京大學(xué)博士生陳志強(qiáng)，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(xiàng)目和基金委項(xiàng)目的資助。

北京大學(xué)物理學(xué)院人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室徐海潭研究員和耶魯大學(xué)Jack Harris教授研究組、芝加哥大學(xué)Aashish Clerk教授合作，在光力學(xué)研究中取得重要進(jìn)展。成果以“Nonreciprocal control and cooling of phonon modes in an optomechanical system”為題發(fā)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(shí)現(xiàn)了非互易的聲子傳遞和新型光力制冷方法。 學(xué)諧振子在現(xiàn)代科技和生活中具有廣泛的應(yīng)用，大到引力波探測裝置，小到我們身邊的手機(jī)，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(nèi)部或者兩個(gè)器件之間的聲子傳遞和方向無關(guān)。而非互易的諧振子器件對于全雙工聲子信號收發(fā)、聲子隔離等有著非常關(guān)鍵的作用，甚至還可以用來對熱能進(jìn)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(jī)制。b，通過控制激光相位，聲子隔離度±30分貝連續(xù)可調(diào)。 光力學(xué)是光學(xué)和力學(xué)相結(jié)合的新興科研領(lǐng)域。光力相互作用可以用于光學(xué)和力學(xué)模式的精密調(diào)控和測量，有著重要的物理意義和實(shí)際應(yīng)用。這個(gè)工作中的光力學(xué)系統(tǒng)由超高品質(zhì)因子的氮化硅納米薄膜和高精細(xì)度光學(xué)腔構(gòu)成。激光將聲子從納米薄膜的一個(gè)諧振模式轉(zhuǎn)化為光子，再變回另一個(gè)諧振模式中的聲子。多束激光的物理效應(yīng)互相干涉，使聲子傳遞增強(qiáng)或者減弱。通過控制激光相位，實(shí)現(xiàn)了聲子隔離度在±30分貝范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)（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?fù)洳僮鲗?shí)現(xiàn)了瞬態(tài)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(chǎn)生了聲子模式間靜態(tài)的非互易耦合，從而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的非互易聲子傳遞。 進(jìn)一步地，徐海潭等人實(shí)現(xiàn)了用非互易相互作用來調(diào)控并觀測諧振子的熱力學(xué)漲落。當(dāng)聲子傳遞是雙向的時(shí)候，兩個(gè)諧振模式通過交換熱聲子，對應(yīng)的溫度會互相接近。而當(dāng)聲子傳遞是單向的時(shí)候，被隔離的諧振模式把熱聲子傳遞給另一個(gè)諧振模式，這使得被隔離模式的熱聲子數(shù)減少，因此降低溫度，而另一個(gè)模式則升高溫度。從而通過非互易聲子傳遞實(shí)現(xiàn)了一種新型的光力制冷技術(shù)。該研究中所包含的創(chuàng)新方法也可以推廣應(yīng)用于其他電子、力學(xué)和光學(xué)等系統(tǒng)。 研究工作得到北京大學(xué)人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、教育部納光電子前沿科學(xué)中心和量子材料協(xié)同中心的支持。

隨著我國高速鐵路的不斷發(fā)展，應(yīng)用在高速環(huán)境下的移動通信系統(tǒng)日 漸成為研究的熱點(diǎn)。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度來看，信道估計(jì)可以看作一個(gè)系統(tǒng)狀態(tài) 估計(jì)問題，信道響應(yīng)是系統(tǒng)中的狀態(tài)變量。若將時(shí)域變化的信道看作是一個(gè)非線 性的動態(tài)系統(tǒng)，便可以利用擴(kuò)展卡爾曼濾波器(EKF)對其狀態(tài)變量求最小均方誤 差(MMSE)估計(jì)。迭代檢測譯碼(IDD)結(jié)構(gòu)是一種基于Turbo譯碼原理設(shè)計(jì)的接收 機(jī)結(jié)構(gòu)。在迭代接收機(jī)中，軟入軟出(SISO)的Turbo譯碼器與數(shù)據(jù)檢測器之間 有一條反饋通道，使得數(shù)據(jù)檢測器能夠利用軟譯碼器輸出的后驗(yàn)對數(shù)似然比(也 稱作“外信息”)完成多次迭代的信道均衡和解調(diào)。針對高速移動通信下快速時(shí)變信道估計(jì)的問題，我們提出一種基于EKF的 聯(lián)合IDD信道估計(jì)方法(IDD-EKF) o采用自回歸(AR)過程對信道建模，在導(dǎo)頻 符號處采用最小二乘法(LS)估計(jì)，時(shí)域采用EKF插值，頻域采用離散傅里葉變 換(DFT)插值。通過聯(lián)合估計(jì)信道頻域響應(yīng)及信道的時(shí)域相關(guān)系數(shù)的方法追蹤信 道的信道頻率響應(yīng)(CFR)。同時(shí)為了消除EKF誤差傳播的影響，采用迭代接收機(jī)結(jié) 構(gòu)，利用Turbo譯碼器的碼元糾錯(cuò)能力，通過外信息更新EKF觀測方程中的加權(quán)矩 陣，從而輔助EKF更新，并進(jìn)行迭代信道估計(jì)。EKF工作在三種不同的模式下，三種模式分別對應(yīng)三種不同的構(gòu)造加權(quán)矩 陣的方法。通過后驗(yàn)對數(shù)似然比構(gòu)造的加權(quán)矩陣?yán)昧?Turbo譯碼器的檢錯(cuò)糾 錯(cuò)能力，使得構(gòu)造的加權(quán)矩陣更加接近實(shí)際發(fā)送的符號，則EKF能夠在更多的時(shí)頻域位置上提供MMSE估計(jì)值。

隨著我國高速鐵路的不斷發(fā)展，應(yīng)用在高速環(huán)境下的移動通信系統(tǒng)日 漸成為研究的熱點(diǎn)。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度來看，信道估計(jì)可以看作一個(gè)系統(tǒng)狀態(tài) 估計(jì)問題，信道響應(yīng)是系統(tǒng)中的狀態(tài)變量。若將時(shí)域變化的信道看作是一個(gè)非線 性的動態(tài)系統(tǒng)，便可以利用擴(kuò)展卡爾曼濾波器(EKF)對其狀態(tài)變量求最小均方誤 差(MMSE)估計(jì)。迭代檢測譯碼(IDD)結(jié)構(gòu)是一種基于Turbo譯碼原理設(shè)計(jì)的接收 機(jī)結(jié)構(gòu)。在迭代接收機(jī)中，軟入軟出(SISO)的Turbo譯碼器與數(shù)據(jù)檢測器之間 有一條反饋通道，使得數(shù)據(jù)檢測器能夠利用軟譯碼器輸出的后驗(yàn)對數(shù)似然比(也 稱作“外信息”)完成多次迭代的信道均衡和解調(diào)。 針對高速移動通信下快速時(shí)變信道估計(jì)的問題，我們提出一種基于EKF的 聯(lián)合IDD信道估計(jì)方法(IDD-EKF) o采用自回歸(AR)過程對信道建模，在導(dǎo)頻 符號處采用最小二乘法(LS)估計(jì)，時(shí)域采用EKF插值，頻域采用離散傅里葉變 換(DFT)插值。通過聯(lián)合估計(jì)信道頻域響應(yīng)及信道的時(shí)域相關(guān)系數(shù)的方法追蹤信 道的信道頻率響應(yīng)(CFR)。同時(shí)為了消除EKF誤差傳播的影響，采用迭代接收機(jī)結(jié) 構(gòu)，利用Turbo譯碼器的碼元糾錯(cuò)能力，通過外信息更新EKF觀測方程中的加權(quán)矩 陣，從而輔助EKF更新，并進(jìn)行迭代信道估計(jì)。 EKF工作在三種不同的模式下，三種模式分別對應(yīng)三種不同的構(gòu)造加權(quán)矩 陣的方法。通過后驗(yàn)對數(shù)似然比構(gòu)造的加權(quán)矩陣?yán)昧?nbsp;Turbo譯碼器的檢錯(cuò)糾 錯(cuò)能力，使得構(gòu)造的加權(quán)矩陣更加接近實(shí)際發(fā)送的符號，則EKF能夠在更多的時(shí)頻域位置上提供MMSE估計(jì)值。 相對于傳統(tǒng)的信道估計(jì)方法，在NMSE方面，IDD-EKF的信道估計(jì)方法在高速 環(huán)境下具有8dB的信噪比增益。而在BER方面，IDD-EKF在低速環(huán)境下相對于傳 統(tǒng)算法信噪比增益為5dB,而高速環(huán)境下，其信噪比增益達(dá)到了將近lOdBo通 過仿真分析證明了這一設(shè)計(jì)的有效性。 該成果可以進(jìn)一步推廣到5G通信終端接收機(jī)以及拓展應(yīng)用到飛行器之間 的高速通信中，提高通信性能。

項(xiàng)目已經(jīng)初步完成汽車散熱電子水泵和無刷轉(zhuǎn)向電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，擁有自 主產(chǎn)權(quán)，第一輪樣機(jī)試制完畢，準(zhǔn)備尋求產(chǎn)業(yè)化合作伙伴和潛在客戶。 汽車散熱電子水泵主要用于傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)散熱，渦輪增壓發(fā)動機(jī)散熱，新能源 汽車動力系統(tǒng)電機(jī)和控制器散熱，電池散熱等方面。 無刷轉(zhuǎn)向電控系統(tǒng)是一種機(jī)電一體化的新一代汽車智能助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。其原 理是控制模塊根據(jù)扭矩傳感器和汽車速度傳出的信號，確定轉(zhuǎn)向助力的大小和方 向，并驅(qū)動電機(jī)輔助轉(zhuǎn)向操作。 兩款電控產(chǎn)品是電動車領(lǐng)域很重要的部件，在中高端車型中也應(yīng)用廣泛，是 智能駕駛時(shí)代關(guān)鍵的零部件，從短期和中長期看都是切合發(fā)展機(jī)遇的產(chǎn)品。 采用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、多場耦合設(shè)計(jì)和多目標(biāo)優(yōu)化等方法，通過設(shè)計(jì)、仿真、實(shí)驗(yàn) 和生產(chǎn)工藝相結(jié)合，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和高性價(jià)比。接口標(biāo)準(zhǔn)，可以替代市場舊方案; 與現(xiàn)有競爭對手相比，達(dá)到價(jià)格有競爭力，性能更優(yōu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

傳統(tǒng)觸控傳感器使用IT0透明導(dǎo)電膜，IT0透明導(dǎo)電膜存在工藝復(fù)雜（中國 目前以從日本進(jìn)口為主，國內(nèi)尚不能高品質(zhì)自主生產(chǎn)）、價(jià)格高昂（IT0核心材 料鋼為稀有金屬）、不能彎折等缺點(diǎn)，基于智能交互設(shè)備數(shù)量的急劇增加、交互 場景、方式需求增加等原因，觸控行業(yè)一直在積極尋找替代IT0的新型材料。 重慶大學(xué)能源與動力工程學(xué)院孫寬研究員團(tuán)隊(duì)，通過多年在導(dǎo)電材料領(lǐng)域的深入 研究，使用有機(jī)聚合物作為基礎(chǔ)導(dǎo)電材料，在低溫環(huán)境下涂布制作出了柔性透明 導(dǎo)電膜。這種新型柔性導(dǎo)電膜不僅擁有與IT0同等的光電表現(xiàn)，比IT0成本更低,而且具備強(qiáng)柔性的優(yōu)勢，可在觸控產(chǎn)業(yè)鏈里對IT0進(jìn)行有效替代，為未來智能設(shè) 備創(chuàng)造更多的觸控形態(tài)和交互方式。

本中藥智能配藥系統(tǒng)是面向大中型醫(yī)院中藥房，集分布式協(xié)同控制、網(wǎng)絡(luò)控 制、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)、多傳感器信息融合于一體的智能化、綜合性醫(yī)用自動化系 統(tǒng)。其設(shè)計(jì)目的為用于中醫(yī)院自動化抓藥、配藥，醫(yī)生將中藥處方輸入軟件系統(tǒng), 在藥劑師審核無誤之后，系統(tǒng)就開始控制各個(gè)智能藥柜進(jìn)行自動配藥工作，完成 一副藥劑配置的時(shí)間可以控制在十秒以內(nèi)，患者能立即拿到自己的處方。本中藥 智能配藥系統(tǒng)集成了配藥管理信息服務(wù)系統(tǒng)、智能藥柜系統(tǒng)、處方與收費(fèi)審核系 統(tǒng)，可與醫(yī)院信息系統(tǒng)無縫對接，實(shí)現(xiàn)開處方、收費(fèi)審核、智能配藥一體化，具 有效率高、占地小、綜合成本低等優(yōu)勢。

研制的智能織物基于導(dǎo)電紗線傳感技術(shù),導(dǎo)電紗線傳感器可以編織在衣服的 任意一個(gè)地方，實(shí)現(xiàn)人體心率、脈搏波、呼吸和肌肉活動等多個(gè)生理參數(shù)的貼身 監(jiān)測；織物可不間斷的連續(xù)運(yùn)行，并持續(xù)對獲得的生理信號進(jìn)行分析處理，一旦 健康受到威脅，主動向穿戴者或理療師發(fā)出警告。導(dǎo)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(zhì)量輕、可穿戴、成本效益好、可規(guī)模生產(chǎn)特 點(diǎn)。

面向領(lǐng)帶企業(yè)的信息管理系統(tǒng)包括色配合書的管理、領(lǐng)帶樣本的管理和客戶管理等功能。本系統(tǒng)采用目前先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等，使得主要辦公業(yè)務(wù)流程能夠在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，從而提高工作效率。系統(tǒng)能與企業(yè)現(xiàn)有的信息系統(tǒng)，如檔案管理系統(tǒng)，人事管理系統(tǒng)等集成，以最大程度地共享資源，減少數(shù)據(jù)重復(fù)錄入，提高統(tǒng)計(jì)分析的速度和質(zhì)量；系統(tǒng)具有完善的WEB功能，具有良好的適應(yīng)性，支持當(dāng)今流行的瀏覽器、文字處理軟件以及各種服務(wù)器端客戶端操作系統(tǒng)。系統(tǒng)使用高效的數(shù)據(jù)處理和信息通訊機(jī)制，管理者可在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何機(jī)器上對領(lǐng)帶產(chǎn)品及企業(yè)信息進(jìn)行管理，提高了企業(yè)管理的效率和水平。