地区：上海市 宝山区
关键词：浙江工业大学;杭州博源光电科技有限公司
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000000662
成果描述：
| 课题来源与背景：课题来源：国家自然科学基金。背景：该课题属光机电一体化领域。光谱与光强仪器是光学仪器的重要组成部分。它是应用光学原理，对物体的形貌，物质的结构和成分等理化特性进行测量、分析和处理的基本设备，具有分析精度高、测量范围大、速度快等优点，广泛应用于冶金、地质、石油、化工、医药卫生、环境保护等部门；也是军事侦察、宇宙探索、资源和水文探测等必不可少的遥感设备。光谱与光强及相关应用已经发展成一个庞大产业的产业链，光谱与光强技术的应用几乎覆盖了各个领域。技术原理及性能指标：基于ZnO薄膜吸收光谱温变特性的光纤温度传感器研究：首先利用电子束蒸发技术在蓝宝石衬底生长了具有良好表面形貌和晶体结构的Zn0晶体薄膜。研究发现ZnO薄膜的光学吸收边随温度升高而发生红移，在室温至773K条件下，禁带宽度和热力学温度之间满足近似线性关系。其次采用该方法在蓝宝石光纤端面上生长ZnO薄膜，研制了基于ZnO薄膜温变特性的透射式光纤温度传感器，该温度传感器具有结构简单，成本较低，测量稳定性高和量程范围宽等优点。而后考虑到实际应用，设计了一种反射式光纤温度传感器。该传感器以镀于蓝宝石三棱镜面上的ZnO薄膜作为敏感材料，采用三棱镜、凸透镜和位于凸透镜焦点处的光纤端面相配合结构以及相应的反射式光路。室温至773K范围测试表明，所设计的传感器的温度曲线线性拟合度达99.3%以上，灵敏度优于0.05nm/℃。角膜地形图仪研制：通过CCD的选型、投射系统、光学系统设计以及软件系统与下位机的通讯与控制、图像最佳清晰度位置的清晰度评价函数判别与自动拍摄实现角膜表面屈光度和高度差图及三维曲面图的绘制等工作。能对9.00D、33.75D、42.19D、56.25D、99.00D（半径r =3.41mm、6.00mm、8.00mm、10.00mm、37.50mm）的模拟眼进行检测，其测量范围为9～99D。光谱测量系列仪器的研究开发：基于衍射色散分光原理的光谱测量技术。其中系列化的光纤光谱仪物理尺寸仅为90mm×60mm×34.5mm，测量波长范围达200-1100nm，普通系列的分辨率0.5-1.5nm，高分辨系列的分辨率优于0.1nm；光强测量系列仪器的研究开发：由光电探测单元(探测器)及处理与显示单元(表头)组成。实现了数字型光电探测，可用于自由空间及光纤接头(FC,SMA)的测量，测量范围大，能进行低功率（半导体型）与高功率（热电堆型）的测量，同时具有10nm间隔的校准数据。光电综合测量应用:通过积分球获取方式，由光功率计和光纤光谱仪同时测量波长和功率，通过专业的软件输出激光光谱功率测量结果。测量波长范围200-1100nm，分辨率0.1-1nm，功率范围：100pW-10W。技术的创造性与先进性：利用ZnO薄膜的禁带宽度检测相应的环境温度，研制以ZnO薄膜为敏感材料的新型宽量程（理论测温范围可达10-1000K）光纤温度传感器打下了良好的基础。提出了针对人眼角膜前表面的数学建模,完成了系统的总体设计解决方案，实现了人眼复杂三维形貌的成像，大大缩小了中国在相关领域同国外存在的技术差距。研制了光谱测量系列仪器，仪器体积小巧，解析度与精度出色，部分技术参数优于国际上顶尖公司的产品，为大型光谱测量系统的国产化提供了工艺与装置借鉴。研制了数字型的光强测量仪器，针对自由空间及光纤接头(FC,SMA)的测量，能同时进行高、低功率的测量。光电综合测量产品已实现产业化生产，同类产品国内市场占用率达60%，部分产品通过代工的形式已出口到欧美国家。技术的成熟度，适用范围和安全性：已成熟应用，设计了一种反射式光纤温度传感器，用于检测环境温度，角膜地形图仪技术适用于视光学领域，光谱与光强测量系列仪器适用于各类科研、工农业生产和环境监测，应用推广不存在安全性隐患。应用情况及存在的问题：项目成果均在研发企业得到良好应用。历年获奖情况：无。 |
