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[发明专利]基于旋转质量体解调的加速度计高精度标定装置及方法-CN202211123509.6在审
发明人：祝训敏;吴通;熊芳;陈志明;高晓文;胡慧珠 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-09-15 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： G01P21/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于旋转质量体调制解调的加速度计高精度标定装置及方法。本发明将产生的引力加速度作为信号源，标定加速度计的标度因数。将质量体绕一定轴旋转，使得引力加速度被调制而周期性变化，再利用旋转角度信号对加速度计输出信号进行解调，以提高标定精度。本发明可以在输入加速度幅度在pg量级至ng量级之间的条件下标定加速度的标定因数，以满足地面上级高探测灵敏度加速度计的测试要求。本发明只要求加速度计和质量体相对旋转，并不对加速度计本身如何运动加以限制，且产生的引力加速度幅度微弱，因此适用于量程较小或要求原位、在线测量的场合。本发明通过旋转质量体解调，提供了一种原位、在线、高精度的加速度标定装置和方法。
基于旋转质量解调加速度计高精度标定装置方法

[发明专利]一种基于悬浮微粒的电离辐射探测方法和装置-CN202210982739.1有效
发明人：徐晋升;傅振海;高晓文;郭磊磊;熊芳;胡慧珠 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-08-16 - 公布日： 2023-01-06 - 主分类号： G01T1/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于悬浮微粒的电离辐射探测方法和装置。所述的方法，1）在悬浮光力系统中，通过光场、电场或者磁场悬浮微米到纳米尺度的微粒，并利用光学方法探测悬浮微粒的运动状态；2）当外界的α粒子入射到悬浮光力系统中时，α粒子电离出气体环境中的正负离子，吸附于悬浮微粒，进而改变悬浮微粒的净电量；3）通过探测悬浮微粒在外加电磁场作用下的运动响应来探测微粒的净电量，从而实现电离辐射的探测。装置包括敏感单元模块、气压调节模块、电磁施加模块、环路校准模块和电离辐射探测模块。本发明可利用悬浮微粒实现电离辐射的探测，从而为电离辐射探测装置的集成化和小型化提供了全新的解决方案。
一种基于悬浮微粒电离辐射探测方法装置

[发明专利]一种二维材料原位实时测量装置及其应用方法-CN202211049947.2在审
发明人：李帅;高晓文;胡慧珠 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-08-30 - 公布日： 2022-12-23 - 主分类号： G01N21/65 文献下载
摘要：本发明公开了一种二维材料原位实时测量装置及其应用方法。装置包括样品投送单元、光阱捕获单元、信号探测单元、样品室、信号解算单元和样品室环境条件调控单元。应用方法：将待测二维材料加载到样品投送单元；打开光阱捕获单元的激光器，在样品室内形成光阱；将样品投送单元的二维材料转移到光阱捕获单元的光阱中；利用样品室环境条件调控单元调控样品室的环境条件；将二维材料的拉曼光谱信号收集到信号探测单元并进行保存；信号解算单元识别到信号探测单元保存的二维材料拉曼光谱信号后，对其进行解算，并将解算结果实时显示。本发明可实现二维材料的特性测量，具有非接触、无损伤、原位实时测量的优势。
一种二维材料原位实时测量装置及其应用方法

[发明专利]基于差分采样反馈的激光光功率稳定装置及其调试方法-CN202211123526.X在审
发明人：祝训敏;何沛彤;杨靖;傅振海;高晓文;胡慧珠 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-09-15 - 公布日： 2022-12-20 - 主分类号： H01S3/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于差分采样反馈的激光光功率稳定装置及其调试方法。本发明将待稳定激光的功率对应的电压信号与高精度参考电压源通过零漂移差分电路进行比较和差分采样，采样信号经过模拟比例电路反馈至光功率控制器，最终在数百Hz以下频段有效减小激光功率波动达20dB，并达到1小时内数百PPM量级的长期稳定性。本发明中通过差分采样移除了直流分量，避免了电路量程和分辨率性能之间的矛盾，大幅度提高了光功率信号相对电路噪声的信噪比和长期稳定效果。总之，本发明通过差分采样反馈，提供了一种长期稳定性优良且结构简单可靠的激光光功率稳定方法及装置。
基于采样反馈激光功率稳定装置及其调试方法

[发明专利]一种基于倏逝波的无损准确可重复捕获微球的方法和装置-CN202010824706.5有效
发明人：陈杏藩;苏晶晶;李楠;胡慧珠 -专利权人：浙江大学;之江实验室
申请日： 2020-08-17 - 公布日： 2022-12-20 - 主分类号： G21K1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于倏逝波的无损准确可重复捕获微球的方法和装置。激光向薄基板底面照射，激光生成倏逝波作用于薄基板底面吸光产生热膨胀，对微球向上作用力，克服粘附力脱离薄基板上升，进入光阱捕获区域，实现微球在光阱捕获区域被捕获而稳定悬浮；结束后关闭光阱捕获区域的捕获，微球在重力作用下竖直落回到薄基板表面；重复步骤进行可重复光悬浮。本发明能准确控制目标微球脱离基板进入光阱捕获区域的运动状态，实现无损、可重复的光悬浮，提高光捕获微球的质量和效率。
一种基于倏逝波无损准确重复捕获方法装置

[发明专利]一种真空光镊系统中频率可调的稳定旋转装置及使用方法-CN202110468911.7有效
发明人： 胡慧珠;陈铭;苏鹤鸣;陈杏藩;高晓文;李楠;刘承 -专利权人：浙江大学;之江实验室
申请日： 2021-04-28 - 公布日： 2022-12-20 - 主分类号： G21K1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种真空光镊系统中频率可调的稳定旋转装置及使用方法。本发明包括真空腔、微纳粒子、激光源、物镜、偏振控制装置；物镜和微纳粒子放置在真空腔中，激光源、偏振控制装置、物镜和微纳粒子沿光线方向依次设置；偏振控制装置包括第一半波片、偏振分光镜、第二半波片、电光调制器和四分之一波片；第一半波片、偏振分光镜、第二半波片、电光调制器和四分之一波片沿光线方向依次设置。本发明利用电光调制器对光束偏振的调制作用，结合线偏振光与各向异性极化率微纳粒子的相互作用特性，实现在真空光镊系统中操控微纳粒子以设定的频率稳定旋转的功能。
一种真空系统频率可调稳定旋转装置使用方法

[发明专利]一种基于悬浮纳米微粒的真空光镊实验教学装置-CN202211138122.8有效
发明人：章逸舟;傅振海;陈志明;王颖颖;朱绍冲;梁韬;郭磊磊;高晓文;胡慧珠;李楠;吕玮阁 -专利权人：之江实验室;浙江大学
申请日： 2022-09-19 - 公布日： 2022-12-16 - 主分类号： G09B23/22 文献下载
摘要：本发明公开一种基于悬浮纳米微粒的真空光镊实验教学装置，该装置包括捕获光路模块、真空系统模块、探测光路模块、信号处理及采集模块、电场电极模块、算法显示模块、摄像模块。该装置可以实现在常压下实现悬浮纳米微粒的稳定捕获及观测，可调节微粒所处的气压状态，实现微粒的电场调控，实现悬浮纳米微粒的高时空信号探测，实时采集及处理显示悬浮纳米微粒的各项参数，能够可满足不同层次的实验操作者进行实验调试、实验验证、数据采集。同时，该装置集成度高、便于移动，光路直观，操作便捷，系统集成度高、可拓展性强。实验内容超前新颖，满足真空光镊实验教学及科研的需求。
一种基于悬浮纳米微粒真空实验教学装置

[发明专利]引力加速度调制装置及方法-CN202210860338.9有效
发明人：陈志明;刘承;祝训敏;熊芳;刘瑞;高晓文;傅振海;李楠;胡慧珠 -专利权人：之江实验室;浙江大学
申请日： 2022-07-22 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： G05D13/62 文献下载
摘要：本发明公开了一种引力加速度调制装置及方法。引力加速度调制装置，包括微粒、调制模块、真空模块、捕获模块、探测模块；调制模块包括顺次相连的飞轮、旋转轴、联轴器、减速器、电机、三轴精密位移台、电机支座；其中电机通过减速器和联轴器带动飞轮周期性的相对位置运动，实现对力或加速度调制；真空模块用于提供超高真空环境；捕获模块利用磁场、光场或电场捕获微粒；探测模块用于探测微粒的运动信息；调制模块、捕获模块整体安装在真空模块内。本发明利用万有引力定力定律，免去质量误差带来的影响，设计了飞轮结构，可实现微粒信号的二倍频调制，避免了电机本身固有频率噪声的影响，实现对引力加速度标定，可应用在量子传感、精密测量等领域。
引力加速度调制装置方法

[发明专利]基于视线星光角距辅助约束的无人机编队协同导航方法-CN202211015630.7在审
发明人：陈少华;刘瑞;施航;郑毅;郭磊磊;胡慧珠;刘承 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-08-23 - 公布日： 2022-11-29 - 主分类号： G01C21/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于视线星光角距辅助约束的无人机编队协同导航方法，无人机编队中的各个无人机皆自带惯性导航设备、气压计和通信测距链路设备，其中无人机编队中的某一无人机布置有伺服控制光学敏感器作为观测无人机；观测无人机对被观测无人机进行跟踪观测并提取被观测无人机质心坐标，再对视场内背景恒星进行星图匹配并识别提取质心坐标，在光学敏感器坐标系下计算观测无人机与被观测无人机及背景恒星之间视线星光角距观测信息，用于辅助提升编队无人机整体导航定位精度。本发明能有效修正单纯基于机间通信测距辅助编队无人机导航定位误差绕空间某一点旋转发散的趋势，从而进一步提高GNSS拒止环境下编队无人机整体自主导航定位精度。
基于视线星光辅助约束无人机编队协同导航方法

[发明专利]一种单个微液滴可控制备与实时表征方法及装置-CN202210972872.9在审
发明人：李帅;章逸舟;王颖颖;胡慧珠 -专利权人：之江实验室;浙江大学
申请日： 2022-08-15 - 公布日： 2022-11-18 - 主分类号： G01N21/65 文献下载
摘要：本发明公开了一种单个微液滴可控制备与实时表征方法及装置，包括采用激光在样品室内形成能够捕获和生成微液滴的光阱；在样品室内加载雾化后的微液滴；调整激光捕获功率以实现微液滴的稳定捕获；调整样品室内的环境相对湿度、激光捕获功率或溶液成分中的一种或多种，改变微液滴的生长速度，实现单个微液滴的可控生成；将微液滴的背向拉曼散射光聚焦到光谱仪的狭缝上，得到微液滴的拉曼光谱数据；处理拉曼光谱数据，拟合米氏散射理论的特征峰峰位与微液滴受激拉曼散射信号峰位，为每一个尺寸和折射率的试验组合分配最优值，并实时显示拟合得到的尺寸和折射率结果，即实时显示微液滴的参数。
一种单个微液滴可控制备实时表征方法装置

[发明专利]一种抑制真空光镊中悬浮微球逃逸装置-CN202210878087.7在审
发明人：胡梦珠;李楠;胡慧珠;陈杏藩;刘承 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-07-25 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： G01N15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种抑制真空光镊中悬浮微球逃逸的方法。本发明包括激光器、准直扩束模块、光致旋转模块、反射模块和光挡；激光器、准直扩束模块、光致旋转模块和反射模块沿光轴依次布置，光挡布置在光致旋转模块的侧面，光致旋转模块和反射模块之间的光轴上设置有微球，微球被捕获光束捕获，光致旋转模块中出射的圆偏光的光轴与捕获光束的光轴垂直；激光器中出射的光经准直扩束模块和光致旋转模块后获得圆偏光，圆偏光使微球绕圆偏光的光轴发生转动，反射模块和光挡对微球的位置进行平衡。本方法消除了真空光镊中光泳现象对微球运动的影响，提高了抽真空过程中微球捕获的稳定性。
一种抑制真空光镊中悬浮逃逸装置

[发明专利]同时操纵多个瑞利区低折射率微粒且高捕获效率的装置-CN202010627958.9有效
发明人：陈杏藩;苏晶晶;李楠;胡慧珠 -专利权人：浙江大学;之江实验室
申请日： 2020-07-01 - 公布日： 2022-10-25 - 主分类号： G21K1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种同时操纵多个瑞利区低折射率微粒且高捕获效率的装置。激光器出射的光束通过扩束镜组扩束后进入透射式空间光调制器中，经阱位调节镜入射到双色分束镜上发生反射到高聚焦物镜后输出聚焦光，聚焦光入射到样品室中形成光阱并照射到样品室中的样品；样品室内装有众多微粒，照明灯照明穿过样品室照射到高聚焦物镜的焦点处，样品室内样品被聚焦光照射而产生的散射光再返回，成像在CCD探测器靶面。本发明控制透射式空间光调制器产生多位置光阱的正弦调制的高斯光束，得到新光强分布，在焦点区域范围内把高低折射率的微粒稳定捕获，而且能够同时实现对多微粒独立操控，并且通过选择正弦调制系数g来提高光阱梯度力，从而提高捕获效率。
同时操纵瑞利折射率微粒捕获效率装置

[发明专利]基于回音壁谐振模式测量光阱捕获微粒半径的方法及装置-CN202210525423.X有效
发明人： 胡慧珠;梁韬;何沛彤;朱绍冲;高晓文;王颖颖;章逸舟;傅振海;刘承 -专利权人：浙江大学;之江实验室
申请日： 2022-05-16 - 公布日： 2022-10-21 - 主分类号： G01N15/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于回音壁谐振模式测量光阱捕获微粒半径的方法及装置。所述的方法，1）利用光阱捕获并悬浮真空腔中的微粒；2）将锥形光纤的束腰部分靠近该微粒，利用倏逝场将入射光耦合进入捕获的微粒，调整入射光的波长，使微粒达到回音壁谐振模式；3）根据光学回音壁谐振模式的形成条件公式，计算得到谐振腔的半径r；4）根据透射光谱的模式劈裂，计算出微粒的偏心率Ɛ。所述的装置真空光镊装置的基础上，增加了可调谐激光器和锥形光纤，可以在不改变原有悬浮微粒的状态下形成回音壁谐振模式，实现了真空光阱悬浮颗粒半径的原位检测。本发明原位、无损、非接触式、高精度，简化了步骤，结果准确可靠。
基于回音壁谐振模式测量捕获微粒半径方法装置

[发明专利]基于光悬浮多微球阵列的加速度测量方法及装置-CN202210788629.1有效
发明人：李闯;董莹;胡慧珠 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-07-06 - 公布日： 2022-10-21 - 主分类号： G01P15/00 文献下载
摘要：本发明公开一种基于光悬浮多微球阵列的加速度测量方法及装置，采用全息光镊将N个纳米微粒悬浮在光学腔中，N≥2，通过激光驱动光学腔，使光学腔内产生稳定的驻波光场；通过调节全息光镊，使得每个纳米微粒与光学腔中光场的耦合强度相等，形成稳定的光悬浮多微球阵列探测系统；通过测量光学腔的透射光，获取透射光的功率谱密度；利用加速度功率谱密度与透射光功率谱密度的关系，计算加速度功率谱密度，从而获取加速度信息。本发明提出的加速度测量方法利用机械振子的集体质心运动进行加速度测量可以等效地增大机械振子质量的原理，提升加速度测量灵敏度。本发明的方法的加速度测量灵敏度随机械振子数量的增加不断提高。
基于悬浮多微球阵列加速度测量方法装置

[发明专利]一种光镊系统中聚焦透镜摆放误差校正装置及方法-CN202110878383.2有效
发明人：张瀚林;李文强;李楠;胡慧珠;舒晓武;刘承 -专利权人：浙江大学
申请日： 2021-08-02 - 公布日： 2022-10-21 - 主分类号： G01M11/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种光镊系统中聚焦透镜摆放误差校正装置及方法。光镊系统中的聚焦透镜被安放在笼式安装座中，通过分别调节笼式安装座沿x轴和y轴的倾角来改变聚焦透镜的摆放倾角，不断调节x轴的倾角使x方向的谐振频率达到最大，再不断调节y轴的倾角使y方向的谐振频率达到最大，以此来减小倾角误差。光镊系统中捕获光光源放置在三维调节架上，通过调节三维调节架高度使y方向的谐振频率达到最大，通过调节三维调节架水平位置使x方向的谐振频率达到最大，以此来减小离轴误差。重复上面两项操作，直至x方向的谐振频率和y方向的谐振频率相等。本发明提高了光镊系统中聚焦透镜的摆放精度，具有实际应用价值。
一种系统聚焦透镜摆放误差校正装置方法