基于复合纳米粒子的低频太赫兹乳腺造影成像关键技术研究

陈意钒、张青峰

南方科技大学技术转移中心/电子信息

基于复合纳米粒子的低频太赫兹乳腺造影成像关键技术研究原理及技术特点乳腺癌的早期诊断是通制范腺癌死亡率的重要手段,统计表明得到早期诊断的患者5年成活率高达98%。通常采用的光技术由于电离辐射,会给惠老的身来较大伤害。核磁共振成像(MR1)因其贵的价格和费时的检查周期,不道合大范围使用。超声波成像技术在年轻的人群中普遍应用,但其成像分率低且对师解读的依赖性较高近年来出现了大批基于新型成像原理的乳腺成像技术,包括微成光产成像、及太益成像等。他们各有优缺点,其中微液成像造价低,安全无辐射,适用于大规模查,但尚处于临床验证阶段光声成的分率极高,但血有高的假阳性并且探测深度较浅太赫兹成像对肿瘤的对比度,特性和分辨非常高,但由于肿瘤通常深埋于乳腺纤维及体组织位于房的深层,而大赫波无法穿透或覆盖足够的乳房区域,因而限制了其乳腺成像的发展隆力为此研究人员探索了利用纳米粒作为大赫兹成像造影剂的技术首先用红外激光束射注入的纳米颗粒,借助纳米金属粒子上被发的等离子元加热醉细胞,而受热的细胞改变了太赫谱的吸收比和折射率,从而增强了成像效果。本项目提出一种使用微波替代红外激光束激纳米粒的新型大赫兹成像机制,克服了红外激光束射深度有限的问题,同时达到对乳腺细微结构的高分辨率成像,此外利用不同的纳米颗粒例如磁纳米粒子的快速加热的特性还可以达到对肿瘤的热疗效果,对研究乳腺癌的早期诊断及治疗都具有重要意义原理及先进性与传统的成像技术相比,我们的技术有如下优点:●可提供一套低风险的适用于乳腺癌早期检测的成像系统,该系统具有非侵袭性、操作简单、低成本、适用人群广泛、检测过程舒适以及易于观察、确诊的特点●该系统既可达到与X光成像和核磁共振成像相似的确诊率,同时又可以提供经济、安全,便捷的乳房检测,可适用于大规模乳腺癌筛查●在为高龄妇女提供乳腺癌早期检测的基础上,该系统也适用于中青年妇女●基于先进的天线设计与优化算法,使用该系统可在数分钟内完成全套检测过程。

无创脑卒中检测机理研究

陈意钒、张青峰

南方科技大学技术转移中心/电子信息

无创脑卒中检测机理研究应用:医疗检测原理及技术特点通过实施可行性分析理论框架建立、硬件系统搭建、软件模拟仿真、系统调试及实验测试,最终构建基于神经网络和机器学习的脑功能信模型,拥有具有独立知识产权的无创脑卒中检测技术,形成便携式、可穿戴的无创脑中检测仪样机使其成为脑卒中预防和检测有效的医疗设备。并且初步拟定知识产权保护策略、临床试验规划以及产业化方案。目前开发出来的实验室原理样机往往体积庞大笨重、成本高昂,并且广泛依赖于矢量网络分析仪,无法实现用于临床的无创检测。此外由于脑功能的复杂性,对于脑卒中成像方面的研究,还处于小范围的实验室研究探素阶段。因此通过对微波成像系统的集成研发以及对脑卒中成像机理的研究,开发出便携式、集成化的无创检测设备,使脑卒中检测仪从实验室原型机走向临床医疗产品设计,对脑卒中患者、医疗机构、健康服务机构具有重要的意义。原理及先进性微波无创脑中风检测技术是国际上近年来发展的新型医疗诊断成像技术,其电路设计简单,成本小,同时具有辐射功率极低、分辨率高、成像速度快、无创等优点。同时结合阵列成像技术以及目标提取后处理算法等措施能够获得较高的成像分辨率以及成像质量,是一种非常具有前景和价值的医学诊断手段,在国际上也已经受到了许多研究机构的重视和广泛研究。成本小设计简单辐射功率极低分辨率高成像速度快无创。

毫米波无损血糖检测仪的研发

陈意钒、张青峰

南方科技大学技术转移中心/电子信息

毫米波无损血糖检测仪的研发应用领域:生物医药与医疗器械原理及技术特点对整个国家而言糖尿病带来的社会和经济负报难以估计。除了糖尿病及其伴随的多种并发症来的巨大医疗开支外,由于糖尿病患者年龄多在40-60岁之间,为社会的中坚生产力人群,糖尿病来的冲击进一步影响国家经济的发展。因此如何有效的尽早发现糖尿病以及控糖尿病病情,将成为我国糖尿病公共卫生的重点,综上分析表明,便捷。快速、准确地检测血糖浓度对患者的医疗保健至关重要,是今后糖尿病防治和诊断的发展趋势。目前国内外通用的检测血糖的方法是依靠酶试剂进行化学检测,需要进行有创的针刺抽血,有时一日内要检查多次,对患者造成肉体和精神上的双重负担。因此如何定期监控血糖,及时对低血糖以及血糖浓度的快速变化进行预警显得为重要原理及先进性本申请单位着眼于研发世界首创的高灵敏度毫米波无创血糖检测技术,开发出世界首个实现临床应用的毫米波无创血糖检测仪,达到实时监测糖尿病人的高、低血糖浓度,提醒病人及时注射胰岛素,预防因糖尿病引发的各种并发症的目的。可穿戴、便携式无创血糖检测设备和大数据、物联网、移动医疗等结合而成得医疗无线网络,形成一个有效的整体解决糖尿病方案。应用市场目标客户群：医院、体检中心。

融合无线局域网和可见光通信的技术

王锐

南方科技大学技术转移中心/电子信息

融合无线局域网和可见光通信的技术原理及技术特点可见光通信isbleLightCommunication或者C由于可以与室内照明有机结合,具备绿色环保保密性好等优点,正渐成为内无线通信的一个重要备选方案。可见光通信是通过用于照明的发光二极管LED)的闪烁进行数据传的。由于闪烁的频率可以远高于人眼可以感觉的频率,不会对人眼造成不良影响,此外,由于通信媒介是可见光,不存在无线辐射的问题且易于进行保密传输。可见光通信的最大缺点就是不稳定为了进行可见光通信,收发机之通常需要具备直射路径,但是这种直射路径在日常生活中容易被遮断。本项目将研究和开发将无线局域网与可见光通信相互融合的相关关键技术,形成自主知识产权并且进行原型机展示。具体而言,本项目将实现如下的室内无线通信系统下行方向(即从接入点到用户的传输方向)能够支持的传输模式包括:工作在2.4GH2频段的802.11模,工作在5GH频段的82.11ac模式和可见光通信模式对于一个用户终端上述三种工作模式可以同时工作:如果该用户终端只支持其中部分传输模式,这些它所支持的传模式可以同时工作。●上行方向(即从用户到接入点的传输方向)能够支持的传输模式包括:工作在2.4H2频段的802.11模和工作在5Hz频段的82.11a模式。对于一个用户终端,上述两种工作模式可以同时工作0在上行和下行传输方向,系统均能够将用户数据分派到不同空口,分别同时传输:能够实时学习每个空口的传输能力,从而调整数据的分派方式,达到性能的优化应用市场照明、安全加密传输、室内精确定位、移动支付

高功率光纤激光器研发及产业化

张新海

南方科技大学技术转移中心/电子信息

高功率光纤激光器研发及产业化所属领域:光学工程,激激光技术原理及技术特点原理光纤激光器名称为FiberLaser,是一种以掺稀土元素的玻璃光纤为增益介质来产生激元输出的装置。光纤激光器电子聚浦光作用下,可在光纤放大器的基础上进行开发,由于光纤激光器中光纤纤芯很细,因此在成内功率密度高,使得激光能级出现“粒子数反转现象,在此基础上,再通过工正反馈路构成振腔,便可在输出处形成激光振荡。光纤激光器的结构类似于传统的固体激光器程气体激光器,主要由源、增益介质、振腔三大部分构成。其中,泵浦源一般为高功率的半导体激光器,增介质为稀土元素的玻璃光纤,诺振由耦合器或光纤光栅等构成。由泵浦源发出的泵光通过合束器和光纤光栅合进入增益介质中,由于增益介质为描稀土元素光纤,因此泵浦光被吸收,吸收了光子能量的稀土离子发生能跃迁并实现粒子数反转,反转后的粒子经过谐振,由激发态跃基态,释放能量,并形成稳定的激光输出。看SUSTechYFL-M-P1000特点●由于光纤纤芯直径小,在纤芯内容易形成高功率密度因此光纤激光器具有较高的转换效率、较低的值、较高的增益、较窄的线宽,且可方便高效的实现与当前光纤通信系统的连接●由于光纤具有很好的柔绕性,因此光纤激光器具有小巧灵活、结构紧凑、性价比较高、且更易于系统的集成的特点●与传统的固体激光器气体激光器相比,光纤激光器的能量转换效率较高结构较素凑可靠性高、且适合大批量的生产●与半导体激光器相比,光纤激光器的单色性较好、调制时可产生较小的和合损耗较小。工业领域传感领域纤激光器正逐步取代传统激光器在激光打标激光焊接激光切割等领域的主导地位。由于光纤光器具有较高的光束质量和定位精度,光纤基于可调谐窄线宽光纤激光器的光纤传感是领域激光打标系统正取代效率不高的二氧化碳激光和的应用热点之一该类型光纤激光器的光线宽很灯抽运的NdYAG脉冲激光打标系统,这种取代窄,具有超长相长度,并且可以对频率进行快速趋势在欧美及日本市场的进展迅速,仅在日本,调制。把这种窄线宽光纤激光器应用到分布式传感每月的需求量就超过百。我国对光纤激光打标系统,可实现超长距离、超高精度的光纤传感。在美国和欧洲,这种基于可调谐窄线宽光纤激光器的机的求十分巨大的,每年约有超过数千台的需传感技术被广泛应用到国土安全及重要设施监求量。随着上千瓦甚至几万瓦高功率光纤激光器石油/天然气管道监测以及水下声纳探测等众多领的问世,光纤激光器也迅速应用于激光焊接和切域。我国估计每年对这种类型光纤激光器的需求量割领域。如德国宝马汽车公司购买PG公司的高功也在数百台以上。率光纤激光器用于车门焊接生产线上。医疗领域军事领域现在,用于临床的激光器大多是氩离子激光器二氧化碳激光器和YAG激光器,通常,这些激光高能激光武器一直是军事领防和进攻武器的器的光束质量不高,体积大,需要庞大的水冷系研究重点。高功率光纤激光器以其高亮度、小照统,而且安装和维护非常麻烦,而这些不足,恰射面积、体积小等优点,成为战术高能激光武器恰是光纤激光器可以弥补的。因为水分子在2优先发展技术之一,越来越受到重视。随着大模um有一个吸收峰,将2m光纤激光器用作外科场双包层掺杂光纤制造工艺的发展和高亮度半导手术工具可以实现快速止血,减少手术对人体组体二极管泵浦技术的发展,单台光纤激光器的输织的破坏。超快光纤激光器是目前最活跃的研究出功率不断快速提升,例如,2009年,PG公司领城之一,其在医疗领域也有十分重要的应用。采用多级放大的方式实现了9.6kW的单模单纤激目前,生物医学专家已将它作为超精密外科手术光输出,光束质量近射极限,电光效率接近刀,用于视力矫正手术,既能减少组织损伤又不30%,启动到满功率输出时间约百微秒,连续工会留下手术后遗症,甚至可对单个细胞动精密手作时间达万小时。多年来,美国军方已将光纤激或者用于基因疗法。人们也在研究如何将飞秒光器集成为“宙斯”和“激光复仇者”等激光武激光用于牙科治疗。另外,利用其超短脉冲,医器系统,用于排除未爆弹药和简易爆炸装置,以学研究者们也研究其在医学成像方面的应用。随及反迫击炮弹和摧毁低空飞行的无人机:2012年着各种研究的深入,用于医疗的光纤激光器需求年11月底,德国莱茵金属公司成功试验了一种新也必将迅速增加。的50千瓦高能光纤激光(两套光纤激光器合成)武器技术演示器,演示了从目标探测、跟踪到交战的整个作战流程。●综上所述,目前高功率光纤激光器已经是一个百亿美元规模的市场,涵盖了包括工业加工的各个领域和巨大的军事市场潜力,并还延伸至传感和医疗领域。

无线信能同传系统

贡毅

南方科技大学技术转移中心/电子信息

无线信能同传系统原理及技术特点突破传统无线通信手段,整合能源技术和通信技术,顺应社会的发展迫切需要,使这两个领域的交叉融合实现“绿色通信”的关键部分,既能实现高速可靠的通信,又能有效缓解无线能源和频谱稀缺的压力,在工业、医疗、基础设施发展等方面有着重要的应用价值。研究成果产业化后有望广泛用于未来物联网及各类有限容量电池的无线终端或器件,突破传统电池供电的局性,大大降低电池生产制造与回收过程中造成的环境污染,符合绿色经济的发展需求。有望利用远距离之特点,有望扩展传统以优化能量管理为主的思路,解决难以架设电缆或更换电池的问题,如针对森林、沙漠。有望丰富传统能量采集器的能量获取方式,提供稳定的、可持续的能源。基于其稳定性,有望广泛用于疗领域可植入人体机械装置、病理特征监控系统等原理及先进性本项目底层技术利用多载波技术与多天线技术将无线信息传输与能量传输宽带化,设计利用程控分时或分频电路进行宽带信号接收处理,使一部分信号可被利用来传输比特,另一部分信号被利用来供给接收端能量。随着对于通信需求的增长,大量数据处理意味着设备消耗电能加剧,既能获得较高的网速又能提升续航能力的潜在市场需求是十分巨大的。因此,项目进而研发无线信能同传交换网设备,包括源、交换机与路由平台及其标准化,研发与无线信能同传系统底层之间的新型接口技术标准,开发基于无线信能同传系统的商用交换网设备与路由设备本项目提出的系统细节已申请多项发明专利,包括8项国家发明专利与2项美国发明专利,研究思路在国内国际均处于先进。制定无线信能同传专用的交换机制与路由机制与标准以切入这一市场领域。通过制定全新标准,研发新型接口技术将独立的无线信能同传系统与现有移动网络相连接,通过移动网络管理线信能同传系统基于无线局域网(WLAN)标准研发的路由平台配合钱信能间传系统得以交互,便于集中管理。目前市场上没有企业可以工程化此领域的研究,仍在科研机构应用化研究阶段,正在突破核心技术。合作企业可以包括具有研发能力的通信设备制造商、芯片研发制造商、高速数字/模拟电路设计制造商、其他专用领域电子机械制造商等目标客户主要是为无线终端设备制造商、医疗机械生产商提供系统集成化解决方案,为工业制造加工企业提供布网解决方案与产品、为电子技术爱好者、科研机构及第三方开发团队提供进一步的研究平台。

节能型双稳态液晶智能窗的研究

罗丹

南方科技大学技术转移中心/电子信息

节能型双稳态液晶智能窗的研究项目负责人:罗丹所属领域:新型电子器件原理及技术特点本项目的研究中,我们提出了一种快速响应双稳态液晶智能玻璃/薄膜技术。我们通过引入双频液晶,制备无需聚合物掺杂的双稳态胆甾相液晶器件,大幅降低了双稳态切换驱动电压该器件可在平面态(透明态)与焦锥态(散射态)之间直接切换,具有快速响应速度。基于双频液晶的双稳态智能玻璃/薄膜技术,不仅继承了PDLC技术的快速响应、可制备成膜等优点,同时具备双稳态的优势,大大降低能耗。另外,该器件不仅具有很好的电控调光功能,还能在通过可见光的同时选择性的反射红外线,起到调节建筑物室内温度的作用,大大减少夏天室内空调能耗。该方案在建筑节能、医疗、汽车领域,有望逐步升级取代现有智能玻璃技术,具有非常广阔的应用前景。本项目实施过程中将产生国家国际专利等知识产权,我们的目标是实现双稳态液晶智能玻璃/薄膜技术的科技转化,切实推动该领域的技术升级

氮化镓HEMT功率器件及高效率小体积开关电源应用

于洪宇

南方科技大学技术转移中心/电子信息

氮化镓HEMT功率器件及高效率小体积开关电源应用项目负责人:于洪宇原理及技术特点开笑电源应用实现更加效的电力转接应对前不断增长的能求的一个关键接术自标,无论是消费电子产品,通硬体,电动传电配器(EV)或用电器,工程师正面严格的要求,必须提升电源换效能提高功率密度水准。延长电池使用时间以及加快开关速度。一体化工作站也变得鼓来于聚化器件轻薄,便携式电配器更广的高效神电普及要求更轻和更小的电源转器,这通常通过提高开关频率来实现。传统SMOSFET在高频工作下的开关和驱动耗是一个关键制约因素这一意味着电子业将会变得越来越依于新型的功率半导体,采用不再以硅(S)为基础的制程才原理及先进性氧化(GaN)作为一代半导体材料,相较于传统硅器件具有高频率、高击穿电场、高温度可靠性低导通电阻等优势,被认为继硅基功率器件后,可以应用于电力电子技术领域理想的可替代材料,GaNHEMTMOSFET提供较传统更低的门极电荷和导通电阻,从而实现高频条件下的更高电源转换能效。氧化器件的效率可以提高几个百分点因此可以开发出更小的封装、更容易散热的设计、更长的运行时间以及更小的损耗GaNHEMT器件的开关电源应用,其开关频率更高化,体积是传统适配器体积的28%,效率由传统的87%提升至94%应用市场目前笔记本电脑已经全面普及,电源适配器作为它必须配件应用。在市面上传统的适配器均采用传统SIMOSFET功率器件,这样的适配器受高频工作下的开关和驱动损耗制约因素,不但产品体积大笨重,而且效率低。因而成本费而且给出行办公携带带而带、高效率的需求。

新一代高容量、超微型bE-MLCC的制备与应用

于洪宇

南方科技大学技术转移中心/电子信息

新一代高容量、超微型bE-MLCC的制备与应用项目负责人:于洪字所属领域:新型电子材料、新型电子元器件原理及技术特点片式多层陶瓷电容器Multi-layer-CeramicsCapacitor,Lcc是一种新型、微型化、片式化的高精度电容器,是片式容阻感元件中用量最大的核心元件。随着电子信息产品便携式、微型化的发展趋势,MLCC也需要拥有超大容量、微薄型、耐高压、低成本(BaseMetalElectrode,BM)的特性。目前我国生产的MLCC产品以低端、代工为主,多项核心技术基本由美、日、韩等发达国家所掌握,尤其是高端MLCC产品的自主研发实力相对较薄弱,我国企业充其量只能算是来料加工的“世界工厂而已。但随着中国经济结构由劳动密集型”向“技术密集型”的转变,我国劳动力成本不断提升,因此,开拓民族品牌的高性能MLCC产品迫在眉睫。本项目中我们将通过纳米级钛酸钡粉体(BaTi033.BT)细化粉体、稀土元素掺杂改性、调控陶瓷晶粒晶界阻抗改善制备技术、新工艺应用、优化材料组成的不断创新研发,预计利用3-5年时间完成MLCC电子陶瓷高性能粉体的合成、超薄层成型工艺的研发、瓷料的设计与仿真等,研制出高容量超微型:耐高压、低成本的高性能MLCC器件。本项目是具有自主知识产权的陶瓷电容器技术针对电子信息产品的迅速发展,研发大容超微型、中高压MLCC电子元器件产品,实现其在特种、高性能的片式电子元器件领域的应用。项目将填补国内在该领域的技术空白,逐步打破国外品牌MLCC企业在高性能特种电子元器件的断原理及先进性项目的核心技术是高纯BT纳米粉体的合成、超薄层MLCC介电材料的流延、特种MLCC的研发三个方面,从而完成高性能MLCC产品的“全国产化”,即“原材科全国产化、“设备全国产化”、“产品全国产化”。整个制备产业链的主要瓷料、技术及设备可控,性能可达到甚至优于料分台系企业的产品(相同规格,而成本相对于日系企业有着很大的优势(相同性能),最终大力发展MLCC产业有助于完善电子终端产业配套设施项目研发的大容量、超微型、中高压片式陶瓷电容器在具有极大经济效益的同时,对深圳当地产业结构来说,也具有“填补空白,增加产业配套”的客观社会效益。从一定程度上也提供了相当一部分工作岗位,缓解了社会就业压力,促进了我市经济发展,具有良好的社会意义。应用市场从MLCC产品的市场需求来看,其主要应用在航天、航空、船舰、兵器、电子对抗等军工类产品,系统通讯设备、工业控制设备、医疗电子设备、汽车电子、精密仪表仪器、石油勘探设备、轨道交通等工业类产品及笔记本电脑、数码相机、手机、录音录像设备等消费类产品。从2015年全球MLCC市场应用来看,手机领域占比最高,为29.97%,其次分别是计算机、家电、汽车领域。