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天津大学仪器仪表领域主要研究方向及成果
[来源:天津大学 | 日期:2013年3月27日 | 浏览1364 次] 字体:[ ]

一、天津大学仪器仪表领域说明

天津大学拥有仪器科学与技术、光学工程、电子科学与技术、生物医学工程等四个一级学科,测试计量技术及仪器、精密仪器及机械和光学工程等二级学科为国家重点学科。并建有精密测试技术及仪器国家重点实验室、光电信息技术教育部重点实验室、微光机电系统技术教育部重点实验室、生物医学检测技术与仪器市级重点实验室和微纳测试与加工市级工程中心。天津大学仪器科学与技术专业在2012年高校学科排名中名列第三位。

二、主要科研方向

仪器科学与技术领域主要研究方向包括微纳测试与加工技术、精密测控技术及仪器智能化、激光及光电测试技术、微系统设计与制造等;光学工程领域主要研究方向包括超快激光及应用、先进固态激光及频率变换技术、太赫兹光子学技术、光纤传感技术、新型光电成像与检测技术等。

(一)微纳测试与加工技术。

1.微纳测试技术。在微米/纳米尺度下对力、声、光、热、电、磁等物理特性进行测量,空间分辨率往往要求达到亚微米或纳米量级。主要研究方向有微纳结构、器件与系统的几何量、运动特性和材料力学特性的测试理论与技术。目前,已开展的研究工作包括MEMS动态测试技术(技术指标国内首位)、扫描探针显微术及其纳米操纵与加工技术(国际先进水平)和纳米薄膜生长的光谱测试技术(国内处于前列)。

2.微纳加工技术。天津大学微纳制造技术工程中心(MNMT)主要对具有精度高、形面复杂、特征尺寸微小、及材料特殊等特征的关键元器件制造技术研究、开发与产业化。近几年先后承担了国家973项目、863重点项目,国家自然科学基金重大研究计划等国家重点研究项目,在微纳米制造基础理论、方法及技术方面取得了突出的成就。

3.

(二)精密测控技术及仪器智能化。

主要开展井下工具检测和研发平台的研究,其中井下工具综合试验系统主要解决各种不同种类和规格的直井井下工具的研究、开发和检测等问题;稠油热采井下工具试验系统解决高温高压工况下全尺寸热采井下工具的试验研究和检测问题;分层注汽模拟试验系统主要解决稀油油藏细分开采和稠油油藏分层注汽的井下工具研究、开发和检测等问题;不同倾角油井的井下工具试验系统主要解决用于斜井、水平井、变曲率井等井下工具的研究、开发和检测问题。

(三)分布式光纤管道安全预警系统。

利用分布式光纤传感器和光源光电检测等系统,对管道泄漏点进行预先判断。该系统获得西气东输二线及兰郑常成品油管道的预警系统立项,准备在新建管道中大规模应用。

(四)激光及光电测试技术。

主要研究方向为面向混流制造的柔性在线测量新方法。该项发明荣获“2011年国家技术发明二等奖”,打破了国外同类技术设备垄断,对国产高端测量技术的研究和设备开发具有标志性意义。

(五)组合式大尺寸精密测量技术。

    结合传统的电子经纬仪空间坐标测量方法与视觉测量技术,构建了基于视觉多分辨率成像的自动引导跟踪控制器。通过对系统测量原理和现场引导跟踪技术的研究, 实现了大范围、高效率、高精度的全局测量控制系统,扩大了工业经纬仪系统的测量范围。在大型天线现场测量、飞机制造现场测量、真空靶室现场制造控制测量、大型构件现场测量等应用,在船舶上已开展艉轴孔测量和分段测量研究。

(六)超快激光及应用。

主要研究全光子晶体光纤飞秒激光放大系统,其平均功率、光束质量已经超过第二代飞秒激光放大系统。并成功实现了高功率多芯光子晶体光纤飞秒激光振荡级和放大系统。

(七)高功率多波段全固态激光器

通过研究新型固体泵浦技术、非线性光学频率变换精确相位匹配技术,实现了高功率多波长激光光源以及高功率近/中红外可调谐激光光源的输出,其泵浦效率、输出稳定性以及调谐范围等关键技术。

( 八)太赫兹光子学技术。

主要研究高功率高效率纳秒单色可调谐、飞秒宽带太赫兹光源等。实现了小型化、高功率、室温运转的单色可调谐纳秒脉冲和飞秒宽带太赫兹光学辐射源。

(九)光纤传感技术。

提出了光纤陀螺光纤环周期激励动态检测方法,突破了光纤环只能依靠静态参数检测的瓶颈。实现了双面键合微结构型光纤压力传感器,成立了中航工业在光纤传感领域的第一个联合研究中心。

(十)新型光电成像与检测技术。

主要研究远距离、综合靶场等恶劣环境下的快速弱光信号的探测和远程同步精密时间测量的多项技术和工程难题,现已研制成功4套高精度的引信作用时间测量系统并应用于靶场。

(十一)生物医学工程。

研究方向为光学无创血糖检测、光谱舌诊疾病快速筛查 、脑深部刺激器等。


发布人员:工业和信息化局

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