【省重点实验室】黑龙江省激光光谱技术及应用重点实验室

发布者:国磊发布时间:2021-10-07浏览次数:10

一、实验室概况

 

哈尔滨理工大学“激光光谱技术及应用实验室”是以该校测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室和信息传感及系统技术国防特色学科为依托平台。实验室以激光光谱技术及应用研究为主,把光学、机械、电学、控制等学科有机融合,深入开展激光光谱调控技术、激光辐照技术和激光光谱检测技术研究,为农作物选种育种技术、农作物品种改良、农作物生长、田间除草和杀虫、矿石检测和矿山监测、环境检测和监测等方面提供新技术和新型设备,进而服务黑龙江省五大战略中“绿色低碳”以及十大产业中的“绿色食品产业”,填补黑龙江省激光绿色农业和激光绿色矿山的空白。

实验室在激光光谱技术及应用方面具有较深厚的研究基础,成功研制了多种输出光谱的激光光源。实验室应用现有激光光源在激光辐照农业、气体浓度、土壤肥力、各种介质温度、绿色矿山等方面开展在线监测、检测,相关技术成熟。实验室现拥有进口SR303I荧光光谱测量系统、SH全场结构光三维测量系统、XR-6D激光干涉仪等仪器设备,设备总值超过1000万,能够保证实验室在激光光谱技术及应用,尤其是激光光谱在相关行业中应用的检测、监测等方面开展创新研究,填补国家或省内相关领域研究的空白。

近三年,实验室在激光光谱技术及应用相关研究方向取得了一系列科技成果,先后主持了各类课题科研课题35项,其中国家级8项、省部级课题7项、其他课题20项;研究成果获省部级科技奖2项;授权国家发明专利29项;实验室先后发表论文100余篇,其中SCI、EI收录论文50余篇。

激光光谱技术及应用实验室与黑龙江省龙科种业集团有限公司合作开展激光辐照育种、激光辐照植株等方面研究。开发出的新品种和新型农业设备拟在国内推广,相关研究为黑龙江省绿色食品产业提供强大的推动力量,带动省内相关产业的发展。

国家在十三五提出“农业生态环境治理刻不容缓”,黑龙江省在十三五提出“绿色发展理念,保护生态环境,释放森林、江河、湖泊、湿地、冰雪等丰富自然资源形成的整体生态化优势,大力发展绿色有机食品等绿色生态产业,在构建绿色生态产业体系上实现新突破。” 绿色生态环境需要绿色的空气、土壤和水,这就需要对空气、土壤和水的各种成分及含量进行实时在线监测以满足生态环境的需要,哈尔滨理工大学“先进红外激光技术及其测试研究中心”恰好在检测方面有较深厚的研究基础,能够为我省绿色的生态环境发展提供技术支撑,促进我省绿色生态产业快速发展。

二、组织结构

学术委员会主任:于晓洋 教授

实验室主任:李林军 教授


三、主要研究方向

1)激光光谱调控技术方向

   激光光谱调控技术方向主要开展紫外波段激光光源、可见光波段激光光源、1μm波段激光光源、1.5μm波段激光光源、2μm波段激光光源、2-4.1μm波段激光光源的研究。其中1.5μm波段激光光源处于通信波段也是温度测量的主要光源,紫外及可见光波段激光光源是气体、土壤、矿石检测的主要光源,2μm波段、2-5μm波段激光光源是分子指纹波段光源也是气体浓度、矿石和土壤成分检测的主要光源,同时所研发的激光光源都可以作为农作物的辐照光源。

2)激光光谱辐照技术

  此方向主要开展激光光谱辐照育种、激光营养灯、激光光谱辐照除草和杀虫等方面的研究。采用多种输出波长的激光光源辐照培育水稻、玉米、小麦和大豆等主要农作物的种子,同时也要培育白菜、黄瓜、茄子等蔬菜种子。根据各种蔬菜以及农作物生长的需要,研制适合农作物植株照射需要的激光辐照营养灯。研制适合杀死大部分农业害虫的卵、幼虫、蛹或成虫的800nm和10.6μm的激光辐照光源,研制能够杀死螨类和蚊类的400-500nm的激光辐照光源,研制杀死田间杂草的激光辐照光源。

3)激光光谱检测技术

  此方向又分为激光光谱三维成像检测技术、激光荧光光谱检测技术、激光吸收光谱检测技术和激光反射光谱检测技术等分支方向。

激光光谱三维成像检测技术主要开展结构光编码技术和机器视觉检测技术等方面的研究。采用激光、光谱数字编码与模拟编码相结合的方法,解决复杂背景下或阶跃表面的三维全场测量中,高采样密度和高测量准确度之间难以兼顾的问题,为先进装备制造提供自动、快速、全场测量手段;采用激光、光谱三维测量技术在生物医学领域进行器官内表面的体外虚拟成像和人体表面呼吸运动三维动态测量及人体组织光学特征参数成像检测等。激光光谱三维成像检测技术还可用于矿石内部重金属含量检测等领域。 激光荧光光谱检测技术和激光吸收光谱检测技术主要开展气体浓度、黑土机制衰退、矿石成分、液体成分等方面内容的检测研究。

激光反射光谱检测技术主要开展温度、气体、应力、电流等方面研究内容。利用中心输出光谱波长在1550nm的宽带激光光源作为测试光源,实现定点和分布式温度测量。