专业实践训练整体情况-浙江大学工程师学院
一、专业实践训练整体情况
实践单位
名称
实践单位
工作帽地点
江苏省常熟市高新技术开发区汇金三路1号
实践岗位
名称
光学工程师
2019年01月01日开始至 2019年07月01 日结束
专业实践训练时间分段进行
毒草解毒剂专业实践训练累计 181 天（单位考核前），其中项目
研究天数 130 天（单位考核前）
（1）基本概况（含实践单位简介、实习实践内容等）
常熟市浙大紫金光电技术研究中心是浙江大学工业技术研究院与江苏省常熟市政府共同设立的常熟光电产业的创新平台。研究中心的创立进一步促进政产学研深度合作，创新高校服务地方和产业的科技体制，推动浙江大学与政府、企业的协同创新，以可持续发展机制构建提升科技研发能力、加快科技成果转化、服务区域经济发展的创新平台，实现科技、人才、学科、产业四位一体全面提升。研究中心平台的项目内容涵括以物联网战略需求为中心的光电传感技术、智能显示技术、环境及工业检测技术等。目前研究中心旗下已有塔库龙格、优函、瑞蓝等多个公司。此次实习实践在常熟浙大紫金光电技术研究中心进行表面等离子共振传感系统的搭建与优化。 （2）项目研究概述（含项目名称、项目来源、项目经费、主要研究目标和技术难点等）
项目主要研究项目“相位型SPR传感器系统的优化”，经费由浙江省重点研发项目（新型体外诊断试剂及医学检测仪器）提供，项目经费为200万。本项目旨在提高目前相位型SPR传感器的分辨率及稳定性，并将传感系统的尺寸简化。相位型SPR传感系统的核心是提取SPR相位信息，目前常用的提取相位信息的方式是通过加入调制与解调的步骤，因而系统变得复杂。在保证能提取出相位信息的基础上将相位调制与解调的期间去除，并能提高项目稳定性和分辨率是本项目需克服的难题。 （3）项目开展情况（含项目研究内容、研究方案及技术路线，研究团队分工、本人承担任务及完成情况，存在问题与改进建议等）
本项目基于偏振干涉法提取相位信息的方法，采用三个CCD分别检测两种偏振光及其偏振干涉光强，根据偏振干涉公式提取相位信息。同时用菱形结构的装置保证出射光路和入射光路在角度调节时成立，利用CCD反馈的光强信息驱动步进电机将入射角调节至满足SPR条件的角度。本项目成员除本人外还有一名成员复杂SPR传感芯片的制作，本人主要负责光路和装置设计以及光路的搭建与调试。目前菱形结构的装置初具雏形正进行进一步的完
电脑视保屏善，光路部分正进行调试三个相机获取相位的系统。
二、专业实践训练收获
（一）围绕考核评价指标体系，举例说明以下收获（不少于800字）
本次通过在常熟市浙大紫金光电技术研究中心进行专业实践，对目前相位型表面等离子体共振传感器的应用局性有了更深入的了解。在过去的几年里，实验室课题组的师兄师在相位型SPR传感器方面的研究主要是对传感芯片修饰，旨在提高传感器的分辨率。然而要作为实际应用时，系统的稳定性不高，噪声和信号变化相差不大，导致检测到数据结果准确性不高。所以为了能够应用于实际，必须将相位型表面等离子体传感器的稳定性提高，同时需要让传感器的分辨率能够小于待测信号变化。此次训练确定对于相位型表面等离子体传感系统的优化主要是为了解决目前相位型表面等离子体传感器的稳定性不高，提高分辨率以及简化相位型表面等离子体共振传感器的系统光路。在常熟市浙大紫金光电技术研究中心进行专业实践训练期间，有很多经验丰富的同事给予了我非常实用的帮助。机械加工师在对我设计的机械结构初稿给了许多建议，这些都是我在文献中学习不到的。在他的帮助下，菱形结构的装置已经初具雏形，接下来将对一些细节方面进行处理。还有同组的
伙伴也会分享他们在光路设计上的经验，帮助我设计出更符合实际需求的系统。以前的我在项目开展的过程中，非常执着于将项目赋予非常多的功能，花费在纸上的功夫比较多，然而实际却并不能将其全部实现。有时候甚至会纠结于某一点不能达到理想状态，而将项目停滞于此，整体效率非常低。在常熟市浙大紫金光电技术研究中心实习的这段时间中，我逐渐认识到在做产品时首先要做到的是实现必备的功能，然后才是对产品进行一点点迭代，完善其他功能，从简到繁。在未实现基本功能时，整个系统便不能应用于一些基础研究。在这次项目中，我对于软件方面并不是很擅长，需要学习一种新的语言才能将整套系统全自动化，这样便会耗费大量的时间和精力。因此在这次实践训练中，我采用封装好的软件辅助实现基本功能，用这种方式调试硬件上是否满足实际需求。调试好硬件部分后再学习软件语言，编写相应的程序。除此之外，我在专业实践训练期间，积累了大量的专利撰写经验，学习到许多专利申请方面的知识，同时也自己也申请了一些专利。
（二）取得成效
自动车位锁表面等离子体共振是一种物理光学现象。在全内反射装置里，入射光在入射面发生全反射，产生倏逝波。倏逝波渗透入与入射面耦合的金属薄膜中，并激发表面等离子体。当倏
逝波波矢和表面等离子体的波矢相匹配时，发生表面等离子体共振现象。发生表面等离子体共振时，反射光的光学性质（光强、相位、频率分布和空间光强分布）会对金属薄膜表面电解质的折射率变化产生灵敏响应。因此通过检测反射光的这些性质可以对电解质折射率进行高灵敏度的传感。根据检测的方式不同，可以将表面等离子共振传感器分为光强型、角度型、波长型以及相位型。其中相位型表面等离子共振传感器仍未商业化，大多数商用的表面等离子共振传感器用的是角度型。因为角度型表面等离子共振传感器的光路比较简单，分辨率比光强型的高，造价比波长型的宠物垫
低。角度型表面等离子共振传感器的分辨率和相位型的相差1~2个数量级，为满足更高精度的检测亟需相位型表面等离子共振传感器。相位型表面等离子体共振传感器不仅具有高分辨同时还易实现高检测通量的特性。因此解决相位型表面等离子体共振传感器的稳定性差、光路复杂等不利于其商业化的问题，将会极大推动表面等离子体共振传感器的发展。此次专业实践训练主要是为解决在学术论文开题报告中所阐述的目前相位型表面等离子体共振传感器存在尺寸大、稳定性低、以及相位型表面等离子共振传感器的角分辨率低的问题，进一步提高传感器的灵敏度和稳定性。针对相位型表面等离子体共振传感器角分辨率低的问题，我参考了角度型表面等离子体共振传感器的结构，设计了一种机械结构，使得
在入射角度调节时入射光路和出射光路仍然成立。因此可以根据出射光路检测到的光强信息来反馈给机械装置进行调节入射角。采用这种方式可使得对共振角度的确定更加科学，一定程度上提高传感器的灵敏度。原相位型表面等离子体共振传感器是基于偏振干涉法提取相位信息的，但是在需要加入相位调制器以及复杂的解调部分，因而引入了大量的噪声（如检测噪声、相位调制器的噪声等），降低了系统稳定性。我在分析了偏振干涉法提取相位信息的原理后，采取了直接检测偏振干涉后的各种参数，一次获取相位信息，可以大大减小系统检测噪声同时将光路简化。周广普
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