学生团队研发国产偏振检测仪器并入围创新创业大赛决赛 大湾区大学

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AI摘要

大湾区大学PolarVision团队入围第三届粤港澳大湾区博士博士后创新创业大赛决赛,将携“国产智能偏振光学检测平台”项目参赛。团队由多学科背景成员组成,通过9组线偏振组合实现3×3 Mueller矩阵重建,将偏振检测简化,并已完成第一代原理样机。首款产品面向高校和科研院所,计划拓展至先进显示、半导体等领域,旨在推动国产科学仪器从实验室走向应用。

关键词: 偏振检测, 国产仪器, 创新创业大赛, 大湾区大学, Mueller矩阵
【AI摘要】大湾区大学PolarVision团队入围第三届粤港澳大湾区博士博士后创新创业大赛决赛,将携“国产智能偏振光学检测平台”项目参赛。团队由多学科背景成员组成,通过9组线偏振组合实现3×3 Mueller矩阵重建,将偏振检测简化,并已完成第一代原理样机。首款产品面向高校和科研院所,计划拓展至先进显示、半导体等领域,旨在推动国产科学仪器从实验室走向应用。
关键词:偏振检测 国产仪器 创新创业大赛 大湾区大学 Mueller矩阵

第四届粤港澳大湾区人才高质量发展大会暨第三届粤港澳大湾区博士博士后创新创业大赛(以下简称“博创大赛”)将于2026年10月25日—26日在大湾区大学松山湖校区举行。大会以“才汇湾区 博创未来”为主题,集“赛、论、展、洽、嘉年华”五大板块于一体。大会启幕在即,创新力量正在集结,大湾区大学三支队伍入围本届博创大赛决赛,主场作战,整装待发。 

本期“湾大·博创巡礼”,让我们首先走近PolarVision团队。她们将携“国产智能偏振光学检测平台”项目,出征高端装备制造与机器人赛道创新赛。

左起王蔷薇、卢东冬、孙辰、赵淳、蒲茵彤

通过快速偏振成像,把普通显微图像难以辨认的材料取向和各向异性转化为可量化的二维图谱,让材料偏振检测更便捷。

让偏振检测像普通显微镜一样简单。

用自主研发的光学系统与算法,把实验室里的技术做成科研人员用得好的国产仪器;从大湾区出发,让偏振检测服务更多材料创新。

普通显微镜能看到材料的形貌。

但它看不清楚材料内部的排列方向,以及它对不同方向的光如何吸收、如何改变光的相位。

这就像你站在一幅画前,能看到画面,却不知道画家每一笔是从哪个方向落下的。

在大湾区大学,PolarVision团队想解决的就是这个问题。她们要做的事情,用队长孙辰的话说,是“把复杂的偏振测量变成清晰、可靠、易用的科研工具”。

今年10月,她们将带着“国产智能偏振光学检测平台”项目,参与第三届大湾区博创赛决赛角逐。

PolarVision偏振显微成像系统展示图

PolarVision团队的起点,是一个材料研究中的共同判断——材料研究不仅需要“看见”,还需要把看见的现象变成可以比较、可以复核的数据。

但这件事很难由单一学科的人完成。懂材料的人知道样品和问题在哪里,懂光学的人知道如何把问题变成测量方案,懂系统的人知道如何把光路、控制和重建算法接成稳定工具。于是,PolarVision团队从真实表征需求中诞生。

大湾区大学物质科学学院助理教授,广东省海外引才计划珠江青年拔尖人才。研究方向是偏振光学、先进光学显微成像及有机光电子材料。作为核心技术发明人,负责总体技术路线、光学系统、Mueller矩阵算法及产品工程化。

“我们希望把复杂的偏振测量变成清晰、可靠、易用的科研工具。”

光学工程硕士,中山大学-大湾区大学联合培养在读博士研究生。负责光学设计、LabVIEW自动控制、矩阵重建算法及性能优化。

“从光路搭建到软件调试,每一次稳定输出的参数图,都是系统进步的证明。”

大湾区大学博士后、厦门大学博士。研究方向是智能高分子材料、柔性电子及智能传感。负责项目组织实施、团队协调、应用场景开发、样品库建设及产业合作,推动平台应用验证与成果转化。

“希望这项技术走出实验室,真正回应材料研发和检测中的实际需求。”

大湾区大学物质科学学院助理教授,英国曼彻斯特大学博士。研究方向为功能软物质、智能高分子及柔性传感材料。负责行业应用开发、企业合作及产品生态建设。

“让仪器与材料应用一起迭代,才能把科研成果转化为持续的产业价值。”

南方科技大学-大湾区大学联合培养硕士研究生。研究方向为先进功能材料制备与性能表征。负责样品制备、性能测试及典型应用场景验证,为仪器优化提供实验支撑。

“用真实样品检验每一次改进,让测量结果更好地服务材料研究。”

这支团队能坐到同一张桌子前,不是因为学科标签齐全,而是因为她们都在回答同一个问题:如何让材料研究中的“看见”,佐以可比较、可复核的数据。

为了实现“让材料偏振检测更便捷”,PolarVision希望为显微镜增加一种定量观察材料的能力,即利用不同偏振方向的光照射样品,再通过算法把隐藏在图像中的信息转化为材料参数图谱。

要获取足够的信息,通常需要做完整的Mueller矩阵测量。完整测量一般要采集16种偏振状态,相当于对样品进行一轮又一轮不同偏振组合的拍摄,采集步骤多、时间长,对设备和算法要求也高。

PolarVision团队的做法是面向以线性各向异性为主的材料,只采用9组线偏振组合,完成3×3 Mueller矩阵重建,输出线性二向色性、线性相位延迟和取向角的二维分布。

PolarVision第一代Mueller矩阵偏振显微成像原理样机

通俗地说,它能够帮助研究人员判断,材料沿不同方向吸收光的差异、改变光相位的程度,以及局部结构的排列方向。

相比16态完整Mueller矩阵采集,这套方案把采集状态数减少了43.75%。需要说明的是,该比较针对的是采集状态数量,不等同于实测整机效率,也不意味着替代完整4×4矩阵的全部测量能力。

目前,团队已完成第一代原理样机,实现自动偏振切换、同步图像采集、空气参考校准及二维偏振参数重建,形成光学硬件、自动控制和参数分析协同的研发基础。

PolarVision自主软件展示图像采集

路演材料展示了ReSe2和TiS3纳米片应用验证,项目计划书中还记载了共轭聚合物薄膜验证。

材料验证结果原图: ReSe₂纳米片的偏振表征结果,展示线性二向色性、线性相位延迟及取向角分布

在知识产权方面,团队已申请国家发明专利《一种基于Mueller矩阵的显微成像系统和方法》,覆盖光学结构、采集方法及数据处理等关键技术。

首款产品PolarVision Nano面向高校、科研院所及公共测试平台,优先服务二维材料、聚合物薄膜和光学功能材料的定量表征。后续计划在验证成熟后拓展先进显示、半导体、柔性电子及工业检测等场景,逐步实现从实验室样机到可交付科研仪器的转化。

第三届粤港澳大湾区博士博士后创新创业大赛决赛将于10月25日—26日在大湾区大学松山湖校区举行。

对PolarVision来说,这场比赛的意义不止于竞技。赛场同时也是人才招引、项目招商的第一现场。主办方将人才交流与成果转化一体谋划,为参赛项目、高层次人才与产业资本、孵化园区搭建对接桥梁,获奖项目还可获得政策匹配、投融资路演与空间孵化等一揽子服务。而这些,也是PolarVision希望抓住的机会。

PolarVision团队主要在大湾区大学开展科研,项目与东莞及大湾区的先进材料、柔性电子、显示和科学仪器应用需求有着直接联系。她们希望借助赛事,对接精密光机制造、软件产品化、第三方测试、试点用户及科研仪器销售服务资源,加快样机工程化和应用验证。

“用自主研发的光学系统与算法,把实验室里的技术做成科研人员用得好的国产仪器;从大湾区出发,让偏振检测服务更多材料创新。”PolarVision团队的参赛初衷听起来很简单,但这背后,她们想验证的是一个更大的命题:国产科学仪器,能不能从实验室走向应用,从样机走向产品,从大湾区走向更广阔的市场?

来源|PolarVision团队

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来源:大湾区大学 | 查看原文