典型工程案例
（1）研发高灵敏光谱技术，为食品安全监测提供技术支撑
食品安全事件引起社会各界的广泛关注，而已有的检测技术尚有不完善之处。为此，本工程中心先进光谱技术团队开展高灵敏光学检测技术及其在食品安全领域的应用的研究工作。在国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、江苏省科技支撑计划（社会发展）、江苏省高校科研成果产业化推进项目、中国白酒169计划和中国白酒3C计划等的支持下，与“食品科学与工程”交叉互补，创建了“基于荧光光谱和智能算法的食品安全检测新技术”，应用于中国白酒及白酒年份酒检测，实现了白酒品种和年份的科学化和智能化鉴别和测定，检测准确度高；应用于食品添加剂检测，实现了目标物的种类和含量的方便、快捷、灵敏、准确测定，相关研究成果如图1和图2所示。经专家鉴定，该原创成果达到国际领先水平，为食品安全检测提供了一种新方法，有力地促进了食品安全检测领域的方法创新和科技进步。研究成果服务于食品生产企业和消费市场，并为国家制订有关标准提供了技术支持，取得重大的经济效益和重要的社会效益。
图1. 某品牌白酒三维荧光光谱图
图2. 白酒鉴别流程图以及基于荧光光谱的中国白酒鉴别系统
“基于荧光光谱和智能算法的食品添加剂检测技术”应用于无锡秦园饮食文化发展有限公司与无锡市凯得灵糖果食品有限公司等企业，促进了产品质量的稳定和提高，产销量有了显著的增长，产生明显的经济效益。同时，为食品添加剂的合法、安全使用提供技术保障，确保了产品的安全性，取得了显著的社会效益。“基于荧光光谱和智能算法的中国白酒检测技术”应用于白酒企业的生产管理和消费市场的监督管理，推动了白酒鉴别工作的技术进步，为打击假冒伪劣、保证白酒食品安全、为保护国有名牌乃至中华酒文化的源远流长作出了重要贡献。山西杏花村汾酒集团有限责任公司将该技术应用于企业的生产管理和汾酒消费市场的监督管理，确保产品质量，并为公司准确进行汾酒真伪鉴别，管理消费市场，保护汾酒品牌提供了强有力的技术保障。2014至2016年，汾酒公司打假办各稽查工作部运用该技术，查扣假冒、仿冒公司产品103586箱，间接经济效益为2.4165 亿元。
（2）基于图形化模板的高效GaN基LED及其无荧光粉自发白光照明技术
针对GaN基LED发光效率难以提升以及照明用白光LED成本较高，发光品质差等难题，本工程中心突破GaN基传统LED制造方法，研制基于自组装镍（Ni）纳米模板和干法刻蚀技术制备新型纳米图形化蓝宝石衬底，用于高质量GaN基LED发光结构的选择外延生长并实现高光效LED倒装芯片的制备，如图3所示；在此基础上，创建图形化模板选择外延生长单芯片复合微面双波长InGaN/GaN量子阱LED的新型技术，实现高光效单芯片无荧光粉白光LED固态照明灯具的制造，如图4所示。经专家鉴定：项目研发的高光效LED功率芯片达到国际先进水平；基于COB封装的高光效LED倒装芯片技术达到国内领先水平；经中国轻工业联合会鉴定：高效GaN基单芯片无荧光粉双波长自发白光LED技术方面达到国际先进水平，并入选“2016中国光学重要成果” 。
该技术目前在高效GaN基LED芯片和白光LED照明灯具制造两方面得到应用。开发的纳米图形化蓝宝石衬底和高效GaN基LED倒装芯片技术应用于江苏新广联科技股份有限公司和合肥汇芯半导体科技有限公司；基于COB封装的倒装白光LED灯珠和单芯片无荧光粉GaN基LED白光照明技术应用于南京紫科光电科技有限公司、常州市金流明光电科技有限公司和安徽欣能互联科技有限公司的白光LED照明灯具设计和生产。技术成果应用至今，新增产品销售额52561万元，新增利润6640万元，对LED制造、照明应用、封装和新材料产业的发展产生显著的经济效益。
图3.研发的LED倒装芯片结构，技术成果应用于LED芯片制造, 生产出高光效GaN基LED倒装芯片。
图4.首次实现复合微面GaN图形化模板生长并制备出单芯片、无荧光粉、双波长（蓝/黄光）微环型白光LED芯片，应用于照明灯具制造。
（3）引领光伏企业技术攻关，全方位推进光伏产业发展
为了解决能源紧缺问题,太阳能电池及相关产业发展备受瞩目。本工程中心太阳能电池课题组与无锡尚德太阳能电力有限公司紧密合作，从尚德成立之初便全程参与其关键技术攻关和产品升级工作，本中心的“光电器件”课题组直接进驻尚德公司技术研发部门，主导尚德公司在光伏材料与组件方面的研发和产品升级，研究生直接加入到实际生产与技术研发并在毕业后跟企业直接对接。通过这种‘量身定做’的方式为尚德先后培养博士生4名、硕士生32名。这不仅直接加强了尚德创立之初的研发能力，也为其后来的快速发展壮大在技术和人才两方面奠定了基础。
本中心课题组参与研发的管式直接式PECVD沉积SiNx、异质结电池（HIT）、非晶硅薄膜电池、AlOx背钝化、等离子体干法制绒等技术全部应用到企业的产品生产中。所研发的N型电池经过第三方测试达到19.93%的转换效率和271W的组件功率，在不增加成本的基础上使转换效率增加5%，为尚德当年增加利润1000万元；研制了新型绝对效率提高近1.0%单晶P型PERC太阳能电池，使每条生产线年净增利润1100万元；主导完成背钝化电池的钝化与金属化两个关键工艺的提升，使尚德公司的背钝化电池转换效率在2015年经过第三方认证达到21.1%，组件功率超过300W，仅2015年为公司多创收2500万元，并获得“领跑者”计划一级能效认证。
（4）LED太阳模拟器填补国内空白
本工程中心光电器件与系统实验室创新性地利用 LED 固态光源优点，发明了国内第一台LED太阳模拟器（发明专利号：ZL200810025522.1），并于2014年成功研制出有效辐照面积160*160mm2、稳态和瞬态一体并配备测试系统的LED太阳模拟器，并通过 IEC标准AAA级认证（证书编号：GXtc2014-0898），该产品在2014 国际光伏展会上被评为十大亮点产品之一，填补了光伏电池检测用太阳模拟器的国内市场空白，研制的样机如图5所示。
图5. LED太阳模拟器荣获“2014国际光伏展十大亮点”产品之一。
（5）CPVT银川户外光伏实证基地建设
本工程中心成员单位国家光伏质检中心（CPVT）建设银川户外光伏实证基地，该基地位于我国光伏应用最广泛集中区的核心位置——宁夏回族自治区银川市，背靠贺兰山；环境类型属于高温高紫外。基地占地近200亩、建有16000个标准曝晒工位，主要由光伏户外实证试验场、光伏产品室内实验室、光伏电站移动检研车队三大模块组成。基地分为环境监测区、单元老化检研区、组串电量检研区、系统效能检研区、电站实证检研区、应用体验区、数据监控区、教学培训区等10余个主要功能区。开展研发和服务内容包括：光伏产品户外实证基地，开展光伏产品户外实际验证，对比不同产品性能，提升室内测试能力，完善产品技术标准；开展光伏电站户外实证研究，进行光伏电站质量及效益评估；建设光伏电站移动检测基地，开展光伏电站现场检测验收，满足市场需求；建设光伏电站移动检研基地，包含便携式检测设备和一只光伏电站性能移动检测车队，打造一艘光伏电站现场检测“航母”。能够满足GB/T50796-2012，CNCA/CTS 0004-2010，GB/T 19964-2012，GBT 29319-2012《光伏发电系统接入配电网技术规定》等国家标准要求，形成涵盖光伏电站并网、电气安全、直流发电功率、电站整体发电效率的全面检测技术。
光伏电站现场移动检测，具备检测周期短、时效快、贴近用户端的优势，能够满足市场日益增长的光伏电站现场检测验收需求。户外实证基地监控大屏和基地现场图见图6。
图6. CPVT银川户外实证基地监控大屏和基地现场图
（6）研制新型强激光在线检测仪器，综合性能国际领先
激光惯性约束聚变系统的瞬时光功率可达1015瓦，需要在密封的高真空光管道内进行，如何对其波前和相位进行实时在线精密检测，一直是国际范围的技术难点。传统的方法将激光束的远场、近场、强度和相位用不同的装置在不同的节点分开测量， 测量装置复杂，且相位分辨率低， 不能利用其进行有效的光束数字反演。为了解决这个问题，研究中心和中科院高功率激光物理国家实验室成立了“光电工程联合实验室”，提出了基于波前编码成像的新检测技术，并研制出实际的测量设备，如图7所示，和传统的检测技术相比，该技术具有结构简单和测量精度高的优点。
图7. WCI成像技术原理
测量装置的核心部分由一块相位编码版和一个CCD构成，其结构简单到极致，成功地将测量装置的尺寸从原来的大约1*0.5*0.6m3缩减到普通家用照相机大小。从而可以放置在任何地方进行测量，解决了测量装备过于复杂的问题。同时由于该装置通过一次记录同时测量强度和相位，理论上可以实现光束在全链路系统的反演传播，并从而对全链路系统进行检测。
图8. 核心器件和集成设备
经过在以色列国家激光装置和神光II部分束线上进行实际测量时使用，在线测量的远场分辨率达到2微米，近场分辨率达到1mm, 在线相位检测精度为二十分之一波长，如图8和图9所示。这些参数达到国际最高水平，仪器综合性能超过美国和日本的同类检测装置。
图9. 测量场景和测量结果
所研制的仪器设备的性能在强激光系统上得到检测和验证后，“中心”成功的进行了商用开发，研制出了口径100毫米的波前测量仪，见图10。经过系统的量值溯源，测量精度达到二十分之一波长，具有完全的自主知识产权，可以在很多场合代替传统干涉仪进行平整度检测，具有良好的市场前景。
图10. 民用设备波前测量仪和部分溯源数据
