可行性报告光器件高光耦合自动调芯的关键技术研究.docx
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可行性报告光器件高光耦合自动调芯的关键技术研究
科技计划项目
可行性报告
项目名称：
光器件高光耦合自动调芯的关键技术研究
涉及技术领域：
光机电一体化
关键词：
高效光耦合；自动调芯；模式搜索
承担单位：
中山火炬职业技术学院
项目类型：
中山火炬职业技术学院
2010年4月
一、项目主要内容
1.1项目研究的目的意义
我国物联网建设正迅速展开，物联网是智能化识别和管理的网络，即把光纤传感器、射频识别（RFID）、激光扫描器等信息传感设备装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后通过光纤或无线网络连接起来，进行信息交换和通讯以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，最终实现“智慧地球”。
2008年ITU会议决定：
2015年实现物体基本互联，2020年实现智能社会的雏形。
2009年8月7日，温家宝在无锡视察中科院物联网技术研发中心时指出，要尽快突破核心技术。
除了物联网的迅速发展外，我国也在大力推动“三网合一”的进程。
2010年1月13日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，决定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合，会议上明确了三网融合的时间表。
因此10年内物联网的大规模普及和“三网合一”建设进程的加快，对光耦合器件的需求将呈现出井喷式增长，将形成一个上万亿元规模的高科技市场，其产业规模要比目前互联网大30倍。
物联网核心技术之一是智能化的光网络，在组建物联网中需大量采用的各种有源、无源的多种光耦合器件，例如光纤光放大器、光纤激光器、光功率分配器、光耦合器、光隔离器、波分复用器、光滤波器、偏振分束器等各种插入控制器件等，都需要与光纤或平面波导进行高精度的有效耦合，以实现对光信号的精密控制。
由于物联网中对光探测、光传输是单模工作方式，光模场直径小，仅3－8微米，并且常集成多通道光路，使各种光耦合器件之间的高效率、高精度光耦合成为物联网建设的关键问题之一。
目前我国光耦合器件生产、光波导耦合等90%以上靠手工、半自动完成。
例如激光二极管的耦合封装，虽然可以自动点焊连接，但是微光路对准过程仍需借助显微镜人工完成，耗时长、成品率低、可靠性差；另如我国光波导器件生产，一般都利用高精度调整架用常规手动操作完成对准耦合，需要有经验的专业技师花费数小时才能完成，特别是在耦合损耗进入0.3dB后，相应的微操作十分困难。
采用人工操作制备的产品显著缺陷就是重复性很差、器件性能的一致性差、成品率低、生产效率很低、生产成本高。
在光耦合器件耦合精度方面，目前国际上采用高精度自动耦合仪使单耦合点损耗小于0.15dB，而我国采用人工半自动耦合方式，最优耦合精度仅能达到0.3dB。
特别是在今后几年，物联网技术和光信息技术的发展都具有两个显著的特点：
一是向规模化方向发展，物联网的建设需要大量的各种光耦合器件；二是向微型化、高集成度方向发展，光耦合器件集成的通道数更多，然而尺寸越来越小，耦合精度要求更高。
这些特点是目前手工和半自动生产方式所无法胜任的，而解决上述问题的唯一途径就是采用高效耦合的自动调芯仪应用于光耦合器件大规模生产。
为了解决光耦合问题，国内外的公司和科研院所纷纷进行了深入研究，利用高精度设备配合相应的耦合算法制成自动对准设备实现自动对准耦合，以提高系统的封装效率，降低损耗。
目前仅美国日本等少数国家能生产高精度自动耦合仪，由于此仪器可应用于国防军事等敏感领域，因此国际上对我国实行技术封锁，仅能以高价来购买其低端产品，而无法引进相关核心技术。
这些仪器和算法存在的问题主要包括：
空间可控制调整的自由度少、系统运行时间长、对于均匀性问题处理效果不稳定，并且价格昂贵，一套民用自动耦合设备要数十万美元。
因此，开发具有自主知识产权高效光耦合自动调芯仪成为当前我国物联网建设和光信息技术规模化发展的迫切任务之一。
高效光耦合自动调芯仪主要包括两个部分：
高精密自动耦合平台和快速调芯算法。
目前我国在高精密自动平台的制备方面已接近国际同等水平，而主要存在的问题在于光耦合算法最优初始参数的获得，以及如何设置适当的调芯算法来提高耦合精度，加快耦合速度。
本课题从解决光器件高效耦合关键问题出发，以研发具有自主知识产权的高效光耦合自动调芯仪为目标，重点研究：
1、耦合精度与耦合损耗及平台运动特性的关系，为耦合算法的初始参数设置提供理论依据；2、基于爬山法粗调芯和模式搜索精密调芯的混合算法，通过目的寻优加快自动耦合过程。
将模式搜索精密耦合算法引入光耦合器件自动调芯中，与传统的调芯算法相比，可避免多个自由度之间的交叉耦合，实现多自由度的同时迭代寻优。
通过上述研究，可望研制出一套高效光耦合自动调芯仪的实验室原理样机，在满足目前光器件耦合功率的前提下，提高耦合精度，缩短耦合时间，并解决高精度耦合过程所涉及的相应应用基础理论问题。
为进一步完善微光路耦合方法和理论，解决目前光耦合器件手工制造可靠性低、质量一致性差、速度慢、成本高等瓶颈问题具有重要意义。
通过对该课题的研究可获得具备自主知识产权的先进光器件自动耦合技术，并且为后续光纤焊接熔接装置的开发，以及精密光器件封装设备的研制打下基础，有助于提高我国光器件制造水平和能力，为我国物联网技术的快速发展做出贡献。
1.2项目主要研究技术的国内外发展现状
目前，在高效光耦合自动调芯仪生产方面，国外比较领先的有美国、德国、日本等国家。
如美国Newport和Adept公司都开发了自动调芯工作台以及自动化封装系统，适用于不同类型光器件的耦合。
图1是Newport公司开发的自动调芯工作平台，可用于平面波导、阵列波导光栅、激光二极管等器件的耦合封装。
该工作台能自动完成耦合对接，调芯工作台包括纳米定位平台、闭环反馈系统和CCD监测等系统。
首先借助于CCD使光波导与光纤进入耦合区，然后开始粗调芯和精密调芯。
粗调芯用光栅扫描法，精密调芯使用爬山法，平均耦合时间大于60s。
图1Newport公司AMS自动调芯工作台
图2骏河精机波导路器件全自动调芯装置
图2为中日合资骏河精机有限公司开发了波导路器件自动调芯系统，用于LD/PD模块和光纤列阵—阵列波导（AWG）器件封装中的自动耦合。
其自动耦合过程也包括粗调芯和精密调芯两个阶段。
粗调芯用螺旋法，在x、y平面寻找超过光噪声水平的最大功率点，精密调芯在x、y、z三维扫描采样，然后确定峰值点，整个调整时间大于90s。
该系统配备了接触式传感器，主要用于调整器件间的平行，实现角度调芯。
在自动调芯耦合系统方面，国内一些科研机构和大学开展了一些初步研究工作，但都没有形成最终成熟稳定的产品。
2007年，深圳开发科技股份有限公司自动化研究所开发研制了光纤自动耦合系统，用于准直器、光隔离器以及光纤来料检验等工序。
该系统基于光功率反馈进行控制。
控制方法采用分步参数化的目标逼近方法，基本原理为：
在每个搜索循环内，首先读取光功率计的当前值，根据这个读数，查预先设定的表（每个产品不同），确定本次搜索的目标功率值，各电机的单步运动距离，各电机运动速度，功率的最大和最小值，如果循环期间功率值大于最大值，或小于最小值，即结束本次搜索循环，同时开始新的搜索循环。
但整个系统自动耦合的时间过长，大于120s。
自动耦合算法是光自动耦合仪的核心部分。
光自动耦合过程可以分为两个阶段：
粗调芯与精密调芯。
粗调芯的任务是从无功率寻找初始的光功率耦合，一般采用螺旋式搜索或光栅扫描技术以及机器视觉技术。
（a）反复循环（b）陷入局部最大
图3爬山法及其缺陷
在精密调芯阶段，目前工业界常用爬山法。
美国Newport公司提出的爬山法是一维搜索算法，因其方法简单、容易实现而在光纤器件封装制造行业得到广泛应用。
但是爬山法在实际应用中也存在一些问题，主要是：
（1）搜索定位的时间较长。
由于爬山法每次只能进行一个自由度的搜索，而光纤对准需要多个自由度的调整，此时，爬山法需要在完成一个自由度的搜索后，再进行下一个自由度的搜索，依次轮流，反复循环，直到达到终止条件，因此比较费时。
（2）可能会陷入局部最大点而无法完成搜索定位。
如果用于光纤对准的调芯平台各个运动方向不存在交叉耦合，而且光源输出是比较平滑的单峰函数，则使用爬山法一般能搜索到功率耦合的最佳位置，获得光源到光纤的最大耦合效率。
但实际上，受平台直线度和垂直度的影响，对准平台各个运动方向不可避免存在交叉耦合，即一个方向的运动可能引起另一个方向的微小变化，同时，平台垂直于光轴的运动方向与半导体激光器输出光斑的长短轴不一定平行，那么，各个自由度之间总存在一定的相互作用，爬山法通过变量轮换原理完成多自由度搜索，从而无法克服这种各自由度之间相互作用和影响，很容易陷入局部最大而导致搜索失败，如图3所示。
在图3（a）中，x和y两个变量存在一定相互作用，则目标函数的等高线接近椭圆并且其长短轴与坐标轴不平行，此时，爬山法在两个自由度之间反复循环，搜索速度很慢，如果这种相互作用很强，如图3（b），则目标函数等高线出现“脊线”，爬山法就会陷入局部最大点，不能实现精确耦合。
光纤对准耦合时，实际的目标函数更加不规则，爬山法搜索更容易陷入局部最大点，导致搜索失败。
（3）难以用于阵列器件的对准。
阵列器件耦合封装时，需多通道同时对准，用一维搜索的爬山法是比较困难的。
常规的多通道列阵自动耦合原理则沿袭的是人工操作的思路，即采用单通道自动耦合与角度自动调整相结合的方法，让系统做到能通过判断和反馈逐步逼近最佳耦合效率的位置。
本课题针对爬山法的缺陷，采用模式搜索法的基本思想，是寻找具有较大函数值的“山峰”，力图使迭代产生的序列沿“山峰”走向逼近极大点。
与爬山法一样，它不需要目标函数的导数信息，仅通过比较目标函数值的大小来移动迭代点。
因此可用于光纤对准问题。
与爬山法不同的是，它可以多个自由度同时进行寻优迭代过程，并通过模式移动保证迭代方向始终朝着“山峰”的走向逼近极大点，适合于多自由度搜索。
表1.1列出了目前国内外常用的自动调芯仪的主要技术指标。
表1.1国内外自动调芯技术对比
单位
耦合平台
控制方法
自动耦合算法
平均调芯时间（s）
Newport公司
2008年
三自由度：
x、y、z
最大行程12mm
最高分辨率70nm
CCD监测
光功率反馈
粗调芯:
光栅扫描法
精密调芯：
爬山法
>60
Adept公司
2008年
三自由度：
x、y、z
最大行程25mm
最高分辨率50nm
CCD图像处理
光功率反馈
粗调芯：
图像处理
精密调芯：
爬山法
>120
骏和精机
2009年
五自由度：
x、y、z、θx、θy
最大行程20mm
最高分辨率50nm
CCD摄像机
光功率反馈
粗调芯：
螺旋法
精密调芯：
扫描采样法
角度调芯：
接触感知系统
>90
深圳开发科技
2006年
五自由度：
x、y、z、θy、θz
光功率反馈
分步参数化的目标逼近法
120
浙江大学
2007年
三维微动工作台：
x、y、z
CCD图像处理
光功率反馈
扫描采样法
>120
综上所述，国内外光器件自动调芯基本过程都包括粗调芯和精密调芯，耦合平台粗调采用步进电机驱动，微动平台采用压电陶瓷驱动，控制方法主要有光功率反馈和图像处理反馈两种，差别体现在定位平台的行程，分辨率和具体的耦合算法。
普遍存在的问题就是：
自动耦合系统找到最佳光功率耦合位置都需要较多采样点数，造成耦合时间都比较长，而且有时会因为耦合算法的缺陷，无法找到最大光功率耦合位置。
1.3项目研究的主要内容：
本课题主要研究高效光耦合自动调芯仪所涉及的应用基础问题，包括耦合误差与耦合损耗及平台运动特性的理论联系，调芯算法初始参数的优化设置；以及快速耦合控制算法的优化组合，基于爬山法粗调芯和基于模式搜索的精密调芯的混合算法。
主要研究内容包括以下几个方面：
（1）分析各种光耦合器件之间调芯时运动平台误差与耦合损耗的关系，包括运动平台横向错位、纵向错位、角度对准误差和端面间隙的对准容忍度。
找出耦合特征和数值规律，从而划分耦合阶段，规划搜索路径，给出耦合精度、耦合工作范围的要求。
（2）依据自动耦合对运动装置的具体技术要求，分析精密多维运动平台的可控分辨率，重复定位精度等运动特性，进一步建立耦合精度与耦合损耗及平台运动特性的关系，为耦合算法的初始参数设置提供理论依据。
（3）高效光耦合自动调芯算法的研究。
在单通道耦合优化过程中，从耦合曲线的特征分析入手，分析光纤对接的光学特点，在此基础上，针对传统爬山法单自由度搜索、定位时间较长以及容易陷入局部最大的缺陷，提出基于模式搜索的精密调芯算法，可以多自由度的同时寻优，加速自动耦合过程。
多通道耦合优化过程在单通道耦合的基础上，采取双芯调芯的方法，通过在Z轴角度方向上的调整来实现多通道光耦合功率的最大化。
（4）综合上述研究结果，建立一套适用于高精度自动耦合多维实验平台系统。
二、项目的预期目标
（1）本课题实现光耦合器件自动调芯，提高耦合精度，降低耦合时间，建立一套适用于生产光耦合器件的高精度、低成本自动调芯系统，用于各种光耦合器件的自动耦合对接。
（2）高效光耦合自动调芯仪的最小步进长度为0.05μm，耦合时间小于60s，平均端面耦合损耗低于0.5dB。
（3）结合本课题的研究，预期申报发明专利1项，实用新型专利1~2项，发表论文2~4篇。
培养硕士研究生1~2人。
三、科学意义
光耦合包括光纤－光纤间耦合、光纤－波导间耦合、以及光子器件内部微光路间的耦合封装等。
由于光子材料的差异、光纤和波导尺寸的差异、光纤和波导耦合端面的平整性、耦合面与光传输轴线的角度等因素，对光耦合产生多种方式的、复杂的影响。
如单频光纤激光器，光纤光栅为石英光纤，而有源光纤常为磷酸盐光纤，两种光纤的折射率不同，光纤纤芯尺寸和光模场不同，使光纤耦合质量极大影响激光器的泵浦效率、热效应、输出功率、激光噪声等特性。
因此，在光耦合精度方面，关键的科学问题是需要建立耦合损耗及精密机械平台运动特性的联系，耦合算法的初始参数的选择和确定，以及它们对耦合精度的影响机理和规律。
另一方面，大批量的光耦合器件的生产需要高效率，缩短耦合时间，因此需要建立各种耦合算法、混合耦合算法和模式搜索方法与光耦合时间的理论联系。
上述问题的解决，对深化光波导耦合理论，提高光耦合器件质量，加速我国物联网建设，促进光信息领域发展具有重要的科学意义和学术价值。
四、应用前景
预计2010年我国在光器件产品约有600亿的市场，今后10年，物联网技术的迅猛发展和“三网合一”进程的加快，对光功能器件的需求将呈现几何级数的增长。
随着我国光通信市场的持续升温，光器件产业投资不断扩大，厂商数量迅速增加，国内涌现出一大批光器件企业，目前已超过千家，但大多都是以手工配合精密调整架进行调芯对准，因此研究可以实现快速高效自动耦合对准的仪器成为目前光器件生产企业亟待解决的问题之一，是一个潜力非常巨大的市场。
本课题研究的高效光耦合自动调芯仪可以广泛应用于光器件生产企业，作为光功能器件的生产和检测设备，提高光功能器件封装的质量和效率；还可以应用于相关领域的研究所和高校进行光路和光耦合方面的实验分析。
国外同类产品价格昂贵，超出国内企业的承受能力，而国内尚未发现同类产品进入市场。
因此本课题的顺利开展将形成强大的竞争力，拥有广阔的市场应用前景。
五、创新与发展
本课题的创新主要有以下两点：
1、建立耦合误差与耦合损耗及平台运动特性的理论联系，并探索获得耦合算法的优化初始参数。
2、研究基于爬山法粗调芯和基于模式搜索精密调芯的优化组合调芯方法，实现快速、高精度平台耦合控制算法，完善光波导耦合理论。
六、研究计划、拟采用的研究方法
本项目以提高光耦合器件的质量和生产效率为目标，深入研究耦合误差和耦合损耗及运动平台特性之间的关系、快速调芯算法等关键技术。
系统框图如图5所示。
图5光器件自动调芯系统框图
1）高效光耦合自动调芯仪通常是先完成光轴平行度和端面间隔的微调，本课题采用高精密多维运动平台的最小步进长度为0.05μm，端面间隔可以控制在1μm以内。
如图5所示，将光纤和光波导安装到对应的位置后，高效光耦合自动调芯仪将自动调节方位。
光波导夹具位置保持不变，光纤列阵首先向波导端面接近，当光纤列阵微微接近波导时，通过CCD反馈后的图像处理来控制光波导和光纤阵列的端面平行度，自动调节光纤列阵的方向，避免光波导和光纤阵列之间存在大的倾斜错位。
光纤端面同波导端面调节平行后输入端光纤开始通光进行光纤波导耦合。
2）高效光耦合自动调芯的核心是精密对接平台和高效的调芯算法，从而快速稳定地实现光耦合器件亚微米高精度的耦合对准，获得较高的耦合效率。
分析器件对接时耦合损耗与亚微米对接横向错位误差、角度偏差、端面间隙误差的相关机理和数值规律，揭示端面耦合特征。
在此基础上，研究调芯算法设计时阶段的划分、搜索范围的确定、路径规划以及需要达到的调芯精度，并为调芯算法参数的优化提供依据。
3）常规的自动调芯方法对空间各维的操作必须串行执行，具有很强的局部逻辑性，调芯耗时比较长。
而高效的调芯算法的设计应综合考虑光耦合器件的模场分布特征、运动平台的运动性质以及不同方向调芯误差与耦合损耗的关系。
从上述思想出发，本课题针对爬山法因为采样点数较多而搜索时间较长的缺点，研究基于模式搜索原理的精密调芯算法，实现多自由度同时寻优，在提高对准速度的同时，保证较高的定位成功率。
七、申报单位情况
中山火炬职业技术学院是经广东省人民政府批准、国家教育部备案、由中山火炬开发区政府投资、于2004年4月正式挂牌成立的公办高等院校。
学院设有生物医药系、光电工程系、电子工程等六系27个专业。
学院依托园区办学，大学直接为园区服务，形成合作办学、合作育人、合作就业“三位合一”办学新模式。
学院与园区企业密切结合，资源共享，与包括国家装备与制造基地等6大基地180多家企业建立了科技合作关系。
与广东省科技厅联合共建光机电技术创新服务服务平台于2004年立项建设，现有现代光电检测实验室和现代光学精密注塑实验室。
实验室拥有数控加工中心、电火花、线切割、电化学试验平台、电泳仪、液相色谱、高速分离机、培养箱、生物综合实验室等条件，为本项目的开展奠定了基础。
装备制造专业师资雄厚，现有研究与技术人员148人，其中近70人具有高级职称。
2009年，到账科研经费近200万元。
中山火炬职业技术学院与火炬园区企业长期合作，开展企业技术研发合作，并取得显着的科技成果。
目前承担的科研项目有广东省自然科学基金、中山市科技局科技计划、横向课题等70多项。
2009年，到账科研经费200多万。
近三年，在国内外学术刊物发表学术论文200多篇，其中有37篇被SCI或EI收录；出版论着、教材16部；申请专利133项。
广州市光机电技术研究院是广州市科信局直属的科研事业单位，经国家人事部批准设立博士后科研工作站，经广东省科学技术厅、省财政厅、省国家税务局、省地方税务局审批认定为“广东省高新技术企业”，经广东省科技厅批准建立广东省现代控制与光机电技术公共实验室,经广州市科信局批准建立“广州市RFID产业示范推广服务中心”和“广州半导体照明检测服务中心”；具有广东省技监部门授权的玻璃产品质量法定监督检验资质，是广州光学学会的依托单位。
该院主要从事光机电一体化领域的研究开发、科技成果应用推广和科技创新平台建设工作，重点发展先进光学设计、加工和检测；LED半导体照明；无线通信与控制；光电智能测控；生物医疗检测仪器设备开发等技术。
我院主要承担自动控制技术、光学光电子技术、光机电一体化装备和微机技术的应用研究及相关产品的研发、中试、检测，科技成果的应用推广及技术资讯服务工作。
通过ISO9001:
2000质量管理体系认证，在广州地区光机电一体化技术领域具有较强的自主创新能力和综合实力。
该院拥有一支多学科、跨行业、综合研究开发能力雄厚的科技队伍，具有三十多年丰富的研究开发、科研管理、生产经营和技术服务的实践经验，专业技术人员占在职职工的72%，其中具有中、高级职称以上的专业技术人员占总专业技术人员的46%，已通过了国家、省、市政府科技部门验收鉴定的具有自主知识产权的科技项目共400多项，在“十.五”期间以来研究院共新增国家、省、市等各类重大、重点科技攻关、基础研究、科技新星等计划项目140多项，科技经费投入近6000多万元。
其中通过国家、省、市等科技部门鉴定验收的科技项目80多项；获得国家、省、市级科技成果30多项；获得省重点科技产品推广计划5项；申请专利20项，授权专利15项；获得国家、省、市级各等科技奖励21项。
八、项目组成员
姓名
学历
技术职称
工作单位
分工
王志刚
硕士
讲师
中山火炬职业技术学院
项目主持、总体规划，
赵博
博士
博士后
广州市光机电技术研究院
方案设计
王龙
博士
副教授
中山火炬职业技术学院
项目测试
马跃新
硕士
副教授
中山火炬职业技术学院
机械设计
杨绍奎
硕士
工程师
中山火炬职业技术学院
机械设计
周柳奇
本科
副教授
中山火炬职业技术学院
仿真实验
刘晓燕
硕士
讲师
株洲职工大学
仿真实验
邓向阳
本科
助工
广州市光机电技术研究院
机械设计
王芳
本科
工程师
广州市光机电技术研究院
结构分析设计
项目组成员简介：
王志刚：
男，重庆大学硕士，中山火炬职业技术学院讲师，研究方向为自动控制技术，2005年至今在国内外杂志上发表论文多篇，作为项目主要负责人和主要研究人员承担多个项目研究。
赵博：
男，华南理工大学机械与汽车工程学院博士，研究方向为数控技术，机械和自动化设计。
从2003年至今，在国内外杂志和会议上发表多篇论文，其中EI收录3篇，发表英文2篇。
作为项目的主要负责人和主要研究人员已承担了多个项目的研究，其中：
1、完成广东省自然科学基金《FDK1500型数控玻璃雕刻机及数控玻璃雕刻生产远程信息交互与智能控制研究》获得广东省科学技术奖三等奖。
2、完成2003年广东省科技攻关项目《数控信息网络存储制造平台项目与可重构软硬件模块开发》，获得国家实用新型专利CN2763862。
3、完成2005年广东省科技攻关项目及广州市科技攻关项目《汽车斜坡起步辅助系统开发及应用》。
4、完成横向课题《高速数控牙刷植毛机控制装置》，并获得国家实用新型专利CN2634907。
5、与广州六维数控设备有限公司合作完成横向课题《基于NUMPower1020立式数控加工中心的研制》,现已形成系列产品出售。
6、与怀集汽车配件制造有限责任公司合作完成《气门生产线自动化改造》工程。
7、完成横向课题《DVD盒自动整形拆叠机》，目前已经进入批量生产阶段。
8、完成南海市新辉荣制辊厂11米磨床的数控化改造。
邓向阳：
学士，机械工程助理工程师，工业设计师，毕业于华南理工大学、机械工程学院，参与的项目包括核酸自动提取机的研制，荧光定量PCR仪的成果推广，LED光纤灯的设计，压铸机检测试验平台等。
王芳：
女，自动化机械高级工程师。
毕业于华南工学院机械制造工艺及设备自动化专业。
研究领域主要是自动化设备仪器的开发，其中对自动化生产线、专用设备、通用检测仪器、生物医疗检测仪器有丰富的研究、开发经验。
近五年已承担的项目课题组长共14项，主持或主要承担广州市纵向科技攻关项目12项，完成10项。
完成科研横向项目40项。
获广东省科委科技研究成果1项，获广州市科技成果项4项；获广州市科技进步三等奖2项；获市科技局科技进步二等奖1项；获市科技局科技进步三等奖1项；获中国仪器仪表学会科学技优秀产品奖1项；获国家实用新型专利1项；获国家发明专利2项。
发表学术论文多篇，其中：
1、完成2002年广州市引导项目计划2002Z3-E0201核酸自动提取机的研制；
2、完成广东省
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