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摘要

横向激励大气压(transversely excited atmospheric,TEA)CO2激光器的放电稳定性是决定该类型激光器应用效果的关键因素.通过对采用电感充放电电路的紫外预电离激光器的实验研究,得到了激光器放电动态过程的规律,并发现残余振荡是主放电后发生弧光放电的主要原因.实验中采用不同配比的气体,并对电感充放电电路与改进后的硅堆充放电电路进行了比较.实验结果表明:增加充电电感值可以降低主放电结束后储能电容上的残余电压;而采用硅堆放电电路在主放电后仅有相对幅值很低的稳定残压,两种方案都大幅度抑制了弧光放电的形成,有效地提高了激光单脉冲能量.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(06):697-700
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摘要

在阐述了用台阶法测量辐射成像系统扩展函数(SF)的原理基础上.针对该方法所产生的误差情况进行了分析.并对各种因素(如台阶与光轴的夹角、台阶与光轴的距离及台阶厚度等)的影响程度作了详细的对比,获得了测量系统扩展函数实验布局的指导原则.同时指出了在该类测量实验中应注意的问题.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(06):693-696
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摘要

介绍了高功率激光二极管不同模式的失效机理,分析了激光二极管不同的寿命测试方法;在冷却水温20℃和实际工作温度下分别对封装的激光器进行了寿命测试.根据试验结果得出退化率,推算出准连续二极管激光器在水温20℃,电流90A,占空比为10%(500Hz,200μs)时,平均激光工作寿命为2.19×109次脉冲;冷却水温35℃时,其平均激光工作寿命下降为1.65×109次脉冲.由实验结果分析得出,高功率激光器封装工艺中的焊料沉积和多层焊接技术,以及工作环境温度是影响激光器可靠性和寿命的关键因素.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(06):689-692
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摘要

对飞秒激光辐照下硅光电二极管损伤阈值进行了实验测量,对从ls到60fs不同脉宽激光辐照下硅光电二极管损伤阈值进行了讨论.实验数据表明,在ls到10ns脉宽范围内损伤所需能量密度近似而非严格地与脉宽的平方根成正比.信号分析表明硅光电二极管的损伤主要由热效应造成,而60fs激光辐照下的损伤阈值为0.1J/cm2,明显偏离普通温度分布预言的趋势.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(06):685-688
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摘要

利用双光束电子散斑干涉法(ESPI)对试件受热变形进行了实时观测,针对一次实验过程中得到的图片较多(300~500幅)的特点,在图像处理时摒弃了以往的手动识别等位移线的办法,用MATLAB语言编写了批处理程序,能够在采集的大量散斑图片中自动快速准确地标定等位移线.得到相应的位移和应变.并结合实时测量的温度值,获得了45钢和LY12铝合金在不同温升率下的热膨胀系数及其随温度的变化.实验结果表明,在涉及的温升率范围内,温升率的改变对材料热膨胀系数的影响不明显.材料的热膨胀系数随温度的升高略有上升.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(06):681-684
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摘要

阐述了正弦波速调管聚束理论及具体实现方法,给出了相应的计算公式.结合ns-200加速器的结构特点,运用该法确定了聚束装置的主要参数:聚束筒长度、等效漂移长度、聚束电压等,为ns-200加速器设计了聚束装置.将该装置安装于加速器,通过调试,获得了半宽为3.5ns的聚束脉冲,实现了纳秒脉冲运行方式.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(07):950-952
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摘要

研制了一种输出连续可调的脉冲恒压电源,该电源电压幅度为0~120V,脉宽为3~14μs,触发延迟时间为0~1μs.将其应用于等离子体辐射的软X射线总能量测量系统中,采用脉冲电源和差值法记录信号,通过分析发,实验中测到的电阻变化与电路中其它电阻无关,是X射线辐射导致镍薄膜电阻的变化引起的.测得的镍薄膜电阻的变化为4.47Ω,以此回推计算得Z-pinch等离子体源辐射的软X射线能量为63.3kJ.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(07):947-949
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摘要

利用现有2MeV直线感应注入器,通过改造,将其次级功率源和8个感应腔分成2组,使之交替工作,建立了一台双脉冲电子束源.二极管电压脉冲幅度达到1MeV,电子束脉冲持续时间为120ns,脉冲间隔可以根据需要在100~500ns间进行调节.实验结果表明:该双脉冲电子束源可以产生双脉冲电子束,其电压幅度差值小于2%,束流可达3kA,并且工作稳定,利用该装置可以进行多脉冲二极管物理和天鹅绒多脉冲发射特性实验研究.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(07):943-946
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摘要

试验束能提供不同种类、一定动量的单粒子束流.用三个多丝正比室做探测器,采用阴极感应电荷重心读出的方法,由单个多丝室对粒子击中点的二维坐标进行定位,粒子在三个室平面上的二维坐标经拟合后精确地描绘出北京正负电子对撞机试验束单粒子束流的径迹及入射方向.对阴极感应电荷重心读出的理论、实现方法及数据处理做了详细论述,并给出了实验结果.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(07):939-942
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摘要

对基于J.C.Martin经验公式的多层长渡越时间轴向绝缘堆的闪络概率分析方法进行了分析与总结.在对比各种类似分析方法优劣的基础上,提出了一种较为成熟的针对多层长渡越时间轴向绝缘堆的闪络概率分析方法,为类似绝缘堆结构的设计提供了理论依据.同时,对其中的不确定因素和存在的问题也进行了较为详细的分析和讨论,为闪络概率分析方法的进一步完善奠定了基础.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(07):934-938
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摘要

以2.856GHz频率上相位控制达到±2°为目标,阐述北京正负电子对撞机重大改造工程注入器相控系统设计思路,提出相应的系统实现结构.在分析相控过程的基础上,分解系统指标,把它作为相控系统详细设计和关键部件测试的依据.最后,针对相位测量这一关键问题,给出了具体的实现方法.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(07):927-933
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摘要

应用高功率微波大气传输机理和等离子体物理理论,提出了一种新概念天线等离子体有源透镜天线.简要概述了其实现方法,并对其反射、透射、吸收、工作带宽和最佳工作频率等特性参数进行了分析与计算.该天线根据需要可聚束HPM工作波,也可将外来入侵的HPM波聚束后发送回原处,可形成空间有源滤波等器件.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(07):923-926
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摘要

在2维小信号模型的基础上,分析了均匀和周期永久聚焦磁场对抑制返波自激振荡的影响.研究结果表明:改变聚焦磁场的幅值或周期来增加起振长度是可能的, 而且不会改变基波的互作用条件.与此同时,对起振长度、初始非同步速度参量随皮尔斯增益参量、空间电荷参量、损耗参量等的变化,以及在超宽带行波管中当存在两个或多个角向非对称空间谐波时,起振长度、初始非同步速度参量随周期永久聚焦磁场的变化进行了研究.优化设计聚焦磁场、电子注和螺旋线慢波系统的参量可以对螺旋线行波管的稳定性分析提供必要的依据.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(07):918-922
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摘要

根据行波管内微波信号在输能装置和切断衰减器处两个不连续性之间来回反射的物理现象,建立行波管输出段的简易网络串模型,并对行波管输出段传输特性参数的幅频特性、相频特性进行计算分析.结果表明:输能装置和切断衰减器的不连续性是造成幅相一致性行波管相位不可补偿的重要因素之一.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(07):915-917
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摘要

应用模糊神经网络预测了电子器件失效阈值随高功率微波参数的变化关系.结合电子器件实验数据较少的情况,提出用可能性理论估计器件失效可能性分布的评估方法;结合模糊神经网络的学习预测能力,得到电子器件失效的可能性分布;并将可能性分布和用信息扩散估计方法得到的概率分布进行了比较,前者能够更好地利用实验数据估计器件失效的可能性.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(07):909-914
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摘要

爆磁压缩发生器产生脉冲高电压技术可以用于产生高功率微波及强电磁脉冲的实验研究.给出了利用螺旋型爆磁压缩发生器(HEMG)驱动电爆炸丝功率调节系统产生高功率脉冲高电压的实验方法和主要的结果.在利用HEMG驱动电爆炸丝断路开关(EEOS)产生脉冲高电压实验中,获得了最高电压700~800kV,功率大于20GW的脉冲输出.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(07):905-908
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摘要

利用简单的理论和电路模拟的方法,分析了爆磁压缩发生器或电容器通过变压器对脉冲形成线充电过程中的预脉冲现象.研究表明由变压器副边电感和脉冲形成线电容构成的回路充电频率和接地电感的大小是影响预脉冲电压幅值的主要因素.由于接地电感的引入带来的高频寄生振荡不会引起预脉冲幅值的变化.在通过变压器对脉冲形成线充电的方案中,由于回路充电频率低,预脉冲电压幅值很小,只有kV量级.在电容器通过变压器为脉冲形成线充电的脉冲功率调制器中,将预脉冲开关去掉进行了实验,并与有预脉冲开关的情况进行了对比,结果发现无预脉冲开关的情况下,不影响二极管的正常工作和产生电子束的质量.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(07):900-904
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摘要

与传统时域有限差分算法相比,采用以伪谱方法离散Maxwell微分方程为基础的时域伪谱(PSTD)算法计算大的电尺度电磁场时域问题,将大大提高计算效率,降低内存需求.为了拓宽PSTD算法的应用,近年来,基于网格插值方法的非均匀时域伪谱算法得到了发展.研究的重点是算法中非均匀网格技术的实现及其在时域瞬态脉冲电磁场模拟和高功率超宽带脉冲技术方面的应用.以高斯脉冲为激励源,用该算法计算了多层介质的反射和透射,并通过超宽带脉冲穿墙实验对这一方法的应用进行了验证.模拟和实验结果具有较好的一致性.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(07):895-899
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摘要

通过选择适当电子初始的横纵向速度比,并引进坡度磁场的方法,来提高同轴腔电子回旋微波激射器效率.非线性模拟表明,用这种办法可以将德国卡尔斯鲁研究中心研制的同轴腔电子回旋微波激射振荡器的实验效率,从26.7%提高到31.5%.这种效率放大的物理机制是:坡度磁场改变了相对论电子的运动条件,有效地改善了波束互作用过程中电子的群聚状态,使电子束有更多的动能转换为电磁能,从而提高了电子束的换能效率.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(07):891-894
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摘要

从非线性光学的耦合波理论出发,结合流体力学的连续性方程,建立了光学元件中窄带泵浦的横向受激布里渊散射的二维理论模型,并在此基础上,利用数值模拟考察泵浦光带宽增加对受激散射过程的影响.研究表明:在一定的条件下,当泵浦光带宽略大于布里渊线宽时,受激散射过程的Stokes增益将显著降低;带宽越大,Stokes增益降低得越多;当带宽大于20GHz时,可以抑制横向受激布里渊散射带来的不良影响.另外,当带宽一定时,调制频率的改变也会影响受激散射过程,可以通过数值模拟确定最佳的调制频率.

PDF全文强激光与粒子束 | 2004,16(07):887-890
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摘要

对文物的保护和修复是一项覆盖考古、物理、化学及生物等多学科交叉的工作,利用各种科技手段无损地表达文物的历史意义一直是文保工作者的发展方向。太赫兹作为近二十多年来的新兴学科,被广泛应用于各个领域,例如安检、药品质量监督和半导体等,尝试将太赫兹应用到文保领域也是近年来的研究热点。主要讲述太赫兹飞行时间成像在漆器盒子样品上的应用。实验结果表明,研究的漆器盒子样品具有至少两层结构,胎体是木质材料,在木质材料的表面涂漆并在上面描绘不同的图案,达到装饰的目的。并且可以通过太赫兹飞行时间成像检测漆盒中的胎体也就是木质结构内部是否存在损坏。

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摘要

为了克服迭代最近点(ICP)算法鲁棒性差、配准精度低的问题,提出了一种改进的基于快速点特征直方图(FPFH)的ICP点云配准算法。首先,基于改进内部形态描述子和法向矢量角的变化来提取点云特征;其次,使用指数函数优化欧氏距离,并将优化的欧氏距离作为FPFH算法的权重系数,用于特征点描述,从而保证利用初始对齐估计得到更准确的点云位置;然后使用双重约束和单位四元数算法完成初始配准;最后,给ICP算法构建双向k维树,并使用点对的欧氏距离与最大欧氏距离的比值来计算每个点对的权重,将权重作为ICP迭代误差函数的加权系数,以减少迭代时间并减少不良对应关系在配准中的影响。实验结果表明,本文算法的配准精度较ICP算法提高2~6个量级,并且具有更强的鲁棒性。

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摘要

针对暗通道和线性变换算法的局限性,提出了一种基于改进线性变换的迭代优化去雾算法。首先,从最小颜色分量出发,建立大气耗散函数与最小颜色分量的自适应线性变换模型,以获得介质传输率的初始估计;然后,针对雾图中明亮区域的介质传输率进行自适应修正;其次,使用Kirsch和Laplacian算子构成的高阶滤波器进行迭代处理,得到最优介质传输率;最后,将优化后的介质传输率和基于四叉树子块搜索法获得的大气光值代入大气散射模型,得到复原图像。实验结果表明,本算法能恢复出清晰、自然的图像,对单幅图像的去雾效果较好。

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摘要

为了提高入侵检测系统的准确率,提出一种基于乌鸦搜索算法的反向传播(CSA-BP)神经网络模型。BP神经网络是解决非线性问题的重要方法,但是其预测能力容易受到初始参数的影响。针对这一问题,将相对百分误差作为模型的目标函数,通过乌鸦搜索算法极强的全局搜索能力找到最优权值和阈值。然后,利用5组标准的数据集对CSA-BP模型进行验证。最后,将CSA-BP算法用于入侵检测系统,结果表明,该算法使入侵检测系统准确率更高,达到了96.6%,且加快了收敛速度。

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摘要

天文导航中星点的定位精度至关重要,会影响天文导航的精度。传统的基于线性插值的星图分辨率提高方法是直接利用线性关系来计算插入的灰度值,但忽略了原函数自身的变化特征。针对星点的成像特征,提出了一种基于改进线性插值的星点定位方法。首先建立星点的成像模型并推导出一维模型,求取二阶导数以获得凹凸分界点,然后给出改进线性插值的权值因子的计算方法,进而完成星点的定位。仿真结果表明,与传统方法相比,所提方法的平均偏离误差降低了15.4%,能够有效地提取星点中心。

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摘要

氨选择性催化还原(NH3-SCR)技术需要进一步研发在相对较低温度(<300 ℃)下具有良好催化活性、高稳定性及环境友好的脱硝催化材料。本工作采用草酸共沉淀法制备Mn-Fe-O催化材料, 并对其进行不同含量CeO2修饰, 用于低温NH3-SCR脱硝催化反应。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)、程序升温还原或脱附(H2-TPR、NH3-TPD)等手段对催化剂进行了表征。催化结果表明, 在相同反应条件下适量CeO2修饰后的Mn-Fe-O样品比纯Mn-Fe-O表现出更优异的NH3-SCR脱硝催化性能, 在80 ℃时NO转化率在95%以上, 且具有较高的N2选择性。CeO2修饰提高了Mn-Fe-O氧化物表面的Fe 3+、Mn 3+和Mn 4+含量及表面酸性位点数量, 从而有助于NH3的吸附及催化反应的进行, 并且Fe 2+/Fe 3+、Mn 2+/Mn 3+/Mn 4+以及Ce 3+/Ce 4+电子对之间的相互氧化还原反应提高了催化剂的氧化还原能力及稳定性。

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摘要

等离子体与催化材料协同作用CO2甲烷化反应为CO2再利用提供了可能, 但催化材料的制备方法对其结构和性能有重要影响。本研究以等体积浸渍法制备的Ru/γ-Al2O3为催化材料前驱体, 分别采取H2大气压冷等离子体还原和H2热还原方法制备Ru/γ-Al2O3-P和Ru/γ-Al2O3-T催化材料。考察两种方法制备Ru/γ-Al2O3催化材料与大气压冷等离子体共同作用下CO2甲烷化反应中的催化活性, 并采用不同测试方法研究制备方法对Ru/γ-Al2O3结构的影响, 分析影响Ru/γ-Al2O3催化活性的结构因素, 进而探究了Ru/γ-Al2O3-P和Ru/γ-Al2O3-T催化材料的制备机理。研究结果表明: 载体γ-Al2O3与大气压等离子体共同作用下CO2转化率为24.8%, 主要产物是CO; Ru/γ-Al2O3与大气压等离子体共同作用下的主要产物是甲烷。Ru/γ-Al2O3-T和Ru/γ-Al2O3-P催化材料的CO2转化率分别为66.9%和77.3%。Ru/γ-Al2O3-P较高的催化活性源于其表面Ru还原程度高、Ru/Al原子比高以及Ru单质在载体γ-Al2O3上分散性较好且粒径较小, 说明采用大气压H2冷等离子体技术可制备高活性的负载型金属催化材料。

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摘要

采用改进的坩埚下降法成功生长了Ce 3+/Yb 3+离子双掺杂LiLuF4单晶, Ce 3+的初始离子掺杂浓度为0.1mol%, Yb 3+离子浓度从0变化到2.0mol%。在波长291 nm激发时观察到Yb 3+在1020 nm( 2F5/22F7/2)附近的强近红外发射以及Ce 3+在300~350 nm(5d→4f)的紫外发射。通过吸收光谱、荧光光谱研究了Yb 3+离子掺杂浓度对Ce 3+/Yb 3+共掺杂LiLuF4单晶光谱性质的影响及Ce 3+到Yb 3+离子的能量转移机理。通过变温光谱的研究发现, 当环境温度从298 K增加到443 K时, 其荧光发射强度不断降低。Ce 3+/Yb 3+共掺杂LiLuF4单晶发光波长主要位于紫外和近红外, 这种独特的发光属性可望用于防伪技术和公共安全事务中。

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摘要

LED具有高效、节能和环保等优势, 广泛应用于照明领域, 提高LED的发光效率一直是该领域的研究难点与热点。为了降低GaN材料与空气界面的全反射现象, 提高光提取效率, 本研究探讨了类阳极氧化铝AAO(Anodic aluminum oxide)纳米结构LED器件的制备和性能。通过电感耦合等离子体(Inductively coupled plasma, ICP)刻蚀工艺的调控, 在p-GaN层表面制备了大面积有序孔洞纳米结构阵列, 可获得孔径250~500 nm, 孔深50~150 nm的准光子晶体结构, 从而大幅提高了LED的发光强度, 其中孔径400 nm、深度150 nm的纳米阵列LED相比于没有纳米阵列的LED发光强度提高达3.5倍。

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摘要

本研究利用固相反应法合成了一系列镧取代LaxSr2-3x/2Fe1.5Ni0.1Mo0.4O6-δ (LaxSFNM, x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)钙钛矿陶瓷材料, 并研究其作为固体氧化物燃料电池阳极的电化学性能。X射线衍射(XRD)测试表明合成的粉末具有立方钙钛矿结构。在高温下利用氢气还原LaxSFNM样品, 发现其晶粒表面析出纳米尺度的Fe-Ni合金颗粒, 并且偏析纳米颗粒的密度随着La 3+掺杂量的增加而显著降低。在对称电池阻抗测试中, 随着La 3+掺杂量的增加, 阳极极化阻抗逐渐降低, 掺入量为0.3时阻抗达到最小值。La0.3SFNM对称电池在750 ℃下极化阻抗仅为0.16 W?cm 2, 进一步增加掺杂量时, La0.4SFNM对称电池极化阻抗增加至0.17 W?cm 2。La0.3SFNM材料良好的电极反应催化活性源于适当分布的Fe-Ni合金纳米偏析颗粒与LaxSFNM陶瓷基体的共同作用。利用流延法制备一系列以LaxSFNM为阳极、SmBa0.5Sr0.5Co2O6为阴极、LSGM为电解质的单电池, 使用氢气作为燃料时, La 3+掺杂量x=0.3的单电池表现出最高的功率密度, 在750、650和550 ℃时峰值功率密度可达1.26、0.90和0.52 W·cm -2。上述结果表明, La0.3Sr1.55Fe1.5Ni0.1Mo0.4O6-δ可以用作高性能SOFC阳极催化剂。

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摘要

本研究报道了一种简便的封装热解同步沉积方法, 并可控地制备了直径和壳厚度可调的中空碳球。该方法通过在密闭的二氧化硅壳中热解和同步沉积过程, 将广泛用作牺牲硬模板的聚苯乙烯球转化为碳。实现了聚苯乙烯在致密的二氧化硅壳中通过热解和沉积过程转化为碳, 无需任何交联剂和催化剂, 减少了操作步骤和降低了生产成本。所获得的中空碳球显示出均匀的球形形态, 具有可调节的颗粒尺寸(190~1600 nm)和良好控制的介孔结构。此外, 通过改变二氧化硅前体的用量, 获得具有精确调节的厚度(4.5~13.5 nm)的碳材料。所得的样品具有头孢氨苄吸附作用, 显示出良好的应用前景。此外, 这种合成策略为碳材料生产提供了一种有效的途径, 有助于其商业应用。

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摘要

以牡蛎壳为原材料, 通过水热法制备了碳酸钙(CaCO3)/羟基磷灰石(HA)复合材料, 拟达到降低HA生产成本并改善其降解性能的目的。通过物相分析和SEM、TEM观察发现制得的CaCO3/HA复合材料呈现片层状, 其微观形貌呈现纳米颗粒状。实验通过控制钙、磷元素的投料比例制备了HA含量为20%、40%、60%的三种CaCO3/HA复合材料(20%HA、40%HA、60%HA), 通过ICP测试计算得出HA的实际含量为17.52%、34.30%、43.24%。随着HA含量的增加, CaCO3/HA复合材料的比表面积和热稳定性显著提升。体外降解实验结果表明, 三种不同HA含量的复合材料在PBS模拟体液中14 d的降解率分别为15.2%, 12.0%和10.8%, 降解率随HA比例的增高而降低。这些结果表明: 水热法合成CaCO3/HA复合材料可通过钙、磷元素的投料比例来调控HA的转化率, 进而调控CaCO3/HA复合材料的降解速率, 实现其在骨科领域的潜在应用。

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摘要

采用层次聚类及基于改进遗传算法的无监督模式识别方法, 对2D-C/SiC复合材料常温拉伸试验过程的声发射数据进行分析, 结合试样断口的扫描电镜(SEM)照片, 得到拉伸过程中5类损伤模式及其典型声发射特征参数。通过对各类损伤的能量分布、累计事件数和累计能量的分析, 研究C/SiC复合材料的损伤演化过程, 发现其过程可分为基体微裂纹和界面失效为主的初始损伤阶段、基体微裂纹停滞导致层间剥离及纤维失效占主导地位的裂纹饱和阶段、基体长裂纹和界面失效为主的损伤积累发展阶段和纤维束大量失效的宏观断裂阶段。

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摘要

以乙醇和甲烷为前驱体, 采用化学气相渗透工艺制备了三维五向编织C/C复合材料。利用偏光显微技术分析了复合材料的微观结构, 考察了复合材料的静态弯曲性能和疲劳行为, 研究了不同循环加载周期对复合材料弯曲强度和力学行为的影响。结果表明: 采用混合前驱体可成功制备高织构3D C/C复合材料, 材料的平均弯曲强度为379.2 MPa, 其疲劳极限为静态弯曲载荷的80.3%。加载循环应力后, C/C复合材料的弯曲强度在不同周次均有所提升, 循环10 5周后弯曲强度的增幅达16.8%。材料弯曲承载时的“屈服区”随着循环次数的增加出现先增大后减小的变化趋势, 这与材料疲劳过程中纤维与基体、基体与基体的结合状态有关。

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摘要

乙烯是果蔬采摘后腐烂变质的主要因素, 如何减少或去除果蔬贮藏过程中释放的乙烯, 是果蔬保鲜领域亟待解决的问题。本工作采用溶胶-凝胶法制备了一系列金属泡沫镍网负载TiO2/WO3薄膜催化剂, 采用不同手段对样品进行表征分析, 并以此薄膜为催化剂, 考察紫外光下乙烯催化降解性能。结果表明: TiO2/WO3成功负载在泡沫镍网表面。TiO2与WO3复合后形成了异质结, 抑制了电子-空穴对的复合, 样品的禁带宽度减小, 吸光度增强, 光催化性能提升。TiO2/WO3在紫外光下展现出良好的光催化活性和光催化稳定性, 当WO3占TiO2质量百分数为6%时, 光催化活性最高, 光催化乙烯速率常数为0.0332 min -1, 是TiO2的9.48倍, 但是过量的WO3会成为电子-空穴的复合中心, 降低光催化活性。研究还对紫外光下泡沫镍网负载TiO2/WO3薄膜的光催化降解乙烯机理进行了探讨。

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摘要

采用真空电弧熔炼和均匀化退火制备La0.3Y0.7Ni3.4-xMnxAl0.1(x=0~0.5)储氢合金, 采用不同方法系统研究了Mn元素对合金微观结构、储氢和电化学性能的影响规律和作用。结果表明, 退火合金微观组织与Mn含量关系密切, 提高Mn含量有利于合金组织形成Ce2Ni7型相, 当x≥0.3时, 合金形成Ce2Ni7型结构单相组织。随Mn含量增加, Ce2Ni7型主相晶胞参数ac及晶胞体积V均依次增大, 导致合金吸氢平台压从0.079 MPa降至0.017 MPa, 储氢量达到1.268wt%~1.367wt%。添加Mn元素能显著改善合金的电化学性能, x=0.1的合金电极的放电容量最高(390.4 mAh·g -1); x=0.15和0.5的合金电极的容量保持率S100分别为86.1%和88.5%, 具有较好的循环稳定性。上述合金电极的高倍率放电性能HRD900为71.53%~87.73%。分析结果表明, 合金电极反应动力学过程由电极/溶液界面的电子转移与体相中的氢原子扩散共同控制。

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摘要

半导体光催化技术具有低能耗和环境友好等优点, 在众多氮氧化物去除技术中具有较大的发展潜力。本研究在室温下成功制备了碳酸氧铋(Bi2O2CO3, BOC)/聚吡咯(PPy)光催化剂, 并在可见光下对一氧化氮(NO)进行光催化氧化去除。可见光催化NO氧化性能测试结果表明, BOC复合PPy之后, 其NO去除率从9.4%提高到20.4%, 毒副产物NO2的生成率从2%降到接近零。这是因为在BOC和PPy界面氢键作用下, 在BOC和PPy界面形成了氧空位。光电流和交流阻抗测试表明氧空位的形成改善了BOC光生载流子分离和迁移过程, 从而提高其光催化活性。此外, BOC/PPy光催化氧化NO机理分析表明, 氧空位促进O2生成更多的?O2-, 进而与?OH共同作用, 提高BOC的NO氧化反应活性和安全性。

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摘要

采用自组装及热处理方法合成α-MoC1-x纳米晶富集的纳米碳球(α-MoC1-x/CNS), 并将其涂覆在商用聚丙烯隔膜上, 对隔膜实现了界面修饰。电化学性能显示, 与普通的聚丙烯隔膜相比, 采用修饰的α-MoC1-x/CNS-PP隔膜组装的锂硫电池的循环稳定性和倍率性能均得到明显提升, 在0.5C条件下, 电池首周放电比容量提升至1129.7 mAh/g, 经过100周充放电循环后, 电池仍具有855.5 mAh/g的放电比容量, 且在此循环过程中, 库伦效率始终大于98%。在自放电测试中, 电池经过48 h静置后的容量损失率仅为7.7%。结合α-MoC1-x/CNS的微观形貌及XPS分析可知, 在锂硫电池充放电过程中, α-MoC1-x/CNS修饰层有效地阻挡了多硫化锂向负极侧的扩散迁移, 且当α-MoC1-x与多硫离子接触时能产生Mo-S键、硫代和连多硫酸根产物, 进一步巩固了活性物质被约束的程度, 从而使电池性能得到提升。

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摘要

第三代SiC纤维具有近化学计量比的元素组成和高结晶致密的特性, 与第一、第二代SiC纤维相比, 在耐高温、抗氧化、抗蠕变及抗辐射等性能上均有明显的提升, 因此在工程应用上尤其在核能领域拥有更明显的优势和更广阔的前景。本文对第三代SiC纤维的制备工艺、性能特点进行了介绍和比较, 综述了第三代SiC纤维在核能领域的应用, 并对其发展前景进行了展望。

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摘要

智能场致变色材料是一类能在外场(电场、温度、光照、气氛)刺激下发生可逆光学变化的物质群。其中, 电致变色材料因其调节幅度大、响应速率快、着色效率高和循环稳定性好等特点,有望在智能窗、屏幕显示和多功能储能器件等领域得到广泛应用。相较于半固态电致变色器件难于封装以及有机电致变色材料易于变性失效, 无机全固态电致变色材料及其器件具有更好的综合应用性。本文聚焦典型无机全固态电致变色材料与器件, 综述了当前电致变色器件各结构层的制备途径, 并对比了其优劣性, 详细介绍了主要的电致变色备选材料及其关键性能评价指标, 并阐释了几种代表性电致变色器件的作用原理, 提出了使用兼具高透光率、低面电阻以及优异抗弯折性的透明柔性电极替代传统的刚性衬底以实现多场响应器件的应用拓展。最后, 从性能瓶颈、工艺难点及产业化机遇的角度对无机全固态电致变色器件的应用前景进行了展望, 为电致变色产业化进程提供了借鉴。

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摘要

纳米线连接为高性能微纳器件的组装和应用提供了技术手段,但由于现有的连接方式对于能量输入的空间精度和外部环境要求较高,其工艺窗口较窄。本文研究了以氧化石墨烯作为中间连接层的纳米线连接方式,通过干法转移制备了碳化硅(SiC)纳米线-氧化石墨烯(GO)薄膜-SiC纳米线的结构,并通过飞秒激光辐照还原氧化石墨烯,降低了SiC和GO之间势垒,通过层内导电与层间导电的方式形成更宽的载流子通道,从而显著提

PDF全文 中国激光 | 2021,48(08):080207
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摘要

柔性纳米多孔金属材料在柔性传感、柔性储能等领域具有巨大的应用前景。采用脱合金法、等离子体烧结法、热压法制备的纳米多孔金属材料,具有较高的杨氏模量和屈服强度,不能满足柔性器件的发展需求。为了解决该问题,本文采用高峰值功率的飞秒激光辐照具有良好柔韧性、导电性和抗氧化性银(Ag)纳米线的方法来制备柔性纳米多孔Ag材料。采用纳米压痕仪测试了柔性纳米多孔Ag材料的力学性能,实验结果表明,柔性纳

PDF全文 中国激光 | 2021,48(08):080209
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摘要

一维纳米材料在在微/纳机电系统、柔性透明导电器件、传感器等领域具有广泛的应用前景。如何将一维纳米材料装配至指定位置,然后以特定姿态与纳观或宏观材料形成连接,是纳米结构实现功能化、器件化的关键技术。本文结合一维纳米材料的位姿调控方法和激光连接技术,详细阐述了激光连接一维纳米材料领域的新进展,重点介绍了各种纳米操作技术的原理与特点。

PDF全文 中国激光 | 2021,48(08):080203
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摘要

纳米操作技术是实现纳米材料位移、排布、形变等操作的关键方法,也是一种“自下而上”进行具有优异性能的纳米结构及纳米电路制造的重要技术手段,同时为新型纳米器件的研发提供了新思路。本文主要对基于扫描探针显微镜、电子显微镜的操作方法以及光镊技术的研究进展进行了介绍及总结。简单阐述了三种操作方法的基本原理及特点,在此基础上分析了不同操作方法存在的问题,并介绍了几种典型的操作系统、操作策略

PDF全文 中国激光 | 2021,48(08):0802018
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摘要

硬脆和复杂结构材料上的微孔加工是超快激光的主要应用之一。超快激光微孔加工的质量和加工效率受单脉冲能量、频率、脉宽、偏振等光束特性以及加工方式、被加工材料和辅助方式等多个因素的综合影响。不同的工艺参数组合将导致不同的圆度、锥度、微裂纹、侧壁和孔边缘表面质量,对工艺参数的研究是超快激光微孔加工的核心问题之一。本文从光束特性、加工及辅助方式、材料特性等方面综述了目前文献中关于超快激光

PDF全文 中国激光 | 2021,48(08):0802013
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摘要

采用脉冲激光沉积方法在待连接母材表面沉积制备无有机物的银微纳颗粒复合薄膜,用该薄膜作为中间层低温烧结连接SiC芯片与金属化陶瓷基板。将连接接头置于大气、真空及氧气含量可控环境进行300 ℃高温存储试验,系统研究了保温环境对接头多孔连接层的组织演变和性能影响规律。结果表明:保温2000 h 以内接头室温剪切强度均高于20 MPa且明显高于美国军标。大气环境保温0-400 h期间连接层内部孔隙逐渐聚集并导致

PDF全文 中国激光 | 2021,48(08):0802015
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摘要

研究了金属-氧化物异质材料纳连接过程中的飞秒激光能量输入特征,实现了纳米材料的快速低损伤互连的同时,保证了器件功能的完整性。针对Pt-TiO2跨尺度互连结构,研究了纳米连接对其电学性能调控的影响。试验结果表明:当入射光能量密度为5.02mJ/cm2时,纳米线与电极接触区域形成具有稳定结合强度的互连接头。模拟结果显示,飞秒激光辐照一侧产生局部“热点”,增强了接头区域的光学吸收。互连接头的形成,降低

PDF全文 中国激光 | 2021,48(08):080204
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摘要

我国航空、航天等领域的发展推动着全光通信、光信息处理等技术的不断革新。光波导器件作为关键一环,其制备策略对性能的影响至关重要。超快激光作为一种新型的激光光源,具有极高的能量密度和极短的脉宽。这些特性使得超快激光加工后几乎无热影响区、重铸层等缺陷残留。将超快激光应用于制备光波导器件已成为工业界研究的热门领域之一。本文首先阐述了超快激光与波导材料的微观作用机理。针对国内外学者利用超

PDF全文 中国激光 | 2021,48(08):0802020
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摘要

纳米Ag烧结技术能够实现低温连接、高温服役,同时具有优异的导电、导热性能,缺点是非常容易发生电化学迁移。本研究采用脉冲激光沉积成功制备了完全互溶的Ag-10wt.%Pd纳米合金作为封装互连材料,旨在提高纳米颗粒烧结层抗电化学迁移能力,同时保持纳米颗粒低温烧结的特性。研究表明,采用Ag-Pd纳米合金烧结连接SiC芯片及镀银直接覆铜基板(DBC),250℃即可实现21.89MPa的剪切强度,达到美国军标MIL-STD-883K

PDF全文 中国激光 | 2021,48(08):0802014
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摘要

电子产业的快速发展使其封装面临了新的问题和挑战,功率密度的不断提高和应用领域的不断拓展要求电子器件具有更高的服役温度。纳米金属颗粒焊膏凭借其优越的电热性能和“低温连接,高温服役”的特点已成为电子封装连接材料的重要发展方向。本文从纳米金属颗粒焊膏的烧结机理、组成成分、技术工艺发展过程等方面阐述了近年来焊膏烧结技术的发展情况,讨论了现有国内外研究的优势和不足,并结合烧结后接头的可靠

PDF全文 中国激光 | 2021,48(08):0802011
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摘要

随着新型材料特别是纳米材料在柔性多功能微纳光电子器件的广泛研究与应用,实现低维度下高质量材料互连成为了微纳器件高性能制造的关键。而针对纳米材料自身的尺度及结构限制,传统宏、微尺度下的材料互连技术将难以实现在微纳空间上对输入能量的高精度控制,从而降低连接过程中的材料损伤。本文对基于光激励下表面等离子激元效应的超快激光纳连接技术进行了综述,分析了激光-材料相互作用过程中的等离子激元

PDF全文 中国激光 | 2021,48(08):080201
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摘要

电性能优良且成本低廉的铜微纳结构在柔性电子领域中展现出广阔的应用前景。激光直写因其快速灵活和可控性高等优势,成为铜微纳结构的高效加工方法之一。本文首先概述了微纳结构激光加工的技术特点,随后针对激光直写铜微纳结构展开论述。重点分析了前驱体成分及激光工艺参数对铜微/纳观结构及电性能的影响,探讨了激光直写在铜微纳结构可控制备中的优势。列举了所得结构在柔性电子器件制造中的典型应用场景,

PDF全文 中国激光 | 2021,48(08):0802012
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摘要

为了使半导体激光器输出高功率和高光束质量的激光,垂直外腔面发射激光器(VECSEL)应运而生。本文通过对激光器谐振腔的计算,结合实验估算了VECSEL中增益芯片的热焦距。同时首次报道了增益芯片的荧光光谱随观测角度而变化的现象,并提出了通过观测增益芯片在不同角度下的荧光光谱来直接估计VECSEL的调谐范围的方法。

PDF全文 中国激光 | 2021,48(05):0501020
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摘要

针对自发布里渊散射信号微弱、系统信噪比低,导致系统传输距离短这一问题,提出了一种基于提升小波阈值联合累加平均降噪的方案,以提高系统的测量距离。理论分析了自发布里渊散射信号特征,选择了合适的小波基、分解层数、阈值规则和阈值函数。搭建实验平台,对所提方案的有效性进行了验证,并与仅累加平均降噪和累加平均联合传统小波阈值降噪的结果进行了对比。结果表明,相比仅累加平均降噪法,本文提出的累

PDF全文 中国激光 | 2021,48(15):150601
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摘要

针对传统的道路测量方法存在效率低、安全性差,且无法快速直接的获取井盖病害信息的问题,本文提出了一种结合三维激光点云的井盖病害检测方法。通过分析点云数据中路面井盖的空间分布特征和强度反射特性,首先设计了梯度和布料模拟滤波(Cloth Simulation Filter,CSF)组合算法提取地面点后生成强度图像,然后通过自适应阈值对强度图像进行二值化,在此基础上用限制参数的Hough圆检测方法定位井盖位置,实现

PDF全文 中国激光 | 2021,48(16):160401
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摘要

氧化石墨烯的还原与表面结构化有助于提升传感器、储能器等微型电子器件的性能。相比于其他工艺手段,采用飞秒激光辐照方法可以快速实现氧化石墨烯的同步还原和表面纳结构成型。本文首次对比了1030nm和257nm两种飞秒激光波长辐照下氧化石墨烯的形貌与结构特征,发现1030nm激光辐照产生的条纹周期纳结构主要由入射激光与表面等离激元干涉作用而形成,257nm激光辐照产生的沟槽微纳结构主要归因于光化学作用。通过

PDF全文 中国激光 | 2021,48(08):0802022
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摘要

实现纳米材料焊接的纳米连接技术不仅是研制高性能纳米器件的关键,也是“自下而上”进行纳米结构制造的重要手段,决定着新一代纳米器件的性能及可靠性。其中,纳米钎焊技术对焊接母材损伤小,可以连接同种或不同种类的纳米材料,并获得优异的力学及电学性能,是纳米连接技术的重要发展方向。本文基于分子动力学对激光辐照导致的纳米颗粒钎料熔融过程进行仿真分析。通过建立SiO2基底上单个、双银纳米颗粒的原子

PDF全文 中国激光 | 2021,48(08):0802025
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摘要

针对去雾问题中的偏色及去雾不彻底等问题,提出一种基于雾度分布与自适应线性衰减的图像去雾算法。根据雾气特征,建立一种基于亮度,饱和度信息与纹理特征的雾气分布模型。从雾天图像退化本质出发,利用雾气浓度与透射率呈负相关的特性,提出一种自适应线性衰减模型以完成清晰图像最小通道的估计,进而得到透射率。根据大气光仅能反映亮度信息的特性,利用雾度分布对局部大气光进行改进,并结合大气散射模型得

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摘要

论文对混沌激光在放大过程中的随机特性进行了实验研究。混沌激光光源采用环形腔结构,利用光纤中的非线性克尔效应使激光进入混沌状态。通过控制抽运源电流实现不同功率的混沌激光,利用掺镱光纤放大器分别进行放大,采用排列熵、偏度和峰度定量分析混沌激光在放大过程中的随机特性变化。研究结果表明:混沌激光在放大过程中的排列熵随放大抽运电流的增加而减小并趋于一个稳定的值。在排列熵相近时,从时域信号

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摘要

本文利用简单的蘸取技术和紫外光固化技术将锥形聚合物波导结构与光纤集成制备高灵敏的光纤温度传感探头。实验结果表明,该结构在低温时的温度灵敏度为123.6pm/℃,随着温度升高,其灵敏度成非线性趋势增加。这里我们制备的聚合物波导沿轴向尺寸为300μm,径向的最小尺寸仅2μm。由于超紧凑的结构,所以该传感探头可以真正实现环境温度的点探测。并且提出的探头具有较好的温度响应特性、生物兼容性,以及可实现

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