1 沈阳飞机设计研究所, 沈阳 110000
2 北京航空航天大学,自动化科学与电气工程学院.飞行器控制一体化技术重点实验室
3 沈元学院, 北京 100000
4 北京航空航天大学,自动化科学与电气工程学院，飞行器控制一体化技术重点实验室
针对无人机自主空中加油过程中加油机、受油机会合编队问题, 基于Lyapunov导航向量场(LGVF)和一致性理论设计了一种编队控制方法。首先, 建立了无人机编队模型, 包括通信拓扑模型和编队几何模型, 并在此基础上定义了多无人机系统的协同变量; 接着, 设计了期望的加油轨迹, 并基于Lyapunov导航向量场方法设计了加油机(编队参考点)的飞行控制律; 然后, 根据加油机的位置、速度信息, 基于一致性理论设计了加、受油机会合编队控制方法, 并分析了该方法的稳定性; 最后, 进行了数字仿真,表明了所提方法的有效性。
自主空中加油 无人机编队 Lyapunov导航向量场 一致性理论 automated aerial refueling UAV formation Lyapunov guidance vector field consensus theory
红外与激光工程
2021, 50(12): 20210146
表面增强拉曼光谱(Surface Enhanced Raman Spectroscopy, SERS)技术与针尖增强拉曼光谱(Tip Enhanced Raman Spectroscopy, TERS)技术常用于解决电化学表面和界面上的问题, 研究细胞生物体系。利用表面等离子基元的效应, 通过设计特殊的纳米材料可以获得更高的信号增强效果。为了提高空间分辨率, 针尖增强拉曼技术利用针尖处高度局域的光电场, 可将空间分辨率推进到2~5 nm。另外, 通过发展单粒子的检测方法, 研究了单粒子的生长以及相互作用的过程。在材料表面, 可获得每一个位点的特征光谱, 实现了同时跟踪整个表面的反应以及变化。并通过该方法, 研究了微观粒子以及宏观表面化学反应中的区别和联系。随着SERS在灵敏度、选择性、重现性、时间和空间分辨率等方面的进一步提高, SERS将在生物和医学领域得到更重要的应用。
表面增强效应 细胞生物体系 电化学 针尖增强拉曼 定量检测 surface enhanced Raman spectroscopy cellular and biological systems electrochemistry tip enhanced Raman quantitative detection
西安空间无线电技术研究所，陕西 西安 710000
针对空间激光通信系统小型化设计的需求，提出了使用四象限探测器实现捕获与跟踪的方案。通过分析四象限探测器上光斑的位置分布，推导了三种光斑分布的4QD 捕获牵引模型，通过对4QD 光斑位置的解算以及与跟踪机构的精准标定，实现了4QD 的高精度跟踪。在实验室基于一台激光终端与系统测试平台，对四象限探测器的捕获与跟踪方案及性能进行了实验验证，测试结果表明，在实验室动态条件下，用4QD 作为捕获及跟踪探测器，捕获概率高达100%，跟踪精度优于3 μrad，验证了该方案的可行性，为激光终端小型化设计奠定了基础。
激光通信 四象限探测器 捕获与跟踪复用 optical communication four-quadrant detector acquisition and tracking multiplexing
厦门大学化学化工学院,固体表面物理化学国家重点实验室,能源材料化学协同创新中心,厦门,361005
金属纳米结构的表面等离激元共振效应能够显著提高金属对光的吸收。表面等离激元效应在金属表面产生增强电场的同时,产生大量的热和高于费米能级的热电子。这些效应可以极大的提高表面化学反应速率,甚至提高选择性,实现传统方法难以实现的反应。本文回顾了表面等离激元辅助反应中各种效应(包括光电场、热和热电子)对反应的作用,总结了高效表面等离激元辅助反应的原则。等离激元增强拉曼光谱由于具有既能通过表面等离激元引发反应,又能通过光谱观测反应的特点,因此在表征等离激元辅助反应方面具有独特的优势。最后从原位表征、界面调控和多外场协同等方面提出了展望。
表面等离激元 化学反应 等离激元增强拉曼光谱 surface plasmon chemical reactions plasmon-enhanced Raman spectroscopy
1 东莞理工学院 电子工程学院，广东 东莞 523808
2 华南理工大学 电子与信息学院，广州 510641
根据外光反馈半导体激光器及光纤传输方程，构建了基于光纤信道的开环全光混沌通信系统.考虑混沌调制和混沌键控两种信息加密方法，采用先进的校正相减解调法恢复信息，并且通过解调Q因子衡量系统性能.以不同次序排列单模光纤和色散补偿光纤构成4种结构的光纤信道，通过数值仿真分析信道结构对系统通信性能的影响.结果表明，为光纤信道保留少量的负累积色散有利于改善远程传输性能；两端补偿和中间补偿这两种对称结构的性能一致，对称结构优于非对称结构即预补偿和后补偿，适用于远程高速开环全光混沌通信.另外，无论光纤信道结构怎样，在远程高速激光混沌通信中混沌调制方法总是优于混沌键控方法.
混沌通信 光纤信道 外部光反馈 开环 Chaotic communication Fiber channel External feedback Open-loop
1 厦门大学材料学院生物材料系/生物医学工程研究中心, 厦门 361005
2 厦门大学化学化工学院化学系/固体表面物理化学国家重点实验室, 厦门 361005
采用盐酸羟胺种子生长法制备60 nm左右的粒径均一的金纳米粒子, 通过在ITO上修饰3-氨基丙基-三甲氧基硅烷(APTMS)对金纳米粒子进行组装, 得到组装密度较高、均一的表面增强拉曼光谱(SERS)基底; 采用等离子体清洗再用醋酸溶液浸泡除去氧化层的方法, 可获得干净的SERS基底, 这种方法与其它基底除杂方法相比更为简单、操作性强且信号只衰减了20%。
金纳米粒子 表面增强拉曼光谱 基底 除杂 gold nanoparticles surface-enhanced Raman spectroscopy substrates contaminants
1 中国科学院厦门城市环境研究所, 厦门 361021
2 厦门大学化学化工学院固体表面物理化学国家重点实验室化学系, 厦门 361005
腺嘌呤/金属体系中电荷转移(CT)增强机理的深入认识对理解单分子SERS和TERS中的巨大增强效应意义重大。受激发光波长的限制, 关于CT是否存在的实验证据目前还未见报道。本文在获得钯上UV-SERS的基础上, 借助紫外光激发的优势, 研究了腺嘌呤吸附在钯包金体系中的电荷转移增强机理。通过分析三个激发光波长下(325 nm、514.5 nm 和632.8 nm)的电位SERS 谱, 获得了峰值电位与激发光能量hv之间斜率为正的线性关系, 从实验上首次证实了腺嘌呤吸附在钯上的电荷转移增强机理, 电荷转移方向是从金属到分子。这对深入认识SM-SERS 或TERS 中腺嘌呤在金和银上的巨大增强效应起到了一定的指导作用。
电荷转移 SERS增强机理 腺嘌呤 钯 charge transfer SERS enhancement mechanism adenine Pd
1 厦门大学物理与机电工程学院, 福建 厦门 361005
2 厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室, 厦门大学化学化工学院, 福建 厦门 361005
通过合成一系列不同粒径(16～160 nm)的金纳米粒子, 观察到120～135 nm的金纳米粒子在632.8 nm波长激发下具有最高的SERS活性, 这与前人报道的电磁场理论及实验的结果不同。 利用三维时域有限差分法对金纳米粒子的SERS活性与其尺寸以及入射光波长的关系进行模拟计算。 在 632.8 nm激发线下, 金纳米粒子二聚体体系在粒径为110 nm左右具有最佳增强效应, 其光电场耦合最强的热点处的增强因子高达109。 考虑到体系的平均SERS增强因子通常会比最大值低约2个数量级, 计算得到的107的增强因子与实验测量值相符。 同时对目前实验上尚难以合成的大尺寸的金纳米粒子进行模拟, 结果表明受多极矩和大尺寸效应的影响在粒径220 nm时又出现SERS增强另一峰值。 在 325 nm的紫外激发线下, 计算得到的增强因子仅为102。
表面增强拉曼散射 金纳米粒子 三维时域有限差分法 Surface-enhanced Raman scattering(SERS) Au nanoparticles 3D-finite difference time domain(3D-FDTD) 光谱学与光谱分析
2009, 29(5): 1222
