Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 Nanhu Laser Laboratory, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
Radio frequency/microwave-directed energy sources using wide bandgap SiC photoconductive semiconductors have attracted much attention due to their unique advantages of high-power output and multi-parameter adjustable ability. Over the past several years, benefitting from the sustainable innovations in laser technology and the significant progress in materials technology, megawatt-class output power electrical pulses with a flexible frequency in the P and L microwave wavebands have been achieved by photoconductive semiconductor devices. Here, we mainly summarize and review the recent progress of the high-power photonic microwave generation based on the SiC photoconductive semiconductor devices in the linear modulation mode, including the mechanism, system architecture, critical technology, and experimental demonstration of the proposed high-power photonic microwave sources. The outlooks and challenges for the future of multi-channel power synthesis development of higher power photonic microwave using wide bandgap photoconductors are also discussed.
high-power photonic microwave wide bandgap photoconductive semiconductor devices linear modulation multi-parameter adjustable microwave generation multi-channel power synthesis Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 012501
1 常州大学计算机与人工智能学院江苏 常州 213000
2 常州大学微电子与控制工程学院江苏 常州 213000
随着低空空域环境的日益复杂, 执行任务的无人飞行器间发生冲突的概率不断增加。针对传统强化学习算法SAC,DDPG在解决有限空域内多无人飞行器间的避碰问题上存在收敛速度慢、收敛不稳定等缺陷, 提出了一种基于PPO2算法的多智能体强化学习(MARL)方法。首先,将多无人飞行器飞行决策问题描述为马尔可夫决策过程; 其次,设计状态空间与奖励函数, 通过最大化累计奖赏来优化策略, 使整体训练更加稳定、收敛更快; 最后,基于深度学习TensorFlow框架和强化学习Gym环境搭建飞行模拟场景, 进行仿真实验。实验结果表明,所提方法相较于基于SAC和DDPG算法的方法, 避碰成功率分别提高约37.74和49.15个百分点, 能够更好地解决多无人飞行器间的避碰问题, 在收敛速度和收敛稳定性方面更优。
无人飞行器 深度强化学习(DRL) 多智能体 避碰 UAV Deep Reinforcement Learning (DRL) multi-agent collision avoidance PPO2 PPO2
1 江汉大学 爆破工程湖北省重点实验室, 武汉 430056
2 中国矿业大学 矿业工程学院, 徐州 221116
3 云南磷化集团有限公司 国家磷资源开发利用工程技术研究中心, 昆明 650600
硬岩矿山巷道在机械冲击凿岩和炸药爆破的动力扰动作用下极易发生冒顶片帮和岩爆等动力灾害, 研究巷道变形破坏机理的动载效应意义重大。为了弄清动力扰动下巷道围岩的力学行为, 将硬岩巷道简化为岩石力学孔口问题, 采用50 mm杆径的改进型霍普金森压杆实验系统对系列含孔洞板状砂岩进行了冲击加载实验, 探索孔洞尺寸和形状对岩石动态力学参数、破坏模式及能量耗散特征的影响。研究结果表明: 孔洞的存在对岩石的动态强度、动态弹性模量和峰值应变均具有显著的弱化作用。随着孔洞尺寸的增大, 岩石动态力学特性参数显著降低; 不同孔洞形状中, 方形孔洞试样的动态强度和峰值应变最大, 紧接着是马蹄形孔洞和圆形孔洞试样, 而它们的弹性模量大小呈现相反的结论。岩石破坏形态方面, 冲击作用下完整岩石和孔洞岩石分别发生劈裂拉伸破坏和拉剪破坏。另外, 马蹄形孔洞试样能耗密度和分形维数同比最大, 分别为1.94 J/cm3和2.11 J/cm3, 表明其破坏过程最为剧烈, 而圆形和方形孔洞试样的破碎块度相差不大。该研究成果科学揭示了硬岩巷道围岩破裂特征, 为硬岩巷道支护设计和岩石灾变防治奠定了重要理论基础。
冲击加载 含孔洞岩石 动态力学特性 破坏模式 能量耗散 分形维数 impact loading rock with holes dynamic mechanical property failure mode energy dissipation fractal dimension
1 西安交通大学 能源与动力工程学院西安 710049
2 西安交通大学 动力工程多相流国家重点实验室西安 710049
反应堆发生严重事故后，将堆芯熔融物滞留在压力容器内的策略（In-vessel Retention，IVR）是作为缓解严重事故的一项重要措施，该策略已成功应用于AP1000、华龙一号和CAP1400等先进压水堆的严重事故管理中。在实施IVR策略时，下封头受到高温熔融物的热负荷会发生变形，下封头的变形改变堆腔的冷却流道，这会直接影响压力容器外部冷却的排热能力和IVR策略的成功实施，有必要对下封头变形展开研究和应用。针对ISAA（Integrated Severe Accident Analysis）程序LHTCM（Lower Head Thermal Creep Module）模型简化薄膜应力模型十分简单和缺乏计算变形模块的问题，本文从机理出发，基于Timoshenko板壳理论、Nortron蠕变定律和大变形塑性理论开发了机理模型—下封头大变形模型，并将该模型集成到一体化严重事故分析程序ISAA中对FOREVER-EC2实验进行应用，预测失效时间与实验的误差仅为1.9%，预测底部伸长量与实验测量值较为符合，破口位置与实验一致。分析结果表明该模型能准确预测在堆芯熔化严重事故中下封头所受应力、失效时间、整体形变和破口位置。
严重事故 IVR策略 下封头大变形模型 FOREVER实验 Severe accident IVR strategy Large-deformation model FOREVER experiment
华北电力大学环境科学与工程系，河北 保定 071000
不可再生资源的损耗和环境问题的日益严峻引起了人们的广泛关注，针对这些问题，生物质能和太阳能等可再生资源的开发利用尤为重要。光催化技术在生物质的应用方面符合社会可持续发展的要求，本文综述了生物质改性光催化剂和生物质参与光催化重整反应的研究进展。重点介绍了生物质改性光催化材料参与光催化反应的作用机制，分析了生物质和生物质衍生基质在光催化重整反应体系中的效用，阐述了采取的制备方法、表征手段以及生物质与光催化反应体系的构效关系，并提出了目前生物质在光催化体系中的应用存在的一些问题及未来的发展方向。
光催化 生物质 生物质衍生基质 可持续 photocatalysis biomass biomass-derived substrates sustainable
高伯龙院士是我国著名的理论物理学家、激光物理专家、激光陀螺研制领域创始人，被称为“激光陀螺奠基人”，是我国**科技战线“科技报国、创新为战”的杰出代表。本文简要回顾高伯龙院士带领团队数十年锚定目标、迎难而上，研制成功激光陀螺并开展工程应用的科研历程；阐述高院士科学精神的基本内涵，并结合我校激光陀螺技术创新团队近些年的科研工作实践，浅谈高伯龙科研精神对于新时代科技工作者开展科研工作，尤其是进行有组织的科研等的启示，以此共勉。
光学学报
2023, 43(17): 1737001
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
空间调制型偏振检测技术是利用微偏振片阵列、角向或径向偏振片、涡旋波片等器件对光强分布进行空间调制以实现偏振信息测量的一种技术，具有光路结构简单、稳定性好、测量速度快、精度高等优势，在目标探测识别、工业及生化检测等领域具有重要应用。首先，对各种空间调制型Stokes矢量和Mueller矩阵偏振检测技术的工作原理、技术特点进行综述分析；然后，对近年来发展迅速的基于涡旋波片的空间调制型偏振检测技术进行详细阐述，重点对基于涡旋半波片和1/4波片的Stokes偏振仪、基于双涡旋波片的Mueller矩阵偏振仪的工作原理、检测效果和误差校准等内容进行介绍；最后，对空间调制型偏振检测技术的主要发展趋势进行展望。
偏振检测 空间调制 Stokes矢量 Mueller矩阵 涡旋波片 光学学报
2023, 43(17): 1712004
江丽 1,2,3宋锐 1,2,3,*侯静 1,2,3,**陈胜平 1,2,3[ ... ]韩凯 1,2
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
高功率可见光至近红外波段的超连续谱光源在光电对抗、光学相干层析成像和高光谱激光雷达等方面具有广泛的应用前景。最近几年，涌现了一些用于产生高功率超连续谱光源的新方法，推动了高功率超连续谱光源的进一步发展。本文从主振荡功率放大结构、随机光纤激光器结构以及多路非相干合成这三种用于高功率超连续谱产生的主流方案出发，着重介绍了近年来有代表性的高功率可见光至近红外波段超连续谱光源的研究进展，并综合分析了这三种方案的优缺点以及未来的发展潜力。
非线性光学 高功率光纤超连续谱 渐变折射率多模光纤 光子晶体光纤 随机光纤激光器 多路非相干合成 光学学报
2023, 43(17): 1719001
1 海军研究院北京 100071
2 西安交通大学 能源与动力工程学院西安 710049
在压水堆冷却剂丧失事故（Loss-of Coolant Accident，LOCA）中，处于高温条件下的燃料棒由于棒内压力过高，可能导致包壳发生鼓胀。包壳形变会造成堆芯局部流道堵塞，进而影响失水事故再淹没阶段的堆芯换热。然而，大多数系统分析程序都是基于假设的流道堵塞率来模拟事故进程，导致模拟结果与实际情况不符合。本文将已开发的燃料棒热-力行为分析模块（Fuel Rod Thermal-Mechanical Behavior，FRTMB）集成在自主开发的严重事故分析程序ISAA（Integrated Severe Accident Analysis Code）中，通过改进已有的流道堵塞模型，使其能够模拟由于燃料棒形变导致的冷却剂流量变化。最后，使用ISAA-FRTMB模拟QUENCH-LOCA-0实验，通过对比包壳峰值温度，验证改进的流道堵塞模型的正确性和有效性，并在此基础上研究包壳形变对堆芯换热以及后续事故进程的影响。
流道堵塞 热-力行为 包壳峰值温度 QUENCH-LOCA-0 Flow blockage Thermal-mechanical behavior Peak cladding temperature QUENCH-LOCA-0
