1 桂林理工大学 材料科学与工程学院， 广西 桂林 541004
2 广西光电功能材料与器件重点实验室， 广西 桂林 541004
Y3Al5O12∶Ce3+荧光粉是目前白光LED的主要发光材料，但在使用时存在封装树脂因散热不佳而发生老化等问题。本文采用无压烧结制备了Y2MgAl4SiO12∶Ce3+透明陶瓷荧光体，用于替代荧光粉体和调控发光性能。首先通过化学共沉淀法制备前驱体粉体，经高温煅烧后采用冷等静压成型，最后在马弗炉中1 600 ℃煅烧制得透明荧光陶瓷。研究了Ce3+掺杂浓度和样品厚度对材料性能的影响，其中掺杂量为0.5%的样品在800 nm处具有56%的透过率，在450 K下发光强度仍能保持室温强度的84%。与蓝光芯片组装成器件测试表明，荧光陶瓷在蓝光LEDs/LDs的激发下发出白光，其CIE色度坐标分别为（0.307 6，0.332 9）和（0.308 0，0.331 6），光效分别为62.6 lm/W和146.3 lm/W。研究结果表明，YMAS∶Ce荧光陶瓷可应用于白光LEDs/LDs领域。
无压烧结 Y2MgAl4SiO12∶Ce3+ 荧光陶瓷 白光LEDs/LDs pressureless sintering Y2MgAl4SiO12∶Ce fluorescent ceramic white LEDs/LDs
1 燕山大学信息科学与工程学院，河北 秦皇岛 066004
2 河北农业大学海洋学院，河北 秦皇岛 066003
3 爱丁堡大学工程学院，英国 爱丁堡 EH93JL
4 河北省信息传输与信号处理重点实验室，河北 秦皇岛 066004
可调谐二极管激光吸收光谱层析成像（TDLAT）是一种重要的光学非侵入式燃烧检测技术。然而，TDLAT逆问题的欠定性本质使得现有迭代层析成像算法重建的燃烧场温度分布图像存在较大误差。针对该问题，笔者将图像处理领域的卡通-纹理模型引入TDLAT，提出了基于卡通-纹理模型的温度重建算法（TRACT）。该算法利用全变差约束下的Landweber算法重建气体吸收密度图像中的卡通成分，较好地恢复其中的平滑特征与边缘结构；构建改进的迭代收缩阈值算法深度展开网络，并用其重建气体吸收密度图像中的细节纹理成分；通过卡通成分重建与纹理成分重建的相互补充，提高气体吸收密度图像的整体重建质量，进而提高燃烧场温度分布图像的重建质量。利用火焰动力学模拟器生成的仿真数据与利用TDLAT实验系统实际测量数据进行的重建实验均表明，与现有的迭代层析成像算法相比，TRACT重建的燃烧场温度分布图像在客观评价指标与主观视觉质量方面均有较大提升。
光谱学 可调谐二极管激光吸收光谱 层析成像 温度重建 双线测温法 卡通-纹理模型
1 中北大学 信息与通信工程学院，山西 太原 030051
2 中北大学 山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，山西 太原 030051
3 中北大学 前沿交叉科学研究院，山西 太原 030051
激光告警系统通过提取来袭激光的相关参数进行告警定位，其角度定位精度直接与战场生存能力相关。为了有效提高激光告警系统的角度定位精度，基于光栅衍射型激光告警原理，提出一种高精度测量来袭激光参数的算法。对激光告警系统进行标定，用高斯拟合法精确提取出衍射光斑标定图片的0级光斑中心，将来袭激光角度与对应角度的光斑中心进行拟合，根据拟合结果确定任意角度的光斑衍射图像对应的来袭激光角度参数。实验结果表明，方位角测量误差优于0.29°，俯仰角测量误差优于0.38°。该算法有效提高了激光告警系统的测算精度。
激光告警 参数提取 高斯拟合法 曲面拟合 laser alarm parameter extraction Gaussian fitting surface fitting
太原科技大学 应用科学学院， 山西 太原 030024
全无机卤化铅铯钙钛矿纳米晶CsPbX3（X=Cl，Br，I）因具有独特的光电特性，近年来在固体照明及显示、太阳能电池、阻变存储器等领域成为研究的热门之选。Mn2+是一种比Pb2+半径小的过渡金属离子，利用Mn2+掺杂CsPbCl3钙钛矿纳米晶能够实现波长位于600 nm左右可见光区域的橘黄色发射，且能够部分替代钙钛矿纳米晶中的Pb2+，降低钙钛矿纳米晶的毒性。然而，Mn2+掺杂的卤化物钙钛矿纳米晶仍易受环境中水分子等的侵蚀而导致其荧光特性严重退化。本文采用一种利用四甲氧基硅烷（Tetramethoxysilane，TMOS）和聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl methacrylate，PMMA）对Mn2+掺杂CsPbCl3钙钛矿纳米晶进行双壳层的包覆方法，并分析了双壳层包覆法对钙钛矿纳米晶稳定性提升的机理。此外，还对比了双壳层包覆的Mn2+掺杂CsPbCl3钙钛矿纳米晶在甲苯和二氯甲烷（Dichloromethane，DCM）溶剂下的发光特性，它们呈现的橘黄色荧光发射强度并未明显下降，且荧光量子产率（Photoluminescence quantum yield，PLQY）能够保持在25%左右。并以此为基础制备了相应的荧光纳米晶粉末，将其运用于潜指纹辨识上，可长期有效地检测潜指纹信息。
Mn2+掺杂 卤化物钙钛矿纳米晶 双壳层包覆 荧光粉末 潜指纹辨识 Mn2+-doped halide perovskite nanocrystals double-layer coating luminescence powder latent fingerprints identification
1 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心, 山西 太原 030051中北大学前沿交叉科学研究院, 山西 太原 030051
2 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心, 山西 太原 030051
3 中北大学前沿交叉科学研究院, 山西 太原 030051
随着激光技术的发展, 激光**得到了快速发展, 针对来袭激光的威胁, 激光告警也成为目前各国发展的重点, 不同的激光告警系统探测不同的参数, 根据告警参数采取相应的躲避和反击措施; 目前激光告警主要探测参数有来袭激光方位角、 俯仰角、 激光波长、 激光脉冲宽度等, 但现有激光告警系统无法实现多参数的同时探测, 且光谱范围窄、 视场小、 探测俯仰角和方位角为相对角度、 无法获得绝对来袭方向。 为此本文提出宽光谱波段、 大视场、 多参数激光告警新方法, 可实现450～1 700 nm宽光谱来袭激光波长、 绝对方位角、 绝对俯仰角、 脉冲宽度多参数的高精度综合测量, 该方法主要由激光脉冲宽度测量、 绝对角度及激光波长测量、 控制及数据处理三大部分组成。 其中脉冲宽度测量模块由光学镜头、 多带通窄带滤光片、 高速光电探测器组成, 实现来袭脉冲激光的高速光电转换; 绝对角度及激光波长测量模块由光栅、 大视场宽波段消色差镜头、 多带通窄带滤光片、 宽波段面阵探测器、 三维电子罗盘组成, 通过一级和零级衍射光斑位置获得来袭激光波长、 相对方位角和相对俯仰角信息, 结合三维电子罗盘测得的方位角、 俯仰角以及横滚角, 进而获得来袭激光的三维绝对方位角和绝对俯仰角。 多带通窄带滤光片主要是根据常用几个军用激光波长进行选通滤光, 有效滤除背景光的影响, 降低系统虚警、 漏警。 理论分析推导具体测量方法和参数, 设计宽光谱多参数激光告警探测系统样机, 并进行实验可行性验证。 实验结果表明, 该系统的方位角视场120°、 俯仰角视场96°、 角度测量精度优于1°、 中心波长测量精度优于10 nm、 脉宽测量精度优于3 ns。 该技术将为海、 陆、 空、 天领域对来袭激光的高精度多参数综合探测奠定基础, 有望提高复杂战场的生存能力。
多参数激光告警 宽光谱 激光波长 激光方向 激光脉冲宽度 电子罗盘 Multi-parameter laser warning Wide spectral range Laser wavelength Laser direction Laser pulse width Electronic compass 光谱学与光谱分析
2023, 43(8): 2581
太原科技大学 应用科学学院，山西省光场调控与融合应用技术创新中心，山西 太原 030024
元素掺杂对调节碳点多色发光有着至关重要的作用。然而，目前碳点的可调荧光发射在固态下难以实现，这是因为会发生严重的聚集诱导猝灭（AIQ）现象以及存在制备工艺繁琐等问题。本文报道了一种以间苯三酚为碳源、硼酸为硼元素掺杂剂、尿素为氮元素掺杂剂，采用固相法，微波一步直接制备的氮硼共掺杂固态荧光碳点。随着氮和硼元素含量的变化，所得固态碳点的发光颜色经历黄色、绿色到蓝色的变化。表征分析发现氮和硼元素的掺杂在碳点表面形成了不同的结构和表面官能团，随着氮和硼元素掺杂含量的提高，其中石墨氮、N—C以及B—O/B—N 基团的协同作用导致了碳点发光颜色蓝移，且荧光发光效率增强。此外，鉴于这些固体碳点材料呈现出优异的多色发光性能，选择发光性能最佳的黄色、绿色和蓝色固态荧光碳点作为固态荧光粉末，制备得到了白光发光二极管（WLED）器件。这些器件均具有优良的色度指标，暖白光区发光和个别器件节能高效的工作特性表明这些发光材料在照明领域具有潜在应用前景。
固态碳点 氮硼共掺杂 发光调控 发光二极管 solid-state CDots N and B co-doping luminescence regulation LED
中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院, 北京 100083
Landsat卫星影像已经成为世界范围内长时间序列生态监测研究中最广泛使用的数据源。 在大中尺度区域的遥感应用研究中, 因季节、 光照、 气候等条件以及卫星重返周期和传感器的不同, 多景遥感影像拼接、 镶嵌后会存在斑块效应和色调不均匀现象。 在遥感云计算技术高速发展的今天, 探索快速且高效地基于云平台的Landsat色差条带修复方法具有重要意义。 提出了一种在Google Earth Engine(GEE)云平台上实现的基于随机森林算法的直方图影像均质化方法, 将1986年—2020年山西省Landsat Top of Atmosphere(TOA)和Surface Reflectance(SR)(Landsat 5 TM/7 ETM+/8 OLI)反演后的归一化植被指数影像NDVI作为研究数据, 以MOD13Q1(250 m分辨率)、 MOD13A1(500 m分辨率)和MOD13A2(1 km分辨率)MODIS数据集作为2000年后的验证数据, 分别对比影像修复前后的1986年—2020年山西省NDVI影像。 研究结果表明： (1)在35年的逐年影像分析中有20年的影像存在条带色差问题。 以1994年为例, 修复后的Landsat TOA和Landsat SR影像与修复前相比, 影像修复区的NDVI平均值分别增加了32.6%和29.03%, 剖面分析显示拟合度分别增加了0.162 3和0.118 0; (2)1986年—2020年一元线性回归趋势性分析结果表明, 修复后影像的拟合度更高, 长时序分析后逐年影像的波动幅度更小。 其中, Landsat TOA和SR影像修复后的斜率分别下降了0.006 2和0.006 7, R2分别提高了0.024 8和0.008 4; (3)对Landsat和MODIS影像进行Pearson相关性分析发现, 修复后的Landsat SR和TOA图像的相关系数平均提高了0.049和0.061(p<0.05), 其中, 修复后的Landsat SR和TOA影像与MOD13Q1、 MOD13A1、 MOD13A2影像相关系数分别提高了0.050、 0.047、 0.049和0.066、 0.060和0.059; (4)2000年—2020年Landsat和MODIS影像的时序分析结果显示, 修复后的Landsat影像整体趋势与MODIS影像更趋近, 修复后的Landsat TOA和SR影像的拟合度分别提升了0.058 6和0.031 9。 所提出的基于GEE云平台随机森林算法的快速影像修复方法, 实现了对长时间序列遥感影像NDVI反演结果的精确评估, 应用本方法可快速、 高效地解决影像镶嵌所造成的色差斑块和条带效应。
生态监测 影像拼接 影像修复 随机森林 直方图匹配 Ecological monitoring Google Earth Engine Google Earth Engine Image mosaic Image restoration Random forest Histogram matching 光谱学与光谱分析
2023, 43(11): 3483
1 西南科技大学土木工程与建筑学院,绵阳 621010
2 中铁九局集团第五工程有限公司,成都 611730
3 西南科技大学材料与化学学院,绵阳 621010
4 绿色建筑材料国家重点实验室,北京 100024
本文研究了植生混凝土的碱度及力学性能随CO2养护压力的变化规律,并结合X射线衍射定量相分析(XRD-QPA)、热重分析(TGA)及扫描电子显微镜(SEM)等方法,探讨了CO2养护压力对反应速率及产物生成的影响。结果表明: 增大CO2养护压力可提高硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)及氢氧化钙(CH)的碳化速率,同时可快速生成碳化致密层,有利于延缓CH的生成与溶出; 碳化反应生成的碳酸钙(CaCO3)及水化硅酸钙(C-S-H)凝胶增大了水泥石密实度,可有效提升植生混凝土的抗压强度。与常压CO2养护相比,在CO2养护压力为0.3 MPa的条件下养护1 h,植生混凝土3 d抗压强度提高了72.8%,28 d抗压强度提高了4.8%,28 d的pH值由11.4降低至8.2。适度提高CO2养护压力对植生混凝土降碱和增强效果良好。
植生混凝土 降碱 CO2养护压力 碳化致密层 抗压强度 vegetated concrete alkalinity reduction CO2 curing pressure carbonaized dense layer compressive strength
1 上海工程技术大学化学化工学院，上海 201620
2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所，安徽省光子器件与材料重点实验室，合肥 230031
3 先进激光技术安徽省实验室，合肥 230037
4 中国科学技术大学，合肥 230026
YAG晶体在光电子领域有着重要的应用，晶体生长的缺陷控制是需要解决的瓶颈问题。本工作研究了缩颈和无缩颈提拉法生长的YAG晶体的位错形貌及密度分布，通过对YAG晶体进行抛光、浓磷酸位错腐蚀和金相显微镜分析研究，发现YAG晶体的头部位错密度最大，等径处的位错密度最小，延伸至收尾处位错密度略升高，缩颈结束收细直径的地方位错密度显著降低；分析了不同晶向的YAG位错腐蚀坑形貌，由表面模型计算了YAG各晶面的表面能，结果表明：YAG晶体位错蚀坑相对稳定的外露面为(110)和(112)面。通过极射投影图进一步说明了(110)和(112)面的稳定性及其与晶面的位置关系是决定位错腐蚀坑形貌的重要原因。
钇铝石榴石 位错蚀坑 各向异性 表面能 极射投影 yttrium aluminium garnet dislocation etch pit anisortropy surface energy stereographic projection
