1 江苏师范大学物理与电子工程学院, 徐州 221116
2 北京科技大学材料科学与工程学院, 北京 100083
3 徐州工程学院物理与新能源学院, 徐州 221000
4 江苏锡沂高新材料产业技术研究院, 徐州 221400
5 徐州康纳高新材料科技有限公司, 徐州 221400
透明陶瓷是一种具有广阔应用前景的无机非金属材料, 但以粉末烧结为主的传统制备策略存在依赖高质量原料粉体、需要长时间高温处理、设备和工艺复杂、生产成本高等技术限制。玻璃晶化法是通过调控晶化过程实现玻璃全部结晶并且获得透明陶瓷的新方法, 因其可以克服与传统透明陶瓷加工相关的技术困难, 并在合成高致密度、无气孔、非立方相、纳米结构透明陶瓷等方面具有独特的优势, 而受到人们的广泛关注。本文首先从玻璃晶化法制备氧化物透明陶瓷的工艺方法和组分体系两方面入手, 详细概述了该方法的发展历程和研究现状。接着, 指出了目前研究中存在的问题, 并对其未来发展前景进行了展望, 以期该方法能够广泛应用于制备下一代高性能透明陶瓷材料。
玻璃晶化法 玻璃 氧化物透明陶瓷 非立方相 纳米结构 组分体系 glass crystallization method glass oxide transparent ceramics non-cubic phase nanostructure component system
1 北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083
2 中国科学院过程工程研究所，多相复杂系统国家重点实验室，北京 100190
3 中国科学院大学化学工程学院，北京 100049
4 武汉理工大学，硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉 430070
5 中国科学院绿色过程制造创新研究院，北京 100190
硫系玻璃光纤因具有独特的红外光学特性，在红外成像、激光传输和传感等诸多领域具有广阔的应用前景。目前，硫系玻璃光纤的拉制方法主要包括双坩埚法和预制棒拉制法。其中，双坩埚法装置复杂，预制棒拉制法需要提前制备高质量的预制棒。此外，这两种方法均要求玻璃具有较高的抗析晶能力，限制了硫系玻璃光纤新材料的开发。本工作创新性地将脉冲喷射技术引入到硫系玻璃光纤制备领域，通过硫系玻璃光纤纤芯的拉制，探索该方法在玻璃光纤制备上的可行性。通过对玻璃熔体施加持续性的脉冲扰动，坩埚底部小孔处能产生连续的射流，并且在下落过程中发生凝固，从而获得玻璃纤芯。采用该方法，成功制备了一种组成为Ge28Sb12Se60的玻璃光纤纤芯。脉冲喷射法具有装置简单、操作容易等优点，通过连续且规律的脉冲和坩埚内外压力差实现硫系玻璃光纤的拉制，与传统依靠重力拉制的方法相比，脉冲喷射法具有更为丰富的调控手段，从而为新型硫系玻璃光纤的制备提供参考。
红外玻璃 玻璃光纤 硫系玻璃 GeSbSe玻璃 光纤纤芯制备 脉冲喷射法 infrared glass glass fiber chalcogenide glass GeSbSe glass fiber core preparation pulse injection method
1 国防科技大学 电子对抗学院, 合肥 230037
2 中国人民解放军 95865部队, 北京 102200
采用矩阵分解以及将硬边光阑窗口函数展开为复高斯函数叠加的方法, 研究了高斯光束猫眼光学系统后的光阑效应; 通过数值计算, 分析了激光的反射规律。研究表明, 入射光束束腰距离猫眼光学系统越远, 光学系统的光阑效应越大; 调整合适的正离焦量, 可以使猫眼光学系统回波光强更高。理论分析和数值计算对猫眼系统的研究具有一定的参考意义。
猫眼效应 高斯光束 硬边光阑 光强分布 cat eye effect Gaussian beam hard edge aperture intensity distribution
1 中国科学院过程工程研究所 湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室， 中国科学院绿色过程与工程重点实验室， 北京 100190
2 中国科学院大学， 北京 100049
蓝光激光二极管激发荧光材料获得高亮度光源技术逐渐成为大功率照明和显示领域的重要发展方向。激光照明与显示的研究涉及发光材料、光学工程、机械结构和电路设计等多学科领域，其中光学设计和荧光转换材料与器件属于核心技术，由于较高的研发和生产成本，限制了其广泛应用。本文采用无容器凝固技术快速、低成本制备Ce3+∶Y3Al5O12-Al2O3(Ce3+∶AY26)基荧光纳米陶瓷，通过调控Ce3+掺杂浓度优化其发光性能，0.5%Ce3+∶AY26获得了高内量子效率(87.4%); 过量的Al2O3做为第二相能够起到散射中心作用，提高激光激发的转换效率和光束均匀性，并且Al2O3具有高热导率，制备的Ce3+∶AY26基荧光纳米陶瓷的内量子效率在温度升到200 ℃时，仍保持室温下的95%。通过透射式激光照明测试系统，对比研究了厚度为1.5 mm荧光纳米陶瓷片和半径为1.5 mm半球形荧光纳米陶瓷在高功率密度蓝光激光辐照下的光色性能，实现了174 lm·W-1的流明效率。利用无容器凝固技术制备半球形荧光纳米陶瓷，有望从材料制备方法的角度简化透射式激光照明模组的光学结构设计，未来具有巨大的应用潜力。
无容器凝固 荧光纳米陶瓷 激光照 containerless solidification Ce3+∶Y3Al5O12-Al2O3 Ce3+∶Y3Al5O12-Al2O3 phosphor nanoceramics LDs-driven lighting
1 武汉理工大学 硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
2 中国科学院 过程工程研究所, 湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室, 中国科学院绿色过程与工程重点实验室, 北京 100190
3 中国科学院 理化技术研究所, 北京 100190
La2O3-TiO2-ZrO2玻璃具有很高的折射率, 在镜头材料和上转换发光基质材料等领域表现出良好的应用前景, 但其玻璃形成能力低, 通常只能采用快速冷却的方法制备, 因此难以获得大尺寸材料。为了获得大尺寸La2O3-TiO2-ZrO2玻璃, 本研究采用La2O3-TiO2-ZrO2非晶粉末为原料, 利用非晶在玻璃转变温度以上的塑性行为, 在温度动力学窗口ΔT内进行热压烧结制备了大尺寸La2O3-TiO2-ZrO2玻璃, 在保持非晶的前提下实现了La2O3-TiO2-ZrO2粉末的完全致密化。采用SEM、XRD等方法研究了样品的显微结构和相组成。研究发现, 当烧结温度高于910 ℃时, 烧结过程中会析出La4Ti9O24晶相; 当烧结温度低于900 ℃时, 样品保持良好的非晶性, 并随着烧结温度的增加, 样品的致密度有所升高。烧结压力也会影响烧结过程, 样品的致密度随着烧结压力升高而增加。大尺寸La2O3-TiO2-ZrO2非晶材料具有很高的折射率, 在587.6 nm处折射率可达到2.33。在La2O3-TiO2-ZrO2非晶粉末烧结过程中, 塑性流动是其主要的传质机理。
无容器凝固 非晶 热压烧结 致密化 塑性流动 containerless method amorphous hot-pressed sintering densification plastic flow 
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
2 CETC Key Laboratory of Aerospace Information Applications, Shijiazhuang 050081, China
3 The 54th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Shijiazhuang 050081 China
A full-band direct-conversion receiver using a microwave photonic in-phase and quadrature (I/Q) mixer is proposed and experimentally evaluated in terms of radio frequency (RF) range, port isolation, phase imbalance, conversion gain, noise figure, spurious-free dynamic range, and error vector magnitude. The proposed microwave photonic I/Q mixer shows significant advantages in local oscillator leakage and I/Q phase imbalance over entire RF bands, which are recognized as major drawbacks of conventional direct-conversion receivers.
060.5625 Radio frequency photonics 070.1170 Analog optical signal processing 250.4110 Modulators Chinese Optics Letters
2017, 15(1): 010014
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
2 Wuhan National lab for Optoelectronics (WNLO) & National Engineering Laboratory for Next Generation Internet Access System, School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology, (HUST), Wuhan 430074, China
In this Letter, we experimentally demonstrate a full-duplex transmission system of IEEE 802.11ac-compliant multiple-input multiple-output (MIMO) signals over a 2-km 7-core fiber for in-building wireless local-area network (WLAN) distributed antenna systems. For full-duplex 3×3 MIMO demonstration, the crosstalk impacts of both fiber-transmission-only and optic-wireless transmission situation are evaluated. The results indicate that the impact of crosstalk on radio-over-fiber (ROF) link performance is not significant and the quality of the cascaded multi-core fiber and wireless channel is mainly determined by the wireless part. To further improve the system capacity, polarization multiplexing (PolMux) technology is employed to achieve a full-duplex 6×6 MIMO over a single 7-core fiber. Although employing the PolMux method will slightly decrease the EVM and condition number performance as opposed to a non-PolMux MCF system, it is still a competitive solution in large optical connection demand scenarios that require a low cost.
350.3950 Micro-optics 060.4230 Multiplexing 060.2360 Fiber optics links and subsystems Chinese Optics Letters
2017, 15(1): 010011
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Information Photonics & Optical Communications (Beijing University of Posts and Telecommunications), Beijing 100876, China
2 School of Instrument Science and Optoelectronic Engineering (Beihang University), Beijing 100191, China
3 School of Science, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
We propose a high-Q photonic-electronic hybrid cavity for single-longitudinal-mode narrow-linewidth oscillation, where part of the cavity is in the radio frequency (RF) domain by a pair of frequency conversions. In the RF part, we can easily achieve MHz filtering and a large delay by inserting an electronic filter. In mathematics, we prove that the frequency conversion pair and electronic filter in between can be equivalent to a high-Q optical filter cascaded low-noise optical amplifier as a whole. Finally, the 20-dB bandwidth of oscillation is 1/20 of that of an optical local oscillator, and the maximum phase noise suppression can reach 65 dB.
140.3410 Laser resonators 230.0250 Optoelectronics 140.3570 Lasers, single-mode Chinese Optics Letters
2017, 15(1): 010010
北京邮电大学 信息光子学与光通信研究院，北京 100876
随着智能终端和互联网的飞速发展，无线局域网(WLAN)在全球迅速普及，并成为当今全球应用最广泛的宽带无线接入技术。WLAN 的发展面临着覆盖、干扰和维护三方面的问题。将WLAN 与光载无线(ROF)技术结合起来构建光载WLAN系统可以有效解决上述三方面问题。然而，新一代WLAN 标准兼容2.4 和5 GHz 两个频段，采用了先进的多入多出(MIMO)技术，并大幅提高了网络吞吐量，这些新特点对ROF 技术提出了新的要求和挑战。文章总结了在单元技术、传输链路和网络模型三个方面的研究工作，着力解决多频段非线性补偿、MIMO 无线信号单纤传输和光载WLAN系统网络性能建模与评估三类关键技术。
分布式天线系统 无线局域网 光载无线技术 数字预失真 多入多出 媒体接入控制 distributed antenna systems WLAN ROF digital predistortion MIMO medium access control
1 北京科技大学化学系, 北京 100083
2 包头稀土研究院, 内蒙古 包头 014030
白云鄂博矿经选铁后, 尾矿中钪含量可达0.05%, 具有很高的开发利用价值。 建立了一种操作简便、 灵敏度高并能够准确测定尾矿及富铌渣中微量钪的电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定方法。 对仪器参数、 试样处理方法、 共存元素的干扰和消除方法进行了系统研究, 选用铯、 铊和铑作为内标元素, 对非谱干扰加以校正。 对质谱干扰研究表明, 尾矿中的硼、 硅、 钙、 锆和铝均可能对钪的测定造成质谱干扰, 其中硼浓度较低(<100 μg·mL-1)时, 对钪测定没有明显干扰, 在测定条件下铝和钙的干扰较小, 可以忽略。 锆和硅的质谱干扰较严重, 其中锆的干扰为双电荷(90Zr++)干扰, 由于双电荷离子电离产率一般不高, 锆含量低时干扰可忽略, 锆的含量较高时, 采用公式c′=0.021c(Zr)-0.55对结果加以校正。 硅的干扰为氧化物干扰, 而硅氧键解离能大, 硅的氧化物(28Si17O+, 29Si16O+)稳定性高, 且相关同位素丰度较大, 在测定条件下干扰较严重, 可以采用式c″=0.013c(Si)+0.019扣除该影响。 选择了四种不同的样品处理方式, 结果表明采用HCl+HF+H2SO4混酸方法处理, 标样测定结果与标准值一致, 且能有效的克服硅和硼的质谱干扰, 同时降低了测定液的含盐量, 减小了非质谱干扰, 标样回收率在97%~99%之间。 标准样品及实际样品测定表明, 采用ICP-MS法直接测定白云鄂博选冶尾矿中钪含量, 结果准确, 相对标准偏差小于5%, 方法测定下限为0.000 1%。
钪 测定 电感耦合等离子体质谱 质谱干扰 选冶尾矿 Scandium Determination ICP-MS Mass spectral interference Metallurgical tailing 光谱学与光谱分析
2017, 37(4): 1259
