1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学信息通信学院，湖北 武汉 430034
3 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
4 高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
高功率光纤激光器中的热效应是影响激光器稳定运行的重要因素。为了增加高功率光纤激光器的稳定性，对高功率光纤激光器的纤芯温度进行测量至关重要。本文首先介绍了利用光纤光栅与光频域反射技术测量增益光纤纤芯温度的方法，分析了不同光纤激光器与放大器纤芯温度分布的测量结果。而后介绍了纤芯温度分布式在线测量方法在高功率光纤激光器热效应与非线性效应调控等方面的应用，为高功率光纤激光器性能提升研究提供了参考。
高功率光纤激光器 纤芯温度测量 光纤传感 光频域反射技术 光学学报
2023, 43(17): 1714006
国防科技大学 信息通信学院，湖北 武汉 430033
里德堡原子是一种高激发态的原子，具有较大电偶极矩，相邻能级差可覆盖DC~THz的超宽频谱范围，因而可以实现电磁场高灵敏、超宽带的传感接收。基于里德堡原子的无线电光学测量是通过碱金属原子在探测光和控制光等两束激光的精确调控下转变为里德堡原子，并使探测光透射光谱产生电磁诱导透明效应，进而在输入的无线电信号的作用下，使其透明光谱发生Autler-Townes (AT)劈裂，完成无线电信号到光学信号的转化，从而实现无线电信号频率、幅度、相位等信息的提取，具有直接解调、无需校准、抗电磁毁伤等特点。近年来，该技术在电场计量、电磁频谱侦测、通信、雷达等电子信息技术领域引起人们的强烈关注。该技术的关键在于如何从原子系统输出光谱中快速准确地提取出无线电信号的信息。针对静态无线电信号、动态无线电信号、单频无线电信号、多频无线电信号等不同类型的无线电信号，对应的信息提取和光谱处理方式也不同。依据不同类型的无线电信号，对基于里德堡原子的无线电光学测量及其光谱处理技术进行分类，并综述其原理、技术特点及国内外研究进展，最后结合该技术特点及其应用前景，对未来发展趋势作了展望。
里德堡原子 电磁诱导透明 无线电 光学测量 光谱处理 Rydberg atoms electromagnetically induced transparency radio optical measurement spectrum processing 红外与激光工程
2023, 52(6): 20230264
1 中国电子科技集团公司第三十研究所，四川 成都 610093
2 桂林电子科技大学 机电工程学院，广西 桂林 541004
挠性光电印制电路板（Flexible Electro-Optical Printed Circuit Board, FEOPCB）在高温层压制作过程中，埋入光纤会产生热应力，造成光纤损坏等缺陷，影响其可靠性和高速信号传输性能。为了降低FEOPCB弯曲半径并提升其可靠性，将在双面覆铜聚酰亚胺(PI)基板上设计制作高精度矩形光纤定位槽。首先建立有/无涂覆层光纤埋入挠性基板有限元仿真模型，对FEOPCB制造工艺进行模拟仿真，并对埋入光纤应力及影响因素进行分析。结果表明，有涂覆层光纤所受应力远小于无涂覆层光纤。针对有涂覆层光纤，采用激光刻蚀技术在双面覆铜PI基板上制作了高精度矩形定位槽，通过高温层压工艺完成了FEOPCB制作。FEOPCB完成了温度冲击、低温、高温、湿热和10万次弯曲疲劳可靠性试验，利用光学显微镜观察分析，埋入光纤无高温降解和破裂等缺陷。FEOPCB最小弯曲半径小至2 mm，弯曲损耗分别为0.57 dB （90°）和1.12 dB （180°），且相邻光纤之间无串扰，在850 nm波长条件下通信速率可达10 Gbps，误码率小于10−16。
光电互联 挠性光电印制电路板 有限元分析 定位微槽 高可靠性 opto-electronic interconnection FEOPCB finite element analysis positioning groove high reliability 红外与激光工程
2023, 52(4): 20220514
为了解决存在定频干扰时跳频信号的参数盲估计问题,提出了一种基于时频能量值对消的定频干扰去除算法, 并且利用最小二乘法实现跳频信号的参数盲估计。首先,利用K-means算法对能量对消差值聚类选取自适应阈值, 同步去除噪声和定频干扰; 其次,提取重构时频矩阵每一时刻频率轴的能量最大值, 得到周期震荡的包络图; 最后,利用最小二乘法对包络图每一极值时刻线性拟合, 实现跳频信号参数的盲估计。仿真结果表明,与同类算法相比, 该算法有效去除定频干扰, 实现了更低信噪比条件下跳频参数的高精度估计, 并使估计参数的相对精度维持在较高水平。
跳频信号 参数盲估计 时频分析 定频干扰 能量对消 frequency hopping signal parameter blind estimation time-frequency analysis fixed frequency interference energy cancellation
1 山东大学 化学与化工学院, 胶体与界面化学教育部重点实验室, 济南 250100
2 北京大学 化学与分子工程学院, 北京100871
3 山东大学 物理学院, 晶体材料国家重点实验室, 济南 250100
4 中国科学技术大学 合肥微尺度物质科学国家实验室, 合肥 230026
锂金属负极以其最高的理论比容量(3860 mAh·g -1)和最低的电化学电位(-3.04 V (vs SHE))被誉为电池界的“圣杯”。但是锂金属电池的缺点也尤为明显: 充放电过程中锂金属电池容易在负极不均匀沉积从而产生锂枝晶, 锂枝晶的产生会造成固体电解质介面(SEI)膜的持续破裂, 不稳定的SEI膜又会加剧锂枝晶的形成, 进而刺穿隔膜, 导致电池的循环性能下降, 产生安全隐患, 所以采取相应的措施在负极均匀沉积金属锂尤为重要。本研究使用商业化的铜网, 通过碱性溶剂的氧化和空气气氛煅烧, 在铜网表面形成均一的亲锂氧化铜纳米片阵列。铜网的3D结构可以有效减小电流密度, 亲锂的纳米片阵列可以降低锂的沉积过电势, 均匀沉积锂, 有效抑制锂枝晶的产生。在电流密度为3 mA·cm -2的半电池测试中, 稳定循环230圈后库伦效率稳定维持在99%以上; 搭配磷酸铁锂(LFP)全电池测试, 在1C(0.17 mA·mg -1)条件下可稳定循环300圈, 容量保持率为95%。本研究为锂金属负极3D集流体的设计提供了新思路。
3D铜基集流体 氧化铜纳米片阵列 表面修饰 锂金属负极 锂金属电池 3D Cu current collector CuO nanosheet array surface engineering lithium metal anode lithium metal battery
1 北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室, 北京 100044
2 北京交通大学光电子技术研究所, 北京 100044
在溶液法制备有机电致发光器件(OLEDs)的研究中, PEDOT∶PSS由于具有较好的成膜性与高透光性而常被用作器件的空穴注入层。 但相关研究表明, PEDOT∶PSS本身稳定性较差以及功函数较低, 这使得溶液法制备OLEDs的性能差且不稳定。 蓝色作为全彩色的三基色之一, 制备高效的蓝光器件对于实现高质量显示器件和固态照明装置必不可少。 而目前溶液法制备蓝光OLEDs的器件效率普遍较差, 针对此问题, 本文利用传统的蓝光热激活延迟荧光发光(TADF)材料DMAC-DPS作为发光层, 用溶液法制备了蓝光TADF OLEDs, 通过在PEDOT∶PSS中掺杂PSS-Na制备混合空穴注入层(mix-HIL)来提高空穴注入层的功函数, 研究其对于蓝光TADF OLEDs器件性能的影响。 首先在PEDOT∶PSS水溶液中掺入不同体积的PSS-Na溶液, 在相同条件下旋涂制膜, 进行器件制备。 通过观测各个实验组器件的电致发光(EL)光谱, 发现掺入PSS-Na后器件EL谱存在光谱蓝移的现象, 这是由于掺入PSS-Na水溶液后, mix-HIL层的厚度有所降低, 使得在微腔效应作用下, EL光谱发生蓝移。 通过对比各组器件的电流密度-电压-亮度(J-V-L)曲线及其计算所得器件的电流效率, 结果显示随着PSS-Na的掺入, 器件的亮度和电流都有所增大, 器件的电流效率也得到了提升, 当掺杂比例为0.5∶0.5(PEDOT∶PSS/PSS-Na)时提升幅度最大(亮度提升86.7%, 电流效率提升34.3%)。 通过在瞬态电致发光测试过程中施加或撤去驱动电压观测了器件EL强度的变化, 分析了在混合空穴注入层/发光层(mix-HIL/EML)界面处的电荷积累情况。 实验证明, 通过在PEDOT∶PSS中掺杂PSS-Na制备mix-HIL获得了蓝光TADF OLEDs器件性能的提升, 这是一个获得高效率溶液法制备OLEDs的可行方法。
蓝光 功函数 载流子积累 瞬态电致发光 Blue light Work function The carrier accumulation Transient electroluminescence 光谱学与光谱分析
2020, 40(4): 1028
基于时间窗的告警事务集选取直接影响告警关联规则挖掘的有效性, 同时, 智能光网络告警的内在关联性使其具备一定的聚类关系,据此提出一种基于业务时间窗选取的告警聚类及关联方法。首先根据网络业务配置情况对多网元告警进行聚类, 然后通过确定告警增长期进行时间窗划分, 生成关联性更强的告警事务集, 并进一步挖掘告警关联规则。该方法能够适应智能光网络多平面和多网元告警内在关联的特点, 可有效压缩告警事务集, 提高告警关联规则的准确度, 为后续故障诊断提供支撑。最后运用实际网络数据验证了该方法的可行性和有效性。
智能光网络 网络业务 时间窗 告警聚类 告警关联 ASON network business time window alarm clustering alarm correlation
以全时段宽频压制式电磁干扰为主的无人机遥控链路对抗手段，对功率浪费较大且影响周围环境，采取跟踪式干扰并结合其干扰范围制定开机策略能够有效解决此问题。基于对无人机遥控数据链路实施跟踪式干扰的需求，从跟踪式干扰需满足的时域及功率条件出发，推导了跟踪干扰双曲面及有限功率干扰范围不等式，确定了不同参数条件下的有效干扰范围，从而提出了合理干扰开机策略。仿真实验结果表明，制定的开机策略与参数变化规律相符，对提高无人机电磁干扰效能具有指导意义。
无人机 跳频通讯 跟踪式干扰 干扰范围 开机策略 Unmanned Aerial Vehicle(UAV) frequency hopping communication follower jamming jamming range turn-on strategy
针对噪声分布未知情况下的非线性目标跟踪问题, 提出了基于Sage-Husa算法的自适应嵌入式容积卡尔曼滤波算法。首先利用嵌入式容积准则改进传统的Sage-Husa算法, 得到适用于嵌入式容积卡尔曼滤波器的噪声统计估计器来估计未知噪声的统计特性, 并实现对其修正, 引入判断机制来抑制目标跟踪时的发散问题, 最后通过机动目标跟踪仿真验证了该算法的有效性。
非线性目标跟踪 嵌入式容积卡尔曼滤波 Sage-Husa算法 自适应 nonlinear target tracking embedded cubature Kalman filter Sage-Husa algorithm adaptability
1 中国科学院西北生态环境资源研究院, 青海盐湖研究所, 盐湖地质与环境实验室, 青海 西宁 810008
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院西北生态环境资源研究院, 青海盐湖研究所, 盐湖化学分析测试中心, 青海 西宁 810008
基于Cs2BO+2的正热电离质谱法测定样品中硼同位素时, 硼含量的准确测定直接制约着硼同位素测定的成败。 目前, 使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)测定高盐样品的硼含量仍然存在很大问题, 主要体现在两个方面: 高盐的基体干扰和仪器检出限制约, 而仅仅依靠简单的稀释无法很好的解决这些困难。 因此对样品进行硼元素的预富集以及基体离子的去除是十分必要的。 在使用硼特效树脂进行硼元素的吸附时发现部分钠离子也会被同时吸附, 故采用3 mol·L-1的氨水可以洗脱大部分吸附的钠离子而不造成硼的损失, 达到了去除基体的目的。 随后使用10 mL 75 ℃的0.1 mol·L-1盐酸将硼特效树脂吸附的硼洗脱实现了样品中硼的富集。 ICP-OES测定硼含量时, 选择波长为208.900 nm, 样品的加标回收率在106.00%～108.40%之间, 检出限为0.006 mg·L-1, 定量下限为0.02 mg·L-1。 通过不同盐度下的12次重复实验, 其相对标准偏差小于5%, 在1.94%～3.37%之间, 因此该方法是可行的, 并不存在偶然误差。 联合此方法和Cs2BO+2离子的正热电离质谱法, 成功测定了8个地质石盐样品的硼含量及硼同位素组成。
硼特效树脂 正热电离质谱(P-TIMS) 硼同位素 Amberlite IRA 743 resin ICP-OES ICP-OES Boron content P-TIMS Boron isotope 光谱学与光谱分析
2017, 37(8): 2564
