针对工科院校当前实验教学中普遍存在的学生实践能力不高、学习兴趣匮乏等问题，贝加莱实验室激励学生进行自我赋能，激发学生学习兴趣，赋能授权给学生更多学习权利，攫取多学科融合知识技能，全面提升专业素养和创新能力，培养他们迅速成长为符合时代需要的新工科创新人才。该文将赋能授权理论的思想引入贝加莱实验室教学改革过程中，探讨了以“学”为中心，学生自我赋能、自主学习、自我教学的教学方式。实践证明，通过应用赋能授权的创新教学方式，学生的学习主动性明显提高，教学效果大大改善，在各类学科竞赛、考研就业中表现优异，为培养新工科专业人才提供了新思路。
赋能授权 兴趣班 新工科 人才培养 empowerment interest class new engineering talent training
强激光与粒子束
2023, 35(1): 012003
强激光与粒子束
2020, 32(6): 061003
武汉科技大学城市建设学院, 湖北 武汉 430065
为探究雾霾粒子吸湿性引起的散射吸湿增长特性,基于雾霾粒子湿度增长模型,利用Mie散射理论和多球T矩阵计算方法,详细研究了硫酸、硫酸铵、沙尘、硝酸铵以及碳质气溶胶5种典型雾霾粒子及其团簇在入射波长为532 nm、相对湿度在60%~95%范围内的散射吸湿增长特性。研究结果表明:对单一雾霾粒子,硫酸、硫酸铵以及硝酸铵这类二次水溶性无机粒子及其团簇的散射吸湿增长较突出,沙尘较为平缓,而碳质气溶胶则呈现抑制作用,同时,小粒径粒子的散射吸湿增长因子呈指数增长,而大粒径粒子则呈波动、负增长趋势;对于雾霾粒子的团簇,散射吸湿增长因子曲线整体增幅减小,粒子团簇的体积分数对散射吸湿的影响明显,随着体积分数的增加,散射吸湿增长因子曲线的波动频率增大,同时振幅减小,但整体呈现的吸湿增长还是由团簇粒子的粒径范围与成分决定,其中团簇粒径范围影响较大。这为探究雾霾粒子散射吸湿增长特性和研究大气污染提供了理论支持。
散射 雾霾粒子 Mie散射 多球T矩阵 散射吸湿增长因子 光学学报
2020, 40(24): 2429001
1 蚌埠学院理学院, 安徽 蚌埠 233030
2 安徽师范大学光电材料科学与技术安徽省重点实验室, 安徽 芜湖 241000
利用激光诱导击穿光谱技术 (Laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS), 分析了常见感冒药片复方氨酚烷胺分散片、复方氨酚烷胺片 (感康)、四季感冒片中的微量元素。波长532 nm 的激光聚焦在药片表面产生等离子, 通过采集光纤至光谱仪分光, 再由增强型电荷耦合器件 (Intensified charge-coupled device, ICCD)摄谱, 获得三种感冒药片的 LIBS 光谱。通过对 ICCD 采集延时和门宽等实验参数的优化获得最佳光谱, 检测到氨酚烷胺分散片和四季感冒药中的微量元素有 Ca、Mg、Na, 复方氨酚烷胺片 (感康) 中的微量元素有 Ca、Mg。由发射光谱线的强度、激发能量、跃迁上能级的权重因子以及跃迁几率, 计算得到等离子体的电子温度, 研究了激光诱导三种感冒药片等离子体电子温度的时间演化特性。
激光诱导击穿光谱技术 感冒药片 微量元素 延迟 门宽 电子温度 laser-induced breakdown spectroscopy cold medicine tablets trace elements acquisition delay gate width electron temperature 大气与环境光学学报
2020, 15(4): 305
1 安徽工程大学 高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室, 安徽 芜湖 241000
2 安徽工程大学 电气工程学院, 安徽 芜湖 241000
3 北京大学物理学院 宽禁带半导体研究中心, 北京 100871
4 安徽工程大学 外国语学院, 安徽 芜湖 241000
针对AlGaN基多量子阱中有效的平衡载流子注入问题, 研究了有源区势垒层中Al组分调制形成的非规则H形量子势垒对AlGaN基深紫外发光二极管(LED)器件性能的影响及载流子的输运行为。研究发现, 与多量子阱中常用的单Al组分势垒相比, 加入Al组分较高的双尖峰势垒可以有效地提高内量子效率和光输出功率。进一步研究表明, 电子在有源区因凸起的尖峰势垒而得到了有效的阻挡, 减少了电子的泄露, 而空穴获得更多的动能从而穿过较高的势垒进入有源区。因此, 采用非对称H形量子势垒的深紫外LED器件中载流子输运实现了较好的平衡, 量子阱中的载流子复合速率远高于普通的深紫外发光二极管。
深紫外发光二极管 量子势垒 AlGaN AlGaN deep ultraviolet light-emitting diodes quantum barrier
1 蚌埠学院理学院,安徽 蚌埠 233030
2 光电材料科学与技术安徽省重点实验室, 安徽 芜湖 241000
为了研究样品温度变化对激光诱导铜等离子体特征参数的影响,利用单脉冲激光诱导激发加热台上的样品形成等离子体, 改变样品温度获得相应的黄铜等离子体发射光谱。分析了样品温度变化时特征谱线强度的变化,并在局部热 平衡(Local thermodynamic equilibrium, LTE)条件下,利用Boltzman方程和Stark展宽计算并获得不同样品温度 条件下等离子体电子温度和电子密度随时间的演化规律,同时讨论了激光诱导金属等离子体光谱增强的原因。 实验结果表明,延迟时间相同时,样品温度越高,谱线强度越强,电子温度和电子密度越大。由此可见, 适当升高样品温度可以提高谱线强度。
激光诱导击穿光谱 样品温度 电子温度 电子密度 ICCD门延迟 laser-induced breakdown spectroscopy sample temperature electron temperature electron density ICCD gate delay 大气与环境光学学报
2020, 15(2): 110
南京工业大学电器工程与控制科学学院, 南京 211816
提出四旋翼利用机载摄像头进行自主循迹的方案。采用机器视觉模块OpenMV获取地面图像, 将图像分割成5个区域, 通过计算和分析每个区域的标志位来识别各种赛道元素, 得出无人机相对于路径的水平偏差以及与路径的夹角。利用线性自抗扰控制器(LADRC)设计位置外环, 速度内环采用PID控制器, 两者形成位置—速度串级控制, 去消除水平误差。采取bang-bang控制算法进行飞行器航向纠正。以跟踪“8”字形轨迹进行了实验, 结果表明, 该方案具有良好的路径识别效果, 能够使四旋翼准确稳定地跟踪地面黑色引导线飞行。
四旋翼 循迹 机器视觉 线性自抗扰控制 串级 路径识别 quad-rotor UAV tracking machine vision LADRC cascade path recognition
基于能量均分方法, 根据经典热传导和热弹性理论, 建立了激光二极管端面抽运梯度浓度掺杂棒状激光介质的数值模型, 考虑到梯度浓度掺杂激光介质端面与空气的对流换热和激光介质材料的热力学参数的温度相关性, 运用有限元法, 得出了单一浓度掺杂、2阶阶变梯度浓度掺杂、5阶阶变梯度浓度掺杂和理想梯度浓度掺杂四种掺杂结构激光介质内吸收系数、抽运光吸收功率、温度、热应力和应变的空间分布。结果表明, 采用梯度浓度掺杂结构可以大大提高激光介质内抽运光吸收分布的均匀性, 5阶阶变梯度浓度掺杂激光介质的最高温度、最大主拉应力和最大主应变分别为单一浓度掺杂激光介质的42.6%、31.9%和28.1%, 可见明显减小了热效应的影响。理论分析结果可为激光二极管抽运梯度浓度掺杂激光器的合理优化设计提供数据理论支撑。
激光二极管端面抽运固体激光器 热效应 有限元法 梯度浓度掺杂 laser diode end-pumped solid-state laser thermal effect finite element method gradient concentration doping 红外与激光工程
2019, 48(11): 1105004
为了获得固体激光器的高功率、高光束质量和高效率,采用理论分析的方法,建立了板条激光介质温度分布和冷却速率等热物理参量的模型,并以灯抽运钕玻璃板条固体激光器为例,进行了数值计算。结果表明,2维模型可以更精确地说明板条固体激光器的温度分布和冷却速率等热物理特征。该研究对高功率板条激光介质的设计具有一定的指导意义。
激光器 板条激光器 热效应 温度分布 冷却 lasers slab laser thermal effect temperature distribution cooling
