1 国家电网河南省电力公司电力科学研究院，河南 郑州 450002
2 哈尔滨工程大学纤维集成教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001
3 中国船舶工业系统工程研究院，北京 100094
采用一种光纤布拉格光栅三维拉力传感器对变电站高压套管的安装方式进行了测试，并对套管端部受力状态进行了长达1500 h的长时间监测。通过测量不同安装方式下套管端部的受力，优化了引下线方式和金具安装类型；对套管端部受力进行长时间监测，得到套管端部存在三维拉力和温度引起的热应力的结果，并在三维力中得到可能为风载荷加载在跨线上引起变电站结构晃动的低频信号频率为0.18 Hz和0.22 Hz。基于光纤布拉格光栅三维拉力传感器，初步实现了对变电站的健康监测，推动智能电网的发展。
光纤光学 光纤布拉格光栅 三维拉力传感器 高压变电站 高压套管 健康监测 激光与光电子学进展
2021, 58(9): 0906002
国防科技大学 空天科学学院, 材料科学与工程系, 长沙 410073
水分别与乙醇、乙二醇、二乙二醇混合为共溶剂, 通过溶剂热法制备高电压锂离子电池正极材料LiCoPO4, 研究不同醇类溶剂对于样品的微观形貌和颗粒尺寸的影响。借助X射线衍射、扫描电子显微镜和比表面积测试对样品的成分、晶型、微观形貌和颗粒尺寸进行分析。研究表明, 制备得到的LiCoPO4颗粒平均尺寸大小与醇类溶剂对于前驱体的溶解度差异相一致, 而与溶剂粘度没有明显联系。通过乙二醇/水制备得到的LiCoPO4颗粒呈六边形片状, 平均尺寸最小, 而通过乙醇/水和二乙二醇/水制备得到的LiCoPO4颗粒呈菱形片状形态。此外, 前者结晶度较高且循环性能较好, 0.05C下首圈放电容量为130 mAh/g, 20圈后容量保留率为88%。
磷酸钴锂 溶剂热法 溶解度 高电压正极材料 锂离子电池 lithium cobalt phosphate solvothermal synthesis solubility high-voltage cathode lithium-ion battery
1 国网河南省电力公司电力科学研究院，河南 郑州 450000
2 哈尔滨工程大学纤维集成光学教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001
本文提出将两个纤维增强复合材料(FRP)封装的光纤光栅(FBG)安装于角钢梁的两个面上，用来实现对角钢梁位移大小和方向的测量，实现对角钢结构的健康检测。本文将传感器分别安装在角钢梁不同面上的各个位置，通过有限元分析模拟了角钢梁结构的位移和传感器应变传递的关系，对传感器的安装位置进行优化设计，并进行了实验验证。仿真模拟和实验结果表明，传感器安装在合理位置能够实现角钢梁一端位移的大小测量和方向判别。研究结果对于利用光纤传感器实现对角钢构成的结构如桥梁、电塔、吊车等的健康监测提供了基础研究。
电塔角钢 光纤Bragg 光栅 应变传递 angle steel of electric tower fiber Bragg grating fiber reinforced polymer/plastic FRP strain transfer
1 国网河南省电力公司电力科学研究院输电线路舞动防治技术实验室， 河南 郑州 450052
2 哈尔滨工程大学纤维集成教育部重点实验室， 黑龙江 哈尔滨 150001
借助光纤光栅(FBG)、相位敏感型光时域反射计(Φ-OTDR)及基于拉曼散射的分布式温度传感器(DTS)，对4 km长的高压输电真型线路的健康监测进行研究。分析了导线舞动过程中输电塔架和输电导线的温度和应变的特征。利用安装在塔架结构上的104个FBG应变和温度传感器对塔架结构进行应变监测。利用Φ-OTDR及DTS，借助输电线路中现有的光纤复合架空地线(OPGW)内的通信光纤，实现了输电线路的舞动和温度的监测。三种光纤传感方案相互补充照应，实现了对整个输电系统结构健康监测。
光纤光栅 相位敏感型光时域反射计 分布式温度传感器 输电系统 结构健康监测 激光与光电子学进展
2018, 55(7): 070606
国防科学技术大学材料工程与应用化学系, 湖南 长沙 410073
采用溶剂蒸发对流自组装法将单分散二氧化硅(SiO2)微球组装形成三维有序胶体晶体模板。以锗烷(GeH4)为先驱体气，用等离子增强化学气相沉积法向胶体晶体 的空隙中填充高折射率材料Ge。酸洗去除二氧化硅微球，得到Ge反蛋白石三维光子晶体。通过扫描电镜、X射线衍射仪和傅里叶变换显微红外光谱仪对锗反蛋白石的形貌、 成分和光学性能进行了表征。结果表明:Ge在SiO2微球空隙内填充致密均匀，得到的锗为多晶态，锗反蛋白石为三维有序多孔结构。锗反蛋白石的测试光谱图有明显 的光学反射峰，表现出光子带隙效应。测试的完全光子带隙位于中红外3.4 μm处，测试的光学性能与理论计算基本吻合。
光电子学 锗反蛋白石 光子晶体 完全光子带隙 等离子增强化学气相沉积 溶剂蒸发对流自组装 中红外 optoelectronics germanium inverse opal photonic crystal a complete three-dimen-sional bandgap plasma enhanced chemical vapor deposition solvent vaporization convection self-assembly mid-infrared
国防科学技术大学 材料工程与应用化学系，长沙 410073
采用溶剂蒸发对流自组装法将单分散SiO2微球组装形成三维有序胶体晶体模板，用低压化学气相沉积法填充高折射率材料锗，酸洗去除SiO2模板，获得了锗反蛋白石三维光子晶体.通过扫描电镜、X射线衍射仪和紫外-可见-近红外光谱仪对锗反蛋白石的形貌、成分、结构和光学性能进行了表征.结果表明：锗在SiO2微球空隙内具有较高的结晶质量，填充致密均匀.通过改变沉积工艺，可控制锗的填充率；制备的锗反蛋白三维光子晶体具有明显的光学反射峰，表现出光学带隙效应.测试的光学性能与理论计算基本吻合.
锗反蛋白石 光子晶体 低压化学气相沉积 溶剂蒸发对流自组装 Germanium inverse opal Photonic crystal Low pressure chemical vapour deposition Solvent vaporization convection self-assembly
国防科学技术大学材料工程与应用化学系，湖南 长沙 410073
综述了近年来复合周期结构光子晶体的最新发展动向，从三种维度阐述了叠层复合和嵌套复合的结构设计思路，通过比较禁带调制性能，认为复合结构较单一结构具有更强的带隙调制作用，其中叠层复合是光子晶体禁带位置及宽度调制的重要手段之一，而嵌套复合主要针对带隙模式的调制。同时还介绍了各种复合结构的制备方法及可能的应用领域。
光电子学 光子晶体 复合周期 带隙调制 optoelectronics photonic crystals complex-period structure photonic band gap
哈尔滨工业大学,自动化测试与控制系,黑龙江,哈尔滨,150001
为了提高IC芯片视觉检测中图像拼接的速度和精度,提出一种基于精密光栅运动系统的快速精确图像拼接技术.提出自标定技术解决了传统标定受标准件加工尺寸精度和光强影响的问题,提高了标定的准确度并降低了成本.在准确标定基础上,建立了基于光栅精确定位的拼接模型.实验表明,该方法拼接精度高,拼接平均误差在0.4μm以内,2 σ为0.872 μm,达到亚像素级精度,而且拼接速度快,两幅图像拼接时间约为10 ms.
图像拼接 光栅 自标定
