1 南京航空航天大学南京 210016
2 山东省潍坊市人民医院潍坊 261000
电离辐射会导致动物肠道的损伤，瓜氨酸在小肠上皮细胞内合成，同时被证明对肠道具有一定的保护作用。通过构建小鼠急性辐射致肠道损伤模型，设置正常对照组、单纯辐照组以及辐照加瓜氨酸组，研究瓜氨酸的辐射防护作用及机制。实验结果表明：在辐照后连续一周腹腔注射1 g?kg-1?d-1的瓜氨酸能够显著延长受照小鼠中位生存期，增加小鼠体重，显著降低小鼠血浆内毒素含量，提高黏着斑激酶（Focal Adhesion Kinase，FAK）和肠道紧密连接（Occludin）蛋白的表达水平，同时降低一氧化氮（Nitric Oxide，NO）和诱导型一氧化氮合酶（inducible Nitric Oxide Synthase，iNOS）的表达量。本实验证明：瓜氨酸可以通过改善受照小鼠肠道屏障完整性，改善肠道屏障功能，缓解亚硝化应激，对电离辐射小鼠肠道损伤具有保护作用。
电离辐射 肠道损伤 瓜氨酸 一氧化氮 Ionizing radiation Intestinal injury Citrulline Nitric oxide
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所，四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 研究生院，四川 绵阳 621999
3 先进激光与高功率微波全国重点实验室，四川 绵阳 621900
针对当前空间碎片数量急剧增长问题，探究基于强电磁辐照的主动清除手段的可行性，以多层隔热结构作为典型危险空间碎片模型，重点关注其电磁响应敏感的金属镀层部分，通过构建复杂多环境因素物理场，在S波段强电磁辐照和真空环境下进行了验证实验。实验结果表明，在10−3 Pa量级的真空环境下，强电磁脉冲与多层隔热结构金属镀层发生相互作用，引发放电现象并产生等离子体，同时伴随着宏观动力学特性的改变。通过观察和分析，我们探讨研究了可能的物理过程，包括强场击穿导致材料点放电、面闪络引起材料网状放电和镀层损伤、粒子吸收微波能量导致材料变形以及等离子体烧蚀引起材料损毁等。该研究为利用强电磁脉冲辐照主动移除危险空间碎片提供了重要的技术支持。
电磁辐照 空间碎片 隔热材料 放电损伤 electromagnetic irradiation space debris heat insulation material discharge damage 强激光与粒子束
2024, 36(4): 043028
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西 西安 710119
2 电磁空间安全全国重点实验室，天津 300308
硫系玻璃作为一种优秀的红外材料，具有透过范围广、物化性能稳定、易于成纤等特点，是制备红外传能光纤的理想材料之一。从硫系玻璃吸收损耗抑制和散射损耗抑制两方面入手，采用气（氯气）/气（玻璃蒸汽）、固（铝）/液（玻璃熔液）化学反应除杂方式降低光纤吸收损耗，建立了三维激光显微成像系统，检测玻璃及光纤内部的微米和亚微米量级的缺陷，优化制备工艺降低光纤散射损耗，制备出损耗为0.087 dB/m（@4.778 μm）的硫系玻璃光纤。分别利用光纤激光器（波长为2.0 μm）和双波长输出的光学参量振荡器（OPO）激光器（波长为3.8 μm 和4.7 μm）进行激光传能实验，在单模光纤和多模光纤中分别实现了6.10 W（@2.0 μm）和6.12 W（@3.8 μm和4.7 μm）激光传输。
材料 红外光纤 硫系玻璃 超低损耗 激光传输 激光损伤
光通信研究
2024, 50(2): 22007501
1 国网新疆电力有限公司 电力科学研究院，乌鲁木齐 830000
2 北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室，北京 100876
3 国网新疆电力有限公司 电力调度控制中心，乌鲁木齐 830000
【目的】地震等自然灾害具有持续性和大范围的特性。灾害在发生过程中会持续性损伤光网络的链路资源，造成其链路风险不断变化。面对持续变化的链路风险，业务恢复规划不当可能导致恢复业务再次发生故障。从业务角度来看，重复故障将导致数据传输的多次中断，且随着灾害发生，后续的链路状态损伤加剧可能导致无法恢复此业务。从网络管控方面来看，重复恢复会造成算路资源浪费，占用其他业务的恢复资源。同时，由于业务传输的数据重要性不同，不同业务对传输可靠性的需求存在差异，在发生故障时，高重要度业务应优先恢复。因此，在大规模持续性灾害场景下，综合考虑灾害对链路风险的持续性影响以及不同业务对路径可靠性需求的差异性进行业务恢复是一个值得研究的问题。文章针对此问题提出了一种持续性灾害下基于链路风险感知的业务恢复算法——动态链路风险重路由算法（DLRRA）。
【方法】首先，针对业务重要度和链路风险，文章建立了业务重要度与链路风险评估模型，并在此基础上提出了优化目标路由可靠度。DLRRA结合优化目标充分考虑了灾害对链路持续性影响造成的链路风险度变化，通过优先为高重要度的故障业务分配低风险的恢复资源，避免了在灾害持续发生过程中同一高重要度业务发生2次故障的风险。
【结果】仿真结果表明，DLRRA恢复的首次业务较传统算法的2次故障概率降低了11%，且在高负载下的平均重要度提高了10%。
【结论】因此，该算法有效避免了持续性故障造成的业务多次中断带来的损失，保证了重要业务在灾害环境中的持续稳定运行。
光网络 光纤损伤 链路风险 故障恢复算法 optical networks optical fiber damage link risk fault recovery algorithm 光通信研究
2024, 50(2): 22006901
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200093
2 中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜实验室，上海 201800
3 中国科学院强上海光学精密机械研究所激光材料重点实验室，上海 201800
4 中国科学院大学材料科学与光电子工程中心，北京 100049
5 国科大杭州高等研究院，浙江 杭州 310024
时间分辨的泵浦探测技术是研究光学元件损伤动态过程的有力手段。基于增强电荷耦合器件（ICCD）的时间分辨泵浦探测技术，对比研究了1064 nm纳秒激光辐照下HfO2/SiO2增透膜膜面处于激光入射面（正向过程）和出射面（反向过程）两种情况下的动态损伤过程。在同一能量密度（52 J/cm2）激光辐照下，正向和反向过程都产生了无膜层剥落的小坑损伤以及伴随膜层剥落的小坑损伤，但反向过程产生的小坑的横向尺寸和深度都比正向的大。有限元分析结果表明正向和反向过程中增透膜内部的基底-膜层界面场强相似，但实际损伤形貌尺寸以及依据冲击波传播速度计算得到的爆炸能量都表明反向过程沉积的能量更大，可见等离子体形成后在后续激光脉冲辐照下的发展过程决定了两种情况下的损伤差异。增透膜损伤的时间分辨研究对其损伤机制分析以及实际应用具有重要意义。
薄膜 增透膜 激光诱导损伤 时间分辨 等离子体 冲击波
1 北京航空航天大学航空科学与工程学院强度与结构完整性全国重点实验室，北京 100191
2 北京强度环境研究所可靠性与环境工程技术重点实验室，北京 100076
残余灰度场是变形前后数字体图像中对应体素点的灰度之差。在基于有限单元的全局数字体图像相关（DVC）方法中，残余灰度场作为计算区域各体素点匹配质量的目标函数，可直接计算获得，并可用于材料内部损伤演化或裂纹扩展的精细表征。然而，当前广泛使用的基于图像子体块的局部DVC只能获得计算区域内各离散计算点的位移、应变和相关系数信息，无法直接计算区域内各体素点的残余灰度。相较于相关系数和变形信息，残余灰度场可实现逐体素的匹配质量评价，在内部损伤或裂纹扩展的可视化观测和准确定位方面具有显著优势。为能在局部DVC中获得残余灰度场信息，提出一种简单有效的残余灰度场计算方法。该方法基于三维Delaunay四面体剖分算法，并利用有限元框架对局部DVC离散计算结果进行稠密插值，以获取逐体素连续位移场，并将其用于变形体图像校正。模拟和真实实验结果表明，基于局部DVC测量结果后处理计算获得的残余灰度场不仅可以实现精准的损伤定位，还能观测到裂纹形貌以及界面脱黏行为。所提方法弥补了当前局部DVC在精细化匹配质量评价方面的不足，有望拓展该方法在材料和结构内部损伤观测和定位中的应用。
三维图像处理 数字体图像相关方法 残余灰度场 内部损伤观测与定位
1 1.东南大学 机械工程学院, 南京 211189
2 2.高速飞行器结构与热防护教育部重点实验室, 南京 211189
高速飞行器中的陶瓷基复合材料结构在服役过程中不可避免地会遇到低速冲击问题, 低速冲击后的损伤形式以及剩余承载能力是影响飞行器结构安全的关键问题。本研究以二维编织SiC/SiC复合材料板件为研究对象, 在不同能量下开展了低速冲击试验, 分析了低速冲击载荷下试验件的表面损伤状态, 通过计算机断层扫描技术观察了试验件内部的损伤形貌, 结合冲击过程中的冲击响应曲线以及应变历史曲线, 分析了SiC/SiC复合材料低速冲击过程的损伤机理。针对含勉强目视可见损伤的试验件开展了冲击后剩余强度试验, 研究了勉强目视可见损伤对SiC/SiC复合材料剩余承载性能的影响。结果表明, 在低速冲击载荷的作用下, 试验件的表面损伤主要包括无表面损伤、勉强目视可见损伤、半穿透损伤以及穿透损伤, 试验件的内部损伤主要有锥形体裂纹、纱线断裂以及分层损伤。低速冲击损伤会严重影响SiC/SiC复合材料的剩余性能, 虽然试验件损伤勉强目视可见，但其剩余压缩强度为无损件81%, 剩余拉伸强度仅为无损件的68%。
SiC/SiC 陶瓷基复合材料 低速冲击 损伤特性 剩余强度 SiC/SiC ceramic matrix composites low-velocity impact damage characteristics residual strength
1 西安应用光学研究所，陕西 西安 710065
2 陆装西安军代局驻西安地区第八军代室，陕西 西安 710065
损伤阈值测量装置是强激光技术的重要技术指标，主要用于强激光光学元件的研制和测试，而同步触发模块作为模块之间时序的控制器，是研制损伤阈值测量装置的关键技术之一。介绍了一种用于激光损伤阈值测量装置的同步触发模块及方法。设计了基于现场可编程门阵列（field programmable gate array，FPGA）为主控芯片的硬件方案，通过上位机操控软件设置同步触发参数，来控制各路输出同步信号的宽度和各路信号之间的时序，可极大提高同步触发的精度和效率。通过实验验证，同步脉冲信号之间的调节精度为2 ns，同步脉冲信号的最小宽度为10 ns，满足激光损伤阈值测量装置的要求。
损伤阈值 同步触发 FPGA damage threshold synchronous trigger field programmable gate array
