1 中国科学院半导体研究所全固态光源实验室，北京 100083
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京 101407
大功率高光束质量半导体激光器在激光加工、激光通信、科学研究等方面有着广泛的应用，提高半导体激光器的功率和光束质量一直都是国际的研究前沿和学科热点。合束技术是提高半导体激光器输出功率最简单有效的方法。非相干合束技术提高输出功率往往以损失空间、偏振或光谱特性为代价，在对光束特性要求不高的场合应用较为成熟。相干合束技术在提高半导体激光器输出功率的同时还能提高光束质量、压窄频谱宽度，是高亮度窄线宽半导体激光技术发展的重要方向。本文简述了相干合束技术的原理及要求，从锁相技术出发，综述了半导体激光器相干合束技术近年来的发展现状，总结了主动锁相和被动锁相的优缺点，主动锁相技术采用主振荡放大结构通过相位负反馈技术实现锁相，在合束单元数量上具有优势，能获得大功率相干输出，但结构较为复杂。被动锁相技术结构简单，一般通过外腔的衍射效应或者共腔技术实现单元间的相位锁定，具备自组织锁相特点，但不易获得高功率输出。最后对半导体激光器相干合束技术的未来发展进行了展望。
相干合束 半导体激光器 锁相 高光束质量 高功率 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0114007
1 1.西北工业大学 材料学院 NPU-SAS联合研究中心, 西安 710072
2 2.西北工业大学 极端力学研究院, 西安 710072
3 3.西北工业大学 材料学院, 西安 710072
4 4.西安科技大学 理学院 力学系, 西安 710600
二维编织碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D-SiCf/SiC)在航空领域中得到广泛使用, 然而该材料层间强度低, 使其易萌生层间裂纹, 引起分层破坏。为此, 本工作采用楔形双悬臂梁法(W-DCB)和悬臂梁法(DCB)开展了层间I型断裂试验, 获得了2D-SiCf/SiC的层间裂纹驱动的加载数据, 得到了其裂纹端口张开力及张开位移变形曲线。在试验加载过程, 通过光学显微镜监测了视觉裂纹扩展过程, 探究了2D-SiCf/SiC的层间I型裂纹扩展规律。结合理论分析和裂纹视觉特征解释了加载曲线拐点及其他特征点的断裂力学含义。利用扫描电子显微镜分析了2D-SiCf/SiC的层间断面特征, 揭示了断面分层裂纹扩展机制。结果表明: W-DCB方法测量的2D-SiCf/SiC层间I型初始能量释放率与DCB方法等效; 2D-SiCf/SiC层间I型断裂过程中, 裂纹端口变形曲线的多峰性不符合经典线弹性断裂力学预测的加载峰后特征, 反映了2D-SiCf/SiC层间约束关系的复杂性; 层间断面为结构性非完全损伤, 发生了局部纤维桥连现象。
2D-SiCf/SiC复合材料 层间I型断裂 表征分析 纤维桥连 2D-SiCf/SiC composites interlaminar mode I fracture characterization analysis fiber bridging 
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Materials and Clean Energy, School of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Jinan 250014, China
2 State Key Laboratory of Fluid Power and Mechatronic Systems, School of Mechanical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310030, China
Surface-enhanced Raman scattering (SERS) substrates based on chemical mechanism (CM) have received widespread attentions for the stable and repeatable signal output due to their excellent chemical stability, uniform molecular adsorption and controllable molecular orientation. However, it remains huge challenges to achieve the optimal SERS signal for diverse molecules with different band structures on the same substrate. Herein, we demonstrate a graphene oxide (GO) energy band regulation strategy through ferroelectric polarization to facilitate the charge transfer process for improving SERS activity. The Fermi level (Ef) of GO can be flexibly manipulated by adjusting the ferroelectric polarization direction or the temperature of the ferroelectric substrate. Experimentally, kelvin probe force microscopy (KPFM) is employed to quantitatively analyze the Ef of GO. Theoretically, the density functional theory calculations are also performed to verify the proposed modulation mechanism. Consequently, the SERS response of probe molecules with different band structures (R6G, CV, MB, PNTP) can be improved through polarization direction or temperature changes without the necessity to redesign the SERS substrate. This work provides a novel insight into the SERS substrate design based on CM and is expected to be applied to other two-dimensional materials.
surface-enhanced Raman scattering (SERS) ferroelectric PMN-PT graphene oxide (GO) photo-induced charge transfer (PICT) Opto-Electronic Advances
2023, 6(11): 230094
浙江华云信息科技有限公司, 浙江杭州 310030
针对目前非侵入式负荷检测时存在检测精确度低的问题, 提出一种基于事件驱动-深度学习(EDDL)的负荷检测模型。通过零交叉检测电流数据, 基于事件驱动机制从大量数据中发现关键事件; 将包含关键事件的电流序列转换至图像空间, 并代入基于深度学习的负荷检测模型, 从而实现端对端的非侵入式负荷检测。实验结果表明, 与多分类支持向量机(MSVM)、前馈神经网络 (FNN)、卷积神经网络 (CNN)和长短时记忆网络 (LSTM)模型相比, 所提 EDDL模型综合性能更优, 检测准确率和精确度分别为 94.67%和 91.76%。仿真结果验证了所提模型可基于事件驱动机制挖掘电流数据, 并基于深度学习模型有效提取电流数据特征, 从而实现高精确度的非侵入式电力负荷检测。该模型对非侵入式电力负荷检测研究具有一定借鉴作用。
电力系统 非侵入式 负荷检测 深度学习 事件驱动 power system non-intrusive load detection deep learning event driven 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(11): 1381
1 江西省检验检测认证总院工业产品检验检测院，江西 南昌330052
2 南昌海关技术中心，江西 南昌330008
3 江西农业大学食品科学与工程学院，江西 南昌330045
以近红外光谱技术在油茶籽粕检测中的应用为研究对象，在简单介绍近红外光谱技术的原理、特点及分析过程的基础上，详细阐述了该技术在油茶籽粕检测中的建模过程，为后续工作者更好地建立油茶籽粕近红外光谱分析模型提供理论依据和指导。同时，通过分析近红外光谱技术在油茶籽粕检测指标、标准制定以及模型转移技术中的发展，总结出该技术在油茶籽粕检测中的三个研究方向：开拓新项目的模型建立、制定普遍适用的标准、解决台间差并完成模型转移。油茶籽粕广泛应用于动物饲料、特医食品、保健食品等行业，因此大力开拓和推广近红外光谱技术在油茶籽粕检测中的应用是必然趋势。
近红外光谱技术 油茶籽粕 模型建立 标准制定 模型转移 near-infrared spectroscopy technology oil-tea camellia meal establishment of models setting of standards model transfer
1 唐山市人民医院唐山 063000
2 河北北方学院附属第一医院张家口 075000
评价一种可降解的液态基准标志物（Liquid fiducial marker，LFM）在图像引导放疗中的应用价值。体外实验：以固态基准标志物（Solid fiducial marker，SFM）为参考，评价不同锥形束CT管电压条件下LFM的可视性、伪影和最优注量。体内实验：以SFM为参考，评价LFM在裸鼠体内的稳定性和降解状况。将种植了肿瘤细胞的裸鼠随机分为未注入LFM的单次放疗组（16 Gy/次），注入了LFM的单次（16 Gy/次）、二分次（8 Gy/次）和四分次放疗组（4 Gy/次）。根据照射结果评价LFM对肿瘤生长的影响。相比SFM，LFM的伪影显著较小（均p<0.05），可视性满足临床鉴别要求，当注量为10 μL时成像质量最佳。裸鼠体内LFM质心相对脊髓位移显著大于黄金基准标志物（（0.22±0.03）mm vs.（0.17±0.02）mm，p<0.05），但始终小于一个像素尺寸，故稳定性良好。LFM的实际降解率同理论降解率高度相符。LFM对单次放疗组肿瘤生长影响较小，对分次放疗组影响较大。LFM具有一定临床应用和推广价值，未来有望取代SFM。
液态基准标志物 图像引导放疗 应用价值 Liquid fiducial marker Image guided radiotherapy Application value 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(5): 050302
光子学报
2023, 52(11): 1122002
为考察白云石对水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性能的影响，本文采用10%、20%、30%（质量分数，下同）白云石掺入水泥净浆与水泥砂浆试件中，在低温条件下浸泡于5%硫酸镁和5%硫酸钠溶液中，并进行硫酸盐侵蚀试验。定期观察试件的宏观形貌变化，并定量分析其侵蚀产物。测定水泥砂浆试件抗折强度与抗压强度并进行宏观分析，以此得出不同种类硫酸盐对试件生成碳硫硅钙石的影响。采用热力学模拟探究白云石对水泥胶凝体系产物的影响。结果表明：当白云石掺量为10%~20%时，能抑制水泥基材料中碳硫硅钙石的生成，水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀性能有较大提高，水泥砂浆试件抗折强度有明显改善，这与热力学模拟结果基本一致。
白云石 水泥基材料 硫酸盐 热力学分析 定量分析 碳硫硅钙石 dolomite cement-based material sulfate thermodynamic analysis quantitative analysis thaumasite
连续碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(SiCf/SiC)是发展先进航空发动机的关键材料, 航空发动机长时服役要求材料具有优异的高温蠕变性能。本工作研究了平纹编织Cansas-II碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D-SiCf/SiC)在空气中的高温蠕变行为, 蠕变温度为1200~1400 ℃, 应力水平为80~140 MPa。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了2D-SiCf/SiC复合材料的微观组织和断口形貌, 使用能谱分析仪(EDS)进行了成分分析。结果表明: 当蠕变应力低于比例极限应力(σPLS)时, 2D-SiCf/SiC的蠕变断裂时间超过500 h, 稳态蠕变速率为1×10-10~5×10-10 /s, 蠕变行为由基体和纤维共同控制。当蠕变应力高于σPLS时, 复合材料的基体、纤维和界面均发生氧化, 蠕变断裂时间显著降低, 稳态蠕变速率提高一个数量级, 蠕变行为主要由纤维控制。
Cansas-II SiCf/SiC复合材料 蠕变 蠕变断裂时间 稳态蠕变速率 基体开裂 Cansas-II SiCf/SiC creep creep rupture time steady-state creep rate matrix cracking
