佛山科学技术学院, 交通与土木建筑学院, 佛山 528225
保温性能和抗冻性能对衡量功能一体化材料耐久性, 以及促进绿色节能、减排具有重要影响。借助正交试验方法, 以聚苯乙烯(EPS)掺量、水胶比、聚甲醛(POM)纤维掺量为影响因素, 开展EPS轻型混凝土的力学性能、保温性能及抗冻性能试验, 并对试验结果进行极差分析和AHP-CRITIC混合加权分析, 得到综合性能最佳的EPS轻型混凝土基础配合比。结果表明: EPS掺量对EPS轻型混凝土力学性能影响最大, POM纤维能显著提高EPS轻型混凝土的抗拉强度, 水胶比对EPS轻型混凝土力学性能影响最小; 当EPS掺量为35%(体积分数)、POM纤维掺量为0.9%(质量分数)、水胶比为0.21时, EPS轻型混凝土的力学性能最优; 在冻融循环下, EPS轻型混凝土冻融损伤满足二参数Weibull分布模型, 该模型能较好地反映EPS轻型混凝土冻融损伤变化规律。
EPS轻型混凝土 正交试验 AHP-CRITIC混合加权法 抗冻性能 导热系数 冻融损伤模型 EPS lightweight concrete orthogonal test AHP-CRITIC hybrid weighting method frost resistance thermal conductivity freeze-thaw damage model
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学，北京 100049
3 上海交通大学IFSA协同创新中心，上海 200240
4 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所，上海 201800
拍瓦激光系统中剩余的高阶色散导致了脉冲波形的振荡，影响了拍瓦激光的信噪比。为了进一步优化拍瓦激光的信噪比特性，满足激光加速电子、质子等粒子的效率提升需求，本文提出了一种基于双折射晶体的新型超短脉冲的三阶色散主动调控方法，用于信噪比的主动调控。通过数值分析模拟了双折射晶体引入的二阶色散、三阶色散，针对中心波长为1053 nm的拍瓦激光系统，选择适当的晶体厚度，可以通过调节双折射晶体的面内旋转角改变系统剩余三阶色散。同时，基于神光Ⅱ第九路拍瓦激光系统光参量啁啾脉冲放大（OPCPA）预压缩的信噪比测量值，对比了不同量级剩余三阶色散对脉冲信噪比的影响，得出通过改变拍瓦激光系统中剩余三阶色散量，可实现不同量级信噪比的主动调控的结论。该研究结果对于高能激光系统剩余三阶色散的补偿以及信噪比的优化具有重要意义。
激光器与激光光学 双折射晶体 三阶色散 信噪比 拍瓦激光 光学学报
2023, 43(10): 1014003
1 西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室，陕西 西安 710049
2 浙江西安交通大学研究院，浙江 杭州 311200
表面增强拉曼散射（SERS）属于分子振动光谱，具有灵敏度高、选择性好、检测无损等特点，在材料、生物医学、**等领域具有广泛的应用。目前的研究主要利用拉曼信号分子特征峰强度变化进行检测。由于受到各种因素的影响，拉曼信号分子特征峰会发生移动，相比峰强度变化，拉曼特征峰平移具有更高的稳定性和更好的重现性，由此基于拉曼特征峰平移的SERS检测应用逐渐受到关注。在总结拉曼特征峰平移机制的基础上，介绍了基于拉曼特征峰平移的SERS在癌症与疾病诊断、环境监测及食品安全检测等领域的研究进展，这些研究进展为发展具有高稳定性SERS检测方法提供了新的策略与思路。
激光与光电子学进展
2022, 59(6): 0617015
1 北京联合大学考古研究院, 北京 100191
2 国家文物局考古研究中心, 北京 100013
3 中国科学技术大学科技史与科技考古系, 安徽 合肥 230026
4 铂悦仪器(上海)有限公司, 上海 231600
“南海Ⅰ号”是一艘南宋时期的木质商船, 沉没于我国广东省阳江市东平港以南约20海里处, 发现于1987年, 经多次水下考古调查后, 于2007年严格按照水下考古规范, 成功地将其整体打捞出水, 迄今为止中国境内发现的年代最早、 船体最大、 保存最完整的古沉船。 由于在海底埋藏达800年之久, 因此船体和及其所承载的木质文物, 在海水中盐份以及各种微生物的协同作用下, 发生了严重的物理化学和生物降解作用, 使得原有的木材成分大量降解流失, 木质纤维间的支撑力减少, 导致强度降低, 结构糟朽。 硫铁化合物是海洋出水木材的重要病害来源, 因此铁、 硫元素的含量、 分布以及赋存状态, 对海底出水有机质材料的研究和保护具有重要的学术价值。 由于制样和传统方法限制, 难以对出水木材中的铁和硫进行原位无损分析, 同时分析速度和测量成本亦是难以克服的困难。 微束X射线荧光技术, 特别是基于常规X光管的微聚焦技术, 为该问题提供了便捷、 快速、 可靠、 无损和低成本的解决方案。 基于此, 选择“南海Ⅰ号”出水船体为研究对象, 应用最新的多导毛细管微聚焦X射线荧光光谱技术, 并结合拉曼光谱分析, 对出水木材中的铁、 硫含量和分布进行了面扫描分析。 结果指出, 样品中的铁、 硫元素分布不均, 存在多种赋存形态, 揭示了元素分布特点和规律为研究水木材中硫、 铁的来源、 富集以及耦合关系等提供了线索。 研究表明, 微束XRF技术可有效分析不规则、 不均匀的饱水木材中不同部位铁、 硫丰度, 在二维尺度上揭示元素的分布情况以及其相关性。 研究结果可为探讨海洋出水木材中的硫、 铁及其化合物的沉积和循环机制以及相关文物保护和修复工作, 提供重要的科学支持和有益借鉴。
南海Ⅰ号 面扫描 饱水古木材 “Nanhai No.1” shipwreck μ-XRF Mappin Waterlogged archaeological wood μ-XRF 光谱学与光谱分析
2021, 41(9): 2930
1 上海勘测设计研究院有限公司, 上海 200335
2 复旦大学环境科学与工程系, 上海 200433
3 珠海复旦创新研究院, 广东 珠海 519000
利用长程差分光学吸收光谱技术对黄浦江下游典型航道区域船舶排放的空气污染物进行高时间分辨率监测。研究表明 SO2 浓度受船舶尾气烟羽影响显著, 浓度瞬时可增高 2～4 倍不等, 峰值超过 10×10-9 (体积混合比); 而由于来源情况更为复杂, NO2 浓度的变化较为平缓, 且由于受到周围机动车排放影响, 日变化呈现出明显的双峰特征。受船流量影响, SO2 浓度在日间相对较高。人为活动影响分析表明, NO2 浓度在春节假期相较于前后时段下降 30%以上, 而在新冠疫情重大突发公共卫生事件一级响应启动后下降达 50%。 值得注意的是, 由于船舶活动规律的差异性, SO2 浓度的假期效应以及对疫情响应措施的反应并不明显, 但 SO2 浓度的典型排放高值呈现逐年下降的趋势。
船舶 大气污染 ship air pollution DOAS DOAS SO2 SO2 NO2 NO2
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所, 上海 201800
提出一种标定超短脉冲测量装置时间分辨率的新方法。设计制作可产生特定时间延迟的平面平晶,标定时将其放置在自相关仪前的光路中;待测光脉冲经过平面平晶后会产生时间延迟为T的双脉冲,该双脉冲到达自相关晶体发生相互作用,产生自相关信号,此时信号的主峰两端会出现较为明显的次峰信号,该次峰信号之间的时间间隔为2T,这样双脉冲的时间延迟就转换为次峰信号峰值的空间距离,经CCD接收后可计算得到自相关仪的时间分辨率。采用此方法对自相关仪时间分辨率标定的结果为217.88 fs/pixel,与移动光程延迟器法得到的标定结果214.27 fs/pixel相比,相对误差仅为1.68%;与可单次标定的鉴别率板法相比,采用此方法标定结果的相对扩展不确定度为1.50%,优于鉴别率板法的6.96%。
强激光与粒子束
2020, 32(11): 112009
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Institute of Laser Plasma, China Academy of Engineering Physics, Shanghai 201899, China
2 State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, Jinan 250100, China
3 School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, 800 Dongchuan Road, Shanghai 200240, China
The use of low-coherence light is expected to be one of the effective ways to suppress or even eliminate the laser–plasma instabilities that arise in attempts to achieve inertial confinement fusion. In this paper, a review of low-coherence high-power laser drivers and related key techniques is first presented. Work at typical low-coherence laser facilities, including Gekko XII, PHEBUS, Pharos III, and Kanal-2 is described. The many key techniques that are used in the research and development of low-coherence laser drivers are described and analyzed, including low-coherence source generation, amplification, harmonic conversion, and beam smoothing of low-coherence light. Then, recent progress achieved by our group in research on a broadband low-coherence laser driver is presented. During the development of our low-coherence high-power laser facility, we have proposed and implemented many key techniques for working with low-coherence light, including source generation, efficient amplification and propagation, harmonic conversion, beam smoothing, and precise beam control. Based on a series of technological breakthroughs, a kilojoule low-coherence laser driver named Kunwu with a coherence time of only 300 fs has been built, and the first round of physical experiments has been completed. This high-power laser facility provides not only a demonstration and verification platform for key techniques and system integration of a low-coherence laser driver, but also a new type of experimental platform for research into, for example, high-energy-density physics and, in particular, laser–plasma interactions.
Matter and Radiation at Extremes
2020, 5(6): 065201
1 安徽大学历史系, 安徽 合肥 230601
2 安徽省文物考古研究所, 安徽 合肥 230601
3 北京科技大学科技史与文化遗产研究院, 北京 100083
4 中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室, 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所, 北京 100044
5 中国科学院大学人文学院考古学与人类学系, 北京 100049
采用激光诱导击穿光谱（LIBS）技术结合主成分分析（PCA）, 对凌家滩遗址出土陶器进行快速检测和统计分类的研究。 凌家滩遗址位于安徽马鞍山市含山县, 是我国南方地区一处大型新石器时代晚期聚落, 遗址出土大量精美玉器、 石器和陶器等, 年代处于中华文明起源关键节点上, 是研究我国文明起源和发展问题的重要遗址, 因此对其出土陶器的研究具有十分重要的文化历史意义。 对凌家滩遗址出土具有不同类型羼和料的陶器样本, 进行LIBS快速分析后, 利用PCA对结果进行统计辨析。 研究表明, 不同羼和料的光谱敏感度有所不同, 不同掺杂物质会产生光谱特征差异。 另一方面, 出于统计分析的考虑, 有目的缩小了背景噪声等异常数据干扰, 并进行了分类辨析, 在元素谱线归属的基础上进行了特征谱线提取, 实现了利用多元统计分析进行快速分类的目的。 分析结果表明, 与泥质陶相比, 羼植物陶器和羼细砂类样品, LIBS光谱特征具有良好的辨识度, 可以进行有效区分。 其他类型羼和料根据实际情况不同, 则需要配合其他手段进行综合判断。 相关研究结果可对南方地区新石器时期陶器的快速鉴定和类型归属等工作, 提供了科学支持和有益借鉴。
凌家滩遗址 激光诱导击穿光谱 主成分分析 羼和料 Lingjiatan site Laser induced breakdown spectroscopy Principal component analysis Temper
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
2 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所, 上海 201800
重复频率激光放大器是实现重复频率激光器的关键器件,其重复频率取决于对抽运及放大过程中产生热量的有效控制。针对千焦耳量级输出重复频率激光器的需求,通过合理的结构设计、冷却液选型及测试等,研制出一台基于氙灯抽运、钕玻璃增益介质、液体冷却、通光直径为Φ130 mm的激光放大器样机。测试结果表明,该放大器样机可实现每分钟一次的重复频率运行,同时具备双程1.3189倍净增益,双程动态波前PV(peak to valley)平均值为0.2718波长(λ)(20 ℃,λ=1053 nm,10发次计)和0.3223λ(30 ℃,λ=1053 nm,10发次计)。
激光器 重复频率激光放大器 液体冷却 氙灯抽运 钕玻璃 中国激光
2019, 46(10): 1001007
