Author Affiliations
Abstract
1 Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, People’s Republic of China
2 School of Nanoscience and Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, People’s Republic of China
3 School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA 30332, USA
Tribovoltaic nanogenerators (TVNGs) have the characteristics of high current density, low matched impedance and continuous output, which is expected to solve the problem of power supply for small electronic devices. However, wear occurrence in friction interface will seriously reduce the performance of TVNGs as well as lifetime. Here, we employ MXene solution as lubricate to improve output current density and lifetime of TVNG simultaneously, where a high value of 754 mA m-2 accompanied with a record durability of 90,000 cycles were achieved. By comparing multiple liquid lubricates with different polarity, we show that conductive polar liquid with MXene as additive plays a crucial role in enhancing the electrical output performance and durability of TVNG. Moreover, the universality of MXene solution is well demonstrated in various TVNGs with Cu and P-type Si, and Cu and N-GaAs as material pairs. This work may guide and accelerates the practical application of TVNG in future.
Nano-Micro Letters
2023, 15(1): 218
强激光与粒子束
2023, 35(8): 081003
1 武汉科技大学 信息科学与工程学院，湖北 武汉 430081
2 武汉科技大学 耐火材料与冶金国家重点实验室，湖北 武汉 430081
为了克服超表面普遍具有的波长依赖性，提出了一种基于几何相位的多功能超薄超表面，在双频点处对透射圆偏振太赫兹波实现独立波前调控。该超表面单元由表层金属层和中间介质层组成，其中表层金属图案相同，均是由双C型开口环谐振器、中间金属圆环和长方形金属片谐振器构成。通过分别旋转表层金属谐振器，可以控制交叉偏振透射光具有相同的振幅和不同的相位。将单元结构按照特定的规律排列，可对入射波的波前实现任意调控，例如，在低频f1 = 0.701 THz，分别实现了携带拓扑电荷数+1、+2、+3、+4的涡旋波束，其纯度均在60%以上；在高频f2 = 1.663 THz，实现了对入射圆偏振波的汇聚，且焦距误差仅为0.04。仿真结果表明，设计的超表面在双频点处对电磁波具有良好的调控。
太赫兹 双频点 几何相位超表面 波前操控 terahertz dual-frequency geometric phase metasurfaces wavefront manipulation 红外与激光工程
2023, 52(2): 20220377
1 天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072
2 中航工业洛阳电光设备研究所 光电控制技术重点实验室，河南 洛阳 471009
数字投影仪的非线性响应是近年来研究的热点问题，因为数字投影仪虽然能避免物理光栅投影的各种缺陷，但其自身的非线性直接影响了输出信息，是相位误差的主要来源，进而影响了测量精度。针对数字条纹投影三维测量中存在的Gamma非线性和不同区域Gamma值并不一致的问题，提出一种通过正交条纹级次分区域预编码校正Gamma非线性方法，通过正交条纹划分区域，对每个区域使用多项式拟合计算预编码值校正该区域条纹图像。使用该方法校正后相位误差减少了82.24%，适用于任意投影仪与相机之间的位置关系，只需要精细化计算一套分区域预编码系数并由此生成编码条纹图，即可满足该系统此后的测量需求，该方法灵活性强、精确度高。
Gamma非线性 相位误差 预编码 条纹级次 Gamma nonlinearity phase error precoding fringe order 红外与激光工程
2022, 51(6): 20210503
1 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 100191
2 锐光信通科技有限公司，湖北 武汉 430074
光子带隙光纤具有弯曲损耗小、对环境变化不敏感等优点，是极端应用条件下高稳定光纤陀螺的理想光纤。但光子带隙光纤的传输损耗大，缺乏适用于光纤陀螺的低损耗、小模场光子带隙光纤。提出了独立反谐振纤芯光纤构型，将纤芯与包层进行空间隔离，利用纤芯壁反谐振效应抑制基模与表面模的耦合，利用反谐振与光子带隙双重效应将光限制在纤芯中传输，从而实现了光子带隙光纤小模场、低损耗的特性。理论分析结果表明，所提出的光纤构型可将模场直径为～8 μm的光子带隙光纤的损耗降低至<3.5 dB/km。采用两步法制备的光纤基本复现了设计结构，但占空比与设计值存在偏差，导致带隙偏移，实验测得所制备光纤的最小损耗为～25 dB/km@1200 nm。
光纤光学 光纤设计 光子带隙光纤 低损耗 小模场直径 中国激光
2022, 49(19): 1906002
1 江苏大学土木工程与力学学院，镇江 212013
2 上海中森建筑与工程设计顾问有限公司，上海 200062
采用纳米强化再生骨料表面的措施来改善再生骨料性能，建立多相再生混凝土细观数值模型，进行氯离子在再生混凝土内部传输的模拟和试验验证，并预测了氯盐环境下再生骨料表面强化混凝土耐久性寿命。结果表明：数值模拟得到的氯离子在再生混凝土内的分布与试验结果吻合较好；同一深度处，越靠近骨料表面，氯离子浓度越大，其中未强化再生骨料表面的氯离子浓度要大于强化再生骨料表面的氯离子浓度；增加保护层厚度可以有效提高纳米强化再生混凝土在氯盐环境下的耐久性寿命；随纳米包裹层氯离子扩散系数的减小，再生混凝土的耐久性寿命有所增加。
再生混凝土 骨料强化 随机分布 细观模型 氯盐侵蚀 寿命预测 recycled aggregate concrete aggregate strengthening random distribution mesoscopic model chloride erosion life prediction
针对雪崩光电二极管(APD)应用多样化的需求, 提出多模式控制的APD偏压电路模块设计方案。基于APD工作原理, 分析了APD增益系数、反向偏置电压、工作温度三者之间的关系, 设计了具有多模式工作的APD偏压模块硬件电路, 开展了详细的单片机软件功能设计。结合雪崩光电二极管进行了实验验证, 结果表明在-40~+60℃温度范围内, 该偏压电路模块具有温度补偿及多模式切换功能, 输出电压偏差小于0.5V, 纹波小于100mV, 可实现APD多模式工作, 满足工程化应用需要。
雪崩光电二极管 反向偏置电压 温度补偿 多模式控制 偏压电路 APD reverse bias voltage temperature compensation multi-mode control bias circuit
1 国防科技大学电子科学学院电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室，湖南长沙410073
2 试验物理与计算数学国家重点实验室，北京100076
为提高逆合成孔径雷达(ISAR)图像欺骗干扰的逼真度，基于点散射调制模板构建了自卫式干扰(SSJ)条件下位置可控二维假目标干扰信号模型，研究了调制坐标、坐标偏移量以及转速对二维假目标图像合成的影响。理论分析表明，在雷达截获信号的快时间域增加与纵向调制坐标及偏移量对应的时延可以控制假目标的纵向位置；而在慢时间域增加与横向调制坐标及偏移量对应的相位变化因子可控制假目标的横向相对位置；调制转速则使得假目标图像发生横向扩展或压缩。仿真实验结果验证了理论分析的正确性，表明本文位置可控式ISAR 假目标干扰信号合成方法有效，且干扰功率要求较低。
逆合成孔径雷达 自卫干扰 假目标图像 欺骗干扰 ISAR Self-Screening Jamming false-target image deception jamming 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(2): 140
1 河北民族师范学院物理与电子工程学院，承德 067000
2 河北民族师范学院化学与化工学院，承德 067000
本文用水热法制备了正交晶系的纳米球状结构的二氧化锡和正交晶系的由片状聚集成球状结构的钨酸铋，并且对二者进行了复合，制备出了二氧化锡/钨酸铋复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测试仪(BET)、紫外可见分光光度计等技术对复合样品的结构、形貌、比表面积、孔容孔径和光学性质进行了表征。用碘钨灯模拟太阳光，分别以二氧化锡、钨酸铋和二氧化锡/钨酸铋复合材料为催化剂降解罗丹明B(RhB)，研究所制备的二氧化锡/钨酸铋复合材料的光催化活性。光催化90 min时二氧化锡、钨酸铋和二氧化锡/钨酸铋对罗丹明B的降解率分别是9%、22%和30%。实验结果表明，在可见光下，二氧化锡/钨酸铋复合材料的光催化活性要高于单一的二氧化锡和钨酸铋。
二氧化锡/钨酸铋 水热法 复合光催化材料 光催化性能 降解率 tin dioxide/bismuth tungstate hydrothermal method composite photocatalytic material photocatalytic performance degradation rate
中国电子科技集团公司第五十五研究所，南京2006；国家平板显示工程技术研究中心，南京10016
提出了一种基于量子点膜片的液晶显示器件，经过夜视兼容特性分析、对比实验验证、夜视兼容辐亮度数据分析后，证实采用此量子点背光方案的液晶显示器具有满足夜视兼容要求的可行性，同时白场色坐标满足NVIS白的要求，并且接近白光中心坐标。以蓝光LED结合量子点膜片作为背光光源的液晶显示器件，能够降低电路和软件规模、结构复杂度、产品制作难度和成本，具有较大的实用价值。
液晶显示 背光 量子点膜 夜视兼容 色坐标 liquid crystal display backlight quantum dot enhancement film night vision compatibility chromaticity coordinate
