北京交通大学 物理科学与工程学院， 北京 100044
Mn离子掺杂策略被广泛用于提高CsPbX3钙钛矿纳米晶（Nanocrystals，NCs）的稳定性和调控Pb的含量，但离子掺杂反应速率极快，不易控制。本文分别采用一步和两步热注射法对Mn2+的掺杂含量进行大范围和精确调控，制备出具有不同Mn2+掺杂含量的CsPbCl3∶Mn2+ NCs。通过对其结构及发光性能的研究，将其区分为合金结构和掺杂结构，并进一步揭示了一步法和两步法进行Mn2+调控时的不同机制，明确了在相同Pb∶Mn投料比的情况下，一步法合成的合金结构纳米晶具有更高的Mn2+掺杂量，使得纳米晶在610 nm左右与Mn相关的发射峰更为强烈，最高光致发光量子产为77%，而两步法合成的掺杂结构纳米晶在较少的Mn2+情况下同样具有较高的光致发光量子产率。同时，Mn2+的可控掺杂使得钙钛矿纳米晶的稳定性有效提升，放置四周后形貌和发光性能仍稳定。值得注意的是，合金结构对于本征激子发光稳定性的提升比掺杂结构更加有利。此外，还合成了具有优异发光性能的CsPb（ClxBr3-x）∶Mn2+钙钛矿纳米晶，其荧光光谱可在404～640 nm之间调控；但当Br-含量较高时，与Mn相关的发射峰消失，这是由于CsPbBr3的能带与Mn2+的4T1-6A1能级不匹配所致。本文强调了在CsPbCl3∶Mn2+钙钛矿制备过程中Mn2+可控掺杂的重要性，对于实现纳米晶的可控合成具有重要意义。
全无机钙钛矿 CsPbCl3∶Mn2+ 组分调控 all-inorganic perovskites CsPbCl3∶Mn2+ tunable component
中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川 绵阳 621900
为探究热处理温度对316L不锈钢冲击韧性及其各向异性的影响，利用选区激光熔化（SLM）技术制备了不同成形取向的316L冲击构件，并比较了SLM态、1050 ℃热处理态以及1100 ℃热处理态的冲击韧性和微观组织结构。结果表明，按冲击韧性从大到小排列，依次为SLM态、1100 ℃热处理态、1050 ℃热处理态。随着热处理温度的升高，冲击断口的韧窝逐渐增大。对于SLM态，XY-Z样的冲击韧性比XZ-X样和XY-X样更好，但热处理之后XY-Z样的冲击韧性反而最差。同时，热处理之后亚晶组织逐渐消失，夹杂物粗化，晶粒尺寸增大，大角度晶界增加，逐层制备的多层结构被破坏，晶粒织构发生变化，这些微观组织的变化与冲击韧性密切相关。
激光技术 选区激光熔化 316L 冲击韧性 各向异性 热处理 中国激光
2024, 51(12): 1202302
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Luminescence and Optical Information, Ministry of Education, School of Physical Science and Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China
As typical quarternary copper-based chalcogenides, Cu–Zn–Sn–S nanocrystals (CZTS NCs) have emerged as a new-fashioned electrocatalyst in hydrogen evolution reactions (HERs). Oleylamine (OM), a reducing surfactant and solvent, plays a significant role in the assisting synthesis of CZTS NCs due to the ligand effect. Herein, we adopted a facile one-pot colloidal method for achieving the structure evolution of CZTS NCs from 2D nanosheets to 1D nanorods assisted through the continuous addition of OM. During the process, the mechanism of OM-induced morphology evolution was further discussed. When merely adding pure 1-dodecanethiol (DDT) as the solvent, the CZTS nanosheets were obtained. As OM was gradually added to the reaction, the CZTS NCs began to grow along the sides of the nanosheets and gradually shrink at the top, followed by the formation of stable nanorods. In acidic electrolytic conditions, the CZTS NCs with 1.0 OM addition display the optimal HER activity with a low overpotential of 561 mV at 10 mA/cm2 and a small Tafel slope of 157.6 mV/dec compared with other CZTS samples. The enhancement of HER activity could be attributed to the contribution of the synergistic effect of the diverse crystal facets to the reaction.
2D nanosheets 1D nanorods structure evolution Cu−Zn−Sn−S electrocatalytic hydrogen evolution Journal of Semiconductors
2023, 44(12): 122701
1 常州工学院 光电信息工程学院 江苏 常州 213032
2 四川大学 电子信息学院 四川 成都 610065
悬浮显示技术是一种非常具有发展前景的显示技术,它可以将图像显示在空中,给观看者带来沉浸感和临场感的体验。目前国内悬浮3D显示技术研究还处于初级阶段。文章提出基于集成成像的悬浮3D显示系统,系统由集成成像3D显示器、半透半反镜和逆反光膜组成; 分析了集成成像3D显示的工作原理和逆反光膜的悬浮显示原理。将集成成像3D显示技术与基于逆反光膜的悬浮显示技术相结合,集成成像3D显示器发出的光线经过半透半反镜的反射到达逆反光膜,逆反光膜将光线以入射的角度进行反射并重建出3D图像,在实现3D图像悬浮显示的同时也解决了集成成像3D图像深度反转的问题,但是3D图像的亮度被大幅度的降低。系统为悬浮3D显示提供新的理论依据,为解决集成成像3D图像深度反转提供新的方法。
悬浮3D显示 逆反光膜 集成成像 深度反转 floating 3D display Retro-reflector film integral imaging depth inversion
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
2 电磁空间安全全国重点实验室，天津 300308
为了提高激光周向探测中出射光场的均匀度，增加其有效作用区域，本文提出了一种采用圆锥型视场的前倾探测方案。基于六象限分区的布局方式，该系统利用非球面透镜对激光二极管的输出光束在子午和弧矢两个方向同时进行准直，通过鲍威尔棱镜实现弧矢方向扩束匀光，采用偏转棱镜保证光束前倾角为60°，并借助弧矢方向上的柱面镜进行完整的圆锥型视场拼接。在不同距离处的模拟仿真结果表明，系统在子午方向上出射视场角为±0.75°，在弧矢方向上可以覆盖360°视场完成周向探测。系统出射光场在四个目标平面上的照度均匀度均大于90%，能量利用率可达98%以上。该系统结构紧凑，整体仅由三片透镜构成，实现了一体化设计，为激光周向探测系统中的光学设计提供了参考。
周向探测 六象限分区 激光 前倾探测 圆锥型视场 光学学报
2023, 43(23): 2312003
1 安徽建筑大学 电子与信息工程学院, 合肥 230601
2 安徽建筑大学 安徽省古建筑智能感知与高维建模国际联合研究中心, 合肥 230601
3 北京航空航天大学 无人机系统研究院, 北京 100191
4 淮南师范学院 电子工程学院, 淮南 232038
为了准确重建正反面叶片叶绿素3维分布, 利用高光谱激光雷达, 采集了不同生长状态的绿萝叶片与植株的空间-光谱域点云数据, 设计了一种基于分类预测的重建方法。通过偏最小二乘回归构建叶片正面与反面光谱的叶绿素含量预测模型, 采用光谱自适应阈值选择方法实现植株点云中叶片正反面的分类, 并根据类别标签选择模型计算叶绿素含量, 重建植株的叶绿素3维分布。结果表明, 该方法得到的植株叶绿素3维分布更接近真实值, 决定系数达到0.69, 均方根误差为4.97。这一结果可为植物表型研究提供新的数据基础和理论方法。
遥感 高光谱激光雷达 偏最小二乘回归 叶绿素含量 3维重建 remote sensing hyperspectral LiDAR partial least squares regression chlorophyll content 3-D reconstruction
1 安徽建筑大学 电子与信息工程学院, 合肥 230601
2 安徽建筑大学 安徽省古建筑智能感知与高维建模国际联合研究中心, 合肥 230601
为了快速无损地检测评估木材的霉变及含水量, 利用高光谱激光雷达系统主动获取木材的高光谱数据, 设计了一种分析霉变特征并建立含水量预测模型的方法。首先选取白松为样本, 进行时长为4个月的间隔性测量, 分析其霉变发生发展过程(正常、潮湿和霉变状态)的光谱特征变化; 然后在分析样本不同含水量光谱特性的基础上, 采用竞争性自适应重加权采样算法、连续投影算法及竞争性自适应重加权采样-连续投影组合算法提取特征波长; 最后分别建立偏最小二乘回归预测模型。结果表明, 正常状态的光谱反射率最高而霉变状态最低;当霉变状态稳定时, 光谱反射率随时间变化缓慢并趋于稳定; 基于竞争性自适应重加权采样-连续投影组合算法建立的模型预测性能最佳, 预测集的相关系数和均方根误差分别为0.9073和0.7564。利用高光谱激光雷达主动获取的高光谱信息可以评估木材的霉变并实现含水量预测, 为木质建筑的快速无损检测提供了新思路。
遥感 高光谱激光雷达 偏最小二乘回归 木材 霉变 含水量 remote sensing hyperspectral LiDAR partial least squares regression timber mildew moisture content
1 青岛理工大学, 土木工程学院, 青岛 266520
2 海洋环境混凝土技术教育部工程研究中心, 青岛 266520
3 中建八局第四建设有限公司, 青岛 266101
韧性城市构筑需要更多高强、高韧的混凝土基础设施, 现有钢纤维增强混凝土(SFRC)细观力学模型与断裂性能模拟研究仍存在挑战。本文借助Python软件对Abaqus前处理二次开发, 建立了SFRC三维细观模型, 全局插入内聚力单元模拟骨料与混凝土基体之间的界面, 研究钢纤维体积率VSF、混凝土基体强度、骨料粒径对SFRC单轴压缩断裂性能的影响。结果表明: VSF在0%~2.0%时, VSF越大, SFRC抗裂性能越好, 且残余应力更大; VSF为20%时, SFRC应力较未加入钢纤维混凝土提高了60.64%; 当基体强度增加时, SFRC的韧性也随之提高, C60、C80混凝土所对应的最大应力值与C40混凝土相比分别提高了66.48%、91.39%, SFRC的应力-步长曲线在弹性阶段变得更陡峭; 骨料粒径在5~7 mm时, 随着骨料粒径的增加, SFRC的抗裂性能显著增强。显然将分散、不定向的韧性钢纤维加入脆性混凝土基体中可有效增强混凝土设施的抗震韧性和抗裂性能。
混凝土 细观模型 钢纤维增强混凝土 内聚力单元 抗裂性能 界面韧性 concrete mesoscopic model steel fiber reinforced concrete cohesive unit rupture resistance interfacial toughness
1 安徽建筑大学电子与信息工程学院, 安徽 合肥 230601
2 南京邮电大学江苏省图像处理与图像通信重点实验室, 江苏 南京 210003
3 北京航空航天大学无人机学院, 北京 100191
4 安徽省古建筑智能感知与高维建模国际联合研究中心, 安徽 合肥 230601
利用高光谱激光雷达系统采集涂改车牌空间-光谱域信息，根据车牌逆反射特性，设计基于光谱特征的两次阈值法实现涂改车牌识别。首先计算光谱特征波长，利用一次阈值法分离车牌部分和涂改部分；其次，计算特征波段内车牌部分各点的光谱反射率曲线的梯度值，利用二次阈值法判别涂改类型(背景转字符涂改和字符转背景涂改)；最后，根据涂改类型重建正确车牌字符，将重建信息与二维平面数据融合得到正确的二维车牌图像，送给车牌识别系统进行识别。实验结果表明该方法可实现多种涂改材料以及多种涂改类型的涂改车牌识别。
遥感 高光谱激光雷达 反射率 涂改车牌 remote sensing hyperspectral lidar reflectance altered license plate
