1 南京大学 产业技术研究苏州总院, 江苏 苏州 215000
2 南京大学 金陵学院, 南京 210094
3 上海航天电子技术研究所, 上海 201109
4 上海航天控制技术研究所, 上海 201109
光敏晶体管是空间飞行器光电编码器中的重要组成部分, 对空间高能质子引起的位移损伤效应较为敏感。文章通过试验获得了光敏管的核心参数输出电流与质子能量、位移损伤剂量、工作状态、屏蔽材料的关系。在50、60、70、92 MeV四种能量的质子辐照下, 器件输出电流及光电转换效率最大下降80%。晶体管内部光敏二极管初始光电流的下降和晶体管电流增益的下降共同作用造成了输出电流随位移损伤剂量的增加不断衰减。不锈钢和三明治屏蔽结构对60 MeV能量质子几乎没有遮挡效果。通过提高输入光照强度, 增大初始光电流, 可以降低位移损伤效应的影响。另外, 采用PIN型光电二极管, 增大耗尽区面积, 也是可行的加固方法之一。
光敏晶体管 高能质子 位移损伤效应 非电离能损 phototransistor high energy proton displacement damage effect non-ionizing energy loss
1 洛阳理工学院环境工程与化学学院, 洛阳 471023
2 三杰节能新材料股份有限公司, 洛阳 471132
3 江苏龙净科杰环保技术有限公司, 盐城 224001
以KMnO4和MnSO4·H2O为原料, 在常温常压和水热条件下制备新生态MnO2, 借助XRD、TEM、低温N2吸附-脱附等手段对材料进行表征, 比较不同制备方法对产物结构和吸附性能的影响。结果表明, 反应温度和压力对新生态MnO2的形貌和吸附性能有较大影响, 常温常压下合成产物均为短棒状, 水热合成产物为介孔纤维, 对2,4-二硝基苯酚的吸附效果优于常温常压合成产物。新生态MnO2对2,4-二硝基苯酚的等温吸附和吸附动力学分别符合Langmuir等温式(R2>0.99)和准二级吸附动力学方程(R2>0.99), 说明2,4-二硝基苯酚在新生态MnO2上为单分子层吸附和化学吸附。溶液pH值能显著影响2,4-二硝基苯酚在新生态MnO2上的吸附, 在pH=7时最大吸附量为2.539 mg/g。
新生态MnO2 2,4-二硝基苯酚 单分子吸附 化学吸附 水热条件 形貌 动力学 active manganese dioxide 2,4-dinitrophenol monolayer adsorption chemical adsorption hydrothermal condition morphology kinetics
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Department of Engineering Physics, Tsinghua University, Beijing 100084, China
We propose a new injection scheme that can generate electron beams with simultaneously a few permille energy spread, submillimeter milliradian emittance, and more than a 100 pC charge in laser wakefield accelerators. In this scheme, a relatively loosely focused laser pulse drives the plasma wakefield, and a tightly focused laser pulse with similar intensity triggers an interference ring pattern that creates onion-like multisheaths in the plasma wakefield. Owing to the change in wavefront curvature after the focal position of the tightly focused laser, the innermost sheath of the wakefield expands, which slows down the effective phase velocity of the wakefield and triggers injection of plasma electrons. Both quasicylindrical and fully three-dimensional particle-in-cell simulations confirm the generation of beams with the above mentioned properties.
Matter and Radiation at Extremes
2022, 7(5): 054001
强激光与粒子束
2022, 34(4): 049002
血液白细胞的准确计数对诊断血液疾病非常重要，其中白细胞核分割的准确性是正确判定血液白细胞类别的重要预处理步骤。不同的染色条件和不同的照明条件下，血液白细胞的B分量和G分量存在明显的差值，基于Otsu方法阈值处理和面积阈值处理后进行准确的白细胞核分割。通过建立数学模型，基于形态学特征对完整核白细胞和多叶核白细胞进行分类判定，对存在有丝分裂的多叶核白细胞核进行边缘检测，根据最大最小距离判定多叶核白细胞个数，以实现对血液白细胞的准确计数。实验结果验证了所提分割判定方法的可行性和实用性。
图像处理 白细胞计数 白细胞分割 多叶核白细胞 形态学特征 image processing leukocyte count leukocyte segmentation lobulatednucleus leukocytes morphological characteristics
1 中国科学院半导体研究所, 半导体材料科学重点实验室, 北京 100083
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
3 南京佑天金属科技有限公司,南京 211164
利用直流反应磁控溅射法在Si衬底上沉积了高结晶质量的氮化锆(ZrN)薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)和光谱椭偏仪(SE)研究了沉积时间对ZrN薄膜结构、表面形貌和光学性能的影响。结果表明: 所沉积薄膜均为NaCl结构的立方相ZrN, 具有(111)面单一取向; 沉积时间的增加提高了薄膜的结晶质量; ZrN薄膜的表面形貌、晶粒尺寸以及表面粗糙度随沉积时间发生变化, 沉积45 min的薄膜表面出现致密的三角锥晶粒, 且表面粗糙度最大, 薄膜呈柱状生长。随后利用Extend Structure Zone Model解释了ZrN薄膜的生长机制, 最后研究了ZrN薄膜的光反射特性, 发现反射光谱与晶粒形状和表面粗糙度密切相关, 表面具有三角锥状晶粒的薄膜, 其反射谱在300~800 nm波长范围内存在振荡现象, 相比于具有不规则晶粒形貌的薄膜其反射率明显下降。本文中研究的生长条件与晶体结构、微观形貌和光学性能之间的关系, 可为器件中应用的ZrN薄膜最佳制备条件的优化提供重要的参考价值。
氮化锆 反应磁控溅射 单一取向 表面形貌 柱状生长 光学性能 zirconium nitride reactive magnetron sputtering single oriented surface morphology columnar growth optical property
1 南通理工学院电气与能源工程学院, 江苏 南通 226002
2 南通理工学院机械工程学院, 江苏 南通 226002
提出了一种低成本的新型强度调制型光纤温度传感器。该传感器主要由宽谱光源、三端口光环形器、光纤耦合器、偏振控制器、PMF光纤、光电探测器,以及信号处理单元组成。在较短的PMF光纤条件下, 温度变化会对PMF光纤双折射产生直接影响, 导致两相干光束产生一定的相移变化, 使经过Sagnac环干涉后具有不同的透射光谱, 即发生波长漂移。利用光电转换和信号处理, 将检测到的光信号转换为电压信号, 对其进行解算从而完成对温度的检测。在无需光谱分析仪的情况下, 通过对Sagnac干涉仪的透射光谱进行信号处理, 根据随温度的变化函数解算出测量温度。在25~50.5℃的温度范围内进行了实验, 测试结果表明该光纤温度传感器的灵敏度为0.066mW/℃, 分辨率为0.34℃。
光纤传温度感器 强度调制 直接功率测量 fiber-optic temperature sensor intensity modulation direct power measurement
中国科学院上海硅酸盐研究所无机材料分析测试中心, 上海 200050
对于食品中多无机元素的检测控制急需一种样品前处理简单快速、 检出范围广的分析方法, 因此通过考察不同分散剂、 颗粒粒径大小、 悬浊液中样品质量浓度以及内标元素对全反射X 射线荧光光谱法测试结果的影响, 建立了快速、 便捷的悬浮液进样-全反射X射线荧光光谱法测定食品中多无机元素的方法。 实验结果表明: 去离子水（Milli-Q water）, 聚乙二醇辛基苯基醚（Triton X-100）和硝酸三种不同分散剂中, 光学显微镜下形貌上Milli-Q water和Triton X-100作分散剂较HNO3样品分散更均匀, Milli-Q water作分散剂其测量结果较Triton X-100更准确; 试样经研磨, 并用激光衍射粒度分析仪测定试样研磨前后的颗粒粒径大小, 发现平均颗粒粒径小的样品全反射X 射线荧光光谱法测试结果准确度更高; 称取不同量样品于相同量分散剂中, 看出随着悬浮液中样品质量浓度增加, 回收率会增大或降低; 实验中分别应用Ga或Se为内标元素定量分析GBW08571贻贝样品, 但是由于所测元素As和Se是相邻元素, 引起谱线重叠, 进而Se为内标元素会影响As元素定量分析的准确度, 因此为避免内标元素对测量元素产生谱线干扰, 实验中选择Ga为内标元素。 用该方法测定了四个有证标准物质（食品类）, 四个标准物质中无机元素的测量值和标准值比较, 大多元素（除Ca元素）回收率集中在80%～120%间, RSD小于15%, 且对于不同含量范围的元素, 用该方法测定均能获得可靠的测试结果, 相对于需消解的电感耦合等离子体原子发射光谱法和质谱法的方法, 用悬浮液制样-全反射X射线荧光分析测定食品中的多元素更快速、 便捷。
全反射X射线荧光光谱(TXRF) 食品 无机元素 悬浮液 Total reflection X-ray fluorescence (TXRF) Foodstuff Inorganic multi-element Suspension
1 北京工业大学 信息学部 电子科学与技术学院, 北京 100124
2 泰山学院 物理与电子工程学院, 山东 泰安 271000
为提高InP基光探测器的吸收效率和工作速度，设计了一种渐变耦合脊波导单载流子传输异质结光敏晶体管探测器。采用有效折射率法和光束传播法，分析渐变耦合脊波导的光传输模式，优化后波导宽度和波导长度分别为2.6 μm和250 μm，可实现单模传输和高的光吸收效率.由于渐变耦合脊波导单载流子传输异质结光敏晶体管光传输方向与载流子运动方向垂直，分别优化光敏晶体管的吸收效率和速度，器件输出光电流和特征频率均得到改善.渐变耦合脊波导单载流子传输异质结光敏晶体管的响应度为33.83 A/W，饱和输出光电流为90 mA，最高特征频率达到87 GHz，其饱和输出电流和特征频率相比于台面单载流子传输异质结光敏晶体管分别提高了20%和24%.但渐变耦合脊波导单载流子传输异质结光敏晶体管吸收体积大，获得饱和电流时的光功率也比较大，因此渐变耦合脊波导单载流子传输异质结光敏晶体管的响应度略小于台面的单载流子传输异质结光敏晶体管的响应度.
异质结光敏晶体管 单载流子传输 光束传播法 响应度 光学特征频率 Heterojunction phototransistor Gradual coupled ridge waveguide Beam propagation method Responsivity Optical characteristic frequency 光子学报
2019, 48(12): 1248002
