1 福州大学土木工程学院，福州 350116
2 中建海龙建筑科技有限公司，深圳 518110
采用再生细骨料取代质量分数30%河砂制备砂浆，通过预湿处理将再生细骨料含水率处理为其饱和面干吸水率的0%、30%、70%、100%，分别控制拌合用水量或总用水量一致，研究再生细骨料含水状态对砂浆性能及微观结构的影响规律。结果表明，拌合用水量一致时，砂浆流动度随再生细骨料含水率增大而增大，骨料含水状态对养护后期(28 d)力学性能的影响较小；总用水量一致时，砂浆流动度随再生细骨料含水率增大而减小，再生细骨料干燥状态下砂浆28 d力学性能较骨料含水状态下更好。两种用水量控制方案下，采用干燥再生细骨料配制的砂浆抗氯离子侵蚀性能均表现最优，且可达到与普通砂浆相当或更优的水平。微观结果表明，骨料的含水状态对微观结构影响显著，骨料预湿处理会对使新界面过渡区孔隙率增大、平均显微硬度下降，进而对宏观力学及耐久性能产生不利影响。在工程应用中保证流动度的前提下，应尽可能采用含水率低的再生细骨料配制砂浆。
再生细骨料 含水状态 砂浆 流动度 力学性能 抗氯离子侵蚀 界面过渡区 recycled fine aggregate moisture state mortar fluidity mechanical property resistance to chloride ion ingress interfacial transition zone
石墨烯（Gr）及其他类石墨烯的二维（2D）材料，包括六方氮化硼（h-BN）、过渡金属硫族化合物（TMDCs）等，自发现以来便以其独特的物理性质受到了研究人员的青睐。由这些二维层状材料相互堆叠形成的范德瓦尔斯异质结（vdW）因具有很多优异的性质而成为最近的研究热点。本课题组首先制备了大面积、高质量的单层石墨烯及二硫化钼（MoS2），然后将石墨烯薄膜利用光刻及等离子体刻蚀技术制作成石墨烯条带，最后将MoS2转移至石墨烯条带上构成石墨烯-MoS2垂直异质结（Gr-MoS2）。测试后发现，基于Gr-MoS2垂直异质结的光电探测器的光电流为单层MoS2器件的250倍，光响应度为单层MoS2器件的750倍。光电性能的提高证明了这种由石墨烯和MoS2堆叠而成的异质结在将来的光电器件及光电子集成电路中具有广阔的应用前景。
材料 光电探测器 石墨烯-MoS2垂直异质结 MoS2 石墨烯 二维材料 激光与光电子学进展
2021, 58(15): 1516024
1 北华大学电气与信息工程学院, 吉林 132021
2 华电电力科学研究院有限公司, 杭州 310030
3 东北电力大学, 吉林省生物质清洁转化与高值化利用科技创新中心, 吉林 132012
采用水热法合成MoS2/石墨烯复合材料并制作气敏元件, 进行汞蒸气气敏性质测试。当石墨烯与MoS2的摩尔比为0.5%时, 复合材料对汞蒸气的灵敏度最佳; 在2.18~126.18 mg/m3浓度范围内, 传感器的灵敏度具有良好的线性度; 在汞蒸气浓度29.48 mg/m3条件下, 传感器的响应时间为8.5 min, 恢复时间为9.0 min。传感器具有优良的重复性、稳定性和选择性, 传感器在燃煤电厂烟气常见成分H2S、NH3和NO2三种气体中没有明显的响应, 可以应用于实际检测。
汞蒸气传感器 二硫化钼 石墨烯 复合材料 mercury vapor sensor MoS2 graphene composite
1 华中科技大学计算机学院，信息存储教育部重点实验室，湖北 武汉 430074
2 武汉光电国家实验室，湖北 武汉 430074
光盘能够进行可靠、低成本地离线长期数据存储，当对保存的海量数据进行查询时，需要能够快速逻辑定位到查询结果，并且能够确定所属光盘的物理位置，进行数据读取。这要求光盘在信息及物理世界中拥有唯一的标识，从而方便、可信地统一管理海量数据。本文设计一种批量光盘自动标识系统，它集成普通商用的刻录机、打印机和摄像头，实现批量光盘的自动化物理标签打印和逻辑标识刻录。考虑到每个部件都具有内部独立的时序控制、特定的存取接口。本研究设计并开发了定制化机械结构，以及全局软件调度机制，统一协调物理和逻辑控制。实验结果表明，单套系统能够一次连续地标识200张光盘，平均每张2 min。
光盘自动标识 信息物理集成系统 二维码图像识别 机械控制 automatic identification of discs integrated cyber-physical system 2D code image recognition mechanical control
Author Affiliations
Abstract
Guangdong Provincial Key Laboratory of Nanophotonic Functional Materials and Devices (School of Information and Optoelectronic Science and Engineering); Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials, South China Normal University, Guangzhou 510006, China
We introduce a Casimir force in a conventional optomechanical system to study the high-order sideband generation. In this system, a nanosphere is placed near the moveable mirror of the conventional optomechanical system. The moveable mirror is coupled to the cavity field and the nanosphere by the optomechanical interaction and the Casimir interaction, respectively. We find that the amplitude and cutoff order of the high-order sideband can be enhanced by decreasing the sphere–mirror separation (increasing the Casimir force) and increasing the optomechanical coupling strength. Our proposal provides an alternative method for generating the high-order sidebands and for measuring the Casimir force.
120.4880 Optomechanics Chinese Optics Letters
2018, 16(11): 111201
陕西师范大学 物理学与信息技术学院, 陕西 西安 710119
利用WS2的可饱和吸收特性, 在激光二极管侧面抽运Nd∶YAG固体激光器Z型腔结构中分别实现了被动调Q和被动调Q锁模运转。实验表明: 当泵浦电流为9.5 A时, 开始启动调Q运转, 当泵浦电流大于9.8 A时, 调Q激光脉冲趋于稳定。当泵浦电流为12.8 A时, 被动调Q输出的最大平均功率为466 mW, 最窄脉冲宽度为3.205 μs, 对应的重复频率为71.70 kHz, 此时最大单脉冲能量为6.5 μJ。当泵浦电流达到13.4 A时, 激光器实现调Q锁模运转。调Q锁模的最高输出功率为590 mW, 调Q包络频率为71.98 kHz, 单个调Q包络内的脉冲串重复频率123.1 MHz, 每个调Q包络中包含369个脉冲, 单脉冲能量为22.2 nJ。结果表明WS2材料可以作为可饱和吸收体用于固体激光器中。
WS2可饱和吸收体 Nd∶YAG激光器 被动调Q锁模 WS2 saturable absorber Nd∶YAG lasers passive Q-switched mode locking
1 清华大学 精密仪器系 精密测试技术及仪器国家重点实验室 北京市未来芯片技术高精尖创新中心, 北京 100084
2 美国加州大学 伯克利分校 材料科学与工程系, 伯克利 94720
3 美国劳伦斯伯克利国家实验室 材料科学部, 伯克利 94720
为了测量脉冲激光沉积法制备的小面积薄膜的残余应力, 并解决Stoney公式在特定情况下误差较大的问题, 本文提出了一种基于悬臂梁结构和数值计算的薄膜残余应力测量方法。该方法以初始曲率为零的原子力显微镜探针作为衬底梁, 在衬底梁上使用脉冲激光沉积方法沉积被测薄膜, 并记录衬底梁在薄膜沉积前后的翘曲形貌变化, 再结合薄膜厚度、衬底梁几何尺寸、所涉及材料的杨氏模量与泊松比等其他参数, 借助数值计算对实验数据进行分析, 得出被测薄膜的残余应力。使用该方法测出: 基于脉冲激光沉积法在高温环境下制备的二氧化钒薄膜的残余应力为-340 MPa, 与文献报道的结果相符。本文提出的基于悬臂梁结构和数值计算的薄膜残余应力测量方法具有适用范围广、准确度好、实验成本低的优点。
脉冲激光沉积 残余应力 二氧化钒 薄膜 悬臂梁 数值计算 pulsed laser deposition residual stress vanadium dioxide thin film cantilever numerical calculation
1 武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学 计算机学院, 湖北 武汉 430074
当前蓝光光盘的寿命已超过50年, 光存储的可靠性远高于硬盘, 寿命也远长于磁带, 但单盘容量较小、存取性能较低的缺点限制了光盘在大规模归档系统中的应用。提出了一种新型超大容量机械手自动换盘的光盘库系统, 该系统能够在标准尺寸的机柜中容纳12 000张蓝光光盘, 数十个光驱可并行读写, 对外的吞吐率达到1 GB/s。除了高度并行之外, 还使用了磁光电融合结构和虚拟化存储机制, 通过磁电作为光存储的大容量缓存, 提高存取性能, 将大量的光盘存储空间虚拟成单个文件卷存储池。该系统的光盘调度、刻录和读取完全实现自动化, 并提供给用户通用文件访问接口。综合这些技术, 既发挥了光存储介质的大容量、长寿命、低成本、低能耗的优点, 又克服了光存储系统速度慢、性能低的缺点, 同时提供了用户友好的使用界面和环境, 实现了与现有信息系统的无缝对接。
光盘库 数据归档 文件系统 蓝光 存储系统 自动化 optical disc library data archival file system blue ray storage system automation 红外与激光工程
2016, 45(9): 0935003
电子科技大学 光电信息学院 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川成都 610054
针对传统超材料的太赫兹响应调控难度大、程序复杂的缺点, 提出调节超材料太赫兹响应特性的一种新方法.该方法是在传统三层超材料的结构与材料参数均不变的情况下, 在中间介质层中引入一条附加的金属条, 仅通过调节该金属条的位置和线宽, 就能实现超材料对入射太赫兹波的响应频率、吸收峰值等的有效调节.结果显示, 当附加金属条由底层向表层的方向移动时, 超材料的响应频率红移.当金属条位于介质的中间位置时, 超材料的吸收率达到最大(99.98%).而且, 当金属条的线宽增大时, 超材料的响应频率红移、吸收增强.此外, 当太赫兹入射角≤45°时, 该超材料的中心响应频率稳定、吸收率峰值较高.但是, 当入射角＞45°时, 超材料的响应频率蓝移、吸收率峰值明显下降.根据这种新方法, 能够对超材料的太赫兹响应进行有效控制, 同时避免设计超材料结构的复杂过程.
超材料 太赫兹 响应频带 吸收频率 调控 metamaterials terahertz response frequency absorption bandwidth modulation
Author Affiliations
Abstract
1 Advanced Photonics Center, Southeast University, Nanjing 210096, China
2 Nanjing Normal University, Nanjing 210023, China
Plasmonic resonance with Fano lineshape has attracted a great deal of recent interest. Here we design a new structure with a dimer grating upon a gold film separated by a layer of silica spacer, which has two resonant modes corresponding to the dimer’s localized surface plasmon resonance and the surface plasmon resonance excited by the dimer grating. This structure has three advantages for near-infrared detection in water. First, it provides two resonant modes to enhance the excitation and scattered signals of surface-enhanced Raman scattering. Second, coupling of these two modes results in a Fano resonance, providing a higher electric field enhancement. Finally, the dimer provides more flexible tunability compared to a single disk structure.
Plasmonics Plasmonics Surface-enhanced Raman scattering Surface-enhanced Raman scattering Photonics Research
2015, 3(6): 06000313
