1 南京航空航天大学材料科学与技术学院，江苏 南京 211106
2 西安钢研功能材料股份有限公司，陕西 西安 710000
针对4 mm厚的国产Invar合金进行激光焊接实验，对比分析了不同热输入下接头显微组织的差异性，并探究了晶粒尺寸对接头拉伸性能的影响。结果表明，焊缝区域主要由柱状晶组成，在不同热输入下晶粒的生长模式几乎相似，但柱状晶晶粒的尺寸随着热输入的增加而逐渐增大。低热输入（90 J/mm）条件下的平均晶粒面积为12599.7 μm2，比高热输入（200 J/mm）条件下的细化了29.8%。相比于高热输入，低热输入时焊缝底部的亚晶粒数量增多且尺寸减小，平均二次枝晶间距从6.11 μm左右下降到4.26 μm左右。拉伸结果表明，热输入增加引起的晶粒粗化导致接头的抗拉强度由473.4 MPa下降至432.9 MPa，同时断口处等轴韧窝的尺寸和深度明显减小。
激光技术 激光焊接 国产Invar合金 组织演变 晶粒尺寸 拉伸性能 中国激光
2023, 50(24): 2402103
1 上海电力大学自动化工程学院，上海 200090
2 开放智能机器（上海）有限公司，上海 200233
由单幅图像重建三维结构并感知三维对象的语义理解极具挑战性。针对单幅图像难以直接生成三维重建点云问题，提出一种融合PointNet与3D-LMNet的联合优化网络模型进行三维重建并完成语义分割。基于3D-LMNet网络进行训练生成三维点云，并完成局部分割，同时，对网络损失函数进行联合优化来预测分割点云。通过分割点云的语义信息改善重建效果，生成带有语义分割信息的三维点云重建模型。针对联合训练中真值点云和预测点云类别标签无点对点的对应关系问题，引入联合优化损失函数来提高重建和分割效果，生成最终三维重建模型。通过在ShapeNet数据集上实验验证，并与PointNet和3D-LMNet单独训练相比，所提模型在平均交并比（mIoU）上提高了4.23%，在倒角距离（CD）和EMD（earth mover’s distance）上分别降低了7.97%和6.04%，联合优化网络明显改善了重建和分割的点云模型。
深度学习 单幅图像 联合优化 三维重建 语义分割 激光与光电子学进展
2022, 59(18): 1815010
1 太原理工大学土木工程学院，太原 030024
2 山西大学电力与建筑学院，太原 030013
针对当前城市垃圾焚烧飞灰(MSWI)处置费用高昂、环境污染严重等问题，提出一种利用微生物矿化原理制备免烧结垃圾焚烧飞灰砖的方法。通过在飞灰砖固结体中加入微生物菌液，利用微生物诱导碳酸盐沉积原理，实现飞灰中重金属的固化和稳定化。本文以垃圾焚烧飞灰、Ca(OH)2、砂子、微生物菌液为原材料，通过单因素试验，探究了制备微生物飞灰砖最优的飞灰掺量、菌液浓度、营养液中钙离子浓度。试验结果表明，当飞灰掺量为40%（质量分数），菌液OD600值为0.60，营养液中钙离子浓度为0.30 mol/L时，飞灰砖力学性能最优。此时规格为100 mm×100 mm×50 mm免烧结微生物飞灰砖的干密度为1 937.40 kg/m3，抗压强度达到33.90 MPa，并且重金属浸出浓度满足限值要求,实现垃圾焚烧飞灰的资源化利用。
垃圾焚烧飞灰 微生物 免烧结砖 抗压强度 重金属浸出浓度 MSWI fly ash microorganism unburned brick compressive strength heavy metal leaching concentration
1 云南开放大学化学工程学院, 昆明 650223
2 云南国防工业职业技术学院化学工程学院, 昆明 650223
3 成都大学机械工程学院, 成都 610106
采用水热法制备了锐钛矿、金红石、板钛矿三相混晶TiO2, 对其进行了Ag修饰改性。利用XRD、SEM、TEM、PL、DRS等测试技术研究了样品的晶体结构、形貌以及光学性质。结果表明, 制备的TiO2为锐钛矿/金红石/板钛矿三相混晶结构, Ag修饰后金红石含量增加, 锐钛矿、板钛矿含量减小。Ag以单质Ag以及AgCl的形式存在, Ag@TiO2异质结构更加有利于光生电荷的转移, 提高了光催化活性。光照90 min后, 银修饰TiO2对盐酸四环素(TC)的降解率由纯TiO2的78.5%提高到91.6%。
三相混晶 水热法 Ag修饰 光催化活性 盐酸四环素 TiO2 TiO2 three-phase mixed structure hydrothermal method Ag modification photocatalytic activity tetracycline hydrochloride
1 福建工程学院机械与汽车工程学院，福建 福州 350118
2 数字福建工业制造物联网实验室，福建 福州 350118
通过热处理工艺制备了6种不同回火温度的GCr15钢样品，通过对样品的光谱特性进行分析，发现谱线强度的比值与样品的硬度之间存在线性相关性，并且这种相关性的大小与所选择的分析谱线有关。因此，提出将激光诱导击穿光谱与随机森林算法相结合的方法，对样品的硬度进行研究。利用两种特征选择方法建立了不同的随机森林模型，结果表明，当基于主成分分析选择特征时，所建立的随机森林模型不能对样品的硬度进行正确的识别，而当基于变量重要性提取特征时，所建立的随机森林模型能有效识别样品硬度，并且调节随机森林模型的参数可以使模型的性能得到进一步提高。研究结果表明，激光诱导击穿光谱与随机森林算法相结合是一种新颖的硬度测量技术，可以应用于工程中钢的性能评估。
光谱学 GCr15钢 激光诱导击穿光谱 光谱分析 随机森林
Author Affiliations
Abstract
1 MOE Key Laboratory of TianQin Mission, TianQin Research Center for Gravitational Physics & School of Physics and Astronomy, Frontiers Science Center for TianQin, CNSA Research Center for Gravitational Waves, Sun Yat-sen University (Zhuhai Campus), Zhuhai 519082, China
2 Shenhe Middle School, Heyuan 517000, China
In this paper, we present a suppression method for the thermal drift of an ultra-stable laser interferometer. The detailed analysis on the Michelson interferometer indicates that the change in optical path length induced by temperature variation can be effectively reduced by choosing proper thickness and/or incident angle of a compensator. Taking the optical bench of the Laser Interferometer Space Antenna Pathfinder as an example, we analyze the optical bench model with a compensator and show that the temperature coefficient of this laser interferometer can be reduced down to 1 pm/K with an incident angle of 0.267828 rad. The method presented in this paper can be used in the design of ultra-stable laser interferometers, especially for space-based gravitational waves detection.
gravitational waves detection laser interferometer temperature compensation optical path calculation Chinese Optics Letters
2022, 20(1): 011203
92941部队44分队，辽宁 葫芦岛 125003
针对传统切换式多馈源的低剖面反射面天线结构复杂，不能多频段同时工作的问题，介绍了一款四波段单馈源低剖面环焦反射面天线及设计方法。该天线工作在四波段14~14.5 GHz, 11.45~12.75 GHz, 19.6~21.2 GHz, 29.4~31 GHz。整体天线采用双槽深波纹喇叭单馈源、通过口面场分布和多项式拟合过渡函数的方法构造的赋形副反射面和主反射面。用电磁仿真软件进行了建模仿真和验证。实测结果表明，整体天线较传统天线的效率提高12%以上，第一旁瓣<-14 dB，指标满足设计要求。
赋形面 过渡函数 四波段 口面场分布 shaped reflector transition function quad-band aperture field distribution 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(6): 1033
湖南师范大学生命科学学院, 淡水鱼类发育生物学国家重点实验室, 微生物分子生物学湖南省重点实验室, 长沙 410081
为了研究鱼类疖疮病的生物防治方法, 以引起鱼类疖疮病的病原菌杀鲑气单胞菌(Aeromonas salmonicida)为指示菌, 从土壤中筛选到对该致病菌有较强拮抗活性的放线菌I6, 经16S rRNA分析鉴定为链霉菌(Strptomyces sp.)。链霉菌I6的次级代谢产物对杀鲑气单胞菌具有很强的抗菌活性且对鱼类无毒力, 在鱼类疖疮病的治疗和防控中具有应用潜力。为了提高链霉菌I6抗菌活性物质的产量, 对该I6菌株进行发酵条件优化, 确定其最佳发酵培养基为AM3-1, 最适初始pH为7～8, 最佳培养时间为5 d, 种子液最适菌龄为36 h。所有这些研究结果表明, 链霉菌I6对鱼类疖疮病病原菌杀鲑气单胞菌有显著抑制作用, 在渔业生物防治中有潜在的开发应用价值。
杀鲑气单胞菌 放线菌 拮抗作用 次级代谢产物 发酵条件优化 Aeromonas salmonicida actinomycetes antagonistic effect secondary metabolites optimization of fermentation conditions
1 中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室，四川 成都 610209
2 中国科学院大学光电学院，北京 100049
3 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院，北京 100071
切趾在成像和光通信领域得到了重要的应用。传统的切趾方法基于相位或者振幅调制，存在工作带宽窄或者分辨力低的问题。本文提出了一种宽带消色差的超表面滤波器，可以在不损失空间分辨力的情况下实现切趾成像。通过该滤波器在整个可见光波段完成了几乎无色散的相位调制。仿真结果表明，超表面滤波器的聚焦效率是相位滤波器的两倍；其成像对比度可以提升至高斯滤波器的三倍。通过我们的方法，在400 nm到700 nm的可见光波段内，点扩散函数的旁瓣能被压缩到10-5数量级，同时能够实现衍射极限甚至超衍射的分辨力。
切趾 宽带 无色散 超表面 apodization broadband dispersionless metasurface
Author Affiliations
Abstract
Since the invention of amorphous indium–gallium–zinc–oxide (IGZO) based thin-film transistors (TFTs) by Hideo Hosono in 2004, investigations on the topic of IGZO TFTs have been rapidly expanded thanks to their high electrical performance, large-area uniformity, and low processing temperature. This article reviews the recent progress and major trends in the field of IGZO-based TFTs. After a brief introduction of the history of IGZO and the main advantages of IGZO-based TFTs, an overview of IGZO materials and IGZO-based TFTs is given. In this part, IGZO material electron travelling orbitals and deposition methods are introduced, and the specific device structures and electrical performance are also presented. Afterwards, the recent advances of IGZO-based TFT applications are summarized, including flat panel display drivers, novel sensors, and emerging neuromorphic systems. In particular, the realization of flexible electronic systems is discussed. The last part of this review consists of the conclusions and gives an outlook over the field with a prediction for the future.
Journal of Semiconductors
2021, 42(3): 031101
