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Abstract
HEDPS, CAPT, College of Engineering and School of Physics, Peking University, Beijing 100871, People’s Republic of China
In traditional finite-temperature Kohn–Sham density functional theory (KSDFT), the partial occupation of a large number of high-energy KS eigenstates restricts the use of first-principles molecular dynamics methods at extremely high temperatures. However, stochastic density functional theory (SDFT) can overcome this limitation. Recently, SDFT and the related mixed stochastic–deterministic density functional theory, based on a plane-wave basis set, have been implemented in the first-principles electronic structure software ABACUS [Q. Liu and M. Chen, Phys. Rev. B 106, 125132 (2022)]. In this study, we combine SDFT with the Born–Oppenheimer molecular dynamics method to investigate systems with temperatures ranging from a few tens of eV to 1000 eV. Importantly, we train machine-learning-based interatomic models using the SDFT data and employ these deep potential models to simulate large-scale systems with long trajectories. Subsequently, we compute and analyze the structural properties, dynamic properties, and transport coefficients of warm dense matter.
Matter and Radiation at Extremes
2024, 9(1): 015604
红外与激光工程
2024, 53(1): 20230372
周星宇 1,2,3,4孙亮 1,2,3,4潘俏 1,2,3,4吴绍龙 1,2,3,4[ ... ]李孝峰 1,2,3,4,**
1 苏州大学光电科学与工程学院,江苏 苏州 215006
2 苏州大学苏州纳米科技协同创新中心,江苏 苏州 215006
3 苏州大学教育部现代光学技术重点实验室,江苏 苏州 215006
4 苏州大学江苏省先进光学制造技术重点实验室,江苏 苏州 215006
为解决目前激光测距接收光学系统存在的难点,即系统在具有充足进光量的同时又要保证其低制造成本和轻小型化,基于拉格朗日不变量理论分析设计了一种大相对孔径接收光学系统。系统采用6片式伽利略型标准球面镜,使用光敏面直径为0.5 mm的雪崩光电二极管(APD)探测回波光信号,优化后的系统入瞳直径为50 mm,相对孔径为1∶0.9,系统总长为114.9 mm,拉格朗日不变量为125 mrad·mm,获得了较为充足的进光量的同时满足低成本小型化要求。为降低杂散光的影响,进一步设计了遮光罩及镜筒栅栏结构。杂散光模拟追迹结果表明,系统在20°~85°离轴角视场外的杂散光抑制可以达到激光测距系统要求。在接收光学系统拉格朗日不变量为125 mrad·mm的前提下,激光测距系统的测距量程在加入光学系统后综合提升了21倍,表明该接收光学系统具有较大应用价值。
激光测距 光学设计 拉格朗日不变量 大相对孔径 杂散光分析 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0528001
孙亮 1,2,3,4周星宇 1,2,3,4吴绍龙 1,2,3,4曹国洋 1,2,3,4,*李孝峰 1,2,3,4,**
1 苏州大学光电科学与工程学院,江苏 苏州 215006
2 苏州大学苏州纳米科技协同创新中心,江苏 苏州 215006
3 教育部现代光学技术重点实验室,江苏 苏州 215006
4 江苏省先进光学制造技术重点实验室,江苏 苏州 215006
在脉冲法激光测距系统中,由于电光/光电转换、目标物的位置及反射率变化,回波脉冲的幅值和脉宽通常会发生改变,导致直接使用固定阈值法时测距系统会产生较大的误差。虽然自动增益控制系统可以减少该误差,但当前大部分自动增益控制都是通过峰值保持电路测量回波脉冲的峰值,存在保持峰值衰减、不稳定、响应速度慢等问题。为此,本研究使用250 MHz高速模数转换模块采集回波脉冲的峰值,并在现场可编程逻辑门阵列内实现峰值保持与清零。与带有峰值保持电路的自动增益控制系统相比,该系统具有电路简单、电压峰值不会衰减、响应速度更快等优点。实验结果表明:设计的带有改进型自动增益控制的激光测距系统可以有效地把回波幅值控制在较小范围内(0.76~1.44 V),从而减小测量误差。
激光测距 脉冲展宽 自动增益控制 快速响应 激光与光电子学进展
2023, 60(21): 2112003
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所,安徽 合肥 230031
2 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院,安徽 合肥 230009
场景定标是大视场遥感器在轨替代定标的常用方法,具有定标频率高、无需同步测量的优点。冰雪场景通常使用格陵兰冰盖(75°S,123°E)和南极冰盖(73.375°N,40°W)作为目标,由于其海拔较高(通常大于2 km),故受到大气影响较小,能够得到数据质量较好的定标样本。此外,冰雪在可见光范围以内光谱较为平坦,因而比较方便借助于其他定标方法实现波段传递。基于对前人极地场景定标方法的研究,将冰雪场景的地表双向反射分布函数(BRDF)和大气参数代入辐射传输模型之后,对我国高分五号卫星大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC)载荷的在轨辐射响应变化进行测试,得出的结论与沙漠场景和海洋场景的定标结果吻合度较高,且定标结果的离散度更小。所提方法可以对载荷在轨运行期间的探测数据提供长期监测、校正,并有助于业务化应用产品的质量提升。
在轨辐射定标 冰雪场景 辐射传输 地表双向反射分布函数模型 光学学报
2023, 43(18): 1812005
1 中国水电基础局有限公司,天津 301700
2 天津市地基与基础工程企业重点实验室,天津 301700
3 河北工业大学土木与交通学院,天津 300401
4 智慧基础设施研究院,天津 300401
5 天津市装配式建筑与智能建造重点实验室,天津 300401
为实现河底淤泥的资源化处置,常采用水泥等胶凝材料固化淤泥提高承载力作为路基材料。传统固化材料能耗大、碳排放量高。为开发可持续性固化材料,本研究采用矿渣-粉煤灰二元地聚物固化淤泥,研究其力学性能及路用性能。通过研究Si/Al摩尔比、Na/Al摩尔比对地聚物凝结时间和抗压强度的影响规律,确定地聚物配合比设计。依据优化配合比固化淤泥,研究地聚物掺量、养护龄期对固化淤泥力学性能的影响,并对固化淤泥进行水稳性、加州承载比、干缩和温缩试验,以评估其路用性能;采用扫描电镜和X射线衍射等试验方法对固化淤泥进行微观分析,揭示其固化机制。试验结果表明,矿渣-粉煤灰基地聚物地质聚合产物为无定形地聚物凝胶、水化硅酸钙、水化铝酸钙等,增强了土颗粒之间的胶结并且填充了孔隙,提高了固化淤泥的力学性能和路用性能。研究结果为地聚物固化淤泥土工程应用提供了实验基础。
固化淤泥 矿渣-粉煤灰地聚物 无侧限抗压强度 水稳性 干缩性 温缩性 固化机理 路基材料 stabilized sludge slag-fly ash geopolymer unconfined compressive strength water stability dry shrinkage temperature shrinkage stabilization mechanism roadbed material
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
3 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
高精度的质心定位是基于单平行光管与分离式二维转台的几何定标方法的关键,但仪器的相对响应差异会影响质心定位精度。因此,提出了一种基于相对响应校正的质心定位精度提升方法,可有效地提升质心定位精度,进而提升几何定标精度。基于多角度偏振成像仪的实验室几何定标实验证明了所提方法的提升效果。提升效果在大视场区域中更为显著,最大几何定标精度约为0.1 pixel。最终,基于所提质心定位精度提升方法在实验室中获得了高精度的多角度偏振成像仪几何模型参数,模型拟合残差优于0.1 pixel。
几何光学 几何定标 多角度偏振成像仪 相对辐射校正 几何模型 光学学报
2022, 42(12): 1208001
1 大连工业大学信息科学与工程学院, 辽宁 大连 116034
2 大连工业大学轻工与化学工程学院, 辽宁 大连 116034
LED光源具有高显色性、 高发光效率、 寿命长、 节能环保等优秀的性能, 目前很多服装店已经采用LED进行照明。 但服装店在选择照明方式上出现很多问题, 比如灯光不能再现服装的真实原貌, 消费者的氛围感知不强, 消费者购买欲望差。 以可调LED光源为基础, 针对服装店室内照明场合, 分别采用普通照明方式、 重点照明方式、 局部照明方式和混合照明方式, 设计了四种不同物理参量的光环境, 借助心理物理实验的语意差别量表法, 使用了36组词对组成了主观评价问卷调查表, 采用22名观察者模拟消费者(11名男性和11名女性), 对相应的四种照明环境的五种颜色服装(黑色、 蓝色的男装以及白色、 红色和黄色的女装)进行喜好度、 吸引度、 舒适度和色彩真实度的主观评价。 运用差异系数检验了主观评价数据的稳定性与准确性, 确定了数据真实有效。 采用主成分分析方法, 评估了相应的照明方式效果, 得到了评价服装店照明环境氛围的基本维度为活泼性(liveness)、 舒适度(coziness)和商业性(commercial), 通过单因素方差分析方法进一步判断得到活泼性为服装店最重要的基本维度。 另外, 分析了在四种LED照明光环境下, 服装颜色对观察者颜色感知的影响。 研究结果表明: 在服装店中, 普通照明方式由于与传统光源的照明效果相似, 消费者的各项评价指标普遍较低, 因此普通照明方式不应在服装店中单独使用; 对于黑色、 蓝色的男装和红色的女装, 混合照明方式比其他照明方式更适合, 产生的照明效果更能吸引消费者的注意; 对于黄色的女装, 采用局部照明方式的效果更受消费者喜爱, 但是消费者对照明环境采用局部照明方式下的蓝色男装的评价指标很低, 所以对于服装店的蓝色服装应该避开使用局部照明方式; 对于白色的女装, 利用重点照明方式, 更能吸引消费者的注意。
LED光环境 服装颜色 因子分析 照明方式 色温 心理物理实验 LED lighting environment Clothing color Factor analysis Lighting method Color temperature psychophysical experiment
红外与激光工程
2022, 51(3): 20210226