1 国网四川省电力公司电力科学研究院, 四川 成都 600072
2 西南交通大学 电气工程学院, 四川 成都 611756
污闪是威胁电网安全可靠运行的重要原因之一, 污秽类型差异将直接影响闪络电压大小。因此, 及时掌握绝缘子污秽类型信息对预防污闪有重要作用。为此提出了一种基于SAM-ED光谱匹配的绝缘子污秽类型检测方法。采集不同污秽类型样本高光谱数据, 经黑白校正及多元散射校正(MSC)去除噪声等干扰因素;利用竞争自适应重加权采样法(CARS)对光谱数据进行特征选取, 分别在特征波段和全波段范围内通过SAM-ED光谱匹配法将测试组样本光谱与参考光谱进行匹配, 根据匹配结果对样本进行分类;实验结果表明: 相比于光谱角匹配法和最小距离法, SAM-ED光谱匹配法检测效果更好;基于全波长数据进行SAM-ED光谱匹配准确率可达95%, 基于特征波长数据进行SAM-ED光谱匹配准确率可达98.33%。
高光谱技术 绝缘子 污秽类型 光谱匹配 非接触检测 hyperspectral technology insulator pollution type Spectral matching Non-contact detection
1 景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院，江西 景德镇 333403
2 景德镇陶瓷大学国家日用及建筑陶瓷工程技术中心，江西 景德镇 333001
3 江门职业技术学院，广东 江门 529090
为了提升低温固体氧化物燃料电池阴极的电化学性能，设计制备了2种具有多功能层级骨架结构的La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ/Ce0.9Gd0.1O2-δ (LSCF/GDC)阴极材料，研究了层级骨架阴极的显微结构和电化学性能。结果表明：GDC初级骨架其孔隙率高达80.5%，充分保证了LSCF或GDC次级骨架的构建、后续负载以及工作态下的氧气扩散。采用弛豫时间分布分析不同阴极的电化学阻抗谱，以LSCF纳米颗粒为次级骨架，具有连续电子导电通道，显著增加了反应活性位点，后续负载的GDC纳米颗粒协同促进了氧气的吸附/解离，其600 ℃条件下的总极化电阻仅为0.236 Ω·cm2，得到了制备工艺简单、氧还原反应活性强的层级骨架阴极，有望推动低温固体氧化物燃料电池的进一步发展。
低温固体氧化物燃料电池 阴极 层级骨架 弛豫时间分布 low-temperature solid oxide fuel cells cathode hierarchical scaffold distribution of relaxation times
红外与激光工程
2023, 52(7): 20230323
上海市胸科医院/上海交通大学医学院附属胸科医院 上海 200030
回顾性分析在上海市胸科医院已接受调强放射治疗（IMRT）的27例肺癌患者，根据四维CT（4DCT）图像获取患者自由呼吸运动状态下肿瘤在三维方向上的运动幅度及周期。基于以上呼吸运动参数，借助呼吸运动平台测量肿瘤在头脚和左右方向上呼吸运动状态下的剂量分布，采用二维γ分析方法比较呼吸运动状态和静止状态的剂量分布差异，并分析呼吸运动对患者实际治疗时剂量验证的影响。患者平均呼吸运动周期为3.3 s，头脚方向上平均肿瘤运动幅度（5.6 mm）大于左右方向（2.1 mm）和前后方向（2.3 mm），且最大为18 mm。头脚和左右方向的呼吸运动状态下的γ通过率都低于静止状态的γ通过率（p<0.001），且都随肿瘤运动幅度的增加呈逐渐减小趋势，当肿瘤运动幅度大于3 mm时，绝大多数γ通过率小于95%。按呼吸周期中位数分组后，左右方向上的运动状态下两组的γ通过率差异具有统计学意义。肿瘤运动幅度是影响肺癌IMRT剂量验证的主要因素，呼吸运动周期也影响剂量验证。对于呼吸运动幅度较大的患者建议采用呼吸运动管理技术以提高靶区剂量递送的准确性。
剂量验证 呼吸运动模型 肺癌 IMRT治疗计划 γ分析 Dose validation Respiratory motion model Lung cancer IMRT treatment planning Gamma analysis 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(3): 030302
1 东北石油大学 物理与电子工程学院, 黑龙江 大庆 163318
2 香港城市大学 物理系, 香港 九龙 999077
为实现可调谐的多重Fano共振特性及设计高灵敏度折射率传感器，本文提出一种纳米环-七聚体金属-介电纳米天线结构，利用有限元方法（Finite Element Method, FEM）研究了Fano共振特性的影响因素和变化规律。研究表明，纳米环-七聚体金属-介电纳米天线的Fano共振特性对高度、入射角度和结构间隙的变化非常敏感；纳米天线的电场强度和电偶极源激发下的珀赛尔系数（Purcell factor, PF）可达134.74 V/m和3214，使得纳米天线中心位置附近的电场强度得到大幅增强；复合纳米天线结构具有较高的灵敏度S和品质因数FOM，分别为1400 nm/RIU和17 RIU−1，可作为评价高灵敏度折射率传感器的重要性能指标。本文为实现复合纳米天线结构中Fano共振的可调谐特性提供了一种可行途径，为表面增强拉曼散射、量子发射器和折射率传感器等实际应用奠定了坚实的理论基础。
纳米天线 折射率传感器 Fano共振 近场增强 nanoantenna refractive index sensor Fano resonance near-field enhancement
浙江大学光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
自由曲面具有灵活的面形结构，用于光束调控可获得高性能、轻小型的系统，可创造新的结构形式和实现新的光束调控功能。自由曲面光束调控是一个根据输入和目标反求光学自由曲面的逆问题。Monge-Ampère（MA）方法基于理想光源近似，将自由曲面光束调控逆问题转化成一个带有非线性边界条件的MA方程。MA方法无需预先给定光线落点位置，而是通过控制曲面的高斯曲率分布来实现对光传输的高效灵活调控，被认为是当前最有效的可自动满足曲面连续性可积条件的自由曲面设计方法。对MA方法的研究进展进行了概述，详细介绍了自由曲面光束强度调控模型，以及自由曲面光束强度和波前同时调控模型的构建过程与求解方法，并通过三个设计实例充分展示了各类光束调控模型的有效性和MA方法的优势。
光学设计 光束调控 自由曲面 Monge-Ampère方程方法 逆问题
吉林广播电视大学吉林省远程教育技术科技创新中心, 吉林 长春 130022
针对多用户的卫星-无人机-地面通信网络(SUTN)的用户接入信道问题, 提出基于遍历容量的调度算法(ECSA)。卫星通过空间光通信(FSO)向无人机(UAV)传输数据; UAV采用无线通信射频(RF)链路向用户传输数据。ECSA算法通过推导无人机端和用户端的信噪比, 再推导出信噪比的概率密度函数, 然后依据概率密度函数计算用户的遍历容量; 最后, 依据公平原则, 并结合用户的遍历容量, 计算用户的目标函数, 将具有最大的目标函数值的用户优先接入信道。仿真结果表明, 相比于轮流调度算法, 提出的 ECSA算法有效提高了系统容量。
卫星-无人机-地面通信网络 无人机 空间光通信 遍历容量 多用户调度 Satellite-UAV-Terrestrial Network Unmanned Aerial Vehicle Free Space Optical Ergodic Capacity multiuser scheduling 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(1): 58
1 苏州科技大学土木工程学院，江苏 苏州 215011
2 苏州科技大学江苏省结构工程重点实验室，江苏 苏州 215011
3 东南大学材料科学与工程学院，南京 211189
4 兰州理工大学土木工程学院，兰州 730050
5 郑州大学水利科学与工程学院，郑州 450001
研究了混凝土模拟孔溶液中钢筋在氯离子、硫酸根离子、氯离子-硫酸根离子共存、模拟海水等环境下钢筋腐蚀行为与演变规律，并分析了钢筋在氯盐、硫酸盐作用下腐蚀产物。结果表明：硫酸根离子的存在使得钢筋极化电阻进一步降低，而腐蚀电流密度升高；钢筋腐蚀电位与极化电阻演变呈现一定幂函数关系；钢筋在氯离子、硫酸盐侵蚀作用下腐蚀产物种类无明显差别，主要为纤铁矿、针铁矿、水铁矿、赤铁矿和方铁矿等。
氯离子 硫酸根离子 钢筋 腐蚀 耐久性 chlorideion sulfate ions steel reinforcement corrosion durability
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
2 College of Materials Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 101408, China
We report a strict non-blocking four-port optical router that is used for a mesh photonic network-on-chip on a silicon-on-insulator platform. The router consists of eight silicon microring switches that are tuned by the thermo-optic effect. For each tested rousting state, the signal-to-noise ratio of the optical router is larger than 13.8 dB at the working wavelength. The routing functionality of the device is verified. We perform 40 Gbps nonreturn to zero code data transmission on its 12 optical links. Meanwhile, data transmission using wavelength division multiplexing on eight channels in the C band (from 1525 to 1565 nm) has been adopted to increase the communication capacity. The optical router’s average energy efficiency is 25.52 fJ/bit. The rising times (10% to 90%) of the eight optical switch elements are less than 10μs and the falling times (90%–10%) are less than 20μs.We report a strict non-blocking four-port optical router that is used for a mesh photonic network-on-chip on a silicon-on-insulator platform. The router consists of eight silicon microring switches that are tuned by the thermo-optic effect. For each tested rousting state, the signal-to-noise ratio of the optical router is larger than 13.8 dB at the working wavelength. The routing functionality of the device is verified. We perform 40 Gbps nonreturn to zero code data transmission on its 12 optical links. Meanwhile, data transmission using wavelength division multiplexing on eight channels in the C band (from 1525 to 1565 nm) has been adopted to increase the communication capacity. The optical router’s average energy efficiency is 25.52 fJ/bit. The rising times (10% to 90%) of the eight optical switch elements are less than 10μs and the falling times (90%–10%) are less than 20μs.
Journal of Semiconductors
2022, 43(9): 092301
