1 1.中国矿业大学 材料科学与物理学院, 徐州 221116
2 2.广东能源集团科技研究院有限公司, 广州 510000
中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)有助于国家的碳中和战略, 但其阴极材料难以兼顾热兼容性和催化活性。为此, 基于多元素耦合的高熵策略, 本研究合成了高熵阴极材料GdBa(Fe0.2Mn0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2)2O5+δ(HE-GBO), 具有双过氧化物结构, 与Gd0.1Ce0.9O2-δ(GDC)有良好的化学兼容性, 协调了与催化活性之间的平衡性。采用HE-GBO阴极的对称电池在800 ℃下的极化电阻(Rp)为1.68 Ω·cm2, 而HE-GBO-GDC(质量比7 : 3)复合阴极的Rp因引入GDC而显著降低(800 ℃下Rp为0.23 Ω·cm2)。采用HE-GBO和HE-GBO-GDC阴极组装树枝状微通道阳极支撑单电池,在800 ℃的最大功率密度分别达到972.12和1057.06 mW/cm2, 使用高熵阴极可以进一步提高电池性能。这些结果表明多尺度优化有助于开发高性能的IT-SOFC阴极材料。
高熵阴极 固体氧化物燃料电池 热相容性 树枝状微通道 high-entropy cathode solid oxide fuel cells thermal compatibility dendritic microchannels
1 北京航天控制仪器研究所, 北京 100039
2 中国航天科技集团有限公司量子工程研究中心, 北京 100094
为实现远距离、高灵敏的三维成像,开展了光子计数计算鬼成像研究。通过振幅型空间光调制器,实现了基于离散余弦变换矩阵和Walsh变换矩阵作为测量基的结构光照明,采用单光子探测技术实现了700 m距离、高灵敏的三维成像。对比研究了快速傅里叶变换算法和迭代优化算法的重建结果。研究表明,相同采样率时,离散余弦测量基作为观测矩阵时重建图像的误差比Walsh观测矩阵小,但Walsh观测矩阵重建图像的分辨率更高。计算鬼成像分辨率理论上不受接收镜头衍射极限限制,但实际受接收镜头集光效率、单光子探测器计数率、积分时间等影响,本文搭建的实验系统实现了成像分辨率达到接收镜头瑞利衍射极限分辨率2倍的成像结果。光子计数计算鬼成像无需转台或扫描镜等移动部件,具有弱光条件下凝视远距离目标并进行三维成像的能力。研究方法对基于光子计数的单像素成像技术和计算鬼成像技术研究具有一定参考价值。
成像系统 光子计数 计算鬼成像 单像素成像 单光子 激光与光电子学进展
2021, 58(10): 1011026
1 北京航天控制仪器研究所, 北京 100039
2 中国航天科技集团有限公司量子工程研究中心, 北京 100094
远距离高精度的距离测量和目标定姿是航天遥感、目标识别、导航控制等领域的关键技术。从理论和实验上研究了利用热光二阶关联在深菲涅耳衍射区进行测距的方法,测距的精度优于0.5 mm,并采用原理证明模拟实验验证了利用该测距方法实现测姿的可行性。此方法可作为传统激光测距技术的补充,并可以实现远距离高精度测距。此方法具有可利用恒星等自然光源实现测距与测姿以及对能量等资源需求较少的优点,为卫星定位等空间测距需求提供了一种新的解决方案。
测量 二阶关联 热光 测距 测姿 深菲涅耳衍射区 光学学报
2020, 40(19): 1912002
1 北京航天控制仪器研究所，北京 100039
2 中国航天科技集团有限公司 量子工程研究中心，北京100094
搭建了远距离、高分辨率单像素成像实验装置，完成了白昼时段水平34 km距离、分辨率0.8 m的自然目标的单像素成像。单像素成像测量基采用多尺度排序的Hadamard矩阵，调制后经两个光电探测器进行差分来实现Hadamard调制测量，利用压缩率25%的测量信号和快速Walsh变换算法，实现了成像速度2帧/秒@128 pixel×128 pixel。定义了一种人机交互的信噪比评价方法计算重建图像质量，研究了单像素成像积分时间与图像质量关系，评价结果与视觉效果相符合。提出的单像素成像方案在低成本的远距离红外成像方面有潜在应用价值。
单像素成像 Hadamard矩阵 压缩采样 single-pixel imaging Hadamard matrix compressive sampling 红外与激光工程
2019, 48(9): 0925002
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Opto-Electronic Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China
2 Laboratory of Optical Physics, Institute of Physics and Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
3 Quantum Engineering Research Center, Beijing Institute of Aerospace Control Devices, China Aerospace, Beijing 100094, China
Ghost imaging and diffraction, inspired by the Hanbury Brown and Twiss effect, have potential in both classical and quantum optics regimes on account of their nonlocal characteristics and subwavelength resolution capability, and therefore have aroused particular interest. By extending the correspondence imaging scheme, we utilize the positive and negative intensity correlations in diffraction and perform subwavelength diffraction with pseudo-thermal light. In the experiment, a subwavelength (λ/2) resolution and a better signal-to-noise ratio (10.3% improvement) are simultaneously achieved. The scheme can be utilized as a complement to the existing ghost imaging scheme to improve image quality.
030.0030 Coherence and statistical optics 030.4280 Noise in imaging systems 050.0050 Diffraction and gratings 110.1650 Coherence imaging 110.6150 Speckle imaging Chinese Optics Letters
2016, 14(4): 040301
昼夜光电成像技术经过了几十年的发展, 现在已经进入到实用阶段, 在**、航天、天文等领域中占有十分重要的地位。为解决极弱光环境下难以成像的问题, 在分析了微光像增强器和近红外固体成像技术之后, 提出了一种新型的成像系统, 利用空间光调制器和单像素探测器对目标信息进行调制和探测, 之后利用关联算法即可恢复出探测目标的图像, 基于此成像系统实现了17 km外的成像实验。该成像系统有望实现高灵敏度成像, 对突破无月夜晚等极弱光环境下的光电成像具有重大意义。
近红外成像 高灵敏度 单像素探测器 空间光调制器 关联算法 near infrared imaging high sensitivity single element detector spatial light modulator 红外与激光工程
2016, 45(s1): S104001
