Author Affiliations
Abstract
1 Department of Building and Real Estate, Research Institute for Sustainable Urban Development (RISUD) and Research Institute for Smart Energy (RISE), The Hong Kong Polytechnic University, Hung Hom, Kowloon Hong Kong, People’s Republic of China
2 The Hong Kong Polytechnic University Shenzhen Research Institute, Shenzhen, 518057 Guangdong, People’s Republic of China
3 Department of Mechanical and Aerospace Engineering, The Hong Kong University of Science and Technology, Clear Water Bay Hong Kong, People’s Republic of China
Reversible protonic ceramic cells (RePCCs) hold promise for efficient energy storage, but their practicality is hindered by a lack of high-performance air electrode materials. Ruddlesden–Popper perovskite Sr3Fe2O7-δ (SF) exhibits superior proton uptake and rapid ionic conduction, boosting activity. However, excessive proton uptake during RePCC operation degrades SF’s crystal structure, impacting durability. This study introduces a novel A/B-sites co-substitution strategy for modifying air electrodes, incorporating Sr-deficiency and Nb-substitution to create Sr2.8Fe1.8Nb0.2O7-δ (D-SFN). Nb stabilizes SF's crystal, curbing excessive phase formation, and Sr-deficiency boosts oxygen vacancy concentration, optimizing oxygen transport. The D-SFN electrode demonstrates outstanding activity and durability, achieving a peak power density of 596 mW cm-2 in fuel cell mode and a current density of - 1.19 A cm-2 in electrolysis mode at 1.3 V, 650 °C, with excellent cycling durability. This approach holds the potential for advancing robust and efficient air electrodes in RePCCs for renewable energy storage.
Nano-Micro Letters
2024, 16(1): 177
1 长春新产业光电技术有限公司, 吉林 长春 130103
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
紫外激光器是研究紫外共振拉曼光谱的重要工具,拉曼信号可以通过共振拉曼效应得到增强,从而降低拉曼测量的探测极限。本文研究了一种输出波长为228 nm的窄脉宽全固态紫外激光器。首先,以Nd:YVO4作为增益介质,采用电光调Q腔倒空技术,实现了纳秒量级914 nm基频光输出。然后,经过偏硼酸锂(LBO)晶体产生二次谐波,最终经偏硼酸钡(BBO)晶体获得四次谐波228 nm紫外激光。在此基础上,进一步研究了不同重复频率时基频光和倍频光功率的变化规律,优化了紫外激光器的输出效率。实验结果表明:当总抽运功率为30 W时,在10 kHz重复频率下,可获得最高平均功率为84 mW的228 nm紫外激光输出。228 nm激光在5~25 kHz重复频率范围内连续可调,脉冲宽度保持在2.8~2.9 ns,能够满足紫外光谱检测技术领域的应用需求。
228 nm激光器 紫外激光 腔倒空技术 二次谐波 228 nm laser ultraviolet laser cavity dumped laser second harmonic
1 上海理工大学 光子芯片研究院,上海 200093
2 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 人工智能纳米光子学中心,上海 200093
视觉是人类获取信息的主要来源。用于视觉系统模拟的人工图像识别是发展人工智能技术的关键一环。当前,光电突触凭借存算一体式处理光信号的特点被广泛应用于视觉模拟领域,但是突触的光电转换需要对输入光信号进行接触式处理,从而导致大量的能量消耗。针对这个问题,研究了基于光致变色钙钛矿薄膜的全光人工突触,它在紫外和可见光触发下,从光透过率的变化上表现出显著的突触特性,包括配对脉冲易化和学习能力。利用循环神经网络处理随时间变化的透射率数据,实现了对数字图像的二元识别,识别精度从第1个循环就稳定在100%。该器件具有零功耗非接触式信息读取的特点,为视觉系统模拟开辟了一条新的途径。
光致变色材料 钙钛矿 人工突触 图像识别 photochromic materials perovskite artificial synapse image recognition
大连理工大学光电工程与仪器科学学院,辽宁 大连 116024
超分辨荧光显微镜突破了传统荧光显微镜的分辨率限制,使得人们能够在纳米量级分辨率下观察细胞和组织样品,极大地推动了生命科学的发展。在这一技术中,仪器和样品引入的像差均会导致空间分辨率降低,进而导致成像质量恶化。为此,人们引入了自适应光学技术,通过直接或间接的手段探测像差,再通过波前校正元件来校正像差,从而获得高质量的超分辨图像。本文介绍了自适应光学的起源与工作原理,总结了其在超分辨荧光显微镜中的应用,并展望了其未来的发展前景。
显微 荧光显微镜 超分辨 自动与自适应光学 像差补偿 波前传感
针对利用三维合成孔径技术成像的毫米波人体安检设备成像分辨力低的问题, 提出一种将迭代自适应(IAA)技术与合成孔径成像技术相结合的波数域 IAA成像算法。波数域 IAA技术能估计出每个潜在位置所对应的信号源能量, 具有分辨力高、旁瓣低且适合单快拍估计等优点。通过理论模型分析和仿真运算, 将重构效果图与传统的匹配滤波方法重构效果图进行对比分析, 验证了该算法的有效性; 同时随着计算能力的提高, 该算法的性能也得到提高。
毫米波成像 合成孔径雷达 迭代自适应 超分辨算法 millimeter wave imaging Synthetic Aperture Radar(SAR) Iterative Adaptive Approach super-resolution algorithm 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(11): 1364
红外与激光工程
2023, 52(11): 20230129
1 上海理工大学 光子芯片研究院,上海 200093
2 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
二维材料碳化钛(Ti3C2Tx)因具有高导电性和大比表面积的特点,在作为超级电容电极材料时,可以实现较高的能量密度。然而,Ti3C2Tx在储能过程中会出现不可逆的氧化失活反应,而且它与基底间的结合力较差,这将导致碳化钛超级电容的循环稳定性欠佳,极大地阻碍了其作为电极材料的广泛应用。将Ti3C2Tx作为活性层与氧化石墨烯(GO)分层复合制作成超级电容电极,覆盖在Ti3C2Tx薄膜之上的GO层可以削弱氧化失活反应。同时,对电极的热处理可提升Ti3C2Tx对基底的附着力。这使得Ti3C2Tx/GO复合电极的充放电循环稳定性明显改善,在5 000次循环之后其容量仍高于初始容量。该设计可为制备高循环稳定性超级电容提供参考。
碳化钛 氧化石墨烯 超级电容器 循环稳定性 titanium carbide graphene oxide supercapacitors cycle-stability
1 湖南科技大学 难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室,湘潭 411201
2 湖南科技大学 机电工程学院,湘潭 411201
3 上汽大众汽车有限公司长沙分公司,长沙 410000
激光增材制造过程的工艺参数直接影响成型件的成形质量及性能,对工艺参数的优化是实现成形质量调控的最有效方法。建立准确、高精度的工艺参数与成形质量之间的模型,对于成形质量的预测及工艺参数的优选极其重要。对激光增材制造工艺参数优化建模的方法进行了总结和综述,且对工艺系统开发进行了现状分析,论述了工艺优化建模方法的原理以及优缺点,最后对激光增材制造工艺优化建模研究前景进行了展望。
激光技术 优化建模 工艺参数 工艺系统 增材制造 laser technique optimization model process parameters process system additive manufacturing
1 长春新产业光电技术有限公司,吉林 长春 130103
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
设计了一种稳定的单纵模273 nm深紫外激光器。采用输出功率为3.5 W、π偏振方向的444 nm激光二极管(LD)与σ偏振方向的441 nm LD的偏振合光作为泵浦源,端面泵浦长度为7 mm的Pr3+∶LiYF4晶体,同时使用长度为5 mm的β-BaB2O4(BBO)晶体进行腔内倍频,利用法布里-珀罗(F-P)标准具进行单纵模的选取。当LD输出总功率为6240 mW时,可获得功率为32 mW的单纵模273 nm深紫外激光稳定输出。测量结果表明:光谱线宽小于80 fm,1 h均方根(RMS)功率稳定性优于1%。本研究方案在光生物学、半导体检测等领域具有较高的应用价值。
激光器 深紫外激光器 单纵模 Pr3+∶LiYF4晶体 法布里-珀罗标准具 中国激光
2023, 50(23): 2301006