浙江大学控制科学与工程学院, 工业控制技术国家重点实验室, 浙江 杭州 310058
目前, 三维荧光技术在应急性饮用水污染事件检测中的应用越来越广泛, 但其仍存在易受水环境波动影响、 低浓度污染事件检出率较低等不足。 因此针对在线检测需求, 提出了一种基于时间序列双阈值的三维荧光饮用水异常事件检测方法。 该方法采用主成分分析法提取检测样本的三维荧光光谱主元特征值, 进行线性自回归（AR）模型训练并对未来时段水质样本主元特征值进行预测, 通过与实测样本主元特征值作差得到特征值差值, 同时结合实测特征值的变化率, 设置特征值差值-特征值变化率双阈值, 最终确定污染事件的时间起始点与结束点, 从而确定整个污染事件。 研究通过模拟高浓度污染事件、 低浓度污染事件、 供水水质波动等场景对所提方法进行了验证。 实验结果表明, 该方法不仅保持了高浓度污染事件检测的准确性, 在检测低浓度污染、 高干扰环境下的低浓度污染时, 该方法相较于常规判别方法, 检测结果准确率分别提高了9.4%和20.7%。
水质异常事件检测 三维荧光光谱 时间序列双阈值 主成分分析（PCA） 线性自回归（AR） Water pollution incident detection Three dimensional fluorescence spectroscopy Time series double threshold Principal component analysis (PCA) Linear autoregression (AR) 光谱学与光谱分析
2023, 43(10): 3081
1 1.中国科学院 宁波材料技术与工程研究所, 先进能源材料工程实验室, 宁波 315201
2 2.中国科学院大学, 北京 101408
3 3.宁波杭州湾新材料研究院, 宁波 315336
4 4.林雪平大学 物理、化学和生物学系, 瑞典 林雪平 SE-58183
5 5.哈尔滨工业大学 特种环境复合材料技术国防科技重点实验室/复合材料与结构研究所, 哈尔滨 150001
6 6.北京航空航天大学 材料科学与工程学院, 北京 100191
7 7.西北工业大学 材料学院, 西安 710072
8 8.北京交通大学 机械与电子控制工程学院, 北京 100044
9 9.东南大学 材料科学与工程学院, 南京 211189
10 10.复旦大学 光电研究院和上海市智能光电与感知前沿科学研究基地, 上海 200433
11 11.北京大学 核物理与核技术国家重点实验室, 北京 100871
MAX/MAB相是一类非范德华三元层状材料, 具有丰富的元素组成和晶体结构, 兼具陶瓷和金属的物理性质, 在高温、强腐蚀、辐照等极端环境中极具应用潜力。近年来, 由MAX/MAB相衍生的二维(2D)材料(MXene和MBene)在材料物理与材料化学领域引起了广泛兴趣, 已经成为继石墨烯和过渡金属硫族化合物之后最受关注的二维范德华材料。MAX/MAB相材料结构调控不仅对这类非范德华层状材料本征性能产生重要影响, 而且对其衍生的二维范德华材料结构功能特性研究也具有重要价值。本文归纳和总结了MAX/MAB相层状材料在结构调控、理论计算和应用基础研究等方向的最新科研进展, 并展望了该类层状材料未来发展方向。
MAX相 MAB相 二维过渡金属碳氮化物 结构调控 理论计算 综述 MAX phase MAB phase MXene structural modulation theoretical calculation review
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 暨南大学理工学院光电工程系, 广州 510000
稀土离子掺杂氟化物晶体具有宽透光波段高透过率、低声子能量、长荧光寿命、负热光系数等优良特性, 可以产生从紫外到中红外波段激光, 是一类重要的激光增益介质。本文综述了本团队在稀土离子掺杂LiLuF4、LiYF4、BaY2F8、LaF3、PbF2、CeF3等氟化物晶体生长、光学和激光性能等方面的研究进展, 总结了稀土离子共掺敏化、退激活、能级耦合调控以及多离子发光等方面的研究工作, 展望了稀土离子掺杂氟化物激光晶体的研究发展趋势。
稀土离子 氟化物晶体 激光晶体 晶体生长 光学性能 激光性能 rare-earth ion fluoride crystal laser crystal crystal growth optical property laser property 人工晶体学报
2022, 51(9-10): 1573
中国科学院上海光学精密机械研究所, 中国科学院强激光材料重点实验室, 上海 201800
钛宝石 (Ti:Al2O3) 激光晶体具有高硬度、高热导、宽带吸收、宽带发射等性能特点, 广泛应用于可调谐、高功率和超快激光领域。近年来, 钛宝石晶体的生长技术、基础理论分析和器件化应用都得到了极大的发展, 对其进行的研究也越来越深入、广泛。综述了钛宝石晶体材料研究和应用的主要进展。
材料 钛宝石晶体 性能 晶体生长方法 残余红外吸收 器件应用 material titanium doped sapphire crystal characteristics crystal growth method residual infrared absorption device application
Author Affiliations
Abstract
Multifunctional lead-free double perovskites demonstrate remarkable potential towards applications in various fields. Herein, an environmentally-friendly, low-cost, high-throughput Cs2NaFeCl6 single crystal with exceedingly high thermal stability is designed and grown. It obtains a cubic lattice system in the temperature range of 80–500 K, accompanied by a completely reversible chromatic variation ranging from yellow to black. Importantly, the intriguing thermochromism is proved to own extremely high reproducibility (over 1000 cycles) without a hysteretic effect, originating from its structural flexibility that including (i) the noteworthy distortion/deformation of [NaCl6]5- and [FeCl6]3- octahedra; (ii) order–disorder arrangement transition of [NaCl6]5- and [FeCl6]3- octahedra as the function of temperature. This study paves the way towards a new class of smart windows and camouflage coatings with an unprecedented colour range based on a Cs2NaFeCl6 perovskite.
Journal of Semiconductors
2021, 42(7): 072202
Author Affiliations
Abstract
1 Laboratory of Micro-Nano Optoelectronic Materials and Devices, Key Laboratory of High-Power Laser Materials, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 e-mail: yhang@siom.ac.cn
Residual infrared absorption is a key problem affecting the laser emission efficiency of Ti:sapphire crystal. In this paper, the origin of residual infrared absorption of Ti:sapphire crystal is systematically studied by using the first principles method. According to the contact conditions of O octahedron in the crystal structure of , four ion pair models and three ion pair models were defined and constructed. For what we believe is the first time, the near-infrared absorption spectra consistent with the experimental results were obtained in specific theoretical models. The electronic structures, absorption spectra, and charge distributions calculated show that the line-contact ion pair with antiferromagnetic coupling and the face-contact ion pair are two main contributors to the residual infrared absorption of Ti:sapphire, while some other ion pair models provide a basis to explain more complex residual infrared absorption.
Photonics Research
2021, 9(6): 06000909
浙江大学控制科学与工程学院, 工业控制技术国家重点实验室, 浙江 杭州 310027
快速、 有效地识别饮用水中污染物类别对于降低突发饮用水污染事件影响十分重要。 目前基于紫外-可见光光谱法的饮用水污染物判别模型大多使用主成分分析(PCA)进行特征提取, 然而, 对于光谱相似度较高的有机污染物, 仅从数据驱动的角度提取其方差最大的方向作为特征进行识别效果往往不佳。 针对有机污染物光谱数据多重共线性以及谱峰重叠干扰的问题, 开展了基于连续投影算法(SPA)和多分类支持向量机(M-SVM)的紫外-可见光光谱饮用水有机污染物判别方法研究。 首先, 使用紫外光谱仪测量苯酚、 对苯二酚、 间苯二酚和间苯二胺的原始光谱数据并进行预处理, 在对四种污染物进行了波长与浓度的相关关系对比分析后, 发现苯酚和间苯二酚、 对苯二酚和间苯二胺的谱峰重叠较为严重； 特征提取时, 引入SPA筛选有机污染物紫外-可见光光谱数据的特征波长组合, 并对不同波长个数时的光谱吸光度进行多元线性回归分析, 选取对应最小预测标准偏差的参数及波段组合作为最优参数组合； 基于最优特征波长组合, 构建基于多分类SVM的饮用水有机污染物分类识别模型； 最后, 对比分析了全光谱、 PCA及SPA特征提取后的光谱数据在不同分类方法及不同污染物浓度下的分类效果, 进一步说明了SPA的适用性和稳定性。 实验结果表明, SPA作为一种提取光谱数据原始特征波段的方法, 可以有效的对有机污染物的紫外-可见光光谱进行特征提取, 提升不同物质之间的差异, 在一定程度上消除多重共线性和谱峰重叠干扰, 从而提高分类模型的准确率。 该方法对于解决饮用水中谱峰重叠的污染物类型判别问题具有参考价值。
紫外-可见光光谱 有机污染物判别 连续投影算法 多分类支持向量机 UV-Vis spectroscopy Identification of organic contaminants Successive projections algorithm Multi-classification support vector machine 光谱学与光谱分析
2020, 40(7): 2267
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 强激光材料重点实验室, 上海 201800
2 暨南大学理工学院光电工程系, 广州 510000
3 中国科学院大学, 材料与光电研究中心, 北京 100049
4 中国科学院上海光学精密机械研究所, 强激光材料重点实验室, 上海 2018003
中红外激光晶体材料作为激光技术核心增益材料之一, 在**光电对抗、激光医疗、卫星遥感、环境监测、基础科学等领域具有非常重要的应用。本文介绍了近年来在中红外氟化物激光晶体材料中, 关于晶体生长、光学性能优化以及中红外激光性能等方面的研究工作, 特别是在中红外光学性能优化调控方面, 主要介绍基于稀土能级耦合的相互作用, 有效抑制发光离子的自终止效应, 以及为发光离子提供有效泵浦通道。
中红外氟化物激光晶体 晶体生长 光学性能优化 中红外激光性能 mid-infrared fluoride laser crystal crystal growth optical performance optimization mid-infrared laser performance
