光学 精密工程
2023, 31(22): 3237
1 同济大学土木工程学院建筑工程系,上海 200092
2 同济大学工程结构性能演化与控制教育部重点试验室,上海 200092
3 苏州热工研究院有限公司,江苏 苏州 215004
长期辐射环境作用下,混凝土力学性能会发生退化影响堆坑混凝土结构乃至核电站的长寿期运行。以核辐射环境下混凝土及其组分的体积和力学性能的多尺度演化为主线,回顾分析相关研究成果。现有研究对核辐射诱导矿物组分、骨料、硬化水泥浆及混凝土的体积变化和力学性能演化机理和规律有了基本的认识,建立了混凝土体积膨胀和力学性能多尺度演化的基本数值模型。为可靠预测辐照混凝土力学性能,需要充分关注骨料的随机分布和不同组分的辐照效应差异,建立基于矿物组成的辐照混凝土力学性能退化的多尺度模型。
混凝土 中子辐射 γ辐射 体积膨胀 性能退化 多尺度模型 concrete neutron radiation γ radiation swelling performance degradation multi-scale model
武汉理工大学 光纤传感技术与网络国家工程研究中心,湖北 武汉 430070
多芯光纤光栅形状传感技术利用空分复用以及应变监测的优势,结合不同的栅点布设方案,实现待测对象的连续曲率和形状传感。首先介绍了多芯光纤光栅曲率和挠率传感原理,提出采用齐次矩阵变换的三维重构算法实现光纤的三维形状重构。为了探究不同光栅密度对实验精度的影响,利用算法编程模拟了不同光栅间距下的三维形状重构精度,依据模拟仿真的结果,建立了不同光栅间距与三维重构误差之间的关系。三维形状传感实验使用光栅间距为10 cm和5 cm的七芯光纤光栅串。实验结果表明,最大误差出现在尾点处,分别为2.56 cm和1.15 cm,占全长的3.2%和1.4%,平均误差为1.32 cm和0.62 cm,占全长的1.7%和0.8%。实验结果与仿真值比较接近,说明可以依据仿真结果对不同光栅间距下的三维形状误差进行预测。结合具体的应用场景合理配置测点资源,在较低的成本范围内实现高性能的检测。
光纤形状传感 多芯光纤 布拉格光栅 数值模拟 光栅间距 fiber shape sensing multi-core fiber Bragg grating numerical simulation grating pitch 红外与激光工程
2023, 52(3): 20220485
1 南通大学 信息科学技术学院 江苏省专用集成电路设计重点实验室,江苏 南通 226019
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室,上海 200083
光电探测器在通讯、环境、健康和**等日常生活及****等领域中应用广泛。随着时代的发展,对光电探测器在灵敏度、响应速度及波长范围等方面的性能要求与日俱增。低维材料独特的电学及光电特性使其在光电子器件领域具有重要的应用前景。为了充分利用低维材料的优势,克服其暗电流大、吸收率低的不足,研究人员提出将铁电材料与低维材料结合,利用铁电材料的剩余极化作用形成强局域场调控载流子浓度以提高低维材料的光电探测能力。文中总结了近年来铁电局域场增强低维材料光电探测器的研究成果,介绍了铁电材料对一维纳米线、二维材料以及低维结型器件的调控和性能提升方面的相关研究。最后,对铁电局域场增强低维材料光电探测器的发展趋势进行了简要的总结和展望。
铁电局域场 低维材料 光电探测器 ferroelectric localized field low-dimensional materials photodetector 红外与激光工程
2022, 51(7): 20220288
21世纪以来, 能源短缺和环境污染一直是人类面临的重大挑战?光催化二氧化碳(CO2)还原, 通过半导体捕获光能, 获得碳氢化合物太阳能燃料是解决能源危机并推动碳循环的有前景的策略之一?然而, 活性低?产物选择性差又极大地限制了这一技术的实际应用?因此, 调控产物选择性并提高光催化效率、加深对CO2还原反应机理的理解具有重要意义?近年来, 超薄材料以其较高的比表面积, 丰富的不饱和配位的表面原子, 较短的电荷从内部到表面的迁移路径, 以及可裁剪的能带结构受到了广泛关注, 并在光催化CO2还原领域取得了可喜的成果?本文在总结光催化CO2还原反应机理的基础上, 介绍了通过构建异质结构、设计Z型系统、引入助催化剂以及缺陷工程等策略促进超薄纳米结构电子空穴分离和调控其电荷迁移路径的研究成果, 并指出了提高光催化CO2还原效率和优化产物选择性的发展前景与挑战?
光催化CO2还原 超薄异质结构 助催化剂 反应机理 综述 photocatalytic CO2 reduction ultrathin heterostructures cocatalysts reaction mechanism review
实验研究了基于光纤布拉格光栅 (FBG) 的直接输出 1570 nm 单波长光纤激光器, 采用光纤耦合器搭建塞格纳克宽带反射器并与部分反射光纤光栅构建直腔激光器, 通过优化光栅反射率和输出方向实现了最高谐振效率为 24.42%、最大输出功率为 2.8 W、边模抑制比为 65 dB 的 1570 nm 光纤激光直接输出。通过增大腔长增加激光器谐振纵模数量, 从而基于纵模间的平均效应实现了 1570 nm 单波长光纤激光器的稳定无拍频输出, 进而利用该激光器作为掺铥光纤的泵浦源实现了 2 μm 波段光纤激光器被动锁模输出。
激光技术 中红外光纤激光器 光纤布拉格光栅 无拍频激光器 被动锁模 laser techniques mid-infrared fiber laser fiber Bragg grating beat-free laser passively mode-locking
1 江西应用科技学院 软件与区块链学院, 江西 南昌, 330100
2 江西师范大学 计算机信息工程学院, 江西 南昌, 330022
针对现有的算法对于高密度脉冲噪声的去除缺乏有效性和鲁棒性, 难以有效地保持和恢复图像的边缘和细节结构, 提出了一种小波检测的二次迭代修剪均值滤波方法。方法充分利用脉冲噪声的特征以及小波阈值去噪图像的高度相关性, 根据灰度最值与小波阈值去噪图像进行噪声检测, 先后分别用3×3和5×5邻域的迭代修剪均值滤波对噪声像素进行恢复。实验结果显示, 相对于现有的最新提出的方法, 所提出的方法获得更高的PSNR和EPI值, 以及更好的视觉效果, 具有优越的去噪性能和更好的细节结构保持能力。
图像去噪 修剪中值滤波 小波检测 迭代修剪均值滤波 image denoising trimmed median filter wavelet detection iterative trimmed mean filter
红外与激光工程
2021, 50(10): 20200451