合肥工业大学材料科学与工程学院，合肥 230009
以废旧锂电池中的LiCoO2正极材料为原料，通过溶解回收其中的Li、Co元素并用于Na0.67Fe0.5Mn0.5O2的改性，成功制备出钠离子电池正极材料Na0.67-1.33xLixCox(Fe0.5Mn0.5)1-2xO2 (x=0、0.035、0.070、0.105、0.140)。X射线衍射(XRD)结果显示，Li+/Co3+可以掺杂到P2-Na0.67Fe0.5Mn0.5O2中形成固溶体，伴随着晶胞参数的变小。X射线光电子能谱(XPS)结果显示Li+/Co3+的掺杂会导致部分Mn3+被氧化为Mn4+，降低了Jahn-Teller效应的影响。电化学测试表明，与原始样相比，改性后的Na0.67Fe0.5Mn0.5O2容量有一定下降，但循环稳定性和倍率性能都有所提高。当掺杂量为0.105时，Na0.53Li0.105Co0.105(Fe0.5Mn0.5)0.79O2电化学性能最好，1 C电流密度时，150圈循环后的容量保持率达到67%，5 C电流密度时的容量可以达到30 mA·h/g。
废旧锂离子电池 钴酸锂 回收与再利用 钠离子电池 铁锰酸钠 waste lithium-ion batteries lithium cobalt oxide recycling and reuse sodium ion batteries sodium iron manganese oxide
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Integrated Optoelectronics, College of Electronic Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130012, China
2 CAS Key Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
3 CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
4 Advanced Micro Foundry Pte Ltd., Singapore 117685, Singapore
5 Peng Cheng Laboratory, Shenzhen 518000, China
To optimize the dark current characteristic and detection efficiency of the 1550 nm weak light signal at room temperature, this work proposes a Ge-on-Si avalanche photodiode (APD) in Geiger mode, which could operate at 300 K. This lateral separate absorption charge multiplication APD shows a low breakdown voltage (Vbr) in Geiger mode of and low dark current of 0.096 nA at unity gain voltage (VGain=1 = -7.03 V). Combined with an RF amplifier module and counter, the detection system demonstrates a low dark count rate (DCR) of per second and high detection efficiency of 7.8% for 1550 nm weak coherent pulse detection at 300 K. The APD reported in this work weakens the dependence of the weak optical signal recognition on the low environment temperature and makes single-chip integration of the single-photon level detection system possible.
avalanche photodiode optical detection optical interconnection Chinese Optics Letters
2022, 20(6): 062501
1 武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心,武汉 430000
2 冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室,武汉 430000
3 北京控制工程研究所,北京 100000
综合考虑三自由度直升机系统中各自由度之间的关系,将直升机系统分解为驱动子系统和无驱动子系统,建立了相应的三自由度直升机数学模型,模型对可能存在的外部扰动和无驱动子系统传感器故障进行了描述。设计了非线性扩张干扰观测器消除外部扰动和传感器故障带来的不利影响,设计相应的高阶滑模控制器实现对驱动子系统的跟踪控制,并基于Lyapunov理论证明了系统的稳定性。最后通过实验验证了控制方案对存在传感器故障的三自由度直升机具有良好的控制效果。
三自由度直升机 滑模控制 传感器故障 欠驱动系统 3DOF helicopter sliding mode control sensor failures under-actuated system
红外与激光工程
2020, 49(6): 20190412
1 天津大学微电子学院, 天津 300072
2 天津大学智能与计算学部, 天津 300072
3 天津大学生命科学学院, 天津 300072
设计了一种用于无线光传输的激光投影系统并提出了一种基于深度学习的改进型YOLOv3(you only look once,v3)网络用于检测小鼠图像的位置。该网络使用分组卷积对网络参数进行压缩以提高目标检测速度,使用通道混洗方法以增强网络的信息流通能力。利用交叉熵损失函数中的两个超参数来调整正、负样本的比例以降低易分类样本在损失函数中的权值,提高了目标检测精度。在PASCAL VOC2007和自制小鼠图像数据集上分别进行实验,结果表明提出的基于改进型YOLOv3网络的检测算法检测精度达90.3%,检测速度和检测精度都优于传统型网络结构。应用该算法的激光投影系统可以实时检测运动小鼠目标并进行无线光传输等光遗传实验。
机器视觉 光遗传 目标检测 分组卷积 通道混洗 损失函数 激光与光电子学进展
2020, 57(6): 061503
桂林电子科技大学 智能光机电及先进制造技术研究所, 桂林 541004
为了满足基于机器视觉的复杂零件表面质量在线实时检测的需求, 根据双远心成像原理和像差理论基础, 采用ZEMAX光学设计软件, 设计了一款大视场宽景深的双远心光学系统。所设计的系统仅由6块透镜组成, 工作波长在可见光范围内, 系统放大率为-0.061, 工作距离大于390mm,最大视场达到180mm。结果表明, 光学系统的最大畸变小于0.1%, 景深范围达到80mm,调制传递函数在全视场100lp/mm处大于0.4, 远心度最大值控制在0.012°内;各种像差均得到很好的矫正, 像质优良。该设计结构符合双远心系统的总体设计要求。
光学设计 双远心系统 光学制造 远心度 optical design double telecentric system optical fabrication telecentricity
1 桂林电子科技大学 机电工程学院, 广西 桂林 541004
2 桂林电子科技大学 电子与自动化工程学院,广西 桂林 541004
小倍率大视场的双远心物镜具有低畸变、大景深的优点,在机器视觉工业在线检测领域应用广泛。根据双远心镜头对结构参数的要求,运用光学设计软件Zemax设计了一款高分辨率、大视场、结构简单的双远心物镜。该物镜采用近似对称结构,合理的控制畸变和色差,经过像差优化,实现了长工作距(大于200 mm)、低倍率(β=－0.1)、低畸变(小于0.015%)、高分辨(1/2＂CCD全视场MTF在200 lp/mm处大于0.05)、大景深(±32 mm)和双远心系统的设计要求。重点阐述了物镜的设计过程及镜头的敏感度分析,分析影响镜头像质的主要加工和装配因素,为有效抑制由于生产制造过程中的偏差对镜头像质的影响提供参考。
光学设计 机器视觉 双远心 敏感度分析 optical design machine vision double telecentric sensitivity analysis
1 桂林电子科技大学机电工程学院光机电一体化研究所, 广西 桂林 541004
2 桂林电子科技大学电子与自动化工程学院, 广西 桂林 541004
为了用机器视觉检测技术精确检测微小零件的几何轮廓误差，设计了一套高分辨率非球面双远心物镜。根据检测要求确定系统的光学参数，运用架构分析法对系统进行整体光学初始结构设计。运用Zemax光学设计软件对初始结构进行优化，在物镜设计中引入非球面，使结构简化，并有效地平衡系统像差，提高像质。这个结构实现了低畸变（最大畸变小于一个像素）、高分辨率[在奈奎斯特频率90.91 lp/mm处调制传递函数（MTF）值优于0.7，全视场400 lp/mm处MTF值达到0.15]和双远心系统的设计要求。
几何光学 双远心光学系统 架构分析法 非球面 激光与光电子学进展
2016, 53(7): 070801
武汉工程大学 图像处理与智能控制实验室, 武汉 430205
针对大视场线阵CCD图像不均匀现象,提出了一种基于图像像素灰度补偿的均匀化方法.首先分析并计算线形目标上不同坐标位置的微小面元在线阵CCD 上产生的辐射照度,并由此推导线阵CCD 面元上不同像素灰度值与中心像素灰度值之间的关系,进而建立大视场线阵CCD 像面上像素的灰度补偿模型,实现大视场线阵CCD图像快速均匀化的目的.对大量线阵CCD 采集的高速路面图像进行了处理,结果表明我们提出的方法具有较强的可行性、鲁棒性和实用性.
大视场线阵CCD 光辐照度 像素灰度补偿模型 图像灰度均匀化 wide field line CCD optical radiation luminosity pixel gray value compensation model image gray
四川九洲电器集团有限责任公司， 四川 绵阳 621000
分析了旋转靶标工作时平行光束在空间的交叠区域，提出了该区域为 可准确定义的纺锤形圆锥体区域。使用旋转靶标测试时，只需将被测设备的方位俯仰视轴交点放置 在此区域内即可。使用旋转靶标对摆放在纺锤形圆锥体区域内不同位置的某型光电设备进行 了多次测角和跟踪精度的验证试验，测试值标准差和平均差的最大值均远小于该型设备的 对应指标。测试结果表明，只要将被测设备方位俯仰视轴的交点放置在以旋转靶标光锥顶点为中 心的纺锤形圆锥体区域内，由摆放位置偏差引入的测试误差就极其有限。测试结果的离散程度很 低，重复性很好，能满足测试应用的需求。验证试验证明了纺锤形圆锥体区域定义的正确性， 表明该定义可作为测试时判断被测设备是否与旋转靶对准的理论依据。
旋转靶标 平行光束 空间交叠区域 纺锤形圆锥体 光电设备测试 dynamic precision target parallel beam spatial overlap region fusiform cone optical-electronic device test
