武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室, 武汉 430070
通过自蔓延高温合成(SHS)及其衍生方法可以超快速地制备热电材料粉体或块体, 并获得优异的热电性能。但是在采用SHS技术制备方钴矿材料的过程中, 易出现非稳态SHS反应, 使得反应后的坯体中产生杂相。本工作采用激光诱导点火和坯体预热相结合的方法, 分别研究了激光点火的功率密度η和预热温度T0对方钴矿材料自蔓延高温合成过程的影响, 总结了方钴矿CoSb3燃烧模式的变化规律, 并获得了制备单相的工艺窗口。研究结果表明, 当激光点火功率密度η固定时, 随着预热温度T0升高, 方钴矿的SHS反应存在“反应中止→非稳态螺旋燃烧→稳态燃烧→非稳态螺旋燃烧”的转变过程; 在η=3.75 J·mm-2, 250 ℃≤T0<370 ℃条件下, 可以获得单相CoSb3。
自蔓延高温合成 方钴矿 包晶反应 稳态燃烧 self-propagating high-temperature synthesis skutterudite peritectic reaction steady-state combustion
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实验室，上海 200092
利用CO2碳化强化基于废弃混凝土制备的再生骨料对其品质的提升、再利用以及碳减排有重要意义。分析再生骨料CO2碳化强化的机理和强化后再生骨料在物理性能以及微观结构上的改善，对影响CO2强化再生骨料的因素进行归纳分析，针对基于CO2强化后再生骨料制备而成的再生骨料混凝土的物理力学性能、耐久性能和微观结构的改善进行对比分析，总结和归纳了研究进展和展望。
再生骨料 加速碳化 再生骨料混凝土 力学性能 耐久性能 recycled aggregates accelerated carbonation recycled aggregate concrete mechanical behaviour durability
1 中国计量大学 计量测试工程学院, 浙江 杭州 310018
2 浙江省计量科学研究院, 浙江 杭州 310018
3 国家市场监管重点实验室(声学振动精密测量技术), 浙江 杭州 310018
4 浙江省声学振动精密测量技术研究重点实验室,浙江 杭州 310018
超声应力换能器指向性对超声应力检测精度具有重要影响。该文提出了半圆柱试块法, 被校换能器向半圆柱试块内部辐射声波, 接收换能器在试块圆柱面各角度接收到信号, 分析得到被校换能器的指向性。利用半圆柱试块法校准得到纵波换能器指向性, 其-3 dB波束宽度为5.01°, 这与水听器法测量值、理论值相对偏差分别为3.09%、2.66%。利用半圆柱试块法校准得到临界折射纵波换能器指向性, 其-3 dB波束宽度为10.55°, 这与仿真值相对偏差为2.23%。半圆柱试块法更符合超声应力的实际使用工况, 不受换能器水密性、换能器工作原理等限制, 适用于任意型号超声应力换能器, 且校准更高效、快捷。
超声应力 换能器 指向性 纵波 临界折射纵波 ultrasonic stress transducer directivity longitudinal wave critical refracted longitudinal wave
1 山东交通学院 轨道交通学院，山东 济南 250357
2 西安市智慧高速公路信息融合与控制重点实验室，陕西 西安 710064
3 济南重工集团有限公司， 山东 济南 250109
4 长安大学 电子与控制工程学院，陕西 西安 710064
为了解决目前国内自主研发的激光位移传感器基准工作距离短和测量范围小的问题，设计了一种适用于远距离测量的大量程激光位移传感器成像光学系统。基于激光三角测量原理，结合具体使用要求计算了大量程激光位移传感器的性能指标和成像光学系统的设计参数。选择5片式透镜结构作为系统的初始结构，利用光学设计软件对大量程激光位移传感器成像光学系统进行了仿真，完成了系统优化和性能分析，实现了基准工作距离为1 000 mm、量程为±500 mm、分辨率为0.4 mm的大量程激光位移传感器成像系统设计。结果表明，在测量范围±500 mm内，系统均可以满足成像质量要求。该激光位移传感器成像系统具有工作距离远、测量量程大、结构简单的特点，可满足1 000 mm远距离处大量程范围的测量使用要求。
激光位移传感器 激光三角测量 大量程 成像系统 光学设计 laser displacement sensor laser triangulation wide range imaging system optical design
针对光学系统中对非球面元件的精度要求，设计了直线光栅式的抛光轨迹，并用磁性复合流体以这一抛光轨迹抛光非球面。根据抛光轨迹和非球面方程计算出每个抛光点的坐标；根据抛光点坐标和抛光头的抛光姿态计算出对应的抛光头中心点的坐标；建立相邻两抛光点的弓高误差模型，仿真出弓高误差模型并分析弓高误差的变化规律；根据弓高误差变化规律，用等弓高误差变步长控制算法实现弓高误差的一致性，提高加工质量。
磁性复合流体 非球面 等弓高误差 路径规划 magnetic compound fluid aspheric equal arch error path planning
1 上海理工大学 机械学院，上海 200093
2 中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所，四川 绵阳 621900
为了实现高精度光学非球面元件超精密抛光加工的需要，设计了光学非球面磁性复合流体抛光运动控制算法。通过分析光学非球面磁性复合流体抛光加工原理，建立抛光头在加工过程中相对非球面表面的位态变换关系，采用D-H法建立抛光试验台运动学模型，求解抛光过程中抛光头位姿量，运用逆向运动学求解方法计算试验台运动量；开展工艺实验，对该运动控制算法进行验证。实验结果表明，所设计的抛光运动控制算法能够准确指导光学非球面元件抛光加工。
光学非球面 磁性复合流体抛光 运动控制算法 运动学建模 D-H法 aspheric magnetic components magnetic compound fluid polishing motion control algorithm kinematic modeling D-H method
北京工业大学 激光工程研究院, 北京 100124
采用外建激光谐振腔, 在低于原芯片阈值的电流激励下对LDA的每个发光点进行单独测量, 从而分析整个半导体激光阵列(LDA)的smile效应。实验中利用镀膜反射率大于半导体前腔面的外腔镜形成外腔半导体激光器。在外腔中插入曲面平行于p-n结的柱面镜, 使只在光轴上的发光点与外腔镜形成外腔激光器, 降低该发光点的激光阈值, 从而使其在正常的阈值以下的电流激励下输出激光, 在平行于p-n结的方向移动柱面镜, 可以逐个对半导体激光器中的发光点进行选择测量, 从而获得LDA smile效应的测量值。测量中的低电流激励产生的热量对芯片寿命没有影响, 对LDA的发光点的单个测量也避免了其他发光点对CCD的影响。
半导体激光器 外腔反馈 smile效应 diode laser external cavity feedback smile effect
利用耦合模理论分析了双芯光纤(TCF)的耦合特性与其结构参数的关系。结果表明,不同结构双芯光纤可能具有相同的耦合特性,从而可以根据实际应用对双芯光纤参数进行优化。同时提出一种改进型的双芯光纤制作工艺,采用化学气相沉积(MCVD)和光子晶体堆积工艺制作出均匀性良好的双芯光纤并对其参数进行了测量。
光通信 双芯光纤 耦合系数 化学气相沉积 光子晶体
1 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
2 北京交通大学光波技术研究所, 北京 100044
提出了一种利用传统电弧熔接机实现光子晶体光纤(PCF)与单模光纤(SMF)低损耗熔接的新方案。方案结合实验测量与理论计算,首先通过改变熔接时间、熔接电流等参量,考察了不同熔接功率对PCF端面气孔结构的影响。由此计算了PCF端面模场分布的相应变化,并根据两光纤端面模场的重叠积分计算了相应的熔接损耗,从而确定出对应低熔接损耗的熔接功率区间。综合考虑熔接强度等要求,反向选取了合理的熔接参量范围,实现了PCF-SMF之间低损耗、高强度的熔接。提出的熔接方案使熔接过程中PCF包层气孔的收缩变化、该变化对两光纤接合匹配度的影响等问题清晰化,克服了以往PCF-SMF熔接中难以设定合理熔接参量的问题,有效地提高了熔接效率和熔接质量。
光子晶体光纤 电弧熔接 熔接参量 气孔结构 低熔接损耗
