1 钢铁研究总院, 北京 100081
2 青岛纳克检测防护技术有限公司, 山东 青岛 266000
3 金属材料表征北京市重点实验室, 北京 100081
材料内部微观尺度上成分、 组织结构控制精度低、 波动大是制约高铁铝合金国产化进程的重要原因, 因此从微观尺度上研究大尺寸铝合金成分均匀性至关重要。 鉴于目前研究铝合金偏析的区域通常较小且不连续, 定量统计方法过于简单。 使用微区分辨率较高的微束X荧光与原位定量统计分布分析技术相结合的方法, 从点、 线、 面、 频度分布等方面对成分分布数据进行解析, 研究了较大尺寸范围内铝合金成分偏析的规律。 研究结果表明铸轧7B05铝合金截面中心层存在接近2 mm的偏析带, Al, Cr, Ti和Zr元素为正偏析元素, 中心层含量比上下表面高, Cu, Fe和Zn元素为负偏析元素, 中心层含量比上下层含量低; 各元素含量分布的统计偏析程度整体较小, 分布最均匀的为Al元素, 统计偏析度最小为0.01%, Ti和Fe元素分布较不均匀, 统计偏析度分别为0.81%和0.6%; Fe元素与Mn元素在面分布中出现较明显的点状偏析, 这是由于铝合金铸造过程中经显微偏析形成的金属间化合物, 在后续的热轧成型中破裂成多个连续排列的第二相所致。 使用激光诱导击穿光谱法对该方法所得数据进行验证, 结果显示在30 mm×6 mm尺寸范围内所测元素面分布与线分布结果与荧光结果趋势完全一致。 综上所述, 使用微束X荧光结合原位统计的方法, 对铸轧7B05铝合金点、 线、 面、 频度分布及偏析程度的计算, 可提供大量分析数据, 对于量化研究大尺寸范围内轧板截面组织、 性能的波动趋势具有重要意义。
X射线荧光 原位统计分析 铸轧铝合金 显微偏析 正偏析 负偏析 X-ray fluorescence In situ statistical analysis Cast and rolled aluminum alloy Microsegregation Positive segregation Negative segregation 光谱学与光谱分析
2022, 42(5): 1413
山西大学物理电子工程学院 山西 太原 030006
为了提高温度传感器的灵敏度, 本文提出了基于纳米材料封装的干涉型微纳光纤温度传感器。该传感器通过熔融拉锥光敏光纤得到微纳光纤, 用毛细管封装后填充高热光系数氮化硼分散液, 并用紫外胶封装防止氮化硼挥发。当微纳光纤直径越小时, 倏逝场越强, 与外界环境的相互作用也会增强, 但在灵敏度与稳定性之间平衡折中, 实验中选择直径为12.3 m的微纳光纤。氮化硼分散液随温度变化折射率变化大, 即对温度变化更敏感, 通过传输光谱的漂移来检测温度响应。实验结果表明, 随着温度的升高, 透射光谱向波长更短的方向移动。无纳米材料封装的温度传感器灵敏度为－0.0297?nm/°C, 氮化硼分散液封装之后灵敏度最高可达－0.2878?nm/°C, 大约为无纳米材料封装传感器灵敏度的十倍左右。氮化硼分散液的浓度对实验温度灵敏度的影响十分微弱。该传感器具有结构小巧轻便, 成本低, 机械性高等优势, 而且纳米材料封装可保护微纳光纤免受环境变化造成的形变以及外界杂质对传感部分的污染, 保证实验的准确性。该传感器在温度传感领域具有重大发展潜力。
纳米材料封装 模式干涉 微纳光纤 温度传感器 nanomaterial encapsulation mode interferometer optical microfiber temperature sensor
Author Affiliations
Abstract
State Key Lab Incubation Base of Photoelectric Technology and Functional Materials, International Collaborative Center on Photoelectric Technology and Nano Functional Materials, School of Physics, Institute of Photonics & Photon-Technology, Northwest University, Xi’an 710069, China
The plasmonic mode in graphene metamaterial provides a new approach to manipulate terahertz (THz) waves. Graphene-based split ring resonator (SRR) metamaterial is proposed with the capacity for modulating transmitted THz waves under normal and oblique incidence. Here, we theoretically demonstrate that the resonant strength of the dipolar mode can be significantly enhanced by enlarging the arm-width of the SRR and by stacking graphene layers. The principal mechanism of light–matter interaction in graphene metamaterial provides a dynamical modulation based on the controllable graphene Fermi level. This graphene-based design paves the way for a myriad of important THz applications, such as optical modulators, absorbers, polarizers, etc.
160.3918 Metamaterials 120.7000 Transmission 130.4110 Modulators Chinese Optics Letters
2017, 15(5): 051603
西北大学 光子学与光子技术研究所, 西安 710069
基于表面等离子体共振原理，采用石墨烯超材料设计了开口环结构，用于调制太赫兹波.增加石墨烯的费米能级，改变开口环的开口距离，叠加多层石墨烯以增强石墨烯超材料的共振强度，进而增强太赫兹波调制，调制频率范围包括低频段和高频段.由于石墨烯费米能级的可调谐性，单层结构在高低两个频段的调制深度分别为81%和68%，多层结构在高低两个频段的调制深度分别增加到93%和95%，为动态调制提供了可能.该设计为调制器、吸收体等太赫兹器件的设计提供了指导和借鉴.
超材料 等离子体 共振 调制深度 石墨烯 Metamaterial Plasmonic Resnonace Modulation depth Graphene
1 内蒙古民族大学 物理与电子学院, 内蒙古 通辽 028000
2 吉林大学 集成光电子国家重点联合实验室, 吉林 长春 130012
为了提高痕量气体检测的稳定性并扩大动态范围, 引入对数变换方法和差分检测电路, 对常规波长调制光谱技术进行了改良。在使用锁相放大器提取与气体吸收相关的谐波信号之前, 由自制的接收器完成对数变换和差分检测功能。通过对数变换, 使激光强度调制与气体吸收引起的光功率衰减量实现了分离, 再利用差分检测消除前者。受益于此双管齐下的策略, 理论上可以捕捉吸收光谱的任意阶谐波分量, 并且免受剩余幅度调制和谐波畸变的影响。为了验证理论, 对NH3的P(6)吸收谱线的二次谐波进行了采集。在296 K的环境温度、1.01×105 Pa的总压力和24.5 cm的有效光程下, 假设信噪比降低为1时推导得到的理论检测下限为0.7 ppm (1 ppm = 10-6)。以上结果表明该方案是痕量气体检测应用的一种理想选择。
红外吸收光谱 波长调制 谐波检测 分布反馈式二极管激光器 infrared absorption spectral wavelength modulation harmonic detection distributed feedback diode laser 红外与激光工程
2017, 46(2): 0223001
为了提高复杂场景弱小目标高光谱融合图像的质量, 提出了基于相似性分类的主成分融合方法。光谱数据像素向量的相似性测度分类产生类矩阵, 通过由类矩阵主成分变换的降维投影矩阵来投影变换原有光谱数据, 获得降维数据矩阵。对比了传统PCA与基于欧式距离分类的PCA(ED_PCA)、基于光谱角分类的PCA(SA_PCA)、基于光谱信息散度分类的PCA(SID_PCA)和基于正交投影散度分类的PCA(OPD_PCA)四种改进方法的融合性能。实验结果表明: SA_PCA和SID_PCA方法兼具了ED_PCA和OPD_PCA的优点, 对比度提升较好, 阈值参数不敏感, 运行时间较短。
主成分变换 相似性测度 像素分类 光谱图像融合 principal component analysis (PCA) similarity measures pixel classification spectral image fusion
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室， 成都 610054
优化设计了多种不同孔径和形状的太赫兹波段的亚波长金属孔阵列结构，结合超薄低折射率的聚酰亚胺(PI)薄膜，探索了太赫兹时域光谱技术对超薄低折射率的探测灵敏性。利用飞秒微加工技术制备了一系列亚波长金属孔阵列结构，利用太赫兹时域光谱技术测试了阵列结构的反射波谱，获得了强烈的反射共振现象。然后在亚波长金属孔阵列结构背面叠加PI薄膜，结果表明太赫兹反射峰出现了显著低频移动现象。利用这一现象，实现了低至10 μm的PI薄膜的有效探测，说明亚波长金属孔阵列结构在太赫兹传感领域对检测超薄低折射率薄膜材料有极强敏感性。
太赫兹 金属孔阵列 超薄聚酰亚胺薄膜 低折射率 terahertz metal hole arrays ultra-thin polyimide film low refractive index
1 中国计量学院 材料科学与工程学院, 浙江 杭州 310018
2 中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海 201800
采用高温熔融法和热处理工艺制备出一种Tb3+掺杂的PbF2基玻璃和微晶玻璃。经XRD分析发现, 微晶玻璃内析出了PbF2颗粒, 微晶团聚体平均尺寸约为15～75 μm。在378 nm紫外光和X射线激发下, 掺Tb3+的微晶玻璃与未经热处理的玻璃样品比较, 微晶玻璃的发光强度增加了数倍, 因而提出PbF2微晶的析出是微晶玻璃发光增强的主要原因。
PbF2微晶 微晶玻璃 光致发光 X射线激发发射 PbF2 microcrystals glass ceramic photoluminescence X-ray excited emission
浙江大学国家光学仪器重点实验室,浙江,杭州,310072
精密表面疵病的自动检测长期以来一直是期待解决的问题.依据显微散射光成像系统对元件表面上的划痕、麻点、气泡等疵病形成暗背景下的亮疵病图像,提出了一个完整的数字化标准的精密表面疵病检测评估体系.首先利用比值匹配原理对xy两方向平移得到的子孔径扫描图像进行拼接.引入数学形态学实现疵病识别.运用膨胀、腐蚀、细化等算法,对二值化图像进行噪声消除,图像分割和特征提取.项目的研究成果已能分辨微米量级的疵病,为建立国内外疵病的数字化标准评价系统提供有力的理论及实验依据.
疵病 图像拼接 数学形态学 细化
