1 重庆大学 低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室, 重庆400044
2 重庆大学动力工程学院 工程热物理研究所, 重庆400044
3 重庆理工大学 光纤传感与光电检测重庆市重点实验室 重庆市现代光电检测技术与仪器重点实验室, 重庆400054
为实现光合细菌(PSB)产氢过程的光分频利用, 用六硼化镧(LaB6)和壳聚糖制备了光热转换发光发热生物材料, 研究了不同LaB6纳米颗粒的生物材料在可见光下的吸光特性和光热转换特性。研究发现: 该生物材料能较好地透过510～650 nm波长的光为PSB产氢供给光能, 而其他波段的光用于激发LaB6粒子产热为PSB提供热能。LaB6纳米颗粒的吸光度及光热转换能力受颗粒尺寸影响显著, 当生物材料中LaB6颗粒平均水力直径为295 nm时, 12 min内的温升速率为0.41 ℃/min, 是载玻片的5.4倍。
光合细菌 生物材料 六硼化镧 光热转换 photosynthetic bacteria biomaterial LaB6 photothermal conversion
1 中山大学 物理科学与工程技术学院 光电材料与技术国家重点实验室, 广州 510275
2 中山大学 物理科学与工程技术学院 光电材料与技术国家重点实验室, 广州 510275:
采用高反射率的Cr/Al/Pd/Au作为LED的p-GaN和n-GaN金属电极,替代低反射率的Cr/Pd/Au电极,减小了金属电极对光的吸收,使入射到高反射率金属电极的光经过反射后增加了出射概率,提高了光萃取效率.通过进一步粗化n-GaN表面,抑制了n-GaN/空气界面的光全反射,提高了光萃取效率.实验结果表明,在350mA电流下,采用高反射率的Cr/Al/Pd/Au电极的LED相比传统电极LED光输出增加了14.3%;结合n-GaN表面粗化,LED的光输出则增加了35.3%.
高反射率电极 表面粗化 光萃取效率 high reflective electrode pads roughened surface light extraction efficiency
1 重庆大学 低品位能源利用及系统教育部重点实验室, 重庆 400030
2 重庆大学 工程热物理研究所, 重庆 400030
为了获得光滑的腐蚀光纤表面, 本文从光纤腐蚀的传质及动力学特性出发, 设计了一种流动腐蚀光纤装置。采用质量百分比浓度为12.5%的氢氟酸(HF)溶液, 研究了石英光纤的组成成分、腐蚀剂温度和流速对腐蚀速率以及腐蚀后光纤表面形貌的影响。实验结果及理论分析表明: 光纤腐蚀速率和表面粗糙度受化学反应速率和传质速率控制; 由于光纤纤芯与包层成分不同, 导致纤芯腐蚀速率高于包层腐蚀速率; 在静态腐蚀条件下, 腐蚀速率随温度呈非线性增长, 且腐蚀后光纤表面粗糙; 在流动腐蚀条件下, 光纤腐蚀速率提高, 并与温度呈线性关系, 腐蚀后光纤表面粗糙度随流速的增加呈现出先减小后增大的趋势; 在流速为0.75 L/min时, 获得了光滑的腐蚀光纤表面。
石英光纤 流动腐蚀 光滑表面 传质 动力学 silica optical fiber flow etching smooth surface mass-transfer dynamics
1 重庆大学工程热物理研究所， 重庆 400030
2 重庆大学低品位能源利用及系统教育部重点实验室， 重庆 400030
研究了光滑表面和不同粒径铜粉烧结的多孔表面上，以液氨为工质的喷雾相变冷却的传热特性。研究发现在相同工况下，由于多孔结构的毛细作用和潜在的有效汽化核心数强化了多孔表面的换热性能，多孔表面的换热性能远高于光滑表面。随着烧结铜粉粒径的减小，在核态沸腾区的换热效果增强；对于烧结粒径为28 μm和49 μm的多孔表面，在流量为0.0133 m3 /(m2·s)，热流密度为367 W/cm2时，换热系数分别高达100612 W/(m2·K)和96464 W/(m2·K)；当流量从0.0133 m3/(m2·s)提高到0.0181 m3/(m2·s)时，维持其他实验工况不变，多孔表面的核态沸腾延长，并且推迟临界热流(CHF)密度出现；在热流密度达367 W/cm2时，0.0181 m3/(m2·s)流量下的换热系数达到147503 W/(m2·K)，换热系数相对于0.0133 m3/(m2·s)时提高了约47%。
激光器 喷雾冷却 多孔表面 流量
1 重庆大学 低品位能源利用及系统教育部重点实验室，重庆 400030
2 重庆大学 工程热物理研究所，重庆 400030
为了获得光滑的腐蚀光纤表面并精确管理光纤的腐蚀直径，采用自行设计的超声腐蚀系统，在质量百分比浓度为12.5%的氢氟酸(HF)溶液中研究了超声功率和腐蚀温度对石英光纤包层、纤芯腐蚀速率以及腐蚀后光纤表面形貌的影响。研究表明：在HF溶液中，超声扰动有利于提高光纤的腐蚀速率，光纤腐蚀速率与腐蚀时间呈非线性关系，腐蚀表面随着腐蚀的进行越来越粗糙。基于研究结果，进一步采用质量百分比浓度为12.5%的HF溶液和25% 的NH4OH溶液配制了缓冲氢氟酸(BHF)溶液，探讨了光纤腐蚀速率及表面形貌的变化，结果表明：在V (HF)∶V (NH4OH) = 2的BHF溶液中，当超声功率为165 W、腐蚀温度为40℃时，可获得光滑的腐蚀光纤表面和腐蚀速率与腐蚀时间的线性关系。
超声扰动 石英光纤 缓冲氢氟酸 表面形貌 线性控制 ultrasonic agitation silica optical fiber buffered HF acid surface morphology linear control
喷雾相变冷却是一种具有高热流密度散热特点的冷却方式。采用紫铜棒加热器作为热源，通过调节背压阀改变喷淋室压力，重点研究了在高热流密度散热需求下，以液氨为工质的双喷嘴阵列在不同饱和压力下的喷雾相变冷却传热特性。实验结果表明，随着液氨饱和压力的增大，液氨气化潜热的降低有利于喷雾相变由单相强制对流换热向核态沸腾换热的转变；在相同热流密度下，随着液氨饱和压力的增加，热表面温度升高，过热度降低，换热系数增大，冷却能力得到大幅度提高；当热流密度为310 W/cm2，喷淋室压力为4.01×105 Pa时，热表面温度仅为19.5 ℃，换热系数可达1.48×105 W/(m2·K)，为高热流密度散热实现较低温度的冷却技术提供了参考。
激光技术 喷雾冷却 液氨 饱和压力 高热流密度
1 重庆大学,工程热物理研究所,重庆,400044
2 重庆工学院,电子信息与自动化学院,重庆,400050
建立了一种新的生物量浓度测量方法,并对传感器的设计进行了研究,介绍了传感器的组成原理、光路、理论分析和相关实验.基于光的吸收和散射与介质的浓度、通过介质的光程和入射光强有关,生物量浓度的变化会引起吸收和散射的变化,从而导致接收光能量的变化这一物理现象和理论,将接收光能量的大小与具有实用意义的生物量浓度测量联系起来,建立了一种新的生物量浓度测量方法.实验选用了760 nm近红外光源,在20℃恒温情况下,对生物量浓度测量进行了实验研究.结果表明,这种方法用于测量微生物菌液浓度具有很好的对应函数关系,测量的最大相对误差＜0.2%,具有生物量浓度在线测量准确、灵敏高、使用寿命长等优点.传感器的设计原理和方法具有一定的普遍意义,是一种有实用价值的生物量浓度传感器,可实现对含有微生物的菌液进行生物量浓度在线测量.
生物量浓度 在线检测 光纤传感器 吸收 散射
1 重庆大学,机械工程学院,重庆,400044
2 中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
利用神光Ⅱ上激光与等离子体相互作用得到的软X光,建立了基于多层镜的四通道软X光单色器系统.研究了光源的性能,测量了光源强度、单色器系统稳定性、相应通道的一致性.研究表明,采用多层镜作为脉冲光源的分光元件,可以得到具有较好单色性的强脉冲软X 光标定源.光源的光子能量为253 eV和820 eV,两能道的光源强度分别为1.8×1019 photon/(s·cm2)和3.2×1019 photon/(s·cm2).在该标定源上可以实现XRD、平面镜、多层镜、透射光栅和滤片的标定.
软X光 标定光源 多层镜 光强 一致性
