大尺寸功能晶体氧化物广泛应用于**、高端制造、医疗等领域。熔体的结构和性质对于生长大尺寸高质量的功能晶体而言十分关键。本文综述了氧化铝、钇铝石榴石、铌酸锂等典型氧化物晶体的熔体结构特征。研究表明这几种熔体中都存在几种由金属阳离子与氧离子配位形成的不同多面体结构基元, 这些结构基元的配位数、键长、空间结构以及各种基元数量的相对占比与晶体中的存在显著差异, 并且结构基元的种类和占比与温度具有一定关联关系。在熔体中, 这些结构基元相互连接形成网状结构, 阴阳离子都可以作为节点在熔体中连接结构基元多面体。相变和熔体结构动态转变反映了晶体生长的热力学和动力学过程, 揭示结构相变和熔体的结构演变动力学过程将有助于从深层次理解大尺寸晶体的实际生长机理。在生长界面处诱导形成特定熔体结构基元, 构筑长程、均一的介尺度化学键合结构, 有助于实现高品质大尺寸晶体生长。

“如何突破大尺寸晶体材料的制备理论和技术”是中国科协发布的2021年度的十大前沿科学问题之一, 揭示晶体生长机制和突破生长关键技术是大尺寸功能晶体发展的两个趋势。在原子分子尺度上, 晶体生长可以是有势垒的热激活过程, 也可以是无势垒的超快结晶过程, 这与具体的体系以及晶面有关。从界面属性角度来看, 光滑界面是以台阶拓展的方式生长; 粗糙界面没有明显的固-液分层, 通过局部原子固化进行生长。本文从晶体生长理论模型、生长技术及其应用实例, 以及分子动力学方法在晶体生长中的应用等方面探讨了近些年大尺寸晶体快速生长理论和技术的研究进展。目前有多种方法制备大尺寸晶体, 但普遍存在制备的晶体质量差和性能不稳定等问题。需要突破对晶体生长微观机制上的认识, 建立机制与温度、流速等外界因素的内在联系。而利用机器学习力场以及分子动力学模拟方法, 建立固-液界面, 模拟晶体生长, 将是探究晶体生长微观机制的一种有效方式。

于 2015 年 12 月-2017 年 7 月在重庆城区和远郊站点采集气溶胶样品, 系统研究了该地区气溶胶中棕色碳 (BrC) 吸光特性的时空分布和影响因素, 并评估了 BrC 的辐射吸收贡献。研究结果表明, 该地区冬季 BrC 在 405 nm 的吸光系数 b405,BrC、吸光贡献和单位质量吸光效率均值分别为 (13.0±9.0) Mm－1、(24.5±6.1)% 和 (0.9±0.2) m2·g－1, 分别是夏季的 11.3、2.9 和 3.4 倍。城区站点 (YB) 夏、冬季 b405,BrC 值分别为远郊站点 (JY) 的 2.8 和 1.8 倍, 但冬季城区站点气溶胶吸光指数 E 值和 BrC 在 405 nm 的吸光贡献 [(1.2±0.1) 和 (16.7±5.9)%]低于远郊站点 [(1.6±0.2) 和 (32.3±6.3)%]。b405,BrC 与污染源示踪组分的相关性分析表明, 夏季 BrC 吸光特性主要受二次有机气溶胶 SOA 生成的影响, 而冬季的主要影响来源于生物质燃烧、燃煤和 SOA 生成。与夏季不同 (p> 0.1), 冬季 b405,BrC 与 NH4+、E 与 NO3－ 和 NH4+ 质量分数均显著相关 (p< 0.001)。 冬季 E 与 φ 的拟合关系与生物质燃烧模拟结果相似, 表明生物质燃烧是影响冬季 BrC 吸光特性的主要一次源, 而二次源主要是有机物与 NO3－、NH4+ 发生的老化过程。重庆冬季 BrC 在 405～980 nm 和 405～445 nm 的辐射吸收贡献分别为 (29.1±5.8)%、(60.8±13.7)%, 约为夏季的 2.9 和 3.2 倍, 表明冬季 BrC 的辐射吸收贡献显著, 尤其是在短波段范围。

为解决仿生复眼系统不能自适应变焦的问题，提出了一种基于介电润湿液体透镜曲面阵列的可变焦仿生复眼系统。分析系统结构对成像性能的影响，计算系统的自适应变焦能力及相应像平面可移动范围。结果表明：系统成像的视场角随着基底曲率的增大而增大。相比于非均匀透镜阵列，均匀透镜阵列可明显降低系统的离焦像差。适当减小子透镜单元尺寸，也可以达到降低边缘透镜离焦像差的目的。当物距或者接收器位置发生改变时，通过调整子透镜单元焦距降低系统的离焦像差。系统接收器可移动范围为1.9 mm~15 mm。

深度学习模型训练时需要大量的注释样本,但在医学领域注释数据难以获取。针对此问题,提出了一种结合部分注释数据的自监督学习算法,以提高3D肺结节的分类性能。在传统自监督训练的网络结构基础上,设计了一种多任务学习的网络结构,以同时利用医学图像处理任务中大量未注释数据和少量注释数据。通过先训练未注释数据然后加入注释数据继续训练的方式,实现了注释数据与未注释数据间部分网络结构和参数的共享。相较于传统自监督学习方法,所提算法在保证模型泛化能力的同时能够学习到更多与肺结节相关的鉴别特征,因此将模型迁移学习用于肺结节分类时也能表现出更佳的性能。所提算法在公开数据集LIDC-IDRI上的分类准确率达0.886,曲线下面积(AUC)值达0.929,实验结果表明,所提算法能够有效提升肺结节的分类性能。

由于SAR图像固有的相干斑噪声和海陆交界处复杂的地形影响, 利用区域合并方法在进行SAR图像的海岸线提取过程中很容易出现误合并。为解决SAR图像海岸线分割中单一分割尺度造成的误分割问题, 提出基于SLIC超像素的SAR图像海岸线分割算法, 超像素分割后再利用改进的融合光谱和纹理信息的合并代价(CT-Model)进行合并, 最后将海陆交界处的海岸线显示用来进行分割效果对比。实验结果表明, 改进后的合并准则在SAR图像的海岸线分割上具有更好的精确度。

报道了一种实现高能量输出的激光二极管(LD)泵浦无水冷全固态Nd∶YAG双程放大器结构。 整个放大系统采用了泵浦与晶体棒集成的模块以及半导体制冷器(TEC), 从而实现了激光系统的小型化。总腔长为730 mm。在10 Hz重复频率下, 主振荡器得到了最大脉冲能量为350 mJ的激光输出。脉宽为9.7 ns, 光束质量M2在两个方向分别为7.7和12.3。并进行了双程放大的研究, 双程放大后得到了740 mJ、10 ns的激光输出。

报道了一种紧凑型激光二极管(LD)侧面抽运的高能量全固态Nd∶YAG主振荡功率放大系统。放大系统整体采用半导体制冷器进行冷却, 实现了激光系统的紧凑化和小型化。主振荡器使用了直径为7 mm、长度为100 mm、掺杂浓度(原子数分数)为1.1%的Nd∶YAG晶体棒, 在10 Hz重复频率下获得最大脉冲能量为350 mJ、脉宽为9.7 ns的激光输出。功率放大级使用直径为7.5 mm、长度为134 mm、掺杂浓度为1.1%的Nd∶YAG晶体棒作为增益介质, 放大后得到了能量为700 mJ、脉宽为10 ns的激光输出。