Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Dynamic Measurement Technology, North University of China, Taiyuan 030051, China
2 School of Information & Communication Engineering, North University of China, Taiyuan 030051, China
3 School of Instrument & Electronics, North University of China, Taiyuan 030051, China
Sensors based on optical resonators often have their measurement range limited by their cavity linewidth, particularly in the measurement of time-varying signals. This paper introduces a method for optical frequency shift detection using multiple harmonics to expand the dynamic range of sensors based on optical resonators. The proposed method expands the measurement range of optical frequency shift beyond the cavity linewidth while maintaining measurement accuracy. The theoretical derivation of this method is carried out based on the equation of motion for an optical resonator and the recursive relationship of the Bessel function. Experimental results show that the dynamic range is expanded to 4 times greater than the conventional first harmonic method while still maintaining accuracy. Furthermore, we present an objective analysis of the correlation between the expansion factor of the method and the linewidth and free spectrum of the optical resonator.
optical resonator optical frequency shift multiple harmonics dynamic range expansion Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 041201
1 中广核研究院有限公司放废与放化研究所,深圳 518028
2 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉 430070
核设施退役过程中会产生大量污染或活化的低放射性混凝土核废物,相比于传统的水泥固化,玻璃材料因对放射性元素包容广、化学稳定性优良而被广泛应用于固化处理放射性废物。本文通过高温熔融的方法玻璃固化处理模拟结构用混凝土核废物,在混凝土中添加一定量玻璃添加剂(包括SiO2、B2O3及Na2O,其在玻璃固化体中质量分数分别为~26%、~13%及~6%),于1 300 ℃下将混凝土核废物转化为熔融态玻璃,获得的玻璃固化体化学稳定性满足国际低放废物固化体处置抗浸出标准,同时分析了模拟核素在高温熔融过程中的挥发行为及在固化体中的赋存状况。本研究可为混凝土核废物熔融固化提供基础数据支持。
核设施退役 放射性固体废物 混凝土 玻璃固化 化学稳定性 挥发 decommissioning of nuclear facility radioactive solid waste concrete vitrification chemical durability volatility
1 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉 430070
2 中国核电工程有限公司-武汉理工大学玻璃固化技术联合实验室,北京 100840
高放废液玻璃配合料在冷帽层向玻璃态的转化过程及模型构建是准确仿真模拟高放废液玻璃固化熔炉的重要依据。为澄清高放废液玻璃固化过程中配合料向玻璃态的转化过程,分析了配合料在冷帽层的物相转变与结构特征。结果表明:冷帽包括上部反应层(100~700 ℃)与下部泡沫层(700~1 000 ℃),其中脱水及硝酸盐的分解集中在反应层,而连续熔体出现、中间物相生成与溶解发生在泡沫层。基于质量守恒方程和实验结果,将反应层简化为一维传质模型并建立了配合料向玻璃态转变的转化率方程,定量描述了配合料结晶水脱去(100~400 ℃)、硝酸盐熔融(200~300 ℃)和硝酸盐分解(400~700 ℃) 3大主要反应随温度变化的反应速率,为后续熔炉仿真模型提供了数值依据。
高放废液 玻璃固化 配合料 物相转变 冷帽 转化率模型 high-level liquid waste vitrification feed phase transformation cold cap conversion kinetics model
强激光与粒子束
2023, 35(7): 074001
上海光源自主研制的被动式超导三次谐波腔已通过束流测试,在正常运行时需要对感应腔压进行精确控制,以实现束团拉伸和提高束流寿命的目标。根据这一特定需求研制了一套数字化低电平控制系统,此系统基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)板卡和上下变频板卡,采用I/Q(In-phase/Quadrature)解调技术,设计了慢速步进电机和快速压电陶瓷驱动协同控制算法以及被动超导腔失超探测算法,用于实现腔压幅值稳定度控制及三次谐波腔运行状态监测等功能。在加速器工作在超过120 mA的top-up模式下,三次谐波腔感应腔压幅值的稳定度由开环的±5%提高到闭环的±1%以内,满足设计指标;压电陶瓷驱动电压波动在120 V范围内变化,达到输出电压平滑稳定的效果,束流寿命提高超过一倍。
数字化低电平 三次谐波腔 腔压控制 腔压稳定度 Low level radio frequency Third harmonic cavity Amplitude control Stability
1 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉 430070
2 中国原子能科学研究院放射化学研究所,北京 102413
高放废液玻璃固化是我国亟待突破的关键环节之一,而高放废液玻璃固化过程中高放废液与基础玻璃反应发生的物相转变与结构变化一直是关注的重点。本文以模拟高放废液煅烧物和基础玻璃的混合物为研究对象,利用DSC、原位XRD、NMR、Raman等表征方法开展玻璃固化过程中高温反应物相与结构变化研究。研究结果表明:模拟高放废液煅烧物在~700 ℃开始溶解于基础玻璃中,并在800~900 ℃生成系列硅(铝)酸盐中间物相;煅烧物与基础玻璃高温反应过程中,高放废液中的大量玻璃网络改变体溶入基础玻璃中,导致玻璃网络聚合度下降。
高放废液 玻璃固化 物相转变 玻璃结构 高温反应 硅酸盐玻璃 highlevel liquid waste vitrification phase transition glass structure elevated temperature reaction silicate glass
武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉 430070
力争2030年前碳排放达峰,2060年前实现碳中和是我国应对气候问题作出的战略部署。这一目标的实现需要在能源消费端与能源供应端减少对化石能源的依赖。玻璃行业在实现碳中和目标过程中发挥着重要作用。玻璃行业通过燃料替换、高效用能、原料替代、碎玻璃回收以及产品减薄等方式释放巨大的节能、减排潜力,各种节能玻璃产品也将在能源消费端起到更加显著的节能效果。在能源供应端,玻璃又是支持光伏发电、风力发电以及核电等清洁能源发展的关键材料。玻璃行业将为我国碳中和目标做出更大贡献。
碳中和 玻璃 节能 减排 清洁能源 carbon neutrality glass energy saving emission reduction clean energy
1 国防科技大学计算机学院,湖南 长沙 410005
2 东部战区联合参谋部战勤局,江苏 南京 210000
基于图像的材质编辑作为一个图像逆渲染问题,对增强现实与交互设计领域都十分必要。提出了一种将单张图像中的物体材质编辑成一系列材质特征差距较大的新材质的方法,包含了高光分离、本征图像分解、高光编辑三个子任务。使用参数化材质模型,合成了一个大规模包含多种光照和材质光泽度属性的数据集,并利用深度卷积网络进行源材质到目标材质的转换。实验证明了三个子任务在多种定性、定量分析比较下的有效性,在合成和真实两类测试图片上展示了材质编辑效果。创新性提出的一种对二维图像高光层进行直接编辑的材质转换方法支持多种常见材质(塑料、木质、石头、金属等),在合成或真实图片上可以实现高效、逼真的材质编辑结果。
机器视觉 逆向渲染 深度学习 增强现实 材质编辑 激光与光电子学进展
2022, 59(14): 1415014
1 中国科学技术大学, 中国科学院量子信息重点实验室, 安徽 合肥 230026
2 维也纳大学物理学院维也纳量子科学与技术中心, 奥地利 维也纳 1090
携带轨道角动量 (OAM) 的光束理论上拥有无限个相互正交的本征态, 因此可以作为独立信息传输光束促进大容量经典光通信的发展。在量子信息领域, 近年来高维量子系统因为有更大的信道容量和更强的抗噪声能力引起了研究人员的极大兴趣, 而光子 OAM 出色的维度拓展能力使其成为实现高维量子系统的重要手段。综述了光子 OAM 传输的研究进展, 重点介绍和分析了自由空间、光纤以及水下等多种传输方式下 OAM 量子叠加态和纠缠态分发工作, 并对实际应用中面临的问题和潜在的解决方案进行了阐述, 可为相关领域研究者提供参考。
量子光学 轨道角动量 高维量子系统 量子信息 量子叠加态 纠缠态分发 quantum optics orbital angular momentum high dimensional quantum system quantum information quantum superposition state entanglement distribution