1 1.东华大学 材料科学与工程学院, 功能材料研究中心 纤维材料改性国家重点实验室, 上海 201620
2 2.赛迈科先进材料股份有限公司, 湖州 313100
随着锂离子电池的发展和钠离子电池的兴起, 硬碳材料作为一种新型负极材料, 受到了广泛关注。硬碳来源丰富, 价格便宜, 具有比锂离子电池石墨负极更高的储锂容量和优异的倍率性能, 并且是最有商业化潜质的钠离子电池负极材料。然而, 硬碳普遍存在电池首周库仑效率低的问题, 且对于硬碳的储锂/钠机制仍存在争论, 其比容量仍有较大的提升空间。近年来, 研究人员围绕硬碳负极材料的电化学机理展开了各种研究和模型假设, 针对硬碳负极存在的问题, 提出了各种解决策略。本文介绍了硬碳的基本结构和常用的制备方法, 并结合硬碳的优势, 梳理了硬碳在锂离子电池和钠离子电池中的应用情况, 重点介绍了其在快充、包覆等细分领域的应用进展, 并分别针对硬碳提升比容量和改善首周库仑效率的需求, 归纳了孔结构设计、元素掺杂、优化材料与电解液界面等不同改性策略。
负极材料 锂离子电池 钠离子电池 硬碳 综述 anode material lithium ion battery sodium ion battery hard carbon review
1 北京计算机技术及应用研究所, 北京 100854
2 北京控制与电子技术研究所, 北京 100038
光纤陀螺方波调制信号引起的调制串扰会导致陀螺输出信号的不稳定, 恶化阈值、标度非线性等指标。过调制技术是采用增大调制相位来抑制噪声的一种方法, 根据过调制串扰的相关解调原理和模型, 推导出含过调制串扰的陀螺输出表达式, 指出过调制相位是影响串扰量的重要因素。针对增大过调制相位引起串扰量增加的问题, 提出一种抑制过调制串扰的多态方波调制方法, 利用响应余弦函数的周期性和调制波形的重复性, 产生统计上相关性很小的调制信号和解调信号, 在一定的延迟时间下, 调制信号及串扰信号与解调信号的相关结果为0, 在相关解调过程中减小串扰量。仿真和实验结果表明, 该调制方法对串扰信号的抑制作用相比方波过调制提高一个数量级, 陀螺的零偏稳定性和阈值指标相比方波过调制改善约40%。
光纤陀螺 串扰 过调制 多态方波 相关性 fiber optic gyroscope crosstalk excessive modulation variable square wave relativity 红外与激光工程
2017, 46(8): 0822004
开展了毫秒脉冲激光辐照单晶硅的实验研究, 基于马赫-曾德尔干涉技术测量了毫秒脉冲激光与单晶硅相互作用过程中的在线应力损伤。用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立了毫秒脉冲激光辐照单晶硅的数值仿真模型。从理论和实验两方面探讨了毫秒脉冲激光与单晶硅作用时, 相同脉宽不同能量密度下应力场随时间的演变规律。进一步研究了干涉条纹的处理方法, 基于传统x轴投影法提出了用45°投影法来计算材料各方向上的应变, 并对两种处理方法得到的实验结果进行了对比。结果显示: 与仿真结果相比, x轴投影法实验结果的误差为9.5%~29.3%, 而45°投影法实验结果的误差为0.1%~22.6%, 表明用马赫-曾德尔干涉法测量激光辐照单晶硅产生的在线应力损伤时, 采用45°投影法计算材料各方向上的应变结果更为准确。该实验和计算方法为单晶硅在线应力损伤的研究提供了理论和实验上的指导。
激光与物质相互作用 单晶硅 毫秒脉冲激光 在线应损伤力 马赫-曾德尔干涉术 interaction of laser beam and material monocrystal silicon ms pulse laser real-time stress damage Mach-Zehnder interferometry
Author Affiliations
Abstract
National Key Laboratory of Tunable Laser Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
We report a monolithic Tm:YLF micro laser in this Letter. In order to improve the relaxation oscillation of the laser, both ends of the crystal are coated, making the Tm:YLF crystal itself a resonant cavity. The micro laser is pumped by a 792 nm laser diode operated in the continuous wave (CW) mode. We obtain maximum output powers of 7.78 and 10.4 W at the total incident power of 43.6 W with focus lenses of 37.5 and 40 mm, respectively, corresponding to the slope efficiencies of 25.6% and 40.0% and the optical–optical conversion efficiencies of 17.8% and 23.8%. It is clear that the amplitude of the relaxation oscillation is smaller and the beam quality is better with the focus length of 37.5 mm; however, the laser with the focus length of 40 mm produces a higher output power and a more stable wavelength centering at 1878.44 nm.
140.3480 Lasers, diode-pumped 140.3425 Laser stabilization 140.3430 Laser theory Chinese Optics Letters
2016, 14(6): 061401
南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 南京 210094
提出了一种改进的基于多尺度变换的红外和可见光图像融合算法。首先, 用形态学帽变换对两幅已经配准的红外图像和可见光图像进行处理, 然后将处理后的图像分别进行轮廓波分解得到一系列的高频图像和低频图像。由于高频图像和低频图像特点的不同, 对高频图像采用平均梯度进行融合, 对低频图像采用PCA的方法进行融合。实验表明, 该方法很好地结合了形态学帽变换、主成分PCA算法和轮廓波变换的优点。与传统的融合方法相比, 提出的融合方法可以提供丰富的图像信息和清晰纹理细节, 且很好地保证了主要目标的亮度基本不变。
图像融合 轮廓波变换 帽变换 image fusion contourlet transform PCA PCA morphology
为了测量毫秒脉冲激光辐照非透明材料的在线应力及应力应变演化的过程，基于光学干涉理论，针对大功率固体激光器与材料的相互作用，采用马赫-曾德尔干涉的方法，得到了材料损伤的干涉条纹。通过对干涉条纹变化的分析与处理，可以得到材料在线应力及其演化过程。基于光学干涉理论，选择单晶硅作为实验材料，建立comsol仿真模型，并在理论及仿真的基础上开展实验。实验与仿真的r(x)方向误差在11.7%~33.91%之间，z(y，z)方向误差在20.25%~31.34%之间，说明用马赫-曾德尔干涉的方法测量非透明材料的应力具有可行性。实验研究为激光与非透明材料作用过程中在线应力损伤及演变过程研究提供了一个新的方法。
相干光学 毫秒脉冲激光 单晶硅 热应力损伤 马赫-曾德尔干涉 在线应力
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
发光二极管(LED)微阵列芯片在工作时积累的热量使结温过高，进而对LED 微阵列芯片造成一系列不利影响，严重降低LED 微阵列芯片工作的可靠性，甚至造成永久性损坏。散热问题是制约LED 微阵列芯片工作性能提高的关键因素，是LED 微阵列芯片在制备过程中亟待解决的问题之一。利用有限元分析软件，针对AlGaInP 材料LED 微阵列建立了有限元模型，详细介绍了实体模型建立、网格划分以及边界条件的施加方法。瞬态分析了在脉冲电流驱动下，单个单元和3×3单元工作时阵列的温度场分布，以及温度随时间的变化规律。为了改善阵列芯片的散热性能，设计了一种热沉结构，模拟分析了热沉结构对阵列温度分布的影响。
光学器件 热学特性 有限元分析 发光二极管微阵列 热沉
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室,吉林 长春130033
2 中国科学院大学,北京100049
建立了5×5 AlGaInP材料LED微阵列的有限元热分析模型，根据计算对模型进行了简化。结果表明，简化模型与原始模型的温度分布规律基本一致，计算得到的两种模型在工作1.5 s时的温度相对误差为0.8%。使用简化模型模拟了含104个单元、尺寸为10 mm×10 mm×100 μm的芯片的温度场分布，工作1.5 s时的芯片中心温度已达到360.6 ℃。为解决其散热问题，设计了两种散热器，并对其结构进行了优化，分析了翅片数量、翅片尺寸、粘结材料对芯片温度的影响。
光学器件 热学特性 有限元分析 LED微阵列 散热器 optical devices thermal characteristic finite element analysis LED microarray radiator
空军工程大学航空航天工程学院, 陕西 西安710038
利用求每个小视场视线方向辐射亮度的方法计算喷流红外辐射的光谱分布。 以辐射传递方程数值和形式为基础, 采用Malkmus统计窄谱带模型和Curtis-Godson（CG）近似求视线方向的辐射强度。 采用CFD分析软件FLUENT模拟流场和组分摩尔分数分布。 建立喷流红外成像仿真模型, 仿真生成了液体火箭发动机热喷流红外图像。 结果表明, 该方法可以很好地分辨出流场的细微结构。 该模型也适用于航空发动机喷流红外辐射计算与仿真。
热学 发动机 红外辐射 热喷流 红外图像 Thermotics Engine Infrared radiation Hot jet Infrared image
