张志荣 1,2,3,4夏滑 1,*孙鹏帅 1余润磬 1,3[ ... ]徐启铭 10
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院 安徽光机所 光子器件与材料安徽省重点实验室,合肥 230031
2 中国科学院合肥物质科学研究院 安徽光机所 中国科学院环境光学与技术重点实验室,合肥 230031
3 中国科学技术大学 环境科学与光电技术学院,合肥 230026
4 国防科技大学 先进激光技术安徽省实验室,合肥 230026
5 合肥师范学院 物理与材料工程学院,合肥 230601
6 蚌埠学院 电子与电气工程学院,蚌埠 233030
7 国家管网集团科学技术研究总院分公司,廊坊 065000
8 苏黎世联邦理工大学,量子电子学研究所,瑞士 苏黎世CH-8093
9 思克莱德大学,电气与电子工程系,英国 格拉斯哥G11XW
10 台湾云林科技大学 环境与安全卫生工程系,云林64002
稳定同位素测量技术已经在地球化学、地球物理、农业、生物、临床医学和生态科学等领域得到了众多应用。相对于传统的稳定同位素分析方法,基于激光吸收光谱技术的同位素分析技术,作为一种较新的同位素丰度测量方法,具有选择性好、精度高、体积小、无需样品预处理、可以实时原位同时测量气体浓度及同位素丰度等众多优点,得到了极大的关注和使用。本文主要以目前同位素测量的可调谐半导体激光吸收光谱技术、积分腔吸收光谱技术、腔衰荡吸收光谱技术三种激光吸收光谱方法为例,阐述了其基本原理、谱线选择、温压影响因素及其控制、系统组成结构以及部分应用测试结果。通过对测量系统的压力与温度的稳定控制的前提下,选取了合适的同位素测量谱线对,实现了大气CO2气体的13C测量精度为0.3‰,煤层气CH4气体的13CH4测量精度为1.25‰,冰川水H2O中18O、17O和2H的测量精度分别为0.3‰、0.2‰和0.5‰,以及呼吸气体中的13CO2判识“金标准”。通过分析验证了激光吸收光谱技术在同位素测量方面的可行性和可靠性,也充分说明了基于激光吸收光谱技术的测量方法具有非常好的技术优势,将是光谱研究领域关注的重点内容,并在后续的科学研究中占据举足轻重的作用。
气态同位素 可调谐半导体激光吸收光谱技术 积分腔吸收光谱技术 腔衰荡吸收光谱技术 Gas isotope Tunable diode laser absorption spectroscopy Integrated cavity output spectroscopy Cavity ring-down absorption spectroscopy 
光子学报
2023, 52(3): 0352108
作者单位
摘要
1 中国空空导弹研究院,河南 洛阳 471009
2 航空制导武器航空科技重点实验室,河南 洛阳 471009
3 西北工业大学 航天学院,陕西 西安 710072
复杂空战背景下的抗红外诱饵干扰技术是红外空空导弹的核心技术之一。针对传统静态贝叶斯网络不能表达序列图像中特征变量在时序上动态变化关系,提出了一种符合人类视觉推理识别过程的时空关联推理网络抗干扰识别算法。首先,提出的时空关联推理网络在考虑特征空间约束关系的基础上,引入了特征变量时间约束的先验知识,建立表达特征时空关联的目标推理网络识别模型,从而增强了序列图像目标识别的稳定性;其次,通过仿真数据构建样本集,离线训练学习时空关联推理网络结构及特征跳转概率参数,确定概率推理网络识别离线模型;最后,依据测试数据,结合推理识别网络模型进行概率推理,实现对目标的识别分类。实验结果表明,在伴随红外诱饵干扰投放的条件下,基于时空关联推理网络的抗干扰识别率达到94%,比静态贝叶斯网络抗干扰识别算法高3%,有效提升了目标识别的稳定性。
红外空空导弹 抗干扰 目标识别 时空关联 推理网络 infrared air-to-air missile anti-interference target recognition space-time correlation inference network 
红外与激光工程
2022, 51(7): 20210614
作者单位
摘要
1 中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉 430074
3 遂昌县文物管理委员会办公室, 浙江遂昌 323300
4 杭州市文物考古研究所, 浙江 杭州 310007
目前现代测试技术发展较快, 为古代玉器的加工技术、 产源研究提供了无损研究手段。 利用红外光谱和能量色散X射线荧光光谱技术(EDXRF), 对浙江省遂昌县好川墓地中M52号墓出土的五件绿松石珠进行无损测试, 期望判断其可能的产地来源。 红外谱学特征显示, 3 468和3 514 cm-1处可见红外吸收锐谱带, 是由于ν(OH)伸缩振动所致; 3 058 cm-1附近可见ν(MFe, Cu—H2O)伸缩振动, 1 014, 1 066和1 134 cm-1处为ν3(PO4)伸缩振动。 与标准绿松石红外谱相比, 缺少1 637 cm-1处峰, 此处为δ(H2O)弯曲振动, 可能与样品在地下埋藏时间过久有关。 除天然绿松石吸收峰外, 在2 890和2 838 cm-1处出现吸收峰, 分属亚甲基(—CH2) 的不对称伸缩振动峰和对称振动峰, 在1 452 cm-1附近也可以观察到其变形振动峰, 此外在1 552 cm-1附近可见ν(C=C)伸缩振动。 这两处有机物吸收峰结合出土位置于红色漆痕处推断, 可能存在微量生漆残留。 两处基团峰与生漆漆酚的红外谱学特征基本相符, 存在样品埋藏时间过久, 漆器在土中腐朽后沾染到样品表面的可能性。 EDXRF数据中显示五件样品主量元素含量与理论值相比稍低, 硅含量稍高, 存在含硅杂质矿物, 微量元素中锌和钡的含量较高, Zn含量均在1 151~1 540 mg·kg-1, Ba含量均在1 910~3 570 mg·kg-1, 对比前人文献与湖北十堰及周边地区出产绿松石的元素数量级更为接近, 可作为判断五件绿松石珠玉料来源的一个证据。 通过显微照相对五件绿松石珠制作工艺进行观察, 可见五件样品均存在定向的抛磨痕迹, 且可见明显的一定数量的抛磨小面, 边缘可见线切割痕迹, 证明当时的好川文化先民已经具有加工打磨长宽不大于1 cm珠的能力; 加工珠形的方式是将不规则玉料原料分多个小面打磨直至成为桶珠形状, 而非直接进行弧面打磨; 钻孔周边可见明显平面, 孔形状较规整, 近圆形, 有抛磨痕迹, 说明好川墓地先民当时已具有钻孔工艺。 研究表明, 好川地区绿松石可能来自于湖北十堰及其周边地区的矿带, 浙西南地区自好川文化开始就使用较纯净的绿松石作为漆器镶嵌装饰, 埋藏过程中黏附漆类物质对绿松石表面造成一定污染, 镶嵌玉石漆器的制作工艺自良渚文化后有所传承, 且好川墓地先民已具备了一定程度的绿松石加工能力。 这对接下来进一步研究好川文化玉料来源问题奠定基础, 对考古学中好川及周边地区文化起源与交流探讨也有一定参考意义。
绿松石 红外光谱 X射线荧光光谱 好川墓地 矿源产地特征 Turquoise Infrared spectroscopy X-ray fluorescence spectroscopy Haochuan cemetery Characteristics of mineral origin 
光谱学与光谱分析
2022, 42(2): 568
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
强激光驱动的衰减冲击波作用下的界面不稳定性增长与混合是冲击压缩科学与工程研究领域的前沿和热点问题。在锡-泡沫界面(Atwood数A为-0.87)预制单模正弦扰动(kAη0=0.82,其中η0为初始扰动振幅,k为波数),采用高时空分辨的X光侧向透视照相技术研究激光加载产生的衰减冲击波作用下的界面不稳定性增长与混合。通过改变加载压强,研究材料强度对界面不稳定性增长与混合的影响。实验获得了不同时刻高对比度的界面不稳定性增长与混合面密度图像,冲击熔化压强点和卸载熔化压强点附近的尖钉形态和演化过程有明显差异,这表明锡材料强度对扰动增长速率及混合形态有重要影响。
材料 成像系统 X光成像 界面不稳定性 混合 微喷射 
中国激光
2021, 48(7): 0703002
刘旭 1,2,5孙鹏帅 1,3杨曦 1,2庞涛 1,3[ ... ]徐启铭 7
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院 安徽光学精密机械研究所 安徽省光子器件与材料重点实验室,合肥23003
2 中国科学技术大学,合肥3006
3 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院环境光学与技术重点实验室,合肥2001
4 先进激光技术安徽省实验室,合肥230037
5 蚌埠学院 电子与电气工程学院,安徽蚌埠233030
6 合肥师范学院 物理与材料工程学院,合肥23001
7 云林科技大学 环境安全工程系,台湾 云林64002
针对气体腔体的结构和光学部件性质,设计了恒温稳定控制箱体的电路精确控制方法,实现了箱体内部多温度状态的高精度稳定控制.该温度控制系统可用于研究气体温度变化与气体吸收谱线参数变化的规律,提高气体浓度检测精度.设计了高精度恒流源、两路温度采样模块及调理电路、A/D模数转换电路和半导体致冷器控制模块等在内的硬件电路系统,开发相应的系统软件,保证光腔通光部分温度的均匀性.同时根据实际控温箱体参数,以比例积分微分控制算法为核心,精密控制光腔内部的温度变化,实现了温控箱内部温度变化控制波动最优为±0.009 ℃且标准差低于0.006 ℃,并采用浓度为2.00%的CO2标准气体分别进行了16 ℃、20 ℃、24 ℃、28 ℃、32 ℃、36 ℃、40 ℃七个温度状态下的温度控制实验,测量结果验证了温控系统的稳定性.
可调谐二极管激光吸收光谱 温度控制 恒流源 浓度测量 PT100 Tunable diode laser absorption spectroscopy Temperature control Current source Concentration measurement Temperature sensor 
光子学报
2020, 49(12): 93
杨曦 1,**孙鹏帅 2庞涛 2夏滑 2[ ... ]舒志峰 6
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院, 安徽合肥 230026
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室, 安徽合肥 230031
3 台湾云林科技大学环境安全工程系, 台湾 云林 64002
4 中国科学院安徽光学精密机械研究所光子器件与材料安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230031
5 先进激光技术安徽省实验室, 安徽 合肥 230037
6 合肥师范学院物理与材料工程学院, 安徽合肥 230601
在使用可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)技术进行气体检测时,气体氛围的温度变化会影响气体的吸收谱线强度、吸收线线型及气体分子数密度,进而影响气体浓度的测量结果。设计了高精度温度控制箱体,并用其控制吸收池所处环境的温度。首先,利用CFD仿真软件模拟了目标温控箱形状、半导体致冷器位置及气流矢量等参数对箱体内部温度分布的影响;其次,利用仿真结果对温控箱的设计及加工进行优化;最后完成了温度控制箱体的制作,其可为气体吸收池提供均匀稳定的温度场。温度控制箱体的可调控制温度范围为32~50 ℃时,控制精度可达0.01 ℃,并能长期保持稳定。通过标准CO2气体浓度检测实验,对温度稳定性进行了验证。上述结果证明,利用CFD仿真优化温控装置参数,可获得均匀稳定的温度场,减小环境温度对测量结果的影响,有效提高气体浓度测量的准确度和稳定性。
光谱学 计算流体动力学 温度控制箱体 可调谐二极管激光吸收光谱 
光学学报
2020, 40(12): 1230001
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 四川大学 原子与分子物理研究所, 成都 610065
以葡萄糖为还原剂,天然石墨片为原料,采用Hummer法制备了石墨烯粉末(Graphene);并以该产物、KMnO4和HCl为原料,采用水热法制备了MnO2/Graphene复合材料。用扫描电子显微镜和X射线衍射对所制备的复合材料进行了表征,结果表明,水热法制备的MnO2材料为纯的α-MnO2相,且石墨烯粉末的加入并没有影响MnO2的晶体结构。在1 mol/L Na2SO4电解液中进行了循环伏安和计时电位扫描测试,电极材料电化学性能稳定,具有较好的可逆性,在1.27 mA/cm2电流密度下进行充放电测试时,电极比电容为147.9 F/g;再循环1000次后,电极仍能保持稳定的电容,是一种理想的电化学电极材料。
石墨烯 超级电容器 比电容 graphene MnO2 MnO2 supercapacitor specific capacitance 
强激光与粒子束
2014, 26(11): 114102
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川绵阳 621900
采用“纳米装填”技术和“熔化渗透”工艺成功制备了氢容量在硼氢化锂质量分数80%以上的硼氢化锂/碳气凝胶复合材料。并用扫描电镜、透射电镜、傅里叶红外透射光谱等手段表征了复合材料的结构与性能。发现硼氢化锂填充了碳气凝胶骨架孔隙的90%以上,形成均匀的复合材料。研究了复合材料的形成机制,发现硼氢化锂先进入碳气凝胶骨架的小孔,再逐渐填充大孔。这有利于材料晶粒的细化,提高吸放氢性能,减少结构缺陷。经放氢动力学测试表明,LiBH4/CRF复合材料的放氢速率是文献中LiBH4与活性炭的球磨样品的5倍。
硼氢化锂 碳气凝胶 纳米装填技术 高氢含量复合材料 lithium borohydride carbon aerogel nanoscaffolds high-capacity hydrogen storage material 
强激光与粒子束
2013, 25(12): 3274
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621900
以间苯二酚-甲醛为前驱体,通过加入P123以增强有机气骨架的方法,采用常压干燥技术制备碳气凝胶电极材料,有机凝胶在干燥过程中收缩率极大降低。通过二氧化碳活化法对常压干燥获得的碳气凝胶孔结构进行了调控。研究了不同温度对其结构的影响,获得了最高比表面积达3544 m2/g的碳气凝胶。6 mol/L的KOH电解液中测试表明,常压干燥碳气凝胶具有稳定的充放电性能,随着活化温度的升高,比容量逐渐增加,最高比电容可达261 F/g。常压干燥技术制备的碳气凝胶电极材料在降低生产成本的同时,仍具有理想的电化学性能。
超级电容器 常压干燥 碳气凝胶 二氧化碳活化 supercapacitor dried at ambient pressure carbon aerogels CO2 activation 
强激光与粒子束
2013, 25(12): 3235
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 四川大学 原子与分子物理研究所, 成都 610065
3 西南科技大学 材料科学与工程学院, 四川 绵阳 621010
采用溶胶-凝胶法制备出一系列不同催化剂种类和浓度的三聚氰胺-甲醛(MF)有机气凝胶模板, 通过傅里叶变换红外光谱仪、热分析仪、N2吸附等测试手段对其分子结构、热稳定性、孔结构进行了表征。测试结果表明: 催化剂种类和浓度变化不影响模板的分子结构和热性能; 各模板热解程度均达97%; 相比NaOH和NaHCO3为催化剂制备的模板, Na2CO3为催化剂时, 制备的模板更优, 比表面积和孔容较大, 孔分布范围较宽; 当三聚氰胺与催化剂的浓度比为500时, 比表面积达到最大。
催化剂 溶胶-凝胶 模板 热稳定性 catalyst sol-gel template thermal stability 
强激光与粒子束
2013, 25(4): 913

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