1 1.合肥学院 能源材料与化工学院, 合肥 230601
2 2.合肥学院 先进电池材料与技术重点实验室, 合肥 230601
3 3.长鑫存储技术有限公司, 合肥 230000
4 4.安徽大学 物质科学与信息技术研究院, 合肥 230039
5 5.安徽大学 材料科学与工程学院, 合肥 230039
钒酸铋(BVO)可用于光电化学(PEC)水解产氢, 但受限于其缓慢的表面水氧化动力学, 在电极表面修饰单一的析氧助催化剂达不到理想的性能。本工作在BVO电极表面修饰FeNiOx助催化剂可以显著降低起始电压, 增强光电化学性能。此外, 沉积g-C3N4后修饰FeNiOx助催化剂得到的光电极具有更优异的性能。厚度适合的g-C3N4纳米片与BVO构成Ⅱ型p-n异质结, 有效抑制了光生电子空穴的复合, 促进了电极的电荷分离。电化学测试结果表明, 沉积了g-C3N4后, 电极的电荷分离效率达到88.2%, 比BVO/FeNiOx (60.6%)提升了近1.5倍。经过g-C3N4和FeNiOx协同修饰的BVO/g-C3N4/FeNiOx电极, 表面电荷注入效率达到了90.2%, 同时, 在1.23 V (vs. RHE)条件下光电流密度达到4.63 mA∙cm-2, 是纯BVO (1.86 mA∙cm-2)的2.48倍。本工作为开发制备高性能光阳极提供了一种有效的策略。
g-C3N4纳米片 BiVO4 光电化学水解 FeNiOx助催化剂 p-n异质结 g-C3N4 nanosheets BiVO4 PEC water splitting FeNiOx co-catalyst p-n heterojunction
1 北京玻璃研究院有限公司, 北京 101111
2 北京一轻研究院有限公司, 北京 101111
近年来, 随着对稀土卤化物闪烁晶体研究的不断深入, 该类材料的许多优异性能被不断发现, 尤其是备受关注的中子/伽马射线双探测性能。化学组成为A2LiRX6:Ce(A、R、X分别代表+1价金属元素、稀土元素、卤族元素)的掺铈锂基钾冰晶石型闪烁晶体和化学组成为LiM2X5:Eu(M、X分别代表+2价金属元素、卤族元素)的掺铕锂基碱土卤化物, 因可同时探测中子和伽马射线, 且大都具有较高的光输出、较优异的能量分辨率等特性, 被认为是非常实用且具有潜力的双探测材料。目前, 掺铈锂基钾冰晶石型闪烁晶体中最具代表性的Cs2LiYCl6:Ce(CLYC)已被广泛研究并产品化, 而有望替代CLYC等钾冰晶石型晶体的掺铕锂基碱土卤化物研究报道甚少。本文主要对上述两类双模式探测用材料的研究进展进行简要综述, 以期对相关领域的研究学者有所启发。
稀土卤化物闪烁晶体 中子/伽马双探测 闪烁性能 激活剂 rare earth halide scintillation crystal neutron/gamma dual detection scintillation performance activator
1 北京玻璃研究院有限公司, 北京 101111
2 北京首量科技股份有限公司, 北京 101111
本文使用垂直坩埚下降法制备了40 mm×40 mm×350 mm的BaF2:5%Y(摩尔分数)晶体, 并对晶体样品进行了掺杂含量、闪烁性能、光学性能和辐照损伤的研究。距离籽晶端0~300 mm范围内的Y3+掺杂浓度(摩尔分数)为5.1%±0.9%。晶体样品的平均光输出为2 100 ph/MeV, 在662 keV处的最优能量分辨率为10.1%。经60Co放射源辐照累积剂量1 Mrad后, 样品在波长220 nm处的透过率由辐照前的87.3%下降至83.5%, 在波长300 nm处的透过率由91.8%下降至89.9%。BaF2:Y晶体的抗辐照性能差于BaF2晶体, 经过累积剂量辐照后, BaF2:Y晶体对波长300 nm光的吸收明显增强。
闪烁晶体 坩埚下降法 光输出 辐照损伤 能量分辨率 BaF2:Y BaF2:Y scintillation crystal Bridgman method light output irradiation damage energy resolution
Author Affiliations
Abstract
1 Anhui Province Key Laboratory of Measuring Theory and Precision Instrument, School of Instrument Science and Opto-electronic Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
2 Key Laboratory of High Power Laser and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
Fabrication of high-quality optics puts a strong demand on high-throughput detection of macroscopic bulk defects in optical components. A dark-field line confocal imaging method is proposed with two distinct advantages: (i) a point-to-line confocal scheme formed by a columnar elliptical mirror and an optical fiber bundle breaks through the constraint on light collection angle and field of view in the traditional line confocal microscopy using an objective, allowing for an extended confocal line field of more than 100 mm while maintaining a light collection angle of 27°; (ii) the bulk defects are independently illuminated as a function of time to eliminate the cross talk in the direction of the confocal slit, thus preserving point confocality and showing the optical section thicknesses to be 162 µm in the axial direction, and 19 and 22 µm in the orthogonal transverse directions. The experimental results verify that the method has a minimum detectable bulk defect of less than 5 µm and an imaging efficiency of . The method shows great potential in high-throughput and high-sensitivity bulk defects detection.
line confocal imaging dark-field imaging bulk defects detection Chinese Optics Letters
2023, 21(4): 041203
1 北京玻璃研究院有限公司，北京101111
2 北京首量科技股份有限公司，北京101111
氟化钡(BaF2)晶体是已知响应最快的闪烁晶体，在高能物理、核物理及核医学等领域有着广泛的应用前景。抑制BaF2晶体的慢发光成分对其工程应用至关重要。本文利用坩埚下降法制备了高Y3+掺杂浓度5%、8%、10%(摩尔分数)的BaF2晶体，并采用Y3+与碱金属离子(Li+、Na+)共掺杂的方法形成电荷补偿阻止间隙F-的产生，制备了双掺杂型BaF2快响应闪烁晶体，进而基于优化的5 ns和2 500 ns时间门宽测试方法，研究了Y3+掺杂浓度以及Y3+与碱金属离子(Li+、Na+)共掺杂浓度对BaF2闪烁晶体快/慢成分比的影响规律。结果表明，生长的高浓度Y3+掺杂BaF2晶体的光学质量优异，在220 nm和300 nm处透过率分别高于90%和92%；随着Y3+掺杂浓度由0提高至10%，BaF2晶体的慢发光成分显著降低，快/慢成分比由0.15提高至1.21；生长的Y3+/Li+及Y3+/Na+共掺杂BaF2晶体的慢发光成分较Y3+掺杂BaF2晶体进一步降低，快/慢成分比最高分别可达1.63和1.61。研制的双掺杂BaF2快响应闪烁晶体有望应用于高能物理、核物理前沿实验等重要领域。
氟化钡 闪烁晶体 共掺 快/慢成分比 快响应 坩埚下降法 barium fluoride scintillation crystal codoping fast/slow component ratio fast time response Bridgman method
1 中航西安飞机工业集团股份有限公司，陕西 西安 710089
2 湖北工业大学机械工程学院激光加工研究中心，湖北 武汉 430068
研究激光工艺参数对T300碳纤维表面漆层清洗质量的影响规律，采用CO2激光器对样品进行激光清洗试验。使用形状测量激光显微镜对激光清洗后的样品进行表面粗糙度以及去除厚度的测量，研究激光平均功率、搭接率及扫描次数对清洗质量的影响规律。通过力学性能分析、漆层结合力检测、老化试验、温度检测及金相试验，结果表明：激光平均功率与光斑搭接率过大会对碳纤维表面造成一定损伤。在激光平均功率P=40 W、光斑搭接率δ=65%、扫描次数t=1时，能达到较好的激光清洗质量且不会影响材料本身的力学性能，清洗后的表面状态可达到后续重新涂漆的质量要求。该研究可为激光清洗碳纤维增强复合材料飞机制造领域工程应用提供技术参考。
CO2激光 激光清洗 表面漆层 碳纤维增强复合材料 CO2 laser laser cleaning surface paint carbon fiber reinforced composity
1 北京玻璃研究院有限公司, 北京 101111
2 中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海 200050
Cs2LiYCl6∶Ce(CLYC)晶体是一种具有n/γ双探测能力的新型闪烁晶体。采用坩埚垂直下降法生长出富6Li的CLYC晶体毛坯, 经加工、封装得到50 mm×50 mm的CLYC闪烁晶体封装件, 其对137Cs 662 keV γ射线的能量分辨率为4.22%; 测量252Cf中子源的脉冲波形甄别(PSD)品质因子(FOM)为3.45。凭借其优异的性能, CLYC闪烁晶体有望在中子探测领域替代3He正比计数管, 并可作为n/γ双探测的优选材料, 应用于中子辐射探测器、放射性同位素识别仪、个人辐射剂量仪, 以及其他中子、伽马射线的探测。
闪烁晶体 中子/伽马甄别 中子辐射探测 坩埚下降法 脉冲波形甄别 能量分辨率 scintillation crystal Cs2LiYCl6∶Ce Cs2LiYCl6∶Ce n/γ discrimination neutron radiation detection Bridgman method pulse shape discrimination energy resolution
1 中国人民公安大学刑事科学技术学院,北京 100038
2 中国人民公安大学刑事科学技术实验教学中心,北京 100038
中性笔油墨是司法鉴定中同一认定的重要物证。为提高油墨检验的准确性,本文利用拉曼光谱法对油墨样本进行无损检测。首先对预处理后的光谱数据进行降维处理,构建偏最小二乘判别分析模型;然后采用受试者工作特征曲线线下面积对预测效果进行验证,提取出36个变量投影重要性最高的特征变量;接着将特征变量作为数据输入到隐藏层神经元数目为13的多层感知器中,最终的训练正确率为87%且无过拟合现象。将变量投影重要性的特征提取与有监督的多层感知器训练相结合,可以有效压缩数据,缩短分析时间。感知器层间的连接权重可通过自主学习进行调节,提高了中性笔油墨分类结果的可信度与正确率。
光谱学 拉曼光谱法 偏最小二乘判别分析 变量投影重要性 多层感知器 激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0130002
1 山东省气象局 大气探测技术保障中心，山东济南 250031
2 青岛市气象局，山东青岛 266003
3 国家气象卫星中心，北京 100081
针对星载云雷达对冰云探测可行性分析的需求，分析了非球形冰晶对340 GHz电磁波的单散射特性，基于不同的体积散射模型，研究了非球形冰晶云的回波特性以及94\340 GHz云雷达双波长比，假定冰云垂直分布的情况下，探讨了星载94\340 GHz云雷达双波长比随高度的变化以及可以穿透的冰云厚度。相较于94 GHz及220 GHz，冰晶粒子对340 GHz电磁波的散射能力增强，但是同时云对其的衰减也大大增加，340 GHz的衰减系数约是94 GHz的5～130倍；340 GHz云雷达可以探测浅薄的含水量较小的冰云，基本可以探测云厚2 km、冰水含量在 0.000 1~0.2 g/m3的冰云。含水量较多的厚云由于衰减，造成电磁波穿透能力大大降低，在假定的冰水含量垂直分布下，当最大冰水含量为1 g/m3时，可探测厚约5 km内云厚的40%以上；衰减也造成不同高度上相同滴谱的云有不同的双波长比，冰水含量的大小及垂直分布影响了双波长比的大小及电磁波探测云的厚度。衰减随着冰水含量增大而增大，高频云雷达电磁波衰减大，使得双波长比变大，从而使双波长比和谱的数浓度N0有关，因此利用双波长比反演时，衰减订正非常重要。
星载94\340 GHz 云雷达 双波长比 衰减系数 测云厚度 94\340 GHz space-borne cloud radars dual wavelength reflectivity ratio attenuation coefficient detected cloud thickness
1 西安建筑科技大学信息与控制工程学院, 陕西 西安 710055
2 陕西省文物保护研究院, 陕西 西安 710075
提出一种聚类优化的快速独立成分分析(FastICA)解混算法,解决了FastICA在光谱信息解混过程中,对解混矩阵初始值敏感导致解混信息不稳定的问题。利用模糊C均值聚类对单一颜料光谱信息进行光谱特征降维,选择最具代表性的聚类结果作为解混矩阵初始值,通过FastICA牛顿迭代公式计算聚类优化后的解混矩阵,避免随机选取初始值对混合颜料光谱信息解混的影响。实验结果表明,与其他算法相比,解混结果平均误差值降低了0.57,平均适应度系数达到了99.67%,光谱角度匹配距离降低了0.53,所提算法增加了FastICA算法解混结果的稳定性,提高了混合颜料光谱信息解混精度。
混合颜料 光谱反射率 快速独立成分分析 模糊C均值聚类
