1 中交第一航务工程局有限公司 , 天津 300461
2 长安大学 公路学院, 西安 710000
在小净距大断面隧道后行洞爆破开挖过程中, 如何保证先行洞的爆破振动安全极为关键。以京秦高速双向六车道小峪隧道为工程依托, 监测分析了后行洞开挖过程中先行洞纵、横断面的爆破振动速度分布规律; 依据爆破振动跟踪监测结果, 动态调整优化后行洞的爆破设计参数, 并提出了相应的爆破振动安全控制措施。结果表明：小净距隧道后行洞开挖时, 先行洞边墙径向振动的速度最大, 且主要由掏槽孔爆破引起, 垂直向振速略低于切向振速, 但二者差别不大, 爆破振动能量主要集中在30~100 Hz频段; 对于先行洞纵断面上的振动分布, 峰值振速总体随爆心距衰减, 衰减速率也随之降低; 未开挖方向的振速相对较高, 约为同等距离已开挖向振速的1.2~1.6倍; 对于先行洞横断面上的振速分布, 迎爆侧的振速明显高于背爆侧, 其中边墙部位迎爆侧振速可达背爆侧的5~10倍; 现场针对爆源采用多级复式掏槽, 优化炮孔分布, 雷管段别增加至12段来减少相应的单段药量, 以及增大起爆间隔至60 ms来等措施控制爆破振动, 现场实践表明, 优化后的爆破设计可使先行洞边墙振速降低约50%。
小净距隧道 先行洞 爆破振动 分布规律 安全控制 neighborhood tunnel front tunnel blasting vibration distribution law safety control
广东工业大学机电工程学院, 广东 广州 510006
利用声发射仪对脉冲光纤激光诱导背向湿式刻蚀蓝宝石的过程进行了试验研究。在激光诱导背向湿式刻蚀蓝宝石的过程中检测到的声发射信号包含丰富的特征信息; 利用声发射信号的幅度、能量计数和撞击计数等特征参数对激光诱导背向湿式刻蚀蓝宝石过程进行表征; 蓝宝石未被切穿时声发射信号表现为声发射事件少, 幅度大(90~100 dB), 能量计数较大, 撞击计数较小; 蓝宝石被切穿后声发射信号表现为声发射事件多, 幅度小(40~80 dB), 能量计数基本为0, 撞击计数较大。
激光技术 激光诱导背向湿式刻蚀 声发射信号 蓝宝石
Author Affiliations
Abstract
1 College of Engineering and Applied Sciences & National Laboratory of Solid State Microstructures, Nanjing University, Nanjing 210093, China
2 Department of Electrical and Computer Engineering, Rutgers University, Piscataway, New Jersey 08854, USA
3 Institute for Advanced Materials, Devices, and Nanotechnology, Rutgers University, Piscataway, New Jersey 08854, USA
4 School of Mathematics and Physics & Chemical Engineering, Changzhou Institute of Technology, Changzhou 213002, China
Parallel-coupled dual-racetrack silicon microresonators can potentially be used for quadrature amplitude modulation. We analyze the evolution of the coverage of coherent output states of devices with varying device parameters. As the coupling constant increases, the coverage of coherent states initially improves then degrades, which is unexpected based on a prior preference for overcoupling. Increasing the quality factor generally improves the coverage. The influence of the refractive index modulation is found to saturate after reaching a certain level. Analytic formulas are developed to provide insight into the coverage evolution. These results are fairly robust against a small asymmetry of device parameters.
230.5750 Resonators 250.7360 Waveguide modulators 250.4745 Optical processing devices Chinese Optics Letters
2016, 14(10): 102304
广东工业大学机电工程学院, 广东 广州 510006
钛酸锶陶瓷是软脆难加工的材料，机械加工容易导致表面产生划痕和破裂。采用主控振荡器的功率放大器（MOPA）脉冲光纤激光控制断裂切割钛酸锶陶瓷基片，通过实验得到了激光控制切割机理。首先用激光扫描去除材料，形成应力槽；随着扫描次数的增加，切槽深度增加；热应力达到该材料的断裂阈值，使裂纹沿应力槽扩展，直至完全断裂。该过程属于自适应裂片，无需后续裂片工艺。此外还发现在激光烧蚀材料过程中出现表面平坦化现象。通过选择合适的工艺参数，可以实现0.3 mm厚钛酸锶陶瓷基片的成形切割。
激光技术 激光控制断裂切割 光纤激光器 软脆材料 钛酸锶陶瓷
1 中国科学院理化技术研究所,北京 100190
2 北京印刷学院等离子体实验室,北京 102600
3 北京石油化工学院 材料科学与工程系,北京 102617
4 中国一航北京长城测量技术研究所,北京 100095
二氧化钛薄膜材料具有较好的光致催化和亲水特性,但其对可见光低的利用率极大地限制了应用。通过非金属掺杂可以有效提高其光催化性能。采用射频磁控溅射法,以Ar/N2为工作气体,在石英衬底上制备出了掺氮TiO2纳米薄膜,在氮气中经不同温度退火处理,用X射线衍射法(XRD)、X射线电子能谱线(XPS)、扫描电镜(SEM)和紫外可见(UV-vis)等方法对薄膜的结构、掺杂情况、表面特性和光吸收性能进行了分析。XRD结果显示在退火600 ℃下薄膜为锐钛矿结构;XPS分析表明氮原子已成功掺入TiO2中;SEM结果显示薄膜表面均匀平整,平均粒径约为30 nm;UV-vis结果发现,薄膜的光吸收边较未掺杂样品出现了显著红移,表明薄膜具有良好的可见光光催化活性。对薄膜进行了亲水性测试,可见光照射下,30 min后薄膜的水接触角即小于10°。
薄膜 二氧化钛薄膜 掺氮 退火 亲水性
1 北京石油化工学院数理系, 北京 102617
2 北京化工大学材料科学与工程系, 北京 100029
采用直流反应磁控溅射的方法制备ZnO薄膜, 用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见光谱仪(UV-Vis)分别表征ZnO薄膜的晶体结构和表面形貌等特征。并用此材料制备Au/ZnO/Au金属-半导体-金属(MSM)结构光电导型ZnO薄膜紫外光探测器。实验结果表明, ZnO探测器在360 nm出现明显光响应,其光电流为2.5 mA, 在5 V偏置电压下暗电流为250 μA; ZnO紫外探测器在250～380 nm的紫外波段, 探测器有很明显的光响应, 且光电流响应比较平坦; 在380～430 nm区域, 光响应明显下降; 其光响应的上升与下降弛豫时间分别为20 s与80 s。从光谱响应图中可以看出紫外(360 nm)比可见区(450 nm)的光响应高出3个数量级, 薄膜表面存在的缺陷(如氧空位)在ZnO紫外探测器的光电效应中有重要作用。
薄膜 直流磁控溅射 ZnO薄膜 金属-半导体-金属紫外探测器 光响应
1 北京印刷学院等离子体实验室, 北京 102600
2 北京石油化工学院材料科学与工程系, 北京 102617
3 北京长城测量技术研究所, 北京 100095
利用射频磁控溅射方法在不同衬底上制备出掺Y2O3 8 %的YSZ薄膜, 用X射线衍射、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜和透射光谱测定薄膜的结构、表面特性和光学性能, 研究了退火对薄膜结构和光学性能的影响。结果表明：随着退火温度的升高, 薄膜结构依次从非晶到四方相再到四方和单斜混合相转变, AFM分析显示薄膜表面YSZ颗粒随退火温度升高逐渐增大, 表面粗糙度相应增大, 晶粒大小计算表明, 退火温度的提高有助于薄膜的结晶化, 退火温度从400 ℃到1100 ℃变化范围内晶粒大小从20.9 nm增大到42.8 nm; 同时根据ISO11254-1激光损伤测试标准对光学破坏阈值进行了测量, 发现与其他电子束方法制备的YSZ薄膜损伤阈值结果比较, 溅射法制备的薄膜损伤阈值有了一定程度的提高。
薄膜 退火 表面粗糙度 激光破坏阈值
安徽省信息材料与器件重点实验室，安徽大学物理与材料科学学院，安徽 合肥 230039
光纤旋转连接器因其具有传输带宽大、电磁兼容良好、体积小、寿命长等优点，有逐渐取代传统电滑环进行相对旋转平台间信息传输的趋势。提出一种利用大模场光子晶体光纤直接耦合的新型光纤旋转连接器的设计方案，耦合理论分析表明其不仅满足低插入损耗，而且具有结构简单、体积小、加工和装配精度要求相对较低等优点。大模场光子晶体光纤的无截止波长单模传输和低非线性传输特性使它能更有效地与WDM技术相结合提高传输容量，具有更广阔的应用。
光通信 光纤旋转连接器 直接耦合 光子晶体光纤 optical communication fiber optic rotary joint direct coupling photonic crystal fiber
