1 上海理工大学材料科学与工程学院, 上海 200093
2 中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海 200050
目前关于SiC单晶室温的导热性能, 以及导热特性随温度的变化方面的研究报道还存在较大的差异, 有关SiC单晶热导率的研究主要是沿c轴<0001>晶向或者垂直于c轴的某一晶向进行的, 无法有效地解释热导率的各向异性。本文研究了4H-SiC和6H-SiC单晶<1100>, <1120>,<0001> 三个不同晶向上热导率以及其随温度的变化。对SiC单晶切割分别得到沿 <1100>, <1120>, <0001>晶向的样品, 尺寸为12.7 mm×3 mm, 利用闪光法对样品测试得到热扩散系数, 通过计算获得了SiC单晶不同晶向的热导率数值, 采用辉光放电质谱仪(GDMS)和扫描电子显微镜(SEM)进行了杂质和缺陷表征。实验结果表明, SiC晶体<1100>, <1120>, <0001>三个晶向的热导率随温度升高而下降, 沿<0001>晶向的SiC样品热导率最小;含有较高杂质离子浓度的6H-SiC样品热导率高于4H-SiC样品; 缺陷相比杂质对SiC晶体导热性能影响更大, 缺陷是SiC热导率具有各向异性的主要原因。
碳化硅单晶 热导率 杂质 缺陷 晶向 结晶质量 single crystal SiC thermal conductivity impurity defect crystalline orientation crystallization quality
上海理工大学 材料科学与工程学院, 上海 200093
聚合物点由于具有易调控的光电特性一直备受相关领域研究者们的关注。作为一种新型碳基纳米材料, 聚合物点的分类、合成方法及性能仍缺乏较为系统的总结。本篇综述根据聚合物点的结构, 将其分为共轭聚合物点和碳化聚合物点, 主要围绕两种聚合物点的定义、合成方法及发光机理进行了讨论。此外, 本文还对聚合物点近年来的光学应用进行了总结, 包括生物成像和荧光标记、药物和基因传递、传感、光电器件、光催化和防伪等。
聚合物点 共轭聚合物点 碳化聚合物点 光致发光 polymer dots conjugated polymer dots(CPDs) carbonized PDs photoluminescence
1 上海理工大学 材料科学与工程学院，上海 200093
2 上海师范大学 数理学院，上海 200234
3 上海节能镀膜玻璃工程技术研究中心，上海 200083
4 中国科学院大学，北京 100049
针对中红外目标探测需求，采用多个截止带拼接的设计方法，结合TFCal膜系设计软件优化各个膜层厚度，得到了中红外双通道滤波器膜系。通过对膜系敏感层的分析，将总膜系分成两个膜系进行镀膜，成功制备出2.7～3.0 μm和4.1～4.4 μm双通道滤波器。得到的样品在2.7～3.0 μm波段平均透过率为73%，在4.1～4.4 μm波段平均透过率为81%。该方法提高了膜系设计效率，减少了膜层数和总厚度，可解决膜系过厚带来的开裂和脱膜等问题，节约了镀膜时间和成本。
中红外 双通道 滤波器 红外探测 膜系设计 mid-infrared dual channel filter infrared detection film system design
南京航空航天大学能源与动力学院，航空发动机热环境与热结构工业和信息化部重点实验室，江苏南京 210016
通过数值模拟研究了长径比（ L/D）和偏径比（ S/D）对双 S形二元喷管性能的影响，基于轴对称喷管，建立了长径比分别为 2、2.5、3和偏径比分别为 0.493、0.523、0.553的双 S形二元喷管。结果表明：长径比越大推力越大，偏径比越大推力越小；相比基准轴对称喷管,长径比分别为 2、2.5、3的双 S形二元喷管推力分别下降了 6.31%、3.15%、1.24%，偏径比分别为 0.493、0.523、0.553的双 S形二元喷管推力分别下降了 3.15%、3.66%、4.17%；所有双 S形二元喷管红外辐射强度相对基准轴对称喷管均有明显下降，在喷管出口正后方降幅均达到 97%以上，全方位角降幅最小值均在 30％以上；所有双 S形二元喷管红外辐射强度空间分布规律基本相似，幅值差异在 15.8%之内。
双 S形二元喷管 推力 红外辐射 长径比 偏径比 serpentine 2-D nozzle thrust infrared radiation length-diameter ratio offset-diameter ratio
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
基于高反射膜层和Gires-Tournois(G-T)腔, 优化设计了一对低振荡高色散镜。该色散镜对的中心波长为800 nm, 能够在680~920 nm的带宽范围内提供-200 fs2的平坦的群延迟色散。基于双离子束溅射工艺, 利用Nb2O5和SiO2制备了低振荡高色散镜对, 并将其应用于800 nm钛宝石激光器系统。通过高色散镜对2次,100.8 fs 激光脉冲被压缩至19 fs。
薄膜 多层膜设计 干涉薄膜 脉冲压缩 钛宝石激光 中国激光
2018, 45(10): 1003001
南京航空航天大学能源与动力学院, 江苏 南京 210016
通过改变外涵流量, 实验研究了涵道比 0.3和 1时, 相同结构的二元俯仰矢量排气系统几何偏转 0°、10°、20°三种模型下壁面温度与红外辐射特征分布。结果表明: 涵道比 1相对涵道比 0.3时, 排气系统火焰稳定器下游壁面温度具有较大降幅, 隔热屏、收敛段、侧壁、扩张段壁面温度分别降低 170 K、317 K、227 K和 153 K; 涵道比 0.3时, 随着几何偏角增大, 排气系统红外辐射强度增大, 最大增幅 70.2%; 但涵道比 1时, 正好相反, 随着几何偏角增大, 排气系统红外辐射强度下降, 最大降幅 65%。涵道比增大, 排气系统红外辐射特征下降, 几何偏转 0°、10°、20°时, 正尾向分别降低 33.3%、42.1%、60.9%。
二元俯仰喷管 涵道比 矢量偏转 红外隐身 2D-CD nozzle bypass ratio vector deflection infrared stealth
南京航空航天大学 能源与动力学院, 江苏 南京 210016
为了研究波瓣混合器对排气系统红外特性的影响, 设计了波瓣数分别为12、15、18的波瓣混合器双S形二元排气系统, 通过数值计算研究了波瓣数对排气系统红外抑制效果的影响, 并与相应的环形混合器双S形二元排气系统对比。研究结果表明, 随着波瓣数的增加, 排气系统的推力略微升高, 最大差值在0.1%以内; 波瓣数越少, 排气系统内、外涵气流的热混合度越高, 尾喷流的最高温度和红外辐射强度越低, 波瓣数由18减少到12时, 喷流辐射强度最大降低了18.1%; 相比环形混合器双S形二元排气系统, 在侧向和下方探测面上纯喷流辐射的90°方位角, 三种波瓣数的波瓣混合器双S形二元排气系统辐射强度分别降低了20.9%和26.9%以上。因此, 为了得到更好的红外抑制效果, 建议使用较少波瓣数的波瓣混合器。
波瓣混合器 双S形二元喷管 红外辐射 波瓣数 lobed mixer serpentine 2-D nozzle infrared radiation lobe number 红外与激光工程
2017, 46(2): 0204004
南京航空航天大学 能源与动力学院, 江苏 南京 210016
通过模型实验和数值计算相结合的方法研究了带波瓣混合器的涡扇发动机排气系统的红外辐射特性, 并与相应的环形混合器排气系统对比。研究结果表明: 波瓣混合器可以有效的增强内、外涵气流的掺混作用, 降低尾喷流的温度,从而降低喷流红外辐射; 相比环形混合器排气系统, 波瓣混合器排气系统红外辐射强度在喷管正后方0°方位降低9%以上, 在侧向90°方位降低39%以上; 轴对称喷管壁面的低发射率高反射率对排气系统内部高温部件辐射的反射作用强烈, 对排气系统在40°~70°方位角的红外抑制效果不利, 因此, 对于涡扇发动机自身温度较低的喷管壁面, 建议使用高发射低反射特性的材料或涂层, 以增加排气系统的红外抑制效果。
涡扇发动机 红外辐射 波瓣混合器 排气系统 turbofan engine infrared radiation lobed mixer exhaust system 红外与激光工程
2017, 46(1): 0104003
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
设计了一套激光光束自动准直系统，能够高速、高精度地自动准直激光输出方向。该系统使用了由小孔衍射放大光束抖动的光路和互补金属氧化物半导体传感器组成的传感模块；系统的信号处理模块是以现场可编程门阵列芯片为核心的电路装置，可实现高速计算和反馈控制功能。软件方面，采用了自动定标的算法来确定自动准直过程中所需的驱动信号，可以使光路调节过程中的水平和竖直方向解耦合，提高了调节的精度和速度。该算法可以实现更高程度的自动化控制。设计了实验以验证自动准直系统性能，结果表明，该装置的调整精度为2.5 μm，反馈控制频率约为1 kHz，可显著降低频率在1 kHz以下的光束抖动。
光学设计 自动准直 光路模型 光电控制
