胡兴 1,3,4杨尚斌 1,3,4,*季凯帆 2,4林佳本 1,3,4[ ... ]王全 1,3,4
1 中国科学院国家天文台，北京 100101
2 中国科学院云南天文台，云南 昆明 650217
3 中国科学院太阳活动重点实验室，北京 100101
4 中国科学院大学，北京 100049
滤光器型磁像仪在固定波长点观测时，受到温度变化、机械误差等因素影响，观测波长点发生偏移。传统的波长点定标方法通过拟合谱线轮廓来对观测点进行定标，耗时多且无法实时校正观测波长点。为此提出一种基于神经网络的观测波长点的高效定标方法。该方法首先通过分析不同波长点处的图像特征差异，设计一套有效的数据预处理方案；然后通过机器学习下的神经网络建立起实时观测图像与对应观测波长点的非线性关系。方法验证和实际测试的结果表明该方法比现有的方法快100多倍，同时可监测仪器运行状态。最后，针对磁像仪系统频繁维修后需重新训练网络的问题，给出克服系统变化的方案。该方法可实现滤光器位置实时定标，有效减少定标过程中电机频繁旋转带来的滤光器工作寿命缩短现象，提高地面和空间太阳磁场观测的效率和稳定性。
测量 滤光器型磁像仪 波长点定标 预处理 机器学习 中国激光
2023, 50(13): 1304005
山东理工大学资源与环境工程学院, 淄博 255000
无水碳酸镁晶体作为一种新型无机功能材料引起了研究者们的广泛关注。以氯化镁为原料, 碳酸钠为沉淀剂, 合成了无水碳酸镁晶体, 再以甘氨酸、组氨酸、丙氨酸及L-天门冬氨酸四种不同种类氨基酸作为添加剂, 调控其结晶的粒度及形貌。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光粒度分析仪对合成产物进行表征, 分析不同种类氨基酸对合成的无水碳酸镁晶体物相结构和形貌的影响。结果表明: 在组氨酸调控下合成的无水碳酸镁结晶纯度高, 生成的产物中n(Mg2+)∶n(CO2-3)为1∶0.94; L-天门冬氨酸调控合成的晶体纯度次之; 甘氨酸和丙氨酸调控合成的晶体中掺杂大量碱式碳酸镁晶体。在组氨酸、L-天门冬氨酸、甘氨酸及丙氨酸四种氨基酸调控作用下, 晶体结晶形貌依次呈凸面球三角形状、近球状、球状及不规则状, 且无水碳酸镁晶体粒径分布均呈先上升后振荡下降最后小粒径拖尾的趋势。以上研究结果为无水碳酸镁晶体的仿生合成提供了参考。
氨基酸 官能团 无水碳酸镁 粒度分布 水热合成 微观结构 amino acid functional group anhydrous magnesium carbonate particle size distribution hydrothermal synthesis microstructure
1 大连理工大学能源与动力学院, 辽宁 大连 116024
2 大连理工大学物理学院三束材料改性教育部重点实验室, 辽宁 大连 116024
大气压氩等离子体射流是一种非平衡等离子体, 能够产生大量的电子、 离子、 激发态粒子和活性基团, 在燃烧过程中这些粒子的参与能够大大降低化学反应的活化能, 而等离子体射流的动力学效应影响粒子输运过程, 使得等离子体射流具有一定程度的辅助燃烧效果。 本实验通过发射光谱测量, 分别识别出了在非预混和预混的甲烷燃烧过程参与燃烧的中间物种(OH, CH和C2), 测量了这些自由基的发射光谱强度随着外部控制变量(放电电压、 混合当量比)变化的规律。 对于非预混情况, 实验发现随着产生等离子体射流放电电压的增大, 火焰总体长度变短, 火焰面出现褶皱, 火焰根部蓝色区域面积不断扩大, 在22 kV时, 大约占总火焰面积的1/2。 对火焰根部的发射光谱测量结果表明, 当电压达到16 kV时, 发射光谱明显增强, 而当电压进一步增大到22 kV时, 这些自由基粒子的光谱强度却出现下降, 这归因于在等离子体产生的电离风作用下管内气体流速增大, 导致燃烧区发生移动远离喷口, 使采集到的火焰根部区域变小造成的。 另外, 研究了在不同的燃料当量比下等离子体射流对预混气体助燃的过程, 实验发现燃料当量比为2时, OH(A-X)的光谱发射强度随电压的增大而增强而CH(A-X)和C2(d)的发射强度在等离子体射流直接作用的情况下减小, 反映了在氩等离子体射流参与助燃下燃烧变得更加充分了。 实验发现等离子体射流产生大量的自由基以及等离子体电离风对混合过程的影响能够对燃烧过程产生明显影响。
大气压 等离子体射流 助燃 甲烷 发射光谱 Atmospheric pressure Plasma jet Assisted combustion Methane (CH4) Optical Emission spectroscopy (OES) 光谱学与光谱分析
2021, 41(10): 3251
1 中国华能集团 清洁能源技术研究院有限公司，北京 102209
2 北京理工大学 材料学院，北京 100081
电子传输层对于钙钛矿太阳能电池载流子的抽取与传输起着至关重要的作用，氧化锡由于其优异特性被作为电子传输层广泛应用于正式平板结构钙钛矿太阳能电池中。而目前制备氧化锡薄膜的工艺方法无法满足大面积、自动化等工业需求，亟待发掘新的工艺手段。为解决此问题，本文使用喷涂法成功制备了高质量的氧化锡薄膜。实验结果表明，基于喷涂法制备氧化锡薄膜的钙钛矿太阳能电池对于氧化锡薄膜的厚度有较高的依赖性，通过优化薄膜厚度，电池的光电转化效率可达到1572%; 喷涂得到的氧化锡薄膜存在咖啡环现象，使得串联电阻提高，限制了光电转化效率，但可以通过进一步细化液滴来解决。本文为钙钛矿产业化进程中高质量氧化锡薄膜的制备提供了新的思路与方法。
钙钛矿太阳能电池 电子传输层 氧化锡 喷涂法 perovskite solar cells electron transport layer tin oxide spraying-coating method
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
建立了熔石英元件修复点交联分布数值模拟模型,利用标量衍射理论结合快速傅里叶变换算法,分析了351 nm激光辐照下修复区域对下游光传输的调制影响。研究结果表明,交联修复区域对下游光传输的调制主要受修复点间交联程度的影响,随着交联程度的增大,调制光场极大值迅速增大后快速减小,其分布位置先逐渐靠近后迅速远离修复元件出光面。光场调制随着传输距离的增大先快速增大后迅速减小。优化交联修复区域形貌结构参数可有效避免下游元件发生级联损伤。
激光光学 熔石英 光传输 CO2激光损伤修复 标量衍射理论
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
在常压百级洁净度环境下，采用三种不同折射率的SiO2溶胶在熔石英基底上涂制四种不同薄膜，利用光学理论计算模拟了三种胶体涂制的膜层稳定性，通过实验考查了膜层光学指标随时间的变化规律。SiO2薄膜能够显著提升光学元件透射率，但由于膜层表面的大量羟基及其多孔结构，SiO2薄膜易吸附周围环境中的有机污染物及水分填充膜层孔隙，从而导致膜层折射率发生变化，影响膜层透射率、反射率等光学性能。实验结果发现，三种溶胶凝胶化学膜在常压百级环境中的有效期为80 d(绝对变化率小于0.1%)，且三种胶体涂制的膜层稳定性由高到低依次为折射率1.19,1.15,1.25的膜层。
SiO2薄膜 常压 百级环境 透射率 反射率 折射率 SiO2 coating atmosphere ISO Class 5 cleanroom transmittance reflectance refractive index 强激光与粒子束
2018, 30(5): 052001
1 西南科技大学 材料科学与工程学院, 四川 绵阳 621010
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
为了探寻熔石英表面痕量杂质元素种类以及随HF酸蚀刻过程中的变化情况，用质量分数为1%HF酸溶液对熔石英进行长达24,48,72,96 h的静态蚀刻实验。结合飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）和X射线光电子能谱（XPS）测试分析结果发现，熔石英试片表面的痕量杂质元素主要含有B,F,K,Ca,Na,Al,Zn和Cr元素，其中绝大部分都存在于贝氏层中，在亚表面缺陷层检测到有K,Ca元素。所含有的K,Na杂质元素会与氟硅酸反应生成氟硅酸盐化合物。分析表明，在HF酸蚀刻的过程中一部分杂质元素将被消除，一部分杂质元素和生成氟硅酸盐化合物会随着蚀刻液逐渐从熔石英表面向表面纵深方向扩散并被试片吸附沉积，且随着深度的加深各元素的相对含量逐渐减少。
熔石英 静态蚀刻 杂质元素 TOF-SIMS结果 XPS结果 fused silica static etching impurity elements TOF-SIMS results XPS results 强激光与粒子束
2016, 28(8): 28081004
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 研究生院, 北京100088
建立了不同类型熔石英元件损伤修复坑形貌的三维模型，利用标量衍射理论并结合快速傅里叶变换算法研究了在351 nm激光辐照下修复坑形貌对光传输的影响规律。研究表明，无论是锥形、抛物形或是高斯形修复坑形貌，均会产生离轴位置的环形光场调制增强区，其环形调制极大值均主要受修复坑深度影响，随着修复坑深度的增大而增大，而其分布位置随着修复坑深度的增加逐渐靠近修复元件后表面，随着修复坑底面半径的增大而远离修复元件后表面; 同时，当修复坑深度与底面半径一定时，三类修复坑形貌中以抛物形修复坑形貌最为理想。
熔石英 调制 CO2激光损伤修复 形貌 标量衍射理论 fused silica modulation CO2 laser processing morphology scalar diffraction theory 强激光与粒子束
2016, 28(5): 051002
