1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西 西安 710119
2 哈尔滨工程大学青岛创新发展基地，山东 青岛 266000
3 μm 波段光纤激光因在环境监测、医疗成像、科 学研究和工业加工等多个领域中的应用潜力而备受关 注。近年来，国际研究机构在 3 μm 波段光纤激光器的 大 功 率 、全 光 纤 化 等 方 面 取 得 了 显 著 的 研 究 进 展 。 2022 年，加拿大拉瓦尔大学基于增益光纤中直接刻写 的光纤光栅实现了全光纤结构，获得了最大输出功率 达到 14.9 W 的 3.5 μm 光纤激光。由于中红外光栅刻 写技术（耐高功率性能、光栅对的波长匹配性能等）相 对落后，国内在 3 μm 波段光纤激光器功率提升和集成 化方面的研究明显滞后。目前国内公开报道的该波段 激光的最高输出功率为天津大学团队采用空间光路结 构实现的 7.2 W，尚无 10 W 级 3.5 μm 全光纤激光输出 的研究报道。近期，中国科学院西安光学精密机械研 究所基于自制的中红外氟化物光纤光栅，在优化异质 光纤熔接与热管理技术的基础上，实现了 3.5 μm 全光 纤激光输出，功率为 10.1 W，斜率效率达 41.7%。
光子学报
2023, 52(11): 1106003
1 中国原子能科学研究院北京 102413
2 中国计量科学研究院北京 100029
为分析三双符合比-切伦科夫（TDCR (Triple-to-double Coincidence Ratio)-切伦科夫）方法中壁效应对效率计算的影响。首先，对β粒子在溶液到瓶壁过程的输运进行分段分析，得到不同能量的粒子在不同材料中的沉积能谱与所产生的切伦科夫光子数的关系式，并对其进行了计算上的简化，进一步完善TDCR-切伦科夫效率的计算模型；之后利用Geant4计算了β在介质和瓶壁中的沉积谱，得到考虑了壁效应的切伦科夫光子数与β能量的关系曲线以用于对核素的效率计算；最后开展了多种纯β核素的实验测量以验证考虑壁效应后的计算模型的准确性。结果显示：考虑壁效应后的TDCR-切伦科夫方法与液闪方法的结果在不确定度范围内一致，且对高能β核素，其结果与液闪之间的相对偏差由原方法的0.47%降低至0.02%（90Y），0.64%降低至-0.16%（32P），表明考虑壁效应后的TDCR-切伦科夫方法对高能β核素的测量结果更准确。
TDCR 切伦科夫 壁效应 放射性活度 TDCR Čerenkov Wall effect Activity
1 华侨大学 土木工程学院, 福建 厦门 361021
2 福建省智慧基础设施与监测重点实验室(华侨大学）, 福建 厦门 361021
3 中建二局第一建筑工程有限公司, 广东 深圳 518003
4 西安交通大学 电子与信息学部, 陕西 西安 710049
套筒灌浆连接是当前装配式建筑中受力钢筋的主要连接方式, 其灌浆质量是影响装配式混凝土结构性能的关键因素之一。运用压电陶瓷材料的驱动和传感功能, 该文提出了一种基于波动分析的套筒灌浆缺陷主动检测方法, 并通过试验验证其可行性, 通过数值模拟分析其机理。在套筒连接钢筋表面粘贴压电片, 测量健康试件和设置有不同尺寸缺陷试件上压电陶瓷传感器的输出信号, 并对小波包能量进行分析和比较。结果表明, 灌浆缺陷导致压电陶瓷传感器输出信号的电压幅值增大, 小波包能量指标与套筒灌浆缺陷尺寸大小相关。该法能对套筒内灌浆缺陷进行有效检测。
装配式钢筋混凝土结构 套筒灌浆缺陷 压电陶瓷 波动测量 小波包能量 试验研究 prefabricated reinforced concrete structures sleeve grouting defects piezeoelectric ceramics stress wave measurement wavelet packet energy experimental study
1 吉林大学地球探测科学与技术学院, 吉林 长春 130026
2 吉林建筑大学测绘与勘查工程学院, 吉林 长春 130118
基于月球样品反射光谱的月表矿物识别和成分反演能力受到月球环境的严重影响, 仅限于月球表面5％的成熟度较低的区域。 相比之下, 包含大量硅酸盐矿物的月球样品发射光谱不仅光谱特征明显, 而且受月表大气、 温差和真空等环境的影响较小, 是研究月表成分和物理特性的新途径。 因此, 对于嫦娥五号月球探测器采集的月球实地样品的发射光谱测量不仅可用于月表硅酸盐类矿物的成分分析, 而且可以作为遥感研究中可见光-近红外光谱的有效补充。 但是, 实验室发射光谱测量中最大的难题是寻找最佳的实验方法和仪器, 以便获得准确可靠的光谱数据。 研究以模拟月壤样品为测量对象, 分别在实验室大气、 氮气冷背景和模拟真空环境中, 利用TurboFT 102F和Bruker VERTEX 70V两种仪器, 设计和实施了傅里叶光谱法、 独立黑体法和反射率法三种发射率测量实验, 并利用误差传播定律和已有Apollo样品发射率光谱对实验获得的发射率光谱进行了精度分析与评定。 发现在异常复杂和困难的模拟月球真空测量环境构建完成之前, 密闭实验室环境中的反射率法发射率光谱特征最明显, 测量精度最高, 可以作为目前月球样品发射率光谱测量的最佳选择。 研究希望能为嫦娥五号采集的月球样品发射率光谱测量实验提供理论基础和技术参数。
热红外光谱 月球模拟样品 精度评定 嫦娥五号 Thermal infrared spectra Lunar simulated sample Accuracy evaluation Chang’e 5 光谱学与光谱分析
2018, 38(9): 2866
1 吉林大学地球探测科学与技术学院, 吉林 长春 130026
2 吉林建筑大学测绘与勘查工程学院, 吉林 长春 130118
尺度问题作为对地观测的主要挑战和遥感科学的核心问题, 一直以来备受关注.国内外学者对这一问题进行了大量的基础理论研究和科学验证工作, 探讨和解决了许多与遥感尺度相关的核心问题.当然, 在遥感探测内容中, 发射率和温度遥感中也存在明显的尺度问题.以往混合像元发射率尺度问题的研究往往集中于地球表面, 幸运的是, 月球为我们研究这一问题提供了绝佳的对象.同时, 伴随着Diviner热辐射探测器月表测量数据的不断更新, 混合像元中发射率尺度问题的具体研究及其定量描述逐渐变为可能.本文以月表Diviner热红外测量数据为基础, 在充分研究和分析Diviner数据特征和发射率计算方法的前提下, 以不同尺度下的Apollo 15登月区或者登月点热红外发射率为研究对象, 依据混合像元发射率定义, 分析和研究了混合像元中发射率的尺度转换和尺度效应两个问题, 从发射率数值角度出发讨论和验证了尺度变换和尺度效应的一般规律, 并给出定量描述, 希望能够为尺度变换和尺度效应等问题的研究提供理论支持和实验依据.
发射率 尺度转换 尺度效应 定量描述 emissivity Diviner Diviner scale transformation scale effect quantitative description
1 吉林大学 地球探测科学与技术学院, 吉林 长春 130026
2 吉林建筑大学 测绘与勘查工程学院, 吉林 长春 130118
Diviner在7年多的运行时间内, 共获得了超过3.3×1011个辐射亮度测量值.这些数据除了具有的推扫性、条带性和少量的“坏点线”与“故障”等特征外, 在一个月球日内呈现白天正午前后和整个夜晚亮温值变化幅度相对均匀, 上下午尤其是日出和日落前后亮温值变化剧烈的规律.利用昼夜分段亮温拟合模型, 结合数值模拟、奇异值剔除、分段拟合和纬向校正等方法获得了虹湾地区6个时刻的高分辨率和高覆盖度的亮温分布.结果表明, 白天的亮温与太阳辐射通量值计算的温度值相接近, 敏感于地形起伏、物质混合和通道光度计特性等因素, 最高和最低亮温分别出现在朝向赤道方向的山坡和落差最大的撞击坑中心位置；夜晚的亮温敏感于视场内物质的热物理属性差异, 变化幅度由上半夜的相对剧烈逐渐过渡到下半夜的趋于均匀.文章揭示了月表热能量交换规律, 解释了复杂和异常月表热红外环境的本质, 提供了一个关于无大气星体的风化层如何存储热红外辐射能量以及与空间环境进行能量交换的新视角.
热红外 亮温 时空分布 虹湾 thermal infrared brightness temperature temporal-spatial distributions sinus Iridum Diviner diviner
