1 安徽省人工影响天气办公室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所大气物理化学研究室, 安徽 合肥 230031
3 中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室, 广东 广州 510640
4 广东省环境科学研究院, 大气环境研究所, 广东 广州 510045
5 粤港澳生态环境科学中心, 大气光化学联合研究实验室, 广东 广州 511363
吸湿性是大气颗粒物最重要的物理化学性质之一，直接影响着实际大气条件下气溶胶的粒径、形貌、成分、化学反应活性和光学性质，从而最终影响着气溶胶的环境与气候效应。现有的吸湿性测量技术大多需要假设颗粒物为球形，且灵敏度较低，无法准确测定非球形颗粒物或吸湿性较低颗粒物的吸湿性。蒸汽吸附分析仪通过测量颗粒物的质量随相对湿度的变化来研究其吸湿性，这种新方法不仅对颗粒物的形貌没有要求，而且具有卓越的灵敏度。本文首先介绍了这种气溶胶吸湿性测量新方法的工作原理和技术特点，然后重点介绍了这种新方法在大气科学、地球与行星科学、医用气溶胶等多个领域中的应用。最后，在简要总结蒸汽吸附分析仪在大气颗粒物吸湿性研究上的优越性和局限性的基础上，对未来可开展的吸湿性研究工作提出了一些设想。
吸湿性 蒸汽吸附分析仪 大气科学 地球与行星科学 医用气溶胶 hygroscopicity vapor sorption analyzer atmospheric science earth and planetary science medical aerosol particles
安徽省人工影响天气办公室, 安徽 合肥 230031
为合理评估水汽资源，利用大气红外探测仪 (AIRS) 和先进微波探测器 (AMSU) 联合反演的2006―2015年AIRS L2标准反演产品AIRX2RET V006，研究了安徽淮北地区水汽分布和变化特征，重点分析了该地区整层大气可降水量和若干层累积水汽月均值、季均值的年际变化，以及水汽和温度的关系。研究发现：从2006年到2015年这10年间，淮北地区月平均整层大气可降水量呈现逐年减小的趋势。1000～850、850～500和500～100 hPa层累积水汽和整层大气可降水量四季分布一致，呈现夏季 > 秋季 > 春季 > 冬季。四季整层大气可降水量与三层累积水汽年际变化也呈现出较高的一致性，表现为夏季逐年变化相对较大，呈线性减小趋势；秋季次之，除500～100 hPa 层外，在2006至2011年期间呈现逐年线性增大趋势；春、冬两季年际变化相对较小，且无明显的线性关系。
水汽 卫星观测 淮北地区 water vapour satellite observation Huaibei area 大气与环境光学学报
2023, 18(3): 269
1 电子科技大学 资源与环境学院，四川 成都 610054
2 上海空间推进研究所 上海空间发动机工程技术研究中心，上海 201112
目前，电弧激励器的仿真研究仅局限于得到激励器产生的等离子体的电势、压力、温度和速度等工作特性，而其有关的等离子体状态参数仅限于用光谱诊断其电子温度和电子密度等，二者是分立的，本文试图将其二者统一起来。本文设计了电弧射流等离子体激励器，采用有限元法求解非线性多物理场方程，对此电弧射流等离子体激励器的工作特性进行了数值模拟，得到了激励器内部的电势、压力、温度和速度分布，并在此基础上计算了电子密度，由激励器工况得到了激励器等离子体状态参数（电子温度和电子密度）的仿真计算模型。然后采用发射光谱诊断方法对射流等离子体进行了光谱诊断，利用分立谱线的强度比例法对等离子体电子密度进行计算。结果表明：电弧等离子体激励器诊断实验得到的最高电子温度为10505.8 K，最大电子密度为5.75×1022 m−3。对于不同工况下的等离子体电子温度和等离子体密度，实验和仿真结果数值均随入口气体流量增大及放电电流的增大而增大。表明对于所设计的小型化、高射流速度的电弧射流激励器等离子体状态参数的仿真计算模型是合理且适用的。说明将激励器工作特性仿真与光谱诊断的电子温度、密度统一考虑是基本成功的，同时还有值得进一步改进的地方。
发射光谱 光谱学 电子密度 电弧激励器 emission spectrum spectroscopy electron density arc actuator
1 电子科技大学 资源与环境学院，成都 611731
2 上海空间推进研究所上海空间发动机工程技术研究中心，上海 201112
为了在高超声速飞行器减阻中达到更好的减阻效果，设计了一种电弧射流等离子体激励器。采用有限元法求解非线性多物理方程，对此电弧射流等离子体激励器的工作特性进行了数值模拟，得到了激励器内部的电势、压力、温度和速度分布，综合分析了进气口气体速度、放电电流、激励器管道半径对电势、压力、温度和速度分布的影响。获得了全面的影响规律，通过仿真结果还得到：电弧射流等离子体激励器可产生最高温度为8638 K、最高速度为655 m/s的等离子体射流。当电流20 A，进气速度0.5 m/s，管道半径2.5 mm时，所需功率最小；当电流20 A，入口气体流速5 m/s，管道半径2.5 mm时，出口处平均温度最高；当电流20 A，进口气体速度10 m/s，管道半径2.5 mm时，出口处平均速度最大。并对仿真得到的放电电压进行了实验验证，在等离子体参数相似的情况下，实验结果与仿真结果吻合较好。
减阻激励器 等离子体 电弧放电 数值模拟 等离子体炬 drag reduction actuator plasma arc discharge numerical simulation plasma torch 强激光与粒子束
2022, 34(6): 065003
Author Affiliations
Abstract
1 School of Resources and Environment, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China
2 Shanghai Institute of Space Propulsion, Shanghai Engineering Research Center of Space Engine, Shanghai 201112, China
In this paper, a new optical analysis method for plasma characterization is proposed. Plasma characteristics are obtained directly by measuring the plasma luminous color, rather than the complex spectral diagnosis method, which is difficult to obtain at high speed. By using the light transmittance curve of the human cornea, the RGB coordinates are calculated from the measured plasma spectrum data. Plasma characteristics are diagnosed using the Boltzmann plot method and the Stark broadening method. The corresponding relationship of the electron temperature, electron density data points, and luminous color is established and analyzed. Our research results indicate that this optical analysis method is feasible and promising for fast plasma characterization.
optical analysis method plasma characteristics spectral diagnosis high-speed miniaturized actuator Chinese Optics Letters
2022, 20(7): 073001
Author Affiliations
Abstract
1 College of Physics and Electronics, Center of Light Manipulations and Applications, Shandong Normal University, Jinan 250014, China
2 Shandong Provincial Key Laboratory of Optics and Photonic Device, Jinan 250014, China
In this paper, we report a passively mode-locked (Nd:YSAG) laser using a periodically poled (PPLN) superlattice. Nonlinear mirror mode locking based on PPLN intracavity frequency doubling was theoretically analyzed. The modulation depth of nonlinear reflectivity of the nonlinear mirror is approximately 8.8%. Optical performances of the mode-locked laser including output power, radio frequency spectrum, and optical spectrum were experimentally investigated. An average output power of 710 mW with a slope efficiency of 14.6% was obtained at the pump power of 6.5 W. The repetition rate is 101.7 MHz, and the signal-to-noise ratio of the mode-locked pulse is 45 dB. The mode-locked pulse width was approximately 9 ps.
Nd:YSAG periodically poled LiNbO3 superlattice passively mode-locked laser Chinese Optics Letters
2021, 19(9): 091403
1 国标（北京）检验认证有限公司珠宝玉石实验室, 北京 100088
2 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室, 北京 100083
波罗的海琥珀是松科松属或雪松属、 南洋杉科贝壳杉属或金松科金松属古植物的液态树脂经过多种地质作用后形成的石化树脂, 其主要化学成分为具有“规则构型”的半日花烷型双萜化合物的聚合物, 同时含有大量琥珀酸（丁二酸）。 多种原因导致波罗的海琥珀的原材料价格发生波动, 其热优化品在市场上不断涌现。 热优化波罗的海琥珀与天然波罗的海琥珀在市场价格、 收藏价值等方面存在较大差异, 已引起琥珀爱好者和研究者的广泛注意。 选取具有代表性外观的天然波罗的海琥珀样品, 将其分切成尺寸相同的两套, 每套6块。 其中一套通过不同实验条件得到了热优化波罗的海琥珀样品（金包蜜、 金珀、 花珀、 血珀、 老蜜蜡和白蜡）。 通过红外光谱测试分析, 获得了热优化波罗的海琥珀的红外光谱特征。 将其与天然波罗的海琥珀进行区分, 结果显示, 氮气环境或有氧环境中热优化的波罗的海琥珀样品发生了聚合反应和酯化反应, 弱酸性水溶液中热优化的琥珀样品发生了聚合反应和水解反应。 可通过公式Ratio(I1)=A羧酸羰基CO伸缩振动1 710 cm-1/ACH不对称弯曲振动1 456 cm-1来判定波罗的海琥珀是否经过热优化, 此方法只适用于鉴别金包蜜、 金珀、 花珀、 老蜜蜡和血珀。 当I1值≥1时, 样品未经过热优化; 当I1值＜1时, 样品经过热优化。 白蜡不可通过计算I1值来判定是否经过热优化。 拉曼光谱测试结果显示, 热优化后的波罗的海琥珀成熟度有不同程度的增高, 成熟度由高至低的是老蜜蜡、 血珀、 花珀、 金珀、 白蜡和金包蜜。 研究结果可为鉴别热优化波罗的海琥珀、 提高琥珀原石利用率及琥珀博物馆预防性保护技术的发展提供科学依据。
波罗的海琥珀 热优化 红外光谱 拉曼光谱 Baltic ambers Thermal optimization Infrared spectra Raman spectra 光谱学与光谱分析
2021, 41(4): 1300
西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室, 陕西 西安 710049
振镜扫描系统因其具有高速和高精度等优点被广泛应用于激光快速成型、激光精密打标和激光扫描测量等诸多领域,但因振镜系统的引入而存在系统测量误差。鉴于此,首先搭建线激光一维振镜扫描系统并采用双棋盘格标定板的标定方法对系统进行标定,然后建立系统的误差模型并对扫描过程中的测量误差进行理论分析,最后针对振镜转角误差提出一种基于查表法的补偿方法。实验结果表明,当测量工作距离为250 mm左右时,误差补偿后,中心距离的方均根误差从0.733 mm降低至0.061 mm,标准差从0.200 mm降低至0.060 mm,说明该方法能够显著提高系统的测量精度和鲁棒性。
机器视觉 误差补偿 振镜扫描 线结构光测量 光学学报
2020, 40(23): 2315001
1 中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室, 北京 100083
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院, 北京 100049
3 光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津 300308
4 山西大学物理与电子工程学院固体量子材料中心实验室, 山西 太原 030006
5 北京量子信息科学研究院, 北京 100193
设计制备了GaSb基I型InGaAsSb量子阱激光器,其激射波长为2。75 μm。五元势垒材料AlGaInAsSb有效降低了势垒的价带能级并提高了价带带阶,使量子阱发光波长红移至2。75 μm波段。通过优化分子束外延生长参数,得到了高发光效率的量子阱激光器外延材料,在此基础上设计并制备了腔长为1。5 mm、脊宽为50 μm、中心波长为2。75 μm的法布里-珀罗腔结构的激光器;所设计激光器可以实现室温连续激射,其最大输出功率为60 mW,阈值电流密度为533 A·cm -2。
激光器 锑化物 五元势垒量子阱 中红外波段
