1 郑州大学郑州 450001
2 中国科学院高能物理研究所北京 100049
3 散裂中子源科学中心东莞 523803
微小角中子散射谱仪是中国散裂中子源（China spallation neutron source，CSNS）工程目前在建的谱仪之一，为了实现微小角散射模式下中子衍射的精确测量，要求中子探测器的位置分辨≤2 mm、探测效率≥60%@0.4 nm。在此物理精度需求下，研制了基于6LiF/ZnS（Ag）闪烁屏、波移光纤阵列和硅光电倍增管（Silicon Photomultiplier，SiPM）结构的位置灵敏型闪烁体探测器，以实现热中子的高效率和高分辨实时探测。探测效率测试以标准3He管的入射中子数归一化计算得到，位置分辨通过含有“CSNS”字样的含硼铝板验证。本文详细研究了0.5 mm直径波移光纤的光传输性能，对比了不同硅光电倍增管的增益和热噪声特性，并以此设计了有效面积为300 mm×300 mm的探测器工程样机。经测试，该探测器的位置分辨为1.2 mm×1.2 mm，探测效率为（61.8±0.2）%@0.4 nm，达到了工程设计指标，满足了CSNS工程微小角谱仪的中子衍射测量需求。
闪烁体探测器 硅光电倍增管 波移光纤 位置分辨 探测效率 Neutron scintillator detector Silicon photomultiplier Wavelength shift fiber Position resolution Detection efficiency
1 杭州电子科技大学自动化学院, 浙江杭州 310018
2 中国电子科技集团第 28研究所, 江苏南京 210007
红外摄像机虽然能够全天候 24 h工作, 但是相比于可见光摄像机, 其获得的红外图像分辨率和信杂比低, 目标纹理信息缺乏, 因此足够的标记图像和进行模型优化设计对于提高基于深度学习的红外目标检测性能具有重要意义。为解决面向监控应用场景的红外目标检测数据集缺乏的问题, 首先采用红外摄像机采集了不同极性的红外图像, 基于自研图像标注软件实现了 VOC格式的图像标注任务, 构建了一个包含行人和车辆两类目标的红外图像数据集( Infrared-PV), 并对数据集中的目标特性进行了统计分析。然后采用主流的基于深度学习的目标检测模型进行了模型训练与测试, 定性和定量分析了 YOLO系列和 Faster R-CNN系列等模型对于该数据集的目标检测性能。构建的红外目标数据集共包含图像 2138张, 场景中目标包含白热、黑热和热力图 3种模式。当采用各模型进行目标检测性能测试时, Cascade R-CNN模型性能最优, mAP0.5值达到了 82.3%, YOLO v5系列模型能够兼顾实时性和检测精度的平衡, 推理速度达到 175.4帧/s的同时 mAP0.5值仅降低 2.7%。构建的红外目标检测数据集能够为基于深度学习的红外图像目标检测模型优化研究提供一定的数据支撑, 同时也可以用于目标的红外特性分析。
红外图像 数据集 监控应用 深度学习 基准测试 infrared image, dataset, surveillance application,
1 江苏师范大学物理与电子工程学院, 徐州 221116
2 北京科技大学材料科学与工程学院, 北京 100083
3 徐州工程学院物理与新能源学院, 徐州 221000
4 江苏锡沂高新材料产业技术研究院, 徐州 221400
5 徐州康纳高新材料科技有限公司, 徐州 221400
透明陶瓷是一种具有广阔应用前景的无机非金属材料, 但以粉末烧结为主的传统制备策略存在依赖高质量原料粉体、需要长时间高温处理、设备和工艺复杂、生产成本高等技术限制。玻璃晶化法是通过调控晶化过程实现玻璃全部结晶并且获得透明陶瓷的新方法, 因其可以克服与传统透明陶瓷加工相关的技术困难, 并在合成高致密度、无气孔、非立方相、纳米结构透明陶瓷等方面具有独特的优势, 而受到人们的广泛关注。本文首先从玻璃晶化法制备氧化物透明陶瓷的工艺方法和组分体系两方面入手, 详细概述了该方法的发展历程和研究现状。接着, 指出了目前研究中存在的问题, 并对其未来发展前景进行了展望, 以期该方法能够广泛应用于制备下一代高性能透明陶瓷材料。
玻璃晶化法 玻璃 氧化物透明陶瓷 非立方相 纳米结构 组分体系 glass crystallization method glass oxide transparent ceramics non-cubic phase nanostructure component system
1 郑州大学物理学院 材料物理教育部重点实验室，河南 郑州 450052
2 河南超威光电科技有限公司，河南 郑州 450001
近年来，新兴的三元铜基卤化物（CsCu2I3）材料由于具有高荧光量子产率、环保无毒、环境稳定、成本低廉等诸多优点，在环保型发光二极管（LED）中的应用备受瞩目。然而，由于难以控制的结晶动力学，制备高质量的CsCu2I3发光层薄膜仍是一个巨大的挑战，这限制了LED器件性能的进一步提升。本文通过使用甲苯与甲醇混合溶剂作为反溶剂来增强反溶剂的钉扎效应，增加CsCu2I3晶体的成核密度，降低薄膜的晶粒尺寸，进而形成了光滑、致密的CsCu2I3纳米晶薄膜。此外，混合反溶剂策略可以有效增强辐射复合效率，显著提高CsCu2I3薄膜的发光性能，相比对照样品（只使用甲苯），混合反溶剂法所制备薄膜的荧光量子产率（PLQY）增加了1.5倍，激子束缚能从~201.6 meV提高至~234.5 meV。最终，相比对照器件，基于混合反溶剂策略的CsCu2I3基LED的最大亮度和最高外量子效率分别提高了5.5倍和1.6倍。本工作的研究结果不仅有助于加深对CsCu2I3薄膜制备过程中结晶规律的理解，而且有助于进一步推动基于CsCu2I3环境友好型LED器件性能的提升。
CsCu2I3 纳米晶薄膜 反溶剂 黄光LED CsCu2I3 nanocrystalline films anti-solvent yellow LED
1 季华实验室, 佛山 528200
2 新疆大学机械工程学院, 乌鲁木齐 830017
3 佛山科学技术学院机电工程与自动化学院, 佛山 528000
4 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室, 西安 710049
利用光固化技术制备的生物玻璃陶瓷骨植入物在骨修复领域具有许多优势, 然而生物玻璃陶瓷受粉体粒度的影响, 在光固化打印工艺、结构、力学性能和生物性能等方面存在较大的差异。本文以光固化3D打印过程中粒度的变化为切入点, 制备了两种不同粒度粉体的生物玻璃陶瓷浆料, 分别对生物玻璃陶瓷浆料的稳定性、流变特性和固化特性进行了表征, 根据TG-DSC曲线绘制了脱脂烧结曲线并对骨支架的表面质量、结构和力学性能进行了评价, 最后通过颅骨修复试验对降解性能进行了分析。结果表明: 小粒度粉体的浆料稳定性较好, 黏度较高, 对应的固化厚度和过固化宽度也较小; 小粒度粉体制备的骨支架表面质量、结构致密化程度和弯曲强度均优于大粒度粉体制备的骨支架, 但降解速率较低, 植入体内2个月后有新骨长入骨支架孔隙。本研究对不同粒度粉体的生物玻璃陶瓷骨支架制备具有指导意义, 有助于推动基于粒度分布的梯度可控降解骨支架的开发和应用。
生物玻璃陶瓷 骨支架 光固化技术 3D打印 粒度 降解性能 bioglass ceramics bone scaffold photocuring technology 3D printing particle size degradation performance
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 100191
回音壁模式微腔具有高品质因子、小模式体积、低非线性阈值特性，与自注入锁定技术相结合可以实现激光稳频与线宽压缩，因此在激光陀螺、激光测距、相干光通信等领域具有潜在的应用价值。随着回音壁模式微腔制作工艺的不断突破，实现高集成度、稳定、低噪声、宽波长覆盖范围的光源成为研究热点。综述了基于回音壁模式微腔的激光自注入锁定技术近年来的研究进展。首先，详细介绍了回音壁模式微腔的关键参数，包括谐振波长、自由光谱范围、品质因子和模式体积；其次，分析了基于回音壁模式微腔的激光自注入锁定技术的机理，并综述了其在窄线宽激光器中的应用；随后，分析了回音壁模式微腔的非线性特性，并且介绍了由四波混频效应引起的光频梳的特性；同时，以片上集成的回音壁模式微腔为主要研究对象，阐述了自注入锁定光频梳的研究进展；最后对回音壁模式微腔在激光技术领域中的发展趋势进行了展望。
非线性光学 微腔 激光技术 激光注入锁定 四波混频 中国激光
2022, 49(19): 1901001
桂林师范高等专科学校 物理与工程技术系, 广西 桂林 541199
为了说明线性啁啾光纤光栅能成为色散补偿技术发展的重要方向, 介绍了一种光纤光栅的耦合模理论模型, 提出了用于色散补偿的自构变迹函数线性啁啾光纤光栅, 并对线性啁啾光纤光栅与用于色散补偿的高斯变迹函数线性啁啾光纤光栅的反射谱及时延特性进行了数值仿真。仿真结果表明, 自构变迹函数下的线性啁啾光纤光栅对光纤色散具有更好的补偿效果。
光纤光栅 色散补偿 啁啾 变迹 fiber grating, dispersion compensation, chirp, apo
杭州电子科技大学自动化学院，浙江 杭州 310018
针对无人机图像背景复杂、分辨率高、目标尺度差异大等特点，提出了一种实时目标检测算法YOLOv5sm+。首先，分析了网络宽度和深度对无人机图像检测性能的影响，通过引入可增大感受野的残差空洞卷积模块来提高空间特征的利用率，基于YOLOv5s设计了一种改进的浅层网络YOLOv5sm，以提高无人机图像的检测精度。然后，设计了一种特征融合模块SCAM，通过局部特征自监督的方式提高细节信息利用率，通过多尺度特征有效融合提高了中大目标的分类精度。最后，设计了目标位置回归与分类解耦的检测头结构，进一步提高了分类精度。采用VisDrone无人机航拍数据集实验结果表明，提出的YOLOv5sm+模型对验证集测试时交并比为0.5时的平均精度均值(mAP50)达到了60.6%，相比于YOLOv5s模型mAP50提高了4.8%，超过YOLOv5m模型的精度，同时推理速度也有提升。通过在DIOR遥感数据集上的迁移实验也验证了改进模型的有效性。提出的改进模型具有虚警率低、重叠目标识别率高的特点，适合于无人机图像的目标检测任务。
