1 武汉理工大学土木工程与建筑学院, 武汉 430070
2 武汉理工大学三亚科教创新园, 三亚 572000
3 武汉理工大学材料科学与工程学院, 武汉 430070
胶凝材料的氯离子固化能力是影响海工混凝土结构服役寿命的关键影响因素。选用亚硝酸钙作为额外钙相, 偏高岭土或纳米氧化铝作为额外铝相, 探究了钙相和铝相对碱矿渣胶凝材料水化产物、氯离子固化能力和宏观性能的影响。结果表明: 亚硝酸钙和铝相的掺入有效促进了胶凝材料的化学反应和氯离子固化能力, 胶凝材料的固氯量相较对照组提高了11.5%~34.8%; 体系中的m(Ca)/m(Al)值对氯离子固化能力有重要影响, m(Ca)/m(Al)值的降低导致AFm相、C-(A)-S-H凝胶等产物生成量增加; 亚硝酸钙的掺量存在极值, 若掺量过高会对材料强度造成不利影响, 但纳米氧化铝的加入可在一定程度上弥补这一缺陷。
碱矿渣 亚硝酸钙 偏高岭土 纳米氧化铝 AFm相 氯离子固化 alkali activated slag calcium nitrite metakaolin nano alumina AFm phase chloride binding
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Semiconductor Materials Science, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing Key Laboratory of Low Dimensional Semiconductor Materials and Devices, Beijing 100083, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Division of Quantum Materials and Devices, Beijing Academy of Quantum Information Sciences, Beijing 100193, China
We demonstrated an electrically pumped InP-based microcavity laser operating in continuous-wave mode. The active region is designed with antimony surfactants to enhance the gain at 2 μm, and a selective electrical isolation scheme is used to secure continuous-wave operation for the microcavity laser at room temperature. The lasers were fabricated as a notched elliptical resonator, resulting in a highly unidirectional far-field profile with an in-plane beam divergence of less than 2°. Single-mode emission was obtained over the entire dynamic range, and the laser frequencies were tuned linearly with the pumping current. Overall, these directional lasers pave the way for portable and highly integrated on-chip sensing applications.
whispering-gallery mode continuous-wave operation electrical isolation directional emission Chinese Optics Letters
2023, 21(4): 041405
武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉 430070
本文对比研究了不同礁石骨料包浆预处理方法以及高性能包浆胶凝材料对礁石骨料物理性质、氯离子溶出行为以及力学性能的影响; 并将包浆预处理后的礁石骨料用于制备礁石混凝土, 讨论了包浆预处理和骨料替代率对礁石混凝土力学性能、氯离子渗透特性以及体积稳定性的影响。结果表明, 包浆静置后烘干较包浆后自然风干与包浆后标准养护的预处理方式具有最好的骨料改性效果, 礁石骨料的空隙率、吸水率、压碎值以及氯离子溶出特性等均被优化。当礁石骨料以20%、40%、60%体积替代率掺入混凝土中时, 包浆礁石混凝土28 d抗压强度较未包浆礁石混凝土分别提高了6.67%、15.40%、20.05%, 氯离子扩散系数分别降低了6.25%、17.31%、38.10%, 干燥收缩率分别降低了5.81%、17.05%、24.43%。礁石骨料经过包浆后改变了其与水泥砂浆之间的界面过渡区, 进而改善了礁石混凝土的力学性能、氯离子渗透性能以及体积稳定性。
礁石骨料 礁石混凝土 包浆预处理 氯离子溶出 体积稳定性 界面过渡区 reef aggregate reef concrete coating pretreatment chloride ion dissolution volumetric stability interfacial transition zone
武汉理工大学土木工程与建筑学院, 武汉 430070
本文提出了一类改性碱激发矿渣胶凝材料, 通过在原材料中掺入额外的钙、铝质矿相(Ca(OH)2和γ-Al2O3), 促进材料基体中的Friedel’s盐(F盐)在氯离子存在条件下的形成, 进而提升胶凝材料的氯离子固化能力。本研究探讨了钙、铝质矿物含量对碱矿渣反应产物组成、氯离子固化量以及力学性能的影响。结果表明, 钙、铝质矿相的额外补充可显著提高胶凝材料的氯离子固化能力, 同时体系的m(Ca)/m(Al)与该能力的相关性较高。物相分析结果表明, 钙质矿相的补充使得反应产物中拥有富余的Ca(OH)2, 在氯盐侵蚀作用下, 富余的Ca(OH)2全部转化为F盐或其他物相, 证实了体系氯离子固化能力的增强得益于F盐的形成, 即得益于化学固氯能力的提升。抗压强度测试结果, 表明钙质矿物的掺入对力学性能存在一定负面影响, 而铝质矿相的掺入则能够在一定程度上弥补强度损失。
碱激发胶凝材料 矿渣 钙铝质矿相 水化产物 氯离子固化 alkali-activated cementitious material slag calcium and aluminum mineral phase hydration product chloride binding capacity
1 中国科学院 声学研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100190
该文提出了一种面向航天航空飞行器宽量程压力检测的声表面波（SAW）传感器的设计方法。在Y切石英晶体上, 利用半导体平面工艺设计并制作了单端对谐振型传感器, 在此基础上, 通过石英干法刻蚀工艺制备了压力参考腔, 并构建了全石英封装的面压式传感结构。利用搭建的气压测试平台, 对制备的SAW传感器性能进行测试, 测试结果表明, 传感器在0~3.6 MPa量程内获得了1.36 kHz/MPa的检测灵敏度, 并表现出良好的线性度。
声表面波 气压传感器 单端对谐振器 宽量程 全石英封装 SAW pressure sensor one-port resonator wide range all quartz package
长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
聚焦评价是根据离焦序列图像搜索并获得最优像点位置的数值分析方法,其分辨力直接决定三维聚焦形貌恢复技术的重建精度。以空域拉普拉斯算子与频域离散余弦变换为基础,提出一种联合二者聚焦评价结果的高分辨力聚焦评价方法。首先,使用离散余弦变换算子对图像进行聚焦评价,将拉普拉斯算子聚焦评价值对称变换的结果作为权重因子;然后,使用权重因子对离散余弦变换评价值进行修正,以增强对图像聚焦特征的响应,抑制对图像离焦特征的响应;再次,通过分析离焦光学系统,采用计算离焦点扩展函数的方法生成离焦序列图像,仿真验证了该方法的有效性;最后,使用不同成像镜头及成像目标,搭建了不同离焦场景的实验平台,利用所提聚焦方法及传统的5种典型方法对采集到的离焦序列图像进行了聚焦对比分析。结果表明:所提聚焦评价方法在小离焦和大离焦图像中均能表现出优良的评价结果,且峰值灵敏度和陡峭度均明显得到提高。所提方法具有更优的聚焦评价分辨力及响应灵敏度,可有效提高三维聚焦形貌恢复精度。
图像处理 聚焦评价 余弦变换 拉普拉斯变换 点扩展函数 激光与光电子学进展
2021, 58(24): 2410005
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
基于光栅干涉条纹的位移测量系统,提出了一种基于灰度插值的条纹图像位移检测算法即灰度极值法。首先,对光学位移测量系统进行了介绍;其次,阐述了灰度极值算法的原理。为了验证算法,对光学系统条纹图像进行了软件仿真,并对其进行了亚像素级定位算法仿真,对比分析了传统图像相关法与光流法,得到了相对误差曲线,所提算法的精度为1.797 pixel。最后,搭建了光栅干涉式位移测量光学系统,采集移动条纹数据并利用灰度极值算法进行了解调,实现了亚像素级位移解调,大量程下实验精度达到1.093 pixel。实验结果表明:灰度极值算法在大量程下的测量精度最高,可对位移量进行亚像素级定位,且算法具有计算时间短、受噪声影响小、鲁棒性强的特点。所提方法也可适用于自相干莫尔条纹系统、光电轴角编码器等其他位移测量系统的图像式位移信号解调。
测量 灰度插值 条纹图像 位移 精密测量 光学学报
2021, 41(10): 1012002
1 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院 苏州生物医学工程技术研究所,中国科学院生物医学检验技术重点实验室, 江苏 苏州 215163
3 长春理工大学 机电工程学院, 吉林 长春 130022
4 上海大学 通信与信息工程学院, 上海 200444
5 苏州大学 电子信息学院, 江苏 苏州 215006
为了快速获取微孔式数字PCR芯片清晰的荧光图像, 解决传统方法针对微尺度阵列单元自动对焦存在的计算量大, 耗时长等问题, 建立了基于像素个数随离焦距离变化特征模型的自动对焦方法。依次取3个彼此间隔相同距离的微孔式数字PCR芯片的荧光图像, 通过自适应窗口选取与阈值计算, 统计窗口区域内大于阈值的像素个数, 代入特征函数计算离焦距离, 并通过统计出的3个位置的像素个数值判断离焦方向, 继而进行对焦。该方法仅需统计13×13个像素大小的对焦窗口中灰度大于阈值的像素个数, 且完成对焦仅需4步, 对焦结果完全满足后续计算的清晰度要求, 与传统爬山方法相比, 对焦步骤数平均减少了51.89%, 实现了微孔式数字PCR芯片的准确快速对焦。本文提出的自动对焦方法克服了现有算法计算量大、对焦步骤繁琐的缺点, 预测准确、速度快, 最大程度上减少样本曝光时间, 进而减少荧光的淬灭, 为后续计算提供更为原始且精确的图像。
自动对焦 自适应阈值 特征函数 微孔式数字PCR芯片 荧光成像 autofocus adaptive threshold the characteristic function microarray digital PCR chip fluorescence imaging
1 长春理工大学 光电工程学院,吉林 长春 130022
2 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室,吉林 长春 130022
刻划光栅存在刻线弯曲误差，将直接影响光栅的衍射波前质量。通过构建光栅刻线弯曲误差与衍射波前的映射关系，搭建了光栅刻线弯曲误差的实时测量光路，论述了光栅刻划机主动控制技术原理，将光栅刻划机主动控制技术用于光栅刻线弯曲误差的在线补偿。通过对比光栅刻划实验验证该方法的可行性。上述方法能够准确提取并有效补偿光栅刻线弯曲误差，将光栅衍射波前由0.074 λ提高到0.038 λ，提高了48.6％，同时有效地解决了光栅表面弯曲问题。其研究结果可用于提高机械刻划光栅质量，具有重要的理论及应用价值。
刻划光栅 测量光路 刻线弯曲 刻划误差 ruled grating measurement optical path groove curve error ruling errors
1 长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
精密测量是精密机械加工的基础, 是制造行业中影响制造精度的决定性因素之一, 在当代精密机械制造领域应用广泛。基于光栅的精密位移测量系统以其对环境要求小, 测量分辨率高等优点, 在精密位移测量领域占据重要位置。基于光栅的精密位移测量系统包括光学测量系统、信号接收、电子学细分及整体装调几部分。本文主要针对光学测量光路部分进行综述介绍。首先介绍了经典光栅干涉位移测量原理; 其次, 综述了基于光栅的精密位移测量系统的关键技术现状; 再次, 对比分析了几种最具有代表性的测量技术, 总结其优缺点; 最后, 对基于光栅的精密位移测量技术进行展望, 揭示其高精度、高分辨力、高鲁棒性、微型化、多维化、多技术融合的发展趋势。
位移测量 光栅 高精度测量 衍射干涉 displacement measurement grating high precision measurement interference and diffraction
