作者单位
摘要
中国矿业大学信息与控制工程学院,江苏 徐州 221116
提出了一种基于电磁诱导透明(EIT)的多功能偏振无关超表面,其基础结构由1个金属十字结构和4个方环结构组成,并引入了可调控材料硅(Si)以及二氧化钒(VO2),以实现温光双控。利用模拟计算和理论模型分析得到了基础结构作为双明模间接耦合形成EIT透明窗口的结论。由于EIT以及可调控材料的特性,本设计可以在分子传感、可控慢光以及双通道温光双控开关等领域实现应用,并且具有优异的性能。该结构对蔗糖溶液的传感灵敏度为97.6 GHz/(kg/m3),在分子检测领域展示出了巨大潜力。该结构实现了对慢光效应的可选择控制。依据EIT的作用机理,提出了利用可调控材料改变结构谐振进而控制电磁响应的设计思路,并实现了一种双通道温光双控开关,为今后的EIT超表面设计提供了参考。
表面光学 超表面 可调控材料 分子传感 慢光效应 温光双控开关 
中国激光
2024, 51(6): 0603001
作者单位
摘要
沈阳仪表科学研究院有限公司,沈阳 110043
基于荧光内窥镜的实际应用确定陷波滤光片的技术指标,以光学薄膜理论为基础设计陷波滤光片结构,采用Essential Macleod软件辅助进行膜系设计,分析膜层敏感度,选择合适镀膜设备、工艺控制方法制备陷波滤光片。制备的滤光片通带透射率均值达到97%以上,截止背景达到OD6以上,透射波前畸变低于λ/4 @632.8 nm,满足医疗健康微创精准手术的应用需求。
荧光内窥镜 滤光片 陷波膜系 近红外荧光 吲哚菁绿 Fluorescent endoscopes Filter Notch film Near-infrared fluorescence Indocyanine green 
光子学报
2024, 53(1): 0131001
Author Affiliations
Abstract
School of Information and Control Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China
Toroidal multipole is a special current distribution that has many different characteristics from electric multipole and magnetic multipole distributions. Because of its special properties, the toroidal dipole is a research hotspot in the field of metamaterials and nanophotonics. However, the low scattering of the toroidal dipole moment makes its excitation a challenging task. At present, there are relatively few studies on its specific engineering applications. In this paper, by slotting in the rectangular cavity, the excitation of an equivalent toroidal dipole is successfully achieved over a wide frequency range of 53–58 GHz. Results indicate that under the action of the toroidal dipole, the TE10 mode electromagnetic waves transmitted in the rectangular waveguide are converted into vector beams and are radiated outwards. Further adjusting the spatial distribution of the magnetic dipoles in the toroidal dipoles yields results that indicate that the resonance mode in the slot is still dominated by the magnetic toroidal dipole moment, and the electromagnetic waves radiating outward are vortex beams carrying vector polarization. The scattered energy of each dipole moment inside the antenna is calculated. This calculation verifies that the mass of the vector beam and vector vortex beam is closely related to the toroidal dipole supported by this antenna. The proposed structure can be applied to explorations in vortex filtering, in photon entanglement, and in the photonic spin Hall effect.
toroidal dipole vector beams vector vortex beams 
Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 011601
作者单位
摘要
1 南京信息工程大学自动化学院, 南京 210000
2 南京信息工程大学自动化学院, 南京 210000 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210000
针对存在外界干扰的四旋翼无人机轨迹跟踪问题, 提出了一种分数阶Super-Twisting滑模控制器。基于双闭环控制策略, 将四旋翼无人机系统解耦为位置子系统和姿态子系统; 利用Super-Twisting算法设计出滑模控制器, 可在消除系统抖振的同时实现全局有限时间收敛; 为了进一步提高系统的控制精度和抗干扰性, 引入了分数阶微分积分算子; 最后, 与传统Super-Twisting滑模和积分终端滑模进行的仿真对比,验证了所提算法的优越性。
四旋翼无人机 分数阶滑模 轨迹跟踪 quadrotor UAV fractional-order sliding mode Super-Twisting Super-Twisting trajectory tracking 
电光与控制
2023, 30(11):
邱娅璐 1,2高鹏 1,2,*何江 1,2,3陈谦 1,2王艳 1,2
作者单位
摘要
1 四川省原子能研究院成都 610101
2 辐照保藏四川省重点实验室成都 610101
3 成都理工大学,核技术与自动化工程学院成都 610059
为了建立川芎指纹图谱,考察不同剂量60Co-γ辐照对川芎8种有效成分的影响,以川芎为材料,采用SHIMADZU Shim-pack GIST C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm)对8种有效成分的标准品和对照品储备液进行分析。设定不同剂量(3 kGy、6 kGy、10 kGy、15 kGy)60Co-γ辐照处理川芎,处理后样品通过液相色谱法得到指纹图谱。采用《中药色谱指纹图谱相似度评价系统(2004A版)》对相似度进行评价。结果表明:川芎各成分相似度均大于0.988;在低于10 kGy的射线辐照处理后,川芎的8种有效成分含量无明显差异。结果表明该方法稳定可靠。该研究为辐照技术在川芎品质保障及川芎药材辐照标准的制定提供理论依据和支撑。
川芎 60Co-γ辐照 有效成分 指纹图谱 Ligusticum chuanxiong 60Co-γ irradiation Active ingredients Fingerprints 
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(5): 050303
刘海 1,2赵思怡 1,2陈聪 1,2高鹏 1,2[ ... ]李雷 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国矿业大学 教育部地下空间智能控制工程研究中心,徐州 221116
2 中国矿业大学 信息与控制工程学院,徐州 221116
设计了一种金属/介质/金属复合光栅与梯度超表面相结合的多功能器件。通过复合光栅的非对称结构实现光的非对称传输,当调制后的波矢量与表面等离极化激元的波矢量相匹配时,金属光栅激发的表面等离极化激元产生单波段光传输;通过梯度超表面实现光的异常反射。当x偏振态光波入射时,不同入射方向可在不同波段激发表面等离极化激元,由于上下光栅的不同周期和非对称的介质环境,光栅可分别在1 128 nm和1 550 nm处实现高透射率;另外在反向入射方向,该器件在1 300~1 400 nm整个波段表现为零吸收,反射率大于90%,可作为反射器。当y偏振态光波入射时,在反向入射方向器件通过相位梯度超表面实现异常反射。该结构可为各种偏振相关的多功能器件和集成光学元件提供参考。
复合光栅 非对称传输 梯度超表面 表面等离极化激元 异常反射 Composite grating Asymmetric transmission Gradient metasurface Surface plasmon polaritons Abnormal reflection 
光子学报
2023, 52(9): 0923002
作者单位
摘要
海南大学材料科学与工程学院, 南海海洋资源利用国家重点实验室, 海口 570228
开发高催化活性和廉价催化剂是催化分解水制氢技术的关键。过渡金属氮化镍(Ni3N)具有优异的热/化学稳定性、电化学活性和类贵金属特性, 吸引了越来越多研究者的兴趣。然而, Ni3N碱性电催化析氢反应过程中, 水的解离效率低, 且对反应中间体质子的吸附太强, 这两个因素导致Ni3N的性能远低于Pt, 还有很大的改进空间。本文通过水热-氮化两步法成功制备了Ru掺杂多孔纳米片Ni3N/Ru。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对Ni3N/Ru材料的组成、形貌和结构进行表征, 通过X射线光电子衍射仪(XPS)对催化机理进行分析, 并研究Ru掺杂量对Ni3N材料形貌和电催化性能的影响。结果表明, 6.30%Ru负载的Ni3N在1 mol/L KOH电解液中驱动10 mA·m-2的电流密度仅需要49 mV过电位, 可以和商业Pt/C相媲美(46 mV@10 mA·cm-2)。将其应用于两电极全解水体系, 仅需1.54 V的电压即可获得10 mA·cm-2的电流密度。突出的催化性能归因于Ru掺杂Ni3N有效提升水解离, 并使Ni3N中Ni和N的电子云密度降低, 促进吸附氢中间体的形成过程(H++e-= H*), 改善析氢反应动力学, 进而提升其电催化性能。
Ru掺杂 电催化析氢 电催化析氧 电催化性能 全解水 Ni3N Ni3N Ru doping electrocatalytic hydrogen evolution electrocatalytic oxygen evolution electrocatalytic performance overall water splitting 
人工晶体学报
2023, 52(9): 1698
作者单位
摘要
海南大学材料科学与工程学院, 南海海洋资源利用国家重点实验室,海口 570228
电催化制氢通过析氢反应(HER)和析氧反应(OER)同时产生氢气(H2)和氧气(O2), 是一种高效且环境友好的产氢方式。但现阶段商业化的高效催化剂价格昂贵且储量较少, 限制了电解水技术的大规模应用。因此, 开发低成本、高稳定和环境友好的高效电催化剂, 特别是基于非贵金属材料的磷化物电催化剂, 成为近期研究热点。本研究通过水热和相对较低的磷化温度成功制备出了具有镂空纳米花结构的Mo掺杂Ni5P4催化剂。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对Mo-Ni5P4催化剂进行了表征, 并研究了Mo-Ni5P4材料的电化学性能。研究发现, 所合成的催化剂凭借掺杂对电子结构的改变, 以及多孔纳米片的大表面积优势, 提高了HER水解离步骤的速率。在碱性电解液中, Mo负载下的Ni5P4仅需116 mV的析氢过电位就可实现10 mA·cm-2的电流密度, 同时析氧过电位只需255 mV。在双电极配置中仅需1.608 V的电池电压, 持续测试27 h后, 催化剂仍显示出良好的稳定性。
掺杂 电催化析氢 电催化析氧 电催化全解水 Ni5P4 Ni5P4 Mo Mo doping electrocatalytic hydrogen evolution electrocatalytic oxygen evolution overall water splitting 
人工晶体学报
2023, 52(9): 1691
作者单位
摘要
太原理工大学 电气与动力工程学院 循环流化床高效清洁燃烧与利用山西省重点实验室,太原 030024
流体工质的热、质扩散系数是表征其传热和传质的重要迁移性质,往往需要采用不同设备测量获得。为探索可同时测量热、质扩散系数的动态光散射方法,研究了采样时间、入射角、黏度、折射率偏差及路易斯数Le等因素对测量可靠性及精度的影响。利用二元混合流体正己烷/正癸烷、正己烷/正十六烷体系进行验证,结果表明:当采样时间为弛豫时间的1.5~3倍且入射角度为8°~12°时,具有较低黏度、较高折射率偏差(>4%)的体系且Le值为10~80时,可以同时可靠地获取流体热、质扩散系数,且测量不确定度低于5%;与已有方法对比,热、质扩散系数的偏差分别为4.00%和3.56%,证明了该测量方法和系统的可靠性。
动态光散射法 热扩散系数 质扩散系数 正己烷 正癸烷 正十六烷 Dynamic light scattering Mutual diffusivity Thermal diffusivity n-Hexane n-Decane n-Hexadecane 
光子学报
2023, 52(4): 0429002
戴耀威 1,2陈聪 2高鹏 2赵佳明 2[ ... ]刘海 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国矿业大学教育部地下空间智能控制工程研究中心,江苏 徐州 221116
2 中国矿业大学信息与控制工程学院,江苏 徐州 221116
设计了一种可由空间编码结构光控制的多功能太赫兹超表面单元,该单元由嵌有光敏半导体材料的金属裂环-二氧化硅介质层-金属底板组成。超表面单元通过结构光源的编码控制光改变单元顶层金属裂环内嵌光敏半导体的电导率来模拟不同形状的C形环,实现了具有2 bit相位编码的光控超表面单元设计。将超表面单元组成阵列,通过编码结构光的空间分布进一步实现了角度可控的异常反射,并获得不同阶数的涡旋波束。所提出的基于空间编码结构光源的新型太赫兹超表面光控方式解决了现有光控超表面功能单一、加工难度大等问题,为光控可编程太赫兹超表面技术发展提供了新的思路。
表面光学 太赫兹 光控超表面 可编程超表面 结构光 波束控制 
光学学报
2023, 43(11): 1124004

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