北京工业大学 材料科学与工程学院, 北京 100124
电致变色WO3的离子传输动力学过程对其变色性能和循环稳定性具有重要的影响。离子传输过程涉及到WO3电极的结构变形、相转变等复杂过程, 导致通过传统的电化学阻抗谱很难进行有效研究。计时电位法是通过施加电流, 测量电极材料响应电位的一种电化学表征方法。与其它电化学表征方法(阻抗谱法和伏安法)相比, 该技术能够直接探测溶液-电极系统中不同状态下的电压分布, 并经常被用于研究电极系统中的物质传输动力学行为, 例如电极表面附近的质子吸附和传输现象。本工作采用计时电位技术研究和调控WO3薄膜中的离子传输行为, 结果表明: 大的Li+离子插入通量可拓宽WO3/电解质界面处离子的传输通道, 有助于离子传输动力和光响应速度的提升。然而, 反复的离子插入/抽出行为会通过“离子球磨效应”减小WO3/电解质界面处WO3晶粒的尺寸, 使得WO3薄膜的致密性增强, 阻碍离子传输和电解质渗透, 导致插入的Li+及反应产生的LixWO3在WO3结构中不可逆积累, 薄膜的光学调制幅度和电致变色活性明显下降。该工作为电极材料中离子传输动力学分析和离子传输行为控制提供了一种有效的方法。
1 河北工业大学 应用物理系, 天津 300401
2 河北工业大学 电子信息工程学院, 天津 300401
3 天津市材料器件重点实验室, 天津 300401
基于Landau-de Gennes理论, 研究了向列相同轴结构球形液滴的尺寸效应以及电场下的动力学过程。结果表明: 同轴结构在半径r≥6.5 μm的范围内稳定存在。当r≤5.1 μm时只存在双极结构, 5.2 μm≤r<6.5 μm时为双极结构与同轴结构均存在的双稳态。外电场存在时, 当0≤E/E0≤0.002 4(使用E0 对电场进行约化, E0=33.7 V/μm)时, 液晶分子逐渐沿电场方向排列; 当0.002 7≤E/E0≤0.003时, 弹性能、表面能和电场能相互竞争诱导出第一次结构转变, 使液滴内出现类双极结构; 当0.003 3≤E/E0 <0.013 4时, 赤道面内及附近指向矢垂直电场方向排列, 其余部分上下对称且沿电场方向排列; 当电场强度达到阈值Ec/E0 =0.013 4时, 发现第二次结构转变, 液滴内大部分液晶分子通过动力学过程实现了从中心轴到边界逐点沿电场方向的转动, 该现象首次在同轴结构液滴中出现。
Landau-de Gennes理论 同轴结构 结构转变 动力学过程 Landau-de Gennes theory concentric configurations structural transition dynamic process
1 平顶山学院 电气信息工程学院，平顶山 467000
2 平顶山学院 现代教育技术中心，平顶山 467000
为了解决动态面形测量中隔行扫描CCD相机记录动态物体表面变形条纹图像存在缺陷的问题，提出了傅里叶变换去隔行算法，即把隔行扫描CCD获取动态物体的错位模糊帧图像分成两个单场图像，分别对每一单场图像进行傅里叶变换去隔行处理，再利用条纹分析法重建对应时刻的3维面形。理论分析得出单场傅里叶变换去隔行图像与对应的准确满帧图像相同的结论。结果表明，该方法可以很好地恢复条纹和重建物体，且简单实用，可用于基于空间相位检测、相位测量轮廓术、傅里叶变换轮廓术等条纹分析方法的动态物体3维测量中。
信息光学 动态测量 傅里叶变换 去隔行算法 隔行扫描CCD 3维面形重建 information optics dynamic process measurement Fourier transform de-interlacing algorithm interlaced CCD 3-D shape measurement
四川大学电子信息学院光电科学技术系, 四川 成都 610064
近年来，光学非接触三维面形测量技术被深入研究和广泛应用，其中常采用的技术方案是投影一个载频条纹到被测物体表面，利用成像设备从另一个角度记录受被测物体高度调制的变形条纹图像，再从中解调重建出被测物体的三维面形分布。与单帧图像的傅里叶条纹分析方法相结合，这种基于条纹投影的调制和解调技术被拓展应用到动态过程(物体)的三维面形测量和重建中，以满足日益增长的动态过程分析需求。回顾了近年来在基于条纹投影和傅里叶分析的动态过程三维面形测量以及薄膜振动模式检测研究中的进展，讨论了不同动态过程的测量方法和测量系统，给出了相关应用的实验结果。讨论了该技术的优点和面临的挑战，并指出了该领域今后的发展动向。
光学测量 三维面形测量 动态过程 条纹投影 傅里叶分析 形变分析 激光与光电子学进展
2013, 50(1): 010001
北京师范大学物理系， 应用光学北京重点实验室， 分析测试中心， 北京100875
分别对五磷酸盐非晶材料(ErP5O14)在979.3, 803.8， 521.8， 450.0, 405.5和378.5 nm等光激发下所有能级的动力学过程在改进能量传递理论前后进行了数值模拟比较。 结果发现， 应用改进后的能量传递速率进行计算模拟的结果才是合理的， 其中在521.8， 450.0和378.5 nm光激发ErP5O14非晶时， 4I13/2→4I15/2和4I11/2→4I15/2跃迁的相对荧光强度的比值分别是979.3 nm光激发的2.11倍， 2.82倍和2.99倍， 均存在有效的4I13/2→4I15/2跃迁的红外量子剪裁效应。 该研究对于提高锗太阳能电池的转换效率具有潜在的应用前景。
近红外量子剪裁 动力学过程 太阳能电池 五磷酸盐非晶 荧光强度比值 Near-infrared quantum cutting Dynamic process Solar cell ErP5O14 noncrystalline The fluorescence intensity ratio 光谱学与光谱分析
2012, 32(6): 1490
1 北京师范大学物理系和材料学院 应用光学北京市重点实验室, 北京 100875
2 北京大学物理学院, 北京 100871
3 福建师范大学物理与光电子信息科技学院, 福建 福州 350007
报道了通过建立速率方程描述掺Er3+五磷酸盐的动态布居过程, 计算得到ErP5O14晶体在650 nm激光激发下的所有能级的动力学过程和抽运功率的影响。自发辐射过程、抽运光子的吸收、相应的受激辐射过程、多声子无辐射弛豫过程、所有可能的能量传递过程都包括在速率方程里。研究发现, 在650 nm激光功率达到103～105 W程度时上转换发光就很强且上转换行为很好, 4I15/2的稳态布居几率可以小到0.0617, 4F9/2的稳态布居几率可以快速增加到0.362的高水平然后缓慢地减小到0.0374的稳态值, 它意味着4F9/2的布居已经转换到更高的能级了, 在4S3/2能级可以有高达0.212的布居几率, 它会导致543 nm的强的上转换发光。在4G9/2能级可以有高达0.160的布居几率, 它会导致379 nm的强的上转换发光。
光物理 上转换 稀土 五磷酸盐晶体 动力学过程
提出采用CCD相机结合数字图像处理技术检测监控激光熔池方案，建立了激光熔池动态过程检测系统，开发了激光熔池图像处理专用软件，进行了激光熔敷实验研究。结果表明，该技术可以检测激光熔池温度和几何尺寸，记录熔池动态变化过程。进一步发展，可成为激光加工在线检测过程的有用工具。
激光技术 熔池 动态过程 检测
在冲击、爆轰等动态过程的研究中，被测三维表面将发生破裂及碎片飞散等过程，为动态过程的三维重建带来困难。针对此问题提出了一种动态过程中破裂表面的三维重建方法，这种方法以傅里叶变换轮廓术为基础，利用条纹图中裂缝的信息，生成一个三维二元控制模板，在该模板的控制下进行三维相位展开。以玻璃破裂过程的三维重建实验为例，处理结果证实了该方法的可行性。该方法可用于材料变形、爆轰过程、碰撞变形等相关领域的动态过程研究，对于深入分析冲击与爆轰过程、材料变形与破坏机理、碎片飞散规律等具有重要意义。
信息光学 三维重建 动态过程测量 傅里叶变换轮廓术 冲击和爆轰 information optics 3-D restoration dynamic process measurement Fourier transform profilometry impact and explosion
1 中山大学光电材料与技术国家重点实验室, 广州 510275
2 中山大学化学与化学工程学院, 广州 510275
研究了一种新型的卟啉侧链聚合物丙烯腈丙烯酸卟啉酯共聚物{poly[porphyrin acrylate-acrylonitrile] (p[(por)A-AN]}的链间和链内的卟啉分子的相互作用对聚合物薄膜发光性质的影响。通过采用飞秒荧光光谱技术测量了p[(por)A-AN]薄膜的荧光动力学过程。测量结果表明：纯p[(por)A-AN]薄膜(～450ps)显示出了比混合物薄膜p[(por)A-AN]/polystyrene (PSE)(～1.3 ns)快得多的荧光弛豫过程。而p[(por)A-AN]/PSE混合物薄膜显示出较纯p[(por)A-AN]薄膜增强的荧光效率。 增加p[(por)A-AN]分子内卟啉侧链基团的浓度导致纯p[(por)A-AN]薄膜和p[(por)A-AN]/PSE 混合物薄膜的荧光效率的增强和寿命(由近26 ～36 ps)的增加。 分子间和分子内卟啉侧链基团之间的无辐射能量转移和分子内卟啉侧链基团的旋转运动在p[(por)A-AN]的荧光动力学过程中起着重要的作用。
发光学 荧光动力学过程 飞秒技术 卟啉侧链聚合物
