1 南京工程学院 信息与通信工程学院，江苏南京267
2 南京理工大学 基础教学与实验中心，江苏南京10094
3 南京理工大学 电子工程与光电技术学院，江苏南京210094
为了更好地了解这两种结构对光电发射性能的影响，设计和生长了两种结构的光电阴极样品，对其光电发射性能进行比较，并利用薄膜光学的矩阵法推导的光学性能公式以及通过求解一维连续性方程推导的量子效率模型，对比研究了光电阴极发射层、缓冲层厚度变化以及AlxGa1-xAs缓冲层中Al组分变化对两种结构光电阴极光学性能和量子效率的影响。这两种结构对光电发射性能的影响机理并不相同，因此作用效果也大不一样。渐变带隙结构的光电阴极通过引入内建电场和减少界面复合从而提升光电发射性能，而DBR结构则通过形成法布里-罗伯共振腔，使得特定波长的入射光在共振腔内来回反射进而被多次吸收，从而加强光电发射。激活实验结果表明，DBR结构样品的发射效率与渐变带隙结构相比具有明显优势，尤其是在755，808和880 nm处有更高的发射效率峰值，可分别提升37.5%，38.9%和47.0%。最后利用模型拟合了量子效率曲线，验证了光学性能参量对复杂结构光电阴极的重要影响及理论模型的合理性。
GaAs光电阴极 多层复杂结构 光学性能 量子效率 GaAs photocathode multilayer complicated structure optical properties quantum efficiency 光学 精密工程
2023, 31(17): 2483
上海飞机设计研究院结构设计研究部,上海 201210
随着先进民机对低成本、高经济性的追求,整体性和复杂性的民机结构件越来越多,其制造难度也逐步在挑战传统航空制造工艺。激光增材制造技术是通过激光能量将金属粉末熔化沉积来形成零件结构的一种先进数字化制造工艺,其解决了民机复杂结构的制造,促进了复杂轻量化结构的设计。通过分析激光增材制造技术在民机复杂结构上的应用及验证研究,对降低民机生产成本,提高复杂零件加工效率,增强民机制造能力具有重要意义。
增材制造 复杂结构 激光成形 技术优势 additive manufacturing complex structure laser forming technical advantage
西北工业大学 理学院 陕西省光信息技术重点实验室, 陕西 西安 710129
使用单个光杠杆监测传感器应变时, 传感器两端的被夹持部位受力后易与电子万能试验机的夹持器产生滑移。为了消除滑移影响以提高测试精度, 本文使用两套光杠杆建立了测量弹性受力部位呈非等截面的光纤布拉格光栅(FBG)传感器等效应变系数ηεeff的实验测量系统。测试时, 将两套光杠杆的平面反射镜分别安放在传感器弹性受力部位两侧的固定端端面上,测量出两个固定端在受力变形后的相对位移和相应的FBG中心波长变化量。然后, 使用曲线拟合法和累加均值法对实验测得的数据进行处理来获得ηεeff。建立了仿真模型, 得到了ηεeff预估值并与实测值进行了对比。结果显示: 实验测得的ηεeff为0.681 7 με /pm, 精度为0.91%, 与仿真获得的预估值0.672 0 με/pm相差仅为1.42%。该方法满足了准确测量非等截面结构FBG传感器应变系数的要求。
双光杠杆 应变系数测量 光纤布拉格光栅传感器 复杂结构 double optical levers strain coefficient measurement Fiber Bragg Grating(FBG) sensor complex structure
1 中北大学信息探测与处理山西省重点实验室, 山西 太原 030051
2 中国科学院自动化研究所, 中国科学院分子影像重点实验, 北京 100190
X射线递变能量成像是依次获取复杂结构件在递变能量下的局部有效信息, 并通过多谱融合获取完整结构信息。 但是目前的能量选择主要以人工设定管电压步进为主, 无法匹配检测对象的有效厚度变化率, 成像效率及射线利用率较低。 基于递变能量成像规律, 提出一种最佳X射线管电压预测算法。 该方法通过对检测物体进行变能量预扫描, 提取图像序列中有效厚度(高质量区域)和临近厚度(预测区域), 建立有效厚度的图像灰度与管电压、 X射线光谱之间的物理模型, 及临近厚度灰度差与电压的函数模型, 进而得到临近厚度最佳成像时的能量预测模型。 通过模型求解, 实现了能量的自适应预测。 以不同厚度钢块为对象, 利用该算法逐一预测各个厚度钢块最佳成像时的管电压, 并与实际值对比。 实验结果显示, 在低能时可跨3~4 mm准确预测, 高能时可跨7~10 mm预测, 精度可以达到95%以上。
X光谱 复杂结构件 递变能量 电压预测 有效厚度 X-ray Spectrum Complicated Structural Component Variable Energy Voltage Prediction Effective thickness
在超短强激光与固体薄膜靶相互作用产生高能离子的研究领域内，由于靶后静电场持续时间较长、离子具有较好的准直性及单能性，靶后鞘层加速(TNSA)机制一直都是研究重点。介绍了TNSA 机制的理论模型、近期的实验结果以及模拟验证，并系统讨论了通过结构优化得到高质量离子束的方案，最后综述了近期国内外利用TNSA 机制加速离子的研究进展。
靶后鞘层加速 离子加速 复杂结构靶 联鞘层加速 密度梯度 激光与光电子学进展
2014, 51(12): 120008
中北大学电子测试技术国家重点实验室, 山西 太原030051
常规固定能量的X射线成像方法, 对于厚薄差异大的工业复杂异形工件, 因成像系统动态范围受限, 易出现过曝光和欠曝光共存现象, 信息缺失, 成像质量差。 为此提出研究变能量X射线多谱成像方法, 在常规的射线成像系统上, 依据有效厚度与电压的匹配性改变X射线管电压, 获取递变电压下的多谱图像序列, 同时研究多谱序列信息提取与融合技术, 实现射线图像动态范围的扩展, 完整地再现复杂结构件的内部结构信息。 实验表明, 相对于12 bit的成像系统, 变能量X射线多谱成像方法有效地将系统动态范围扩展了3倍, 实现了复杂结构件的X射线高动态成像。
X射线多谱成像 复杂结构件 动态范围 变电压 有效厚度 X-ray multispectrum imaging Complicated structural component Dynamic range Variable voltage Effective thickness 光谱学与光谱分析
2013, 33(5): 1383
1 韶关学院 物理与机电工程学院， 广东 韶关 512005
2 华南理工大学 机械与汽车工程学院， 广州 510640
针对具有复杂结构的全密度功能性金属零件快速制造难题，探讨了该类零件的选区激光熔化直接快速制造方法，并结合实验，重点对同步保证选区激光熔化快速制造金属零件成型密度及精度的工艺进行了研究。结果表明：同步消除球化、飞溅及气孔对成型件致密性及精度的影响是实现选区激光熔化快速制造全密度功能性复杂金属零件的难点及关键；在维持良好的抗氧化气氛条件下，可采用尽可能薄的铺粉厚度及恰当调节其它成型参数的方法，以保证对上一层有足够的重熔量来消除球化及气孔现象;同时，采用合适的扫描策略，可弱化飞溅对成型质量的影响来解决工艺难题。采用该工艺方案可快速制造全密度功能性复杂金属零件，所成型的316L不锈钢叶轮零件相对密度为99.8%，硬度为HB192，表面粗糙度约为40 μm，尺寸精度在±0.1 mm以内，稍经打磨后即可投入使用。
选区激光熔化 快速制造 金属零件 全密度 功能性 复杂结构 selective laser melting rapid manufacturing metal part full density functional complex structure
