强激光与粒子束
2024, 36(2): 025009
1 中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心, 云南 昆明 650100 中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、 广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室, 广西 桂林 541004
2 中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心, 云南 昆明 650100
原子发射光谱法(AES)广泛应用于多目标地球化学调查、 生态地球化学评价和国际地球化学填图计划(IGCP259/360)等项目配套分析方法中Ag、 B、 Mo、 Sn等元素的测定工作。 以交流电弧粉末法为基础的载体蒸馏技术能够有效减小基体效应, 改善待测元素的分馏过程, 通过建立以Al2O3、 BaCO3、 K2S2O7、 NaF、 S、 Fe2O3、 ［C2F4］n等为主要组份的载体蒸馏技术, 证实该载体缓冲剂能够很好地促使样品中待测元素发生氧化、 氟化及硫化反应。 通过调节一系列物理和化学反应, 提高待测元素的挥发程度, 减小样品基体元素的挥发, 改善了Ag、 B、 Ge、 Mo、 Sn等元素的蒸发过程。 扫描电镜（SEM）显示载体缓冲剂与样品的主量元素在高温电弧中形成复合盐固熔体, 能够吸收CaO、 SiO等基体氧化物, 抑制其对待测组分的干扰, 缓冲剂中载体各组分之间相互协同促进各元素在杯状石墨电极中的反应, 蒸发曲线表明载体缓冲剂能够有效控制各元素的蒸发过程, 整个弧焰区域也处于热力学平衡状态, 在30 s内各待测组分基本蒸发完毕, 而且控制激发电流能够提高信噪比, 降低检出限。 在此基础上建立新的AES-7200型直读发射光谱仪快速测定地球化学样品中Ag、 B、 Ge、 Mo、 Sn等元素的单电极载体蒸馏法, 待测元素标准曲线均具有良好的线性关系, 其相关系数为0.997 21～0.99937, 方法检出限Ag 0.008 μg·g-1、 B 0.646 μg·g-1、 Mo 0.160 μg·g-1、 Sn 0.129 μg·g-1, 精密度(RSD%): 2.27～10.0, 准确度(Δ|logC|)<0.1。 通过大量水系沉积物、 土壤和岩石类样品分析验证试验, 单电极载体蒸馏法能够提高待测元素检测的灵敏度和分析结果的准确度, 并且适用于复杂的碳酸盐、 含氧化铁和结合水较高的硅酸盐类区域地球化学勘查样品的分析, 可以满足不同区域地球化学调查和生态地球化学评价的需要。
载体缓冲剂 单电极载体蒸馏法 发射光谱 区域地球化学 Carrier buffer Single-electrode carrier distillation Atomic emission spectrum Regional geochemistry 光谱学与光谱分析
2023, 43(7): 2132
中国电子科技集团公司第二十四研究所, 重庆 400060
为满足航天电子系统对高速高精度16位A/D转换器的需求, 设计了一种流水线型16位80 MSPS A/D转换器, 内核采用“3+4+3+3+3+3+3”七级流水线, 前端缓冲器用于减小第一级MDAC采样网络回踢信号对A/D转换器线性度的影响。采用环栅器件、N+/P+双环版图等设计加固技术。A/D转换器采用018 μm CMOS工艺, 工作电源电压为33 V和18 V, 在时钟输入频率为80 MHz和模拟输入频率为361 MHz时, ADC的功耗≤11 W、信噪比SNR≥738 dB、无杂散动态范围SFDR≥88 dBFS。电离总剂量150 krad(Si)辐照后, ADC的信噪比SNR变化量≤03 dB、无杂散动态范围SFDR变化量≤1 dB; Bi离子辐照下ADC的电流增加≤4 mA。
模数转换器 流水线 缓冲器 信噪比 无杂散动态范围 总剂量 单粒子锁定 analog to digital converter pipelined buffer signal-to-noise ratio spurious free dynamic range total ionizing dose single-event latch up
1 江西理工大学 能源与机械工程学院,江西南昌33003
2 福州大学 机械工程及自动化学院,福建福州350108
为了实现空间机器人捕获航天器及辅助对接操作的柔顺化，对航天器对接装置的输出力与位姿的精确控制进行了研究，且在关节电机与机械臂之间添加了弹簧阻尼缓冲装置，以防止接触、碰撞时产生的巨大冲击力造成关节破坏。首先，结合Newton第三定律、捕获点的速度约束及闭链系统的几何约束，获得了捕获航天器后的混合体系统动力学方程，通过动量守恒关系计算了碰撞冲击效应与冲击力。接着，通过航天器对接装置相对载体坐标系的运动学关系，建立了对接操作过程中的阻抗模型。然后，设计了一种鲁棒自适应双层滑模控制策略，其与阻抗控制相结合，采用力加载随动控制系统实现对接装置的位姿与输出力的精确控制，以降低接触、碰撞时的冲击力。该控制策略具有双层滑模结构，其第一层保证混合体系统在有限时间内收敛，第二层用于解决控制的高增益问题。最后，通过Lyapunov定理证明了系统的稳定性；利用数值仿真验证了所提控制策略的有效性。仿真结果表明，在给定的速度下缓冲装置最大可将碰撞冲击力矩降低46.78%，输出力的控制精度优于0.5 N，位置、姿态的控制精度优于10-3 m，0.5°。
双臂空间机器人 缓冲装置 辅助对接操作 阻抗控制 双层滑模 dual-arm space robot buffer device auxiliary docking operation impedance control double layer sliding mode 光学 精密工程
2023, 31(22): 3266
1 南宁师范大学, 广西高校新型电功能材料重点实验室, 南宁 530100
2 桂林电子科技大学信息与通信学院, 桂林 541004
本文报道了采用射频磁控溅射法和快速升温烧结法在R面取向的蓝宝石单晶基片上生长CeO2缓冲层和Tl-1223超导薄膜, 研究了缓冲层生长情况和先驱膜后退火条件对超导薄膜结晶情况和超导特性的影响。AFM和XRD表征结果显示, 蓝宝石基片经过退火后其表面形成具有光滑平台的台阶结构, 同时基片的晶体质量得到了改善; 本文所制备的CeO2缓冲层和Tl-1223超导薄膜具有较好的c轴生长取向, 而且两者呈现良好的ab面内织构。SEM表征结果显示, 生长良好的Tl-1223超导薄膜呈层状结构, 表面光滑平整、结构致密。在液氮环境下, 测得所制备Tl-1223超导薄膜的临界转变温度Tc约为111 K, 临界电流密度Jc(77 K, 0 T)约为1.3 MA/cm2。
Tl-1223超导薄膜 快速升温烧结法 蓝宝石基片 CeO2缓冲层 磁控溅射 临界转变温度 Tl-1223 superconducting film rapid heating-up sintering method sapphire substrate CeO2 buffer layer magnetron sputtering critical transition temperature
1 兰州大学土木工程与力学学院, 兰州 730000
2 兰州大学, 西部灾害与环境力学教育部重点实验室, 兰州 730000
高放废物处置库衬砌混凝土, 在地下水溶蚀作用下释放出“水泥浸出液”, 其化学成分经历4个阶段的演变过程。配制新鲜水泥浸出液模拟第I阶段水泥浸出液, 与高庙子膨润土粉末混合成悬液体系, 开展批式固-液静态反应, 评估中国处置库膨润土缓冲材料的长期化学稳定性。静态反应256 d期间, 分阶段采收的悬液分离成固、液两相。液相检测pH值、电导率和阳离子浓度。固相开展X射线衍射、Fourier红外光谱和扫描电子显微镜-能谱仪分析测试。固、液两相分析结果表明: 高庙子膨润土在新鲜水泥浸出液作用下, 同时发生蒙脱石矿物的溶解及伊利石/蒙脱石混层次生矿物的形成, 从而降低高庙子膨润土的缓冲性能。
高放废物处置 缓冲屏障 模拟水泥浸出液 膨润土 蒙脱石 high level waste disposal buffer barrier simulated cement solution bentonite montmorillonite
1 复旦大学生命科学学院复杂体系多尺度研究院，上海 200433
2 复旦大学信息科学与工程学院光科学与工程系，上海 200433
3 复旦大学工程技术研究院生物医学工程研究所，上海 200433
膨胀超分辨技术是近几年出现的一种对样品制备进行改进实现分辨率提升的超分辨技术，由于其与其他光学技术的兼容性强，可以进一步提高分辨率，引起了越来越多研究人员的关注。复合膨胀技术是膨胀超分辨技术改进的一个主要发展方向之一，膨胀结合光学波动超分辨技术（ExM‐SOFI）在复合膨胀技术中是一种受限较小且使用较为广泛的技术。为了增强现有ExM‐SOFI技术的成像效果，本课题组将成像缓冲液技术应用于ExM‐SOFI技术，以增强膨胀样品在拍摄过程中的抗淬灭能力，从而使普通染料在ExM‐SOFI中的荧光强度、荧光波动幅度和闪烁比等均有增强。微管和囊泡的染色成像结果表明，使用这种技术可以使样品在高阶SOFI中保持真实结构，伪影更少，因而高阶SOFI技术可以提升膨胀样品的最终分辨率。
生物光学 ExM‐SOFI 膨胀超分辨 光学波动超分辨 成像缓冲液 抗淬灭增强
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 中科院太赫兹固态技术重点实验室，上海 200050
2 中国科学院大学 材料科学与光电子工程中心，北京 100049
3 海南师范大学 材料科学与光电工程研究中心，海南 海口 571158
采用气体源分子束外延（GSMBE）技术，研究了InP衬底上InyAl1-yAs线性渐变缓冲层对In0.66Ga0.34As/InyAl1-yAs高迁移率晶体管（HEMT）材料特性影响。研究了不同厚度和不同铟含量的InyAl1-yAs线性渐变缓冲层对材料的表面质量、电子迁移率和二维电子气浓度的影响。结果表明，在300 K（77 K）时，电子迁移率和电子浓度分别为8 570 cm2/（Vs）-1（23 200 cm2/（Vs）-1）3.255E12 cm-2（2.732E12 cm-2）。当InyAl1-yAs线性渐变缓冲层厚度为50 nm时，材料的表面形貌得到了很好的改善，均方根粗糙度（RMS）为0.154 nm。本研究可以为HEMT器件性能的提高提供强有力的支持。
InyAl1-yAs线性渐变缓冲层 磷化铟 高电子迁移率场效应晶体管 InyAl1-yAs graded buffer layer InP high electron mobility transistor（HEMT）
1 新疆大学 物理科学与技术学院, 乌鲁木齐 830046
2 西南技术物理研究所, 成都 610041
为了讨论缓冲气体对碱原子精细结构能级间的能量交换加速作用, 利用激光感应荧光光谱对Cs(Rb)-N2系统中的精细结构碰撞能量转移过程进行了实验研究, 获得了不同条件下碱原子D1线和D2线的荧光变化数据。结果表明, 在Cs-N2系统中, N2分子更多参与精细结构能量交换的加速过程;在340K时, 系统具有高的荧光转换效率;在Rb-N2系统中, N2分子主要参与猝灭过程, 对精细结构碰撞的增益作用不明显。这一结果可为半导体抽运碱金属激光器的高效运行提供参考数据。
激光器 精细结构能量转移 激光感应荧光光谱 Cs-N2系统 缓冲气体 猝灭 lasers fine structure energy transfer laser induced fluorescence spectroscopy Cs-N2 system buffer gas quenching
