1 福州大学化学学院, 福州 350108
2 中国科学院福建物质结构研究所, 福州 350002
3 中国科学院大学福建学院, 福州 350002
目前采用坩埚下降法生长的弛豫铁电单晶为圆柱状晶体, 无自然结晶面, 晶体在切割加工前必须进行三维定向。本文提出了一种利用粉末X射线衍射仪和X射线定向仪确定铁电单晶三维方向的简便方法。通过粉末X射线衍射仪确定任意切割晶面的最强衍射峰, 然后利用X射线定向仪确定最强衍射峰准确的切割面, 再通过X射线定向仪确定两个晶面的交线方向, 从而获取晶体的三维方向, 进而指导晶体切割加工。使用该方法对Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3铁电单晶进行三维定向, 结果证明该定向方法具有准确度高、效率高、操作方便、晶体损耗少的特点。该方法也适用于其他晶体材料的定向。
晶体定向 铁电单晶 三维定向 定向仪 crystal orientation XRD XRD ferroelectric single crystal three-dimensional orientation orientation instrument
1 清华大学深圳国际研究生院，广东省偏振光学检测与成像工程技术研究中心，深圳市无损监测与微创医学技术重点实验室，生物医药与健康工程研究院，广东 深圳 518055
2 中国中医科学院医学实验中心，北京 100700
3 牛津大学工程系，英国牛津 OX1 3PJ
数字成像技术能对皮肤的微观结构、生理特征、新陈代谢情况等进行描述，有助于对皮肤形态和动态平衡机制进行定量评估，对皮肤病筛查等具有重要意义。偏振成像方法以其非接触、信息量丰富、无需染色标记等特点，被广泛应用于包括皮肤检测在内的生物医学研究领域。本文提出了一种基于偏振成像的面部皮肤结构和特征的非接触在体测量方法，并利用这一方法分析了不同偏振成像模式对面部皮肤不同参数测量结果的影响。具体而言，首先构建了一套可调偏振成像模态的人体面部皮肤测量系统，然后分别在无偏振、平行偏振和正交偏振三种成像模式下对5个基于CIE Lab色彩空间和Frangi滤波器的面部皮肤参数进行了测量分析。通过对不同参数在面部不同区域的异质分布进行细化探究，得到了不同偏振模态成像获取特定面部皮肤参数的效果差异，并给出了不同参数的偏振测量建议，为提高临床应用中偏振成像非接触、定量测量皮肤参数的有效性奠定了基础。
医用光学 偏振成像 皮肤 结构 特征 在体测量
1 1.中国科学院 福建物质结构研究所, 福州 350002
2 2.电子科技大学 电子科学与工程学院, 成都 610054
3 3.西南应用磁学研究所, 绵阳 621000
钇铁石榴石(Y3Fe5O12, YIG)晶体具有优异的磁学和磁光性质, 在微波和磁光器件中有着广泛的应用。目前商用的磁光材料是采用液相外延技术在Gd3Ga5O12(GGG)衬底上沉积的YIG单晶薄膜。本研究以无铅B2O3-BaF2为复合助熔剂, 采用顶部籽晶法技术(TSSG)生长YIG单晶材料, YIG晶体尺寸和重量分别可达43 mm×46 mm×11 mm和60 g。该晶体具有较窄的铁磁共振线宽(0.679 Oe)、高透明度(75%)和法拉第旋转角(200 (°)·cm-1@1310 nm, 160 (°)·cm-1@1550 nm)等优异的综合性能, 是微波和磁光器件的良好候选材料。更为重要的是, 这种生长技术非常适合大尺寸YIG单晶或稀土掺杂YIG单晶, 结合定向籽晶生长和提升工艺, 可以显著降低生产成本。
钇铁石榴石 单晶 顶部籽晶法 铁磁共振线宽 磁光效应 yttrium iron garnet single crystal TSSG method ferromagnetic resonance linewidth magneto-optic effect
1 中国科学院福建物质结构研究所, 福州 350002
2 中国科学院大学,北京 100049
3 中国船舶集团第七一五研究所, 杭州 310023
Pb(Zr1-xTix)O3 (PZT)由于具有优异的综合性能而成为应用最广泛的压电陶瓷。之前研究工作证明了与直流极化(DCP)和交流极化(ACP)相比, 采用交流极化和直流极化相结合的方法能进一步提高弛豫铁电单晶材料的压电性能。本工作报道了直流极化、交流极化和交流极化+直流极化后PZT-4压电陶瓷的介电性能和压电性能, 探究了直流极化、交流极化和交流极化+直流极化的最佳极化条件。在最佳交流极化+直流极化条件下, PZT-4 压电陶瓷的压电常数(d33)为350 pC/N, 相比直流极化(305 pC/N)、交流极化(320 pC/N)分别提高了15%和9%。交流极化后的PZT-4陶瓷样品的应变值(0.08%)高于进行直流极化样品的(应变值0.05%), 表明交流极化可以有效提高PZT-4陶瓷的应变值, 但是交流极化后应变曲线的滞后增大不利于器件应用, 交流极化对硬性压电陶瓷的影响还需要进一步探讨。
交流极化 压电陶瓷 压电性能 弛豫铁电单晶 PZT PZT alternating current poling piezoelectric ceramics piezoelectric property relaxation ferroelectric single crystal 人工晶体学报
2022, 51(9-10): 1794
1 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
2 华新水泥股份有限公司, 武汉 430070
3 石河子大学水利建筑工程学院, 石河子 832000
碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀是一种以碳硫硅钙石为生成产物的硫酸盐侵蚀, 碳硫硅钙石的形成过程与水泥基材料中铝源及外界环境中硫酸盐密切相关。以铝酸三钙(C3A)为铝源, Na2SO4溶液为侵蚀介质, 采用单矿硅酸三钙(C3S)制备水泥浆体, 通过XRD、FTIR、SEM/EDS等测试技术表征不同SO2-4与C3A摩尔比(S/Al比)对单矿C3S水泥浆体中碳硫硅钙石形成的影响, 旨在揭示碳硫硅钙石形成机理并探讨抑制其形成的方法。结果表明: 当S/Al比为3时, 侵蚀14个月后在侵蚀产物中依然没有检测到碳硫硅钙石; 当S/Al比为6和9时, 侵蚀3个月即可检测到碳硫硅钙石, 这表明外部硫酸根离子浓度越高越有利于碳硫硅钙石的形成。
S/Al比 硫酸盐侵蚀 碳硫硅钙石 单矿 固相产物 钙矾石 S/Al ratio sulfate attack thaumasite monomineral solid product ettringite
1 中国科学院福建物质结构研究所, 福州 350002
2 中国船舶集团第七一五研究所, 杭州 310023
弛豫铁电单晶Pb(In1/2Nb1/2)O3-PbTiO3(PIN-PT)相较于常用的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)具有更高的居里温度, 在高稳定性、高性能的传感器、换能器方面具有应用前景。本工作采用谐振法研究了［001］方向极化的0.66PIN-0.34PT铁电单晶的全矩阵机电性能参数。0.66PIN-0.34PT 单晶的三方-四方相变温度(TRT)约为160 ℃, 居里温度(TC)约为260 ℃, 室温压电系数d33、d31、d15分别为1 340 pC/N、-780 pC/N、321 pC/N, 介电常数εT33、εS33、εT11、εS11分别为2 700、905、2 210、1 927, 机电耦合系数 k33、k31、k15、kt分别为 87%、58%、38%、61%。其纵向压电常数(d33)和纵向机电耦合系数(k33)小于 PMN-PT 单晶, 但是横向压电性能(d31)和剪切压电性能(d15)都略高于PMN-PT单晶。另外, 研究了机电耦合性能随温度的变化趋势, 发现0.66PIN-0.34PT单晶在150 ℃以下有较好的温度稳定性。
弛豫铁电单晶 全矩阵参数 压电性能 机电性能 传感器 PIN-PT PIN-PT relaxor ferroelectric single crystal full matrix parameter piezoelectric property electromechanical property sensor
中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所, 四川 绵阳 621000
针对高超声速风洞试验段内来流过强、总压总温过高导致的光学测量设备不易布局的问题, 设计了一种适用于高超声速风洞的双目视觉测量系统布局方案及姿态测量方法。通过试验段内外布置的高速相机及LED光源, 实现对测试模型六自由度数据的采集; 为了验证布局合理性, 利用静态试验加以验证, 采用双目视觉系统中模型标志点技术解算模型位移和姿态信息。通过在试验中与实际送进机构对模型姿态的改变量进行对比, 证明了双目视觉系统布置方案的可行性, 同时验证了此系统在测量距离1.2 m、测量空间范围0.5 m3内, 对模型转动姿态测试误差低于0.08°, 位移测试误差低于0.05 mm。
高超声速风洞 双目视觉 标志点 姿态测量 hypersonic wind tunnel binocular vision landmark attitude measurement
强激光与粒子束
2022, 34(2): 022001
1 中国科学院福建物质结构研究所, 中国科学院光电材料化学与物理重点实 验室, 福建 福州 350002
2 中国福建光电信息科学与技术创新实验室, 福建 福州 350108
深紫外非线性光学晶体是深紫外全固态激光器的关键部件。由于带隙、非线性光学系数、双折射率等因素的限制, 除 KBe2BO3F2 晶体外, 现有非线性光学晶体皆难以通过相位匹配实现深紫外激光输出。基于准相位匹配原理实现深紫外激光输出是解决深紫外非线性光学晶体相位匹配问题的新思路。综述了氟化钡镁 (BaMgF4) 晶体、镁方硼石 (Mg3B7O13Cl) 晶体、 硼锗酸镧 (LaBGeO5) 晶体的特性, 并介绍了这些晶体基于准相位匹配原理应用于激光输出的研究进展。最后提出了有关准相位匹配深紫外非线性光学晶体研究的建议, 并进行了展望。
非线性光学 铁电性 准相位匹配 深紫外 nonlinear optics ferroelectricity quasi-phase-matching deep-ultraviolet
