光学 精密工程
2023, 31(13): 1900
1 中铁二十五局集团第五工程有限公司, 青岛 266101
2 同济大学材料科学与工程学院, 上海 201804
为顺应当今建筑工业化和固废资源化趋势, 工程界提出了采用真空去水压制成型新工艺, 以实现机制砂混凝土的高效预制生产。本文研究了真空去水压制成型时间对不同初始水灰比(W/C)机制砂混凝土性能的影响, 结果表明: 与天然砂混凝土相比, 真空去水压制能更显著提升机制砂混凝土的强度, 主要是由于在高密实成型条件下, 机制砂充分发挥了嵌锁效应, 经真空负压-0.07 MPa及压制15 MPa处理100 s后, 机制砂混凝土初始W/C从0.58降低至0.32, 抗压强度提升了44.6%, 延长处理时间性能提升效果减弱, 尤其是对W/C较小的混凝土; 压汞测孔(MIP)发现真空去水压制后混凝土硬化体孔隙率大幅降低, 尤其是大于50 nm的有害孔, 与压制前相比, 其比例下降均超过70%, 孔径分布得到了改善, 且水化程度均提高至0.6以上; 扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表明, 经真空去水压制处理后, 混凝土内硬化浆体变得更密实, 定向排列的针状钙矾石及片状Ca(OH)2含量减少, 而界面过渡区(ITZ)黏结性能提高。采用真空去水压制成型机制砂混凝土, 符合现代预制混凝土构件生产的绿色、节能、环保发展要求。
机制砂混凝土 预制构件 真空去水 压制 孔结构 微观组织 machine-made sand concrete precast member vacuum water-removal compression pore structure microstructure
1 长春理工大学 计算机科学技术学院，吉林 长春 130022
2 长春汽车工业高等专科学校 汽车运用学院，吉林 长春 130013
为了满足先进航空目标指示装备对视轴速度平稳性误差的设计需求，提出了一种基于扰动估计与补偿理论的控制算法。设计了一种改进扩张状态观测器以减小高阶观测器的相位延迟，提高视轴控制精度。对改进的控制算法进行了阶跃响应和速度稳定两部分实验，并与传统PID算法进行了比较。通过分析阶跃实验结果可得，该控制算法在不同的闭环控制带宽下，均能达到更短的稳定时间和更低的超调量，在35 Hz的闭环带宽下，相比PID算法的稳定时间减少了49.1%、超调量降低了88.4%，系统动态性能提升明显；速度稳定实验结果表明，该控制算法对幅值为1°、频率为2.5 Hz以内的不同扰动的抑制能力显著提高，视轴的速度误差均控制在0.1 (°)/s以内，扰动残值均小于0.1 (°)/s。该控制算法满足先进目标指示装备的设计需求，对提高系统动态性能和视轴速度平稳性具有较高的实用价值。
目标指示 改进扩张状态观测器 扰动残值 速度平稳性 target indication improved extended state observer disturbance residuals velocity stability 红外与激光工程
2021, 50(3): 20200442
1 上海理工大学 材料科学与工程学院, 上海 200082
2 国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心化学发明审查部 高分子化学室, 江苏 苏州 215000
红色荧光碳点（简称红光碳点, R-CDs)具有成像对比度好、空间分辨率高等优势, 受到了研究者们的广泛关注。但目前报道的红光碳点往往存在荧光量子效率低、FWHM较宽且需要蓝绿光激发的缺陷, 达不到实际应用需求。因此, 进一步明确红光碳点发光机制、实现高荧光量子产率（PL QY)激发非依赖红光具有十分重要的意义。本文首先阐述了量子限域效应、表面状态、聚集效应等因素对碳点红光发射性质的作用机制; 其次分析了红光碳点制备过程中前驱体、溶剂类型等的调控机制, 并简要介绍了红光碳点在发光二极管及生物成像中的应用现状; 最后, 针对红光碳点的制备方法、性能调控及发展方向进行了展望。
红色荧光 碳点 荧光机理 制备手段 red emission carbon dots photoluminescence mechanism synthetic method
1 长春理工大学化学与环境工程学院, 吉林 长春130022
2 包头出入境检验检疫局, 内蒙古 包头014010
3 中国检验检疫科学研究院, 北京100123
采用微乳液-水热法合成一系列NaLa(MoO4)2∶Eu3+/Tb3+/Tm3+单/共掺的荧光粉(NLM)。 采用X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 荧光光谱对荧光粉的晶体结构、 形貌特征和发光性质进行了测试和研究。 结果表明: 所制备的样品均为四方晶系单晶, Eu3+, Tb3+, Tm3+均以取代的方式进入La3+的格位; 样品的形貌为四方片状结构, 颗粒尺寸1～1.5 μm; 当Eu3+掺杂浓度为是9%时, NLM∶9%Eu3+荧光粉在616 nm发射峰是最强的, 此时在NLM基质中Eu3+之间的临界传递距离(Rc)约为15.20 。 在NLM∶9%Eu3+的发射光谱中, 591 nm处的发射峰为Eu3+的5D0→7F1的磁偶极跃迁; 616 nm处的发射峰为Eu3+的5D0→7F2的电偶极跃迁, 电偶极跃迁发射强度约是磁偶极跃迁强度的10倍, 表明Eu3+位于无反演对称中心格位。 采用固定Eu3+(Tb3+)的浓度, 改变Tb3+ (Eu3+)浓度的方法, 研究了Eu3+与Tb3+之间的能量传递机理。 通过调节Eu3+, Tb3+和Tm3+的掺杂浓度, 实现在单一基质条件下可见光区域的光色调节, 在360 nm激发下NLM∶x%Eu3+, y%Tb3+, z%Tm3+荧光粉的发光由蓝光(0.205, 0.135)调到伪白光(0.305, 0.266)。
白光二极管 荧光粉 微乳液-水热法 White light emitting diodes Phosphors Microemulsion-hydrothermal method 光谱学与光谱分析
2015, 35(10): 2712
1 长春理工大学化学与环境工程学院, 吉林 长春 130022
2 包头出入境检验检疫局, 内蒙古 包头 014010
3 中国检验检疫科学研究院, 北京 100123
以氟化钠和稀土硝酸盐为原料, 柠檬酸钠为表面活性剂, 采用水热法制备出微米级NaYF4∶Yb3+, Er3+上转换发光材料。 通过X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱仪对所制备样品的晶相、 形貌和发光特性进行了研究。 结果表明, 通过调节NaF/RE3+的比例(5, 6, 7, 8, 9, 11), 实现了样品从立方相到六方相的转变, 样品的立方相和六方相的X射线衍射峰分别与标准卡片PDF#77-2042和PDF#16-0334完全匹配。 由扫描电镜图可以看出, 样品的结晶度高, 分散性好, 形貌从棒状转变为六边形片状。 样品的上转换荧光光谱显示, 随着NaF/RE3+的比例增大, 样品的红绿光发射峰均增强, 样品的520和539 nm处的绿光发射峰对应的是Er3+的2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2的能级跃迁, 而653 nm处的红光发射峰对应的是Er3+的4F9/2→4I15/2的能级跃迁。 由样品的色度坐标图得出, 调节NaF/RE3+的比例还可以实现样品的光色可调, 随着NaF/RE3+的比例增大, 样品的整体发光光色实现了从黄光区到近红光区的移动。 由上述结果可以得出, 通过相对简单的实验方法, 温和的实验条件和相对低廉的材料成本, 仅通过改变原材料中单一组分(NaF)物质的量, 就达到了样品NaYF4∶Yb3+, Er3+晶相、 形貌转变以及发光光色移动的良好控制。 荧光材料的晶相和形貌对其上转换发光的影响在光子器件和生物分析的研究中具有重要的潜在应用。
上转换发光材料 柠檬酸钠 水热法 微米级 晶相转变 Upconversion luminescent material Sodium citrate Hydrothermal method Micron grade Phase transition 光谱学与光谱分析
2015, 35(12): 3300
1 中国工程物理研究院 电子工程研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 复杂电磁环境重点实验室, 四川 绵阳 621900
在复杂电磁环境下，当电子学系统的关键器件遭受功能或物理损伤而发生非线性效应时，会导致电子学系统的探测性能下降，严重时可能使系统无法实现预期的功能。以一种对地成像雷达的限幅器为对象，研究了限幅器损伤后的非线性特性信号模型构建方法，较为深入地研究了它对雷达信号处理的影响。理论和仿真分析结果表明，典型电子学系统在关键器件发生非线性变化的情况下，会明显降低成像雷达的性能，如成像不能聚焦和分辨率下降等。
非线性效应 限幅器 成像雷达 复杂电磁环境 nonlinear effect limiter synthetic aperture radar complicated electromagnetic environment 强激光与粒子束
2015, 27(10): 103238
1 电子科技大学 电子工程学院， 成都 611731
2 中国工程物理研究院 电子工程研究所， 四川 绵阳 621900
研究了处于复杂场景下目标的逆合成孔径雷达(ISAR)成像问题。首先，建立了目标与复杂环境的电磁散射模型，采用计算电磁学的方法仿真得到了目标的雷达回波数据，进而充分考虑了背景噪声对雷达成像质量的影响。研究发现，目标所处的复杂背景会降低ISAR对目标的成像质量。其次，为减小仿真雷达回波数据所需的计算量，提出采用基于压缩感知(CS)的方法来对该场景进行成像，从而极大降低电磁仿真的计算点数。通过实验发现，在CS成像中，采用数据点使用率为0.4时所得到的成像质量可达到采用转台成像质量的效果。因此，采用基于CS的成像方法，可极大降低目标与场景的电磁散射计算复杂度，使得处于真实复杂场景下的目标电磁仿真和ISAR成像研究切实可行。
ISAR成像 物理光学法 复合散射 压缩感知 基追踪 ISAR imaging physical optics composite scattering compressive sensing basis pursuit 强激光与粒子束
2014, 26(7): 073206
1 新疆师范大学物理与电子工程学院, 新疆 乌鲁木齐 830054
2 昌吉学院物理系,新疆 昌吉 831100
量子信息分裂或量子态共享是经典秘密共享方案在量子方案中的概括。在量子信息分裂中，一种量子态的形式被划分并分发给多个接收者。提出一个通过使用六粒子 的最大纠缠态作为量子通道来分裂两量子比特混态的方案。首先Alice执行两个Bell基测量并且宣布测量结果，同时分配Charlie(Bob)来重建未知的初态。如果控制者 Bob(Charlie)同意帮助Charlie(Bob)获得初态，他们就在各自的量子比特上执行单粒子测量。在发送者对粒子执行Bell基测量以及合作者对粒子执行单粒子测量之后， 通过运用适当的幺正算符，接收者可以重建发送者信息的初始状态。
量子信息 分裂量子信息 六-粒子最大纠缠态 Bell基测量 纠缠交换 么正变换 quantum information splitting quantum information six-particle maximally entangled state Bell-basis measurement entanglement swapping unitary operation
中国科学技术大学光学与光学工程系,安徽 合肥 230026
分别用定义的深度提取精密度和深度提取正确度对实验结果进行分析,从结果的整体分布和整体偏 差两个方面证明了线性插值对基于集成成像的深度提取具有增强作用。由于单元透镜数量众多,单个图像传感 器像素个数有限,传统的基于集成成像的深度提取受到单元图像低分辨率的制约。无需额外的硬件移动, 采用线性插值将单元图像像素个数增加一倍,深度提取精密度提升了20%,深度提取正确度提升了15%。 集成成像可以同时实现三维场景的重建和深度的提取。这是其他深度提取技术所不具备的特点。插值后得 到的深度信息,使目标物体的重建图像更为清晰。基于集成成像的深度提取可应用于三维场景的背景去除。
图像与信息处理 深度提取 集成成像 线性插值 三维场景重建 image and information processing depth extraction integral imaging linear interpolation three-dimensional scene reconstruction
