强激光与粒子束
2023, 35(12): 124009
中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
中国工程物理研究院红外太赫兹自由电子激光装置是一台用于材料、光谱、生物、医学等领域前沿研究的多功能用户装置,在实验室现有的太赫兹自由电子激光装置(CTFEL)基础上,拟新增两套2×9-cell超导加速单元和两台波荡器,将电子能量提升至最大50 MeV,输出频率覆盖范围拓展至0.1~125 THz,最大宏脉冲功率大于100 W。同时,采用跑道型束线设计,拟建设一台小型能量回收型直线加速器实验研究平台。本文主要介绍了中国工程物理研究院红外太赫兹自由电子激光装置的总体设计、工作模式以及用户实验站布局。
激光器 自由电子激光 红外太赫兹 超导加速器 波荡器 能量回收型直线加速器 中国激光
2023, 50(17): 1718001
不论是在科学研究, 食品安全, 医学检测, 还是在安全事故预防等领域, 对多组分混合气体进行快速、 准确的定性定量分析已经成为一种迫切的需求 。 拉曼光谱法是一种强大的气体传感方法, 既能克服传统的非光谱法检测时间长、 重复性差等弱点, 又能弥补吸收光谱法无法直接测量同核双原子分子的缺点, 同时还能使用单一频率的激光器对多组分混合气体进行定性和定量分析。 但由于物质固有的弱拉曼效应, 加之气体的拉曼效应一般远低于固体和液体, 这极大地限制了拉曼光谱法在气体传感领域的应用。 如何提高气体的散射强度是使气体拉曼传感技术得到更广泛应用的关键。 目前最主要的气体拉曼传感增强技术包括腔增强技术和光纤增强技术。 腔增强技术从提高与待测气体作用的激发光强度和作用路径来从源头上增强拉曼散射信号, 包括多次反射腔增强、 F-P腔增强、 激光内腔增强。 光纤增强则从提高球面散射光的收集效率来增强拉曼散射信号, 使绝大部分拉曼散射光都能进入光谱探测器, 包括镀银毛细管增强和空芯光纤增强。 简要介绍了上述两种技术的的增强原理, 汇总了研究进展以及应用现状, 并讨论了它们各自的优势以及局限性, 最后着眼于多组分痕量气体的检测, 展望了气体拉曼传感技术未来的发展趋势。 尽管目前基于吸收效应的光谱分析方法在气体检测领域占据主导地位, 尤其是光声光谱法, 但在不久的将来, 气体拉曼传感技术有望在气体检测领域得到越来越广泛、 越深入的应用。
拉曼光谱 气体传感 腔增强 光纤增强 Raman spectroscopy Gas sensing Cavity enhancement Optical fiber enhancement 光谱学与光谱分析
2022, 42(11): 3345
强激光与粒子束
2022, 34(12): 124001
强激光与粒子束
2022, 34(10): 104013
1 西南科技大学 极端条件物质特性联合实验室, 四川 绵阳 621010
2 四川省军民融合研究院,四川 绵阳 621010
3 中国空气动力研究与发展中心,设备设计与测试技术研究所,四川 绵阳 621000
4 内蒙古工业大学 机械工程学院,内蒙古 呼和浩特 010051
5 国家金刚石工具质量检验检测中心,湖北 鄂州 436000
FLEET流场测速时,荧光丝的形态和特征影响流场速度测量的精度和覆盖范围,而这些参数又取决于FLEET光学系统参数,有必要对FLEET光学系统参数对荧光丝的影响规律进行研究。本文研究了光学系统的主要参数飞秒激光脉冲能量和聚焦透镜焦距对荧光丝长度、光丝峰值强度、功率密度、信噪比的影响,并在最优实验参数条件下,对不同压强下空气飞秒荧光丝的寿命进行探测。实验表明,飞秒荧光丝的激发存在功率密度阈值,本实验中大致在2×10
13 W/cm
2,光学系统参数优化应以飞秒荧光丝信噪比高且光丝强度分布均匀为基准。飞秒荧光丝的寿命约为几微秒,因此,两次测速采样的时间间隔应小于微秒量级。本文研究结果可以为FLEET光学系统主要参数确定提供依据。
FLEET 流速测量 荧光寿命 图像处理 FLEET velocity measurement fluorescent lifetime image processing
强激光与粒子束
2020, 32(5): 054001
1 宁波大学 理学院, 宁波 315211
2 中国科学院 宁波材料技术与工程研究所, 宁波 315201
锂硫电池作为极具潜力的下一代二次电池受到广泛关注。然而, 对于含硫正极的研究仍处于实验探索阶段, 商业化的碳纤维毡应用于硫正极鲜有报道。本研究制备了锂硫电池用碳纤维支撑柔性碳硫复合电极, 并对其进行了物性及电池性能的研究。结果发现, 碳纤维毡具有多孔隙的三维网络结构, 与具有微孔结构的多孔碳共同构成正极支撑体, 能够物理固定正极材料, 有助于提高电池的能量密度和锂硫正极的导电性, 界面电阻由原来的97.9 Ω降到22.6 Ω。进一步研究表明, 碳纤维毡做集流体的样品在首圈0.05C倍率下, 具有996.7 mAh/g的放电比容量, 在2C高倍率下循环140圈后仍保持666.7 mAh/g的放电比容量, 而铝箔样品仅为772.9和471.6 mAh/g。同时, 本研究使用的LA132水系粘结剂、super-P导电剂价格低廉, 球磨制备工艺可规模化生产、安全环保, 可以为锂硫电池工业化生产和应用提供参考。
锂硫电池 碳纤维支撑 柔性 传统铝箔 lithium-sulfur battery carbon-fiber supported flexible traditional aluminum foil
1 长沙理工大学计算机与通信工程学院, 湖南长沙 410114
2 长沙理工大学综合交通运输大智数据能处理湖南省重点实验室, 湖南长沙 410114
3 湖南中森通信科技有限公司, 湖南长沙 410205
针对单一先验知识不足以约束病态严重的图像超分辨率问题, 本文提出了融合内外特征的图像超分辨率算法。针对图像的自相似性, 通过采用基于内部特征的深度卷积网络学习来增强输入图像的细节纹理, 去除超分辨率图像伪影; 同时, 使用基于外部图像的稀疏约束方法来学习图像结构信息, 并结合高频残差字典来解决超分辨率重建中的高频信息缺失问题; 最后通过卷积稀疏方法分别从基础层和细节层来融合内外特征的重建图像, 以获得细节清晰、去伪影的超分辨率图像, 进一步提高图像质量。与传统算法相比, 本文算法在重建图像的纹理特征和质量上都得到了增强, 且视觉效果与峰值信噪比较传统算法有所改善。
内外特征 超分辨率 深度卷积网络 高频残差字典 稀疏约束 卷积稀疏表示 图像融合 迭代反投影 internal and external features, super-resolution,