1 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏 南京 210044
2 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 江苏 南京 210044
针对 2020 年 9 月至 2020 年 10 月在南京钢铁集团外采集的 25 个地表灰尘样品, 使用手持式 X 射线荧光光谱仪 (XRF) 分析其中 Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、Hg、Pb、Sr、Zr、Mo 这 10 种重金属元素含量, 运用统计学方法、单因子指数、地累积指数对研究区土壤重金属污染程度进行评价, 并采用正定矩阵因子分解模型解析了重金属污染源。结果表明, 地表灰尘重金属平均含量为: Cr (260 ± 14 mg·kg-1)、Mn (1550 ± 22 mg·kg-1)、Fe (165000 ± 1000 mg·kg-1)、Cu (67 ± 9 mg·kg-1)、Zn (600 ± 13 mg·kg-1)、Hg (16 ± 6 mg·kg-1)、Pb (102 ± 7 mg·kg-1)、Sr (275 ± 10 mg·kg-1)、Zr (302 ± 5 mg·kg-1)、Mo (13 ± 3 mg·kg-1), 地累积指数平均值为 2.13, 区域整体呈中度污染, 其中 Hg 为严重污染, Mo 为重污染, Zn 为中度污染, Cr、Fe、Pb 为偏中污染, Mn、Cu、Sr 为轻度污染, Zr 无污染。研究区西北部及北部为重金属含量高值区, 地表灰尘中重金属有较多富集。源解析分析表明研究区内地表灰尘重金属有 3 个主要来源: 一是工业排放源, 二是自然源及生活源, 三是机动车排放源。其中工业排放源为主要来源, 对重金属的贡献率为 49.3%; 其次为自然源及生活源和机动车排放源, 贡献率分别为 30.7% 和 20.0%。
工业园区 地表灰尘 重金属 单因子指数法 地累积污染指数法 正定矩阵因子解析 industry park surface dust heavy metals pollution index geo-accumulation index positive matrix factorization 大气与环境光学学报
2022, 17(4): 429
1 南京信息工程大学大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏 南京 210044
2 广东省突发事件预警信息发布中心, 广东 广州 510080
黑碳 (BC) 和棕碳 (BrC) 是大气中重要的吸光物质。近年来, 大气棕碳光吸收贡献已成为国内外研究热点之一。2014 年青奥会期间在位于南京江心洲的南京市气象局, 利用三波长光声黑碳光度仪 (PASS-3), 热熔蚀器 (TD), 气溶胶质量分析仪 (APM), 扫描电迁移率粒径谱仪 (SMPS) 和空气动力学粒径谱仪 (APS) 进行了大气实时观测。基于 Mie 模型和 AAE方法, 计算得出 BrC 在 405 nm 和 532 nm 处的平均光吸收系数分别为 (8.5±4.5) Mm－1 和 (3.2±2.1) Mm－1, 相应的平均光吸收贡献分别为 (22.7±12.0)% 和 (13.6±9.2)%, 说明 BrC 的光吸收能力具有波长依赖性。进而对核-壳和外混两种模型中 αBC 随复折射指数变化做了敏感性分析。在这两种模型中, αBC 均对 BC 核复折射指数虚部最为敏感, 其次是 BC 核复折射指数的实部; 不同的是, 在外混模型中非吸光物质复折射指数实部的改变不会影响 αBC。
棕碳 黑碳气溶胶 光吸收 吸收Angstrom指数 敏感性 brown carbon black carbon aerosol light absorption absorption Angstrom exponent sensitivity 大气与环境光学学报
2021, 16(6): 504
1 中央民族大学 理学院，北京 100081
2 中央民族大学 光电子研究中心，北京 100081
3 中国科学院半导体研究所，北京 100083
红外探测技术在激光测距、成像、遥感、夜视等领域有重要应用，降低红外光电探测器的尺寸、重量、功耗和成本，以及提高探测器的性能是目前的研究重点。本文综述了红外探测器技术的发展历程、工作原理及研究现状并对其未来发展方向进行了展望。内容主要涵盖基于碲镉汞、Ⅱ类超晶格、量子阱、量子点、硅基锗锡等材料的光子型红外光电探测器及其阵列。红外系统成本降低最终取决于在常温条件下耗尽电流限探测器阵列像素密度是否与系统光学元件的背景极限和衍射极限性能匹配，选择HgCdTe、Ⅱ类超晶格和胶体量子点等材料可提高光子探测器室温性能。各种红外探测器在性能方面各具特色，在实际应用中互为补充。
红外探测器 碲镉汞 量子阱 Ⅱ类超晶格 量子点 Infrared detector HgCdTe Quantum well Type Ⅱ superlattice Quantum dot 光子学报
2021, 50(10): 1004006
1 中国科学院半导体研究所 集成光电子学国家重点实验室，北京 100083
2 中国科学院大学 材料与光电研究中心，北京 100049
硅基IV族锗锡和锗铅合金材料带隙随组分可调，并可转变成直接带隙半导体材料，是研制硅基红外探测和发光器件的理想材料。本文首先介绍锗锡和锗铅材料外延生长工作，然后对锗锡光电器件的研究进展进行回顾和讨论。其中，随着锗锡合金中锡组分增加，锗锡光电探测器往高响应度和长探测截止波长方向发展；锗锡激光器的研究则集中在降低激射阈值、提高激射温度和电泵浦方面。本文还对锗铅材料和光电器件的研究进展进行简要介绍和展望。随着硅基高效光源和探测器研究的不断深入，IV族合金材料在硅基红外光电集成领域将继续展现重要的应用价值。
硅基光电子 锗锡 锗铅 探测器 激光器 Silicon photonics Germanium tin Germanium lead Photodetector Laser 光子学报
2021, 50(10): 1004002
1 南京信息工程大学大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏 南京 210044
2 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100084
近年来, 基于二甘醇的气溶胶粒径谱仪被广泛用于 3 nm 以下气溶胶颗粒物的粒径谱测量, 探究比较这些仪器的性能对于粒径谱的准确测量有着重要的意义。对基于二甘醇的扫描电迁移率粒径谱仪 (DEG-SMPS) 和颗粒物粒径放大器 (PSM) 进行了比较研究。在实验室标定过程中, 为让 PSM 获得更可靠的数据, 建议尽可能将标定范围设定至大于 4 nm, 以减少 3 nm 以上的颗粒物在数据反演过程中的影响, 还可以增加 PSM 数据反演的粒径范围。研究表明, PSM 和 DEG-SMPS 在测量小于 3 nm 的颗粒物数浓度时, 结果较为一致。在外场观测的每个新粒子生成天, 这两种仪器之间的数浓度相关性均很好 (r2> 0.75)。但 PSM 与 DEG-SMPS 总数浓度比值的斜率在 1.4 到 4.5 之间变化, 推测可能是由于新粒子生成的颗粒物化学组分的不同导致的。此外, 一些不可忽略的不确定因素, 如两台仪器标定检测效率所产生的不确定度以及 DEG-SMPS 使颗粒物带电时荷电效率的不确定度等, 也可能导致该比对结果的差异。由于 DEG-SMPS 使用静电气溶胶分级器 (DMA) 对颗粒物的粒径进行区分, 而 PSM 是通过改变二甘醇的过饱和度以激活不同粒径的颗粒物, 进而通过数据反演来对粒径进行区分, 因此 DEG-SMPS 的粒径分辨率比 PSM 要高。但 PSM 在低颗粒物数浓度的环境中表现更好, 包括一些较弱的新粒子生成天, 这是因为 PSM 不需要使颗粒物带电, 从而避免了 3 nm 以下颗粒物的极低的荷电效率的问题。因此相比于 DEG-SMPS, PSM 不容易受到凝聚核粒子计数器 (CPC) 的计数误差带来的影响。总的来说, PSM 和 DEG-SMPS 都足以用于测量 3 nm 以下颗粒物的粒径谱分布, 有助于更好地进行新粒子生成过程的研究, 结果中仍然存在的部分不可忽略的不确定性问题需要在未来的研究中进一步解决。
气溶胶检测 粒径谱仪 粒径谱分布 新粒子生成 aerosol detection aerosol size spectrometers particle size distribution new particle formation 大气与环境光学学报
2020, 15(6): 470
1 南昌大学 电子信息工程系, 南昌 330031
2 中国科学院量子信息重点实验室,合肥 230026
3 南昌大学 理学院, 南昌 330031
研究了两能级发射体与振动石墨烯薄膜相互作用系统中熵压缩性质, 讨论了相干角, 两能级发射体与振动石墨烯薄膜之间的耦合系数和两能级发射体的跃迁频率与驱动场频率的失谐量以及相干性对两能级发射体熵压缩的影响, 结果表明：通过调节相干角, 两能级发射体与机械振子的耦合系数和两能级发射体的跃迁频率与驱动场频率的失谐量可以制备两能级发射体最佳熵压缩态.理论上提供了一种调控两能级发射体耦合石墨烯机械振子系统中熵压缩的方式.
量子光学 熵压缩 两能级发射体 石墨烯 最佳熵压缩态 Quantum optics Entropy squeezing Two-level emitter Graphene Optimal entropy squeezed state 光子学报
2018, 47(10): 1027001
1 兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理国防科技重点实验室，甘肃 兰州 730001
2 无锡泓瑞航天科技有限公司，江苏 无锡 214000
利用电子束蒸发方法在双面抛光的ZnSe基底上镀制单层Ge薄膜.在80 K~300 K温度范围内，采用PerkinElmer Frontier傅里叶变换红外光谱仪低温测试系统每20 K测量Ge单层在2~15 μm波长范围的透射率.采用全光谱反演拟合方法得到Ge单层在不同温度下的折射率.结果显示，Ge单层折射率均随波长增大而减小，且变化趋势基本相同.利用Cauchy色散公式对折射率波长色散关系进行拟合，得到Ge薄膜材料折射率温度/波长色散表达式为:n(λ,T)=3.29669+0.00015T+5.96834×10-6T2+0.41698λ2+0.17384λ4.最后，验证了Ge单层膜折射率温度/波长色散公式的准确性.
Ge膜 红外光学薄膜 折射率温度系数 infrared film Ge film refractive index
浙江工业大学 特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室, 浙江 杭州 310014
针对数字化医学中个性化种植体基台的设计要求, 提出了将数控加工和增材制造技术相结合, 拼接制造个性化种植体基台的方法。根据拼接成型的特点, 对传统选区激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)成型基板进行改造, 重新确定基体、SLM基板和成型零件之间的空间关系。通过工艺参数实验, 成型表面的裂纹、粉末的球化以及剖面的裂纹孔隙等现象明显减少。利用优化的工艺参数对拼接区域的维氏硬度、拼接零件的拉伸性能进行研究。SLM拼接区域自成型顶面向下维氏硬度逐渐降低; 拼接件的极限拉伸强度和伸长率要优于完全SLM制造的试件, 试件经过热处理塑性得到了较大提高。
选区激光熔化 拼接成型 微观组织 力学性能 elective laser melting splicing forming microstructure mechanical property
1 南昌大学理学院, 江西 南昌 330031
2 南昌大学近代物理研究所, 江西 南昌 330047
3 南昌大学纳米技术工程研究中心, 江西 南昌 330047
研究了梯形四能级冷原子系统的非线性光学行为, 在一微波场耦合两上简并能级时双暗态共振将会出现。在合适的参数条件下, 系统将表现出正常色散与反常色散之间的转变。改变耦合场和微波场的大小能够调控慢光和超光速间的转变。
量子干涉 群速度 超光速 quantum interference group velocity sup
1 南昌大学理学院, 江西 南昌 330031
2 南昌大学纳米技术工程研究中心, 江西 南昌 330047
3 南昌大学近代物理研究所, 江西 南昌 330047
研究了闭合的Tripod-type 四能级原子系统,使系统在三模光场相互作用下,利用量子干涉对其进行研究。结果显示在一定条件下,当改变控制场的拉比频率时,探测场对应的介质色散曲线可以实现从反常色散到正常色散的转变,出现了开关效应。并且在一定条件下共振—近共振区域会出现电磁感应透明。
电磁感应透明 量子干涉 开关效应 非线性效应 electromagnetically induced transparency quantum interference optical switching the nonlinear effects
