西安交通大学国家金属强度重点实验室, 西安 710049
针对连续碳纤维增强热固性酚醛树脂复合材料3D打印成型工艺的技术难题, 本文提出了浸渍-原位预固化-后固化的3D打印成型方案, 实现了连续碳纤维增强热固性酚醛树脂复合材料的3D打印成型, 并研究浸渍温度对酚醛树脂接触角与表面张力, 以及打印工艺对样件形貌和力学性能的影响规律。结果表明: 当浸渍温度为40 ℃, 预固化温度为180 ℃时, 纤维-树脂界面结合效果最佳, 原料具备成型条件; 当打印间距为0.5 mm时, 样件的弯曲强度及模量达到最大值, 分别为660.00 MPa和57.99 GPa, 层间剪切强度达到20.14 MPa。此连续碳纤维增强热固性酚醛树脂复合材料一体化制备工艺解决了3D打印热固性树脂原位成型难的问题, 为制备具有复杂结构的连续纤维增强热固性树脂复合材料提供了参考。
3D打印 连续碳纤维 热固性酚醛树脂 复合材料 打印参数 力学性能 3D printing continuous carbon fiber thermosetting phenolic resin composite material printing parameter mechanical property
西安交通大学国家金属强度重点实验室, 西安 710049
本文成功开发了用于光固化成型的树脂基硅藻土浆料, 系统探讨了分散剂种类、含量及固含量对硅藻土浆料流变特性的影响, 并对其作用机理进行了分析, 获得了用于光固化成型的高固含量、低黏度的硅藻土浆料, 并采用3D陶瓷光固化设备制备了结构复杂的硅藻土多孔陶瓷。结果表明,BYK2009为硅藻土浆料的最佳分散剂, 且当分散剂相对粉体质量为3%时, 浆料黏度最低。成功制备出粉体体积分数为40%的硅藻土浆料, 在剪切速率为30 s-1时, 硅藻土浆料黏度为17.30 Pa·s。在900 ℃烧结时得到显气孔率为51.30%、抗弯强度为(46.28±2.63) MPa的硅藻土多孔陶瓷。本研究为光固化成型具有复杂多级孔结构的硅藻土载体提供了参考。
树脂基硅藻土浆料 硅藻土多孔陶瓷 分散剂 流变行为 光固化成型 抗弯强度 resin-based diatomite slurry diatomite porous ceramics dispersant rheological behavior stereo lithography apparatus bending strength
西安交通大学金属材料强度国家重点实验室, 西安 710049
采用羟基化结合硅烷偶联剂(KH560)对氮化硅(Si3N4)粉体进行表面功能化改性, 配制出高固含量、高固化深度的Si3N4膏料, 并基于立体光固化(SL)工艺制备了高强度的Si3N4复杂结构件。结果表明: Si3N4表面的KH560改善了粉体与树脂的相容性, 降低了Si3N4膏料的粘度; 同时, KH560的环氧基团(—CH(O)CH2)与环氧树脂(EA)通过化学键等方式相结合, 形成了EA核壳结构, 降低了树脂与陶瓷颗粒之间的折射率差, 从而提高了Si3N4膏料的固化深度。表面羟基化处理后Si3N4表面吸附了更多的KH560, 从而进一步降低了Si3N4膏料的粘度, 提高了Si3N4膏料的固化深度。最终, 用羟基化和KH560改性后的Si3N4粉体配制出的Si3N4膏料固含量达到50%(体积分数), 固化深度达到64 μm。烧结后Si3N4试样致密度为83%, 断裂韧性为(4.38±0.45) MPa·m1/2, 抗弯强度达到(407.95±10.50) MPa。
立体光固化 Si3N4陶瓷 硅烷偶联剂 羟基化 表面改性 流变特性 固化深度 stereolithography Si3N4 ceramics silane coupling agent hydroxylation surface modification rheological property curing depth
Author Affiliations
Abstract
School of Science and State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
Reference frame independent and measurement device independent quantum key distribution (RFI-MDI-QKD) has the advantages of being immune to detector side loopholes and misalignment of the reference frame. However, several former related research works are based on the unrealistic assumption of perfect source preparation. In this paper, we merge a loss-tolerant method into RFI-MDI-QKD to consider source flaws into key rate estimation and compare it with quantum coin method. Based on a reliable experimental scheme, the joint influence of both source flaws and reference frame misalignment is discussed with consideration of the finite-key effect. The results show that the loss-tolerant RFI-MDI-QKD protocol can reach longer key rate performance while considering the existence of source flaws in a real-world implementation.
quantum key distribution source flaw measurement device independence Chinese Optics Letters
2022, 20(9): 092701
为了探究参考系无关量子密钥分发 (RFI-QKD) 协议下不同光源应对光源强度波动的能力差异, 提出了一种在非完美光源下参考系无关协议密钥率的理论分析计算方案。考虑常见的量子通信系统参数, 通过计算机仿真模拟分析对比了量子密钥分发中常用且易于获得的弱相干源 (WCS) 与可预报单光子源 (HSPS)以及可预测相干光源 (HPCS) 在强度波动下的具体表现。结果表明: 强度波动分析方案在参考系无关协议下具有可实现性, 相比常用弱相干源, 可预报单光子源和可预测相干光源在相同条件下具有更好的性能以及抵御强度波动缺陷的能力, 其中可预测相干光源具有最佳密钥率和最大传输距离。
量子光学 量子密钥分发 参考系无关 诱骗态 可预报单光子源 可预测相干光源 quantum optics quantum key distribution reference-frame-independence decoy state heralded single-photon sources heralded pair-coherent source
1 北京电子科技职业学院 机电工程学院，北京 100176
2 北京邮电大学 理学院，北京 100876
针对验证光半波损失问题，文章提出了一种验证光半波损失的方案并进行了详细的理论推导和实验验证。该方案采用琼斯矩阵进行计算，分析了光场量子态的变化，计算了光在通过两种Sagnac干涉环后的出射情况，进而得到相位的π变化方案。该方案实验装置借助了由X型耦合器组成的Sagnac干涉环和附加偏振分束器与法拉第旋转镜组成的改进型Sagnac干涉环。实验结果表明，该方案结构简单，现象结果明显，得到的干涉对比度均达99%以上。
半波损失 Sagnac干涉环 琼斯矩阵 偏振分束器 法拉第旋转镜 half-wave loss Sagnac interferometer Jones matrix polarization beam splinter Faraday mirror
1 南瑞集团有限公司 (国网电力科学研究院有限公司), 江苏 南京 211106
2 南京南瑞信息通信科技有限公司, 江苏 南京 211106
3 国家电网有限公司信息通信技术分公司, 北京 100761
4 北京邮电大学理学院, 北京 100876
因参考系无关的量子密钥分发 (RFI-QKD) 协议可以使量子密钥 分发 (QKD) 系统在没有参考系校准的情况下获得理想的密钥率和传输距离, 所以引起了广泛的关注。提出了一种基于波分复用 (WDM) 技术的 RFI-QKD 协议。在该协议中, 发送方 Alice 制备多路不同波长的信 号, 利用 WDM 技术传递给接收方 Bob。Bob 在接收到光脉冲后, 利用波分解复用器将不同波长的信号分开后测量, 并结合诱骗态计算最终的安全密钥率。仿真结果表明: 基于 WDM RFI-QKD 的密钥生成率受到复用路数与传输距离的影响, 随着复用路数的增加而增加, 因此运用 WDM 技术是提高密钥率的一个有效方法。
量子通信 波分复用 参考系无关 量子密钥分发 quantum communication wavelength division multiplexing reference-frame-independent quantum key distribution
西安交通大学，金属材料强度国家重点实验室，西安 710049
以TiO2和炭黑为反应物，TiC为添加物，通过反应烧结法制备出多孔TiC陶瓷。研究了TiC的添加量对晶粒大小、孔径尺寸、开气孔率及抗弯强度的影响 。研究结果表明：随着TiC的添加量从0%增大到100%，反应生成TiC的粒径从0.17 μm增大到0.71 μm，孔径尺寸从0.15 μm增大到1.51 μm，开气孔率从78% 持续降到38%，抗弯强度先增加后减小，添加量为80%时最高(86 MPa)。TiC生长机理主要是由于添加的TiC使TiO2周围的碳含量减少，从而导致反应生成TiC的 熔点降低，扩散能力提高，晶粒粒径增大。
多孔陶瓷 反应烧结 孔径尺寸 晶格常数 porous ceramic TiC TiC reaction sintering pore size lattice constant
为推进量子通讯平台的自动化,对量子密钥分发(QKD)层的软件部分进行了设计研究。 基于实验操作,通过编写对初学者友好的可视界面将实验流程封装起来,降低了对使用者编程水平的要求。 平台中的实验光路控制主要分为MFC, Labview及FPGA三部分。三者协同合作实现了集控制、扫描、判断于 一身的相位自扫描。基于所设计光路及软件搭建了量子通讯过程自动化操作平台,并实验证明了扫描的稳定性。
量子通信 量子密钥分发 光路控制 软件控制 quantum communication quantum key distribution optical path control software control
北京邮电大学理学院信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
提出并实验验证了一种简单稳健的实现偏振无关相位调制的方法。基于偏振相关的相位调制器，借助法拉第旋转镜，根据光在反射前和反射后的偏振状态的变化，实现了光的偏振无关的调制，实验的中心波长为1550 nm，可见度达到96.96%，且可长时间保持稳定。将其应用于“即插即用”的量子密钥分配方案中有效地保证了传输的稳定性和实用性。
量子光学 量子密钥分配 即插即用 偏振无关 相位调制 激光与光电子学进展
2016, 53(4): 040601
