作者单位
摘要
1 太原理工大学材料科学与工程学院, 太原 030024
2 中新国际联合研究院, 能源平台, 广州 510555
以甲烷为碳源, 采用化学气相沉积(CVD)法制备了尺寸均匀(粒径在50~140 nm)的带有金属核心的纳米洋葱碳(CNOs)。通过微波加热对合成的CNOs进行纯化得到纯度为99%的洋葱碳材料, 并作为双极板导电填料应用于质子交换膜燃料电池(PEMFCs)电堆。通过CNOs的表征和分析表明, 合成的CNOs中内嵌Fe-Ni纳米金属粒子。由接触角测试可知, 注塑工艺制备的洋葱碳基双极板的润湿角低于91°, 亲水性较商用石墨双极板有所改善, 有利于电子的传输。经自呼吸电堆耐久性和功率测试发现, 由洋葱碳基双极板组装的电堆在13.2 V下的输出功率达到58 W, 比商业石墨双极板电堆输出功率(48 W)提高21%。研究证实洋葱碳基复合材料可以提高PEMFCs电堆的功率密度、效率及寿命。
纳米洋葱碳 双极板 输出功率 自呼吸电堆 carbon nano-onion bipolar plate PEMFC PEMFC output power self-breathing stack 
人工晶体学报
2023, 52(11): 1989
作者单位
摘要
南京理工大学 机械工程学院, 江苏 南京 210094
气动系统已广泛应用于工业生产中, 其工作时排出的气体直接进入大气, 因而浪费了大量的能量。该文以聚偏二氟乙烯(PVDF)压电片作为能量收集器核心部件, 对排出的压缩气体进行了能量收集。设计了多悬臂梁振动能量收集器, 利用ANSYS有限元仿真软件分析了压缩气体进入能量收集器后的流场, 通过试验测试了压电片发电效果。结果表明, 入射口直径、扰流柱直径、入射口压力和入射口距扰流柱距离都会影响压电片发电效果。当入射口压力为80 kPa,负载电阻为900 kΩ时, 能量收集器总功率约为120.64 μW, 与其他收集器相比提高了28.8%。
气动系统 聚偏二氟乙烯(PVDF) 能量收集器 多悬臂梁 输出功率 pneumatic system polyvinylidene fluoride (PVDF) energy harvester multi-cantilever beam output power 
压电与声光
2023, 45(2): 258
吴嘉程 1,2蔡萌 3陆宇杰 1,3黄楠顺 4,*[ ... ]赵振堂 1,2,3
作者单位
摘要
1 上海科技大学物质科学与技术学院,上海 201210
2 中国科学院上海高等研究院,上海 201210
3 中国科学院上海应用物理研究所,上海 201800
4 张江实验室,上海 201210
束流轨道优化是短波长自由电子激光调试放大过程的关键环节。在实际实验中,需要花费大量的时间来调整参数,以校正轨道。为简化该多参数调优过程,研究了基于深度强化学习的自动优化技术,在仿真环境中使用SAC、TD3和DDPG算法调整多个校正磁铁,以优化自由电子激光的输出功率。为模拟实际实验中非理想的轨道状态,在第一节波荡器入口处设置一磁铁以偏转束流轨道。随后利用深度强化学习算法自动调节后续7个磁铁以校正轨道。结果表明,通过引入偏差将输出功率降低一个数量级后,基于最大熵原理的SAC算法将功率恢复到初始值的98.7%,优于TD3与DDPG算法。此外,SAC算法表现出更强的鲁棒性,有望后续应用在我国X射线自由电子激光装置中实现自动调束。
激光光学 自由电子激光 轨道校正 输出功率 深度强化学习 多参数优化 
光学学报
2023, 43(21): 2114002
梁财安 1,*董海亮 1,2贾志刚 1,2贾伟 1,2[ ... ]许并社 1,2,4
作者单位
摘要
1 太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室, 太原 030024
2 山西浙大新材料与化工研究院, 太原 030024
3 太原理工大学材料科学与工程学院, 太原 030024
4 陕西科技大学材料原子·分子科学研究所, 西安 710021)
本文设计了GaAs基1 060 nm高性能激光二极管的有源区结构, 通过在有源区中引入锑化物的应变补偿结构GaAsP/InGaAs/GaAsSb/InGaAsSb/GaAsP, 改变了有源区的能带结构, 解决了禁带宽度对发光波长的限制, 将弱Ⅱ型的量子阱能带结构变为Ⅰ型, 增大了电子空穴的波函数重叠, 提高了激光二极管跃迁概率和辐射复合概率及内量子效率, 降低了非辐射复合, 有效增强了器件输出功率和电光转换效率。同时, 设计了非对称异质双窄波导结构, p侧采用导带差大、价带差小的AlGaAs作为内、外波导层, 有利于价带空穴注入有源区且对导带中的电子形成良好的限制。n侧采用导带差小、价带差大的GaInAsP作为内、外波导层, 有利于导带电子的注入且对价带中的空穴形成更高的势垒。电子注入势垒和空穴注入势垒分别由原先的218、172 meV降低到148、155 meV, 提高了激光二极管的载流子注入效率; 电子泄漏势垒和空穴泄漏势垒分别由252、287 meV上升到289、310 meV, 增强了载流子限制能力。最后获得的激光二极管的输出功率和电光转换效率分别达到了6.27 W和85.39%, 为制备高性能GaAs基1 060 nm激光二极管提供了理论指导和数据支撑。
锑化物 应变补偿量子阱结构 非对称异质双窄波导 输出功率 电光转换效率 1 060 nm激光二极管 大功率 antimonide strain-compensated quantum well structure asymmetric heterogenous double narrow waveguide output power electro-optical conversion efficiency 1 060 nm laser diode high power 
人工晶体学报
2023, 52(9): 1624
作者单位
摘要
1 中国科学院电工研究所, 中国科学院太阳能热利用及光伏系统重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 安徽华晟新能源科技有限公司, 宣城 242000
在户外长期运行中, 不论是晶体硅太阳能电池还是薄膜太阳能电池, 都会受到电势诱导衰减(PID)的影响, 从而导致太阳能电池组件输出功率下降。尽管前人已经开展了许多研究, 但对PID现象的理解及解决方案仍旧不完整。本文主要介绍了晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池的PID现象成因及相关解决办法, 以促进人们对太阳能电池PID现象的深入理解, 以期对太阳能电池的稳定性研究提供指导性意见。
晶体硅太阳能电池 薄膜太阳能电池 电势诱导衰减 输出功率 户外长期运行 稳定性 crystalline silicon solar cell thin film solar cell potential-induced degradation output power long-term outdoor operation stability 
人工晶体学报
2023, 52(6): 997
作者单位
摘要
1 曲阜师范大学物理工程学院 山东省激光偏光与信息技术重点实验室,山东 曲阜273165
2 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 中科院太赫兹固态技术重点实验室,上海 200050
3 中国科学院大学 材料科学与光电子工程中心,北京 100049
利用分子束外延技术在GaAs(100)衬底上生长了1.3 μm InAs DWELL量子点激光器结构,研究了有源区Be掺杂对量子点激光器性能的影响。研究表明,对有源区进行Be掺杂可以有效降低InAs量子点激光器的阈值电流密度,提升激光器的输出功率,增加激光器的温度稳定性。研制的Be掺杂InAs量子点激光器的阈值电流降低到12 mA,相应的阈值电流密度仅为100 A/cm2,激光器的最高输出功率达到183 mW,最高工作温度达到了130 ℃。这对InAs量子点激光器器件在光通信系统中的应用具有重要意义。
量子点激光器 分子束外延 阈值电流密度 输出功率 特征温度 quantum-dot laser molecular beam epitaxy threshold current density output power characteristic temperature 
红外与毫米波学报
2023, 42(4): 450
刘军 1李伯中 1陈芳 1李子凡 1[ ... ]刘锐 2,*
作者单位
摘要
1 国家电网有限公司信息通信分公司,北京 100761
2 武汉光迅科技股份有限公司,武汉 430205
由于当前国内980 nm半导体泵浦激光器设计经验及生产工艺的缺乏,高功率980 nm半导体泵浦激光器核心技术一直无法突破,文章采用国产化解决方案,包括芯片、光栅和耦合光纤等设计与实现,通过应用楔形光纤直接耦合的全金属化封装,选择双光栅结构进行波长锁定,实现了-50~75 ℃工作温度范围内,输出光功率达400 mW的980 nm半导体泵浦激光器的研制,其波长稳定性可达0.01 nm/℃。并且通过了5 000 h以上、工作电流800 mA和环境温度75 ℃的带电老炼测试,为满足高可靠性的国产化泵浦激光器奠定了基础。
980 nm波长 泵浦激光器 400 mW功率输出 波长稳定性 980 nm wavelength pump laser 400 mW output power wavelength stability 
光通信研究
2023, 49(2): 63
陈邱笛 1,2,3郑为比 1,2,3张沛雄 1,2,3,*李真 1,2,3陈振强 1,2,3
作者单位
摘要
1 广东省晶体与激光技术工程研究中心, 广州 510632
2 广东省光纤传感与通信重点实验室, 广州 510632
3 暨南大学光电工程系, 广州 510632
本文研究了一种在激光谐振腔内额外加入晶体以优化谐振腔稳定性的方式, 通过在谐振腔内加入折射率合适的晶体有效提高了激光输出性能。本工作搭建了一台Nd3+∶Gd0.1Y0.9AlO3(Nd∶GYAP)晶体激光器, 并在激光谐振腔内置入LBO晶体, 研究对比了LBO对b切和c切晶体激光性能的影响, 以及有无LBO时的激光器性能, 包括输出功率、激光波长、光束质量和偏振特性。结果表明, 当在激光谐振腔内置入LBO后, 光谱和光束质量基本没有发生变化, b切Nd∶GYAP激光器的斜率效率从18.9%提高到24.3%, c切Nd∶GYAP激光器的斜率效率从2.87%提高到10.07%, b切晶体的最大输出功率从0.931 W增加到1.254 W, c切晶体的输出功率从63 mW增加到134 mW。置入LBO后, 输出激光的偏振由于旋光现象也会在一定程度上发生偏转。因此, 在一些必须延长腔长的情况下, 如调谐和锁模操作中, 该工作为其提供了一种提高激光器斜率效率和输出功率的方法。
~1 μm激光 输出功率 激光光谱 光束质量 偏振特性 LBO LBO Nd∶GYAP Nd∶GYAP ~1 μm laser output power laser spectrum beam quality polarization characteristic 
人工晶体学报
2023, 52(3): 405
作者单位
摘要
南京邮电大学 集成电路科学与工程学院, 南京 210003
提出了一种新型组合螺旋压电能量收集器。该收集器的底部是直角螺旋结构,顶部是圆弧螺旋结构,圆弧螺旋结构固定在直角螺旋结构的质量块上。通过旋转圆弧螺旋结构90°,可以得到四种结构,角度分别为0°,90°,180°,270°。直角螺旋结构的设计可以降低谐振频率,而圆弧螺旋结构的设计不仅可以降低谐振频率,还可以使整体结构进行多方向能量收集,从而提高输出。文章所提到的单个悬臂梁结构的厚度为1 mm,宽度为6 mm。通过计算及仿真可得,当两种结构的组合角度为180°时,可以得到最大输出电压为13 V,最大输出功率为1.3 mW。
直角螺旋 圆弧螺旋 压电能量收集器 输出电压 输出功率 right angle spiral arc spiral piezoelectric energy harvester output voltage output power 
微电子学
2022, 52(6): 1065
作者单位
摘要
1 江苏师范大学物理与电子工程学院,江苏 徐州221116
2 江苏华兴激光科技有限公司,江苏 徐州221300
为提高1342 nm 分布反馈(Distributed Feedback, DFB)半导体激光器的输出功率,设计了三种腔面膜膜系组合。采用电子束蒸发镀膜技术对该激光器进行了腔面镀膜,并测试了其在三种膜系组合下的输出功率。结果表明,采用增透膜为基底(Sub)/Al2O3/Ta2O5/空气(Air)、高反膜为Sub/(Al2O3/Si)3Al2O3/Air的腔面膜膜系组合时,激光器的输出功率最高。前腔面反射率为02%,后腔面反射率为986%。在260 mA的直流电流下,平均输出功率达到了85 mW以上(增加了856%),斜率效率提升了829%。通过采用此膜系组合进行激光器腔面镀膜,可以大幅提升1342 nm DFB半导体激光器的输出功率。
分布反馈 腔面镀膜 输出功率 1342 nm 1342 nm DFB cavity surface coating output power 
红外
2022, 43(10): 26

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