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基于相位生成载波和解包裹技术的湍流相位检测方法研究
1
作者 童杰 梅海平 +1 位作者 任益充 陶志炜 《量子电子学报》 北大核心 2025年第2期265-277,共13页
针对光纤湍流测量技术中湍流随机相位差解调算法存在的相位检测周期性边界问题,从内调制相位载波技术原理及其信号表现形式出发,提出了一种结合相位解包裹技术的大气光学湍流相位差解调算法,称之为相位载波解包裹算法(PGCU)。通过数值模... 针对光纤湍流测量技术中湍流随机相位差解调算法存在的相位检测周期性边界问题,从内调制相位载波技术原理及其信号表现形式出发,提出了一种结合相位解包裹技术的大气光学湍流相位差解调算法,称之为相位载波解包裹算法(PGCU)。通过数值模拟,对比分析了该算法与传统微分交叉(DCM)算法在不同条件下的解调误差。仿真结果表明:PGCU算法不仅能够突破检测相位的周期性边界,而且在湍流由强变弱的条件下,其解调误差均值相比DCM算法大幅度降低7~11个数量级,且解调误差与信号幅值、频率均呈正相关趋势;调制频率从2000 Hz提高到7000 Hz,PGCU算法的解调误差最大值减少4个数量级,而DCM算法只能降低8.8%。此外,还提出了动态跟踪调制频率算法来解决调制频率波动带来的误差问题。最后,通过搭建实验平台解调压电陶瓷产生的相位差实验,给出解调相位与测量相位最小相对误差为1.18%,最大相对误差为11.61%,初步验证了PGCU算法的可靠性和精度。该研究通过引入相位解包裹技术,提高了湍流随机相位差检测范围,大幅度降低了解调误差,对光纤湍流测量系统的实际应用有一定的指导意义。 展开更多
关键词 大气光学 大气光学湍流 相位检测方法 相位载波解包裹 随机相位差
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合肥科学岛大气氮磷沉降及对巢湖影响的分析 被引量：12
2
作者 魏东霞 李璇 +3 位作者 赵禹恒 徐衡 冯慧云 余增亮 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第9期1259-1266,共8页
为了探讨大气氮磷沉降与天气和空气质量的关系及对巢湖的影响,2014年9月至2016年1月在合肥西北郊科学岛设采集点,对日大气氮磷沉降量进行了连续检测,并获取每日天气与降水量数据以及大气污染物质量浓度数据。分析显示,科学岛检测点2015... 为了探讨大气氮磷沉降与天气和空气质量的关系及对巢湖的影响,2014年9月至2016年1月在合肥西北郊科学岛设采集点,对日大气氮磷沉降量进行了连续检测,并获取每日天气与降水量数据以及大气污染物质量浓度数据。分析显示,科学岛检测点2015年全年的大气总氮和总磷沉降通量分别为3 779.40、66.80kg/km2,其中总氮沉降峰值出现在雨量充沛的4—8月,总磷沉降峰值则出现在春季的3—5月;降水日沉降的总氮和总磷分别占全年总沉降量的72.00%和47.72%;非降水日总磷沉降值与空气质量指数(air quality index,AQI)、大气主要颗粒物PM2.5和PM10质量浓度相关程度高。推算巢湖受纳的大气总氮、总磷年沉降量分别为3 118.00、55.11t,分别相当于巢湖主要入湖河流年输入氮、磷总量的39.61%、7.69%;结合巢湖的地质特征和区域环境,提出了可有效抵消和削减经大气沉降输入巢湖的氮磷污染量的工程策略。 展开更多
关键词 合肥科学岛 氮磷沉降特征 巢湖 工程策略
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多通池内光程实时校正技术用于甲烷浓度测量的方法研究
3
作者 季益敏 谈图 +2 位作者 高晓明 刘锟 王贵师 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3029-3036,共8页
甲烷(CH4)是目前重要的清洁能源之一——天然气的主要成分,然而其具有易燃易爆的特性,因此监测大气和重要场所的CH4浓度有重要意义。激光吸收光谱技术由于其灵敏度高、检测速度快、选择性好和免接触等优势,在气体测量等领域获得广泛应... 甲烷(CH4)是目前重要的清洁能源之一——天然气的主要成分,然而其具有易燃易爆的特性,因此监测大气和重要场所的CH4浓度有重要意义。激光吸收光谱技术由于其灵敏度高、检测速度快、选择性好和免接触等优势,在气体测量等领域获得广泛应用。为了获得更高的测量精度,通常使用光学多通池(MPCs)增加吸收光程(OPL)。对吸收光程的实时准确标定具有重要意义,得到光程的准确值结合其他参数等可通过朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律直接反演出待测气体浓度而避免传统方法中标准气体定标这一复杂步骤。由于前人采用调频连续波(FMCW)和光学频域反射计(OFDR)法等具有结构较为复杂和运算量大等缺陷,提出了一种基于调幅连续波(AMCW)技术的多通池内光程测量方法,具有结构简单和测量速度快等优势,并将其与激光吸收光谱技术结合实现光程和CH4吸收谱的同时测量。主要通过光纤合束器将测光程的中心波长为650 nm的激光和测吸收谱的中心波长为1654 nm的分布式反馈(DFB)激光器发出的激光同时耦合进物理基长为12 cm的多通池内,在出射端分别测量测光程激光振幅调制的相位和测吸收谱激光的光强以同时获得光程和吸收谱信息。测量使用体积分数为297×10-6的CH4标准气体和CH4在6057.1 cm-1附近的吸收谱线。首先对实验所使用的DFB激光器进行工作电流与输出波数的标定,可将吸收谱的横坐标从点数变换为波数。然后调节光线耦合进多通池的入射角度,测量了4组不同光程与吸收谱数据,多通池内光程和吸收峰值分别为1.606 m和0.0212、3.326 m和0.0445、5.050 m和0.0678与6.762 m和0.0899。将所测光程与通过反射次数估算的光程进行线性拟合,相关系数r≈1;将所测光程与吸收峰值进行线性拟合,两者具有良好的线性关系,r≈0.99987。以上数据验证了AMCW技术用于多通池内光程实时测量的可行性与准确性,为激光吸收光谱技术中光程的确定和浓度的测量提供了一种新方法和思路。 展开更多
关键词 甲烷 激光吸收光谱技术 调幅连续波 光程 红外光谱 线性拟合
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基于Fabry-Perot标准具的高精度波长实时监测方法研究
4
作者 林雨晴 夏滑 +4 位作者 张志荣 孙鹏帅 吴边 李哲 蔡永军 《量子电子学报》 北大核心 2025年第2期187-195,共9页
在采用腔衰荡、腔增强等高精度激光吸收光谱技术进行气体测量时,激光器输出波长的稳定性直接关系到测量的准确度。因此,准确测定激光器波长对高灵敏激光吸收光谱技术具有至关重要的作用。本文以腔衰荡吸收光谱中常采用的分布式反馈(DFB... 在采用腔衰荡、腔增强等高精度激光吸收光谱技术进行气体测量时,激光器输出波长的稳定性直接关系到测量的准确度。因此,准确测定激光器波长对高灵敏激光吸收光谱技术具有至关重要的作用。本文以腔衰荡吸收光谱中常采用的分布式反馈(DFB)激光器为例,搭建了一种基于法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)标准具的波长监测系统。该系统利用F-P标准具产生干涉事件,调节激光器驱动电流进行波长扫描,同时启用参考波长计,得到波长和干涉光强的函数关系,在后续测量中通过此函数关系反演波长信息。实验中采用中心波长为1653 nm的DFB激光器,F-P系统对其实现了1653.66160 nm至1653.77718 nm波段内的波长测量。对系统的测量结果与参考波长计的读数进行线性拟合,二者拟合度为0.9999,证明F-P波长监测系统的可靠性。为进一步验证系统的稳定性和测量精度,在激光器中心波长处进行了10 min的连续监测,结果表明,系统精度为±9.12×10^(-5)nm。本工作的开展对后续采用腔衰荡吸收光谱技术实现高精度大气背景及同位素气体测量具有积极的意义。 展开更多
关键词 激光技术 激光吸收光谱 法布里-珀罗标准具 波长监测 干涉光强 腔衰荡吸收光谱
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电晕放电离子风推力的实验研究
5
作者 陈圳 马贺 +2 位作者 李山 刘友江 陈池来 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2025年第1期111-116,共6页
为了探讨不同气体介质对电晕放电离子风特性的影响,选取空气、氮气、氦气作为放电气体介质,研究了相同条件下,不同气体介质环境中针-环电晕放电离子风的推力和风速随电极电压的变化。实验结果表明,在3种气体介质中电晕放电离子风的推力... 为了探讨不同气体介质对电晕放电离子风特性的影响,选取空气、氮气、氦气作为放电气体介质,研究了相同条件下,不同气体介质环境中针-环电晕放电离子风的推力和风速随电极电压的变化。实验结果表明,在3种气体介质中电晕放电离子风的推力随电流变化均呈现出饱和趋势,但不同气体介质的饱和点各不相同,氦气饱和电流最小,其正电晕饱和推力为0.98mN,氮气正电晕饱和推力为1.96mN,空气趋向饱和速度最慢。放电性质变化前最大推力可达11.76mN;推功比随电压呈现下降趋势,3种气体中氦气的推功比下降速度最快,空气的推功比下降速度最慢,且并不呈现线性关系;3种气体介质离子风风速差异也较大,氦气环境下离子风风速最大能达到4.4m·s^(−1),而氮气仅有1.4m·s^(−1)。现有简单的离子排斥理论并不能很好地解释以上现象,研究表明,这些现象与电子参与、气体粘滞性和密度等性质密切相关。这项研究对离子风机理的深入研究和应用都提供了重要参考。 展开更多
关键词 电晕放电 离子风 气体介质 推功比
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基于OMI的中国区域2005–2020年间臭氧柱总量随经纬度变化特性研究 被引量：2
6
作者 苏静明 洪炎 +1 位作者 唐超礼 严加琪 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2021年第6期495-503,共9页
利用OMI每日L3级O_(3)柱总量数据对中国区域2005–2020年间臭氧柱总量变化趋势开展研究,构建了相关数据库,并基于数据筛选和数据挖掘分析了该期间中国区域臭氧柱总量与纬度和经度的相关性。结果表明,在2005–2020年间,中国区域上空的臭... 利用OMI每日L3级O_(3)柱总量数据对中国区域2005–2020年间臭氧柱总量变化趋势开展研究,构建了相关数据库,并基于数据筛选和数据挖掘分析了该期间中国区域臭氧柱总量与纬度和经度的相关性。结果表明,在2005–2020年间,中国区域上空的臭氧柱总量随纬度增大而增大,而其与经度的关系受纬度值影响。当纬度大于特定阈值时,臭氧柱总量随经度增大而增大;而当纬度小于该值时,臭氧柱总量由西向东基本保持稳定。研究结果对于揭示中国区域臭氧柱总量变化规律、进一步分析全球臭氧变化趋势具有重要意义。 展开更多
关键词 臭氧柱总量 时空分布 经纬度 变化趋势
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基于成像差分吸收光谱技术和压缩感知理论的烟囱烟羽断层重建研究 被引量：1
7
作者 钟鸣宇 周海金 +3 位作者 司福祺 王煜 窦科 苏静明 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1708-1712,共5页
烟羽断层重建质量受两方面条件限制:其中一个限制条件是遥感设备的时间分辨率。以往的研究多使用多轴差分吸收光谱仪(MAX-DOAS)进行CT重建,受采集数据速度的限制,重建图像的时间分辨率较低。另一个限制条件是,采集到的数据量有限,是典... 烟羽断层重建质量受两方面条件限制:其中一个限制条件是遥感设备的时间分辨率。以往的研究多使用多轴差分吸收光谱仪(MAX-DOAS)进行CT重建,受采集数据速度的限制,重建图像的时间分辨率较低。另一个限制条件是,采集到的数据量有限,是典型的不完全角度重建。过去多使用代数迭代重建算法或统计迭代重建算法,重建图像受测量误差的影响比较大,分辨率较低且伪影较多。构造了基于成像差分吸收光谱技术(IDOAS)的光谱数据采集系统,与多轴差分吸收光谱仪构造的系统相比,数据采集的时间分辨率提高了160多倍,基本解决了时间分辨率的问题。提出了一种基于压缩感知理论和低三阶导数模型的烟羽断层重建算法——投影凸函数集低三阶导数法,简称为POCS-LTD。在投影的过程中,使用代数重建算法使重建图像符合投影方程;在全变分迭代的过程中使用了优化算法,将低三阶导数模型的全变分归一化值作为优化算法的迭代方向,前次迭代运算结果与本次投影运算的差值的模作为迭代步长。对重建算法进行了数值模拟,并以重建图像的接近度和一致性相关因子为指标,对重建结果进行了分析。数值模拟表明,算法具有良好的抗误差能力,与传统的低三阶导数法相比,本文提出的算法将重建接近度减小了80%以上。使用烟羽数据采集系统进行了外场实验,用POCS-LTD算法对外场实验的数据进行了烟羽重建,重建图像显示烟羽图像清晰,伪影得到了较好的抑制。介绍的烟羽断层数据采集系统和烟羽断层重建算法,提高了烟羽断层重建图像的时间分辨率,减少了重建图像的伪影,扩大了光谱测量技术的应用范围。 展开更多
关键词 成像差分吸收光谱仪 大气吸收光谱 计算机断层重建 压缩感知
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激光外差技术高分辨整层大气透过率测量及水汽浓度反演研究 被引量：3
8
作者 黄印博 曹振松 +7 位作者 卢兴吉 黄俊 刘强 戴聪明 黄宏华 朱文越 饶瑞中 王英俭 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期497-505,共9页
整层大气透过率是反映大气光学特性的一个重要参数,在激光大气传输、红外辐射传输的研究以及光电系统的工程应用中都具有非常重要的研究意义。介绍了激光外差技术的测量原理,并着重介绍了利用激光外差光谱技术高分辨测量整层大气透过率... 整层大气透过率是反映大气光学特性的一个重要参数,在激光大气传输、红外辐射传输的研究以及光电系统的工程应用中都具有非常重要的研究意义。介绍了激光外差技术的测量原理,并着重介绍了利用激光外差光谱技术高分辨测量整层大气透过率的原理和方法,以及同步反演水汽廓线分布、柱浓度的方法。进而介绍了课题组研制的4.5μm、3.53μm波段高分辨率激光外差光谱仪,光谱分辨率分别达到了0.006 cm-1、0.002 cm-1,以及利用这些测量装置在合肥开展的整层大气透过率测量与水汽浓度反演的典型结果。最后对激光外差技术在光电系统工程应用中的后续发展进行了展望。 展开更多
关键词 大气光学 整层大气透过率 水汽浓度 激光外差技术
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机动车排放超细颗粒物在线监测技术研究进展 被引量：5
9
作者 康士鹏 余同柱 +3 位作者 桂华侨 员永兴 王焕钦 刘建国 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2020年第6期413-428,共16页
机动车排放的超细颗粒物是大气污染的主要来源之一,具有高的数浓度和表面积,对其进行准确在线监测是机动车排放评估与控制措施制定的重要前提。随着欧盟和中国相继在机动车排放标准中增加颗粒物粒子数量(PN)控制指标,对在线监测技术的... 机动车排放的超细颗粒物是大气污染的主要来源之一,具有高的数浓度和表面积,对其进行准确在线监测是机动车排放评估与控制措施制定的重要前提。随着欧盟和中国相继在机动车排放标准中增加颗粒物粒子数量(PN)控制指标,对在线监测技术的要求也日益提高。目前,对机动车排放的超细颗粒物数量的测量主要采用扩散荷电法和凝结核粒子计数法,对其粒径谱分布的测量主要采用空气动力学和电迁移率分级方法。综述了国内外在机动车排放超细颗粒物在线监测技术方面的研究现状,重点介绍了主要发展的几种测量技术及仪器的原理、特点和应用状况,并对其未来发展进行了展望。 展开更多
关键词 机动车 超细颗粒物 在线监测 数浓度 粒径谱
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基于光声光谱气溶胶吸收测量的标定方法研究 被引量：1
10
作者 徐秋怡 朱文越 +4 位作者 陈杰 刘强 郑健捷 杨韬 杨腾飞 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期88-94,共7页
大气气溶胶吸收太阳辐射,直接影响地气系统辐射平衡,降低能见度,改变局地气候效应。光声光谱技术具有灵敏度高、原位测量、结构简单等优势,是研究气溶胶吸收特性最为直接、有效的方法。光声光谱近红外气溶胶吸收系数测量系统的精度与标... 大气气溶胶吸收太阳辐射,直接影响地气系统辐射平衡,降低能见度,改变局地气候效应。光声光谱技术具有灵敏度高、原位测量、结构简单等优势,是研究气溶胶吸收特性最为直接、有效的方法。光声光谱近红外气溶胶吸收系数测量系统的精度与标定方法密切相关,为了探究不同标定方案的差异,选择NO_(2)气体(532 nm)和单分散苯胺黑气溶胶(532、 1 064 nm)分别开展气溶胶吸收系数标定实验。其中,单分散苯胺黑气溶胶的标定方法主要基于Mie理论,结合苯胺黑气溶胶粒子数浓度、苯胺黑气溶胶粒子的复折射率、苯胺黑粒子粒径分别计算532和1 064 nm单分散苯胺黑气溶胶吸收系数。实验结果表明:NO_(2)气体获取的标定系数介于苯胺黑气溶胶在532和1 064 nm波长处获取的标定系数之间,与532 nm波长处粒径225 nm的苯胺黑单分散气溶胶、 1 064 nm波长处粒径125 nm的单分散苯胺黑气溶胶标定系数相近,在其他粒径处存在一定差异。尽管NO_(2)气体与苯胺黑气溶胶在特定波长处具有相似的连续吸收特征,对于同一标定系统,标定气体和气溶胶性质、状态不同导致标定过程仍然存在光声效应之外的光与物质的相互作用、标定介质损耗、测量环境等不确定因素,这些都会导致这两种标定介质的标定结果差异;苯胺黑气溶胶采用不同波长光源得到的标定系数明显不同,同一粒径的单分散苯胺黑气溶胶在532 nm波长处获取的标定系数约为1 064 nm波长处标定系数的1.5~2倍。导致该结果的可能原因有两个,一是未准确获取1 064 nm波长处苯胺黑的复折射率,二是标定过程中532 nm光束、 1 064 nm光束与谐振腔的匹配模式不一致导致;标定系数与单分散气溶胶的粒径存在反比关系,随着苯胺黑气溶胶粒径每增大50 nm, 532 nm波长光源的标定系数减小19%, 1 064 nm波长光源的标定系数减小12%。标定系数与粒径的反比关系可能由不同粒径的苯胺黑气溶胶粒子经过管道和光声池的损耗不同导致。由此可见,气体标定方法与气溶胶标定方法各有其优势与不足,但两种标定方式都可以获取相应的标定系数,在实际标定方法的选择上,需要综合考虑多种因素,选择合适的标定方法。 展开更多
关键词 光声光谱 气溶胶 光学吸收系数 气溶胶吸收系数标定
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室内烟雾场景下基于激光雷达的三维建图方法研究
11
作者 郑嘉芳 徐湛楠 +4 位作者 曹平国 陈勇 丁磊 潘宏青 宋全军 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1717-1725,共9页
室内火灾发生时,可利用激光雷达传感器构建事故现场地图,辅助消防救援。由于室内的封闭性,环境中积累大量烟雾颗粒,使激光雷达传感器产生噪点,导致地图失真。为解决此问题,改进了传统点云滤波算法,使用动态阈值和强度信息辅助的半径滤... 室内火灾发生时,可利用激光雷达传感器构建事故现场地图,辅助消防救援。由于室内的封闭性,环境中积累大量烟雾颗粒,使激光雷达传感器产生噪点,导致地图失真。为解决此问题,改进了传统点云滤波算法,使用动态阈值和强度信息辅助的半径滤波器去除激光雷达点云中的烟雾噪点。之后对点云进行特征提取和近邻点匹配,用于位姿计算和地图构建。通过搭建室内烟雾场景用于数据采集和算法测试实验,结果表明,所提方法能够有效消除烟雾对激光雷达三维建图的影响,且对非噪点有较好的保留作用。 展开更多
关键词 激光雷达建图 室内建图 点云滤波 烟雾场景
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二酮吡咯并吡咯基半导体/碳量子点平面异质结光电晶体管的制备及性能研究
12
作者 艾志强 周涵 +3 位作者 钱勇 程在天 王辉 张发培 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期9031-9039,共9页
采用二酮吡咯并吡咯基半导体聚合物PDVT-10与新型碳纳米材料碳量子点(CQDs)复合,通过溶液法制备了平面异质结薄膜有机光电晶体管(OPT)。PDVT-10/CQDs薄膜叠加了PDVT-10和CQDs的光学特性,在紫外至近红外的宽频范围显示了很高的光吸收能... 采用二酮吡咯并吡咯基半导体聚合物PDVT-10与新型碳纳米材料碳量子点(CQDs)复合,通过溶液法制备了平面异质结薄膜有机光电晶体管(OPT)。PDVT-10/CQDs薄膜叠加了PDVT-10和CQDs的光学特性,在紫外至近红外的宽频范围显示了很高的光吸收能力。相较于纯PDVT-10光电晶体管,PDVT-10/CQDs平面异质结OPT展现出更优异的宽谱光电探测性能,在450 nm激光照射下,器件的光响应度达2.6×10^(4)A/W,比探测率达2.4×10^(13)Jones,最大光灵敏度超104;在808 nm光照下,光响应度甚至高达4.4×10^(4)A/W,比探测率达1.2×10^(13)Jones。根据OPT光响应过程的探究,PDVT-10/CQDs异质结器件的性能提升源于界面处合适的能级排布增强了激子的解离效率、促进电荷分离,并有效减少了空穴-电子复合几率,同时PDVT-10高空穴迁移率有助于形成高效的电荷传输通路。研究为发展高性能有机光探测器件中提供了一条重要途径。 展开更多
关键词 半导体聚合物 碳量子点 平面异质结 有机光电晶体管 电荷分离
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Al_(2)O_(3)对Ti膜离子注入表面损伤及D滞留量的影响研究
13
作者 胡江钰 范宇 +3 位作者 梁参军 郝丽娟 刘朝伟 宋勇 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1664-1668,共5页
为提高中子管Ti膜的储氢及抗溅射损伤性能,该研究通过在Ti膜表面沉积一层Al_(2)O_(3)保护层,研究了该保护层对Ti膜在D离子注入过程中表面损伤及D滞留量的影响。采用射频磁控溅射技术完成了Ti膜和表面有Al_(2)O_(3)保护层的Ti膜(Al_(2)O_... 为提高中子管Ti膜的储氢及抗溅射损伤性能,该研究通过在Ti膜表面沉积一层Al_(2)O_(3)保护层,研究了该保护层对Ti膜在D离子注入过程中表面损伤及D滞留量的影响。采用射频磁控溅射技术完成了Ti膜和表面有Al_(2)O_(3)保护层的Ti膜(Al_(2)O_(3)/Ti膜)样品的制备,开展了D离子注入实验,利用扫描电子显微镜(SEM)对D离子注入前后的表面形貌进行分析,并通过热脱附谱(TDS)实验研究保护层对Ti膜中D滞留量的影响。SEM结果表明,注入5×10^(17)个D离子后,Ti膜表面出现开裂和剥离现象,而Al_(2)O_(3)/Ti膜表面无开裂和剥离现象,Al_(2)O_(3)保护层抑制了Ti膜的开裂和剥离,可提高Ti膜使用寿命。TDS实验结果表明,增加Al_(2)O_(3)保护层后,D脱附峰值温度提升4.9%,膜内D滞留量提升10.3%,在D离子注入过程中Al_(2)O_(3)保护层可阻止膜内D原子的释放进而提升Ti膜内D滞留量。该文初步验证了Al_(2)O_(3)有作为中子管Ti膜保护层材料的潜力。 展开更多
关键词 中子管靶 Ti膜 Al_(2)O_(3)保护层 离子注入 D滞留量
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基于BP神经网络模型的呼出气δ^(13)C、δ^(18)O同位素丰度测量方法研究
14
作者 黄文彪 夏滑 +4 位作者 王前进 孙鹏帅 庞涛 吴边 张志荣 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2761-2767,共7页
碳13(^(13)C)尿素呼气试验在国内外作为检测幽门螺旋杆菌的“金标准”已被广泛采用,精准测量CO_(2)中碳(C)和氧(O)同位素特征对疾病诊断具有重大意义。可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)具有结构简单、响应速度快、灵敏度高等众多优... 碳13(^(13)C)尿素呼气试验在国内外作为检测幽门螺旋杆菌的“金标准”已被广泛采用,精准测量CO_(2)中碳(C)和氧(O)同位素特征对疾病诊断具有重大意义。可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)具有结构简单、响应速度快、灵敏度高等众多优点,在多个领域得到广泛应用,同时完全适用于气体同位素的测量研究。该研究面向人体呼出气体中的CO_(2)气体检测需求,基于直接吸收光谱技术,采用中心波长为4.32μm的量子级联激光器(QCL)结合光程为14 cm/44 mL的小容积气体吸收腔体,完成了同时测量^(16)O^(12)C^(16)O、^(18)O^(12)C^(16)O和^(16)O^(13)C^(16)O的多组分同位素气体浓度的实验系统。基于反向传播(BP)神经网络模型,降低直接吸收光谱系统中光源稳定性和测量样品气体波动带来的噪声干扰。结果表明:基于BP神经网络模型的同位素丰度测量精度与稳定性均优于吸光度峰值比法,^(16)O^(13)C^(16)O与^(18)O^(12)C^(16)O的浓度测量精度分别提高约1.27与1.58倍。Allan方差分析表明,当积分时间为106 s时,采用BP神经网络模型的^(13)C与^(18)O同位素丰度测量精度分别为0.97‰和1.47‰,相比吸光度峰值比法测量精度提高了约2.1倍与1.2倍。充分证明了基于BP神经网络模型的同位素丰度测量方法的可行性,为研制高精度同位素丰度传感器奠定基础。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS) 量子级联激光器(QCL) 反向传播(BP)神经网络模型 同位素丰度
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环巢湖某典型圩区营养盐输出特征研究
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作者 鲍楠楠 索改弟 +3 位作者 冯慧云 蒋锦刚 谢三桃 孟晶晶 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第12期1601-1607,1647,共8页
以巢湖富营养化治理和生态修复为目标的环湖圩区污染防控应首先进行圩区排放营养盐负荷量和排水量、水质及时空变化特征的全方位观测研究。文章选择环巢湖典型圩区同大圩,对圩内9座排灌站自2020年6月至2021年6月期间的各次排水进行水量... 以巢湖富营养化治理和生态修复为目标的环湖圩区污染防控应首先进行圩区排放营养盐负荷量和排水量、水质及时空变化特征的全方位观测研究。文章选择环巢湖典型圩区同大圩,对圩内9座排灌站自2020年6月至2021年6月期间的各次排水进行水量水质监测记录,同时每7~10 d对排灌站前池水进行取样检测,共获得968个样品,取得水样氮磷质量浓度数据5171个。结果表明:同大圩观测年内向巢湖排水1.06×10^(8) m^(3),排水总氮(total nitrogen,TN)、总磷(total phosphorus,TP)的年均质量浓度分别为(3.988±4.748)mg/L、(0.236±0.184)mg/L。近一半次数的排水氨氮和TP质量浓度同时符合地表Ⅲ类要求,但仍有16%排水的TP质量浓度0.4 mg/L,9%排水的氨氮质量浓度、60%以上排水的TN质量浓度超过2.0 mg/L,其中部分时点氮磷质量浓度极高,对受纳河道感官和水质造成冲击。圩区排水氮磷质量浓度受降水和施肥共同影响,强降水引起的水土流失使排水颗粒态磷增加,而施肥后降水则可能引起显著的氮流失。同大圩一年间排放TN、NO3-N、TP的排放量分别为57.39、348.76、173.84、32.46 t,6—10月稻季TN、TP排放量分别占到全年排放量的66%、90%。排水量是决定排放负荷量的主要因素,圩区污染防控的重点首先是减少排水量,其次是削减排水氮磷质量浓度,据此提出了相应的策略举措建议。 展开更多
关键词 巢湖 圩区 同大圩 氮 磷 排放负荷
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EAST托卡马克钨杂质上下不对称性分布的实验研究
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作者 赵伟宽 张凌 +9 位作者 程云鑫 周呈熙 张文敏 段艳敏 胡爱兰 王守信 张丰玲 李政伟 曹一鸣 刘海庆 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期168-176,共9页
基于EAST托卡马克装置高性能极紫外空间分辨杂质光谱仪,本文首次开展了磁约束聚变装置高Z杂质上下不对称分布的实验研究.实验结果显示,在同向中性束注入期间,等离子体芯部环向旋转速度V_(t0)大,钨杂质上下不对称性较强,且辐射(密度)较... 基于EAST托卡马克装置高性能极紫外空间分辨杂质光谱仪,本文首次开展了磁约束聚变装置高Z杂质上下不对称分布的实验研究.实验结果显示,在同向中性束注入期间,等离子体芯部环向旋转速度V_(t0)大,钨杂质上下不对称性较强,且辐射(密度)较强的一侧背离离子B×▽B漂移方向;当从上外偏滤器充气口注入氘化甲烷气体后,V_(t0)迅速下降,原有上下不对称性发生反转.因此我们针对近似条件下W^(32+)杂质离子特征线辐射不对称因子I_(u)/I_(d)与V_(t0)依赖关系开展了进一步的统计分析.结果表明,I_(u)/I_(d)正相关于V_(t0),当V_(t0)<20 km/s以下时,不对称性发生反转.上述现象从实验角度验证了漂移动理学的理论预测,说明环向旋转带来的离心力影响了杂质离子平行于磁场方向的动量守恒,作为直接诱因,造成了高Z杂质密度的上下不对称分布,进而影响辐射的分布.本文对钨杂质上下不对称性分布的实验观测为进一步开展高Z杂质极向输运的机理研究打下了坚实的基础,并为今后聚变堆高Z杂质控制提供重要的参考. 展开更多
关键词 EAST托卡马克 杂质上下不对称性 磁场方向 偏滤器充气
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大口径米量级的激光光束质量测量装置标定方法研究
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作者 朱菲 侯再红 +3 位作者 王港雨 秦来安 靖旭 吴德成 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期872-880,共9页
随着激光的应用越来越广泛,大口径米量级的激光光束质量测量具有重要的研究价值。为规避大气影响,对大口径米量级的激光光束质量的测量一般采用波前测量法在激光系统出口处直接测量。而为了实现精确测量,则需先对大口径米量级的激光光... 随着激光的应用越来越广泛,大口径米量级的激光光束质量测量具有重要的研究价值。为规避大气影响,对大口径米量级的激光光束质量的测量一般采用波前测量法在激光系统出口处直接测量。而为了实现精确测量,则需先对大口径米量级的激光光束质量测量系统进行零点标定。本文提出了一种采用小口径的标定光源对大口径测量系统进行扫描标定的方法,分析了不同扫描方式下由标定光源平行度残余误差引起的光斑质心偏移情况,并对不同扫描方式下不同标定光源平行度残余误差对系统测量精度的影响进行了仿真分析。根据波前复原结果,选择了单向扫描方式,并提出在缩比验证测量系统口径为127 mm时,标定光源平行度残余误差应不大于5μrad;在实际测量系统口径为1.27 m时,标定光源平行度残余误差应不大于0.5μrad。 展开更多
关键词 激光技术 光束质量 大口径米量级的测量系统 零点标定 平行度残余误差
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光交联聚乙烯醇/银纳米线复合透明导电薄膜的稳定性研究
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作者 郭沛怡 季书林 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期10013-10021,共9页
通过简单的溶液工艺将水溶性光交联聚乙烯醇-苯乙烯基吡啶盐(SbQ-PVA)溶液涂敷至银纳米线(AgNWs)薄膜上形成SbQ-PVA/AgNWs复合薄膜,分析了不同面密度的AgNWs薄膜在涂敷SbQ-PVA前后的光电性能和形貌,对比了AgNWs裸膜和SbQ-PVA/AgNWs复合... 通过简单的溶液工艺将水溶性光交联聚乙烯醇-苯乙烯基吡啶盐(SbQ-PVA)溶液涂敷至银纳米线(AgNWs)薄膜上形成SbQ-PVA/AgNWs复合薄膜,分析了不同面密度的AgNWs薄膜在涂敷SbQ-PVA前后的光电性能和形貌,对比了AgNWs裸膜和SbQ-PVA/AgNWs复合薄膜的机械和环境稳定性。结果表明,SbQ-PVA涂层不影响银纳米线网络的导电性,还能起到减小光散射和减反增透的作用,复合薄膜方阻低至约20Ω/sq时,也具有约90%的高透过率。同时,相比于AgNWs薄膜,SbQ-PVA/AgNWs复合薄膜具有更优异的稳定性,其对外部刺激(5000次弯曲、3B铅笔刮擦、空气老化、酸碱盐溶液腐蚀)的抵抗力显著提升。此外,SbQ-PVA/AgNWs复合薄膜能够在去离子水超声处理中保持稳定,利用此特点配合光掩模进一步实现了银纳米线薄膜的图案化。 展开更多
关键词 银纳米线透明导电薄膜 表面保护涂层 机械稳定性 环境稳定性 图案化
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EAST上RMP驱动等离子体自发旋转物理机制的实验研究
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作者 金仡飞 张洪明 +13 位作者 尹相辉 吕波 Cheonho Bae 叶凯萱 盛回 王士凡 赵海林 顾帅 袁泓 林子超 傅盛宇 卢迪安 符佳 王福地 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第24期187-197,共11页
等离子体自发旋转对托卡马克装置的约束性能和稳定性十分重要.能否有效地诱导等离子体自发旋转来致稳电阻壁模对国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)的稳定运行尤为关键.在韩国先进超导托卡马克... 等离子体自发旋转对托卡马克装置的约束性能和稳定性十分重要.能否有效地诱导等离子体自发旋转来致稳电阻壁模对国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)的稳定运行尤为关键.在韩国先进超导托卡马克(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research,KSTAR)装置上首次实验证明了在特定参数下,共振磁扰动(resonant magnetic perturbation,RMP)产生的新经典环向黏滞(neoclassical torodial viscosity,NTV)力矩能够驱动等离子体旋转.先前在东方超环托卡马克(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)的RMP实验中同样也观测到了RMP加入后等离子体旋转在同电流方向增加的实验现象,然而与KSTAR不同,EAST上模拟计算的NTV力矩比中性束力矩小两个量级,无法解释环向旋转速度的增加.本文开展了进一步的研究,首先通过实验方法测得了RMP产生的力矩分布,与之前模拟得到的NTV力矩相比要大两个量级,说明存在NTV以外的机制驱动等离子体旋转.其次,在实验中观察到旋转速度增大的同时也伴随有E×B速度的明显变化,并且,与实验测量得到的RMP产生的力矩分布一致,表明E×B剪切的变化产生的残余应力可能是导致RMP加入后旋转速度增大的原因.为了解释RMP加入后环向旋转速度的增大,本文分析了RMP加入后随机磁场对大尺度湍流的影响,发现各尺度湍流在随机磁场的背景下,为了维持准中性条件,小尺度湍流的增长可能会导致雷诺应力的增大.在RMP加入期间,雷诺应力驱动E×B剪切的增大会破坏湍流对称性,产生残余应力驱动环向旋转.最后,实验的统计结果也表明,RMP对环向旋转的驱动效果与湍流强度有关,进一步验证了RMP加入E×B剪切产生的残余应力是驱动环向旋转变化的主要机制. 展开更多
关键词 托卡马克 动量输运 自发旋转 共振磁扰动
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优化IGBT开关性能的自适应变电阻有源驱动电路研究
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作者 周家民 黄连生 +3 位作者 陈晓娇 窦盛 何诗英 张秀青 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期132-138,共7页
针对IGBT开通过程中的电流及电压振荡提出一种新型自适应IGBT有源栅极驱动电路(NAAGD)。该电路结合互补IGBT的电压电流信息进行开通驱动电阻的投切控制,可实现开通过程电流及电压振荡的抑制,且可自适应电压电流等级的变化。与现有有源... 针对IGBT开通过程中的电流及电压振荡提出一种新型自适应IGBT有源栅极驱动电路(NAAGD)。该电路结合互补IGBT的电压电流信息进行开通驱动电阻的投切控制,可实现开通过程电流及电压振荡的抑制,且可自适应电压电流等级的变化。与现有有源驱动电路(AGD)方案相比,NAAGD的自适应响应具有更好的即时性;同时,相比传统驱动电路(CGD)增大驱动电阻抑制振荡的方法,可优化开通损耗。最后通过实验验证所提NAAGD的有效性。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管 自适应 损耗 有源栅极驱动 振荡
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