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基于飞秒激光的金刚石超黑表面制备研究

基于飞秒激光的金刚石超黑表面制备研究

作者：冯昱森吉林大学

学位级别：硕士

在先进光学应用领域中,超黑材料因其出色的光吸收能力成为了备受瞩目的研究对象。这些特殊的材料通常能够吸收超过98%的入射光,使它们在减少杂散光、提升太阳能效率和增强光学传感器性能等方面具有巨大的潜力。随着对超黑材料应用需求... 详细信息

在先进光学应用领域中,超黑材料因其出色的光吸收能力成为了备受瞩目的研究对象。这些特殊的材料通常能够吸收超过98%的入射光,使它们在减少杂散光、提升太阳能效率和增强光学传感器性能等方面具有巨大的潜力。随着对超黑材料应用需求的不断增长,研究者们正积极寻找新的方法和材料来制备超黑表面,而金刚石因其独特的属性受到了特别的关注。金刚石,作为自然界中最硬的材料,不仅以其卓越的物理特性而著称,还因其独特的光学性质而备受关注。它拥有极高的热导率和化学稳定性,能够在极端环境下保持稳定的性能。通过精密的表面加工技术,可以在金刚石表面形成超黑结构,这种超黑金刚石表面不仅具有高吸光性,还具有低反射率和良好的光学稳定性,使得它在光学应用中表现出色。金刚石作为超黑表面的基底,其高热导率有助于快速散发热量,防止材料在高能量光学应用中产生热损伤。同时,金刚石的高化学稳定性使其在恶劣环境下也能保持稳定的性能,为光学传感器提供了可靠的支撑。但由于金刚石材料的特性,现如今利用金刚石材料制备超黑表面仍然存在宽波段范围内减反射性能不足以及在制备过程中如何保持高性能和结构良好形貌的统一性。针对制备微纳结构前需要保证基底材料平整纯净的问题,本研究提出一种新型抛光方式即激光复合离子束抛光,针对CVD金刚石毛坯材料进行了一系列精密抛光实验,成功将表面粗糙度从5.107μm降低到了0.472μm。这一显著的CVD金刚石表面精处理旨在为后续飞秒激光加工提供一个极为平滑且均匀的基底。这一预处理步骤对于减少加工过程中的缺陷形成、提高微纳结构加工的准确性和效率至关重要,为飞秒激光加工提供了最佳的表面条件,进一步优化了超黑表面的制备过程。基于上述提出的金刚石超黑表面现存问题,本文采用飞秒激光技术,在金刚石表面制备微纳结构,旨在显著降低表面反射率,制备高效的超黑表面。通过精细调整飞秒激光的参数,如扫描周期、激光能量和处理时间,本研究在金刚石表面成功形成了高度有序的微纳米级结构。这些结构经验证可显著增强金刚石表面的光吸收能力,实现超黑效果。本文详细介绍了实验设计、激光加工参数的优化过程及超黑金刚石表面的光学性能测试结果。研究发现,通过精确控制激光加工条件,可以有效调控金刚石表面结构的尺寸和形态,从而达到预期的超黑效果。本研究不仅展示了金刚石超黑表面制备的可行性,也为其他硬质材料的超黑加工提供了新的思路和方法。综上,本文将CVD金刚石毛坯材料进行复合方法抛光得到平滑均匀的基底材料,通过飞秒激光制备高纵横比的微纳结构,在宽波段范围内检测其光学性能,结果显示在可见光及近红外波段范围内平均吸收率为99.04%,在1000-2000 nm波段范围内反射率最低为0.097%;在中远红外波段的平均吸收率为97.41%。本研究不仅展示了金刚石超黑表面制备的可行性,也为其他硬质材料的超黑加工提供了新的思路和方法。

关键词：飞秒激光金刚石超黑表面光学吸收微纳结构

16位1MSPS逐次逼近型模数转换器的研究与设计

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16位1MSPS逐次逼近型模数转换器的研究与设计

作者：冯昱淋电子科技大学

学位级别：硕士

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听从一只乌鸦的话

广州文艺 2024年第1期 87-102页

作者：冯昱

一邓付银第二觉醒来，先是右手往里摸到床沿，接着左手向外也摸到床沿。床的两边都是空的。他不禁有些急火攻心，眼睛却不听使唤了，努力了几次都没睁开，于是用崩冲山最毒的话狠狠地骂了一句，叫死叫灭！被骂的是一只乌鸦。是乌鸦把他...

一邓付银第二觉醒来，先是右手往里摸到床沿，接着左手向外也摸到床沿。床的两边都是空的。他不禁有些急火攻心，眼睛却不听使唤了，努力了几次都没睁开，于是用崩冲山最毒的话狠狠地骂了一句，叫死叫灭！被骂的是一只乌鸦。是乌鸦把他叫醒的。在睡梦中，他正和盘金妹睡在一起。

关键词：

非正弦激励下高频变压器铁心动态磁滞特性模拟方法

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中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5420-5430,I0034页

作者：陈彬蔡文杰冯昱璋唐波王帅兵黄力湖北省输电线路工程技术研究中心(三峡大学) 湖北省宜昌市443002 三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002 国网湖北省电力有限公司武汉供电公司湖北省武汉市430000 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663

高频变压器是DC/DC变换器的核心部件,其激励波形一般为非正弦波,工作频率可达数千赫兹以上,导致铁心损耗显著增加,准确模拟非正弦激励下高频变压器铁心动态磁滞特性,有助于铁心损耗计算以及变压器的电磁暂态分析。首先,该文考虑铁心磁... 详细信息

高频变压器是DC/DC变换器的核心部件,其激励波形一般为非正弦波,工作频率可达数千赫兹以上,导致铁心损耗显著增加,准确模拟非正弦激励下高频变压器铁心动态磁滞特性,有助于铁心损耗计算以及变压器的电磁暂态分析。首先,该文考虑铁心磁化物理过程,利用系统级电力电子仿真软件PLECS中底层模块和语言编写程序,建立基于静态J-A磁滞模型和磁导-电容类比法的铁心静态磁滞磁导模型;然后,考虑高频条件下涡流效应与弛豫效应对铁心动态磁滞特性的影响,根据损耗统计理论建立铁心动态磁滞磁导模型;最后,基于模拟退火与Levinberg-Marquardt混合算法提取静态J-A磁滞模型参数,根据铁心损耗特性曲线采用最小二乘法提取动态损耗系数。对比分析不同占空比、高频方波电压激励下电流波形以及磁滞回线的仿真结果与实验测量结果,验证了模型的有效性。

关键词： J-A磁滞模型铁心损耗磁导-电容类比非正弦激励磁滞特性

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打姜山的女人

集成超表面模式转换的全光纤柱矢量MOPA激光器

广西文学 2024年第3期 120-126页

作者：冯昱中国作家协会鲁迅文学院第十八届中青年作家高研班

一亚深是去六叶喝喜酒遇到细米的.他原本并不想去,因为下雨,天越来越冷,他在抖音上看到姑婆山巅和明梅顶都结冰了,但朋友发出邀请时说的是去月亮,这个地名触动了他内心深处的记忆,很多年前他曾到月亮住过一宿.

关键词：

来源：博看期刊评论

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强激光与粒子束 2023年第10期35卷 28-32页

作者：刘世鑫彭万敬冯昱俊刘航施鑫磊孙殷宏马毅赵智刚高清松刘兆军唐淳山东大学激光与红外系统集成技术教育部重点实验室山东青岛266237 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900

柱矢量光束因其独特的偏振分布特性而在光镊、高分辨率成像、遥感、等离子体聚焦等领域发挥着重要作用。为实现全光纤高功率柱矢量MOPA激光器,采用自主设计基于集成超表面的模式转换光纤器件,进行了理论分析与实验验证。自主设计集成超... 详细信息

柱矢量光束因其独特的偏振分布特性而在光镊、高分辨率成像、遥感、等离子体聚焦等领域发挥着重要作用。为实现全光纤高功率柱矢量MOPA激光器,采用自主设计基于集成超表面的模式转换光纤器件,进行了理论分析与实验验证。自主设计集成超表面的模式转换光纤器件可直接稳定输出数瓦功率的径向偏振柱矢量种子光,且输出模式纯度可达95%以上。实验中通过降低弯曲损耗并对模式进行控制,获得了单级放大输出功率为52.2 W的径向偏振柱矢量光稳定输出,且模式光场分布在输出功率增加过程中并未出现明显变化。为进一步分析输出的模式特性,采用旋转检偏器的方法检测输出光的偏振特性及偏振纯度,并利用非相干模式叠加方法计算了输出的径向偏振柱矢量光的模式纯度。结果表明,集成超表面模式转换的全光纤柱矢量MOPA激光器在最大输出功率情况下,输出光的偏振纯度约为95.2%,模式纯度约为94%,验证了该全光纤方案的可行性。

关键词：超表面柱矢量光束径向偏振光光纤激光器模式分析弯曲损耗

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基于激光复合技术的金刚石抛光研究

中国激光 2024年第16期51卷 147-154页

作者：赵智炎冯昱森罗子艺蔡得涛薛亚飞王忠强于颜豪广东省科学院中乌焊接研究所广东省现代焊接技术重点实验室广东广州510650 吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室吉林长春130012 北京大学东莞光电研究院广东东莞523808

金刚石作为一种具有独特优异性能的半导体材料,在光学和电子学领域具有重要的应用价值。目前生长金刚石最常用的方法是化学气相沉积(CVD)法,采用该方法制备的金刚石薄膜通常为多晶结构,表面粗糙度高、颗粒大的缺点制约了金刚石薄膜的应... 详细信息

金刚石作为一种具有独特优异性能的半导体材料,在光学和电子学领域具有重要的应用价值。目前生长金刚石最常用的方法是化学气相沉积(CVD)法,采用该方法制备的金刚石薄膜通常为多晶结构,表面粗糙度高、颗粒大的缺点制约了金刚石薄膜的应用。笔者提出了飞秒-纳秒-离子束刻蚀的复合抛光方法并采用该方法对CVD金刚石薄膜进行抛光。结果表明:经飞秒-纳秒激光刻蚀后,金刚石表面粗糙度降低得十分明显,由未刻蚀时的4μm降至0.5μm左右,但表面出现了明显的石墨化现象;进一步采用离子束刻蚀去除表面的石墨层,最低可将表面粗糙度降至0.47μm。所提方法实现了金刚石表面的无改性平滑抛光,为金刚石表面微纳器件的发展奠定了基础。

关键词：超快激光金刚石薄膜激光抛光离子束刻蚀粗糙度

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来自古巴的“限量雪茄”

方圆 2024年第4期 8-13页

作者：黄莎钱澄冯昱云方圆

九境中国时,古巴籍男子程博涛随身携带了25支没有包装、没有品牌的古巴雪茄,他妻子的行李箱里带了120支,女儿的两个行李箱也带了约200支雪茄。程博涛为什么要带这么多粗制雪茄?难道这些雪茄很受中国雪茄爱好者欢迎吗?

关键词：行李箱雪茄古巴

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同轴多层筒式空心线圈自感和互感解析计算方法

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电工技术学报 2024年第20期39卷 6270-6281页

作者：陈彬姜鹏飞万妮娜冯昱璋黄力三峡大学电气与新能源学院三峡大学湖北省输电线路工程技术研究中心国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司国网湖北省电力有限公司武汉供电公司

在电磁耦合的无线电能传输系统中，准确获取线圈电感参数是设计和优化无线电能传输系统的重要理论依据。现有的无线电能传输系统研究大多针对平面板结构线圈，同轴多层筒式空心线圈相比于平面板线圈具有更高的传输功率和传输效率。因此... 详细信息

在电磁耦合的无线电能传输系统中，准确获取线圈电感参数是设计和优化无线电能传输系统的重要理论依据。现有的无线电能传输系统研究大多针对平面板结构线圈，同轴多层筒式空心线圈相比于平面板线圈具有更高的传输功率和传输效率。因此，该文针对同轴多层筒式空心线圈，提出了一种考虑高频涡流效应的自感和互感解析计算方法。首先，将单匝线圈截面离散等效为数量众多、形状相同的网格带电圆环单元，采用离散等效求和法推导出单匝线圈的自感和线圈间互感的解析式；然后，基于筒式空心线圈的整体结构以及考虑高频涡流效应，推导出基于第一类、第二类完全椭圆积分和开尔文函数的一、二次线圈自感和总互感计算的理论解析式；最后，以两种不同排布方式的筒式空心线圈为例，对比解析计算、有限元计算和实验测量结果，验证了所提解析法的可行性，同时也为筒式空心线圈的设计提供参考依据。

关键词：无线电能传输电感参数筒式空心线圈离散等效涡流效应解析计算

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