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A compact multi-pixel superconducting nanowire single-photon detector array supporting gigabit space-to-ground communications

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Light(Science & Applications) 2024年第2期13卷 254-266页

作者： hao hao Qing-Yuan Zhao Yang-Hui Huang Jie Deng Fan Yang Sai-Ying Ru Zhen Liu Chao Wan hao Liu Zhi-Jian Li Hua-Bing Wang Xue-Cou Tu La-Bao Zhang Xiao-Qing Jia Xing-Long Wu Jian Chen Lin Kang Pei-Heng Wu Research Institute of Superconductor Electronics(RISE) School of Electronic Science and EngineeringNanjing UniversityNanjingJiangsu 210023China Purple Mountain Laboratories NanjingJiangsu 211111China Hefei National Laboratory HefeiAnhui 230088China National Laboratory of Solid State Microstructures and Department of Physics Nanjing UniversityNanjing 210023China

Classical and quantum space-to-ground communications necessitate highly sensitive receivers capable of extracting information from modulated photons to extend the communication distance from near-earth orbits to deep space *** achieve gigabit data rates while mitigating strong background noise photons and beam drift in a highly attenuated free-space channel,a comprehensive design of a multi-functional detector is *** this study,we present an innovative compact multi-pixel superconducting nanowire single-photon detector array that integrates near-unity detection efficiency(91.6%),high photon counting rate(1.61 Gcps),large dynamic range for resolving different photon numbers(1-24),and four-quadrant position sensing function all within one ***,we have constructed a communication testbed to validate the advantages offered by such an *** 8-PPM(pulse position modulation)format communication experiments,we have achieved an impressive maximum data rate of 1.5 Gbps,demonstrating sensitivities surpassing previous benchmarks at respective *** incorporating photon number information into error correction codes,the receiver can tolerate maximum background noise levels equivalent to 0.8 photons/slot at a data rate of 120 Mbps—showcasing a great potential for daylight operation ***,preliminary beam tracking tests were conducted through open-loop scanning techniques,which revealed clear quantitative dependence indicating sensitivity variations based on beam *** on the device characterizations and communication results,we anticipate that this device architecture,along with its corresponding signal processing and coding techniques,will be applicable in future space-to-ground communication tasks.

关键词： photon supporting correction

基于太赫兹成像检测技术与特征提取方法结合巴旦木饱满度检测方法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1896-1904页

作者：胡军吕豪豪乔鹏贺永刘燕德华东交通大学智能机电装备创新研究院江西南昌330013 浙江大学机械工程学院浙江杭州310027

巴旦木是一种营养丰富的坚果,对巴旦木的品质进行检测具有重要的经济价值和实际意义。由于巴旦木具有较为坚硬的外壳,传统的检测手段较难实现内部检测,因此,采用新兴的太赫兹透射成像检测技术,开展巴旦木饱满度的检测研究。首先采集不... 详细信息

巴旦木是一种营养丰富的坚果,对巴旦木的品质进行检测具有重要的经济价值和实际意义。由于巴旦木具有较为坚硬的外壳,传统的检测手段较难实现内部检测,因此,采用新兴的太赫兹透射成像检测技术,开展巴旦木饱满度的检测研究。首先采集不同饱满度巴旦木的太赫兹透射图像,并且从太赫兹图像的感兴趣区域分别提取无样品区域、空壳区域和满仁区域的太赫兹光谱信息;为了提高模型的精度,减少计算量,采用竞争性自适应重加权算法(CARS)、无信息变量消除(UVE)、连续投影算法(SPA)、蒙特卡罗无信息变量消除法(MCUVE)和遗传算法(GA)对太赫兹光谱信息进行特征提取,建立对应的最小二乘支持向量机(LS-SVM)、随机森林(RF)和K-近邻(KNN)定性判别模型,对巴旦木的饱满和空壳区域进行检测和鉴别。此外,对太赫兹特征图像转为JPG格式,接着转化为RGB格式进行G通道提取和图像二值化分离出外壳和果仁图像,检测饱满度为太赫兹特征图像的壳仁像素点之比;对原始图像进行轮廓提取和图像二值化分离出外壳和果仁图像,实际饱满度为原始图像的壳仁像素点之比。通过计算检测饱满度和实际饱满度的误差,证明了太赫兹透射成像技术检测巴旦木饱满度的可行性。建立的KS-GA-RF模型的鉴别效果最优,准确率为98.21%;通过壳仁像素点之比分别计算出对应的检测饱满度和实际饱满度,误差为16%。研究验证了采用太赫兹图、谱相融合的方法,可以很好地实现对巴旦木内部种仁饱满度可视化检测,为巴旦木的准确分级提供了新的思路,也为太赫兹成像技术检测其他坚果饱满度提供了理论参考,具有重要的应用价值。

关键词：巴旦木饱满度太赫兹透射成像特征提取 RF判别模型

尾矿浆替代粉煤灰合成泡沫地聚合物以高效去除重金属污染物:行为和机理研究

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Journal of Central South University 2024年第4期31卷 1344-1359页

作者：江杰罗豪豪王树飞欧孝夺苏建陈俊霖 School of Civil Engineering and Architecture Guangxi UniversityNanning 530004China Guangxi Bossco Environmental Protection Technology Co. LtdNanning 530001China

本研究旨在以铝土矿开采的副产品尾矿泥浆合成多孔地聚合物,以用作地下水修复的材料。研究了液固比、发泡剂和稳泡剂掺量等因素对地聚合物孔隙结构和吸附性能的影响。通过批量实验和微观表征评估地聚合物对二元重金属(Pb和Cu)的吸附能... 详细信息

本研究旨在以铝土矿开采的副产品尾矿泥浆合成多孔地聚合物,以用作地下水修复的材料。研究了液固比、发泡剂和稳泡剂掺量等因素对地聚合物孔隙结构和吸附性能的影响。通过批量实验和微观表征评估地聚合物对二元重金属(Pb和Cu)的吸附能力和作用机理。结果表明,调整发泡行为可得到孔隙率为81.4%、连通性为17.2%、吸水率为122.9%的多孔地聚合物。封闭孔隙和毛细管的存在降低了重金属的去除性能。优化发泡行为可通过改善孔隙连通性,进而将重金属的吸附能力从7.49 mg/g提高到24.95 mg/g。重金属的主要去除机理包括物理封装、重金属离子与—OH的化学沉淀以及T(Si,Al)—O—M(Pb,Cu)键的形成。基于尾矿浆的多孔地聚合物表现出卓越的重金属去除性能,在修复矿山污染地下水方面具有巨大潜力。

关键词：多孔地聚合物尾矿泥浆可渗透反应墙孔隙特征重金属修复

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患慢性病对老年人抑郁症状的影响

中国健康教育 2024年第6期40卷 525-530页

作者：李豪豪李卓群中国人民大学人口与健康学院北京100872 中国人民大学公共管理学院北京100872

目的分析患慢性病与老年人抑郁症状的关系及其作用机制,旨在帮助老年人管理慢性病,保护其心理健康,进而为实现健康老龄化提供科学依据。方法基于2018年中国老年社会追踪调查(China Longitudinal Aging Social Survey,CLASS)数据,采用多... 详细信息

目的分析患慢性病与老年人抑郁症状的关系及其作用机制,旨在帮助老年人管理慢性病,保护其心理健康,进而为实现健康老龄化提供科学依据。方法基于2018年中国老年社会追踪调查(China Longitudinal Aging Social Survey,CLASS)数据,采用多元线性回归模型对患慢性病与老年人抑郁症状的关系进行分析,采用Bootstrap方法对其中介机制进行分析。结果2018年我国老年人慢性病患病率为69.84%,患慢性病和未患慢性病老年群体的抑郁量表得分分别为(18.54±2.64)分和(19.22±2.42)分。多元线性回归分析结果显示,患慢性病(β=-0.394)是影响老年人抑郁症状水平的主要因素(P<0.05),且该关系在倾向值匹配后仍然成立。Bootstrap检验结果显示,睡眠状况、主观年龄、孤独感均在患慢性病与老年人抑郁症状的关系间起中介作用,效应值分别为-0.202(95%CI:-0.273~-0.131)、-0.013(95%CI:-0.023~-0.005)、-0.090(95%CI:-0.140~-0.040),分别占总效应的50.50%、3.25%、22.50%。结论患慢性病与老年人抑郁症状呈正相关,睡眠状况、主观年龄、孤独感是患慢性病作用于老年人心理健康的中介路径。未来相关部门应采取针对性措施帮助老年群体管理和应对慢性病,以保护其心理健康。

关键词：慢性病老年人抑郁症状作用机制

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数字孪生赋能预制菜冷链发展的研究进展

现代食品科技 2024年第6期40卷 356-363页

作者：匡红云郝皓游世胜苏醒上海市逆向物流与供应链协同创新中心上海第二工业大学上海201209 上海第二工业大学经济与管理学院上海201209 上海艾伦物流有限公司上海201800

疫情、宅经济助推预制菜所代表的“便捷化餐饮”新消费潮流。数字技术催生新的情景应用和价值创造,推动要素、流程和组织管理的创新,赋能产业升级。该研究分析我国预制菜冷链供应链中存在的产地预冷缺乏、信息要素不流通问题,比如冷链... 详细信息

疫情、宅经济助推预制菜所代表的“便捷化餐饮”新消费潮流。数字技术催生新的情景应用和价值创造,推动要素、流程和组织管理的创新,赋能产业升级。该研究分析我国预制菜冷链供应链中存在的产地预冷缺乏、信息要素不流通问题,比如冷链配套设施不足、冷链操作不规范、最后一公里配送及销售损耗。数字孪生模型可模拟和预测预制菜在冷链过程中的质量变化,引入物联网和区块链等技术后可实现产品的运输监控和追踪溯源。该研究提出利用数字孪生技术搭建预制菜的数字化冷链追踪溯源系统,实施预制菜冷链供应链的供应链、数字链、信任链和利益链的“链条化”发展,尝试探索一条适合我国预制菜发展的数字化道路,助力预制菜与冷链供应链的数字化转型和产业发展。

关键词：预制菜冷链供应链数字孪生数字化

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可延展压电薄膜基底结构界面脱粘的预测与调控

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工程力学 2024年第4期41卷 247-256页

作者：周煜棠王博张博涵毕皓皓黄永安王烁道西北工业大学工程力学系西安710072 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074 俄克拉荷马州立大学机械与宇航工程学院美国俄克拉荷马74078

调控薄膜基底结构的表面不稳定性已被成功应用于制备可延展的新型电子设备中。然而,该类电子器件在工作中需要承受外部载荷作用,致使薄膜-基底结构界面处残余应力集中,容易诱发薄膜电子器件与基底脱粘与分层。该文将从理论分析和数值仿... 详细信息

调控薄膜基底结构的表面不稳定性已被成功应用于制备可延展的新型电子设备中。然而,该类电子器件在工作中需要承受外部载荷作用,致使薄膜-基底结构界面处残余应力集中,容易诱发薄膜电子器件与基底脱粘与分层。该文将从理论分析和数值仿真角度,研究压电薄膜在柔性基底表面上的失稳特性。由于压电薄膜变形具有大位移小应变的特点,该文基于非线性Euler-Bernoulli梁理论与能量最小化原理,建立压电薄膜基底结构无屈曲、褶皱、局部屈曲及全脱层屈曲模式的理论分析模型;从能量角度定量分析了薄膜-基底结构4种模式相互演变的临界条件;通过数值仿真,验证了该文解析结的有效性,定量、定性的讨论了薄膜基底结构的材料、几何参数对4种模式演变的影响。研究结果表明:改变基底弹性模量、预应变、物理场强度和界面粘附系数能够调控压电薄膜基底结构的屈曲模式;通过调控温度变化量和电压的方式,能够实现对压电薄膜基底结构的失稳特性精细化调控。该文的研究结果将为提升薄膜基底型的电子器件的稳定性及优化设计提供理论支持。

关键词：压电薄膜-柔性基底结构脱粘分层表面失稳临界应变

中国乡村教育学的时代价值、理论问题与建设方略

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苏州大学学报（教育科学版） 2024年第2期12卷 30-40页

作者：周晔徐好好刘菊英西北师范大学教育科学学院甘肃兰州730070

中国乡村教育丰富的实践经验、诸多的现实问题、高质量发展的时代诉求、如火如荼的学术研究呼唤中国乡村教育学的问世。中国乡村教育学,作为中国教育学学科的重要组成及生长点,可以为新时代高质量教育体系建设做出贡献,助力教育强国战... 详细信息

中国乡村教育丰富的实践经验、诸多的现实问题、高质量发展的时代诉求、如火如荼的学术研究呼唤中国乡村教育学的问世。中国乡村教育学,作为中国教育学学科的重要组成及生长点,可以为新时代高质量教育体系建设做出贡献,助力教育强国战略和乡村振兴战略的实现。按照学科的标准,中国乡村教育学需要明确其学科性质、研究对象、内容体系、研究方法、关键支撑等基础性理论问题。当前,中国乡村教育学的建设要“内外兼修”,强化内在建制,重视外在建制。一方面,要在构建理论体系方面下功夫,需要研究者抱持高度的学科自信,秉持本土化的学科立场,走理论与实践相结合的道路;另一方面,要在构建保障机制方面做出努力,需要加强学科指标方面的制度建构,建设高校乡村教育学课程体系,多措并举建设专业的学科队伍。

关键词：中国乡村教育学中国教育学学科建设学科指标

向“绝对自然”迈进:苏轼的自然美学新探——读《“自然”之辩:苏轼的有限与不朽》

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新余学院学报 2024年第1期29卷 59-65页

作者：张浩浩云南民族大学云南省民族研究所云南昆明650504

杨治宜教授《“自然”之辩:苏轼的有限与不朽》一书揭示了苏轼自然美学的双重内涵,在此基础上探讨了苏轼文艺创作中对天然自成的追求和“艺术即修身”的自然美学理念,以及苏轼文艺作品中名花怪石呈现的自然美学内涵、和陶诗和丹学中对... 详细信息

杨治宜教授《“自然”之辩:苏轼的有限与不朽》一书揭示了苏轼自然美学的双重内涵,在此基础上探讨了苏轼文艺创作中对天然自成的追求和“艺术即修身”的自然美学理念,以及苏轼文艺作品中名花怪石呈现的自然美学内涵、和陶诗和丹学中对自然美学的人生终极之表达,最后理解其“寄寓天地,性命自得”的自然美学的宏大境界。苏轼在艺术创作和生命经历中都不遗余力地向“绝对自然”迈进,正是这种对不可及的完美趋近,使他获得了暂时的、有条件的“逍遥自然”,从而得以不朽。

关键词：苏轼杨治宜自然美学 “绝对自然” 文艺创作

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零排放环保型新型氨法脱硫工艺的研究

现代化工 2024年第6期44卷 198-203页

作者：李娜付应韬李豪生付志龙陈惠敏郝浩博昌吉学院物理与材料科学学院新疆昌吉831100 中国科学院新疆理化技术研究所特殊环境功能材料与器件重点实验室新疆乌鲁木齐830011

通过对传统氨法脱硫工艺进行改进,成功设计了一种零排放、生态友好、经济可行的环保型新型氨法脱硫工艺。该工艺的关键在于将脱硫工艺放置在脱硫塔与预脱硫塔之间,简化了脱硫工艺,提高了脱硫效率(91.5%)。同时副产品纳米粉体硫化锌粒径... 详细信息

通过对传统氨法脱硫工艺进行改进,成功设计了一种零排放、生态友好、经济可行的环保型新型氨法脱硫工艺。该工艺的关键在于将脱硫工艺放置在脱硫塔与预脱硫塔之间,简化了脱硫工艺,提高了脱硫效率(91.5%)。同时副产品纳米粉体硫化锌粒径均匀,具有较高的纯度,经济价值优于目前传统氨法脱硫工艺所产生的副产品硫磺和硫膏。新工艺为煤焦化厂的绿色生产、安全生产和经济生产提供了新思路。

关键词：脱硫废水硫废气排放零排放 ZnS

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