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Flexible generation of structured terahertz fields via programmable exchange‑biased spintronic emitters

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eLight 2024年第1期4卷 172-184页

作者： Shunjia Wang Wentao Qin Tongyang Guan Jingyu Liu qingnan cai Sheng Zhang Lei Zhou Yan Zhang Yizheng Wu Zhensheng Tao State Key Laboratory of Surface Physics and Department of Physics and Key Laboratory of Micro and Nano Photonic Structures(MOE) Fudan UniversityShanghai 200433China Beijing Key Laboratory of Metamaterials and Devices Key Laboratory of Terahertz OptoelectronicsMinistry of EducationBeijing Advanced Innovation Center for Imaging Theory and TechnologyDepartment of PhysicsCapital Normal UniversityBeijing 100048China Shanghai Key Laboratory of Metasurfaces for Light Manipulation Shanghai 200433China

Structured light,particularly in the terahertz frequency range,holds considerable potential for a diverse range of ***,the generation and control of structured terahertz radiation pose major *** this work,we demonstrate a novel programmable spintronic emitter that can flexibly generate a variety of structured terahertz *** is achieved through the precise and high-resolution programming of the magnetization pattern on the emitter’s surface,utilizing laser-assisted local field cooling of an exchange-biased ferromagnetic ***,we outline a generic design strategy for realizing specific complex structured terahertz fields in the far *** device successfully demonstrates the generation of terahertz waves with diverse structured polarization states,including spatially separated circular polarizations,azimuthal or radial polarization states,and a full Poincare *** innovation opens a new avenue for designing and generating structured terahertz radiations,with potential applications in terahertz microscopy,communication,quantum information,and light-matter interactions.

关键词： emitter polarization exchange

Active spintronic-metasurface terahertz emitters with tunable chirality

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Advanced Photonics 2021年第5期3卷 52-61页

作者： Changqin Liu Shunjia Wang Sheng Zhang qingnan cai Peng Wang Chuanshan Tian Lei Zhou Yizheng Wu Zhensheng Tao Fudan University Department of Physics and State Key Laboratory of Surface PhysicsShanghaiChina Shanghai Research Center for Quantum Sciences ShanghaiChina

The ability to generate and manipulate broadband chiral terahertz waves is essential for applications in material imaging,terahertz sensing,and *** can also open up new possibilities for nonlinear terahertz spectroscopy and coherent control of chiral molecules and magnetic *** existing methods,however,often suffer from low efficiency,narrow bandwidth,or poor ***,we propose a novel type of laser-driven terahertz emitters,consisting of metasurface-patterned magnetic multilayer heterostructures,that can overcome the shortcomings of the conventional *** hybrid terahertz emitters combine the advantages of spintronic emitters for being ultrabroadband,efficient,and highly flexible,as well as those of metasurfaces for the powerful control capabilities over the polarization state of emitted terahertz waves on an ultracompact *** a stripe-patterned metasurface as an example,we demonstrate the efficient generation and manipulation of broadband chiral terahertz *** ellipticity can reach>0.75 over a broad terahertz bandwidth(1 to 5 THz),representing a high-quality and efficient source for few-cycle circularly polarized terahertz pulses with stable carrier *** control of ellipticity and helicity is also demonstrated with our systematic experiments and numerical *** show that the terahertz polarization state is dictated by the interplay between laser-induced spintronic-origin currents and the screening charges/currents in the metasurfaces,which exhibits tailored anisotropic properties due to the predesigned geometric confinement *** work opens a new pathway to metasurface-tailored spintronic emitters for efficient vector-control of electromagnetic waves in the terahertz regime.

关键词： chiral terahertz generation active metasurface time-domain terahertz spectroscopy

Optically controlled dielectric metasurfaces for dynamic dual-mode modulation on terahertz waves

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Advanced Photonics 2023年第2期5卷 70-79页

作者： Haoyang Zhou Sheng Zhang Shunjia Wang Yao Yao qingnan cai Jing Lin Xiaoying Zheng Zhuo Wang Zhensheng Tao Qiong He Lei Zhou Fudan University Key Laboratory of Micro and Nano Photonic Structures(Ministry of Education)and Department of PhysicsState Key Laboratory of Surface PhysicsShanghaiChina

Dynamically controlling terahertz(THz)waves with an ultracompact device is highly desired,but previously realized tunable devices are bulky in size and/or exhibit limited light-tuning ***,we experimentally demonstrate dynamic modulation on THz waves with a dielectric metasurface in modeselective or mode-unselective manners through pumping the system at different optical ***-normal-mode theory reveals that the physics is governed by the spatial overlap between wave functions of resonant modes and regions inside resonators perturbed by pump laser excitation at different *** further design/fabricate a dielectric metasurface and experimentally demonstrate that it can dynamically control the polarization state of incident THz waves,dictated by the strength and wavelength of the pumping *** finally numerically demonstrate pump wavelength-controlled optical information encryption based on a carefully designed dielectric *** studies reveal that pump light wavelength can be a new external knob to dynamically control THz waves,which may inspire many tunable metadevices with diversified functionalities.

关键词： dynamic metasurfaces terahertz quasi-normal-mode theory optical pumping.

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中国泡花碱产业中氧气燃烧技术的应用与前景

无机盐工业 2005年第5期37卷 5-6,22页

作者：高毅蔡庆南中国铝业山东分公司山东淄博255300 淄博社会福利泡花碱厂

泡花碱既是各种无机硅化物产品的原料,又是具有多种用途的终端产品。近几年国民经济各行业迅猛发展,对其需求量增加,出口量也在增大,刺激了泡花碱产业的发展膨胀。氧气燃烧技术是泡花碱产业新的突破点。氧气燃烧技术就是把“空气─燃料... 详细信息

泡花碱既是各种无机硅化物产品的原料,又是具有多种用途的终端产品。近几年国民经济各行业迅猛发展,对其需求量增加,出口量也在增大,刺激了泡花碱产业的发展膨胀。氧气燃烧技术是泡花碱产业新的突破点。氧气燃烧技术就是把“空气─燃料燃烧”过程变成“氧气─燃料燃烧”过程,称之为“氧气─燃料”燃烧,大大减少高温烟气量。目前“氧气燃烧”技术有3种基本方法:全氧燃烧、纯氧助燃和富氧燃烧。

关键词：泡花碱氧气燃烧技术全氧燃烧纯氧燃烧富氧燃烧

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改进效率控制推进电机的优化分析

中国舰船研究 2017年第6期12卷 120-126,140页

作者：蔡清男朱志宇江苏科技大学电子信息学院江苏镇江212003

[目的]为了加强对推进电机的控制效果,在实际控制过程中减少能量的损耗,[方法]在传统的推进电机等值电路上,增加铁损电流分量,通过定义引入功率匹配比,寻找电机在给定转速下最高的运行效率,并探讨此功率匹配比对应的磁通;在原有的电机... 详细信息

[目的]为了加强对推进电机的控制效果,在实际控制过程中减少能量的损耗,[方法]在传统的推进电机等值电路上,增加铁损电流分量,通过定义引入功率匹配比,寻找电机在给定转速下最高的运行效率,并探讨此功率匹配比对应的磁通;在原有的电机矢量控制中加入效率优化控制模块,以起到电机效率优化、船舶运行节能的效果。[结果]MATLAB/Simulink仿真测试结果显示,加入效率优化控制模块的方法基本适用于各种工况,改进后的电机模型的运行效率明显高于传统电机模型,并且动态性能良好。[结论]工程上可以借鉴该电机效率优化控制方法,以达到节能的效果。

关键词：推进电机功率匹配比效率优化节能

产业转移背景下广东省工业碳排放的驱动因素及碳转移分析

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地理研究 2021年第9期40卷 2606-2622页

作者：王少剑田莎莎蔡清楠伍慧清吴璨熹中山大学地理科学与规划学院广东省城市化与地理环境空间模拟重点实验室广州510275

随着全球气候变暖,工业碳排放量持续增加已成为全球关注的热点,由于工业产业升级和转移所引起的碳排放空间重塑也成为低碳发展研究的新方向。本文综合运用碳排放量物料平衡法及结构分解模型,核算2001—2017年广东省城市工业各行业的碳... 详细信息

随着全球气候变暖,工业碳排放量持续增加已成为全球关注的热点,由于工业产业升级和转移所引起的碳排放空间重塑也成为低碳发展研究的新方向。本文综合运用碳排放量物料平衡法及结构分解模型,核算2001—2017年广东省城市工业各行业的碳排放量,揭示其时空格局演变规律,同时在产业转移背景下,分析工业碳排放变化的驱动因素以及碳转移格局变化,以期从各市碳排放变化与市际间碳排放转移两个角度探讨低碳发展的有效策略。研究表明:2001—2017年期间,广东省的工业碳排放量整体呈现增加趋势,且地区差异也逐渐增大,呈现由中心向周边扩散的空间特征,由单核心演变为"T字型"的空间分布格局;工业产业发展带来的环境效应由经济规模、产业结构和技术强度综合决定,其中规模效应的作用强度最大、技术效应次之,结构效应的作用最弱;工业碳排放转移格局呈现由珠三角地区向外围转移的趋势,珠三角地区为高、中能耗工业碳排放主要转出地,粤东西北地区为高、中能耗工业碳排放主要转入地。

关键词：产业转移工业碳排放时空格局驱动因素碳转移广东省

珠三角地区PM_(2.5)浓度估算及其健康效应评估

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生态学报 2021年第22期41卷 8977-8990页

作者：蔡清楠车扬子孙凌瑜田佳欣房德琳陈彬罗明北京师范大学地理科学学部北京100875 中山大学地理科学与规划学院广州510275 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 北京师范大学环境学院北京100875

快速的社会经济发展导致城市出现以PM_(2.5)为首要污染物的空气污染问题,PM_(2.5)污染严重危害人群健康。因此,厘清PM_(2.5)时空分布特征并估算其带来的健康影响,对于PM_(2.5)的区域联防联控具有重要意义。现有研究中,为弥补地面监测数... 详细信息

快速的社会经济发展导致城市出现以PM_(2.5)为首要污染物的空气污染问题,PM_(2.5)污染严重危害人群健康。因此,厘清PM_(2.5)时空分布特征并估算其带来的健康影响,对于PM_(2.5)的区域联防联控具有重要意义。现有研究中,为弥补地面监测数据的不足,借助机器学习算法估算PM_(2.5)浓度成为研究热点,此外,基于流行病学研究结果的健康效应模型也被广泛用于评估PM_(2.5)健康影响的研究中。利用珠江三角洲地区2014-2018年56个空气质量监测站的PM_(2.5)实时监测数据、气象数据、社会经济数据和归一化植被指数,构建随机森林模型,多要素联合估算2000-2018年监测站点的PM_(2.5)浓度,并采用克里金插值方法获得PM_(2.5)浓度的空间分布,在此基础上应用全球暴露死亡(GEMM)模型,评估珠三角地区的PM_(2.5)健康效应。结果表明:(1)2000-2018年期间,珠三角地区的PM_(2.5)算术年均浓度维持在35μg/m^(3)左右,呈现"西北-东南"递减空间分异;降水量、温度、风速和水汽压等气象因子对PM_(2.5)浓度具有负向影响,GDP和人口密度等社会经济因子对PM_(2.5)浓度具有正向影响。(2)2000-2018年期间,珠三角地区PM_(2.5)人口加权年均浓度均低于PM_(2.5)算术年均浓度,表明珠三角地区人口密度和PM_(2.5)浓度未呈现明显的空间匹配关系,例如肇庆PM_(2.5)浓度较高但人口密度较低,深圳PM_(2.5)浓度较低但人口密度较高。(3)2000-2018年期间,珠三角地区PM_(2.5)污染对于缺血性心脏病和中风的健康影响较显著,而对下呼吸道感染的健康影响较弱。区域PM_(2.5)相关过早死亡人数逐渐增多,主要集中在PM_(2.5)浓度和人口密度较高的地区,例如珠三角中心地区,以广州中心城区表现明显。本研究建议珠三角地区加大空气污染治理力度,提高医疗服务水平,同时关注城市人口结构,引导城市人口有序流动迁移,以缓解PM_(2.5)带来的健康影响,实现城市化的健康发展。

关键词：随机森林模型 PM_(2.5)时空分布 GEMM模型健康效应珠三角地区

基于弥雾机风机参数优化的雾滴穿透性和沉积性研究

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农业机械学报 2005年第7期36卷 44-49页

作者：赵东张晓辉蔡冬梅郭清南曲召富孙如水济南大学机械工程学院山东农业大学机械与电子工程学院济南市知识产权局山东泰开电气有限公司

风机特性对雾滴穿透性和沉积性有较大的影响。在相同流量下,改变风机出风口的大小,可以得到不同的出口风速和梯度。弥雾机风机出口风速和梯度增大,雾滴的穿透性和沉积量增加。但是,过大的出口风速却可能引起近风侧果树上已粘附雾滴以滚... 详细信息

风机特性对雾滴穿透性和沉积性有较大的影响。在相同流量下,改变风机出风口的大小,可以得到不同的出口风速和梯度。弥雾机风机出口风速和梯度增大,雾滴的穿透性和沉积量增加。但是,过大的出口风速却可能引起近风侧果树上已粘附雾滴以滚动、悬浮和碰撞3种方式起动而脱离叶面,造成农药的损失。为使雾滴在整株果树上均匀分布,提高药效,合理的风机出口风速应控制在18～35m/s之间,合理的速度梯度应控制在10～40s-1之间,并对每一行果树都要进行双侧喷雾。

关键词：弥雾机风机特性雾滴沉积

从BIPV（光伏建筑一体化）到BIPVES（光伏储能建筑一体化）

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南方能源建设 2024年第4期11卷 156-163页

作者：蒋洋蒋序来张晴楠闵杰蔡如剑王亚杰中国能源建设集团有限公司新加坡国立大学查尔姆斯理工大学武汉大学北京锦石光宇新能源有限公司

[目的]随着光伏、储能、新型建材及装配式建筑产业的发展，将光伏组件与屋面、墙体、遮阳等构件进行一体化设计与制造的光伏建筑一体化（Building Integrated Photovoltaic,BIPV）技术开始延伸为光伏储能建筑一体化（Building Integrate... 详细信息

[目的]随着光伏、储能、新型建材及装配式建筑产业的发展，将光伏组件与屋面、墙体、遮阳等构件进行一体化设计与制造的光伏建筑一体化（Building Integrated Photovoltaic,BIPV）技术开始延伸为光伏储能建筑一体化（Building Integrated Photovoltaic and Energy Storge,BIPVES）技术。[方法]文章提出世界首个可充电水泥电池，将建筑墙体与光伏发电装置、储放电装置相融合；对设备和材料进行跨界创新，在玻璃表面打印高清晰度、高透光率花纹图案，制造高效光伏建材；研发预制式储能墙体，与各类钢结构装配式建筑体系进行结合，实现订制式生产、装配式施工，形成建筑构件与光伏、储能一体化的变革趋势。[结果]水泥基电池实现了建筑墙体具有光伏发电、储电以及供电等多种功能；新一代光伏建材可节省建筑外立面装饰材料的成本，降低建筑物碳排放；光伏和储能等可再生能源技术在建筑中的一体化集成，可取得最大化收益。[结论]新型光伏建材技术和水泥电池等新型储能技术具有发展前景，将可充电电池构件、光伏外墙板与装配式建筑墙体及预埋件进行组合集成并推广应用具有可行性。

关键词：光伏建筑一体化(BIPV) 可充电水泥电池光伏储能建筑一体化(BIPVES) 光伏外墙组件新能源建筑