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黑潮延伸体海域亚中尺度垂向热量输运的季节变化特征

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海洋学报 2024年第4期46卷 23-33页

作者：郭贵正李刚何宜军赵若楠南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044 自然资源部空间海洋遥感与应用重点实验室北京100081 崂山实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237

亚中尺度过程伴随着强烈的垂向速度,显著影响着海洋表面与海洋内部之间热量、浮力和质量等示踪物的垂向输运。基于(1/48)°的LLC4320模式结果,本文对黑潮延伸体海域亚中尺度垂向热量输运的季节变化进行了研究。研究结果表明,黑潮延伸体... 详细信息

亚中尺度过程伴随着强烈的垂向速度,显著影响着海洋表面与海洋内部之间热量、浮力和质量等示踪物的垂向输运。基于(1/48)°的LLC4320模式结果,本文对黑潮延伸体海域亚中尺度垂向热量输运的季节变化进行了研究。研究结果表明,黑潮延伸体海域亚中尺度垂向热量输运具有明显的春冬强、夏秋弱的季节变化特征。上层海洋净亚中尺度垂向热通量变化与混合层深度变化趋势较为一致,在混合层上方整体呈现出向上的亚中尺度热量输运,混合层下方也存在很强的亚中尺度垂向热量输运,但呈现正负交替的变化特征,净亚中尺度垂向热量输运较小。垂向热通量波数频率协同谱分析表明,混合层下方的亚中尺度垂向热量输运可能是由线性内波引起的,但线性内波引起的向上与向下的垂向热量输运相互抵消,在季节平均后净垂向热量输运较小。

关键词：黑潮延伸体亚中尺度过程垂向热量输运

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阿古拉斯流域亚中尺度过程的能量分析

海洋学报 2024年第1期46卷 27-38页

作者：赵若楠李刚何宜军南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044 自然资源部空间海洋遥感与应用重点实验室北京100081 崂山实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237

本文基于(1/48)°MITgcm数值模拟结果,通过频率−波数谱分析等方法分离地转平衡和非地转运动,分析了阿古拉斯流域亚中尺度的分布特征,讨论了其季节性变化的主要影响因素。结果表明,阿古拉斯流域亚中尺度过程具有冬强夏弱的显著季节变化特... 详细信息

本文基于(1/48)°MITgcm数值模拟结果,通过频率−波数谱分析等方法分离地转平衡和非地转运动,分析了阿古拉斯流域亚中尺度的分布特征,讨论了其季节性变化的主要影响因素。结果表明,阿古拉斯流域亚中尺度过程具有冬强夏弱的显著季节变化特征,混合层斜压不稳定是影响该流域亚中尺度季节性差异的主要原因。此外,在涡动能较强的区域,地转平衡运动始终主导亚中尺度过程,季节性变化较小;在涡动能较弱的区域,地转平衡与非地转分量具有明显的季节性差异,局地混合层浅化可能是导致夏季非地转分量贡献增加的主要机制。本文研究结果有助于进一步探究阿古拉斯流域亚中尺度的季节性变化及其主导因素,地转平衡与非地转运动的有效分离加强了我们对海洋多尺度之间能量传递的理解。

关键词：阿古拉斯流域亚中尺度过程地转平衡运动非地转运动过渡尺度

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多聚焦显微图像融合算法

激光与光电子学进展 2024年第6期61卷 322-330页

作者：付宏语巩岩汪路涵张艳微郎松张志郑汉青中国科学技术大学生物医学工程学院(苏州)生命科学与医学部江苏苏州215163 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所医用光学技术研究室江苏苏州215163

在显微成像过程中,受系统景深限制,沿光轴方向不同层面之间聚焦位置存在显著差异,同时不同层面的显微图像存在部分聚焦区域重叠,现有多聚焦融合算法往往无法并行提取和融合多幅显微图像中最清晰的聚焦部分。提出一种多聚焦显微图像融合... 详细信息

在显微成像过程中,受系统景深限制,沿光轴方向不同层面之间聚焦位置存在显著差异,同时不同层面的显微图像存在部分聚焦区域重叠,现有多聚焦融合算法往往无法并行提取和融合多幅显微图像中最清晰的聚焦部分。提出一种多聚焦显微图像融合算法,首先构造了一种类高斯四邻域梯度算子并结合快速引导滤波,实现高频聚焦信息的提取;同时针对大视场显微图像序列中存在聚焦信息重叠、像素数量大的情况,引入了一种小区域聚焦度量方法,提高了对聚焦清晰区域高频信息提取的能力,实现了多图最佳聚焦点的融合。拍摄3组包括4 mm和2 mm对角线视场的多聚焦显微图像序列进行测试,相较5种常用多聚焦图像融合算法,所提算法的峰值信噪比平均提高了2.4772,结构相似性指数达0.9400以上,对聚焦清晰区域有更好的融合效果,融合图像细节丰富且清晰度高,能够满足大视场多聚焦显微图像融合的准确性要求。

关键词：图像处理多聚焦显微图像引导滤波聚焦信息检测多图融合

基于不同流动时间占比的紧凑式室温磁制冷系统实验研究

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物理学报 2024年第3期73卷 243-249页

作者：李瑞沈俊张志鹏李振兴莫兆军高新强海鹏付琪中国科学院赣江创新研究院赣州341119 北京理工大学北京100081

磁制冷因高效、环保、结构简单等特点,正有望成为替代传统蒸气制冷的新型室温制冷技术之一.当前针对单一影响因子对磁制冷样机的影响作用规律研究较为丰富,但对磁场-流场时序中流动时间占比工况的研究较少,且影响规律尚不明晰.本文以前... 详细信息

磁制冷因高效、环保、结构简单等特点,正有望成为替代传统蒸气制冷的新型室温制冷技术之一.当前针对单一影响因子对磁制冷样机的影响作用规律研究较为丰富,但对磁场-流场时序中流动时间占比工况的研究较少,且影响规律尚不明晰.本文以前期研制的紧凑型室温磁制冷系统为基础,在固定的磁场时序情况下开展不同流动时间占比的实验研究,探索制冷温跨、制冷量、压降及性能系数与流动时间占比之间的关联.以磁场时序1:4:1:4与频率0.45 Hz的工况为例,开展了固定磁场时序的不同流动时间占比(100%,80%,60%)的实验研究.结果表明:1)小利用系数和高流动时间的组合可获得较大温跨,大利用系数和高流动时间占比的组合可获得较大冷量,其中当利用系数为0.42、流动时间占比为100%时,获得最大无负荷制冷温跨26.2 K;2)对比研究了利用系数与流动时间占比对回热器压降及性能系数的影响,流动时间占比的增大和利用系数的减小均会造成流体速度的减小,会使压降进一步减小,性能系数进一步增大.本研究阐明了制冷温跨、制冷量、压降及性能系数与流动时间占比之间的影响规律,为进一步提升室温磁制冷机的性能奠定基础.

关键词：流动时间占比制冷温跨制冷量性能系数

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小尺寸金属纳米线力学行为的原位电镜研究进展

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电子显微学报 2024年第2期43卷 251-268页

作者：叶锡涛陈国靖符立波谢盼王立华韩晓东陈江华海南大学精密仪器高等研究中心海洋材料表征技术创新研究院皮米电子显微镜中心海南海口5700228 北京工业大学固体微结构与性能北京市重点实验室北京100124

金属纳米线在信息采集、存储以及超灵敏传感器等方面被广泛应用。在实际应用中,金属纳米线常处于应力状态下,对关键器件的性能稳定性有直接影响。原位研究金属纳米线在应力作用下的塑性变形原子机制是确保重要元器件在复杂环境下依旧保... 详细信息

金属纳米线在信息采集、存储以及超灵敏传感器等方面被广泛应用。在实际应用中,金属纳米线常处于应力状态下,对关键器件的性能稳定性有直接影响。原位研究金属纳米线在应力作用下的塑性变形原子机制是确保重要元器件在复杂环境下依旧保持稳定的物理性能输出的实验依据。本文介绍了纳米力学原位实验技术的研究进展和纳米材料力学性能曲线的测量策略;在此基础上,从材料的尺寸效应出发,总结了不同直径尺寸金属纳米线的位错、孪晶、表面原子扩散等变形机制与纳米线力学性能之间的相关性;展望了小尺寸金属纳米线原位纳米力学技术和原位实验研究的发展方向。

关键词：原位研究透射电子显微镜原子尺度金属纳米线变形机制

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一种压电驱动单屏蔽电极3维电场传感芯片

电子与信息学报 2024年第4期46卷 1513-1520页

作者：彭思敏夏善红刘向明高雅浩张洲威张巍邢学斌刘语斐毋正伟彭春荣中国科学院空天信息创新研究院传感技术联合国家重点实验室北京100190 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

为降低激励电压和串扰噪声,实现高灵敏3维电场检测,该文提出一种压电驱动单屏蔽电极3维电场传感芯片。其敏感结构由1组可动屏蔽电极和4组固定感应电极构成,固定感应电极两两对称,在压电驱动结构作用下可动屏蔽电极垂直振动,4组感应电极... 详细信息

为降低激励电压和串扰噪声,实现高灵敏3维电场检测,该文提出一种压电驱动单屏蔽电极3维电场传感芯片。其敏感结构由1组可动屏蔽电极和4组固定感应电极构成,固定感应电极两两对称,在压电驱动结构作用下可动屏蔽电极垂直振动,4组感应电极在待测电场作用下产生周期性的感应电流,通过测量4组感应电极的感应电流,并经过差分求和解耦方法可分别获得x,y,z坐标轴方向的电场分量。该文通过有限元仿真设计了3维电场传感芯片结构,分析了其测量的可行性,对关键结构参数进行优化设计,并设计了敏感芯片加工工艺流程。对研制的芯片进行了实验测试,结果表明,单屏蔽电极3维电场传感芯片在0~50 kV/m电场强度范围内,x,y,z 3轴输出灵敏度分别为0.2214 mV/(kV/m),0.3580 mV/(kV/m),2.1768 mV/(kV/m),3维电场的最大测量误差小于5.3%。

关键词：单屏蔽电极 3维电场垂直振动

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谐波驱动自种子自由电子激光方案模拟

强激光与粒子束 2024年第7期36卷 162-168页

作者：涂凌君王晓凡张未卿深圳综合粒子设施研究院广东深圳518107 中国科学院大连化学物理研究所大连辽宁110623

在自由电子激光(FEL)中,谐波驱动自种子(HLSS)可以减小自放大自发辐射(SASE)机制的辐射带宽、提高X射线波段FEL的谱亮度,其原理已被FLASH、PAL、European XFEL等实验室验证。HLSS可改善SASE FEL的相干性,但同时相对SASE并没有提出新的... 详细信息

在自由电子激光(FEL)中,谐波驱动自种子(HLSS)可以减小自放大自发辐射(SASE)机制的辐射带宽、提高X射线波段FEL的谱亮度,其原理已被FLASH、PAL、European XFEL等实验室验证。HLSS可改善SASE FEL的相干性,但同时相对SASE并没有提出新的硬件需求,因此可以很方便地应用于国内在建或运行在SASE机制的自由电子激光装置。本文对HLSS方案实现窄带宽效果的原理进行了归纳,给出了波荡器参数的定量条件;随后使用深圳中能高重复频率X射线自由电子激光的典型参数进行模拟,模拟结果表明在出光波长为4.5 nm与6.75 nm时,HLSS的带宽减小至SASE的1/2左右,同时谱亮度提高至2倍左右。

关键词：谐波辐射自种子自放大自发辐射窄带宽纵向相干性自由电子激光

基于轨道控制的FEL圆偏振辐射的产生与空间分离

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强激光与粒子束 2024年第7期36卷 155-161页

作者：易怀千王晓凡张未卿深圳综合粒子设施研究院广东深圳518107 中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连110623

研究了在自由电子激光设施中产生高偏振度圆偏振辐射的技术方案。该方案将工作在反向渐变模式的平面波荡器和常规椭圆极化波荡器以前后连接的方式进行排布,并通过波荡器之间的矫正磁铁对电子束进行轨道控制。在平面波荡器部分利用偏转... 详细信息

研究了在自由电子激光设施中产生高偏振度圆偏振辐射的技术方案。该方案将工作在反向渐变模式的平面波荡器和常规椭圆极化波荡器以前后连接的方式进行排布,并通过波荡器之间的矫正磁铁对电子束进行轨道控制。在平面波荡器部分利用偏转磁铁使电子束偏向传输,所产生线偏振辐射也将偏轴传播,脉冲能量为0.357μJ。在进入椭圆极化波荡器之前校正电子束的轨道和前进方向,使得带有微群聚结构的电子束沿轴线正向传输,其产生的圆偏振辐射能量为92.39μJ。圆偏振辐射将沿轴向传输,在一定距离后可实现其与线偏振辐射在空间上的分离。通过数值模拟分析了电子束偏转对辐射光性质所产生的影响。

关键词：自由电子激光圆偏振辐射反向渐变波荡器电子束偏转

原子层沉积钌/氧化铝复合纳米薄膜的制备与电阻调控

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表面技术 2024年第14期53卷 173-180页

作者：廉卓禧朱香平王丹李相鑫西安交通大学微电子学院西安710049 西安中科原子精密制造科技有限公司西安710119 中国科学院西安光学精密机械研究所西安710119 西安市微纳电子与系统集成重点实验室西安710049

目的针对目前微通道板(MCP)导电层电阻可调范围窄、性能稳定性差等问题,提出一种新的MCP导电层的制备方法。方法应用原子层沉积(ALD)工艺在硅片上沉积不同厚度的Al_(2)O_(3)和Ru薄膜,以获得较优的纳米薄膜制备工艺参数,应用扫描电子显微... 详细信息

目的针对目前微通道板(MCP)导电层电阻可调范围窄、性能稳定性差等问题,提出一种新的MCP导电层的制备方法。方法应用原子层沉积(ALD)工艺在硅片上沉积不同厚度的Al_(2)O_(3)和Ru薄膜,以获得较优的纳米薄膜制备工艺参数,应用扫描电子显微镜(SEM)得到薄膜的截面厚度及成膜质量,应用能量色散X射线光谱(EDS)表征了薄膜的元素组成。基于获得的优选工艺参数,在MCP基板上应用ALD工艺交替沉积Al_(2)O_(3)和Ru 2种材料,并且改变Ru与Al_(2)O_(3)的ALD循环比例,制备了一系列Ru/Al_(2)O_(3)复合纳米薄膜作为MCP导电层。对制备的一系列MCP导电层进行体电阻测试,并在不同偏压下进行体电阻稳定性测试。结果由SEM与EDS结果可知,利用ALD制备的Al_(2)O_(3)和Ru纳米薄膜成膜特性良好,且薄膜沉积速率稳定。对于镀覆于MCP内表面的Ru/Al_(2)O_(3)导电层,体电阻测试结果显示,随着复合薄膜中Ru的ALD循环次数增加,MCP体电阻明显降低,适用于MCP导电层制备的工艺参数为:Ru的ALD循环数为28~40,Al_(2)O_(3)的ALD循环数为10。在导电层制备过程中延长吹扫时间并在烘烤后随炉冷却,MCP导电层体电阻在不同偏压下具有良好的稳定性。结论利用ALD制备Ru/Al_(2)O_(3)复合纳米薄膜作为MCP导电层,实现了体电阻从几至几百兆欧的调控,工艺优化后的导电层体电阻具有良好的稳定性,对扩展导电层可选材料范围,提升MCP器件性能具有工程应用价值。

关键词：微通道板原子层沉积导电层钌氧化铝体电阻

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