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微米量级薄膜铌酸锂脊型波导中高效非线性频率转换(特邀)

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光学学报 2024年第15期44卷 92-100页

作者：丁文君张玉婷仇晶唐永志张景丁婷婷黎浩刘时杰郑远林陈险峰区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验上海交通大学物理与天文学院上海200240 中国科学院半导体研究所北京100083 上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620 上海量子科学研究中心上海201315 山东师范大学光场调控及应用中心山东济南250358

铌酸锂基集成光子学在过去几十年里一直备受关注,近年来薄膜铌酸锂的出现更是极大地推动了该领域的发展。本文利用紫外光刻和干法刻蚀技术在3μm厚的薄膜铌酸锂上制备了微米波导(横截面为2.6μm×3μm),光纤波导耦合损耗仅1.2 dB/facet... 详细信息

铌酸锂基集成光子学在过去几十年里一直备受关注,近年来薄膜铌酸锂的出现更是极大地推动了该领域的发展。本文利用紫外光刻和干法刻蚀技术在3μm厚的薄膜铌酸锂上制备了微米波导(横截面为2.6μm×3μm),光纤波导耦合损耗仅1.2 dB/facet。周期极化薄膜铌酸锂微米波导在通信波段下实现了高效的二次谐波(倍频)产生,归一化转换效率达到164%W^(-1)·cm^(-2),并在1 W基频光输入条件下展现出57%的高效的绝对频率转换。同时,该微米波导还可实现高效的和频转换,在300 mW泵浦光下的小信号和频上转换效率为139%。优秀的频率转换性能、可规模化制备以及良好的光纤兼容性使微米量级薄膜铌酸锂展现出巨大的吸引力,未来有望发展更多的多功能器件并推动集成光子学的基础研究和光量子信息的应用发展。

关键词：非线性光学薄膜铌酸锂周期极化铌酸锂准相位匹配高效频率转换

星载新一代多波束测云激光雷达设计与仿真（特邀）

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光学学报 2024年第18期 141-149页

作者：毕德仓刘继桥毕紫玉商建杨勇信丰鑫张鹏飞王皓飞边志强陈卫标胡秀清中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器及应用技术重点实验室中国科学院大学材料与光电研究中心中国气象局国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 上海卫星工程研究所

针对全球云、气溶胶光学性质的量化及其对气象、气候、地球环境的影响，提出一种星载新一代多波束测云激光雷达（M3CL）探测方案。该方案采用三体制、四波长、九波束的推扫测量方式形成地面九波束20 km推扫幅宽，即单激光器产生355 nm、... 详细信息

针对全球云、气溶胶光学性质的量化及其对气象、气候、地球环境的影响，提出一种星载新一代多波束测云激光雷达（M3CL）探测方案。该方案采用三体制、四波长、九波束的推扫测量方式形成地面九波束20 km推扫幅宽，即单激光器产生355 nm、532 nm、1064 nm和1625 nm 4个波长的激光，其中532 nm包含9个波束，波束间隔为3.05 mrad；光电接收核心波束355 nm/532 nm双波长采用高光谱探测和偏振探测，1064 nm、1625 nm为回波能量探测，另加边缘8波束532 nm能量探测。从理论上分析了探测误差限与探测信噪比的关系，并给出测云激光雷达系统参数。经过模拟仿真，给出了820 km轨道云气溶胶的散射系数探测误差分布，其契合未来极轨卫星新一代测云激光雷达的探测需求。

关键词：遥感星载激光雷达高光谱分辨率激光雷达云气溶胶

城镇污水厂新污染物赋存特征及去除技术研究进展

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科技导报 2024年第11期42卷 36-46页

作者：封涛涛王斌李江王涛许晓毅侯立安贵州大学土木工程学院贵阳550025 浙江大学化学工程与生物工程学院杭州310027 贵州大学资源与环境工程学院贵阳550025 苏州科技大学环境科学与工程学院苏州215009 中国人民解放军96901部队23分队北京100094

城镇污水处理厂作为新污染物的重要源和汇,是控制新污染物排放的关键屏障。城镇污水中新污染物赋存特征相关研究发现,不同地区污水中新污染物浓度呈现出明显的地域特征,主要与区域环境条件、服务区域人口密度、污水来源、社会经济状况... 详细信息

城镇污水处理厂作为新污染物的重要源和汇,是控制新污染物排放的关键屏障。城镇污水中新污染物赋存特征相关研究发现,不同地区污水中新污染物浓度呈现出明显的地域特征,主要与区域环境条件、服务区域人口密度、污水来源、社会经济状况和产业布局等因素密切相关;解析了新污染物在城镇污水处理厂各单元的迁移转化规律,明晰了污水处理厂新污染物去除受污水处理工艺、新污染物种类等关键因子影响;阐明了目前城镇污水处理厂去除新污染物面临法规标准空白、监测技术短板明显、风险评估体系建设难度大、去除技术时效性低等挑战,并提出了相应防控对策。

关键词：城镇污水处理厂新污染物赋存特征污染物去除技术

O型圈对多孔质轴承-转子实验台稳定性的影响

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机械工程学报 2024年

作者：张康胡海东郭明慧崔海龙黄禹荣佑民华中科技大学机械科学与工程学院中国工程物理研究院机械工艺研究所

对采用O型圈作为阻尼结构的多孔质轴承-转子实验台进行了测试和稳定性评估。系统性地阐述了多孔质轴承及其所构成系统的工作原理。通过激振实验测试了不同材料O型圈的动态刚度和阻尼值，数据表明O型圈材料的刚度越大，其阻尼值也会越大... 详细信息

对采用O型圈作为阻尼结构的多孔质轴承-转子实验台进行了测试和稳定性评估。系统性地阐述了多孔质轴承及其所构成系统的工作原理。通过激振实验测试了不同材料O型圈的动态刚度和阻尼值，数据表明O型圈材料的刚度越大，其阻尼值也会越大。通过转子实验研究了旋转速度、供气压力和O型圈材料等参数对多孔质系统稳定性的影响。实验结果表明供气压力变化对转子中心的同步振动幅值影响很小，但增大供气压力可以抑制转子在高转速时产生的次同步振动。用VMQ(硅橡胶)制作的O型圈所在系统的稳定性最好，转子在17～27 kr/min的高转速区间时，能维持同步振幅约仅1μm的稳定旋转；SBR(丁苯橡胶)系统的稳定性最差，在低供气压力时转子容易产生次同步振动，同步振动的幅值也偏大；HNBR(氢化丁腈橡胶)系统的稳定性介于两者之间，这说明不同材料的O型圈对多孔质轴承-转子系统稳定性影响存在明显差异。

关键词： O型圈多孔质轴承转子稳定性实验分析

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基于无人值守的智能化能源管理系统

兵工自动化 2024年第8期43卷 47-50页

作者：赵涛王屹华吕孟恩侯刚西北机电工程研究所压制武器总体部陕西咸阳712099

针对我国火炮智能科技与无人值守等相关技术的研究现状,提出火炮无人值守能源管理与建设方案。采用变能装置储能,实现能源合理利用与分配。利用神经网络、智能学习等技术,实现基于任务导向模型规则的知识型系统。通过故障的隔离、诊断... 详细信息

针对我国火炮智能科技与无人值守等相关技术的研究现状,提出火炮无人值守能源管理与建设方案。采用变能装置储能,实现能源合理利用与分配。利用神经网络、智能学习等技术,实现基于任务导向模型规则的知识型系统。通过故障的隔离、诊断和重构,实现能源系统的自主故障管理。结果表明:该研究能够满足地面武器能源的智能化、无人化、信息化管理要求,对未来火炮无人值守能源分系统的研究与工程化应用具有较为重要的意义。

关键词：无人值守未来战争能源管理火力打击系统智能化

UV/H_(2)O_(2)/GAC工艺去除水中全氟化合物

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环境工程学报 2024年第2期18卷 531-538页

作者：郝明明郝昊天石宝友胡永珍王庆薛重华黄鑫中国科学院生态环境研究中心北京100085 中国科学院大学北京100049 乌鲁木齐建筑市场运行服务中心乌鲁木齐830002 北京建筑大学城市雨水系统与水环境教育部重点实验室北京100044 北京建筑大学北京节能减排与城乡可持续发展省部共建协同创新中心北京100044

全氟化合物(PFCs)持久存在于水环境中,难以通过传统的水处理工艺去除,提高水中PFCs的去除性能具有重要意义。本研究采用快速小柱实验探究了UV、H_(2)O_(2)和颗粒活性炭(GAC)组合工艺对水中4种PFCs的去除效果,并探究了UV照射时长和H_(2)O... 详细信息

全氟化合物(PFCs)持久存在于水环境中,难以通过传统的水处理工艺去除,提高水中PFCs的去除性能具有重要意义。本研究采用快速小柱实验探究了UV、H_(2)O_(2)和颗粒活性炭(GAC)组合工艺对水中4种PFCs的去除效果,并探究了UV照射时长和H_(2)O_(2)质量浓度对PFCs的直接去除效果及其对后续GAC吸附的影响。结果表明:不同工艺条件下,长链全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)始终表现出较短链全氟丁酸(PFBA)和全氟丁烷磺酸(PFBS)更高的去除率。单独GAC吸附对长链全氟PFOA和PFOS去除率为59.6%和64.3%,但对短链PFBA和PFBS去除率仅为11.7%和13.1%。单独UV或单独H_(2)O_(2)分别与GAC联用时,随着UV照射时长和H_(2)O_(2)质量浓度的增加,4种PFCs的去除率略有增加,且UV照射的增益效果较H_(2)O_(2)更优。UV/H_(2)O_(2)/GAC联用工艺对水中4种PFCs的去除效果最佳,30 min UV/H_(2)O_(2)处理后经GAC吸附可去除90%以上的PFOA和PFOS,短链PFBA和PFBS去除率也达到50%以上。UV/H_(2)O_(2)/GAC联工艺的良好效果是由于UV/H_(2)O_(2)高级氧化过程产生的羟基自由基氧化反应降低了水中大分子有机物的含量,从而减弱了有机物对PFCs的竞争吸附作用。本研究可为水中PFCs的高效处理提供技术参考。

关键词：水处理高级氧化技术活性炭全氟化合物

一种阴离子浸出策略合成金属羟基氧化物用于电催化甘油氧化

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物理化学学报 2024年第7期40卷 43-46页

作者：王烨葛瑞翔刘翔李敬段昊泓清华大学化学系北京100084 清华大学化学系稀土新材料教育部工程研究中心北京100084

亲核氧化反应在可持续生产增值化学品中扮演着重要角色。电催化甘油氧化反应作为亲核氧化反应的一种重要类型,可以制得包括甲酸在内的C_(1)至C_(3)衍生产物。非贵金属氢氧化物/羟基氧化物被广泛应用于甘油氧化反应,但在中等电位下难以... 详细信息

亲核氧化反应在可持续生产增值化学品中扮演着重要角色。电催化甘油氧化反应作为亲核氧化反应的一种重要类型,可以制得包括甲酸在内的C_(1)至C_(3)衍生产物。非贵金属氢氧化物/羟基氧化物被广泛应用于甘油氧化反应,但在中等电位下难以达到工业级电流密度(大于300 mA·cm^(-2))。研究表明,氢氧化物/羟基氧化物催化的甘油氧化反应通过间接氧化机理进行,即通过电生成的含有亲电吸附氧的羟基氧化物氧化亲核试剂(甘油)。因此,理解甘油氧化反应中电催化剂的演变至关重要。在本文中,通过循环伏安法活化钼酸镍(NiMoO_(4)),开发了一种钼掺杂的羟基氧化镍(Mo-NiOOH)催化剂。通过多种表征方法对Mo-NiOOH进行了系统表征,结果显示,Mo-NiOOH继承了NiMoO_(4)前驱体的纳米片阵列形貌,但Mo含量降低,证明循环伏安法活化后实现了从氧化物到羟基氧化物的相重构。此外,Mo-NiOOH中Ni^(3+)/Ni^(2+)的比例高于循环伏安法活化制备的NiOOH。在活化过程中,Mo物种从NiMoO_(4)中浸出,制备得到的Mo-NiOOH保留了NiMoO_(4)前驱体的纳米片阵列形貌。与氢氧化镍(Ni(OH)_(2))经循环伏安法活化合成的NiOOH相比,Mo-NiOOH具有更高的Ni^(3+)/Ni^(2+)比例以及更高的电化学比表面积(ECSAs),且促进了Ni^(2+)氧化为Ni^(3+)。因此,Mo-NiOOH达到高电流密度(400mA·cm^(-2))的电位(1.51V ***)低于NiOOH(1.84 V ***)。此外,Mo-NiOOH表现出高于NiOOH的甲酸盐法拉第效率(84.7%vs.59.6%),表明钼掺杂加速了碳-碳键断裂。多电位阶跃实验显示,NiOOH和Mo-NiOOH催化的甘油电氧化通过类似的羟基氧化物介导的间接氧化机理进行。原位电化学阻抗谱和原位拉曼光谱证实,Mo掺杂促进了甘油氧化反应动力学以及Ni^(2+)氧化为Ni^(3+)的过程,导致Mo-NiOOH比NiOOH具有更高的活性和甲酸选择性。本研究通过可溶性阴离子浸出策略来调节羟基氧化物表面结构,为设计高性能亲核氧化反应电催化剂提供了指导。

关键词：循环伏安法活化电催化甘油电氧化羟基氧化物重构

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药渣木质素定向解聚制备高密度航油合成原料

太阳能学报 2024年第3期45卷 163-168页

作者：简雅婷王帆陈小燕张宇余强袁振宏中国科学技术大学工程科学学院合肥230026 中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源重点实验室广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广州510640 华南农业大学生物质工程研究院农业农村部能源植物资源与利用重点实验室广东省农林生物质工程技术研究中心广州510642

以三叉苦药渣木质素为原料,在低共熔溶剂(ChCl-MeOH-AlCl_(3)·6H_(2)O)与催化剂(Cu(OAc)_(2)/邻菲罗啉)耦合作用下解聚生成高密度航油合成原料,考察不同反应温度、时间、固液比、催化剂添加量与氧气含量对木质素催化氧化解聚效果的影... 详细信息

以三叉苦药渣木质素为原料,在低共熔溶剂(ChCl-MeOH-AlCl_(3)·6H_(2)O)与催化剂(Cu(OAc)_(2)/邻菲罗啉)耦合作用下解聚生成高密度航油合成原料,考察不同反应温度、时间、固液比、催化剂添加量与氧气含量对木质素催化氧化解聚效果的影响。结果表明:在固液比1∶30 g/mL,木质素、Cu(OAc)_(2)、邻菲罗啉的质量比1∶1∶1,3 MPa氧压,60℃条件下反应3 h后,木质素选择性解聚生了芳香醛酮类高密度航油合成原料,木质素转化率达到80.84%,香草乙酮与香草醛收率分别为16.69%和34.39%。

关键词：生物质木质素氧化解聚低共熔溶剂

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输入时延与通信时延下AUV集群的牵制控制

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1474-1480页

作者：杜雪孙兆栋徐成龙靳泽晟哈尔滨工程大学智能科学与工程学院哈尔滨150000

针对时延问题对集群稳定性的影响,对牵制控制策略进行研究,利用反馈线性化将水下无人潜航器(AUV)模型简化为二阶积分器模型,研究了具有时延的水下无人潜航器集群下的编队控制问题,并将一致性控制与牵制控制相结合。分析了输入时延和通... 详细信息

针对时延问题对集群稳定性的影响,对牵制控制策略进行研究,利用反馈线性化将水下无人潜航器(AUV)模型简化为二阶积分器模型,研究了具有时延的水下无人潜航器集群下的编队控制问题,并将一致性控制与牵制控制相结合。分析了输入时延和通信时延对水下无人潜航器集群系统的影响,应用Nyquist判据控制理论进行证明,得到了集群中被牵制水下无人潜航器和未被牵制水下无人潜航器组成的系统能渐进收敛达到一致性的充分必要条件。通过数值仿真验证了定理的正确性。

关键词：水下无人潜航器集群一致性牵制控制通信时延输入时延