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大尺寸CHNHPbBr晶体生长和光电性能表征

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人工晶体学报 2024年

作者：孙元龙胡子钰郑国宗 1.福建师范大学化学与材料学院 2.中国科学院福建物质结构研究所 3.中国科学院大学福建学院福建师范大学化学与材料学院中国科学院福建物质结构研究所中国科学院大学福建学院

卤化物钙钛矿材料作为一种新型的半导体材料，具有材料廉价和光电转换性能优异的优点，基于该材料的各类光电器件已经开始逐步应用。虽然多晶薄膜仍然是主要的研究方向，但其具有形态无序、杂质较多的缺点，而单晶具有无晶界、低缺陷的... 详细信息

卤化物钙钛矿材料作为一种新型的半导体材料，具有材料廉价和光电转换性能优异的优点，基于该材料的各类光电器件已经开始逐步应用。虽然多晶薄膜仍然是主要的研究方向，但其具有形态无序、杂质较多的缺点，而单晶具有无晶界、低缺陷的特点，因此基于大尺寸单晶的研究开始被广泛关注。本文设计了一套内外反控温循环过滤生长装置，采用逆温结晶和籽晶相结合的方法制备了直径大于60 mm的CH3NH3PbBr3单晶，对晶体样品进行了物相、微观形貌、光学和电学性能的研究。该晶体属于立方晶系，空间群为Pm3m；紫外-可见吸收光谱显示吸收截止边约为576 nm，荧光发射谱峰值552 nm；摇摆曲线显示晶体（100）晶面半峰全宽为91.42″。切割抛光后的晶片光响应灵敏，开关比2.4×104。

关键词： CH NH PbBr 单晶卤化物钙钛矿内外反控温循环过滤晶体生长光电性能逆温结晶

高重复频率192~300 nm连续可调谐超短脉冲激光器

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中国激光 2024年第7期51卷 180-186页

作者：刘华刚阮开明李锦辉史斐黄见洪林文雄中国科学院福建物质结构研究所中国科学院光电材料化学与物理重点实验室福建福州350002

报道了一种高重复频率、宽波段连续可调谐的紫外/深紫外超短脉冲激光器,调谐范围为192~300 nm。该激光器采用可调谐的钛宝石锁模激光器作为基频光源,通过优化设计多级倍频/和频组合与非线性晶体角度,分三个波段进行频率上转换,分别产生... 详细信息

报道了一种高重复频率、宽波段连续可调谐的紫外/深紫外超短脉冲激光器,调谐范围为192~300 nm。该激光器采用可调谐的钛宝石锁模激光器作为基频光源,通过优化设计多级倍频/和频组合与非线性晶体角度,分三个波段进行频率上转换,分别产生了192~210 nm、210~250 nm、250~300 nm的深紫外/紫外激光,最终合成一路覆盖192~300 nm的连续可调谐超短脉冲激光,同时还获得了调谐范围为375~500 nm的紫外/可见光波段的激光输出。光束切换、晶体角度调节、群速补偿、光束指向稳定等过程的电控设计,使得激光器在整个调谐过程中可由程序控制,无需复杂的人工调节,具备了单台激光器的可操控性和实用性。

关键词：激光器非线性激光变频深紫外激光超快激光可调谐

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荧光陶瓷研制及其照明与显示应用进展

硅酸盐学报 2024年第3期52卷 1023-1042页

作者：凌军荣周有福洪茂椿闽都创新实验室福州350108 中国科学院福建物质结构研究所福州350002

第四代发光二极管(LED)光源具有节能、环保、高效、长寿命等特性,随着经济社会的发展,在海洋、港口、体育场馆等大空间大照度应用场合日益增多。荧光陶瓷具有内在散热好、光效高、物化稳定等优点,解决了传统荧光粉胶LED大功率化“散热... 详细信息

第四代发光二极管(LED)光源具有节能、环保、高效、长寿命等特性,随着经济社会的发展,在海洋、港口、体育场馆等大空间大照度应用场合日益增多。荧光陶瓷具有内在散热好、光效高、物化稳定等优点,解决了传统荧光粉胶LED大功率化“散热困难”和“封装失效”以及光源体积大的技术瓶颈,成为新型LED照明以及激光(LD)照明的优选荧光体。教育、展厅和医疗等照明场所对高光效、高显指、低色温等高品质LED照明需求旺盛,新一代MiniLED等RGB显示模组迅速发展,对光效、体积、色纯度提出更高要求,高性能荧光陶瓷研究方兴未艾。本文回顾了LED/LD照明/显示用荧光陶瓷的研究进展和应用情况,并展望了未来荧光陶瓷性能提升策略和发展趋势。

关键词：大功率发光二极管荧光陶瓷钇铝石榴石发光调控

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可编程多脉冲绿光激光器

激光技术 2024年第2期48卷 204-209页

作者：吴丽霞中国科学院福建物质结构研究所福州350108

为了满足平面激光诱导荧光技术和反射物速度干涉仪系统的应用要求,研制出一套可编程多脉冲绿光激光器。采用光强可编程技术,在任意波形发生器中输入一长脉冲电压波形,并将其加载到电光调制器上;通过对此电压脉冲波形的编辑,在实现时域... 详细信息

为了满足平面激光诱导荧光技术和反射物速度干涉仪系统的应用要求,研制出一套可编程多脉冲绿光激光器。采用光强可编程技术,在任意波形发生器中输入一长脉冲电压波形,并将其加载到电光调制器上;通过对此电压脉冲波形的编辑,在实现时域上控制光强的同时输出多脉冲,且多脉冲的脉冲间隔、脉冲宽度及脉冲波形均任意可调。结果表明,放大过程的波形畸变得到矫正,获得脉宽为110 ns的绿光单脉冲方波;脉宽为50 ns、时间间隔5μs的绿光双脉冲方波;脉宽为40 ns、50 ns和60 ns、时间间隔为2μs、1μs的绿光三脉冲方波。该研究为平面激光诱导荧光技术和反射物速度干涉仪系统提供了参考。

关键词：激光器多脉冲脉冲整形任意波形电光调制器

基于导纳控制的社交机器人伴随与避障控制策略

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机器人 2024年第3期46卷 305-316页

作者：廖哲霖彭建伟姚瀚晨苏泽凡戴厚德福建农林大学机电工程学院福建福州350002 中国科学院福建物质结构研究所福建福州350005

目前社交机器人与目标人体并排行走(人体伴随与避障)时的运动控制策略的研究相对缺乏。为提升陪伴任务中用户的舒适度、机器人的运动柔顺度及其安全避障能力,本文提出了一种基于导纳控制的人体伴随与避障控制策略。首先,基于人机交互空... 详细信息

目前社交机器人与目标人体并排行走(人体伴随与避障)时的运动控制策略的研究相对缺乏。为提升陪伴任务中用户的舒适度、机器人的运动柔顺度及其安全避障能力,本文提出了一种基于导纳控制的人体伴随与避障控制策略。首先,基于人机交互空间理论设计了交互力模型以构建人机动态交互关系,避免机器人侵犯目标人的亲密区域以提升目标人的舒适度;其次,将导纳控制模型与交互力模型结合,通过设置合理的导纳参数提升机器人运动控制的柔顺度;最后,引入行为动力学模型模拟人类的避障行为,以保障人体伴随任务的安全性。此外,提出了一组评价指标以验证伴随控制器的性能。根据仿真实验结果,在柔顺度方面,相较于PID法和虚拟弹簧模型(VSM)法,本方法下速度变化量分别降低69.6%和67.1%;在舒适度方面,机器人未给目标人带来不适;在安全性方面,本方法的避障失败率仅为10%,优于人工势场(APF)法和VSM法的40%和50%。实物实验中,机器人的柔顺度和舒适度指标均较好,避障失败率仅为5%,有效实现了安全友好的人体伴随与避障控制。

关键词：人机共融伴随导纳控制行为动力学社交机器人避障

Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体的光谱分析及中红外发射增强

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发光学报 2024年第6期45卷 905-912页

作者：乐旭星王燕朱昭捷李坚富涂朝阳中国科学院福建物质结构研究所光电材料化学与物理重点实验室福建福州350002 中国科学院大学北京100039

采用非化学计量配比的提拉法成功生长出Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体、Er^(3+)/Yb^(3+):SrLaGaO_(4)和Er^(3+):SrLaGaO_(4)晶体并进行了详细的光谱分析,同时对纯的SrLaGaO_(4)晶体进行了热学性能分析。与Er^(3+):SrLaGaO_(4)晶体相比,Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体不仅展示了更好的吸收特性,而且还表现出较弱的近红外发射,以及优异的中红外发射;Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体中2.7μm铒激光下能级4I13/2的荧光寿命显著减少,而上能级4I11/2的寿命略微下降,成功抑制了自终止效应。此外,本工作还研究了Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体中Yb^(3+)的敏化作用和Pr^(3+)离子的去激活作用以及能量传递机制。总之,引入Yb^(3+)和Pr^(3+)有利于在Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体中实现增强的2.7μm发射,这使其成为中红外激光有前途的候选材料。

关键词： SrLaGaO_(4)晶体 Er^(3+)掺杂晶体生长中红外激光晶体光谱分析

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具有双吸电子基团D-A型配体的Ag(Ⅰ)发光配合物的合成与性能研究

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化学学报 2024年第5期82卷 486-492页

作者：赵雨晴梁栋贾吉慧余荣民卢灿忠福州大学化学学院中国科学院福建物质结构研究所福建理工大学材料科学与工程学院中国科学院大学福建学院

热活化延迟荧光（TADF）材料因其在有机发光二极管（OLED）材料领域具有巨大的应用前景,受到了学术界的广泛关注.Ag（Ⅰ）配合物的最外层电子排布为d10构型,d轨道始终处于填满状态,不存在金属中心（MC）态,因此不会发生MC态导致的淬灭效... 详细信息

热活化延迟荧光（TADF）材料因其在有机发光二极管（OLED）材料领域具有巨大的应用前景,受到了学术界的广泛关注.Ag（Ⅰ）配合物的最外层电子排布为d10构型,d轨道始终处于填满状态,不存在金属中心（MC）态,因此不会发生MC态导致的淬灭效应,适合用来设计开发TADF材料.本研究中,设计合成了一个新的D-A型配体,9-(4'-（4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基）-4-(3-（吡啶-2-基）-1H-吡唑-1-基)-[1,1'-联苯]-2-基)-3,6-二甲氧基-9H-咔唑（L）.该配体以3,6-二甲氧基-9H-咔唑作为电子给体,并含有三嗪和吡啶吡唑两个缺电子基团组成的双吸电子基团电子受体.利用L为含氮双齿配体和双[2-（二苯基膦基）苯基]-醚（POP）为含磷双齿配体,合成了离子型的Ag（Ⅰ）配合物Ag（L）(POP)（BF4）(1).对配体L和配合物1进行了核磁共振氢谱、碳谱、元素分析以及X射线单晶衍射分析等表征.其中配合物1属于三斜晶系,空间群为P-1,晶胞参数为a=1.30213（4） nm,b=1.63383（4） nm,c=1.93108（5） nm,α=92.941（2）°,β=105.247（3）°,γ=98.591（2）°,V=3.90076（18） nm3.Ag+离子在配合物1中为四配位,并呈现出扭曲的四面体配位结构.室温下,配合物1固体在紫外灯照射下会发出强烈的绿光,光谱峰值为490 nm,荧光寿命为23.0 ns,延迟荧光寿命为503.9μs,光致发光量子效率（PLQY）为43.8%.对配合物1的不同温度发射光谱和寿命衰减研究表明,配合物1固体在室温下呈现出热激活延迟荧光（TADF）特性.

关键词： Ag(Ⅰ)配合物晶体结构光致发光密度泛函理论计算热活化延迟荧光

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稀土激活的荧光热增强材料研究进展

发光学报 2024年第3期45卷 383-398页

作者：陈瑞刘瑞王鹏飞林航程遥王元生福州大学化学学院福建福州350108 中国科学院福建物质结构研究所中国科学院功能纳米材料结构设计与组装重点实验室福建福州350002 中国科学院大学福建学院福建福州350002

自从尺寸依赖的上转换荧光热增强现象在稀土激活的纳米荧光材料中被发现以来,开发具有显著荧光热增强效应的稀土荧光材料俨然成为了一个研究热点。近期的探索发现荧光热增强效应在非纳米尺度稀土荧光材料体系以及非上转换发光过程中均... 详细信息

自从尺寸依赖的上转换荧光热增强现象在稀土激活的纳米荧光材料中被发现以来,开发具有显著荧光热增强效应的稀土荧光材料俨然成为了一个研究热点。近期的探索发现荧光热增强效应在非纳米尺度稀土荧光材料体系以及非上转换发光过程中均可实现,这进一步拓展了这一有趣光学现象的应用场景。本文总结和归纳了稀土激活荧光热增强材料的最新研究进展,概述了所提出的几类机理以及稀土荧光热增强材料的潜在应用场景,并展望了该类材料的研究发展方向。

关键词：稀土激活发光材料荧光热增强纳米材料上转换发光

基于改进U-Net的皮革表面缺陷精细化分割方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第3期36卷 413-422页

作者：王愉锦黄惠玲付磊韩军福州大学先进制造学院泉州362000 中国科学院福建物质结构研究所泉州装备制造研究中心泉州362000

针对皮革缺陷形态多变、局部相似程度高导致细节信息难以提取、类型错分的问题,提出一种基于改进U-Net结构的表面缺陷精细化分割方法.编码端,在保留原始图像细节特征的同时嵌入级联扩张卷积模块获取全局特征,同时在跳跃连接中添加特征... 详细信息

针对皮革缺陷形态多变、局部相似程度高导致细节信息难以提取、类型错分的问题,提出一种基于改进U-Net结构的表面缺陷精细化分割方法.编码端,在保留原始图像细节特征的同时嵌入级联扩张卷积模块获取全局特征,同时在跳跃连接中添加特征融合模块,改善因高低特征张量直接拼接造成的局部信息丢失;解码端使用基于通道注意力机制的解码模块代替原始卷积层,自适应地指导网络关注缺陷区域;为进一步整合高层信息,还嵌入全局平均池化模块,将输出结果作为解码端的语义指导增强网络对相似缺陷的分辨能力.在包含7种缺陷的皮革数据集上进行实验的结果表明,所提方法在PA,MPA,FWIoU和MIoU上分别达到99.17%,93.27%,98.39%和88.88%,对比U-Net分别提升0.28,2.78,0.53和4.03个百分点;定性分析和定量分析结果表明,该方法对于皮革缺陷能得到更加精细的分割结果.

关键词：皮革缺陷语义分割 U-Net 特征融合注意力机制扩张卷积