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基于表面等离子体共振的椭圆侧芯光子晶体光纤传感器

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光电子·激光 2024年第9期35卷 903-909页

作者：单义婷赵丽娟张智娟华北电力大学电气与电子工程学院华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室华北电力大学保定市光纤传感与光通信技术重点实验室

为实现低折射率化学材料、药物的高灵敏度监测，基于表面等离子体共振(surface plasmon resonance, SPR)设计了一种具有高灵敏度的新型椭圆侧芯光子晶体光纤(photonic crystal fiber, PCF)传感器。该传感器设计包括圆形孔及三种规格的... 详细信息

为实现低折射率化学材料、药物的高灵敏度监测，基于表面等离子体共振(surface plasmon resonance, SPR)设计了一种具有高灵敏度的新型椭圆侧芯光子晶体光纤(photonic crystal fiber, PCF)传感器。该传感器设计包括圆形孔及三种规格的椭圆孔，左侧椭圆孔内覆盖金纳米薄膜。当光进入传感器时，会在金薄膜处产生共振。分析由此物理现象得到的光谱即可获知待测液体的折射率。采用有限元法系统地研究了椭圆空气孔的椭圆率与金薄膜厚度对所提传感器的灵敏度的影响。研究发现，当待测液体折射率范围为1.41—1.44时，该传感器的最大灵敏度高达95 000 nm/RIU(RIU为折射率单位)。在同等折射率测量范围，本研究开发的PCF-SPR传感器灵敏度为典型PCF-SPR传感器的3.7—47.5倍。因此，该PCF-SPR传感器在物质监测、食品安全和生物医学等领域中有较好的应用前景。

关键词：光纤光学传感器表面等离子体椭圆率灵敏度

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芳纶纤维对EPDM基阻燃材料性能的影响

弹性体 2024年第2期34卷 44-50页

作者：鹿寒冰刘鸣阮成煜黄华栋袁大有王鹤青岛科技大学高分子科学与工程学院/橡塑材料与工程教育部重点实验室山东青岛266042 苏州工业职业技术学院江苏苏州215104 苏州健睿电子机械有限公司江苏苏州215000 甘肃路桥善建科技有限公司甘肃兰州730000

选用三元乙丙橡胶(EPDM)为基体,考察芳纶纤维(AF)用量以及磷酸、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性芳纶纤维(AF-P-Si)对EPDM基复合材料性能的影响。结果表明,当AF用量为1~5份(质量份,下同)时,EPDM混炼胶焦烧时间变化不大;超过3份时,硫... 详细信息

选用三元乙丙橡胶(EPDM)为基体,考察芳纶纤维(AF)用量以及磷酸、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性芳纶纤维(AF-P-Si)对EPDM基复合材料性能的影响。结果表明,当AF用量为1~5份(质量份,下同)时,EPDM混炼胶焦烧时间变化不大;超过3份时,硫化程度增加。随着AF用量增加,硫化胶的拉伸强度、拉断伸长率降低,硬度、撕裂强度、耐磨性和热氧老化性能逐渐提高,尤其3份和5份AF补强的EPDM硫化胶的100%定伸应力明显提高。改性后AF-P-Si的添加有利于提高硬度、拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度。锥型量热仪数据表明,3份和5份AF添加的EPDM硫化胶表现出较高的火灾行为指数(FPI),而AF-P-Si则表现出更佳的阻燃效果。

关键词：三元乙丙橡胶芳纶纤维阻燃性能耐磨性能

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地下连续墙受力变形光纤监测与数值模拟研究

防灾减灾工程学报 2024年第1期44卷 222-233页

作者：刘天翔朱鸿鹄程刚谭道远魏广庆施斌南京大学地球科学与工程学院江苏南京210023 华北科技学院(中国煤矿安全技术培训中心)计算机学院北京101601 苏州南智传感科技有限公司江苏苏州215123

地下连续墙是一种常见的深基坑支护方式,具有刚度大、防渗性能好、适应范围广等优点,但其受力变形规律较为复杂。基于超弱光纤光栅感测技术,对某地铁车站基坑地下连续墙水平位移进行实时监测。将监测数据与数值模拟结果进行对比,验证了... 详细信息

地下连续墙是一种常见的深基坑支护方式,具有刚度大、防渗性能好、适应范围广等优点,但其受力变形规律较为复杂。基于超弱光纤光栅感测技术,对某地铁车站基坑地下连续墙水平位移进行实时监测。将监测数据与数值模拟结果进行对比,验证了数值分析模型选取的合理性,并基于该数值分析模型研究了不同厚度软土层中,地下连续墙水平位移的变化规律,通过墙体位移梯度(D_(w))和软土位移梯度(D_(r))进行临界厚度比计算。研究结果显示:水平位移随软土厚度的变化呈“凸肚”状,沿深度方向划分为相对稳定区、线性增长区、最大变形区和线性下降区。利用D_(w)和D_(r)标定出临界厚度比为0.24;土压力变化在基坑前四步开挖过程中较为稳定,而在第五步开挖与施工后40 d变化显著。上述研究结果为类似工程的设计、施工和监测方案的制定提供了重要参考。

关键词：地下连续墙水平位移密集分布式感测数值模拟临界厚度比

蒽衍生物取代基团与三线态-三线态湮灭上转换性能关系研究

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光谱学与光谱分析 2022年第3期42卷 802-807页

作者：梁作芹晏旭宋冬冬张晓波张家璇叶常青陈硕然王筱梅苏州科技大学材料科学与工程学院江苏苏州215009

三线态-三线态湮灭(TTA)上转换是一种以低功率非相干光泵浦实现大的反斯托克位移的光谱转换技术,具有激发和发射波长可调的特点,在提高太阳能利用率方面具有重要应用价值。经过十几年的发展,敏化剂分子的研究取得了很大进步,而发光剂分... 详细信息

三线态-三线态湮灭(TTA)上转换是一种以低功率非相干光泵浦实现大的反斯托克位移的光谱转换技术,具有激发和发射波长可调的特点,在提高太阳能利用率方面具有重要应用价值。经过十几年的发展,敏化剂分子的研究取得了很大进步,而发光剂分子的研究相对落后。以敏化剂多吡啶钌(Ⅱ)配合物[Ru(bpy)_(2)Phen]^(2+)和发光剂2-位取代的蒽衍生物(DTACl和DTACN)作为研究对象,复配得到两个弱光上转换体系。通过敏化剂与发光剂的发射和上转换光谱性质,系统研究了蒽2-位取代基团对发光效率、三线态-三线态能量传输(TTET)、TTA等能量传递过程的影响。研究发现DTACl具有比DTACN高的荧光量子产率、大的三线态猝灭常数和高的TTA效率,这些结果最终使得[Ru(bpy)_(2)Phen]^(2+)/DTACl的上转换效率高于[Ru(bpy)_(2)Phen]^(2+)/DTACN。除此之外,利用敏化剂、发光剂的发射光谱,结合密度泛函理论计算,进一步从轨道能级的角度,研究了敏化剂、发光剂三线态能级差与TTET效率之间的关系,以及发光剂三线态与单线态能级差与TTA效率之间的关系。研究结果表明:降低蒽2-位取代基团的吸电子能力,能有效提高发光剂的三线态能级水平,从而减小发光剂与敏化剂的三线态能级差,增大发光剂的三线态与单线态能级差,提高发光剂与敏化剂之间的TTET效率、发光剂的TTA效率,进而提高体系的TTA上转换效率。该工作为开发新型、高效的发光剂分子提供了一种简单、可行的设计思路。

关键词：三线态-三线态湮灭上转换蒽取代基团构效关系

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基于单光子雪崩二极管的成像技术

集成电路与嵌入式系统 2024年

作者：王哲田娜杨旭冯鹏窦润江于双铭刘剑吴南健刘力源中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室中国科学院大学电子电气与通信工程学院中国科学院大学材料科学与光电技术学院

单光子成像技术涉及半导体工艺、光电器件以及集成电路设计等多个方面，基于单光子雪崩二极管的成像技术具有高动态二维灰度成像、高精度三维成像和荧光寿命成像能力，在安防监控、自动驾驶和生物医疗等领域具有广阔的应用前景。伴随着... 详细信息

单光子成像技术涉及半导体工艺、光电器件以及集成电路设计等多个方面，基于单光子雪崩二极管的成像技术具有高动态二维灰度成像、高精度三维成像和荧光寿命成像能力，在安防监控、自动驾驶和生物医疗等领域具有广阔的应用前景。伴随着半导体工艺技术的飞速发展，单光子成像技术有望成为应用广泛的下一代视觉感知技术。本文对基于单光子雪崩二极管的成像技术进行了系统的介绍，包括单光子雪崩二极管器件，单光子成像涉及的关键电路以及二维灰度和时间分辨单光子图像传感器的最新研究进展。

关键词：单光子雪崩二极管 CMOS图像传感器单光子成像三维成像荧光寿命成像

基于锥形超晶格p-AlInGaN层的AlGaN 基深紫外发光二极管性能优化

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原子与分子物理学报 2025年第1期 107-113页

作者：许愿张傲翔张鹏飞王芳刘俊杰刘玉怀郑州大学电气与信息工程学院电子材料与系统国际联合研究中心河南省电子材料与系统国际联合实验室郑州大学智能传感研究院郑州大学产业技术研究院有限公司郑州唯独电子科技有限公司北方民族大学电气与信息工程学院

为了解决AlGaN基深紫外(DUV)发光二极管(LED)中的严重电子溢出和低空穴注入的问题，本文提出了一种新型锥形超晶格p-AlInGaN层，它大幅改善了基于AlGaN的DUV LED的光电特性.与传统结构相比，所提出结构的输出功率提高了337.8%;同时它的... 详细信息

为了解决AlGaN基深紫外(DUV)发光二极管(LED)中的严重电子溢出和低空穴注入的问题，本文提出了一种新型锥形超晶格p-AlInGaN层，它大幅改善了基于AlGaN的DUV LED的光电特性.与传统结构相比，所提出结构的输出功率提高了337.8%;同时它的内部量子效率(IQE)也高达96%,并且没有效率下降现象.仿真计算结果表明，锥形超晶格p-AlInGaN层的引入明显增加了多量子阱(MQWs)内载流子的浓度并降低了量子阱(QWs)内的电场，导致了更高的辐射复合率，为改善DUV LED的性能提供了一个有吸引力的解决方案.

关键词：深紫外发光二极管 AlInGaN 锥形超晶格内部量子效率辐射复合

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2-位取代的三苯胺—蒽衍生物的合成与压致变色性能

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光谱学与光谱分析 2023年第6期43卷 1776-1780页

作者：谢焕然崔浩阎东李辉梁作芹王筱梅叶常青苏州科技大学材料科学与工程学院江苏苏州215009

有机压致变色材料是一种在外界压力刺激下,自身发光性能发生变化的智能材料,在压敏元件、信息存储显示、压致传感等领域具有广阔的应用前景。具有螺旋桨结构的三苯胺能够抑制分子间强的相互作用和紧密堆积,在压致变色领域越来越受到关... 详细信息

有机压致变色材料是一种在外界压力刺激下,自身发光性能发生变化的智能材料,在压敏元件、信息存储显示、压致传感等领域具有广阔的应用前景。具有螺旋桨结构的三苯胺能够抑制分子间强的相互作用和紧密堆积,在压致变色领域越来越受到关注。以2-甲基蒽醌为原料,经锌粉还原、溴素溴化和钯催化的Suzuki偶联反应合成了一个以三苯胺为支、蒽-2-甲基为核的新型化合物9,10-二[4-(N,N′-二苯基氨基)苯基]-2-甲基蒽(TPA-MA),其结构经~1H NMR,^(13)C NMR和MS表征,采用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、 X射线衍射光谱和密度泛函理论计算等研究了其溶剂效应和压致变色性能。随着溶剂极性的增加,TPA-MA的紫外-可见吸收光谱几乎保持不变,而荧光光谱峰位逐渐红移,并且荧光强度呈现降低趋势。Lippert-Mataga曲线和理论计算结果表明TPA-MA明显的溶剂效应是分子内电荷转移特性引起的。同时,TPA-MA具有典型的压致变色性能。在固态时其发射峰位于450 nm,呈现比较强的蓝色荧光。研磨后,发射峰红移至466 nm,并伴随荧光强度的降低。研磨后的粉末置于二氯甲烷蒸汽中或加热至150℃,又能恢复至原来的蓝色荧光,具有循环反复性。X射线衍射光谱表明TPA-MA的压致变色性能是晶体结构变化引起。综合实验和文献报道,蒽2-位甲基基团的引入可能进一步增大了TPA-MA分子扭曲构象,抑制分子间相互作用,使得晶体结构堆积更加疏松。当外力作用时,晶体结构容易被破坏,分子结构趋于平面化,增强分子内电荷转移特性,导致TPA-MA发射峰红移并呈现荧光猝灭现象。

关键词：三苯胺偶联反应溶剂效应压致变色

GLARE复杂截面构件低约束流体辅助成形规律

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锻压技术 2024年第5期49卷 24-35页

作者：王耀牛旭昶程娥张云华郑四发赵丽滨胡宁河北工业大学机械工程学院天津300401 清华大学苏州汽车研究院(相城) 江苏苏州215134 河北工业大学电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300401 河北工业大学先进智能防护装备技术教育部重点实验室天津300401 河南本杰科技有限公司河南郑州450003 河北省跨尺度智能装备技术重点实验室天津300401

针对新一代航空制造材料玻璃纤维增强铝合金层板(GLARE),以低约束GLARE为板料制备了具有变曲率和曲面特征的异形盒形件,并采用流体辅助成形工艺进行试验,探究了压边力、液压及其加载路径对试件成形质量的影响规律,根据零件失效机理分析... 详细信息

针对新一代航空制造材料玻璃纤维增强铝合金层板(GLARE),以低约束GLARE为板料制备了具有变曲率和曲面特征的异形盒形件,并采用流体辅助成形工艺进行试验,探究了压边力、液压及其加载路径对试件成形质量的影响规律,根据零件失效机理分析得到了有利于成形的最佳工艺参数,并结合优化后的液压加载路径得到复杂构件成形规律。分析了不同成形高度异形盒形件的失效形式。结果表明:在一定范围内增大压边力与液压有利于零件成形;采取较大液压加载速度并保压的路径可提高零件的成形质量。

关键词： GLARE 低约束流体辅助成形复杂特征失效形式

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小麦面筋蛋白材料的研究进展

现代丝绸科学与技术 2024年第1期39卷 38-42页

作者：王邦英焦恋杨孟凯苏州大学纺织与服装工程学院江苏苏州215021 现代丝绸国家工程实验室(苏州) 江苏苏州215123

小麦面筋蛋白是生产小麦淀粉的副产物,属于天然植物蛋白,具有廉价易得、可降解的优点。目前主要应用于食品和饲料加工领域,存在利用率低和产品附加值低的问题。为拓宽小麦面筋蛋白的交叉研究和应用范围,综述了其研究开发现状,包括组成... 详细信息

小麦面筋蛋白是生产小麦淀粉的副产物,属于天然植物蛋白,具有廉价易得、可降解的优点。目前主要应用于食品和饲料加工领域,存在利用率低和产品附加值低的问题。为拓宽小麦面筋蛋白的交叉研究和应用范围,综述了其研究开发现状,包括组成、主要性能以及改性方法,重点介绍了小麦面筋蛋白在薄膜、纤维、泡沫、吸水颗粒等方面的研究进展及潜在的应用,最后对小麦面筋蛋白的进一步研究方向和发展趋势进行了探讨。

关键词：小麦面筋蛋白薄膜纤维泡沫颗粒