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2.94μm LiNbO_(3)声光调Q Er:YAG激光输出脉冲特性

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物理学报 2024年第4期73卷 186-191页

作者：王滔宁姜玲玲程庭清王礼江海河中国科学院合肥物质科学研究院健康与医学技术研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所合肥230031

2.94μm纳秒铒激光是宽调谐中红外激光和临床医疗研究中重要的固体激光源.本文研制了新型LiNbO_(3)声光调Q Er:YAG激光器,研究了20 Hz重复频率下不同调Q延迟时间和耦合腔镜反射率对激光输出脉冲特性的影响规律.根据测量激光器的热透镜... 详细信息

2.94μm纳秒铒激光是宽调谐中红外激光和临床医疗研究中重要的固体激光源.本文研制了新型LiNbO_(3)声光调Q Er:YAG激光器,研究了20 Hz重复频率下不同调Q延迟时间和耦合腔镜反射率对激光输出脉冲特性的影响规律.根据测量激光器的热透镜焦距设计了凹凸谐振腔补偿热透镜效应,获得了激光单脉冲能量为34.68 mJ、脉冲宽度为119.9 ns的调Q输出,相应的峰值功率为289.24 kW,与平平腔相比输出能量提高了2.09倍.据我们所知,这是目前声光调Q Er:YAG激光器中获得的最高能量,可为进一步研究宽调谐中红外激光技术提供新的手段.

关键词：固体激光器 Er:YAG LiNbO_(3)声光调Q开关

基于多元数据的夏季鸡舍环境质量评价及其对产蛋性能的影响

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农业工程学报 2024年第8期40卷 188-197页

作者：谢苗苗李华龙詹凯安徽大学江淮学院合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所合肥230031 安徽省农业科学院畜牧兽医研究所合肥230031

蛋鸡舍环境质量直接影响蛋鸡产蛋性能。为探究夏季蛋鸡舍环境质量及其对产蛋性能的影响,研究提出基于多元数据的分析方法,首先采集鸡舍内7类关键环境因子数据,按照热环境、光环境和气体环境分组,再根据改进D-S证据理论规则进行迭代融合... 详细信息

蛋鸡舍环境质量直接影响蛋鸡产蛋性能。为探究夏季蛋鸡舍环境质量及其对产蛋性能的影响,研究提出基于多元数据的分析方法,首先采集鸡舍内7类关键环境因子数据,按照热环境、光环境和气体环境分组,再根据改进D-S证据理论规则进行迭代融合,得到蛋鸡舍各检测点环境质量的综合评价结果,进而分析其对产蛋性能的影响。以夏季八层层叠式蛋鸡舍为试验鸡舍开展试验。结果显示:八层层叠式蛋鸡舍下四层的环境质量和平均产蛋率的最优位置均处于鸡舍前端;平均产蛋率最差的位置处于鸡舍中端,该位置环境质量综合评价结果为一般;上四层平均产蛋率最优位置为鸡舍中端,该位置环境质量综合评价结果为适宜;平均产蛋率最差位置和环境质量最差位置均为鸡舍后端(靠近风机端)。在试验鸡舍所有检测点中,平均产蛋率高于86%的检测点,环境质量综合评价结果大都为适宜,平均产蛋率低于86%的检测点,环境质量综合评价结果为一般或差,鸡舍内各检测点环境质量综合评价结果与平均产蛋率的变化趋势高度一致。该研究为准确评价蛋鸡舍环境质量,揭示蛋鸡舍环境质量对产蛋性能的影响提供了一种行之有效的方法。

关键词：多元数据数据融合改进D-S证据理论层叠式蛋鸡舍环境质量产蛋性能

放电等离子烧结制备W-ZrC/HfC-Re合金的力学性能和热稳定性研究

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稀有金属材料与工程 2024年第5期53卷 1321-1331页

作者：王慧丁晨师谢卓明刘瑞方前锋王先平刘长松吴学邦中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

采用机械球磨和放电等离子烧结法(SPS)制备了W-0.5%ZrC-(1, 3)%Re(WZC1R,WZC3R)和W-0.5%HfC-(1,3)%Re(WHC1R,WHC3R)(质量分数)4种钨基材料,并对其微结构、力学性能和高温稳定性进行了测试与分析。WZC3R合金在500℃时的极限抗拉强度(UTS... 详细信息

采用机械球磨和放电等离子烧结法(SPS)制备了W-0.5%ZrC-(1, 3)%Re(WZC1R,WZC3R)和W-0.5%HfC-(1,3)%Re(WHC1R,WHC3R)(质量分数)4种钨基材料,并对其微结构、力学性能和高温稳定性进行了测试与分析。WZC3R合金在500℃时的极限抗拉强度(UTS)高达728 MPa,600℃时UTS维持653 MPa,比SPS制备的纯W提升近2.1倍。弥散分布的纳米尺寸ZrC颗粒起到钉扎晶界和位错的作用,提升了材料强度,此外抑制晶粒粗化带来细晶强化作用。WHC3R在400℃时,其延伸率为13.9%,韧脆转变温度(ductile-brittle transition temperature, DBTT)介于300℃和400℃,比SPS制备的W-ZrC和纯W分别降低200℃和300℃。固溶元素Re通过增加可动滑移面的数量,降低引发塑性变形所需的临界应力,从而改善钨材料的韧性。SPS制备的4种钨基材料展现出优异的热稳定性,1600℃真空退火1 h后,试样的晶粒尺寸和维氏显微硬度均未显著变化。其原因是Re溶质原子使钨产生晶格畸变,抑制高温下钨原子的扩散,阻碍晶界迁移,减缓钨晶粒粗化的动力学过程,从而提升材料的高温稳定性。

关键词：钨合金固溶强化弥散强化力学性能高温稳定性

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基于多维间注意力机制的水稻病害识别模型

江苏农业学报 2024年第4期40卷 625-635页

作者：王忠培谢成军董伟管博伦安徽省农业科学院农业经济与信息研究所安徽合肥230001 中国科学院合肥智能机械研究所安徽合肥230031

水稻病害的快速、准确识别是水稻病害防治的前提,也是提高水稻产量和品质的有效途径之一。为了提高水稻病害识别的准确率,本研究提出一种多维间的三维注意力水稻病害识别模型Inter_3DRiceNet网络模型,通过3个不同维度(通道维度、高度维... 详细信息

水稻病害的快速、准确识别是水稻病害防治的前提,也是提高水稻产量和品质的有效途径之一。为了提高水稻病害识别的准确率,本研究提出一种多维间的三维注意力水稻病害识别模型Inter_3DRiceNet网络模型,通过3个不同维度(通道维度、高度维度以及宽度维度)提取水稻病害特征信息。通道维度主要构建基于通道关系的三维立体注意力机制,通过建立一维的通道间关系注意力机制再结合二维空间关系,最终获得基于通道关系的三维注意力特征信息。高度维度建立的是基于高度维度关系的三维注意力机制,而宽度维度建立的是基于宽度维度关系的立体注意力机制。然后将以上3个不同维度的注意力信息进行简单的相加再取平均值作为最终的病害提取特征。通过这种方式,不仅可以获取输入图像更丰富的特征,而且可以获得不同维度的立体空间关系。试验结果表明,在自建的6种真实自然环境水稻病害数据集中,本研究提出的Inter_3DRiceNet网络模型在测试集取得了98.32%的最高准确率,高于经典网络模型ResNet34、ResNet50、MobileNetV2、DenseNet、EfficientNet_B0和通道注意力机制模型SENet和GCT。可见本研究方法有效提高了水稻病害的识别准确率,获得了优于经典网络模型和通道注意力模型的识别准确率,有助于提升自然环境下对常见水稻病害的识别性能。

关键词：水稻病害三维注意力多维间关系注意力机制识别

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基于实验参数的Dy^(3+),Na^(+):PbGa_(2)S_(4)中红外激光理论研究

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物理学报 2024年第16期73卷 72-81页

作者：余学舟黄昌保吴海信胡倩倩刘国晋李亚朱志成祁华贝倪友保王振友中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽省光子器件与材料重点实验室合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

基于加工出的Dy^(3+),Na^(+):PbGa_(2)S_(4)晶体元件的吸收光谱测试以及Judd-Ofelt理论计算数据,通过互易法计算出各发光能级间的荧光吸收与发射截面.通过测试与计算得到的数据,数值模拟了采用1.3μm和1.7μm泵浦源直接抽运Dy^(3+),Na^(... 详细信息

基于加工出的Dy^(3+),Na^(+):PbGa_(2)S_(4)晶体元件的吸收光谱测试以及Judd-Ofelt理论计算数据,通过互易法计算出各发光能级间的荧光吸收与发射截面.通过测试与计算得到的数据,数值模拟了采用1.3μm和1.7μm泵浦源直接抽运Dy^(3+),Na^(+):PbGa_(2)S_(4)晶体产生4.3μm中红外激光的实验方案.计算分析了激光功率、增益和吸收系数在晶体内的空间分布,分析比较了泵浦光功率、元件长度和输出镜反射率对输出功率的影响.模型中在光路中引入2.9μm级联激光振荡,以此抽运因为4.3μm发光堆积在能级^(6)H_(13/2)上的粒子数,发现其可以有效降低能级^(6)H_(11/2)到^(6)H_(13/2)跃迁的自终止效应,提高激光输出功率.计算结果表明:采用1.3μm和1.7μm泵浦源,当功率都为4 W时,最大的输出功率分别为103 mW和315 mW,斜率效率可达到2.8%和8.0%.数值模拟的结果对下一步晶体元件的改良加工以及光路搭建参数的选取提供了一定的指导意义.

关键词：中红外激光数值模拟 PbGa_(2)S_(4) 晶体

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温度对膜进样质谱溶解气渗透效率影响的研究

分析测试学报 2024年第5期43卷 770-775页

作者：刘昌杰王晗宋海蕴王浩彬陈池来安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601 中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所安徽合肥230031

水下质谱作为重要的海洋装备,具有一致性好、指向性强、多种物质同时检测等优势,在深海探测领域得到了广泛应用。然而,水下质谱的膜渗透效率极易受环境温度的影响,该影响增加了溶解气浓度反演的难度,同时降低了检测结果的准确性。该文... 详细信息

水下质谱作为重要的海洋装备,具有一致性好、指向性强、多种物质同时检测等优势,在深海探测领域得到了广泛应用。然而,水下质谱的膜渗透效率极易受环境温度的影响,该影响增加了溶解气浓度反演的难度,同时降低了检测结果的准确性。该文面向深海环境(温度变化范围:4~35℃),开展了温度对膜渗透效率的影响研究。结果表明,35℃条件下的膜渗透效率相对于4℃条件下的膜渗透效率增长了约2倍。同时温度升降实验结果表明,膜渗透效率不仅与当前温度有关,同时还受到历史温度的影响,即温度对膜渗透效率的影响存在滞后效应。该研究量化了温度对膜渗透效率的影响,揭示了膜进样技术存在温度滞后现象,为溶解气浓度的准确反演提供了方法参考。

关键词：水下质谱膜渗透效率溶解气膜进样质谱温度

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多镜面大视场主动光学望远镜调控方法

光学精密工程 2024年第6期32卷 785-791页

作者：安其昌吴小霞唐境李洪文中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100039 吉林省智能波前传感与控制重点实验室吉林长春130033

为了更好地实现多镜面大视场主动光学望远镜波前像差抑制、提升望远镜探测能力极限,本文基于望远镜视场边缘内置的错位型曲率传感器进行波前感知,并利用功率谱对波前感知结果进行分析,进而基于波前像差的空间频率特征进行调控。首先,基... 详细信息

为了更好地实现多镜面大视场主动光学望远镜波前像差抑制、提升望远镜探测能力极限,本文基于望远镜视场边缘内置的错位型曲率传感器进行波前感知,并利用功率谱对波前感知结果进行分析,进而基于波前像差的空间频率特征进行调控。首先,基于复光场理论分析了非瞳面对系统波前调控的影响机理。其次,分析了本方法在多镜面大视场主动光学望远镜调控过程中的精度特性。再次,利用桌面实验对多镜面大视场主动光学望远镜调控的可行性进行了验证。最终,波前重建结果与理论波前相关性高于0.85。利用功率谱对各个视场的空间频率特性进行了分析,与单纯使用均方根对多镜面影响敏感度进行分析的方法相比,灵敏度提升了20%。

关键词：曲率传感波前像差大视场主动光学大口径望远镜

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基于双楔形扫描镜的甲烷气体光谱成像方法

物理学报 2024年第11期73卷 145-154页

作者：王夏春张志荣蔡永军孙鹏帅庞涛夏滑吴边郭强中国科学技术大学研究生院科学岛分院合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所光子器件与材料安徽省重点实验室合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室合肥230031 国防科技大学先进激光技术安徽省实验室合肥230037 国家管网集团科学技术研究总院分公司廊坊065000

随着我国油气管道铺设数量的增加,对管道的维护工作也需予以更多的重视.目前,在油气输送站场内,主要采用人工巡检、对射式和云台式检测设备来检测天然气泄漏.但是这些方法存在响应度差、检测区域受限、泄漏点定位较慢等问题.为了满足对... 详细信息

随着我国油气管道铺设数量的增加,对管道的维护工作也需予以更多的重视.目前,在油气输送站场内,主要采用人工巡检、对射式和云台式检测设备来检测天然气泄漏.但是这些方法存在响应度差、检测区域受限、泄漏点定位较慢等问题.为了满足对油气管道泄漏实时监测和快速定位的需求,本文设计了一种快速、精确控制的双楔形扫描镜系统,结合可调谐半导体激光吸收光谱技术,使得气体测量由原来的点测量转换为面测量.通过反解迭代优化算法,控制楔形镜的转角获得高效均匀的光束扫描轨迹,并将激光束的偏转方向及检测位置与对应的甲烷浓度信息相融合,构建了包含有位置信息的甲烷浓度数据,实现甲烷气体的光谱成像.实验中为了定量验证测量准确度及空间分辨率,通过标准气袋模拟甲烷泄漏分布,结果表明系统的成像浓度检测限小于500 ppm·m(1 ppm=10^(–6)),位置分辨率小于6 cm.同时该方法可以依据油气站场的测量距离调节扫描步进节点,从而实现成像分辨率的可调节,该成像方法为精确定位甲烷气体泄漏提供了新的思路.

关键词：激光吸收光谱甲烷气体检测双楔形扫描镜气体成像

基于神经网络的南方夏季蛋鸡舍环境与产蛋性能关系模型研究

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黑龙江畜牧兽医 2024年第9期 41-47页

作者：谢苗苗李华龙安徽大学江淮学院合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所合肥230031

为了解决南方地区夏季高温高湿蛋鸡舍环境质量难以精准评价与调控的问题,试验构建了基于神经网络的南方夏季蛋鸡舍环境与产蛋性能关系模型,将采集的蛋鸡舍多环境因子数据作为输入,将依据产蛋率划分的环境质量等级作为输出,对反向传播(BP... 详细信息

为了解决南方地区夏季高温高湿蛋鸡舍环境质量难以精准评价与调控的问题,试验构建了基于神经网络的南方夏季蛋鸡舍环境与产蛋性能关系模型,将采集的蛋鸡舍多环境因子数据作为输入,将依据产蛋率划分的环境质量等级作为输出,对反向传播(BP)神经网络、径向基(RBF)神经网络和广义回归(GRNN)神经网络三种神经网络进行训练验证,得到蛋鸡舍环境质量初步评价结果,然后将归一化后神经网络组的输出作为改进D-S证据理论基本概率分配的输入,利用改进的D-S证据理论方法,融合计算得到蛋鸡舍环境质量的综合评价结果。结果表明:在神经网络初级融合评价有冲突的情况下,改进的D-S证据理论法对蛋鸡舍环境状态为差的支持率为0.796 4,而传统D-S证据理论方法、Murphy方法和邓勇方法对蛋鸡舍环境状态为差的支持率分别为0.698 7,0.687 8,0.694 0。说明试验构建的综合评价模型对蛋鸡舍环境的融合评价精度和准确率更高,可以有效解决融合决策失误问题,可用于南方夏季高温高湿蛋鸡舍环境的精准调控。

关键词：多神经网络改进的D-S证据理论蛋鸡舍高温高湿环境环境评价融合决策