检索结果-南通市图书馆

维普期刊数据库博看期刊

Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体生长及光谱性能

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

物理学报 2024年第5期73卷 369-374页

作者：孙贵花 †张庆礼罗建乔王小飞谷长江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 先进激光技术安徽省实验室合肥230031

2.7-3.0μm波段激光在很多领域具有重要应用,为探索和发展该波段新型晶体材料,本文采用提拉法生长出Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体,通过共掺入Pr3+离子以达到衰减Ho^(3+):^(5)I_(7)能级寿命的目的.采用X射线衍射测试得到了晶体的粉末衍射数据... 详细信息

2.7-3.0μm波段激光在很多领域具有重要应用,为探索和发展该波段新型晶体材料,本文采用提拉法生长出Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体,通过共掺入Pr3+离子以达到衰减Ho^(3+):^(5)I_(7)能级寿命的目的.采用X射线衍射测试得到了晶体的粉末衍射数据,测量了拉曼光谱,并对晶体的拉曼振动峰进行指认,对Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体的透过光谱、发射光谱和荧光寿命进行表征.Yb^(3+)的最强吸收峰在966 nm,吸收峰半峰宽为90 nm;2.7-3.0μm波段最强发射峰在2850 nm,半峰宽为70 nm;Ho^(3+):^(5)I_(6)和^(5)I_(7)能级寿命分别为1094μs和56μs.与Yb,Ho:GdScO_(3)晶体相比,Yb^(3+)的吸收峰和2.7-3.0μm的发射峰半峰宽明显展宽,同时下能级寿命显著减小,计算表明Ho^(3+):^(5)I_(7)与Pr^(3+):^(3)F_(2)+^(3)H_(6)能级之间能实现高效的能量传递.以上结果表明Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体是性能更优异的2.7-3.0μm波段激光材料.

关键词： 2.7—3.0μm激光 Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体晶体生长光谱性能

维普期刊数据库博看期刊

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

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

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

机器学习在晶体生长中的应用研究进展

硅酸盐学报 2024年第7期52卷 2412-2424页

作者：杨明亮王瑞仙孙贵花王小飞窦仁勤何異张庆礼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 中国科学技术大学合肥230026 先进激光技术安徽省实验室合肥230037

制备大尺寸优质晶体是材料领域的重要课题,当前晶体生长仍十分依赖于技术人员的生长经验,耗时长,成本高,导致研制进度十分缓慢。随着计算机科学的发展,机器学习有望加快大尺寸晶体生长工艺的探索速度。本文概述了机器学习在晶体生长中... 详细信息

制备大尺寸优质晶体是材料领域的重要课题,当前晶体生长仍十分依赖于技术人员的生长经验,耗时长,成本高,导致研制进度十分缓慢。随着计算机科学的发展,机器学习有望加快大尺寸晶体生长工艺的探索速度。本文概述了机器学习在晶体生长中的应用,重点介绍了进化算法和神经网络算法,并概括了国内外相关领域的研究成果。在晶体结构预测方面,已成功开发出晶体结构预测软件,如Crystal Structure Prediction Network(CRYSPNet)、Universal Structure Predictor:Evolutionary Xtallography(USPEX)和Crystal structure AnaLYsis by Particle Swarm Optimization(CALYPSO)。在晶体生长条件优化方面,机器学习已成功用于铸锭炉热场优化、Si C、YAG、Si单晶温场以及生长工艺参数优化,取得了显著的效果。在晶体生长控制方法方面,机器学习已成功改进了激光晶体、Si单晶的直径控制,并在Si单晶晶体质量控制以及模型的自适应控制方法方面也取得了一定的进展。机器学习具有高精度、高效率的特点,可避开复杂的物理化学过程,通过从大量数据中挖掘信息和规律,实现晶体结构预测、晶体生长条件优化以及晶体生长精准控制。但机器学习在晶体生长中的应用也面临诸多挑战,包括大尺寸多元复杂体系的晶体结构预测、模型物理解释和数据处理、晶体生长过程的物理机制和控制规律以及多因素的耦合和复杂系统的模拟等。

关键词：计算机科学机器学习晶体生长结构预测

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

锥形光纤SERS探针的批量制备和定量检测

中国激光 2024年第5期51卷 251-259页

作者：秦琰琰黄瑞冬刘孝兵钱诚薛驷明毛庆和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安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230039

研究了批量制备的锥形光纤表面增强拉曼散射(SERS)探针的定量检测性能。在统一的制备条件下,基于静电吸附自组装方法批量制备的同一批次锥形光纤探针具有良好的互换性。基于相同检测条件,在同一福美双样品浓度下测得SERS光谱幅度的相对... 详细信息

研究了批量制备的锥形光纤表面增强拉曼散射(SERS)探针的定量检测性能。在统一的制备条件下,基于静电吸附自组装方法批量制备的同一批次锥形光纤探针具有良好的互换性。基于相同检测条件,在同一福美双样品浓度下测得SERS光谱幅度的相对标准偏差(RSD)可达8%以下。不同批次的光纤探针存在互换性退化问题,难以满足实际定量检测应用对光纤探针数目的要求。为了解决该问题,提出并演示了一种将不同批次光纤探针的光谱数据同化至同批次光纤探针测量结果的同化方法。通过对同化后的大样本光谱数据进行统计平均和数据拟合,获得了福美双样品在2×10^(-8)~10^(-6)mol/L浓度范围内的SERS定量关系曲线,福美双加标样品的测试回收率可达90%~110%。该研究结果对于实际SERS定量检测具有参考意义。

关键词：光纤光学表面增强拉曼散射锥形光纤探针批量制备定量检测静电吸附自组装法福美双

基于波长调制光谱非线性特征的气体浓度宽量程检测方法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国激光 2024年第5期51卷 206-212页

作者：王前进孙鹏帅张志荣蔡永军黄文彪庞涛夏滑吴边中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥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安徽合肥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安徽合肥230031 先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037 国家管网集团科学技术研究总院河北廊坊065000

针对石油化工、煤矿安全等领域对气体浓度宽量程检测的需求,对波长调制光谱检测气体浓度时的非线性特征进行了研究,提出仅用波长调制方法实现气体浓度的宽动态范围测量。该方法根据激光吸收光谱技术原理,对吸收项及其泰勒展开式进行分析... 详细信息

针对石油化工、煤矿安全等领域对气体浓度宽量程检测的需求,对波长调制光谱检测气体浓度时的非线性特征进行了研究,提出仅用波长调制方法实现气体浓度的宽动态范围测量。该方法根据激光吸收光谱技术原理,对吸收项及其泰勒展开式进行分析,在小吸收度时采用线性近似,在大吸收度时采用三次多项式近似。并且使用甲烷气体(CH_(4))作为实验对象,搭建了CH_(4)检测系统,验证了该方法在气体浓度宽量程检测方面的可行性。经过实验验证,该方法能够实现4个数量级大跨度范围(1.5×10^(-6)~10000×10^(-6))的CH_(4)检测。对阈值为1000×10^(-6)(在3 m有效光程下吸收度为0.0236)以下和以上的气体体积分数分别进行检测,反演浓度和标准浓度之间均表现出良好的相关性,拟合优度均大于0.999。另外,在吸收度大于0.0236的范围内,该方法的最大测量相对误差为0.93%,绝对误差为-92.1×10^(-6)。为了验证其稳定性,对体积分数为5000×10^(-6)(吸收度为0.118)的CH_(4)进行长时间测量,并统计其反演浓度的高斯分布,经过计算得到其半峰半宽为15.9×10^(-6)。实验证明该方法突破了传统波长调制光谱只能测量低浓度的局限,在宽量程检测中获得了良好的检测结果,为气体浓度宽量程检测提供了一种新思路,同时也大大拓宽了波长调制光谱的应用范围。

关键词：光谱学波长调制光谱非线性特征甲烷气体(CH_(4)) 宽量程检测

基于光功率放大离轴腔增强光谱技术的甲烷碳同位素测量

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

光学学报 2024年第5期44卷 271-280页

作者：余润磬夏滑孙鹏帅庞涛吴边张志荣中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥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安徽合肥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环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031 国防科技大学先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037

使用中心波长为1658.7 nm的可调谐半导体分布反馈式(DFB)激光器,基于离轴积分腔光谱(OA-ICOS)技术,对激光器调谐范围内的甲烷稳定碳同位素分子13CH4和12CH4的光谱进行同时测量。选取光纤耦合助推光放大器(BOA)实现激光器输出光功率的有... 详细信息

使用中心波长为1658.7 nm的可调谐半导体分布反馈式(DFB)激光器,基于离轴积分腔光谱(OA-ICOS)技术,对激光器调谐范围内的甲烷稳定碳同位素分子13CH4和12CH4的光谱进行同时测量。选取光纤耦合助推光放大器(BOA)实现激光器输出光功率的有效放大,在保证积分腔的模式噪声不变的情况下,提高了探测器的可探测光功率,显著增加了有效光程长度,进一步提高了测量结果的信噪比。最后,通过对体积分数为500×10^(-6)的CH4标准气体进行长时间测量,当平均时间达到663 s时,同位素δ(13C)的探测极限达到0.56‰。该技术可为大气环境下甲烷中碳稳定同位素的测量提供参考。

关键词：光谱学光功率放大器离轴积分腔输出光谱技术甲烷碳同位素

Nd^(3+):GdScO_(3)晶体场能级及拟合分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

物理学报 2024年第4期73卷 1-8页

作者：樊颖张庆礼高进云高宇茜黄磊刘耀安徽大学物质科学与信息技术研究院合肥230601 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 先进激光技术安徽省实验室合肥230037 中国科学技术大学合肥230022

采用提拉法生长出了钕掺杂钪酸钆晶体(Nd^(3+):GdScO_(3)),通过低温吸收光谱和室温发射光谱,对其中Nd^(3+)的实验能级进行分析指认,确定了Nd^(3+):GdScO_(3)的66个实验Stark能级,拟合了其自由离子参数和晶体场参数,拟合均方根误差为13.1... 详细信息

采用提拉法生长出了钕掺杂钪酸钆晶体(Nd^(3+):GdScO_(3)),通过低温吸收光谱和室温发射光谱,对其中Nd^(3+)的实验能级进行分析指认,确定了Nd^(3+):GdScO_(3)的66个实验Stark能级,拟合了其自由离子参数和晶体场参数,拟合均方根误差为13.17 cm^(–1).与Nd^(3+):YAP和Nd^(3+):YAG相比,Nd^(3+):GdScO_(3)的晶场强度较弱.弱的晶体场强度有可能是Nd^(3+):GdScO_(3)晶体具有优良激光特性的原因之一.本文数据集可在https://***/10.57760/sciencedb.15702中访问获取.

关键词： Nd^(3+):GdScO_(3)晶体晶体场参数能级拟合

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于标定直接吸收光谱方法的近红外乙烯检测

中国激光 2024年第8期51卷 267-274页

作者：王前进孙鹏帅张志荣蔡永军黄文彪庞涛夏滑吴边中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥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安徽合肥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安徽合肥230031 国防科技大学先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037 国家管网集团科学技术研究总院分公司河北廊坊065000

实现乙烯气体(C_(2)H_(4))实时在线精确检测对石油化工、煤矿等行业安全具有重要意义,但是C_(2)H_(4)在近红外波段的谱线强度信息不明确,具有谱带吸收特征,且与CH4有明显的混叠干扰,因此对其浓度进行精确检测是目前激光吸收光谱测量面... 详细信息

实现乙烯气体(C_(2)H_(4))实时在线精确检测对石油化工、煤矿等行业安全具有重要意义,但是C_(2)H_(4)在近红外波段的谱线强度信息不明确,具有谱带吸收特征,且与CH4有明显的混叠干扰,因此对其浓度进行精确检测是目前激光吸收光谱测量面临的共性技术难题。将波长调制光谱中的标定方法与直接吸收光谱相结合,提出了一种适用于C_(2)H_(4)气体检测的标定直接吸收光谱法(CDAS)。该方法不需要激光吸收光谱反演过程中的确切谱线强度信息,并克服了波长调制光谱在测量过程中出现的非线性效应。为了避免特定工况(如煤矿)中CH_(4)的干扰,实验装置采用了高精度压强控制系统,并且在100 mbar(1 bar=105 Pa)稳定压强下实现了CH_(4)和C_(2)H_(4)混叠光谱的分离。实验过程中对1626 nm附近的CH_(4)和C_(2)H_(4)仿真和实测吸收光谱进行了分析,确定了C2H4的标定光谱范围,进而验证了该方法在体积分数低于100×10^(-6)的范围内,对C2H4气体的检测误差不超过-1.47×10^(-6),并且测量体积分数与标准体积分数之间的线性拟合优度达到了0.999。对体积分数为10×10^(-6)的C2H4直接吸收光谱进行分析,以1倍信噪比对应的浓度作为检测下限进行等效计算,得到检测下限为1.38×10^(-6)。在Allan方差分析中,积分时间为77 s时检测精度达到了0.04×10^(-6)。以上实验结果充分说明了标定直接吸收光谱法能够在近红外波段实现C2H4的精确检测,并为此类气体的检测提供了一种新思路。

关键词：光谱学乙烯气体(C_(2)H_(4)) 近红外光谱谱带吸收标定直接吸收光谱高精度压强控制

烷烃类混合气体测量中宽谱干扰抑制解析方法研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国激光 2024年第13期51卷 277-287页

作者：彭云涛张志荣夏滑蔡永军孙鹏帅王前进王夏春庞涛吴边刘旭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安徽合肥230031 中国科学技术大学研究生院科学岛分院安徽合肥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中国科学院环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031 国家管网集团科学技术研究总院分公司河北廊坊065000 蚌埠学院电子与电气工程学院安徽蚌埠233030

随着我国油气管网铺设里程的增加以及城市燃气管网的广泛使用,油气管道泄漏成为研究的热点问题。油气泄漏产生的气体挥发物的主要成分除了甲烷以外,还包括丙烷和丁烷等标志性气体,精确测量它们的体积分数可以弥补甲烷单一测量的不足,具... 详细信息

随着我国油气管网铺设里程的增加以及城市燃气管网的广泛使用,油气管道泄漏成为研究的热点问题。油气泄漏产生的气体挥发物的主要成分除了甲烷以外,还包括丙烷和丁烷等标志性气体,精确测量它们的体积分数可以弥补甲烷单一测量的不足,具有非常重要的安全指导价值和环保意义。基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的光谱选择性、快速响应、高测量精度等优点,笔者选取近红外波段1685.9~1686.8 nm,同时测量了丙烷和丁烷的直接吸收与二次谐波信号,并利用偏最小二乘回归算法建立体积分数预测模型,有效提高了测量灵敏度和测量极限。该模型可以探测混合气体中体积分数低至168×10^(-6)(为丙烷爆炸下限的0.8%)的丙烷以及体积分数低至171×10^(-6)(为丁烷爆炸下限的0.9%)的丁烷。对于混合气体中丙烷和丁烷体积分数在100×10^(-6)~800×10^(-6)范围内的实验组,丙烷的预测最大绝对误差为34×10^(-6),丁烷的预测最大绝对误差为51×10^(-6);对于混合气体中丙烷和丁烷体积分数在2000×10^(-6)~10000×10^(-6)范围内的实验组,丙烷的预测最大绝对误差为64×10^(-6),丁烷的预测最大绝对误差为148×10^(-6)。误差均控制在爆炸下限的3%以下。为了进一步验证实验系统的稳定性,在高低体积分数下分别持续记录了30 min的光谱信号并进行了体积分数反演,所建立的模型在保证测量精度的同时具有较好的动态稳定性,可以满足油气管道泄漏检测的实际要求。

关键词：光谱学可调谐二极管激光吸收光谱油气管道泄漏烷烃类混合气偏最小二乘回归