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宽带吸收与极化转换可切换的太赫兹超表面

物理学报 2024年第14期73卷 275-282页

作者：王丹李九生郭风雷中国计量大学太赫兹研究所杭州310018

本文提出一种具有宽带吸收与极化转换可切换的太赫兹超表面,通过调节二氧化钒电导率可实现太赫兹波吸收和极化转换功能灵活切换.当二氧化钒处于金属状态时,该超表面表现为宽带吸收器,在6.32—18.06 THz范围吸收率大于90%,相对带宽为96.... 详细信息

本文提出一种具有宽带吸收与极化转换可切换的太赫兹超表面,通过调节二氧化钒电导率可实现太赫兹波吸收和极化转换功能灵活切换.当二氧化钒处于金属状态时,该超表面表现为宽带吸收器,在6.32—18.06 THz范围吸收率大于90%,相对带宽为96.3%.当二氧化钒为绝缘状态时,该结构在2.41—3.42 THz,4.78—7.48 THz和9.53—9.73 THz频率范围表现为极化转换器,极化转换率大于90%.该超表面结构可以用于太赫兹波探测、太赫兹通信以及太赫兹传感等领域应用.

关键词：太赫兹超表面宽带吸收极化转换

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太赫兹多维度相位调控反射超表面研究

光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1858-1867页

作者：黄若彤李九生中国计量大学太赫兹研究所浙江杭州310018

数字编码超表面可以控制电磁波传输,受到了广泛关注。大多数报道的编码超表面基于几何相位或传输相位实现对反射或者透射线极化波和圆极化波的2π相位覆盖,限制了太赫兹波调控灵活性。提出传输相位和几何相位相结合排布超表面,在线极化... 详细信息

数字编码超表面可以控制电磁波传输,受到了广泛关注。大多数报道的编码超表面基于几何相位或传输相位实现对反射或者透射线极化波和圆极化波的2π相位覆盖,限制了太赫兹波调控灵活性。提出传输相位和几何相位相结合排布超表面,在线极化太赫兹波入射下,基于传输相位机理设计的超表面产生了涡旋波束。根据几何相位原理,在圆极化太赫兹波入射下,设计的超表面产生了反射波束的偏转,超表面可以在多个频点产生涡旋波束,在0.9和1.2 THz处产生拓扑荷数l=1和l=2的涡旋波束,通过卷积生成偏折涡旋波束。最后设计聚焦超表面,实现了反射聚焦。研究结果表明,设计的超表面提供了一种多自由度的太赫兹波偏振和相位操控方法,在太赫兹系统具有广阔的应用潜力。

关键词：太赫兹相位调控涡旋波束波束偏转

SiO_(2)增强自敏性氮化碳微球可见光降解盐酸四环素的研究

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无机材料学报 2024年第7期39卷 787-792页

作者：曹青青陈翔宇吴健豪王筱卓王乙炫王禹涵李春颜茹菲李兰陈智中国计量大学材料化学学院杭州310018

光催化技术在水中新型污染物的治理中应用广泛。自敏性氮化碳(SSCN)是一种新型非金属光催化剂,其表面的自敏性高分子可以有效地拓宽可见光吸收范围,但该材料存在严重的团聚现象,抑制了其光催化活性和稳定性。SiO_(2)的分散性好,被广泛... 详细信息

光催化技术在水中新型污染物的治理中应用广泛。自敏性氮化碳(SSCN)是一种新型非金属光催化剂,其表面的自敏性高分子可以有效地拓宽可见光吸收范围,但该材料存在严重的团聚现象,抑制了其光催化活性和稳定性。SiO_(2)的分散性好,被广泛用作载体构建复合结构应用于光催化领域。本研究首先用Stöber法制备了SiO_(2)微球,随后利用水热法原位合成了SiO_(2)/SSCN复合材料。采用多种表征手段分析样品的物相结构、微观形貌、光电性能。制备的复合材料在光催化降解水中盐酸四环素中表现出增强的降解活性,其活性与SiO_(2)加入量密切相关,当SiO_(2)与SSCN的质量比为0.04∶1时,复合材料的光催化活性和稳定性最佳,光照60 min可降解42%的盐酸四环素,经5次循环后其光催化降解效率仍然能够维持约38%。引入的SiO_(2)为SSCN提供了分散位点,改善了SSCN较为严重的团聚现象,使SSCN表面的1,3,5-三嗪基低聚物(TBO)快速分解后达到表面活性位点暴露的最佳含量,提升了SSCN对可见光的利用率,促进了光生电荷的分离效率,从而有效地提升了SSCN的光催化活性及稳定性。本研究为提高催化剂的光催化活性和稳定性及治理新型污染物提供了一个新思路。

关键词：自敏性氮化碳二氧化硅光催化盐酸四环素活性增强

基于等效电路模型参数计算的光伏组件隐裂故障诊断方法

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太阳能学报 2024年第5期45卷 481-489页

作者：高剑郭倩卫东顾鑫磊中国计量大学机电工程学院杭州310018 中国计量大学现代科技学院杭州310018

基于等效电路模型参数计算,提出一种光伏组件隐裂故障诊断方法。通过分析隐裂、热斑、电势诱导衰减(PID)和老化故障的产生和演化机理,研究不同故障对光伏组件输出特性的影响作用、模型参数的变化规律及其差异性。建立包含正/反向特性的... 详细信息

基于等效电路模型参数计算,提出一种光伏组件隐裂故障诊断方法。通过分析隐裂、热斑、电势诱导衰减(PID)和老化故障的产生和演化机理,研究不同故障对光伏组件输出特性的影响作用、模型参数的变化规律及其差异性。建立包含正/反向特性的光伏组件等效电路模型,根据模型参数计算结果,确定故障诊断特征量,提出隐裂故障的诊断方法。实验结果表明:所得光伏组件等效电路模型参数计算结果能够较高精度地拟合实验获得的I-V特性曲线;所确定的故障诊断特征量能够有效表征隐裂的发生和演化过程;所提故障诊断方法能够实现可靠的隐裂故障原因判定和程度估算。

关键词：光伏组件故障诊断参数提取等效电路模型隐裂

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基于TDLAS的近红外甲烷高灵敏检测技术

光子学报 2024年第3期53卷 243-250页

作者：刘海芹徐睿王振翔赵天琦赵春柳石岩陈亮中国计量大学光学与电子科技学院杭州310018 中国计量大学国家市场监管重点实验室(光传感与图像计量) 杭州310018

为增强甲烷气体检测技术的气体吸收率,提高检测灵敏度,利用可调谐二极管激光吸收光谱技术,采用中心波长为1 653.7 nm的分布反馈激光器作为光源,研制了有效光程为14.5 m的Herriott型气体吸收池,并采用波长调制光谱法进行甲烷气体浓度检... 详细信息

为增强甲烷气体检测技术的气体吸收率,提高检测灵敏度,利用可调谐二极管激光吸收光谱技术,采用中心波长为1 653.7 nm的分布反馈激光器作为光源,研制了有效光程为14.5 m的Herriott型气体吸收池,并采用波长调制光谱法进行甲烷气体浓度检测。结果表明,二次谐波峰值信号与甲烷气体浓度成较强的线性关系,线性度为0.998 52,检测下限为4.82 ppm;初始积分时间为1 s时的Allan方差为6.37 ppm;积分时间到112 s时,Allan方差为427 ppb,检测灵敏度为4.27×10^(-7)。

关键词：可调谐二极管激光吸收光谱甲烷气体检测波长调制法高灵敏 Herriott腔

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基于信号重采样频移处理的宽带ADCP分层校准方法

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仪器仪表学报 2024年第4期45卷 104-112页

作者：随超楼王敏何龙标杨平郑慧峰中国计量大学计量测试与仪器学院杭州310018 中国计量科学研究院北京100029

针对宽带声学多普勒流速剖面仪(ADCP)现有校准方法无法有效实现流速分层校准的问题,提出基于信号重采样频移处理的声波应答校准方法,通过应答换能器组分别接收ADCP各波束换能器发射信号,经分段重采样、时间窗补偿等处理,产生包含多普勒... 详细信息

针对宽带声学多普勒流速剖面仪(ADCP)现有校准方法无法有效实现流速分层校准的问题,提出基于信号重采样频移处理的声波应答校准方法,通过应答换能器组分别接收ADCP各波束换能器发射信号,经分段重采样、时间窗补偿等处理,产生包含多普勒频移信息的模拟回波信号,实现对宽带ADCP流速分层校准。为更符合真实水体散射情况,基于主动声呐方程建立了回波信号幅度计算模型。搭建了可适用于陆上和水下的宽带ADCP分层快速校准装置,对两个ADCP样机开展了校准实验,流速范围在0.01~10 m/s,测量不确定度优于0.3%v+5 mm/s(v为流速测量值)(k=2),并与水槽拖车法进行了对比验证。

关键词：声波应答法校准信号重采样处理流速分层时间窗补偿不确定度评定

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基于三维重构的乌鳢整皮剥离系统设计与试验

农业工程学报 2024年第1期40卷 100-111页

作者：翟晓东赵明岩蒋昕余林敏王炜智黄章炜中国计量大学机电工程学院杭州310018

针对乌鳢脂肪层薄、皮肉分离难度大、手工剥取效率低且存在安全隐患等问题,该研究设计了基于三维重构的乌鳢整皮自动剥离系统。针对其头部、鱼身、鱼尾截面变化剧烈,表皮黏滑难以固定、臀鳍坚硬严重干扰剥皮作业等特点,采集并分析其形... 详细信息

针对乌鳢脂肪层薄、皮肉分离难度大、手工剥取效率低且存在安全隐患等问题,该研究设计了基于三维重构的乌鳢整皮自动剥离系统。针对其头部、鱼身、鱼尾截面变化剧烈,表皮黏滑难以固定、臀鳍坚硬严重干扰剥皮作业等特点,采集并分析其形态特征参数,设计了装夹机构、切割机构、皮肉分离机构及剥皮终端。开发了视觉系统,对待剥皮对象进行三维重建,根据重建结果,通过算法控制、规划各执行机构路径,实现了乌鳢整皮快速、准确剥取。以单台乌鳢整皮剥离机的单尾鱼皮剥离时长、鱼皮剥取率、皮肉分离指数及鱼皮破损率为指标,对样机性能进行分析。试验结果表明:单尾鱼平均剥离时长为183 s,鱼皮剥取率均值为94.60%,皮肉分离指数均值为9.93,鱼皮破损率均值为6.25%,符合整皮剥离工艺要求。该研究结果可为鱼类整皮剥取自动化系统的研发与设计提供参考。

关键词：设计试验鱼皮剥离机乌鳢三维重构

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人机协同下智能广告造字设计研究

装饰 2024年第2期 124-126页

作者：陈海章张越人中国计量大学

人工智能大幅提高了智能造字的效率,但创意性和情感体验方面仍有待改进。本文以智能广告造字设计App为例,探讨智能广告造字与传统造字的差异,以设计思维—设计主体—设计客体的研究思路,归纳出三个转变:从机器思维到以人为本的设计思维... 详细信息

人工智能大幅提高了智能造字的效率,但创意性和情感体验方面仍有待改进。本文以智能广告造字设计App为例,探讨智能广告造字与传统造字的差异,以设计思维—设计主体—设计客体的研究思路,归纳出三个转变:从机器思维到以人为本的设计思维转变、从设计师到广告主的角色转变,以及从千人千面到见字如面的情感体验转变。本文拟为新技术背景下的字体设计提供新的研究思路,以便更好地促进智能广告造字的发展。

关键词：人机协同智能广告造字设计字体生成

基于多波长干涉的瞬态轮廓检测Mirau显微镜

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光子学报 2024年第1期53卷 57-65页

作者：龚玉婷吕鑫刘维孔明中国计量大学计量测试工程学院杭州310018

针对单波长Mirau干涉显微镜存在测量范围小和2π模糊等问题,提出了多波长Mirau偏振干涉显微镜,以实现微观轮廓的大动态范围测量的和表面粗糙度等显微结构的瞬态检测。系统利用R、G、B三个单色LED光源实现多波长干涉;利用彩色偏振相机获... 详细信息

针对单波长Mirau干涉显微镜存在测量范围小和2π模糊等问题,提出了多波长Mirau偏振干涉显微镜,以实现微观轮廓的大动态范围测量的和表面粗糙度等显微结构的瞬态检测。系统利用R、G、B三个单色LED光源实现多波长干涉;利用彩色偏振相机获取瞬态相移干涉条纹图,降低实时瞬态检测中复杂的环境扰动影响;利用线栅偏振片调节条纹对比度,满足不同被测对象的反射率检测要求。为验证系统方案的可行性,经过系统误差补偿校准后测量标称值为1.9939μm的标准微米台阶,结果与标称值的偏差约为5.4 nm。利用该方法与Wyko干涉仪对金刚石车削凸面反射镜表面微观轮廓和表面粗糙度进行测量,表面粗糙度测量结果均方根值偏差为3.7 nm,验证了该系统可实现高精度的大动态范围测量。

关键词：多波长干涉瞬态检测偏振成像 Mirau干涉显微镜误差校正