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基于表面等离激元的新型碲化铯光阴极研究

原子能科学技术 2024年第10期58卷 2220-2227页

作者：刘子硕戴责已关家宝刘兰忻钟建华姜增公王纪科聂元存武汉大学高等研究院湖北武汉430072 中国科学院上海高等研究院上海201210

目前已有研究将表面等离极化激元(SPPs)引入铜阴极和锑钾铯光阴极中,大幅提高其量子效率。碲化铯(Cs_(2)Te)光阴极是一种极佳的在紫外频段可应用于中高平均流强的光阴极材料,而常用贵金属介电函数在紫外频段过低无法满足SPPs激发要求。... 详细信息

目前已有研究将表面等离极化激元(SPPs)引入铜阴极和锑钾铯光阴极中,大幅提高其量子效率。碲化铯(Cs_(2)Te)光阴极是一种极佳的在紫外频段可应用于中高平均流强的光阴极材料,而常用贵金属介电函数在紫外频段过低无法满足SPPs激发要求。本研究通过微纳光栅结构将SPPs引入Cs_(2)Te光阴极,形成局域增强场以提高光子吸收率,并调节光电子初始激发分布。为探索SPPs对Cs_(2)Te光阴极性能的影响,使用蒙特卡罗方法模拟引入SPPs前后光阴极的光电发射过程。结果表明,引入SPPs会导致光电子数量增加,从而显著提高Cs_(2)Te光阴极的量子效率约60%,且增加的光电子大多数分布于深层界面附近,在逃逸过程中各类碰撞概率增加,使发射度基本保持不变。

关键词：碲化铯光阴极紫外频段表面等离极化激元量子效率热发射度

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窄脊型波导半导体激光器偏振与横模关系研究

红外与毫米波学报 2024年第2期43卷 158-165页

作者：宋梁贺钰雯王浩淼周坤杜维川李弋何林安胡耀张亮高平宽王欣阳高松信唐淳中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院高能激光重点实验室四川绵阳621900

基于有效折射率法建立了窄脊型波导数值计算模型,通过实验研究了InGaAs量子阱窄脊型波导半导体激光器偏振特性与横模之间的关系。根据理论计算,脊型波导中类TM模式在慢轴方向的有效折射率差更大,类TM模式的限制因子比类TE模式的限制因... 详细信息

基于有效折射率法建立了窄脊型波导数值计算模型,通过实验研究了InGaAs量子阱窄脊型波导半导体激光器偏振特性与横模之间的关系。根据理论计算,脊型波导中类TM模式在慢轴方向的有效折射率差更大,类TM模式的限制因子比类TE模式的限制因子更大、更容易出现慢轴高阶模式;而随着脊型波导的高度增加,快轴高阶模式被截断,类TE00模式的限制因子逐渐增加至与类TM00模式相近,慢轴高阶模式因其大的散射损耗被抑制,理论上可实现高偏振度、高光束质量激光输出。在实验方面,利用量子阱材料的增益偏振特性,通过脊型高度与宽度的设计,制备了高偏振度、基横模的窄脊型波导半导体激光器。

关键词：半导体激光器光束质量偏振度有效折射率法波导模式分析

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基于多模态信息融合的四足机器人避障方法

工程科学学报 2024年第8期46卷 1426-1433页

作者：吕友豪贾袁骏庄圆董琦中国科学技术大学先进技术研究院合肥230026 中国电子科学研究院北京100049

提出了一种全新的基于多模态信息融合技术的四足机器人避障方法.该方法将机器人的本体传感器信息与外部传感器信息相结合,以提高机器人在复杂环境下的决策能力.具体而言,该方法设计了一种多模态强化学习神经网络模型,使机器人能够从自... 详细信息

提出了一种全新的基于多模态信息融合技术的四足机器人避障方法.该方法将机器人的本体传感器信息与外部传感器信息相结合,以提高机器人在复杂环境下的决策能力.具体而言,该方法设计了一种多模态强化学习神经网络模型,使机器人能够从自身的传感数据和外部传感器数据中学习.该模型采用监督和非监督学习技术相结合的方法进行训练,以优化机器人在避障任务中的表现.此外,还创新地引入了Transformer层和注意力机制,使机器人能够有选择地关注相关的传感信息并过滤掉无关信息,提高在未知动态环境中的规划可靠性.该方法在具有不同障碍物、不平坦地形等具有挑战性的模拟环境中进行了评估.实验结果表明,所提出的方法相较于对照组可以显著提高四足机器人的避障成功率.此外,由于引入了注意力机制,所提出的算法在动态未知环境下也具有一定的可靠性,使其在实际应用中更加实用.本文的意义主要在于引入多模态信息融合技术和Transformer层,以提高机器人在避障任务中的表现.通过仿真环境的实验结果显示,该学习策略能够显著改善机器人的运动控制能力,并且多模态Transformer模型进一步增强了其性能使其具备优越的泛化性.此外,进一步的分析和可视化也表明了学习策略利用外部输入进行决策的有效性.

关键词：四足机器人路径规划强化学习信息融合 Transformer

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SOI晶体管和电路的瞬时电离辐射效应研究

核技术 2024年第4期47卷 66-72页

作者：杜川华段丙皇熊涔曾超中国工程物理研究院电子工程研究所绵阳621900

基于全介质隔离的绝缘硅(Silicon-on-insulator,SOI)器件与体硅器件的瞬时电离辐射效应存在差异,采用1 064 nm/12 ns激光装置开展了三种SOI晶体管的激光辐照试验,测试了不同激光能量下的晶体管光电流;采用脉冲γ射线辐射源开展了SOI集... 详细信息

基于全介质隔离的绝缘硅(Silicon-on-insulator,SOI)器件与体硅器件的瞬时电离辐射效应存在差异,采用1 064 nm/12 ns激光装置开展了三种SOI晶体管的激光辐照试验,测试了不同激光能量下的晶体管光电流;采用脉冲γ射线辐射源开展了SOI集成电路的瞬时γ剂量率辐射试验,测试了不同剂量率条件下的电路功能、电参数和触发器链状态。研究表明:在相同激光能量条件和相同特征尺寸条件下,SOI晶体管的光电流峰值约为体硅晶体管的3.5%;SOI集成电路在1.0×10^(9)~4.2×10^(11) rad(Si)·s^(-1)的试验剂量率范围内无闭锁效应,但存在显著的翻转效应,表现为功能短暂中断、电流和电压波动以及大量触发器状态错误。翻转效应的主要原因包括晶体管本身的翻转和印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)板级电路的电压波动。

关键词： SOI晶体管微控制器瞬时电离辐射效应光电流

微腔集成相干光源研究进展、通信应用及其未来展望

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电子科技大学学报 2024年第5期53卷 706-719页

作者：刘可为吴冰冰李芳中国信息通信研究院技术与标准研究所北京100191

凭借小体积、低功耗、可重构、低成本等优势,片上集成相干光源成为光计算、自动驾驶、高速光互联、5G/6G通信等领域极具潜力的光源方案。微腔集成相干光源结合片上集成和腔增强效应,显著增加了腔内光场功率,降低了泵浦阈值。该文介绍克... 详细信息

凭借小体积、低功耗、可重构、低成本等优势,片上集成相干光源成为光计算、自动驾驶、高速光互联、5G/6G通信等领域极具潜力的光源方案。微腔集成相干光源结合片上集成和腔增强效应,显著增加了腔内光场功率,降低了泵浦阈值。该文介绍克尔光频梳、微腔受激拉曼激光、二阶非线性光梳和微腔增强电光梳四大类微腔集成相干光源的原理和研究进展,针对谱宽、噪声、效率、功率四大关键性能指标逐一进行分析,介绍基于微腔集成相干光源在通信应用中的研究进展,并对其未来发展趋势进行展望。

关键词：集成相干光源克尔光频梳受激拉曼激光二阶非线性光梳微腔增强电光梳

双波长近红外拉曼光谱仪及在腐蚀产物分析中的应用

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 756-761页

作者：王茂成李赣程浩姜维陈广李海波中国工程物理研究院材料研究所表面物理化学重点实验室四川绵阳621908 中国工程物理研究院材料研究所四川绵阳621907

在拉曼光谱测试中某些物质存在荧光发射背景,由于荧光强度一般比拉曼散射强度高几个数量级,在荧光干扰时几乎无法获得有效的拉曼光谱信号。为抑制荧光背景,可选用近红外波段激光作为激发光源,而硅基探测器在1 000 nm以上波段时光量子效... 详细信息

在拉曼光谱测试中某些物质存在荧光发射背景,由于荧光强度一般比拉曼散射强度高几个数量级,在荧光干扰时几乎无法获得有效的拉曼光谱信号。为抑制荧光背景,可选用近红外波段激光作为激发光源,而硅基探测器在1 000 nm以上波段时光量子效率严重下降,导致近红外拉曼光谱仪器难以探测3 000 cm^(-1)以上的波段,存在荧光抑制效果与检测范围无法兼顾的问题。由于高波数的拉曼特征峰是识别材料种类和解析材料结构的重要依据,如氨基的N—H伸缩振动峰在3 300 cm^(-1)附近、 OH-伸缩振动峰在3 650 cm^(-1),这些基团是分析材料腐蚀产物、水合物、有机物等的重要依据。因此,迫切需要开发一种解决拉曼光谱仪器无法兼顾荧光抑制效果和检测光谱范围问题的方法。该工作提出一种采用光谱仪固定检测波段、 730和830 nm双波长激光“接力”激发的方案(即830 nm激发低波数拉曼、 730 nm激发高波数拉曼)。通过双激光波长“接力”激发、固定检测波段的新设计,可有效拓宽检测范围至200~3 700 cm^(-1),并且不会降低光谱分辨率(达到6 cm^(-1)),与此同时整机光路无机械可动部件,可靠性高便于实现便携式设计。通过样机进行测试,证明该技术方案具备高灵敏度、较好荧光抑制效果、宽检测范围和较高光谱分辨率等优势。通过研制的双波长近红外拉曼光谱仪获得了铀腐蚀产物、有机涂层下的LiH潮解产物的清晰拉曼信号,解决了特种材料无损检测的技术难题。该技术也适用于其他研究及检测领域,特别是拉曼散射截面小、荧光背景高的物质检测。由于双波长近红外拉曼光谱仪可覆盖200~3 700 cm^(-1)检测范围,为多数水合物、含羟基及氨基官能团物质的拉曼检测提供了一种可行的技术途径。

关键词：荧光抑制高波数无损检测便携式拉曼光谱仪双波长激发

FOX-7颗粒形貌对其热性能及放气量的影响

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火炸药学报 2024年第7期47卷 606-613,I0002页

作者：谢虓艾进于谦黄辉中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999 中国工程物理研究院四川绵阳621900

为获得FOX-7颗粒形貌对其热性能及放气量的影响规律,首先通过原位拉曼光谱证实了FOX-7的典型相变过程;采用差示扫描量热法(DSC)对比了原料FOX-7、重结晶FOX-7以及碾碎的重结晶FOX-7三种颗粒的转晶及热分解行为,并采用真空安定性测试比较... 详细信息

为获得FOX-7颗粒形貌对其热性能及放气量的影响规律,首先通过原位拉曼光谱证实了FOX-7的典型相变过程;采用差示扫描量热法(DSC)对比了原料FOX-7、重结晶FOX-7以及碾碎的重结晶FOX-7三种颗粒的转晶及热分解行为,并采用真空安定性测试比较了3种具有典型粒径及形貌差异的FOX-7的放气速率及放气量。结果表明,两种具有更多缺陷的FOX-7颗粒第一步热分解峰温度均低于重结晶样品;当FOX-7粒径较小,会导致其在DSC曲线上β到γ相变吸热峰消失;通过增加单次测试样品量或增加升温速率,增强相变热效应聚集,仍可观察到该相变过程;当加热时间相同,小粒径的FOX-7放气总量大于大粒径的颗粒;当大粒径颗粒表面具有缺陷,其放气量会更快达到最大值;当小粒径颗粒表明无明显缺陷,其加热初期放气量较小,但随着加热时间延长,其总放气量会显著增加并最终超过大粒径颗粒;FOX-7颗粒粒径决定了总放气量,而其颗粒缺陷决定了放气速率;苯胺类安定剂对FOX-7具有较好的放气抑制效果。

关键词：物理化学 1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯 FOX-7 颗粒形貌热分解晶型转变真空安定性

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宽带激光辐照平面薄膜靶的近前向散射

物理学报 2024年第12期73卷 260-266页

作者：龙欣宇王佩佩安红海熊俊谢志勇方智恒孙今人王琛中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所上海201800

激光等离子体相互作用(LPI)过程一直以来是惯性约束聚变(ICF)点火中重要的研究内容,宽带激光在理论上一直以来被认为具有抑制LPI的潜力.宽带二倍频激光装置——“昆吾”,为实验研究宽带激光LPI效果提供了可靠的实验研究平台.针对大尺度... 详细信息

激光等离子体相互作用(LPI)过程一直以来是惯性约束聚变(ICF)点火中重要的研究内容,宽带激光在理论上一直以来被认为具有抑制LPI的潜力.宽带二倍频激光装置——“昆吾”,为实验研究宽带激光LPI效果提供了可靠的实验研究平台.针对大尺度低密度等离子体的LPI过程中强烈的受激布里渊散射和受激拉曼散射信号,开展了相同条件下宽带和窄带激光驱动C_(8)H_(8)平面薄膜靶的透过激光、前向散射和大角度近前向散射的实验研究.主要针对宽带和窄带激光前向透过信号的组分和近前向散射的光谱及份额信息进行对比研究,发现宽带和窄带激光驱动的LPI过程具有显著差异.同时,初步结果显示宽带激光相比于窄带激光体现出更强的穿透能力,烧蚀靶并穿过等离子体的时间提前了近1 ns,透过能量提升了近10倍,穿透等离子体后有更小的空间发散角.这些结果对于更好地理解宽带激光对于LPI的作用效果具有很好的参考价值.

关键词：激光等离子体相互作用宽带激光受激布里渊散射受激拉曼散射

基于HTI介质地震曲率属性的地应力估算方法及其在威远地区的应用

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地球物理学报 2024年第5期67卷 1970-1986页

作者：曹欢赵杨帅达齐英涵陈刚李世昌非常规油气科学技术研究院中国石油大学(北京)北京102249 中国石油新疆油田公司勘探开发研究院克拉玛依834000 中国石油勘探开发研究院北京100083

在非常规油气藏的开发和勘探阶段,为了形成有利于油气集聚和运移的裂缝,需要对储层进行水力压裂,而地应力是进行水力压裂的重要参数.目前,传统的三维地质力学建模方法是估算地应力的有效手段,其主要通过井间插值得到三维地应力结果.但是... 详细信息

在非常规油气藏的开发和勘探阶段,为了形成有利于油气集聚和运移的裂缝,需要对储层进行水力压裂,而地应力是进行水力压裂的重要参数.目前,传统的三维地质力学建模方法是估算地应力的有效手段,其主要通过井间插值得到三维地应力结果.但是,在井稀疏的区域会产生较大误差.考虑到三维地震数据具有空间连续性的特点.本文提出了一种融入地震曲率属性的HTI介质组合弹簧模型,该模型突破了传统地质力学中水平构造应变为常数的假设.首先,通过叠前AVO反演和PNN神经网络预测得到杨氏模量和泊松比这两个力学参数;其次,对地震方位波阻抗进行椭圆拟合预测裂缝密度.之后,基于薄板理论,引入三维地震曲率属性来表征水平构造应变的影响.最后,利用融入地震曲率属性的HTI介质组合弹簧模型估算三维地应力场.将该方法应用于川南威远工区,结果表明,本文提出的新方法与传统地质力学的结果吻合较好,能够获得更高精度、更高分辨率的真三维地应力场,且能较好的反映出构造细节.验证了该方法的可行性和准确性.

关键词：地应力曲率属性 AVO反演方位各向异性阻抗裂缝密度