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煤热解中痕量乙烯在线激光吸收光谱检测

光学精密工程 2024年第5期32卷 670-677页

作者：段政孟星星李凯亮孙小聪田亚莉宫廷李传亮邱选兵蔡廷栋太原科技大学应用科学学院山西省精密测量与在线检测装备工程研究中心山西省光场调控与融合应用技术创新中心山西太原030024 江苏师范大学物理与电子工程学院江苏徐州221116

为了实现煤热解过程中痕量乙烯(C2H4)标识气体的在线识别与检测,结合波长调制与长光程技术,搭建了煤热解乙烯在线激光吸收光谱检测装置。采用中心波长为1620 nm通信波段DFB激光器作为激光光源,有效光程为15 m的多光程吸收池为样品吸收池... 详细信息

为了实现煤热解过程中痕量乙烯(C2H4)标识气体的在线识别与检测,结合波长调制与长光程技术,搭建了煤热解乙烯在线激光吸收光谱检测装置。采用中心波长为1620 nm通信波段DFB激光器作为激光光源,有效光程为15 m的多光程吸收池为样品吸收池,利用SR830进行波长解调,通过二次谐波信号反演得到乙烯浓度。使用高精度流量控制器,利用高纯氮气稀释乙烯配比,制备得到10×10^(-6)到90×10^(-6)的标准乙烯样气,其线性拟合的相关系数R2为0.9989;对浓度为20×10^(-6)的乙烯进行连续4000 s的Allan方差分析,实验结果表明,检测极限为121×10^(-9)。为了研究不同气体氛围下煤热解过程中乙烯浓度的演化规律,控制气体流速为150 mL/min,分别在氮气、空气以及合成空气中对乙烯标识气体的释放过程进行热重分析实验。研究发现,当温度小于500℃时,3种气体环境下乙烯释放量较少且基本一致,当温度在500~700℃时,氮气环境中乙烯释放量要远高于其他两种气体,但空气中乙烯释放的增速最快,最大释放量约为40×10^(-6),温度高于700℃时乙烯释放量均开始减少。这一结果为进一步探索煤热解中乙烯的生成机理提供了理论和实验基础。

关键词：可调谐半导体激光吸收光谱技术乙烯 Allan方差波长调制煤热解

低温溶液加工CsPbBr纳晶薄膜制备钙钛矿太阳电池

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物理学报 2024年

作者：张喜生晏春愉胡李纳王景州姚陈忠运城学院山西省智能光电传感应用技术创新中心运城学院山西省光电信息科学与技术实验室

溶液法制备钙钛矿多晶薄膜过程中，不仅使用有毒溶剂配置前驱液，而且热处理仍是诱导钙钛矿晶粒生长的主要途径，这项工艺会增加能耗，还阻碍柔性电池的发展。为消除有毒溶剂的使用和高温处理，本文通过低温溶液加工CsPbBr3纳晶薄膜获... 详细信息

溶液法制备钙钛矿多晶薄膜过程中，不仅使用有毒溶剂配置前驱液，而且热处理仍是诱导钙钛矿晶粒生长的主要途径，这项工艺会增加能耗，还阻碍柔性电池的发展。为消除有毒溶剂的使用和高温处理，本文通过低温溶液加工CsPbBr3纳晶薄膜获得相应的多晶薄膜，应用到太阳电池中。首先热注入法制备CsPbBr3纳米晶（简称纳晶NC）墨汁前驱液，并采用旋涂法制备其纳晶薄膜。大气环境下，CsPbBr3纳晶薄膜经Pb（SCN）2与NH4Br乙酸甲酯饱和溶液处理制备CsPbBr3多晶薄膜，将其作为吸收层制备钙钛矿太阳电池，有效的提高了电池的性能，电池效率达到8.43%。研究表明：Pb（SCN）2与NH4Br乙酸甲酯（MA）饱和溶液不仅可以使得纳晶继续结晶生长，同时还可以有效地钝化钙钛矿薄膜中的缺陷。采用该方法制备CsPbBr3多晶薄膜过程中，既无高温处理，也无高沸点毒性溶剂的使用，同时适用于刚性和柔性电池的制备。

关键词： CsPbBr 纳米晶多晶钙钛矿太阳电池

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基于压缩态光场的量子增强型光学相位追踪

物理学报 2024年第5期73卷 127-132页

作者：孙小聪李卫王雅君郑耀辉太原科技大学应用科学学院山西省精密测量与在线检测装备工程研究中心山西省光场调控与融合应用技术创新中心太原030024 山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室太原030006

量子增强型光学相位追踪作为高精度跟踪和测量光学相位的量子光学技术,在目标定位、量子测距以及相控阵雷达和唢呐等领域中有着重要应用.本文提出一种基于压缩态光场的量子增强型光学相位追踪协议.采用中心波长为1064 nm的连续固体激光... 详细信息

量子增强型光学相位追踪作为高精度跟踪和测量光学相位的量子光学技术,在目标定位、量子测距以及相控阵雷达和唢呐等领域中有着重要应用.本文提出一种基于压缩态光场的量子增强型光学相位追踪协议.采用中心波长为1064 nm的连续固体激光光源,结合光学参量振荡器以及Pound-Drever-Hall(PDH)锁定技术,制备得到初始压缩度为(8.0±0.2)dB的相位压缩态光场.通过信号调制及解调技术,实现对压缩态光场相位的控制,从而实现对光学相位0-2π范围内的量子增强型追踪.与经典协议相比,这一协议可以将相位追踪的噪声起伏抑制至散粒噪声基准以下至少6.27 dB,实现了相位追踪精度至少76.4%的量子增强.由于到达角估计、相控阵雷达、相控阵唢呐等应用领域对相位测量精度要求极高,这一协议有望将相位估计的精度提高至突破散粒噪声极限,为相关领域提供压缩光源,也为更高精度的空间定位及量子测距技术提供理论和实验基础.

关键词：光学参量振荡压缩态光场相位估计光学相位追踪

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折射率对碳点基发光太阳能聚光器光电性能的影响

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发光学报 2024年第10期45卷 1724-1731页

作者：白静静许凤利李鹏炬李歆徐文军翟燕太原工业学院材料工程系山西太原030008 太原科技大学应用科学学院山西省光场调控与融合应用技术创新中心山西太原030024 山西量界数字科技有限公司山西太原030021

发光太阳能聚光器作为一种新型的实现低成本电力的潜在光伏技术已经引起了广泛的关注。选择合适的荧光基质和性能优异的光波导介质成为该技术得以推广应用的关键。目前,多数研究者把目光聚焦在荧光基质光学性能的提高上,对光波导介质性... 详细信息

发光太阳能聚光器作为一种新型的实现低成本电力的潜在光伏技术已经引起了广泛的关注。选择合适的荧光基质和性能优异的光波导介质成为该技术得以推广应用的关键。目前,多数研究者把目光聚焦在荧光基质光学性能的提高上,对光波导介质性能的优化却鲜有报道。本文使用邻苯二甲酸和邻苯二胺两种前驱体,一步微波法快速高效地合成了一种晶态碳点。鉴于该碳点具有绿色荧光,荧光量子产率超过80%,并且吸收和发射光谱间存在较大的斯托克斯位移,适合作为新型太阳能聚光器用荧光基质。另外,采用预聚体法制备了高透明的聚氨酯膜,并作为发光太阳能聚光器用光波导介质研究了其光学性能。通过引入硫元素,该薄膜的折射率从1.483提高到1.547,这直接导致利用所制备的碳点作为荧光基质封装的聚氨酯薄膜型发光太阳能聚光器器件的光电转换效率提升了41%。该结果不仅证实了聚氨酯作为光波导介质的可行性,更为通过改良光波导介质的折射率来提高光传输的研究方法提供了实验依据。

关键词：晶态碳点光波导介质折射率发光太阳能聚光器光电转换效率

茉莉酸在L-谷氨酸诱导的番茄果实抗性中的作用

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中国食品学报 2024年第2期24卷 210-217页

作者：杨佳丽韩笑王腾飞狄建兵刘亚平王愈山西农业大学食品科学与工程学院山西晋中030801 山西省果蔬贮藏保鲜与加工技术创新中心山西晋中030801

为解析植物激素茉莉酸在化学激发子L-谷氨酸诱导抗性机制中的作用,以番茄果实为对象,经0.1 mg/mL L-谷氨酸和0.1 mmol/L茉莉酸甲酯处理后接种链格孢菌孢子悬浮液,观察果实的发病率。采用实时荧光定量PCR方法从转录水平上分析L-谷氨酸对... 详细信息

为解析植物激素茉莉酸在化学激发子L-谷氨酸诱导抗性机制中的作用,以番茄果实为对象,经0.1 mg/mL L-谷氨酸和0.1 mmol/L茉莉酸甲酯处理后接种链格孢菌孢子悬浮液,观察果实的发病率。采用实时荧光定量PCR方法从转录水平上分析L-谷氨酸对果实茉莉酸合成路径和信号路径上关键基因表达的影响。结果显示:番茄果实经L-谷氨酸处理后其发病率较对照组下降了35%,而在茉莉酸甲酯处理组中,L-谷氨酸与对照组发病率无显著差异;茉莉酸路径上编码脂氧合酶、丙二烯氧化物合酶、丙二烯氧化物环化酶、冠菌素不敏感蛋白1、转录因子MYC2和蛋白酶抑制剂PI-II的基因不同程度地被L-谷氨酸下调表达,同时茉莉酸信号路径的负调控因子JAZ1则被诱导上调表达。综上,在番茄果实与链格孢菌互作中,L-谷氨酸可能通过抑制果实的茉莉酸路径来调控对病原菌的防御反应,这解析了L-谷氨酸作为激发子响应病原菌侵染的抗性机制,也为其商业化应用提供理论依据。

关键词： L-谷氨酸诱导抗性茉莉酸果实腐烂

双曲余弦高斯涡旋光束在gRIN光纤传输的相位奇点演化特性

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光电子·激光 2024年

作者：秦燕文任乃奎尹晓金霍楠李晋红王静太原科技大学应用科学学院山西省光场调控与融合应用技术创新中心

基于柯林斯衍射积分公式，研究了双曲余弦高斯涡旋光束(vortex cosine-hyperbolic-gaussian beam，vCHgB)在径向梯度折射率(gradient index，gRIN)光纤传输过程中相位奇点的演化特性。推导出vCHgB在gRIN光纤中传输的电场解析表达式。通... 详细信息

基于柯林斯衍射积分公式，研究了双曲余弦高斯涡旋光束(vortex cosine-hyperbolic-gaussian beam，vCHgB)在径向梯度折射率(gradient index，gRIN)光纤传输过程中相位奇点的演化特性。推导出vCHgB在gRIN光纤中传输的电场解析表达式。通过数值模拟研究了光束调制参数和拓扑荷数对光束传输特性的影响。结果表明：当光束拓扑荷数大于2时，相位奇点会发生分裂，拓扑荷数不同相位奇点的分裂规律也不同；在传输过程中，光束的光强分布、相位分布以及分裂的相位奇点与原点的间距均随传输距离的增大而呈现周期性变化；此研究结果在大容量高速率光纤通信领域具有潜在的应用价值。

关键词：双曲余弦高斯涡旋光束梯度折射率光纤传输特性奇点分裂

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涡旋阵列光束对二氧化硅微球的俘获

光电子·激光 2024年

作者：杨晨师鹏博王洁尹晓金太原科技大学应用科学学院山西省光场调控与融合应用技术创新中心

本文研究了高斯涡旋阵列光束在源平面的电场表达式和光强分布，基于ABCD矩阵与Collins公式得到了通过透镜聚焦后的电场表达式及其光强分布，分析了在瑞利散射机制下该光束对二氧化硅微球产生的光辐射力。聚焦后的光强分布会受到阵列中... 详细信息

本文研究了高斯涡旋阵列光束在源平面的电场表达式和光强分布，基于ABCD矩阵与Collins公式得到了通过透镜聚焦后的电场表达式及其光强分布，分析了在瑞利散射机制下该光束对二氧化硅微球产生的光辐射力。聚焦后的光强分布会受到阵列中光束的拓扑荷的影响，这将决定其对瑞利微球的光学俘获能力。研究表明，二氧化硅微球可以在光强极大值处被三维稳定俘获，通过调节阵列中光束的拓扑荷，微球被稳定俘获的位置发生改变。通过对比散射力、布朗力、重力等与梯度力的大小，分析了除散射力外的力是否会使位置发生偏移，进而得出了该阵列在不同拓扑荷组合的情况下能稳定俘获的微球半径的范围。

关键词：涡旋光束光学俘获光辐射力瑞利散射理论

基于CiteSpace的果蔬壳聚糖保鲜研究热点和可视化分析

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果树学报 2024年第9期41卷 1846-1861页

作者：李俐刘亚平王伟曹亚楠狄建兵王愈张立新山西农业大学·山西省果蔬贮藏保鲜与加工技术创新中心山西太谷030800

【目的】分析壳聚糖在果蔬保鲜中的应用研究热点。【方法】基于文献计量学方法,利用1991—2023年CNKI和WOS数据库,对壳聚糖在果蔬保鲜领域的930篇中文和803篇英文文献进行可视化分析,使用Citespace作图,分别从年代、作者、机构、国家、... 详细信息

【目的】分析壳聚糖在果蔬保鲜中的应用研究热点。【方法】基于文献计量学方法,利用1991—2023年CNKI和WOS数据库,对壳聚糖在果蔬保鲜领域的930篇中文和803篇英文文献进行可视化分析,使用Citespace作图,分别从年代、作者、机构、国家、研究热点、演进趋势等几个层面进行归纳统计。【结果】1991—2023年发文量整体呈上升趋势,到2022年底,中文和外文文献发文量分别为47篇和100篇,CNKI数据库发文量排名前三的期刊是《食品工业科技》《食品科学》《食品研究与开发》,WOS数据库发文量排名前三的期刊是Food Chemistry(42篇)、Scientia Horticulturae(41篇)和Postharvest Biology And Technology(39篇)。发文量排名前3的国家是中国、印度、美国。研究机构主要为高校和研究所。从研究热点来看,主要集中在壳聚糖复合膜、壳聚糖保鲜机制、与新兴科技手段结合、壳聚糖结合其他处理等领域。【结论】依据文献的分析总结了目前壳聚糖在果蔬保鲜领域的发展,为后续研究提供帮助。

关键词：果蔬壳聚糖 CiteSpace 知识图谱保鲜热点

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面向数字政府的量子安全加密通信框架

山西大学学报(自然科学版) 2024年第4期47卷 815-822页

作者：盛佃清山西省人大常委会民族宗教侨务外事工作委员会山西省信息技术应用创新工程研究中心

随着数字政府建设的推进，数据安全和通信的保密性显得尤为重要。传统加密技术如非对称加密（RivestShamir-Adleman,RSA）和椭圆曲线密码学（Elliptic Curve Cryptography,ECC）面临被破解的风险，特别是量子计算机上的Shor算法。因此... 详细信息

随着数字政府建设的推进，数据安全和通信的保密性显得尤为重要。传统加密技术如非对称加密（RivestShamir-Adleman,RSA）和椭圆曲线密码学（Elliptic Curve Cryptography,ECC）面临被破解的风险，特别是量子计算机上的Shor算法。因此量子密码学研究探索适用于数字政府的量子安全加密通信算法满足政府通信的特点，如大规模数据传输、多种通信参与者以及高安全性要求。本文提出了一套针对数字政府特定需求的量子威胁应对策略，包括对现有数字政府加密体系的威胁评估及定制化适应性策略；开发了新型的量子安全加密通信框架，并设计了量子加密协议（Quantum Enhanced Secure Communication Protocol,QESCP）。该框架考虑到政府通信的特点，如大规模数据传输、多种通信参与者以及高安全性要求，融合了量子密钥分发和特定的量子密码技术。通过仿真验证，算法在模拟的噪声环境下的通信效率达到了92.5%，同时对抗量子计算机攻击显示出了较高的安全性。

关键词：数字政府量子安全量子密钥分发加密通信量子通信应用