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基于相位压缩态的到达角估计

量子光学学报 2024年第2期30卷 38-44页

作者：孙小聪田亚莉宫廷周月婷郭古青和小虎邱选兵李传亮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

到达角估计作为高精度追踪的关键光学技术,在目标定位、量子测距以及相控阵雷达等领域中有着重要应用。本文提出一种基于相位压缩态的到达角估计协议,采用中心波长为1064 nm的连续固体激光光源、光学参量振荡器及可变分束器,实现最高纠... 详细信息

到达角估计作为高精度追踪的关键光学技术,在目标定位、量子测距以及相控阵雷达等领域中有着重要应用。本文提出一种基于相位压缩态的到达角估计协议,采用中心波长为1064 nm的连续固体激光光源、光学参量振荡器及可变分束器,实现最高纠缠度为(6.1±0.2)dB的纠缠态光场制备。通过调控传感节点的调制相位,实现对两个传感节点0~2π相位的精准扫描,从而可以实现突破散粒噪声极限的到达角估计。与经典协议相比,这一协议可以将到达角估计的噪声起伏抑制至散粒噪声基准以下至少5.9 dB,使得到达角精度提高74.1%以上。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：光学参量振荡纠缠态光场相位估计

不同极化状态下平顶涡旋光束的传输动力学特性

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激光与光电子学进展 2024年

作者：王渊博郭苗军姜其畅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运城学院物理与电子工程系

基于ABCD传输矩阵、广义惠更斯-菲涅耳原理和正则动量理论，研究不同极化状态下平顶涡旋光束的传输动力学特性。数值模拟与分析了光束在传输过程中能量、动量、自旋角动量和轨道角动量等动力学参量的分布。研究发现，拓扑荷等于零时，... 详细信息

基于ABCD传输矩阵、广义惠更斯-菲涅耳原理和正则动量理论，研究不同极化状态下平顶涡旋光束的传输动力学特性。数值模拟与分析了光束在传输过程中能量、动量、自旋角动量和轨道角动量等动力学参量的分布。研究发现，拓扑荷等于零时，左旋和右旋圆偏振光束的能量通量密度旋转方向相反，柱矢量光束的能量通量密度的方向是圆对称并且向外发散；拓扑荷不等于零时，光场的能量通量密度不会因为极化状态的改变而发生变化。自旋角动量是电磁场的一个独立的动力学性质，它与光束的极化状态有关，并且当拓扑荷相反时，圆偏振光束的自旋角动量密度分布相同，柱矢量光束的自旋角动量密度分布相反。动量和轨道角动量与电磁场的局部梯度成正比，不随极化状态的改变而发生变化，只受到拓扑荷的影响。

关键词：物理光学平顶涡旋光束自旋角动量轨道角动量

基于πPS-FBg传感技术的激光超声水下铝板缺陷检测研究

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河南师范大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 46-51,I0006页

作者：郭古青白盛康田亚莉宫廷孙小聪周月婷邱选兵李传亮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

为实现水下金属构件在线服役状态的在线评估,搭建了一套基于激光超声和π相移光纤布拉格光栅(πPS-FBg)的水下板材缺陷检测系统.为了研究水下激光超声传播规律,以6061铝合金板材为测试样品,进行了不同水深下的激光超声探测实验.与空气... 详细信息

为实现水下金属构件在线服役状态的在线评估,搭建了一套基于激光超声和π相移光纤布拉格光栅(πPS-FBg)的水下板材缺陷检测系统.为了研究水下激光超声传播规律,以6061铝合金板材为测试样品,进行了不同水深下的激光超声探测实验.与空气中超声传播相比,实验发现水下πPS-FBg多接收到一个超声波信号,此信号是激光第一次与水面作用产生的纵波信号.随着激励源与πPS-FBg传感距离的增加,超声信号在时域上也延迟增加;πPS-FBg接收的激光激励的首个超声波信号的波速为2871.91 m/s,缺陷反射波的波速为2911.02 m/s,其与铝板中超声表面波的速度接近,两者的相对误差分别为1.3%和0.03%.改变激励源与缺陷的距离,发现缺陷的定位精度与缺陷距离无关,缺陷位置的定位相对误差随着距离的增大而逐渐减小.本研究为水下金属构件的在线服役状态检测提供了一种潜在应用技术(包括在南水北调工程中),对于提高水下结构的安全性和可靠性具有一定意义.

关键词：激光超声 π相移光纤布拉格光栅 6061铝合金无损检测缺陷定位南水北调工程

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空位扩散诱导点缺陷环与富Cu相的相互作用

稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 834-840页

作者：裴嘉琪侯华杨文奎赵宇宏中北大学山西太原030051 教育部共建高性能铝/镁合金材料开发及应用协同创新中心山西太原030051 北京科技大学北京市材料基因工程高精尖创新中心北京100083 太原科技大学山西太原030024

辐照诱导产生的点缺陷会加速核电站材料微观组织的演变,在很大程度上影响反应堆的寿命。本研究基于相场法的四元连续相场模型,耦合了空位和间隙原子,利用该模型模拟了Fe-15%Cu-1%Ni-1%Mn(原子分数)合金在空位扩散机制下的相分离,研究了... 详细信息

辐照诱导产生的点缺陷会加速核电站材料微观组织的演变,在很大程度上影响反应堆的寿命。本研究基于相场法的四元连续相场模型,耦合了空位和间隙原子,利用该模型模拟了Fe-15%Cu-1%Ni-1%Mn(原子分数)合金在空位扩散机制下的相分离,研究了点缺陷与富Cu相的相互作用机制。结果表明,空位和间隙原子会促进富Cu相的长大和粗化,点缺陷浓度的升高会促进相分离,加快析出相的失稳分解速率,并且升高温度会延缓Cu原子和空位环的生长和粗化,点缺陷也可以增加一定的屈服强度,为探究空位扩散机制影响抗辐照材料性能方面提供了新的思路。

关键词：相场法点缺陷富Cu析出相空位间隙原子

不同施肥水平对三年生黄芩产量和品质的影响及肥料效应研究

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核农学报 2024年第9期38卷 1790-1797页

作者：苗慧锋黄高鉴王科郭军玲杨治平山西农业大学资源环境学院/土壤环境与养分资源山西省重点实验室山西太原030031 硝基肥料山西省技术创新中心山西太原030031

为明确氮、磷、钾肥配施对三年生黄芩(Scutellaria baicalensis georgi.)产量和品质的影响以及获得高产优质的推荐肥料量,本研究采用“3414”施肥方案进行田间小区试验,测定收获期黄芩的产量、黄芩苷和黄芩素含量并计算经济效益,建立氮... 详细信息

为明确氮、磷、钾肥配施对三年生黄芩(Scutellaria baicalensis georgi.)产量和品质的影响以及获得高产优质的推荐肥料量,本研究采用“3414”施肥方案进行田间小区试验,测定收获期黄芩的产量、黄芩苷和黄芩素含量并计算经济效益,建立氮磷钾肥施用量与黄芩产量、有效成分含量和经济效益的效应函数模型,并通过解析模型得到高产优质的施肥量。结果表明,氮磷钾肥配施可有效提高黄芩的产量和经济效益,且能不同程度提高黄芩有效成分的含量,以N 120 kg·hm^(-2)、P2O575 kg·hm^(-2)、K_(2)O 105 kg·hm^(-2)施肥处理效果最佳。产量和经济效益的效应函数表明,氮、磷、钾肥对黄芩产量和经济效益的影响均表现为氮>钾>磷;当氮磷钾肥施用量分别为125.93~137.32、85.85~95.10和118.20~131.46 kg·hm^(-2)时,黄芩的产量和经济效益最高。将上述获得高产和高经济效益的施肥量应用在黄芩苷和黄芩素的效应函数中,得出高产和高经济效益施肥量下的黄芩苷含量为17.36%~17.70%,黄芩素含量为1.43%~1.55%;与单因素效应函数推荐的最大值相比,黄芩苷和黄芩素含量仅降低0.01~0.49和0.03~0.14个百分点。因此,实现黄芩高产优质栽培的氮、磷、钾肥施用量分别为N 125.93~137.32 kg·hm^(-2)、P2O585.85~95.10 kg·hm^(-2)、K_(2)O 118.20~131.46 kg·hm^(-2)。本研究结果可为黄芩的科学施肥提供理论依据。

关键词：药用植物 3414配方施肥产量有效成分肥料效应

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燃煤锅炉高温腐蚀气体激光在线监测设备研究

中国光学（中英文） 2024年第5期17卷 1060-1067页

作者：李龙师帅宫廷田亚莉郭古青邱选兵熊小鹤李传亮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 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049

燃煤锅炉燃烧场的经济性、安全性和环保性对于智慧电厂建设具有重要意义。H2S和CO是燃煤锅炉燃烧场的两种主要高温腐蚀气体,它们不仅腐蚀锅炉近壁面,尾气对大气环境的危害也极其严重。基于近红外可调谐半导体激光吸收光谱技术,结合波长... 详细信息

燃煤锅炉燃烧场的经济性、安全性和环保性对于智慧电厂建设具有重要意义。H2S和CO是燃煤锅炉燃烧场的两种主要高温腐蚀气体,它们不仅腐蚀锅炉近壁面,尾气对大气环境的危害也极其严重。基于近红外可调谐半导体激光吸收光谱技术,结合波长调制光谱技术和频分复用技术,研制了一款无人值守的燃煤锅炉主燃区的H_(2)S和CO气体浓度实时在线监测设备。仿真模拟了6335~6341 cm^(-1)范围内的气体吸收光谱,并选定1.5μm附近的近红外激光器作为激光光源。研制了一套耐高温耐腐蚀的Herriott型多光程池,使激光与气体相互作用的有效光程达15 m;开发了硬件电路及相应的固件程序,实现了H2S和CO吸收光谱信号的二次解调与浓度反演。线性度和Allan方差实验表明,其线性拟合相关系数分别为0.9998和0.9995,在73 s和53 s的积分时间下,H_(2)S和CO的最低检测极限分别为0.2×10^(-6) mol/mol和0.344×10^(-6) mol/mol。最后,将研制的设备在某300 MW电负荷的四角切圆燃煤锅炉主燃区燃烧气氛场进行应用示范,对水冷壁附近的H2S和CO进行同步测量。结果表明,锅炉中H2S和CO的浓度呈正相关,厌氧燃烧会导致两种气体的含量增加,造成对水冷壁的腐蚀。

关键词：锅炉水冷壁腐蚀波长调制光谱频分复用高温多光程吸收池长期在线监测

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基于各向异性介质理论的煤系地震数据高分辨处理方法与应用

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煤田地质与勘探 2024年第6期52卷 145-153页

作者：李慧婷常锁亮张生关雯元赵兴王唯骞澹台明君高凯欣太原理工大学地球科学与工程系山西太原030024 三气共采省技术创新中心山西太原030024 山西省地质调查院山西太原030006 山地物探技术有限公司山西晋中030600

【目的】随着深部资源勘探开发的重要性不断提高,对高精度地震勘探提出了新要求。针对具有强各向异性的含煤地层,传统基于各向同性的资料处理方法不再适用。【方法】提出一种基于水平横向各向同性介质(Transverse Isotropy Medium with ... 详细信息

【目的】随着深部资源勘探开发的重要性不断提高,对高精度地震勘探提出了新要求。针对具有强各向异性的含煤地层,传统基于各向同性的资料处理方法不再适用。【方法】提出一种基于水平横向各向同性介质(Transverse Isotropy Medium with Vertical Symmetry Axis,VTI)和方位各向异性介质(Transverse Isotropy with Horizontal Axis of Symmetry,HTI)联合处理的地震数据处理方法。首先,针对含煤地层沉积特征,分析VTI介质特点,采用高阶动校正处理,可以有效消除各向异性在大偏移距数据中引起的同相轴弯曲,保证共反射点远近道能达到同相,提高数据叠加成像质量。其次,针对构造裂隙发育特征,立足于HTI介质的方位各向异性分析,采用OVT域处理方法,通过建立方位各向异性参数场去除不同方位角差异对数据的影响。联合应用上述2种处理方法,通过制定合理的处理流程,优选关键参数,搭建一套实用的、适合目标地层的各向异性处理校正方法,解决含煤地层在复杂条件下的速度分析、叠加等问题,从而提高煤系地震数据的分辨率和解释精度。【结果和结论】实际应用结果表明,新方法获得的地震数据主频更高、频带更宽,在小构造特征识别和古地理环境刻画方面更具优势,为精细地质解释提供了有力支撑。同时也强调了对含煤地层进行各向异性处理的必要性,推动各向异性处理技术的在宽方位地震勘探中的应用。

关键词：含煤地层 VTI介质 HTI介质高阶动校正 OVT处理

豆蔻酸盐/磷酸酯羟基铝诱导PP结晶行为影响

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工程塑料应用 2024年第2期52卷 116-122页

作者：张咪林福华山西省化工研究所(有限公司) 太原030000 炭基聚合物材料改性省技术创新中心太原030000 山西工程科技职业大学山西晋中030600

为了研究不同金属种类的豆蔻酸盐与双[2,2′-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸]羟基铝(APAl-OH)复配后对聚丙烯(PP)结晶行为的协效作用,将一价金属豆蔻酸盐(14Li,14Na,14K)和二价金属豆蔻酸盐(14Zn)分别与APAl-OH共混形成复配成核剂体... 详细信息

为了研究不同金属种类的豆蔻酸盐与双[2,2′-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸]羟基铝(APAl-OH)复配后对聚丙烯(PP)结晶行为的协效作用,将一价金属豆蔻酸盐(14Li,14Na,14K)和二价金属豆蔻酸盐(14Zn)分别与APAl-OH共混形成复配成核剂体系,通过熔融共混的方法添加到PP基体中制备了PP复合材料。采用差示扫描量热仪研究了复配成核剂体系对PP结晶性能的影响以及复配成核剂体系中不同金属种类的豆蔻酸盐与APAl-OH之间的协效结晶作用;采用偏光显微镜研究了复配成核剂体系细化PP球晶的能力。结果表明,当一价金属豆蔻酸盐(14Li,14Na,14K)与APAl-OH复配后,其复配成核剂体系促进PP结晶的能力随金属相对原子质量的增加而呈先上升后下降的趋势,其中14Na与APAl-OH的协效结晶作用最突出,相比于纯PP的结晶活化能(366.17 kJ/mol),PP/APAl-OH-14Na的结晶活化能下降至228.75 kJ/mol,相比于纯PP的结晶温度(110.2℃),PP/APAl-OH-14Na的结晶温度提高至126.9℃。当二价金属豆蔻酸盐(14Zn)与APAl-OH复配后,其复配成核剂体系促进PP结晶的能力不如单独添加APAl-OH,这说明14Zn与APAl-OH之间并无协效结晶的作用。

关键词：聚丙烯磷酸酯盐类成核剂复配协效作用结晶机理

室温驱动腐植酸钠基碳纳米簇用于荧光比色检测银离子和温度传感

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高等学校化学学报 2024年第6期45卷 44-60页

作者：李林马静许畅琳陈彤瑶郭衡瑶李紫悠武文鑫太原师范学院化学与材料学院晋中030619 山西省腐植酸工程技术研究中心晋中036019 山西省蛋白质基功能材料实验室晋中036019

基于氢键结合自组装策略,以富含羟基的高生物相容性煤源腐植酸钠大分子和抗坏血酸为原料,通过绿色经济的室温方法构建了一种低毒水溶性青色荧光碳纳米簇(HAN-CNCs).研究发现,在p H=5.0条件下,Ag^(+)可与HAN-CNCs表面的C=N/C=O基团配位结... 详细信息

基于氢键结合自组装策略,以富含羟基的高生物相容性煤源腐植酸钠大分子和抗坏血酸为原料,通过绿色经济的室温方法构建了一种低毒水溶性青色荧光碳纳米簇(HAN-CNCs).研究发现,在p H=5.0条件下,Ag^(+)可与HAN-CNCs表面的C=N/C=O基团配位结合,从而诱导HAN-CNCs发生荧光静态猝灭,实现对Ag^(+)较宽线性范围(5.0~300μmol/L)和较低检出限(27.5 nmol/L)的特异灵敏检测.进一步观察发现,Ag^(+)与HAN-CNCs相互作用后,HAN-CNCs在日光灯下由淡黄色变为灰蓝色,在紫外灯下由青色荧光变为蓝紫色,基于此,将HAN-CNCs制作成便携式纸基传感器,通过手机分析测试条颜色的g/B值,实现了Ag^(+)的视觉比色荧光检测.此外,HAN-CNCs在20~85℃范围内表现出优异的可逆热响应性能,有望作为一种温度传感器.荧光显微镜成像测试发现,HAN-CNCs在选择性检测活细胞中的Ag^(+)时表现出低生物毒性和优异的细胞渗透性,表明该传感系统可应用于评估人体潜在风险和健康安全.

关键词：煤基腐植酸钠碳纳米簇室温驱动银离子比色荧光检测温度传感