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基于等离子体增强上转换发光的窄带1550 nm光探测

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发光学报 2024年第1期45卷 139-148页

作者：周博明覃子晟王姝欢杨棕媛江苇瑶赵赫然曹鹏鲍民杰程惠宁季亚楠大连民族大学物理与材料工程学院国家民委新能源与稀土资源利用重点实验室辽宁省光敏材料与器件重点实验室辽宁大连116600

近红外光(NIR)探测技术在军事、通信和工业应用中发挥着重要的作用,巨大的市场需求带动了NIR光电探测器(PDs)研究的快速发展。具有双光子或多光子泵浦特性的稀土掺杂上转换纳米颗粒(UCNPs)可以将NIR光子转换为可见光子或紫外光子,并被... 详细信息

近红外光(NIR)探测技术在军事、通信和工业应用中发挥着重要的作用,巨大的市场需求带动了NIR光电探测器(PDs)研究的快速发展。具有双光子或多光子泵浦特性的稀土掺杂上转换纳米颗粒(UCNPs)可以将NIR光子转换为可见光子或紫外光子,并被禁带宽度更宽的半导体吸收,进而制备出性能优异的上转换PDs。然而,NIR窄带上转换PDs的实现仍然面临一些困难,例如稀土离子荧光量子效率低、需要高泵浦阈值才能实现可探测的上转换发光。在此,我们利用NaYF4∶4%Er UCNPs与钙钛矿半导体层相结合,实现了1550 nm的窄带上转换PDs。通过使用具有局域表面等离子体共振效应的银纳米棒层(Ag NRs)增强了UCNPs的上转换发光,从而降低了上转换PDs的泵浦阈值。基于Ag NRs/NaYF4∶4%Er UCNPs/MAPbI3复合结构的PDs的最佳响应度(R)和探测率(D*)分别约为48.5 mA/W和5.7×10^(8) Jones。与纯UNCP/MAPbI3 PDs相比,R和D*均提高了一个数量级。我们成功地构建了一种简单的策略来制造出稳定的近红外窄带PDs。

关键词：上转换发光局域表面等离子体共振局域场调制窄带近红外光电探测器

基于SnS_(2)/In_(2)O_(3)的气体传感器及其室温下高性能NO_(2)检测

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物理学报 2024年第10期73卷 287-293页

作者：陈进龙陶然李冲张健磊付琛罗景庭深圳大学物理与光电工程学院深圳市先进薄膜与应用重点实验室深圳518060

NO_(2)是一种有毒气体,能与空气中的其他有机化合物发生反应,造成空气污染并对人体有很大的危害.因此,需要一种气体传感器来检测NO_(2).然而,传统的NO_(2)传感器很难在室温(25℃)下工作.本研究报告了SnS_(2)/In_(2)O_(3)的室温(25℃) NO... 详细信息

NO_(2)是一种有毒气体,能与空气中的其他有机化合物发生反应,造成空气污染并对人体有很大的危害.因此,需要一种气体传感器来检测NO_(2).然而,传统的NO_(2)传感器很难在室温(25℃)下工作.本研究报告了SnS_(2)/In_(2)O_(3)的室温(25℃) NO_(2)气体传感,采用热注入法和水热法制备了In_(2)O_(3)量子点和SnS_(2)纳米片.凭借SnS_(2)独特的二维结构,在其上装饰In_(2)O_(3),复合增强了其传感性能,产品采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)进行表征.结果表明,SnS_(2)/In_(2)O_(3)传感器对体积分数为1×10^(-6) NO_(2)的响应为26.6,响应和恢复时间分别为146 s和243 s.由于异质结结构增加了活性位点的数量,加速了气体的传输,促进了电荷转移和气体解吸,提高了NO_(2)气体传感性能.这种优异的传感性能在NO_(2)检测中具有广阔的应用前景.

关键词：气体传感 SnS_(2)/In_(2)O_(3) NO_(2) 室温

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极限学习决策网络指导的多目标粒子群算法

计算机科学与探索 2024年第6期18卷 1513-1525页

作者：张一帆宋威江南大学人工智能与计算机学院江苏无锡214122 江南大学江苏省模式识别与计算智能工程实验室江苏无锡214122

在求解多目标优化问题时,粒子群优化算法通常采用预设的榜样选择方法和搜索策略,无法根据具体的寻优状态进行调整。面对不同的优化问题,不合适的搜索策略难以有效指导种群的进化,导致种群的搜索性能降低。为了解决以上问题,提出一种极... 详细信息

在求解多目标优化问题时,粒子群优化算法通常采用预设的榜样选择方法和搜索策略,无法根据具体的寻优状态进行调整。面对不同的优化问题,不合适的搜索策略难以有效指导种群的进化,导致种群的搜索性能降低。为了解决以上问题,提出一种极限学习决策网络指导的多目标粒子群优化算法(ELDN-PSO)。首先,将多目标优化问题分解成若干标量子问题,并构建一个极限学习决策网络。网络将粒子的位置作为输入,根据当前寻优状态为每个粒子选择合适的搜索动作。将粒子在子问题上的适应度值变化作为强化学习的样本用于训练网络,并通过极限学习机提升训练速度。在优化的过程中,网络会根据寻优状态自动调整,在不同的搜索阶段为粒子选择合适的搜索策略。其次,多目标优化问题中存在一系列难以比较的非支配解,将每个解的领导能力量化成可进行比较的数值,从而更明确地为粒子选择合适的学习榜样。此外,使用一个外部档案储存较好的粒子,用于维护解集质量并指导种群的进化。在ZDT和DTLZ测试函数上进行对比实验,结果表明ELDN-PSO能够有效应对不同形状的Pareto前沿,提升种群的寻优速度以及解集的收敛性和多样性。

关键词：粒子群优化极限学习机多目标优化目标分解加速系数

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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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智能软材料多场耦合本构理论及其在软体机器中的应用

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中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第6期54卷 2-14页

作者：肖锐钱劲曲绍兴浣江实验室诸暨311800 浙江大学工程力学系浙江省软体机器人与智能器件研究重点实验室杭州310027

智能软材料能在外场作用下产生激励效应,且其智能响应行为与大变形深度耦合,这对建立其力学本构理论提出了重要挑战.本文以形状记忆聚合物、液晶弹性体、介电弹性体、磁敏弹性体、智能水凝胶为代表性智能软材料,介绍了上述材料的发展概... 详细信息

智能软材料能在外场作用下产生激励效应,且其智能响应行为与大变形深度耦合,这对建立其力学本构理论提出了重要挑战.本文以形状记忆聚合物、液晶弹性体、介电弹性体、磁敏弹性体、智能水凝胶为代表性智能软材料,介绍了上述材料的发展概况以及在相关多场耦合本构理论领域的进展.智能软材料在软体机器人领域也有着广泛的应用前景,因此,本文也将探讨基于软材料多场耦合理论模型来设计软体机器人的现状以及不足之处,以期为后续该领域的发展提供借鉴.

关键词：软材料软体机器人多场耦合

高功率高光束质量全固态内腔三倍频355nm激光器

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中国激光 2024年第17期 138-144页

作者：刘鑫宇张艳林曹雪辰杨婕苏静卢华东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山西大学极端光学协同创新中心

通过设计优化二倍频晶体的参数，较好地补偿了基频光与倍频光在三倍频晶体中混频时产生的走离效应。通过设计优化谐振腔参数，增大了三倍频晶体处基频光束的光斑半径，使穿过三倍频晶体的基频光束接近平行，从而减小了三倍频晶体处基频... 详细信息

通过设计优化二倍频晶体的参数，较好地补偿了基频光与倍频光在三倍频晶体中混频时产生的走离效应。通过设计优化谐振腔参数，增大了三倍频晶体处基频光束的光斑半径，使穿过三倍频晶体的基频光束接近平行，从而减小了三倍频晶体处基频光束的发散角，进一步提高了三倍频转换效率。当泵浦注入功率为96.8 W，脉冲重复频率为35 kHz时，355 nm紫外激光的平均输出功率最高为14.1 W,10 h的功率稳定性（均方根）优于0.9%，光束质量因子优于1.18。整个系统具有结构简单、平均功率高、功率稳定性高、光束质量好等优点，适合进行产品化开发。

关键词： 355 nm紫外激光器腔内三倍频走离补偿高功率全固态

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不同频率重复脉冲与短阵快速脉冲经颅磁刺激对小鼠记忆功能和神经元兴奋性影响的对比分析

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生物医学工程学杂志 2024年

作者：付蕊朱海军丁冲徐桂芝河北工业大学河北省生物电磁与神经工程重点实验室河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室河北大学河北省数字医疗工程重点实验室

经颅磁刺激（TMS）作为一种无创的神经调控技术现已用于神经和精神类疾病的临床治疗，但不同频率与模式TMS的刺激效果及其神经调控机制尚未明确。本文从神经电生理角度探究不同频率重复TMS(rTMS)和短阵快速脉冲TMS(bTMS)对小鼠学习记忆... 详细信息

经颅磁刺激（TMS）作为一种无创的神经调控技术现已用于神经和精神类疾病的临床治疗，但不同频率与模式TMS的刺激效果及其神经调控机制尚未明确。本文从神经电生理角度探究不同频率重复TMS(rTMS)和短阵快速脉冲TMS(bTMS)对小鼠学习记忆和神经元兴奋性的影响。本文实验采用8周的昆明小鼠42只，随机分为伪刺激组和刺激组；刺激组包括：不同频率（1、5、10 Hz）的rTMS刺激组；不同频率（1、5、10 Hz）的bTMS刺激组。其中，刺激组接受连续14 d的刺激。刺激结束后，小鼠进行新物体识别与跳台实验以检测小鼠记忆能力；随后进行脑片膜片钳实验分析小鼠海马齿状回（DG）颗粒细胞兴奋性。结果表明，与伪刺激组相比，高频（5、10 Hz）的rTMS与bTMS能提高小鼠记忆能力和神经元兴奋性，而低频（1 Hz）的rTMS与bTMS则无显著效果；同频率下两种刺激模式对小鼠记忆功能与神经元兴奋性的影响无明显差别。本文研究结果提示，高频TMS可通过提高海马DG颗粒神经元兴奋性来提高小鼠记忆功能。本文为TMS改善认知功能的机制研究和临床应用提供实验和理论依据。

关键词：经颅磁刺激新物体识别跳台实验颗粒细胞脑片膜片钳实验神经元兴奋性

东印度洋东经90°海岭的地球物理特征和成因探讨

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海洋科学进展 2024年第3期42卷 515-531页

作者：朱佳豪裴彦良支鹏遥刘晨光刘焱光刘洋自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 崂山实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237 山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590

东经90°海岭发育于东印度洋,自孟加拉沉积扇向南穿越赤道直至印度洋南部布罗肯脊,是世界上最长的线性构造。海岭的形成机制与东印度洋晚白垩世至新生代的多阶段演化有关,由于其跨越赤道、长度大于5 000 km,南北不同区域的构造背景较为... 详细信息

东经90°海岭发育于东印度洋,自孟加拉沉积扇向南穿越赤道直至印度洋南部布罗肯脊,是世界上最长的线性构造。海岭的形成机制与东印度洋晚白垩世至新生代的多阶段演化有关,由于其跨越赤道、长度大于5 000 km,南北不同区域的构造背景较为复杂,因此,其不同分段的地球物理特征也各具特色。通过分析海岭不同分段的形貌、浅层结构、重磁、地壳厚度及洋底年龄等地质地球物理数据,结合东印度洋海底扩张演化史,探讨了海岭的不同分段的成因机制。结果表明,90°E海岭的形成与板内热点活动、地幔柱-洋中脊相互作用、板块扩张与扩张中心跃迁,以及转换断层等诸多因素有关,是多种地质作用和地质过程综合作用的结果。2°N以北的海岭可能形成于远离扩张中心的印度板块内部,与板内火山作用有关联;18°S以南的部分形成于印度板块与南极洲板块边界转换断层附近;而2°N~18°S之间的中部区域则最为复杂,推测中段的形成受到了凯尔盖朗热点与沃顿扩张脊的相互作用,以及海岭下方的多次洋脊跳跃等因素的影响。分析认为,海岭中段是深入认识海岭成因机制、解决海岭构造演化和动力学机制以及脊-柱相互作用等重大科学问题的关键区域。未来在海岭中段开展地球物理测量及钻探工作,丰富海岭中段的地球物理综合数据,揭示中段不同位置岩石的物质组成与形成年代,是解决上述重大科学问题的必由之路。

关键词：东经90°海岭东印度洋热点活动构造演化

钙钛矿铁氧化物薄膜室温单相多铁性及磁电耦合效应的研究进展

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山西大学学报(自然科学版) 2024年

作者：张军马建春王炎王丽芳苏天聪吕梁学院化工与材料工程系山西师范大学磁性分子与磁信息材料教育部重点实验室

随着现代信息技术的不断发展，集铁电、磁性于一身的单相多铁材料因其特殊的物理性能在电写磁读随机存储器、可调制多功能自旋电子器、自旋滤波器等领域有着广阔的应用前景。然而，目前所发现的单相多铁材料大多数磁电（ME）耦合效应较... 详细信息

随着现代信息技术的不断发展，集铁电、磁性于一身的单相多铁材料因其特殊的物理性能在电写磁读随机存储器、可调制多功能自旋电子器、自旋滤波器等领域有着广阔的应用前景。然而，目前所发现的单相多铁材料大多数磁电（ME）耦合效应较弱，而且工作温度远远低于室温，从而严重限制其在器件中的应用。作为室温单相多铁的明星材料，部分钙钛矿铁氧化物具有高的工作温度、强的ME耦合作用而引起了科学家们的广泛关注。本文首先介绍了单相多铁材料的重要应用，然后综述了4种具有代表性钙钛矿铁氧化物薄膜室温多铁性及ME耦合效应的研究进展，最后对单相多铁材料未来面临的挑战和一些亟待解决的问题进行了展望。

关键词：钙钛矿单相多铁磁电耦合自旋电子学