数值孔径对掺镱光纤振荡器模式不稳定阈值影响的实验研究

模式不稳定效应已经成为高功率光纤激光器中限制输出功率和光束质量进一步提升的最大障碍.用不同数值孔径的20/400阶跃折射率分布掺镱光纤搭建了光纤振荡器,并测量了它们的光光效率和模式不稳定阈值.实验结果表明,在同等注入抽运功率和抽运波长为976 nm的前提下,具有较低数值孔径的光纤尽管光光效率低于高数值孔径光纤的,但却表现出更高的模式不稳定阈值.这一结果表明数值孔径对光纤振荡器中的模式不稳定阈值有着显著的影响.因此,对于光纤振荡器的模式不稳定抑制而言,适当地优化降低数值孔径是一个抑制模式不稳定效应,进一步提升光纤振荡器模式不稳定阈值的方法,对于进一步提升光纤振荡器的输出功率和光束质量,有着明显的现实意义.     

γ射线辐照对掺Yb光纤材料性能的影响

采用改进的化学气相沉积法制备掺Yb石英光纤预制棒,以该预制棒制备了尺寸为10/130μm的双包层掺Yb光纤,将这些光纤分成若干组,在不同剂量的60Coγ辐射源下辐照,测试了光纤在辐射前后的吸收谱和激光性能以及光纤预制棒切片辐照后的吸收.实验结果表明:光纤中已存在的色心缺陷(如氧空位(II))和辐照引起的色心缺陷(如E’心、过氧基以及Yb2+离子)等因素的叠加作用可能导致辐照后的光纤在可见光区域的吸收显著增大;与辐照前相比,辐照后光纤的斜率效率、光-光效率显著下降,剂量越大激光性能下降得越厉害;基于Power-Law定理拟合了光纤辐致损耗与所受剂量的关系曲线,定量分析了不同剂量辐照后光纤激光性能下降的原因.研究结果将为进一步发展抗辐照光纤提供理论和实验依据.     

热处理气氛对 TiO2 纳米管阵列薄膜光电催化性能的影响

 采用原位阳极氧化法在 Ti 基底上制备了高度有序的 TiO₂ 纳米管阵列薄膜, 分别在 O₂, 空气, Ar 和 H₂ 气氛中于 500 oC 进行结晶热处理, 考察了热处理气氛对 TiO₂ 纳米管阵列薄膜光电催化降解亚甲基蓝 (MB) 反应性能的影响. 结果表明, 在这些气氛中热处理得到的锐钛矿晶型的纳米管阵列薄膜对 MB 降解满足一级反应, 其速率常数分别为 4.967, 3.127, 1.989 和 1.625 h^-1 (0.5 V). 电化学阻抗分析表明, TiO₂ 纳米管的光电催化性能受控于光生电荷的传递特性. 在 O₂ 中热处理, TiO₂ 纳米管的光吸收及激发性能得以改善, 且电荷传递阻抗降低, 因而其光电催化性能最好.     

基于M型掺镱光纤的近单模2 kW光纤放大器

模式不稳定效应和非线性效应已经成为高功率光纤激光器中限制输出功率和光束质量进一步提升的主要障碍.采用改进的化学气相沉积工艺结合溶液掺杂技术制备25/400μm的M型掺镱双包层光纤,纤芯和中间凹陷区域的数值孔径分别为0.054和0.025.基于该光纤搭建976 nm双向泵浦全光纤结构放大器.在泵浦光功率为3283 W时,获得2285 W中心波长为1080 nm的激光输出,3 dB线宽为3.01 nm,测量的光束质量因子为1.42,且未出现受激拉曼散射现象.这是目前基于M型掺镱光纤实现的最高输出功率,通过优化光纤结构参数实现功率进一步提升是有希望的.     

掺Bi石英光纤的γ射线辐照和温度影响特性

采用改进的化学气相沉积法制备了尺寸为10/130 μm的掺Bi单包层石英光纤, 把光纤分成若干组之后置于不同剂量的⁶⁰Co γ辐射源下辐照, 测试了光纤在辐照前后的吸收谱和荧光谱, 并测试了光纤在全温度范围(-40–70 ℃)下荧光强度的变化. 实验结果表明, 辐照后700, 800 nm处的吸收峰显著增强, 这是由于辐照导致更多Bi 近红外活性中心的生成. 976 nm光抽运不同剂量辐照后的光纤, 中心位于1230 nm的荧光谱没有明显变化, 验证了掺Bi石英光纤用于太空及辐照环境下光通信的可能性. 在全温度范围内, 分析了荧光强度的变化规律, 为今后掺Bi光纤激光器的稳定工作提供了数据基础.     

用聚丙烯酰胺微波高压合成金纳米粒子

金纳米粒子;光谱性质;用聚丙烯酰胺微波高压合成金纳米粒子     

氨基功能化KIT-6两步后嫁接制备及其吸附Pb2+性能

以正硅酸乙酯作为硅源,三嵌段共聚物P123作为模板剂制备介孔材料KIT-6。再采用后嫁接法,先将3-氯丙基三甲氧基硅烷嫁接到KIT-6上,再用聚乙烯亚胺(PEI)进一步嫁接,合成出PEI功能化的PEI/KIT-6。用傅立叶变换红外光谱分析(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、元素分析、N_2吸附-脱附、扫描电镜等手段进行结构的表征。用电感耦合等离子体光谱(ICP)测定材料的Pb~(2+)吸附性能。结果表明氨基的表面平均负载量为0.374 mmol·g~(-1),并且改性后KIT-6仍具有高度有序性,并未出现孔道堵塞的现象。PEI/KIT-6在投加量为1 g·L~(-1),室温条件下,吸附100 mg·L~(-1) Pb~(2+)的最佳p H值为6.0;吸附容量伴随温度的提高先增加后减小,最佳反应温度为35℃;材料在120 min内可以达到吸附平衡,吸附过程符合拟二级动力学方程;Langmuir和Freundlich模型均能较好地描述该吸附过程。吸附倾向于发生单分子层的化学吸附。     

氨基改性微孔/介孔分子筛吸附CO2的研究进展

氨基改性吸附剂因其吸附速率快、再生能耗低、CO2捕集能力较高等优点,成为近年来研究的热点.综述了一系列常见的微孔/介孔分子筛氨基改性及其CO2吸附性能的研究进展.同时讨论了浸渍法、嫁接法和双功能化在分子筛氨基改性过程中的优缺点.最后,对氨基改性分子筛的发展与研究方向进行了展望.     

基于改进蜂群算法的倒立摆控制器优化设计

环形倒立摆系统以其非线性、不稳定、高阶的、强耦合的特性,已经成为控制理论教学以及模拟机器人行走、卫星飞行姿态等复杂系统控制的重要实验平台;文章中引入了LQR控制算法,实现对倒立摆的稳定控制;而为了避免LQR控制器设计过程中反复调节加权矩阵Q,R的复杂性,同时得到更优异的控制效果,将人工蜂群(ABC)算法应用于LQR控制器设计中;而为了克服传统蜂群算法的缺陷,加快收敛速度和增加种群的多样性,在雇佣蜂阶段和跟随蜂阶段对算法进行了改进;仿真结果表明,改善的ABC算法的能够很好地完成LQR控制器参数寻优,控制效果良好。     

基于人工蜂群优化的环形二级倒立摆H∞鲁棒控制器设计

采用H∞回路成形控制方法实现环形二级倒立摆系统的平衡控制;对于H∞回路成形控制器来说,权函数的选择直接影响控制器性能,而往往权函数的选择是需要通过设计人员的不断试凑来完成,不仅设计效率低下,而且无法得到最优的控制性能;因此引入人工蜂群算法,依靠其优异的全局寻优能力,完成对H∞回路成形控制器权函数的求解并保证最优的控制器性能;仿真结果表明,蜂群算法能够寻优到最优的权函数参数,对应的H∞控制器能够保证环形二级倒立摆在受到外界干扰的情况下依然保持在平衡位置。