高温驱动氧化锰刻蚀制备纳米氧化锰-多孔石墨烯及其锂空气电池性能研究

本文通过简单的电荷吸附制备了高分散的氧化石墨烯含锰化合物（Mn-GO）,利用高温驱动下氧化锰的生长以及热运动同时实现了GO的还原、刻蚀和纳米氧化锰的负载,即成功构筑了纳米氧化锰-多孔石墨烯复合材料（MnO-PGNSs）. 对影响GO分散性的Mn²⁺的添加量、影响GO层数的分散液浓度以及影响MnO热运动的烧结条件进行了详细的考察. 研究发现,当Mn-GO同时满足优异的分散性、适合的片层厚度和烧结条件（＞800℃,>2h）,才能在GNSs表面刻蚀成孔制备得到MnO-PGNSs. 本文进一步将MnO-PGNSs作为锂空气电池正极材料,结果表明在50 mA·g^-1的电流密度下深度放电后容量达到5100 mAh·g^-1,相比于GNSs和PGNSs,MnO-PGNSs具有更高的比容量. 锂空气电池性能的提高得益于GNSs表面的多孔结构和MnO优异的催化活性.     

波纹管内流动特性的实验研究

随着超导技术的发展,高温超导电缆在电力输运中逐渐得到重视并进行了广泛的研究.由于波纹管具有良好的柔韧性和收缩性,在高温超导电缆中得到应用.波纹管内的流动压力损失参数是高温超导电缆低温系统重要的设计参数,因而研究波纹管内的流动特性具有重要的意义.对通径为6 mm,8 mm和10 mm的波纹管内液氮和氮气的流动特性进行了实验研究.液氮实验结果表明:液氮在波纹管内的流动具有波动性.在4000～40000的雷诺数范围内,测量了氮气的质量流量和压力损失,计算得到流动摩擦系数.分析表明:压力损失随雷诺数的增大而增大;波纹管的摩擦系数要高于光管,摩擦系数随雷诺数的增大而减小,摩擦系数随t/d的减小而减小.     

水下无线光传输系统中Fresnel透镜的聚光性能研究

基于大口径、短焦距Fresnel透镜作为水下无线光传输(UWOT)系统中天线的应用需求,搭建了一套用于测量Fresnel透镜聚光性能的实验装置。采用450 nm和532 nm激光作为测试光源,获得了通光口径为75 mm、焦距为25 mm的Fresnel透镜聚光性能与透镜表面、激光波长、入射角之间的关系曲线,测量了激光入射角对450 nm和532 nm激光聚焦光斑的影响。实验结果表明:在相同的实验条件下,激光通过Fresnel透镜锯齿面的聚光效率要比平滑面高10%～15%;Fresnel透镜对532 nm激光的聚光效率要比450 nm激光高5.4%。随着激光入射角的增加,Fresnel透镜的聚光效率逐渐降低,入射角为0°时的聚光效率比±30°大25%以上。当激光入射角为5°时,450 nm激光聚焦光斑开始发生彗差畸变;当激光入射角增加至15°时,532 nm激光聚焦光斑开始发生彗差畸变。     

基于变动控制结构的集优化问题的广义适定性

讨论基于变动控制(偏序)结构的集优化问题的广义适定性。利用变动偏序结构,引进了关于集合的两种不同变动序关系,进而给出了集优化问题相应的广义适定性概念。提出了近似解集并讨论了其性质。运用这些性质,在目标映射具适当的半连续性条件下,获得了集优化问题关于变动序结构的广义适定性的充分性条件与必要性条件。给出了若干例子,用以说明所得主要结果的正确性。由于变动偏序结构是固定偏序结构的自然推广,所得主要结果推广和发展了本领域的近期相关研究成果。     

基于等离激元涡旋场光学诱捕增强设计

利用同轴结构实现纳米粒子光学捕获,研究不同偏振光对光势阱的影响,并通过优化结构参数实现圆偏振下的等离激元涡旋场模式。研究结果表明：该同轴结构在线偏振光750 nm处透射率最大,并且在入射光强为1μW/μm²时势阱深度达到17k_BT;圆偏振光在同轴结构上方形成涡旋场,能量流势阱深度为8k_BT。所设计的同轴结构扩大了光场作用范围,优化了光梯度力作用方向,提高了捕获低浓度小尺度粒子的效率。该研究结果对于低浓度生物分子光学捕获具有一定的参考意义。     

超流氦中的热波实验研究

在本文中,采用新型的超导传感器对超流氦浴中的热波在不同的热流密度及氦浴温度下进行了测量,同时研究了超流氦浴中的热激波现象,并且与理论分析进行了比较。     

基于LIBS技术的水泥粉末在线成分分析

在工业现场生产水泥的过程中，各种成分的含量直接影响着水泥的质量，因此如何快速准确地监测水泥中各个成分的含量意义重大。采用的实验方式为，将不经过任何预处理的水泥粉末直接放入位于二维移动平台上的物料盒中，通过激光诱导击穿光谱(LIBS)直接对水泥粉末表面的不同位置进行激发检测，对得到的光谱数据首先进行归一化和主成分分析等预处理操作，然后针对水泥中Ca, Si, Al, Fe, Mg五种元素，分别建立偏最小二乘(PLS)和支持向量回归(SVR)两种定量分析模型进行方法比较。此外，对比了粉末状水泥与压片式水泥两种测量方式的结果。实验结果表明，采用粉末状水泥直接测量的方式下，针对水泥样品元素浓度与所得到的光谱中特征线强度的关系，SVR方法比PLS方法更具优势，粉末状水泥直接测量的精度接近压片式测量的精度，说明LIBS技术对水泥粉末状样品直接在线测量具有可行性。     

基于虚拟光学的三维空问数字水印系统

数字水印已成为数字作品版权保护的一种手段。数字水印是一种嵌入到图像、视频或者音频数据中的不可见标志，通过对水印信息的检测可以达到保护多媒体数据版权的目的。先前众多的水印算法大部分是基于二维操作的(如静止图像、视频)。基于虚拟光学信息隐藏理论提出了一种三维空间的数字水印算法。该数字水印算法能成为一种多媒体数据产权保护的有效方案。对算法的测试结果表明，该算法对于噪声叠加、剪切、有损压缩等常见的信号处理操作具有较高的鲁棒性。同时，该算法由于引入了虚拟光学信息隐藏思想，将虚拟光路的几何结构参量作为密钥，设计出了多重“锁”和多重“密钥”，大大提高了水印系统的密钥空间，仿真结果表明该算法具有良好的安全性。     

间隔0.173nm的可调谐多波长布里渊掺铒光纤激光器

使用四端口环行器和可调谐滤波器,设计了一种间隔为双倍布里渊频移的多波长布里渊掺铒光纤激光器.该光纤激光器中使用的四端口环形器可以限制奇次阶斯托克斯光在腔内循环并耦合输出初始泵浦光和偶次阶斯托克斯光,而可调滤波器抑制环形腔所形成的自激振荡模,增加了激发多波长激光的功率,从而增加多波长输出个数及其调谐范围.在布里渊泵浦功率为8dBm、980nm泵浦功率为279mW时,实验获得波长间隔为0.173nm的6个波长的激光输出,输出激光的可调谐范围为28nm.     

激光相干阵列探测中的二元全息光栅

从外差阵列探测出发，围绕木振光束整形问题，就计算全息位相光栅在激光相干雷达系统中的应用进行了理论及实施方面的研究，得出较好的结果。