相位共轭谐振腔改善激光器波前像差特性研究

在高功率激光器中采用相位共轭谐振腔技术可以补偿动态波前像差,在校正畸变的输出光束方面有极其重要的应用。分析了相位共轭腔的模式结构特性及稳定性,在实际高功率激光器中采用相位共轭谐振腔,使得激光系统的光束质量得到了极大改善。通过实验数据分析,提出在激光器系统中描述光束质量只用PV值和RMS值来量度是不足的,并利用结合光束环围能量分布图像和平均离焦系数来评价系统光束质量。实验结果表明,采用相位共轭谐振腔使得焦平面环围能量更为集中,同时平均离焦系数更接近零,结合上述方法评价系统光束质量更具实际意义。     

Excited state intramolecular proton transfer mechanism of o-hydroxynaphthyl phenanthroimidazole

By utilizing the density functional theory(DFT) and the time-dependent density functional theory(TDDFT), the excited state intramolecular proton transfer(ESIPT) mechanism of o-hydroxynaphthyl phenanthroimidazole(HNPI) is studied in detail. Upon photo is excited, the intramolecular hydrogen bond is obviously enhanced in the S_1 state, which thus promotes the ESIPT process. Hydrogen bond is shown to be strengthened via comparing the molecular structures and the infrared vibration spectra of the S_0 and S_1 states. Through analyzing the frontier molecular orbitals, we can conclude that the excitation is a type of the intramolecular charge transfer excitation, which also indicates the trend of proton transfer in S_1 state. The vertical excitation based on TDDFT calculation can effectively repeat the absorption and fluorescence spectra of the experiment. However, the fluorescence spectrum of normal structure, which is similar to the spectrum of isomer structure is not detected in the experiment. It can be concluded that the fluorescence measured in the experiment is attributed to both structures. In addition, by analyzing the potential energy curves(PECs) calculated by the B3 LYP functional method, it can be derived that since the molecule to cross the potential barrier in the S_1 state is smaller than in the S_0 state and the reverse proton transfer process in the S_1 state is more difficult than in the S_0 state, the ESIPT occurs in the S_1 state.     

铈掺杂Y3Al5O12热障涂层陶瓷材料的制备与性能研究EI北大核心CSCD

采用高温固相反应合成法制备不同组分的铈掺杂Y3Al5O12热障涂层陶瓷材料,利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、维氏硬度仪和激光导热仪研究Ce掺杂量对陶瓷材料物相组成、微观形貌、硬度和热导率的影响规律。结果表明：当Ce掺杂量x为0.01和0.02时,(Y1-xCex)3Al5O12呈单一YAG相,(Y0.99Ce0.01)3Al5O12的硬度最大,约为18.93 GPa;(Y0.98Ce0.02)3Al5O12的热导率最低,1000℃时约为1.95W·m-1·K-1。随着Ce掺杂量的增加,材料中出现Ce O2第二相且Ce4+的占比增多,粉体颗粒尺寸增大,陶瓷晶粒尺寸减小,导致(Y1-xCex)3Al5O12陶瓷材料的硬度和热导率均有所下降。     

白光LED用单基质荧光粉BaSrMg( PO4)2∶Eu2+的制备及发光性能研究

采用高温固相反应法在1 200℃下制备了 Eu2+激活的BaSrMg( PO4)2高亮度白光荧光粉,并对其晶体结构和发光性能进行了研究.荧光光谱研究表明该荧光粉的发射光谱由两个谱带组成,其中心分别位于424和585 nm处,归结为Eu2+分别占据了基质中Sr2+,Ba2+格位而导致的4f 65d1→4f7电子跃迁.两个发射峰的激发光谱均分布在250～400nm的波长范围内,峰值位于360nm左右.表明该荧光粉可被INGaN管芯产生的近紫外辐射有效激发,是一种性能良好的白光LED单一基质白光荧光粉.深入考察了基质中不同Ba和Sr的比例、Eu2+掺杂浓度对荧光粉发光强度和色坐标的影响,并可通过改变上述参数实现该荧光粉的色坐标可调性,在最优条件下该荧光粉发光已在白光区域.考察了Eu2+掺杂浓度对荧光粉量子效率的影响,为荧光粉的最佳掺杂浓度提供理论依据.     

基于模糊逻辑的彩色图像增强

彩色图像的对比度增强具有较强的工程应用价值,提出了一种简单高效的彩色图像增强算法。该算法基于模糊逻辑理论,配合使用RGB和HSI彩色模型,并依据使对比度变换误差最小的原则,调整灰度变换系数。实验结果表明,该方法的增强效果优于传统的直方图均衡,运行效率高,具有实用价值。     

晶相调控对金属纳米粒子催化性能的影响

尺寸在1–10 nm的金属纳米催化剂广泛地应用于石油化工,精细化学品合成,能源与环境保护等领域。大量研究表明,金属纳米粒子的催化性能与其微观结构,即尺寸、形貌和晶相等密切相关。近年来,对金属纳米粒子的尺寸和形貌效应已经有了较为系统深入的研究,但对晶相效应的研究则较少涉及。这主要是由于介稳晶相的金属纳米粒子在合成过程中或反应条件下极易转化为热力学稳定的晶相结构。根据金属原子密堆积形式,金属纳米粒子的晶相结构主要有立方面心(fcc)、立方体心(bcc)和六方密堆积(hcp)三种晶相;而金属合金由于d带电子存在着多种杂化方式,因而其晶相结构呈现出多样性且与单一金属有很大的不同。金属和合金纳米粒子晶相结构的调控,不仅会改变金属原子的配位环境,调控了其电子分布状态,还可影响反应物和产物的吸附、活化和脱附,进而调变催化性能。首先,我们简要总结了液相合成和固相转变调控金属纳米粒子晶相的原理和方法。纳米粒子的液相合成一般包括前驱体还原成核和晶核生长两个阶段,通过对液相合成条件的优化,尤其是表面活性剂的选择,可有效调控合成过程中的热力学和动力学因素,从而实现金属晶相的可控合成。固相转变则主要是对具有一定晶相结构的纳米粒子于一定气氛和温度条件下进行加热处理,利用金属粒子与活性气体之间(H2, CO等)的化学作用来实现晶相转变。利用上述方法,可以合成出fcc-Co、fcc-Ru、L10-AuCu等热力学介稳的金属或合金纳米粒子。在此基础之上,我们分别以Co纳米粒子(fcc和hcp晶相)催化FT合成, Fe模型催化剂(fcc和bcc晶相)活化N2和CO, Ru纳米粒子(fcc和hcp晶相)催化CO氧化和氨硼烷水解制氢, Pd纳米粒子(PdHx物种)催化加氢等为例分析了晶相对金属纳米粒子催化性能的影响;在合金催化剂方面,以Pt3Co(无序的fcc和有序的L12), AuPdCo(P3–m、Fm3–m和R3–m混合晶相)和FePt纳米粒子(fcc和fct相)催化O2电化学还原、PtRhSn (碲铂矿晶相和fcc晶相)和ZrPt3纳米粒子(hcp和fcc晶相)催化乙醇电氧化、Ag3In合金(无序的Fm3–m相和有序的Pm3–m晶相)催化对硝基苯酚加氢、PdRu纳米粒子(fcc和hcp混合晶相)催化CO氧化等为例分析了合金催化剂的晶相对催化性能的影响。上述研究进展表明,金属纳米粒子的晶相也是影响制备剂高效金属催化剂的主要因素。最后,我们结合纳米催化的发展现状,提出了金属纳米粒子的晶相调控在纳米催化和纳米材料领域可能的发展态势。第一,通过对金属纳米粒子溶液相合成机理的深入研究,有助于发展出尺寸、形貌和晶相同时可控的新合成方法。第二,金属纳米粒子在晶相转化过程中往往伴随着烧结及组分的偏析等难题。利用氧化物包覆的核壳型或蛋壳型纳米结构以及碳纳米管的空间限域效应,或许有助于解决上述难题。第三,具有亚稳晶相结构的金属纳米粒子在反应条件下极易转变为热力学稳定的结构,因此,利用原位、动态、实时的表征技术对催化剂在真实工作状态下的微观结构进行细致的分析是阐明晶相效应的前提。     

碳纳米纤维负载Co_3S_4复合材料的合成及其在染料敏化太阳电池对电极的应用

采用水热法合成四硫化三钴(Co_3S_4)催化材料,并利用球磨和喷涂技术将其制备成对电极,结合新型无碘电解液Co~(2+)/Co~(3+)用于染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells,简称DSCs)来研究其光电性能。测试结果显示,基于Co_3S_4对电极,DSCs的能量转化效率(power conversion efficiency,简称PCE)只有6.06%,远远低于Pt对电极(8.05%)。为了提高Co_3S_4的催化能力,采用静电纺丝技术制备碳纳米纤维(electrospun carbon nanofibers,简称ECs),结合水热法制备出不同负载量的碳纳米纤维负载四硫化三钴(Co_3S_4/ECs)复合催化材料用于对电极,结果表明,Co_3S_4/ECs的PCE最高可达(8.22±0.08)%,优于Pt对电极。