Transverse localization of Tamm plasmon in metal-DBR structure with disordered layer

Transverse localization of the optical Tamm plasmon(OTP) is studied in a metal-distributed Bragg reflector(DBR)structure with a one-dimensional disordered layer embedded at the interface between the metal and the DBR. The embedded disordered layer induces multiple scattering and interference of light, forming the light localization in the transverse direction. This together with the formation of Tamm plasmonic modes at the metal-DBR interface(i.e., the confinement of light in the longitudinal direction), gives birth to the so called transverse-localized Tamm plasmon. It is shown that for both transverse electric(TE) and transverse magnetic(TM) polarized light injection, the excited transverse-localized Tamm plasmon broadens and splits the dispersion curve due to spatial incoherence in the transverse direction, thus proving the stronger light confinement especially in the TE polarized injection. By adding the gain medium, specific random lasing modes are observed. The proposed study could be an efficient way of trapping and locally enhancing light on a subwavelength scale,which is useful in applications of random lasers, optical sensing, and imaging.     

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现有的HL-2A实时平衡重建系统采用的是网格尺寸为33×33,将无法满足HL-2M装置对控制精度和速度要求.为此开发了网格尺寸为129×129的重建系统,并通过GPU并行、算法重构等优化方法,使得新的重建系统在保证计算精度的情况下能够使得每一次平均重建计算维持在600μs内,可满足HL-2A和HL-2M中周期为1ms等离子体控制系统对重建系统精度和速度要求.     

HL-2A装置实时等离子体位形重建系统的加速优化

现有的HL-2A实时平衡重建系统采用的是网格尺寸为33×33,将无法满足HL-2M装置对控制精度和速度要求。为此开发了网格尺寸为129×129的重建系统,并通过GPU并行、算法重构等优化方法,使得新的重建系统在保证计算精度的情况下能够使得每一次平均重建计算维持在600μs内,可满足HL-2A和HL-2M中周期为1ms等离子体控制系统对重建系统精度和速度要求。     

HL-2A等离子体实时平衡重建的GPU并行化

描述了HL-2A等离子体实时平衡重建的GPU并行化算法,主要包括G-S方程的并行化处理、三对角方程求解、网格边界磁通计算以及一系列矩阵相乘的并行加速。并行后,在129×129的网格下完成一次迭代计算需要约575μs。     

用人工神经网络预测HL-2A等离子体放电破裂

使用人工神经网络(ANN)对HL-2A装置破裂放电进行了离线预测研究。采用了两种方法训练网络,一种方法是采用原始实验数据作为网络输入训练网络,另一种是把训练样本中的Mirnov原始实验信号进行预处理,目的是突出Mirnov原始信号隐含的破裂信息。比较这两种方法,结果表明第二种方法获得的网络对破裂放电能够做出更加准确的预测。     

聚变装置全域监控集成通用框架的设计与研究

为简化实验物理和工业控制系统(EPICS)在 HL-2M 装置的部署和使用,基于 Web 技术设计了一个 用于聚变装置全域监控集成的通用软件框架。软件框架的主体包含以 EPICS 的控制反转(IOC)为核心的底层基础 设施,基于 EPICS Archiver Appliance 的归档存储服务器以及 Web 应用程序三个部分。利用此框架,在聚变装置 各子系统上快速部署全域监控集成的基础设施,并通过 Web 网页进行统一的配置和管理。软件框架已经在 HL-2A 装置的若干子系统上成功进行了测试,能够满足目前监控集成的基本需求。     

氧化石墨烯-海藻酸钠-壳聚糖复合支架的制备及表征

通过冷冻干燥技术,将不同量的氧化石墨烯与海藻酸钠和壳聚糖复合,构建复合支架材料.研究了不同的氧化石墨烯含量(质量分数0, 0.3%, 0.5%, 0.7%, 1%)对支架材料微观结构、孔隙率、溶胀比、体外降解性能、机械性能及生物相容性的影响,以确定复合支架中最佳氧化石墨烯含量.研究结果表明,复合材料呈固态海绵状结构,具有一定的形态可塑性;扫描电子显微镜观察发现,各组支架均为三维网状结构,随着氧化石墨烯含量的增加,孔隙尺寸逐渐降低,孔壁厚度增加,孔隙尺寸在140～240μm之间;随氧化石墨烯含量的增加,复合支架溶胀比和体外降解速率逐渐降低,而机械强度明显增强;体外细胞毒性显示,当氧化石墨烯质量分数为0.3%时,细胞存活率最高,而当氧化石墨烯含量增高时,细胞活性会被明显抑制,造成细胞死亡.因此,氧化石墨烯在复合支架中最佳含量为0.3%.     

面向浅层特征高频分量的深度伪造检测算法

近年来，深度伪造技术大幅提升了合成人脸的真实感，且相较于传统伪造方法，其生成的虚假视频更加难以分辨。基于深度伪造图像视觉伪影常常存在于特征提取网络浅层特征高频分量中这一特性，设计了一种面向浅层特征高频分量的深度伪造图像检测算法。针对高通滤波器的缺陷，本实验在拉普拉斯金字塔的基础上设计了一种具有更好的过滤性能的高频残差提取模块。在增强模块中，使用Convolutional Block Attention Module (CBAM)增加特征图关键区域以及关键特征通道的权重，提升特征图的空间以及通道相关性。针对深层网络中高频分量学习优先级低的问题，设计了一种图像梯度损失算法，防止高频信息随着网络的加深而丢失。将梯度中心化引入AdamW优化器，解决了深度伪造检测模型训练时间长、泛化性差的问题。所提两种模型在FaceForensics++和Celeb-DF数据集上的准确率均优于主流算法，证明了算法的有效性以及泛化性。     

多激光粉床熔融成形GH3536合金搭接区域组织与性能特征研究

利用多激光粉床熔融（ML-PBF）设备成形了GH3536高温合金，系统研究了单激光区、双激光区以及四激光区成形试样的缺陷、显微组织和拉伸性能的变化规律。结果表明：随着激光束的增多，试样表面质量得到改善，但致密度由99.82%（单激光区）降低到92.35%（双激光区）和98.97%（四激光区）。同时，多激光搭接区的重熔导致部分晶粒再结晶，沿（001）的择优生长取向更加显著，织构指数也由单激光成形试样的3.040分别提升到了3.403和3.465。但是，单激光区、双激光区和四激光区的大角度晶界比例逐渐降低，由65.9%分别降低到50.1%和46.3%。此外，搭接区的残余应力呈现降低趋势，单激光区、双激光区和四激光区分别为192.3 MPa,106.5 MPa和44.1 MPa。三者的室温拉伸强度相差较小，均达到了800 MPa以上，断裂延伸率由30.3%（单激光区）降低到25.9%（双激光区）和25.4%（四激光区），这主要是搭接区内的孔洞和裂纹缺陷造成的。研究结果有望为多激光粉床熔融制备大尺寸镍基高温合金零部件提供有效的参考。