多层嵌套掠入射光学系统研制及在轨性能评价

X射线掠入射光学系统是我国首颗脉冲星导航试验卫星主载荷聚焦型脉冲星探测器的核心部件,在增大探测面积、提高探测器灵敏度方面发挥着重要作用,实现了国内首次在轨验证.针对脉冲星导航探测X射线光子到达时间的特点,开展了基于单次抛物面镜反射的掠入射聚焦光学系统设计,通过理论计算与推导,获得了可制造的光学系统反射镜设计参数,光学系统理论有效面积为15.6 cm²@1 keV,对设计的光学系统进行了聚焦性能仿真,全视场范围内均满足探测器聚焦要求,开展电铸镍复制工艺研究,完成了芯轴的超精密控形加工,在此基础上制造了4层金属反射镜,利用北京同步辐射4B7B光束线测试了各层反射镜的反射率,基于实测反射率的光学系统有效面积为13.2 cm²@1 keV.最后基于在轨观测数据,评价得到光学系统的有效面积为4.22 cm²@1 keV,分析了地面标定有效面积与在轨评价有效面积存在差别的原因,验证了设计、仿真与制造方法的正确性,为大面积掠入射光学系统的研制奠定了基础.     

热光伏能量转换器件的热力学极限与优化性能预测

受不可逆损失的影响,热光伏能量转换器件在高品位热能回收与利用方面受到限制.本文揭示不可逆损失来源,提供热光伏能量转换器件性能提升方案.利用半导体物理和普朗克热辐射理论,确定热光伏能量转换器件在理想条件下的最大效率.进而考虑Auger与Shockley-Reed-Hall非辐射复合和不可逆传热损失对光伏电池的电学、光学和热学特性的影响,预测热光伏器件优化性能.确定功率密度、效率和光子截止能量的优化区间.结果表明:相比于理想热光伏器件,非理想热光伏器件的开路电压、短路电流密度和效率有所降低;优化热光伏电池电压、光子截止能量和热源温度,可提升器件的功率密度和效率.通过对比发现理论与实验结果较一致,所得结果可为实际热光伏能量转换器件的研制提供理论指导.     

四-(二甲氨基苯基)卟啉及其金属配合物的合成及光谱性能研究

以丙酸、乙酸、硝基苯为溶剂一步法合成了四-(二甲氨基苯基)卟啉(T(DMAP)P),并采用氯仿-N,N二甲基甲酰胺为溶剂合成了其与Zn2+,Mn2+,Tb3+三种离子的配合物,考察了溶剂种类、温度、时间对反应的影响,探讨了卟啉与金属盐反应两者用量的最佳比例,在较温和条件下合成了卟啉金属配合物,避免了高温合成金属卟啉不稳定现象。利用元素分析,IR,UV-Vis等方法确定了目标化合物的组成和结构。考察了不同浓度及温度下卟啉配合物的电导率并计算了其摩尔电导率。实验结果发现,卟啉与铽离子配合物摩尔电导率远大于锌、锰配合物。实验研究了不同金属离子对反应的影响,重点考察了卟啉及其金属配合物的分子光谱性能的差异。与四苯基卟啉相比,T(DMAP)P及其金属配合物UV-Vis光谱均发生红移,探讨了该现象产生的原因。     

One- and two-photon absorption properties of two metalloporphyrin complexes

The linear and nonlinear optical properties of two metalloporphyrin complexes formed by the complementary coordination of central zinc or magnesium ions to the ligand 5, 10, 15-tri-(p-tolyl)-20-phenylethynylporphyrin are theoretically investigated by using the analytic response theory at the density functional theory level. The results indicate that the studied complexes present more symmetric geometry structures than the ligand. The charge-transfer states of the two complexes in the lower energy region are all almost degenerate but those of the ligand are well separated. The ratio of the two-photon absorption cross sections of the ligand, zinc-porphyrin and magnesium-porphyrin complexes is 1.0:1.5:1.8, demonstrating that the two-photon absorption capability can be greatly increased when the ligand is coordinated with a metal ion. Moreover, several physical micro-mechanisms including electron transitions and intramolecular charge-transfer processes are discussed to explore the differences in optical property between the ligand and two complexes.     

测试性与性能一体化设计方法研究

现代武器装备的复杂化的发展趋势使武器系统的设计逐渐由单一的性能设计向全面考虑武器系统的性能与测试性等特性扩展;根据现代复杂武器系统的设计需求,结合工程实际,基于一体化理论建立了复杂武器系统的测试性与性能一体化设计体系;详细论述了复杂武器系统一体化体系的组成和各部分具体内容,并给出了测试性与性能一体化设计方法的通用流程与设计步骤;文章的工作对现代复杂武器系统的设计有较好的参考价值,可用于武器系统测试性与性能的一体化设计。     

稀土-铱-锑合金热电材料的结构与量子化学计算研究

应用离散变分Ｘａ量子化学计算方法,研究了ＩｒＳｂ３,Ｉｒ４ＮｄＧｅ３Ｓｂ４和Ｉｒ４ＳｍＧｅ３Ｓｂ９三个ｓｋｕｔｔｅｒｕｄｉｔｅｓ的组成、结构、化学键和热电性能之间的关系。对Ｉｒ４ＮｄＧｅ３Ｓｂ９和Ｉｒ４Ｓｍｅ３Ｓｂ９,用多个模型研究了稀土元素振动的结构。计算结果表明,稀土原子靠近Ｇｅ原子的模型比靠近Ｓｂ原子的模型更为稳定,热导率也较低。Ｉｒ４ＮｄＧｅ３Ｓｂ９的共价键比Ｉｒ４ＳｍＧｅ３Ｓｂ９弱,Ｉｒ     

锂离子电池正极材料Fe3+掺杂Li1+xV3O8的制备与电化学性能

采用柠檬酸辅助的溶胶-凝胶法制备了Fe^3＋掺杂Li1.1Fe0.05V2．95O8及对比样品LiV3O8正极材料．使用TG—DTA、XRD、FT-IR等手段表征了正极材料的物理化学特性,并采用EIS、恒电流充放电等手段研究了其电化学性能．结果表明：Fe^3＋掺杂LiV3O8与对比LiV3O8相比,能在更低的温度下晶化,能在相同温度、相同时间煅烧下保持更小的晶粒度．Li1.1Fe0.05V2．95O8与对比LiV308相比,特别是大电流下的放电容量有较大的提高,在75mA·g^-1,197mA·g^-1,373mA·g^-1及重新回到75mA·g^-1电流下的初始放电容量分别是307mAh·g^-1,237mAh·g^-1．162mAh·g^-1和302mAh·g^-1．在回复到75mA·g^-1电流后放电容量能非常稳定保持在278．6mAh·g^-1左右,并同时给出了初步的理论解释．     

基于高斯过程回归的线性激光束指向稳定优化

为解决激光应用中的光束指向抖动问题,提出一种基于高斯过程回归（Gaussian process regression）的激光光束指向稳定性优化方案。介绍了激光光束指向稳定系统装置构成及原理,论述了高斯过程回归方法的原理及其作为激光光束快速稳定控制算法的优势。经过该方法优化后,指向抖动达到水平方向2.3μrad,竖直方向3.3μrad,将激光系统指向稳定性提高了1个数量级以上。指向性抖动为已有线性反馈系统的20%,尤其对于高频噪声优化有显著效果。该研究对于激光光束指向性敏感的精密实验和精密加工具有重要意义。     

周期性非稳态条件下多孔砖、空心砖传热影响因素的数值计算与研究

采用数值计算方法,计算出周期性非稳态边界条件下,用于建筑外墙的节能新型多孔砖砌体和空心砖砌体的温度及传热量,得到了准确详细的计算数据,在此基础上分析了砖体砌筑方式、孔洞形状、孔洞排列方式等对墙体传热的具体影响,给出了对比分析结果.     

三种固体转轮除湿系统的模拟比较

分别建立单级转轮系统、厚转轮系统以及两级转轮系统的模型.利用模型比较分析了三种系统的性能.结果显示两级系统处理的潜热、显热负荷和产生的冷量均为最大,但其COP在三者之中最低;厚转轮系统与单级系统的差异不显著.通过实际的两级除湿系统的实验结果,验证模拟结果的准确性.