基于平凹多通腔的非线性脉冲压缩技术

采用平凹多通腔和固体薄片组的非线性脉冲光谱展宽与压缩方案开展了100 W皮秒激光非线性脉冲压缩的研究.以多片熔融石英薄片作为非线性介质,在平凹腔中皮秒激光通过自相位调制将光谱宽度由0.24 nm展宽4.8 nm,用光栅对进行色散补偿压缩,实现压缩后的脉冲宽度为483 fs,对应压缩比为22,最终输出飞秒激光的平均功率为44.2 W.相对于常规多通腔方案,该平凹腔结构紧凑,光路稳定性好,压缩比高,非常有利于非线性光谱展宽与压缩的实现.

长距离泵浦-探测系统的阿秒精度锁定

随着超快科学和阿秒脉冲技术的发展,基于孤立阿秒脉冲的泵浦-探测系统由于能实现对电子动力学的时间分辨测量,已成为人们开展阿秒超快过程研究不可或缺的关键技术.但要获得稳定可靠的泵浦-探测信号,需要保证泵浦与探测光之间阿秒级的高精度同步,较大的抖动将会导致信号产生弥散、甚至被淹埋在噪声中,从而无法获得真实的物理图像.由于阿秒脉冲从产生到应用终端之间的距离通常较长,要实现阿秒时间分辨,就必须对阿秒光脉冲与泵浦光进行阿秒量级的延时锁定.针对这一问题,本文发展了一种新型的双层光路系统,通过对获得的干涉条纹进行快速傅里叶变换,将获得的时间抖动量反馈给压电平移台实时补偿光程漂移,实现了泵浦光与探测光之间阿秒量级的同步锁定.应用该方案到光路长度从1—10 m的阿秒泵浦探测系统,得到了锁定精度分别从7.64—31.76 as的结果,分析表明系统延时误差与距离呈严格的线性关系,决定数R^(2)=0.96.本研究工作表明,使用小型干涉仪可实现对大科学装置中长距离阿秒泵浦探测系统的锁定精度进行快速检测,这对如非共线阿秒条纹相机、时间分辨光电子能谱仪、相干合成等应用具有一定的参考意义.

基于条件变分自编码器的熔铸炸药成型缺陷快速模拟和预测

为了实现凝固缺陷的快速模拟和预测,提出了一种基于条件变分自编码器(CVAE)的熔铸炸药成型缺陷预测模型;以注液温度、冒口预热温度等工艺参数为条件,通过条件变分自编码器建立工艺参数与熔铸炸药缺陷的条件概率模型;采用多层神经网络和变分推断方法结合进行模型训练,实现了RHT和DNP基熔铸炸药凝固成型缺陷预测。结果表明,成功构建了熔铸炸药凝固过程数值模拟的条件概率分布,实现了基于仿真数据的RHT和DNP基熔铸炸药凝固缺陷预测;与有限元直接数值计算结果比较,CVAE算法计算缺陷位置的准确率可达到99%,计算时间小于2 s;CVAE在熔铸炸药缺陷概率分布建模上具有性能高、泛化性强的特点,能有效实现熔铸炸药成型缺陷的智能预测。

原位合成核壳MC碳化物增强的M2高速钢

采用高能湿球磨M2高速钢粉末和钒铁合金,通过真空烧结制备了原位合成核壳MC碳化物增强的M2高速钢。研究了球磨后复合粉末的相组成、形貌与成分分布,分析了烧结显微组织随温度的演变,以及测试了烧结样品热处理前后的力学性能。结果表明:球磨后的粉末完全细化成片状和团聚状,内部均匀分布着V元素。在1180℃下经过超固相液相烧结,改性的M2钢烧结体基本全致密化(~99.2%的相对密度)。近球形MC碳化物和不规则形状M_(6)C碳化物弥散分布在烧结高速钢的基体中,烧结液相的扩散与凝固促进MC碳化物形成了核壳结构。通过热处理,烧结合金的基体晶粒和碳化物都得到了细化,弯曲强度达到3580 MPa,硬度达到HRC58,抗划伤性能得到显著增强。

多通腔非线性脉冲压缩技术的研究进展(特邀)

超快激光在极短的时间内能够达到极高的功率,可以揭示极端的光与物质的相互作用,具有先进的材料加工能力,是产生极紫外(XUV)和高次谐波(HHG)脉冲的理想驱动源,在医疗诊断方面也具有广阔的应用前景。钛宝石(Ti:Sa)激光器自诞生以来,一直是超快激光研究的主流方向,其脉冲宽度很容易达到小于50 fs,但平均功率一直限制在数瓦水平,这限制其在更广泛领域中的应用,掺镱(Yb)晶体激光器的后压缩技术提供了一种获得高平均功率和高峰值功率飞秒脉冲的新方案。随着多通腔(multi-pass cell,MPC)非线性脉冲压缩技术的提出,采用掺镱晶体激光器和MPC非线性脉冲压缩技术相结合产生高功率超短脉冲的方案逐渐得到发展并获得了不错的结果,使实现平均功率超过数千瓦、单脉冲能量达到焦耳量级、脉冲宽度短至几十飞秒的超短超强脉冲成为可能。在文章中,主要介绍了MPC的基本原理,回顾MPC非线性脉冲压缩技术的最新研究进展,并指出该技术的未来发展方向以及前沿应用。

海昏侯文化元素在现代文化创意产品中的应用研究

海昏侯国的遗址是目前发现的面积最大、保存最好、内涵最丰富的汉代侯国聚落遗址。海昏侯文化作为中国传统文化的瑰宝,具有深厚的历史底蕴和独特的艺术风格。随着文创产业的快速发展,将传统文化元素与现代创意设计相结合,开发具有文化内涵和市场潜力的文创产品,已成为传统文化传承与创新的重要途径。

野外环境下太瓦飞秒激光等离子体通道特性研究

对太瓦(TW)飞秒激光在自然大气中传输时产生的超长等离子体通道的物理性质进行了研究。试验结果证实2 TW飞秒激光在大气中自由传输时实现了2km长的等离子体通道,长距离传输后通道内的等离子体电子密度约为10^11 cm^-3,仍然保持良好的导电性。高压放电试验也证实了有等离子体通道存在,可以将放电电压降低30%,说明激光诱导高压放电的有效性。本次试验研究表明长度为公里量级、长寿命大气等离子体通道的实现是可行的,将为激光引雷、大气监测、人工干预气候等实用化应用扫清技术上的障碍。

miR-194对人脑胶质瘤U87细胞恶性生物学行为的影响

目的研究miR-194在人脑胶质瘤组织及人U87细胞中表达,以及其对U87细胞增殖、迁移、侵袭能力和凋亡率的影响。方法应用实时荧光定量PCR方法分别检测23例人脑胶质瘤组织及5例对照脑组织(脑出血及外伤脑组织)中miR-194的表达水平;将miR-194激动剂、拮抗剂及其各自的空白对照分别转染至U87细胞中,应用CCK-8方法检测转染miR-194后U87细胞增殖能力;Transwell实验检测U87细胞迁移、侵袭能力。流式细胞技术检测转染miR-194后细胞凋亡率。结果与对照组比较,人脑胶质瘤组织中miR-194表达量显著下调(P<0.05);过表达miR-194后能够明显抑制U87细胞增殖、迁移及侵袭能力,并显著促进U87细胞凋亡。结论 miR-194在胶质瘤组织中表达下调,过表达miR-194能够显著抑制U87细胞增殖、迁移及侵袭能力,促进细胞凋亡。

分散性土改性处理实施方案研究

吉林西部某工程土坝填筑土料场料质均为分散性粘土,按现行水利行业标准的规定,采用分散性粘土填筑2级均质土坝属于突破行业规范规定的创新设计。本文采用“石灰+粉煤灰”改性处理方案,对现场9万m3土料进行了改性处理,对现场实施的方式方法及数据进行分析整理,结合现场拌合、碾压工艺,进一步复核土料在现场工艺条件下的分散性。为分散性土治理和其他类似工程的应用提供参考。

基于TOPSIS模型的典型黑土区耕地质量评价及土壤侵蚀耦合协调分析

黑土区是中国重要的粮食产区,掌握黑土区耕地质量状况,探索耕地质量与土壤侵蚀的耦合协调发展关系,可以进一步保持耕地的健康发展。为探讨黑土区耕地质量与土壤侵蚀的耦合协调发展关系,以嫩江市为研究区,利用层次分析法及CRITIC权重法确定22项选取指标的综合权重,通过综合质量指数法构建地学特征、土壤特性、土壤健康、基础设施建设及植被生长5个维度的质量指数,引入TOPSIS模型分析确定嫩江市耕地质量等级,开展黑土区障碍因子诊断、侵蚀状况模型评估及耦合协调研究。结果表明:1)嫩江市以中等级耕地为主,占总耕地面积的29.6%,高等级耕地较少,占比为10.1%。耕地质量等级存在较大差异,集聚类型以不显著为主,且在市域内呈现散碎分布的空间格局。2)根据障碍因子诊断发现,指标层中土壤pH值、排水能力、灌溉能力、地块连片度及比值植被指数指数的障碍度较高,是制约耕地质量的主要因素。准则层中耕地的基础设施建设指数障碍度最高,对于耕地质量具有显著影响。3)嫩江市西南部区域土壤侵蚀强度相对较弱,侵蚀较为严重区域主要分布在嫩江市的北部及东部区域,空间分布格局呈现东北高西南低。4)空间耦合协调分析发现,耕地质量与土壤侵蚀强度的空间耦合度介于0.22~1.00之间,具有明显的耦合响应特征,呈现出一定的空间差异性,总体上土壤侵蚀与耕地质量处于良好的协同发展状态。研究为松嫩平原农业健康生产及黑土区耕地质量监测评价提供参考依据。

采用飞秒光纤激光同步泵浦的自启动锁模钛宝石激光研究

针对常规连续激光泵浦钛宝石激光振荡器不能自启动锁模的缺点,采用倍频飞秒光纤激光同步泵浦,通过调节振荡器腔长与泵浦腔长匹配,实现了飞秒钛宝石激光的自启动锁模。实验中采用3.4 W的倍频掺镱光纤激光同步泵浦钛宝石激光振荡器,获得了平均功率大于130 mW、重复频率75 MHz、光谱宽度大于47 nm、脉冲宽度17 fs的锁模脉冲输出,不仅能够稳定可靠地实现自启动锁模,解决了常规钛宝石激光振荡器锁模启动的困难,而且还具有同步输出1040,800,520 nm三束飞秒激光的特点,为进一步开展飞秒激光相干合成以及光参量放大等研究提供了优势基础。

软土地基上堤防拓宽工程变形协调措施研究

以南京市某长江堤防拓宽工程为例,采用FLAC软件建立堤防拓宽的数值计算模型,分析了拓宽新堤与老堤的相互作用特性。在此基础上提出在新老堤防结合部开挖台阶,并铺设土工格栅增强横向连接的措施。采用数值软件对以上工程措施进行了分析验证。结果表明:新堤防填筑后,由于附加应力作用使老堤堤身和路面产生附加变形,老堤防路面的不均匀沉降为13.7cm,路面的坡度为1.7%,整体向堤中心线倾斜。在新老堤结合部铺设土工格栅加筋后,堤防的最大沉降位置由堤顶路面处发展到堤身内部,新堤路面变形和堤身不均匀沉降大幅减小。

雷电客观数值预报探索

雷电(闪电)是雷暴天气中发生的一种长距离瞬时放电现象[1]。雷电产生的大峰值电流、高峰值功率、炙热高温、强电磁辐射和冲击波等物理效应,会对地面建筑、森林、电力和电子设备、航海、航空航天、通信等产生破坏作用,甚至威胁人的生命。因此,及时提供准确、高效的雷电预报,从而提前防护雷电可能造成的灾害,为国民经济发展保驾护航具有十分重要的意义。

基于Herriott型多通结构的块材料展宽与棱栅对色散补偿的啁啾脉冲放大

本文报道了基于块材料展宽与棱栅对压缩的飞秒啁啾脉冲放大(chirped-pulse amplification,CPA)系统.展宽器采用基于Herriott型多通结构的块材料作为色散元件,压缩器采用透射光栅与色散棱镜组合的棱栅对,由于它可以同时提供负的二阶和三阶色散,通过优化光栅刻线与棱镜顶角,可以实现对放大器中材料的三阶色散完全补偿,获得更窄的压缩脉冲.实验中,将展宽后的脉冲注入到环形再生腔中进行放大,放大后的脉冲由棱栅对压缩到39.6 fs,非常接近傅里叶变换极限的35.2 fs.由于采用块材料展宽器和棱栅对压缩器,整个放大系统非常紧凑,可作为后续放大以及超快现象研究的可靠光源.

高职“典型零件数控加工”课程教学有效性研究

本文以高职院校机械相关专业的核心课程"典型零件数控加工"为例,以提高教学有效性为目标,进行理实一体化教学方式的课程改革。课程改革契合了学生需要同步实践来加深理论理解的特点,避免了集中理论学习带来的倦怠感,教学有效性明显提升。

新型火箭弹人工影响积云内外电场试验

试验证明:新型火箭弹经过特殊处理后,通过播撒金属或非金属导体粉末,使云内外电场的绝对值减小。云内外电场值越大,新型火箭弹对其电场影响亦越大,反之亦然;新型火箭弹有增雨效果;该成果的应用将为海上舰船、火箭发射以及林区提供有效的主动雷电防御手段,从而有效降低雷电给人类造成的灾害。

基于瞬态光栅频率分辨光学开关装置的阿秒延时相位控制

操控多路激光脉冲之间的相对延时(相对相位)对于亚周期相干合成技术意义重大.当周期量级脉冲之间的相对延时接近数十飞秒时,常见的飞秒脉冲测量手段已无法满足脉冲之间相对相位的精确调控需求.本文基于瞬态光栅频率分辨光学开关装置,精确反演出脉冲之间的相对相位.此方案不仅有助于直接产生亚周期(亚飞秒)脉冲,还可应用于时间隐身学和二维相干光谱学等相关领域.

基于固体介质的倍频程连续光谱产生的研究进展

超快激光经过透明介质时由于非线性作用光谱会得到展宽,甚至能够产生超过一个倍频程的相干超连续光谱,这样的光源能够压缩得到几个甚至单个光周期的超短脉冲,并在现代超快科学的各个领域得到了广泛应用.实验中已经在气体、液体和固体中都观测到了光谱的展宽,目前较为成熟的方法是使用充满惰性气体的空芯光纤和具有高非线性效应的固体材料展宽光谱.但空芯光纤由于芯径限制无法用于高能量激光脉冲的光谱展宽,而固体材料又容易被高功率密度的脉冲激光损坏.随着激光技术的发展其脉冲能量不断提高,一种新的、利用多片薄固体介质实现光谱展宽的方式被提出.多片薄的非线性介质可以实现光谱展宽的逐片累积,而且避免了激光在介质中因自聚焦产生过高功率密度带来的损坏.目前使用这种方法已经在实验上得到了近毫焦尔量级的倍频程光谱,覆盖了近紫外到中红外的整个区域,并实现了脉冲压缩.本文简要回顾了超快激光在固体中光谱展宽的发展历程,概述了新型薄片固态介质产生超连续光谱的原理,对近年来使用此新方法的实验进行了简要分析,并对其发展前景进行了展望.

建筑设计与地方生态气候研究

当前,我国大力推行可持续发展战略、绿色生态建设,使得人们越来越重视建筑和地方生态的关系。简单分析了建筑设计和地方生态相结合的重要意义,并提出几点让建筑设计和地方生态良好融合的方法,希望对广大建筑设计人员有所帮助。

基于降级模糊算法的爬壁机器人避障控制

针对罐体表面作业过程中避障的问题,提出了改进模糊避障控制算法。为保证爬壁机器人能够缩短到达目标点的时间,除爬壁机器人与障碍物距离量外,增加爬壁机器人与目标点的角度量作为输入变量,速度、角速度作为输出量,确定了各参数的论域与隶属度,建立了模糊规则表,采用重心法解模糊化;考虑罐体环境的复杂多变性,提出优雅降级避障控制策略,在探测传感器受扰失灵的情况下仍能够越过障碍物到达目标点。通过与人工势场避障法仿真比较,改进模糊控制法可更有效地避开障碍物,并在探测传感器异常情况下,也能保证爬壁机器人到达目标点,体现了该避障算法的优越性与可靠性。最后进行了爬壁机器人避障实验,验证了该算法的可行性。