飞秒相干反斯托克斯拉曼散射光谱测温研究进展

当今世界大约90%的能量供应都是由燃烧生成的。在燃烧场中,火焰的温度影响着场中各种组分链式反应的途径和浓度,获取燃烧场温度信息可以为提高燃料燃烧效率,改进燃烧装置的设计提供重要的支撑依据。随着我国在航空、航天和航海这类高端制造业领域的不断发展,各种大型燃气轮机和超声速发动机的研发进入加速期,此类燃烧装置产生的火焰具有高温、高压、湍流超声速和持续时间短等特点。传统的接触式测温法难以对这类湍流燃烧场进行温度测量,近年以激光光谱法为代表的非接触式测温技术逐渐走向成熟,并获得了广泛地应用。与超短脉冲相结合的飞秒相干反斯托克斯拉曼散射光谱测温技术凭借可提供高时间分辨率(每秒可提供上千个测温数据)、高测温精度和高测温灵敏度等优势而被应用到各种高温、湍流等复杂燃烧场景温度诊断中。文章概述了飞秒相干反斯托克斯拉曼散射测温技术的基本原理,综述了该技术在稳态火焰、加热气体、模拟燃气轮机等燃烧环境中测温工作的研究进展,简要介绍了飞秒时间分辨相干反斯托克斯拉曼光谱的研究和应用,着重介绍了可以实现毫秒量级时间分辨率的飞秒啁啾探测脉冲相干反斯托克斯拉曼散射测温技术和混合飞秒/皮秒相干反斯托克斯拉曼散射测温技术的基本原理和应用进展。指出了三种测温技术的优缺点,并提出飞秒相干反斯托克斯拉曼散射测温技术目前需要关注并解决的技术问题,主要为在高温高压湍流燃烧等极端条件下实现高精度CARS光谱高保真反演出温度信息,以及高温高压湍流燃烧场极端条件下如何获得高信噪比CARS信号的问题。展望了今后的发展趋势:通过高时间分辨的测量,获得湍流火焰中温度的瞬时演化规律,并建立各种复杂火焰的温度演化信息数据库,为研究各种发动机机理提供支撑。

基于微通道散热的板条激光放大器热仿真分析

众所周知,热效应是限制大功率高能量激光器发展的一大瓶颈,在高能激光产生的过程中伴随着大量的废热产生,影响高能量激光器的光束质量甚至会影响其正常工作。为了保证高能量激光器的稳定运作并研究其工作物质的散热过程中的热分布状态,本文建立了一种用于高能Zig Zag板条激光放大器的双端入水微通道散热模型,利用CFD模拟仿真软件在额定工况下对微通道与空腔热沉进行散热对比,还研究了模型的可变参量:通道高度、翅片厚度,以及水流量对于散热性能的影响。模拟研究发现本文提出的微通道热沉冷却效果优于全腔水冷效果,微通道热沉将晶体表面最高温差控制在4℃以内,表面温度也降低了32;同时在压降允许范围内优化通道参数能再将冷却效果提升10,实现增益介质分布式高效散热。

卷积神经网络硬件加速的通用性设计

随着人工智能的兴起,应用于各种场景的神经网络算法蓬勃发展。这使得以卷积神经网络为代表的各类算法的通用边缘部署加速设计成为了一大难题。对此,提出了基于数据相关性原理和Roofline模型的一般性和通用性设计准则,并据此对神经网络进行面向硬件加速的并行化设计。对卷积层、池化层和全连接层这3个最重要的部分进行了优化,基于优化后的模块可根据应用场景需求搭建各种卷积神经网络,从而实现通用性设计。以LeNet-5网络为对象,在XILINX ZC702和XILINX ZC706 FPGA平台上分别以MNIST测试集为基准验证,对各层优化后基于高层次综合构建的交互式识别系统,在XILINX ZC702平台上达到了95.09%的准确率和每幅图像4.1 ms的推理速度,在XILINX ZC706平台上达到了相同的准确率和每幅图像0.997 ms的推理速度,二者都具备了很高的处理速度。

基于滑动阵列的高光谱图像非因果实时RXD检测

为了有效缓解海量高光谱数据存储与传输压力并快速精确检测异常目标,提出一种以滑动阵列窗像元为局部背景的高光谱图像非因果实时RXD异常检测方法.利用随数据逐像元接收而滑动的阵列窗确定局部背景像元,运用Woodbury引理,通过矩阵与向量的乘法和矩阵的加减实现局部背景协方差矩阵的求逆运算,在逐像元接收数据的同时实现阵列窗口中心像元的异常检测.模拟和真实高光谱图像实验结果表明,与现有实时检测方法相比,所提方法在检测性能或运行效率上有所提升;相比非实时的滑动阵列RXD异常检测,所提方法时间复杂度更低,处理大小为200×200含189波段的图像,其加速比达到近26倍.实验结果验证了该方法能在不降低检测精度的同时满足低运算量和低存储空间的实时性要求.

实对称矩阵基本定理的存在性证明

对于实对称矩阵A,通过考虑欧氏空间Rn中的连续函数f(X)=XTAX在一些有界闭集上的最大值,构造相应子空间上的半正定矩阵,进而得到实对称矩阵A的实特征值和相应的特征向量.最终可得实对称矩阵A可以正交相似对角化.

性信息素不同配方、剂量与诱捕器类型对引诱甜菜夜蛾效果的影响

甜菜夜蛾Spodoptera exigua是浙北芦笋产区的主要灾害性害虫,对常规药剂产生了抗性,化学防治效果不理想。为提高现有性诱剂诱捕效率,本研究对甜菜夜蛾的诱捕系统进行优化,开发适合浙江种群甜菜夜蛾性诱剂的最佳诱捕系统。在浙江省嘉兴平湖芦笋基地针对性信息素不同配方、剂量的诱芯和诱捕器类型3种因素对甜菜夜蛾的影响进行田间试验。试验结果表明,当甜菜夜蛾性信息素组分顺-9,反-12-十四碳二烯醇醋酸酯∶顺-9-十四碳烯醇∶顺-11-十六碳烯醇醋酸酯为7∶3∶1,剂量为1. 0 mg时,诱蛾活性最高,显著高于其他处理;在0. 1-1. 0 mg范围内,性信息素的剂量越高,活性越强;船形诱捕器诱蛾效果最高,其它3种诱捕器的诱捕效率差异显著。性信息素不同配方、剂量与诱捕器类型均能不同程度影响甜菜夜蛾诱捕效果,本研究为应用性信息素进行甜菜夜蛾监测与防治提供技术支撑。

多项式的互素在线性空间直和分解中的应用

借助于多项式的互素,研究矩阵多项式和线性变换多项式的性质,分别考虑以矩阵多项式为系数矩阵的齐次线性方程组和线性变换多项式的核的特点,可以对相应齐次线性方程组的解空间和线性变换的核空间进行直和分解。

高功率半导体激光器散热方法综述

散热管理是保障半导体激光器功率稳定性的关键因素。因此,了解半导体激光器的传热过程并解决其散热问题,是实现半导体激光器工程化应用的重要环节。对半导体激光器散热管理方式的工作原理和典型散热方法进行了综述,期望为从事高功率半导体激光研究的人员提供技术参考。

用于赝热光鬼成像双波长高分辨激光光源研制

报道了一种基于Cr^(4+):YAG晶体被动调Q的Nd:YAG行倍频后获得稳定的532 nm激光输出。该激光器输出1 064 nm大于500 mJ,在不同重频下的输出能量分别为551 mJ@1 Hz,553 mJ@3Hz,546 mJ@5 Hz和518 mJ@10 Hz,脉冲能量RMS<6.2%。光源入射到直径为20 cm的毛玻璃上,CCD采集图像经计算得到,该赝热光源的二阶量子相关函数g(2)为1.963,接近理论值2。该激光系统为赝热光鬼成像提供了良好的光源。

基于布里渊探测法的水体特征参数测量研究进展

基于布里渊探测的水体特征参数测量是一种新型的频率探测系统,具有高信噪比、抗干扰能力强、无接触式测量、体积小、易装载等特点。布里渊散射的频移、谱线宽度与介质属性有着紧密的联系,随着激光器与鉴频器的不断发展,提高探测精度一直是人们研究的热点。介绍了布里渊探测系统的原理与典型的几种结构,对国内外声速、粘滞系数、温度盐度、水下目标探测的研究进展以及现状进行了综述。

受激布里渊散射Stokes脉冲展宽现象抑制研究

针对高泵浦强度下受激布里渊散射(stimulated brillouin scattering,SBS)脉宽压缩过程中出现的Stokes展宽现象,提出了一种抑制展宽、提高压缩率的新方法——驻波驱动SBS压缩结构。此方法以驻波驱动声波场代替传统的噪声起振,加强声波场的同时,固定Stokes产生位置,从根源上抑制了Stokes光展宽现象。通过对照试验,证实了该方法的有效性,抑制Stokes展宽的同时获得了亚声子寿命输出。

脊型悬浮波导布里渊激光器

众所周知,具有高布里渊增益的片上波导在光子学领域具有广泛的应用.硅基片上布里渊激光器被广泛应用到频率可调谐激光发射、锁模脉冲激光器、低噪声振荡器和光学陀螺仪等领域.然而,在硅基布里渊激光器中实现布里渊激光输出往往需要较长的波导长度,不利于片上集成.本文提出了一种新型的波导结构,由硫族化物As_(2)S_(3)矩形和一个空气细缝组成.由于空气细缝的存在,辐射压力使布里渊非线性的增强远远超过了仅由材料非线性产生的增强.使得布里渊增益达到了1.78×10^(5)W^(-1)·m^(-1),相比之前报道的后向受激布里渊散射(SBS)增益(2.88×10^(4)W^(-1)·m^(-1))扩大了将近10倍,产生了4.2—7.0 GHz范围的声子频率调谐,该方法为设计用于前向SBS的纳米级光波导提供了新的思路,同时这种增强的宽带相干声子发射为片上CMOS信号处理技术的混合铺平了道路.

粪菌移植通过调节TLR4/NF-κB信号通路改善内毒素性急性肺损伤

目的:探讨粪菌移植(FMT)对内毒素性急性肺损伤(ALI)大鼠TLR4/NF-κB信号通路的影响。方法:选取成年SD大鼠15只,随机均分为对照组(NS组)、模型组(LPS组)和干预组(FMT组)。利用腹腔注射LPS构建ALI模型;造模完成后,FMT组给予粪菌液灌胃,NS组和LPS组予以等量的氯化钠溶液灌胃。干预结束24 h后观察肺组织病理改变,检测肺湿/干重(W/D)比值,动脉血PaO_(2),ELISA检测血清中IL-10的含量,Western blot测定肺组织中TLR4、p-NF-κB p65、NF-κB p65蛋白的表达量,免疫组化检测肺泡上皮细胞中的MyD88表达,收集大鼠粪便样品进行高通量测序。结果:与NS组比较,LPS组肺组织肺泡水肿明显,炎症细胞浸润,肺泡间隔增宽,PaO_(2)和血清中IL-10的含量降低(P<0.05);肺组织中TLR4、p-NF-κB p65、MyD88表达明显上调(P<0.05);肠道菌群结构改变。与LPS组比较,FMT组损伤的肺组织恢复明显,肺W/D比值下降,血清PaO_(2)及IL-10含量上升(P<0.05)。TLR4、MyD88、p-NF-κB p65的表达水平下降(P<0.05)。肠道菌群结构接近正常对照组。结论:FMT可能通过作用于TLR4/MyD88/NF-κB通路抑制肺组织免疫炎症反应,进而改善LPS诱导的大鼠ALI。

ICP-MS标准模式下土壤中铬、镍、铜、铅含量测定研究

土壤重金属测定前处理方法参照HJ 832-2017标准,采用ICP-MS标准模式下测定前处理待测制备液中铬、镍、铜、铅含量。试验分3个阶段,第1阶段为2019年6~7月,进行了2个土壤标准物质重复性检测的准确性。第2阶段为2020年4~5月,进一步验证分析了2个土壤标准物质的准确度、精密度。第3阶段为2020年7~8月,调整仪器性能,优化调谐Mg、In、U信号值,测定土壤中铅含量;测试分析了土壤铬、镍、铜、铅的ICP-MS(DRC-Ⅱ)方法检出限和回收率。结果表明,ICP-MS(DRC-Ⅱ型)标准模式下测定土壤铬、镍、铜、铅全量含量的准确度和精密度均符合分析要求;土壤铬、镍、铜和铅的DRC-Ⅱ方法检出限分别为0.060、0.010、0.045和0.015 mg·kg^(-1),回收率为89.6%~112.3%。

小切口撕囊镊劈核治疗老年硬核性白内障手术中的效果

目的观察小切口撕囊镊劈核治疗老年硬核性白内障手术中的效果。方法将接受小切口非超声乳化摘除人工晶状体植入手术的137例老年硬核性白内障137眼(Ⅳ~Ⅴ级核)随机分为A(44眼)、B(45眼)和C(48眼)三组,其中A和B组术中进行劈核,A组采用撕囊镊劈核,B组术中采用劈核刀劈核,C组不劈核。观察术中撕囊镊劈核效果、各组术后最佳矫正视力(1d、1w和1m)、手术源性散光值、角膜内皮细胞数量、角膜水肿、并发症及处理。结果撕囊镊劈核成功率100%。两两比较在术后各组最佳矫正视力无明显差异。各组手术源性散光在术后1d时最大,后随时间延长而缩小,1d、1w和1m时A组和B组手术源性散光与C组相比差异有统计学意义(P<0.05)。术后1d, A、B和C三组术眼发生角膜水肿分别为11眼(25.0%)、11眼(44.4%)和11眼(45.8%),两两相比,A组与B组和C组相比有明显差异(P<0.05)。三组术后无严重并发症发生。结论撕囊镊劈核无需特殊器械、操作简便、术后散光小,安全实用。

粪菌移植对内毒素诱导的急性肺损伤大鼠Keap1-Nrf2/ARE信号通路的影响

目的探索Keap1-Nrf2/ARE信号通路在粪菌移植(FMT)干预内毒素诱导的大鼠急性肺损伤(ALI)中的作用。方法将15只健康成年雄性SD大鼠根据随机数字表法分为对照组(NS组)、模型组(LPS组)、干预组(FMT组),每组5只。LPS组和FMT组通过腹腔注射脂多糖(LPS,5 mg/kg)制备大鼠ALI模型,NS组注射等体积生理盐水,ALI模型完成24 h后,FMT组给予自制粪菌液灌胃(10 mL/kg,2次/d,连续2 d),NS组和LPS组灌胃等体积生理盐水。FMT干预结束24 h后收集各组腹主动脉血、肺组织及新鲜粪便标本,检测动脉血氧分压[p(O)2]、肺湿/干质量比(W/D),酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测血清超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、蛋白质羰基(PCO)水平,粪便进行肠道菌群测序,HE染色观察肺组织形态学变化并进行肺损伤病理学评分,免疫组化检测肺组织中核因子E2相关因子(Nrf2)的表达,蛋白免疫印迹法检测血红素氧合酶-1(HO-1)和Nrf2蛋白表达。结果LPS组大鼠肺W/D、肺损伤病理评分高于NS组,而p(O)2低于NS组;LPS组血清中SOD含量低于NS组,血清中MDA、PCO含量及肺组织中Nrf2、HO-1蛋白表达均高于NS组(均P<0.05)。与LPS组相比,FMT组大鼠肺W/D、病理学评分降低,p(O)2升高;血清中SOD水平增高,MDA、PCO水平降低;Nrf2、HO-1蛋白在肺组织中的表达均进一步增加(均P<0.05)。LPS组肠道菌群Beta多样性与NS组及FMT组相比显示出差异性,其乳酸杆菌科和消化链球菌科减少,紫单胞菌科明显增多。FMT组肠道菌群Alpha多样性及Beta多样性均与NS组相似。结论FMT可能通过调节肠道菌群影响Keap1-Nrf2/ARE信号通路,增强抗氧化应激反应,减少氧化损伤相关产物的产生,从而改善LPS诱导的大鼠ALI。

固体激光器单纵模选择技术及应用

单纵模固体激光器具有线宽窄、相干长度长、功率拓展性强等优点,在科学研究、工业以及国防等领域有着重要的应用。自由运转的固体激光器通常工作在多纵模状态,因此需要结合纵模选择技术实现稳定的单纵模输出。介绍了典型单纵模选择技术的工作原理及特点,并对单纵模激光器的应用进行了综述,为从事单纵模激光研发及应用的人员提供一定的技术参考。

LD泵浦掺Pr3+的可见光固体激光器研究进展

近年来,可见光激光器在激光彩色显示、生物光学、全息技术等领域备受关注。Pr^3+的能级结构决定了该离子可实现蓝光、绿光、橙光、红光及深红光等多个可见光波长的能级跃迁,随着蓝光激光二极管(LD)技术的成熟和商业化应用,利用蓝光LD泵浦掺Pr^3+激光晶体直接实现可见光输出的激光器逐渐成为研究热点。对掺Pr^3+的连续、脉冲和单纵模全固态激光器的国内外研究现状和发展情况进行了综述。

基于车身接附点动力总成载荷的车内噪声优化

为优化国内某型SUV基于动力总成载荷的噪声问题,建立了内饰车身的有限元模型。动力总成悬置与车身及副车架有四个接附点,通过试验的手段进行加速工况下的动力总成载荷识别,为CAE仿真计算提供载荷输入,通过逆矩阵计算及PCA分解等得出基于车身接附点动力总成激励载荷。将该激励施加到仿真模型悬置四个安装点对应几何中心进行强迫响应分析,通过对比仿真与实测数据验证CAE模型的有效性。并进一步进行了基于动力总成载荷激励的车身结构对车内噪声灵敏度分析,依据分析结果,给出了调整集水槽和前围板的优化方案包。通过优化,车内噪声对应各主要问题转速段均有明显改善。

基于DPDK的eBPF报文过滤器研究与实现

为了更好地应对大流量复杂场景的精准报文过滤,本文研究了eBPF报文过滤器的架构、原理等,并且基于DPDK的eBPF报文过滤器实现了灵活的抓包功能,已在通讯系统中得到广泛的应用。