纤维素纳米晶/金纳米粒子复合虹彩薄膜的制备与表征

以滤纸为原料,采用浓硫酸水解法制备纤维素纳米晶(CNCs),以柠檬酸钠还原法制备金纳米粒子(GNPs),并将GNPs与CNCs以不同质量比共混制备CNCs/GNPs复合虹彩薄膜;并在CNCs/GNPs体系中添加果糖,研究了果糖对等离子吸收共振效应的影响。采用透射电镜、反射光谱、扫描电镜、偏光显微镜、红外光谱、X射线衍射、紫外-可见光谱和圆二色谱对复合薄膜进行分析,探讨了GNPs与CNCs以不同质量比复合时的结构与性能,以及果糖对体系的影响。研究结果表明:CNCs在成膜过程中发生了自组装,形成了左旋的手性层状液晶结构;复合薄膜具有明显的虹彩颜色,具有周期性层状结构和指纹织构,添加GNPs没有改变CNCs本身的官能团,但复合膜具有明显的等离子共振吸收峰并发生蓝移。添加果糖会使薄膜颜色产生红移现象的同时促进GNPs更加均匀地分散,从而增强GNPs的等离子共振吸收效应。GNPs和果糖的加入不会改变CNCs的晶型结构,对纤维素的结晶度也没有影响。

面向卫星互联网的星载光交换技术

随着卫星遥感、大数据超算中心、视频战场、6G移动通信等超高速大容量信息传输需求日益提高,以激光取代传统微波作为信息载体的卫星通信技术发展成为趋势,这也是解决微波通信带宽瓶颈和缓解频谱资源紧张的有效手段。未来需要构建全球覆盖的卫星互联网,提供地面光纤网络所不具备的能力(大覆盖率、低时延、人口稀少地区服务、无地理障碍等)。对于未来卫星节点超高速大容量信息处理来说,星载光交换技术是关键与核心。首先,介绍基于激光通信的卫星互联网发展脉络,分析面向卫星互联网的星载光交换技术的重要性,重点对星载光交换技术进行细致地分类对比、体制及信息处理模式研究,展示潜在的技术方案。然后,针对光交换核心器件特性和应用方案进行分析研究,希望为下一代卫星互联网技术研究提供借鉴与参考。

空间激光通信最新进展与发展趋势

空间激光通信凭借其带宽优势,成为未来高速空间通信不可或缺的有效手段,是近年来国际上的研究热点。本文详细介绍了美国、欧洲和日本在空间激光通信技术领域的最新研究进展和未来发展规划,总结了国内外空间激光通信演示计划的主要参数指标。通过对空间激光通信最新研究计划的分析,归纳出空间激光通信高速化、深空化、集成化、网络化、一体化5个发展趋势,以及需要突破的高阶调制、高灵敏度探测、多制式兼容、"一对多"通信等关键技术。为我国激光通信设备及相关研究提供借鉴和参考。

空基激光通信研究进展和趋势以及关键技术

激光通信以其带宽大、保密性好、无频谱限制等特点成为构建空天地海全域网络高速通信有效技术途径。相较天基而言,搭载在气球、飞艇、无人机、飞机等平台的空基激光通信系统以其灵活性好、成本低、可维修等特点,成为高保密军用战术网络、救灾应急网络、商用低成本网络的首选。详细介绍了美国、德国、法国、中国等空基激光通信技术最新研究进展和主要项目的参数指标,总结了一对多、轻量化、高带宽等发展趋势和面临的大气信道复杂、背景噪声严重等技术挑战,提出了高动态捕跟、高密度集成、高灵敏度接收等关键技术措施,为空基激光通信技术研究和工程项目研制提供参考。

疏水纳米纤维素薄膜制备与表征

以微晶纤维素为原料,在氮气保护下与十八酰氯发生反应,经离心洗涤分离制得具有疏水特性的纳米纤维素薄膜。利用接触角、SEM和FTIR等表征手段对其进行表征分析。研究表明:随着反应物十八酰氯量的增加,反应更加充分,制备的薄膜疏水性能更好。随着十八酰氯的用量的增加,所制得的薄膜由棒状的微晶纤维素颗粒变为具有球形结构的纳米纤维素组成。

基于全内反射透镜二次配光的水下LED通信研究

蓝绿LED通信被认为是解决水下近距离高速无线数据传输的有效手段。然而由于LED发散角较大,造成通信链路的几何损耗增加,制约了水下LED通信距离的提升。针对这一问题,提出了一种基于全内反射(TIR)透镜压缩水下LED通信阵列光源出射角的方法,将LED通信光源的出射角从130°压缩到7°;利用该光源研制发射样机,在大型水池中搭建测试系统,并对发射机的性能进行测试。结果表明,所设计的通信样机在水下传输距离为16.6 m时,最大可支持23 Mbit/s的传输速率;与未采用TIR透镜时相比,在同等速率条件下,传输距离增加9.3 m。这表明基于TIR透镜二次配光的方法,可有效减小发射机出射角,降低链路损耗,增强通信系统的传输能力。这为提升水下LED通信的传输性能提供了新的技术思路。