激光维持等离子体多物理场耦合模型与仿真

激光维持等离子体作为一种光照强度高、光谱范围宽、发光稳定的新型辐射光源,在光学检测(半导体晶圆检测)等领域具有重要的应用价值.本文回顾了激光维持等离子体研究的发展历程,介绍了其基本物理过程及数学描述方程,建立了基于多物理场耦合的二维流体模型.利用该模型研究了激光在等离子体中的传播过程,探讨了激光维持等离子体的初始演化过程、能量注入机制、稳态特性及不稳定性等关键问题.通过与高气压氙气等离子体实验结果对比,确定了仿真模型的有效性.相关仿真结果有助于深入理解激光维持等离子体的底层物理机制,为实现光源系统设计、多参数优化提供理论依据.

新型冠状病毒样本查杀一体化系统关键技术

新型冠状病毒肺炎是由新型冠状病毒感染引发的一种急性呼吸道传染病,自爆发以来已对世界经济发展和人民健康安全造成威胁。鉴于目前多种病毒变异株的出现,防控难度不断升级,快速、简便、大规模的检测手段对疫情控制起到关键作用。该文基于傅里叶变换红外光谱检测技术、模式识别算法及等离子体消毒技术开发了一种新型冠状病毒样本查杀一体化系统,并初步测试了该系统的检测及消毒有效性。“查”方面,该文将数据库规模从115例血清样本扩大至857例,并应用偏最小二乘分类、卷积神经网络两种模式识别算法建立对新冠阳性、对照阴性、免疫异常干扰样本的分类模型,预测准确率分别可达到91.97%和98.29%。“杀”方面,为了解决操作安全性问题,基于放电等离子体技术开发了样本干燥消毒模块和柔性消毒薄膜,对仪器重点位置进行有效保护,经实验室模拟消毒试验,两模块对大肠杆菌杀灭率均可达到99.9%以上,符合《消毒技术规范》2002版中的规定。综上,该文在新冠样本光谱检测过程中的“查”、“杀”两部分均进行了技术创新,并实现检测与消毒功能的结合,有助于光谱检测方法的应用推广。

新型冠状病毒等病原体空气消毒技术综述

重症急性呼吸综合征冠状病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus, SARS-CoV)、中东呼吸综合征冠状病毒(Middle East respiratory syndrome coronavirus, MERS-CoV)和新型冠状病毒(SARS-CoV-2)等病原体引发的相关疾病已经多次给全球人类造成灾难。气溶胶是这些病原体传播的重要途径,快速高效的空气消毒对切断病原体传播至关重要。低温等离子体消毒技术是一种新型消毒技术,已被证明可灭活多种细菌、真菌、病毒、孢子等微生物,由于其高效消杀能力及环境友好性,受到越来越多的关注。根据消毒技术中的关键因素,可将其分为物理消毒技术、化学消毒技术和综合消毒技术,该文总结了各种消毒技术的消毒机理、适用场景、研究现状和特点,以及各种技术应用于新型冠状病毒等病原体消毒的最新研究进展,重点分析了等离子体消毒技术用于中央空调空气消毒的关键技术和应用前景,最后以清华大学工字厅为例,证明了本研究团队研发的面放电等离子体消毒技术的实用性,为进一步拓展应用奠定了基础。该技术的实际应用对于当前疫情防控及今后构建国家生物安全体系有重要意义。