宽波段大视角液晶偏振转换器研究进展

偏振转换器能够通过对入射光偏振态的动态调控间接实现几何相位型多功能光学器件光学响应特性的动态可调。基于液晶的偏振转换器具有调控效率高、调控面积大、紧凑化程度高等诸多优势,是目前应用较为广泛的偏振转换器。本文围绕偏振转换效率、工作波段、视场角3个核心参量,系统介绍了液晶偏振转换器最新的研究进展,分别给出了典型液晶偏振转换器和大视角宽波段液晶偏振转换器的详细结构和性能表现,同时介绍了液晶偏振转换器工作波段和视角的拓展方法。该项工作能够为液晶偏振转换器结构设计与应用提供必要的参考,同时为基于几何相位或新型相位调控模式的研究提供一些思路。

单位面积能耗与人均能耗综合对标方法研究与案例分析

为了公共机构能耗的合理对标,以国家和江苏省能耗定额标准及合理用能指南中指标规定类型为对象,分析了单项指标(单位面积能耗)对标方法和双项指标(单位面积能耗和人均能耗)对标方法,得到了指标判定区间及区域表达式,对比分析两种方法。提出单位面积能耗和人均能耗综合对标方法,推导指标定额限值数学表达及区域表达式。以《公共机构能耗定额及计算方法》中小学定额为例,推导出单位面积能耗和人均能耗综合对标限值及区域表达式。以南京某小学的单位面积能耗和人均能耗指标为例,进行3种方法的对标,分析对标结果的区别,为公共机构能耗指标的对标提供参考。

赋予人民性:中国共产党塑造现代国民的国家建构逻辑

以人民性为核心原则与伦理基础整合国民、凝聚人心是中国共产党团结带领全国各族人民实现民族解放、建构人民主权的现代中国的根本遵循。作为统合国家、民族与人民三维一体的政治领导与组织保障,中国共产党承继传统“民本”思想,在马克思主义中国化的探索中创造性地运用整体性的“人民”概念整合全社会人口以塑造现代国民。在以全体国民为基础、以确立国民身份为途径推动中华现代国家建构的征程中,党坚持人民立场、认识把握社会矛盾、紧扣时代发展命题,开展系统的人民性实践。以人民性塑造整体的现代国民有力回应中华现代国家建构与中华民族复兴的时代命题,这既是中国共产党推进马克思主义中国化时代化的鲜明特征,也奠定了中国式现代化展开的社会政治基石。

VR交互式三维虚拟起重装备建模与仿真

起重机作为广泛应用的特种装备,运行危险性大,极易发生安全事故。为降低由操作不当引起的安全事故,国家高度重视起重机的安全培训工作。目前培训操作多为传统的示教式培训,培训成本高、效果差。虚拟现实技术具有沉浸式、交互性、多感知等优点。基于此,采用虚拟现实技术建立起重装备培训和考核系统,大幅提升工人培训效果。为还原起重机真实使用场景,采用逆向工程技术对起重机及起重机厂房进行建模;针对三维虚拟场景真实性以及模型数量巨大交互模型复用性差的问题,采用细节层次(levels of detail,LOD)模型构建起重装备几何模型,从而优化系统的真实感和实时性;利用Unity平台实现了起重装备的三维场景漫游、碰撞检测和快速导航;基于MySQL数据库,实时存储培训数据以及起重机重要参数数据;依据现有桥机平台对虚拟平台进行了验证,结果显示该起重机虚拟现实培训系统可以在降低培训成本的同时大幅提升了培训感官,实验效果良好。

应用于彩色光波导显示中的液晶偏振体光栅结构设计与制备

本文设计并实现了一种三层结构液晶偏振体光栅,对其衍射特性及其在光波导中的耦合情况进行了研究。理论上,选取横向周期为424 nm,根据特定工作波长450 nm、532 nm、633 nm在满足布拉格衍射条件的情况下计算出了相对应的3个纵向周期以实现其厚度方向的叠加。采用有限元法对该器件进行了模拟仿真,计算出了其光谱特性及角度特性,根据红绿蓝三色光色散关系仿真出了其在波导内耦合的入射角与衍射角之间的关系曲线。实验上,本文实现了该液晶偏振体光栅器件的制备并对其进行了系统性能表征,给出了一个初步的光波导耦合实验,演示了其耦合效果。结果表明,所制备的三层液晶偏振体光栅器件在450 nm、532 nm、633 nm下衍射效率最高可达80%以上,对应波长下的角带宽分别为12°、8°、6°,其在波导内耦合的视场经模拟可达到27.81°,是一种良好的光波导耦合器件。

基于扭矩平衡的分时锚定能测量方法

光控取向技术一直是液晶光学器件制备中的关键环节,精确测量光控取向技术中的锚定强度与曝光条件的关系对于提高器件性能至关重要。然而,目前锚定强度的测量方法还存在一定的局限性,比如无法实现对同一取向膜的单点前后多状态的测量等,这导致实际应用中的诸多不便。鉴于此,本文提出了一种基于相位检测原理的新型方位锚定能测量方法,通过采用微分归一化拟合的方法同时结合全方位透射特性校正有效消除了起始放置误差,不仅极大地优化了测量过程,使测量误差控制在8%以内,而且大幅提高了测量时效性。理论与实验结果表明,该方法能够快速有效地测量光控取向膜锚定能随曝光参数的变化,具有较高的准确性和稳定性,能够为液晶光学元件的精密制造过程提供实时在线监测手段,对掌握光控取向物理过程和提高制造质量至关重要。

空间整形飞秒激光高效制备纳米光栅

针对常规物镜聚焦飞秒激光光斑较小,难以单次直写加工成型大面积纳米光栅结构的问题,提出了利用空间狭缝整形的飞秒激光脉冲直写方法。通过开展单晶硅表面纳米光栅结构对加工系统的参数依赖关系研究,获得入射整形飞秒激光能量密度8.00μJ/cm^(2)、扫描速度9 mm/s、狭缝宽度0.40 mm的优化条件。采用SEM、AFM等手段对光栅进行微观表征,结果表明,单次扫描所制备的纳米光栅结构具有极高的宽度(41.20μm),说明提出的方法可以显著提升一次成型大面积纳米光栅结构的制备效率。

基于液晶包层平板光波导的偏振转换器设计

基于液晶的动态可调偏振转换器具有大调制幅度、低功耗的优势,在片上集成系统具有重要的研究意义。然而现有的液晶偏振转换器存在传输损耗大、液晶分子难取向的问题。为此,本文提出了一种基于液晶包层平板光波导的偏振转换器。首先基于液晶各向异性与4层波导理论,构建了满足液晶包层平板光波导物理特性的偏振转换分析模型,厘清偏振转换发生的内在机理为液晶分子场致转动引起的波导内模式耦合。而后通过精确求解耦合状态下波导模式的传播常数和光场分布,提出一种适合于液晶包层平板光波导的偏振转换分析方法,总结出偏振转换效率及最小转换长度的理论公式,并掌握了模式耦合对偏振转换效率的影响规律。最后综合优化各层波导参数得到了一组可实现高偏振转换效率的器件参数,分析了芯层厚度、取向层厚度和电极长度偏差对转换效率的影响。结果表明,本文设计的液晶包层平板光波导偏振转换器可在0.2 V的驱动电压变化下实现转换效率在0%~99.98%的连续可调。

应用于325 nm波段高透过低降解液晶材料

液晶空间光调制器通过改变驱动电压强度控制液晶分子排布实现对光的调制。紫外区域可用的液晶空间光调制器随光聚合式3D打印等应用的兴起,重要性日益显现。然而绝大多数液晶材料都是有机物,在紫外波段存在光吸收和光反应。为了拓宽液晶材料的应用波段,本文通过选择在应用波段不发生紫外吸收和光反应的官能团,设计了一类可在325~400 nm波段应用不发生光吸收和光反应的液晶材料,并对液晶材料的紫外-可见光光谱进行仿真以验证设计的合理性。将耐紫外液晶化合物配置成混合液晶材料后与常见的两种混合液晶材料的紫外稳定性进行比较。在经过120 min的325 nm紫外光源的辐照后,液晶材料的吸光度和相变温度几乎不变,双折射率变化0.04%,阈值电压变化1.39%,响应时间变化0.32%。

《动物研究:体内实验报告》即ARRIVE 2.0指南的解释和阐述(五)

提高生物医学研究结果的可重复性是一项重大挑战,研究人员透明且准确地报告其研究过程有利于读者对该研究结果的可靠性进行评估,进而重复该实验或在该成果的基础上进一步探索。ARRIVE 2.0指南是英国国家3Rs中心(NC3Rs)于2019年组织发布的一份适用于任何与活体动物研究报告相关的指导性清单,用以提高动物体内实验设计、实验实施和实验报告的规范性,以及动物实验结果的可靠性、可重复性和临床转化率。ARRIVE 2.0指南的使用不仅可以丰富动物实验研究报告的细节,确保动物实验结果信息被充分评估和利用,还可以使读者准确且清晰地了解作者所表述的内容,促进基础研究评审过程的透明化和完整性。本文是在国际期刊遵循ARRIVE 2.0指南的最佳实践基础上,对2020年发表于PLoS Biology期刊上的ARRIVE 2.0指南完整解读版(https://arriveguidelines.org)第五部分包括“推荐11条”里的第6~11条:“动物照护和监测”、“解析/科学阐释”、“可推广性/转化”、“研究方案注册”、“数据获取”和“利益冲突声明”等内容进行了编译、解释和阐述,以期促进国内研究人员充分理解并使用ARRIVE 2.0指南,提高实验动物研究及报告的规范性,助推我国实验动物科技与比较医学研究的高质量发展。

电弧炉炼钢高效节能技术的发展现状

目前,中国钢铁行业作为碳排放量最高的制造行业仍以高炉-转炉长流程为主,这使得我国钢铁工业实现碳中和面临巨大挑战。相比于高炉-转炉长流程炼钢工艺,以废钢为主要原料,电力为能源介质的电弧炉短流程炼钢工艺碳排放量约为高炉-转炉长流程的1/3,具有良好的降碳效应。并且随着我国环保需求和我国废钢供给量的不断攀升,同时受国家“十四五”规划电弧炉发展政策,在国家“碳达峰、碳中和”的大背景下,短流程电弧炉炼钢能耗低、碳排少的优势越来越明显,未来电弧炉短流程炼钢工艺将更快地朝着高效节能、绿色化生产方面发展,逐渐成为我国重要的炼钢工艺。主要从节能降耗的角度出发,总结国内外短流程电弧炉炼钢高效节能技术的发展概况,介绍其特点及发展现状。

甘肃省胡萝卜根结线虫病病原鉴定

为了明确根结线虫种类,采用形态学和分子生物学方法,对甘肃省临洮县胡萝卜上的根结线虫进行鉴定,并测定其致病性。结果表明,该群体雌虫虫体梨形或柠檬形,乳白色,口针粗壮,中食道球近圆形。雌虫会阴花纹呈卵圆形,背弓较平缓,肛门处有刻点。雄虫虫体细长,尾部钝圆,交合刺针状,成对。2龄幼虫虫体细长,呈蠕虫形,唇区无明显缢缩,口针发达,口针基部球小而圆,尾部透明区明显,尾尖钝圆。利用特异性引物Mh-R/Mh-F扩增得到大小为462 bp的特异性片段,与北方根结线虫(Meloidogyne hapla)一致。基于根结线虫属rDNA ITS和28S-rDNA D2D3区序列构建系统发育树,发现该群体均与北方根结线虫序列聚为一支。将该线虫接种胡萝卜,其症状与田间发病症状一致,35 d后分离线虫,其形态特征与北方根结线虫相符。综上,形态学特征结合分子生物学方法,将该病原鉴定为北方根结线虫(M.hapla),这是甘肃省首次报道北方根结线虫危害胡萝卜类蔬菜作物。

李京涛三期辨治慢加急性肝衰竭经验探析

该文对李京涛教授中西医治疗慢加急性肝衰竭经验进行探析和分享。慢加急性肝衰竭是临床难治性肝病之一,多属中医“急黄”范畴,其病机主要为正虚邪盛,虚证多以气、血、阴、阳虚为主;邪实多以湿、热、瘀、毒为主;李京涛教授辨治本病,注重分三期辨治,内治以解毒祛邪、健脾祛湿、益气温阳为法组方遣药,辅以外治灌肠和药膳饮食等,疗效显著。

沙障对石羊河下游人工梭梭林生长及其林下植被物种多样性的影响

通过样地调查的方法,对不同材料、不同布设年限沙障区人工梭梭林的生长状态和林下植被的多样性进行了调查研究,结果表明:1)10a稻草沙障、15a玉米秸秆沙障区梭梭株高、冠幅高于同年限其他沙障类型区,15a尼龙网沙障区树高、冠幅最低;2)不同年限不同材料沙障区梭梭枝条发芽指数存在差异性,5a稻草沙障、10a尼龙网沙障的枝条发芽指数显著高于其他沙障类型,枝条发芽指数5a稻草沙障最高,其次为10a尼龙网沙障,20a黏土沙障最低;3)不同年限不同材料沙障林下植被生物多样性指数和盖度存在差异性,10年黏土沙障区辛普森指数为0.50,Shannon-Wiener指数为0.81;15a黏土沙障区Simpson指数为0.51,Shannon-Wiener指数为0.63;20a黏土沙障区Simpson=0.49,Shannon-Wiener为0.86。不同类型沙障林下植被盖度20a尼龙网沙障、20a黏土沙障最高,15a尼龙网沙障次之,10a尼龙网沙障最低。同一年限不同材料沙障中黏土沙障的盖度相对较高。15~20a沙障类型中稻草沙障的盖度最低,稻草沙障相对其他材料沙障不利于林下物种增加。

流-固耦合作用下小尺寸肾结石引发的输尿管疼痛响应

肾结石引发的输尿管疼痛长期折磨着人类,严重影响着人们的生活质量.然而,目前临床上由于缺乏肾结石与输尿管相互作用的定量分析,泌尿医师无法针对不同患者制定精准的个性化治疗及镇痛方案.针对该问题,以小尺寸肾结石为例,基于耦合Euler-Lagrange(CEL)算法的流-固耦合有限元方法分析了进入输尿管管腔内的小尺寸肾结石与输尿管的相互作用规律,并基于已建立的输尿管疼痛模型,对由输尿管内小尺寸肾结石引发的输尿管疼痛进行了定量化研究.有限元分析结果表明,当结石直径小于输尿管内径时,结石会在输尿管壁蠕动作用下与输尿管发生动态接触,造成输尿管内壁上出现动态应力.随着输尿管壁蠕动幅度增大,结石的移动速度增大,且结石与输尿管接触的概率减小,同时输尿管壁上的接触应力也会降低.将应力结果输入输尿管疼痛模型计算对应的中心传输神经元细胞膜电位,结果表明,疼痛水平随时间的变化与动态应力随时间的变化趋势类似,在应力交替变化的情况下,疼痛程度并不会随应力降为零应力而降低至疼痛阈值以下,表现出疼痛程度与应力水平不对等的特征.该研究所得结果可以结合当前临床上已有的医学影像技术和计算机领域的大数据与人工智能等技术,有望为个性化精准诊断结石患者病况并定量化评估患者疼痛程度,从而制定个性化治疗方案的精准医疗临床策略提供理论基础.

骨间膜远端斜束强化技术治疗下尺桡关节不稳定的临床疗效

目的探讨骨间膜远端斜束强化技术治疗下尺桡关节(DRUJ)不稳定的临床疗效。方法回顾性分析2019年1月至2022年1月于我院接受骨间膜远端斜束强化技术治疗的24例DRUJ不稳定患者的临床资料,收集患者的年龄,手术部位,随访时间,术前及末次随访时的腕关节视觉模拟量表(VAS)评分、前臂旋前及旋后活动度、快速臂肩手功能障碍评分,术后并发症等。比较手术前后患者腕关节VAS评分及功能指标。结果随访12~21个月,平均随访时间为(15.38±2.76)个月。术前腕关节VAS评分为4~8(6.13±1.08)分,末次随访时为1~3(1.25±0.53)分,较术前改善(P<0.001);术前前臂旋前及旋后活动度为95°~145°(120.83±14.35)°,末次随访时为145°~180°(175.21±6.51)°,较术前增大(P<0.001);术前快速臂肩手功能障碍评分为34~98(78.58±19.22)分,末次随访时为10~34(21.46±6.30)分,较术前下降(P<0.001)。术后1例患者前臂旋前受限,1例存在DRUJ不稳定,经相应处理后恢复。所有患者均未出现因同种异体肌腱所致的排斥反应或感染,以及操作所致的重要神经和血管损伤。结论骨间膜远端斜束强化技术临床效果满意,并发症发生率低,是一种安全、有效的DRUJ不稳定治疗方式。

大理苍山模式标本植物富集的原因探析

大理苍山是中国模式标本植物最为集中地区之一。为厘清苍山模式标本植物富集的原因,基于现有文献和物种信息数字化平台(如CVH、iplant、sp2000),对现有模式标本产自苍山或苍山附近的种子植物名录进行整理,获得目前被广泛接受的模式标本植物名录,并分析其特有性;对苍山植物标本采集的时空动态进行分析,探究苍山模式标本植物众多的历史原因。结果显示:(1)目前共记录苍山产模式标本种子植物297种,其中苍山特有种22种。(2)苍山植物标本采集的历史可追溯至1883年。1900-2020年的121年间,有118个年度都在大理发生了植物标本采集事件(频率达97.5%);1905-2017年的113年间,有80个年度都在苍山发生了植物标本采集事件(频率70.8%)。在大理采集量出现峰值的16个年度中,8个年度也有在苍山采集的记录,同步率50%。结果表明:(1)苍山的地理位置独特,位于多个植物区系的交汇地带,自然条件孕育了丰富的生物多样性和特有种群。同时,其紧邻大理古城的地理优势,使其成为滇西、滇西北地区植物探索的重要节点。自1883年以来,国内外植物学家频繁造访苍山,促进了新物种的发现与描述,进而增加了苍山产模式标本植物的种类多样性。(2)植物模式标本产地种群携带有物种形态学、生态学和遗传学等有用的研究信息,对其保护宜以就地保护为好。建议加强对苍山产模式标本植物原产地种群的就地保护措施,以保护这一珍贵的生物多样性资源。

陕西省黄河流域深度节水水平及潜力评估

为推动黄河流域实施深度节水控水行动,提升陕西省水资源节约集约利用水平,探讨了深度节水的定义,采用模糊层次综合评价法(FAHP)建立了深度节水水平评估指标体系,对陕西省黄河流域各地级市深度节水水平进行了评估,提出了存在的问题及对策,并根据深度节水目标计算了深度节水潜力,结果表明:现状年西安市、咸阳市、延安市、铜川市、宝鸡市、韩城市、杨凌区、榆林市、商洛市、西咸新区深度节水水平为较强,渭南市深度节水水平为一般。陕西省黄河流域“十四五”期间深度节水潜力为3.239亿m^(3),较一般节水可新增0.827亿m^(3)的节水潜力。

基于数字孪生的智能制造教学试验实训平台开发

对于装备制造业智能化、网络化、数字化变革需求,新一代信息技术应用在研发设计教学中已经是一种趋势。通过研究其系统物理层、虚拟层、仿真软件和技术资源,搭建多种数字孪生样机与数字孪生环境,开发基于数字孪生的智能制造教学试验实训平台。通过数字孪生技术,采用模块化设计及机、电、软等仿真手段方法,同步实现硬在环和软在环的双向控制验证。实现完整的产品设计与优化、产品零部件规划与验证、数字化制造工艺仿真、虚拟调试以及PLC逻辑信号的判断和验证。这种平台有效解决在进行实物生产之前的虚拟化实时验证问题,缩短复杂装备研制周期,降低研制成本,并提升装备的性能和可靠性。通过在教学过程中模拟单元机构、设备产线和工厂多应用场景,避免真实演示教学的时间、设备恢复等问题,有效弥补教学资源不足、实验实训中看不到、进不去、危险性大等缺点。

基于迁移模型的锂离子电池宽温度全寿命SOC与可用容量联合估计

针对全寿命内复杂温度环境下锂离子电池内部状态难以快速精确估计难题,基于迁移模型提出一种宽温度全寿命荷电状态(SOC)与可用容量联合估计方法。选择传统二阶RC等效电路搭建迁移模型,并基于权值选择粒子滤波算法完成迁移因子的在线迁移,实现了宽温度全寿命内锂离子电池SOC快速准确的估算,基于得到的SOC估计值采用容量逆推实现了可用容量估计。结果表明,所提出方法在全寿命宽温度环境下估算SOC与可用容量具有计算量小、精度高的明显优势,SOC估计最大误差小于3%,容量估计最大误差小于2%。