C-cut Tm:YAP晶体连续光特性实验研究

掺铥铝酸钇晶体(Tm:YAlO_(3),Tm:YAP)具有机械性能与热力学性能优良、发射截面大等优点,可用商用半导体激光器(laser diodes,LD)作为泵浦源,是2μm光源的理想增益介质。由于Tm:YAP晶体具有各向异性,不同切向轴向摆放下的激光输出特性有所不同。本文使用793 nm的LD作为泵浦源,研究了c向切割(c-cut)Tm:YAP晶体在激光偏振方向平行于a轴(E//a)和激光偏振方向平行于b轴(E//b)下的连续光运转输出特性以及波长调谐输出特性。研究表明:在28 W的泵浦功率下,当E//a时,Tm:YAP激光器连续光输出功率为8.66 W,斜率效率为32.1%;当E//b时,Tm:YAP激光器连续光输出功率为8.41 W,斜率效率为31.1%;在腔内以布儒斯特角插入双折射滤光片对输出激光波长进行调谐,在15 W的泵浦功率下,当E//a时,输出激光波长调谐范围为1 888.8~2 084.4 nm,调谐宽度为195.6 nm;当E//b时,输出激光波长调谐范围为1 889.6~2 043.1 nm,调谐宽度为153.5 nm。实验结果表明,c-cut Tm:YAP晶体沿a轴和b轴放置时都可以实现高功率高效率的连续光输出及宽范围的波长调谐,且E//a时和E//b时的波长调谐曲线形状近似互补,有潜力实现高功率窄脉宽的激光输出。

血清神经突起因子和转化生长因子-β1对脊柱骨折合并脊髓损伤患者神经功能恢复的预测作用

目的探讨入院时血清神经突起因子、转化生长因子-β1(TGF-β1)水平对脊柱骨折合并脊髓损伤患者术后神经功能恢复情况的预测价值。方法纳入2018年2月—2019年3月收治的84例单节段脊柱骨折合并脊髓损伤患者为研究对象。采用美国脊髓损伤协会(ASIA)分级评估患者神经功能恢复情况,将术后末次随访时ASIA分级较治疗前提高者归入恢复良好组(n=50),无变化或降低者归入恢复较差组(n=34),比较2组患者入院时基线资料与实验室指标水平,采用logistic回归方法和受试者工作特征(ROC)曲线分析入院时血清神经突起因子、TGF-β1水平与神经功能恢复情况的关系。结果2组性别、年龄、体质量指数(BMI)、骨折节段、脊髓损伤节段、受伤原因、骨折AO分型、脊髓损伤时间、Ogawa创伤指数等基线资料差异无统计学意义(P>0.05)。恢复较差组患者术前血清神经突起因子水平、TGF-β1水平低于恢复良好组,差异均有统计学意义(P<0.05)。Logistic回归分析结果显示,入院时血清神经突起因子、TGF-β1水平低可能是脊柱骨折合并脊髓损伤患者术后神经功能恢复较差的危险因素(比值比=1.253,95%置信区间为1.130~1.389,P<0.05;比值比=1.167,95%置信区间为1.088~1.252,P<0.05);绘制ROC曲线发现,入院时血清神经突起因子、TGF-β1水平单独及联合预测脊柱骨折合并脊髓损伤患者术后神经功能恢复的曲线下面积分别为0.844、0.809、0.908,两者联合应用时预测效果最佳。结论脊柱骨折合并脊髓损伤患者入院时血清神经突起因子、TGF-β1水平与术后神经功能恢复情况有关,入院时血清神经突起因子、TGF-β1水平低可能预示患者术后神经功能恢复较差。

基于一对多关系的多模态虚假新闻检测

面向多模态的虚假新闻检测工作大部分是利用文本和图片之间的一对一关系,将文本特征和图片特征进行简单融合,忽略了帖子内多张图片内容的有效特征,对帖子间的语义关联建模不足。为了克服现有方法的局限性,该文提出了一种基于文图一对多关系的多模态虚假新闻检测模型。利用跨模态注意力网络筛选多张图片的有效特征,通过多模态对比学习网络动态调整帖子间高层次的语义特征关联,增强融合图文特征的联合表示。在新浪微博数据集上的实验结果表明,该模型能充分利用文图一对多关系的有效信息和帖子之间的语义特征关系,比基线模型准确率提升了3.15%。

可见光稀土离子掺杂固体激光器(特邀)

可见光波段激光在科研、工业、医疗以及通信领域应用广泛,可通过半导体激光器、稀土离子掺杂激光器和非线性频率变换技术产生,其中可见光稀土离子掺杂激光器近年来受到广泛关注。首先介绍了可见光波段激光的几种典型应用,然后分析了目前可以产生可见光激光的稀土离子(镨、钕、钐、铕、铽、镝、钬、铒、铥)的发射吸收光谱和激光特性,最后综述了其中较有潜力的镨离子和铽离子在可见光固体激光器方面的最新研究进展。

基于有限元压缩方法的复合材料RVE创建

文章提出一种有限元压缩方法,可以简单、高效地创建具有较高增强体体积分数的复合材料代表性体胞单元(RVE),其具体步骤如下:(1)基于随机顺序吸附(RSA)法生成具有较低增强体体积分数的复合材料周期性RVE;(2)在周期性边界条件约束下,采用有限元方法压缩前述创建的低增强体体积分数复合材料周期性RVE,得到有限元网格格式、具有较高增强体体积分数的复合材料周期性RVE;(3)通过后处理提取得到的高增强体体积分数复合材料周期性RVE中所有增强体的位置(和取向),进而创建CAD格式的复合材料周期性RVE.采用提出的有限元压缩方法,成功创建了体积分数达50.0%的球形增强体复合材料的周期性RVE.采用最近邻距离的概率分布函数、最近邻取向角的累积概率分布函数、Ripleys-K函数和对关联函数对创建的复合材料周期性RVE中球形增强体分布规律进行了统计分析,发现创建的复合材料周期性RVE中球形增强体空间随机分布.基于创建的复合材料周期性RVE和有限元均质法预测了不同类型的球形增强体复合材料的弹性性能,并与实验测试和双夹杂模型预测的结果进行了对比,验证了创建的复合材料周期性RVE及提出的有限元压缩方法的有效性.

自主水下航行器发展趋势及关键技术

为推进和引导我国自主水下航行器(AUV)的发展,总结国内外AUV的研究现状,提出其系列化、集群化、体系化、大型化的发展趋势。重点探讨AUV总体多学科优化设计、结构与材料设计、动力与推进、导航与控制、探测与通信等关键技术,为更好地利用AUV经略海洋,从而实现“进入海洋、探测海洋、利用海洋”的战略目标提出发展意见。

中国煤炭清洁燃烧技术路线图的初步探讨

在防治污染的迫切要求下,中国必须加快发展煤炭清洁燃烧技术,但当前针对中国煤炭清洁燃烧技术路线图的研究还相对缺乏。本文对我国煤炭利用的结构特点、发展煤炭清洁燃烧技术的重要意义进行了概述,并重点围绕六类煤炭清洁燃烧技术发展的战略思路和目标、国内外技术现状、未来技术方向、重点领域和关键技术等问题进行了初步探讨。在此基础上,描绘了2050年前中国的煤炭清洁燃烧技术路线图,并给出了相关战略建议。结果表明,近期必须加快在中小型燃煤工业锅炉中应用一批新型循环流化床技术,在民用散烧煤领域推广一批优质型煤和先进炉具,切实减少分散式燃煤污染。从长远来看,政府应加强规划引领,切实提高煤炭用于清洁高效集中发电的比重,并持续研发一批面向未来的绿色煤电技术和系统。

LD泵浦的高重复频率全固态飞秒激光器(特邀)

GHz飞秒激光器相比于传统的百MHz飞秒激光器,其频域中相邻纵模的间隔更大、可分辨率更高,相同光谱范围内纵模密度更小,每个纵模分得的平均功率相对更高,在梳齿可分辨光谱学、直接频率梳光谱学、光学任意波形产生以及天文摄谱仪校准等诸多领域有着更重要的应用价值。文中从GHz飞秒脉冲的产生方案出发,着重对激光二极管泵浦的GHz重复频率全固态飞秒激光的产生方案以及相应的技术挑战进行了详细介绍,然后重点综述了国际上基于SESAM被动锁模以及克尔透镜锁模全固态GHz飞秒激光器的研究进展,并结合笔者所在课题组取得的初步研究结果对全固态GHz重复频率飞秒激光器的应用价值以及笔者所在课题组的研究目标进行了展望。

2~5μm中红外飞秒光学参量振荡器研究进展(特邀)

自1994年首次利用克尔透镜锁模钛宝石激光器泵浦RTA光学参量振荡器实现中红外飞秒激光输出以来,在这20多年的时间内,随着高功率近红外泵浦源与各种优质非线性晶体的不断涌现,中红外飞秒光学参量振荡器在平均功率、脉冲宽度、调谐范围等方面都取得了长足的发展,为基础科学研究、生物医疗以及国防安全等领域提供了多样化的应用工具。文中将2~5μm中红外飞秒光学参量振荡器分为波长可调谐输出型与宽光谱输出型两类,分别重点就这两类中红外飞秒光学参量振荡器的国内外研究进展进行综述,最后对进一步发展趋势进行了展望。高功率、高光束质量中红外飞秒光学参量振荡器和大能量中红外飞秒光学参量振荡器是其中两个重要的发展方向。

高功率掺镱全固态飞秒激光器

开展了激光二极管泵浦的高功率掺镱全固态飞秒激光器的研究。利用Yb:LYSO晶体实现了高功率高效率的半导体可饱和吸收镜锁模飞秒振荡器,分别在1035、1042 nm实现了3W的稳定锁模运转,相应的脉冲宽度分别为351、287 fs,斜效率分别为88.2%和89.7%;通过将增益介质与克尔介质分开,利用大功率多模LD直接泵浦Yb:CYA晶体实现了高功率的克尔透镜锁模飞秒振荡器,脉冲宽度70 fs,平均输出功率2.52 W,重复频率50 MHz,获得了50 nJ的单脉冲能量且峰值功率达到0.71 MW。表明上述掺镱晶体在高功率二极管泵浦全固态激光器领域中具有非常优异的性能。

高功率克尔透镜锁模掺镱全固态激光器研究进展(特邀)

高功率、窄脉宽的超快激光在基础科学研究、精密制造和生物医学等领域扮演着越来越重要的角色。在众多飞秒光源中,激光二极管泵浦的掺镱全固态飞秒激光器具有输出特性优异、结构紧凑、简单可靠、成本低廉等优点,成为超快激光领域的研究热点之一。特别是克尔透镜锁模的掺镱全固态飞秒激光器,有望兼备同时输出百瓦级平均功率、百飞秒级脉冲宽度的能力。本文总结了近年来克尔透镜锁模掺镱块材料全固态激光器在高功率窄脉冲输出方面的研究成果,并对实现百瓦级平均功率、十微焦级脉冲能量和高功率GHz重复频率运转给出了展望和方案设想。

翠绿宝石超快激光器研究进展(特邀)

翠绿宝石晶体是一种宽带可调谐激光晶体,发射光谱覆盖700-900 nm,因此在超快激光脉冲产生方面也具有很大的潜力,近年来得到了广泛的研究。首先介绍了翠绿宝石晶体的结构、物理及光学性质,然后综述翠绿宝石晶体在超快激光领域中的发展现状,并对其未来的发展进行了展望。

近400年来湖北大九湖泥炭地摇蚊对湿度变化的响应

神农架大九湖泥炭地是华中地区少有的亚高山泥炭藓湿地,是研究长江中游气候变化及其生态效应的理想区域.本文通过大九湖一根泥炭岩芯的年代学、元素及摇蚊亚化石记录,结合区域古气候资料,探讨大九湖泥炭地地表干湿变化历史及生物响应过程.结果表明,近400年来大九湖泥炭地古水文和摇蚊种群变化经历了3个主要阶段:1820s之前研究区内气候偏冷湿,尤其是1720s—1820s年间,冷湿的环境有利于泥炭中碳的大量积累,较高的地表有效湿度使得摇蚊大量生长,同时湖泊相摇蚊属种丰富度及含量均较高;1820s—1940s年间,区域内夏季降水量显著降低,同时伴随明显的区域增温过程,泥炭地地表有效湿度过低不利于水生生物生长,摇蚊种群生物量极低;1940s(尤其1970s)后,摇蚊种群丰度逐渐回升,但湖泊相摇蚊丰度较1820s以前明显降低,半陆生摇蚊属种丰度有所增加,说明尽管该时期泥炭地表湿度有所增加,但较1820s前仍较低,暖湿气候下泥炭分解也较为明显.本研究探索性地分析了气候变化背景下泥炭地摇蚊种群对泥炭地湿度变化的响应过程,这不仅为摇蚊亚化石在气候变化研究中的应用开拓了新的领域,同时也为全面、精准地理解泥炭地演化及区域环境变化过程提供了新线索.

脉冲推力作用的伸缩腿机器人半被动行走控制

针对双足机器人半被动行走过程造成能量损失问题,提出了足部运用脉冲推力,腿部添加伸缩装置,两者结合补充损失能量的新思路。被动行走机器人可以在摆动腿与地面冲击造成能量损失瞬间,通过支撑腿足部的脉冲推力做功,或在行走过程中通过支撑腿的伸缩做功,来补充损失能量。将两种能量补充方式相结合,使用杆长可变的倒立摆机器人模型,以支撑腿的伸缩做功和支撑腿离开地面前的脉冲推力做功作为机器人行走的能量补充,采用庞加莱映射方法分析了双足机器人行走的固定点的存在性及系统稳定性,并通过系统仿真验证了这一思路的正确性。仿真结果表明,采用脉冲推力做功与伸缩腿做功相结合的方法,可以实现双足机器人地面上更快速稳定的行走。

全固态飞秒激光高光束质量三倍频研究(特邀)

对全固态飞秒激光三倍频产生高光束质量343 nm飞秒激光进行了系统研究。基频光源为脉冲宽度为105 fs、重复频率为76 MHz、中心波长为1030 nm的商用Yb:KGW锁模激光器,利用1.7 mm长LBO晶体获得60%的二倍频转换效率,然后分别研究了基于BBO晶体Ⅱ类相位匹配和Ⅰ类相位匹配的三倍频产生。在基频光功率为5 W的条件下,利用Ⅱ类相位匹配的BBO晶体,获得的最大平均功率为0.71 W,三倍频转换效率约为14%;利用Ⅰ类相位匹配的BBO晶体,获得平均功率为1.01 W的紫外激光输出,三倍频转换效率为20.2%。获得的343 nm紫外激光的光束质量优于1.3。

铝合金半连续铸造速度液压控制方案的设计与研究

针对铝合金在铸造的过程中铸造速度的不稳定性以及传统PID控制存在系统响应速度慢、超调量大等问题,设计出3个针对铸造速度控制的方案,并选择方案1作为速度控制方案,然后并对此方案的铸造速度控制各回路进行了设计与分析。利用模糊神经网络控制算法对PID 3个参数进行参数优化,并通过典型传递函数进行仿真实验,实验结果证明模糊神经网络控制算法能够有效地提升铸造速度控制的响应速度和控制精度,并具有良好的动态响应。

苯胺蓝染色对沉积物摇蚊头壳提取方法的改进

为提高亚化石摇蚊头壳的预处理效率,利用苯胺蓝作为染色剂对湖泊沉积物摇蚊头壳进行染色,改进其传统预处理方法并评价提取效率.结果表明:(1)经苯胺蓝染色后,摇蚊头壳与周围背景着色对比强烈,摇蚊头壳提取时间缩短了30%~40%;(2)摇蚊壳体各部分着色对比明显,有利于属种鉴定及分类;(3)苯胺蓝染色对提取出的摇蚊种群组成未产生明显影响.故苯胺蓝染色能有效提高摇蚊头壳挑拣效率,可广泛应用于浅水湖泊沉积物摇蚊亚化石提取.

基于NFT的智能共享租赁平台

针对传统共享租赁平台交易不透明、用户隐私无法保障、商家收入结构单一等问题,提出了一种基于NFT的共享租赁平台设计。首先,通过设计智能合约以及引入以太坊公有链,将共享租赁物品的所有权,使用权以及租赁权抽象NFT,实现物品的权属分离以及上链之后的多种类交易。然后,由于引入区块链匿名性后导致租赁纠纷难以处理,文章设计了一套基于公有链背景下的信用模型以及押金机制,从而保证对于诚信用户以及失信用户公平的处理方式以及奖罚措施。最后,通过将区块链技术和vue,spring等前后端框架整合,从而实现整个系统的运行。经过系统测试,发现系统可以成功解决传统共享租赁平台的部分痛点,并且能够有效防止恶意用户的攻击以及保护诚信用户的利益。

不同类型结直肠癌前病变患者血浆Septin9基因甲基化水平及病变组织CEA、DNMT3b蛋白的表达

目的:分析不同类型结直肠癌前病变患者血浆Septin9基因甲基化水平及病变组织CEA、DNMT3b蛋白的表达水平。方法:选取114例结直肠癌前病变患者为研究对象,均行肠镜和病理检查,并检测血浆Septin9甲基化水平和病变组织CEA、DNMT3b蛋白水平,比较不同类型结直肠癌前病变患者血浆Septin9甲基化水平和病变组织CEA、DNMT3b蛋白的表达水平。结果:肠镜和病理检查结果显示,114例结直肠癌前病变患者中,结直肠腺瘤43例,腺瘤病30例,炎症性肠病相关异型增生41例;腺瘤病患者血浆Septin9基因甲基化水平及病变组织CEA、DNMT3b蛋白相对表达量均高于腺瘤及炎症性肠病相关异型增生患者,且腺瘤患者高于炎症性肠病相关异型增生患者,差异有统计学意义(P<0.05);结直肠癌前病变组织中CEA与DNMT3b蛋白均呈高表达,尤以腺瘤病患者最为明显,CEA蛋白表达部位以细胞膜为主,DNMT3b蛋白表达部位以细胞质为主。结论:不同类型结直肠癌前病变患者血浆Septin9基因甲基化水平、病变组织CEA与DNMT3b蛋白相对表达量均存在差异,以腺瘤病患者最高,腺瘤患者次之,炎症性肠病相关异型增生患者最低。

高铝硅超薄浮法玻璃下表面粘附物原因分析与处理措施的探究

高铝硅超薄浮法玻璃下表面微缺陷一直是各个厂家攻关的难题。通过高铝硅超薄浮法玻璃生产实践,借助扫描电镜-能谱仪的检测数据、电子显微镜下图像分析与研究、以及客户的使用情况数据反馈,提出有效的解决措施,为高铝硅超薄玻璃生产提供技术支持。