基于混合合束的复合激光系统

采用偏振合束与光谱合束结合的方式,实现了4种近红外激光束的空间合成,包括固体纳秒脉冲激光、高功率连续光纤激光、高重复频率纳秒脉冲光纤激光和亚毫秒(长脉冲)光纤激光。开发了仿真软件对偏振合束器、光谱合束器及各激光器的光谱特征和偏振特性等主要相关参数进行设计优化,基于仿真结果研制了由上述4种激光系统和一套偏振/光谱合束链路构成的复合激光系统。系统的合束效率可达93.9%,实现了近红外波段多种脉冲和连续激光束的共轴发射,该系统可用于研究激光与物质相互作用的合作效应。

可见光波段多路激光合束及闭环校正技术研究

为了实现可见光波段多路不同波长激光的周期性闭环校正,设计了一种具有光束指向和位置偏差独立监测与调节的激光合束系统。首先,根据系统的应用需求,提出了合束系统的设计指标与整体合束方案。然后,在合束方案的基础上,建立了合束系统的光束控制模型,并通过数值仿真得到了合束系统光束控制的解算方法。闭环合束系统通过光束指向和位置监测装置分别实现合束激光指向偏差与位置偏差的独立监测,并根据监测结果进行光束调节装置控制量的解算;进而通过两维摆镜和一维平移台分别实现光束指向和位置偏差的独立高效调节。最后,采用两路不同波长的激光束,配合光束监测与调节装置,搭建了闭环合束模拟实验平台,对周期性闭环合束系统的合束效果进行了验证。实验结果表明:在长时间的工作过程中,两路激光均实现了与基准光路的精密合束,合束指向精度优于±7μrad,位置精度优于±0.84 mm。本研究所组建的激光合束系统不仅具有合束精度高、校正速度快、光路扩展性强的优势,而且可实现激光束的周期性闭环校正,能够有效保证合束激光的长期工作稳定性。

高能束表面改性技术在航空领域的应用

高能束表面改性适用于各种金属和合金,能够显著提升材料表面硬度、耐磨、耐蚀等性能指标,是航空部件实现性能提升的有效手段之一。本文总结了6种高能束表面改性技术的基本原理、设备构成和改性应用,其中激光相变硬化通过马氏体相变强化金属材料表面;激光熔覆通过选择不同粉末实现表面修复和表面性能提升,重点在于控制裂纹缺陷;激光冲击强化可有效解决航空发动机部件高周疲劳断裂问题;强流脉冲电子束和强流脉冲离子束一方面需要提高设备的性能和运行稳定性,另一方面要针对航空部件应用开展深入研究;而离子束辅助沉积则可以通过制备固体润滑涂层实现对微动磨损的有效防护。最后,提出对高能束表面改性机理深入研究、发展专业化智能化装备和实现多种束源复合与集成的发展方向。

数据“利益束”:数据权益制度新论

创设排他性、利己性的数据权利不利于海量数据的高效流通与多元价值的实现,加剧了数据私权化与效用化之间的内生性冲突。在权益区分保护理论框架下,采取数据利益保护进路更具正当性和相对优势。我国宜将数据利益作为数据权益制度的中心,建构人与人之间动态灵活、有机立体的利他性数据“利益束”范式,以有效协调和整合多元主体之间复杂的数据利益关系,并在数据“利益束”范式下,充分利用Web3.0以用户为中心的开放式价值互联网效能,通过点对点的数据利益流通来构建全网络利益格局。我国还应建立合理的激励与收益实现机制,促进所有数据主体共创和共享数据红利,在数据财产行为主义保护模式基础上,建立智能化治理体系来保障数据安全,最终形成中国自主且更能适应数字经济发展规律的新型数据权益制度体系,以此推进我国数字经济的健康发展。

基于光谱合束的双波长输出Nd:YAG固体激光器

报道了一种基于光谱合束的Nd:YAG固体激光器双波长光源。系统由两个固体Nd:YAG脉冲激光器通过光谱合束组合而成,两个固体Nd:YAG脉冲激光器可独立工作,有利于输出脉冲的波长调谐、功率调节和相对延迟调整。通过光栅的色散特性以及输出镜的共同外腔反馈将各个激光器锁定在不同波长,从而实现合束,获得的激光源中心波长锁定在1 061.5 nm和1 064.6 nm,两谱线中心间距为3.1 nm,组合光束的输出能量为173 mJ,组合光束的光束质量因子M2为2.8×2.2;两个Nd:YAG激光器独立工作的输出能量分别为94 mJ和92 mJ,在合束方向上的光束质量因子M2分别为2.7和2.1,在非合束方向上的光束质量因子M2分别为2.2和1.9;组合光束的输出能量为两个Nd:YAG激光器能量总和的93%,组合光束的光束质量因子与单个Nd:YAG激光束的光束质量因子M2基本相同。该双波长激光源满足波长间隔小、输出功率大小相近、同光轴等要求,在太赫兹波产生、测速激光雷达以及医疗仪器等应用领域具有重要作用。

基于EAST束发射光谱的中性束衰减特征研究

中性束注入(NBI)是托卡马克装置重要的辅助加热与电流驱动手段,中性原子的离化是决定中性束的加热(能量和粒子沉积剖面)和电流驱动效率的关键环节。通常情况下,利用背景等离子体参数与中性束参数模拟计算快的中性粒子与等离子体的离化,即中性束沉积过程,进而分析托卡马克中性束加热和电流驱动效果。束发射光谱是高能中性粒子注入等离子体后,与等离子体的电子、离子发生碰撞激发,中性粒子退激发过程中产生的一系列特征谱线,其束发射光谱强度受等离子体密度、温度、束能量、束密度等因素影响,可以利用束发射光谱强度变化研究中性束的衰减特性。在EAST托卡马克上通过实验测量中性束粒子与等离子体碰撞激发的光谱强度,分析得到了中性束在不同等离子体密度以及不同中性束能量下的衰减特性,并采用主动束光谱仿真与数值分析软件(SOS)进行了相应的模拟计算,研究表明实验测量与模拟计算结果两者具有较好的一致性,这验证了通过实验测量束发射光谱获取中性束衰减特征的可行性。

基于响应面法的Ni60/WC涂层表面织构皮秒分束工艺参数预测研究

目的实现六分束激光在Ni60/WC涂层表面烧蚀目标织构激光加工工艺参数的精确选择。方法基于CCD响应面法,设计在不同的激光工艺参数下对Ni60/WC涂层表面进行织构烧蚀试验,以激光频率、扫描次数、扫描速度为影响因素,以圆凹坑织构直径、深度及由其直径和深度综合加权所得的综合目标为响应目标,建立目标织构所需激光工艺参数的预测模型,以织构直径、深度及综合目标作为优化条件,对预测模型进行实验验证。结果扫描次数对织构直径的影响最显著,单个脉冲光斑上所聚集的能量大小是影响织构直径误差的关键因素。对织构深度影响最显著为扫描次数和频率,织构深度与扫描次数、频率呈正相关,不同因素间的交互作用是影响织构加工结果的关键。通过对预测模型所优选的参数进行实验验证发现,以织构直径和深度、综合目标建立的预测模型优选工艺参数所加工圆凹坑织构的质量评价指标与其预测指标的误差率分别为19.37%、3.57%。功率为6 W时,六分束激光加工最优工艺参数为速度5500 mm/s、频率400 kHz、扫描2次。结论通过综合目标建立的Ni60/WC涂层表面圆凹坑织构六分束激光加工参数优选预测模型精确程度较高,能够实现Ni60/WC涂层表面加工所需织构激光参数的准确预测,为涂层表面织构加工激光参数精确选择提供了理论依据。

锥形束CT评价人工耳蜗植入的电极深度和位置

目的分析人工耳蜗植入后电极植入深度、位置与耳蜗大小、盘旋方式的关系,探讨植入后电极深度的影响因素和电极移位的原因。方法选取植入CI24RE(CA)弯电极30例和SONATA ti100 Standard直电极人工耳蜗装置41例,利用锥形束CT测量术后电极植入长度、植入深度角、电极在耳蜗内的位置,分析上述指标与术前CT评估的耳蜗大小、倾斜角度的关系。结果①术后电极植入深度角和长度均存在较大的个体差异。直电极组平均植入深度角为702±53度,平均植入长度为30.02±1.29 mm;弯电极组平均植入深度角为441±45度,平均植入长度为18.4±1.0 mm,两组间差异有统计学意义(P<0.001)。②电极植入深度角与耳蜗底回的长径和宽径均呈负相关:直电极组r=-0.768(P<0.001)、r=-0.678(P<0.001),弯电极组r=-0.467(P=0.008)、r=-0.471(P=0.008)。电极植入长度与植入深度角呈正相关:直电极组r=0.578(P<0.001),弯电极组r=0.748(P<0.001)。③术后电极移位6例,均为弯电极且位于耳蜗180度位置。弯电极组中电极移位者与未移位者耳蜗底回倾斜角以及第一回和第二回之间的夹角差异有统计学意义(10.28度vs 8.75度,P=0.006;15.23度vs 14.00度,P=0.033)。结论人工耳蜗植入术后电极植入长度和深度角存在较大的个体差异,与耳蜗大小密切相关;耳蜗盘旋方式不同是引起电极移位的原因之一。

国产磁选态铯束频率标准环境特性研究

铯原子频率标准具有长期稳定性好、可靠性高的优点,在导航定位、守时授时、通信电力、时频计量等领域有着广泛的应用。近年来由于军事领域对高精度时间频率源的需求,铯原子频标的使用环境从实验室走向了战车、舰船等机动平台。本文针对铯原子频标在战车、舰船、高原等复杂环境下的环境适应性,研究环境因素对整机指标的影响机理。通过仿真与试验对整钟设计进行优化,以提高整机在力学、热、磁场、低气压等复杂环境下的适应性。经过优化设计后的国产铯束频率标准样机通过了相关环境试验项目的考核,各项指标均满足要求。研究结果表明,铯原子钟电性能样机的稳定度优于8.73×10^(-15)/5 d,磁敏感度3.15×10^(-14)/Gauss,工作温度特性-8.18×10^(-14),这项工作为国产化铯钟的进一步应用提供了基础。

高功率激光器光束质量测量的衰减缩束仿真研究

光束质量因子M^(2)是表征高功率激光器横模特性的主要参数,针对目前光束质量分析仪只能用于小口径、低功率激光器光束质量评估的问题,开展了高功率激光器光束质量测量的衰减缩束技术原理与仿真研究。建立了衰减缩束组件的仿真模型,利用有限元的方法对光学元件在高功率激光下的热致像差进行研究,得出热致像差的峰谷(PV)值小于82 nm时,对光束质量因子的影响小于5%。当光束通过衰减组件时,如果发生退偏,光束质量因子将偏小。基于泽尼克多项式和光束质量因子计算模型,研究分析了缩束组件波前畸变对测量的影响,并通过Zemax仿真分析看出,在装调时入射光与缩束组件中心光轴夹角视场小于7°时,对光束质量因子测量的影响小于5%。

运动伪影校正技术改善肾动脉瘤锥形束CT图像质量

目的观察运动伪影校正技术(MFT)对于改善肾动脉瘤锥形束CT(CBCT)图像质量的价值。方法前瞻性选取20例拟接受经导管动脉栓塞治疗的肾动脉瘤患者,于CBCT引导下行肾动脉造影,采用MFT处理运动伪影;对MFT校正前、后图像质量进行主、客观评价,评估其显示肾动脉、载瘤动脉及靶区血管树情况,测算单位密度像素平均值(mean)、标准差(SD)及血管边缘锐化误差率。结果MFT校正后,肾动脉瘤最大密度投影图像显示肾动脉、重建CBCT图像显示载瘤动脉均明显优于校正前(P均<0.05);利用Flightplan for Liver软件可自动提取清晰的血管树;肾动脉瘤CBCT图像SD及血管边缘锐化误差率明显减小而mean明显增加(P均<0.05)。结论MFT可有效改善肾动脉瘤CBCT图像质量。

耳蜗神经交替声束治疗联合基于互联网的认知行为治疗对慢性特发性耳鸣的疗效研究

目的评估运用耳蜗神经交替声束治疗(CeAABT)联合基于互联网的认知行为疗法(iCBT)对慢性特发性耳鸣的有效性。方法选取诊断为慢性特发性耳鸣的患者112例随机分为2组,iCBT(56例)采取iCBT治疗,CeAABT联合iCBT组(56例)在iCBT的基础上给予CeAABT,连续治疗12周,观察2组治疗前后耳鸣残疾量表(THI)、视觉模拟量表(VAS)和耳鸣响度评分的变化情况。结果治疗后,2组患者的THI、VAS、耳鸣响度评分都出现了明显的降低,与同组治疗前比较差异均有统计学意义(P均<0.05),且CeAABT联合iCBT组THI评分(35.34±7.51)分、VAS评分(3.38±1.34)分、耳鸣响度评分(34.53±5.77)分比iCBT组[(40.13±10.95)(3.91±1.38)(39.39±6.92)分]更低,2组比较差异均有统计学意义(P均<0.05)。结论CeAABT联合iCBT可以有效地降低患者的耳鸣响度和由耳鸣带来的负面情绪,能提高慢性耳鸣患者的生活质量,是一种简便安全的耳鸣治疗方法,值得进一步研究和推广。

空化现象对水导激光微水束稳定性的影响研究

为了探寻空化现象对水导激光微水束稳定性影响,利用计算流体动力学的方法,分别在不考虑空化和考虑空化的情况下,对从典型喷嘴出射的水射流进行了数值模拟分析,研究了空化现象的产生机理及对微水束稳定性的影响。结果表明,在入口直径为0.1 mm、圆柱段长径比为1、上边缘锐利的喷嘴结构下,随着入口压力从0.2 MPa增大到16 MPa,水射流与喷嘴壁面分离后再次附着的长度逐渐增大,并且空化会导致该长度延长;在入口压力小于6 MPa的情况下,不考虑空化的水射流在稳定后会贴着喷嘴壁面流下,而添加空化模型使得水束形成翻转流。该研究对设计满足水导激光工艺的喷嘴结构有着重要的参考价值。

“权利束”视角下数据资产的刑法保护

数据的刑法保护不只是指保护个人数据、个人信息权利,还需要保护大数据产业链中处于处理、经营状态下的数据资产利益。在数据确权问题存在巨大争议的背景下,数据资产刑法法益的确定应“搁置确权争议”,遵循“权利束”确权逻辑及路径,承认数据资产上存在“个人信息利益”“数据处理者、经营者经济财产利益”“社会公共秩序及国家安全利益”多元法益,这些法益的比例和形态在数据的采集、处理分析及交易交换等不同场景下有着阶段性的变化。构建数据资产刑法保护规范体系,应顺应保护数据经营利用价值的需求,对侵犯公民个人信息罪、非法经营罪、财产犯罪、知识产权犯罪及计算机信息系统犯罪进行解释性改造,以实现对数据资产中的个人信息利益、正当竞争利益、财产性利益、衍生数据知识产权利益及社会公共秩序等复杂法益的保护。

再论受教育权——基于“理由束”方法论的分析视角

对于“何为受教育权”这一问题,既有的受教育权方法论并未提供有效的应答策略。描述性方法论界定的受教育权概念缺少区分性和普遍性特征,评价性方法论因无力解决并不稳定的教育价值立场问题而使得受教育权概念陷入正当性“陷阱”。对此,在理由论的基础上,受教育权可被视为依附于一束理由的“要求”。在该“理由束”中,结合欧洲人权法院相关判决,受教育者的自我实现是初级内在理由,平等接受教育为次级内在理由,而包括国家干预在内的其他理由则构成外在理由;受教育权的初级和次级内在理由属于立法范畴的理由,又因无法在立法上穷尽外在理由,所以外在理由被分配至司法范畴。

考虑速度聚束效应的SAR海浪成像仿真方法

针对合成孔径雷达(SAR)海浪成像仿真技术对于速度聚束效应的考虑不充分,仿真数据无法准确反映实际SAR数据的问题,建立一种充分考虑速度聚束效应的SAR海浪成像仿真方法并进行了实验验证。计算了SAR图像强度的概率密度分布的仿真结果与理论结果之间的均方误差(MSE),在风速分别为5、10和15 m/s时,考虑速度聚束效应前、后比对结果的MSE分别为0.1012、0.1576、0.0556与0.0179、0.0314、0.0088。仿真结果表明,所提SAR海浪成像仿真方法有效提高了仿真数据的准确性,对SAR海浪成像的应用具有一定实用价值。

十字形钢管束自密实混凝土短肢剪力墙轴压性能研究

为研究十字形钢管束自密实混凝土短肢剪力墙的轴压受力性能,通过模型试验研究和ABAQUS数值模拟相结合的方法,对不同腔体数十字形钢管束自密实混凝土短肢剪力墙的轴压性能进行分析。首先,根据轴压试验结果对剪力墙的破坏形态和轴向荷载-应变曲线等轴压受力性能进行分析,提出轴压承载力计算公式。其次,建立剪力墙轴压有限元计算模型,将试验结果和模型计算结果进行对比以验证有限元模型的准确性。最后,根据有限元参数化分析结果验证并修正剪力墙轴压承载力计算公式。研究发现,剪力墙的轴向荷载-应变曲线在不同腔体数下具有相似的特征,表明其变形能力良好。在破坏过程中,钢管束对核心混凝土的约束作用显著,提高了试件的延性和承载能力,其中钢管束的破坏主要表现为多波鼓曲和焊缝开裂,尤其是在钢管束中部的1/4区域。此外,随着腔体数增加,剪力墙极限承载力提升,但其延性系数有所下降。本研究提出的简化公式与有限元分析结果的误差控制在10%以内,该公式可为工程设计应用提供理论借鉴。

基于纳剂量学量模型的碳离子束相对生物学效应计算

目前癌症严重影响人类的健康,迫切需要一种能有效治疗癌症的手段.碳离子束由于其具有较高的生物学效应和独特的布拉格峰,被认为是极具有潜在价值的放疗射线.主要利用基于纳剂量学量的LNDM(Logistic NanoDosimetry Model)模型计算不同入射能量碳离子束在水模体的相对生物学效应(Relative Biologica Effectiveness,RBE).使用GATE模拟工具得到碳离子束及其碎片在水模体中不同深度的能谱和剂量,利用预先计算的带电离子纳剂量学量数据库计算得到碳离子束的四个纳剂量学量M1、■,基于LNDM模型计算碳离子束的RBE.结果表明,碳离子束的RBE峰值随着入射能量的增加而逐渐降低,并且RBE峰值出现在布拉格峰下降沿附近.

带束层角度与经线密度对轿车子午线轮胎动态性能的影响

在有限元仿真结果与试验结果具有较高相关性的前提下,采用单一变量法,探究轿车子午线轮胎(简称轮胎)的带束层角度与经线密度对其稳态滚动阻力(简称滚动阻力)和侧偏特性的影响。结果表明:与带束层经线密度相比,带束层角度变化更能影响轮胎的动态性能;带束层角度变化对轮胎的侧偏刚性和回正刚性影响较大,对滚动阻力影响较小;轮胎的动态性能随带束层角度与经线密度的变化与轮胎的规格相关。

带束层角度与经线密度对轿车子午线轮胎静态性能的影响

在下沉量和接地印痕有限元仿真结果与试验结果具有高相关性的前提下,采用单一变量法,探究轿车子午线轮胎(简称轮胎)带束层角度与经线密度变化对其下沉量、接地印痕、径向刚性及横向刚性类静态性能的影响。结果表明:与带束层经线密度相比,带束层角度变化对轮胎的下沉量、接地印痕和刚性影响较大;轮胎的径向刚性和横向刚性随带束层角度的增大呈减小趋势;轮胎的静态性能随带束层角度变化的趋势还受轮胎的扁平率影响。