国家实验室设备公共管理信息平台的开发

文章介绍了武汉光电国家实验室“设备公共管理信息平台”的设计思想、以及该平台的设计方法,提出了利用网络技术设计设备共用平台,进行设备生命周期管理的新思路。

国家实验室管理文化的冲突及对策

国家实验室的建设成为国家科技重大研发战略的重要驱动力之一。依照文化分层理论,国家实验室运营管理实践中存在物质、行为、制度、精神四个层面的文化冲突。由于受到物质文化潜移默化、行为文化弱肉强食,制度文化内隐稳定、精神文化最具韧性等根源的影响所导致的文化冲突在一定程度上影响了国家实验管理的绩效。国家实验室成熟的标志在于管理文化作用机理的建立。国家实验室的利益相关者要遵循文化冲突、融合的规律,采取恰当的文化整合策略,使之成为提高国家实验室管理运营价值倍增的动力之源。

LIBS结合图像筛选方法提高钢铁中Cu、Cr、Mn元素检测稳定性研究

优质特种钢材和低端粗钢之间的性能差异主要受其构成元素种类及其成分含量的影响,因此,如何快速准确地对物质成分进行定性及定量分析对钢铁产品的质量评估至关重要。针对传统方法难以实现对钢铁合金成分的快速准确检测的难题,采用激光诱导击穿光谱(LIBS)结合等离子体图像信息的方法,通过快速地对不同元素的特征光谱强度与激发生成的等离子体图像进行采集,分析两者之间的相关性,并通过提取的图像特征信息的异常值剔除了部分无效光谱数据,进而实现了对钢铁成分的高精度分析。通过分析延迟时间和激光能量等不同实验条件对元素特征光谱强度及其对应等离子体图像的影响规律,不仅证明了等离子体图像与光谱之间存在相关性,还利用等离子体图像特征信息的局部最优值确定了最优延迟时间、激光能量分别为1000 ns与50 mJ,并根据图像特征的平均阈值来筛选无效光谱数据。结果表明,图像筛选优化数据后,各元素谱线校准模型的决定系数(R^(2))分别从原始数据的0.978、0.986、0.957、0.935提升至0.995、0.997、0.968、0.957,且其定标曲线对未知样品元素的预测浓度相对标准偏差(RSD)下降为原始数据预测浓度RSD的50%左右。由此可知采用LIBS结合图像筛选方法可以减少定量分析的误差,提高预测结果精确度。

大功率LED用微喷射流冷却系统的实验研究

将封闭微喷射流冷却系统应用于发光二极管(LED)散热,实验研究了该系统对高功率LED的散热冷却效果。实验过程中,通过测试LED芯片组中各点的温度,研究了该冷却系统的效果。实验测试表明:在环境温度为25.6℃,LED芯片组输入电功率为2.45 W时,如果不采取散热措施,LED芯片在开始工作1 min后其温度迅速上升到72℃,而当本冷却系统开始工作后,其温度快速下降到34.81℃。当LED芯片输入电功率为9.3 W时,其热流密度为14.53 W/cm2,该冷却系统依然能迅速地把LED芯片温度降到54.34℃。

飞秒激光烧蚀MgAl_2O_4透明陶瓷的实验研究

实验研究了800nm飞秒激光与MgAl2O4透明陶瓷的相互作用,得到其在单脉冲、多脉冲情况下的损伤阈值和损伤面积,用CCD成像技术和扫描电镜观察了烧蚀点的形貌特征,用显微红外光谱仪测试了烧蚀区域的透过光谱．结果表明:单脉冲烧蚀条件下,烧蚀面积与脉冲能量近似为线性关系,而在多脉冲烧蚀条件下,烧蚀面积随着脉冲数量的增加呈近似波尔兹曼(Boltzmann)增大;当激光功率接近损伤阈值时,烧蚀后的区域在波数为2500～7000cm-1范围内的红外透过率由82％提高到86％,当激光功率超过损伤阙值后,透过率降低20％左右．

基于一种微通道散热器的散热实验研究

微通道散热是近年来发展起来的一种新型散热措施。讨论了一种蜂窝状微通道散热器,并设计了基于该微通道散热器的散热系统。系统实验表明,当17 cm2的微通道散热器在系统内流体流量为13.3 ml/s时,可带走发热源约233.63 W热能,同时微通道散热器工质温度能维持在52℃左右。实验还发现,要充分发挥微通道散热器的优势,散热系统中与环境交换热量的小型换热器的散热能力也非常重要。

卟啉及其光电化学研究进展

卟啉及金属卟啉在自然界中广泛存在,其光学、电化学等特性可通过分子结构中多个反应位点进行调控.随着全球能源环境问题日益凸显,卟啉在太阳能电池、光催化制氢领域的研究成为热点.本文简介了作者课题组近年来通过国内外合作开展的D-π-A结构卟啉分子结构改性及其对光电化学性质和器件光伏特性影响的进展,并对未来卟啉光电化学研究的发展进行了简要的探讨.

CO_2激光诱导液滴射流等离子体的实验研究

为了研究激光诱导射流等离子体特性,了解激光诱导液滴等离子体的发展过程,基于脉冲激光-液滴同步作用系统,采用阴影法,观测了激光作用液滴的阴影图像,取得了液滴在CO_2脉冲激光作用下的演化过程数据。对图像进行处理获得了激光诱导液滴等离子体冲击波膨胀范围随时间的变化,并估算出了产生冲击波的激光能量。结果表明,空气冲击波的膨胀半径在当前观测时间范围内线性膨胀,约32%的激光能量用于产生冲击波。空气冲击波的变化规律对激光诱导液态燃料点火的研究提供了一定的参考依据。

SGDBR激光器中取样光栅的理论和实验研究

讨论了取样光栅分布布拉格反射激光器(SGDBR)中取样光栅对激光器调谐范围、输出功率和光谱质量的影响,介绍了其设计流程,并据此对SGDBR进行了实验研究.其取样光栅的反射谱和设计相符,且在30nm准连续调谐范围内边模抑制比都大于30dB.

半导体光放大器非线性失真特性实验研究

对半导体光放大器(SOA)用于1310nm残留边带幅度调制(AM-VSB)视频光信号放大时的非线性失真特性进行了实验研究.分析了非线性失真机理.给出了当输入光信号波长位于SOA增益谱下降沿且输入光信号功率较大时,SOA所引入的非线性失真主要由其增益随输入光信号功率变化而波动所造成的结论和对应表达式.提出了减小非线性失真的方法.设计了适合于AM-VSB视频光信号放大的SOA并用于有线电视(CATV)系统实验.研究结果表明,在300mA的工作电流下,SOA在载频647.25MHz处引入的组合二阶互调失真(CSO)在-42dB^-38dB之间,并随输入光信号功率的增加而变大.

水辅助激光无重铸层钻孔Al_2O_3陶瓷实验研究

为了解决传统加工过程中重铸层无法消除的问题,采用超快皮秒激光创新性地在水介质中对Al_2O_3陶瓷进行皮秒激光钻孔实验,并与空气中钻孔结果进行对比,研究了皮秒激光主要参量如单脉冲能量、扫描次数等对陶瓷微孔的孔径、锥度和重铸层厚度的影响规律,并分析讨论不同介质中皮秒激光与Al_2O_3陶瓷相互作用机理及材料去除机制。结果表明,在水介质中激光钻孔直径增加约35μm、微孔锥度降低至1.04°并可获得无重铸层钻孔效果;激光作用过程中水的存在会引起空泡作用、吸收作用和运输作用,有效防止了去蚀材料二次黏附,消除了重铸层和降低了微孔锥度,提升了微孔质量。该研究阐述了水辅助激光钻孔的具体影响状况并加深了对水辅助的影响机理理解。

用于全光缓存的光阈值门理论和实验研究

提出了一种基于光阈值门的全光缓存方案,采用两个非对称的SOA环形腔激光器耦合构成光阈值门,其输出光可以在两种波长上切换,可控制波长转换器实现光包路由,从而将需缓存的数据包路由到缓存端口,避免了复杂的包头处理.建立了光阈值门的理论模型,对10 Gbit/s的光阈值门的动态特性进行了数值模拟和实验研究,实验结果和理论计算结果相符合,实验也表明光阈值门两种输出状态的消光比可达30dB.

第6届国际光子与光电子学会议暨第11届生物医学光子学与成像技术国际学术研讨会

2013年5月25～26日，第6届国际光子与光电子学会议（The 6th International Photonies and Opto—Electronics Meetings，POEM2013）在华中科技大学武汉光电国家实验室召开。亚洲生物医学光子学盛会“第11届生物医学光子学与成像技术国际学术研讨会（PIBM2013）”随后于2013年5月26～29日也在此举行。

第2届国际光子与光电子学会议综述

2009年8月10日，第2届国际光子与光电子学会议（International Photonics and OptoElectronics Meetings, POEM 2009）在武汉圆满谢幕。会议由中国光学学会、华中科技大学、湖北省科学技术厅、武汉东湖新技术开发区管委会、中国国家光电子信息产业基地主办，武汉光电国家实验室（筹）承办，中华人民共和国教育部、国家外专局、美国激光协会、

国际有机自旋光电子学会议

2013年10月25日上午，国际有机自旋光电子研讨会（International Workshop on Organic Magnet Optics, Magneto-Electronics, and Magneto-Thermoelectrics,简称IWO，MO—ME—MT）在武汉光电国家实验室盛大开幕。

信息光电子器件与集成

2014年6月18～21日，“武汉·中国光谷，2014光电子器件与集成（OEDI）国际学术研讨会”（Optoelectronic Devices and Integration （OEDI））在华中科技大学举行。此次国际学术研讨会由武汉光电国家实验室（筹）（WNLO）和美国光学学会（OSA）联合承办，国家自然科学基金委员会支持，是第7届国际光子与光电子学会议（POEM2014）以及美国光学学会（OSA）联合举办的两个POEM—OSA专题会议（即光电子器件与集成（OEDI）和光纤技术与应用（FB—TA））之一。

选区激光熔化成形Al-Si合金及其裂纹形成机制研究

为了得到性能良好的Al-Si合金零件,对选区激光熔化成形Al-Si合金的成形特性以及成形试样中裂纹进行了研究,得到了成形样致密度和工艺参量的关系以及裂纹的形成机制。在合适的工艺区间内,随着激光能量密度的增大,致密度先上升后下降;大部分试样底部存在沿熔覆层扩展的冷裂纹;其形成机制是Al-Si合金粉末成形过程中,生成大量共晶Si相,使材料的抗裂性能不足以抵抗成形过程中的高温度梯度导致的残余应力所致。结果表明,通过调整成形工艺参量,可以得到无裂纹的性能良好的成型零件。

基于遗传算法和偏最小二乘法的土壤激光诱导击穿光谱定量分析研究

在空气环境下,采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对土壤成分进行检测,建立了基于遗传算法(GA)和偏最小二乘法(PLS)的定量分析模型。将配制的58个土壤样品分为定标集、监控集和预测集,对11种组分Mn,Cr,Cu,Pb,Ba,Al2O3,Ca O,Fe2O3,Mg O,Na2O和K2O的含量分别进行预测。结果表明,GA作为一种谱线选择的预处理方法,可以有效减少用于PLS建模的光谱谱线的数目,从而简化模型。对于土壤中的大部分组成成分,GA-PLS模型能够显著改善传统PLS模型的预测能力。以Mn元素为例,浓度预测均方根误差(RMSEP)从0.0215%降低至0.0167%,平均百分比误差(MPE)从8.10%降低至5.20%。本研究为进一步提高土壤的LIBS定量分析准确度提供了方法参考。

基于相变存储器的存储技术研究综述

以数据为中心的大数据技术给计算机存储系统带来了机遇和挑战.传统的基于动态随机存储器(DRAM)器件的内存面临工艺尺寸缩小至2Xnm及以下所带来的系统稳定性、数据可靠性等问题;相变存储器(PCM)具有非易失性、存储密度高、功耗低、抗辐射干扰等优点,且读写性能接近DRAM,是未来最有可能取代DRAM的非易失存储器,它为存储系统的研究和设计提供了新的解决方案.文中在归纳相变存储器器件发展和研究现状的基础上,对相变存储器在系统级的应用方式和面临的问题进行了比较和分析,研究了基于相变存储器的内存技术和外存技术,分析了当前在PCM的寿命、写性能、延迟、功耗等方面所提出的解决方案,指出了现有方案的优势和面临的缺陷,并探讨了未来的研究方向,为该领域在今后的发展提供了一定的参考.

激光—电弧复合焊接咬边缺陷分析及抑制方法

为了提高激光—电弧复合焊接的可靠性,对复合焊接咬边缺陷成形机理及抑制方法进行了研究。结果表明,激光能够提高复合焊接的临界咬边速度,最高可达电弧焊接的5倍。在激光—电弧相互作用下,复合焊接存在两种抑制咬边的机理。一种是改变焊趾处固、液、气三相的表面张力状况,形成指向熔池外部的合力。另一种是通过提高熔池内温度梯度和热输入来增加熔池内由内向外的流动速度和时间,使熔化金属能够流向并填充焊趾,这种抑制机理作用更为显著。试验确定了复合焊接临界咬边速度的经验公式和电弧电压的合理调节范围。