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北航大数据精准医疗高精尖创新中心付博课题组在《Small》期刊上发表关于新型二维材料MXene的制备、光学特性、及超快光子学应用的封面文章（图）
二维材料 Small期刊 超快光子学 脉冲激光器 北京航空航天大学
2023/2/27
近年来，MXene作为一种新型二维材料，在储能、催化、传感、生物医学等领域得到了广泛的应用，而基于MXene作可饱和吸收体在超快光子学中的应用也受到了人们的广泛关注。MXene具有高电导率、宽的非线性响应、带隙可调等优点，为超快脉冲激光器中可饱和吸收体材料的选择提供了新的思路，促进了新型超快脉冲激光器的发展，进而有利于其更好的应用于生物医学成像、治疗等领域。MXene的制备方法和光学性质对其在激光...
纳米流体液滴撞击固体壁面的铺展动力学特性是基于液滴沉积实现高效传热传质过程的关键因素,然而由于纳米流体的非牛顿流变特性及液滴内微流动与纳米颗粒的耦合作用,目前对纳米流体液滴撞击固体壁面的铺展动力学行为缺乏足够的认识.本研究利用了两步法分别配制了分散有3种纳米颗粒的均匀稳定纳米流体(碳纳米管、石墨烯、纳米石墨粉),并对流体的流变特性进行了测量分析.利用显微高速数码摄像技术捕捉了液滴撞击固体壁面的动态...
同轴全反红外光学系统自身热辐射测量方法
红外系统 自身热辐射 等效黑体辐射温度
2018/3/7
对红外光学系统自身热辐射进行了评估方式、计算方法和实验测量研究。首先，介绍并比较了两种自身热辐射的评估方式，即有效发射率和等效黑体辐射温度；其次，详细介绍了基于实验结果的自身热辐射的等效黑体辐射温度的计算方法；最后，利用自身热辐射测试平台，对同轴全反型红外光学系统的自身热辐射进行测量实验，并进行了误差分析计算。结果表明：自身热辐射的辐射出射度与光学系统有效F数的平方成正比关系，与透过率成反比关系，...
非局部应变梯度理论下纳米梁的力学特性研究
非局部应变梯度理论 尺度效应 高阶剪切变形 纳米梁
2019/3/11
基于非局部应变梯度理论,建立了一种具有尺度效应的高阶剪切变形纳米梁的力学模型. 其中,考虑了应变场和一阶应变梯度场下的非局部效应. 采用哈密顿原理推导了纳米梁的控制方程和边界条件,并给出了简支边界条件下静弯曲、自由振动和线性屈曲问题的纳维级数解. 数值结果表明,非局部效应对梁的刚度产生软化作用,应变梯度效应对纳米梁的刚度产生硬化作用,梁的刚度整体呈现软化还是硬化效应依赖于非局部参数与材料特征尺度的...
针对中型反射镜提出了一种柔性半运动学支撑方式，以便简化主镜的支撑结构，降低安装应力对主镜的影响，以及提高主镜支撑对温度变化的适应性。对比小口径主镜的刚性半运动学支撑，详细阐述了柔性半运动学支撑的特点和优势。运用该原理对一口径为710 mm的主反射镜的支撑进行了设计、分析、和检测，其中反射镜的轴向采用6点带有柔性细杆的Whiffletree支撑，径向采用带有柔性环的中心轴支撑。然后，利用有限元方法进...
改进了近场动力学（peridynamics，PD）微观弹脆性（prototype microelastic brittle，PMB）模型中微观模量的计算方法，解决了PMB模型的“边界效应”问题。利用改进的PMB模型计算了冲击荷载作用下单边缺口混凝土梁的破坏全过程，得到了混合型裂纹扩展的角度、路径以及裂尖最大速度，并与试验和其他数值方法模拟结果进行了对比分析，验证了改进的PMB模型的有效性。研究结果...
设计了针对薄膜太阳能电池柔性不锈钢衬底的电化学机械复合抛光法以满足其对表面粗糙度、光反射率和有害物质扩散的要求。首先,设计并制造了一种用于平面加工的复合阴极刀具,理论分析了它的材料去除机理。然后,结合法拉第原理和黏着摩擦理论分析了电化学腐蚀行为和摩擦力作用行为,解决了电化学腐蚀和机械去除钝化膜的匹配一致性问题。最后,以50 mm×50 mm×0.3 mm规格的304不锈钢为阳极工件,对提出的方法进...
倾斜镜系统动态耦合数学模型的建立方法
倾斜镜 多输入多输出系统 动态耦合模型 子空间辨识
2016/7/29
主要探究了在传感器采样频率较高(如高速相机、位置传感器)、倾斜镜动态特性不可忽略的情况下,如何基于实验数据建立开环倾斜镜系统的动态耦合数学模型的问题。分析了系统的动态特性以及输入与输出之间的耦合,提出了基于倾斜镜系统的输入输出数据、采用子空间辨识算法建立倾斜镜系统动态耦合数学模型的方法,并通过实验评估了模型的准确性和建模方法的可行性。实验结果显示,通过该方法所建立的倾斜镜动态耦合模型的VAF值达到...
为了实现锻造操作机升降运动与水平移动之间的解耦,提出了一种从结构组成原理上实现解耦的锻造操作机机构,并对该机构的运动机理和动力学性能进行了研究与实验验证。首先,基于Hoekens四连杆机构介绍了完全解耦式锻造操作机的结构组成原理;运用螺旋理论工具分析了完全解耦式操作机机构的自由度,对其升降运动和水平移动之间的解耦机理进行了剖析。然后,基于虚功原理建立了操作机机构动力学模型,比较分析了该解耦式操作机...
KDP晶体三倍频晶面微观力学行为及加工性能
三倍频晶面 纳米压痕 光滑粒子流体动力学 数值仿真
2016/3/9
为了揭示磷酸二氢钾(KDP)晶体三倍频晶面微观弹塑性力学行为及加工性能,开展了纳米压痕研究。建立了KDP晶体三倍频晶面各向异性力学模型,基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法对纳米压痕进行了数值仿真并完成了纳米压痕测试实验。实验结果表明:实验与仿真计算的载荷-压入深度关系曲线的相关系数为0.996328,吻合度较高,验证了力学模型的正确性,得出KDP晶体三倍频晶面的屈服强度为240 MPa。数值仿真...
基于材料构型力学描述复杂缺陷力学系统中的破坏行为, 可以为预测材料临界失效载荷和评估结构完整性提供新的思路. 首先, 通过对拉格朗日能量密度函数的梯度、散度、旋度操作分别获取3 类材料构型应力张量的定义式、平衡方程、物理意义以及其对应的守恒积分表达式. 其次, 基于材料构型力学概念建立描述材料屈服的屈服准则、预测裂纹起裂的断裂准则、以及评估复杂缺陷系统最终失效的破坏准则. 然后, 利用数字散斑图像...
提出了一种基于扩展数学形态学和光谱角度匹配相结合的高光谱亚像元目标检测算法。在目标与背景未知的情况下,同时利用光谱和空间信息实现目标的定位与检测,实现高光谱亚像元目标的检测识别。通过扩展的形态学膨胀和腐蚀运算实现端元提取,采用光谱角度匹配算法进行感兴趣目标的检测识别。算法性能通过AVIRIS数据进行评价,与仅利用光谱角度匹配的算法和RX异常检测算法进行比较。实验证明,所提出的算法性能优于其他两种算...
紧凑型长波红外光学系统无热化设计
光学设计 无热化 光学被动式补偿 非制冷型光学系统
2016/8/16
对于工作环境温度在-40~60℃之间的长波红外折射光学系统来说,由于红外光学材料受温度变化影响非常大,光学系统必须进行无热化设计。在介绍了无热化系统的种类,分析了温度变化对红外光学系统的影响基础之上,基于非制冷型焦平面探测器,设计了工作在长波红外8~12 μm,F#为2,视场角为6.8°的摄远型物镜系统。采用添加棱镜的方法,使系统在不添加特殊面型的情况下达到无热化的目的,同时使系统结构紧凑,摄远比...
基于新数学模型的自动对准式色散系数测量系统
色散系数 V棱镜 CCD成像 平行光管
2016/8/15
光学玻璃是光电技术产业的基础和重要组成部分,其色散系数是反应其性能的重要常数。利用CCD成像与机器视觉自动对准技术,在考虑了空气折射率对色散系数测量精度影响的基础上,对传统的色散系数测量公式重新进行了数学建模。多波段小型平行光管设计过程中,在校正了与孔径有关像差的基础上,对像差有特征意义的子午面内的光线光路进行了计算,求出了理想像与实际像的位置相差,实现了波段小型平行光管对无穷远目标的模拟。最后,...