摘要：针对中红外波段单管量子级联激光器存在输出功率有限的问题,提出相干阵列通过光放大后合束提升激光器功率的方法,研究波长为4.6μm的1×16量子级联激光器锁相阵列的结构设计与优化。通过设计低传输损耗、高光限制因子的单模波导确定器件各层材料外延厚度;通过设计由100%反射率和50%反射率的布拉格反射镜组成的种子激光器实现4.6μm单波长激光输出;通过设计由1×2多模干涉耦合器(MMI)和弯曲波导组成的1×16分束器实现低损耗均匀分束并锁相;通过设计输出端口的Al_(2)O_(3)增透膜厚度并利用电注入放大的方式实现激光器阵列的大功率输出。最终确定波导上GaInAs层厚度为0.25μm,下GaInAs层厚度为0.1μm,上包层InP厚度为3μm,下包层InP厚度为1μm。当单模波导宽度为5μm时,波导损耗为0.055 dB·cm^(-1),光限制因子为0.733。100%反射镜刻蚀深度为0.2μm,周期为728 nm,占空比为0.5,周期数为1000;50%反射镜刻蚀深度为0.2μm,周期为727 nm,占空比为0.1,周期数为690;当阵列间距为35μm时,分束器尺寸为3080μm×605μm,损耗为0.254 dB,其中MMI尺寸为19μm×126μm;出射端口采用0.7μm的Al_(2)O_(3)增透膜,透射率达到0.975。最后比较了不同放大器阵列间距的温度与远场分布,相关研究结论可为量子级联激光器锁相阵列的研制提供设计参考。

摘要：针对高压配电网电缆剥线过程中人工操作效率低和不安全性,提出一种用于10 kV电网的自动剥线机器人。根据剥离机器人的工作环境,对安装在绝缘棒上剥线机器人的关键部位进行了结构设计。对剥离机器人的固定齿轮控制箱结构模态和刚柔耦合特性进行了仿真分析,为剥线机器人结构设计的合理性提供理论依据。最后搭建机器人样机,对不同横截面积的电缆进行剥离试验。结果表明:电缆的损伤情况良好,验证了剥离机器人的结构设计具有良好的可靠性,有助于提高电网带电检修工作效率。

摘要：针对脊形波导结构的大功率脉冲量子级联激光器面临的光束质量差和热积累严重的问题,研究了一种新型锥形波导量子级联激光器结构设计方法。通过COMSOL软件仿真优化脉冲功率60 W,重复频率10 kHz输出的锥形量子级联激光器光学和热学特性,分析了不同几何参数对波导光场模式分布、传输特性和最大内部温度的影响以及不同热沉材料、热沉温度和脉冲宽度对核心层内部温度分布的影响。结果表明,在4.6μm的波长下,直波导宽度为5μm,在锥度角为1.9°,直波导/锥形波导长度比为1∶3,可以保证直波导产生TM基模输出,整个端口的透射率、反射率、损耗、光限制因子达到最好效果。在同脊宽条件下,对于3 mm腔长,该锥形波导结构激光器核心区的面积对比条形的脊波导结构大10倍左右,更有利于大功率输出。此外,基于该结构进行了不同脉冲模式下的热学仿真分析,为器件工作模式和封装方式的选择提供有益参考。文中研究相关结论可为后续工艺设计和实验验证提供数据支持。

摘要：考虑初始车辆对公共自行车系统运作成本的影响和站点未满足需求的溢出效应,针对站点租还车需求为随机变量且服从泊松分布,应用离散马尔科夫链理论提出基于车辆库存的站点服务损失成本的计算方法,根据溢出效应设计需求泊松参数调整方程组,构建最优车辆库存模型,并应用两个数值算例演示模型分析框架的应用,验证模型的有效性.两站点算例表明在一定条件下,未满足需求的站点间影响会极大降低损失成本,合理的站点间需求转移可作为运作优化的有效措施.华盛顿公共自行车系统多站点实例则进一步分析站点租还车需求泊松参数,成本系数,容量和初始车辆库存等因素对系统服务损失成本的影响机理.研究成果可为公共自行车车辆库存管理提供依据.

摘要：针对单相级联H桥整流器的电力电子设备在煤矿场景下运行过程中直流侧存在二次电压纹波,导致网侧电流畸变、电容值漂移等问题,通过分析单相级联H桥整流器直流侧二次电压纹波的形成原因,提出了一种基于分裂电容不相等的独立型解耦拓扑的优化控制方法。该方法通过在电容两端叠加二倍工频的电压来抵消二次电压纹波,实现了直流侧二次电压纹波的有效抑制。针对3种基于构造二次电压的解耦方式(直流分裂电容值不等,直流电压分量相等;直流分裂电容值不等,且直流电压分量也不等;直流分裂电容值相等,直流电压分量不等)进行了参数设计和控制策略的研究,并通过分析参数对二次电压幅值的影响,确定了最优的参数取值范围,以实现有效的功率解耦,并减小电容值,降低设备体积和成本。仿真结果表明:①在0.2 s时加入分裂电容的独立型解耦拓扑(SC−IAPD)电路,基于解耦方式2的SC−IAPD电路控制方法、基于解耦方式2的SC−IAPD电路的优化控制方法、基于解耦方式1的SC−IAPD电路控制方法的直流侧输出电压纹波都控制在1~1.5 V,说明对称半桥解耦电路可有效抑制直流电压波动,同时在负荷变化时具有良好的解耦性能。②在轻载切重载的情况下,基于解耦方式2的SC−IAPD电路的优化控制方法能快速跟随负载变化,实现纹波的抑制,具有更强的带载能力和更佳的解耦效果。而在重载切轻载的情况下,基于解耦方式1的SC−IAPD电路控制方法能够更好地实现解耦性能,将电压纹波控制在1 V以内。如果考虑电容值的最小化,基于解耦方式2的SC−IAPD电路的控制方法则更具优势。实验结果表明:①负载突变前,传统控制方法和基于二次电压的解耦控制方法都能有效抑制直流侧的电压纹波,但基于二次电压的解耦控制方法在抑制电压纹波方面效果更佳,使直流侧的电压纹波更小。②负载突变后,传统控制方法无法维持直流侧电压的稳定性,出现较大的震荡,失去稳定性。

摘要：遥感图像场景分类是计算机视觉领域的热点研究方向,对遥感图像场景及其语义理解意义重大。目前,基于深度学习的遥感图像场景分类方法在该领域占据主导地位。然而实际应用场景面临着样本数据较少、模型泛化能力较差的问题,致使基于深度学习的遥感图像场景分类方法实现难度较大,性能大幅下降。针对上述难点,提出了基于注意力机制的小样本遥感图像场景分类方法,设计了一种双分支判别结构进行相似性度量。该方法基于元学习训练策略对数据集进行任务制划分;为最大限度保留遥感图像中的特征分布,对输入图像进行重叠分块;在特征提取网络中引入轻量级注意力模块,降低过拟合风险并保证判别性特征的获取;在EMD(earth mover’s distance)距离的基础上设计添加双分支相似性度量模块,提升分类器的判别能力。实验结果表明,相较于经典小样本学习方法,所提出的小样本遥感图像场景分类方法能够显著提升分类性能。

摘要：围绕高楼玻璃幕墙机器人自动清洁中的风载问题,设计了一款考虑风载因素的真空吸盘吸附的框架式爬壁机器人。针对玻璃幕墙清洁机器人的框架式结构进行步态规划。基于空间力学理论建立了玻璃幕墙清洁机器人在风载下的力学平衡模型,得到了风载大小与机器人吸盘吸附力之间的力平衡方程。在Workbench中对风载作用下的清洗机器人本体进行了有限元分析,得到了机器人模型的应力云图与变形云图。实验测试结果表明:在极限风载作用下,机器人的最大应力点位于吸盘支架,最大变形点位于主架板中心。在真实风载下对机器人进行攀爬运动仿真分析,机器人可以在极限风载下稳定地工作,不会发生滑移和倾覆,验证了力学模型和设计模型的正确性。

摘要：电解水制氢技术碳排放量低、能量利用率高、所得氢气纯度高,在多数制氢技术中具有显著优势,业已成为学术界和工业界的研究热点。其中,电催化析氢反应(HER)处于核心地位,常涉及多步氢转移过程和多个活性位点共同参与的情况。然而,这些活性位点之间的催化关联和潜在的氢溢流效应常被忽视。本文回顾了过渡金属氧化物、磷化物和硫化物等的电催化体系的析氢性能和反应机制;结合传统热催化理论,将参与氢溢流的活性位点抽象总结为初级和次级活性位点,并明晰了它们的催化关联和功能差异;本文将不仅为高效廉价析氢电催化剂的创制提供一种设计理念,也为进一步研究涉氢电催化反应中的氢转移行为提供参考。

摘要：民国初期美术社团规模化兴起是近现代美术史上的重要现象,它的出现既是时代使然,也是历史转型期美术界人士面对中国传统绘画正在经历的变局和危机时的必然选择,同时也体现了政府行为的重要影响。这一现象有其独特历史意义:其一,它使变革期的中国绘画得以在百家争鸣的氛围下良性发展;其二,它成为美术展览会的有力支撑,进而为实现大众美育贡献了力量;其三,它促进了美术人才和美术作品的大量、集中涌现,进而在中西、新旧争鸣中推动了近代中国绘画多元发展之画坛格局的形成。

摘要：2023年11月13—16日,由中国音乐家协会、山东省文学艺术界联合会、中共济南市委宣传部主办,中国音乐家协会古筝学会、山东省音乐家协会、济南市槐荫区人民政府承办的“盛世筝韵——2023年金钟之星全国古筝艺术盛典”系列活动在山东省济南市槐荫区举办。