摘要:关于添加石墨烯增强体来改善氧化铝 (Al 2 O 3 ) 陶瓷材料微加工性能的研究仍然太少且不完整,无法满足可持续制造的要求。因此,本研究旨在详细了解石墨烯增强体对提高 Al 2 O 3 基纳米复合材料激光微加工性能的影响。为此,使用高频感应加热工艺制备了高密度 Al 2 O 3 纳米复合材料样品,其中石墨烯纳米片 (GNP) 的含量为 0 wt.%、0.5 wt.%、1 wt.%、1.5 wt.% 和 2.5 wt.%。对样品进行激光微加工。之后,研究了 GNP 含量对烧蚀深度/宽度、表面形貌、表面粗糙度和材料去除率的影响。结果表明,纳米复合材料的微加工性能受到 GNP 含量的显著影响。与基础 Al 2 O 3(0 wt.% GNP)相比,所有纳米复合材料的烧蚀深度和材料去除率均有所改善。例如,在更高的扫描速度下,与基础 Al 2 O 3 纳米复合材料相比,GNP 增强样品的烧蚀深度增加了 10 倍。此外,与基础 Al 2 O 3 样品相比,0.5 wt.%、1 wt.%、1.5 wt.% 和 2.5 wt.% GNP/Al 2 O 3 纳米复合材料的 MRR 分别增加了 2134%、2391%、2915% 和 2427%。同样,与基础 Al 2 O 3 相比,所有 GNP/Al 2 O 3 纳米复合材料样品的表面粗糙度和表面形貌都有了显著改善。这是因为 GNP 增强体通过增加光吸收率和热导率并减小 Al 2 O 3 纳米复合材料的晶粒尺寸,降低了烧蚀阈值并提高了材料去除效率。在 GNP/Al 2 O 3 纳米复合材料中,0.5 wt.% 和 1 wt.% GNP 样品在大多数激光微加工条件下表现出优异的性能,缺陷最少。总体而言,结果表明,使用基本光纤激光系统(20 瓦)和非常低功耗,可以高质量、高生产率地加工 GNP 增强 Al 2 O 3 纳米复合材料。这项研究表明,在氧化铝陶瓷基材料中添加石墨烯以提高其可加工性具有巨大的潜力。
第 3 章 深度测定 1.简介 深度测定是水文测量员的一项基本任务,需要对介质、水下声学、可用于深度测量的大量设备、用于姿态和升沉测量的互补传感器以及适当的程序有具体的了解,以达到并满足国际推荐的精度和覆盖标准,如 IHO 出版物 S-44 第 5 版所述。铅垂线和测深杆是最早用于直接测量水深的方法。它们的简单操作原理确保了它们在许多世纪中持续使用。源自军用声纳的单波束回声测深仪是一项重大发展,自 20 世纪中期以来一直用于水文测量。在过去十年中,水文测量在深度测量技术和方法方面经历了概念上的转变。多波束回声测深仪 (MBES) 和机载激光测深系统 (ALS) 现在几乎可以覆盖整个海底并进行深度测量。高数据密度和高采集率产生了巨大的测深数据集和大量辅助数据。1998 年,编写第 4 版的 S-44 工作组对深度测量设备的最新技术进行了评估,结果如下:“单波束回声测深仪在浅水中的精度已达到亚分米级。市场上有各种不同频率、脉冲率等的设备。可以满足大多数用户,尤其是水文学家的需求。(…) 多波束回声测深仪技术正在迅速发展,如果使用适当的程序,并且系统的分辨率足以正确检测航行危险,则多波束回声测深仪技术具有进行准确和全面海底搜索的巨大潜力。机载激光测深是一项新技术,可以为浅水清澈水域的调查提供显着的生产力提升。机载激光系统能够测量 50 米或更深的深度。”尽管有这些新技术,但单波束回声测深仪 (SBES) 目前仍然是全球水文调查中使用的传统设备。这些回声测深仪也从模拟记录发展到数字记录,具有更高的精度和准确性,并具有可满足各种目的的特定功能。当需要全海底声波探测时,MBES 已成为深度测定的宝贵工具。数字回声测深仪与运动传感器、卫星定位系统(如 GPS)和数据采集软件的使用相结合,优化了生产效率,并相应减少了测量操作人员。越来越多的国家水文局 (NHO) 采用多波束技术作为收集新海图制作的水深数据的首选方法。
深度测定 1.简介 深度测定是水文测量员的一项基本任务,需要对介质、水下声学、可用于深度测量的大量设备、用于姿态和升沉测量的互补传感器以及适当的程序有具体的了解,以实现并满足国际推荐的精度和覆盖标准,如 IHO 出版物 S-44 第 5 版所述。铅垂线和测深杆是最早用于直接测量水深的方法。它们的简单操作原理确保了它们在许多世纪中持续使用。源自军用声纳的单波束回声测深仪是一项重大发展,自 20 世纪中期以来一直用于水文测量。在过去十年中,水文测量在深度测量技术和方法方面经历了概念上的转变。多波束回声测深仪 (MBES) 和机载激光测深系统 (ALS) 现在几乎可以覆盖整个海底并进行深度测量。高数据密度和高采集率产生了巨大的测深数据集和大量辅助数据。1998 年,编写第 4 版的 S-44 工作组对深度测量设备的最新技术进行了评估,结果如下:“单波束回声测深仪在浅水中的精度已达到亚分米级。市场上有各种不同频率、脉冲率等的设备。可以满足大多数用户,尤其是水文学家的需求。(…) 多波束回声测深仪技术正在迅速发展,如果使用适当的程序,并且系统的分辨率足以正确检测航行危险,则多波束回声测深仪技术具有进行准确和全面海底搜索的巨大潜力。机载激光测深是一项新技术,可以为浅水清澈水域的调查提供显着的生产力提升。机载激光系统能够测量 50 米或更深的深度。”尽管有这些新技术,但单波束回声测深仪 (SBES) 目前仍然是全球水文调查中使用的传统设备。这些回声测深仪也从模拟记录发展到数字记录,具有更高的精度和准确性,并具有可满足各种目的的特定功能。当需要全海底声波探测时,MBES 已成为深度测定的宝贵工具。数字回声测深仪与运动传感器、卫星定位系统(如 GPS)和数据采集软件的使用相结合,优化了生产效率,并相应减少了测量操作人员。越来越多的国家水文局 (NHO) 采用多波束技术作为收集新海图制作的水深数据的首选方法。
设备描述Greenlight XPS激光系统设计用于使用光的软组织蒸发和凝结。激光系统由控制台组成,该控制台会生成绿色激光和光纤递送设备,该器件将激光从控制台传输到患者。控制台Greenlight XPS控制台是使用ND的二极管泵式激光器:YAG激光增益中等和声学Q开关。主要波长为1064 nm。频率翻倍晶体用于生成532 nm输出梁。准CW脉冲重复率为23.6 kHz。脉冲持续时间约为100 ns。脉冲能量在最大功率(180 W)时约为8 MJ。控制台生成可见的绿色532 nm激光灯。在汽化模式下,功率设置从20 W到由光纤输送设备确定的最大功率。在凝结模式下,电源设置从5 W到40W。控制台具有插头和播放能力,可以自我调整到设施的电源电压,从而消除了操作设施的电气修改的需求。控制台包括内部冷却机制,确保没有外部水连接的安全工作温度。激光能量排放和控制台状态变化通过外科医生控制的,颜色编码的脚踏开关或控制台触摸屏功能激活。纤维生物绿灯XPS控制台配备了Fiberlife TM功能。纤维生物特征连续监视纤维尖端的温度,并在纤维太热时暂时停止激光发射。在大多数情况下,如果组织或蒸气气泡积聚在尖端上或纤维加热过多,则将防止对纤维损坏。在大多数情况下,激光将立即重新打开,并且过程继续而不会中断。将有明显的眨眼。如果连续激活纤维生物特征,则蒸发效率将大大降低。在这种情况下,应更换纤维。控制台将自动检测到此情况,将激光器放置在待机模式下,并显示一条消息。如果激光在膀胱镜内时意外发射,则纤维生物功能将停止激光发射。通常,这将防止对膀胱镜的严重损害。可能仍会发生一些金属的变色,这可能会增加腐蚀的可能性。蒸发绿灯XPS控制台使用光选择性汽化来切除软组织。发出的532 nm绿色激光被红细胞中的羟象球蛋白强烈吸收。吸收激光光能会导致热的产生,从而破裂细胞,有效地蒸发靶组织。此外,热量可以使切除组织附近的血管凝结,从而有清晰的手术场。如果发生出血,控制台也具有脉冲凝血特征。
项目详细信息:该项目将使用光学非线性显微镜中的高级方法来探讨生物组织如何随着时间的推移对机械负荷做出反应。再生医学的跨学科领域坐落在现代医疗保健的先锋队。这种不断增长的全球研究工作旨在开发修复,更换或再生受损细胞和组织的方法。这个领域利用了人体的自然治愈能力,同时整合了生物学,工程和物理学的新兴进步。下背部疼痛是多年来全球残障人士多年的主要原因。这种情况通常与椎间盘的变性有关。在过去的二十年中,对修复椎间盘损坏的再生医学方法的基本研究已经看到了巨大的增长。然而,迄今为止,很少有再生疗法已经发展为人类试验,而且没有人表现出成功。在该领域的进步一个主要障碍是对天然椎间盘组织的机械生物学的有限理解,并且缺乏用于新再生疗法的成本和时间有效筛选方法。更具体地,当前的再生测试方法经常对正在测试的样本具有破坏性。这禁止至关重要的纵向研究,该研究跟踪单个样本如何随着时间的流逝而对不同的机械和生化提示响应。该项目将通过在非线性光学显微镜中应用新方法和现有方法直接针对该障碍,以连续监测椎间盘样品中的显微镜变化。在这个项目中,我们利用了生物样品非线性显微镜和椎间盘机械生物学的内部内部专业知识。该项目将使用埃克塞特大学生物物理学组的研究级非线性显微镜组合来纵向研究椎间盘及其对复杂3D机械载荷模式的响应。非线性显微镜涉及使用超快速脉冲激光系统在要成像的样品中激发非线性光学响应。当两个或多个光子以相同的位置和时间到达样品时,它们可以将能量结合起来,以激发诸如刺激的拉曼散射和谐波产生之类的异国情调过程。通过检测这些过程发出的光子,揭示了对样品的微观结构和生物化学的强大见解。随着时间的推移,持续监测组织和构造的前所未有的能力将洞悉许多基本问题,例如物理环境(例如流体压力)影响天然和合成构建体。这些见解将使我们对疾病和变性的开始和进展以及在植入前如何最佳地“启动”再生疗法的理解。此外,非破坏性监测将显着加速再生疗法的优化,从而导致成本降低和增加吞吐量。这项研究将对从事再生医学的公司产生极大的兴趣,我们将利用现有的行业联系来促进我们的发现并鼓励参与。项目时间表1-6:归纳和
1个地球科学研究所,斯洛伐克科学学院,84005布拉迪斯拉瓦,斯洛伐克2号,伊利诺伊州芝加哥大学芝加哥大学地球物理科学系,伊利诺伊州60637,美国3号,美国内布拉斯加州大学医学中心,内布拉斯加州奥马哈州内布拉斯加州大学68198-438-3375,USYASIGHITIAS BIOSTATISTION,U.S.A. 3. U.S.A.佐治亚州萨凡纳,佐治亚州佐治亚州31411,美国5地球和可持续性学院,亚利桑那北部大学,弗拉格斯塔夫,亚利桑那州弗拉格斯塔夫,亚利桑那州86011 86011,美国6古生物学系,国家自然历史博物馆,史密森尼学会国家博物馆,华盛顿州华盛顿特区,20013年,美国俄亥俄州科学院,俄亥俄州7号,新星,新北,43.55。液压实验室,美国陆军工程师研发中心。Vicksburg,密西西比州39180-6199,美国9号海洋生物学实验室,洛杉矶县县卫生区,加利福尼亚州卡森,加利福尼亚州90745,U.S.A.Vicksburg,密西西比州39180-6199,美国9号海洋生物学实验室,洛杉矶县县卫生区,加利福尼亚州卡森,加利福尼亚州90745,U.S.A.
Marco Ricci 自 2003 年以来一直积极从事科学研究,从那时起,他的研究活动主要集中在电磁场和声场及其与物质和材料的相互作用的研究上。这些年来,他的研究活动涵盖了各种主题:他在论文和博士学位期间开始研究量子信息的量子光学实现和最佳量子测量程序,而他的研究活动目前主要集中在开发应用于工业品、食品和文化遗产的无损检测和评估 (NDT&E) 测量程序,利用涡流、超声波和热成像和脉冲压缩理论。尽管上述研究领域不同,但在这两种情况下,Marco Ricci 的研究方法都以创新测量、处理和成像协议的理论建模活动为特征,并以持久的实验验证工作为支持,旨在验证理论并促进实际应用。同时,在过去十年中,他的研究兴趣也致力于研究磁性,特别是自旋电子学现象。在此框架内,Marco Ricci 获得了电磁、声学和热理论以及信号和图像处理多个方面的广泛知识,尤其是应用于 NDT&E 技术的知识。他还获得了各种科学软件方面的专业知识,例如 MATLAB、Labview、Mathematica 和 OriginLab 等。同时,持久的实验活动使他获得了数据采集系统(数字示波器、任意波形发生器、帧抓取器等)、超声波和声学传感器、红外摄像机、激光系统、电动平移台和相关驱动器等方面的经验和技能,并且能够使用 Labview 和 MATLAB 管理甚至复杂的测量设置。他是国际期刊和国际会议论文集上约九十篇论文的合著者,拥有三项意大利专利和各种书籍章节。他是一本关于超声波 NDT 工业应用的书的编辑,该书总结了由教育、大学和研究部资助的意大利研究项目 PRIN2009 期间获得的研究成果。在无损检测与评估领域(这是他的主要研究活动),他协调并参与了各种国内外研究和应用研究项目,与知名研究人员(华威大学的 DA Hutchins 教授、纽卡斯尔大学的 GY Tian 教授、拉瓦尔大学的 X. Maldague 教授等)以及西门子、华威大学、弗劳恩霍夫研究所、鲁汶大学、纽卡斯尔大学、原子能和替代能源委员会等知名外国学术和工业合作伙伴合作。所取得的成果使他在无损检测和评估界获得了国际声誉,事实上,他最近成为了“NDT & E International”杂志的编辑委员会成员,该杂志是该领域最负盛名的杂志之一。除了使用 NDT 技术测试工业产品外,Marco Ricci 还将其应用于食品检验(与 COLUSSI 和 Biscotti Gentilini 合作)并且最近用于文化遗产的检验。关于后一个迅速发展和非常有前景的主题,他是去年 1 月提交给 H2020-MSCA-ITN2019 的欧洲培训网络提案的协调员。各种研究人员、大学、研究中心、从事文化遗产研究的公司以及著名的重要欧盟博物馆(德累斯顿国立艺术收藏馆、莱比锡大学古物博物馆、贝加莫卡拉拉学院)都是该联盟的成员。
摘要 本文研究了单片二极管泵浦掺铊光纤激光器,用作 Ho-YAG 系统的泵浦源。通过优化掺杂光纤长度和腔体参数,腔体设计可实现高光-光效率和对放大自发辐射 (ASE) 引起的寄生振荡的稳定性。通过实验,我们已演示了 1907.7 nm 光纤激光器,其输出功率为 79 W,来自 10/130 μm 掺铊双包层光纤,同时具有高亮度和辐射密度。激光腔的斜率效率约为 55%,ASE 抑制 > 40 dB,近衍射极限光束质量为 M 2 ~1.07。关键词:掺铥光纤激光器,中红外激光器,寄生振荡 1.引言 与体晶体替代品相比,光纤激光器具有独特的紧凑、更可靠、坚固、高效、功率可扩展和高亮度光源[1–4]。掺铥光纤激光器 (TDFL) 具有在 1.8-2.1 μm 范围内发射的宽增益光谱,有利于从工业、遥感、医疗到国防等新兴领域的许多应用。特别是,与 1 μm 替代品相比,2 μm 激光源具有更少的大气散射畸变和更低的热晕,有利于远程激光雷达、自由空间光通信和定向能系统 [5]。此外,在材料加工(切割、焊接、钻孔)行业,虽然 1 μm 激光器经常用于金属加工,但 2 μm 激光器具有明显更高的吸收峰,可以更有效地加工塑料和玻璃材料等非金属 [6]。类似地,红外和中红外区附近的强水吸收峰使其能够在医疗应用中使用 1.9-2.1 μm 激光源,特别是在精确组织手术和碎石术中 [7-8]。另一方面,1.9 μm 左右的高亮度 Tm 掺杂光纤激光器 (TDFL) 是固态激光系统 (如 Ho-YAG) 的优异泵浦源,可实现高量子效率,可用于 TDFL 的带内和芯泵浦,并有助于参数频率转换为中红外和 THz 区 [9-11]。得益于商用发射波长为 ~790 nm 的半导体激光二极管 (LD)、多包层光纤技术和交叉弛豫带来的高量子效率的进步,大量发射波长为 ~2 μm 的高功率 Tm 掺杂光纤激光器和放大器已成功演示 [12]。在这种方法中,MOPA 系统采用芯径高达 25 μm 的大模面积 (LMA) 光纤,旨在实现约 2.05 μm 处 1kW 以上的输出功率 [13]。然而,与多级放大器系统相比,高功率振荡器可最大限度地降低成本和复杂性,从而提供更高的稳定性、稳健性和精确控制。据报道,工作在2 μm以下的直接二极管泵浦TDF振荡器的功率水平和波长均有所增加,例如在2050 nm处为170 W和300 W [14-15],在1967 nm处为278 W [16],在1950 nm处为185 W [17]。
Achee, Nicole 圣母大学 IN 增强 REDI-NET 管道的功能以加强部队健康保护情报 ARO Adams, Julie 俄勒冈州立大学 OR 评估工作室 ARO Ade, Harald 北卡罗来纳州立大学 NC Xenocs Xeuss 3.0 SAXS/WAXS 用于国防部资助的功能聚合物研究和培训 ONR Ahmed, Kareem 中佛罗里达大学 FL 用于高超音速和空间推进的高超音速焓设施 (HiHYPER) AFOSR Ali, Jamel 佛罗里达农工大学 FL 用于国防应用的多功能天然和自然启发材料的纳米级 3D 打印 AFOSR Allan, Elizabeth 华盛顿大学 WA 自动化和扩展深度环境 DNA 采样设备 ONR Alu, Andrea CUNY ASRC NY 观察复杂频率下的声子激发以增强波粒子操纵 AFOSR Antil, Harbir 乔治梅森大学 VA 神经形态成像和数字孪生的优化 AFOSR Arefiev, Alexey 加利福尼亚大学,圣地亚哥分校 CA 购置用于超高强度激光实验的低密度泡沫靶生产设备 AFOSR Arehart, Aaron 俄亥俄州立大学 OH 用于表征功率二极管缺陷的高压深能级瞬态光谱仪 ONR Azoulay, Jason 佐治亚理工学院 GA 新兴半导体材料自旋相关特性的表征 AFOSR Baccarella, Damiano 田纳西大学,诺克斯维尔 TN 将田纳西大学电弧喷射隧道升级为连续运行 ARO Bank, Seth 德克萨斯大学奥斯汀分校 TX 用于原子控制线性和非线性光物质相互作用的合成系统 AFOSR Baraniukn, Richard G William Marsh 莱斯大学 TX 探索深度网络的局部几何形状 ONR Barman, Ishan 约翰霍普金斯大学 MD 用于多尺度的布里渊显微镜生物物理调查 AFOSR Barthelat, Francois 科罗拉多大学博尔德分校 CO 冲击载荷下粒状晶体的实验平台 ARO Bathe, Mark 麻省理工学院 MA 用于材料研究和分子催化的组合核酸纳米粒子库 ONR Baur, Jeffery 伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校 IL 先进连续纤维复合结构的增材制造系统 AFOSR Beaudoin, Stephen 普渡大学 IN Labram IIH 混合系统,用于实现含能材料的现代配方 ARO Bennett, Jennifer 美国军事学院 NY 用于先进制造研究的定向能量沉积系统 ARO Berg, Matthew 堪萨斯州立大学 KS 用于颗粒多光谱数字全息术的超连续激光系统 ARO Berke, Ryan 犹他州立大学 UT 一种高速立体摄像系统,可在极端放大倍数和温度下实现非接触式应变测量 AFOSR Bilen, Sven 宾夕法尼亚州立大学 PA空间材料表征 AFOSR Blok,Machiel 罗彻斯特大学 NY 带样品磁铁的快速循环低温恒温器,用于超导电路的高通量表征 AFOSR Boley, J 波士顿大学 MA 加速发现和制造多尺度、多材料、多功能系统 AFOSR Bowman, Judd 亚利桑那州立大学 AZ 使用 LWA 群跟踪不规则 E AFOSR Boyce, Christopher 哥伦比亚大学 NY 设计和表征用于海军目的的产氢反应堆 ONR Breuer, Kenneth 布朗大学 RI 用于生物启发、环境和空气动力流动研究的高速摄像机 AFOSR
伯克利地质年代学中心和加州大学伯克利分校的舒斯特实验室 实验室描述 PI Shuster 负责 BGC 和 UCB 的实验室设施,用于样品制备、特性分析、(U-Th)/He 和 4 He/3 He 热年代学以及宇宙成因核素分析。 设施包括: BGC 惰性气体实验室。BGC 惰性气体实验室设有: • 惰性气体热年代学实验室 (NGTL)。该设施设计用于 4 He/3 He 热年代学、40 Ar/39 Ar 热年代学、通过控制热提取表征惰性气体扩散动力学以及宇宙成因 21 Ne 和 3 He 测量。该实验室还可用作传统的 (U-Th)/He 实验室。NGTL 包括 (i) 经过校准的双目显微镜和摄像系统,用于制备和测量样品的几何形状; (ii) 超高真空 NG 提取系统,包括三个带有光束传输光学器件和高温计和热电偶反馈控制的二极管激光系统,在 175-1500 o C 之间提供优于 +/- 10 o C 的精度和准确度;(iii) 气体净化系统,包括 Janis 低温系统和校准标准和气体加标系统;(iv) Pfeiffer 气源四极杆质谱仪,用于使用同位素稀释测量 NG 丰度;(v) 可调收集狭缝 MAP-215-50 扇区场 NG 质谱仪,用于高精度同位素比测量;(vi) 激光烧蚀 ICPMS 实验室(如下所述),用于测量 U 和 Th。NGTL 的初始建设部分由 NSF MRI 拨款 EAR-0618219 资助,授予 PI Shuster,并继续获得 Ann 和 Gordon Getty 基金会的支持。 NGTL 实验室包括第二个可调收集狭缝 MAP-215-50 NG 质谱仪,该质谱仪配备自动稀有气体提取和低温纯化系统,可与上面描述的 NGTL 激光加热系统耦合,并针对宇宙成因 3 He 和 21 Ne 测量进行了优化,最初由 NSF I&F 计划拨款 EAR-1054079 资助给 PI Shuster。BGC U 子实验室。BGC U 子实验室包括一个带有过滤空气供应的温控仪器室,其中设有 LA-ICPMS 设备;一个相邻的 HEPA 过滤清洁化学实验室;以及专用的样品制备设施。• 激光烧蚀 ICPMS 实验室。该设施用于通过同位素稀释和激光烧蚀测量磷灰石和/或锆石中的 U 和 Th 浓度,以进行 (U-Th)/He 测定和 4 He/3 He 热年代学。该设备还用于通过同位素稀释法测量石英中的铀和钍,这对于解释宇宙成因 21 Ne 测量结果必不可少。它由 Thermo Fisher Scientific Neptune Plus 多接收器 ICPMS 组成,配有九个法拉第探测器,带有计算机切换的 10 11 和 10 12 欧姆输入电阻、具有离子计数和高丰度灵敏度离子能量过滤器的离散倍增电极电子倍增器、大容量干式接口泵以及高性能样品和撇取锥。该实验室最初由 NSF MRI 拨款 EAR-0930054 资助给 PI W. Sharp 和 D. Shuster,并继续获得 Ann and Gordon Getty 基金会的支持。UCB 和 BGC 的湿化学实验室。BGC 和附近的加州大学伯克利分校地球和行星科学系的 PI Shuster 可以使用专用的湿化学实验室空间。这些实验室包括标准通风柜(适用于矿物分离、酸蚀样品制备和常规(即非空白限制)石英中的 Be 提取)和一个过滤空气层流下流罩(适用于低空白 Be 提取化学)。