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oe1(光电查) - 科学论文

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出版时间
  • 2020
  • 2019
  • 2018
研究主题
  • 二维定量浓度测量
  • 现场校准
  • 环境示踪剂-激光诱导荧光法
  • 天然气直喷
  • 水氧化
  • 电荷分离
  • 表面态
  • 赤铁矿
  • 酸处理
  • 寿命法
应用领域
  • 精密仪器
  • 光电信息材料与器件
  • 能源与动力工程
  • 材料科学与工程
  • 光电信息科学与工程
机构单位
  • Shanghai Jiao Tong University
  • Jilin University
  • Universiti Teknologi Malaysia
  • National Energy Technology Laboratory, U.S. Department of Energy
  • Keio University
  • University of Sargodha
  • Liaoning University
  • University of Peshawar
  • Dalian University of Technology
  • Universiti Putra Malaysia
8 条数据
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  • 酸处理Ti4+掺杂赤铁矿光阳极实现高效太阳能水氧化——表面态与电荷分离机制解析

    摘要： 酸处理已被证明是提高赤铁矿光电极电化学（PEC）性能的有效方法。然而，由于对半导体表面缺乏充分理解，优化赤铁矿光阳极的努力受到限制。我们致力于研究Ti4+掺杂Fe2O3光阳极在酸处理前后的微观电荷分离过程。表面光电压（SPV）瞬态和工作函数测量直接表明，酸处理导致表面态钝化。结合开路光电压（OPV）测量的表面光电压（SPV）光谱研究表明，酸处理前赤铁矿光阳极的表面态导致费米能级钉扎，从而降低了半导体-电解质界面的界面电场强度。

    关键词： 水氧化、电荷分离、表面态、赤铁矿、酸处理

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 环境示踪剂激光诱导荧光法用于气体射流中燃料浓度的二维定量测量

    摘要： 本研究提出一种新型环境示踪激光诱导荧光（LIF）技术，通过向环境气体中添加示踪剂来定量测量高压气体射流中的二维燃料浓度分布。首先阐述了该技术的核心原理，从环境荧光强度推导出射流内燃料浓度的计算方程。该技术支持现场校准，原则上在选择示踪剂或目标燃料方面具有更大自由度。随后在光学可视定容燃烧弹中开展实验，将高压气体注入掺有丙酮的环境气体，采用266纳米激光激发环境荧光并由ICCD相机记录。通过专用图像处理流程降低不确定性，获取射流内定量燃料浓度分布。评估了包括系统误差和随机误差在内的测量结果不确定性，不确定度传播分析表明：测量不确定度随局部燃料浓度降低而增大，在混合过稀的射流边界区域相对不确定度高达26%。最后展示了气体射流中燃料浓度分布的时间变化规律，并讨论了喷射压力的影响。这些成果对数值模型开发和燃烧系统设计具有重要价值。

    关键词： 二维定量浓度测量，现场校准，环境示踪剂-激光诱导荧光法，天然气直喷

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 利用激光诱导击穿光谱对桑达盐进行定量分析并与电感耦合等离子体质谱进行交叉验证

    摘要： 桑达盐被认为比其他食用盐对糖尿病、高血压和肾病患者更有益。为探究该盐的组成元素，研究人员采用激光诱导击穿光谱技术（LIBS）进行定性与定量分析。实验使用调Q Nd:YAG激光器的三倍频（355 nm）激发桑达盐等离子体，并通过六台覆盖230-805 nm波段的小型光谱仪记录时间积分发射光谱。光谱分析主要显示出Ca、Mg、Na、K、Fe、Sr、Si、Li和Al等多种元素的中性或单电离发射谱线。通过玻尔兹曼图计算电子温度，利用斯塔克展宽线型分析电子数密度随激光辐照度和靶材距离的变化特征。采用自校准LIBS（SC-LIBS）和单线无标LIBS（OLCF-LIBS）方法，根据各元素最强谱线的积分强度提取相对浓度。为验证结果可靠性，将LIBS数据与电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）检测结果进行交叉比对，显示良好的一致性。

    关键词： 电感耦合等离子体质谱法、saindha盐、元素分析、免校准单线LIBS、自校准LIBS、等离子体参数

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 快报：基于主成分分析方法的提取动物脂肪激光诱导击穿光谱信号增强评估

    摘要： 本研究中，采用主成分分析（PCA）方法对两种不同冷冻方式处理的提取鸡脂肪、羊脂肪、牛脂肪及猪油的激光诱导击穿光谱（LIBS）信号进行分析。使用波长1064 nm、脉冲能量170 mJ、脉宽6 ns的掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）激光器对冷冻样品进行烧蚀，在靶面产生等离子体。激光束在不同点位进行30-60次烧蚀。液氮（LN2）冷冻法获得的提取鸡脂肪和羊脂肪LIBS信号更强，而冷冻柜冷冻法获得的提取牛脂肪和猪油LIBS信号更强。通过PCA将提取动物脂肪的LIBS光谱可视化为得分图，每种提取脂肪的数据点按烧蚀过程初期、中期、末期分为三组。得分图显示液氮法处理的三种冷冻提取动物脂肪数据点聚集更紧密。在三维得分图中，液氮法处理的提取鸡脂肪、羊脂肪、牛脂肪与猪油可实现97%方差贡献率的良好区分。液氮法产生的提取动物脂肪LIBS信号比冷冻柜法更稳定。

    关键词： 激光诱导击穿光谱，LIBS，主成分分析，PCA，液体，动物脂肪，等离子体

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 利用激光诱导击穿光谱技术同步测量气体射流中的燃料浓度与温度

    摘要： 激光诱导击穿光谱技术（LIBS）可实现火焰、喷雾及气体射流中当量比的定量测量。尽管火焰与燃料射流中校准条件与LIBS实际测量间始终存在显著温差，但既往研究鲜少提及温度效应且未予校正。本研究提出一种创新方法，通过单次激光脉冲同步测量当量比与气体温度。该方法基于原子谱线峰值强度比（PIR）与气体温度的线性相关性校正温度影响：利用H656/N746的PIR和H656的半高全宽（FWHM）分别建立当量比及气体温度的校准曲线，二者均呈现高决定系数（R2）。研究详细探讨了该方法的测量精度与准确度，当量比与气体温度的总不确定度分别评估为5.6%和5.8%。最后对不同位置、不同喷射压力甲烷射流的当量比与气体温度实施同步测量，对比校正前后的温度效应表明：若忽略温度变化，LIBS燃料浓度测量的准确性将显著降低。

    关键词： 测量不确定度，激光诱导击穿光谱（LIBS），当量比，气体温度，半高宽（FWHM）

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 利用水下激光诱导击穿光谱测量二氧化碳压力增加时矿物碳酸盐的溶解及其在碳封存中的应用

    摘要： 本研究考察了激光诱导击穿光谱（LIBS）原位测量不同矿物碳酸盐随CO?压力升高而溶解的能力。溶解实验包含四种地质常见矿物碳酸盐（CaCO?、MgCO?、MnCO?、SrCO?），CO?压力范围从常压至250巴。通过光谱分析产生的等离子体发射，利用Ca、Mg、Mn和Sr发射线的强度监测释放到水溶液中的相应金属阳离子。光谱中识别出Ca（Ca II 393.36、Ca II 396.84、Ca I 422.67 nm）、Mg（未分辨镁双线：Mg I 383.230、Mg I 383.829 nm）、Mn（未分辨锰三重线：Mn I 403.076、Mn I 403.307、Mn I 403.449 nm）和Sr（Sr II 407.77、Sr II 421.55、Sr I 460.73 nm）的强发射线。采用相应压力条件下建立的校准模型，估算了CO?注入后不同时间间隔（5分钟、1、2、3、4、24小时）及不同压力（50、100、150、200、250巴）下各碳酸盐释放的金属量。结果表明，所有碳酸盐的压力诱导溶解与其预期的选择性pH依赖性溶解度一致。CaCO?、MgCO?和SrCO?的溶解速率高于MnCO??；寡芯苛烁哐笴O?条件下与深部咸水储层相关的Mt. Simon砂岩中组分的溶解，并对Ca释放量进行了量化。结果显示，LIBS实时监测碳酸盐溶解可提供有效的间接检测系统，用于指示地质碳封存场地的CO?泄漏。

    关键词： 激光诱导击穿光谱监测碳酸盐溶解，用于二氧化碳泄漏检测的水下激光诱导击穿光谱，碳酸盐溶解

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 通过优化盖板玻璃的荧光下转换提升太阳能电池效率

    摘要： 本研究提出了一种通过发光下转换机制提高太阳能电池效率的新方法。采用多功能场辅助固态离子扩散技术，在不同实验条件下将金金属离子扩散至商用钠钙硅酸盐玻璃中。部分样品经纳秒激光辐照，使扩散离子聚集成二聚体和三聚体以增强其发光特性。通过傅里叶变换红外光谱分析了玻璃基质的结构改性情况，并分别进行光学吸收与发光测量来验证纳米团簇的共振等离子体吸收特性及样品作为发光下转换材料的适用性。在紫外激发波长（260和340 nm）下，掺杂样品相比未掺杂样品实现了太阳光谱的下转换。此外，与未辐照样品相比，纳秒激光辐照显著提升了掺杂样品的发光强度。通过测量覆盖处理盖板玻璃的硅太阳能电池在太阳模拟器照射下的输出功率，测试了这些样品的实际性能。最后采用维氏显微压痕法证实离子扩散同时提高了玻璃硬度。

    关键词： 维氏硬度、离子扩散、功率转换效率、太阳能电池盖板玻璃、发光下转换、纳秒激光辐照

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 掺杂镝的钇铝石榴石（YAG:Dy）在不同氧浓度下用于磷光体测温的适用性

    摘要： 磷光测温法是一种基于磷光体温度依赖性磷光来测量温度并阐明高温气流等传热现象的方法。尽管目前使用了多种稀土掺杂热致发光磷光体，但氧气浓度对其磷光效应的影响尚未得到充分研究。本文探究了在1000K以上具有温度敏感性的知名稀土掺杂磷光体——掺镝钇铝石榴石（YAG:Dy）在不同氧浓度下进行磷光测温的适用性。采用三次谐波Nd:YAG激光激发样品，通过光电倍增管进行磷光寿命检测，利用光谱仪测定两条发射谱线的强度比。实验舱充入可控浓度的氮氧混合气体。研究发现：在宽温域范围内，磷光强度比与温度相关且随氧浓度变化（尤其在1000K以上）；YAG:Dy的寿命信号在整个温域均可检测且在1000K以下保持稳定；同时寿命随氧浓度升高而降低（尤其在1000K以上），证实存在氧猝灭效应。因此确认YAG:Dy对氧浓度具有敏感性，其强度比和寿命参数（特别是1000K以上）可用于氧浓度判定。

    关键词： 寿命法、强度比法、氧猝灭、荧光测温法

    更新于2025-09-04 15:30:14