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在涂有石墨烯单层的双曲晶体上实现的可调谐光子自旋霍尔效应
在当前的研究中,科学家们对光子自旋霍尔效应(Photonic Spin Hall Effect, PSHE)进行了理论探索。该效应是在光束反射过程中观察到的一种光学现象,特别地,它发生在基于石墨烯的单轴双曲晶体几何结构上。通过为入射和反射光束施加适当的边界条件,研究人员推导出了关于s波和p波光束反射系数的表达式。石墨烯的引入为这一效应提供了额外的可调性,使得可以通过调节其化学势和温度来实现对PSHE的精确控制。而双曲晶体则允许通过c轴的方向和剩余折射带(Reststrahlen Band)的选择来实现调控。因此,通过改变化学势,可以动态地调整横向自旋依赖的位移。此外,研究还发现,该系统的布儒斯
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一种安全的图像加密算法,结合了随机扰码、基于Radon的插值扩散以及一种新型的一维混沌映射
在当今信息快速传播的时代,图像数据的安全性成为了一个重要课题。随着数字图像在医疗、军事、视频等敏感领域的广泛应用,确保图像在传输过程中的安全性显得尤为关键。为此,科学家们不断探索新的加密技术,以应对日益复杂的网络安全挑战。本文提出了一种新颖且安全的图像加密算法,该算法结合了Radon域中的插值技术、随机打乱以及一种新的改进型Delta Sine-Cosine(IDSC)混沌映射,旨在提升图像加密的安全性和有效性。图像加密的核心在于实现对图像信息的充分混淆和扩散,从而使得攻击者难以通过分析加密后的图像获取原始信息。混淆主要通过扰乱像素的空间位置来实现,而扩散则通过改变像素的强度值来增强加密图像的
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混合相屏建模与高斯光束在海洋湍流中的传播及成像的实验研究
随着全球对资源的竞争加剧,海洋资源的可持续开发与保护已成为国家战略的重要组成部分。近年来,水下光学技术在水下探测与信息获取中发挥了重要作用,包括光学成像、光学通信和传感等多个领域。其中,水下光学成像技术因其高空间分辨率和高灵敏度,成为准确捕捉水下目标和环境特征的关键手段。然而,海洋湍流是影响水下光学成像质量的主要因素。与大气湍流不同,大气湍流主要由温度梯度引起,导致空气折射率的波动。而海洋湍流则源于海水温度和盐度的变化,这些变化共同作用,导致海水折射率的波动。湍流通过改变介质的折射率,引起光学波束的相位扰动,从而导致波前畸变。这些畸变表现为波束扩展、强度闪烁和波束漂移,最终影响光学成像质量。为
来源:Optics and Lasers in Engineering
时间:2025-10-01
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通过独特地依赖激光重复频率,对聚合物上的热扩散进行适应性调整,以实现烧蚀冷却效果
近年来,随着科学技术的快速发展,超短脉冲激光技术在材料加工领域展现出了巨大的潜力。特别是飞秒激光技术,因其脉冲持续时间极短(通常在飞秒级别),能够有效地在材料中产生非线性效应,从而实现更精确的加工效果。这种技术在工业应用中尤为重要,因为它能够减少材料的热影响,提高加工效率,并且在某些情况下可以避免材料的热损伤。然而,尽管飞秒激光具有诸多优势,其在高重复率下的应用仍面临一些挑战,尤其是在热积累和屏蔽效应方面的复杂性。在高重复率的飞秒激光加工过程中,热积累是一个关键因素。当脉冲之间的间隔过短时,材料没有足够的时间冷却,导致热量在脉冲之间不断累积。这种现象在GHz级别的重复率下尤为明显,它不仅增加了
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-10-01
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基于Si的非晶SnO₂垂直异质结光电探测器,具有高响应度和纳秒级光响应特性
张灿|尹宏艳|毛遂|李东阳|荆浩|曹学雷|刘鹏|李恩泽|南俊伟|彼得·斯特里扎克|黄林军|唐建国青岛大学材料科学与工程学院,国家国际科技合作基地,国家混合材料技术研究中心混合材料研究所,中国青岛266071摘要光电探测器在光电子通信及其他信息相关领域中发挥着至关重要的作用。作为最重要的可见光探测材料之一,硅的性能受到其低吸收系数等因素的限制,这阻碍了商用光电探测器性能的进一步提升。在本研究中,我们利用SnO2异质结制备了一种具有垂直PN空间电荷区域的MSM结构光电探测器。在空间电荷区域产生的光电子可以被加速到SnO2表面,从而实现灵敏的光谱响应。通过改变SnO2的厚度,可以实现对探测器中空间电
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-10-01
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用于超高频率振动传感的混沌伪随机采样相位敏感光时域反射仪(OTDR)
Φ-OTDR(相位敏感光时域反射计)作为一种用于光纤振动监测的技术,因其高空间分辨率、长监测距离以及抗电磁干扰等优点而受到广泛关注。然而,该技术在实际应用中面临一个关键挑战:其频率响应范围受到探针脉冲重复频率的限制,从而导致系统在高频率振动事件的识别和恢复方面存在局限性。这一限制源于奈奎斯特采样定理,该定理规定,为了准确恢复一个信号,采样频率必须至少是信号最高频率的两倍。因此,Φ-OTDR系统的最高频率响应限制为探针脉冲重复频率的一半。随着监测距离的增加,探针脉冲的重复频率会相应降低,这进一步压缩了系统的频率响应范围,使得高频率振动事件容易被遗漏或误报。为了解决这一问题,近年来许多研究者尝试通
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-10-01
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综述:塑造老年人护理政策:急性期后和社区再融入过渡关键决定因素的范围综述
背景:银色海啸下的护理转型挑战全球经济合作与发展组织(OECD)国家正经历显著的人口结构转变,65岁及以上人口比例从2010年的14.61%攀升至2021年的17.96%。这种老龄化趋势伴随着慢性疾病、功能限制和衰弱综合征发生率的上升,显著增加了对长期护理(LTC)、复杂持续护理(CCC)和家庭护理的需求。特别是在COVID-19大流行之后,医疗系统面临前所未有的压力:英国每日有超过14,000张急症病床被符合出院标准但缺乏后续护理资源的患者占用;美国则因人员短缺导致许多护理机构限制新入院人数。为应对这一挑战,政策制定者逐渐将目光转向家庭护理的潜力——将护理需求较低的老人导向家庭而非机构护理,
来源:BMC Health Services Research
时间:2025-10-01
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实验阐明了胆甾液晶中布里格反射的向列相宿主驱动调制机制
这项研究深入探讨了宿主向列型液晶(NLC)环境在调控胆固醇型液晶(Ch-LC)中选择性布拉格反射行为中的关键作用。胆固醇型液晶是一类具有自组织螺旋超结构的特殊液晶,能够选择性地反射特定波长范围内的圆偏振光。研究通过将2.45 wt%的右旋胆甾醇掺杂物R5011加入五种不同的NLC宿主(ML-0648、E7、RDP84685、MLC-2053和MLC-2048)中,系统地分析了宿主材料的特性如何影响布拉格反射的关键光学参数,如中心反射波长、反射带宽以及螺旋扭曲力(HTP)。实验结果显示,布拉格反射波长在不同宿主材料中呈现可调性,从499 nm(ML-0648)到754 nm(MLC-2048)。
来源:Optical Materials
时间:2025-10-01
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揭示组成变化(Li+、Zn2+、B3+、Ti4+)对Tb3+-Sm3+离子共掺碲酸盐玻璃颜色可调发光性能的影响,以应用于固态激光器
本研究聚焦于一种新型的 Tb³⁺/Sm³⁺ 共掺杂碲酸盐玻璃材料,其制备基于金属氧化物氧化态的变化。这种材料被设计用于可调谐固态激光器的开发,具有广阔的应用前景。通过熔融淬火法,研究人员成功合成了不同化学组成的一系列玻璃,其中 X 表示 Li⁺、Zn²⁺、B³⁺ 和 Ti⁴⁺ 的氧化态变化。本研究不仅分析了玻璃结构,还探讨了其发光特性,从而为新型激光材料的开发提供了科学依据。首先,Tb³⁺ 和 Sm³⁺ 离子在玻璃中的共掺杂使得材料能够在可见光范围内产生丰富的发射光谱。Tb³⁺ 离子主要发射在绿色区域(约 542 nm),对应于其从 ⁵D₄ 到 ⁷F₅ 的能级跃迁。而 Sm³⁺ 离子则主要发射
来源:Optical Materials
时间:2025-10-01
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非外延集成应变调节的多晶BiFeO3薄膜在基于硅的光电器件中的应用
Saleh H. Fawaeer | Wala’ M. Al-Qaisi | Vlasta Sedláková | Marwan S. Mousa | Alexander Knápek | Dinara Sobola中欧技术学院,布尔诺技术大学,Purkyňova 123,布尔诺 612 00,捷克共和国摘要将薄铋铁氧体薄膜与基于硅的平台集成是为先进光电器件提供的一条有前景的途径。本研究探讨了脉冲激光沉积过程中氧气分压如何控制生长在Ti缓冲层上的Si上的BiFeO3薄膜的结构、微观结构、缺陷化学性质和光学性能。衍射和显微镜观察证实了薄膜为单相菱形钙钛矿结构,并表明氧气背景调节了晶格应变状态和空
来源:Optical Materials
时间:2025-10-01
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掺Er3+的BaY2F8用于非接触式寿命测温:掺杂浓度与可编程紫外LED激发的综合效应
Danilo D. Tannus | Adriano.B. Andrade | Giordano F.C. Bispo | Sonia L. Baldochi | Zélia S. Macedo | Mário.E.G. Valerio塞尔希培联邦大学材料科学与工程研究生课程,圣克里斯托旺 – SE,49107-230,巴西摘要本研究介绍了一种基于可编程电子模块的发光测温系统,该模块能够精确控制使用紫外LED光源产生的激发脉冲,从而实现发光寿命的时间分辨测量。该系统被用于研究掺杂浓度对氟化钡和钇(BaY2F8)中Er3+离子发光寿命的影响,以及这些掺杂浓度对其作为温度传感器的应用可能产生的影响
来源:Optical Materials
时间:2025-10-01
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急诊科患者决策辅助工具的开发与初步测试:支持肠外抗菌治疗地点选择的共享决策
当患者因感染性疾病在急诊科接受初步治疗后,常常面临一个关键抉择:后续的静脉抗生素治疗应该在哪里进行?是留在医院观察,还是回到熟悉的家庭环境中接受治疗?这个看似简单的决定背后,却涉及医疗安全、个人偏好、家庭支持、医疗资源等多重复杂因素的权衡。传统上,患者通常会被直接收入院完成整个肠外抗菌治疗(Parenteral Antimicrobial Therapy, PAT)疗程。然而随着医疗技术的发展,家庭肠外抗菌治疗(Outpatient Parenteral Antimicrobial Therapy, OPAT)已成为国际公认的安全替代方案。在丹麦这样的发达国家,尽管OPAT服务理论上可行,但实
来源:BMC Health Services Research
时间:2025-10-01
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医院生活方式前哨办公室实施策略的定性研究:基于障碍与促进因素的匹配分析
在全球范围内,由不健康生活方式引发的非传染性疾病(NCD)负担日益加重,已成为公共卫生领域的重大挑战。据统计,全球71%的死亡归因于NCD,而在荷兰,超过一半的人口至少患有一种NCD。这些疾病的发生和发展与吸烟、不健康饮食、缺乏运动等可改变的行为风险因素密切相关。尽管临床指南已将生活方式改善纳入患者治疗方案,且社区中存在多种可用的生活方式干预措施,但在荷兰的临床护理中,健康生活方式的促进仍未得到广泛实施。医疗保健专业人员(HCP)常因时间有限、技能不足以及对转诊选项了解不充分而难以在诊疗过程中有效提供生活方式建议。为了将生活方式促进更好地整合到临床护理中,并应对上述HCP面临的障碍,研究人员提
来源:BMC Health Services Research
时间:2025-10-01
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在多轴载荷作用下,管接头整体的结构完整性:对接接头与中间接头的对比评估
在现代能源系统中,柔性管道扮演着至关重要的角色,特别是在海洋能源开发领域。这些管道不仅承担着输送各种流体的任务,还必须在复杂的多轴向载荷条件下保持结构稳定性和密封性。然而,尽管柔性管道在实际应用中表现出良好的适应性和可靠性,其在多轴向载荷下的结构性能和失效机制仍存在许多未解之谜。因此,针对钢带增强热塑性管道(SSRTPs)的连接部位——即端接接头(butt-joints)和中间接头(mid-joints)——进行系统研究,对于提升海洋能源系统的安全性和经济性具有重要意义。柔性管道的结构设计通常包含多层复合材料,以实现机械强度、抗腐蚀性、高压力承载能力、密封性和灵活性等综合性能。其中,SSRTP
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-01
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关于规则波浪在具有三周期最小表面结构的人工礁石上运动的数值研究
在面对日益加剧的气候变化和生态退化问题时,沿海社区正经历着前所未有的挑战。这些威胁不仅包括海平面上升、风暴潮频发等自然现象,也涵盖了人类活动对海洋生态系统造成的破坏。因此,开发能够有效缓解这些风险的自然解决方案变得至关重要。人工珊瑚礁作为这类解决方案之一,被广泛用于减少波浪对海岸线的冲击,同时还能为海洋生物提供栖息地,从而改善生态环境。人工珊瑚礁的设计不仅需要考虑其对波浪能量的消散能力,还应兼顾结构的稳定性以及生态功能的实现。在本研究中,科学家们探讨了一种新型的人工珊瑚礁结构,其采用三重周期性极小曲面(TPMS)单元作为基础材料。TPMS是一种具有高度复杂几何结构的数学模型,它能够模仿自然珊瑚
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-01
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综述:将第四代反应堆整合到海上运输中
随着全球贸易的不断增长,海上运输成为货物运输的主要方式。目前,大约70%的货物通过船只运输,这导致了燃料消耗的增加,从而产生了更多的二氧化碳(CO₂)、氮氧化物(NOₓ)和硫氧化物(SOₓ)排放,对环境造成了不利影响。全球航运业面临减少温室气体排放的迫切需求,尤其是在应对气候变化和实现可持续发展目标(SDGs)的背景下。第四代(Gen IV)核反应堆作为零直接排放的能源来源,正在被探索用于船舶动力系统,以替代传统化石燃料,支持全球可持续发展目标的实现。Gen IV核反应堆具有高能效、零温室气体排放和较长的运营自主性等优势,它们能够减少对环境的影响,同时为船舶提供稳定的能源供应。这些反应堆包括非
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-01
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多艘两栖无人水面航行器的预定时间编队
在当前快速发展的无人系统和智能控制技术背景下,多模式水上无人水面航行器(AUSVs)的编队控制问题逐渐成为研究的热点。AUSVs因其能够在不同环境下切换操作模式,展现出比单一模式无人系统更强的适应性和灵活性。然而,这种多模式特性也带来了诸多挑战,尤其是在复杂环境中实现预设时间收敛(prescribed-time convergence)时。由于系统异构性、跨域耦合以及非线性动力学的特性,传统控制方法在面对AUSVs编队控制问题时往往难以满足实际应用中对响应速度和控制精度的要求。编队控制作为多无人系统协同作业的核心问题,其性能直接影响系统的整体运行效率和工程应用价值。在实际应用场景中,如环境监测
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-01
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基于加速度的控制策略在波浪干扰下的遥控潜水器(ROV)姿态保持中的应用
在浅水区域进行作业的遥控潜水器(ROV)面临着独特的挑战,特别是在波浪扰动对定位和姿态控制的影响方面。随着对ROV在海洋环境中的自主性和精确性的需求不断增加,如何有效应对波浪引起的运动问题成为研究的重点。本研究旨在提出一种新的控制方案,专门针对ROV在沉降平面(dive plane)上的动态定位问题,以提升其在波浪环境中的稳定性和控制精度。ROV在浅水区域作业时,受到波浪的影响,其运动状态会受到较大的扰动。这些扰动不仅影响ROV的定位能力,还可能导致姿态不稳定,从而增加操作难度。传统的控制方法,如比例-积分-微分(PID)控制器,虽然在许多应用场景中表现良好,但在波浪扰动较大的情况下,其控制效
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-01
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藤壶附着对海洋螺旋桨近场流场及水动力性能的影响
这项研究通过采用改进的延迟分离涡模拟(IDDES)方法,结合8369万网格单元,深入探讨了海生物附着对船舶螺旋桨水动力性能的影响。研究团队由来自中山大学海洋工程与技术学院和南方海洋科学与工程广东实验室(珠海)的几位科学家组成,他们通过数值模拟揭示了生物污损对螺旋桨性能的具体影响机制,为未来的维护和防污策略提供了科学依据。螺旋桨作为船舶推进系统的核心部件,其性能直接关系到船舶的推进效率、燃油消耗以及操作稳定性。然而,长期在海洋环境中运行的螺旋桨不可避免地会受到生物污损的影响。这种污损不仅改变了螺旋桨的几何形态,还对局部流场特性产生了深远的影响。具体来说,附着的海生物会破坏螺旋桨叶片表面的边界层,
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-01
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在水平共振条件下,单层和双层浮动复合挡板对晃动抑制效果的比较研究
在现代工程实践中,液体晃动的抑制是一项至关重要的课题。无论是航空航天器的燃料储罐、运输车辆的液体货物箱、液化天然气(LNG)运输船的储罐,还是受损船舶的进水箱,甚至是地震作用下的储罐,液体晃动都可能对结构安全造成严重威胁。因此,科学家和工程师一直在探索有效的抑制方法,以减少液体晃动带来的风险。随着研究的深入,传统的固定隔板由于其在特定填充水平下效果有限,逐渐暴露出其不足。为了解决这一问题,研究者提出了浮动复合隔板的新概念,这种隔板可以在不同填充条件下被动调整其位置,从而提供更稳定的抑制效果。浮动复合隔板的设计基于对液体晃动机制的深入理解。传统的固定隔板主要依赖于其物理结构来阻挡液体流动,而浮动
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-01