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关键词： 石英光栅   透射光栅   高衍射效率   反应离子束刻蚀   天文望远镜摄谱仪  

摘要： 光学望远镜作为空间天文与深空天体的探测仪器,是探索宇宙起源、星系形成与演化的重要工具。为了捕捉与测量更远、更深、更弱的天体对象,国内外正致力于大口径、超大口径光学望远镜的研究与建设。衍射光栅是望远镜摄谱仪的核心分光元件,影响着望远镜系统的各项性能。体位相全息光栅(VPHG)因其在窄波段范围内具有接近100%的峰值衍射效率而成为天文望远镜摄谱仪的首选分光元件。然而这种光栅存在带宽窄、高分辨条件下偏振效应明显、紫外波段材料吸收高以及制作工艺复杂、对环境要求严格等弊端。中国科学技术大学在过去20年里一直致力于惯性约束聚变激光脉冲压缩光栅的研究,发展了全息—离子束刻蚀光栅制备工艺。本课题以全息—离子束刻蚀光栅技术为基础,针对天文望远镜摄谱仪高衍射效率、高分辨率、性能稳定的光栅需求,提出并制备了一种具有大占宽比和高深宽比的石英介质表面浮雕透射光栅。模拟与测试结果表明高深宽比石英光栅综合指标优于同需求下的体全息光栅。本论文的主要工作包括:1、高衍射效率非偏振石英光栅参数设计与工艺容差分析针对天文望远镜摄谱仪衍射光栅应用的波段范围,设计了高衍射效率非偏振矩形槽石英光栅,其-1级峰值衍射效率理论值接近100%。确定了光栅制造工艺容差并分析了光栅占宽比、深度、周期以及形貌等因素对衍射效率产生的影响。从原理与工艺角度与VPHG进行了对比,并以应用于三十米望远镜摄谱仪中的VPHG为例,模拟了入射波长及入射角度等因素对衍射效率的影响。2、栅线侧壁陡直、高深宽比矩形槽石英光栅结构工艺探索本文对比了石英光栅制备中常用的两种刻蚀方法,选择了反应离子束刻蚀作为主要刻蚀技术,分析了刻蚀参数对刻蚀形貌的影响,对光刻胶掩模转移过程中的形貌变化以及熔融石英光栅高深宽比刻蚀形貌进行了系统地探究。以槽底弯曲、沟底微槽、顶部损失以及侧壁台阶等瑕疵槽形为例,分析了刻蚀误差对衍射效率造成的影响。3、用于三十米望远镜(TMT)石英透射光栅的制作与检测以中心波长为400 nm光栅为例,对大占宽比矩形槽石英光栅的制备工艺进行了探索。以全息-离子束刻蚀技术为主,添加溅射镀铬、原子层沉积等辅助工艺实现了小周期大占宽比石英光栅的制备,成功制作出占宽比为0.6、深度为840 nm、周期为400 nm的石英光栅。经过多次实验,该工艺一致性较好,可实现重复制备。实际测量结果表明制备出的光栅在中心波长下的-1级峰值衍射效率可达94%,测量结果与理论分析趋势基本一致。光滑干净光栅槽及全息曝光的优势使该光栅在波段范围内的平均杂散光影响低于0.5%,无鬼线困扰。

关键词： 张量填充   张量恢复   泊松噪声   指数族模型   张量奇异值分解  

摘要： 随着大数据时代的到来,高维数据处理技术受到了越来越广泛的关注.张量作为向量、矩阵的高维数组推广,能够充分利用数据的多维结构,在现实生活中十分常见.例如,彩色图像可以看作一个三阶张量,彩色视频可以看作一个四阶张量等.因此张量成为图像处理、计算机视觉等领域常用的数据表示方法.然而,图像和视频等信息在实际获取以及传输中经常面临数据缺失、复杂噪声污染等问题,如何对存在缺失以及受到噪声污染的高维数据进行高精度地恢复是一个重要的研究课题.近年来,张量的填充与恢复问题受到极大关注.张量填充的目的是填补观测张量中的缺失项,张量恢复是张量填充更一般的情况,旨在恢复出完整的张量数据.本文基于离散傅里叶变换的张量奇异值分解,将高斯与泊松背景下矩阵恢复推广至张量恢复,又将指数族噪声下的矩阵填充问题推广至张量填充,给出了指数族噪声下一般张量填充模型及重构理论.从理论上导出了更好的恢复上界,进一步通过数值实验验证了高维数据进行恢复和填充时,比传统的二维数据更有实用价值.论文共分为四章,主要贡献如下:第一章主要论述本文的研究背景及意义,矩阵、张量恢复的发展历史及研究现状,并总结了本文的主要工作.第二章概述论文所用的基本概念与相关理论基础.包括:张量的基本概念及t-SVD分解、几个概率分布定义及概率不等式、方差稳定变换、Bregman散度的定义、一阶最优性条件等.第三章研究高斯-泊松混合噪声下张量的恢复问题.这一章将高斯-泊松混合噪声下矩阵的恢复问题推广至张量的恢复问题,基于泊松噪声Anscomeb变换的估计量,推导低tubal秩张量的恢复误差上界;最后通过模拟实验验证了张量恢复优于矩阵恢复效果.第四章研究指数族噪声下张量的填充问题.这一章将指数族噪声下矩阵的填充问题推广至张量的填充问题,给出了一般情况下与已知抽样方案的张量填充模型及重构理论,进一步利用Varshamov-Gilbert界与Bregman散度说明重构误差上界是极小极大最优的.最后针对泊松噪声,采用ADMM算法验证了张量填充优于矩阵填充效果.

关键词： 光栅传感   IGBT模块   流固耦合热仿真   在线监测系统  

摘要： 结温是影响高压大功率电力电子器件性能及可靠性的关键因素,对于结构上具有密闭整体性的大功率IGBT器件,其内部由多个芯片构成,因而从外界难以获取内部芯片的结温分布特征,该特征可对器件剩余寿命进行有效评估,再加上器件内部物理场的强耦合作用,使得IGBT器件的结温准确测量极其困难。本文针对电网柔性直流换流站中因IGBT组件发热升温而导致的热失效问题,设计了基于光纤光栅传感技术的温度在线监测系统并进行封装,可对IGBT模块的结温进行多点在线监测,并对其升温进行提前预警。本文首先分析了IGBT模块的失效原因和现有的监测方法及不足,针对这些需求和问题,考虑到电力系统内部复杂的运行环境,提出了基于光纤光栅的IGBT芯片结温在线监测方案;研究了FBG温度传感原理、损耗特征、多种光解调技术和工程中的空分-波分组合复用技术;利用ANSYS Workbench软件对IGBT及其散热器模块进行了有限元流固耦合热仿真分析,先根据现有的工程结构对IGBT模块及其散热系统进行三维建模,然后输入各材料热传导系数、理想的边界条件和芯片发热功率等参数进行仿真计算,得到温度分布云图,并根据仿真结果对散热系统和传感器埋设方案进行了优化设计,最终所得结果为埋设温度传感器和验证IGBT模块内部温度分布提供了参考依据;对所用光栅进行了温度标定实验和提高监测结果准确度的一系列验证实验,设计了温度传感器在不同类型的IGBT模块中的埋设方案,实现了发热点更精准直接的测温;利用波分——空分组合复用技术,同时对不同光路进行功率损耗验证,对比分析得出较优方案,提高了系统的可靠性;最后对整个系统进行封装设计,并完成上位机软件的开发,包括数据传输模块、温度处理模块、图像显示、用户设置模块和参数调整模块等,方便在不同的测量方案下对相关参数的随时调整,使用灵活透明。本文根据工程实际需求,设计了切合现场的安装埋设方案和操作透明的人机交互软件,在厦门柔性直流输电工程中进行了初步应用,通过在工程中的可靠运行证明了光纤光栅温度传感监测系统的有效性。

关键词： 光纤光栅   便携式   解调   电路   上位机  

摘要： 光纤光栅传感技术作为众多光纤传感检测技术中的一种,其在继承了光纤传感技术众多优势的基础上,还具有检测精度高、可测量参数多、体积小巧便于构成准分布式传感网络等优点,因此在灾情预警、建筑结构安全、船舶工业、航空工业等领域得到了广泛的应用。与此同时,为了应对不同情景下的光纤光栅解调需要,相关学者提出了许多各具优劣的解调方案。目前市面上现有的光纤光栅解调设备大多存在价格较高、体积较大、性能指标难以满足实际应用需求等一些问题,因此研究并设计一款成本较低、体积小巧便于携带、综合解调性能优异的光纤光栅解调仪具有非常重要的意义。本文从光纤光栅传感技术理论研究出发,分析了光纤光栅作为传感使用的基本原理,综合对比了几种常用的光纤光栅解调系统方案,选用了基于扫描激光器的光纤光栅解调方案,设计了集成化的硬件解调电路和软件解调界面,搭建了便携式的光纤光栅解调仪样机。本文主要研究内容展开如下:(1)介绍了光纤光栅的基本光学特性及其内部结构。基于耦合模理论,着重对光纤布拉格光栅的温度和应变传感模型进行了阐释。分析了几种光纤光栅解调方案的基本原理,综合对比了这些方案的优劣。(2)设计了基于扫描激光器解调法的便携式光纤光栅解调系统,分析了系统涉及到的光学器件参数及其选型要求,设计了光电转换模块和数据采集传输模块。针对光谱采样数据进行多种拟合算法处理,通过分析对比选用了较为适合该解调系统使用的滑动平均法作为系统拟合算法。(3)针对工程实际应用的需求,设计完成了采集传输模块的下位机软件和基于Qt C++类库的上位机解调软件,软件界面功能包括了光栅参数设置、解调结果显示、数据存储查询等功能。将硬件系统和软件系统结合搭建了便携式的光纤光栅解调仪样机。(4)通过设计一系列实验分别针对便携式光纤光栅解调仪样机的解调精度、解调稳定性、解调线性度、系统容量、响应时间等性能指标进行测试。实验结果显示本文设计的便携式光纤光栅解调仪解调性能优良,其中解调范围为1528-1568nm,解调精度为±2pm,解调稳定性为±2pm,系统容量为4×20,扫描频率为1Hz,系统响应时间约为2s,基本满足了光纤光栅便携性解调中可能涉及到的各项需要。

关键词： 低温环境   光纤光栅   传感器   重复性   传感特性  

摘要： 低温技术的发展在航空航天、制冷剂的存储和运输、超导磁体和粒子物理实验等领域得到了广泛的应用。对于工程结构而言，极端的温度环境会对结构的健康状态造成影响，因此需要对低温下结构或材料的温度和应变等参数进行监测，以预防和杜绝安全事故发生带来人员和经济的损失。光纤光栅（FiberBraggGrating,FBG）传感器具有本质安全、抗腐蚀、抗电磁干扰、响应速度快、尺寸小、重量轻、易于埋入结构内实现感知结构一体化等特点，而且一纤多点，可以组成分布式传感网络，其应用于低温测量领域表现出极高的适用性。　　本文从低温环境下对结构温度和应变的监测需求出发，通过理论推导、仿真分析与实验，研究了光纤光栅的温度和应变传感特性、传感器封装工艺、传感器重复性等，主要研究内容如下：　　（1）分析光纤光栅温度和应变传感器国内外研究现状，基于光纤光栅温度和应变传感理论，推导出光纤光栅传感器的温度和应变与光纤光栅中心反射波长的关系，通过光谱仿真，探究低温下啁啾现象的形成机理，分析低温环境下对光纤光栅温度和应变传感特性造成影响的因素。　　（2）根据低温测量环境，提出光纤光栅温度和应变传感器封装工艺。基于光纤光栅及封装传感器的特点，搭建低温温度和应变标定测试平台。通过低温温度和应变实验，对裸光纤光栅及采用不同封装方法的光纤光栅的温度灵敏度和应变灵敏度进行标定测量，分析光纤光栅的温度-波长变化关系和不同温度下应变-波长变化关系。通过实验发现，在低温下裸光纤光栅温度与中心反射波长的关系为非线性，温度灵敏度随温度降低而减小，80K时的温度灵敏度为300K时的1/4;黄铜管封装的光纤光栅其温度与波长呈现出线性关系，而且其温度灵敏度均大于25pm/K;裸光纤光栅与黄铜片封装的光纤光栅应变与中心反射波长均为线性的关系，常温与低温下的温度灵敏度基本一致。　　（3）为对光纤光栅传感器的性能进行评估，提出线性与非线性传感器重复性指标评价方法。首先，基于实验标定数据，建立光纤光栅温度-波长、应变-波长的关系。然后，对数据进行拟合，获得传感器的温度与应变灵敏度，通过灵敏度分析评价传感器的重复性。最后通过重复性指标进一步衡量传感器的重复性，并对比分析常温与低温下温度和应变光纤光栅传感器的重复性指标。

关键词： 弱光栅阵列   分布式应变传感   管道应变模型   形状重构   机器视觉  

摘要： 管道具有流体运输效率极高的特点,被广泛应用在各种生产场景中。长距离的运输管道所处环境条件复杂,需要稳定的监测技术才能对其进行长期健康监测。准分布式阵列光栅传感技术具备耐高温、耐腐蚀、抗干扰能力强等特点,可以以低成本实现超大范围、超大容量的长期测量,十分适合于管道结构监测。本文针对管道变形的问题,将弱光栅传感阵列与光纤形状传感技术相结合,开展了管道整体三维形状测量的相关研究,主要内容与结论如下:1.结合静力学理论与有限元仿真,对刚性管道结构在不同变形模式下的应力分布规律进行了分析,探究并建立了弯曲变形时管道结构表面的应变分布模型,验证了单向不均匀弯曲情况下,管道表面轴向应变按正弦函数分布的规律。2.提出了基于弱光栅传感阵列的管道形变传感技术方案,利用弱光栅阵列容量大、空间分辨率高的特点,可实现长距离连续管道三维形状传感。结合力学与几何模型,确立了阵列光栅测量管道曲率与弯曲方向的基本理论;提出了一种通过曲率数据构建管道轴心曲线三维形状的重构算法;设计了一种由管道轴心曲线还原管道整体三维模型的可视化方法。在Matlab软件中利用该算法,对随机空间曲率数据进行了仿真,实现了管道轴心曲线与整体三维形状可视化。3.针对管道结构设计并加工了阵列光栅传感装置,以装置上的光栅阵列传感光纤为对象,构建了应变理论模型,通过数值方法对管道轴向应变的测量灵敏度进行了仿真分析,发现了0-180°周期内随倾斜角度的增加,该装置对管道轴向应变的灵敏度会显著降低的规律。4.设计了一种实现管道轴心曲率测量的图像处理算法,并结合机器视觉与光纤形状传感技术,设计了一种标定实验方法与实验平台。使用串联6个弱光栅的传感阵列,分别以轴向、斜向60°、120°和180°布置传感光纤的方法,对0.5m管道进行了弯曲标定实验,测试得到不同角度布置光纤的情况下,传感装置对管道弯曲方位角的测量精度均可达到±5°;轴向布置光纤的方式下,根据标定系数校准后的平均曲率测量精度达到了±7%。5.将串联18个弱光栅的传感阵列轴向布置1.5m的连续管道上,进行了模拟多方向弯曲实验,实现了连续管道三维形状的可视化,验证了基于弱光栅阵列的管道形变传感技术的测量能力。

关键词： 槽波信号   张量分析   特征提取   SVM多分类器  

摘要： 本课题来源于山东省自然科学基金项目“基于连续可控震源的煤矿井下槽波信号特征提取方法研究”。针对项目要求，本文以煤系地层为研究环境，结合槽波地震勘探技术，提出了基于张量分析的槽波信号特征提取及分类方法，实现了对隐伏于煤系地层中的采空区等地质构造体的超前探测，主要研究内容如下:　　(1)通过对隐伏在煤系地层中的常见地质构造体及其形态特征的研究，在COMSOLMultiphysics5.2仿真软件中分别构建了含采空区、陷落柱、冲刷带以及小断层的三维煤系地层模型。结合槽波地震勘探原理及方法，确定选用Ricker子波作为仿真模型的模拟爆炸震源，并通过透射波勘探法进行了2000次槽波信号接收实验，从而构建槽波数据库。同时利用小波变换对槽波数据库中的样本数据进行时频分析，进一步构建三阶槽波张量数据，并按照7∶3的比例原则划分数据集。　　(2)根据张量分析的基本理论，提出了基于非负张量稀疏分解（NTSF)的特征提取及分类模型。该模型以Tucker分解为核心，通过添加非负约束和稀疏条件对分解过程进行优化，引入乘法更新法对算法进行迭代更新，并采用交叉验证的方式确定最大迭代次数和稀疏参数。该模型在空间、时间等多模态上对槽波信号实现了多维特征提取，并通过特征投影得到测试数据集的槽波特征。最后，选用核函数为高斯径向基核函数的SVM多分类器实现特征分类，其分类准确率为96.50％。　　(3)结合张量分析和线性判别分析理论，进一步提出了基于判别张量分析（GDTA)的槽波信号特征提取及分类模型。该模型采用交替投影对差分离散度判别准则进行优化求解，并利用交叉验证确定最大迭代次数和可调参数。在运用SVM多分类器进行特征分类前，运用FisherScore方法对冗余或无关特征进行剔除，在保证槽波特征集具有较高区分度的同时降低了模型运算复杂度，其分类准确率达到97.33％。　　(4)为进一步证明本文提出的特征提取及分类方法的可靠性和优越性，引入了K近邻分类器、决策树以及朴素贝叶斯分类器对NTSF和GDTA提取出的槽波特征进行分类，并将分类结果与SVM多分类器得到的分类结果进行比较。实验结果显示:本文提出的基于张量分析的槽波信号特征提取及分类方法具有优越的特征提取及分类性能，对煤矿井下工作的顺利开展具有重要意义。

关键词： 离子辐照   飞秒激光烧蚀   光波导   拉曼光谱  

摘要： 光波导是由折射率较低的区域包裹折射率较高的区域利用全反射原理将光束限制在高折射率区域内部向前传播的微型器件。光波导性能的优劣直接影响微型元件的性能,进而决定了集成光学元件的工作质量。现如今对可见光波长下的光波导的研究已十分广泛,但对于中红外波段的光波导的研究还相对较少。本文中我们选择合适的中红外晶体材料,使用载能离子辐照技术在中红外晶体材料表面制备平面光波导,然后使用划片机精密切割或飞秒激光烧蚀技术两种精密加工手段来制备出脊形光波导,并研究制备光波导的导波特性。创新性的提出利用热退火技术来优化光波导的传输性能,使用拉曼光谱研究离子辐照对晶体晶格结构影响。根据制造材料与加工方法的差异,将论文内容工作总结如下:采用25 MeV O离子辐照,再利用划片机精密切割制备出CaF晶体脊形波导。通过端面耦合系统测量导波性能,热退火技术优化传输性能,研制出在4μm波长TM模式下传输损耗为0.5 d B/cm的CaF晶体脊形波导。拉曼光谱证明25 MeV O离子辐照没有造成CaF晶体的晶格损伤。实验为CaF晶体脊形波导在中红外集成光学领域的应用提供了实验基础。采用15 MeV C离子辐照,再通过划片机精密切割在ZnSe晶体中制备脊形波导。使用端面耦合系统结合热退火技术,研制出传输损耗为0.8 d B/cm(λ=1.064μm)、0.6 d B/cm(λ=2.2μm)和0.4 d B/cm(λ=4μm)的ZnSe晶体脊形光波导。拉曼光谱证明15 MeV C离子辐照没有对ZnSe晶体的晶格造成损伤。实验证明低损耗的ZnSe晶体脊形波导,在中红外集成光学领域具有广泛的应用前景。利用25 MeV O离子辐照,再使用划片机精密切割制备出ZnS晶体脊形光波导。使用端面耦合系统结合热退火处理,研制出在4μm波长TE模式下传输损耗降低至0.4 d B/cm的ZnS脊形光波导。同时,还研究了使用1.2 Ge V Kr离子辐照结合飞秒激光烧蚀技术制备ZnS晶体脊形光波导。研制出在4μm波长TE模式下传输损耗为0.6 d B/cm的ZnS脊形光波导。实验证明低损耗的ZnS脊形光波导能够广泛应用于中红外集成光学领域。实验研究用15 MeV C离子辐照,再使用飞秒激光烧蚀制备BaF晶体脊形波导。端面耦合系统测量波导性能。采用了一系列的热退火处理,研制出在4μm波长TE模式下传输损耗为0.5 d B/cm的BaF晶体脊形光波导。共聚焦拉曼光谱表明,C离子辐照后BaF晶体的晶格结构基本没有变化。实验证明采用上述方法制备BaF晶体脊形波导,在中红外集成光学领域具有重要的应用前景。

关键词： 气凝胶   超黑材料   热电子效应   光-热-电转换  

摘要： 能够实现特定波段电磁波强烈吸收的材料(“超黑”材料),或具有特殊的本征电子结构,或具有特殊的亚波长微结构,在主动隐身、太阳能吸收、光热和光电转换领域具有广阔的应用前景。气凝胶作为一种具有多级、分形和亚波长结构的纳米多孔固体,其特殊的三维无序网络结构赋予其许多极限性质。超黑碳气凝胶具有最低0.19%的反射率,且其反射率与微结构尺寸密切相关。基于此现象课题组提出了电磁波-电子-微结构的间接相互作用假说,受限条件下电子间剧烈碰撞产生热电子是该假说中关键的环节。对气凝胶基强吸光材料中光生热电子能量转换途径的研究将加深微结构与电磁波相互作用的理解,并实现能量的有效利用,拓宽“超黑”材料的应用范围。在本论文中,首先,制备了碳气凝胶薄膜并对其本征光电效应进行了研究,并发现了其本征负温度-电阻系数(0.13-0.15%K)。薄膜电阻对光照的响应是其光热效应和温度敏感性质的综合结果,即经历光-热-电转换过程。由于碳气凝胶中小尺寸诱导热电子效应的存在,碳气凝胶薄膜的光热转换和电响应被随之放大且展宽至更长波长的电磁波范围,展现出对从紫外到微波波段(300 nm的紫外线到3 cm的微波)宽带电磁波的光-热-电响应。随后,利用碳气凝胶薄膜所展现出的热电子增强光-热-电响应,尝试将其应用于电阻型红外光探测柔性器件。为了实现图案化的器件制备,采用激光照射的方法实现了间苯二酚-甲醛气凝胶的碳化,发现更加便携、价格低廉的二极管蓝紫色激光器可达到与红外激光器类似的效果:能够实碳化和石墨化,同时能够实现表面导电层的多孔性和高吸光度。利用激光碳化易于图案化的优势,设计了一种类似回型纹(雷纹)的电阻型传感器图案。这种图案相比于传统的S型电阻型传感器,具有更良好的辐射热传感稳定性和更高的应变传感响应度,能够作为皮肤上可穿戴传感器进行手势的传感和呼吸的监测。课题组前期发现,碳材料的热传导较强,限制了其光热平衡温度。因此,本文还利用局域表面等离激元热电子弛豫导致高效光热转换和相对较低热导率的二维MXene纳米片作为光吸收材料,制备了表面经聚硅烷改性的MXene/细菌纤维素复合气凝胶。该气凝胶具有良好的光热转换、隔热以及力学性能。进一步地,受到阿拉斯加甲虫抗冻蛋白储能功能的启发,通过MXene基气凝胶与石蜡的结合得到同时能够进行协同光热转换和能量储存的复合相变薄膜,其在有/无光照的条件下具有理想的热量储存/释放行为,同时保持了较少的石蜡泄露情况。结合MXene基气凝胶的保温性能及其复合相变薄膜的储热能力,可以实现良好的热管理性能。气凝胶光吸收材料与有机相变材料的结合通过能量的传递、转换以及储存/释放过程的调控,展示了在热量管理领域一种新的应用途径。最后,除了对光生热电子弛豫后产生的光热转换应用,还对超黑碳气凝胶中热电子在弛豫前的光电转换应用进行了初步探究。分别通过外光电效应和内光电效应,对热电子在表面的发射和在界面处的转移所产生的光电流及其增益进行了观察。一方面,自行搭建了在大气环境中的外光电效应检测装置,将超黑碳气凝胶作为热电子阴极发射极,观察到其在激光照射下的光电流。另一方面,尝试将碳气凝胶作为单独一层添加在全无机钙钛矿太阳能电池结构中,置于钙钛矿吸光层和氧化钛电子传输层之间,利用光照下的热电子在界面处的转移实现光伏器件光电流的增益效果,进而提高其光电转化效率,实现对太阳能的更高效利用。尽管热电子光电流仍需进一步的实验和机理探讨研究,但这些初步结果显示了碳气凝胶的热电子效应在无源型太阳能光电转换中的潜在应用。总的来说,本论文以超黑碳气凝胶为主要研究对象,以其特殊微结构诱导的热电子效应为基础,对间接的热电子增益光-热-电响应和直接的光-电转换应用进行了探究;此外,利用热导率较低的MXene纳米材料进行光热转换,实现更高效的光热转换效率和热管理功能。作为特殊纳米结构组装而成的宏观材料体系,气凝胶基光吸收材料有望在光热转换和光电转换中发挥更大的作用,实现更高效的太阳能利用。