贝尔英才学院创新杯专项报道
添加时间:2020-11-24 文章来源:青年在线

新一代激光参数测量方法

起源于团队兴趣

兴趣是成功的一个重要环节。18年的诺贝尔物理学奖是颁给了啁啾脉冲这个领域,这也引发了18年迈入大学校园学生的浓厚兴趣。南京邮电大学贝尔英才学院的余鹏航、李凌霄等人从小就对激光物理领域有着浓厚的兴趣。刚入学的我们受到诺贝尔物理学奖的影响,就想了解下这种强激光场,正好贝尔英才学院从大一开始就为学生配备学习导师,我们便选择了主要研究激光与物质相互作用的田友伟老师,并得到老师的认可,加入了研究生小组,跟随老师的脚步一起研究超强激光场的各项特殊性质。项目成员李凌霄这样介绍到项目的起源。兴趣是科研的先导,有了兴趣,科研才有动力,基础才牢固。

              图一                             图二                

成功于不断探索

经过大量的文献阅读和仿真模拟,我们偶然发现在紧聚焦下,电子运动和辐射的对称性被打破,这是一种很少有人提及的现象。在项目进行过程中,项目成员常常泡在图书馆,自学相关课程,研读中英文参考文献。项目成员王逸秋同学为了搜寻论文所需数据,不断探索,改编原有程序,实现了400倍的加速运行。曾经需要多台计算机连轴多日运行的程序,如需只需一台笔记本、几个小时就可以实现。我曾经结合参考文献,研读程序中上千行的代码,却往往是搞懂了这一行,又忘了上一行的循环往复。我很多次想要放弃,呆在自己的舒适区中,但内心深处的理想总是督促我前进。王逸秋同学这样说道。

在不断地探索与反复的实验中,项目团队终于验证了之前的发现。期初,基于Lorentz方程和能量方程,团队建立了单电子加速模型,并通过一次又一次的MATLAB软件模拟,确定了线偏振下不同束腰半径的激光脉冲中单电子的运动轨迹,从而总结出了线偏振激光的束腰半径对高能电子的运动学规律和辐射特性的影响。此外,团队还探索出了圆偏振激光对高能电子的影响,最终编写程序,以可视化图像展示了研究成果。图三

攻坚于师生合作

项目团队在科研过程中也受到了许多挫折,每次困难的突破都离不开导师田友伟的帮助。

疫情期间,余鹏航同学身处受疫情影响最严重的湖北,查阅资料十分不便,对修改完善论文感到困难。导师田老师得知后,想方设法鼓励并帮助小组成员克服困难,通过线上交流讨论和悉心指导,帮助完成了论文修改及意见反馈,最终促成了论文的录用与发表。

在老师的鼓励下,我们开始撰写论文记录我们的研究成果,刚开始的时候,因我们只是一群才大二的学生,对论文的撰写没有很丰富的经验,不断摸着石头过河。田老师了解到情况后,专门找了一位有着丰富经验的学长,为项目成员讲解撰写论文的步骤和技巧。有了指导后,我们便明确了方向,虽然也遭到过数次拒稿,但最终努力有了回报。目前该项目小组已经以第一作者身份检索出版SCI论文2篇,拿到接收函SCI论文3篇,EI核心收录论文4篇,中文核心论文2篇,论文数还在继续增加中,已投出SCI杂志论文6篇,正在审稿。此外,在田老师的指导,项目团队还为实际科研提供了一种创新性的激光反探测的测量方法,申请了专利,目前已有2项专利在受理中。


从刚入校的懵懵懂懂,到现在已发表数篇论文,得力于学习导师田友伟老师的悉心指导和学校大学生创新训练项目。我们知道科研之路不会一帆风顺,但我们将激流勇进,不断前行!团队负责人余鹏航同学这样说道。在科学上没有平坦的大道,只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人,才有希望达到光辉的顶点。


智能分类垃圾桶

111日,《南京市生活垃圾管理条例》正式实施,南京垃圾分类进入实战阶段,在许多人员密集场采取了建设垃圾亭房或集中垃圾桶投放的模式,将各种垃圾主要分为可回收垃圾、厨余垃圾和其他垃圾。南京各地也纷纷开始落实垃圾分类。

但是对于不可随意丢弃的废弃口罩垃圾呢?

今年年初,新冠疫情突然在全国爆发,废弃口罩垃圾处理情况堪忧,南京市日均产生23吨的口罩垃圾。据南京日报显示,仅宁海路一条街道就需要额外120个废弃口罩专用垃圾桶,每天都要专人消毒消杀2-4图五

 “现在口罩的使用需求依然很大,现有的垃圾桶对口罩垃圾没办法自动消杀,只能派专人消毒消杀造成了极大的人力资源损耗。南京邮电大学贝尔英才学院以邹佳怡和聂明杰同学为首的学生团队在南京邮电大学郑景文老师的指导下针对智能设备缺失的情况,研发了可以利用安装红外传感设施和语音提示系统的互联网+智能垃圾桶帮助市民回收口罩并进行自动消杀,助力推广环境保护和疫情防控措施。

互联网+功能自动化,提高废弃口罩回收、消杀效率

 “本发明的目的在于保证目标人群在有自我保护措施的情况下,才可丢弃垃圾,且对于特定的,可能携带大量病菌的敏感垃圾进行消毒,避免病毒的滋生团队成员一边演示一边介绍到。


图六

该智能垃圾桶集成了窄带物联网技术(NB-IoT)、树莓派结合Python相关库人脸语音识别技术、近场感应(电感耦合)无线充电技术和数据采集终端技术,实现了对垃圾桶的智能化、物联化、自动化管理。具有两大全自动功能。首先当人们佩戴口罩时候且站到智能垃圾桶附近,才会打开垃圾桶。其次,产品附带语音功能提示使用,运用新型物联网技术智能判断垃圾存储量,自动将垃圾容量、使用频率、是否需要保洁人员倾倒处理等数据上传到云端。




校园生活智能化,打造环保安全社会效益

 “在校园日常生活中,垃圾桶虽然给我们很大的便利,也改善了我们的生活环境,但随之也有一些不好的现象。团队负责人邹佳怡介绍到,其中问题最严重的是垃圾入桶问题,尤其在疫情期间,废弃口罩的垃圾入桶问题需要引起更大的重视。目前,该款智能垃圾桶已在南京邮电大学部分宿舍楼投入使用,引起一众学生的好评,学校校园生活变得更加智能化。

图七                               图八

 “我觉得推广此款智能对社会也具有很大的意义。邹佳怡同学说道,一方面能降低对废弃口罩进行消杀的人力资源损耗,对于投入的口罩识别分析防止二次污染;另一方面也能提高人们的垃圾入桶的环保意识,同时提醒人们佩戴口罩,增强安全意识,助力政府推广环境保护和疫情防。


目前该智能垃圾桶项目已经获得了物联网应用与技术大赛的全国一等赛,并且已有相关论文录用和实用新型专利一项。也得到了江苏省政府的认可,给予了大学生创业补贴,该项目同学将于近期创立公司,不仅仅是为了推广这个垃圾桶,也是为了能更好的改善南京市的环境卫生,处理好口罩垃圾,进一步保护居民健康。

在项目中,团队成员齐心协力,分工明确,充分调研市场,创新智能设备。现在,在获得政府支持和投资的成果下,团队将在未来不断努力,砥砺前行。



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